JP5763866B1 - ポリオレフィン系樹脂組成物及び成形体 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、特許文献1には、耐衝撃性、流動性等に優れた組成物として、ポリプロピレン系樹脂にスチレン含有量の異なる2種類のスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体の水素添加物(スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体)と無機充填剤を配合してなる組成物が記載されている。
また、特許文献2には、耐衝撃性と耐熱変形性に優れた組成物として、ポリプロピレン系樹脂とビニル結合含有量が相違する2種類のスチレン−共役ジエンブロック共重合体の水素添加物を配合してなる組成物が記載されている。なお、特開平6−32947号公報において、実施例として具体的に開示されているものは、共役ジエンとしてブタジエンを単独で使用してなるスチレン−共役ジエンブロック共重合体の水素添加物を構成成分とするものに限られている。
更に、特許文献3には、引張り伸びに優れるとともに、耐衝撃性や剛性等の物性のバランスのよいポリオレフィン系樹脂組成物を提供することを目的として、ポリオレフィン系樹脂及び、ビニル芳香族化合物から構成されるブロックとイソプレンとブタジエンからなるブロックを有するブロック共重合体を、所定の割合で含有するポリオレフィン系樹脂組成物が記載されている。
しかして、本発明は柔軟性、成形加工性が良好であり、耐候性及び耐白化性にも優れ、かつ剛性にも優れるポリオレフィン系樹脂組成物及び当該ポリオレフィン系樹脂組成物からなる成形体を提供することを目的とする。
[1]水添ブロック共重合体(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)を含有するポリオレフィン系樹脂組成物であって、水添ブロック共重合体(A)は、芳香族ビニル化合物由来の構造単位からなる重合体ブロック(a)と、ファルネセン由来の構造単位(b1)を1〜100質量%含有し、ファルネセン以外の共役ジエン由来の構造単位(b2)を99〜0質量%含有する重合体ブロック(b)とを含み、重合体ブロック(a)と重合体ブロック(b)との質量比[(a)/(b)]が1/99〜55/45であるブロック共重合体の水素添加物であって、重合体ブロック(b)中の炭素−炭素二重結合が50mol%以上水素添加されてなるものであり、ポリオレフィン系樹脂(B)と水添ブロック共重合体(A)との質量比[ポリオレフィン系樹脂(B)/水添ブロック共重合体(A)]が1/99〜99/1である、ポリオレフィン系樹脂組成物、
[2]前記ポリオレフィン系樹脂組成物からなる成形体、
[3]前記ポリオレフィン系樹脂組成物と、動的架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー及び加硫ゴムの少なくとも1種とからなる複合成形体、
に関する。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、水添ブロック共重合体(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)を含有するポリオレフィン系樹脂組成物であって、水添ブロック共重合体(A)は、芳香族ビニル化合物由来の構造単位からなる重合体ブロック(a)と、ファルネセン由来の構造単位(b1)を1〜100質量%含有し、ファルネセン以外の共役ジエン由来の構造単位(b2)を99〜0質量%含有する重合体ブロック(b)とを含み、重合体ブロック(a)と重合体ブロック(b)との質量比[(a)/(b)]が1/99〜55/45であるブロック共重合体の水素添加物であって、重合体ブロック(b)中の炭素−炭素二重結合が50mol%以上水素添加されてなるものであり、ポリオレフィン系樹脂(B)と水添ブロック共重合体(A)との質量比[ポリオレフィン系樹脂(B)/水添ブロック共重合体(A)]が1/99〜99/1であるものである。
水添ブロック共重合体(A)は、芳香族ビニル化合物由来の構造単位からなる重合体ブロック(a)と、ファルネセン由来の構造単位(b1)を1〜100質量%含有し、ファルネセン以外の共役ジエン由来の構造単位(b2)を99〜0質量%含有する重合体ブロック(b)とを含み、重合体ブロック(a)と重合体ブロック(b)との質量比[(a)/(b)]が1/99〜55/45であるブロック共重合体(以下、「ブロック共重合体(P)」ということがある)の水素添加物(以下、「水添ブロック共重合体(A)」ということがある)であって、重合体ブロック(b)中の炭素−炭素二重結合が50mol%以上水素添加されてなるものである。
重合体ブロック(b)は、本発明の効果を阻害しない範囲内において、構成単位(b1)及び(b2)以外の構成単位を含んでいてもよいが、含んでいない方が好ましい。重合体ブロック(b)中における、構造単位(b1)及び構造単位(b2)の合計量は、好ましくは95質量%以上、より好ましくは100質量%である。
重合体ブロック(a)及び重合体ブロック(b)の結合形態は特に制限されず、直線状、分岐状、放射状又はそれらの2つ以上の組み合わせであってもよい。中でも、各ブロックが直線状に結合した形態が好ましく、重合体ブロック(a)をa、重合体ブロック(b)をbで表したときに、(a−b)l、a−(b−a)m又はb−(a−b)nで表される結合形態が好ましい。なお、前記l、m及びnはそれぞれ独立して1以上の整数を表す。
