JP2006001983A - ブロック共重合体組成物 - Google Patents

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Abstract


【課題】ブロック共重合体組成物は一般に粘着性が高く、金型との離型抵抗や成形品同士の離型抵抗が大きいため、外観の良好な成形品が得られなかったり、成形加工機に特別な工夫を要するとか或いは使用時に成形品同志の分離が困難になる等の問題を生じている。
【解決手段】ブロック共重合体中に存在しているブロック状ホモ重合体セグメントの割合が特定の範囲のブロック共重合体に、特定の範囲の融点を有する炭化水素ワックスを添加することにより、これらからなるブロック共重合体組成物のシートの耐ブロッキング性を向上させた。

Description

本発明は、ビニル芳香族炭化水素と共役ジエンとからなるブロック共重合体組成物に関する。
ブロック共重合体組成物はシート、フイルムなどの押出成形品並びにそれらを真空成形、圧空成形などの方法によって熱成形した成形品、射出成形品等各種成形品に成形加工して種々の用途に用いられるが、ブロック共重合体組成物は一般に粘着性が高く、金型との離型抵抗や成形品同士の離型抵抗が大きいため、外観の良好な成形品が得られなかったり、成形加工機に特別な工夫を要するとか或いは使用時に成形品同士の分離が困難になる等の問題を生じている。この様な問題点を改善するため、(1)無機微粒子(例えば炭酸カルシウム、シリカ)、(2)脂肪酸、(3)脂肪酸アミド、(4)脂肪酸エステル、(5)他の樹脂を添加することが一般に知られている。このような方法として、動・植物油の硬化油を添加する方法(例えば、特許文献1参照。)や、グリセリン脂肪酸エステル及び/又は炭素数が12〜22の脂肪酸を添加する方法(例えば、特許文献2、3参照。)、多孔性シリカゲルを添加する方法(例えば、特許文献4参照。)、モンタン酸ワックスと脂肪酸アミドを併用する方法(例えば、特許文献5参照。)が知られている。
しかしながら、これらの方法に開示されている方法においても耐ブロッキング性が不十分であったり、透明性や色調に劣る傾向がある。
特開昭49−66744号公報 特開昭50−80350号公報 特開昭50−155555号公報 特開昭52−130852号公報 特開昭54−30246号公報
発明の目的は、透明性、色調、耐ブロッキング性および耐衝撃性に優れ、ビニル芳香族炭化水素と共役ジエンとからなるブロック共重合体組成物を提供することである。
本発明者らは、ブロック共重合体中に存在しているブロック状ホモ重合体セグメントの割合が特定の範囲のブロック共重合体に、特定の範囲の融点を有する炭化水素ワックスを添加することにより上記課題が解決されることを見い出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は、単量体単位として35〜95質量%のビニル芳香族炭化水素および5〜65質量%の共役ジエンを含有するブロック共重合体であって、かつ該ブロック共重合体は、

[共重合体中にブロック状ホモ重合セグメントとして存在しているビニル芳香族炭化水素の量]/[共重合体中に含有されているビニル芳香族炭化水素の量]×100=98.1〜100質量%。

であるブロック共重合体100質量部と、融点が70〜120℃の炭化水素系ワックス0.01〜3質量部とからなるブロック共重合体組成物に関する。
本発明のブロック共重合体組成物は、優れた透明性、色調、耐ブロッキング性及び耐衝撃性を生かして各種成形品の成形素材として用いることができる。即ち、本発明のブロック共重合体組成物は、そのままで或いは着色して通常の熱可塑性樹脂と同様の加工手段によって、シート、フイルムなどの押出成形品並びにそれらを真空成形、圧空成形などの方法によって熱成形した成形品、具体的には食品容器包装類、ブリスター包装材、青果物、菓子類の包装フイルムなど広範な容器包装材分野に使用することができる。そのほか、射出成形、吹込成形方法などによる玩具、日用品、食品包装容器、雑貨、弱電部品の分野など、通常の汎用熱可塑性樹脂が用いられる用途に使用することができる。
本発明で使用するブロック共重合体は、該ブロック共重合体の全質量に基づいて、単量体単位として35〜95質量%のビニル芳香族炭化水素および5〜65質量%の共役ジエンからなる。
ブロック共重合体が単量体単位として95質量%を超えるビニル芳香族炭化水素および5質量%未満の共役ジエンからなる場合は、ブロック共重合体組成物の耐衝撃性が劣る傾向がある。一方、ブロック共重合体が単量体単位として35質量%未満のビニル芳香族炭化水素および65質量%を超える共役ジエンからなる場合は、ブロック共重合体組成物の成形加工性、剛性が劣る傾向がある。
ブロック共重合体が、単量体単位として45質量%以上85質量%以下のビニル芳香族炭化水素および15質量%以上55質量%以下の共役ジエンからなると、得られるブロック共重合体組成物は耐衝撃性および成形加工性、剛性が一層良好なものになり好ましく、単量体単位として50質量%以上80質量%以下のビニル芳香族炭化水素および20質量%以上50質量%以下の共役ジエンからなると、得られるブロック共重合体組成物の耐衝撃性および成形加工性、剛性はなお一層良好となり好ましい。
本発明で使用するブロック共重合体に用いられるビニル芳香族炭化水素としては、スチレン,o−メチルスチレン,p−メチルスチレン,p−tertブチルスチレン,1,3−ジメチルスチレン,α−メチルスチレン,ビニルナフタレン,ビニルアントラセン等で、特に一般的なものとしてはスチレンが挙げられる。これら1種のみならず2種以上の混合物として用いても良い。
また、共役ジエンとしては、炭素数が4ないし8の1対の共役二重結合を有するジオレフィンであり、例えば、1,3−ブタジエン,2−メチル−1,3−ブタジエン(イソプレン),2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン,1,3−ペンタジエン,1,3−ヘキサジエン等が挙げられるが、特に一般的なものとしては、1,3−ブタジエン,イソプレンが挙げられる。これら1種のみならず2種以上の混合物として用いても良い。
ブロック共重合体の製造に用いられる有機溶剤としてはブタン、ペンタン、ヘキサン、イソペンタン、ヘプタン、オクタン、イソオクタンなどの脂肪族炭化水素、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素あるいはベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレンなどの芳香族炭化水素など公知の有機溶剤が使用できる。
また、有機リチウム化合物は分子中に1個以上のリチウム原子が結合した化合物であり、例えばエチルリチウム、n−プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、t−ブチルリチウムなどが使用できる。
ブロック共重合体の製造において、少量の極性化合物を溶剤に溶解してもよい。極性化合物は開始剤の効率を改良するために使用され、例えばテトラヒドロフラン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル等のエーテル類、トリエチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン等のアミン類、チオエーテル類、ホスフィン類、ホスホルアミド類、アルキルペンゼンスルホン酸塩、カリウムやナトリウムのアルコキシド等が挙げられるが、好ましい極性化合物はテトラヒドロフランである。
