JP2007045928A - ポリオレフィン系樹脂組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】柔軟性、力学的特性、耐熱性、耐溶剤性および耐摩耗性のバランスに優れたポリオレフィン系樹脂組成物を提供する。
【解決手段】芳香族ビニル化合物単位から主としてなる重合体ブロックAと、特定組成のイソプレン単位および1,3−ブタジエン単位から主としてなる重合体ブロックBを有するブロック共重合体の水素添加物である付加重合系ブロック共重合体(I)100質量部に対して、密度が0.942g/cm以上のポリエチレン(II)および密度が0.942g/cm未満のポリオレフィン系樹脂(III)を両者の合計で100〜2000質量部含有してなり、かつポリエチレン(II)とポリオレフィン系樹脂(III)の質量比が10:90〜90:10であり、成形後に活性エネルギー線によって架橋することを特徴とするポリオレフィン系樹脂組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリオレフィン系樹脂組成物に関する。本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、成形後に活性エネルギー線によって架橋することにより、柔軟性、力学的特性、耐熱性、耐溶剤性を有しつつ、耐摩耗性にも優れ、電線被覆、各種ケーブルの被覆、チューブ、フィルム、シートなどの用途に有効に利用することができる。
ポリオレフィン系樹脂は、一般的に適度な耐熱性を持ち、耐溶剤性に優れるという特徴を生かして、電線被覆、ケーブル被覆、チューブ、ラミネート用フィルム、農業用フィルム、ストレッチ・ラップ用フィルム、接着フィルム、医療用フィルム等のフィルム、農業用シート等のシート用途、加工紙、射出成形用途、パイプ、結束テープ、フラットヤーン、繊維など広範囲の用途に使用されている。しかしながら、電線被覆、チューブ、フィルム、シートなどの用途においては、さらなる物性向上、例えば耐摩耗性の向上が要求されているのが現状である。
ポリオレフィン系樹脂に柔軟性、力学的特性、耐熱性、耐溶剤性および耐摩耗性を付与する方法として、エチレン−α−オレフィン共重合体とスチレン系ブロック共重合体をブレンドする方法(特許文献1参照)、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体にポリプロピレン、油、安定剤および架橋助剤を添加してなる架橋性樹脂組成物を電子線架橋や化学架橋により架橋して、耐油性、カットスルー、加熱変形、耐はんだ性が改善された組成物(特許文献2参照)、ポリエチレンにスチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体および難燃剤を配合した組成物を電子線照射または化学架橋で架橋してなる耐熱性、難燃性に優れる難燃性架橋ポリエチレン組成物(特許文献3参照)、(a)0.930g/cm以上の密度を有するポリエチレンに、(b)分子内に酸素原子を有するオレフィンポリマー、(c)分子内に酸素原子を有する酸変性オレフィンポリマー、酸変性スチレン系熱可塑性エラストマー、0.920g/cm以下の密度を有する酸変性ポリエチレンまたは酸変性ゴム、および(d)金属水酸化物を配合した組成物を電子線照射した樹脂組成物(特許文献4参照)、ポリオレフィンにp−メチルスチレンを含む芳香族ビニル化合物からなるブロックと共役ジエン化合物からなるブロックを有するブロック共重合体を配合した組成物を電子線照射してなる、力学的特性、耐熱性、耐溶剤性に優れるポリオレフィン系樹脂組成物(特許文献5参照)が提案されている。
特開平11−130921号公報 特開昭58−145751号公報 特開昭59−105040号公報 特開2003−183451号公報 特開2004−162049号公報
しかしながら、特許文献1のエチレン−α−オレフィン共重合体とスチレン系ブロック共重合体をブレンドする方法では、耐熱性付与効果が小さく、また耐溶剤性が低下する。
また、特許文献2〜特許文献4に記載の方法では、弾性を有する成分としてエチレン−プロピレン共重合ゴムあるいはスチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体を配合しているので柔軟性の改善については一定の効果が見られる。しかし、いずれの組成物においてもその架橋性と相容性は必ずしも充分であるとはいえないため、耐熱性および耐摩耗性の改良レベルについても、例えば自動車のエンジンルーム内で使用する電線被覆材のような高い耐熱性と耐摩耗性が要求される用途においては充分ではない。
さらに、特許文献5の方法では、p−メチルスチレンを含む芳香族ビニル化合物からなるブロックと共役ジエン化合物からなるブロックを有するブロック共重合体を配合し、電子線架橋しているので、耐熱性、力学的特性、耐溶剤性が改善されるが、耐摩耗性は充分でない。
しかして、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、柔軟性、力学的特性、耐熱性、耐溶剤性および耐摩耗性のバランスに優れたポリオレフィン系樹脂組成物を提供することにある。
本発明によれば、上記の目的は、
〔1〕 芳香族ビニル化合物単位から主としてなる重合体ブロックAと、イソプレン単位および1,3−ブタジエン単位から主としてなる重合体ブロックBを有するブロック共重合体の水素添加物である付加重合系ブロック共重合体であって、芳香族ビニル化合物単位の含有量が13〜40質量%であり、重合体ブロックBを構成するイソプレン単位および1,3−ブタジエン単位における1,4−結合の割合が85%以上であり、イソプレン単位および1,3−ブタジエン単位に由来する炭素−炭素二重結合の90%以上が水素添加されている付加重合系ブロック共重合体(I)100質量部に対して、
密度が0.942g/cm以上のポリエチレン(II)および密度が0.942g/cm未満のポリオレフィン系樹脂(III)を両者の合計で100〜2000質量部含有してなり、かつポリエチレン(II)とポリオレフィン系樹脂(III)の質量比が10:90〜90:10であり、成形後に活性エネルギー線によって架橋することを特徴とするポリオレフィン系樹脂組成物;