前記結合形態としては、成形加工性、耐候性、耐白化性及び取り扱い性等の観点から、a−b−aで表されるトリブロック共重合体が好ましい。
また、ブロック共重合体(P)が重合体ブロック(a)を2個以上又は重合体ブロック(b)を2個以上有する場合には、それぞれの重合体ブロックは、同じ構造単位からなる重合体ブロックであっても、異なる構造単位からなる重合体ブロックであってもよい。例えば、〔a−b−a〕で表されるトリブロック共重合体における2個の重合体ブロック(a)において、それぞれの芳香族ビニル化合物は、その種類が同じであっても異なっていてもよい。
なお、本明細書におけるピークトップ分子量(Mp)は後述する実施例に記載した方法で測定した値を意味する。
かかる他の単量体としては、例えばプロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エイコセン等の不飽和炭化水素化合物;アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、2−アクリロイルエタンスルホン酸、2-メタクリロイルエタンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メタクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、酢酸ビニル、メチルビニルエーテル等の官能基含有不飽和化合物;等が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を併用してもよい。
ブロック共重合体(P)が重合体ブロック(c)を有する場合、その含有量は50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、30質量%以下が更に好ましく、10質量%以下が最も好ましい。
水添ブロック共重合体(A)は、例えばブロック共重合体(P)をアニオン重合により得る重合工程、及び該ブロック共重合体(P)中の重合体ブロック(b)中の炭素−炭素二重結合を50mol%以上水素添加する工程により好適に製造できる。
<重合工程>
ブロック共重合体(P)は、溶液重合法又は特表2012−502135号公報、特表2012−502136号公報に記載の方法等により製造することができる。中でも溶液重合法が好ましく、例えば、アニオン重合やカチオン重合等のイオン重合法、ラジカル重合法等の公知の方法を適用できる。中でもアニオン重合法が好ましい。アニオン重合法としては、溶媒、アニオン重合開始剤、及び必要に応じてルイス塩基の存在下、芳香族ビニル化合物、ファルネセン及び/又はファルネセン以外の共役ジエンを逐次添加して、ブロック共重合体(P)を得る。
アニオン重合開始剤としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属;ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等のアルカリ土類金属;ランタン、ネオジム等のランタノイド系希土類金属;前記アルカリ金属、アルカリ土類金属、ランタノイド系希土類金属を含有する化合物等が挙げられる。中でもアルカリ金属及びアルカリ金属を含有する化合物が好ましく、有機アルカリ金属化合物がより好ましい。
重合に用いる有機アルカリ金属化合物の使用量は、ブロック共重合体(P)の分子量によっても異なるが、通常、芳香族ビニル化合物、ファルネセン及びファルネセン以外の共役ジエンの総量に対して0.01〜3質量%の範囲である。
重合反応は、メタノール、イソプロパノール等のアルコールを重合停止剤として添加して停止できる。得られた重合反応液をメタノール等の貧溶媒に注いでブロック共重合体(P)を析出させるか、重合反応液を水で洗浄し、分離後、乾燥することによりブロック共重合体(P)を単離できる。
ブロック共重合体(P)の変性方法としては、例えば、重合停止剤を添加する前に、重合活性末端と反応し得る四塩化錫、テトラクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ジメチルジエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、テトラグリシジル−1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、2,4−トリレンジイソシアネート、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、N−ビニルピロリドン等の変性剤、又は特開2011−132298号公報に記載のその他の変性剤を添加する方法が挙げられる。また、単離後の共重合体に無水マレイン酸等をグラフト化して用いることもできる。
官能基が導入される位置はブロック共重合体(P)の重合末端でも、側鎖でもよい。また上記官能基は1種を単独で又は2種以上を組み合わせてもよい。上記変性剤は、アニオン重合開始剤に対して、通常、0.01〜10モル当量の範囲であることが好ましい。
