JP6313918B1 - 樹脂組成物、ペレット、ベール、制振材、遮音材および合わせガラス用中間膜 - Google Patents

樹脂組成物、ペレット、ベール、制振材、遮音材および合わせガラス用中間膜 Download PDF

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Abstract

制振性がより一層優れる、樹脂組成物、ペレット、ベール、制振材、遮音材および合わせガラス用中間膜を提供する。前記樹脂組成物は、具体的には、下記ブロック共重合体またはその水素添加物(X)、およびガラス転移温度−50〜45℃の粘着付与樹脂(Y)を含有する樹脂組成物であって、前記ブロック共重合体またはその水素添加物(X)の重合体ブロック(B)のガラス転移温度をTg(X)とし、前記粘着付与樹脂(Y)のガラス転移温度をTg(Y)としたとき、Tg(X)とTg(Y)の差の絶対値が50℃以下である、樹脂組成物。ブロック共重合体またはその水素添加物(X):芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を70モル%超含有する重合体ブロック(A)と、共役ジエン化合物およびイソブチレンからなる群から選択される少なくとも1種に由来する構造単位を30モル%以上含有する重合体ブロック(B)とを有するブロック共重合体、またはその水素添加物であって、前記ブロック共重合体における重合体ブロック(A)の含有量が25質量%以下である、ブロック共重合体またはその水素添加物。

Description

本発明は、樹脂組成物、ペレット、ベール、制振材、遮音材および合わせガラス用中間膜に関する。
芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロックと、共役ジエン化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロックとを有するブロック共重合体およびその水素添加物が制振性に優れることは既に知られており、これを含有する樹脂組成物は制振材として利用されてきた。
近年は、自動車等の車両内部の低振動化および低騒音化、並びに、一般家庭での事務機器の普及および家電製品の大型化により発生する騒音および振動の低減が重要な課題となっており、また、屋外においても、橋梁等の構造物および産業機械等の低振動化および低騒音化が進んでいる。このため、より一層優れた制振性を有する材料の開発が求められている。
制振性に優れた材料としては、これまでに以下の(i)〜(iv)が知られている。
(i)エラストマー(A)と、軟化剤(B)、粘着付与剤(C)および可塑剤(D)から選ばれる少なくとも1種とを含有し、該組成物の剪断モードでの動的粘弾性測定により得られる損失正接(tanδ)のピークが20℃以下にあり、損失正接(tanδ)が20℃において0.4以上で、20℃での貯蔵弾性率(G’)が1MPa以下である耐震マット用組成物(特許文献1参照)、
(ii)分子中に二個以上の所定の数平均分子量のビニル芳香族モノマーから成るブロックと一個以上のビニル結合金有量が40%以上であり、0℃以上にtanδの主分散のピークを有するイソプレンまたはイソプレン−ブタジエンから成るブロックより構成される所定分子量のブロック共重合体100重量部、および30℃以上の軟化点を有する粘着付与樹脂5〜250重量部からなる組成物(特許文献2参照)、
(iii)(A)ビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロックの少なくとも一つと、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックの少なくとも一つからなるブロック共重合体を水素添加して得られる水添ブロック共重合体と、その100質量部に対して、(B)軟化剤としてのオイル1〜500質量部および(C)加工助剤としてのポリオレフィン系樹脂0.1〜50質量部を含むと共に、さらに(D)粘弾性調整用樹脂を含み、かつアスカC硬度が10〜70度であるエラストマー組成物からなる衝撃吸収材料(特許文献3参照)、
(iv)(a)少なくとも1個のビニル芳香族モノマーからなり、所定の数平均分子量のブロック(A)と、イソプレン、ブタジエンもしくはイソプレン−ブタジエンからなり、3,4−結合および1,2−結合含有量が30%以上で、tanδのピーク温度が−20℃以上であり、かつtanδのピーク値が0.3以上であるブロック(B)より構成される所定の数平均分子量のブロック共重合体、またはその水添物100重量部、(b)軟化剤10〜2,000重量部、および(c)粘着付与樹脂10〜2,000重量部を含んでなる柔軟性組成物(特許文献4参照)。
特開2006−335997号公報 特開平02−135256号公報 特開2010−275457号公報 特開平06−293853号公報
本発明者らの検討によると、いずれの従来技術においても、必ずしも十分な制振性が得られるわけではなかった。そのため、ブロック共重合体またはその水素添加物の制振性を、より効率的およびより効果的に向上させる技術開発が求められる。
そこで、本発明の課題は、制振性がより一層優れる、樹脂組成物、ペレット、ベール、制振材、遮音材および合わせガラス用中間膜を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討を行ったところ、特定のブロック共重合体またはその水素添加物と、所定のガラス転移温度を有する粘着付与樹脂とを、両者のガラス転移温度の差の絶対値が所定温度以下となるように組み合わせたときに、制振性が大きく向上することが判明し、本発明に至った。
本発明は、下記[1]〜[22]に関する。
[1]下記ブロック共重合体またはその水素添加物(X)、およびガラス転移温度−50〜45℃の粘着付与樹脂(Y)を含有する樹脂組成物であって、
前記ブロック共重合体またはその水素添加物(X)の重合体ブロック(B)のガラス転移温度をTg(X)とし、前記粘着付与樹脂(Y)のガラス転移温度をTg(Y)としたとき、Tg(X)とTg(Y)の差の絶対値が50℃以下である、樹脂組成物。
ブロック共重合体またはその水素添加物(X):芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を70モル%超含有する重合体ブロック(A)と、共役ジエン化合物およびイソブチレンからなる群から選択される少なくとも1種に由来する構造単位を30モル%以上含有する重合体ブロック(B)とを有するブロック共重合体、またはその水素添加物であって、前記ブロック共重合体における重合体ブロック(A)の含有量が25質量%以下である、ブロック共重合体またはその水素添加物。
[2]前記粘着付与樹脂(Y)の分子量が100〜10,000である、上記[1]の樹脂組成物。
[3]前記粘着付与樹脂(Y)が脂環式骨格を有する、上記[1]または[2]の樹脂組成物。
[4]前記粘着付与樹脂(Y)が酸素原子を含有する、上記[1]または[2]の樹脂組成物。
[5]前記粘着付与樹脂(Y)の酸価が100mgKOH/g以下である、上記[1]〜[4]のいずれかの樹脂組成物。
[6]前記粘着付与樹脂(Y)が、ロジン系樹脂、フェノール系樹脂およびクマロン−インデン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種である、上記[1]〜[5]のいずれかの樹脂組成物。
[7]前記ロジン系樹脂が水添または非水添ロジンエステルである、上記[6]の樹脂組成物。
[8]前記粘着付与樹脂(Y)が25℃で液状である、上記[1]〜[7]のいずれかの樹脂組成物。
[9]前記ブロック共重合体またはその水素添加物(X)の重量平均分子量が20,000〜800,000である、上記[1]〜[8]のいずれかの樹脂組成物。
[10]前記水素添加物において、前記重合体ブロック(B)における水素添加率が80〜99モル%である、上記[1]〜[9]のいずれかの樹脂組成物。
[11]前記ブロック共重合体またはその水素添加物(X)において、共役ジエン化合物が、イソプレン、ブタジエン、または、イソプレンとブタジエンの混合物である、上記[1]〜[10]のいずれかの樹脂組成物。
[12]前記ブロック共重合体における重合体ブロック(A)の含有量が1〜15質量%である、上記[1]〜[11]のいずれかの樹脂組成物。
[13]
成分(X)と成分(Y)の含有割合[X/Y]が、質量比で、90/10〜10/90である、上記[1]〜[12]のいずれかの樹脂組成物。
[14]前記ブロック共重合体またはその水素添加物(X)を下記成形条件に従って成形して得られる厚さ1mmのフィルムのモルフォロジーが、スフィア(球状)のミクロ相分離構造を有する、上記[1]〜[13]のいずれかの樹脂組成物。
成形条件:温度200℃、圧力10MPaで3分間加圧する。
[15]前記樹脂組成物を下記成形条件に従って成形して得られる厚さ1mmのフィルムのモルフォロジーが、スフィア(球状)のミクロ相分離構造を有する、上記[1]〜[14]のいずれかの樹脂組成物。
成形条件:温度200℃、圧力10MPaで3分間加圧する。
[16]前記樹脂組成物のtanδのピークトップ温度における貯蔵弾性率G’(top)に対する、前記ピークトップ温度−5℃における貯蔵弾性率G’(-5)の比率[G’(-5)/G’(top)]が10以上である、上記[1]〜[15]のいずれかの樹脂組成物。