〔2〕 重合体ブロックAを構成する芳香族ビニル化合物単位が、炭素数1〜8のアルキル基がベンゼン環に結合したアルキルスチレン単位(a)を1質量%以上含有し、かつ少なくとも重合体ブロックA部分が活性エネルギー線によって架橋可能であることを特徴とする〔1〕のポリオレフィン系樹脂組成物;
〔3〕 アルキルスチレン単位(a)がp−メチルスチレン単位であることを特徴とする〔1〕のポリオレフィン系樹脂組成物;
〔4〕 活性エネルギー線が電子線であることを特徴とする〔1〕〜〔3〕のいずれかのポリオレフィン系樹脂組成物;
〔5〕 〔1〕〜〔4〕のいずれかのポリオレフィン系樹脂組成物から得られる成形品;
〔6〕 〔1〕〜〔4〕のいずれかのポリオレフィン系樹脂組成物からなる層を含有する積層体を提供することによって達成される。
本発明によれば、柔軟性、力学的特性、耐熱性、耐溶剤性および耐摩耗性のバランスに優れたポリオレフィン系樹脂組成物が提供される。
発明の実施するための最良の形態
以下に本発明について詳細に説明する。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を構成する付加重合系ブロック共重合体(I)は、芳香族ビニル化合物単位から主としてなる重合体ブロックAと、イソプレン単位および1,3−ブタジエン単位から主としてなる重合体ブロックBを有するブロック共重合体の水素添加物である付加重合系ブロック共重合体であって、芳香族ビニル化合物単位の含有量が13〜40質量%であり、重合体ブロックBを構成するイソプレン単位および1,3−ブタジエン単位における1,4−結合の割合が85%以上であり、イソプレン単位および1,3−ブタジエン単位に由来する炭素−炭素二重結合の90%以上が水素添加されている付加重合系ブロック共重合体である。
付加重合系ブロック共重合体(I)における重合体ブロックAを構成する芳香族ビニル化合物単位としては、スチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、モノフルオロスチレン、ジフルオロスチレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、メトキシスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、3,5−ジメチルスチレン、2,4,6−トリメチルスチレン、o−エチルスチレン、m−エチルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジエチルスチレン、3,5−ジエチルスチレン、2,4,6−トリエチルスチレン、o−プロピルスチレン、m−プロピルスチレン、p−プロピルスチレン、2,4−ジプロピルスチレン、3,5−ジプロピルスチレン、2,4,6−トリプロピルスチレン、2−メチル−4−エチルスチレン、3−メチル−5−エチルスチレン、o−クロロメチルスチレン、m−クロロメチルスチレン、p−クロロメチルスチレン、2,4−ビス(クロロメチル)スチレン、3,5−ビス(クロロメチル)スチレン、2,4,6−トリ(クロロメチル)スチレン、o−ジクロロメチルスチレン、m−ジクロロメチルスチレン、p−ジクロロメチルスチレンなどに由来する単位を挙げることができ、中でもスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレンに由来する単位が好ましい。
付加重合系ブロック共重合体(I)における芳香族ビニル化合物単位の含有量は、13〜40質量%の範囲内であり、15〜30質量%の範囲内であるのが好ましい。芳香族ビニル化合物単位の含有量が13質量%より少ない場合には架橋効果が充分に発現せず、力学的特性、耐熱性が低下し、40質量%より多い場合には、ポリオレフィン系樹脂組成物の柔軟性が低下する。
重合体ブロックAは、前記した芳香族ビニル化合物のうち、特にアルキルスチレンに由来する構造単位を有することが、活性エネルギー線の照射によって重合体ブロックAに架橋が導入され、力学的特性、耐熱性および耐溶剤性が改善されるため好ましい。該構造単位としては、炭素数1〜8のアルキル基がベンゼン環に結合したアルキルスチレンに由来するアルキルスチレン単位(a)が好ましく、例えば、アルキル基の炭素数が1〜8であるo−アルキルスチレン、m−アルキルスチレン、p−アルキルスチレン、2,4−ジアルキルスチレン、3,5−ジアルキルスチレン、2,4,6−トリアルキルスチレン、前記したアルキルスチレン類におけるアルキル基の水素原子の1個または2個以上がハロゲン原子で置換されたハロゲン化アルキルスチレン類などに由来する構造単位を挙げることができる。より具体的には、アルキルスチレン単位(a)を構成するアルキルスチレンとしては、例えばo−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、3,5−ジメチルスチレン、2,4,6−トリメチルスチレン、o−エチルスチレン、m−エチルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジエチルスチレン、3,5−ジエチルスチレン、2,4,6−トリエチルスチレン、o−プロピルスチレン、m−プロピルスチレン、p−プロピルスチレン、2,4−ジプロピルスチレン、3,5−ジプロピルスチレン、2,4,6−トリプロピルスチレン、2−メチル−4−エチルスチレン、3−メチル−5−エチルスチレン、o−クロロメチルスチレン、m−クロロメチルスチレン、p−クロロメチルスチレン、2,4−ビス(クロロメチル)スチレン、3,5−ビス(クロロメチル)スチレン、2,4,6−トリ(クロロメチル)スチレン、o−ジクロロメチルスチレン、m−ジクロロメチルスチレン、p−ジクロロメチルスチレンなどを挙げることができる。重合体ブロックAは、これらの1種または2種以上に由来する単位を有することができ、アルキルスチレン単位(a)としては、架橋反応性に優れ、入手が容易な点から、p−メチルスチレン単位が好ましい。
