JPH0350231A - 低温伸長性熱可塑性エラストマー及び該エラストマーの製造方法 - Google Patents

低温伸長性熱可塑性エラストマー及び該エラストマーの製造方法

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JPH0350231A
JPH0350231A JP2177218A JP17721890A JPH0350231A JP H0350231 A JPH0350231 A JP H0350231A JP 2177218 A JP2177218 A JP 2177218A JP 17721890 A JP17721890 A JP 17721890A JP H0350231 A JPH0350231 A JP H0350231A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低温伸長性である、即ち延伸後の冷却時に巨
視的な伸びを示す熱可塑性エラストマーに係わる。
低温伸長現象は、延伸ゴムで[W、 H,Sm1th、
 C。
P、 5aylor、 Bur、 5tand、 J、
 Re5earch、 21.257(1938)]、
また架橋及び延伸ポリエチレンで[8,J。
Machin、  ^、  Keller、  J、 
 Macromol、  Sci、、  (Phys、
)Bl(1)、 41 (1967)コ観察されている
本発明は第一に、低温伸長性であるという特性を有する
熱可塑性エラストマーに係わる。
特に本発明は、結晶性軟質セグメントを含むブロックコ
ポリマーもしくはマルチセグメントコポリマーから成る
低温伸長性の熱可塑性エラストマーに係わる。
“結晶性軟質セグメント”とは、室温で結晶質でないセ
グメントもしくはブロック、または同一条件下に溶融状
態から室温まで約10℃/+iin、の速度で冷却した
場合に該セグメントと同じ化学特性及び分子量を有する
ホモポリマーの結晶度の約0.5倍以下の結晶度を有す
るセグメントもしくはブロックのこととする。
このような軟質セグメントは延伸によって、及び/また
は低温において結晶化し得る。
本出願では、“室温”は15〜40℃の温度範囲に対応
し、通常は20℃付近である。
“延伸”とは、試料に、該試料を延伸方向に伸長させる
一軸応力もしくは引っ張り応力を付与することとする。
“低温に冷却”という表現は、試料を室温より低い温度
、即ち通常20〜−100℃、好ましくは20〜−40
℃とすることを意味する。
本発明による熱可塑性エラストマーの結晶性軟質セグメ
ントは実質的に、好ましくは大きい分子量(Hn≧i 
、ooo、好ましくはIn≧2,000>を有するポリ
エーテル及び/またはポリエステルから成る。
結晶性軟質セグメントに加えて、本発明の熱可塑性エラ
ストマーは、軟質セグメントと交互に位置し、熱可逆的
な物理架橋の中心点を構成する熱可塑性の硬質セグメン
トもしくはブロックも含む。
低温伸長性の熱可塑性エラストマーの硬質セグメントは
、ポリウレタン、ポリエステル及び/またはポリアミド
をベースとし得る。
軟質セグメントと硬質セグメントとが軟質セグメントの
結晶化分可能にするほど十分に離れていること、即ち互
いに異なるセグメント同士の共重合に関連する構造欠陥
が結晶性軟質セグメントの結晶化を妨げないことが重要
である。
硬質セグメントがポリアミドまたはポリエステルセグメ
ントのように結晶質である熱可塑性エラストマーでは、
コポリマー中の硬質セグメントの融点と共重合前の該セ
グメントの融点との差が約10℃を越えず、好ましくは
5℃を越えないことが望ましい。
一軸延伸した本発明による熱可塑性エラストマーの低温
伸長率は、延伸及び応力緩和後の延伸軸線沿い寸法の2
0%に達し得る。
低温伸長は可逆的であり、即ち熱可塑性エラストマーは
室温に戻されるとその永久寸法、つまり冷却前に延伸及
び応力緩和(及び/またはアニール)の済んだ時点で有
した寸法を取り戻す。
この可逆性は再現可能である9熱可塑性エラストマーは
冷却されるたびに伸長し、かつ室温に戻されるとその永
久寸法を取り戻す。
熱可塑性エラストマーの例としては、 エラストマーの結晶性軟質セグメントを構成する高分子
Iのジオールと、硬質セグメントを生じさせるジイソシ
アネート及び低分子量ジオールとの複合反応によって製
造し得るポリウレタンベースのブロックコポリマー 一結晶質の硬質セグメントを構成するポリブチレンテレ
フタレート(PBT)またはポリエチレンテレフタレー
ト(PET)と、ポリアルキレンエーテルグリコールと
の組み合わせにおいて結晶性軟質セグメントを構成する
低分子量グリコール(ブタンジオール、ジエチレングリ
コール)との共重合によって得られるようなポリエステ
ルベースのブロックコポリマー、及び 硬貨セグメントがポリアミドから成り、結晶性軟質セグ
メントはポリエーテルがら成る、ポリエーテルアミドと
も呼称されるポリアミドベースのブロックコポリマー を挙げることができる。
上記ブロック共重合ポリエーテルアミドは特に、反応末
端を含むポリアミドセグメントと反応末端を含むポリエ
ーテルセグメントとの共重縮合、なかでも a) ジアミン鎖末端を含むポリアミドセグメントとジ
カルボキシル鎖末端を含むポリオキシアルキレンセグメ
ントとの共重縮合、 b) ジカルボキシル鎖末端を含むポリアミドセグメン
トと、ポリエーテルジオールと呼称される脂肪族α、ω
−ジヒドロキジル化ポリオキシアルキレンセグメントの
シアンエチル化及び水素化によって得られる、ジアミン
鎖末端を含むポリオキシアルキレンセグメントとの共重
縮合、C) ジカルボキシル鎖末端を含むポリアミドセ
グメントとポリエーテルジオールとの共重縮合などによ
って得ることができ、その際C)で得られるポリエーテ
ルアミドは、本出願人にとって特に好ましいポリエーテ
ルエステルアミドである。
上記のようなポリエーテルエステルアミドの組成及び製
造は、本願と同じ出願人が出願したフランス特許第74
/18913号及び第77726678号に開示されて
おり、これら2特許の内容は本明細書に付加される。
ポリアミドセグメントの数平均分子量は通常500〜1
0,000で、より特定的には600〜5,000であ
る。ポリエーテルエステルアミドのポリアミドセグメン
トは好ましくは、ポリアミド6.6−6.6−12.1
1または12、及び/または非晶質ポリアミドからか、
またはこれらのポリアミドのモノマーの重縮合によって