[17]JIS K7244−10(2005年)に準拠して、歪み量0.1%、周波数1Hz、測定温度−70〜200℃、昇温速度3℃/分の条件で測定したtanδのピークトップ強度が2.5以上である、上記[1]〜[16]のいずれかの樹脂組成物。
[18]上記[1]〜[17]のいずれかの樹脂組成物を含有してなるペレット。
[19]上記[1]〜[17]のいずれかの樹脂組成物を含有してなるベール。
[20]上記[1]〜[17]のいずれかの樹脂組成物を含有してなる制振材。
[21]上記[1]〜[17]のいずれかの樹脂組成物を含有してなる遮音材。
[22]上記[1]〜[17]のいずれかの樹脂組成物を含有してなる合わせガラス用中間膜。
本発明により、制振性がより一層優れる、樹脂組成物、ペレット、ベール、制振材、遮音材および合わせガラス用中間膜を提供することができる。
スフィアのミクロ相分離構造の概略図である。 シリンダーのミクロ相分離構造の概略図である。 ラメラのミクロ相分離構造の概略図である。 樹脂組成物のtanδのピークトップ温度における貯蔵弾性率G’(top)に対する、前記ピークトップ温度−5℃における貯蔵弾性率G’(-5)の比率[G’(-5)/G’(top)]を説明するためのグラフである。
本発明は、後述するブロック共重合体またはその水素添加物(X)[以下、成分(X)と称することがある。]、およびガラス転移温度−50〜45℃の粘着付与樹脂(Y)[以下、成分(Y)と称することがある。]を含有する樹脂組成物であって、
前記ブロック共重合体またはその水素添加物(X)の重合体ブロック(B)のガラス転移温度をTg(X)とし、前記粘着付与樹脂(Y)のガラス転移温度をTg(Y)としたとき、Tg(X)とTg(Y)の差の絶対値が50℃以下である、樹脂組成物に関する。
以下、Tg(X)とTg(Y)の差の絶対値、つまり|Tg(X)−Tg(Y)|は、|ΔTg|と表すことがある。
|ΔTg|が50℃を超えると、制振性の向上効果が得られなくなる。制振性の観点から、|ΔTg|は、好ましくは45℃以下、より好ましくは40℃以下、さらに好ましくは30℃以下、特に好ましくは20℃以下である。|ΔTg|の下限値に特に制限はなく、0℃であってもよく、0.5℃であってもよい。|ΔTg|を前記範囲に制御することによって、組成物中の成分(X)と成分(Y)が近い温度でガラス転移するため、後述する樹脂組成物のtanδのピークトップ温度における貯蔵弾性率G’(top)に対する、前記ピークトップ温度−5℃における貯蔵弾性率G’(-5)の比率[G’(-5)/G’(top)]の値が大きくなり、tanδのピーク強度が高くなるため、前記成分(X)の制振性を大幅に向上させることができる。つまり、成分(X)のみの制振性と比べて、|ΔTg|が前記範囲となる成分(X)と成分(Y)とを含有する樹脂組成物の方が、制振性が大幅に高くなる。
なお、本発明において、ガラス転移温度は、実施例に記載の方法、具体的には下記測定方法に従って求めた。
(ガラス転移温度の測定方法)
示差走査型熱量計「DSC6200」(セイコーインスツル株式会社製)を用い、成分(X)を精秤し、10℃/分の昇温速度にて−120℃から60℃まで昇温し、測定曲線の変曲点の温度を読みとり、重合体ブロック(B)のガラス転移温度[Tg(X)]とした。
また、示差走査型熱量計「DSC6200」(セイコーインスツル株式会社製)を用い、成分(Y)を精秤し、10℃/分の昇温速度にて−120℃から100℃まで昇温し、測定曲線の変曲点の温度を読みとり、成分(Y)のガラス転移温度[Tg(Y)]とした。
以下、本発明の樹脂組成物が含有する成分(X)および成分(Y)について順に説明する。
[ブロック共重合体またはその水素添加物(X)]
成分(X)は、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を70モル%超含有する重合体ブロック(A)と、共役ジエン化合物およびイソブチレンからなる群から選択される少なくとも1種に由来する構造単位を30モル%以上含有する重合体ブロック(B)とを有するブロック共重合体またはその水素添加物であって、前記ブロック共重合体における重合体ブロック(A)の含有量が25質量%以下のブロック共重合体またはその水素添加物である。
成分(X)としては、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(重合体ブロック(A))
重合体ブロック(A)は、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位(以下、「芳香族ビニル化合物単位」と略称することがある。)を70モル%超含有し、機械的特性の観点から、好ましくは80モル%以上、より好ましくは85モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、特に好ましくは95モル%以上であり、実質的に100モル%であってもよい。
前記芳香族ビニル化合物としては、例えばスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、2,6−ジメチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、α−メチル−o−メチルスチレン、α−メチル−m−メチルスチレン、α−メチル−p−メチルスチレン、β−メチル−o−メチルスチレン、β−メチル−m−メチルスチレン、β−メチル−p−メチルスチレン、2,4,6−トリメチルスチレン、α−メチル−2,6−ジメチルスチレン、α−メチル−2,4−ジメチルスチレン、β−メチル−2,6−ジメチルスチレン、β−メチル−2,4−ジメチルスチレン、o−クロロスチレン、m−クロロスチレン、p−クロロスチレン、2,6−ジクロロスチレン、2,4−ジクロロスチレン、α−クロロ−o−クロロスチレン、α−クロロ−m−クロロスチレン、α−クロロ−p−クロロスチレン、β−クロロ−o−クロロスチレン、β−クロロ−m−クロロスチレン、β−クロロ−p−クロロスチレン、2,4,6−トリクロロスチレン、α−クロロ−2,6−ジクロロスチレン、α−クロロ−2,4−ジクロロスチレン、β−クロロ−2,6−ジクロロスチレン、β−クロロ−2,4−ジクロロスチレン、o−t−ブチルスチレン、m−t−ブチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、o−メトキシスチレン、m−メトキシスチレン、p−メトキシスチレン、o−クロロメチルスチレン、m−クロロメチルスチレン、p−クロロメチルスチレン、o−ブロモメチルスチレン、m−ブロモメチルスチレン、p−ブロモメチルスチレン、シリル基で置換されたスチレン誘導体、インデン、ビニルナフタレン等が挙げられる。該芳香族ビニル化合物は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。中でも、製造コストと物性バランスの観点から、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、およびこれらの混合物が好ましく、スチレンがより好ましい。
但し、本発明の目的および効果の妨げにならない限り、重合体ブロック(A)は芳香族ビニル化合物以外の他の不飽和単量体に由来する構造単位(以下、「他の不飽和単量体単位」と略称することがある。)を30モル%以下の割合で含有していてもよい。該他の不飽和単量体としては、例えばブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチルブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン、イソブチレン、メタクリル酸メチル、メチルビニルエーテル、N−ビニルカルバゾール、β−ピネン、8,9−p−メンテン、ジペンテン、メチレンノルボルネン、2−メチレンテトラヒドロフラン等からなる群から選択される少なくとも1種が挙げられる。重合体ブロック(A)中の、前記他の不飽和単量体に由来する構造単位の含有量は、好ましくは20モル%以下、より好ましくは10モル%以下、さらに好ましくは5モル%以下、特に好ましくは実質的に0モル%である。
重合体ブロック(A)が該他の不飽和単量体単位を含有する場合の結合形態は特に制限はなく、ランダム、テーパー状のいずれでもよい。
ブロック共重合体は、前記重合体ブロック(A)を少なくとも1つ有していればよい。ブロック共重合体が重合体ブロック(A)を2つ以上有する場合には、それら重合体ブロック(A)は、同一であっても異なっていてもよい。なお、本明細書において「重合体ブロックが異なる」とは、重合体ブロックを構成するモノマー単位、重量平均分子量、立体規則性、および複数のモノマー単位を有する場合には各モノマー単位の比率および共重合の形態(ランダム、グラジェント、ブロック)のうち少なくとも1つが異なることを意味する。
ブロック共重合体が有する前記重合体ブロック(A)の重量平均分子量(Mw)は、特に制限はないが、ブロック共重合体が有する前記重合体ブロック(A)のうち、少なくとも1つの重合体ブロック(A)の重量平均分子量が好ましくは3,000〜60,000、より好ましくは4,000〜50,000である。ブロック共重合体が、前記範囲内の重量平均分子量である重合体ブロック(A)を少なくとも1つ有することにより、機械強度がより向上する。