重合体ブロックAにおけるアルキルスチレン単位(a)の割合は、付加重合系ブロック共重合体(I)を構成する重合体ブロックAの質量[付加重合系ブロック共重合体(I)が2個以上の重合体ブロックAを有する場合はその合計質量]に対し1質量%以上であるのが好ましく、10質量%以上であるのがより好ましく、40質量%以上であるのがさらに好ましく、すべての単位がアルキルスチレン単位(a)からなっていてもよい。重合体ブロックAにおけるアルキルスチレン単位(a)とそれ以外の芳香族ビニル化合物単位との結合形態は、ランダム、ブロック、テーパードなどのいずれの形態であってもよい。
重合体ブロックAは、芳香族ビニル化合物からなる構造単位と共に、必要に応じて他の重合性単量体に由来する構造単位を少量有していてもよい。その場合の他の重合性単量体に由来する構造単位の割合は、付加重合系ブロック共重合体(I)を構成する重合体ブロックAの質量[付加重合系ブロック共重合体(I)が2個以上の重合体ブロックAを有する場合はその合計質量]に基づいて20質量%以下であるのが好ましく、10質量%以下であるのがより好ましい。その場合の他の重合性単量体としては、例えばブタジエン、イソプレンなどを挙げることできる。
一方、付加重合系ブロック共重合体(I)における重合体ブロックBは、イソプレン単位および1,3−ブタジエン単位から主としてなる。重合体ブロックBを構成するイソプレン単位と1,3−ブタジエン単位の割合に厳密な制限はないが、通常、イソプレン単位と1,3−ブタジエン単位の質量比として、イソプレン単位/1,3−ブタジエン単位=90/10〜20/80の範囲内であるのが好ましく、70/30〜30/70の範囲内であるのがより好ましい。イソプレン単位と1,3−ブタジエン単位の配置はランダム状、ブロック状、テーパー状のいずれの形態であってもよい。また、ミクロ構造としては、イソプレン単位および1,3−ブタジエン単位の結合様式として、1,4−結合の割合が85%以上であり、90%以上であるのが好ましい。1,4−結合の割合が85%未満である場合には、得られるポリオレフィン系樹脂組成物の耐摩耗性が損なわれる。なお、1,4−結合の割合は、核磁気共鳴法によって求めることができる。
付加重合系ブロック共重合体(I)は、重合体ブロックAと重合体ブロックBとが結合している限りは、その結合形式は限定されず、直鎖状、分岐状、放射状、またはそれらの2つ以上が組合わさった結合形式のいずれでもよい。それらのうちでも、重合体ブロックAと重合体ブロックBの結合形式は直鎖状であることが好ましく、その例としては重合体ブロックAをAで、また重合体ブロックBをBで表したときに、A−B−Aで示されるトリブロック共重合体、A−B−A−Bで示されるテトラブロック共重合体、A−B−A−B−Aで示されるペンタブロック共重合体などを挙げることができる。それらのうちでも、付加重合系ブロック共重合体(I)の製造の容易性、柔軟性などの点から、トリブロック共重合体(A−B−A)が好ましく用いられる。
本発明において使用する付加重合系ブロック共重合体(I)の数平均分子量は特に制限されないが、30000〜1000000の範囲内であるのが好ましく、40000〜300000の範囲内であるのがより好ましい。なお、ここでいう数平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で求めたポリスチレン換算の数平均分子量を意味する。
付加重合系ブロック共重合体(I)は、例えば、次のような公知のアニオン重合法によって製造することができる。すなわち、アルキルリチウム化合物などを開始剤として、n−ヘキサン、シクロヘキサンなどの重合反応に不活性な有機溶媒中で、芳香族ビニル化合物、イソプレンおよび1,3−ブタジエンの混合物を逐次重合させてブロック共重合体(すなわち未水添の付加重合系ブロック共重合体(I))を形成する。
得られたブロック共重合体を、例えば、シクロヘキサンなどの飽和炭化水素系溶媒中で、ラネーニッケル;Pt、Pd、Ru、Rh、Ni等の金属をカーボン、アルミナ、硅藻土等の担体に担持させた不均一触媒;ニッケル、コバルトなどの第9、10族の金属からなる有機金属化合物とトリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物または有機リチウム化合物等の組み合わせからなるチーグラー系の触媒;チタン、ジルコニウム、ハフニウムなどの遷移金属のビス(シクロペンタジエニル)化合物とリチウム、ナトリウム、カリウム、アルミニウム、亜鉛またはマグネシウムなどからなる有機金属化合物の組み合わせからなるメタロセン系触媒などの水素添加触媒の存在下で、通常、反応温度として20〜100℃の範囲で、水素圧力0.1〜10MPaの範囲の条件下で水素添加することにより、該ブロック共重合体の水素添加物(すなわち、付加重合系ブロック共重合体(I))を製造することができる。
水素添加率としては、付加重合系ブロック共重合体(I)を構成する重合体ブロックBのイソプレン単位および1,3−ブタジエン単位に基づく炭素−炭素二重結合の90%以上が水素添加されており、95%以上が水素添加されているのが好ましい。水素添加率が90%未満の場合には、得られるポリオレフィン系樹脂組成物の耐摩耗性が損なわれる。