前記方法により得られたブロック共重合体(P)又は変性されたブロック共重合体(P)を水素添加する工程に付すことにより、水添ブロック共重合体(A)を得ることができる。水素添加する方法は公知の方法を用いることができる。例えば、水素添加反応に影響を及ぼさない溶媒にブロック共重合体(P)を溶解させた溶液に、チーグラー系触媒;カーボン、シリカ、けいそう土等に担持されたニッケル、白金、パラジウム、ルテニウム又はロジウム金属触媒;コバルト、ニッケル、パラジウム、ロジウム又はルテニウム金属を有する有機金属錯体等を、水素添加触媒として存在させて水素化反応を行う。水素添加工程においては、前記したブロック共重合体(P)の製造方法によって得られたブロック共重合体(P)を含む重合反応液に水素添加触媒を添加して水素添加反応を行ってもよい。本発明においては、パラジウムをカーボンに担持させたパラジウムカーボンが好ましい。
水素添加反応において、水素圧力は0.1〜20MPaが好ましく、反応温度は100〜200℃が好ましく、反応時間は1〜20時間が好ましい。
ポリオレフィン系樹脂(B)の種類は特に制限されず、従来既知のオレフィン系重合体を用いることができる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−1、ポリヘキセン−1、ポリ−3−メチル−ブテン−1、ポリ−4−メチル−ペンテン−1、エチレンと炭素数3〜20のα−オレフィン(例えばプロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン、3−メチル−1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、6−メチル−1−ヘプテン、イソオクテン、イソオクタジエン、デカジエンなど)との1種又は2種以上との共重合体、エチレン/プロピレン/ジエン共重合体(EPDM)、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等が好ましい。これらの中でも、ホモポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、ブロックポリプロピレン等のポリプロピレン系樹脂及び高密度ポリエチレン(HDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)等のポリエチレン系樹脂がより好ましく、ポリプロピレン系樹脂が更に好ましい。ポリオレフィン系樹脂(B)は、1種類を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ポリオレフィン系樹脂組成物中における、水添ブロック共重合体(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)の合計含有量は、50質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上が更に好ましく、95質量%以上がより更に好ましい。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、前述の水添ブロック共重合体(A)及び当該ポリオレフィン系樹脂(B)の他に、本発明の効果を阻害しない範囲において、他の成分を含有していてもよい。
他の成分としては、例えば無機充填剤が挙げられる。かかる無機充填剤の具体例としては、タルク、炭酸カルシウム、シリカ、ガラス繊維、カーボン繊維、マイカ、カオリン、酸化チタンなどが挙げられるが、これらの中でもタルクが好ましい。
更に、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、その改質を目的として他の添加剤、例えば熱老化防止剤、酸化防止剤、光安定剤、帯電防止剤、離型剤、難燃剤、発泡剤、顔料、染料、増白剤などを含有することができる。
また、上記離型剤には滑剤が含まれている。本発明のポリオレフィン系樹脂組成物が滑剤を含有すると、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物から得られる成形体の表面の摩擦抵抗が低減し摺動性が向上し、その結果として耐傷つき性および耐摩耗性が向上する。滑剤としては公知のものを使用することができ、例えば、エルカ酸アミド、オレイン酸アミドなどの脂肪酸アミド類;シリコーンオイル、シリコーン/アクリル重合の微粉末などのシリコーン系化合物類;フッ素化炭化水素オイルやポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素化合物;ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドなどのポリアルキレンオキサイド類;エステル油、超高分子量ポリエチレンなどの微粉末などを挙げることができ、これらの1種または2種以上を用いることができるが、この中でも摺動性、耐傷つき性および耐摩耗性向上の観点から、エルカ酸アミド、オレイン酸アミドがより好ましい。
ポリオレフィン系樹脂組成物が滑剤を含有する場合、ポリオレフィン系樹脂組成物100質量部に対する滑剤の含有量は、好ましくは0.01〜10質量部、より好ましくは0.05〜5質量部、更に好ましくは0.1〜1質量部、より更に好ましくは0.1〜0.5質量部である。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法には特に制限はなく、従来からの各種製造法が挙げられる。例えば、水添ブロック共重合体(A)、ポリオレフィン系樹脂(B)、及び必要に応じて使用されるその他の成分をドライブレンドした後、単軸押出機、二軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサー、ロールなどの混練機を用いて溶融混練することにより、好適にポリオレフィン系樹脂組成物を製造することができる。