得られるコポリアミドから成る。
ポリエーテルの数平均分子量は通常1.000〜to、
oooで、好ましくは2,000を上回る。
好ましくは、ポリエーテルセグメントは実質的にポリテ
トラメチレングリコール(PTMG)から成る。
PTI4G以外にも、ポリエーテルセグメントは例えば
ポリエチレングリコール(PEG)及び/またはポリプ
ロピレングリコール(ppc)も含み得る。
ポリエーテルエステルアミドの内部粘度は有利に0.8
〜2.05である。内部粘度は20℃のメタクレゾール
中で、開始ポリマー濃度をメタクレゾール100g当た
り0.5gとして測定する。
ポリエーテルエステルアミドは、10〜85重量%のポ
リエーテルと90〜15重量%のポリアミドとで、好ま
しくは30〜80重量%のポリエーテルと70〜20重
量%のポリアミドとで構成され得る。
本出願人にとって好ましいポリエーテルエステルアミド
は、ポリアミドセグメントがポリアミド12に由来し、
ポリエーテルセグメントがPTMGに由来するものであ
る。
本発明は、上述のように規定した低温伸長性の熱可塑性
エラストマーの製造方法にも係わる。
本発明の方法によれば、例えば張力計を用いつつ熱可塑
性エラストマー試料に一軸張力を付与して、該試料を破
損しない程度に変形させる。
この作業は通常20〜120℃、好ましくは20〜70
℃の温度で行なう。
延伸速度は通常1〜500mm/111in、である。
試料の初期延伸率Eを として決定でき、その際上記2種の長さは延伸方向に測
定する。
初期延伸率Eは1.000%にも達し得るが、好ましく
は100〜400%である。
試料を著しく延伸する(延伸≧400%)と延伸中に軟
質セグメントが結晶化し、その結果低温伸長性が甚だし
く低下する。
しかし、延伸中の結晶化も、延伸を比較的高温(≧70
℃)で行ない、及び/または応力緩和の際に結晶性数置
セグメントの融点より高い温度で試料をアニールすれば
回避することができる。
例えば、ポリエーテルセグメントがPTMGをベースと
する場合は約60℃でアニールを行なう。
延伸した試料は少なくとも1分間、好ましくは少なくと
も5分間、通常20〜120℃であり、好ましくは室温
である温度で応力緩和する。
永久伸長率E、を として決定でき、その際上記2種の長さは延伸方向に測
定する。
永久伸長率Epは通常初期延伸率Eより小さく、このこ
とは初期延伸率Eがどのような値を有する場合にも該当
する。永久伸長率E、は、初期延伸率Eの上昇と共に上
昇し、また熱可塑性エラストマー中の硬質セグメントの
比率が高まっても上昇する。
次に、 試料を低温に冷却する。
この作業は徐々 に実施しても、あるいはまた一種の急冷を行なうことに
よって非常に急激に実施してもよい。
冷却後、試料の伸長が延伸方向でのみ認められる。
この低温伸長の規模は試料の永久寸法の20%にも達し
得る。
本発明による熱可塑性エラストマーは、特に低温伸長性
が現れる温度範囲内で一次成形(キャスト)、押出成形
及び/または射出成形されたフィルム等の成形品の形態
で多くの用途に適用することができる。
用途としては、例えば低温で用いるシール(継手)を挙
げることができ、このシールは室温で成形、延伸、応力
緩和及び装着される。
初期延伸率Eを適切に選択することにより、上記シール
において、接合部の完全な密閉を保証する低温伸長性を
実現することが可能である。
本発明を、非限定的な以下の実施例によって詳述する。
実1」1゜ ΔSTM標準D標準8タイプ4に従ってダンベル形試験
片を、結晶性軟質セグメントがPTMGから成り、硬質
セグメントがポリアミド12から成る様々なポリエーテ
ルエステルアミド試料のブラックから切り取る。
次の表Iに、試験した試料の軟質及び硬貨セグメントの
数平均分子量と、試料中のPΔ−12の重量比率とを示
す。
及−上 試料   PTMGのNn   P八−12の「n  
コポリマー中の^     2,000      6
00      23B   、    2,000 
      850      29.8CZ、900
       850      22.7D    
  2,900     1,200      29
.3試料八〜Dから得た試験片を室温で標準D638に
従い−軸延伸する。
試料の延伸は初期延伸率Eを100〜500%として行
ない、室温で5分間応力緩和後に永久伸長率Epを測定
する。
測定結果を表■にまとめる。
創1 八    BCD 300        90   132   107
   147500       221   265
   250   300延伸後に応力緩和した試験片
を室温から一40℃に、冷却速度10℃/win、で冷
却する。
様々な値(0〜700%)の初期延伸率已に関し、延伸
方向長さδ(L)の温度に関連する変化を測定する。
δ(L)は、冷却温度Tにおける試料長から延伸及び応
力緩和後の室温での試料長を減算して得られる値に等し
い。
第1図に、所与の初期延伸率Eでの長さδ(L)の変化
を表す曲線を示す。
第1図からは、初期延伸率が100%以下であると試料
の収縮が起こる[δ(L)≦0]ことが知見される。
また、100%と上回ればどのような値の初期延伸率E
を適用した場合も約−10°Cの温度で長さδ(L)が
最大となることが指摘できる。更に、長さδ(L)は約
350%の初期延伸率Eを適用した場合に他のいずれの
場合よりも大きくなる。
延伸した各試料に関して、20°Cから一40°Cまで
冷却する間に生起する延伸軸線沿いの低温伸長の比率X
を として決定でき、その際“20℃での長さ°°は室温で
延伸及び応力緩和した後の長さに対応する。
試料へのポリエーテルエステルアミドの場合、100%
以下の初期延伸率Eでは上記のような低温伸長は起こら
ないことが判明する。
結果を、次の表■に示す。
1 0         −2.12 100         −2.56 Zoo           1.67350    
      5.82 500          3.9 700          2.22 叉]1殊l 試料B、C及びDを再び用い、実施例1で述べたのと同
様に延伸及び応力緩和を行なう。
延伸した各試料を20℃から一40℃に、実施例1の場
合と同じ条件の下に冷却する。
δ(L)を測定し、実施例1に定義したXを初期延伸率
Eの関数として決定する。
第2図に、Xを初期延伸率Eの関数として表す曲線を示
す。
【図面の簡単な説明】