なお、本明細書および特許請求の範囲に記載の「重量平均分子量」は全て、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定によって求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量である。ブロック共重合体が有する各重合体ブロック(A)の重量平均分子量は、製造工程において各重合体ブロックの重合が終了する都度、サンプリングした液を測定することで求めることができる。また、例えばA1−B−A2構造を有するトリブロック共重合体の場合は、最初の重合体ブロックA1および重合体ブロックBの重量平均分子量を上記方法により求め、ブロック共重合体の重量平均分子量からそれらを引き算することにより、2番目の重合体ブロックA2の重量平均分子量を求めることができる。また、他の方法として、A1−B−A2構造を有するトリブロック共重合体の場合は、重合体ブロック(A)の合計の重量平均分子量は、ブロック共重合体の重量平均分子量とH−NMR測定で確認する重合体ブロック(A)の合計含有量から算出し、GPC測定によって、失活した最初の重合体ブロックA1の重量平均分子量を算出し、これを引き算することによって2番目の重合体ブロックA2の重量平均分子量を求めることもできる。
前記ブロック共重合体における重合体ブロック(A)の含有量(複数の重合体ブロック(A)を有する場合はそれらの合計含有量である。)は、制振性の観点から、25質量%以下である。25質量%を超えると、たとえ|ΔTg|が前記範囲内であっても、制振性の向上効果が得られなくなる。
重合体ブロック(A)の含有量の下限値に特に制限はないが、重合体ブロック(A)の含有量が1質量%未満であると、ブロック共重合体またはその水素添加物(X)のペレットを形成することが困難となる傾向にある。
上記同様の観点から、重合体ブロック(A)の含有量は、好ましくは1〜25質量%、より好ましくは1〜22質量%、さらに好ましくは1〜18質量%、特に好ましくは1〜15質量%であり、1〜10質量%であってもよいし、3〜8質量%であってもよい。また、機械的特性の観点からは、6〜18質量%が好ましく、6〜15質量%がより好ましく、8〜15質量%がさらに好ましく、10〜15質量%が特に好ましい。
なお、ブロック共重合体における重合体ブロック(A)の含有量は、H−NMRスペクトルにより求めた値であり、より詳細には実施例に記載の方法に従って測定した値である。
(重合体ブロック(B))
重合体ブロック(B)は、共役ジエン化合物およびイソブチレンからなる群から選択される少なくとも1種に由来する構造単位を30モル%以上含有し、好ましくは50モル%以上、より好ましくは65モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上含有する。
重合体ブロック(B)は、共役ジエン化合物に由来する構造単位を30モル%以上含有していてもよいし、イソブチレンに由来する構造単位を30モル%以上含有していてもよいし、共役ジエン化合物とイソブチレンとの混合物に由来する構造単位を30モル%以上含有していてもよい。また、重合体ブロック(B)は、共役ジエン化合物1種に由来する構造単位のみを有していてもよいし、共役ジエン化合物2種以上に由来する構造単位を有していてもよい。
前記共役ジエン化合物としては、イソプレン、ブタジエン、ヘキサジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、ミルセン等を挙げることができる。中でも、イソプレン、ブタジエン、および、イソプレンとブタジエンの混合物が好ましく、これらのいずれであってもよく、これらの中でも、イソプレンがより好ましい。ブタジエンとイソプレンの混合物の場合、それらの混合比率[イソプレン/ブタジエン](質量比)に特に制限はないが、好ましくは5/95〜95/5、より好ましくは10/90〜90/10、さらに好ましくは40/60〜70/30、特に好ましくは45/55〜65/35である。なお、該混合比率[イソプレン/ブタジエン]をモル比で示すと、好ましくは5/95〜95/5、より好ましくは10/90〜90/10、さらに好ましくは40/60〜70/30、特に好ましくは45/55〜55/45である。
上記の通り、重合体ブロック(B)は、共役ジエン化合物に由来する構造単位を30モル%以上含有していることが好ましく、イソプレンに由来する構造単位(以下、「イソプレン単位」と略称することがある。)を30モル%以上含有していることも好ましく、ブタジエンに由来する構造単位(以下、「ブタジエン単位」と略称することがある。)を30モル%以上含有していることも好ましく、イソプレンおよびブタジエンの混合物に由来する構造単位(以下、「イソプレンおよびブタジエンの混合物単位」と略称することがある。)を30モル%以上含有していることも好ましい。
重合体ブロック(B)が2種以上の構造単位を有している場合は、それらの結合形態はランダム、テーパー、完全交互、一部ブロック状、ブロック、またはそれらの2種以上の組み合わせからなっていることができる。
重合体ブロック(B)を構成する構成単位が、イソプレン単位、ブタジエン単位、イソプレンおよびブタジエンの混合物単位のいずれかである場合、イソプレンおよびブタジエンそれぞれの結合形態としては、ブタジエンの場合には1,2−結合、1,4−結合を、イソプレンの場合には1,2−結合、3,4−結合、1,4−結合をとることができる。
ブロック共重合体においては、重合体ブロック(B)中の3,4−結合単位および1,2−結合単位の含有量(以下、ビニル結合量と称することがある。)の合計が好ましくは20モル%以上、より好ましくは40モル%以上、さらに好ましくは50モル%以上である。また、特に制限されるものではないが、重合体ブロック(B)中のビニル結合量は、好ましくは90モル%以下、より好ましくは85モル%以下である。ここで、ビニル結合量は、実施例に記載の方法に従って、H−NMR測定によって算出した値である。
なお、重合体ブロック(B)がブタジエンのみからなる場合には、前記の「3,4−結合単位および1,2−結合単位の含有量」とは「1,2−結合単位の含有量」と読み替えて適用する。
また、ブロック共重合体が有する前記重合体ブロック(B)の合計の重量平均分子量は、制振性等の観点から、水素添加前の状態で、好ましくは15,000〜800,000であり、より好ましくは50,000〜700,000であり、さらに好ましくは70,000〜600,000、特に好ましくは90,000〜500,000、最も好ましくは130,000〜450,000である。
重合体ブロック(B)は、本発明の目的および効果の妨げにならない限り、共役ジエン化合物およびイソブチレン以外の他の重合性の単量体に由来する構造単位を含有していてもよい。この場合、重合体ブロック(B)において、共役ジエン化合物およびイソブチレン以外の他の重合性の単量体に由来する構造単位の含有量は、好ましくは70モル%未満、より好ましくは50モル%未満、さらに好ましくは35モル%未満、特に好ましくは20モル%未満であり、5〜15モル%であってもよい。
該他の重合性の単量体としては、例えばスチレン、α−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、p−t−ブチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、ビニルナフタレンおよびビニルアントラセン等の芳香族ビニル化合物、並びにメタクリル酸メチル、メチルビニルエーテル、N−ビニルカルバゾール、β−ピネン、8,9−p−メンテン、ジペンテン、メチレンノルボルネン、2−メチレンテトラヒドロフラン、1,3−シクロペンタジエン、1,3−シクロヘキサジエン、1,3−シクロヘプタジエン、1,3−シクロオクタジエン等からなる群から選択される少なくとも1種の化合物が好ましく挙げられる。中でも、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレンが好ましく、スチレンがより好ましい。
重合体ブロック(B)が、共役ジエン化合物およびイソブチレン以外の他の重合性の単量体に由来する構造単位を含有する場合、その具体的な組み合わせとしては、好ましくは、イソプレンとスチレン、ブタジエンとスチレン、イソプレンとブタジエンの混合物とスチレンであり、より好ましくは、イソプレンとスチレン、イソプレンとブタジエンの混合物とスチレンである。
重合体ブロック(B)が、共役ジエン化合物およびイソブチレン以外の他の重合性の単量体に由来する構造単位を含有する場合、その結合形態は特に制限はなく、ランダム、テーパー状のいずれでもよい。
ブロック共重合体は、上記重合体ブロック(B)を少なくとも1つ有していればよい。ブロック共重合体が重合体ブロック(B)を2つ以上有する場合には、それら重合体ブロック(B)は、同一であっても異なっていてもよい。
(重合体ブロック(A)と重合体ブロック(B)の結合様式)
ブロック共重合体は、重合体ブロック(A)と重合体ブロック(B)とが結合している限りは、その結合形式は限定されず、直鎖状、分岐状、放射状、またはこれらの2つ以上が組合わさった結合様式のいずれでもよい。中でも、重合体ブロック(A)と重合体ブロック(B)の結合形式は直鎖状であることが好ましく、その例としては重合体ブロック(A)をAで、また重合体ブロック(B)をBで表したときに、A−Bで示されるジブロック共重合体、A−B−AまたはB−A−Bで示されるトリブロック共重合体、A−B−A−Bで示されるテトラブロック共重合体、A−B−A−B−AまたはB−A−B−A−Bで示されるペンタブロック共重合体、(A−B)nX型共重合体(Xはカップリング剤残基を表し、nは3以上の整数を表す)等を挙げることができる。中でも、直鎖状のトリブロック共重合体、またはジブロック共重合体が好ましく、A−B−A型のトリブロック共重合体が、制振性、柔軟性、製造容易性等の観点から好ましく用いられる。
