JP4409235B2 - 難燃性の熱可塑性重合体組成物 - Google Patents

難燃性の熱可塑性重合体組成物 Download PDF

Info

Publication number
JP4409235B2
JP4409235B2 JP2003315220A JP2003315220A JP4409235B2 JP 4409235 B2 JP4409235 B2 JP 4409235B2 JP 2003315220 A JP2003315220 A JP 2003315220A JP 2003315220 A JP2003315220 A JP 2003315220A JP 4409235 B2 JP4409235 B2 JP 4409235B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
block copolymer
block
polyurethane
polymer
polymer composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003315220A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005082675A (ja
JP2005082675A5 (ja
Inventor
秀和 齋藤
伸一 横田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kuraray Co Ltd filed Critical Kuraray Co Ltd
Priority to JP2003315220A priority Critical patent/JP4409235B2/ja
Publication of JP2005082675A publication Critical patent/JP2005082675A/ja
Publication of JP2005082675A5 publication Critical patent/JP2005082675A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4409235B2 publication Critical patent/JP4409235B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Description

本発明は、難燃性を有し、低硬度で溶融成形性に優れる熱可塑性重合体組成物に関する。本発明の熱可塑性重合体組成物は、非粘着性で取扱い性に優れると共に、他の材料に対して良好な溶融接着性を示すので、それらの特性を生かして各種成形品の製造に有効に使用される。
スチレン系重合体ブロックと共役ジエン系重合体ブロックを有するブロック共重合体(以下「スチレン・共役ジエンブロック共重合体」ということがある)およびその水素添加物は、加熱により可塑化・溶融して成形加工を容易に行うことができ、しかも常温でゴム弾性を有し且つ柔軟性と力学的特性のバランスに優れていることから、いわゆる熱可塑性弾性体(熱可塑性エラストマー)の1種として近年種々の分野で広く用いられている。
スチレン・共役ジエンブロック共重合体およびその水素添加物は、極性の低い材料であり、極性の低い同種のプラスチック等との溶融接着や溶融一体成形は可能であるが、極性の高いプラスチックや金属との溶融接着が困難である。
特開昭52−150464号公報(特許文献1)には、スチレン・共役ジエンブロック共重合体またはその水素添加物に対して特定の物性を有する熱可塑性樹脂をブレンドした組成物が記載されており、この公報にはその組成物が特に導電体およびハンダ付用針金の絶縁体として適すること、および前記熱可塑性樹脂の1種として熱可塑性ポリウレタンを用いることが開示されている。しかしながら、スチレン・共役ジエンブロック共重合体またはその水素添加物と熱可塑性ポリウレタンとは相容性に劣るため、両重合体の特性が十分に発揮されておらず、有用な組成物が得られない。
また、スチレン・共役ジエンブロック共重合体またはその水素添加物の熱融着性の向上を目的とした技術が従来から種々提案されており、そのような従来技術として、スチレン・共役ジエンブロック共重合体またはその水素添加物に熱可塑性ポリウレタンを配合した熱融着性組成物が知られている〔特開平6−65467号公報(特許文献2)、特開平6−107898号公報(特許文献3)および特開平8−72204号公報(特許文献4)を参照〕。しかしながら、これらの熱融着性組成物を用いる場合は、それと積層する材料の種類などによっては充分な接着強度が得られない場合があったり、接着強度の持続性が無いなどの問題がある。しかも、これらの熱融着性組成物では、スチレン・共役ジエンブロック共重合体またはその水素添加物と熱可塑性ポリウレタンとの相容性が十分に良好であるとは言えず、例えば複層射出成形などにより得られる積層成形品では層間剥離や接着力のバラツキなどの問題を生じ易い。
スチレン・共役ジエンブロック共重合体またはその水素添加物と熱可塑性ポリウレタンとの間の相容性の向上、両重合体を含有する組成物の溶融接着性の向上などの目的で、カルボン酸またはその誘導体基、水酸基などで変性されたスチレン・共役ジエンブロック共重合体またはその水素添加物を熱可塑性ポリウレタンにブレンドした組成物が提案されている〔特開昭63−99257号公報(特許文献5)および特開平3−234755号公報(特許文献6)を参照〕。さらに、上記した組成物において、加工時の熱安定性を改良する目的でリン系化合物やフェノール系化合物を配合した組成物も提案されている〔特開平7−126474号公報(特許文献7)参照〕。しかしながら、未だ十分に満足できる結果は得られておらず、非粘着性、溶融成形性(溶融滞留安定性など)、他の樹脂と積層する際の溶融接着性などの点で不十分である。
こうした問題点を解決できるものとして、特開平11−323073号公報(特許文献8)において、(1)芳香族ビニル化合物系重合体ブロックと共役ジエン系ブロックを有するブロック共重合体またはその水素添加物、(2)芳香族ビニル化合物系重合体ブロックと共役ジエン系重合体ブロックを有するブロック共重合体またはその水素添加物からなる付加重合系ブロック(イ)とポリウレタンブロック(ロ)を有するブロック共重合体、(3)熱可塑性ポリウレタンおよび(4)パラフィン系オイルを含有する組成物が提案されている。この熱可塑性重合体組成物は、柔軟で、良好な弾力性を有すると共に、種々の硬質材料に対して強固にかつ容易に溶融接着することのできる組成物である。
特開昭52−150464号公報 特開平6−65467号公報 特開平6−107898号公報 特開平8−72204号公報 特開昭63−99257号公報 特開平3−234755号公報 特開平7−126474号公報 特開平11−323073号公報
近年、スチレン・共役ジエンブロック共重合体を始めとする各種エラストマーの利用範囲は広がってきており、それに伴って、より高性能なものが求められるようになってきている。例えば、自動車工業や電子・電機産業用途に使用する場合、安全性の観点から難燃性を有する材料であることが望ましい。難燃性を達成する方法としては、臭素系、塩素系などのハロゲン含有化合物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモンなどの無機化合物に代表される難燃剤を配合することが一般に行われているが、生物の生存、環境等に悪影響を及ぼす可能性が懸念される等の理由から、難燃剤は極力使用しないことが望ましい。
本願発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであって、難燃剤を使用することなく十分な難燃性を達成した熱可塑性重合体組成物であって、低硬度で溶融成形性にも優れた熱可塑性重合体組成物を提供することを課題とする。
本発明者は、上記した特開平11−323073号公報に記載された組成物について検討を行う過程で、該組成物中に含まれる熱可塑性ポリウレタンの対数粘度を高い水準に設定すれば、難燃剤を使用しなくとも十分な難燃性を有する組成物が得られるという予想外の知見を得、さらに検討した結果、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、(i)芳香族ビニル化合物系重合体ブロック(a−1)と共役ジエン系重合体ブロック(b−1)を有するブロック共重合体またはその水素添加物からなる付加重合系ブロック共重合体(I)、(ii)芳香族ビニル化合物系重合体ブロック(a−2)と共役ジエン系重合体ブロック(b−2)を有するブロック共重合体またはその水素添加物からなる付加重合系ブロック(イ)とポリウレタンブロック(ロ)を有するブロック共重合体(II)、(iii)0.5g/dlの濃度のDMF溶液としウベローデ型粘度計を用いて30℃において測定した流下時間に基づいて算出される下記の対数粘度(η inh が0.9dl/g以上である熱可塑性ポリウレタン(III)および(iv)パラフィン系オイル(IV)からなり、難燃性がUL94HB級以上である熱可塑性重合体組成物を提供する。
η inh =[ln(t/t )]/c
[式中、tは熱可塑性ポリウレタンのDMF溶液の流下時間(秒)、t はDMFの流下時間(秒)、およびcはDMF溶液中の熱可塑性ポリウレタンの濃度(g/dl)を表す。]
本発明によれば、難燃剤を使用することなく十分な難燃性を達成した熱可塑性重合体組成物が提供される。本発明の熱可塑性重合体組成物は、低硬度で溶融成形性や各種素材に対する溶融接着性にも優れており、各種の成形品の製造などに有効に使用することができる。
本発明で使用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系重合体ブロック(a−1)と共役ジエン系重合体ブロック(b−1)を有するブロック共重合体またはその水素添加物から選ばれる少なくとも1種からなる。
また、本発明で使用するブロック共重合体(II)は、芳香族ビニル化合物系重合体ブロック(a−2)と共役ジエン系重合体ブロック(b−2)を有するブロック共重合体またはその水素添加物からなる付加重合系ブロック(イ)とポリウレタンブロック(ロ)を有する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)における芳香族ビニル化合物系重合体ブロック(a−1)、およびブロック共重合体(II)の付加重合系ブロック(イ)における芳香族ビニル化合物系重合体ブロック(a−2)を構成する芳香族ビニル化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、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、2,4,6−トリメチルスチレン、4−プロピルスチレン、t−ブチルスチレン、4−シクロヘキシルスチレン、4−ドデシルスチレン、2−エチル−4−ベンジルスチレン、4−(フェニルブチル)スチレン、1−ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、インデン、アセトナフチレン、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、メトキシスチレンなどの芳香族ビニル化合物を挙げることができる。芳香族ビニル化合物系重合体ブロック(a−1)および(a−2)は、1種類の芳香族ビニル化合物から構成されていてもよいし、2種以上の芳香族ビニル化合物から構成されていてもよい。芳香族ビニル化合物系重合体ブロック(a−1)および(a−2)は、スチレンおよび/またはα−メチルスチレンから誘導される構造単位より主としてなるものが好ましい。
芳香族ビニル化合物系重合体ブロック(a−1)および(a−2)は、芳香族ビニル化合物からなる構造単位とともに、必要に応じて他の共重合性単量体からなる構造単位を少量含有していてもよい。他の共重合性単量体からなる構造単位の含有量は、芳香族ビニル化合物系重合体ブロック(a−1)または(a−2)の重量に基づいて30重量%以下であることが好ましく、10重量%以下であることがより好ましい。他の共重合性単量体としては、例えば、1−ブテン、ペンテン、ヘキセン、ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン(イソプレン)、メチルビニルエーテルなどを挙げることができる。
また、付加重合系ブロック共重合体(I)における共役ジエン系重合体ブロック(b−1)、およびブロック共重合体(II)の付加重合系ブロック(イ)における共役ジエン系重合体ブロック(b−2)を構成する共役ジエン化合物としては、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−ヘキサジエンなどを挙げることができる。共役ジエン系重合体ブロック(b−1)および(b−2)は、1種類の共役ジエン化合物から構成されていてもよいし、2種以上の共役ジエン化合物から構成されていてもよい。共役ジエン系重合体ブロック(b−1)および/または(b−2)が2種以上の共役ジエン化合物に由来する構造単位を含有している場合、それらの結合形態はランダム、テーパー、一部ブロック状のいずれであってもよいし、さらにそれらが混在していてもよい。
共役ジエン系重合体ブロック(b−1)および/または(b−2)は水素添加されていなくても、一部が水素添加されていても、または全部が水素添加されていてもよい。共役ジエン系重合体ブロック(b−1)および/または(b−2)の水素添加率としては、耐熱性、耐候性および耐光性の観点から、50モル%以上であることが好ましく、60モル%以上であることがより好ましく、80モル%以上であることがさらに好ましい。
特に、柔軟性、力学的性能および溶融成形性に優れた熱可塑性重合体組成物を得る場合には、付加重合系ブロック共重合体(I)における共役ジエン系重合体ブロック(b−1)および/またはブロック共重合体(II)の付加重合系ブロック(イ)における共役ジエン系重合体ブロック(b−2)が、水素添加されていてもよいイソプレン重合体ブロック、水素添加されていてもよいブタジエン重合体ブロックおよび水素添加されていてもよいイソプレンとブタジエンの共重合体ブロックから選ばれる少なくとも1種の重合体ブロックであることが好ましい。
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系重合体ブロック(a−1)と共役ジエン系重合体ブロック(b−1)との結合形態、およびブロック共重合体(II)の付加重合系ブロック(イ)における芳香族ビニル化合物系重合体ブロック(a−2)と共役ジエン系重合体ブロック(b−2)との結合形態は特に制限されず、直鎖状、分岐状、放射状、またはそれらが組合わさった結合形態のいずれであってもよいが、直鎖状の結合形態であることが好ましい。
付加重合系ブロック共重合体(I)および/またはブロック共重合体(II)の付加重合系ブロック(イ)は、上記の芳香族ビニル化合物系重合体ブロック(a−1)および(a−2)(以下、両者をXで表すことがある)、並びに共役ジエン系重合体ブロック(b−1)および(b−2)(以下、両者をYで表すことがある)から構成されるが、その構造としては、式;(X−Y)−X、(X−Y)、Y−(X−Y)(式中、m、nおよびpはそれぞれ1以上の整数を示す)などで表されるブロック共重合体の形態を挙げることができる。これらの中でも、柔軟性、力学的性能および溶融成形性などの点で、式:X−Yで示されるジブロック共重合体または式:X−Y−Xで表されるトリブロック共重合体の形態であることが好ましく、式:X−Y−Xで表されるトリブロック共重合体の形態であることがより好ましい。
また、トリブロック共重合体の形態は、パラフィン系オイル(IV)の含浸能(保油能)が高く、パラフィン系オイル(IV)の移行を防止する観点からも好ましい。
付加重合系ブロック共重合体(I)および/またはブロック共重合体(II)の付加重合系ブロック(イ)が、芳香族ビニル化合物系重合体ブロックXを2個以上含有する場合、芳香族ビニル化合物系重合体ブロックは互いに同じ内容の重合体ブロックであってもよいし、異なる内容の重合体ブロックであってもよい。また、付加重合系ブロック共重合体(I)および/またはブロック共重合体(II)の付加重合系ブロック(イ)が、2個以上の共役ジエン系重合体ブロックYを含有する場合、共役ジエン系重合体ブロックは互いに同じ内容の重合体ブロックであってもよいし、異なる内容の重合体ブロックであってもよい。例えば、X−Y−Xで表されるトリブロック構造における2個の芳香族ビニル化合物系重合体ブロックX、或いはY−X−Yで表されるトリブロック構造における2個の共役ジエン系重合体ブロックYは、それらを構成する芳香族ビニル化合物または共役ジエン化合物の種類、その結合形式、重合体ブロックの数平均分子量などが同じであってもよいし、異なっていてもよい。
付加重合系ブロック共重合体(I)および/またはブロック共重合体(II)の付加重合系ブロック(イ)における芳香族ビニル化合物から誘導される構造単位の含有量は、付加重合系ブロック共重合体(I)および/またはブロック共重合体(II)の付加重合系ブロック(イ)を構成する全構造単位に対して5〜90重量%であることが好ましい。芳香族ビニル化合物から誘導される構造単位の含有量が上記の範囲内にある付加重合系ブロック共重合体(I)または芳香族ビニル化合物から誘導される構造単位の含有量が上記の範囲内にあるブロック共重合体(II)を使用すると、柔軟性、力学的性能および溶融成形性などが優れた熱可塑性重合体組成物を得ることができる。付加重合系ブロック共重合体(I)およびブロック共重合体(II)の付加重合系ブロック(イ)における芳香族ビニル化合物から誘導される構造単位の含有量は、ともに上記の範囲内にあることが望ましい。
付加重合系ブロック共重合体(I)および/またはブロック共重合体(II)の付加重合系ブロック(イ)における芳香族ビニル化合物から誘導される構造単位の含有量は、付加重合系ブロック共重合体(I)および/またはブロック共重合体(II)の付加重合系ブロック(イ)を構成する全構造単位に対して10〜90重量%であることがより好ましく、20〜80重量%であることがさらに好ましい。
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系重合体ブロック(a−1)および共役ジエン系重合体ブロック(b−1)の数平均分子量は特に制限されるものではないが、水素添加前の状態で、芳香族ビニル化合物系重合体ブロック(a−1)の数平均分子量が2,500〜125,000の範囲内であり、共役ジエン系重合体ブロック(b−1)の数平均分子量が10,000〜250,000の範囲内であることが好ましい。数平均分子量が上記の範囲内にある芳香族ビニル化合物系重合体ブロック(a−1)または共役ジエン系重合体ブロック(b−1)から構成される付加重合系ブロック共重合体(I)を使用することにより、柔軟性、力学的性能および溶融成形性などがより優れた熱可塑性重合体組成物を得ることができる。
また、付加重合系ブロック共重合体(I)の全体の数平均分子量は、水素添加前の状態で、15,000〜500,000の範囲内であることが好ましい。かかる数平均分子量を有する付加重合系ブロック共重合体(I)を使用することにより、柔軟性、力学的性能および溶融成形性などの種々の特性に優れた熱可塑性重合体組成物を得ることができる。付加重合系ブロック共重合体(I)の数平均分子量は、80,000〜400,000の範囲内であることがより好ましい。なお、本明細書でいう付加重合系ブロック共重合体(I)の数平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(GPC)により標準ポリスチレン換算で測定した値である。
また、ブロック共重合体(II)の付加重合系ブロック(イ)における、芳香族ビニル化合物系重合体ブロック(a−2)および共役ジエン系重合体ブロック(b−2)の数平均分子量は、特に制限されるものではないが、水素添加前の状態で、芳香族ビニル化合物系重合体ブロック(a−2)の数平均分子量が2,500〜75,000の範囲内であり、共役ジエン系重合体ブロック(b−2)の数平均分子量が10,000〜150,000の範囲内であることが好ましい。数平均分子量が上記の範囲内にある芳香族ビニル化合物系重合体ブロック(a−2)または共役ジエン系重合体ブロック(b−2)から構成される付加重合系ブロック(イ)を含有するブロック共重合体(II)を使用することにより、柔軟性、力学的性能および溶融成形性などがより優れた熱可塑性重合体組成物を得ることができる。
また、ブロック共重合体(II)の付加重合系ブロック(イ)の全体の数平均分子量は、水素添加前の状態で、15,000〜300,000の範囲内であることが好ましい。かかる数平均分子量を有する付加重合系ブロック(イ)を含有するブロック共重合体(II)を使用することにより、柔軟性、力学的性能および溶融成形性などの種々の特性に優れた熱可塑性重合体組成物を得ることができる。付加重合系ブロック(イ)の数平均分子量は、20,000〜100,000の範囲内であることがより好ましい。
付加重合系ブロック共重合体(I)は、230℃、2.16kg荷重下で測定したメルトフローレート(MFR)が10g/10分以下の範囲内にあることが好ましい。かかるメルトフローレート(MFR)を有する付加重合系ブロック共重合体(I)を使用することにより、柔軟性、力学的性能および溶融成形性などの種々の特性に優れた熱可塑性重合体組成物を得ることができる。付加重合系ブロック共重合体(I)の、230℃、2.16kg荷重下で測定したメルトフローレート(MFR)は、5g/10分以下であることがより好ましく、3g/10分以下であることがさらに好ましい。なお、本明細書でいう付加重合系ブロック共重合体(I)のメルトフローレート(MFR)は、ASTM D−1238に準拠して測定した値である。
また、付加重合系ブロック共重合体(I)のJIS A硬度は、30〜95の範囲内にあることが好ましい。かかるJIS A硬度を有する付加重合系ブロック共重合体(I)を使用することにより、柔軟性、力学的性能および溶融成形性などの種々の特性に優れた熱可塑性重合体組成物を得ることができる。付加重合系ブロック共重合体(I)のJIS A硬度は、40〜90の範囲内にあることがより好ましく、50〜85の範囲内にあることがさらに好ましい。なお、本明細書でいう付加重合系ブロック共重合体(I)のJIS A硬度は、JIS K−6253に準拠して測定した値である。
また、本発明において使用するブロック共重合体(II)は、上記した付加重合系ブロック(イ)とポリウレタンブロック(ロ)とを含有するブロック共重合体である。ブロック共重合体(II)における付加重合系ブロック(イ)とポリウレタンブロック(ロ)の結合形態は特に制限されず、直鎖状、分岐状、放射状、またはそれらが組合わさった結合形態のいずれであってもよいが、直鎖状の結合形態であることが好ましい。
ブロック共重合体(II)の構造は、上記の付加重合系ブロック(イ)をαで表し、ポリウレタンブロック(ロ)をβで表すと、式;α−β、α−β−α、β−α−β等の様々な形態を取り得るが、α−β型のジブロック型の構造であることが好ましい。ジブロック型のブロック共重合体(II)を使用することにより、柔軟性、力学的性能および溶融成形性等がより優れた熱可塑性重合体組成物を得ることができる。
また、ブロック共重合体(II)が付加重合系ブロック(イ)を2個以上含有する場合、付加重合系ブロック(イ)は互いに同じ内容のブロックであってもよいし、異なる内容のブロックであってもよい。また、ブロック共重合体(II)が2個以上のポリウレタンブロック(ロ)を含有する場合、ポリウレタンブロック(ロ)は互いに同じ内容のブロックであってもよいし、異なる内容のブロックであってもよい。例えば、α−β−αで表されるトリブロック構造における2個のα〔付加重合系ブロック(イ)〕、或いはβ−α−βで表されるトリブロック構造における2個のβ〔ポリウレタンブロック(ロ)〕は、それらを構成する構造単位の種類、その結合形式、数平均分子量などが同じであってもよいし、異なっていてもよい。
また、ブロック共重合体(II)における、付加重合系ブロック(イ)とポリウレタンブロック(ロ)の重量割合は、付加重合系ブロック(イ)/ポリウレタンブロック(ロ)=5/95〜95/5の範囲内であることが好ましく、付加重合系ブロック(イ)/ポリウレタンブロック(ロ)=10/90〜90/10の範囲内であることがより好ましく、付加重合系ブロック(イ)/ポリウレタンブロック(ロ)=20/80〜80/20の範囲内であることがさらに好ましく、付加重合系ブロック(イ)/ポリウレタンブロック(ロ)=30/70〜70/30の範囲内であることが特に好ましい。
ブロック共重合体(II)におけるポリウレタンブロック(ロ)は、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物から構成されるブロックである。
ポリウレタンブロック(ロ)を構成する高分子ポリオールとしては、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、ポリエステルポリカーボネートポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、共役ジエン重合体系ポリオール、ひまし油系ポリオール、シリコーン系ポリオール、ビニル重合体系ポリオールなどを挙げることができる。これらの高分子ポリオールは1種類のものを使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。高分子ポリオールとしては、これらのうちでも、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリオレフィン系ポリオールのうちの1種または2種以上が好ましく、ポリエステルポリオールおよび/またはポリエーテルポリオールがより好ましい。