なお、重合体ブロックBのイソプレン単位および1,3−ブタジエン単位に基づく炭素−炭素二重結合の水素添加率は、ヨウ素価滴定、赤外分光光度計、核磁気共鳴などの測定手段により水素添加反応前後における重合体ブロックB中の炭素−炭素二重結合の量を測定し、その測定値から算出することができる。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を構成する密度0.942g/cm以上のポリエチレン(II)としては、密度0.942g/cm以上の高密度ポリエチレン(HDPE)およびこれらを無水マレイン酸、シラン化合物等で変性したものなどが挙げられる。ポリエチレン(II)の密度としては、0.945〜0.960g/cmの範囲内が好ましい。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を構成する密度0.942g/cm未満のポリオレフィン系樹脂(III)としては、例えば、密度0.942g/cm未満の中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン(LDPE)、ポリプロピレン等の単独重合体;エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−1−ブテン共重合体、エチレン−1−ヘキセン共重合体、エチレン−1−ヘプテン共重合体、エチレン−1−オクテン共重合体、エチレン−4−メチル−1−ペンテン共重合体、エチレン−1−ノネン共重合体、エチレン−1−デセン共重合体等のエチレン−α−オレフィン共重合体;エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体およびこれらを無水マレイン酸等で変性した重合体などが挙げられる。これらの中でも低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−1−ブテン共重合体、エチレン−1−オクテン共重合体を用いるのが好ましい。ポリオレフィン系樹脂(III)の密度としては、0.910〜0.940g/cmの範囲内が好ましい。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、付加重合系ブロック共重合体(I)100質量部に対して、ポリエチレン(II)とポリオレフィン系樹脂(III)を両者の合計で100〜2000質量部含有しており、200〜1000質量部含有しているのが好ましい。ポリエチレン(II)とポリオレフィン系樹脂(III)の合計含有量が、付加重合系ブロック共重合体(I)100質量部に対して100質量部未満の場合には、得られるポリオレフィン系樹脂組成物の耐溶剤性が低下し、2000質量部を超える場合には、得られるポリオレフィン系樹脂組成物の柔軟性、耐熱性、力学的特性が低下する。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物におけるポリエチレン(II)とポリオレフィン系樹脂(III)の質量比は、10:90〜90:10の範囲内であり、20:80〜80:20の範囲内であるのが好ましい。ポリエチレン(II)の割合が90:10より大きい場合、得られるポリオレフィン系樹脂組成物の柔軟性が低下し、ポリオレフィン系樹脂(III)の割合が10:90より大きい場合、得られるポリオレフィン系樹脂組成物の耐摩耗性が低下する。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を架橋するのに用いられる活性エネルギー線としては、粒子線、電磁波およびこれらの組み合わせが挙げられる。粒子線としては電子線(EB)、α線が挙げられ、電磁波としては紫外線(UV)、可視光線、赤外線、γ線、X線などが挙げられる。これらの中でも、電子線(EB)、紫外線(UV)が好ましく、電子線がより好ましい。
これらの活性エネルギー線は、公知の装置を用いて照射することができる。電子線(EB)の場合の加速電圧としては0.1〜10MeV、照射線量としては1〜500kGyの範囲が適当である。紫外線(UV)の場合、その線源として放射波長が200〜450nmのランプを好適に用いることができる。線源としては、電子線(EB)の場合は、例えばタングステンフィラメントが挙げられ、紫外線(UV)の場合は、例えば低圧水銀灯、高圧水銀灯、紫外線用水銀灯、カーボンアーク灯、キセノンランプ、ジルコニウムランプなどが挙げられる。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、必要に応じてさらに架橋助剤を含有することができる。架橋助剤としては、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、N,N’−フェニレンビスマレイミド、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの架橋助剤は単独で使用しても、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。架橋助剤の含有量に特に制限はないが、付加重合系ブロック共重合体(I)、ポリエチレン(II)およびポリオレフィン系樹脂(III)の合計質量に対して0.01〜5質量%の範囲内であるのが好ましい。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、活性エネルギー線として紫外線(UV)を用いる場合、光重合開始剤を含有するのが好ましい。光重合開始剤としては、例えばベンゾフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、α−メチロールベンゾイン、α−メチロールベンゾインメチルエーテル、α−メトキシベンゾインメチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、α−t−ブチルベンゾインなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの光重合開始剤は単独で使用しても、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。光重合開始剤の含有量に特に制限はないが、付加重合系ブロック共重合体(I)、ポリエチレン(II)およびポリオレフィン系樹脂(III)の合計質量に対して0.01〜5質量%の範囲内であるのが好ましい。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、必要に応じて軟化剤を含有することができる。軟化剤としては、パラフィン系、ナフテン系、芳香族系のプロセスオイル等の石油系軟化剤、パラフィン、落花生油、ロジン等の植物油系軟化剤などが挙げられる。これらの軟化剤は1種を単独で、あるいは2種以上を混合して用いることができる。