ここで、本明細書においては、同種の重合体ブロックが二官能のカップリング剤等を介して直線状に結合している場合、結合している重合体ブロック全体は一つの重合体ブロックとして取り扱われる。これに従い、上記例示も含め、本来、厳密にはY−X−Y(Xはカップリング残基を表す)と表記されるべき重合体ブロックは、特に単独の重合体ブロックYと区別する必要がある場合を除き、全体としてYと表示される。本明細書においては、カップリング剤残基を含むこの種の重合体ブロックを上記のように取り扱うので、例えば、カップリング剤残基を含み、厳密にはA−B−X−B−A(Xはカップリング剤残基を表す)と表記されるべきブロック共重合体はA−B−Aと表記され、トリブロック共重合体の一例として取り扱われる。
本発明においては、上記ブロック共重合体(つまり非水添ブロック共重合体)をそのまま用いてもよいし、上記ブロック共重合体の水素添加物(水添ブロック共重合体とも称する。)を用いてもよい。
耐熱性、耐候性および制振性の観点から、重合体ブロック(B)が有する炭素−炭素二重結合の80モル%以上が水素添加(以下、水添と略称することがある。)されていることが好ましく、85モル%以上が水添されていることがより好ましく、88モル%以上が水添されていることがさらに好ましい。なお、該値を水素添加率(水添率)と称することがある。水素添加率の上限値に特に制限はないが、上限値は99モル%であってもよく、98モル%であってもよい。
一方で、架橋または発泡させることを考慮した場合は、水素添加率は50モル%以下であってもよく、好ましくは10モル%以下、より好ましくは5モル%以下、さらに好ましくは3モル%以下である。
なお、上記の水素添加率は、重合体ブロック(B)中の共役ジエン化合物由来の構造単位中の炭素−炭素二重結合の含有量を、水素添加後のH−NMR測定によって求めた値であり、より詳細には実施例に記載の方法に従って測定した値である。
(ブロック共重合体またはその水素添加物(X)の重量平均分子量(Mw))
ブロック共重合体またはその水素添加物(X)のゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる標準ポリスチレン換算で求めた重量平均分子量(Mw)は、好ましくは20,000〜800,000、より好ましくは50,000〜700,000、さらに好ましくは70,000〜600,000、特に好ましくは90,000〜500,000、最も好ましくは130,000〜450,000である。ブロック共重合体またはその水素添加物(X)の重量平均分子量が20,000以上であれば、耐熱性が高くなり、800,000以下であれば、成形性が良好となる。
ブロック共重合体またはその水素添加物(X)は、本発明の目的および効果を損なわない限り、分子鎖中および/または分子末端に、カルボキシル基、水酸基、酸無水物基、アミノ基、エポキシ基等の官能基を、1種または2種以上を有していてもよく、また官能基を有さないものであってもよい。
(モルフォロジー)
前記ブロック共重合体またはその水素添加物(X)は、温度200℃、圧力10MPaで3分間加圧の条件で成形して得られる厚さ1mmのフィルムのモルフォロジーが、図1に示されるスフィア(球状)または図2に示されるシリンダー(柱状)のミクロ相分離構造を有することが好ましい。スフィアのミクロ相分離構造を有する場合、重合体ブロック(A)が球状となって、重合体ブロック(B)中に存在しており、一方、シリンダー(柱状)のミクロ相分離構造を有する場合は、重合体ブロック(A)が柱状になって重合体ブロック(B)中に存在している。前記重合体ブロック(A)の含有量が少ないほど、スフィアのミクロ相分離構造を有する傾向にある。
上記のように成形して得られるフィルムのモルフォロジーがスフィア(球状)またはシリンダー(柱状)のミクロ相分離構造を有することによって、制振性が一層高くなる。同様の観点から、該フィルムのモルフォロジーがスフィア(球状)のミクロ相分離構造を有することがより好ましい。
なお、図3に示す様に、該フィルムが、重合体ブロック(A)の層と重合体ブロック(B)の層とが交互に重なったラメラ構造のミクロ相分離構造を有する場合、成形性および制振性に乏しい。
(ブロック共重合体またはその水素添加物(X)の製造方法)
ブロック共重合体またはその水素添加物(X)は、溶液重合法、乳化重合法または固相重合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、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。アニオン重合法では、溶媒、アニオン重合開始剤、およ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と、共役ジエン化合物からなる群から選択される少なくとも1種を逐次添加して、ブロック共重合体を得、必要に応じてカップリング剤を添加して反応させることにより、所望のブロック共重合体が得られる。また、必要に応じてブロック共重合体を水素添加することにより、水添ブロック共重合体を得ることができる。カチオン重合法では、例えば、ルイス酸およびこれと組み合わせてカチオン重合活性種を形成する有機化合物から構成される開始剤系の存在下に、必要に応じてピリジン誘導体、アミド類等の添加剤の共存下で、ヘキサン、塩化メチレン等の不活性溶媒中で、主として芳香族ビニル化合物からなる単量体と、主としてイソブチレンからなる単量体を、任意の順序で段階的に重合させて各重合体ブロックを逐次形成してゆくことにより製造することができる。その場合のルイス酸としては、例えば、四塩化チタン、三塩化ホウ素、塩化アルミニウム、四塩化スズ等が挙げられる。またカチオン重合活性種を形成する有機化合物としては、例えばアルコキシ基、アシロキシ基、ハロゲン原子等の官能基を有する有機化合物、具体例としては、ビス(2−メトキシ−2−プロピル)ベンゼン、ビス(2−アセトキシ−2−プロピル)ベンゼン、ビス(2−クロロ−2−プロピル)ベンゼン等が挙げられる。また、上記のアミド類としては、例えば、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。
上記方法においてアニオン重合の重合開始剤として使用し得る有機リチウム化合物としては、例えばメチルリチウム、エチルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、ペンチルリチウム等が挙げられる。また、重合開始剤として使用し得るジリチウム化合物としては、例えばナフタレンジリチウム、ジリチオヘキシルベンゼン等が挙げられる。
前記カップリング剤としては、例えばジクロロメタン、ジブロモメタン、ジクロロエタン、ジブロモエタン、ジブロモベンゼン、安息香酸フェニル等が挙げられる。
これらの重合開始剤およびカップリング剤の使用量は、目的とするブロック共重合体またはその水素添加物の所望とする重量平均分子量により適宜決定される。通常は、アルキルリチウム化合物、ジリチウム化合物等の開始剤は、重合に用いる芳香族ビニル化合物、ブタジエン、イソプレン等の単量体の合計100質量部あたり0.01〜0.2質量部の割合で用いられるのが好ましく、カップリング剤を使用する場合は、前記単量体の合計100質量部あたり0.001〜0.8質量部の割合で用いられるのが好ましい。
溶媒としては、アニオン重合反応に悪影響を及ぼさなければ特に制限はなく、例えば、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n−ヘキサン、n−ペンタン等の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。また、重合反応は、通常0〜100℃、好ましくは10〜70℃の温度で、0.5〜50時間、好ましくは1〜30時間行う。
また、ブロック共重合体の重合体ブロック(B)が共役ジエンに由来する構造単位である場合には、重合の際に共触媒としてルイス塩基を添加する方法により、重合体ブロック(B)の3,4−結合および1,2−結合の含有量を高めることができる。
用いることのできるルイス塩基としては、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル類、トリエチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチレンジアミン、N−メチルモルホリン等のアミン類等が挙げられる。該ルイス塩基は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ルイス塩基の添加量は、前記重合体ブロック(B)が共役ジエン化合物、特にイソプレンおよび/またはブタジエンに由来する構造単位を含む場合には、重合体ブロック(B)を構成するイソプレン単位および/またはブタジエン単位のビニル結合量をどの程度に制御するかにより決定される。そのため、ルイス塩基の添加量に厳密な意味での制限はないが、重合開始剤として用いられるアルキルリチウム化合物またはジリチウム化合物に含有されるリチウム1グラム原子あたり、通常0.1〜1,000モル、好ましくは1〜100モルの範囲内で用いるのが好ましい。
