JP3343995B2 - ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー成形品 - Google Patents

ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー成形品

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JP3343995B2 JP13325493A JP13325493A JP3343995B2 JP 3343995 B2 JP3343995 B2 JP 3343995B2 JP 13325493 A JP13325493 A JP 13325493A JP 13325493 A JP13325493 A JP 13325493A JP 3343995 B2 JP3343995 B2 JP 3343995B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は引張強度や伸び等に代表
される材料物性が改善されたポリ塩化ビニル(PVC)
系熱可塑性エラストマー成形品に関する。
【0002】
【従来の技術】PVC系熱可塑性エラストマー成形品の
材料強度の改善方法が望まれていた。そしてこのような
方法としては、可塑剤量の減少、無機フィラーの添加、
結晶性成分や架橋点の導入など材料の硬度すなわち弾性
率を増加させる方法あるいはPVC系樹脂の分子量を増
加させる方法などが従来行われてきた。しかしながら、
前者の方法においては硬度の増加により成形品の引張強
度は改善されるもののその反面、破断伸びの低下、圧縮
永久歪や反発弾性などのゴム弾性的性質の低下が避けら
れなかった。一方、後者の方法はこのような破断伸びや
ゴム弾性的性質は低下させずに済むものの、高分子量化
に伴いPVC系樹脂の溶融粘度の上昇やメルトフラクチ
ャーの発生などが生じ、得られるエラストマーの成形加
工性は著しく損なわれていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、実質的に材
料の硬度を増加させることなく引張破断強度や引張破断
伸びに代表される材料強度特性ならびに反発弾性等のゴ
ム弾性的性質の改善された熱可塑性エラストマー成形品
を提供することを目的とする。
【0004】
【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PVC系樹脂とポリウレタンを主成分とす
るPVC系熱可塑性エラストマー成形品について鋭意検
討した結果、本発明を完成するに至った。即ち本発明
は、PVC系樹脂、ポリマーポリオール及びイソシアネ
ート基3個以上を有する化合物とを、剪断力下、加熱溶
融混合してなる樹脂組成物からなる成形品であって、引
張破断強度が110Kg/cm2以上、引張破断伸びが
400%以上であるPVC系熱可塑性エラストマー成形
品及びPVC系樹脂、ポリマーポリオール及びイソシア
ネート基3個以上を有する化合物を、剪断力下、加熱溶
融混合してなる樹脂組成物からなる成形品を70℃以上
120℃以下の気体熱媒体中で10分以上2時間以下の
間加熱処理をすることを特徴とするPVC系熱可塑性エ
ラストマー成形品の製造方法である。以下に本発明の詳
細を記述する。
【0005】本発明において用いられるPVC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一種以上の単量体がラン
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)等の単品あるい
は2種類以上の混合物である。
【0006】本発明におい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、例えばポ
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、ひまし油系ポリオール、シリコーンポリ
オール、ポリオレフィ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。
【0007】このうちポリエステルポリオールは例えば
ジカルボン酸と短鎖ポリオールを縮合重合することによ
って得られる。上記重縮合において用いられるジカルボ
ン酸成分としてはコハク酸、グルタール酸、アジピン
酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン酸、フタル
酸、イソフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサ
ヒドロ無水フタル酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタ
コン酸等が挙げられ、これらの1種または2種以上が使
用される。一方、短鎖ポリオール成分としては、脂肪
族、芳香族、置換脂肪族、脂環式または複素環式のジヒ
ドロキシ化合物、トリヒドロキシ化合物、テトラヒドロ
キシ化合物等が挙げられ、具体的には1,2−エタンジ
オール、1,2−プロパンジオール、1,4−ブタンジ
オール、ブテンジオール、3−メチル−1,5−ペンタ
ンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,10−デ
カメチレンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキ
サンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレング
リコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、2−
メチル−1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジ
オール、ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、p
−キシレンジオール、ジヒドロキシエチルテトラハイド
ロフタレート、トリメチロールプロパン、グリセリン、
2−メチルプロパン−1,2,3−トリオール、1,
2,6−ヘキサントリオール等が例示され、これらの1
種または2種以上が使用される。
【0008】ポリエステルポリオールを得る別の方法と
してはβ−プロピオラクトン、ピバロラクトン、δ−バ
レロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン、ε−
カプロラクトン、メチル−ε−カプロラクトン、ジメチ
ル−ε−カプロラクトン、トリメチル−ε−カプロラク
トン等のラクトン化合物の1種または2種以上を、前記
の短鎖ポリオール成分から選ばれる1種または2種以上
のヒドロキシ化合物と共に反応せしめる方法等も挙げる
ことができる。
【0009】ポリエーテルポリオールとしてはポリテト
ラメチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリ
プロピレングリコール等が挙げられ、これらの1種また
は2種以上が使用される。
【0010】ポリカーボネートポリオールとしては、例
えば前記の短鎖ポリオールから選ばれるヒドロキシ化合
物の1種または2種以上と、ジアリルカーボネート、ジ
アルキルカーボネートまたはエチレンカーボネートから
エステル交換法によって得られたものが使用される。こ
のようなポリオールとしてはポリ(1,6−ヘキサメチ
レンカーボネート)、ポリ(2,2’−ビス(4−ヒド
ロキシヘキシル)プロパンカーボネート)等が工業的に
生産されている。また、ポリカーボネートポリオールを
得る別の方法としては、いわゆるホスゲン法(または溶
剤法)等も挙げることができる。
【0011】その他にもβ−ヒドロキシエチルアクリレ
ート、β−ヒドロキシエチルメタアクリレート等のヒド
ロキシ基を持つアクリル単量体とアクリル酸エステルと
の共重合によって得られるアクリルポリオール等のビニ
ル系ポリオール、ポリ(1,4−ブタジエン)、ポリ
(1,2−ブタジエン)等のポリブタジエンポリオー
ル、ポリプロピレングリコールリシノレート等のひまし
油系ポリオールもしくはシリコーンポリオール、ポリオ
レフィン系ポリオール等もポリマーポリオールとして使
用することができる。
【0012】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。
【0013】ポリマーポリオールの添加量はPVC系樹
脂100重量部に対し、20〜180重量部が好まし
い。20重量部未満では材料強度には優れるもののゴム
弾性の改良に至らず、また180重量部を超えるとゴム
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。
【0014】本発明において用いられる3個以上のイソ
シアネート基を有する化合物とは、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】また本発明においては3個以上のイソシア
ネート基を有する化合物と共にジイソシアネート類を併
用することも可能であるが、用いる化合物における全イ
ソシアネートのNCO基モル数に対する3個以上のイソ
シアネート基を有する化合物のNCO基モル数は0.2
5以上とすることが望ましく、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。
【0016】また、上述の3個以上のイソシアネート基
を有する化合物の使用量はポリオールにジオールを用い
た場合には、用いられるポリマーポリオールとの関連に
おけるNCO/OH比として0.3〜1.3の範囲とす
ることが好ましい。0.3未満では、イソシアネート化
合物として3個以上のイソシアネート基を有する化合物
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
できないことがあり、一方1.3を超えると加工ができ
ないおそれがある。
【0017】本発明において可塑剤の使用は制限され
ず、例えばフタル酸ジ−n−ブチル、フタル酸ジ−2−
エチルヘキシル(DOP)、フタル酸ジ−n−オクチ
ル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジイソオクチル、
フタル酸オクチルデシル、フタル酸ブチルベンジル、イ
ソフタル酸ジ−2−エチルヘキシル等のフタル酸系可塑
剤、アジピン酸ジ−2−エチルヘキシル(DOA)、ア
ジピン酸ジ−n−デシル、アジピン酸ジイソデシル、セ
バシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−2−エチルヘキシル
などの脂肪族エステル系可塑剤、トリメリット酸トリオ
クチル、トリメリット酸トリデシル、等のピロメリット
酸系可塑剤、リン酸トリブチル、リン酸トリ−2−エチ
ルヘキシル、リン酸2−エチルヘキシルジフェニル、リ
ン酸トリクレジル等のリン酸エステル系可塑剤、エポキ
シ系大豆油などのエポキシ系可塑剤、ポリエステル系高
分子可塑剤等の可塑剤の1種または2種以上が使用でき
る。
【0018】本発明において用いられる樹脂組成物には
その性能を極端に低下させない程度にPVC樹脂に通常
添加される炭酸カルシウム、タルク等に代表される無機
充填材、三酸化アンチモンやホウ酸亜鉛に代表される難
