JP2007119634A - 感温性樹脂組成物及びその成形体 - Google Patents
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Abstract
【課題】成形体におけるブリードの発生や、長期の安定性に悪影響を及ぼす低分子量体を含まず、透過性変換温度の調整が容易で、かつその調整領域が広く、温度変化に対する透過性変化が鋭敏な、非塩化ビニル系樹脂を用いた感温性樹脂組成物及びその成形体を提供すること。
【解決手段】(A)側鎖結晶性ポリマー3〜60質量%と(B)オレフィン系エラストマー97〜40質量%との組み合わせを含む感温性樹脂組成物、及びこの感温性樹脂組成物を成形してなる成形体である。
【選択図】なし
【解決手段】(A)側鎖結晶性ポリマー3〜60質量%と(B)オレフィン系エラストマー97〜40質量%との組み合わせを含む感温性樹脂組成物、及びこの感温性樹脂組成物を成形してなる成形体である。
【選択図】なし
Description
本発明は、感温性樹脂組成物及びその成形体に関し、さらに詳しくは、所定の温度で光の透過性が大きく変化し、特に透明と不透明とが可逆的に変化し得る成形体を与える感温性樹脂組成物及びその成形体に関する。
光の透過性を変える、すなわち透明と不透明とを可逆的に変化させ得る材料の代表的なものとして、液晶が挙げられる。液晶は、電圧の印加により液晶分子の配向状態が変わる性質を有し、瞬時に光の透過性を変えることが可能ではあるが、電気的な制御機構や電力の供給が必要であるため、使用条件などが制限されるという問題がある。
一方、温度刺激によって状態を変化させ得る感温性材料としては、形状記憶合金やバイメタルなどが挙げられるが、これらは温度変化により形状が変化するのみで、光などの透過性を変えるものではなかった。
感温性材料として、特許文献1には、トランス−1,4−ポリイソプレンを用いたものが開示され、トランス−1,4−ポリイソプレンそのものでは70℃程度に透過性を変換させる温度があり、可塑剤の添加によりその変換温度を低下させ得ることが示されている。しかしながら、可塑剤を多量に添加すると、材料自体の透過性が向上するため、透過と非透過とのコントラストが小さくなる恐れがある。このため、可逆剤を多量に添加することはできず、その結果、変換温度の調整範囲が狭くなるという問題が生ずる。さらには、可塑剤の滲み出し(ブリード)や劣化による、長期の安定性も懸念される。
また、特許文献2には、塩化ビニル系樹脂にポリエステル系可塑剤を配合した感温性材料が開示されているが、変換温度45〜62℃の範囲において、透明から不透明に変化するために要する時間が45分以上であり、温度変化に対する応答が遅いという問題がある。また、分子量が数千の可塑剤や安定化剤などを使用しているため、成形体にブリードが発生するなど長期の安定性にも懸念があり、さらには、焼却時に有毒ガスが発生する塩化ビニル系樹脂を用いているという問題もある。
一方、温度刺激によって状態を変化させ得る感温性材料としては、形状記憶合金やバイメタルなどが挙げられるが、これらは温度変化により形状が変化するのみで、光などの透過性を変えるものではなかった。
感温性材料として、特許文献1には、トランス−1,4−ポリイソプレンを用いたものが開示され、トランス−1,4−ポリイソプレンそのものでは70℃程度に透過性を変換させる温度があり、可塑剤の添加によりその変換温度を低下させ得ることが示されている。しかしながら、可塑剤を多量に添加すると、材料自体の透過性が向上するため、透過と非透過とのコントラストが小さくなる恐れがある。このため、可逆剤を多量に添加することはできず、その結果、変換温度の調整範囲が狭くなるという問題が生ずる。さらには、可塑剤の滲み出し(ブリード)や劣化による、長期の安定性も懸念される。
また、特許文献2には、塩化ビニル系樹脂にポリエステル系可塑剤を配合した感温性材料が開示されているが、変換温度45〜62℃の範囲において、透明から不透明に変化するために要する時間が45分以上であり、温度変化に対する応答が遅いという問題がある。また、分子量が数千の可塑剤や安定化剤などを使用しているため、成形体にブリードが発生するなど長期の安定性にも懸念があり、さらには、焼却時に有毒ガスが発生する塩化ビニル系樹脂を用いているという問題もある。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、成形体におけるブリードの発生や、長期の安定性に悪影響を及ぼす低分子量体を含まず、透過性変換温度の調整が容易で、かつその調整領域が広く、温度変化に対する透過性変化が鋭敏な、非塩化ビニル系樹脂を用いた感温性樹脂組成物及びその成形体を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、側鎖結晶性ポリマーとオレフィン系エラストマーとを特定の割合で含む樹脂組成物により、上記目的が達成されることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち本発明は、以下の感温性樹脂組成物及びその成形体を提供するものである。
1. (A)側鎖結晶性ポリマー3〜60質量%と(B)オレフィン系エラストマー97〜40質量%との組み合わせを含むことを特徴とする感温性樹脂組成物。
2. (A)成分の側鎖結晶性ポリマーが、以下の(1)を満足する高級α−オレフィン系ポリマーである上記1に記載の感温性樹脂組成物。
(1)炭素数10以上の高級α−オレフィン、又は炭素数10以上の高級α−オレフィンと他のオレフィン一種以上とを重合して得られ、高級α−オレフィン単位含有量が50モル%以上である。
3. (B)成分のオレフィン系エラストマーが、以下の(a)及び(b)の少なくとも一つを満足する上記1又は2に記載の感温性樹脂組成物。
(a)エチレン、プロピレン及び1−ブテンから選ばれる少なくとも一種のモノマーと、α−オレフィンとの共重合体からなるα−オレフィン系エラストマーである。
(b)密度が910kg/m3以下である。
4. (A)成分の側鎖結晶性ポリマーが、以下の(2)及び(3)の少なくとも一つを満足する上記1〜3のいずれかに記載の感温性樹脂組成物。
(2)融点(Tm)が1つ存在し、かつ100℃以下である。
(3)広角X線散乱強度分布における、15deg<2θ<30degに観測される側鎖結晶化に由来する、単一のピークX1が観測される。
5. (A)成分の側鎖結晶性ポリマーが、以下の(4)〜(7)の少なくとも一つを満足する上記1〜4のいずれかに記載の感温性樹脂組成物。
(4)ゲルパーミエイションクロマトグラフィ(GPC)法により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が1,000〜10,000,000の範囲にある。
(5)GPC法により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)から求めた分子量分布(Mw/Mn)が5.0以下である。
(6)炭素数10以上の高級α−オレフィン連鎖部に由来する立体規則性指標値M2が30モル%以上である。
(7)示差走査型熱量計(DSC)を用いることにより得られた融解吸熱カーブから観測される半値幅(Wm)が10℃以下である。
6. (A)成分の側鎖結晶性ポリマーが、以下の(2)〜(7)を満足する上記1〜3のいずれかに記載の感温性樹脂組成物。
(2)融点(Tm)が1つ存在し、かつ100℃以下である。
(3)広角X線散乱強度分布における、15deg<2θ<30degに観測される側鎖結晶化に由来する、単一のピークX1が観測される。
(4)ゲルパーミエイションクロマトグラフィ(GPC)法により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が1,000〜10,000,000の範囲にある。
(5)GPC法により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)から求めた分子量分布(Mw/Mn)が5.0以下である。
(6)炭素数10以上の高級α−オレフィン連鎖部に由来する立体規則性指標値M2が30モル%以上である。
(7)示差走査型熱量計(DSC)を用いることにより得られた融解吸熱カーブから観測される半値幅(Wm)が10℃以下である。
7. 上記1〜6のいずれかに記載の感温性樹脂組成物を成形してなる成形体。
8. シート状又はフィルム状である上記7に記載の成形体。
9. 上記8に記載の成形体の両面又は片面を、透明フィルム又は透明シートで被覆してなる多層樹脂成形体。
すなわち本発明は、以下の感温性樹脂組成物及びその成形体を提供するものである。
1. (A)側鎖結晶性ポリマー3〜60質量%と(B)オレフィン系エラストマー97〜40質量%との組み合わせを含むことを特徴とする感温性樹脂組成物。
2. (A)成分の側鎖結晶性ポリマーが、以下の(1)を満足する高級α−オレフィン系ポリマーである上記1に記載の感温性樹脂組成物。
(1)炭素数10以上の高級α−オレフィン、又は炭素数10以上の高級α−オレフィンと他のオレフィン一種以上とを重合して得られ、高級α−オレフィン単位含有量が50モル%以上である。
3. (B)成分のオレフィン系エラストマーが、以下の(a)及び(b)の少なくとも一つを満足する上記1又は2に記載の感温性樹脂組成物。