上記のポリエステルポリオールは、例えば、ポリオール成分とポリカルボン酸成分を直接エステル化反応またはエステル交換反応に供するか、あるいはポリオール成分を開始剤としてラクトンを開環重合させることによって製造することができる。
ポリエステルポリオールの製造に用いるポリオール成分としては、ポリエステルの製造において一般的に使用されているもの、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、2,7−ジメチル−1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,9−ノナンジオール、2,8−ジメチル−1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール等の炭素数2〜15の脂肪族ジオール;1,4−シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、シクロオクタンジメタノール等の脂環式ジオール;1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン等の芳香族ジオール;トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ジグリセリン等の1分子当たりの水酸基数が3以上である多価アルコールなどが挙げられる。ポリエステルポリオールの製造に当たっては、これらのポリオール成分は、1種類のものを使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらのうちでも、ポリエステルポリオールの製造に当たっては、2−メチル−1,4−ブタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、2,7−ジメチル−1,8−オクタンジオール、2−メチル−1,9−ノナンジオール、2,8−ジメチル−1,9−ノナンジオールなどのメチル基を側鎖として有する炭素数5〜12の脂肪族ジオールをポリオール成分として使用することが好ましい。特にこれらのメチル基を側鎖として有する炭素数5〜12の脂肪族ジオールをポリエステルポリオールの製造に用いる全ポリオール成分の30モル%以上の割合で使用することが好ましく、全ポリオール成分の50モル%以上の割合で使用することがより好ましい。
また、ポリエステルポリオールの製造に用いるポリカルボン酸成分としては、ポリエステルの製造において一般的に使用されているポリカルボン酸成分、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、メチルコハク酸、2−メチルグルタル酸、3−メチルグルタル酸、トリメチルアジピン酸、2−メチルオクタン二酸、3,8−ジメチルデカン二酸、3,7−ジメチルデカン二酸等の炭素数4〜12の脂肪族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸等の脂環式ジカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸;トリメリット酸、ピロメリット酸等の3官能以上の多価カルボン酸;それらのエステルまたはそれらの酸無水物等のエステル形成性誘導体などを挙げることができる。これらのポリカルボン酸成分は、1種類のものを使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらのうちでも、炭素数6〜12の脂肪族ジカルボン酸、特にアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸の1種または2種以上がポリカルボン酸成分として好ましい。
また、ポリエステルポリオールの製造に用いる前記のラクトンとしては、ε−カプロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトンなどを挙げることができる。
上記したポリエーテルポリオールとしては、例えば、環状エーテルを開環重合して得られるポリ(エチレングリコール)、ポリ(プロピレングリコール)、ポリ(テトラメチレングリコール)、ポリ(メチルテトラメチレングリコール)などを挙げることができる。ポリエーテルポリオールとしては1種類のものを使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらのうちでも、ポリ(テトラメチレングリコール)および/またはポリ(メチルテトラメチレングリコール)が好ましい。
上記したポリカーボネートポリオールとしては、例えば、ポリオール成分とジアルキルカーボネート、アルキレンカーボネート、ジアリールカーボネート等のカーボネート化合物との反応によって得られるものを挙げることができる。
ポリカーボネートポリオールを構成するポリオール成分としては、ポリエステルポリオールの構成成分として例示したポリオール成分を使用することができる。また、ジアルキルカーボネートとしては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどを挙げることができ、アルキレンカーボネートとしては、例えば、エチレンカーボネートなどを挙げることができ、ジアリールカーボネートとしては、例えば、ジフェニルカーボネートなどを挙げることができる。
上記したポリエステルポリカーボネートポリオールとしては、例えば、ポリオール成分、ポリカルボン酸成分およびカーボネート化合物を同時に反応させて得られたもの、あるいは予め合成したポリエステルポリオールおよびポリカーボネートポリオールをカーボネート化合物と反応させて得られたもの、または予め合成したポリエステルポリオールおよびポリカーボネートポリオールをポリオール成分およびポリカルボン酸成分と反応させて得られたものなどを挙げることができる。
上記した共役ジエン重合体系ポリオールまたはポリオレフィン系ポリオールとしては、重合開始剤の存在下に、ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン、または共役ジエンと他のモノマーをリビング重合法などにより重合した後に、重合活性末端にエポキシ化合物を反応させて得られる、ポリイソプレンポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリ(ブタジエン/イソプレン)ポリオール、ポリ(ブタジエン/アクリロニトリル)ポリオール、ポリ(ブタジエン/スチレン)ポリオール、あるいはそれらの水素添加物などを挙げることができる。共役ジエン重合体系ポリオールまたはポリオレフィン系ポリオールは、1種類のものを使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの高分子ポリオールの数平均分子量は、500〜10,000の範囲内であることが好ましい。かかる数平均分子量を有する高分子ポリオールからなるポリウレタンブロック(ロ)を有するブロック共重合体(II)を使用することにより、上記した柔軟性、力学的性能および溶融成形性などの種々の特性に優れた熱可塑性重合体組成物を確実に得ることができる。高分子ポリオールの数平均分子量は、700〜8,000の範囲内であることがより好ましく、800〜5,000の範囲内であることがさらに好ましい。
なお、本明細書でいう高分子ポリオールの数平均分子量は、JIS K−157に準拠して測定した水酸基価に基づいて算出した数平均分子量である。
ポリウレタンブロック(ロ)を構成する鎖伸長剤としては、ポリウレタンの製造に従来から使用されている鎖伸長剤が挙げられるが、イソシアネート基と反応し得る活性水素原子を分子中に2個以上有する分子量400以下の低分子化合物であることが好ましい。
鎖伸長剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、2−メチル−1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、2,7−ジメチル−1,8−オクタンジオール、2−メチル−1,9−ノナンジオール、2,8−ジメチル−1,9−ノナンジオール、1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,4−シクロヘキサンジオール、ビス(β−ヒドロキシエチル)テレフタレート、キシリレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4(または5)−シクロオクタンジメタノール、3(または4),8(または9)−ジヒドロキシメチルトリシクロ(5,2,1,02,6)デカン等のジオール類;ヒドラジン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、ピペラジンおよびその誘導体、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン、アジピン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド等のジアミン類;アミノエチルアルコール、アミノプロピルアルコール等のアミノアルコール類などが挙げられる。これらの鎖伸長剤は1種類のものを使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。鎖伸長剤としては、これらのうちでも、炭素数2〜12の脂肪族ジオールが好ましく、1,4−ブタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオールがより好ましい。
また、鎖伸長剤として、分岐を分子内に有する数平均分子量が100〜400の脂肪族ジオールを使用すると、常温付近において損失係数の値が大きく、かつ広い温度範囲にわたって大きな損失係数の値を保持する制振性能に優れた熱可塑性重合体組成物が得られる。このような分岐を分子内に有する脂肪族ジオールとしては、メチル基を側鎖として有する炭素数5〜12の脂肪族ジオールが好ましい。
また、ポリウレタンブロック(ロ)を構成する有機ジイソシアネート化合物としては、ポリウレタンの製造に従来から使用されている有機ジイソシアネート化合物、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート等の脂肪族または脂環式ジイソシアネートなどが挙げられる。有機ジイソシアネート化合物は1種類のものを使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。有機ジイソシアネート化合物としては、これらのうちでも、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートが好ましい。
ポリウレタンブロック(ロ)における、上記高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の割合については、有機ジイソシアネート化合物由来の窒素原子含有量が、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の合計重量に基づいて1〜6.5重量%の範囲内であることが好ましい。窒素原子含有量がかかる範囲内であるポリウレタンブロック(ロ)を有するブロック共重合体(II)を使用することにより、上記した柔軟性、力学的性能および溶融成形性などの種々の特性がより優れた熱可塑性重合体組成物を得ることができる。有機ジイソシアネート化合物由来の窒素原子含有量は、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の合計重量に基づいて1〜6重量%の範囲内であることがより好ましく、1.3〜5.5重量%の範囲内であることがさらに好ましく、1.6〜5重量%の範囲内であることが特に好ましい。
ポリウレタンブロック(ロ)の数平均分子量は200〜300,000の範囲内であることが好ましい。数平均分子量がかかる範囲内であるポリウレタンブロック(ロ)を有するブロック共重合体(II)を使用することにより、柔軟性、力学的性能および溶融成形性などの種々の特性がより優れた熱可塑性重合体組成物を得ることができる。ポリウレタンブロック(ロ)の数平均分子量は、500〜150,000の範囲内であることがより好ましく、1,000〜100,000の範囲内であることがさらに好ましい。
また、ポリウレタンブロック(ロ)の硬度は、同ブロックに対応するポリウレタンのJIS A硬度で表現した場合、30〜99の範囲内であることが好ましい。かかる硬度のポリウレタンブロック(ロ)を有するブロック共重合体(II)を使用することにより、柔軟性、力学的性能および溶融成形性などの種々の特性がより優れた熱可塑性重合体組成物を得ることができる。ポリウレタンブロック(ロ)に対応するポリウレタンのJIS A硬度は、45〜97の範囲内であることがより好ましく、60〜95の範囲内であることがさらに好ましい。
付加重合系ブロック共重合体(I)およびブロック共重合体(II)の製造方法は、特に限定されるものではなく、上記した構造を形成し得る方法であれば、いずれの方法で製造してもよい。
付加重合系ブロック共重合体(I)は、例えば、アニオン重合やカチオン重合などのイオン重合法、シングルサイト重合法、ラジカル重合法などにより製造することができる。アニオン重合法による場合は、例えば、アルキルリチウム化合物などを重合開始剤として用いて、n−ヘキサンやシクロヘキサンなどの不活性有機溶媒中で、芳香族ビニル化合物、共役ジエン化合物を逐次重合させ、所望の分子構造および分子量を有するブロック共重合体を製造した後、アルコール類、カルボン酸類、水などの活性水素含有化合物を添加して重合を停止させることにより製造することができる。そして、得られたブロック共重合体を、好ましくは、n−ヘキサン、シクロヘキサンなどの不活性有機溶媒中で、アルキルアルミニウム化合物とコバルト、ニッケル等からなるチーグラー触媒などの水素添加反応触媒の存在下に、反応温度20〜150℃、水素圧力0.1〜15MPaの条件下で水素添加することによって、水素添加物としてもよい。
また、上記において、活性水素含有化合物を添加して重合を停止させる前に、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、スチレンオキサイド等のオキシラン骨格を有する化合物、ε−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、ジメチルプロピオラクトン(ピバロラクトン)、メチルバレロラクトン等のラクトン化合物などを付加させることによって、分子内に水酸基、カルボキシル基等の官能基を有する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。
また、上記において、所望により、水素添加前または水素添加後のブロック共重合体を、無水マレイン酸等によって変性することによって分子内に酸無水物基等の官能基を有する付加重合系ブロック共重合体(I)を製造することもできる。
なお、付加重合系ブロック共重合体(I)としては、市販されているものを使用してもよい。
ブロック共重合体(II)は、例えば、付加重合系ブロック(イ)に対応する構造を有し、かつポリウレタンブロック(ロ)を形成する成分(有機ジイソシアネート化合物、鎖伸長剤、高分子ポリオールなど)と反応し得る官能基を有するブロック共重合体、すなわち、芳香族ビニル化合物系重合体ブロック(a−2)と共役ジエン系重合体ブロック(b−2)を含有し、ポリウレタンブロック(ロ)を形成する成分と反応し得る官能基を有するブロック共重合体またはその水素添加物(以下、官能基含有ブロック共重合体と略称することがある)の存在下にポリウレタン形成反応を行い、官能基含有ブロック共重合体の主鎖上にポリウレタンブロック(ロ)を形成することによって製造することができる。また、ブロック共重合体(II)は、官能基含有ブロック共重合体とポリウレタンブロック(ロ)に対応するポリウレタンを反応させることによって製造することもできる。
官能基含有ブロック共重合体が有する、ポリウレタンブロック(ロ)を形成する成分と反応し得る官能基としては、例えば、高分子ポリオールおよび/または鎖伸長剤と反応し得る基として、カルボキシル基、酸無水物基、チオカルボキシル基、イソシアネート基などが、また、有機ジイソシアネート化合物と反応し得る基として、水酸基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基、酸無水物基、チオカルボキシル基、イソシアネート基などが挙げられる。官能基含有ブロック共重合体は、これらの官能基を2種類以上含有していてもよい。
官能基含有ブロック共重合体が有する官能基としては、有機ジイソシアネート化合物と反応し得る官能基が好ましく、ブロック共重合体(II)の製造に際し、均一なポリウレタン形成反応が行えることから、水酸基がより好ましい。
また、官能基含有ブロック共重合体におけるポリウレタンブロック(ロ)を形成する成分と反応し得る官能基は、該官能基含有ブロック共重合体の末端に位置していることが好ましい。かかる官能基を末端に有する官能基含有ブロック共重合体を使用すると、ブロック共重合体(II)を製造する際に、ポリウレタン形成反応による主鎖延長に該官能基が関与する。こうして得られたブロック共重合体(II)を使用すると、柔軟性、力学的性能および溶融成形性などの種々の特性に優れた熱可塑性重合体組成物を確実に得ることができる。
官能基含有ブロック共重合体におけるポリウレタンブロック(ロ)を形成する成分と反応し得る官能基の数は、官能基含有ブロック共重合体1分子当たりの平均で0.6以上であることが好ましく、0.7以上であることがより好ましく、0.7〜1の範囲内にあることがさらに好ましい。
官能基含有ブロック共重合体は、上記の付加重合系ブロック共重合体(I)のうちで、分子内に官能基を有するものであり、前記の方法で製造することができる。官能基含有ブロック共重合体は、その製造工程にもよるが、芳香族ビニル化合物系重合体ブロックと共役ジエン系重合体ブロックを有し、上記した官能基を有していないブロック共重合体を包含し得る。
官能基含有ブロック共重合体としては、市販されているものを使用することも可能である。
官能基含有ブロック共重合体の数平均分子量は、15,000〜300,000の範囲内であることが好ましく、20,000〜100,000の範囲内であることがより好ましい。なお、官能基含有ブロック共重合体の数平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(GPC)により標準ポリスチレン換算で測定した値である。
また、官能基含有ブロック共重合体の230℃、2.16kg荷重下で測定したメルトフローレート(MFR)は、0.01〜100g/10分の範囲内であることが好ましい。かかるメルトフローレート(MFR)を有する官能基含有ブロック共重合体から調製されるブロック共重合体(II)を使用することにより、柔軟性、力学的性能および溶融成形性などの物性が優れた熱可塑性重合体組成物を得ることができる。官能基含有ブロック共重合体の230℃、2.16kg荷重下で測定したメルトフローレート(MFR)は、0.05〜80g/10分の範囲内であることがより好ましい。なお、官能基含有ブロック共重合体のメルトフローレート(MFR)は、ASTM D−1238に準拠して測定した値である。
ポリウレタンブロック(ロ)を形成するに当たっては、高分子ポリオールおよび鎖伸長剤が有している活性水素原子1モルに対し、有機ジイソシアネート化合物が有しているイソシアネート基が0.9〜1.3モルとなるような割合で各成分を使用することが好ましい。上記の割合で高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を使用して得られるポリウレタンブロック(ロ)を有するブロック共重合体(II)を使用することにより、柔軟性、力学的性能および溶融成形性などの種々の特性がより優れた熱可塑性重合体組成物を得ることができる。
また、ポリウレタンブロック(ロ)を形成するに当たっては、有機ジイソシアネート化合物由来の窒素原子含有量が、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の合計重量に基づいて1〜6.5重量%の範囲内となる割合で各成分を使用することが好ましい。上記の割合で高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を使用して得られるポリウレタンブロック(ロ)を有するブロック共重合体(II)を使用することにより、柔軟性、力学的性能および溶融成形性などの種々の特性がより優れた熱可塑性重合体組成物を得ることができる。有機ジイソシアネート化合物由来の窒素原子含有量は、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の合計重量に基づいて1〜6重量%の範囲内であることがより好ましく、1.3〜5.5重量%の範囲内であることがさらに好ましく、1.6〜5重量%の範囲内であることが特に好ましい。
ブロック共重合体(II)の製造方法としては、(A)官能基含有ブロック共重合体、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシネート化合物を反応させる方法、または(B)高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシネート化合物の反応物と官能基含有ブロック共重合体を反応させる方法、のいずれかの方法が簡便であり好ましい。
(B)の方法における反応物は、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の反応混合物であってもよいし、該反応混合物を常法に従って後処理したものであってもよい。また、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物から形成されるものであれば、市販品として入手可能なポリウレタンを上記の反応物として使用することもできる。高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の反応物は、これらから形成されるポリウレタン以外に、各成分の使用量、反応率、その他の反応条件等に応じて未反応の高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を含有することがあるが、その場合には、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物から形成されるポリウレタンと官能基含有ブロック共重合体の官能基との反応、および高分子ポリオール、鎖伸長剤、有機ジイソシアネート化合物と官能基含有ブロック共重合体の官能基の反応が進行する。
上記(A)の方法によってブロック共重合体(II)を製造する場合、官能基含有ブロック共重合体と、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の割合は、
[官能基含有ブロック共重合体の重量]:[高分子ポリオールの重量+鎖伸長剤の重量+有機ジイソシアネート化合物の重量]=5:95〜95:5の範囲内であることが好ましく、同重量比が10:90〜90:10の範囲内であることがより好ましく、20:80〜80:20の範囲内であることがさらに好ましく、30:70〜70:30の範囲内であることが特に好ましい。
また、上記(B)の方法によってブロック共重合体(II)を製造する場合、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の反応物と官能基含有ブロック共重合体の割合は、
[官能基含有ブロック共重合体の重量]:[高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の反応物の重量]=5:95〜95:5の範囲内であることが好ましく、同重量比が10:90〜90:10の範囲内であることがより好ましく、20:80〜80:20の範囲内であることがさらに好ましく、30:70〜70:30の範囲内であることが特に好ましい。
ブロック共重合体(II)の製造に際しては、ウレタン化反応触媒を使用してもよい。かかるウレタン化反応触媒としては、例えば、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズビス(3−メルカプトプロピオン酸エトキシブチルエステル)塩等の有機スズ系化合物;チタン酸;テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート、ポリヒドロキシチタンステアレート、チタンアセチルアセトネート等の有機チタン系化合物;トリエチレンジアミン、N−メチルモルホリン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルアミノエタノール等の3級アミン系化合物などが挙げられる。
ウレタン化反応触媒の使用量は、官能基含有ブロック共重合体、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の合計重量、または高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の反応物と官能基含有ブロック共重合体の合計重量に基づいて0.1ppm〜0.2重量%の範囲内であることが好ましく、0.5ppm〜0.02重量%の範囲内であることがより好ましく、1ppm〜0.01重量%の範囲内であることがさらに好ましい。
