JP6121062B2

JP6121062B2 - 熱可塑性エラストマー組成物およびその製造方法

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Publication number: JP6121062B2
Application number: JP2016544493A
Authority: JP
Inventors: 隼人栗田; 和義金子; 塩冶　昌弘; 昌弘塩冶; 竜弥榎本; 英樹望月
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2036-03-23
Also published as: EP3279252B1; US10377889B2; KR101895741B1; EP3279252A4; US20180072880A1; CN107250246A; EP3279252A1; JPWO2016158612A1; WO2016158612A1; KR20170108984A; CN107250246B8; CN107250246B

Description

本発明は、熱可塑性エラストマー組成物およびその製造方法に関し、更に詳しくは、ゴム弾性等の機械物性および外観に優れた成形体を効率よく製造することができる熱可塑性エラストマー組成物およびその製造方法に関する。

ゴムとポリ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って得られる熱可塑性エラストマー組成物は、一般に、ゴム成分が柔軟性を付与するソフトセグメント（軟質相）を構成し、ポリオレフィン系樹脂が擬似架橋構造を提供するハードセグメント（硬質相）を構成し、ソフトセグメントからなる相（以下、島相という）がハードセグメントからなる相（以下、海相という）の中に分散する構造を有している。熱可塑性エラストマー組成物は、このような構造を有することにより、優れた、ゴム弾性、引張強度等の機械物性を発現しうる。

熱可塑性エラストマー組成物は主として二軸押出機を用いて製造される。しかし、二軸押出機を用いた場合、島相の分散化が必ずしも十分ではなかったので、優れた機械物性および外観を有する組成物は得られないことが多かった。例えば、特許文献１〜４には、二軸押出機を用いた熱可塑性エラストマー組成物の製造方法が開示されているが、得られた熱可塑性エラストマー組成物において島相の分散性は必ずしも満足できるものではなく、島相の分散性のさらなる向上を実現し、より優れた機械物性および外観を有する成形体を製造することができる熱可塑性エラストマー組成物が得られる製造方法の開発が望まれていた。また、通常、成形体は押出成形によって製造されるが、生産効率の観点から、押出量がより高くなることが望まれている。

特開２００９−１９１１３８号公報特開２００９−１７３９２７号公報特開２００３−１４７１３３号公報特開２００２−２０１３１３号公報

本発明は、優れたゴム弾性等の機械物性および優れた外観を有する成形体を効率よく製造できる熱可塑性エラストマー組成物、およびそのような熱可塑性エラストマー組成物を得ることができる熱可塑性エラストマー組成物の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者は、バッチ型ミキサーを用いて、特定の条件下で成分を混練することにより上記課題を解決できることを見出し、本発明の熱可塑性エラストマー組成物およびその製造方法を完成させるに至った。

すなわち、本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、
エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）と、
ポリオレフィン樹脂（Ｂ）と、
前記共重合体（Ａ）と樹脂（Ｂ）との合計１００質量部あたり１〜２００質量部の軟化剤（Ｃ）と、
架橋剤（Ｄ）とを、
バッチ式ミキサーを用い、下記条件（１）〜（４）を満たす条件下で動的架橋して得られる。
（１）５０≦Ｐ１≦３００
（ここで、Ｐ１は下記式（i）で定義される。

（式（i）において、架橋剤（Ｄ）投入後の滞留時間(ｓｅｃ) をｔ１ｓｅｃとし、せん断速度γのｔ１における平均速度（ｓｅｃ^-1）をγave. ｓｅｃ^-1とする。）
（２）９００≦Ｐ２≦１４５０
（ここで、Ｐ２は下記式（ii）で定義される。

（式（ii）において、架橋剤（Ｄ）投入後の平均樹脂温度（℃）をＴave. ℃とし、架橋剤（Ｄ）投入後の滞留時間(ｓｅｃ)をｔ１ｓｅｃとする。）
（３） −２．５≦Ｐ３≦ １．５
（ここで、Ｐ３は下記式（iii）で定義される。

（式（iii）において、架橋剤（Ｄ）投入後の滞留時間（ｓｅｃ）をｔ１ｓｅｃとし、架橋剤（Ｄ）投入後の平均樹脂温度Ｔave.において架橋剤（Ｄ）の残存量が投入量の１ｐｐｍ以下になるのに要する時間（ｓｅｃ）をｔ２ｓｅｃとする。）
（４）バッチ式ミキサーに、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）、ポリオレフィン樹脂（Ｂ）および軟化剤（Ｃ）を投入した後に架橋剤（Ｄ）を投入する。

前記熱可塑性エラストマー組成物において、前記エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）と、ポリオレフィン樹脂（Ｂ）とを、９０/１０〜１０/９０の質量比（（Ａ）／（Ｂ））で含むことが好ましい。

前記熱可塑性エラストマー組成物において、前記架橋剤（Ｄ）が有機過酸化物であり、かつ、前記架橋剤（Ｄ）の配合量が前記共重合体（Ａ）と樹脂（Ｂ）との合計１００質量部あたり０．０１〜３．０質量部であることが好ましい。