(a)エチレン、プロピレン及び1−ブテンから選ばれる少なくとも一種のモノマーと、α−オレフィンとの共重合体からなるα−オレフィン系エラストマーである。
(b)密度が910kg/m3以下である。
4. (A)成分の側鎖結晶性ポリマーが、以下の(2)及び(3)の少なくとも一つを満足する上記1〜3のいずれかに記載の感温性樹脂組成物。
(2)融点(Tm)が1つ存在し、かつ100℃以下である。
(3)広角X線散乱強度分布における、15deg<2θ<30degに観測される側鎖結晶化に由来する、単一のピークX1が観測される。
5. (A)成分の側鎖結晶性ポリマーが、以下の(4)〜(7)の少なくとも一つを満足する上記1〜4のいずれかに記載の感温性樹脂組成物。
(4)ゲルパーミエイションクロマトグラフィ(GPC)法により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が1,000〜10,000,000の範囲にある。
(5)GPC法により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)から求めた分子量分布(Mw/Mn)が5.0以下である。
(6)炭素数10以上の高級α−オレフィン連鎖部に由来する立体規則性指標値M2が30モル%以上である。
(7)示差走査型熱量計(DSC)を用いることにより得られた融解吸熱カーブから観測される半値幅(Wm)が10℃以下である。
6. (A)成分の側鎖結晶性ポリマーが、以下の(2)〜(7)を満足する上記1〜3のいずれかに記載の感温性樹脂組成物。
(2)融点(Tm)が1つ存在し、かつ100℃以下である。
(3)広角X線散乱強度分布における、15deg<2θ<30degに観測される側鎖結晶化に由来する、単一のピークX1が観測される。
(4)ゲルパーミエイションクロマトグラフィ(GPC)法により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が1,000〜10,000,000の範囲にある。
(5)GPC法により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)から求めた分子量分布(Mw/Mn)が5.0以下である。
(6)炭素数10以上の高級α−オレフィン連鎖部に由来する立体規則性指標値M2が30モル%以上である。
(7)示差走査型熱量計(DSC)を用いることにより得られた融解吸熱カーブから観測される半値幅(Wm)が10℃以下である。
7. 上記1〜6のいずれかに記載の感温性樹脂組成物を成形してなる成形体。
8. シート状又はフィルム状である上記7に記載の成形体。
9. 上記8に記載の成形体の両面又は片面を、透明フィルム又は透明シートで被覆してなる多層樹脂成形体。
本発明の感温性樹脂組成物はポリマーから構成されるため、成形体におけるブリード発生の懸念が無く、長期の安定性に優れ、透過性変換温度の調整が容易で、かつその調整領域が広く、温度変化に対する透過性変化が鋭敏である。また、非塩化ビニル系樹脂を用いているため、燃焼時に有毒物質が発生する恐れがない。
本発明の感温性樹脂組成物は、(A)側鎖結晶性ポリマー3〜60質量%と(B)オレフィン系エラストマー97〜40質量%との組み合わせを含む。(A)成分の側鎖結晶性ポリマーの含有割合が3質量%以上であると、変換温度における透過と非透過のコントラストが良好な、成形体を与える感温性樹脂組成物を得ることができる。また、側鎖結晶性ポリマーの含有割合が60質量%以下であると、感温性樹脂組成物の成形性が良好となる。このような観点から、(A)成分の側鎖結晶性ポリマーの含有割合は5〜50質量%が好ましく、より好ましくは7〜40質量%、さらに好ましくは10〜35質量%である。これにより、変換温度での透明と不透明のコントラストが良好な成形体を与える感温性樹脂組成物を得ることができる。
主鎖結晶性ポリマーとは異なり、側鎖結晶性ポリマーは融点が低いものの、結晶性が高いという特徴がある。後述するように、本発明の成形体は、(A)成分の側鎖結晶性ポリマーの融解と結晶化を利用して透過性を制御するものである。
主鎖結晶性ポリマーとは異なり、側鎖結晶性ポリマーは融点が低いものの、結晶性が高いという特徴がある。後述するように、本発明の成形体は、(A)成分の側鎖結晶性ポリマーの融解と結晶化を利用して透過性を制御するものである。
本発明で用いる(A)成分の側鎖結晶性ポリマーは、くし型ポリマーとも呼ばれるものであり、有機構造体からなる骨格(主鎖)に対し、脂肪族及び/又は芳香族からなる側鎖を有するポリマーであって、側鎖は結晶構造に入り得る構造であることを特徴としているものである。その側鎖部分の長さは、側鎖間の距離の5倍以上である。
(A)成分の側鎖結晶性ポリマーとしては、α−オレフィン系ポリマー、アルキルアクリレート系ポリマー、アルキルメタクリレート系ポリマー、アルキルエチレンオキシド系ポリマー、ポリシロキサン系ポリマー及びアクリルアミド系ポリマーなどの側鎖結晶性ポリマーが挙げられる。この中でも、特に原料が安価で入手しやすいα−オレフィンを重合したα−オレフィン系ポリマーが好ましく、α−オレフィン系ポリマーの中で、炭素数10以上の高級α−オレフィン、又は炭素数10以上の高級α−オレフィンと他のオレフィン一種以上とを重合して得られ、高級α−オレフィン単位含有量が50モル%以上である高級α−オレフィン系ポリマーがより好ましい。(A)成分の側鎖結晶性ポリマーは、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
(A)成分の側鎖結晶性ポリマーとしては、α−オレフィン系ポリマー、アルキルアクリレート系ポリマー、アルキルメタクリレート系ポリマー、アルキルエチレンオキシド系ポリマー、ポリシロキサン系ポリマー及びアクリルアミド系ポリマーなどの側鎖結晶性ポリマーが挙げられる。この中でも、特に原料が安価で入手しやすいα−オレフィンを重合したα−オレフィン系ポリマーが好ましく、α−オレフィン系ポリマーの中で、炭素数10以上の高級α−オレフィン、又は炭素数10以上の高級α−オレフィンと他のオレフィン一種以上とを重合して得られ、高級α−オレフィン単位含有量が50モル%以上である高級α−オレフィン系ポリマーがより好ましい。(A)成分の側鎖結晶性ポリマーは、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
(A)成分の側鎖結晶性ポリマーが、炭素数10以上の高級α−オレフィンを含むものであると、側鎖結晶性ポリマーの側鎖結晶性が高くなるため、変換温度での透明と不透明のコントラストが良好な成形体を与える感温性樹脂組成物を得ることができる。上記高級α−オレフィンの炭素数は、より好ましくは12以上、さらに好ましくは12〜50、特に好ましくは14〜30である。また、高級α−オレフィン単位の含有量が50モル%以上であると、側鎖結晶性ポリマーの側鎖結晶性が高くなるため、変換温度での透明と不透明のコントラストが良好な成形体を与える感温性樹脂組成物を得ることができる。上記高級α−オレフィン単位の含有量は、より好ましくは70モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、特に好ましくは100モル%である。
(A)成分の鎖結晶性ポリマーは、さらに、以下の(2)及び(3)の少なくとも一つ、あるいは以下の(4)〜(7)の少なくとも一つを満足することが好ましく、以下の(2)及び(3)の少なくとも一つと以下の(4)〜(7)の少なくとも一つを満足することがより好ましく、以下の(2)〜(7)を満足することがさらに好ましい。
(2)融点(Tm)が1つ存在し、かつ100℃以下である。
(3)広角X線散乱強度分布における、15deg<2θ<30degに観測される側鎖結晶化に由来する、単一のピークX1が観測される。
(4)ゲルパーミエイションクロマトグラフィ(GPC)法により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が1,000〜10,000,000の範囲にある。
(5)GPC法により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)から求めた分子量分布(Mw/Mn)が5.0以下である。
(6)炭素数10以上の高級α−オレフィン連鎖部に由来する立体規則性指標値M2が30モル%以上である。
(7)示差走査型熱量計(DSC)を用いることにより得られた融解吸熱カーブから観測される半値幅(Wm)が10℃以下である。
(2)融点(Tm)が1つ存在し、かつ100℃以下である。
(3)広角X線散乱強度分布における、15deg<2θ<30degに観測される側鎖結晶化に由来する、単一のピークX1が観測される。
(4)ゲルパーミエイションクロマトグラフィ(GPC)法により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が1,000〜10,000,000の範囲にある。
(5)GPC法により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)から求めた分子量分布(Mw/Mn)が5.0以下である。