ブロック共重合体(II)の製造に際し、ウレタン化反応触媒は、官能基含有ブロック共重合体、高分子ポリオール、鎖伸長剤、有機ジイソシアネート化合物、あるいは高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の反応物のうち1者または2者以上に含有させておくことができるが、高分子ポリオールに含有させておくことが好ましい。
また、ブロック共重合体(II)の製造に際してウレタン化反応触媒を使用する場合、得られたブロック共重合体(II)に対し、ウレタン化反応触媒失活剤を添加することが好ましい。ウレタン化反応触媒失活剤としては、例えば、ラウリルホスフェート、オレイルホスフェート、ステアリルホスフェート、ジラウリルホスフェート、ジオレイルホスフェート、ジステアリルホスフェート、トリス(2−エチルヘキシル)ホスフェート、ビス(オクタデシル)ペンタエリスリトールジホスフェート、フェニルホスホン酸ジエチル、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸ジエチル等のリン系化合物;2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、2−ヒドロキシ−4−ベンジルオキシベンゾフェノン、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、4,4’−オクチル−2,2’−ビフェノール等のフェノール系化合物が挙げられるが、リン系化合物が好ましい。
ウレタン化反応触媒失活剤の使用量は、官能基含有ブロック共重合体、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の合計重量、または高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の反応物と官能基含有ブロック共重合体の合計重量に基づいて1ppm〜2重量%の範囲内であることが好ましく、5ppm〜0.2重量%の範囲内であることがより好ましく、10ppm〜0.1重量%の範囲内であることがさらに好ましい。
また、ウレタン化反応触媒とウレタン化反応触媒失活剤との含有割合は、ウレタン化反応触媒失活剤にリン系化合物を使用する場合は、ウレタン化反応触媒の金属原子1モル当たりに対して、リン系化合物のリン原子として0.1〜500モルの範囲内で使用することがより好ましく、0.2〜200モルの範囲内で使用することがさらに好ましく、0.5〜100モルの範囲内で使用することが最も好ましい。また、ウレタン化反応触媒失活剤にフェノール系化合物を使用する場合は、ウレタン化反応触媒の金属原子1モル当たりに対して、フェノール系化合物の水酸基として1〜5000モルの範囲内で使用することがより好ましく、2〜2000モルの範囲内で使用することがさらに好ましく、5〜1000モルの範囲内で使用することが最も好ましい。
ブロック共重合体(II)の製造は、公知のポリウレタン形成反応技術を利用して行うことができ、プレポリマー法およびワンショット法のいずれの方法で行なってもよい。
ブロック共重合体(II)は、実質的に溶剤の不存在下に製造することが好ましく、単軸押出機、二軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどの溶融混練装置を用いた溶融混練によって製造することが好ましい。混練条件は、使用する原料の種類、装置の種類などに応じて適宜選択することができるが、一般に、180〜260℃の温度で1〜15分間程度行うとよい。
採用し得るポリウレタン形成反応の具体例としては、以下の〔1〕〜〔8〕の方法を挙げることができる。
〔1〕官能基含有ブロック共重合体、高分子ポリオールおよび鎖伸長剤を混合して、例えば、40〜100℃に加熱し、得られた混合物に、該混合物における活性水素原子とイソシアネート基のモル比が好ましくは1:0.9〜1.3となる量で有機ジイソシアネート化合物を添加して短時間撹拌した後、例えば、80〜200℃に加熱する方法。
〔2〕官能基含有ブロック共重合体、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を、活性水素原子とイソシアネート基のモル比が好ましくは1:0.9〜1.3となる量で混合して、例えば、180〜260℃の高温で反応させつつ混練する方法。
〔3〕多軸スクリュー型押出機などの押出機に、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を連続的に供給して、例えば、90〜260℃に加熱し、反応系における活性水素原子とイソシアネート基のモル比が好ましくは1:0.9〜1.3となる量で官能基含有ブロック共重合体を連続的に供給して、例えば、180〜260℃の高温で連続溶融重合する方法。
〔4〕多軸スクリュー型押出機などの押出機に、官能基含有ブロック共重合体、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を、活性水素原子とイソシアネート基のモル比が好ましくは1:0.9〜1.3となる量で連続的に供給して、例えば、180〜260℃の高温で連続溶融重合する方法。
〔5〕多軸スクリュー型押出機などの押出機に、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を連続的に供給して、例えば、90〜260℃に加熱してポリウレタンを形成した後に、官能基含有ブロック共重合体を混合して、例えば、180〜260℃の高温で連続溶融重合する方法。
〔6〕高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を、例えば、180〜260℃の高温で反応させつつ混練してポリウレタンを形成した後に、官能基含有ブロック共重合体を混合して、例えば、180〜260℃の高温で反応させつつ混練する方法。
〔7〕多軸スクリュー型押出機などの押出機に、官能基含有ブロック共重合体およびポリウレタン(市販品等)を連続的に供給して、例えば、180〜260℃の高温で反応させる方法。
〔8〕官能基含有ブロック共重合体、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を、活性水素原子とイソシアネート基のモル比が好ましくは1:0.9〜1.3となる量で、有機溶媒中に加えて有機溶媒中でウレタン化反応を行う方法。
上記の手法により、官能基含有ブロック共重合体、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物、または高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の反応物と官能基含有ブロック共重合体を反応させて得られた重合体組成物(以下、ブロック共重合体組成物と略称する)は、ブロック共重合体(II)以外に、未反応の官能基含有ブロック共重合体、未反応の高分子ポリオール、未反応の鎖伸長剤並びに未反応の有機ジイソシアネート化合物を含有することがある。これらの含有量は、反応に使用した原料の割合、反応温度等の反応条件によって変化する。
また、ブロック共重合体組成物は、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物から形成されるポリウレタンを含有する場合がある。さらに、ブロック共重合体組成物は、芳香族ビニル化合物系重合体ブロックと共役ジエン系重合体ブロックを有し、官能基を有しないブロック共重合体(これは、付加重合系ブロック(イ)に相当する重合体である)を含み得る。
ブロック共重合体(II)は、例えば、ペレット等の形状とした上記のブロック共重合体組成物を、必要に応じて適当な大きさに粉砕した後、ジメチルホルムアミドなどのポリウレタンの良溶媒で処理して高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物から形成され、官能基含有ブロック共重合体とは反応しなかったポリウレタン(ブロック共重合体組成物中に存在している場合)を除去し、次いで、シクロヘキサンなどの官能基含有ブロック共重合体の良溶媒で処理して未反応の官能基含有ブロック共重合体および付加重合系ブロック(イ)に相当する重合体(ブロック共重合体組成物中に存在している場合)を抽出、除去し、残った固形物を乾燥することにより、取得することができる。
なお、本発明では、発明の趣旨を損なわない限り、上記のブロック共重合体組成物をそのまま、熱可塑性重合体組成物の製造に使用してもよい。
また、本発明の熱可塑性重合体組成物は、対数粘度が0.9dl/g以上の熱可塑性ポリウレタン(III)を含有する。熱可塑性ポリウレタン(III)の対数粘度は0.9dl/g以上であることが必要である。このような熱可塑性ポリウレタン(III)を使用することにより、難燃性がUL94HB級以上である熱可塑性重合体組成物を得ることができる。
熱可塑性ポリウレタン(III)の対数粘度は1.0dl/g以上であることが好ましく、1.1dl/g以上であることがより好ましく、1.2dl/g以上であることがさらに好ましい。
なお、本明細書でいう熱可塑性ポリウレタン(III)の対数粘度は、該熱可塑性ポリウレタン(III)を0.5g/dlの濃度のDMF溶液とし、30℃において測定した流下時間に基づいて算出されるものであり、具体的には、後述する実施例に記載する方法で測定した値を意味する。
熱可塑性ポリウレタン(III)としては、上記した高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物から形成されるものを使用することができる。また、対数粘度が上記した範囲内にあれば、ブロック共重合体(II)の製造時に生成し得るポリウレタンを熱可塑性ポリウレタン(III)として使用してもよい。
熱可塑性ポリウレタン(III)は、ブロック共重合体(II)におけるポリウレタンブロック(ロ)と同様の構造を有していることが好ましい。
熱可塑性ポリウレタン(III)を構成する高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物としては、ブロック共重合体(II)におけるポリウレタンブロック(ロ)を構成する成分として上記において説明したものを使用することができる。
熱可塑性ポリウレタン(III)を構成する高分子ポリオールとしては、数平均分子量が500〜10,000の範囲内であるものを使用することが好ましい。かかる数平均分子量を有する高分子ポリオールからなる熱可塑性ポリウレタン(III)を使用することにより、柔軟性、力学的性能および溶融成形性が良好な熱可塑性重合体組成物を得ることができる。熱可塑性ポリウレタン(III)を構成する高分子ポリオールの数平均分子量は、700〜8,000の範囲内であることがより好ましく、800〜5,000の範囲内であることがさらに好ましい。
また、熱可塑性ポリウレタン(III)を構成する高分子ポリオールは、1分子当たりの水酸基数が2.0〜2.1の範囲内にあることが好ましい。1分子当たりの水酸基数が上記の範囲内にある高分子ポリオールからからなる熱可塑性ポリウレタン(III)を使用することにより、難燃性がUL94HB級以上である熱可塑性重合体組成物を確実に得ることができる。熱可塑性ポリウレタン(III)を構成する高分子ポリオールは、1分子当たりの水酸基数が2.0〜2.05の範囲内にあることがより好ましく、2.002〜2.03の範囲内にあることがさらに好ましい。
熱可塑性ポリウレタン(III)における、有機ジイソシアネート化合物由来の窒素原子含有量は、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の合計重量に基づいて1〜6.5重量%の範囲内であることが好ましい。
上記の割合で高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を使用して得られる熱可塑性ポリウレタン(III)を使用することにより、柔軟性、力学的性能および溶融成形性などの種々の特性がより優れた熱可塑性重合体組成物を得ることができる。熱可塑性ポリウレタン(III)における、有機ジイソシアネート化合物由来の窒素原子含有量は、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の合計重量に基づいて1〜6重量%の範囲内であることがより好ましく、1.3〜5.5重量%の範囲内であることがさらに好ましく、1.6〜5重量%の範囲内であることが特に好ましい。
また、熱可塑性ポリウレタン(III)の硬度は、JIS A硬度で表現した場合、30〜99の範囲内であることが好ましい。かかる硬度を有する熱可塑性ポリウレタン(III)を使用することにより、柔軟性、力学的性能および溶融成形性などの種々の特性がより優れた熱可塑性重合体組成物を得ることができる。熱可塑性ポリウレタン(III)のJIS A硬度は、45〜97の範囲内であることがより好ましく、60〜95の範囲内であることがさらに好ましい。
熱可塑性ポリウレタン(III)としては、市販されているものを使用してもよいし、上記した高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を反応させて調製したものを使用してもよい。
熱可塑性ポリウレタン(III)を形成するに当たっては、高分子ポリオールおよび鎖伸長剤が有している活性水素原子1モルに対し、有機ジイソシアネート化合物が有しているイソシアネート基が0.9〜1.3モルとなるような割合で各成分を使用することが好ましい。上記の割合で高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を使用して得られる熱可塑性ポリウレタン(III)を使用することにより、柔軟性、力学的性能および溶融成形性などの種々の特性がより優れた熱可塑性重合体組成物を得ることができる。
熱可塑性ポリウレタン(III)を形成するに当たっては、押出成形、射出成形などの溶融成形時に溶融粘度の急激な上昇がなく、目的とする成形品や積層構造体などの製品を円滑に製造することができる熱可塑性重合体組成物が得られることから、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を、以下の関係を満足するような割合で使用することが好ましい。
[高分子ポリオールのモル数]:[鎖伸長剤のモル数]=1:0.2〜8.0(モル比)、かつ
[高分子ポリオールと鎖伸長剤の合計モル数]:[有機ジイソシアネート化合物のモル数]=1:0.98〜1.04
熱可塑性ポリウレタン(III)の調製に際しては、ウレタン化反応触媒を使用してもよい。かかるウレタン化反応触媒としては、上記で説明したものを使用することができる。
ウレタン化反応触媒の使用量は、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の合計重量に基づいて0.1ppm〜0.2重量%の範囲内であることが好ましく、0.5ppm〜0.02重量%の範囲内であることがより好ましく、1ppm〜0.01重量%の範囲内であることがさらに好ましい。
ウレタン化反応触媒は、高分子ポリオール、鎖伸長剤、有機ジイソシアネート化合物のうち1者または2者以上に含有させておくことができるが、高分子ポリオールに含有させておくことが好ましい。
熱可塑性ポリウレタン(III)の調製に際してウレタン化反応触媒を使用する場合、得られた熱可塑性ポリウレタン(III)に対し、ウレタン化反応触媒失活剤を添加することが好ましい。ウレタン化反応触媒失活剤としては、上記において説明したものを使用することができる。
ウレタン化反応触媒失活剤の使用量は、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の合計重量に基づいて1ppm〜2重量%の範囲内であることが好ましく、5ppm〜0.2重量%の範囲内であることがより好ましく、10ppm〜0.1重量%の範囲内であることがさらに好ましい。
また、ウレタン化反応触媒とウレタン化反応触媒失活剤との含有割合は、ウレタン化反応触媒失活剤としてリン系化合物を使用する場合には、ウレタン化反応触媒の金属原子1モル当たりに対して、リン系化合物のリン原子として0.1〜500モルの範囲内で使用することが好ましく、0.2〜200モルの範囲内で使用することがより好ましく、0.5〜100モルの範囲内で使用することがさらに好ましい。また、ウレタン化反応触媒失活剤としてフェノール系化合物を使用する場合には、ウレタン化反応触媒の金属原子1モル当たりに対して、フェノール系化合物の水酸基として1〜5000モルの範囲内で使用することが好ましく、2〜2000モルの範囲内で使用することがより好ましく、5〜1000モルの範囲内で使用することがさらに好ましい。
熱可塑性ポリウレタン(III)の製造方法は特に限定されず、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を使用して、公知のウレタン化反応を利用して、プレポリマー法、ワンショット法のいずれで製造してもよい。そのうちでも、実質的に溶剤の不存在下に溶融重合することが好ましく、特に多軸スクリュー型押出機を用いて連続溶融重合により製造することが好ましい。
本発明で使用するパラフィン系オイル(IV)としては、パラフィン成分(鎖状炭化水素)を60重量%以上含むものが使用されるが、パラフィン成分(鎖状炭化水素)を80重量%以上含むものが好ましい。パラフィン系オイル(IV)は、その他の成分として、ベンゼン環やナフテン環などの芳香族環を有する成分を含有していてもよい。
パラフィン系オイル(IV)は、40℃で測定した動粘度が20〜800センチストークス〔cSt(mm/s)〕の範囲内にあることが好ましい。かかる動粘度を有するパラフィン系オイル(IV)を使用することにより、柔軟性、力学的性能および溶融成形性などの種々の特性がより優れた熱可塑性重合体組成物を得ることができる。パラフィン系オイル(IV)の40℃で測定した動粘度は、50〜600センチストークス〔cSt(mm/s)〕の範囲内にあることがより好ましい。なお、本明細書でいうパラフィン系オイル(IV)の動粘度は、JIS K−2283に準拠して測定した値である。
パラフィン系オイル(IV)の流動点は、−40〜0℃の範囲内にあることが好ましい。かかる流動点を有するパラフィン系オイル(IV)を使用することにより、柔軟性、力学的性能および溶融成形性などの種々の特性がより優れた熱可塑性重合体組成物を得ることができる。パラフィン系オイル(IV)の流動点は、−30〜0℃の範囲内であることがより好ましい。なお、本明細書でいうパラフィン系オイル(IV)の流動点は、JIS K−2269に準拠して測定した値である。
パラフィン系オイル(IV)の引火点は、200〜400℃の範囲内にあることが好ましい。かかる引火点を有するパラフィン系オイル(IV)を使用することにより、難燃性、柔軟性、力学的性能および溶融成形性などの種々の特性がより優れた熱可塑性重合体組成物を得ることができる。パラフィン系オイル(IV)の引火点は、250〜350℃の範囲内であることがより好ましい。なお、本明細書でいうパラフィン系オイル(IV)の引火点は、JIS K−2265に準拠して測定した値である。
本発明の熱可塑性重合体組成物は、上記した各成分を含有し、UL94HB級以上の難燃性を有する。従って、本発明の熱可塑性重合体組成物は、難燃性に関して標準的な安全性を満足する各種の製品、例えば、電気製品や自動車関連機器の製造に、好適に使用することができる。
本発明の熱可塑性重合体組成物は、上記した難燃性を有するものであるために、付加重合系ブロック共重合体(I)、ブロック共重合体(II)、熱可塑性ポリウレタン(III)およびパラフィン系オイル(IV)の重量をそれぞれW、W、WおよびWとしたとき、それらが以下の式(1)〜(3)を満足するような割合で組成物中に存在していることが好ましい。
5/100≦W/W≦200/100 (1)
100/100≦W/W≦300/100 (2)
10/100≦W/W≦200/100 (3)
付加重合系ブロック共重合体(I)に対するブロック共重合体(II)の含有量が上記の式(1)で示される範囲よりも少ないと、付加重合系ブロック共重合体(I)と熱可塑性ポリウレタン(III)との相性が不十分になり、UL94HB級の難燃性を有する熱可塑性重合体組成物を得ることが困難となる。また、熱可塑性重合体組成物を用いて得られる成形品や積層構造体などの製品に表面荒れや層間の接着性の低下を生ずる。一方、付加重合系ブロック共重合体(I)に対するブロック共重合体(II)の含有量が上記の式(1)で示される範囲を超えると、熱可塑性重合体組成物の溶融接着性が低下したり、熱可塑性重合体組成物の溶融流動性が低下し、やはり熱可塑性重合体組成物を用いて得られる成形品に表面荒れを生じたりする。
付加重合系ブロック共重合体(I)とブロック共重合体(II)の割合は、
10/100≦W/W≦180/100 であることがより好ましく、
20/100≦W/W≦150/100 であることがさらに好ましい。
また、付加重合系ブロック共重合体(I)に対する熱可塑性ポリウレタン(III)の割合が上記の式(2)で示される範囲よりも少ないと、UL94HB級の難燃性を有する熱可塑性重合体組成物を得ることが困難となる。また、熱可塑性重合体組成物から得られる成形品や積層構造体などの圧縮永久歪みが大きくなり、他の材料との溶融接着性が低下し、成形品表面に荒れを生じ、しかも成形性が不安定になる。一方、付加重合系ブロック共重合体(I)に対する熱可塑性ポリウレタン(III)の割合が上記の式(2)で示される範囲を超えると、熱可塑性重合体組成物の非膠着性が低下したり、熱可塑性重合体組成物の溶融成形性が不安定になり、熱可塑性重合体組成物を用いて得られる成形品に表面荒れを生じたりする。
付加重合系ブロック共重合体(I)と熱可塑性ポリウレタン(III)の割合は、
150/100≦W/W≦280/100 であることがより好ましい。
また、付加重合系ブロック共重合体(I)に対するパラフィン系オイル(IV)の割合が上記の式(3)で示される範囲よりも少ないと、熱可塑性重合体組成物から得られる成形品や積層構造体などの圧縮永久歪みが大きくなり、成形品表面の荒れを生じたりする。一方、付加重合系ブロック共重合体(I)に対するパラフィン系オイル(IV)の割合が上記の式(3)で示される範囲を超えると、UL94HB級の難燃性を有する熱可塑性重合体組成物を得ることが困難となる。また、得られる熱可塑性重合体組成物は、他の材料との溶融接着性が低下し、また、熱可塑性重合体組成物から得られる成形品の引張強度や引張破断伸びなどの力学的特性の低下、成形品表面の荒れが生じる。さらに、成形中のスプール切れなどの問題も生ずる。
付加重合系ブロック共重合体(I)とパラフィン系オイル(IV)の割合は、
50/100≦W/W≦150/100 であることがより好ましい。
本発明の熱可塑性重合体組成物は、前記したウレタン化反応触媒やウレタン化反応触媒失活剤を含有していてもよい。
ウレタン化反応触媒の含有量は、熱可塑性重合体組成物の重量に基づいて0.1ppm〜0.2重量%の範囲内であることが好ましく、0.5ppm〜0.02重量%の範囲内であることがより好ましく、1ppm〜0.01重量%の範囲内であることがさらに好ましい。
また、ウレタン化反応触媒失活剤の含有量は、熱可塑性重合体組成物の重量に基づいて1ppm〜2重量%の範囲内であることが好ましく、5ppm〜0.2重量%の範囲内であることがより好ましく、10ppm〜0.1重量%の範囲内であることがさらに好ましい。
また、ウレタン化反応触媒とウレタン化反応触媒失活剤との含有割合は、ウレタン化反応触媒失活剤としてリン系化合物を使用する場合には、ウレタン化反応触媒の金属原子1モル当たり、リン系化合物のリン原子として0.1〜500モルの範囲内であることが好ましく、0.2〜200モルの範囲内であることがより好ましく、0.5〜100モルの範囲内であることがさらに好ましい。また、ウレタン化反応触媒失活剤としてフェノール系化合物を使用する場合には、ウレタン化反応触媒の金属原子1モル当たり、フェノール系化合物の水酸基として1〜5000モルの範囲内であることが好ましく、2〜2000モルの範囲内であることがより好ましく、5〜1000モルの範囲内であることがさらに好ましい。
本発明の熱可塑性重合体組成物は、発明の効果を損なわない範囲内で、必要に応じて、オレフィン系重合体(V)を含有していてもよい。
オレフィン系重合体(V)の含有量は、付加重合系ブロック共重合体(I)100重量部に対して、200重量部以下の範囲内であることが好ましい。オレフィン系重合体(V)を配合することにより、得られる熱可塑性重合体組成物の機械的強度および溶融成形性をより一層向上させることができる場合がある。
オレフィン系重合体(V)としては、エチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィンの単独重合体、前記したオレフィンの2種以上からなるオレフィン共重合体、または前記したオレフィンの1種または2種以上と他のビニル系単量体の1種または2種以上との共重合体などが挙げられる。他のビニル系単量体としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル単量体;アクリル酸またはメタクリル酸のメチル、エチル、プロピル、n−ブチル、i−ブチル、ヘキシル、2−エチルヘキシル、ドデシル、オクタデシル等の炭素数1〜18のアルキルエステル;アクリル酸またはメタクリル酸のエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール等のジオールエステル;酢酸やプロピオン酸等の炭素数1〜6のカルボン酸のビニルエステル;アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸;無水マレイン酸等の不飽和ジカルボン酸の無水物;アクリルアミド、メタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類;マレイミド、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等のN−置換マレイミド類;ブタジエン、イソプレン等の共役ジエンなどが挙げられる。