軟化剤の含有量には、本発明の趣旨を損なわない限り特に制限はないが、通常、付加重合系ブロック共重合体(I)100質量部に対して300質量部以下であり、好ましくは100質量部以下である。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物には、充填効果、耐熱性付与、難燃性付与、剛性補強などの改質を目的としてフィラーを添加することができる。フィラーとしては、例えばタルク、ガラス繊維、マイカ、カオリン、クレー、ケイ酸カルシウム、ガラス、ガラス中空球、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、カルシウムアルミネート、水酸化カルシウム、ホウ酸亜鉛、ドーソナイト、ポリリン酸アンモニウム、ハイドロタルサイト類、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化スズ、酸化アンチモン、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライト、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、活性炭、炭素中空球、チタン酸カルシウム、炭化ケイ素、木粉、でんぷん、有機顔料などが挙げられる。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物には、本発明の趣旨を損なわない範囲内で、柔軟性、流動性などの改質を目的として他の重合体、例えば天然ゴム、合成ポリイソプレンゴム、液状ポリイソプレンゴムおよびその水素添加物、ポリブタジエンゴム、液状ポリブタジエンゴムおよびその水素添加物、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、アクリルゴム、イソプレン−イソブチレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレンブロック共重合体やポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチレンブロック共重合体またはそれらの水素添加物などのスチレン系エラストマーなどを添加することができる。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物には、本発明の趣旨を損なわない範囲で、耐熱性や耐油性などのバランスをとる補強性樹脂として、比較的分子量の低い熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などを添加することができる。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物には、本発明の趣旨を損なわない範囲内で、例えば熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、着色剤、帯電防止剤、難燃剤、発泡剤、撥水剤、防水剤、粘着付与剤、蛍光剤、アンチブロッキング剤、金属不活性化剤、抗菌剤などの他の添加剤を添加してもよい。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、例えば、通常のミキシングロール、槽式混合機、高速攪拌機、密閉式ニーダー、インターナルミキサー、一軸押出機や二軸押出機等の押出機などを用いて、必要に応じて窒素雰囲気中で、通常、120〜230℃の範囲で、付加重合系ブロック共重合体(I)、ポリエチレン(II)、ポリオレフィン系樹脂(III)、必要に応じて光重合開始剤、架橋助剤、軟化剤、その他の任意添加成分を溶融混練することにより製造することができる。得られたポリオレフィン系樹脂組成物は、その用途、使用態様などに応じて適切な形態にしておくことができ、例えばブロック状、粒状、フレーク状、ペレット状、棒状などの形態において、それぞれ電線被覆、各種ケーブルの被覆、チューブ、フィルム、シート用途などに用いることができる。
また、上記の混練中に、無水マレイン酸および過酸化物(例えばジクミルペルオキシド、ジt−ブチルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサンなど)を添加することにより、付加重合系ブロック共重合体(I)、ポリエチレン(II)およびポリオレフィン系樹脂(III)の少なくとも1つが無水マレイン酸変性され、フィラー分散性および/またはポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどの極性樹脂との複層成形性、接着特性などの特性がさらに付与されたポリオレフィン系樹脂組成物を得ることができる。
上記の方法で得られたポリオレフィン系樹脂組成物は、各種成形法、例えば、射出成形法(インサート成形法、二色成形法、サンドイッチ成形法、ガスインジェクション成形法など)、押出成形法、インフレーション成形法、Tダイフィルム成形法、ラミネート成形法、ブロー成形法、中空成形法、圧縮成形法、カレンダー成形法などの成形法により成形した後、活性エネルギー線を照射することによって架橋を生成させることができる。このようにして得られた成形品は、電線被覆材、食品包装用フィルム、繊維包装用フィルム等のフィルム、加工紙、パイプ、シート、文具、食品容器、日用雑貨品などの用途に使用することができる。
また、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、該ポリオレフィン系樹脂組成物によって形成される層と、ポリオレフィン系樹脂、例えばポリプロピレンなどによって形成される層、さらに必要に応じて接着層などの他の層を設けて積層させることによって、柔軟性を有する積層体として使用することができる。