さらに、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、種々の被着体と接着することができ、中でも、後述の動的架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーや加硫ゴムに対して優れた接着力を発揮する。本発明のポリオレフィン系樹脂組成物の被着体に対する接着力の強さは、特に限定されるものではないが25N/cm2以上が好ましく、30N/cm2以上がより好ましく、40N/cm2以上が更に好ましい。
ポリオレフィン系樹脂組成物の物性がこれらの範囲であると、加工性に優れており、後述する成形体及び複合成形体を好ましく製造することができる。また、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を用いて得られる成形体及び複合成形体は、柔軟性及び成形加工性をバランスよく兼ね備えることができる。
なお、上記物性は、実施例に記載の方法により好適に測定することができる。
本発明の成形体は本発明のポリオレフィン系樹脂組成物からなる。成形体の形状は、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を用いて製造できる成形体であればいずれでもよく、例えば、ペレット、フィルム、シート、プレート、パイプ、チューブ、棒状体、粒状体など種々の形状に成形することができる。この成形体の製造方法は特に制限はなく、従来からの各種成形法、例えば射出成形、ブロー成形、プレス成形、押出成形、カレンダー成形などにより成形することができる。本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は成形加工性に優れるため、ハイサイクルの射出成形により、好適に成形体を得ることができる。
動的架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーとは、エチレン系共重合ゴムとオレフィン系樹脂を架橋剤の存在下で動的に熱処理することにより得られる熱可塑性エラストマーであり、例えば特許第3399384号公報および国際公開第2009/110562号パンフレット記載の熱可塑性エラストマー組成物が挙げられる。この動的架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーは、マトリックス(海相)であるオレフィン系熱可塑性樹脂中に、エチレン系共重合ゴムを架橋剤で架橋してなる架橋ゴム粒子がドメイン(島相)として細かく分散した海島構造を特徴とする多相系高分子材料である。前記エチレン系共重合ゴムとしては、エチレンと、炭素数が3以上、好ましくは炭素数3〜8のα−オレフィンおよび非共役ジエンとを共重合したランダム共重合体を挙げることができる。エチレンと共重合される炭素数3以上のα−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1ーペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン等が挙げられる。α−オレフィンは1種単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。また、共重合される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、シクロオクタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、5−メチル−1,4−ヘキサジエン、4−メチル−1,4−ヘキサジエン、6−メチル−1,5−ヘプタジエン、メチル−1,6−オクタジエン等が挙げられる。これら非共役ジエンは1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。前記オレフィン系樹脂としては特に制限はなく、前述の[ポリオレフィン系樹脂(B)]で例示した従来既知のオレフィン系重合体を用いることができる。前記架橋剤としては、通常EPMあるいはEPDM等のエチレン系共重合ゴムの架橋に使用されるものであれば特に制限はなく、例えば、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物、フェノール樹脂系架橋剤、キノイド系架橋剤、アクリル酸金属塩系架橋剤、ビスマレイミド系架橋剤等を用いることができる。
加硫ゴムのゴム原料としては、従来からゴム底のゴム原料として用いられている天然ゴム(NR)や各種合成ゴム等が特に限定なく用いられる。合成ゴムの具体例としては、例えば、スチレンブタジエン共重合ゴム(SBR),ポリイソプレンゴム(IR),ポリブタジエンゴム(BR),アクリルニトリルブタジエン共重合ゴム(NBR),エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM),ハロゲン化ブチルゴム等が挙げられる。これらは単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、加硫ゴムには、炭酸カルシウム,炭酸マグネシウム,含水ケイ酸アルミニウム等の含水ケイ酸塩,二酸化チタン,酸化亜鉛等の白色充填剤や、カーボンブラック等の黒色充填剤等の他、通常、ゴム原料に配合される加硫剤、加硫促進剤、軟化剤、老化防止剤等が必要に応じた配合組成で配合される。また、加硫ゴムは市販品を用いてもよい。