上記した方法により重合を行なった後、アルコール類、カルボン酸類、水等の活性水素化合物を添加して重合反応を停止させる。その後、水添ブロック共重合体を得る場合には、不活性有機溶媒中で水添触媒の存在下に水素添加反応(水添反応)を行う。水素添加反応は、水素圧力を0.1〜20MPa、好ましくは0.5〜15MPa、より好ましくは0.5〜5MPa、反応温度を20〜250℃、好ましくは50〜180℃、より好ましくは70〜180℃、反応時間を通常0.1〜100時間、好ましくは1〜50時間として実施することができる。
水添触媒としては、例えば、ラネーニッケル;Pt、Pd、Ru、Rh、Ni等の金属をカーボン、アルミナ、珪藻土等の単体に担持させた不均一系触媒;遷移金属化合物とアルキルアルミニウム化合物、アルキルリチウム化合物等との組み合わせからなるチーグラー系触媒;メタロセン系触媒等が挙げられる。
このようにして得られたブロック共重合体またはその水素添加物(X)は、重合反応液をメタノール等に注ぐことにより凝固させた後、加熱または減圧乾燥させるか、重合反応液をスチームと共に熱水中に注ぎ、溶媒を共沸させて除去するいわゆるスチームストリッピングを施した後、加熱または減圧乾燥することにより取得することができる。
[ガラス転移温度−50〜45℃の粘着付与樹脂(Y)]
本発明の樹脂組成物は、前記成分(X)と共に、成分(Y)としてガラス転移温度[Tg(Y)]−50〜45℃の粘着付与樹脂を含有する。成分(Y)としては、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
成分(Y)としては、公知の粘着付与樹脂の中から、ガラス転移温度−50〜45℃のものを選択すればよい。つまり、後述する具体例の中から、当該ガラス転移温度のものを利用すればよい。成分(Y)のガラス転移温度は、制振性の観点から、好ましくは−50〜15℃、より好ましくは−40〜0℃、さらに好ましくは−35〜−5℃、特に好ましくは−35〜−15℃、最も好ましくは−35〜−20℃である。成分(Y)としては、25℃で液状の粘着付与樹脂が好ましいとも言える。
ところで、本発明では、成分(Y)として当該粘着付与樹脂を含有させるため、樹脂組成物に粘着性が付与されるであろうが、単に当該粘着性の付与のために該成分(Y)を含有させるわけではなく、成分(X)の制振性を一層高めるために用いている。つまり、前述の通り、|ΔTg|が前記範囲を満たすように成分(X)と成分(Y)とを選択して組み合わせることにより、樹脂組成物の制振性を大幅に高めることができる。
成分(Y)の分子量としては、特に制限されるものではないが、重量平均分子量が好ましくは100〜10,000、より好ましくは100〜5,000、さらに好ましくは150〜3,000、特に好ましくは150〜1,000、最も好ましくは200〜600である。成分(Y)の分子量を前記下限値以上とすることで、ブリードアウトを抑制し易くなり、前記上限値以下とすることで、ガラス転移温度が高くなり過ぎることを抑制できる。
また、制振性の観点から、成分(Y)は酸価が100mgKOH/g以下であることが好ましく、60mgKOH/g以下であることがより好ましく、30mgKOH/g以下であることがさらに好ましく、10mgKOH/g以下であることがよりさらに好ましく、3mgKOH/g以下であることが特に好ましく、1mgKOH/g以下であることが最も好ましい。
ここで、酸価は、市販品であればカタログ値を参照することもできるし、また、JIS K0700(1992年)に準ずる電位差滴定法によって求めることもできる。
成分(Y)としては、より具体的には、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、フェノール系樹脂、キシレン系樹脂、クマロン−インデン系樹脂、(水添)石油樹脂、スチレン系樹脂(但し、前記成分(X)を除く。)等が挙げられる。成分(Y)は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、成分(Y)としては、脂環式骨格を有する粘着付与樹脂も好ましい一態様であり、酸素原子を有する粘着付与樹脂も好ましい一態様であり、脂環式骨格および酸素原子を有する粘着付与樹脂も好ましい一態様である。
中でも、制振性の観点から、成分(Y)としては、ロジン系樹脂、フェノール系樹脂およびクマロン−インデン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、ロジン系樹脂であることがより好ましい。
ロジン系樹脂としては、例えば、ガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジン等のロジン;水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン等の変性ロジン;これらロジンまたは変性ロジンとアルコールとのエステル化合物、例えばメチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、グリセリンエステル、ペンタエリスリトールエステル等の、水添または非水添ロジンエステル等が挙げられる。ロジン系樹脂としては、制振性の観点から、水添または非水添ロジンエステルが好ましい。該水添または非水添ロジンエステルのエステル部位は、ガラス転移温度を低くする観点から、メチルエステル、エチルエステルまたはプロピルエステルであることが好ましい。上記ロジン系樹脂としては、市販のロジン系樹脂をそのまま用いてもよいし、精製して用いてもよい。また、ロジン系樹脂に含まれる特定の有機酸(例えば、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、パラストリン酸、ピマール酸、イソピマール酸、パラストリン酸等)および該有機酸の変性物のうちの1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
テルペン系樹脂としては、例えば、α−ピネン、β−ピネン、ジペンテン等を主体とするテルペン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、水添テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂等が挙げられる。
(水添)石油樹脂としては、例えば、(水添)脂肪族系(C系)石油樹脂、(水添)芳香族系(C系)石油樹脂、(水添)共重合系(C/C系)石油樹脂、(水添)ジシクロペンタジエン系石油樹脂等が挙げられる。
スチレン系樹脂としては、例えば、ポリα−メチルスチレン、α−メチルスチレン/スチレン共重合体、スチレン系モノマー/脂肪族系モノマー共重合体、スチレン系モノマー/α−メチルスチレン/脂肪族系モノマー共重合体、スチレン系モノマー共重合体、スチレン系モノマー/芳香族系モノマー共重合体等を挙げることができる。
また、成分(Y)としては、成分(X)との相容性の観点から、成分(Y)のH−NMR測定において6〜8ppmにピークが見られるものであることが好ましい。
(成分(X)と成分(Y)の含有割合)
本発明の樹脂組成物において、成分(X)と成分(Y)の含有割合[X/Y]は、質量比で、好ましくは90/10〜10/90、より好ましくは90/10〜30/70、さらに好ましくは80/20〜30/70、よりさらに好ましくは80/20〜40/60、特に好ましくは70/30〜50/50、最も好ましくは70/30〜55/45である。
成分(Y)の含有割合を上記所定量以上とすることにより、制振性の向上効果が十分となる傾向にある。また、成分(Y)の含有割合を小さく抑えることにより、機械的特性および成形性の低下を抑制し、且つ、成分(Y)が樹脂組成物からブリードアウトを抑制し易くなる傾向にある。
[その他の成分]
本発明の樹脂組成物は、必要に応じて、前記成分(X)および成分(Y)以外の成分を含有していてもよい。例えば、軟化剤、充填材、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、滑剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、撥水剤、防水剤、着色剤、蛍光剤、難燃剤、帯電防止剤、導電性付与剤、防菌剤、防カビ剤、熱伝導性付与剤、電磁波シールド性付与剤、架橋剤、架橋助剤、架橋促進剤、発泡剤、発泡助剤、加工助剤等、顔料、染料が挙げられる。
軟化剤としては、例えば、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル等の鉱物油;落花生油、ロジン等の植物油;燐酸エステル;低分子量ポリエチレングリコール;流動パラフィン;低分子量エチレン、エチレン−α−オレフィン共重合オリゴマー、液状ポリブテン、液状ポリイソプレンまたはその水素添加物、液状ポリブタジエンまたはその水素添加物等の合成油等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物は軟化剤を含有していてもよいが、本発明の効果が発現するメカニズムに影響を及ぼさない程度であることが好ましく、例えば、前記成分(X)100質量部に対して、50質量部以下が好ましく、40質量部以下がより好ましく、30質量部以下がさらに好ましく、10質量部以下が特に好ましく、実質的に軟化剤を含有しない態様も好ましい。これは、軟化剤の含有量が増えると組成物のガラス転移温度が下がる傾向にあるため、後述するtanδピークトップ温度が下がり、20℃におけるtanδピークトップ周波数が上がることで、制振性を発現する周波数が高くなってしまい、例えば制振材として用いる場合には好ましくない。