前記熱可塑性エラストマー組成物において、前記バッチ式ミキサーがＩｎｔｅｒｍｅｓｈｉｎｇＭｉｘｅｒであることが好ましい。

本発明の熱可塑性エラストマー組成物の製造方法は、
エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）と、
ポリオレフィン樹脂（Ｂ）と、
前記共重合体（Ａ）と樹脂（Ｂ）との合計１００質量部あたり１〜２００質量部の軟化剤（Ｃ）と、
架橋剤（Ｄ）とを、
バッチ式ミキサーを用い、下記条件（１）〜（４）を満たす条件下で動的架橋する。
（１）５０≦Ｐ１≦３００
（ここで、Ｐ１は下記式（i）で定義される。

（式（i）において、架橋剤（Ｄ）投入後の滞留時間(ｓｅｃ) をｔ１ｓｅｃとし、せん断速度γのｔ１における平均速度（ｓｅｃ^-1）をγave. ｓｅｃ^-1とする。））
（２）９００≦Ｐ２≦１４５０
（ここで、Ｐ２は下記式（ii）で定義される。

（式（ii）において、架橋剤（Ｄ）投入後の平均樹脂温度（℃）をＴave. ℃とし、架橋剤（Ｄ）投入後の滞留時間(ｓｅｃ)をｔ１ｓｅｃとする。））
（３） −２．５≦Ｐ３≦１．５
（ここで、Ｐ３は下記式（iii）で定義される。

（式（iii）において、架橋剤（Ｄ）投入後の滞留時間（ｓｅｃ）をｔ１ｓｅｃとし、架橋剤（Ｄ）投入後の平均樹脂温度Ｔave.において架橋剤（Ｄ）の残存量が投入量の１ｐｐｍ以下になるのに要する時間（ｓｅｃ）をｔ２ｓｅｃとする。））
（４）バッチ式ミキサーに、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）、ポリオレフィン樹脂（Ｂ）および軟化剤（Ｃ）を投入した後に架橋剤（Ｄ）を投入する。

前記熱可塑性エラストマー組成物の製造方法において、前記エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）と、ポリオレフィン樹脂（Ｂ）とを、９０／１０〜１０／９０の質量比（（Ａ）／（Ｂ））で含むことが好ましい。

前記熱可塑性エラストマー組成物の製造方法において、前記架橋剤（Ｄ）が有機過酸化物であり、かつ、前記架橋剤（Ｄ）の配合量が前記共重合体（Ａ）と樹脂（Ｂ）との合計１００質量部あたり０．０１〜３．０質量部であることが好ましい。

前記熱可塑性エラストマー組成物の製造方法において、前記バッチ式ミキサーがＩｎｔｅｒｍｅｓｈｉｎｇＭｉｘｅｒであることが好ましい。

本発明の熱可塑性エラストマー組成物によれば、優れたゴム弾性等の機械物性および優れた外観を有する成形体を製造することができ、また溶融密度および押出量を高めることができるので、生産性の向上を図ることができる。本発明の熱可塑性エラストマー組成物の製造方法は、前記熱可塑性エラストマー組成物を効率的に製造することができる。

＜熱可塑性エラストマー組成物＞
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、
エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）と、
ポリオレフィン樹脂（Ｂ）と、
前記共重合体（Ａ）と樹脂（Ｂ）との合計１００質量部あたり１〜２００質量部の軟化剤（Ｃ）と、
架橋剤（Ｄ）とを、
バッチ式ミキサーを用い、下記条件（１）〜（４）を満たす条件下で動的架橋して得られる。

バッチ式ミキサーについては特に制限はなく、バッチ式であればいかなる形式のミキサーであってもよい。その中でも噛合式ロータを有するバッチ式ミキサーが好ましい。

噛合式ロータとは、２軸ロータが互いに噛み合う構造を有し、ロータとチャンバ壁面との間だけでなく、ロータとロータとの間で混練を行うロータであり、ロータのクリアランスが小さく、強剪断が可能であるという特徴を有する。噛合式ロータを有するミキサーは一般にＩｎｔｅｒｍｅｓｈｉｎｇＭｉｘｅｒ（インターメッシングミキサー）と呼ばれる。

噛合式ロータを有するバッチ式ミキサーを用いると、混練および動的架橋の制御を行いながら、島相の分散化を十分に行うことが可能になり、ゲル状物質の発生を抑制するなどにより、より良好な外観を有し、より優れた機械物性を有する熱可塑性エラストマー組成物の製造が実現される。

前記噛合式ロータを有するバッチ式ミキサーは、密閉式の混練装置であることが好ましい。
このような噛合式ロータを有するバッチ型密閉式混練装置としては、たとえば、Ｈａｒｂｕｒｇ−ＦｒｅｕｄｅｎｂｅｒｇｅｒＭａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕＧｍｂＨ社製のＩｎｔｅｒｍｅｓｈｉｎｇＭｉｘｅｒ（インターメッシングミキサー）を挙げることができる。