オレフィン系重合体(V)の具体例としては、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、エチレンー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−無水マレイン酸共重合体、プロピレン−アクリル酸共重合体、プロピレン−無水マレイン酸共重合体、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体などが挙げられる。オレフィン系重合体(V)として、前記したオレフィン単独重合体およびオレフィン共重合体の1種または2種以上を使用することができる。
また、本発明の熱可塑性重合体組成物は、本発明の効果を損なわない範囲内で必要に応じて、付加重合系ブロック共重合体(I)またはブロック共重合体(II)とは異なるスチレン系重合体;ポリフェニレンエーテル系樹脂;熱硬化型ポリウレタン樹脂;ポリアミド樹脂;ポリエステル樹脂;ポリ塩化ビニル樹脂;ポリ塩化ビニリデン樹脂;ポリカーボネート樹脂;アクリル樹脂;エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物;芳香族ビニル化合物とシアン化ビニル化合物の共重合体;芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物およびオレフィン化合物の共重合体、等の樹脂を含有していてもよい。
さらに、本発明の熱可塑性重合体組成物は、必要に応じて無機充填剤を含有することができる。無機充填剤は、本発明の熱可塑性重合体組成物の高硬度化、増量剤としての経済性の改善に有用である。無機充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、タルク、クレー、合成珪素、酸化チタン、カーボンブラック、硫酸バリウムなどの1種または2種以上を使用できる。無機充填剤の配合量は、付加重合系ブロック共重合体(I)100重量部に対して100重量部以下が好ましい。
さらに、本発明の熱可塑性重合体組成物は、必要に応じ、滑剤、顔料、耐衝撃改良剤、加工助剤、結晶核剤、着色剤、難燃剤、耐候性改良剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、耐加水分解性向上剤、防かび剤、抗菌剤、光安定剤、耐電防止剤、シリコンオイル、ブロッキング防止剤、離型剤、発泡剤、香料などの各種添加剤;各種カップリング剤などの任意の成分を必要に応じて配合することができる。
本発明の熱可塑性重合体組成物は、上記した構成成分を均一に混合し得る方法であればいずれの方法で製造してもよいが、溶融混練法が簡便であり好ましい。
本発明の熱可塑性重合体組成物は、例えば、各構成成分を、単軸押出機、二軸押出機、ニーダー、ミキシングロール、バンバリーミキサーなどの溶融混練装置を用いて、通常、150〜220℃の温度で約30秒〜5分間程度溶融混練することによって製造することができる。
所望とする物性を有する熱可塑性重合体組成物が確実に得られることから、150℃以下、より好ましくは170℃以下、さらに好ましくは190℃以下に冷却することなく溶融混練を行うことが望ましい。
溶融混練に際しては、熱可塑性重合体組成物中の熱可塑性ポリウレタンの対数粘度が0.9dl/g以上に維持される条件を採用することが重要である。
本発明の熱可塑性重合体組成物の製造方法としては、難燃性に優れた熱可塑性重合体組成物を確実に製造する上で、以下の〔1〕〜〔6〕に示す手順、中でも生産性等の点から、〔1〕、〔2〕、〔5〕および〔6〕に示す手順に従って製造することが推奨される。
〔1〕高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の反応物、付加重合系ブロック共重合体(I)、ブロック共重合体(II)並びにパラフィン系オイル(IV)を溶融混練する。
〔2〕付加重合系ブロック共重合体(I)、ブロック共重合体(II)、パラフィン系オイル(IV)、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を溶融混練する。
〔3〕官能基含有ブロック共重合体、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を混練してブロック共重合体(II)を含有するブロック共重合体組成物を調製し、次いでパラフィン系オイル(IV)、さらに必要に応じて、芳香族ビニル化合物系重合体ブロックと共役ジエン系重合体ブロックを有するブロック共重合体またはその水素添加物からなり、高分子ポリオール、鎖伸長剤または有機ジイソシアネート化合物と反応性のある官能基を有しない付加重合系ブロック共重合体を溶融混練によって配合する。
〔4〕高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の反応物と官能基含有ブロック共重合体を混練してブロック共重合体(II)を含有するブロック共重合体組成物を調製し、次いでパラフィン系オイル(IV)、さらに必要に応じて、芳香族ビニル化合物系重合体ブロックと共役ジエン系重合体ブロックを有するブロック共重合体またはその水素添加物からなり、高分子ポリオール、鎖伸長剤または有機ジイソシアネート化合物と反応性のある官能基を有しない付加重合系ブロック共重合体を溶融混練によって配合する。
〔5〕官能基含有ブロック共重合体、高分子ポリオール、鎖伸長剤、有機ジイソシアネート化合物およびパラフィン系オイル(IV)、さらに必要に応じて、芳香族ビニル化合物系重合体ブロックと共役ジエン系重合体ブロックを有するブロック共重合体またはその水素添加物からなり、高分子ポリオール、鎖伸長剤または有機ジイソシアネート化合物と反応性のある官能基を有しない付加重合系ブロック共重合体を溶融混練する。
〔6〕高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の反応物、官能基含有ブロック共重合体およびパラフィン系オイル(IV)、さらに必要に応じて、芳香族ビニル化合物系重合体ブロックと共役ジエン系重合体ブロックを有するブロック共重合体またはその水素添加物からなり、高分子ポリオール、鎖伸長剤または有機ジイソシアネート化合物と反応性のある官能基を有しない付加重合系ブロック共重合体を溶融混練する。
溶融混練に際し、各成分の配合順序には特に制限はない。
具体例を示せば、以下のとおりである。
(A)高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を反応させて調製した熱可塑性ポリウレタン(III)と付加重合系ブロック共重合体(I)、ブロック共重合体(II)およびパラフィン系オイル(IV)を一括して溶融混練する〔手順1〕
(B)付加重合系ブロック共重合体(I)、ブロック共重合体(II)、パラフィン系オイル(IV)、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を一括して溶融混練する〔手順2〕
(C)ブロック共重合体(II)、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を一括して溶融混練し、次いで、別途溶融混練によって調製した付加重合系ブロック共重合体(I)とパラフィン系オイル(IV)からなる組成物を添加して溶融混練する〔手順3〕
(D)官能基含有ブロック共重合体、高分子ポリオール、鎖伸長剤、有機ジイソシアネート化合物およびパラフィン系オイルを一括して溶融混練する(手順4)。
(E)官能基含有ブロック共重合体、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を混練し、得られた組成物にパラフィン系オイルを添加して溶融混練する(手順5)。
(F)高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を混練してポリウレタン形成反応を行い、次いで官能基含有ブロック共重合体を添加して混練し、得られた組成物にパラフィン系オイルを添加して溶融混練する(手順6)。
(G)官能基含有ブロック共重合体、高分子ポリオール、鎖伸長剤およびパラフィン系オイルを溶融混練し、次いで、有機ジイソシアネート化合物を添加して混練する。(手順7)
(H)高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の反応物として予め調製した熱可塑性ポリウレタン、官能基含有ブロック共重合体並びに別途調製した、芳香族ビニル化合物系重合体ブロックと共役ジエン系重合体ブロックを有するブロック共重合体またはその水素添加物からなり、高分子ポリオール、鎖伸長剤または有機ジイソシアネート化合物と反応性のある官能基を有しない付加重合系ブロック共重合体とパラフィン系オイルからなる組成物を溶融混練する。(手順8)
ウレタン化反応触媒を使用する場合、高分子ポリオール、鎖伸長剤、有機ジイソシアネート化合物、あるいは高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の反応物のうち1者または2者以上に含有させておくことができるが、高分子ポリオールに含有させておくことが好ましい。
また、ウレタン化反応触媒失活剤を使用する場合、熱可塑性重合体組成物の物性が所望とする値になった時点で添加することが好ましい。
さらに、オレフィン系重合体(V)、上記した他の熱可塑性重合体、他の樹脂、無機充填剤や他の任意成分は、付加重合系ブロック共重合体(I)、ブロック共重合体(II)、熱可塑性ポリウレタン(III)およびパラフィン系オイル(IV)を含有する組成物の調製時、または調製後のいずれの段階で配合してもよい。
付加重合系ブロック共重合体(I)、ブロック共重合体(II)、熱可塑性ポリウレタン(III)およびパラフィン系オイル(IV)を含有する組成物の調製時に配合する場合、オレフィン系重合体(V)、上記した他の熱可塑性重合体、他の樹脂、無機充填剤や他の任意成分は、付加重合系ブロック共重合体(I)、ブロック共重合体(II)〔あるいは上記のブロック共重合体組成物〕、熱可塑性ポリウレタン(III)およびパラフィン系オイル(IV)とは別個に溶融混練装置に供給して混練してもよいし、付加重合系ブロック共重合体(I)、ブロック共重合体(II)〔あるいは上記のブロック共重合体組成物〕、熱可塑性ポリウレタン(III)およびパラフィン系オイル(IV)の少なくとも1種に含有させた上で溶融混練装置に供給して混練してもよい。
溶融混練によって調製された、本発明の熱可塑性重合体組成物は、溶融状態のまま成形に使用してもよいし、一旦ペレット状にした上で、成形に使用することもできる。
本発明の熱可塑性重合体組成物は、溶融成形、加熱加工が可能であり、押出成形、射出成形、プレス成形、ブロー成形、カレンダー成形、流延成形などの任意の成形方法によって種々の成形品を円滑に製造することができる。このようにして得られる本発明の熱可塑性重合体組成物からなる成形品は、フィルム状、シート状、チューブ状、三次元形状等の任意の形状の物品を包含する。本発明の熱可塑性重合体組成物を使用すると、難燃性に優れるとともに、柔軟性、力学的性能などの各種の特性に優れた成形品を得ることができる。
さらに、本発明の熱可塑性重合体組成物は、難燃性と併せて、各種素材に対して高い溶融接着性を有し、各種の他の材料と溶融下に強固に接着することができるので、これら他の材料からなる部材との複合成形体の製造に有効に使用することができる。
上記の他の材料としては、本発明の熱可塑性重合体組成物以外の各種熱可塑性樹脂またはその組成物、熱硬化性樹脂、紙、布帛、金属、木材、セラミックスなどを挙げることができる。
本発明の熱可塑性重合体組成物は、他の材料の中でも、特に極性を有する材料との溶融接着性に優れている。極性を有する他の材料の具体例としては、ポリオキシメチレン;エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物;ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリエーテル、ポリスルフォン、アクリロニトリル/スチレン共重合体(AS樹脂)、スチレン/無水マレイン酸共重合体(SMA樹脂)、ゴム強化ポリスチレン(HIPS樹脂)、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体(ABS樹脂)、メタクリル酸メチル/スチレン共重合体(MS樹脂)、メタクリル酸メチル/ブタジエン/スチレン共重合体(MBS樹脂)、塩化ビニル系重合体、塩化ビニリデン系重合体、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、ポリフッ化ビニリデンフェノール樹脂、エポキシ樹脂などの各種の合成樹脂;イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ブタジエン−スチレンゴム、ブタジエン−アクリロニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリロニトリルゴムなどの各種の合成ゴム;鉄、アルミニウム、銅などの金属やステンレス、ブリキ、トタンなどの各種合金などを挙げることができる。
複合成形体は、フィルム、シート等の積層体が代表的なものであるが、チューブ、異形品、その他の任意の立体形状をとり得る。
本発明の熱可塑性重合体組成物を使用して得られる積層体では、層の数、各層の厚さ、形状、構造などには特に制限はなく、積層体の用途などに応じて適宜調整することができる。
何ら限定されるものではないが、本発明の熱可塑性重合体組成物を使用して得られる積層体としては、例えば、本発明の熱可塑性重合体組成物よりなる1つの層と他の材料よりなる1つの層が積層した2層構造体、他の材料よりなる2つの表面層(表裏面層)の間に本発明の熱可塑性重合体組成物よりなる層が中間層として存在する3層構造体、他の材料よりなる1つの層の表裏面に本発明の熱可塑性重合体組成物よりなる層が積層した3層構造体、本発明の熱可塑性重合体組成物よりなる層と他の1種または2種以上の材料よりなる層が交互に4層以上に積層した多層構造体などを挙げることができる。
そして、積層体が他の材料からなる層を2つ以上有する場合は、それぞれの層を構成する他の材料は同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。また、積層体が本発明の熱可塑性重合体組成物よりなる層を2つ以上有する場合は、それぞれの層を構成する熱可塑性重合体組成物は同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
本発明の熱可塑性重合体組成物と他の材料からなる複合成形体の製法は特に制限されず、溶融接着により複合成形体を製造する方法であればいずれの方法を採用して行ってもよい。そのうちでも、本発明の複合成形体の製造に当たっては、例えばインサート射出成形法、二色射出成形法、コアバック射出成形法、サンドイッチ射出成形法、インジェクションプレス成形法などの射出成形方法;Tダイラミネート成形法、共押出成形法、押出被覆法などの押出成形法;ブロー成形法;カレンダー成形法;プレス成形法、溶融注型法などの溶融を伴う成形法を採用することができる。
前記した成形法のうち、インサート射出成形法による場合は、予め所定の形状および寸法に形成しておいた他の材料を金型内にインサートしておき、そこに本発明の熱可塑性重合体組成物を射出成形して複合成形体を製造する方法が一般に採用される。この場合に、金型内にインサートしておく他の材料の形成方法は特に制限されない。インサートしておく他の材料が合成樹脂やゴム製品である場合は、例えば、射出成形、押出成形とその所定の寸法への切断、プレス成形、注型などのいずれの方法で製造したものであってもよい。また、インサートしておく他の材料が金属材料である場合は、例えば、金属製品を製造する従来汎用の方法(鋳造、圧延、切断、工作加工、研削加工など)によって所定の形状および寸法に予め形成しておけばよい。
また、上記した二色射出成形法によって複合成形体を製造する場合は、二台以上の射出装置を用いて、金型内に他の材料を射出成形した後に、金型の回転や移動などによって金型キャビティーを交換し、最初の射出成形によって形成した他の材料からなる成形品と第2の金型壁との間に形成された空隙部に本発明の熱可塑性重合体組成物を射出成形して複合成形体を製造する方法が一般に採用される。上記したコアバック射出成形法による場合は、1台の射出成形機と1個の金型を用いて、金型内に他の材料を最初に射出成形して成形品を形成した後、その金型のキャビティーを拡大させ、そこに本発明の熱可塑性重合体組成物を射出成形して複合成形体を製造する方法が一般に採用される。
また、前記した射出成形方法において、材料の射出順序を逆にして、金型に最初に本発明の熱可塑性重合体組成物を射出して第1の成形品をつくり、次いで他の材料(熱可塑性樹脂など)を射出成形して複合成形体を製造してもよい。
上記した押出成形によって本発明の熱可塑性重合体組成物の層と他の熱可塑性材料の層を有する複合成形体を製造する場合は、内側と外側、上側と下側、左側と右側とに2層以上に分割された金型(押出ダイ部など)を通して、本発明の熱可塑性重合体組成物と他の材料(熱可塑性樹脂等)を2層以上に同時に溶融押出して接合させる方法などが採用できる。また、他の材料が熱可塑性でない場合は、他の材料の上や周囲に、本発明の熱可塑性重合体組成物を溶融下に押出被覆することによって複合成形体を製造することができる。
さらに、例えば、カレンダー成形を行う場合は、溶融可塑化状態にあるかまたは固形状態にある他の材料上に、本発明の熱可塑性重合体組成物を溶融下にカレンダー加工して被覆積層させることにより目的とする複合成形体を製造することができる。また、プレス成形による場合は、他の材料の配置下に本発明の熱可塑性重合体組成物を用いて溶融プレスを行うことによって複合成形体を製造することができる。
本発明の複合成形体は、各種工業製品や部品として使用することができる。その具体例としては、インストルメントパネル、センターパネル、センターコンソールボックス、ドアトリム、ピラー、アシストグリップなどの自動車や車両用の各種内装部材;モール等の自動車外装部品;電動工具グリップ、冷蔵庫戸当たり、カメラグリップ、掃除機のバンパー、リモコンスイッチやツマミ、OA機器の各種キートップなどの家電部品;水中メガネ、水中カメラカバーなどの水中使用製品;各種カバー部品;密閉性、防水性、防音性、防振性を目的する各種パッキン付き工業部品;ラック&ピニオンブーツ、サスペンションブーツ、等速ジョイントブーツなどの自動車機能部品;カールコード電線被覆、ベルト、ホース、チューブ、消音ギアなどの電気・電子部品;スポーツ用品;ドア、窓枠材などの建築用資材;各種継手;バルブ部品;医療用ギプス等々の各種製品を挙げることができる。そして、本発明の熱可塑性重合体組成物からなる層が複合成形体の少なくとも1つの表面に現れている製品においては、該熱可塑性重合体組成物が弾力性で且つ柔軟性を有することにより、接触したときの柔らかい良好な感触を示し、しかも衝撃吸収性(クッション性)を有し、耐衝撃性にも優れているので、安全面でも優れたものとなる。
以下に本発明を実施例および比較例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例より何ら限定されるものではない。
なお、実施例および比較例において、熱可塑性重合体組成物中の熱可塑性ポリウレタンの対数粘度、熱可塑性重合体組成物の溶融粘度、難燃性、硬度、引張破断強度、引張破断伸度および積層体における接着強度は、以下の方法により測定または評価した。
(1)熱可塑性ポリウレタンの対数粘度:
熱可塑性ポリウレタンを濃度0.5g/dlになるようにDMFに溶解し、ウベローデ型粘度計を用いて、そのポリウレタン溶液の30℃における流下時間を測定し、下記の式により熱可塑性ポリウレタンの対数粘度(ηinh)を求めた。
熱可塑性ポリウレタンの対数粘度(ηinh)=[ln(t/t0)]/c
[式中、tは熱可塑性ポリウレタンのDMF溶液の流下時間(秒)、t0は溶媒(DMF)の流下時間(秒)、およびcはDMF溶液中の熱可塑性ポリウレタンの濃度(g/dl)を表す。]
なお、熱可塑性重合体組成物中の熱可塑性ポリウレタンに関しては、以下のようにして抽出して得られたものの対数粘度を測定した。
熱可塑性重合体組成物に、同組成物1g当たり200mlの割合でN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)を加えて、室温で24時間撹拌した後、濾過分別してDMF溶液を回収する。不溶部分にさらにDMFを加えて1時間撹拌して濾過分別を行う。この操作を3回繰り返す。回収したDMF溶液を一緒にし、DMFを留去した後、残留物を40℃で24時間真空乾燥し、熱可塑性ポリウレタンを得る。
(2)溶融粘度:
80℃で1時間減圧下(1333.2Pa以下)に乾燥した熱可塑性重合体組成物の溶融粘度を、高化式フローテスター(島津製作所製)を使用して、荷重50kgf、ノズル寸法=直径1mm×長さ10mm、温度200℃の条件下で測定した。
(3)難燃性:
熱可塑性重合体組成物を、プレス成形機〔神藤金属工業所(株)社製、「圧縮成形機AYS−10」(商品名)〕を使用して、200℃で3分間溶融させた後、200℃、50kgf荷重の条件に3分間保持して、厚さ1mmの成形品(試験片)を製造した。
得られた成形品(試験片)を用いて、「UL94プラスチック材料の燃焼試験」に記載されている「HB分類のための水平燃焼試験」(UNDERWRITERS LABORATORIES INC.社制定)に準じて成形品の難燃性を測定した。
UL94HB級の条件を満足するものを「○」と評価した。また、UL94HB級の条件を満足しないものを「×」と評価した。
(4)硬度:
表面を鏡面仕上げした金型を用いて、射出成形(シリンダー温度:180〜205℃、金型温度:35℃)により円板状の成形品(直径:120mm、厚さ:2mm)を製造した。得られた成形品を23℃で7日間放置した後、成形品を2枚重ね合わせたものを用いて、JIS K−6301に準じて、成形品のショアA硬度を測定した。
(5)引張破断強度および引張破断伸度:
上記の射出成形性の評価におけるのと同じ操作を行って円板状の成形品(直径:120mm、厚さ:2mm)を製造した。得られた成形品を25℃で7日間放置した後、JIS 3号に規定されるダンベル型に打ち抜いて試験片を作製し、JIS K−7311に準じて、島津製作所製「オートグラフ測定装置IS−500D」を使用して、引張破断強度および引張破断伸度を測定した。
(6)積層体における接着強度:
金型内に、合成樹脂板(寸法:縦×横×厚さ=200mm×150mm×1mm)を配置し、射出成形機(日精樹脂工業株式会社製;80トン射出成形機)を使用して、シリンダー温度220℃および金型温度40℃の条件下に熱可塑性重合体組成物を射出し、樹脂板の一方の表面に熱可塑性重合体組成物の層が積層した積層体(寸法:縦×横×厚み=200mm×150mm×2mm)を製造した。
得られた積層体から剥離強度測定用の試験片(寸法:縦×横×厚み=80mm×25mm×2mm)を切り出し、それを用いてJISK 6854に記載の「180度剥離試験」に準じて剥離強度を測定した。
以下の参考例、実施例および比較例で使用した化合物の略号および/または内容、並びに以下の実施例および比較例において積層体を製造するのに使用した合成樹脂板を構成する合成樹脂の略号と内容は次のとおりである。
(付加重合系ブロック共重合体)
SEBS
ポリスチレンブロック−ポリブタジエンブロック−ポリスチレンブロック型の構造を有するトリブロック共重合体の水素添加物〔(株)クラレ製、「セプトン8006」(商品名)〕
SEEPS−1
ポリスチレンブロック−ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロック−ポリスチレンブロック型の構造を有するトリブロック共重合体の水素添加物〔(株)クラレ製、「セプトン4055」(商品名)〕
(官能基含有ブロック共重合体)
F−SEEPS
ポリスチレンブロック−ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロック−ポリスチレンブロック型の構造を有し、分子の片末端に水酸基を有するトリブロック共重合体の水素添加物〔数平均分子量:50,000、スチレン含有量:30%、ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロックにおける水素添加率:98%、イソプレンとブタジエンの比率:50/50(モル比)、1分子当たりの平均水酸基数:0.9個;ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロックにおける1,2−結合と3,4−結合の合計量:8モル%;特開平10−139963号公報の参考例1に記載された方法に準じ、スチレン、イソプレンおよびブタジエンを原料として製造した。〕