(6)炭素数10以上の高級α−オレフィン連鎖部に由来する立体規則性指標値M2が30モル%以上である。
(7)示差走査型熱量計(DSC)を用いることにより得られた融解吸熱カーブから観測される半値幅(Wm)が10℃以下である。
上記(2)における融点(Tm)は以下のようにして測定した。すなわち、示差走査型熱量計(DSC)を用い、試料を窒素雰囲気下−30℃で5分間保持した後、190℃まで、10℃/分で昇温させることにより得られた融解吸熱カーブから観測される最大ピークのピークトップとして定義される融点(TmD)を有し、さらに、190℃で5分保持した後、−30℃まで、5℃/分で降温させ、−30℃で5分保持した後、190℃まで10℃/分で昇温させることにより得られた融解吸熱カーブから観測されるピークトップを融点(Tm)として定義した。この融点(Tm)を測定する2回目の昇温過程にて、複数のピーク(ショルダーピークを含む)が観測されることがあるが、(A)成分の側鎖結晶性ポリマーとしては、1つのピークが観測されることが好ましい。ピークが1つであることは、他のピークやショルダーと見られる吸収が無いことを意味し、上記ピークが1つであると透過性の変換が狭い温度範囲で起こるという利点がある。
上記融点(Tm)は、通常100℃以下であるが、0〜100℃が好ましく、さらに好ましくは20〜100℃、特に好ましくは25〜80℃である。
上記融点(Tm)は、通常100℃以下であるが、0〜100℃が好ましく、さらに好ましくは20〜100℃、特に好ましくは25〜80℃である。
上記(3)のように、広角X線散乱強度分布において、側鎖結晶に由来する単一ピークXが観測されると、融解ピークがシャープとなるため、変換温度における透過性のシャープな変化が、成形体において発現される。広角X線散乱強度分布における、20deg<2θ<30degに観測される側鎖結晶化に由来する、単一のピークX1及びその強度比(%)は以下の方法により測定した。
すなわち、理学電機工業株式会社製の対陰極型ロータフレックスRU−200を用い、30kV、100mA出力のCuKα線(波長=0.154nm)の単色光を、径2mmのピンホールによって平行とし、位置敏感型比例計数管を用い、露光時間1分で広角X線散乱(WAXS)強度分布を測定することにより、単一のピークX1を測定した。強度比は、複数のピーク(ピークX)が観測された場合、ピーク分離を行い、それぞれの強度比を計算することにより求めた。
すなわち、理学電機工業株式会社製の対陰極型ロータフレックスRU−200を用い、30kV、100mA出力のCuKα線(波長=0.154nm)の単色光を、径2mmのピンホールによって平行とし、位置敏感型比例計数管を用い、露光時間1分で広角X線散乱(WAXS)強度分布を測定することにより、単一のピークX1を測定した。強度比は、複数のピーク(ピークX)が観測された場合、ピーク分離を行い、それぞれの強度比を計算することにより求めた。
上記(4)において、GPC法により測定したポリスチレン換算された重量平均分子量(Mw)が1,000以上であると、成形体にブリードの発生が抑制され、また、(B)成分のオレフィン系エラストマーとの粘度差が小さくなるため、(B)成分との混練性が向上する。また、10,000,000以下である場合、感温性樹脂組成物の混錬や成形が良好となる。成形体における光の透過性の変換を良好なものとする観点から、上記重量平均分子量(Mw)は、好ましくは10,000〜5,000,000、より好ましくは10、000〜2,000,000、特に好ましくは100,000〜2,000,000、一層好ましくは100,000〜1,000,000である。
上記(5)において、GPC法により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)から求めた分子量分布(Mw/Mn)が5.0以下であると、組成分布が広くなりすぎず適度のものとなるため、成形体の表面特性が向上し、特にべたつきやブリードの発生が抑制され、また、熱安定性が向上する。これらの観点から、上記分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは4.0以下、より好ましくは3.5以下、さらに好ましくは3.0以下、特に好ましくは2.3以下である。
上記(5)において、GPC法により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)から求めた分子量分布(Mw/Mn)が5.0以下であると、組成分布が広くなりすぎず適度のものとなるため、成形体の表面特性が向上し、特にべたつきやブリードの発生が抑制され、また、熱安定性が向上する。これらの観点から、上記分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは4.0以下、より好ましくは3.5以下、さらに好ましくは3.0以下、特に好ましくは2.3以下である。
上記(6)は、本発明で用いる(A)成分の側鎖結晶性ポリマーが、アイソタクチック構造であることを示すものである。立体規則性指標値M2が30モル%以上であると、変換温度における透過性のシャープな変化が、成形体において発現される。また、体規則性指標値M2が90モル%以下であると、結晶性が高すぎず適度のものとなるため、主鎖の結晶性が発現することがなく、変換温度による透過性のシャープな変化が見られる。立体規則性指標値M2は、好ましくは50〜90モル%、より好ましくは55〜85モル%、さらに好ましくは55〜75モル%である。
また、ペンタッドアイソタクティシティーと同様の指標である立体規則性指標値M4は、25〜60モル%であることが好ましく、より好ましくは25〜45モル%である。さらに、立体規則性の乱れの指数である立体規則性指標値MRは、2.5モル%以上であることが好ましく、より好ましくは5モル%以上、さらに好ましくは10モル%以上である。
また、ペンタッドアイソタクティシティーと同様の指標である立体規則性指標値M4は、25〜60モル%であることが好ましく、より好ましくは25〜45モル%である。さらに、立体規則性の乱れの指数である立体規則性指標値MRは、2.5モル%以上であることが好ましく、より好ましくは5モル%以上、さらに好ましくは10モル%以上である。
これらの立体規則性指標値M2、M4及びMRは、T.Asakura,M.Demura,Y.Nishiyamaにより報告された「Macromolecules,24,2334(1991)」で提案された方法に準拠して求めた。すなわち、13C−NMRスペクトルで側鎖α位のCH2炭素が立体規則性の違いを反映して分裂して観測されることを利用して求めた。上記M2又はM4の値が小さいほどアイソタクティシティーが小さいことを示し、上記MRの値が大きいほど、立体規則性に乱れがあることを示す。
13C−NMRの測定は、下記の装置及び条件にて行った。
13C−NMRの測定は、下記の装置及び条件にて行った。
装置:日本電子株式会社製JNM−EX400型13C−NMR装置
方法:プロトン完全デカップリング法
濃度:220mg/mL
溶媒:1,2,4−トリクロロベンゼンと重ベンゼンの90:10(容量比)混合溶媒
温度:130℃
パルス幅:45°
パルス繰り返し時間:4秒
積算:1000回
方法:プロトン完全デカップリング法
濃度:220mg/mL
溶媒:1,2,4−トリクロロベンゼンと重ベンゼンの90:10(容量比)混合溶媒
温度:130℃
パルス幅:45°
パルス繰り返し時間:4秒
積算:1000回
また、立体規則性指標値M2、M4及びMRは、以下のようにして計算した。すなわち、混合溶媒に基づく大きな吸収ピークが、127〜135ppmに6本見られ、これらのピークのうち、低磁場側から4本目のピーク値を131.1ppmとし、化学シフトの基準とする。このとき側鎖α位のCH2炭素に基づく吸収ピークが34〜37ppm付近に観測される。このとき、以下の式を用いてM2、M4及びMR(モル%)を求める。
M2=[(36.2〜35.3ppmの積分強度)/(36.2〜34.5ppmの積分強度)]×100
M4=[(36.2〜35.6ppmの積分強度)/(36.2〜34.5ppmの積分強度)]×100
MR=[(35.3〜35.0ppmの積分強度)/(36.2〜34.5ppmの積分強度)]×100
M2=[(36.2〜35.3ppmの積分強度)/(36.2〜34.5ppmの積分強度)]×100
M4=[(36.2〜35.6ppmの積分強度)/(36.2〜34.5ppmの積分強度)]×100
MR=[(35.3〜35.0ppmの積分強度)/(36.2〜34.5ppmの積分強度)]×100
上記(7)における半値幅(Wm)は、上記(2)における融点(Tm)測定において、融点の融解ピーク全体のベースラインからピークトップまでの高さの中点におけるピーク幅として定義される融解ピーク半値幅である。半値幅(Wm)が10℃以下であると、所定の温度でシャープに融解・結晶化が起こり、変換温度における透過性のシャープな変化が、成形体において発現される。この半値幅(Wm)は、好ましくは7℃以下、より好ましくは6℃以下、さらに好ましくは5℃以下、特に好ましくは2〜4℃である。