以下、条件（１）〜（４）につき説明する。

条件（１）５０≦Ｐ１≦３００
ここで、Ｐ１は下記式（i）で定義される。

式（i）において、架橋剤（Ｄ）投入後の滞留時間(ｓｅｃ) をｔ１ｓｅｃとする。すなわち、架橋剤（Ｄ）がバッチ式ミキサーに投入された時点から、上記成分がバッチ式ミキサー内で混練されている間の時間(ｓｅｃ)がｔ１ｓｅｃである。

式（i）において、せん断速度γのｔ１における平均速度（ｓｅｃ^-1）をγave. ｓｅｃ^-1とする。すなわち、架橋剤（Ｄ）がバッチ式ミキサーに投入された時点から、上記成分がバッチ式ミキサー内で混練されている間の平均せん断速度（ｓｅｃ^-1）がγave. ｓｅｃ^-1である。

せん断速度γは、下記式（iv）で求められる。

式（iv）中、Ｄはロータの平均外径（ｍｍ）であり、Ｎはロータの回転数（ｒｐｓ）であり、ｈはチップクリアランス（ｍｍ）である。

Ｐ１が５０より小さい場合には、混練不足のため島相の分散状態が悪く、成形体の外観が悪化する。Ｐ１が３００より大きい場合には、樹脂の劣化により熱可塑性エラストマー組成物の機械物性の低下および色相の悪化が生じる。

本発明の熱可塑性エラストマー組成物においては、６０≦Ｐ１≦２７５の条件が満たされることがより好ましく、７０≦Ｐ１≦２５０の条件が満たされることがさらに好ましい。

条件（２）９００≦Ｐ２≦１４５０
ここで、Ｐ２は下記式（ii）で定義される。

式（ii）において、ｔ１は、式（i）におけるｔ１と同義である。

式（ii）において、架橋剤（Ｄ）投入後の平均樹脂温度（℃）をＴave. ℃とする。すなわちｔ１における樹脂の温度（℃）の平均値がＴave. ℃である。

Ｐ２が９００より小さい場合には、混練不足のため島相の分散状態が悪く、成形体の外観が悪化する。また、架橋反応の進行が不十分となり、熱可塑性エラストマー組成物のゴム弾性が悪化する。Ｐ２が１４５０より大きい場合には、樹脂の劣化により熱可塑性エラストマー組成物の機械物性の低下および色相の悪化が生じる。

本発明の熱可塑性エラストマー組成物においては、９５０≦Ｐ２≦１４００の条件が満たされることがより好ましく、１０００≦Ｐ２≦１３００の条件が満たされることがさらに好ましい。

条件（３） −２．５≦Ｐ３≦ １．５
ここで、Ｐ３は下記式（iii）で定義される。

式（iii）において、ｔ１は、式（i）におけるｔ１と同義である。

式（iii）において、架橋剤（Ｄ）投入後の平均樹脂温度Ｔave.において架橋剤（Ｄ）の残存量が投入量の１ｐｐｍ以下になるのに要する時間（ｓｅｃ）をｔ２ｓｅｃとする。すなわち、架橋剤（Ｄ）の投入量をＶ₀、平均樹脂温度Ｔave.においてｔ２経過した時点の架橋剤（Ｄ）の残存量をＶ_t2とすると、Ｖ_t2／Ｖ₀＝１／１００００００の関係が成立する。架橋剤（Ｄ）が有機過酸化物である場合、ｔ２は架橋剤（Ｄ）の半減期や活性化エネルギーのデータから容易に計算により求めることができる。

架橋剤残存量は、下記式（v）で求められる。

式（v）中、ｋｄは速度定数であり、下記式（vi）で与えられる。

式（vi）中、Ａは頻度因子（ｈｒ ^-1）である。Ａは架橋剤に関する固有の数値である。ΔＥは活性化エネルギー（Ｊ/ｍｏｌ）である。ΔＥは架橋剤に関する固有の数値である。Ｒは気体定数（８．３１４Ｊ/ｍｏｌ・Ｋ）、Ｔは絶対温度（°Ｋ）である。

Ｐ３が−２．５より小さい場合には、架橋反応の進行が不十分となり、熱可塑性エラストマー組成物のゴム弾性が悪化する。Ｐ３が１．５より大きい場合には、樹脂の劣化により熱可塑性エラストマー組成物の機械物性の低下および色相の悪化が生じる。

本発明の熱可塑性エラストマー組成物においては、−２．２≦Ｐ３≦１．２の条件が満たされることがより好ましく、−２．０≦Ｐ３≦１．０の条件が満たされることがさらに好ましい。

条件（４）バッチ式ミキサーに、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）、ポリオレフィン樹脂（Ｂ）および軟化剤（Ｃ）を投入した後に架橋剤（Ｄ）を投入する。