ブロック共重合体を製造する際の重合温度は一般に−10℃ないし150℃、好ましくは40℃ないし120℃である。重合に要する時間は条件によって異なるが、通常は48時間以内であり、特に好適には0.5ないし10時間である。また、重合系の雰囲気は窒素ガスなどの不活性ガスをもって置換することが望ましい。重合圧力は、上記重合温度範囲でモノマー及び溶媒を液層に維持するのに十分な圧力の範囲で行なえばよく、特に限定されるものではない。さらに重合系内には開始剤及びリビングポリマーを不活性化させるような不純物、たとえば、水、酸素、炭酸ガスなどが混入しないように留意する必要がある。
重合終了後、水、アルコール、二酸化炭素、有機酸、無機酸等の物質を重合停止剤として用い、リビング活性末端はそれを不活性化せしめるのに充分な量を添加することにより不活性化される。この際、例えば重合停止剤として水やアルコール類を使用する場合は重合鎖末端に水素が、二酸化炭素を使用する場合はカルボキシル基が導入される。従って、重合停止剤を適当に選ぶことにより末端に種々の官能基を有するブロック共重合体を製造することもできる。
また、リビング活性末端はカップリング剤と反応させることもできる。ここでカップリング反応とは、リビング活性部位を片末端に持つポリマー鎖をたばね、かつ結合させることをいう。そしてカップリング剤は、リビング活性部位が攻撃しうる反応サイトを1分子当たり2個以上有し、リビング活性部位を片末端に持つポリマー鎖をたばねかつ結合させることの出来る化合物である。
カップリング剤としては、四塩化ケイ素や1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタン等のクロロシラン系化合物、テトラメトキシシランやテトラフェノキシシラン等のアルコキシシラン系化合物、四塩化スズ、ポリハロゲン化炭化水素、カルボン酸エステル、ポリビニル化合物、エポキシ化大豆油やエポキシ化亜麻仁油等のエポキシ化油脂などが挙げられる。
本発明で使用するブロック共重合体は、該ブロック共重合体中にブロック状ホモ重合体セグメントとして存在しているビニル芳香族炭化水素の割合が98.1〜100質量%、好ましくは99〜100質量%である。ブロック状ホモ重合体セグメントとして存在しているビニル芳香族炭化水素の割合が98.1質量%未満の場合には剛性、成形加工性が劣る傾向がある。ブロック共重合体中にブロック状ホモ重合体セグメントとして存在するビニル芳香族炭化水素は、四酸化オスミウムを触媒としてtert-ブチルハイドロパーオキサイドにより共重合体を酸化分解する方法(例えば、L.M.Kolthoff,et.al.,J.Polym.Sci.,1,429(1948)記載の方法)などにより定量することができる。従って、ブロック共重合体中にブロック状ホモ重合体セグメントとして存在しているビニル芳香族炭化水素の割合は、かかる方法などで定量されたブロック状ホモ重合体セグメントの量をブロック共重合体中に含有されている全ビニル芳香族炭化水素の量で除して把握することができる。
本発明で使用する炭化水素ワックスは、融点が65℃〜120℃であることが必須であり、68℃〜110℃の範囲にあることが好ましく、更に好ましくは70℃〜100℃のものである。融点が65℃未満では耐ブロッキング性に劣り、融点が120℃を越えると透明性が悪化する傾向がある。なお本発明でいう融点は、ASTM D−127により求めた値である。
かかる炭化水素ワックスとしては、例えば石油炭化水素ワックス、合成パラフィンワックス、合成オレフィンワックスなどがある。耐ブロッキング性、透明性の点から好ましい炭化水素ワックスは、石油炭化水素ワックスである。石油炭化水素ワックスはパラフィンワックス並びにマイクロクリスタリンワックスを含んでいる。透明性の点からより一層好ましいワックスはマイクロクリスタリンワックスと呼ばれるものであり、かかるワックスは、一般に少量の芳香族化合物を含み、分岐パラフィンとシクロパラフィンを主成分とする複合混合物である。とりわけ好適なマイクロクリスタリンワックスは、ASTM D−1321で測定した針入度が1〜35、好ましくは3〜30、更に好ましくは4〜15のものでありブリードしにくいという特長を有する。
炭化水素ワックスの添加量はブロック共重合体100質量部あたり0.01質量部以上3質量部以下、好ましくは0.05質量部以上2質量部以下、更に好ましくは0.1質量部以上1質量部以下である。添加量が0.01質量部未満の場合には耐ブロッキング性が劣り、3質量部を超えるとワックスがブリードしたり、透明性が劣る傾向がある。
炭化水素ワックスを配合する方法は、公知のあらゆる配合方法によって製造することができる。例えば、予めヘンシェルミキサー、リボンブレンダー、Vブレンダー、オープンロール、インテンシブミキサー、インターナルミキサー、コニーダー、二軸ローター付きの連続混練機、押出機などの一般的な混和機を用いた溶融混練方法、各成分を溶剤に溶解あるいは分散混合後溶剤を加熱除去する方法、炭化水素ワックス溶液を成形品表面に塗布後溶剤を除去する方法等が用いられる。
ブロック共重合体は、ビニル芳香族炭化水素を単量体とした分子量の異なる少なくとも2種の重合体ブロックを有し、しかもビニル芳香族炭化水素を単量体単位とする重合体ブロックの分子量分布(Mw/Mn)が2〜6の範囲にあるものが好ましい。該重合体ブロックの分子量分布がこの範囲にあると、透明性と耐衝撃性のバランスが優れさらにワックスがブリードしにくくなる。透明性と耐衝撃性、ブリード性の点からより好ましい重合体ブロックの分子量分布(Mw/Mn)の範囲をあげると2.5〜5、更に好ましくは2.8〜3.9である。
ブロック共重合体中のビニル芳香族炭化水素を単量体単位とする重合体ブロックを分取するには、Polymer,vol22,1721(1981)、Rubber Chemistry and Technology,vol.59,16(1986)或いはMacromolecules,vol.16,1925(1983)等に記載されるように、ブロック共重合体をオゾン分解した後に水素化リチウムアルミニウムで還元して生じるポリマー分として得る方法が採用される。
このようにして分取されたビニル芳香族炭化水素を単量体単位とする重合体ブロックのゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定条件としては、理論段数32000段以上のGPCカラムで測定する。
本発明で使用するブロック共重合体として以下に説明する成分Aと成分Bとからなるものを、あるいは成分Aまたは成分Bを単独使用することができる。成分Aが、(1)単量体単位として35〜95質量%のビニル芳香族炭化水素および5〜65質量%の共役ジエンからなり、(2)ビニル芳香族炭化水素を主体とする分子量の異なる複数のハードセグメントブロック部と共役ジエンを主体とするソフトセグメントブロック部から構成され、(3)分子量の異なる2組のハードセグメントブロック部をS1及びS2とし、S1及びS2の数平均分子量をそれぞれM1及びM2とするとき、M1が80000〜170000及びM2が14000〜20000の範囲で、かつその比M1/M2が4〜9の範囲にあり、S1及びS2の割合がS1/S2=7〜35/65〜93(モル比)の範囲にあり、(4)カップリング反応により製造されるブロック共重合体であるもの。