燃剤などを必要に応じて添加してもよい。
【0019】本発明は上述したPVC系樹脂、ポリマー
ポリオール及びイソシアネート基3個以上を有する化合
物を、剪断力下、加熱溶融混合してなる樹脂組成物から
なる成形品であって、引張破断強度が110Kg/cm
2以上、引張破断伸びが400%以上であるPVC系熱
可塑性エラストマー成形品であり、更にこのPVC系熱
可塑性エラストマー成形品は本発明の製造方法により製
造することができる。すなわち本発明の製造方法はPV
C系樹脂、ポリマーポリオール及びイソシアネート基3
個以上を有する化合物を、剪断力下、加熱溶融混合して
なる樹脂組成物からなる成形品を70℃以上120℃以
下の気体熱媒体中で10分以上2時間以下の間加熱処理
をすることを特徴とするPVC系熱可塑性エラストマー
成形品の製造方法である。そして、本発明の製造方法の
ように加熱処理を施すことにより引張強度などの材料強
度ならびに反発弾性等のゴム弾性的性質が改善されたP
VC系熱可塑性エラストマー成形品が得られ、また圧縮
永久歪についても若干改良される。
【0020】本発明の製造方法において加熱処理は気体
熱媒体中で行われる。ここで気体熱媒体としては空気、
不活性ガス(例えば窒素、アルゴン等)等の気体熱媒体
用いられる。また高沸点のオイル等液体、オイルに
よる膨潤や本材料に含まれる可塑剤の移行など物性維持
に好ましくない現象が発生する恐れがあるので、上述の
気体熱媒体による加熱処理が好ましい。
【0021】また加熱処理の温度範囲は70℃以上12
0℃以下であり、70℃未満の場合は物性改善のために
処理時間がかかるばかりでなく、本発明のPVC系熱可
塑性エラストマー成形品が得られない。また、120℃
を超えると材料の構成成分であるPVC系樹脂、ポリマ
ーポリオール及びイソシアネート、あるいは場合によっ
ては用いられる可塑剤のいずれかが分解したり、成形品
が著しく変形してしまう。
【0022】更に加熱処理の時間は10分以上2時間未
満行われるが、この時間が10分未満では充分に熱処理
が施されたとは言い難く、各物性値は向上しない。また
2時間を越えると加熱処理効率に問題が生じるばかりで
なく、温度如何では上述の分解の問題が生じる。
【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。な
お、実施例中の各物性値の評価は次のとおり測定した。 引張強度、伸び…JIS K6301に従い測定した。 硬度の評価 …マイクロゴム硬度計(高分子計器
(株)社製)を用いて23℃における値で評価した。J
IS−A硬度に相当する。 反発弾性 …JIS K6301に従い測定した。
【0024】実施例1 エチレン−塩化ビニル共重合体(東ソー(株)社製リュ
ーロンE−2800)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、アミン補足剤(日産フェロ有機化学(株)社製BP
−331)1.5重量部、DOP(フタル酸ジ−2−エ
チルヘキシル)100重量部、ポリマーポリオール(日
本ポリウレタン(株)社製ニッポラン4042)79.
87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)社製コロネー
トHX)13.53重量部(NCO/OH比=0.8
5)、触媒としてジブチル錫ジラウレート0.0079
76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
化した試料を圧縮永久歪および引張試験用の試験片に成
形加工した。得られた成形試験品を100℃30分間空
気浴中で加熱処理し、24時間恒温恒湿で状態調節した
試料を各試験に供した。その結果を表1に示す。
【0025】実施例2 70℃90分間空気浴中で加熱処理した以外は実施例1
と同様の条件で成形試験品を得てこれを評価した。その
結果を表1に示す。
【0026】比較例1 加熱処理しなかった以外は実施例1と同様の条件で成形
試験品を得てこれを評価した。その結果を表1に示す。
【0027】実施例3 触媒であるジブチル錫ジラウレートを0.04483重
量部用いた以外は実施例1と同様の条件で成形試験品を
得てこれを評価した。その結果を表1に示す。
【0028】実施例4 70℃90分間空気浴中で加熱処理した以外は実施例3
と同様の条件で成形試験品を得てこれを評価した。その
結果を表1に示す。
【0029】比較例2 加熱処理しなかった以外は実施例3と同様の条件で成形
試験品を得てこれを評価した。その結果を表1に示す。
【0030】
【表1】
【0031】
【発明の効果】以上述べたとおり本発明によれば引張強
度等の材料強度ならびに反発弾性などのゴム弾性的性質
も改善された塩ビ系熱可塑性エラストマー成形品が得ら
れる。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリマーポリオー
    ル及びイソシアネート基3個以上を有する化合物を、剪
    断力下、加熱溶融混合してなる樹脂組成物からなる成形
    品を70℃以上120℃以下の気体熱媒体中で10分以
    上2時間以下の間加熱処理をすることを特徴とするポリ
    塩化ビニル系熱可塑性エラストマー成形品の製造方法。
JP13325493A 1993-06-03 1993-06-03 ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー成形品 Expired - Fee Related JP3343995B2 (ja)

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