融点(Tm)測定において得られる融解ピークの面積から計算される、(A)成分の側鎖結晶性ポリマーの融解熱(ΔH)は、通常30J/g以上、好ましくは50J/g以上、より好ましくは60J/g以上、さらに好ましくは75J/g以上である。ΔHが30J/g以上であると、変換温度における透明と不透明のコントラストが良好となる。
また、融点(TmD)測定において得られる融解ピークの面積から計算される、(A)成分の側鎖結晶性ポリマーの融解熱(ΔHD)は、通常30J/g以上、好ましくは50J/g以上、より好ましくは60J/g以上、さらに好ましくは75J/g以上である。ΔHDが30J/g以上であると、変換温度における透明と不透明のコントラストが良好となる。
融点(Tm)測定において得られる融解ピークの面積から計算される、(A)成分の側鎖結晶性ポリマーの融解熱(ΔH)は、通常30J/g以上、好ましくは50J/g以上、より好ましくは60J/g以上、さらに好ましくは75J/g以上である。ΔHが30J/g以上であると、変換温度における透明と不透明のコントラストが良好となる。
また、融点(TmD)測定において得られる融解ピークの面積から計算される、(A)成分の側鎖結晶性ポリマーの融解熱(ΔHD)は、通常30J/g以上、好ましくは50J/g以上、より好ましくは60J/g以上、さらに好ましくは75J/g以上である。ΔHDが30J/g以上であると、変換温度における透明と不透明のコントラストが良好となる。
(A)成分の側鎖結晶性ポリマーの合成法は特に限定されないが、この側鎖結晶性ポリマーが、炭素数10以上の高級α−オレフィン含む結晶性高級α−オレフィン系ポリマーである場合、いわゆるメタロセン触媒と呼ばれる均一系の触媒で合成されることが好ましい。例えば、国際公開WO03/070790号公報に記載されているように、以下に示すメタロセン系触媒を用いて結晶性高級α−オレフィン系ポリマーを製造することができ、その中でも特に、アイソタクチックポリマーを合成できる、C2対称及び、C1対称の遷移金属化合物を用いることが好ましい。
すなわち、(a)二架橋型の遷移金属化合物、及び(b)(b−1)この(a)成分の遷移金属化合物又はその派生物と反応してイオン性の錯体を形成しうる化合物及び(b−2)アルミノキサンから選ばれる少なくとも一種類の成分を含有する重合用触媒の存在下、炭素数10以上の高級α−オレフィン系ポリマーを重合させる方法である。
上記二架橋型の遷移金属化合物としては、二重架橋型ビスシクロペンタジエニル誘導体を配位子とする遷移金属化合物であって、配位子間の架橋基に珪素を含むものが好ましく、例えば(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロライドなどが挙げられる。
(b−1)成分としては、ジメチルアニリニウムテトラキスペンタフルオロフェニルボレートなどが挙げられる。(b−2)成分としては、メチルアルミノキサン等の鎖状アルミノキサン、環状アルノキサンが挙げられる。また、上記(a)成分及び(b)成分に加えて(c)成分として、トリメチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム等の有機アルミニウム化合物を用いることができる。
上記二架橋型の遷移金属化合物としては、二重架橋型ビスシクロペンタジエニル誘導体を配位子とする遷移金属化合物であって、配位子間の架橋基に珪素を含むものが好ましく、例えば(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロライドなどが挙げられる。
(b−1)成分としては、ジメチルアニリニウムテトラキスペンタフルオロフェニルボレートなどが挙げられる。(b−2)成分としては、メチルアルミノキサン等の鎖状アルミノキサン、環状アルノキサンが挙げられる。また、上記(a)成分及び(b)成分に加えて(c)成分として、トリメチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム等の有機アルミニウム化合物を用いることができる。
本発明の成形体は、(A)成分の側鎖結晶性ポリマーの融解と結晶化を利用して透過性を制御するものである。すなわち、この側鎖結晶性ポリマーが結晶化している場合、透過性が低く、融解している場合は透過性が高い。したがって、(A)成分の側鎖結晶性ポリマーに配合する樹脂としては、この側鎖結晶性ポリマーの融解時の特性(特に屈折率)に近く、かつこの側鎖結晶性ポリマーの融点付近で形状を保つことができ、それ自体が透明性の高い樹脂である必要がある。このような樹脂として最適なものが(B)成分のオレフィン系エラストマーである。
(B)成分のオレフィン系エラストマーとしては、以下のα−オレフィン系エラストマーやスチレン系熱可塑性エラストマーなど、ゴム弾性的な性質を持つ物質を挙げることができる。α−オレフィン系エラストマーとしては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン及び1−オクテンなどから選ばれる少なくとも一種のモノマー、好ましくはエチレン、プロピレン及び1−ブテンから選ばれる少なくとも一種のモノマーと、α−オレフィンとが共重合してなるエラストマー、あるいは上記α−オレフィンと環状オレフィン、スチレン系モノマー又は非共役ジエンとが共重合してなるエラストマーやプラストマーなどを挙げることができる。上記非共役ジエンとしては、ジシクロペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、ジシクロオクタジエン、メチレンノルボルネン及び5−エチリデン−2−ノルボルネンなどを挙げることができる。
一般的には密度が910kg/m3以下の物質をプラストマーやエラストマーと呼ばれており、(B)成分のオレフィン系エラストマーとしては910kg/m3以下のものが好ましいが、ゴム弾性的な性質を持つものであれば密度には制限されず、化学的架橋されているものでも化学的架橋されていないものでもよい。
(B)成分のオレフィン系エラストマーとしては、以下のα−オレフィン系エラストマーやスチレン系熱可塑性エラストマーなど、ゴム弾性的な性質を持つ物質を挙げることができる。α−オレフィン系エラストマーとしては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン及び1−オクテンなどから選ばれる少なくとも一種のモノマー、好ましくはエチレン、プロピレン及び1−ブテンから選ばれる少なくとも一種のモノマーと、α−オレフィンとが共重合してなるエラストマー、あるいは上記α−オレフィンと環状オレフィン、スチレン系モノマー又は非共役ジエンとが共重合してなるエラストマーやプラストマーなどを挙げることができる。上記非共役ジエンとしては、ジシクロペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、ジシクロオクタジエン、メチレンノルボルネン及び5−エチリデン−2−ノルボルネンなどを挙げることができる。
一般的には密度が910kg/m3以下の物質をプラストマーやエラストマーと呼ばれており、(B)成分のオレフィン系エラストマーとしては910kg/m3以下のものが好ましいが、ゴム弾性的な性質を持つものであれば密度には制限されず、化学的架橋されているものでも化学的架橋されていないものでもよい。
上記α−オレフィン系エラストマーとして具体的には、エチレン・プロピレン共重合体エラストマー、エチレン・1−ブテン共重合体エラストマー、エチレン・プロピレン・1−ブテン共重合体エラストマー、エチレン・1−ヘキセン共重合体エラストマー、エチレン・1‐オクテン共重合体エラストマー、エチレン・スチレン共重合体エラストマー、エチレン・ノルボルネン共重合体エラストマー、プロピレン・1−ブテン共重合体エラストマー、エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体エラストマー、エチレン・1−ブテン−非共役ジエン共重合体エラストマー及びエチレン・プロピレン・1−ブテン−非共役ジエン共重合体エラストマーなどの、オレフィンを主成分とする無定型の弾性共重合体を挙げることができる。これらのなかでも、炭素数2〜8のオレフィンを主な構成単位とするエラストマーが好ましく、エチレン単位を主な構成単位とする共重合体エラストマーがより好ましい。
上記α−オレフィン系エラストマーの230℃で測定されるメルトフローレート(MFR)は、通常0.01〜50g/10分程度、好ましくは0.1〜30g/10分、より好ましくは0.5〜20g/10分である。
また、α−オレフィン系エラストマーとしては、立体規則性を制御したポリプロピレンやポリブテンなども挙げられる。これは、立体規則性を下げることにより結晶性を下げ、ゴム的な弾性を発現させたものであり、このようなα−オレフィン系エラストマーとしては、特開2001−172325号公報に記載のプロピレンとエチレン及び/又は炭素数4〜20のα−オレフィンを重合させてなるプロピレン系重合体、特開2002−322213公報に記載の1−ブテンとエチレン及び/又は炭素数3〜20のα−オレフィン(ただし、1−ブテン除く)との共重合体などが挙げられる。