成分Bが、(1)単量体単位として35〜95質量%のビニル芳香族炭化水素および5〜65質量%の共役ジエンからなり、(2)ビニル芳香族炭化水素を主体とする分子量の異なる複数のハードセグメントブロック部と共役ジエンを主体とするソフトセグメントブロック部から構成され、(3)分子量の異なる2組のハードセグメントブロック部をS3及びS4とし、S3及びS4の数平均分子量をそれぞれM3及びM4とするとき、M3が80000〜150000及びM4が4000〜15000の範囲で、かつその比M3/M4が5〜21の範囲にあり、S3及びS4の割合がS3/S4=5〜30/70〜95(モル比)の範囲にあり、(4)カップリング反応により製造されるブロック共重合体であるもの。
成分Aは、ビニル芳香族炭化水素を主体とする分子量の異なる複数のハードセグメントブロック部と共役ジエンを主体とするソフトセグメントブロック部から構成される。
ここでビニル芳香族炭化水素を主体とするハードセグメントブロック部が、単量体単位として98.1〜100質量%のビニル芳香族炭化水素と0〜1.9質量%の共役ジエンからなるブロック部であると、最終的に得られるブロック共重合体組成物の剛性が良好になるため好ましく、単量体単位として99〜100質量%のビニル芳香族炭化水素と0〜1質量%の共役ジエンからなるブロック部であると更に好ましく、単量体単位としてビニル芳香族炭化水素のみからなるブロック部であるとより一層好ましい。
分子量の異なる複数のハードセグメントブロック部のうち、2組のブロック部をS1及びS2とし、そのS1及びS2の数平均分子量をそれぞれM1及びM2とするとき、M1が80000〜170000及びM2が14000〜20000の範囲で、かつその比M1/M2が4〜9の範囲にあり、S1及びS2の割合がS1/S2=7〜35/65〜93(モル比)の範囲にあることを特徴とする。
M1が80000未満であると、最終的に得られるブロック共重合体組成物の耐衝撃性が劣り、170000を越えると透明性が低下する傾向がある。M2が14000未満であると、最終的に得られるブロック共重合体組成物の透明性および耐衝撃性が劣り、20000を越えても耐衝撃性が低下する傾向がある。なお最終的に得られるブロック共重合体組成物の成形加工性、透明性、耐衝撃性のバランスの点から、特に好ましいM1及びM2の範囲としては、それぞれ100000〜150000、15000〜18000の範囲が挙げられる。
M1/M2の値が4未満の場合は、最終的に得られるブロック共重合体組成物の成形加工性および耐衝撃性が劣り、9を越える場合は透明性が劣る。最終的に得られるブロック共重合体組成物の成形加工性、透明性、耐衝撃性のバランスの点から、特に好ましいM1/M2の値は、5〜8の範囲である。
S1/S2が7/93より小さいとブロック共重合体組成物の耐衝撃性および透明性が劣り、S1/S2が35/65より大きいとブロック共重合体組成物の成形加工性が低下するとともにやはり耐衝撃性が低下する傾向がある。なおブロック共重合体の成形加工性、透明性、耐衝撃性のバランスの点から、特に好ましいS1及びS2の割合としてS1/S2=10〜30/70〜90(モル比)の範囲が挙げられる。
成分Aの分子量に特に制限は無いが、本発明のブロック共重合体組成物の成形加工性の点から好ましい分子量の範囲を例示すると、数平均分子量として60000〜160000、重量平均分子量として100000〜220000となる。更に好ましくは数平均分子量として80000〜140000、重量平均分子量として120000〜200000となる。また成分Aの分子量分布も特に制限は無いが、本発明のブロック共重合体組成物の成形加工性の点から好ましい分子量分布の範囲を例示すると、1.2〜1.8となり、更に好ましくは1.3〜1.6となる。
また、成分Aはカップリング反応により製造されるブロック共重合体である。成分Aは、炭化水素溶媒中において有機リチウム化合物を開始剤に用いた通常のリビングアニオン重合法により得られる。ここでビニル芳香族炭化水素と共役ジエンを単量体として使用し、炭化水素溶媒中、有機リチウム化合物を開始剤に用いてアニオン重合してリビング活性末端を生成させた後に、カップリング剤を添加してリビング活性末端とカップリング剤を反応させるというカップリング反応を経て合成される。即ちカップリング反応とは、リビング活性部位を片末端に持つポリマー鎖をたばね、かつ結合させることをいう。そしてカップリング剤は、リビング活性部位が攻撃しうる反応サイトを1分子当たり2個以上有し、リビング活性部位を片末端に持つポリマー鎖をたばねかつ結合させることの出来る化合物である。
ブロック共重合体に用いられるカップリング剤には、反応サイトを1分子当たり2点有する2官能性カップリング剤を用いてもよいし、反応サイトを1分子当たり3点以上有する多官能性カップリング剤を用いてもよい。また多官能性カップリング剤を1種単独で用いてもよいし、2種以上の多官能性カップリング剤を併用してもよく、さらに1種以上の2官能性カップリング剤と1種以上の多官能性カップリング剤の併用も可能である。好ましくは多官能性カップリング剤を1種単独で用いるのがよい。
なおカップリング反応を行う際、カップリング剤におけるリビング活性部位が攻撃しうる反応サイトは必ずしも完全に反応する必要はなく、一部は反応せずに残っていてもよい。さらに全てのリビング活性部位を片末端に持つポリマー鎖がカップリング剤の反応サイトと全てが反応している必要はなく、反応せずに残ったポリマー鎖が最終的に生成したブロック共重合体に残ってもよい。
多官能性カップリング剤を使用した場合には、使用したカップリング剤の反応サイトが完全に反応した際に見込まれる分岐数よりも、少ない分岐数を有するブロック共重合体や、リビング部位の片末端にカップリング剤のみが結合したポリマー鎖が最終的に生成したブロック共重合体に混在していても構わない。
2官能性カップリング剤を用いた時の成分Aでは、使用したカップリング剤の反応サイトが完全に反応したブロック共重合体、リビング活性部位にカップリング剤が置き換わって結合しただけのポリマー鎖、及びカップリング剤の反応サイトと反応せずに残ったポリマー鎖が混在したものとなる。多官能性カップリング剤を用いた時の成分Aでは、使用したカップリング剤の反応サイトが完全に反応した際に見込まれる分岐数に等しい分岐数を持つブロック共重合体、使用したカップリング剤の反応サイトが完全に反応した際に見込まれる分岐数よりも少ない分岐数を有するブロック共重合体、リビング活性部位にカップリング剤が置き換わって結合しただけのポリマー鎖、及びカップリング剤の反応サイトと反応せずに残ったポリマー鎖のいずれか2種以上が混在したものとなる。
ブロック共重合体に用いられるカップリング剤としては、例えば四塩化ケイ素や1,2−ビス(メチルジクロロシリル)エタン等のクロロシラン系化合物、テトラメトキシシランやテトラフェノキシシラン等のアルコキシシラン系化合物、四塩化スズ、ポリハロゲン化炭化水素、カルボン酸エステル、ポリビニル化合物、エポキシ化大豆油やエポキシ化亜麻仁油等のエポキシ化油脂などが挙げられる。
カップリング剤の中で、1分子当たり2個の反応サイトを有する2官能性カップリング剤としては例えばジメチルジクロロシランやジメチルジメトキシシラン等がある。一方1分子当たり3個以上の反応サイトを有する多官能性カップリング剤としては、例えばメチルトリクロロシラン、メチルトリメトキシシラン、テトラクロロシラン、テトラメトキシシランおよびテトラフェノキシシラン等がある。またエポキシ化油脂も、1分子当たり3個のエステル結合のカルボニル炭素があり、かつ長鎖アルキル基側には最低1個以上のエポキシ基を持つことから、多官能性カップリング剤となる。
本発明で用いられるカップリング剤は好ましくはエポキシ化油脂で代表される多官能性カップリング剤である。エポキシ化油脂にはエポキシ化大豆油やエポキシ化アマニ油等があるが、なかでもエポキシ化大豆油が特に好ましい。