F−SEEPSは、分子の片末端に水酸基を有するブロック共重合体[SEEPS−OH〔ポリスチレンブロック−ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロック−ポリスチレンブロック型の構造を有するトリブロック共重合体の水素添加物、数平均分子量:50,000、スチレン含有量:30%、ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロックにおける水素添加率:98%、イソプレンとブタジエンの比率:50/50(モル比)、ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロックにおける1,2−結合と3,4−結合の合計量:8モル%〕]と分子内に水酸基を有しないブロック共重合体[SEEPS−2〔ポリスチレンブロック−ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロック−ポリスチレンブロック型の構造を有するトリブロック共重合体の水素添加物、数平均分子量:50,000、スチレン含有量:30%、ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロックにおける水素添加率:98%、イソプレンとブタジエンの比率:50/50(モル比)、ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロックにおける1,2−結合と3,4−結合の合計量:8モル%〕]を含有する〔SEEPS−OH/SEEPS−2=9/1(モル比)〕。
(熱可塑性ポリウレタン)
TPU−1:
ポリエステル系熱可塑性ポリウレタン[(株)クラレ製、「クラミロンU8165」(商品名):ポリ(3−メチル−1,5−ペンタンジオールアジペート)をソフトセグメントとするポリエステル系熱可塑性ポリウレタン;対数粘度:1.09dl/g]
TPU−2:
3−メチル−1,5−ペンタンジオールとアジピン酸からなるポリエステルジオール(数平均分子量:3500)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよび1,4−ブタンジオールから構成されるポリウレタン(窒素原子含有率:1.9重量%;特開昭47−34494号公報の実施例2に記載された方法に準拠して製造した。)
(パラフィン系オイル)
PL: パラフィン系オイル[出光興産(株)製、「ダイアナプロセス PW−380」(商品名)]
(高分子ポリオール)
POH−1
3−メチル−1,5−ペンタンジオールとアジピン酸を反応させて製造した、1分子当たりの水酸基数が2.00であるポリエステルジオール(数平均分子量:3,500)
POH−2
3−メチル−1,5−ペンタンジオール、トリメチロールプロパンおよびアジピン酸を反応させて製造した、1分子当たりの水酸基数が3.00であるポリエステルポリオール(数平均分子量:2,000)
POH−3
1分子当たりの水酸基数が2.00であるポリテトラメチレングリコール(数平均分子量:2,000)
(鎖伸長剤)
BD: 1,4−ブタンジオール
(有機ジイソシアネート化合物)
MDI: 4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート
(ウレタン化反応触媒)
CAT: テトライソプロピルチタネート
(ウレタン化反応触媒失活剤)
INACT: ジステアリルホスフェート
(積層体の製造に使用した合成樹脂板を構成する合成樹脂)
ABS: アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂(日本合成ゴム(株)製、「JSR ABS12」(商品名))
PA6: ナイロン6(宇部興産(株)製、「UBEナイロン1013B」(商品名))
また、実施例3および比較例3では、ブロック共重合体(II)を含有する組成物として、以下の参考例で得られた組成物(PU-SEEPS Compound)を使用した。
参考例〔ブロック共重合体(II)を含有する組成物の製造〕
上記のTPU−2の100重量部およびF−SEEPSの100重量部を予備混合し、得られた混合物を同軸方向に回転する二軸スクリュー型押出機〔30mmφ、L/D=36;プラスチック工研究所製、「BT−30」(商品名)〕を用いて、シリンダー温度220℃およびスクリュー回転数150rpmの条件下に溶融混練し、得られた反応混合物(溶融物)をストランド状で水中に連続的に押し出し、次いでペレタイザーで切断し、ペレットを得た。得られたペレットを80℃で4時間除湿乾燥することによりブロック共重合体組成物(PU-SEEPS Compound)を得た。
〔参考例1〕
(1)ウレタン化反応触媒(CAT)を10ppm含有する高分子ポリオール[POH−1とPOH−3の混合物;POH−1:POH−3=30:70(モル比)]、鎖伸長剤(BD)および有機ジイソシアネート化合物(MDI)を、(POH−1とPOH−3の混合物):BD:MDIのモル比が1.00:1.09:2.08(窒素原子含有率は1.9重量%)で、かつこれらの合計供給量が137.5g/分となるようにして同軸方向に回転する二軸スクリュー型押出機(30mmφ、L/D=36;加熱ゾーンは、前部、中央部、後部の3つの帯域に分けた)の加熱ゾーンの前部に連続供給して、260℃の連続溶融重合でポリウレタン形成反応を実施した。ブロック共重合体(SEBS)およびパラフィン系オイル(PL)の混合物[SEBS:PL=1:1(重量比)]を90g/分(SEBSは18重量%、PLは18重量%)、並びにブロック共重合体(F−SEEPS)を22.5g/分(F−SEEPSは9重量%)となるようにして上記二軸スクリュー型押出機の加熱ゾーンの中央部に接続された二軸スクリュー型押出機(30mmφ、L/D=36;220℃加温)に連続供給して、上記のポリウレタン形成反応による反応混合物と連続的に反応させ、得られた溶融物をストランド状で水中に連続的に押し出し、次いでペレタイザーで切断し、このペレットを70℃で4時間除湿乾燥することにより熱可塑性重合体組成物1を得た。熱可塑性重合体組成物1中の熱可塑性ポリウレタンの対数粘度を上記した方法で測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。また、熱可塑性重合体組成物1について、上記した方法で溶融粘度、難燃性、硬度、引張破断強度および引張破断伸度を測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。
(2)熱可塑性重合体組成物1の一部をとり、ジメチルホルムアミドを用いて組成物中のポリウレタンを抽出除去した。次いでシクロヘキサンを用いて未反応のSEEPS−OH、SEEPS−2、SEBSおよびPLを抽出除去し、残留した固形物を乾燥することによりブロック共重合体を得た。H−NMRで分析した結果、得られたブロック共重合体は、ポリスチレンブロック−水素添加ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロック−ポリスチレンブロック型の構造を有する重合体ブロック〔付加重合系ブロック(イ)〕とポリ(3−メチル−1,5−ペンタンジオールアジペート)単位、ポリテトラメチレングリコール単位、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート単位および1,4−ブタンジオール単位から構成されるポリウレタンブロック〔ポリウレタンブロック(ロ)〕からなるブロック共重合体(ブロック共重合体(II)に相当)であることが分かった。
なお、シクロヘキサンによる抽出物の内の重合体成分(未反応のSEEPS−OH、SEEPS−2とSEBSを含む)の重量をWとしたとき、上記したブロック共重合体の重量(W)、ジメチルホルムアミドを用いて抽出されたポリウレタンの重量[熱可塑性ポリウレタン(III)に相当:W]およびPLの重量[パラフィン系オイル(IV)に相当:W]との比率は、W/W=29/100、W/W=235/100、W/W=80/100であった。
(3)さらに、熱可塑性重合体組成物1、ABS、PA6を用いて、上記した方法で積層体を製造し、得られた積層体の接着強度を上記した方法で測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。
〔参考例2〕
(1)ウレタン化反応触媒(CAT)を15ppm含有する高分子ポリオール[POH−1、POH−3およびPOH−2の混合物、POH−1:POH−3:POH−2=29.4:68.6:2.0(モル比);1分子当たりの平均水酸基数=2.02]、鎖伸長剤(BD)および有機ジイソシアネート化合物(MDI)を、(POH−1/POH−3/POH−2の混合物):BD:MDIのモル比が1.00:1.25:2.22(窒素原子含有率は2.0重量%)で、かつこれらの合計供給量が131.25g/分となるようにして同軸方向に回転する二軸スクリュー型押出機(30mmφ、L/D=36;加熱ゾーンは、前部、中央部、後部の3つの帯域に分かれた)に連続供給して、260℃の連続溶融重合でポリウレタン形成反応を実施した。ブロック共重合体(SEEPS−1)およびパラフィン系オイル(PL)の混合物[SEEPS−1:PL=1:1(重量比)]を95g/分(SEEPS−1は19重量%、PLは19重量%)、並びにブロック共重合体(F−SEEPS)を23.75g/分(F−SEEPSは9.5重量%)となるようにして上記二軸スクリュー型押出機の加熱ゾーンの中央部に接続された二軸スクリュー型押出機(30mmφ、L/D=36;220℃加温)に連続供給して、上記のポリウレタン形成反応による反応混合物と連続的に反応させた。次いで、上記の二軸スクリュー型押出機の後部にウレタン化反応触媒失活剤(INACT)0.05重量%(供給量:0.125g/分)を添加して、得られた溶融物をストランド状で水中に連続的に押し出し、次いでペレタイザーで切断し、このペレットを70℃で4時間除湿乾燥することにより熱可塑性重合体組成物2を得た。熱可塑性重合体組成物2中の熱可塑性ポリウレタンの対数粘度を上記した方法で測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。また、熱可塑性重合体組成物2について、上記した方法で溶融粘度、難燃性、硬度、引張破断強度および引張破断伸度を測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。
(2)熱可塑性重合体組成物2の一部をとり、ジメチルホルムアミドを用いて組成物中のポリウレタンを抽出除去した。次いでシクロヘキサンを用いて未反応のSEEPS−OH、SEEPS−2、SEEPS−1およびPLを抽出除去し、残留した固形物を乾燥することによりブロック共重合体を得た。H−NMRで分析した結果、得られたブロック共重合体は、ポリスチレンブロック−水素添加ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロック−ポリスチレンブロック型の構造を有する重合体ブロック〔付加重合系ブロック(イ)〕とポリ(3−メチル−1,5−ペンタンジオールアジペート)単位、ポリテトラメチレングリコール単位、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート単位および1,4−ブタンジオール単位から構成されるポリウレタンブロック〔ポリウレタンブロック(ロ)〕からなるブロック共重合体であることが分かった。
なお、シクロヘキサンによる抽出物は、GPC分析の結果、ポリスチレンブロック−水素添加ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロック−ポリスチレンブロック型の構造を有する重合体ブロック〔付加重合系ブロック(イ)〕を2個、ポリ(3−メチル−1,5−ペンタンジオールアジペート)単位、ポリテトラメチレングリコール単位、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート単位および1,4−ブタンジオール単位から構成されるポリウレタンブロック〔ポリウレタンブロック(ロ)〕を1個有するトリブロック共重合体を含有していることが分かった。
ジメチルホルムアミドを用いて抽出されたポリウレタンの重量[熱可塑性ポリウレタン(III)に相当:W]およびシクロヘキサンを用いて抽出された未反応のSEEPS−OH、SEEPS−2およびSEEPS−1の合計重量[付加重合系ブロック共重合体(I)に相当:W]、並びにPLの重量[パラフィン系オイル(IV)に相当:W]の比率は、W/W=254/100、W/W=95/100であった。また、上記した付加重合系ブロック(イ)とポリウレタンブロック(ロ)を有するジブロック共重合体とトリブロック共重合体の合計重量(W)と未反応のSEEPS−OH、SEEPS−2およびSEEPS−1の合計重量(W)の比率は、W/W=52/100であった。
(3)さらに、熱可塑性重合体組成物2、ABS、PA6を用いて、上記した方法で積層体を製造し、得られた積層体の接着強度を上記した方法で測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。
〔実施例1〕
(1)ウレタン化反応触媒(CAT)を10ppm含有する高分子ポリオール[POH−1とPOH−2の混合物、POH−1:POH−2=99.0:1.0(モル比);1分子当たりの平均水酸基数=2.01]、鎖伸長剤(BD)および有機ジイソシアネート化合物(MDI)を、(POH−1とPOH−2の混合物):BD:MDIのモル比が1.00:2.45:3.42(窒素原子含有率は2.1重量%)で、かつこれらの合計供給量が100g/分となるようにして同軸方向に回転する二軸スクリュー型押出機(30mmφ、L/D=36;加熱ゾーンは、前部、中央部、後部の3つの帯域に分かれた)に連続供給して、260℃の連続溶融重合でポリウレタン形成反応を実施した。ブロック共重合体(SEBS)およびパラフィン系オイル(PL)の混合物[SEBS:PL=1:1(重量比)]を100g/分(SEBSは20重量%、PLは20重量%)、並びに参考例で得られたブロック共重合体組成物(PU-SEEPS Compound)を50g/分(PU-SEEPS Compoundは20重量%)となるようにして上記二軸スクリュー型押出機の加熱ゾーンの中央部に接続された二軸スクリュー型押出機(30mmφ、L/D=36;220℃加温)に連続供給して、上記のポリウレタン形成反応による反応混合物と連続的に反応させた。次いで、上記の二軸スクリュー型押出機の後部にウレタン化反応触媒失活剤(INACT)0.03重量%(供給量:0.075g/分)を添加して、得られた溶融物をストランド状で水中に連続的に押し出し、次いでペレタイザーで切断し、このペレットを70℃で4時間除湿乾燥することにより熱可塑性重合体組成物3を得た。熱可塑性重合体組成物3中の熱可塑性ポリウレタンの対数粘度を上記した方法で測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。また、熱可塑性重合体組成物3について、上記した方法で溶融粘度、難燃性、硬度、引張破断強度および引張破断伸度を測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。
(2)熱可塑性重合体組成物3の一部をとり、ジメチルホルムアミドを用いて組成物中のポリウレタンを抽出除去した。次いでシクロヘキサンを用いて未反応のSEEPS−OH、SEEPS−2、SEBSおよびPLを抽出除去し、残留した固形物を乾燥することによりブロック共重合体を得た。H−NMRで分析した結果、得られたブロック共重合体は、ポリスチレンブロック−水素添加ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロック−ポリスチレンブロック型の構造を有する重合体ブロック〔付加重合系ブロック(イ)〕とポリ(3−メチル−1,5−ペンタンジオールアジペート)単位、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート単位および1,4−ブタンジオール単位から構成されるポリウレタンブロック〔ポリウレタンブロック(ロ)〕からなるブロック共重合体であることが分かった。
なお、シクロヘキサンによる抽出物は、GPC分析の結果、ポリスチレンブロック−水素添加ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロック−ポリスチレンブロック型の構造を有する重合体ブロック〔付加重合系ブロック(イ)〕を2個、ポリ(3−メチル−1,5−ペンタンジオールアジペート)単位、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート単位および1,4−ブタンジオール単位から構成されるポリウレタンブロック〔ポリウレタンブロック(ロ)〕を1個有するトリブロック共重合体を含有していることが分かった。
ジメチルホルムアミドを用いて抽出されたポリウレタンの重量[熱可塑性ポリウレタン(III)に相当:W]およびシクロヘキサンを用いて抽出された未反応のSEEPS−OH、SEEPS−2およびSEBSの合計重量[付加重合系ブロック共重合体(I)に相当:W]、並びにPLの重量[パラフィン系オイル(IV)に相当:W]の比率は、W/W=183/100、W/W=79/100であった。また、上記した付加重合系ブロック(イ)とポリウレタンブロック(ロ)を有するジブロック共重合体とトリブロック共重合体の合計重量(W)と未反応のSEEPS−OH、SEEPS−2およびSEBSの合計重量(W)の比率は、W/W=32/100であった。
(3)さらに、熱可塑性重合体組成物3、ABS、PA6を用いて、上記した方法で積層体を製造し、得られた積層体の接着強度を上記した方法で測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。
比較例1
(1)ウレタン化反応触媒(CAT)を10ppm含有する高分子ポリオール[POH−1とPOH−3の混合物、POH−1:POH−3=30:70(モル比)]、鎖伸長剤(BD)および有機ジイソシアネート化合物(MDI)を、(POH−1/POH−3の混合物):BD:MDIのモル比が1.00:1.09:2.08(窒素原子含有率は1.9重量%)で、かつこれらの合計供給量が125g/分となるようにして同軸方向に回転する二軸スクリュー型押出機(30mmφ、L/D=36;加熱ゾーンは、前部、中央部、後部の3つの帯域に分けた)の加熱ゾーンの前部に連続供給して、260℃の連続溶融重合でポリウレタン形成反応を実施した。ブロック共重合体(SEBS)およびパラフィン系オイル(PL)の混合物[SEBS:PL=1:1(重量比)]を125g/分(SEBSは25重量%、PLは25重量%)となるようにして上記二軸スクリュー型押出機の加熱ゾーンの中央部に接続された二軸スクリュー型押出機(30mmφ、L/D=36;220℃加温)に連続供給して、上記のポリウレタン形成反応による反応混合物と連続的に反応させ、得られた溶融物をストランド状で水中に連続的に押し出し、次いでペレタイザーで切断し、このペレットを70℃で4時間除湿乾燥することにより熱可塑性重合体組成物C−1を得た。熱可塑性重合体組成物C−1中の熱可塑性ポリウレタンの対数粘度を上記した方法で測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。また、熱可塑性重合体組成物C−1について、上記した方法で溶融粘度、難燃性、硬度、引張破断強度および引張破断伸度を測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。
さらに、熱可塑性重合体組成物C−1、ABS、PA6を用いて、上記した方法で積層体を製造し、得られた積層体の接着強度を上記した方法で測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。
なお、熱可塑性重合体組成物C−1は、ブロック共重合体(II)に相当する重合体を含有していない。また、使用した原料の重量に基づいて熱可塑性重合体組成物C−1の組成を算出すると、SEBS/PL/熱可塑性ポリウレタン=100/100/200(重量比)である。
比較例2
(1)ウレタン化反応触媒(CAT)を15ppm含有する高分子ポリオール[POH−1、POH−3およびPOH−2の混合物、POH−1:POH−3:POH−2=29.4:68.6:2.0(モル比);1分子当たりの平均水酸基数=2.02]、鎖伸長剤(BD)および有機ジイソシアネート化合物(MDI)を、(POH−1/POH−3/POH−2の混合物):BD:MDIのモル比が1.00:1.25:2.22(窒素原子含有率は2.0重量%)で、かつこれらの合計供給量が137.5g/分となるようにして同軸方向に回転する二軸スクリュー型押出機(30mmφ、L/D=36;加熱ゾーンは、前部、中央部、後部の3つの帯域に分かれた)に連続供給して、260℃の連続溶融重合でポリウレタン形成反応を実施した。ブロック共重合体(SEBS)およびパラフィン系オイル(PL)の混合物[SEBS:PL=1:3(重量比)]を100g/分(SEBSは10重量%、PLは30重量%)、並びにブロック共重合体(F−SEEPS)を12.5g/分(F−SEEPSは5.0重量%)となるようにして上記二軸スクリュー型押出機の加熱ゾーンの中央部に接続された二軸スクリュー型押出機(30mmφ、L/D=36;220℃加温)に連続供給して、上記のポリウレタン形成反応による反応混合物と連続的に反応させた。次いで、上記の二軸スクリュー型押出機の後部にウレタン化反応触媒失活剤(INACT)0.05重量%(供給量:0.125g/分)を添加して、得られた熱可塑性重合体組成物の溶融物をストランド状で水中に連続的に押し出し、次いでペレタイザーで切断し、このペレットを70℃で4時間除湿乾燥することにより熱可塑性重合体組成物C−2を得た。熱可塑性重合体組成物C−2中の熱可塑性ポリウレタンの対数粘度を上記した方法で測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。また、熱可塑性重合体組成物C−2について、上記した方法で溶融粘度、難燃性、硬度、引張破断強度および引張破断伸度を測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。
(2)熱可塑性重合体組成物C−2から、ジメチルホルムアミドを用いて組成物中のポリウレタンを抽出除去した。次いでシクロヘキサンを用いて未反応のSEEPS−OH、SEEPS−2、SEBSおよびPLを抽出除去し、残留した固形物を乾燥することによりブロック共重合体を得た。H−NMRで分析した結果、得られたブロック共重合体は、ポリスチレンブロック−水素添加ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロック−ポリスチレンブロック型の構造を有する重合体ブロック〔付加重合系ブロック(イ)〕とポリ(3−メチル−1,5−ペンタンジオールアジペート)単位、ポリテトラメチレングリコール単位、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート単位および1,4−ブタンジオール単位から構成されるポリウレタンブロック〔ポリウレタンブロック(ロ)〕からなるジブロック共重合体であることが分かった。
なお、シクロヘキサンによる抽出物は、GPC分析の結果、ポリスチレンブロック−水素添加ポリ(イソプレン/ブタジエン)ブロック−ポリスチレンブロック型の構造を有する重合体ブロック〔付加重合系ブロック(イ)〕を2個、ポリ(3−メチル−1,5−ペンタンジオールアジペート)単位、ポリテトラメチレングリコール単位、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート単位および1,4−ブタンジオール単位から構成されるポリウレタンブロック〔ポリウレタンブロック(ロ)〕を1個有するトリブロック共重合体を含有していることが分かった。
ジメチルホルムアミドを用いて抽出されたポリウレタンの重量[熱可塑性ポリウレタン(III)に相当:W]およびシクロヘキサンを用いて抽出された未反応のSEEPS−OH、SEEPS−2およびSEBSの合計重量[付加重合系ブロック共重合体(I)に相当:W]、並びにPLの重量[パラフィン系オイル(IV)に相当:W]の比率は、W/W=514/100、W/W=286/100であった。また、上記した付加重合系ブロック(イ)とポリウレタンブロック(ロ)を有するジブロック共重合体とトリブロック共重合体の合計重量(W)と未反応のSEEPS−OH、SEEPS−2およびSEBSの合計重量(W)の比率は、W/W=52/100であった。
(3)さらに、熱可塑性重合体組成物C−2、ABS、PA6を用いて、上記した方法で積層体を製造し、得られた積層体の接着強度を上記した方法で測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。
比較例3
ブロック共重合体(SEBS)とパラフィン系オイル(PL)の混合物[SEBS:PL=1:1(重量比)]を80g/分、熱可塑性ポリウレタン(TPU−1)を80g/分および参考例で得られたブロック共重合体組成物(PU-SEEPS Compound)を40g/分となるようにして同軸方向に回転する二軸スクリュー型押出機(30mmφ、L/D=36)に供給して220℃で溶融混練し、得られた溶融物をストランド状で水中に連続的に押し出し、次いでペレタイザーで切断し、このペレットを70℃で4時間除湿乾燥することにより熱可塑性重合体組成物C−3を得た。熱可塑性重合体組成物C−3中の熱可塑性ポリウレタンの対数粘度を上記した方法で測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。また、熱可塑性重合体組成物C−3について、上記した方法で溶融粘度、難燃性、硬度、引張破断強度および引張破断伸度を測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。
さらに、熱可塑性重合体組成物C−3、ABS、PA6を用いて、上記した方法で積層体を製造し、得られた積層体の接着強度を上記した方法で測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。
Figure 0004409235