さらに、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物にロジン系樹脂、テルペン系樹脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、クマロン・インデン樹脂、スチレン系樹脂、アルキルフェノール樹脂、キシレン樹脂などの粘着付与樹脂を、該ポリオレフィン系樹脂組成物に対して好ましくは1〜500質量部添加して粘着性を付与し、得られた該組成物を例えばフィルムに成形して、接着性を有するフィルムとして使用することもできる。
以下、実施例などにより本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
なお、以下の実施例および比較例では、次の方法により、得られたポリオレフィン系樹脂組成物の硬度、力学的特性(破断強度、破断伸度)、耐熱性、耐油性および耐摩耗性の評価を行った。
1)硬度
JIS K 6253に記載された方法に従って測定した。すなわち、実施例および比較例で得られたポリオレフィン系樹脂組成物より作製した縦15cm×横15cm×厚さ0.2cmのシートを3枚重ねて、ASTM D硬度計を用いて測定し、柔軟性の指標とした。
2)力学的特性(破断強度、破断伸度)
JIS K 6251に記載された方法に従って測定した。すなわち、実施例および比較例で得られたポリオレフィン系樹脂組成物より作製した縦15cm×横15cm×厚さ0.1cmのシートからダンベル状3号形の試験片を打ち抜き、インストロン万能試験機を使用して、23℃の条件下で、引張速度200mm/minで引張試験を行い、破断強度(MPa)および破断伸度(%)を測定した。
3)耐熱性
3−1)破断強度残率、破断伸度残率
JIS C3005の第17項に記載された方法に準じて測定した。すなわち、実施例および比較例で得られたポリオレフィン系樹脂組成物より作製した縦15cm×横15cm×厚さ0.1cmのシートからJIS K 6251に規定されたダンベル状3号形の試験片を打ち抜き、120℃の温度下で96時間放置し、インストロン万能試験機を使用して、23℃の条件下で、引張速度200mm/minで引張試験を行い、破断強度(MPa)および破断伸度(%)を測定し、次式により破断強度残率および破断伸度残率を算出した。
破断強度残率(%)=100×F/F
但し、F:加熱前の破断強度(MPa)、
:加熱処理後の破断強度(MPa)
破断伸度残率(%)=100×L/L
但し、L:加熱前の破断伸度(%)、
:加熱処理後の破断伸度(%)
3−2)加熱変形率
JIS C3005の第23項に記載された方法に準じて測定した。すなわち、実施例および比較例で得られたポリオレフィン系樹脂組成物より作製した縦15cm×横15cm×厚さ0.2cmのシートから長さ3cm×幅1.5cmの試験片を打ち抜いた。その試験片と加熱変形試験機を予め150℃で30分間加熱した後、試験片を測定装置の平行板間の半径5mm、長さ35mmの半円状の丸棒の上に置き、平行板の上から1kgの荷重を加え、さらに同温度で30分間静置した後、そのままの状態で試験片の厚さを測り、加熱後の厚さと加熱前の厚さから加熱変形率を次式によって算出した。
加熱変形率(%)=100×(M−M)/M
但し、M:加熱前の試験片の厚さ(mm)、
:加熱変形後の試験片の厚さ(mm)
4)耐油性(破断強度残率、破断伸度残率)
JIS C3005の第18項に記載された方法に準じて測定した。すなわち、実施例および比較例で得られたポリオレフィン系樹脂組成物より作製した縦15cm×横15cm×厚さ0.1cmのシートからJIS K 6251に規定されたダンベル状3号形の試験片を打ち抜き、エンジンオイル中70℃の温度下で4時間放置した後、インストロン万能試験機を使用して、23℃の条件下で、引張速度200mm/minで引張試験を行い、破断強度(MPa)および破断伸度(%)を測定し、次式により破断強度残率および破断伸度残率を算出した。
破断強度残率(%)=100×F’/F’
但し、F’:加熱前の破断強度(MPa)、
F’:加熱処理後の破断強度(MPa)
破断伸度残率(%)=100×L’/L’
但し、L’:加熱前の破断伸度(%)、
L’:加熱処理後の破断伸度(%)
5)耐摩耗性(テーバー摩耗試験)
実施例および比較例で得られたポリオレフィン系樹脂組成物より、プレス成形(成形温度230℃、プレス圧力10MPa、プレス時間3分)によって縦11cm×横11cm×厚さ0.2cmのシートを作製し、該シートから直径10.5cmの円形状に試験片を切り取り、JIS K−6264に準じて、H−22摩耗輪を用い、1kg荷重、1000回転の条件下でテーバー摩耗量を測定した。摩耗量が小さいほど耐摩耗性が優れる。
参考例1
撹拌装置付き耐圧容器中に、シクロヘキサン39kg、sec−ブチルリチウム(11質量%、シクロヘキサン溶液)180mlを加え、この溶液にスチレン1.32kgを30分かけて加えて50℃で60分間重合し、次にイソプレンと1,3−ブタジエンの混合物(イソプレン/1,3−ブタジエン=50/50(質量比))10.7kgを60分かけて加えて50℃で90分間重合し、さらにスチレン1.32kgを30分かけて加えて50℃で60分間重合することにより、ポリスチレン−ポリ(イソプレン/1,3−ブタジエン)−ポリスチレントリブロック共重合体を含む反応混合液を得た。得られたブロック共重合体の数平均分子量は94000であり、H−NMRによって測定したスチレン含有量は20質量%、1,4−結合の割合は90%であった。
上記ブロック共重合体を含む反応混合液に、オクチル酸ニッケル(64質量%、シクロヘキサン溶液)56gにトリイソプロピルアルミニウム(20質量%、シクロヘキサン溶液)380gを加えて別途調製した水素添加触媒を添加し、80℃、1MPaの水素雰囲気下で水素添加反応を行い、上記したポリスチレン−ポリ(イソプレン/1,3−ブタジエン)−ポリスチレントリブロック共重合体の水素添加物(以下、これをブロック共重合体(I)−1と称する)を得た。得られたブロック共重合体(I)−1の数平均分子量は100000であり、H−NMRによって測定した、スチレン含有量および水素添加率はそれぞれ19質量%、97%であった。
参考例2
