JP3298255B2 - 透明性ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー - Google Patents

透明性ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー

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JP3298255B2 JP23457193A JP23457193A JP3298255B2 JP 3298255 B2 JP3298255 B2 JP 3298255B2 JP 23457193 A JP23457193 A JP 23457193A JP 23457193 A JP23457193 A JP 23457193A JP 3298255 B2 JP3298255 B2 JP 3298255B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は良好な透明性ならびに圧
縮永久歪等のゴム弾性的性質を兼ね備えたポリ塩化ビニ
ル系熱可塑性エラストマーに関する。
【0002】
【従来の技術】一般にポリ塩化ビニル系樹脂にフタル酸
ジ−2−エチルヘキシル(DOP)等に代表される可塑
剤を適当量添加すると透明性を有し、かつ弾力性、柔軟
性を有するエラストマー的な成形品を得ることができ
る。しかしながら、このようにして得られた成形品のゴ
ム弾性的性質の尺度となる耐荷重変形性、すなわち圧縮
永久歪は大きく、その改善が望まれていた。
【0003】従来、この圧縮永久歪の改良を行う方法と
して、ポリ塩化ビニル系樹脂の高重合度化や有機過酸化
物、ジアミン系化合物,硫黄および硫黄系化合物などに
よる塩化ビニル樹脂自身の架橋、あるいは塩化ビニル樹
脂と相溶性の良い架橋NBR(アクリロニトリル−ブタ
ジエンゴム)やMBS(メタクリル酸メチル−ブタジエ
ン−スチレン共重合体)を塩化ビニル樹脂にブレンドす
る方法などがある。
【0004】しかしながら、透明性の目安としてヘーズ
値が20%以下、圧縮永久歪が40%以下のエラストマ
ーが良好な透明性と優れたゴム弾性的性質を兼ね備えた
熱可塑性エラストマーとされている状況の中で、上記の
方法により圧縮永久歪等のゴム弾性的性質を改善すると
種々の問題が生じる。例えば高重合度化による方法では
重合度が約4000までは圧縮永久歪は徐々に改善され
ていくが、4000を越えると実質的にその改善効果は
認められなくなり一方背反する性質である溶融粘度の上
昇やメルトフラクチャーの発生など成形加工性を損なう
という問題が生じ、また塩化ビニル樹脂自身に架橋を施
した場合、圧縮永久歪はより効果的に改善されるものの
依然として成形加工性を損なうことには変わりはない。
また架橋NBRをブレンドした場合は圧縮永久歪は添加
量とともに改善するものの可塑剤を含むポリ塩化ビニル
とNBRの屈折率差が大きいため白色不透明となり、M
BSを添加した場合は平均粒子径の大きさ如何では透明
性を維持しつつ圧縮永久歪を改善することも可能である
が改善効果は極めて小さく依然としてその値は満足のい
くものではない。さらに、NBRやMBSをブレンドし
た場合はそれらの架橋性ゴム中に存在する2重結合成分
のため耐候性が劣る等の問題が発生することは避けられ
なかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、良好な透明
性ならびに優れた圧縮永久歪や反発弾性等のゴム弾性的
性質を兼ね備えたポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマ
ーを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述のよ
うな現状に鑑み、ポリ塩化ビニル系樹脂とポリウレタン
を主成分とするポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー
について鋭意検討した結果、本発明を完成するに至っ
た。即ち本発明は、(a)ポリ塩化ビニル系樹脂100
重量部に対し、(b)標記1に記載のポリマーポリオー
(炭素数4〜10の脂肪族系ジカルボン酸と炭素数2
〜10の脂肪族系グリコール及び/またはエポキシ基を
開環重合して得られる繰り返し単位が5以下のグリコー
ルとの縮合重合により得られるポリマーポリオールを除
く。)及びイソシアネート基3個以上有するイソシアネ
ート化合物を総和で20重量部以上180重量部未満並
びに(c)標記2に記載の可塑剤20重量部以上200
重量部未満を剪断力下、加熱溶融混合してなり、上記
(b)におけるイソシアネート基とポリマーポリオール
の水酸基とのモル比が0.3〜1.3である透明性ポリ
塩化ビニル系熱可塑性エラストマーである。
【0007】(標記1)23℃における屈折率が1.4
8〜1.54の範囲で、−0.03<n1−n2<0.0
3(但し、n1は(a)ポリ塩化ビニル系樹脂と(c)
可塑剤との混合物の屈折率、n2は(b)ポリマーポリ
オールとイソシアネート混合物の屈折率を示す)を満た
すポリマーポリオール。