エポキシ化大豆油やエポキシ化アマニ油のようなエポキシ化油脂は、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸のような不飽和酸を含む長鎖カルボン酸混合物のグリセリンエステルをエポキシ化した化合物である。これらを多官能性カップリング剤として用いた場合、反応サイトが完全に反応した時に見込まれるブロック共重合体の分岐数は、リノレン酸残基1個にはエポキシ基3個およびカルボニル基1個が、オレイン酸残基1個にはエポキシ基1個およびカルボニル基1個が、リノール酸残基1個にはエポキシ基2個およびカルボニル基1個が存在するので、それぞれの構造に由来して分岐数5、3及び4のブロック共重合体が生成しうる。即ち反応サイトが完全に反応した時に分岐数3〜5のブロック共重合体が得られ、つまりブロック共重合体の分岐数は最大5となる。
成分Bは、(1)単量体単位として35〜95質量%のビニル芳香族炭化水素および5〜65質量%の共役ジエンからなり、(2)ビニル芳香族炭化水素を主体とする分子量の異なる複数のハードセグメントブロック部と共役ジエンを主体とするソフトセグメントブロック部から構成され、(4)カップリング反応により製造されるブロック共重合体であるという点は、成分Aと同じであり、これらの点において成分Aの要件が成分Bについても当てはまる。
成分Bは、(3)分子量の異なる2組のハードセグメントブロック部をS3及びS4とし、S3及びS4の数平均分子量をそれぞれM3及びM4とするとき、M3が80000〜150000及びM4が4000〜15000の範囲で、かつその比M3/M4が5〜21の範囲にあり、S3及びS4の割合がS3/S4=5〜30/70〜95(モル比)の範囲にあるという点において成分Aと異なる。
M3が80000未満であると最終的に得られるブロック共重合体組成物の耐衝撃性が劣り、M3が150000を越えても最終的に得られるブロック共重合体組成物の耐衝撃性が劣る上に透明性も低下する傾向がある。M4が4000未満であると、最終的に得られるブロック共重合体組成物の透明性が劣ると同時に流動性が高くなりすぎて成形加工性も不良となる一方、15000を越えても最終的に得られるブロック共重合体組成物の耐衝撃性が低下する傾向がある。なお最終的に得られるブロック共重合体組成物の成形加工性、透明性、耐衝撃性のバランスの点から、特に好ましいM3及びM4の範囲は、それぞれ90000〜140000、5000〜12000である。
M3/M4が5未満の場合は、最終的に得られるブロック共重合体組成物の耐衝撃性が劣り、M3/M4が21を越える場合は最終的に得られるブロック共重合体組成物の透明性が劣る傾向がある。最終的に得られるブロック共重合体組成物の成形加工性、透明性、耐衝撃性のバランスの点から、特に好ましいM3/M4の範囲は、12〜19である。
S3/S4が5/95より小さいとブロック共重合体組成物の耐衝撃性および透明性が劣り、S3/S4が30/70より大きいとブロック共重合体組成物の成形加工性が低下するとともにやはり耐衝撃性が低下する傾向がある。なおブロック共重合体の成形加工性、透明性、耐衝撃性のバランスの点から、特に好ましいS3及びS4の割合としてS3/S4=10〜25/75〜90(モル比)の範囲が挙げられる。
成分Bの分子量は特に制限は無いが、本発明のブロック共重合体組成物の成形加工性の点から好ましい分子量の範囲を例示すると、数平均分子量として60000〜110000、重量平均分子量として100000〜170000となる。更に好ましくは数平均分子量として80000〜90000、重量平均分子量として120000〜150000となる。また成分Bの分子量分布も特に制限は無いが、成形加工性の点から好ましい分子量分布の範囲を例示すると、1.3〜2.0となり、更に好ましくは1.4〜1.8である。
成分A及び成分Bを含有するブロック共重合体の分子量に特に制限は無いが、成形加工性の点から好ましい分子量の範囲を例示すると、数平均分子量として60000〜140000、重量平均分子量として110000〜200000となる。更に好ましくは数平均分子量として80000〜110000、重量平均分子量として120000〜180000となる。また分子量分布も特に制限は無いが、成形加工性の点から好ましい分子量分布の範囲を例示すると、1.4〜2.0となり、更に好ましくは1.4〜1.8である。
分子量の異なる複数のハードセグメントブロック部を有するブロック共重合体を得るには、初めに有機溶剤中開始剤を用いてビニル芳香族炭化水素をアニオン重合した後、これに続いてさらに重合系へ開始剤およびビニル芳香族炭化水素を逐次添加して、分子量の異なる複数のビニル芳香族炭化水素を単量体単位とする重合体ブロックを形成させ、次いで共役ジエンを添加し、最後にカップリング工程を経るという方法がある。
有機溶剤としてはブタン、ペンタン、ヘキサン、イソペンタン、ヘプタン、オクタン、イソオクタンなどの脂肪族炭化水素、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサンなどの脂環式炭化水素あるいはベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレンなどの芳香族炭化水素など公知の有機溶剤が使用できる。
また、有機リチウム化合物は分子中に1個以上のリチウム原子が結合した化合物であり、例えばエチルリチウム、n−プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、t−ブチルリチウムなどが使用できる。
成分A及び成分Bの製造においては、少量の極性化合物を溶剤に溶解してもよい。極性化合物は開始剤の効率を改良するために使用される。成分A及び成分Bの製造に用いられる極性化合物としては、テトラヒドロフラン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル等のエーテル類、トリエチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン等のアミン類、チオエーテル類、ホスフィン類、ホスホルアミド類、アルキルペンゼンスルホン酸塩、カリウムやナトリウムのアルコキシド等が挙げられるが、好ましい極性化合物はテトラヒドロフランである。
成分A及び成分Bを製造する際の重合温度は一般に−10℃ないし150℃、好ましくは40℃ないし120℃である。重合に要する時間は条件によって異なるが、通常は48時間以内であり、特に好適には0.5ないし10時間である。また、重合系の雰囲気は窒素ガスなどの不活性ガスをもって置換することが望ましい。重合圧力は、上記重合温度範囲でモノマー及び溶媒を液層に維持するのに十分な圧力の範囲で行なえばよく、特に限定されるものではない。さらに重合系内には開始剤及びリビングポリマーを不活性化させるような不純物、たとえば、水、酸素、炭酸ガスなどが混入しないように留意する必要がある。
重合及びカップリング反応終了後、カップリング反応に関係していない活性ブロック共重合体は、水、アルコール、二酸化炭素、有機酸及び無機酸等の物質を重合停止剤として用い、活性末端を不活性化せしめるのに充分な量を添加することにより不活性化される。その際、例えば重合停止剤として水やアルコール類を使用する場合は重合鎖末端に水素が、二酸化炭素を使用する場合はカルボキシル基が導入される。従って、重合停止剤を適当に選ぶことにより末端に種々の官能基を有するブロック共重合体を製造することもできる。