また、α−オレフィン系エラストマーとしては、立体規則性を制御したポリプロピレンやポリブテンなども挙げられる。これは、立体規則性を下げることにより結晶性を下げ、ゴム的な弾性を発現させたものであり、このようなα−オレフィン系エラストマーとしては、特開2001−172325号公報に記載のプロピレンとエチレン及び/又は炭素数4〜20のα−オレフィンを重合させてなるプロピレン系重合体、特開2002−322213公報に記載の1−ブテンとエチレン及び/又は炭素数3〜20のα−オレフィン(ただし、1−ブテン除く)との共重合体などが挙げられる。
スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系化合物と共役ジエン化合物のブロック共重合体及びその水添体が挙げられる。このスチレン系化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレンなどのアルキルスチレン、p−メトキシスチレン及びビニルナフタレンなどが挙げられる。これらの中でもスチレンが好ましい。
上記共役ジエン化合物としては、ブタジエン、イソプレン、ピペリレン、メチルペンタジエン、フェニルブタジエン、3,4−ジメチル−1,3−ヘキサジエン、4,5−ジエチル−1,3−オクタジエンなどが挙げられる。これらの中でもブタジエン、イソプレンが好ましい。
スチレン系熱可塑性エラストマーの分子構造は、直鎖状、分岐状、放射状又はこれらの組み合わせなどいずれであってもよい。このようなスチレン系熱可塑性エラストマーとして具体的には、スチレン・ブタジエンジブロック共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレントリブロック共重合体、スチレン・イソプレンジブロック共重合体、スチレン・イソプレン・スチレントリブロック共重合体、スチレン・ブタジエンジブロック共重合体の水素添加物、スチレン・ブタジエン・スチレントリブロック共重合体の水素添加物、スチレン・イソプレンジブロック共重合体の水素添加物、スチレン・イソプレン・スチレントリブロック共重合体の水素添加物などを挙げることができる。(B)成分のオレフィン系エラストマーは、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
上記共役ジエン化合物としては、ブタジエン、イソプレン、ピペリレン、メチルペンタジエン、フェニルブタジエン、3,4−ジメチル−1,3−ヘキサジエン、4,5−ジエチル−1,3−オクタジエンなどが挙げられる。これらの中でもブタジエン、イソプレンが好ましい。
スチレン系熱可塑性エラストマーの分子構造は、直鎖状、分岐状、放射状又はこれらの組み合わせなどいずれであってもよい。このようなスチレン系熱可塑性エラストマーとして具体的には、スチレン・ブタジエンジブロック共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレントリブロック共重合体、スチレン・イソプレンジブロック共重合体、スチレン・イソプレン・スチレントリブロック共重合体、スチレン・ブタジエンジブロック共重合体の水素添加物、スチレン・ブタジエン・スチレントリブロック共重合体の水素添加物、スチレン・イソプレンジブロック共重合体の水素添加物、スチレン・イソプレン・スチレントリブロック共重合体の水素添加物などを挙げることができる。(B)成分のオレフィン系エラストマーは、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
(B)成分のオレフィン系エラストマーとしては、以下の(a)及び(b)の少なくとも一つを満足するものが好ましい。
(a)エチレン、プロピレン及び1−ブテンから選ばれる少なくとも一種のモノマーと、α−オレフィンとの共重合体からなるエラストマーである。
(b)密度が910kg/m3以下である。
(A)成分の側鎖結晶性ポリマーの側鎖がアルキル基である場合、この側鎖結晶性ポリマーとの相溶性を考慮すると、(B)成分のオレフィン系エラストマーとしては、α−オレフィン系エラストマーが好ましく、入手の容易さコストの面からエチレン、上記(a)のものがより好ましく、エチレン・α−オレフィン共重合体エラストマーがさらに好ましい。
また、(A)成分の側鎖結晶性ポリマーの融解時の屈折率を考慮すると、(B)成分のオレフィン系エラストマーの密度は910kg/m3以下であることが好ましい。この密度は、より好ましくは905〜850kg/m3、さらに好ましくは900〜860kg/m3、特に好ましくは890〜865kg/m3である。この密度が910kg/m3以下であると、変換温度における透過と非透過のコントラストが良好となる。
(a)エチレン、プロピレン及び1−ブテンから選ばれる少なくとも一種のモノマーと、α−オレフィンとの共重合体からなるエラストマーである。
(b)密度が910kg/m3以下である。
(A)成分の側鎖結晶性ポリマーの側鎖がアルキル基である場合、この側鎖結晶性ポリマーとの相溶性を考慮すると、(B)成分のオレフィン系エラストマーとしては、α−オレフィン系エラストマーが好ましく、入手の容易さコストの面からエチレン、上記(a)のものがより好ましく、エチレン・α−オレフィン共重合体エラストマーがさらに好ましい。
また、(A)成分の側鎖結晶性ポリマーの融解時の屈折率を考慮すると、(B)成分のオレフィン系エラストマーの密度は910kg/m3以下であることが好ましい。この密度は、より好ましくは905〜850kg/m3、さらに好ましくは900〜860kg/m3、特に好ましくは890〜865kg/m3である。この密度が910kg/m3以下であると、変換温度における透過と非透過のコントラストが良好となる。
本発明の感温性樹脂組成物においては、上記(A)成分及び(B)成分以外に、必要に応じて他の熱可塑性樹脂を本発明の効果を損なわない範囲で配合することもできる。この熱可塑性樹脂としては、オレフィン単独重合体又は二種以上のオレフィンの共重合体、例えば、α−オレフィン単独重合体(ポリプロピレン等)、α−オレフィン共重合体(プロピレン・α−オレフィン・ランダム共重合体、プロピレン・α−オレフィン・プロック共重合体等)、高中密度ポリエチレン、ポリブテン−1、ポリ−4−メチルペンテン−1、高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、極低密度ポリエチレン、α−オレフィンとビニルモノマーとの共重合体などが挙げられる。また、エチレン−不飽和カルボン酸エステル共重合体、エチレン・カルボン酸不飽和エステル共重合体などの極性基含有ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレンやゴム強化ポリスチレン(HIPS)、アイソタクティックポリスチレン、シンジオタクタクティックポリスチレンなどのポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン樹脂(AS)やアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂(ABS)などのポリアクリルニトリル系樹脂、ポリメタクリレート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリフェニレンスルフォン系樹脂、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、クロマン・インデン系樹脂及び石油樹脂なども用いることができる。これらの熱可塑性樹脂は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
上記熱可塑性樹脂の配合量は、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、通常10〜50質量部程度である。
上記熱可塑性樹脂の配合量は、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して、通常10〜50質量部程度である。
本発明の感温性樹脂組成物を調製する方法としては、例えば、(1)(A)側鎖結晶性ポリマー、(B)オレフィン系エラストマー及び必要に応じて用いる上記熱可塑性樹脂を溶融混練する方法、(2)(A)側鎖結晶性ポリマー、(B)オレフィン系エラストマー及び必要に応じて用いる上記熱可塑性樹脂を共通の溶媒に溶解してブレンドする方法、などが挙げられる。
各成分を溶融混練する方法としては、従来公知の方法を広く採用することができる。溶融混練装置としては、ミキシングロール、インテンシブミキサー、例えばバンバリーミキサー、ニーダー、一軸又は二軸押出機を用いることができる。
各成分を溶融混練する方法としては、従来公知の方法を広く採用することができる。溶融混練装置としては、ミキシングロール、インテンシブミキサー、例えばバンバリーミキサー、ニーダー、一軸又は二軸押出機を用いることができる。
本発明の感温性樹脂組成物には、必要に応じて、さらに従来公知の無機充填剤、有機充填剤などの充填剤を配合することができる。用いられる無機充填剤や有機充填剤の形状については特に制限はなく、粒状、板状、棒状,繊維状及びウイスカー状などいずれの形状のものも使用することができる。