【0008】(標記2)23℃における屈折率が1.3
5〜1.65の範囲で、かつ(a)ポリ塩化ビニル系樹
脂との溶解度パラメータの差の絶対値が1.0以下であ
る可塑剤。
【0009】本発明で用いるポリ塩化ビニル系樹脂と
は、塩化ビニル単独重合樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂、
塩化ビニル単量体と共重合し得るすべての単量体のうち
1つ以上とランダム共重合あるいはブロック共重合して
得られる塩化ビニル共重合樹脂(例えば酢酸ビニル−塩
化ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体等)
で、上記樹脂は単品であるいは2種類以上の混合物とし
て用いられる。
【0010】また最終製品の高い透明性を具現するため
に使用されるポリ塩化ビニル系樹脂の屈折率は室温(2
3℃)において1.53〜1.56の範囲あるものが好
ましく、更に1.54〜1.55であることが好まし
い。
【0011】本発明において原料として用いられるポリ
マーポリオールとは、水酸基2個以上を有するものであ
り、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオー
ル、ポリカーボネートポリオール、ビニル系ポリオー
ル、ジエン系ポリオール及びこれらの共重合体等が挙げ
られ、これらの1種または2種以上が使用される。
【0012】また最終製品の高い透明性を具現するため
に使用されるポリマーポリオールの屈折率は室温(23
℃)において1.48〜1.54の範囲であるものが用
いられ、更に1.50〜1.52であることが好まし
い。一般に脂肪族を主な構成成分とするポリマーポリオ
ールは屈折率は低く、このような条件を満足するために
はポリマーポリオール中の酸性分に芳香族(例えばフタ
ル酸等)を含ませて屈折率を高め目的に沿うポリマーポ
リオールを得ることができる。
【0013】これらのポリマーポリオールの分子量は3
00以上10000以下、好ましくは500以上500
0以下のものが好適に使用される。
【0014】本発明において原料として用いる3個以上
のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物とし
ては、例えば2,4−及び2,6−トリレンジイソシア
ネート、m−及びp−フェニレンジイソシアネート、1
−クロロフェニレン−2,4−ジイソシアネート、1,
5−ナフタレンジイソシアネート、メチレンビスフェニ
レン4,4’−ジイソアネート、m−及びp−キシレン
ジイソアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、リ
ジンジイソシアネート、4,4’−メチレンビスシクロ
ヘキシルジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
ト、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等のジ
イソシアネート類の3量体、1,6,11−ウンデカン
トリイソシアネート、リジンエステルトリイソシアネー
ト、4−イソシアネートメチル−1,8−オクタメチル
ジイソシアネート等のトリイソシアネート類、もしくは
ポリフェニルメタンポリイソシアネート等の多官能イソ
シアネート類が挙げられ、これらの1種または2種以上
が使用される。
【0015】また、上記のジイソシアネート類を併用す
ることも可能であるが、全イソシアネートにおけるイソ
シアネート基のモル数に対するトリイソシアネート化合
物のイソシアネート基のモル数は0.25以上が望まし
く、0.25未満では架橋密度の不足により十分な性能
を発揮できないことがある。また、上述のイソシアネー
ト化合物の使用量は、原料として用いられるポリマーポ
リオールとの関連におけるイソシアネート基/水酸基比
として、0.3〜1.3の範囲としなければならず、こ
の比が0.3未満ではイソシアネートにトリイソシアネ
ートのみを用いても架橋密度の不足により十分な性能を
発揮できず、一方1.3を超えると加工ができないおそ
れがある。
【0016】また全組成に対するイソシアネート化合物
の配合量は極めて少ないのでこの化合物の屈折率は室温
における屈折率が、1.40〜1.60の範囲内であれ
ば実質的には問題とならず最終製品の透明性に影響を及
ぼさない。
【0017】また、前述したポリマーポリオール及びイ
ソシアネート化合物の使用量は(a)ポリ塩化ビニル系
樹脂100重量部に対し、両者の総和で20重量部以上
180重量部未満であり、この量が20重量部未満では
ゴム弾性的性質の改良に至らず、また180重量部以上
ではゴム弾性的性質は優れるものの成形加工ができなく
なるおそれがある。
【0018】本発明で用いられる(c)可塑剤として
は、用いるポリ塩化ビニル系樹脂との相溶性が良好であ
り、かつ用いるポリ塩化ビニル系樹脂との混合物の屈折
率が、ポリマーポリオールとイソシアネート化合物の混
合物の屈折率と実質的に等しい可塑剤が用いられる。本
発明においては具体的に、23℃における屈折率が1.