ところでカップリング剤の添加量は任意の有効量でよいが、好ましくはリビング活性末端に対してカップリング剤の反応サイトが化学量論量以上で存在するように設定する。具体的には、カップリング工程前の重合液中に存在するリビング活性末端のモル数に対して1〜2当量の反応サイトが存在するようにカップリング剤の添加量を設定するのが好ましい。これには例えば、開始剤である有機リチウム化合物の仕込量から反応系に存在するリチウム原子のモル数を算出できるので、このモル数をリビング活性末端のモル数と見なすことにより、所望の当量数の反応サイトが反応系に存在するようにカップリング剤の添加量を決めることが出来る。なおここで当量とは、 反応系に添加したカップリング剤の反応サイト数をリビング活性末端数の倍数として表したものである。
ブロック共重合体組成物には、必要に応じてさらに各種の添加剤を配合することができる。ブロック共重合体組成物が各種の加熱処理を受ける場合や、その成形品などが酸化性雰囲気や紫外線などの照射下にて使用され物性が劣化することに対処するため、また使用目的に適した物性をさらに付与するため、たとえば安定剤、滑剤、加工助剤、ブロッキング防止剤、帯電防止剤、防曇剤、耐候性向上剤、軟化剤、可塑剤、顔料などの添加剤を添加できる。
安定剤としては、例えば2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−tert−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−tert−ペンチルフェニルアクリレート、2−tert−ブチル−6−(3−tert−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレートや、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノールなどのフェノール系酸化防止剤、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルフォスファイト、トリスノニルフェニルフォスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトール−ジ−フォスファイトなどのリン系酸化防止剤などが挙げられる。
また、滑剤、加工助剤、ブロッキング防止剤、帯電防止剤、防曇剤としては、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸などの飽和脂肪酸、パルミチン酸オクチル、ステアリン酸オクチルなどの脂肪酸エステルやペンタエリスリトール脂肪酸エステル、さらにエルカ酸アマイド、オレイン酸アマイド、ステアリン酸アマイドなどの脂肪酸アマイドや、エチレンビスステアリン酸アマイド、またグリセリン−モノ−脂肪酸エステル、グリセリン−ジ−脂肪酸エステル、その他にソルビタン−モノ−パルミチン酸エステル、ソルビタン−モノ−ステアリン酸エステルなどのソルビタン脂肪酸エステル、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコールなどに代表される高級アルコールなどが挙げられる。
さらに耐候性向上剤としては2−(2’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール系や2,4−ジ−tert−ブチルフェニル−3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシベンゾエートなどのサリシレート系、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系紫外線吸収剤、また、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレートなどのヒンダードアミン型耐候性向上剤が例として挙げられる。さらにホワイトオイルや、シリコーンオイルなども加えることができる。
これらの添加剤はブロック共重合体組成物中、0〜5質量%の範囲で使用することが望ましい。
この様にして得たブロック共重合体組成物は、公知の任意の成形加工方法、例えば押出成形,射出成形,中空成形などによってシート,発泡体,フイルム,各種形状の射出成形品,中空成形品,圧空成形品,真空成形品,2軸延伸成形品等極めて多種多様にわたる実用上有用な製品に容易に成形加工出来る。
特に好ましいのは、シートやフイルム用途である。
本発明のブロック共重合体組成物は、必要に応じて各種熱可塑性樹脂と配合して熱可塑性樹脂組成物とすることができる。
使用できる熱可塑性樹脂の例としては、ポリスチレン系重合体、ポリフェニレンエーテル系重合体などであり、とりわけポリスチレン系重合体であるポリスチレン樹脂、スチレン−ブチルアクリレート共重合体、スチレン−メチルメタアクリレート共重合体が好適に使用できる。
本発明のブロック共重合体組成物と熱可塑性樹脂との配合比は、その得ようとする目標物性によって任意に変更できる。
以下に本発明を、実施例を用いて説明する。なお本発明の内容をこれらの実施例に限定するものではない。ところで実施例、比較例、参考例において示すデータは、下記方法に従って測定した。
全光線透過率および曇価はJIS−K7105、デュポン衝撃強度はASTM−D2794に準拠し、厚さ0.6mmの成形シートを用いて測定した。引張弾性率はJIS−K7113に準拠し、厚さ0.6mmの成形シートの押出方向および押出方向に垂直な方向について測定した。
ブロック共重合体組成物中のポリブタジエンゴム成分量(PBd量)は、二重結合に塩化ヨウ素を付加して測定するハロゲン付加法により求めた。
高温下における流動性(MFR)はJIS K−7210に準拠し測定した。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定条件は、下記の測定条件1および測定条件2によった。
[測定条件1]
溶媒(移動相):THF
流速:1.0ml/min
設定温度:40℃
カラム構成:東ソー社製TSKguardcolumn MP(XL)6.0mmID×4.0cm1本、
および東ソー社製TSK−GEL MULTIPOREHXL−M
7.8mmID×30.0cm(理論段数16000段) 2本、計3本
(全体として理論段数32000段)、
サンプル注入量:100μL(試料液濃度1mg/ml)
送液圧力:39kg/cm
検出器:RI検出器
[測定条件2]
溶媒(移動相):THF
流速:0.2ml/min
設定温度:40℃
カラム構成:昭和電工製KF−G4.6mmID×10cm 1本、および昭和電工製
KF−404HQ4.6mmID×25cm(理論段数25000段)4本、
計5本(全体として理論段数100000段))
サンプル注入量:10μL(試料液濃度2mg/ml)
送液圧力:127kg/cm
検出器:RI検出器
ブロック共重合体中にブロック状ホモ重合セグメントとして存在しているビニル芳香族炭化水素の量は、L.M.Kolthoff,et.al.,J.Polym.Sci.,1,429(1948)に記載されているオスミウム酸分解法に従い、ブロック共重合体を触媒量のオスミウム酸を用いtert-ブチルハイドロパーオキサイドで酸化分解した後に、大量のメタノール中に注ぐことでビニル芳香族炭化水素重合体を析出させ、これを真空乾燥することによりビニル芳香族炭化水素重合体固形分の質量を測定することで得た。
また、ビニル芳香族炭化水素を単量体単位とする重合体ブロックのポリスチレン換算の分子量分布はブロック共重合体をオゾン分解した後に水素化リチウムアルミニウムで還元することで得られるポリマー分をGPC法により、測定条件1で測定することにより求めた。