撹拌装置付き耐圧容器中に、シクロヘキサン39kg、sec−ブチルリチウム(11質量%、シクロヘキサン溶液)180mlを加え、この溶液にp−メチルスチレン1.32kgを30分かけて加えて50℃で60分間重合し、次にイソプレンと1,3−ブタジエンの混合物(イソプレン/1,3−ブタジエン=50/50(質量比))10.7kgを60分かけて加えて50℃で90分間重合し、さらにp−メチルスチレン1.32kgを30分かけて加えて50℃で60分間重合することにより、ポリp−メチルスチレン−ポリ(イソプレン/1,3−ブタジエン)−ポリp−メチルスチレントリブロック共重合体を含む反応混合液を得た。得られたブロック共重合体の数平均分子量は94000であり、H−NMRによって測定したp−メチルスチレン含有量は20質量%、1,4−結合の割合は90%であった。
上記ブロック共重合体を含む反応混合液に、オクチル酸ニッケル(64質量%、シクロヘキサン溶液)56gにトリイソプロピルアルミニウム(20質量%、シクロヘキサン溶液)380gを加えて別途調製した水素添加触媒を添加し、80℃、1MPaの水素雰囲気下で水素添加反応を行い、上記したポリp−メチルスチレン−ポリ(イソプレン/1,3−ブタジエン)−ポリp−メチルスチレントリブロック共重合体の水素添加物(以下、これをブロック共重合体(I)−2と称する)を得た。得られたブロック共重合体(I)−2の数平均分子量は100000であり、H−NMRによって測定した、p−メチルスチレン含有量および水素添加率はそれぞれ19質量%、97%であった。
参考例3
撹拌装置付き耐圧容器中に、シクロヘキサン39kg、sec−ブチルリチウム(11質量%、シクロヘキサン溶液)265mlを加え、この溶液にp−メチルスチレン2.25kgを30分かけて加えて50℃で60分間重合し、イソプレンと1,3−ブタジエンの混合物(イソプレン/1,3−ブタジエン=50/50(質量比))10.5kgを60分かけて加えて50℃で90分間重合し、さらにp−メチルスチレン2.25kgを30分かけて加えて50℃で60分間重合することにより、ポリp−メチルスチレン−ポリ(イソプレン/1,3−ブタジエン)−ポリp−メチルスチレントリブロック共重合体を含む反応混合液を得た。得られたブロック共重合体の数平均分子量は87000であり、H−NMRによって測定したp−メチルスチレンの含有量は30質量%、1,4−結合の割合は90%であった。
上記ブロック共重合体を含む反応混合液に、オクチル酸ニッケル(64質量%、シクロヘキサン溶液)56gにトリイソプロピルアルミニウム(20質量%、シクロヘキサン溶液)380gを加えて別途調製した水素添加触媒を添加し、80℃、1MPaの水素雰囲気下で水素添加反応を行い、上記したポリp−メチルスチレン−ポリ(イソプレン/1,3−ブタジエン)−ポリp−メチルスチレントリブロック共重合体の水素添加物(以下、これをブロック共重合体(I)−3と称する)を得た。得られたブロック共重合体(I)−3の数平均分子量は90000であり、H−NMRによって測定したp−メチルスチレン含有量および水素添加率はそれぞれ29質量%、97%であった。
参考例4
撹拌装置付き耐圧容器中に、シクロヘキサン39kg、sec−ブチルリチウム(11質量%、シクロヘキサン溶液)265mlを加え、この溶液にスチレン1.32kgを30分かけて加えて50℃で30分間重合し、テトラヒドロフランを100g加えた後、1,3−ブタジエン10.7kgを60分かけて加えて50℃で30分間重合し、さらにスチレン1.32kgを30分かけて加えて50℃で30分間重合することにより、ポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチレントリブロック共重合体を含む反応混合液を得た。得られたブロック共重合体の数平均分子量は94000であり、H−NMRによって測定したスチレンの含有量は20質量%、1,4−結合の割合は60%であった。
上記ブロック共重合体を含む反応混合液に、オクチル酸ニッケル(64質量%、シクロヘキサン溶液)56gにトリイソプロピルアルミニウム(20質量%、シクロヘキサン溶液)380gを加えて別途調製した水素添加触媒を添加し、80℃、1MPaの水素雰囲気下で水素添加反応を行い、上記したポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチレントリブロック共重合体の水素添加物(以下、これをブロック共重合体1と称する)を得た。得られたブロック共重合体1の数平均分子量は100000であり、H−NMRによって測定したスチレン含有量および水素添加率はそれぞれ19質量%、97%であった。
参考例5
撹拌装置付き耐圧容器中に、シクロヘキサン39kg、sec−ブチルリチウム(11質量%、シクロヘキサン溶液)265mlを加え、この溶液にスチレン1.32kgを30分かけて加えて50℃で30分間重合し、イソプレン10.7kgを60分かけて加えて50℃で90分間重合し、さらにスチレン1.32kgを30分かけて加えて50℃で30分間重合することにより、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレントリブロック共重合体を含む反応混合液を得た。得られたブロック共重合体の数平均分子量は94000であり、H−NMRによって測定したスチレンの含有量は20質量%、1,4−結合の割合は90%であった。
上記ブロック共重合体を含む反応混合液に、オクチル酸ニッケル(64質量%、シクロヘキサン溶液)56gにトリイソプロピルアルミニウム(20質量%、シクロヘキサン溶液)380gを加えて別途調製した水素添加触媒を添加し、80℃、1MPaの水素雰囲気下で水素添加反応を行い、上記したポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレントリブロック共重合体の水素添加物(以下、これをブロック共重合体2と称する)を得た。得られたブロック共重合体2の数平均分子量は100000であり、H−NMRによって測定したスチレン含有量および水素添加率はそれぞれ19質量%、97%であった。
参考例6