また、前記複合成形体は、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物からなる層と、動的架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー及び加硫ゴムの少なくとも1種とからなる層とを含む積層構造であってもよい。
本発明のポリオレフィン系樹脂組成物及び成形体は、柔軟性、成形加工性が良好であり、耐候性及び耐白化性にも優れ、かつ剛性にも優れる。従って、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物、並びに該組成物から得られる成形体及び複合成形体は、粘接着剤、シート、フィルム、チューブ、ホース、ベルト等の成形品として好適に用いることができる。具体的には、ホットメルト接着剤、粘着テープ、保護フィルムの粘着層等の粘接着材;防振ゴム、マット、シート、クッション、ダンパー、パッド、マウントゴム等の各種防振、制振部材;スポーツシューズ、ファッションサンダル等の履物;テレビ、ステレオ、掃除機、冷蔵庫等の家電用品部材;建築物の扉、窓枠用シーリング用パッキン等の建材;バンパー部品、ボディーパネル、ウェザーストリップ、グロメット、グラスランチャンネル、インパネ等の表皮、エアバッグカバー等の自動車内装、外装部品;はさみ、ドライバー、歯ブラシ、スキーストック等のグリップ;食品ラップフィルム等の食品用包装材;輸液バッグ、シリンジ、カテーテル等の医療用具;食品、飲料、薬等を貯蔵する容器用の栓、キャップライナー等に好適に用いることができる。
本発明の耐白化性に優れる特徴が求められる用途として、具体的には、ホットメルト接着剤、粘着テープ、保護フィルムの粘着層等の粘接着材;テレビ、ステレオ、掃除機、冷蔵庫等の家電用品部材;食品ラップフィルム等の食品用包装材;輸液バッグ、カテーテル等の医療用具;食品、飲料、薬等を貯蔵する容器用の栓等が挙げられる。
スチレンブロックのピークトップ分子量(Mp)並びに水添ブロック共重合体のピークトップ分子量(Mp)及び分子量分布(Mw/Mn)は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により標準ポリスチレン換算分子量で求め、分子量分布のピークの頂点の位置からピークトップ分子量(Mp)を求めた。測定装置及び条件は、以下のとおりである。
・装置 :東ソー株式会社製GPC装置「GPC8020」
・分離カラム :東ソー株式会社製「TSKgelG4000HXL」
・検出器 :東ソー株式会社製「RI−8020」
・溶離液 :テトラヒドロフラン
・溶離液流量 :1.0ml/分
・サンプル濃度:5mg/10ml
・カラム温度 :40℃
各実施例及び比較例において、ブロック共重合体(P)及び水素添加後の水添ブロック共重合体(A)をそれぞれ重クロロホルム溶媒に溶解し、日本電子社製「Lambda−500」を用いて50℃で1H−NMRを測定した。水添ブロック共重合体(A)中の重合体ブロック(b)の水素添加率は、得られたスペクトルの4.5〜6.0ppmに現れる炭素−炭素二重結合が有するプロトンのピークから、下記式により算出した。
水素添加率={1−(水添ブロック共重合体(A)1molあたりに含まれる炭素−炭素二重結合のmol数)/(ブロック共重合体(P)1molあたりに含まれる炭素−炭素二重結合のmol数)}×100(mol%)
各実施例及び比較例で得られたポリオレフィン系樹脂組成物をメルトインデクサL244(テクノ・セブン製)を用いて、200℃、98N、ノズル寸法=直径1mm×長さ10mmの条件で測定した。なお、MFR値が高いほど成形加工性に優れる。
各実施例及び比較例で得られたポリオレフィン系樹脂組成物を230℃、10MPaにて3分間圧縮成形することによって、シート(成形体)(縦150mm、横150mm、厚さ1mm)を得た。このシートからJIS K 6251に準拠したダンベル5号型の試験片を打ち抜いて試験片を得た。この試験片を用い、23℃の温度条件及び500mm/minの引張速度条件下でインストロン万能試験機(インストロンジャパン製「インストロン5566」)を用いて、JIS K 6251に準じて100%モジュラス、破断強度及び破断伸度を測定した。
なお、100%モジュラスが低いほど柔軟性に優れる。また、破断強度は高いほど良好であり、破断伸びは大きいほど良好である。
(4)で得られた試験片を用い、タイプDデュロメータの圧子を用い、JIS K 6253−3に準拠して測定した。なお、硬度が低いほど柔軟性に優れる。
実施例2、10〜12、25及び比較例6〜9で得られたポリオレフィン系樹脂組成物を230℃、10MPaにて3分間圧縮成形することによって成形体(縦60mm、横10mm、厚さ3mm)を得た。この試験片を用い、23℃の温度条件及び2mm/minの試験速度でインストロン万能試験機を用いて、JIS K 7171に準じて曲げ弾性率を測定した。曲げ弾性率が高いほど剛性に優れる。