ブロッキング性の評価は、紙管に巻いたシートを1週間後に手で剥離することで評価した。
[参考例1]
まず、成分Aを以下のようにして得た。
内容積3Lのジャケット・撹拌機付きステンレス製重合槽を、シクロヘキサンで洗浄し窒素置換後、窒素ガス雰囲気下において、テトラヒドロフラン150ppmを含む、水分含量6ppm以下に脱水したシクロヘキサン1233gを重合槽に仕込み、次に水分含量5ppm以下に脱水したスチレン129gを加えた。内温50℃に昇温後、n−ブチルリチウム10質量%のシクロヘキサン溶液を1.5ml添加し最高温度が120℃を超えない範囲で20分間重合させた(1段目重合)。
次に、内温50℃一定の条件下で、n−ブチルリチウム10質量%のシクロヘキサン溶液を7.8ml、続いて水分含量5ppm以下に脱水したスチレンを171g添加し、最高温度が120℃を超えない範囲で20分間重合させた(2段目重合)。
2段目重合完結後サンプリングを行ない、サンプリングした重合液をトルエンで希釈し、この溶液を大量のメタノール中に注ぐことでポリマー分を析出させ、これを真空乾燥することにより得た固形分のGPC測定を測定条件1で行ったところ、該サンプリング物中には2種のポリスチレン鎖が存在し、それぞれの数平均分子量を高い順にM1、M2としたとき、M1=103000、M2=15700であった。
さらに、内温80℃に昇温後、モレキュラーシーブを通過させて脱水したブタジエンを111g添加し、最高温度が120℃を超えない範囲で20分間重合させた(3段目重合)。
逐次重合完了後に内温80℃一定条件下で、エポキシ化大豆油Vikoflex7170(ATOFINA CHEMICALS社)1.4g(1.4当量に相当)をシクロヘキサン10ml中に溶解させた溶液を添加し、30分間カップリング反応を行った(カップリング工程)。
ここでエポキシ化大豆油Vikoflex7170の添加量の決定方法を説明する。Vikoflex7170は分子量1000、オキシラン酸素含量7.1%であることから、1モル当たり4.4モルのエポキシ基を有する。一方でVikoflex7170は1モル当たり3モルのカルボニル基を持つことから、Vikoflex7170は1モル当たり10.4モルのカップリング反応サイトを有することになる。ところで1段目重合及び2段目重合において添加したn−ブチルリチウム量から、反応系に存在するリチウム原子は0.0107モルと算出される。よってリチウム活性末端の1.4当量分のVikoflex7170の質量は、
0.0107(モル)×1.4(当量)×1000/10.4=1.4g
と計算される。
最後に全ての重合活性末端をメタノールにより失活させて、成分Aの重合液(ポリマー濃度25質量%)を得た。
なおメタノール失活後にサンプリングを行ない、サンプリングした重合液をトルエンで希釈し、この溶液を大量のメタノール中に注ぐことでポリマー分を析出させ、これを真空乾燥することにより成分Aの固形分を得た。
次に成分Bを以下のようにして得た。
内容積3Lのジャケット・撹拌機付きステンレス製重合槽を、シクロヘキサンで洗浄し窒素置換後、窒素ガス雰囲気下において、テトラヒドロフラン150ppmを含む、水分含量6ppm以下に脱水したシクロヘキサン1222gを重合槽に仕込み、次に水分含量5ppm以下に脱水したスチレン189gを加えた。内温50℃に昇温後、n−ブチルリチウム10質量%のシクロヘキサン溶液を1.5ml添加し最高温度が120℃を超えない範囲で20分間重合させた(1段目重合)。
次に、内温50℃一定の条件下で、n−ブチルリチウム10質量%のシクロヘキサン溶液を10.0ml、続いて水分含量5ppm以下に脱水したスチレンを76g添加し、最高温度が120℃を超えない範囲で20分間重合させた(2段目重合)。
2段目重合完結後サンプリングを行ない、サンプリングした重合液をトルエンで希釈し、この溶液を大量のメタノール中に注ぐことでポリマー分を析出させ、これを真空乾燥することにより得た固形分のGPC測定を測定条件1で行ったところ、該サンプリング物中には2種のポリスチレン鎖が存在し、それぞれの数平均分子量を高い順にM3、M4としたとき、M3=91100、M4=6000であった。
さらに、内温80℃に昇温後、モレキュラーシーブを通過させて脱水したブタジエンを143g添加し、最高温度が120℃を超えない範囲で20分間重合させた(3段目重合)。
逐次重合完了後に内温80℃一定条件下で、エポキシ化大豆油Vikoflex7170(ATOFINA CHEMICALS社)1.5g(1.1当量に相当)をシクロヘキサン10ml中に溶解させた溶液を添加し、30分間カップリング反応を行った(カップリング工程)。
最後に全ての重合活性末端をメタノールにより失活させて、成分Bの重合液(ポリマー濃度25質量%)を得た。
なおメタノール失活後にサンプリングを行ない、サンプリングした重合液をトルエンで希釈し、この溶液を大量のメタノール中に注ぐことでポリマー分を析出させ、これを真空乾燥することにより成分Bの固形分を得た。
続いて、成分A及び成分Bの重合液をそれぞれ1300gずつ、等量計量して、両者をよく混合した。この混合重合液をシクロヘキサンで希釈し、この溶液を大量のメタノール中に注ぐことでポリマー分を析出させ、これを真空乾燥することにより粉末状のポリマーを得た。この粉末状ポリマーをオゾン分解した後に水素化リチウムアルミニウムで還元することで得られるポリマー分をGPC法により、測定条件1で測定し分子量分布(Mw/Mn)求めたところ、3.7であった。
[共重合体中にブロック状ホモ重合セグメントとして存在しているビニル芳香族炭化水素の量]/[共重合体中に含有されているビニル芳香族炭化水素の量]×100の値は以下の方法でもとめた。
まず、オスミウム酸を用いtert-ブチルハイドロパーオキサイドで粉末状ポリマーを酸化分解した後に、大量のメタノール中に注ぐことで分解したポリスチレンを析出させ、これを真空乾燥することによりポリスチレン固形分の質量を測定し、粉末状ポリマー中のポリスチレン固形分の割合を算出する。そして、全モノマー中のスチレンの割合を仕込み値から算出する。続いて、ポリスチレン固形分の割合の値を全モノマー中のスチレンの割合の値で除することにより、[共重合体中にブロック状ホモ重合セグメントとして存在しているビニル芳香族炭化水素の量]/[共重合体中に含有されているビニル芳香族炭化水素の量]の値は0.991であり、[共重合体中にブロック状ホモ重合セグメントとして存在しているビニル芳香族炭化水素の量]/[共重合体中に含有されているビニル芳香族炭化水素の量]×100の値は99.1質量%であった。
次に、この粉末状のポリマー100質量部に対して安定剤として2,4-ビス[(オクチルチオ)メチル]−o−クレゾールを0.2質量部の割合で添加した後、粉末状ポリマーを20mm単軸押出機に供給して210℃でダイスから溶融ストランドを引き出し、水冷後カッターにて切断してペレット状の樹脂を得た。重合条件や分析値は表1〜表7に示す。
[実施例1〜3、13〜15、25〜27、37〜39、比較例1、5〜7、11〜13]
このペレット状のポリマー100質量部に対して表11に示した種々のワックス、添加剤類を表12〜表17に示した配合処方に従って配合した後、25mmφの押出し機にて溶融混練して、200mm幅Tダイよりシート状に押出し(ダイ温度230℃)次に冷却ロール(ロール温度50℃)にて冷却して、厚さ0.6mmの成形シートを直径75mmの紙管に巻きつけた。エアギャップは50mmとし、引き取り速度は1.0m/minとした。物性評価結果、ブロッキング性評価結果を表12〜表17に示す。
[参考例2〜3]