つまり、軟化剤（Ｃ）を架橋剤（Ｄ）より先に投入し、軟化材（Ｃ）とエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）およびポリオレフィン樹脂（Ｂ）とを混練しておき、その後架橋剤（Ｄ）を投入し、動的架橋を行う。

条件（４）が満たされることにより、島相の分散化を十分に行うことが可能となる。

エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）、ポリオレフィン樹脂（Ｂ）および軟化剤（Ｃ）の投入から架橋剤（Ｄ）投入までの間隔としては、特に制限はなく、軟化剤（Ｃ）の投入後、速やかに架橋剤（Ｄ）を投入することが好ましい。つまり、軟化剤（Ｃ）の投入によりバッチ式ミキサー内の混練物の温度が低下した後、温度が低いうちに架橋剤（Ｃ）が投入されることが好ましい。具体的には、バッチ式ミキサー内でエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）およびポリオレフィン樹脂（Ｂ）の混練が１７５℃程度で行われ、軟化剤（Ｃ）の添加により混練物の温度が１６０℃以下、好ましくは１５０℃以下、更に好ましくは１４０℃以下になった時点で架橋剤（Ｄ）の投入が行われる。

以下、本発明の熱可塑性エラストマー組成物に含まれる成分につき説明する。

前記エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）は、本発明の熱可塑性エラストマー組成物において島相を形成する。

エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）として、公知の各種オレフィン系共重合体ゴムを用いることができる。ここで、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体ゴムは、エチレンと炭素数が３〜２０のα−オレフィンと非共役ポリエンとからなる無定形でランダムな弾性共重合体が好ましく、ペルオキシドと混合し、加熱下で混練することによって、架橋して流動性が低下するか、あるいは流動しなくなるオレフィン系共重合体ゴムが好ましい。

このようなオレフィン系共重合体ゴムとしては、具体的には、エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴム（エチレン／α−オレフィン（モル比）：約９０／１０〜５０／５０）などが挙げられる。

上記非共役ジエンとしては、具体的には、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等の非共役ジエンなどが挙げられる。これらのうちでは、エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体ゴム、エチレン・１−ブテン・非共役ジエン共重合体ゴムが好ましく、エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体ゴムがさらに好ましく、その中でもエチレン・プロピレン・エチリデンノルボルネン共重合体ゴムが特に好ましい。

また、非共役ジエン以外の非共役ポリエンとしては、具体的には、６，１０−ジメチル−１,５, ９−ウンデカトリエン、５，９−ジメチル−１,４,８−デカトリエン、６，９−ジメチル−１,５,８−デカトリエン、６，８，９−トリメチル−１,５,８−デカトリエン、６−エチル−１０−メチル−１,５,９−ウンデカトリエン、４−エチリデン−１,６−オクタジエン、７−メチル−４−エチリデン−１,６−オクタジエン、７−メチル−４−エチリデン−１,６−ノナジエン、７−エチル−４−エチリデン−１,６−ノナジエン、６，７−ジメチル−４−エチリデン−１,６−オクタジエン、６，７−ジメチル−４−エチリデン−１,６−ノナジエン、４−エチリデン−１,６−デカジエン、７−メチル−４−エチリデン−１,６−デカジエン、７−メチル−６−プロピル−４−エチリデン−１,６−オクタジエン、４−エチリデン−１,７−ノナジエン、８−メチル−４−エチリデン−１,７−ノナジエン、４−エチリデン-１，７−ウンデカジエン等の非共役トリエンなどが挙げられる。

エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）のムーニー粘度（ＭＬ₁₊₄（１００℃））は、１０〜２５０が好ましく、特に５０〜２００の範囲内にあることが好ましい。

また、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）のヨウ素価は、２５以下であることが好ましい。エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）のヨウ素価がこのような範囲にあると、部分的にバランスよく架橋された熱可塑性エラストマー組成物が得られる。

上記エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）と、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）以外のゴムとを組合せて用いることもできる。このようなエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）以外のゴムとしては、たとえばスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）等のジエン系ゴム、シリコンゴムなどが挙げられる。

ポリオレフィン樹脂（Ｂ）は、本発明の熱可塑性エラストマー組成物において海相を形成する。

ポリオレフィン樹脂（Ｂ）としては、α−オレフィンを主成分とするモノマーから合成されたポリオレフィン樹脂が好ましく用いられる。α−オレフィンとしては、炭素数３以上のα−オレフィンが好ましく、上記共重合ゴム（Ａ）において示したα−オレフィンと同様なα−オレフィンがより好ましく、中でも炭素数３〜１２のα−オレフィンがさらに好ましい。また、ポリオレフィン樹脂（Ｂ）の構造単位全体を１００モル％とした場合に、α−オレフィンから導かれる構造単位を好ましくは８０モル％以上、より好ましくは９０モル％以上含有する。ポリオレフィン樹脂（Ｂ）はα−オレフィンの単独重合体であっても、２種以上のα−オレフィンの共重合体であっても、α−オレフィンとα−オレフィンではない単量体との共重合体であってもよい。また、これらの異なる２種以上の重合体の混合物、共重合体の混合物または重合体と共重合体との混合物であってもよい。上記のポリオレフィン樹脂（Ｂ）は市販のものを用いてもよく、また、チーグラー・ナッタ触媒やメタロセン触媒を用いて公知の方法で製造することもできる。