各実施例及び比較例で得られたポリオレフィン系樹脂組成物を230℃、10MPaにて3分間圧縮成形することによって、シート(成形体)(縦150mm、横150mm、厚さ1mm)を得た。このシートを200℃の雰囲気下に60分放置した。放置前後の色の変化を目視及び触指にて観察し、下記基準によって評価した。
1:変化なし。
2:若干の黄変が見られる。
3:黄変が見られる。
4:黄変が激しく、かつシート表面のタックの増加が見られる。
上記(7)と同じ操作を行ってシート(成形体)(縦150mm、横150mm、厚さ1mm)を得た。このシートを23℃で1日間放置した後、180度折り曲げた後に元に戻し、その折り曲げ部分を肉眼で観察し、そのときの状態を下記基準によって評価した。
1:変化がなく、屈曲性が良好。
2:屈曲部に若干白化現象が見られる。
3:明らかな白化現象が見られる。
〔製造例1〕
窒素置換し、乾燥させた耐圧容器に、溶媒としてシクロヘキサン50.0kg、アニオン重合開始剤としてsec−ブチルリチウム(10.5質量%シクロヘキサン溶液)41.3g(sec−ブチルリチウム4.3g)を仕込み、50℃に昇温した後、スチレン(1)1.12kgを加えて1時間重合させ、引き続いてβ−ファルネセン10.25kgを加えて2時間重合を行い、更にスチレン(2)1.12kgを加えて1時間重合することにより、ポリスチレン−ポリ(β−ファルネセン)−ポリスチレントリブロック共重合体を含む反応液を得た。この反応液に、水素添加触媒としてパラジウムカーボン(パラジウム担持量:5質量%)を前記ブロック共重合体に対して5質量%添加し、水素圧力2MPa、150℃の条件で10時間反応を行った。放冷、放圧後、濾過によりパラジウムカーボンを除去し、濾液を濃縮し、更に真空乾燥することにより、ポリスチレン−ポリ(β−ファルネセン)−ポリスチレントリブロック共重合体の水素添加物(以下、水添ブロック共重合体(I)−1と称する)を得た。水添ブロック共重合体(I)−1について上記した評価を行った。
なお、水添ブロック共重合体(I)−1におけるスチレンブロックのピークトップ分子量(Mp)は、上記のポリスチレン−ポリ(β−ファルネセン)−ポリスチレントリブロック共重合体を重合する過程において、スチレン(1)を重合した後、サンプリングして得たポリスチレンのピークトップ分子量(Mp)の測定値を、上記水添ブロック共重合体(I)−1におけるスチレンブロックのピークトップ分子量(Mp)とした。
結果を表1に示す。
表1に記載の配合にしたがったこと以外は、製造例1と同様にして水添ブロック共重合体(I)−2〜(I)−8及び(I’)−11〜(I’)−13を製造した。得られた水添ブロック共重合体(I)−2〜(I)−8及び(I’)−11〜(I’)−13について、上記した評価を行った。結果を表1に示す。
水添ブロック共重合体(I)−9は水素添加反応時間を4時間、(I’)−10は水素添加反応時間を2時間に変更し、表1に記載の配合にしたがった以外は、製造例1と同様にして水添ブロック共重合体(I)−9、(I’)−10を製造した。得られた水添ブロック共重合体(I)−9、(I’)−10について、上記した評価を行った。結果を表1に示す。
水添ブロック共重合体(I’)−14は、溶媒のシクロヘキサン50.0kgにテトラヒドロフラン108gを混合し、表1に記載の配合にしたがった以外は、製造例1と同様にして水添ブロック共重合体(I’)−14を製造した。得られた水添ブロック共重合体(I’)−14について、上記した評価を行った。結果を表1に示す。
水添ブロック共重合体(A)として上記の水添ブロック共重合体(I)−1〜(I)−9及び(I’)−10〜(I’)−14を用い、当該水添ブロック共重合体(A)と下記ポリオレフィン系樹脂(B)とを表2〜表4に示す配合にてドライブレンドした後、2軸押出機(株式会社日本製鋼所製「TEX−44XCT」)を使用して、シリンダー温度230℃、スクリュー回転数200rpmで溶融混練した後、ストランド状に押し出し、切断して、ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。得られたポリオレフィン系樹脂組成物について、上記した評価を行った。結果を表2〜表4に示す。
・ランダムポリプロピレン;F327、MFR7.0g/10分[230℃, 21N](プライムポリマー社製)
・ホモポリプロピレン;ノバテックEA7A、MFR1.4g/10分[230℃, 21N](日本ポリプロ社製)
・HDPE;ノバテックHB112R、MFR0.04g/10分[190℃, 21N](日本ポリプロ社製)
・LLDPE;ウルトゼックス2022L、MFR2.0g/10分[190℃, 21N](プライムポリマー社製)
一方、表2より、実施例1〜9と比較すると、比較例1のポリオレフィン系樹脂組成物は、水添ブロック共重合体(A)の水素添加率が45.0%と低いため、破断伸びが小さく、また、耐候性及び耐白化性にも劣る。比較例2のポリオレフィン系樹脂組成物は、水添ブロック共重合体(A)の重合体ブロック(a)と重合体ブロック(b)との質量比[(a)/(b)]が60/40であり、本発明の範囲外であるため、硬度が高くて柔軟性に劣り、破断伸びが小さく、また、耐白化性にも劣る。比較例3〜5のポリオレフィン系樹脂組成物は、水添ブロック共重合体(A)がファルネセン由来の構造単位(b1)を有しないため、耐白化性に劣る。