1)高分子ポリオール、鎖伸長剤、有機ジイソシアネート化合物のモル比
2)高分子ポリオール、鎖伸長剤、有機ジイソシアネート化合物、官能基含有ブロック共重合体、付加重合系ブロック共重合体、ブロック共重合体組成物、熱可塑性ポリウレタンおよびパラフィン系オイルの合計重量に対する割合
比較例4
ウレタン化反応触媒(CAT)を10ppm含有する高分子ポリオール[POH−1とPOH−2の混合物、POH−1:POH−2=99.0:1.0(モル比);1分子当たりの平均水酸基数=2.01]、鎖伸長剤(BD)および有機ジイソシアネート化合物(MDI)を、(POH−1とPOH−2の混合物):BD:MDIのモル比が1.00:0.07:1.07(窒素原子含有率は0.8重量%)で、かつこれらの合計供給量が100g/分となるようにして同軸方向に回転する二軸スクリュー型押出機(30mmφ、L/D=36;加熱ゾーンは、前部、中央部、後部の3つの帯域に分かれた)に連続供給して、260℃の連続溶融重合でポリウレタン形成反応を実施した。ブロック共重合体(SEBS)およびパラフィン系オイル(PL)の混合物[SEBS:PL=1:1(重量比)]を100g/分(SEBSは20重量%、PLは20重量%)、並びに参考例で得られたブロック共重合体組成物(PU-SEEPS Compound)を50g/分(PU-SEEPS Compoundは20重量%)となるようにして上記二軸スクリュー型押出機の加熱ゾーンの中央部に接続された二軸スクリュー型押出機(30mmφ、L/D=36;220℃加温)に連続供給して、上記のポリウレタン形成反応による反応混合物と連続的に反応させた。次いで、上記の二軸スクリュー型押出機の後部にウレタン化反応触媒失活剤(INACT)0.03重量%(供給量:0.075g/分)を添加した。得られた熱可塑性重合体組成物の溶融物を水中に連続的に押し出したが、粘着性が強いためにストランド状に導糸できず、成形加工に用いるのに適したペレット形状の熱可塑性重合体組成物を得ることができなかった。
比較例5
ウレタン化反応触媒(CAT)を10ppm含有する高分子ポリオール[POH−1とPOH−2の混合物、POH−1:POH−2=99.0:1.0(モル比);1分子当たりの平均水酸基数=2.01]、鎖伸長剤(BD)および有機ジイソシアネート化合物(MDI)を、(POH−1とPOH−2の混合物):BD:MDIのモル比が1.00:56.59:56.59(窒素原子含有率は7.0重量%)で、かつこれらの合計供給量が100g/分となるようにして同軸方向に回転する二軸スクリュー型押出機(30mmφ、L/D=36;加熱ゾーンは、前部、中央部、後部の3つの帯域に分かれた)に連続供給して、260℃の連続溶融重合でポリウレタン形成反応を実施した。ブロック共重合体(SEBS)およびパラフィン系オイル(PL)の混合物[SEBS:PL=1:1(重量比)]を100g/分(SEBSは20重量%、PLは20重量%)、並びに参考例で得られたブロック共重合体組成物(PU-SEEPS Compound)を50g/分(PU-SEEPS Compoundは20重量%)となるようにして上記二軸スクリュー型押出機の加熱ゾーンの中央部に接続された二軸スクリュー型押出機(30mmφ、L/D=36;220℃加温)に連続供給して、上記のポリウレタン形成反応による反応混合物と連続的に反応させた。次いで、上記の二軸スクリュー型押出機の後部にウレタン化反応触媒失活剤(INACT)0.03重量%(供給量:0.075g/分)を添加した。得られた熱可塑性重合体組成物の溶融物を水中に連続的に押し出したが、曳糸性が低いためにストランド状に導糸できず、成形加工に用いるのに適したペレット形状の熱可塑性重合体組成物を得ることができなかった。
本発明によれば、難燃剤を使用することなく十分な難燃性を達成した熱可塑性重合体組成物が提供される。本発明の熱可塑性重合体組成物は、低硬度で溶融成形性や各種素材に対する溶融接着性にも優れており、各種の成形品の製造などに有効に使用することができる。