35〜1.65、好ましくは1.40〜1.60、更に
好ましくは1.45〜1.55の範囲で、かつ(a)ポ
リ塩化ビニル系樹脂との相溶性が良く、この相溶性を溶
解度パラメータで評価した場合溶解度パラメータの差の
絶対値が1.0以下である可塑剤が用いられる。例えば
この様な条件を満たすものとしてはフタル酸系の可塑剤
であって、脂肪族鎖の炭素数が2〜9の可塑剤、すなわ
ちジ−n−ブチル(DBP)、フタル酸ジ−2−エチル
ヘキシル(DOP)、フタル酸ジ−n−オクチルなどの
可塑剤が単独でまたは2種以上を併用して使用される。
【0019】上述のフタル酸系可塑剤以外の例えばアジ
ピン酸系、セバシン酸系、リン酸系、エポキシ系可塑剤
およびポリエステル系高分子可塑剤は単独で上記条件を
満たすことは少ないが、これらの可塑剤の2種以上とフ
タル酸系可塑剤の混合物であって、それらの混合物の屈
折率や相溶性が実質的に上述の条件を満たせばこれらを
併用することは差し支えない。なお、この場合の混合の
割合はフタル酸系可塑剤とそれ以外の可塑剤が重量比で
99/1〜50/50の範囲であることが好ましい。
【0020】なお可塑剤の使用量は(a)ポリ塩化ビニ
ル系樹脂100重量部に対して20重量部以上、200
重量部未満であり、20重量部未満では得られるエラス
トマーの柔軟性が損なわれ、200重量部以上では柔軟
性は優れるもののブリードが発生するおそれがある。
【0021】本発明のエラストマーは以上の述べたよう
な原料を剪断力下、加熱溶融混合してなるが、透明性の
高いエラストマーを得るには(a)ポリ塩化ビニル系樹
脂と(c)可塑剤の混合物の屈折率が用いるポリマーポ
リオールとイソシアネート化合物の混合物の屈折率と近
い組み合わせのものが好ましい。即ち、n1をポリ塩化
ビニル系樹脂と可塑剤の混合物の屈折率、n2をポリマ
ーポリオールとイソシアネート化合物の混合物の屈折率
としたとき、n1とn2の差の絶対値(△n=|n1−n2
|)が0.03未満でなければならない。
【0022】本発明のエラストマーを得る際に上述した
原料を混合するために用いられる混練機は特に制限され
ず、例えば一般的な混練機、すなわちロール混練機、1
軸および2軸押出し混練機、バンバリーミキサーおよび
ブラベンダーミキサー等を使用することができる。
【0023】
【実施例】以下に本発明を実施例を用いて説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0024】実施例1 エチレン−塩化ビニル共重合体(リューロンE−280
0、東ソー(株)製)100重量部、安定剤としてステ
アリン酸バリウム2重量部、ステアリン酸亜鉛1重量
部、アミン捕捉剤として日産フェロ有機化学(株)製商
品名BP−331、1.5重量部、DOP(フタル酸ジ
−2−エチルヘキシル:屈折率1.48)100重量
部、ポリマーポリオール(旭電化工業(株)製、アデカ
ニューエースF1212−29;屈折率1.50)80
重量部を混合後、これにヘキサメチレンジイソシアネー
トの3量体(日本ポリウレタン(株)製商品名コロネー
トHX)18.0重量部(NCO基/OH基比=1.