無機充填剤としては、例えばシリカ,ケイ藻土,バリウムフェライト,アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム,酸化ベリリウム,軽石,軽石バルーンなどの酸化物、水酸化アルミニルム,水酸化マグネシウム,塩基性炭酸マグネシウムなどの水酸化物、炭酸カルシウム,炭酸マグネシウム,ドロマイト,ドーソナイトなどの炭酸塩、硫酸カルシウム,硫酸バリウム,硫酸アンモニウム,亜硫酸カルシウムなどの硫酸塩又は亜硫酸塩、タルク,クレー,マイカ,アスベスト,ガラス繊維,ガラスフレーク、ガラスバルーン,ガラスビーズ,ケイ酸カルシウム,モンモリロナイト,ベントナイト、カオリナイトなどの粘土鉱物・ケイ酸塩及びその有機化物(有機化クレー)、カーボンブラック,グラファイト,炭素繊維,炭素中空球などの炭素類や、硫化モリブデン,ボロン繊維,ホウ酸亜鉛,メタホウ酸バリウム,ホウ酸カルシウム,ホウ酸ナトリウム,マグネシウムオキシサルフェイト,各種金属繊維などを挙げることができる。一方、有機充填剤としては、例えばモミ殻などの殻繊維、木粉,木綿,ジュート,紙細片,セロハン片,芳香族ポリアミド繊維,セルロース繊維,ナイロン繊維,ポリエステル繊維,ポリプロピレン繊維,熱硬化性樹脂粉末などを挙げることができる。
無機充填剤としては、例えばシリカ,ケイ藻土,バリウムフェライト,アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム,酸化ベリリウム,軽石,軽石バルーンなどの酸化物、水酸化アルミニルム,水酸化マグネシウム,塩基性炭酸マグネシウムなどの水酸化物、炭酸カルシウム,炭酸マグネシウム,ドロマイト,ドーソナイトなどの炭酸塩、硫酸カルシウム,硫酸バリウム,硫酸アンモニウム,亜硫酸カルシウムなどの硫酸塩又は亜硫酸塩、タルク,クレー,マイカ,アスベスト,ガラス繊維,ガラスフレーク、ガラスバルーン,ガラスビーズ,ケイ酸カルシウム,モンモリロナイト,ベントナイト、カオリナイトなどの粘土鉱物・ケイ酸塩及びその有機化物(有機化クレー)、カーボンブラック,グラファイト,炭素繊維,炭素中空球などの炭素類や、硫化モリブデン,ボロン繊維,ホウ酸亜鉛,メタホウ酸バリウム,ホウ酸カルシウム,ホウ酸ナトリウム,マグネシウムオキシサルフェイト,各種金属繊維などを挙げることができる。一方、有機充填剤としては、例えばモミ殻などの殻繊維、木粉,木綿,ジュート,紙細片,セロハン片,芳香族ポリアミド繊維,セルロース繊維,ナイロン繊維,ポリエステル繊維,ポリプロピレン繊維,熱硬化性樹脂粉末などを挙げることができる。
これらの無機充填剤や有機充填剤は一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。射出成形においては、これらの中で、タルク,マイカ,炭酸カルシウム,ガラス繊維が好ましく、特にタルクが好ましい。このタルクの大きさとしては、得られる成形体の剛性,耐衝撃性,耐傷付き白化性,ウエルド外観,光沢ムラなどの物性の点から、平均粒径1〜8μmで、平均アスペクト比が4以上のものが好適である。特に加工粉砕法により得られたものが、物性,剛性などの点でとりわけ好ましい。
上記無機充填剤や有機充填剤の配合量は、樹脂組成物100質量部に対して、通常1〜100質量部、好ましくは3〜60質量部、より好ましくは5〜40質量部の範囲である。この配合量が1質量部以上であると、得られる成形体の剛性が充分となり、100質量部以下であると、得られる成形体にウエルド外観や光沢ムラなどの外観不良が生じることがなく、また、耐衝撃性や耐傷付き白化性が向上する。
上記無機充填剤や有機充填剤の配合量は、樹脂組成物100質量部に対して、通常1〜100質量部、好ましくは3〜60質量部、より好ましくは5〜40質量部の範囲である。この配合量が1質量部以上であると、得られる成形体の剛性が充分となり、100質量部以下であると、得られる成形体にウエルド外観や光沢ムラなどの外観不良が生じることがなく、また、耐衝撃性や耐傷付き白化性が向上する。
本発明の感温性樹脂組成物には、さらに必要に応じて、従来公知の結晶核剤、耐侯安定剤、紫外線吸収剤,光安定剤,耐熱安定剤、帯電防止剤、離型剤,難燃剤,合成油,ワックス、電気的性質改良剤、スリップ防止剤、アンチブロックング剤、粘度調製剤、着色防止剤、防曇剤、滑剤、顔料、染料、可塑剤、軟化剤、老化防止剤、塩酸吸収剤、塩素捕捉剤及び酸化防止剤などの添加剤を配合することができる。
上記着色剤の配合量は、樹脂成分と無機充填剤や有機充填剤との合計100質量部に対して、通常5質量部以下、好ましくは3質量部以下である。この配合量が5質量部以下であると、得られる成形体は高温時の剛性が向上し、かつコストが抑えられる。
また、安定剤としては、フェノール系安定剤、有機フォスファイト系安定剤、チオエーテル系安定剤、ヒンダードアミン系安定剤及び高級脂肪酸の金属塩などが挙げられ、その配合量は、樹脂組成物100質量部に対して、通常0.001〜10質量部程度である。
上記着色剤の配合量は、樹脂成分と無機充填剤や有機充填剤との合計100質量部に対して、通常5質量部以下、好ましくは3質量部以下である。この配合量が5質量部以下であると、得られる成形体は高温時の剛性が向上し、かつコストが抑えられる。
また、安定剤としては、フェノール系安定剤、有機フォスファイト系安定剤、チオエーテル系安定剤、ヒンダードアミン系安定剤及び高級脂肪酸の金属塩などが挙げられ、その配合量は、樹脂組成物100質量部に対して、通常0.001〜10質量部程度である。
本発明の成形体は、(A)側鎖結晶性ポリマーと(B)とオレフィン系エラストマーを含む感温性樹脂組成物を成形してなる感温性成形体であり、シート状、フィルム状、塊状、粒状及び繊維状などの形状とすることができる。
感温性成形体が、シート状又はフィルム状である場合、その両面又は片面を、透明フィルム又はシートで被覆した多層樹脂成形体(多層シート及び多層フィルム)が、実際の使用においては望ましい。なお、多層樹脂成形体とする場合には、感温性フィルム又は感温性シートの厚みは、全体の厚みに対する比が、通常1〜99%程度であり、諸特性及び経済性の面から、好ましくは20〜80%、さらに好ましくは30〜80%である。
多層樹脂成形体を成形する方法は特に限定されないが、プレス成形による方法、複数の押出機を用いて、多層ダイにより少なくとも2種2層、好ましくは2種3層の層構成で共押出し、インフレーション成形又はTダイ成形によりフィルム状に成形する方法などを用いることができる。
感温性成形体が、シート状又はフィルム状である場合、その両面又は片面を、透明フィルム又はシートで被覆した多層樹脂成形体(多層シート及び多層フィルム)が、実際の使用においては望ましい。なお、多層樹脂成形体とする場合には、感温性フィルム又は感温性シートの厚みは、全体の厚みに対する比が、通常1〜99%程度であり、諸特性及び経済性の面から、好ましくは20〜80%、さらに好ましくは30〜80%である。
多層樹脂成形体を成形する方法は特に限定されないが、プレス成形による方法、複数の押出機を用いて、多層ダイにより少なくとも2種2層、好ましくは2種3層の層構成で共押出し、インフレーション成形又はTダイ成形によりフィルム状に成形する方法などを用いることができる。
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
製造例1(触媒成分の調製)
以下のようにして、[(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)−ビス(3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロライドを製造した。
シュレンク瓶に(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)−ビス(インデン)のリチウム塩の3.0g(6.97mmol)をTHF(テトラヒドロフラン)50mlに溶解し−78℃に冷却した。ヨードメチルトリメチルシラン2.1ml(14.2mmol)をゆっくりと滴下し室温で12時間撹拌した。
溶媒を留去し、エーテル50mlを加えて飽和塩化アンモニウム溶液で洗浄した。分液後、有機相を乾燥し溶媒を除去して(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)−ビス(3−トリメチルシリルメチルインデン)を3.04g(5.88mmol)を得た(収率84%)。
次に、窒素気流下においてシュレンク瓶に上記で得られた(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)−ビス(3−トリメチルシリルメチルインデン)を3.04g(5.88mmol)とエーテル50mlを入れた。−78℃に冷却し、n−BuLiのヘキサン溶液(1.54mol/L、7.6ml(1.7mmol))を滴下した。室温に上げ12時間撹拌後、エーテルを留去した。得られた固体をヘキサン40mlで洗浄することによりリチウム塩をエーテル付加体として3.06g(5.07mmol)を得た(収率73%)。1H−NMR(90MHz、THF−d8)による測定の結果は、以下のとおりである。
δ:0.04(s,18H,トリメチルシリル);0.48(s,12H,ジメチルシリレン);1.10(t,6H,メチル);2.59(s,4H,メチレン);3.38(q,4H,メチレン);6.2-7.7(m,8H,Ar-H)
製造例1(触媒成分の調製)