参考例2〜3は、表1、表4、表7に示す容積の重合槽と原料の仕込み量を用いた以外は、実施例1と同様にして、成分Aおよび成分Bを合成し、これらを混合してペレット状の樹脂を得た。各種分析値を表2〜3、表5〜7に示す。
なお、GPCの測定は成分Aおよび成分Bの2段目重合完結後の測定を測定条件1で、3段目重合完結後の測定を測定条件2で、ブロック共重合体組成物測定を測定条件2で、ブロック共重合体組成物をオゾン分解した後に水素化リチウムアルミニウムで還元することで得られるポリマー分の測定を測定条件1で行なった。
[実施例4〜9、16〜21、28〜33、40〜45、比較例2〜3、8〜9、14〜15]
この参考例2、参考例3を用いた評価は、表12〜表17に示した配合処方以外は参考例1と同様におこなった。その配合処方と評価結果は表12〜表17に示す。
[参考例4]
内容積10Lのジャケット・撹拌機付きステンレス製重合槽を、シクロヘキサンで洗浄し窒素置換後、窒素ガス雰囲気下において、テトラヒドロフラン150ppmを含む、水分含量7ppm以下に脱水したシクロヘキサン4200gを重合槽に仕込み、次に水分含量7ppm以下に脱水したスチレン377gを加えた。内温50℃に昇温後、n−ブチルリチウム10質量%のシクロヘキサン溶液を4.2ml添加し最高温度が120℃を超えない範囲で20分間重合させた(1段目重合)。
次に、内温50℃一定の条件下で、n−ブチルリチウム10質量%のシクロヘキサン溶液を4.7ml、続いて水分含量7ppm以下に脱水したスチレンを80g添加し、最高温度が120℃を超えない範囲で20分間重合させた(2段目重合)。
その後、内温50℃一定の条件下で、n−ブチルリチウム10質量%のシクロヘキサン溶液を7.8ml、続いて水分含量7ppm以下に脱水したスチレン142gを添加し、最高温度が120℃を超えない範囲で15分間重合させた(3段目重合)。
3段目重合完結後サンプリングを行ない、サンプリングした重合液をトルエンで希釈し、この溶液を大量のメタノール中に注ぐことでポリマー分を析出させ、これを真空乾燥することにより得た固形分のGPC測定を測定条件1で行ったところ、該サンプリング物中には3種のポリスチレン鎖が存在し、それぞれ数平均分子量の高い順に128000、22000、9000であった。
さらに、内温80℃に昇温後、モレキュラーシーブを通過させて脱水したブタジエンを310g添加し最高温度が120℃を超えない範囲で20分間重合させた(4段目重合)。
その後、内温80℃一定の条件下で、水分含量7ppm以下に脱水したスチレン142gを添加し、最高温度が120℃を超えない範囲で15分間重合させた(5段目重合)。
最後に全ての重合活性末端をメタノールにより失活させた。安定剤として2,4-ビス[(オクチルチオ)メチル]−o−クレゾールをポリマー100質量部に対し0.2質量%の割合で添加してから重合液をシクロヘキサンで希釈し、この溶液を大量のメタノール中に注ぐことでポリマー分を析出させ、これを真空乾燥することにより粉末状のポリマーを得た。
この粉末状ポリマーをオゾン分解した後に水素化リチウムアルミニウムで還元することで得られるポリマー分をGPC法により、測定条件1で測定し分子量分布(Mw/Mn)求めたところ、3.6であった。また、該サンプリング物中には3種のポリスチレン鎖が存在し、それぞれ数平均分子量の高い順に128000、22000、9000であった。
また、[共重合体中にブロック状ホモ重合セグメントとして存在しているビニル芳香族炭化水素の量]/[共重合体中に含有されているビニル芳香族炭化水素の量]×100の値は前掲の方法でもとめた。その結果、 [共重合体中にブロック状ホモ重合セグメントとして存在しているビニル芳香族炭化水素の量]/[共重合体中に含有されているビニル芳香族炭化水素の量]×100の値は99.1質量%であった。参考例4の重合条件や分析値は表8〜表10に示す。
[実施例10〜12、22〜24、34〜36、46〜48、比較例4、10、16]
この参考例4を用いた評価は表12〜表17に示した配合処方以外は参考例1と同様におこなった。その配合処方と評価結果は表12〜表17に示す。
[参考例5]
内容積10Lのジャケット・撹拌機付きステンレス製重合槽を、シクロヘキサンで洗浄し窒素置換後、窒素ガス雰囲気下において、テトラヒドロフラン150ppmを含む、水分含量7ppm以下に脱水したシクロヘキサン3951gを重合槽に仕込み、次に水分含量7ppm以下に脱水したスチレン246gを加えた。内温50℃に昇温後、n−ブチルリチウム10質量%のシクロヘキサン溶液を27.3ml添加し最高温度が120℃を超えない範囲で20分間重合させた(1段目重合)。
次に、水分含量5ppm以下に脱水したスチレンを891g、モレキュラーシーブを通過させて脱水したBd396gを一括添加し、昇温速度が2℃/分を超えない範囲で昇温し最高温度が120℃を超えない範囲で重合させた後、80℃で20分間保持し重合を完結させた(2段目重合)。
2段目重合完結後サンプリングを行ない、サンプリングした重合液をトルエンで希釈し、この溶液を大量のメタノール中に注ぐことでポリマー分を析出させ、これを真空乾燥することにより得た固形分のGPC測定を測定条件1で行ったところ、該サンプリング物中のポリマー鎖の数平均分子量は76583であった。
逐次重合完了後に内温80℃一定条件下で、エポキシ化大豆油Vikoflex7170(ATOFINA CHEMICALS社)1.6g(1.1当量に相当)をシクロヘキサン10ml中に溶解させた溶液を添加し、30分間カップリング反応を行った(カップリング工程)。
最後に全ての重合活性末端をメタノールにより失活させて、重合液(ポリマー濃度28質量%)を得た。
なおメタノール失活後にサンプリングを行ない、サンプリングした重合液をトルエンで希釈し、この溶液を大量のメタノール中に注ぐことでポリマー分を析出させ、これを真空乾燥することにより粉末状ポリマーを得た。
この粉末状ポリマーをオゾン分解した後に水素化リチウムアルミニウムで還元することで得られるポリマー分をGPC法により、測定条件1で測定し分子量分布(Mw/Mn)求めたところ、1.8であった。
また、[共重合体中にブロック状ホモ重合セグメントとして存在しているビニル芳香族炭化水素の量]/[共重合体中に含有されているビニル芳香族炭化水素の量]×100の値は前掲の方法でもとめた。その結果、 [共重合体中にブロック状ホモ重合セグメントとして存在しているビニル芳香族炭化水素の量]/[共重合体中に含有されているビニル芳香族炭化水素の量]×100の値は76.5質量%であった。
次に、この粉末状のポリマー100質量部に対して安定剤として2,4-ビス[(オクチルチオ)メチル]−o−クレゾールを0.2質量部の割合で添加した後、粉末状ポリマーを20mm単軸押出機に供給して210℃でダイスから溶融ストランドを引き出し、水冷後カッターにて切断してペレット状の樹脂を得た。参考例5の重合条件や分析値は表18〜表19に示す。
[比較例17〜20]
この参考例5を用いた評価は表20に示した配合処方以外は参考例1と同様におこなった。その配合処方と評価結果は表20に示す。
[参考例6]
内容積10Lのジャケット・撹拌機付きステンレス製重合槽を、シクロヘキサンで洗浄し窒素置換後、窒素ガス雰囲気下において、テトラヒドロフラン150ppmを含む、水分含量7ppm以下に脱水したシクロヘキサン3956gを重合槽に仕込み、次に水分含量7ppm以下に脱水したスチレン252gを加えた。内温50℃に昇温後、n−ブチルリチウム10質量%のシクロヘキサン溶液を11.5ml添加し最高温度が120℃を超えない範囲で20分間重合させた(1段目重合)。