撹拌装置付き耐圧容器中に、シクロヘキサン39kg、sec−ブチルリチウム(11質量%、シクロヘキサン溶液)265mlを加え、この溶液にp−メチルスチレン2.25kgを30分かけて加えて50℃で30分間重合し、テトラヒドロフランを100g加えた後、1,3−ブタジエン10.5kgを60分かけて加えて50℃で30分間重合し、さらにp−メチルスチレン2.25kgを30分かけて加えて50℃で30分間重合することにより、ポリp−メチルスチレン−ポリブタジエン−ポリp−メチルスチレントリブロック共重合体を含む反応混合液を得た。得られたブロック共重合体の数平均分子量は87000であり、H−NMRによって測定したスチレンの含有量は30質量%であった、1,4−結合の割合は60%であった。
上記ブロック共重合体を含む反応混合液に、オクチル酸ニッケル(64質量%、シクロヘキサン溶液)56gにトリイソプロピルアルミニウム(20質量%、シクロヘキサン溶液)380gを加えて別途調製した水素添加触媒を添加し、80℃、1MPaの水素雰囲気下で水素添加反応を行い、上記したポリp−メチルスチレン−ポリブタジエン−ポリp−メチルスチレントリブロック共重合体の水素添加物(以下、これをブロック共重合体3と称する)を得た。得られたブロック共重合体3の数平均分子量は90000であり、H−NMRによって測定したスチレン含有量および水素添加率はそれぞれ29質量%、97%であった。
〈実施例1〜3、比較例1〜4〉
参考例1〜5で得られたブロック共重合体(I)−1、ブロック共重合体(I)−2、ブロック共重合体(I)−3、ブロック共重合体1、ブロック共重合体2、ブロック共重合体3、ポリエチレン[PE1:「ノバテックHD HY331」(商品名、日本ポリケム(株)社製、高密度ポリエチレン、密度0.951g/cm、MFR(190℃、2.16kg荷重)=0.95g/10分)]、ポリオレフィン系樹脂[PO1:「ジェイレクス121A」(商品名、日本ポリエチレン(株)社製、低密度ポリエチレン、密度0.922g/cm、MFR(190℃、2.16kg荷重)=0.5g/10分)]、フィラー[難燃剤1:「キスマ5LH」(商品名、協和化学(株)社製)]および酸化防止剤を表1に示す配合(すべて質量部)で、ミキシングロールにて150℃で溶融混練してポリオレフィン系樹脂組成物を得た。得られたポリオレフィン系樹脂組成物より、プレス成形(成形温度200℃、プレス圧力10MPa、プレス時間3分)によって縦15cm×横15cm×厚さ0.1cmのシートおよび縦15cm×横15cm×厚さ0.2cmのシートを作製した後、電子線を加速電圧2.0MeVで100kGy照射した。このようにして得られたポリオレフィン系樹脂組成物のシートを用いて、上記した各種性能を評価した。結果を表1に示す。
〈比較例5〜11〉
実施例1〜3、比較例1〜4において、ポリオレフィン系樹脂組成物よりプレス成形によってシートを作製した後、電子線を照射せずに、得られたシートの上記した各種性能を評価した。結果を表2に示す。
Figure 2007045928
Figure 2007045928
表1の結果より、実施例1〜3のポリオレフィン系樹脂組成物より得られる成形体は、比較例1〜4の成形体に比べて、耐摩耗性に優れることがわかる。
表1および表2の結果より、実施例1〜3のポリオレフィン系樹脂組成物より得られる成形体は、比較例5〜11の成形体に比べて、活性エネルギー線を照射して架橋することにより、柔軟性、力学的特性、耐熱性、耐溶剤性および耐摩耗性のバランスに優れることがわかる。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、柔軟性、力学的特性、耐熱性、耐溶剤性および耐摩耗性のバランスに優れており、かかる特徴を活かして、電線被覆、各種ケーブルの被覆、チューブ、食品包装用フィルム、繊維包装用フィルムなどのフィルム、加工紙、パイプ、シート、文具、食品容器、日用雑貨品などの用途に有効に使用することができる。

Claims (6)

  1. 芳香族ビニル化合物単位から主としてなる重合体ブロックAと、イソプレン単位および1,3−ブタジエン単位から主としてなる重合体ブロックBを有するブロック共重合体の水素添加物である付加重合系ブロック共重合体であって、芳香族ビニル化合物単位の含有量が13〜40質量%であり、重合体ブロックBを構成するイソプレン単位および1,3−ブタジエン単位における1,4−結合の割合が85%以上であり、イソプレン単位および1,3−ブタジエン単位に由来する炭素−炭素二重結合の90%以上が水素添加されている付加重合系ブロック共重合体(I)100質量部に対して、
    密度が0.942g/cm以上のポリエチレン(II)および密度が0.942g/cm未満のポリオレフィン系樹脂(III)を両者の合計で100〜2000質量部含有してなり、かつポリエチレン(II)とポリオレフィン系樹脂(III)の質量比が10:90〜90:10であり、成形後に活性エネルギー線によって架橋することを特徴とするポリオレフィン系樹脂組成物。
  2. 重合体ブロックAを構成する芳香族ビニル化合物単位が、炭素数1〜8のアルキル基がベンゼン環に結合したアルキルスチレン単位(a)を1質量%以上含有し、かつ少なくとも重合体ブロックA部分が活性エネルギー線によって架橋可能であることを特徴とする請求項1に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
  3. アルキルスチレン単位(a)がp−メチルスチレン単位であることを特徴とする請求項2に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
  4. 活性エネルギー線が電子線であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂組成物から得られる成形品。
  6. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリオレフィン系樹脂組成物からなる層を含有する積層体。
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