また、本発明の樹脂組成物は、軟化剤以外にも上記その他の成分を含有していてもよいが、本発明の効果が発現するメカニズムに影響を及ぼさない程度であることが好ましく、例えば、前記成分(X)100質量部に対して、その他の成分の合計(但し、軟化剤を除く。)として50質量部以下が好ましく、40質量部以下がより好ましく、30質量部以下がさらに好ましく、10質量部以下が特に好ましく、実質的にその他の成分を含有しない態様も好ましい。
(樹脂組成物の調製方法)
本発明の樹脂組成物の調製方法に特に制限はなく、公知の手段を利用して調製することができる。例えば、前記成分(X)および(Y)、必要に応じてその他の成分をヘンシェルミキサー、Vブレンダー、リボンブレンダー、タンブラーブレンダー、コニカルブレンダー等の混合機を用いて混合することによって製造するか、またはその後、一軸押出機、二軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサー、ロール等の混練機を用いて80〜250℃で溶融混練することにより、本発明の樹脂組成物を調製することができる。また、各成分[少なくとも成分(X)および成分(Y)]が可溶な溶媒に各成分を溶解させて混合し、溶媒を除去することによって樹脂組成物を調製することもできる。成分(X)および成分(Y)の2種からなる樹脂組成物を調製する場合には、後者の方法が簡便であり好ましい。
また、発泡させる場合には、例えば、樹脂組成物に発泡剤をドライブレンドした樹脂組成物を、所望の形状をしたキャビティを備えた金型内に射出発泡成形することにより得られる。
(ペレットおよびベール)
こうして得られた樹脂組成物(特に、発泡させていない樹脂組成物)は、ホットカット等の手段により、ペレットにすることができる。また、樹脂組成物をベール成形機で成形することによって、ベールにすることもできる。つまり、本発明は、前記樹脂組成物を含有してなるペレットまたはベールも提供する。
(tanδのピークトップ強度)
本発明の樹脂組成物を、温度200℃、圧力10MPaで3分間加圧することで、厚み1.0mmの単層シートを作製し、該単層シートを円板形状に切り出して試験片とする。該試験片を用いて、JIS K7244−10(2005年)に準拠して、歪み量0.1%、周波数1Hz、測定温度−70〜200℃、昇温速度3℃/分の条件で測定したtanδのピークトップ強度は2.5以上となり得るため、非常に制振性に優れる。より高いものでは2.8以上、3.0以上、3.3以上、さらには3.5以上となるものもある。tanδのピークトップ強度の上限値に特に制限はないが、4.5以下となる傾向にあり、多くの場合、4.2以下となる傾向にある。
さらに、樹脂組成物の代わりに前記成分(X)のみを用いて上記方法に従って試験片を作製し、同じ方法で測定したtanδのピークトップ強度を基準としたときの、樹脂組成物を用いて得られるtanδのピークトップ強度の差(Δtanδ)は、好ましくは+0.5以上、より好ましくは+0.7以上、さらに好ましくは+0.9以上、特に好ましくは+1.0以上となる傾向にあり、成分(X)単独の場合に比べて、本願樹脂組成物の制振性は大幅に向上すると言える。
なお、tanδのピークトップ強度とは、tanδのピークが最大となるときのtanδの値のことである。tanδのピークトップ強度の測定方法は、より詳細には実施例に記載の通りである。
本発明の樹脂組成物は、樹脂組成物のtanδのピークトップ温度における貯蔵弾性率G’(top)(図4中の3参照)に対する、前記ピークトップ温度−5℃における貯蔵弾性率G’(-5)(図4中の4参照)の比率[G’(-5)/G’(top)](図4でいうと、3と4を繋ぐ直線の傾き5に相当する。)が10以上であることが制振性の観点から好ましく、12以上であることがより好ましく、13以上であることがさらに好ましく、14以上または15以上となる場合もある。該比率の上限値に特に制限はないが、通常、20以下となる傾向にある。ここで、tanδのピークトップ温度とは、tanδのピークが最大となるときの温度のことである。なお、図4中の数値は参考のためのものであり、記載された数値によって何ら影響を受けるものではない。
tanδのピークトップ温度−5℃からtanδのピークトップ温度という温度範囲では、樹脂組成物中の成分(X)の重合体ブロック(B)が柔らかくなっており、当該温度範囲において貯蔵弾性率G’の落差(図4中の3と4を繋ぐ直線の傾き5)が大きいことで、tanδのピークトップ強度が向上し、制振性の向上効果がより顕著なものとなる傾向がある。つまり、前記|ΔTg|が前述の範囲となることに加えて、G’(-5)/G’(top)が上記範囲であることによって、制振性の向上効果がより一層顕著になる傾向がある。
なお、貯蔵弾性率は、下記測定方法に従って求めた値である。
(貯蔵弾性率の測定方法)
本発明の樹脂組成物を、温度200℃、圧力10MPaで3分間加圧することで、厚み1.0mmの単層シートを作製し、該単層シートを円板形状に切り出して試験片とする。該試験片を用いて、JIS K7244−10(2005年)に準拠して、歪み量0.1%、周波数1Hz、測定温度−70〜200℃、昇温速度3℃/分の条件で貯蔵弾性率を測定する。
ここで、前記tanδピークトップ温度は、時間温度換算則によってtanδピークトップ周波数に換算することができる。tanδピークトップ周波数は、樹脂組成物を制振材として用いる際に制振性を高く発揮できる周波数に対応している。
1Hzにおけるtanδピークトップ温度と20℃におけるtanδピークトップ周波数の関係は以下のようになっている。
「1Hzにおけるtanδピークトップ温度」−「20℃におけるtanδピークトップ周波数」;20℃−1Hz;12℃−10Hz;3℃−100Hz;-7℃−1,000Hz;-10℃−3,000Hz;-17℃−10,000Hz;-26℃−100,000Hz;-36℃−1,000,000Hz
このように、1Hzにおけるtanδピークトップ温度が下がるにつれて20℃におけるtanδピークトップ周波数が上がるため、適切な周波数領域(通常、1Hz〜100,000Hz)で制振が求められている制振材として使うためには、樹脂組成物のtanδピークトップ温度を適切な範囲に調整することが好ましい。
中でも、本発明の樹脂組成物を合わせガラス用中間膜として用いる場合には、-10℃−3,000Hzにおけるtanδが重要である。樹脂組成物の−10℃におけるtanδは、好ましくは0.3以上、より好ましくは1.0以上、さらに好ましくは1.5以上、よりさらに好ましくは2.0以上、特に好ましくは2.5以上である。樹脂組成物の−10℃におけるtanδが上記範囲であることにより、合わせガラス用中間膜に用いた際に3,000Hz以上の高周波数領域を効果的に遮音することができ、遮音性がより向上する。
さらに、前記成分(X)の−10℃におけるtanδを基準としたときの、樹脂組成物の−10℃におけるtanδの差(Δtanδ)は、好ましくは0以上、より好ましくは+0.1以上、さらに好ましくは+0.3以上、特に好ましくは+0.5以上となる傾向にある。
なお、−10℃におけるtanδの測定方法は、実施例に記載の通りである。
(樹脂組成物のモルフォロジー)
本発明の樹脂組成物は、温度200℃、圧力10MPaで3分間加圧の条件で成形して得られる厚さ1mmのフィルムのモルフォロジーが、スフィア(球状)またはシリンダー(柱状)のミクロ相分離構造を有するものが好ましい。ここでいうスフィアまたはシリンダーのモルフォロジーのミクロ相分離構造は、前述したブロック共重合体またはその水素添加物(X)が形成する図1または図2で示されるミクロ相分離構造と同様である。特に限定されるわけではないが、樹脂組成物においては、成分(X)の重合体ブロック(A)が島相となり、スフィアまたはシリンダー(図1および図2中の1に相当する。)を形成する傾向にあり、成分(Y)は成分(X)の重合体ブロック(B)と相容して海相(図1および図2中の2に相当する。)を形成する傾向にある。
上記のように成形して得られるフィルムのモルフォロジーがスフィア(球状)またはシリンダー(柱状)のミクロ相分離構造を有することによって、制振性が一層高くなる。同様の観点から、該フィルムのモルフォロジーがスフィア(球状)のミクロ相分離構造を有することがより好ましい。
なお、フィルムを形成してからモルフォロジーを評価するが、樹脂組成物そのものも同様のモルフォロジーを有しているものと考えられる。
[用途]
本発明の樹脂組成物は、非常に制振性に優れる。そのため、本発明は、本発明の樹脂組成物を含有してなる制振材、遮音材、吸音材、合わせガラス用中間膜等も提供する。制振材としては、特に自動車用制振材に好適に用いられる。また、他にも、ダムラバー、靴底材料、床材、ウェザーストリップ、フロアマット、ダッシュインシュレーター、ルーフライニング、ドアパネル、エンジンヘッドカバー、ドアホールシール、フェンダーライナー等も有用である。
また、家電分野におけるテレビ、ブルーレイレコーダーやHDDレコーダー等の各種レコーダー類、プロジェクター、ゲーム機、デジタルカメラ、ホームビデオ、アンテナ、スピーカー、電子辞書、ICレコーダー、FAX、コピー機、電話機、ドアホン、炊飯器、電子レンジ、オーブンレンジ、冷蔵庫、食器洗い機、食器乾燥機、IHクッキングヒーター、ホットプレート、掃除機、洗濯機、充電器、ミシン、アイロン、乾燥機、電動自転車、空気清浄機、浄水器、電動歯ブラシ、照明器具、エアコン、エアコンの室外機、除湿機、加湿機等の各種電気製品では、シール材、接着剤、粘着剤、パッキン、Oリング、ベルト、防音材等として利用可能である。