以下のようにして、[(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)−ビス(3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロライドを製造した。
シュレンク瓶に(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)−ビス(インデン)のリチウム塩の3.0g(6.97mmol)をTHF(テトラヒドロフラン)50mlに溶解し−78℃に冷却した。ヨードメチルトリメチルシラン2.1ml(14.2mmol)をゆっくりと滴下し室温で12時間撹拌した。
溶媒を留去し、エーテル50mlを加えて飽和塩化アンモニウム溶液で洗浄した。分液後、有機相を乾燥し溶媒を除去して(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)−ビス(3−トリメチルシリルメチルインデン)を3.04g(5.88mmol)を得た(収率84%)。
次に、窒素気流下においてシュレンク瓶に上記で得られた(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)−ビス(3−トリメチルシリルメチルインデン)を3.04g(5.88mmol)とエーテル50mlを入れた。−78℃に冷却し、n−BuLiのヘキサン溶液(1.54mol/L、7.6ml(1.7mmol))を滴下した。室温に上げ12時間撹拌後、エーテルを留去した。得られた固体をヘキサン40mlで洗浄することによりリチウム塩をエーテル付加体として3.06g(5.07mmol)を得た(収率73%)。1H−NMR(90MHz、THF−d8)による測定の結果は、以下のとおりである。
δ:0.04(s,18H,トリメチルシリル);0.48(s,12H,ジメチルシリレン);1.10(t,6H,メチル);2.59(s,4H,メチレン);3.38(q,4H,メチレン);6.2-7.7(m,8H,Ar-H)
窒素気流下で得られたリチウム塩をトルエン50mlに溶解した。−78℃に冷却し、ここへ予め−78℃に冷却した四塩化ジルコニウム1.2g(5.1mmol)のトルエン(20ml)懸濁液を滴下した。滴下後、室温で6時間撹拌した。その反応溶液の溶媒を留去した。得られた残渣をジクロロメタンにより再結晶化することにより、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)−ビス(3−トリメチルシリルメチルインデニル) ジルコニウムジクロライドを0.9g(1.33mmol)を得た(収率26%)。
1H−NMR(90MHz、CDCl3)による測定の結果は、以下のとおりである。
δ:0.0(s,18H,トリメチルシリル);1.02,1.12(s,12H,ジメチルシリレン);2.51(dd,4H,メチレン);7.1-7.6(m,8H,Ar-H)
1H−NMR(90MHz、CDCl3)による測定の結果は、以下のとおりである。
δ:0.0(s,18H,トリメチルシリル);1.02,1.12(s,12H,ジメチルシリレン);2.51(dd,4H,メチレン);7.1-7.6(m,8H,Ar-H)
製造例2(高級α−オレフィン系ポリマーの製造)
加熱乾燥した内容積10Lのオートクレーブに、出光興産株式会社製「リニアレン2024」(主として炭素数20,22,24のα−オレフィンの混合体)を2500ml、ヘプタン2500mlを入れ、80℃まで昇温した後、トリイソブチルアルミニウム6.0mmol、製造例1で得られた(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロライド20μmol、ジメチルアニリニウムテトラキスペンタフルオロフェニルボレート100μmolを加え、水素0.8MPa導入し、5時間重合した。
重合反応終了後、反応物をアセトンにて沈殿させた後、加熱、減圧下、乾燥処理することにより、高級α−オレフィン系ポリマー2100gを得た。
得られた高級α−オレフィン系ポリマーについて、下記の方法により物性を測定した。結果を表1に示す。
加熱乾燥した内容積10Lのオートクレーブに、出光興産株式会社製「リニアレン2024」(主として炭素数20,22,24のα−オレフィンの混合体)を2500ml、ヘプタン2500mlを入れ、80℃まで昇温した後、トリイソブチルアルミニウム6.0mmol、製造例1で得られた(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロライド20μmol、ジメチルアニリニウムテトラキスペンタフルオロフェニルボレート100μmolを加え、水素0.8MPa導入し、5時間重合した。
重合反応終了後、反応物をアセトンにて沈殿させた後、加熱、減圧下、乾燥処理することにより、高級α−オレフィン系ポリマー2100gを得た。
得られた高級α−オレフィン系ポリマーについて、下記の方法により物性を測定した。結果を表1に示す。
(1)重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)
ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)法により、下記の装置及び条件で、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)測定し、分子量分布(Mw/Mn)を求めた。
GPC測定装置
検出器 :RI検出器 Waters GPC2000
カラム :TOSO GMHHR−H(S)HT
測定条件
溶媒 :1,2,4−トリクロロベンゼン
測定温度 :145℃
流速 :1.0ml/分
試料濃度 :0.15質量%
(2)融点(TmD)、融解熱(ΔHD)、融点(Tm)、融解熱(ΔH)及び半値幅(Wm)
示差走査型熱量計(株式会社パーキンエルマー製、DSC7)を用い、上述した方法により測定した。
(3)立体規則性指標値M2、M4及びMR
上述したように、T.Asakura,M.Demura,Y.Nishiyamaにより報告された「Macromolecules,24,2334(1991)」で提案された方法に準拠して求めた。
(4)単一のピークX1及びその強度比
理学電機工業株式会社製の対陰極型ロータフレックスRU−200を用い、上述した方法により測定した。
ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)法により、下記の装置及び条件で、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)測定し、分子量分布(Mw/Mn)を求めた。
GPC測定装置
検出器 :RI検出器 Waters GPC2000
カラム :TOSO GMHHR−H(S)HT
測定条件
溶媒 :1,2,4−トリクロロベンゼン
測定温度 :145℃
流速 :1.0ml/分
試料濃度 :0.15質量%
(2)融点(TmD)、融解熱(ΔHD)、融点(Tm)、融解熱(ΔH)及び半値幅(Wm)
示差走査型熱量計(株式会社パーキンエルマー製、DSC7)を用い、上述した方法により測定した。
(3)立体規則性指標値M2、M4及びMR
上述したように、T.Asakura,M.Demura,Y.Nishiyamaにより報告された「Macromolecules,24,2334(1991)」で提案された方法に準拠して求めた。
(4)単一のピークX1及びその強度比
理学電機工業株式会社製の対陰極型ロータフレックスRU−200を用い、上述した方法により測定した。
製造例3(高級α−オレフィン系ポリマーの製造)
加熱乾燥した内容積1Lのオートクレーブに、ヘプタン200ml、1−ヘキサデセン48ml、1−オクタデセン152ml、トリイソブチルアルミニウム1.0mmol、メチルアルミノキサン1.0mmolミリモルを加え、さらに水素0.03MPa導入した。
攪拌しながら温度を60℃にした後、製造例1で得られた(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロライド1.0μmolを加え、60分間重合した。
重合反応終了後、アセトンで再沈操作を繰り返すことにより、反応物を析出させ、減圧下、加熱乾燥することにより、高級α−オレフィン系ポリマー50gを得た。
得られた高級α−オレフィン系ポリマーについて、上記の方法により物性を測定した。結果を表1に示す。
加熱乾燥した内容積1Lのオートクレーブに、ヘプタン200ml、1−ヘキサデセン48ml、1−オクタデセン152ml、トリイソブチルアルミニウム1.0mmol、メチルアルミノキサン1.0mmolミリモルを加え、さらに水素0.03MPa導入した。
攪拌しながら温度を60℃にした後、製造例1で得られた(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロライド1.0μmolを加え、60分間重合した。
重合反応終了後、アセトンで再沈操作を繰り返すことにより、反応物を析出させ、減圧下、加熱乾燥することにより、高級α−オレフィン系ポリマー50gを得た。
得られた高級α−オレフィン系ポリマーについて、上記の方法により物性を測定した。結果を表1に示す。
製造例4(高級α−オレフィン系ポリマーの製造)