次に、水分含量5ppm以下に脱水したスチレンを914g、モレキュラーシーブを通過させて脱水したBd368gを一括添加し、昇温速度が2℃/分を超えない範囲で昇温し最高温度が120℃を超えない範囲で重合させた後、80℃で20分間保持し重合を完結させた(2段目重合)。
2段目重合完結後サンプリングを行ない、サンプリングした重合液をトルエンで希釈し、この溶液を大量のメタノール中に注ぐことでポリマー分を析出させ、これを真空乾燥することにより得た固形分のGPC測定を測定条件1で行ったところ、該サンプリング物中のポリマー鎖の数平均分子量は156324であった。
最後に全ての重合活性末端をメタノールにより失活させて、重合液(ポリマー濃度28質量%)を得た。
なおメタノール失活後にサンプリングを行ない、サンプリングした重合液をトルエンで希釈し、この溶液を大量のメタノール中に注ぐことでポリマー分を析出させ、これを真空乾燥することにより粉末状ポリマーを得た。
この粉末状ポリマーをオゾン分解した後に水素化リチウムアルミニウムで還元することで得られるポリマー分をGPC法により、測定条件1で測定し分子量分布(Mw/Mn)求めたところ、1.4であった。
また、[共重合体中にブロック状ホモ重合セグメントとして存在しているビニル芳香族炭化水素の量]/[共重合体中に含有されているビニル芳香族炭化水素の量]×100の値は前掲の方法でもとめた。その結果、 [共重合体中にブロック状ホモ重合セグメントとして存在しているビニル芳香族炭化水素の量]/[共重合体中に含有されているビニル芳香族炭化水素の量]×100の値は68.5質量%であった。
次に、この粉末状のポリマー100質量部に対して安定剤として2,4-ビス[(オクチルチオ)メチル]−o−クレゾールを0.2質量部の割合で添加した後、粉末状ポリマーを20mm単軸押出機に供給して210℃でダイスから溶融ストランドを引き出し、水冷後カッターにて切断してペレット状の樹脂を得た。参考例6の重合条件や分析値は表18〜表19に示す。
[比較例21〜22]
この参考例6を用いた評価は表20に示した配合処方以外は参考例1と同様におこなった。その配合処方と評価結果は表20に示す。
Figure 2006001983
表1:成分Aの仕込み値
Figure 2006001983
表2:成分Aにおける2段目重合までに生成したポリマー分の分析値
Figure 2006001983
表3:成分Aの分析値
Figure 2006001983
表4:成分Bの仕込み値
Figure 2006001983
表5:成分Bにおける2段目重合までに生成したポリマー分の分析値
Figure 2006001983
表6:成分Bの分析値
Figure 2006001983
表7:得られたブロック重合体組成物の分析値
Figure 2006001983
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表11:使用したワックス、添加剤
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本発明のブロック共重合体組成物は各種熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂の改質材,履物の素材,粘着剤・接着剤の素材,アスファルトの改質材,電線ケーブルの素材,加硫ゴムの改質材等、従来ブロック共重合体が利用されている用途に使用することができる。
特に、本発明のブロック共重合体組成物を各種熱可塑性樹脂配合した組成物は、シート及びフィルム用の素材として有効であり、優れた透明性,耐衝撃性及び低温特性を生かして食品包装容器の他、日用雑貨包装用,ラミネートシート・フィルムとしても活用できる。

Claims (10)

  1. 単量体単位として35〜95質量%のビニル芳香族炭化水素および5〜65質量%の共役ジエンを含有するブロック共重合体であって、かつ該ブロック共重合体は、

    [共重合体中にブロック状ホモ重合セグメントとして存在しているビニル芳香族炭化水素の量]/[共重合体中に含有されているビニル芳香族炭化水素の量]×100=98.1〜100質量%

    であるブロック共重合体100質量部と、融点が65〜120℃の炭化水素ワックス0.01〜3質量部とからなるブロック共重合体組成物。
  2. ブロック共重合体が、ビニル芳香族炭化水素を単量体単位とした分子量の異なる少なくとも2種の重合体ブロックを有し、しかもその重合体ブロックの分子量分布(Mw/Mn)が2〜6の範囲にある請求項1記載のブロック共重合体組成物。
  3. 炭化水素ワックスが、マイクロクリスタリンワックスである請求項1記載のブロック共重合体組成物。
  4. 炭化水素ワックスが、パラフィンワックスである請求項1記載のブロック共重合体組成物。
  5. ブロック共重合体が、下記に示す成分Aと成分Bとからなる請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のブロック共重合体組成物。
    成分Aは次の特徴を有する。
    (1)単量体単位として35〜95質量%のビニル芳香族炭化水素および5〜65質量%の共役ジエンからなる。
    (2)ビニル芳香族炭化水素を主体とする分子量の異なる複数のハードセグメントブロック部と共役ジエンを主体とするソフトセグメントブロック部からなる。
    (3)分子量の異なる2組のハードセグメントブロック部をS1及びS2とし、そのS1及びS2の数平均分子量をそれぞれM1及びM2とするとき、M1が80000〜170000及びM2が14000〜20000の範囲で、かつM1/M2が4〜9の範囲にあり、S1及びS2の割合がS1/S2=7〜35/65〜93(モル比)の範囲にある。
    (4)カップリング反応により製造されたブロック共重合体。
    成分Bは次の特徴を有する。
    (1)単量体単位として35〜95質量%のビニル芳香族炭化水素および5〜65質量%の共役ジエンからなる。
    (2)ビニル芳香族炭化水素を主体とする分子量の異なる複数のハードセグメントブロック部と共役ジエンを主体とするソフトセグメントブロック部からなる。
    (3)分子量の異なる2組のハードセグメントブロック部をS3及びS4とし、そのS3及びS4の数平均分子量をそれぞれM3及びM4とするとき、M3が80000〜150000及びM4が4000〜15000の範囲で、かつM3/M4が5〜21の範囲にあり、S3及びS4の割合がS3/S4=5〜30/70〜95(モル比)の範囲にある。
    (4)カップリング反応により製造されたブロック共重合体。
  6. エポキシ化油脂を用いてカップリングさせたブロック共重合体からなる請求項5記載のブロック共重合体組成物。
  7. エポキシ化油脂がエポキシ化大豆油である請求項6記載のブロック共重合体組成物。
  8. 請求項1〜7のいずれか一項に記載のブロック共重合体組成物と、それ以外の熱可塑性樹脂とからなる熱可塑性樹脂組成物。
  9. 請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載のブロック共重合体組成物、あるいは請求項8記載の熱可塑性樹脂組成物を用いて成形した成形品。
  10. 請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載のブロック共重合体組成物、あるいは請求項8記載の熱可塑性樹脂組成物を用いて成形したフイルム、あるいはシート。
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