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)可逆的に、かつ再現可能に低温伸長性であること
    を特徴とする熱可塑性エラストマー。
  2. (2)硬質のセグメントと結晶性である軟質のセグメン
    トとを含むマルチセグメント型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。
  3. (3)結晶性軟質セグメントの数平均分子量が1,00
    0以上、好ましくは2,000以上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。
  4. (4)結晶性軟質セグメントがポリエーテル及び/また
    はポリエステルをベースとし、好ましくはポリテトラメ
    チレングリコールをベースとすることを特徴とする請求
    項2または3に記載の熱可塑性エラストマー。
  5. (5)硬質セグメントがポリウレタン、ポリエステル及
    び/またはポリアミドをベースとすることを特徴とする
    請求項2から4のいずれか1項に記載の熱可塑性エラス
    トマー。
  6. (6)好ましくはポリアミド(コポリアミド)をベース
    とするかまたは脂肪族ポリアミド混合物をベースとする
    硬質セグメントと、実質的にポリテトラメチレングリコ
    ールから成る結晶性軟質セグメントとを含むポリエーテ
    ルエステルアミド型であることを特徴とする請求項2か
    ら5のいずれか1項に記載の熱可塑性エラストマー。
  7. (7)請求項1から6のいずれか1項に記載の熱可塑性
    エラストマーを製造する方法であって、 a)熱可塑性エラストマーを室温で一軸延伸する工程、 b)室温で、またはアニールを行なうことにより熱可塑
    性エラストマーの応力を緩和する工程、 c)熱可塑性エラストマーを低温に冷却する工程 を特徴とする熱可塑性エラストマーの製造方法。
  8. (8)初期延伸率が1,000%以下で、好ましくは1
    00〜400%であることを特徴とする請求項7に記載
    の熱可塑性エラストマーの製造方法。
  9. (9)請求項1から6のいずれか1項に記載の熱可塑性
    エラストマーの、好ましくは低温伸長性が現れる温度範
    囲内でのキャスト、押出成形及び/または射出成形品も
    しくはフィルムの製造への使用。
JP2177218A 1989-07-04 1990-07-04 低温伸長性熱可塑性エラストマー及び該エラストマーの製造方法 Expired - Lifetime JPH0747635B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8908951 1989-07-04
FR8908951A FR2649402B1 (fr) 1989-07-04 1989-07-04 Elastomere thermoplastique cryo-extensible, son procede de preparation