ポリオレフィン樹脂（Ｂ）の示差走査熱量測定法による最大ピーク温度、即ち融点（以下、単に「Ｔｍ」ともいう）は好ましくは１００℃以上、より好ましくは１２０℃以上である。Ｔｍが１００℃未満では十分な耐熱性及び強度が発揮されない場合がある。また、メルトフローレート（温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇにおける）（以下、単に「ＭＦＲ」という）は好ましくは０．１〜１００ｇ／１０分、より好ましくは０．５〜８０ｇ／１０分である。ＭＦＲが０．１ｇ／１０分未満ではエラストマー組成物の混練加工性、押出加工性等が不十分となる場合がある。一方、１００ｇ／１０分を超えると強度が低下する場合がある。

本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）とポリオレフィン樹脂（Ｂ）とを、（Ａ）／（Ｂ）の質量比として９０／１０〜１０／９０で含むことが好ましく、８５／１５〜３０／７０で含むことがより好ましく、８０／２０〜４０／６０で含むことがさらに好ましい。前記質量比が前記範囲内であると、ゴム弾性と機械物性とのバランスが良好となる傾向にある。

軟化剤（Ｃ）は、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）にあらかじめ分散された軟化剤としての態様（ｃ１）と、ポリオレフィン樹脂（Ｂ）とともに用いられる軟化剤としての態様（ｃ２）との２つの態様にて用いることができる。

本発明で用いられる軟化剤（Ｃ）としては、前記（ｃ１）及び（ｃ２）のいずれの態様で用いられる軟化剤についても、通常ゴムに使用される軟化剤を用いることができる。具体的には、プロセスオイル、潤滑油、パラフィン、流動パラフィン、石油アスファルト、ワセリン等の石油系物質；コールタール、コールタールピッチ等のコールタール類；ヒマシ油、アマニ油、ナタネ油、大豆油、ヤシ油等の脂肪油；トール油、蜜ロウ、カルナウバロウ、ラノリン等のロウ類；リシノール酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸またはその金属塩；石油樹脂、クマロンインデン樹脂、アタクチックポリプロピレン等の合成高分子物質；ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペート、ジオクチルセバケート等のエステル系可塑剤；その他マイクロクリスタリンワックス、サブ（ファクチス）、液状ポリブタジエン、変性液状ポリブタジエン、液状チオコールなどが挙げられ、これらの中で、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体ゴムとの親和性の点からプロセスオイル、潤滑油、パラフィン、流動パラフィン、石油アスファルト、ワセリン等が好ましい。

軟化剤（Ｃ）の量（（ｃ１）の態様で用いられる軟化剤と（ｃ２）の態様で用いられる軟化剤との総和）は、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）とポリオレフィン樹脂（Ｂ）との合計１００質量部に対し、１〜２００質量部であり、好ましくは３０〜１００質量部である。上記のような割合で軟化剤を用いると、成形体のシール性能を低下させることなく、熱可塑性エラストマー組成物の流動性を十分に改善することができる。軟化剤は、（ｃ２）としての態様のみにて用いることも、（ｃ１）としての態様のみにて用いることも、（ｃ１）としての態様と（ｃ２）としての態様との両方の態様にて用いることもできる。

架橋剤（Ｄ）としては、有機過酸化物、イオウ、イオウ化合物、フェノール樹脂等のフェノール系加硫剤などが挙げられる。これらの中では有機過酸化物が好ましい。

有機過酸化物の具体例としては、ジクミルペルオキシド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド、２，５―ジメチル−２,５−ジ−（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２,５−ジ−（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）−３−ヘキシン、１，３−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）−３,３,５−トリメチルシクロヘキサン、ｎ−ブチル−４,４−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）バレレート、ベンゾイルペルオキシド、ｐ−クロロベンゾイルペルオキシド、２，４−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ｔｅｒｔ− ブチルペルオキシベンゾエート、ｔｅｒｔ−ブチルペルベンゾエート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート、ジアセチルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、ｔｅｒｔ− ブチルクミルペルオキシドなどが挙げられる。

これらの中では、臭気性、スコーチ安定性の点で、２，５−ジメチル−２,５−ジ−（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２,５−ジ-（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）−３−ヘキシン、１，３−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）−３,３,５−トリメチルシクロヘキサン、ｎ−ブチル−４,４−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）バレレートが好ましく、中でも１，３−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼンが最も好ましい。

架橋剤（Ｄ）は、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）の架橋度を高める目的から、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）とポリオレフィン樹脂（Ｂ）との合計量１００質量部に対して、好ましくは０．０１〜３．０質量部、より好ましくは０．０３〜２．０質量部、さらに好ましくは０．０５〜１．５質量部の割合で用いられる。