また、表3より、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、水添ブロック共重合体(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)の質量比を変えても、本発明の効果を奏することがわかる。加えて、実施例10及び11の樹脂組成物は曲げ弾性率が高く、剛性にも優れることがわかる。さらに、実施例10と比較例7、8及び9を比較すると、本発明の構成要件を満たす水添ブロック共重合体(A)を含有する場合、ポリオレフィン系樹脂(B)単独又は本発明の構成要件を満たす水添ブロック共重合体(A)を含有しない場合に比べ、破断強度や破断伸びは同性能を維持したまま成形加工性、耐候性、耐白化性が向上していることは明らかである。一方、ポリオレフィン系樹脂(B)を含有しない比較例6は流動性が悪く成形加工性に劣ることは明らかである。
また、表4より、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂(B)の種類を変えても本発明の効果を奏することがわかる。特にポリオレフィン系樹脂(B)としてポリプロピレン系樹脂を用いた場合に、本発明の効果をより発揮することができる。一方、本発明の構成要件を満たす水添ブロック共重合体(A)を含有しない比較例10〜13の樹脂組成物では、特に耐候性、耐白化性に劣ることがわかる。
<ポリオレフィン系樹脂組成物の製造>
水添ブロック共重合体(A)として上記の水添ブロック共重合体(I)−1及び(I)−2を用い、当該水添ブロック共重合体(A)とポリオレフィン系樹脂(B)とを表6に示す配合にてドライブレンドした後、2軸押出機(株式会社日本製鋼所製「TEX−44XCT」)を使用して、シリンダー温度230℃、スクリュー回転数200rpmで溶融混練した後、ストランド状に押し出し、切断して、ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。得られたポリオレフィン系樹脂組成物について、MFR及び硬度を測定した。結果を表6に示す。
被着体1:動的架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーからなる被着体
サントプレーン201−55(エクソンモービル社製)を230℃、10MPaにて3分間圧縮成形することによって、シート(成形体)(縦150mm、横150mm、厚さ2mm)を得た。このシートから縦10mm、横50mm、厚さ2mmを打ち抜いて、被着体−1を得た。また、前記被着体をタイプDデュロメータの圧子を用い、JIS K 6253−3に準拠して硬度を測定した結果、硬度60[タイプA]であった。
表5に示す配合にて、各種ゴム成分、カーボンブラック、老化防止剤、ステアリン酸及び亜鉛華をバンバリーミキサーで150℃、6分間混練した(混練1ステージ)。次いで、取り出して冷却した後、さらに加硫剤、加硫促進剤を加えてバンバリーミキサーで50℃、1分間混練し(混練2ステージ)混合物を得た。さらに圧縮成形機を用いて、表5に示すそれぞれの加硫条件にて圧縮成型し、シート(成形体)(縦150mm、横150mm、厚さ2mm)を得た。このシートから縦10mm、横50mm、厚さ2mmを打ち抜いて、被着体−2〜4を得た。また、それぞれの被着体をタイプDデュロメータの圧子を用い、JIS K 6253−3に準拠して硬度を測定した。硬度の測定結果を表5に示す。
前述のようにして得られた各ポリオレフィン系樹脂組成物を230℃、10MPaにて3分間圧縮成形することによって、シート(成形体)(縦150mm、横150mm、厚さ1mm)を得た。このシートから縦10mm、横50mm、厚さ1mmを打ち抜いてポリオレフィン系樹脂組成物のシート(成形体)を得た。
圧縮金型(縦10mm、横100mm、厚さ2mm)に、上記で得られた被着体1〜4(縦10mm、横50mm、厚さ2mm)と、前記ポリオレフィン系樹脂組成物のシート(縦10mm、横50mm、厚さ1mm)を2枚重ねて厚さ2mmにしたものとを、左右に並べて装着した。これを200℃、2MPaにて2分間圧縮成形することによって、複合成形体(縦10mm、横100mm、厚さ2mm)を作製した。2枚のポリオレフィン系樹脂組成物のシートは完全溶融して、2mm厚の1枚のシートとなり、被着体1〜4と該ポリオレフィン系樹脂組成物のシートとは、そのシートの側面において接着していた(接着面積:10mm×2mm)。
上記にて得られた複合成形体(縦10mm、横100mm、厚さ2mm)について、23℃の温度条件及び200mm/minの引張速度条件下でインストロン万能試験機(インストロンジャパン製「インストロン5566」)を用いて、樹脂組成物及び被着体間の接着力を測定した。結果を表6に示す。なお、値が大きいほど接着力は良好である。
天然ゴム:「STR20」(タイ製天然ゴム)
スチレンブタジエンゴム:「JSR1502」(JSR株式会社製)
スチレン含有量=23.5質量%(乳化重合法で製造)
エチレンプロピレンゴム:「EPT4045」(三井化学株式会社製)
(補強剤)
カーボンブラック(1):ダイアブラックI(三菱化学株式会社製)
カーボンブラック(2):ダイアブラックH(三菱化学株式会社製)
(老化防止剤)
老化防止剤(1):ノクラック6C(大内新興化学工業株式会社製)
老化防止剤(2):アンテージRD(川口化学工業株式会社)
(加硫助剤)
ステアリン酸:ルナックS−20(花王株式会社製)
亜鉛華:酸化亜鉛(堺化学工業株式会社製)
(加硫剤)
硫黄(微粉硫黄200メッシュ、鶴見化学工業株式会社製)