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JPH0350231A true JPH0350231A (ja) 1991-03-04
JPH0747635B2 JPH0747635B2 (ja) 1995-05-24

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JP (1) JPH0747635B2 (ja)
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AU (1) AU629003B2 (ja)
CA (1) CA2020290A1 (ja)
DD (1) DD300107A5 (ja)
FI (1) FI903353A0 (ja)
FR (1) FR2649402B1 (ja)
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NO (1) NO902965L (ja)
PT (1) PT94577A (ja)

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EP0221188B1 (en) * 1985-04-26 1992-04-01 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Transparent polyamide elastomer

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FI903353A0 (fi) 1990-07-03
KR910002958A (ko) 1991-02-26
CA2020290A1 (fr) 1991-01-05
NO902965D0 (no) 1990-07-03
EP0409678A1 (fr) 1991-01-23
AU629003B2 (en) 1992-09-24
JPH0747635B2 (ja) 1995-05-24
AU5861990A (en) 1991-01-10
FR2649402A1 (fr) 1991-01-11
DD300107A5 (de) 1992-05-21
IE902414A1 (en) 1991-06-19
NO902965L (no) 1991-01-07
PT94577A (pt) 1991-03-20
FR2649402B1 (fr) 1993-01-08
KR940002186B1 (ko) 1994-03-18

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