0)、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.0075
重量部を混合し、150℃、15分間8インチロールを
用いて加熱溶融混合−ウレタン化反応を行いシート化し
た試料をヘーズ試験用および圧縮永久歪試験用の試験片
に成形加工し、24時間恒温恒湿で状態調節した試料を
後に述べる各試験に供した。
【0025】実施例2 ポリマーポリオール(旭電化工業(株)製、アデカニュ
ーエースF1212−29:屈折率1.50)80重量
部、ヘキサメチレンジイソシアネートの3量体(日本ポ
リウレタン(株)製商品名コロネートHX)15.3重
量部(NCO基/OH基比=0.85)用いた以外は実
施例1と同様の成形加工および材料試験を行った。
【0026】実施例3 DOPをDBP(フタル酸ジブチル:屈折率1.49
とした以外は実施例1と同様の成形加工および材料試験
を行った。
【0027】実施例4 ロール混練温度を170℃とした以外は実施例1と同様
の成形加工および材料試験を行った。
【0028】比較例1 ポリマーポリオール(三洋化成(株)製サンエスター2
4620:屈折率1.47)80重量部、ヘキサメチレ
ンジイソシアネートの3量体(日本ポリウレタン(株)
製商品名コロネートHX)13.8重量部(NCO基/
OH基比=0.85)とした以外は実施例1と同様の成
形加工および材料試験を行った。
【0029】比較例2 可塑剤をDIDP(フタル酸イソデシル:屈折率1.4
)とした以外は実施例2と同様の成形加工および材料
試験を行った。
【0030】比較例3 可塑剤をTXP(リン酸トリキシレニル:屈折率1.5
)とした以外は実施例2と同様の成形加工および材料
試験を行った。
【0031】比較例4 エチレン−塩化ビニル共重合体(リューロンE−280
0,東ソー(株)製)100重量部、DOP100重量
部、ロール混練条件を150℃、10分間とした以外は
実施例1と同様の成形加工および材料試験を行った。
【0032】比較例5 エチレン−塩化ビニル共重合体(リューロンE−280
0,東ソー(株)製)100重量部、MBS(日本合成
ゴム(株)製68K5)100重量部、DOP100重
量部、ロール混練条件を150℃、10分間とした以外
は実施例1と同様の成形加工および材料試験を行った。
【0033】比較例6 エチレン−塩化ビニル共重合体(リューロンE−280
0,東ソー(株)製)100重量部、部分架橋NBR
(日本合成ゴム( 株) 製PNC−38、アクリロニトリ
ル含量=40%)100重量部、DOP100重量部、
ロール混練条件を150℃、10分間とした以外は実施
例1と同様の成形加工および材料試験を行った。
【0034】尚、材料試験は以下のとおり行った。その
結果を表1に示す。
【0035】(透明性の評価)ヘーズメーターを用いて
厚さ1mmの試験片のヘーズを23℃で測定し評価し
た。
【0036】(圧縮永久歪の評価)JIS K6301
に従い測定した(70℃、22時間)。
【0037】(反発弾性の評価)JIS K6301に
従い測定した(23℃)。
【0038】(屈折率の評価)アッベ屈折率計を用いて
測定した(23℃)。但し、表1においてn1 、n2 は
それぞれポリ塩化ビニルと可塑剤の混合物(重量比で1
00/100)の屈折率、ポリマーポリオールとイソシ
アネート化合物の混合物の屈折率を表し、△nはn1
2の差の絶対値を表す(△n=|n1−n2|)。
【0039】(ポリ塩化ビニルと可塑剤の相溶性の評
価)溶解度パラメータ(SP値)をSmallの方法
(「可塑剤」村井編、幸書房出版参照)によって算出
し、△SP(=|SP(PVC)−SP(可塑剤)|)
で評価した。
【0040】
【表1】
【0041】
【発明の効果】以上述べたとおり、本発明によれば良好
な透明性を維持したまま圧縮永久歪や反発弾性の改善さ
れたポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマーが得られ
る。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)ポリ塩化ビニル系樹脂100重量部
    に対し、(b)標記1に記載のポリマーポリオール(炭
    素数4〜10の脂肪族系ジカルボン酸と炭素数2〜10
    の脂肪族系グリコール及び/またはエポキシ基を開環重
    合して得られる繰り返し単位が5以下のグリコールとの
    縮合重合により得られるポリマーポリオールを除く。)
    及びイソシアネート基3個以上有するイソシアネート化
    合物を総和で20重量部以上180重量部未満並びに
    (c)標記2に記載の可塑剤20重量部以上200重量
    部未満を剪断力下、加熱溶融混合してなり、上記(b)
    におけるイソシアネート基とポリマーポリオールの水酸
    基とのモル比が0.3〜1.3である透明性ポリ塩化ビ
    ニル系熱可塑性エラストマー。(標記1)23℃におけ
    る屈折率が1.48〜1.54の範囲で、−0.03<
    1−n2<0.03(但し、n1は(a)ポリ塩化ビニ
    ル系樹脂と(c)可塑剤との混合物の屈折率、n2
    (b)ポリマーポリオールとイソシアネート混合物の屈
    折率を示す)を満たすポリマーポリオール。(標記2)
    23℃における屈折率が1.35〜1.65の範囲で、
    かつ(a)ポリ塩化ビニル系樹脂との溶解度パラメータ
    の差の絶対値が1.0以下である可塑剤。
  2. 【請求項2】標記1に記載のポリマーポリオールの酸成
    分がフタル酸とアジピン酸の混合物であって、組成は1
    /9〜9/1(重量比)であり、ジオール成分が脂肪族
    ジオールからなるポリマーポリオールであり、かつ標記
    2に記載した可塑剤が炭素数が2〜9の脂肪族鎖を有す
    るフタル酸系可塑剤であることを特徴とする請求項1に
    記載の透明性ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー。
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