(加硫促進剤)
加硫促進剤(1):サンセラーNS−G (三新化学工業株式会社製)
加硫促進剤(2):ノクセラーCZ−G (大内新興化学工業株式会社製)
加硫促進剤(3):ノクセラーTS (大内新興化学工業株式会社製)
加硫促進剤(4):ノクセラーM−P (大内新興化学工業株式会社製)
水添ブロック共重合体(A)として上記の水添ブロック共重合体(I)−1を用い、当該水添ブロック共重合体(A)、前記ポリオレフィン系樹脂(B)及び下記滑剤を表7に示す配合にてドライブレンドした後、2軸押出機(株式会社日本製鋼所製「TEX−44XCT」)を使用して、シリンダー温度230℃、スクリュー回転数200rpmで溶融混練した後、ストランド状に押し出し、切断して、ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。得られたポリオレフィン系樹脂組成物について、下記に示す方法で摺動性及び耐傷つき性を評価した。結果を表7に示す。
エルカ酸アミド:ダイヤリミッドL200(日本化成株式会社製)
オレイン酸アミド:ダイヤリミッドO−200(日本化成株式会社製)
シリコーンオイル:KL−96−300CS(信越化学工業株式会社製)
各実施例で得られたポリオレフィン系樹脂組成物を230℃、10MPaにて3分間圧縮成形することによって、シート(成形体)(縦150mm、横150mm、厚さ1mm)を得た。このシートを23℃で1日間放置した後、シートの表面を手で擦った時の状態を下記基準によって評価した。
1:前記被着体1(動的架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー)に比べ極めて優れる。
2:前記被着体1に比べ優れる。
3:前記被着体1と同等。
4:前記被着体1に比べ若干劣る。
5:前記被着体1に比べ著しく劣る。
前記(10)と同じ操作を行ってシート(成形体)(縦150mm、横150mm、厚さ1mm)を得た。このシートを23℃で1日間放置した後、シートの表面を爪で5回擦った時の傷つき状態を下記基準によって評価した。
1:前記被着体1(動的架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー)に比べ極めて優れる。
2:前記被着体1に比べ優れる。
3:前記被着体1と同等。
4:前記被着体1に比べ若干劣る。
5:前記被着体1に比べ著しく劣る。
Claims (9)
- 水添ブロック共重合体(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)を含有するポリオレフィン系樹脂組成物であって、
水添ブロック共重合体(A)は、芳香族ビニル化合物由来の構造単位からなる重合体ブロック(a)と、ファルネセン由来の構造単位(b1)を1〜100質量%含有し、ファルネセン以外の共役ジエン由来の構造単位(b2)を99〜0質量%含有する重合体ブロック(b)とを含み、重合体ブロック(a)と重合体ブロック(b)との質量比[(a)/(b)]が1/99〜55/45であるブロック共重合体の水素添加物であって、重合体ブロック(b)中の炭素−炭素二重結合が50mol%以上水素添加されてなるものであり、
ポリオレフィン系樹脂(B)と水添ブロック共重合体(A)との質量比[ポリオレフィン系樹脂(B)/水添ブロック共重合体(A)]が1/99〜99/1である、ポリオレフィン系樹脂組成物。 - 前記ファルネセンがβ−ファルネセンである、請求項1に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
- 前記重合体ブロック(b)中の炭素−炭素二重結合の水素添加率が70mol%以上である、請求項1又は2に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
- 前記水添ブロック共重合体(A)のピークトップ分子量(Mp)が4,000〜1,500,000である、請求項1〜3のいずれかに記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
- 前記水添ブロック共重合体(A)の分子量分布(Mw/Mn)が1〜4である、請求項1〜4のいずれかに記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
- 前記芳香族ビニル化合物がスチレンである、請求項1〜5のいずれかに記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
- 前記ファルネセン以外の共役ジエンが、イソプレン、ブタジエン及びミルセンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜6のいずれかに記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のポリオレフィン系樹脂組成物からなる成形体。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のポリオレフィン系樹脂組成物と、動的架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー及び加硫ゴムの少なくとも1種とからなる複合成形体。
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