Claims (5)

  1. 芳香族ビニル化合物系重合体ブロック(a−1)と共役ジエン系重合体ブロック(b−1)を有するブロック共重合体またはその水素添加物からなる付加重合系ブロック共重合体(I)、芳香族ビニル化合物系重合体ブロック(a−2)と共役ジエン系重合体ブロック(b−2)を有するブロック共重合体またはその水素添加物からなる付加重合系ブロック(イ)とポリウレタンブロック(ロ)を有するブロック共重合体(II)、パラフィン系オイル(IV)、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物を溶融混練して得られる熱可塑性重合体組成物であって、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物から生成する熱可塑性ポリウレタンの、0.5g/dlの濃度のDMF溶液としウベローデ型粘度計を用いて30℃において測定した流下時間に基づいて算出される下記の対数粘度(ηinh)が0.9dl/g以上であるとともに、組成物全体での難燃性がUL94HB級以上である熱可塑性重合体組成物。
    ηinh=[ln(t/t)]/c
    [式中、tは熱可塑性ポリウレタンのDMF溶液の流下時間(秒)、tはDMFの流下時間(秒)、およびcはDMF溶液中の熱可塑性ポリウレタンの濃度(g/dl)を表す。]
  2. 高分子ポリオールの1分子当たりの平均官能基数が2.0〜2.1である請求項に記載の熱可塑性重合体組成物。
  3. 有機ジイソシアネート化合物に由来する窒素原子含有量が、高分子ポリオール、鎖伸長剤および有機ジイソシアネート化合物の合計重量に基づいて1〜6.5重量%の範囲内である請求項1又は2に記載の熱可塑性重合体組成物。
  4. 請求項1〜のいずれか1項に記載の熱可塑性重合体組成物からなる成形品。
  5. 請求項1〜のいずれか1項に記載の熱可塑性重合体組成物あるいは請求項4に記載の成形品と他の材料よりなる複合成形体。