本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、架橋助剤（Ｅ）を含有してもよい。

架橋助剤（Ｅ）として、具体的には、硫黄、ｐ−キノンジオキシム、ｐ,ｐ'−ジベンゾイルキノンジオキシム、Ｎ−メチル−Ｎ，４−ジニトロソアニリン、ニトロソベンゼン、ジフェニルグアニジン、ビスマレイミド、トリメチロールプロパン−Ｎ,Ｎ'−ｍ−フェニレンジマレイミドのようなペルオキシ架橋用助剤；あるいは、ジビニルベンゼン、トリアリルシアヌレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、アリルメタクリレートのような多官能性メタクリレートモノマー；ビニルブチラート、ビニルステアレートのような多官能性ビニルモノマーなどが挙げられる。

このような架橋助剤を用いることにより、均一かつ緩和な架橋反応が期待できる。これらの架橋助剤のなかでは、トリアリルシアヌレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジビニルベンゼン、ビスマレイミドが好ましい。これらは、取扱いが容易であり、被架橋処理物の主成分であるエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）およびポリオレフィン樹脂（Ｂ）との相溶性が良好であり、かつ、有機過酸化物を可溶化する作用を有し、有機過酸化物の分散剤として働くため、熱処理による架橋効果が均質で、流動性と物性とのバランスのとれたオレフィン系熱可塑性エラストマー組成物が得られる。

架橋助剤（Ｅ）は、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）の架橋度を高める目的から、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）とポリオレフィン樹脂（Ｂ）との合計量１００質量部に対して、０．１〜３．０質量部の割合で用いることが好ましい。架橋助剤の配合量が上記範囲にあると、得られる熱可塑性エラストマー組成物は、架橋助剤がエラストマー中に未反応のモノマーとして残存することがないため、加工成形の際に熱履歴による物性の変化が生じることがなく、しかも、流動性に優れている。

本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、さらに従来公知の耐熱安定剤、耐候安定剤、老化防止剤、帯電防止剤、充填剤、着色剤などの添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で含有することができる。

本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、上記（Ａ）〜（Ｄ）成分を前述のバッチ式ミキサーを用いて混練し、動的架橋して得られる。この動的架橋が、上記条件（１）〜（４）が満たされる条件下で行われる。

混練温度は通常１２５〜２８０℃、好ましくは１４５〜２４０℃であり、混練時間は架橋剤（Ｄ）を投入した時点から、通常１〜３０分間、好ましくは１〜２０分間である。この混練にあたり、酸化防止剤を添加することが好ましい。混練の際に加えられる剪断力は、通常、剪断速度で１〜１０⁴ ｓｅｃ^-1であり、好ましくは１０〜１０⁴ ｓｅｃ^-1の範囲内である。

前述のとおり、混練においては、架橋剤（Ｄ）を投入する前に、軟化材（Ｃ）とエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）とを混練しておく。ここで、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）に事前に軟化剤（Ｃ）が練りこまれていてもよい。また、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）に軟化剤（Ｃ）が練りこまれたエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）'を併用してもよい。

本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、ポリオレフィン樹脂（Ｂ）からなる海相にエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）が島相として微分散化されたものである。バッチ式ミキサーを用いて上記条件（１）〜（４）を満たす条件下で動的架橋を行うと、前述のとおり、島相の分散化を十分に行うことが可能であるので、本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、ゲル状物質の発生が少なく、良好な外観を有し、優れた機械物性を有する。押し出し量も多くすることができる。

本発明においては、バッチ式のミキサーを用いることにより精度よく、前述の条件（１）〜（３）に示した各混練パラメータを制御することが可能である。さらに軟化剤投入により組成物の温度を低下させてから架橋させることで、島相が従来品より良好に微分散化された組成物が得られる。この組成物は従来品よりも高粘度であるので、成形体の外観に優れ、押出量も多くなる。

本発明の熱可塑性エラストマー組成物においては、電子顕微鏡（ＥＭ）を用いた観察写真の画像解析により得られた島相の円相当の平均粒子径ｄｎが５μｍ以下であり、且つ島相の粒径分布ｄｖ／ｄｎ（ｄｖは島相の円相当の体積平均粒子径）が１．５以下であることが好ましい。ｄｎは好ましくは４μｍ以下、さらに好ましくは２μｍ以下である。ｄｎがこの範囲であると、ゴム弾性向上という点で好ましい。また、ゴム島相の粒径分布ｄｖ／ｄｎは、好ましくは１．４５以下、さらに好ましくは１．４以下である。ｄｖ／ｄｎがこの範囲であると、ゴム弾性向上という点で好ましい。