なお、本明細書の記載事項は、いずれも任意に採用することができる。つまり、好ましいとされる事項を1つ採用するのみならず、好ましいとされる事項と、その他の好ましいとされる事項とを組み合わせて採用することもできる。
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
なお、各例における各測定方法は以下の通りに実施した。
[水添ブロック共重合体の物性の測定方法]
(1)重合体ブロック(A)の含有量
水添ブロック共重合体をCDClに溶解してH−NMRスペクトルを測定[装置:「ADVANCE 400 Nano bay」(Bruker社製)、測定温度:50℃]し、スチレンに由来するピーク強度から重合体ブロック(A)の含有量を算出した。
(2)モルフォロジー
水添ブロック共重合体を、温度200℃、圧力10MPaで3分間加圧することで、厚さ1mmのフィルムを作製した。該フィルムを所望の大きさにカットして試験片としたうえで、面出し温度−110℃においてダイヤモンドカッターを用いて面出しを行った。走査型プローブ顕微鏡(SPM)(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製)を使用して、測定温度25℃で試験片の断面(1μm角)を観察し、モルフォロジーを評価した。なお、スフィア(図1)、シリンダー(図2)、ラメラ(図3)のいずれかのミクロ相分離構造を有する場合には、その旨を表2および表3に示した。
(3)重量平均分子量(Mw)
下記条件のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定により、水添ブロック共重合体のポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を求めた。
(GPC測定装置および測定条件)
・装置 :GPC装置「HLC−8020」(東ソー株式会社製)
・分離カラム :東ソ−株式会社製の「TSKgel GMHXL」、「G4000HXL」および「G5000HXL」を直列に連結した。
・溶離液 :テトラヒドロフラン
・溶離液流量 :1.0mL/min
・サンプル濃度:5mg/10mL
・カラム温度 :40℃
・検出器:示差屈折率(RI)検出器
・検量線:標準ポリスチレンを用いて作成
(4)重合体ブロック(B)における水素添加率
H−NMR測定によって、水添ブロック共重合体の重合体ブロック(B)における水素添加率を求めた。
・装置:核磁気共鳴装置「ADVANCE 400 Nano bay」(Bruker社製)
・溶媒:重水素化クロロホルム
(5)水添ブロック共重合体における重合体ブロック(B)のビニル結合量(1,2−結合および3,4−結合の合計含有量)
水素添加前のブロック共重合体のH−NMR測定を測定し、1,2−結合および3,4−結合のピーク面積と1,4−結合のピーク面積の合計に対する1,2−結合および3,4−結合のピーク面積の割合を算出し、ビニル結合量とした。
(6)重合体ブロック(B)のガラス転移温度[Tg(X)]
示差走査型熱量計「DSC6200」(セイコーインスツル株式会社製)を用い、水添ブロック共重合体を精秤し、10℃/分の昇温速度にて−120℃から60℃まで昇温し、測定曲線の変曲点の温度を読みとり、重合体ブロック(B)のガラス転移温度[Tg(X)]とした。
[粘着付与樹脂の物性の測定方法]
(7)酸価
JIS K0700(1992年)に記載の電位差滴定法によって、粘着付与樹脂の酸価を求めた。
(8)ガラス転移温度[Tg(Y)]
示差走査型熱量計「DSC6200」(セイコーインスツル株式会社製)を用い、粘着付与樹脂を精秤し、10℃/分の昇温速度にて−120℃から100℃まで昇温し、測定曲線の変曲点の温度を読みとり、粘着付与樹脂のガラス転移温度[Tg(Y)]とした。
(9)重量平均分子量
水添ブロック共重合体の重量平均分子量の測定方法と同様にして、粘着付与樹脂の重量平均分子量を求めた。
[実施例で使用した各成分]
以下に、実施例および比較例で用いた水添ブロック共重合体の製造方法を示す。
(製造例1)水添ブロック共重合体(X−1)の製造
窒素置換した後、窒素を流しながら乾燥させた耐圧容器に、溶媒としてシクロヘキサン50kg、アニオン重合開始剤として濃度10.5質量%のsec−ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液20g(sec−ブチルリチウムの実質的な添加量:2.1g)を仕込み、ルイス塩基としてテトラヒドロフラン340gを仕込んだ。
耐圧容器内を50℃に昇温した後、スチレン(1)0.16kgを加えて1時間重合させ、引き続いてイソプレン7.8kg加えて2時間重合させ、さらにスチレン(2)0.16kgを加えて1時間重合させることにより、ポリスチレン−ポリイソプレン−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。
該反応液に、オクチル酸ニッケルおよびトリメチルアルミニウムから形成されるチーグラー系水素添加触媒を水素雰囲気下で添加し、水素圧力1MPa、80℃の条件で5時間反応させた。該反応液を放冷および放圧させた後、水洗により上記触媒を除去し、真空乾燥させることにより、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレントリブロック共重合体の水素添加物(以下、X−1と称することがある)を得た。
各原料およびその使用量について表1にまとめる。また、水添ブロック共重合体(X−1)の物性については、別途、表2に示す。
(製造例2〜9)水添ブロック共重合体の製造
各成分およびそれらの使用量を表1に記載の通りに変更し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(X−2)〜(X−8)および(X’−1)を製造した。
各水添ブロック共重合体の物性については、別途、表2および表3に示す。
また、実施例および比較例で用いた粘着付与樹脂は、以下の通りである。粘着付与樹脂の物性について表2および表3に示す。
(使用した粘着付与樹脂)
・水添ロジンメチルエステル
・ロジンメチルエステル(非水添)
・ダイマロン(ヤスハラケミカル株式会社製)
・Regalez(登録商標)1018(Eastman社製)
・パインクリスタル(登録商標)KE−311(荒川化学工業株式会社製)
・アルコン(登録商標)P100(荒川化学工業株式会社製)
(実施例1〜12、比較例1〜4)樹脂組成物の製造
各製造例で得られた水添ブロック共重合体と、表2または表3に示す粘着付与樹脂とをトルエンに溶解して混合し、次いで、トルエンを揮発させることによって、樹脂組成物を調製した。得られた樹脂組成物を用いて、後述の測定方法に従って各物性評価を行った。その結果を表2および表3に示す。
各例で得られた樹脂組成物の物性評価は、以下の通りに実施した。
[樹脂組成物の物性の評価方法]
(10)樹脂組成物のモルフォロジー
樹脂組成物を、温度200℃、圧力10MPaで3分間加圧することで、厚さ1mmのフィルムを作製した。該フィルムを用いて、上記水添ブロック共重合体のモルフォロジーの測定方法と同様にしてモルフォロジーを評価した。なお、スフィア(図1)、シリンダー(図2)、ラメラ(図3)のいずれかのミクロ相分離構造を有する場合には、その旨を表2および表3に示した。
(11)tanδの測定
以下の測定のため、上記トルエンを揮発させる際、厚みが1.0mmになるように調整することで、厚み1.0mmの単層シートを作製した。該単層シートを円板形状に切り出し、これを試験シートとした。
測定には、JIS K7244−10(2005年)に基づいて、平行平板振動レオメータとして、円板の直径が8mmのゆがみ制御型動的粘弾性装置「ARES−G2」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製)を用いた。
上記試験シートによって2枚の円板間の隙間を完全に充填し、歪み量0.1%で、上記試験シートに1Hzの周波数で振動を与え、−70℃から200℃まで3℃/分の定速で昇温した。なお、測定は、窒素雰囲気下にて実施した。せん断損失弾性率およびせん断貯蔵弾性率の測定値に変化がなくなるまで、上記試験シートと円板の温度を保持し、樹脂組成物の−10℃におけるtanδ、及びtanδのピーク強度の最大値(ピークトップ強度)を求めた。該値が大きいほど、制振性に優れる。
(12)Δtanδ
上記(11)のtanδの測定において、樹脂組成物の代わりに水添ブロック共重合体を用いたこと以外は同様にして測定を行った。
水添ブロック共重合体を用いたときのtanδのピークトップ強度を基準とし、樹脂組成物を用いたときのtanδのピークトップ強度の上昇幅を求め、該値をピークトップ強度の差(Δtanδ)とした。
また、水添ブロック共重合体を用いたときの−10℃におけるtanδを基準とし、樹脂組成物を用いたときのtanδの上昇幅を求め、該値を−10℃におけるtanδの差(Δtanδ)とした。
なお、樹脂組成物を用いたときのtanδの方が大きい場合には、プラス(+)で示し、樹脂組成物を用いたときのtanδの方が小さい場合には、マイナス(−)で示した。該値が大きいほど、制振性の向上効果に優れる。