加熱乾燥した内容積1Lのオートクレーブに、1−テトラデセン81ml、1−ヘキサデセン279ml、トリイソブチルアルミニウム1.0mmol、メチルアルミノキサン2.5mmol、製造例1で得られた(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロライド2.5μmolを加え、さらに水素0.4MPa導入し、重合温度65℃にて120分間重合した。
重合反応終了後、反応物をアセトンにて沈殿させた後、加熱、減圧下、乾燥することにより、高級α−オレフィン系ポリマー102g得た。
得られた高級α−オレフィン系ポリマーについて、上記の方法により物性を測定した。結果を表1に示す。
加熱乾燥した内容積1Lのオートクレーブに、1−テトラデセン81ml、1−ヘキサデセン279ml、トリイソブチルアルミニウム1.0mmol、メチルアルミノキサン2.5mmol、製造例1で得られた(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロライド2.5μmolを加え、さらに水素0.4MPa導入し、重合温度65℃にて120分間重合した。
重合反応終了後、反応物をアセトンにて沈殿させた後、加熱、減圧下、乾燥することにより、高級α−オレフィン系ポリマー102g得た。
得られた高級α−オレフィン系ポリマーについて、上記の方法により物性を測定した。結果を表1に示す。
実施例1〜4及び比較例1
表2に示す組成で、プラストミル(株式会社東洋精機製作所製)にて8分間、190℃にて混練することにより樹脂組成物を得た。この樹脂組成物を透明ポリエステル樹脂製シート(パナック株式会社製、ルミラーT60、厚み100μm)にて挟み、190℃にてプレス成形を行い、ポリエステル樹脂製シートで表面を被覆した感温性シートを作製した。得られた感温性シートの特性を表2に示す。
なお、透明性の評価は、以下のようにして行った。すなわち、5cm×6cmの大きさにカットしたシートを、室温に24時間以上放置し、これを、所定の温度(AT)(本例では0℃)の水中に投入し、シートが視覚的に変化する様子を観察するとともに、変化する時間(S1)を計測した。次に、そのまま所定の温度にて5分間放置した後、室温に取り出し、取り出してからシート全体が視覚的に変化する時間(S2)を測定した。
また、5cm×6cmの大きさにカットしたシートを、室温に24時間以上放置し、これを、所定の温度(AT)の環境に投入し5分間放置した後、室温に取り出し、5秒後のヘイズ(H1)をヘイズメーター(日本電色工業株式会社製、NDH)により測定した。さらに60秒後のヘイズ(H2)を測定した。なお、透明ポリエステルシートを2枚重ねたときのヘイズは6%であった。実施例4及び比較例1においては、シート表面に結露したため、H1及びH2は測定することができなかった。
表2に示す組成で、プラストミル(株式会社東洋精機製作所製)にて8分間、190℃にて混練することにより樹脂組成物を得た。この樹脂組成物を透明ポリエステル樹脂製シート(パナック株式会社製、ルミラーT60、厚み100μm)にて挟み、190℃にてプレス成形を行い、ポリエステル樹脂製シートで表面を被覆した感温性シートを作製した。得られた感温性シートの特性を表2に示す。
なお、透明性の評価は、以下のようにして行った。すなわち、5cm×6cmの大きさにカットしたシートを、室温に24時間以上放置し、これを、所定の温度(AT)(本例では0℃)の水中に投入し、シートが視覚的に変化する様子を観察するとともに、変化する時間(S1)を計測した。次に、そのまま所定の温度にて5分間放置した後、室温に取り出し、取り出してからシート全体が視覚的に変化する時間(S2)を測定した。
また、5cm×6cmの大きさにカットしたシートを、室温に24時間以上放置し、これを、所定の温度(AT)の環境に投入し5分間放置した後、室温に取り出し、5秒後のヘイズ(H1)をヘイズメーター(日本電色工業株式会社製、NDH)により測定した。さらに60秒後のヘイズ(H2)を測定した。なお、透明ポリエステルシートを2枚重ねたときのヘイズは6%であった。実施例4及び比較例1においては、シート表面に結露したため、H1及びH2は測定することができなかった。
*1)ダウ社製 エチレン系エラストマー 商品名:エンゲージ8130(密度866kg/m3、MFR:13.0g/10分)
*2)ダウ社製 エチレン系エラストマー 商品名:エンゲージ8150(密度870kg/m3、MFR:0.5g/10分)
*3)プライムポリマー社製 ホモポリプロピレン 商品名:F−300SP(密度900kg/m3、MFR:3g/10分)
*4)ポリエステル樹脂製シートを除く感温性シートの厚み
*5)25℃の水中へ投入し計測した。
*2)ダウ社製 エチレン系エラストマー 商品名:エンゲージ8150(密度870kg/m3、MFR:0.5g/10分)
*3)プライムポリマー社製 ホモポリプロピレン 商品名:F−300SP(密度900kg/m3、MFR:3g/10分)
*4)ポリエステル樹脂製シートを除く感温性シートの厚み
*5)25℃の水中へ投入し計測した。
表2から、実施例1〜4では、室温から所定温度(AT)の水中に投入することで、素早く光の透過性が変化し、さらには、室温に戻すことで、素早く光の透過性が変化し、戻っていることがわかる。また、比較例1では、所定温度(AT)におくことで、不透明から透明へと変化するものの、所定温度(AT)下での透明度が低く、透過性の変化が小さいことがわかる。
本発明の感温性樹脂組成物を成形してなる成形体は、温度センサーや温度表示ラベル、感温性窓、表示板、玩具、さらには、感温性ガスバリア性フィルムなどとして好適である。
Claims (9)
- (A)側鎖結晶性ポリマー3〜60質量%と(B)オレフィン系エラストマー97〜40質量%との組み合わせを含むことを特徴とする感温性樹脂組成物。
- (A)成分の側鎖結晶性ポリマーが、以下の(1)を満足する高級α−オレフィン系ポリマーである請求項1に記載の感温性樹脂組成物。
(1)炭素数10以上の高級α−オレフィン、又は炭素数10以上の高級α−オレフィンと他のオレフィン一種以上とを重合して得られ、高級α−オレフィン単位含有量が50モル%以上である。 - (B)成分のオレフィン系エラストマーが、以下の(a)及び(b)の少なくとも一つを満足する請求項1又は2に記載の感温性樹脂組成物。
(a)エチレン、プロピレン及び1−ブテンから選ばれる少なくとも一種のモノマーと、α−オレフィンとの共重合体からなるα−オレフィン系エラストマーである。
(b)密度が910kg/m3以下である。 - (A)成分の側鎖結晶性ポリマーが、以下の(2)及び(3)の少なくとも一つを満足する請求項1〜3のいずれかに記載の感温性樹脂組成物。
(2)融点(Tm)が1つ存在し、かつ100℃以下である。
(3)広角X線散乱強度分布における、15deg<2θ<30degに観測される側鎖結晶化に由来する、単一のピークX1が観測される。 - (A)成分の側鎖結晶性ポリマーが、以下の(4)〜(7)の少なくとも一つを満足する請求項1〜4のいずれかに記載の感温性樹脂組成物。
(4)ゲルパーミエイションクロマトグラフィ(GPC)法により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が1,000〜10,000,000の範囲にある。
(5)GPC法により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)から求めた分子量分布(Mw/Mn)が5.0以下である。
(6)炭素数10以上の高級α−オレフィン連鎖部に由来する立体規則性指標値M2が30モル%以上である。
(7)示差走査型熱量計(DSC)を用いることにより得られた融解吸熱カーブから観測される半値幅(Wm)が10℃以下である。 - (A)成分の側鎖結晶性ポリマーが、以下の(2)〜(7)を満足する請求項1〜3のいずれかに記載の感温性樹脂組成物。
(2)融点(Tm)が1つ存在し、かつ100℃以下である。
(3)広角X線散乱強度分布における、15deg<2θ<30degに観測される側鎖結晶化に由来する、単一のピークX1が観測される。
(4)ゲルパーミエイションクロマトグラフィ(GPC)法により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が1,000〜10,000,000の範囲にある。
(5)GPC法により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)から求めた分子量分布(Mw/Mn)が5.0以下である。
(6)炭素数10以上の高級α−オレフィン連鎖部に由来する立体規則性指標値M2が30モル%以上である。
(7)示差走査型熱量計(DSC)を用いることにより得られた融解吸熱カーブから観測される半値幅(Wm)が10℃以下である。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の感温性樹脂組成物を成形してなる成形体。
- シート状又はフィルム状である請求項7に記載の成形体。
- 請求項8に記載の成形体の両面又は片面を、透明フィルム又は透明シートで被覆してなる多層樹脂成形体。
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