本発明の熱可塑性エラストマーから、公知の成形方法、たとえば押出成形、プレス成形、射出成形、カレンダー成形、ブロー成形等の各種の成形方法により、成形体を製造することができる。成形体は、自動車部品、工業機械部品、電気電子部品、土木建築部品、医療部品などの用途に供され、柔軟性、機械的強度、形状回復性、反撥弾性などが要求されるものに利用することができ、特に表皮材に好適に利用できる。

また、本発明の製造方法によって製造された熱可塑性エラストマーは、公知の発泡方法を用いて発泡体とすることもできる。

以下の実施例および比較例において、以下の方法により熱可塑性エラストマー組成物の物性測定および成形体の外観評価を行った。
［物性測定］
〔メルトフローレート（ＭＦＲ）〕
メルトフローレートは、ＡＳＴＭＤ１２３８に準拠し、２３０℃、１０ｋｇ荷重下で測定した。

〔引張り強さ（ＴＢ）、伸び（ＥＢ）〕
熱可塑性エラストマー組成物を２１０℃でプレス成形して、縦２００ｍｍ、横２００ｍｍ、厚さ２ｍｍのプレスシートを作製し、このプレスシートを打ち抜いてダンベル状（ＪＩＳ−３号）試験片を作製した。ＪＩＳＫ６２５１（２０１０）に準拠して、この試験片を用いて引張速度５００ｍｍ／ｍｉｎで引張り強さ（ＴＢ）および伸び（ＥＢ）を測定した。

〔圧縮永久歪（ＣＳ）〕
熱可塑性エラストマー組成物からプレス成形機により作製したプレス成形シートを、ＪＩＳＫ６２６２に準拠して、スペーサーを用いて２５％圧縮し、７０℃で２４時間熱処理を行い、処理後２３℃の恒温室で３０分放置した後、厚さを測定し、下記式から圧縮永久歪（ＣＳ）を求めた。
ＣＳ＝[(ｔ０−ｔ１)/(ｔ０−ｔ２)]×１００
ＣＳ：圧縮永久歪み率（％）
ｔ０：プレス成形シートの原厚（ｍｍ）
ｔ１： 30分放置した後のプレス成形シートの厚さ（ｍｍ）
ｔ２：圧縮ひずみを加えた状態でのプレス成形シートの厚さ（ｍｍ）
〔Δ溶融密度〕
熱可塑性エラストマー組成物を、ＪＩＳＫ６２６２に準拠して、２００℃で溶融密度を測定し、２３℃での密度を用いて、以下の式でΔ溶融密度（２００℃）を算出した。

〔押出量〕
熱可塑性エラストマー組成物を、開口部に２５ｍｍ×１ｍｍのダイスを取り付けた、スクリュー径が５０ｍｍ、Ｌ／Ｄが３１、圧縮比が３．１であるフルフライト型スクリューを有する１軸押し出し機に供給し、前記押し出し機の導入部からダイス出口までの設定温度を１６０℃〜２００℃として、熱可塑性エラストマーを３６秒間押し出し、押し出された組成物の重量より１時間当たりの押出量を計算した。

［成形体の外観評価］
上記押出量の試験において押し出し機から押し出された平板ベルトの成形品表面に現れた直径０．８ｍｍ以上の突起の数を成形品の長さ１ｍ当りで計測し、その個数で成形体の外観を評価した。

［実施例１］
エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）（商品名：三井ＥＰＴ３０７２ＥＰＭ（三井化学（株）製））７８質量部、結晶性ポリオレフィン系樹脂（ＰＰ−１）（商品名：ＥＬ−ＰｒｏＰ７４０Ｊ（ＳＣＧＣｈｅｍｉｃａｌｓ製））２２質量部及び結晶性ポリオレフィン系樹脂（ＰＰ−２）（商品名：ポリプロピレン樹脂Ｂ２４１（プライムポリマー（株）製））１５質量部をインターメッシングミキサー（harburg-Freudenberger Maschinenbau GmbH社製、INTERMIX(登録商標) GK45E）に投入し、混練しながら室温から１７５℃まで昇温し、樹脂・ゴム組成物を調製した。

ついでフェノール系酸化防止剤（商品名：Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０（ＢＡＳＦ社製））０．２質量部、軟化剤（商品名：ダイアナプロセスオイルＰＷ−１００（出光（株）製））３２質量部をインターメッシングミキサーに投入し、混練しながら１３５℃まで降温した。

その後、有機過酸化物系架橋剤（商品名：パーヘキサ２５Ｂ（日油（株）製））０．４０質量部及びジビニルベンゼン系架橋助剤（商品名：ＤＶＢ−８１０（ＮＳスチレンモノマー（株）製））０．１６質量部をインターメッシングミキサーに投入し、混練することで、熱可塑性エラストマー組成物を得た。

架橋剤投入後は上記条件（１）におけるＰ１が１０４．９、平均樹脂温度が１６２℃となるように回転数、混練時間および混練温度パターンを決定して架橋反応を行い、熱可塑性エラストマー組成物を得た。架橋剤投入後の混練時間（滞留時間）は５４０秒であり、上記条件（２）におけるＰ２は１１８９、上記条件（３）におけるＰ３は−１．１であった。

上記操作において、インターメッシングミキサーの容量は４９Ｌであり、１バッチ当たり３６ｋｇ仕込んだ（充填率８５％）。

得られた熱可塑性エラストマー組成物の上記物性測定および成形体の外観評価の結果を表１に示した。
［実施例２］
有機過酸化物系架橋剤として、パーヘキサ２５Ｂに替えてパーヘキシン２５Ｂ（商品名、日油（株）製）を用いたこと以外は、実施例１と同様の条件で、熱可塑性エラストマー組成物を得た。このときのＰ３は−１．６であった。
［比較例１］
実施例１と同様に樹脂・ゴム組成物を調製した。

ついでフェノール系酸化防止剤（商品名：Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０（ＢＡＳＦ社製））０．２質量部をインターメッシングミキサーに投入し、混練しながら１３５℃まで降温した。

その後、有機過酸化物系架橋剤（商品名：パーヘキサ２５Ｂ（日油（株）製））０．４０質量部及びジビニルベンゼン系架橋助剤（商品名：ＤＶＢ−８１０（ＮＳスチレンモノマー（株）製））０．１６質量部をインターメッシングミキサーに投入し、混練した。

その後、軟化剤（商品名：ダイアナプロセスオイルＰＷ−１００（出光（株）製））３２質量部をインターメッシングミキサーに投入し、混練することで熱可塑性エラストマー組成物を得た。

架橋剤投入後は上記条件（１）におけるＰ１が１０６．３、平均樹脂温度が１６１℃となるように回転数、混練時間および混練温度パターンを決定して架橋反応を行い、熱可塑性エラストマー組成物を得た。架橋剤投入後の混練時間（滞留時間）は５５５秒であり、上記条件（２）におけるＰ２は１１９１、上記条件（３）におけるＰ３は−１．１であった。

得られた熱可塑性エラストマー組成物の上記物性測定および成形体の外観評価の結果を表１に示した。
［比較例２〜７］
パラメーターＰ１, Ｐ２, Ｐ３が表１に示した数値になるように混練条件を変更したこと以外は実施例１と同様の配合、条件にて熱可塑性エラストマーを得た。

得られた各熱可塑性エラストマー組成物の上記物性測定および成形体の外観評価の結果を表１に示した。

Claims

エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）と、
ポリオレフィン樹脂（Ｂ）と、
前記共重合体（Ａ）と樹脂（Ｂ）との合計１００質量部あたり１〜２００質量部の軟化剤（Ｃ）と、
架橋剤（Ｄ）とを、
バッチ式ミキサーを用い、下記条件（１）〜（４）を満たす条件下で動的架橋することを特徴とする、熱可塑性エラストマー組成物の製造方法。
（１）５０≦Ｐ１≦３００
（ここで、Ｐ１は下記式（ｉ）で定義される。

（式（i）において、架橋剤（Ｄ）投入後の滞留時間（ｓｅｃ）をｔ１ｓｅｃとし、せん断速度γのｔ１における平均速度（ｓｅｃ^-1）をγave. ｓｅｃ^-1とする。））
（２）９００≦Ｐ２≦１４５０
（ここで、Ｐ２は下記式（ｉｉ）で定義される。

（式（ii）において、架橋剤（Ｄ）投入後の平均樹脂温度（℃）をＴave. ℃とし、架橋剤（Ｄ）投入後の滞留時間（ｓｅｃ）をｔ１ｓｅｃとする。））
（３） −２．５≦Ｐ３≦１．５
（ここで、Ｐ３は下記式（ｉｉｉ）で定義される。

（式（ｉｉｉ）において、架橋剤（Ｄ）投入後の滞留時間（ｓｅｃ）をｔ１ｓｅｃとし、架橋剤（Ｄ）投入後の平均樹脂温度Ｔave.において架橋剤（Ｄ）の残存量が投入量の１ｐｐｍ以下になるのに要する時間（ｓｅｃ）をｔ２ｓｅｃとする。））
（４）バッチ式ミキサーに、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）、ポリオレフィン樹脂（Ｂ）および軟化剤（Ｃ）を投入した後に架橋剤（Ｄ）を投入する。
前記エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体（Ａ）と、ポリオレフィン樹脂（Ｂ）との質量比（（Ａ）／（Ｂ））が９０／１０〜１０／９０であることを特徴とする、請求項１に記載の熱可塑性エラストマー組成物の製造方法。
前記架橋剤（Ｄ）が有機過酸化物であり、かつ、前記架橋剤（Ｄ）の配合量が前記共重合体（Ａ）と樹脂（Ｂ）との合計１００質量部あたり０．０１〜３．０質量部であることを特徴とする、請求項１または２に記載の熱可塑性エラストマー組成物の製造方法。
前記バッチ式ミキサーがＩｎｔｅｒｍｅｓｈｉｎｇＭｉｘｅｒであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物の製造方法。