(13)樹脂組成物のtanδのピークトップ温度における貯蔵弾性率G’(top)に対する、前記ピークトップ温度−5℃における貯蔵弾性率G’(-5)の比率[G’(-5)/G’(top)]
樹脂組成物を、温度200℃、圧力10MPaで3分間加圧することで、厚み1.0mmの単層シートを作製し、該単層シートを円板形状に切り出して試験片とした。該試験片を用いて、JIS K7244−10(2005年)に準拠して、歪み量0.1%、周波数1Hz、測定温度−70〜200℃、昇温速度3℃/分の条件で貯蔵弾性率を測定した。
前記(11)にてtanδのピークトップ強度が得られた温度(tanδのピークトップ温度)における貯蔵弾性率G’(top)と、前記ピークトップ温度−5℃における貯蔵弾性率G’(-5)とから、それらの比率[G’(-5)/G’(top)]を算出した。
表2および表3より、実施例1〜12では、tanδのピークトップ強度が高くなっており、且つ、成分(X)のみを用いたときのtanδのピークトップ強度に対して大幅に向上したことが分かる。また、樹脂組成物の−10℃におけるtanδが高いため、本発明の樹脂組成物を合わせガラス用中間膜に用いた際に3,000Hz以上の高周波数領域を効果的に遮音することができるといえる。
一方、|ΔTg|が50℃を超えている比較例1〜3の場合、樹脂組成物のtanδのピークトップ強度は不十分であり、且つ、成分(X)のみを用いたときのtanδのピークトップ強度に対する向上効果が見られず、むしろ低下する傾向が見られた。また、重合体ブロック(A)の含有量が25質量%を超えている水添ブロック共重合体(X’−1)を用いた比較例4では、|ΔTg|が50℃以下であるにも関わらず、樹脂組成物のtanδのピークトップ強度は不十分であり、且つ、水添ブロック共重合体のみを用いたときのtanδのピークトップ強度に対する向上効果が見られなかった。つまり、本願発明の効果は、重合体ブロック(A)の含有量が25質量%以下である場合に発現する効果であると言える。
本発明の樹脂組成物は、非常に制振性に優れる。そのため、本発明の樹脂組成物を含有してなる、制振剤、遮音材、吸音材、あわせガラス用中間膜等も工業的に有用である。また、他にも、本発明の樹脂組成物を含有してなる、ダムラバー、靴底材料、床材、ウェザーストリップ、フロアマット、ダッシュインシュレーター、ルーフライニング、ドアパネル、エンジンヘッドカバー、ドアホールシール、フェンダーライナー等も工業的に有用である。
また、家電分野におけるテレビ、ブルーレイレコーダーやHDDレコーダー等の各種レコーダー類、プロジェクター、ゲーム機、デジタルカメラ、ホームビデオ、アンテナ、スピーカー、電子辞書、ICレコーダー、FAX、コピー機、電話機、ドアホン、炊飯器、電子レンジ、オーブンレンジ、冷蔵庫、食器洗い機、食器乾燥機、IHクッキングヒーター、ホットプレート、掃除機、洗濯機、充電器、ミシン、アイロン、乾燥機、電動自転車、空気清浄機、浄水器、電動歯ブラシ、照明器具、エアコン、エアコンの室外機、除湿機、加湿機等の各種電気製品においては、シール材、接着剤、粘着剤、パッキン、Oリング、ベルト、防音材等として利用可能である。
1:重合体ブロック(A)
2:重合体ブロック(B)、または、重合体ブロック(B)および成分(Y)
3:樹脂組成物のtanδのピークトップ温度における貯蔵弾性率G’(top)
4:前記ピークトップ温度−5℃における貯蔵弾性率G’(-5)
5:[G’(-5)/G’(top)]が表す傾き

Claims (22)

  1. 下記ブロック共重合体またはその水素添加物(X)、およびガラス転移温度−50〜45℃の粘着付与樹脂(Y)を含有する樹脂組成物であって、
    前記ブロック共重合体またはその水素添加物(X)の重合体ブロック(B)のガラス転移温度をTg(X)とし、前記粘着付与樹脂(Y)のガラス転移温度をTg(Y)としたとき、Tg(X)とTg(Y)の差の絶対値が50℃以下である、樹脂組成物。
    ブロック共重合体またはその水素添加物(X):芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を70モル%超含有する重合体ブロック(A)と、共役ジエン化合物およびイソブチレンからなる群から選択される少なくとも1種に由来する構造単位を30モル%以上含有する重合体ブロック(B)とを有するブロック共重合体、またはその水素添加物であって、前記ブロック共重合体における重合体ブロック(A)の含有量が25質量%以下である、ブロック共重合体またはその水素添加物。
  2. 前記粘着付与樹脂(Y)の分子量が100〜10,000である、請求項1に記載の樹脂組成物。
  3. 前記粘着付与樹脂(Y)が脂環式骨格を有する、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
  4. 前記粘着付与樹脂(Y)が酸素原子を含有する、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
  5. 前記粘着付与樹脂(Y)の酸価が100mgKOH/g以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  6. 前記粘着付与樹脂(Y)が、ロジン系樹脂、フェノール系樹脂およびクマロン−インデン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  7. 前記ロジン系樹脂が水添または非水添ロジンエステルである、請求項6に記載の樹脂組成物。
  8. 前記粘着付与樹脂(Y)が25℃で液状である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  9. 前記ブロック共重合体またはその水素添加物(X)の重量平均分子量が20,000〜800,000である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  10. 前記水素添加物において、前記重合体ブロック(B)における水素添加率が80〜99モル%である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  11. 前記ブロック共重合体またはその水素添加物(X)において、共役ジエン化合物が、イソプレン、ブタジエン、または、イソプレンとブタジエンの混合物である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  12. 前記ブロック共重合体における重合体ブロック(A)の含有量が1〜15質量%である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  13. 成分(X)と成分(Y)の含有割合[X/Y]が、質量比で、90/10〜10/90である、請求項1〜12のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  14. 前記ブロック共重合体またはその水素添加物(X)を下記成形条件に従って成形して得られる厚さ1mmのフィルムのモルフォロジーが、スフィア(球状)のミクロ相分離構造を有する、請求項1〜13のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
    成形条件:温度200℃、圧力10MPaで3分間加圧する。
  15. 前記樹脂組成物を下記成形条件に従って成形して得られる厚さ1mmのフィルムのモルフォロジーが、スフィア(球状)のミクロ相分離構造を有する、請求項1〜14のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
    成形条件:温度200℃、圧力10MPaで3分間加圧する。
  16. 前記樹脂組成物のtanδのピークトップ温度における貯蔵弾性率G’(top)に対する、前記ピークトップ温度−5℃における貯蔵弾性率G’(-5)の比率[G’(-5)/G’(top)]が10以上である、請求項1〜15のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  17. JIS K7244−10(2005年)に準拠して、歪み量0.1%、周波数1Hz、測定温度−70〜200℃、昇温速度3℃/分の条件で測定したtanδのピークトップ強度が2.5以上である、請求項1〜16のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  18. 請求項1〜17のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含有してなるペレット。
  19. 請求項1〜17のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含有してなるベール。
  20. 請求項1〜17のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含有してなる制振材。
  21. 請求項1〜17のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含有してなる遮音材。
  22. 請求項1〜17のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含有してなる合わせガラス用中間膜。
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