JP2003315220A 2003-09-08 2003-09-08 難燃性の熱可塑性重合体組成物 Expired - Fee Related JP4409235B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003315220A JP4409235B2 (ja) 2003-09-08 2003-09-08 難燃性の熱可塑性重合体組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003315220A JP4409235B2 (ja) 2003-09-08 2003-09-08 難燃性の熱可塑性重合体組成物

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2005082675A JP2005082675A (ja) 2005-03-31
JP2005082675A5 JP2005082675A5 (ja) 2005-11-24
JP4409235B2 true JP4409235B2 (ja) 2010-02-03

Family

ID=34415554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003315220A Expired - Fee Related JP4409235B2 (ja) 2003-09-08 2003-09-08 難燃性の熱可塑性重合体組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4409235B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5249548B2 (ja) * 2007-10-03 2013-07-31 アロン化成株式会社 熱可塑性樹脂配合物、および複合材料、および複合材料の製造方法
ES2402843T3 (es) * 2007-12-20 2013-05-09 Kuraray Co., Ltd. Composición polimérica termoplástica y artículo conformado compuestos por la misma
JP5536497B2 (ja) * 2010-03-12 2014-07-02 株式会社クラレ 熱可塑性樹脂組成物の製造方法および該熱可塑性樹脂組成物からなる部材を含む複合成形体
JP5809138B2 (ja) * 2010-07-09 2015-11-10 株式会社クラレ 熱可塑性重合体組成物および成形品

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005082675A (ja) 2005-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4184178B2 (ja) 熱可塑性重合体組成物
JP3871453B2 (ja) 熱可塑性重合体組成物
JP2014168940A (ja) 接着体の製造方法
KR100849606B1 (ko) 비닐 클로라이드계 중합체 조성물
JP2003160727A (ja) 熱可塑性重合体組成物
JP4409235B2 (ja) 難燃性の熱可塑性重合体組成物
KR100855892B1 (ko) 열가소성 중합체 조성물
JP4837244B2 (ja) 熱可塑性重合体組成物
JP3775546B2 (ja) 熱可塑性重合体組成物
JP3851239B2 (ja) 塩化ビニル系重合体組成物
JP4589510B2 (ja) 熱可塑性重合体組成物
JP2004059636A (ja) 熱可塑性重合体組成物
JP5111851B2 (ja) 熱可塑性重合体組成物
JP5536497B2 (ja) 熱可塑性樹脂組成物の製造方法および該熱可塑性樹脂組成物からなる部材を含む複合成形体
JP2000143932A (ja) 熱可塑性エラストマー組成物
JP2004059635A (ja) 熱可塑性重合体組成物
JP4080301B2 (ja) 熱可塑性重合体組成物
JP2000143934A (ja) 熱可塑性エラストマー組成物
JP2003041089A (ja) 熱可塑性エラストマー組成物
JP3923385B2 (ja) 熱可塑性重合体組成物
JP2004067721A (ja) 熱可塑性重合体組成物
JP2004155825A (ja) 熱可塑性重合体組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051004

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051004

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080226

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080425

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080520

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080717

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20080908

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090512

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090710

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090804

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090918

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091020

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091111

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4409235

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121120

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121120

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131120

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees