JPH1160749A - 熱可塑性エラストマーの製造方法 - Google Patents

熱可塑性エラストマーの製造方法

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JPH1160749A
JPH1160749A JP9218420A JP21842097A JPH1160749A JP H1160749 A JPH1160749 A JP H1160749A JP 9218420 A JP9218420 A JP 9218420A JP 21842097 A JP21842097 A JP 21842097A JP H1160749 A JPH1160749 A JP H1160749A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重金属による環境汚染の問題が無く、弾性回
復性および機械的強度等の材料物性と成形加工性とのバ
ランスに優れた熱可塑性エラストマーの製造方法を提供
する。 【解決手段】 下記重合体成分(A)および(B)を下
記配合量で、下記添加物(イ)および(ロ)の存在下、
動的に熱処理をすることを特徴とする熱可塑性エラスト
マーの製造方法。重合体成分 (A)オレフィン系樹脂10〜90重量% (B)被架橋ゴム90〜10重量%添加物 (イ)ハロゲン化ポリオレフィン (ロ)フェノール樹脂系架橋剤

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性エラスト
マーの製造方法に関する。さらに詳しくは、材料物性と
成形加工性との両立が要求される、たとえば、自動車の
内・外装部品等の各種工業用部品や、輸液用チューブ等
の各種医療用機器の分野で有効に用いられる熱可塑性エ
ラストマーの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】オレフィン系の樹脂とゴムとを動的に熱
処理することで得られる動的架橋型熱可塑性エラストマ
ーの架橋剤として、フェノール樹脂を主成分とする樹脂
架橋剤が知られている。このフェノール樹脂を主成分と
する樹脂架橋剤は、得られる熱可塑性エラストマーを高
架橋密度とすることが可能なため、低圧縮永久歪みで高
強度のものを提供することが可能である。このような樹
脂架橋剤はその架橋反応の過程においてハロゲンの存在
を必要とし、一般にはそのハロゲンとしてハロゲン化金
属が用いられる。しかしながらハロゲン化金属は重金属
との化合物が多く、環境への影響が大きい。また、この
ような樹脂架橋剤を用いた動的架橋型熱可塑性エラスト
マーの製造においては、樹脂架橋剤の架橋反応が、通常
動的架橋に用いられる過酸化物の反応と比較して遅いた
め、ゴムの分散と架橋とのバランスを取ることが困難
で、弾性回復性、機械的強度などの材料物性と成形加工
性との両立を図ることは困難であるという問題があっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
に鑑みなされたものであり、重金属による環境汚染の問
題が無く、弾性回復性および機械的強度等の材料物性と
成形加工性とのバランスに優れた熱可塑性エラストマー
の簡便で効率的な製造方法を提供することを目的とす
る。
【0004】
【発明を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、下記を要旨とする熱可塑性エラス
トマーの製造方法が提供される。 [1]下記重合体成分(A)および(B)を下記配合量
で、下記添加物(イ)および(ロ)の存在下、動的に熱
処理をすることを特徴とする熱可塑性エラストマーの製
造方法。重合体成分 (A)オレフィン系樹脂10〜90重量% (B)被架橋性ゴム90〜10重量%添加物 (イ)ハロゲン化ポリオレフィン (ロ)フェノール樹脂系架橋剤 [2]前記添加物(イ)および(ロ)に加えて、さらに
下記追加重合体(ハ)および/または(ニ)の存在下、
動的に熱処理をする[1]記載の熱可塑性エラストマー
の製造方法。追加重合体 (ハ)水添ジエン系重合体 (ニ)プロピレン系低結晶質重合体
【0005】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を具体的
に説明する。本発明の熱可塑性エラストマーの製造方法
は、前記重合体成分(A)および(B)を所定の配合量
で、前記添加物(イ)および(ロ)、または(イ),
(ロ)および/もしくは前記追加重合体(ハ),(ニ)
の存在下、動的に熱処理をすることに特徴を有する。
【0006】以下、各構成要素ごとに具体的に説明す
る。 I.重合体成分 1.オレフィン系樹脂(A) 本発明に用いられる(A)オレフィン系樹脂は、結晶性
のエチレンもしくはプロピレンの単独重合体またはこの
エチレンもしくはプロピレンを主体とする結晶性の共重
合体である。例えば、高密度ポリエチレン,低密度ポリ
エチレン,エチレン/1−ブテン共重合体,エチレン/
1−ヘキセン共重合体,エチレン/1−オクテン共重合
体などの結晶性エチレン系重合体、アイソタクチックポ
リプロピレン,プロピレン/エチレン共重合体,プロピ
レン/1−ブテン共重合体,プロピレン/1−ペンテン
共重合体,プロピレン/3−メチル−1−ブテン共重合
体,プロピレン/1−ヘキセン共重合体,プロピレン/
3−メチル−1−ペンテン共重合体,プロピレン/4−
メチル−1−ペンテン共重合体,プロピレン/3−エチ
ル−1−ペンテン共重合体,プロピレン/1−オクテン
共重合体,プロピレン/1−デセン共重合体,プロピレ
ン/1−ウンデセン共重合体,プロピレン/1−ブテン
/エチレン3元共重合体,プロピレン/1−ヘキセン/
1−オクテン3元共重合体,プロピレン/1−ヘキセン
/4−メチル−1−ペンテン3元共重合体等のエチレン
またはプロピレンの重合体、またはこの成分が主成分で
ある結晶性ポリオレフィン共重合体が挙げられる。この
ような(A)オレフィン系樹脂は得られる熱可塑性エラ
ストマーの成形加工性の観点から高結晶であることが好
ましい。結晶化度は密度に関係し、一般にその結晶化度
をより簡便に密度で代用することができる。したがっ
て、これらのオレフィン系樹脂では、密度が0.89g
/cm3 を越えることが好ましい。この場合、密度が
0.89g/cm3 以下では得られる熱可塑性エラスト
マーの目的とする充分な機械的強度を付与することが不
充分となり、好ましくない。
【0007】2.被架橋性ゴム(B) 本発明に用いられる(B)被架橋性ゴムとは、本発明に
用いられる添加物の(ロ)成分であるフェノール系樹脂
によりポリマー中の不飽和結合と橋架け反応を生じるも
のを意味する。例えば、エチレン−プロピレン−ジエン
ゴム、イソブチレン−イソプレンゴム、アクリロニトリ
ル−ブタジエンゴム、エチレン−1−ブテンゴム−ジエ
ンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−イソプ
レンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ポリブタジエ
ン、アクリルゴム、クロロプレンゴム、および上記ゴム
の水素添加物、官能基変性体などが挙げられる。上記ゴ
ム中で好ましいのは、イソブチレン−イソプレンゴム、
エチレン−プロピレン−(ジエン)ゴム、アクリロニト
リル−ブタジエンゴムである。
【0008】イソブチレン−イソプレンゴムは、0.5
〜15モル%好ましくは0.8〜5.0モル%のイソプ
レンを含有するイソブチレン/イソプレンのゴム状無晶
形共重合体である。
【0009】エチレン−プロピレン−(ジエン)共重合
ゴムにおいて、エチレン/プロピレンのモル比として
は、50/50〜90/10で共重合されていることが
好ましく、非共役ジエンとしてはエチリデンノルボルネ
ン、ジシクロペンタジエン、1.4−ヘキサジエンが好
ましく、ヨウ素価表示で40以下となるような量で存在
することが好ましい。これらの共重合ゴムは、ムーニー
粘度ML1+4,100℃が10〜500であることが
好ましく、30〜400であることがさらに好ましい。
エチレン−プロピレン−(ジエン)共重合ゴムにおい
て、エチレン成分の含有量が50モル%未満で、プロピ
レンの含有量が50モル%を超えると、このオレフィン
系共重合体の機械的強度が不足することになり好ましく
なく、エチレン成分の含有量が90モル%を超え、プロ
ピレン成分の含有量が10モル%未満であるとこのゴム
の柔軟性が不足し好ましくない。また、ムーニー粘度M
L1+4,100℃が10未満であると強度が低くな
り、500を超えるとポリオレフィン系樹脂との分散不
良が生じ好ましくない。エチレン−プロピレン−(ジエ
ン)共重合ゴムは、酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸ま
たはその誘導体(例えばメチル(メタ)アクリレート、
グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルア
ミド等)、マレイン酸またはその誘導体(例えば無水マ
レイン酸、マレイミド、マレイン酸ジメチル等)、共役
ジエン(例えばブタジエン、イソプレン、クロロプレン
等)等の不飽和モノマーがグラフト重合したグラフト共
重合体を使用することもできる。エチレン−プロピレン
−(ジエン)共重合ゴムは、公知の重合方法で例えば、
バナジウム系、チタン系、メタロセン系の触媒の存在下
で重合することができる。また、エチレン−プロピレン
−(ジエン)共重合ゴムは、単独でまたは2種以上を併
用することができる。
【0010】本発明に用いられるアクリロニトリル−ブ
タジエン系ゴムとしてはアクリロニトリル、メタアクリ
ロニトリルのようなα,β−不飽和ニトリルとブタジエ
ンのような共役ジエンを共重合した共重合体ゴムであ
り、その結合α,β−不飽和ニトリル量は10〜50重
量%が好ましく、さらに好ましくは10〜40重量%で
ある。ニトリル系ゴム中のα,β−不飽和ニトリル含有
量が10重量%未満であると、アクリロニトリル−ブタ
ジエン系ゴムの特徴である耐油性が充分でなく、また5
0重量%を超えると組成物の耐寒性が劣る。アクリロニ
トリル−ブタジエン系ゴムを得るための重合は、通常の
乳化重合で行われ、単量体、乳化剤、開始剤、分子量調
節剤およびその他の重合薬剤は反応開始前に全量添加し
ても、反応開始後任意に分割添加してもよく、また反応
途中に温度や攪拌などの操作条件を任意に変更すること
もできる。重合方式は連続式、回文式のいずれであって
もよい。得られた重合体の分子量は特に制限はないが、
ムーニー粘度(ML1+4、100℃)は20〜120
が好ましい。20未満ではゴム弾性に乏しく、また12
0を超えると加工性が劣る。アクリロニトリル−ブタジ
エン系ゴムが重合段階で2官能モノマーを共重合するこ
とにより部分架橋させたもの、また可塑剤が添加された
ものも使用することができる。さらに、単独でまたは2
種以上のアクリロニトリル−ブタジエン系ゴムを併用す
ることができる。以上の被架橋性ゴム(B)は単独でも
2種以上を併用することもできる。
【0011】3.重合体成分の配合量 本発明に用いられる重合体成分(A)および(B)の好
ましい配合量は、(A)オレフィン系樹脂が10〜90
重量%、好ましくは15〜60重量%、さらに好ましく
は15〜50重量%、(B)被架橋性ゴムが90〜10
重量%、好ましくは85〜40重量%、更に好ましくは
85〜50重量%である。(A)成分が10重量%未満
であると、得られる熱可塑性エラストマーの成形加工性
が劣る。(B)成分が10重量%未満でであると熱可塑
性エラストマーの柔軟性がそれぞれ劣るので好ましくな
い。
【0012】II.添加物 1.ハロゲン化ポリオレフィン(イ) 本発明に用いられる添加物の必須成分である(イ)ハロ
ゲン化ポリオレフィンは炭素数2〜8のオレフィン、た
とえばエチレンやプロピレンに臭素や塩素などのハロゲ
ンを付加したものである。(イ)ハロゲン化ポリエチレ
ンの好ましいハロゲン含有量は5〜50重量%さらに好
ましくは20〜45重量%である。付加されるハロゲン
は、臭素、塩素およびそれらの混成であり、塩素が好ま
しい。(イ)ハロゲン化ポリオレフィンは成分無定型エ
ラストマー重合体であっても結晶性重合体であっても良
い。
【0013】2.フェノール樹脂系架橋剤(ロ) 本発明に用いられる添加物の必須成分である(ロ)フェ
ノール系架橋剤は下記式(1)に示す物質である。
【0014】
【化1】
【0015】〔式(1)中、mは0〜10の整数、Yは
水酸基であり、Rは炭素数1〜15の飽和炭化水素基で
ある。〕 上記物質は、例えば、米国特許3287440号および
同3709840号の各明細書に記載されているよう
に、ゴム用架橋剤として一般的に使用されているもので
ある。そしてこの架橋剤は、アルカリ触媒中において、
置換フェノールとアルデヒドの縮重合により得られる。
フェノール系樹脂架橋剤は酸化亜鉛や酸化マグネシウム
のような金属酸化物とステアリン酸の分散剤またはステ
アリン酸カルシウムのような金属のステアリン酸塩を併
用することが好ましい。
【0016】3.添加物の配合量 (イ)ハロゲン化オレフィンの好ましい配合量は重合体
成分の合計量((A)+(B))100重量部に対して
0.01〜10重量部が好ましく、さらに好ましくは
0.05〜5重量部、特に好ましくは0.1〜3重量部
である。(イ)成分が0.01重量部未満であると
(B)被架橋性ゴムに十分架橋させることができないの
で好ましくない。また、(イ)成分が10重量部を超え
ると動的熱処理時にハロゲンガスが発生し機器が腐食す
る危険性があり好ましくない。 (ロ)フェノール樹脂系架橋剤の配合量は、重合体成分
の合計量((A)+(B))100重量部に対して0.
1〜15重量部が好ましく、0.3〜10重量部がさら
に好ましく、0.5〜8重量部が特に好ましい。架橋剤
の配合量が0.1重量部未満であると、動的架橋におけ
る架橋度が低く、得られる熱可塑性エラストマーの耐油
性、形状回復性が充分でなく、また15重量部を超える
と、得られる熱エラストマーの柔軟性が損なわれる。
【0017】4.追加重合体(ハ)および(ニ) 本発明においては、前記(イ)および(ロ)成分の他に
任意成分として(ハ)水添ジエン系重合体および/また
は(ニ)プロピレン系低結晶質重合体を追加して配合す
ることが好ましい。これらの成分を加えることにより柔
軟性と成形加工性のバランスが向上する。
【0018】(1)水添ジエン系重合体(ハ) 本発明に用いられる(ハ)水添ジエン系重合体は、共役
ジエン化合物を主体とする重合体を水素添加したもので
あり、例えば共役ジエンの単独重合体、共役ジエンと芳
香族ビニル化合物のランダム共重合体、芳香族ビニル化
合物の重合体ブロックと共役ジエン化合物の重合体ブロ
ックからなるブロック共重合体、芳香族ビニル化合物の
重合体ブロックと共役ジエン/芳香族ビニル化合物の共
重合体ブロックからなるブロック共重合体、共役ジエン
化合物の重合体ブロックと共役ジエン/芳香族ビニル化
合物の共重合体ブロックからなるブロック共重合体また
はこれらの官能基変性体などのジエン系重合体(以下、
「水添前重合体」ともいう)の水素添加物が挙げられ、
特に以下の(ハ−1)、(ハ−2)または(ハ−
3)に示す水添共役ジエン系重合体が好ましい。
【0019】(ハ−1)成分 (ハ−1)成分は共役ジエンと芳香族ビニル化合物のラ
ンダム共重合部分を主体とする重合体を水素添加するこ
とにより得られる物である。ここで、(ハ−1)成分に
用いられる共役ジエン化合物としては、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、2−メチル−1,3−ペ
ンタジエン、1,3−ヘキサジエン、4,5−ジエチル
−1,3−オクタジエン、3−ブチル−1,3−オクタ
ジエン、クロロプレンなどが挙げられるが、工業的に利
用でき、また物性の優れた水添ジエン系重合体を得るに
は、1,3−ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタ
ジエンが好ましく、1,3−ブタジエン、イソプレンが
特に好ましく、また芳香族ビニル化合物としては、スチ
レン、α―メチルスチレン、p―メチルスチレン、t−
ブチルスチレン、ジビニルベンゼン、N,N−ジメチル
−p−アミノエチルスチレン、N,N−ジエチル−p−
アミノエチルスチレン、ビニルピリジンなどが挙げら
れ、スチレン、α−メチルスチレンが好ましい。前記水
添前重合体のランダム共重合部分の水添前重合体中での
割合は、好ましくは50重量%以上、さらに好ましくは
60重量%以上である。このランダム共重合部分の割合
が50重量%未満の場合、柔軟性が低下する。また上記
ランダム共重合部分において、ランダム共重合部分中の
全共役ジエンに対する側鎖に不飽和結合を有する共役ジ
エンの割合は、好ましくは15重量%以上、より好まし
くは20重量%以上である。共役ジエンの割合が15重
量%未満の場合、柔軟性が十分ではなく好ましくない。
水添前重合体を構成する共役ジエン化合物/芳香族ビニ
ル化合物の割合は、本発明においては特に制限はない
が、好ましくは95/5〜40/60、さらに好ましく
は93/7〜50/50である。(ハ−1)成分は、上
述のようにランダム共重合部分を主体とする重合体を水
添することによって得られるが、水添前重合体の分子鎖
中に、下記のような重合体ブロックが含まれていてもよ
い。水添前重合体に含まれてもよい重合体ブロックとし
ては、芳香族ビニル化合物重合体、1,4−結合を主体
とするポリブタジエン重合体、および芳香族ビニル化合
物と共役ジエンからなり芳香族ビニル化合物が漸増する
テーパー状重合体などが挙げられる。これらの重合体ブ
ロックが存在すると、(ハ−1)成分の物性上の特徴は
若干損なわれるものの、材料のブロッキング性が低下す
ることにより取扱い性が向上するため、工業的に有用な
場合がある。水添前重合体における前記重合体ブロック
の全分子鎖中の割合は、特に制限はないが、50重量%
以下が好ましく、40重量%以下がさらに好ましい。重
合体ブロックの割合が50重量%を越えると、柔軟性の
低下が大きくなる。前記水添前重合体は、カップリング
剤の使用により重合体分子鎖がカップリング剤残基を介
して延長または分岐された重合体であってもよい。この
際用いられるカップリング剤としては、例えばアジピン
酸ジエチル、ジビニルベンゼン、メチルジクロロシラ
ン、四塩化ケイ素、ブチルトリクロロケイ素、テトラク
ロロ錫、ブチルトリ クロロ錫、ジメチルクロロケイ
素、テトラクロロゲルマニウム、1,2−ジブロモエタ
ン、1,4−クロロメチルベンゼン、ビス(トリクロロ
シリル)エタン、エポキシ化アマニ油、トリレンジイソ
シアネート、1,2,4−ベンゼントリイソシアネート
などが挙げられる。 (ハ−1)水添ジエン系重合体において、分子鎖中の共
役ジエン部分の二重結合の水素添加率は、好ましくは8
0重量%、さらに好ましくは85重量%以上、特に好ま
しくは90重量%以上である。80重量%未満では、耐
候性が不十分となる。さらに、(ハ−1)水添ジエン系
重合体は、数平均分子量が好ましくは5万〜70万、さ
らに好ましくは5万〜60万であり、5万未満であると
機械的強度が不十分であり、一方70万を越えると流動
性が不足し成形加工性が不十分なものとなる。
【0020】(ハ−2) (ハ−2)成分は下記の(P)、(Q)および(R)の
各ブロックを主成分とする共重合体である。ここで、
(ハ−2)成分を得るために用いられるビニル芳香族化
合物、共役ジエンは、上記(ハ−1)成分を得るために
用いられるものと同様である。(ハ−2)成分の水添ジ
エン系重合体を構成する好ましい(P)ブロックは、芳
香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロックであり、
詳細には芳香族ビニル化合物の単独重合体、または芳香
族ビニル化合物を(P)ブロック中に90重量%以上有
する共役ジエンとの共重合体の共役ジエン部分の80重
量%以上が水素化された重合体ブロックが好ましい。
(P)ブロック中の芳香族ビニル化合物含量が90重量
%未満であると、強度、耐候性が低下する。(ハ−2)
成分中の(P)ブロックの好ましい含量は5〜60重量
%、さらに好ましくは10〜55重量%である。また
(P)ブロックの好ましい数平均分子量は、0.2万〜
42万である。5重量%未満であると耐熱性、機械的強
度が劣る。一方60重量%を越えると、加工性、柔軟性
が劣る。また、(ハ−2)水添ジエン系共重合体を構成
する(Q)ブロックの好ましい含量は、30〜90重量
%、さらに好ましくは35〜80重量%である。(Q)
ブロックの含量が30重量%未満であると、柔軟性が低
下し、一方90重量%を超えると加工性、機械的強度が
低下する。(Q)ブロックに含まれる水素添加前の共役
ジエン部分のビニル結合含有量は、好ましくは25〜9
5重量%、より好ましくは30〜90重量%である。
(Q)ブロックとなる水素添加前の共役ジエンブロック
のうち、例えば共役ジエンがブタジエンの場合、ビニル
結合含有量が25重量%未満であると、水素化されると
ポリエチレン連鎖が生成し、ゴム的性質が失われ、一方
95重量%を超えると、水素化されるとガラス転移温度
が高くなり、ゴム的性質が失われて好ましくない。
(Q)ブロックの好ましい数平均分子量は1.5万〜6
3万、さらに好ましくは3.5万〜42万であって、共
役ジエン部分の二重結合を80重量%以上水素化された
共役ジエン重合体ブロックである。さらに、(ハ−2)
成分を得るためのブロック共重合体を構成する(R)ブ
ロックは、ビニル結合含有量が好ましくは25重量%未
満、さらに好ましくは20重量%未満のポリブタジエン
重合体ブロックである。ビニル結合含有量が25重量%
以上であると、水素化されると樹脂的性質が失われ、ま
たブロック共重合体としての熱可塑性エラストマーの性
質が失われる。上記ブロック共重合体中における(R)
ブロックの含有量は、好ましくは5〜60重量%、さら
に好ましくは5〜50重量%である。(R)ブロックの
含有量が5重量%未満であると、(ハ−2)成分の力学
的性質が劣り、一方60重量%を超えると、ゴム的性質
が失われ好ましくない。(R)ブロックの好ましい数平
均分子量は、0.25万から42万であってポリブタジ
エンブロックのこのブタジエン部分の二重結合を80重
量%以上水素化された重合体ブロックである。また、
(ハ−2)成分を構成するブロック共重合体は、カップ
リング剤残基を介して重合体ブロック(P)、(Q)ま
たは(R)のうち、少なくとも1つの重合体ブロックか
らなる重合体単体と結合し、例えば下記式(2)および
(3)に示すような、重合体分子鎖が延長または分岐さ
れたブロック共重合体であってもよい。 〔(P)−(Q)−(R)〕n−X … (2) 〔(P)−(Q)−(R)〕X〔(P)−(Q)〕 … (3) 〔式(2),(3)中、nは2〜4の整数、Xはカップ
リング剤残基を示し、使用されるカップリング剤も、
(ハ−1)成分で使用されるものと同様である〕 以上のブロック共重合体が水素添加されることにより、
このブロック共重合体の共役ジエン部分の二重結合が飽
和されることによって、水添ジエン系共重合体である
(ハ−2)成分が得られる。ここに、共役ジエンの二重
結合は、その80重量%以上飽和されていることが必要
であり、好ましくは90重量%以上、さらに好ましくは
95〜100重量%である。共役ジエン部分の二重結合
の飽和率が80重量%未満であると、得られる熱可塑性
エラストマーの熱安定性、耐久性が劣る。(ハ−2)成
分のの数平均分子量は好ましくは5万〜70万であり、
さらに好ましくは10万〜60万である。5万未満であ
ると耐熱性、強度、流動性、加工性が低下し、70万を
越えると流動性、加工性、柔軟性が劣る。(ハ−2)成
分は、例えば特開平2−133406号公報に開示され
ている方法によって得ることができる。
【0021】(ハ−3)成分 (ハ−3)成分は、(S)ビニル結合含有量がビニル結
合含有量が25重量%以下であるポリブタジエン重合体
ブロック(以下「(S)ブロック」ともいう)と、
(T)共役ジエン重合体ブロックまたはビニル芳香族化
合物−共役ジエン共重合体ブロックであって、共役ジエ
ン部分のビニル結合含有量が25〜95重量%である重
合体ブロック(以下「(T)ブロック」ともいう)と
が、(S)−(T)−(S)、または(S)−(T)の
ように配列された直鎖状あるいは分岐状のブロック共重
合体の二重結合部分80重量%以上を水素添加すること
により得られるものである。ここで、(ハ−3)成分を
得るために用いられるビニル芳香族化合物および共役ジ
エンとしては、上記(ハ−1)成分を得るために用いら
れるものとして例示した化合物を挙げることができる。
(ハ−3)成分中の(S)ブロックは、水素添加により
通常の低密度ポリエチレン(LDPE)に類似の構造を
示す結晶性の重合体ブロックとなる。ブロック(S)中
の1,2−ビニル結合含有量は、通常25重量%以下で
あるが、好ましくは20重量%以下、さらに好ましくは
15重量%以下である。ブロック(S)中の1,2−ビ
ニル結合含有量が25重量%を越えると、水素添加後の
結晶融点の降下が著しく、機械的強度が劣る。また、
(T)ブロックは、共役ジエン重合体ブロックまたはビ
ニル芳香族化合物−共役ジエン共重合体ブロックであ
り、水素添加によりゴム状のエチレン−ブテン−1共重
合体ブロックまたはビニル芳香族化合物−エチレン−ブ
テン−1共重合体と類似の構造を示す重合体ブロックと
なる。なお、(T)ブロックに使用されるビニル芳香族
化合物の使用量は、(T)ブロックを構成するモノマー
の好ましくは35重量%以下、さらに好ましくは30重
量%以下、特に好ましくは25重量%以下であり、35
重量%を超えると(T)ブロックのガラス転移温度が上
昇し、低温特性、柔軟性が劣る。また(T)ブロックの
共役ジエン部分のビニル結合含有量は、好ましくは25
〜95重量%、さらに好ましくは25〜75重量%特に
好ましくは25〜55重量%であり、25重量%未満ま
たは95重量%を超えると、水素添加により、例えば共
役ジエンがブタジエンの場合、それぞれポリエチレン連
鎖、ポリブテン−1連鎖に由来する結晶構造を示し、樹
脂状の性状となり、柔軟性が劣る。また、(ハ−3)成
分を得るためのブロック共重合体において、(S)ブロ
ックと(T)ブロックの割合は、通常、(S)ブロック
5〜90重量%、好ましくは10〜80重量%、(T)
ブロック95〜10重量%、好ましくは90〜20重量
%〔ただし、(S)+(T)=100重量%〕である。
(S)ブロックが5重量%未満、(T)ブロックが95
重量%を超えると、結晶性の重合体ブロックが不足し、
(ハ−3)成分の力学的性質が劣るため好ましくない。
また、(S)ブロックが90重量%を超え、(T)ブロ
ックが10重量%未満であると、(ハ−3)成分の硬度
が上昇し、好ましくない。なお、(S)ブロックの好ま
しい重量平均分子量は、0.25万〜63万、さらに好
ましくは1万〜48万である。また(T)ブロックの好
ましい重量平均分子量は、0.5万〜66.5万、さら
に好ましくは2万〜54万である。なお、(ハ−3)成
分を得るためのブロック共重合体は、カップリング剤残
基を介して(S)ブロックおよび(T)ブロックのう
ち、少なくとも1つの重合体ブロックからなる重合体単
体と結合し、例えば下記式(4)および(5)に示すよ
うに、重合体分子鎖が延長または分岐されたブロック共
重合体であってもよい。 〔(S)−(T)〕n−X … (4) 〔(S)−(T)−(S)〕n−X … (5) (式(4),(5)中、nおよびXは上記と同義であ
る。) また、カップリング剤も、上記(ハ−1)成分に使用さ
れる化合物と同様なものが挙げられる。以上のブロック
共重合体が水素添加されることにより、このブロック共
重合体の共役ジエン部分の二重結合が飽和されることに
よって、水添ジエン系共重合体である(ハ−3)成分が
得られる。ここに、共役ジエンの二重結合は、その80
重量%以上飽和されていることが必要であり、好ましく
は90重量%以上、さらに好ましくは95〜100重量
%である。共役ジエン部分の二重結合の飽和率が80重
量%未満であると、熱可塑性エラストマーの熱安定性、
耐久性が劣る。(ハ−3)成分の数平均分子量は好まし
くは5万〜70万であり、さらに好ましくは10万から
60万である。5万未満であると耐熱性、強度、流動
性、加工性が低下し、70万を越えると流動性、加工
性、柔軟性が劣る。(ハ−3)成分は、例えば特開平3
−1289576号公報に開示されている方法によって
得ることができる。
【0022】本発明で(ハ)成分として用いる各水添ジ
エン系重合体は、官能基で変性した変性水添ブロック重
合体でもよい。このような変性水添ブロック重合体は、
水添ブロック重合体に、カルボキシル基、酸無水物基、
ヒドロキシル基、エポキシ基、ハロゲン原子、アミノ
基、イソシアネート基、スルホニル基およびスルホネー
ト基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を
含有してなるものである。この官能基を含有させる方法
としては、(i)官能基を含有する、共役ジエンまたは
ビニル芳香族化合物を用い、単量体の官能基を保護した
状態で共重合してブロック共重合体を得、重合完結後、
脱保護を行う手法で重合中に付加させる方法、(ii)官
能基を有するラジカル重合性単量体を既知のグラフト化
反応によって水添ブロック重合体に付加させる方法、
(iii )官能基を含有する単量体を用い、有機過酸化物
またはアゾ化合物の存在下もしくは非存在下に、水添ブ
ロック重合体をニーダー、ミキサー、押出機などを用い
て混練りして、官能基を付加させる方法などが挙げられ
る。これらのいずれの方法を用いても、効率的に官能基
を含有させることができるが、工業的には前記(i)〜
(iii )の方法が簡便であり、効果的である。この変性
水添ブロック重合体中の官能基の量は、通常、水添ブロ
ック重合体を構成する分子に対して0.01〜10モル
%、好ましくは0.1〜8モル%、さらに好ましくは
0.15〜5モル%である。水添ブロック重合体に官能
基を付加する単量体の好ましい例としては、アクリル
酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレ
イン酸、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジ
ル、アリルグリシジルエーテル、ヒドロキシエチレンメ
タクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒ
ドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアク
リレート、メタクリル酸ジメチルアミノエチルなどが挙
げられる。
【0023】(2)プロピレン系低結晶質重合体(ニ) 本発明に用いられる(ニ)プロピレン系低結晶質重合体
(以下、「(ニ)低結晶質重合体」ともいう。)は、プ
ロピレンの非晶質もしくは低結晶質の単独重合体または
このプロピレンを主体とする非晶質もしくは低結晶質の
共重合体である。例えば、アタクチックポリプロピレ
ン、プロピレン/エチレン共重合体、プロピレン/1−
ブテン共重合体、プロピレン/1−ペンテン共重合体、
プロピレン/3−メチル−1−ブテン共重合体、プロピ
レン/1−ヘキセン共重合体、プロピレン/3−メチル
−1−ペンテン共重合体、プロピレン/4−メチル−1
−ペンテン共重合体、プロピレン/3−エチル−1−ペ
ンテン共重合体、プロピレン/1−オクテン共重合体、
プロピレン/1−デセン共重合体、プロピレン/1−ウ
ンデセン共重合体、プロピレン/1−ブテン/エチレン
3元共重合体、プロピレン/1−ヘキセン/1−オクテ
ン3元共重合体、プロピレン/1−ヘキセン/4−メチ
ル−1−ペンテン3元共重合体等のプロピレン成分が主
成分である非晶質ポリオレフィン重合体または低結晶質
ポリオレフィン重合体が挙げられ、特にアタクチックポ
リプロピレン非晶質重合体またはアタクチックポリプロ
ピレン低結晶質重合体、プロピレン/エチレン非晶質共
重合体またはプロピレン/エチレン低結晶質共重合体お
よびプロピレン/1−ブテン非晶質共重合体またはプロ
ピレン/1−ブテン低結晶質共重合体が好ましい。これ
らの(ニ)低結晶質重合体においてプロピレン単位の含
有量は、プロピレン単位とα−オレフィンとの合計10
0モル%に対して、通常、50モル%以上、好ましくは
55モル%以上であることが好ましい。また、プロピレ
ン/α−オレフィン共重合体の場合、ランダム共重合体
でもブロック共重合体でも良いが、少なくともプロピレ
ン単位の結合様式はアタクチック構造が主体であること
が好ましい。上記の(ニ)低結晶質重合体とは、結晶成
分を含まない非晶質重合体、低結晶性重合体または結晶
成分を部分的に含む非晶質重合体である。このような
(ニ)低結晶質重合体においては、結晶化度と密度と密
接に関係し、一般にその結晶化度をより簡便に密度で代
用することができる。すなあわち、これらの重合体で
は、密度が0.89g/cm3 以下である必要があり、
好ましくは0.85〜0.88g/cm3 である。この
場合、密度が0.89g/cm3 を超えると得られる熱
可塑性エラストマーの目的とする充分な柔軟性を付与す
ることが不充分となり、好ましくない。また、(ニ)成
分の溶融粘度は特に制限はないが、本発明における熱可
塑性エラストマーの成形性向上の観点から低粘度のもの
が好ましい。具体的には190℃における溶融粘度が好
ましくは50,000cps以下、さらに好ましくは1
00〜30、000cps、特に好ましくは200〜2
0,000cpsである。本発明において、上記(ニ)
低結晶質重合体は、単独でまたは2種以上を組み合わせ
て用いることができる。上記(ニ)低結晶質重合体とし
て、結晶性ポリプロピレン製造時に副生するアタクチッ
クポリプロピレンを用いてもよいし、原料から生産して
用いてもよい。原料から生産する場合、例えば、塩化マ
グネシウムに担持したチタン担持型触媒とトリエチルア
ルミニウムを用いて水素の存在下/または水素の不存在
下で、原料モノマーを重合して得ることができる。原料
供給の安定性および品質の安定性の観点から、原料から
生産された所定の低結晶質重合体を使用するのが好まし
い。例えば、アメリカのレキセン(Rexene)社製
のレクスタック(REXTAC)、宇部レキセン社製の
CAPおよびウベタックAPAO等の市販品を用いるこ
とができる。
【0024】(3)追加重合体(ハ),(ニ)の配合量 本発明において(ハ)成分の好ましい配合量は、(A)
+(B)=100重量部に対して1〜100重量部、さ
らに好ましくは5〜40重量部である。(ハ)成分を添
加することにより柔軟性と弾性回復性や力学特性などと
のバランスが向上するが、100重量部を超えると耐熱
性および成形加工性が劣るので好ましくない。本発明に
おいて(ニ)成分の好ましい配合量は、(A)オレフィ
ン系樹脂に対し1〜200重量部、さらに好ましくは2
0〜150重量部である。(ニ)成分を添加することに
より柔軟性と成形加工性のバランスが向上するが、20
0重量部を超えると材料の耐熱性が劣るので好ましくな
い。
【0025】(4)軟化剤,可塑剤 本発明では、ブリードアウトしない範囲で通常ゴムに用
いられる軟化剤、可塑剤を添加することもできる。例え
ば、アロマティック系、ナフテン系、パラフィン系の石
油系軟化剤、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレー
ト、ジオクチルアジペート、ジオクチルセバゲート、ト
リクレジルフォスフェート、アジピン酸系ポリエステ
ル、ポリエーテル系の可塑剤などが用いられる。さらに
用途に応じ、機械的強度、柔軟性、成形性を阻害しない
程度の量の酸化防止材、帯電防止材、耐候材、紫外線吸
収材、滑剤、ブロッキング防止剤、シール性改良剤、結
晶核剤、難燃化、防菌、防かび剤、粘着付与剤、軟化
剤、可塑剤、酸化チタン、カーボンブラックなどの着色
剤、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、
ガラスビーズ、マイカ、炭酸カルシウム、チタン酸カリ
ウムウイスカー、タルク、硫酸バリウム、ガラスフレー
ク、フッ素樹脂などの充填剤ゴム質重合体、熱可塑性樹
脂などを適宜配合することができる。
【0026】III .動的熱処理 本発明の熱可塑性エラストマーの製造方法は前記(A)
オレフィン系樹脂、(B)被架橋性ゴムを溶融混合し、
(イ)ハロゲン化ポリエチレンおよび(ロ)フェノール
樹脂系架橋剤、必要に応じ(ハ)水添ジエン系重合体お
よび/または(ニ)プロピレン系低結晶質重合体の存在
下で動的熱処理を施すものである。動的熱処理に用いる
装置は、加圧式ニーダー、バンバリーミキサー、ブラベ
ンダーなどのバッチ式の混練機や、一軸押し出し機、二
軸押し出し機、連続式ニーダー、フィーダールーダーな
ど連続式の混練機、またはこれらの機器を組み合わせて
使用することが出来る。例えば下記〜のいずれの方
法であってもよい。 重合体成分(A)および(B)を上記バッチ式混練機
を用い、(A)成分が十分に溶融する温度とした後、添
加物(イ)および(ロ)を加え動的に熱処理する。 重合体成分(A)および(B)を上記バッチ式混練機
を用い、(A)成分が十分に溶融する温度とし十分にブ
レンドする(一段目)。二段目に連続式の混練機を用
い、1段目のブレンド物と添加物(イ)および(ロ)を
投入し動的に熱処理する。 重合体成分(A)および(B)並びに添加物(ロ)を
上記バッチ式混練機を用い、(A)成分が十分に溶融す
る温度とし十分にブレンドする(一段目)。二段目に連
続式の混練機を用い、1段目のブレンド物と添加物
(イ)を投入し動的に熱処理する。 重合体成分(A)および(B)並びに添加物(イ)お
よび(ロ)を連続式の混練機に投入し、動的に熱処理す
る。 また、上記において必要に応じて、追加重合体(ハ)、
(ニ)またはゴム用の軟化剤や可塑剤、金属酸化物、各
種添加剤などをいずれの段階で加えても良い。なお、重
合体成分(A)および(B)が溶融した状態で添加物
(イ)および(ロ)の存在下で動的に熱処理するという
本発明の趣旨を越えない限りこれらの方法に限定される
ものではない。
【0027】
【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに具体的
に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下
の実施例に何ら制約されるものではない。なお、実施例
中、部および%は特に断らない限り重量基準である。ま
た、実施例中の各種の測定は、以下の方法によった。
【0028】〔JIS A硬度〕JIS K6301に
準拠して測定した。 〔弾性回復性〕弾性回復性の指標として圧縮永久歪を用
いた。測定条件は、70℃×22時間、25%圧縮の条
件であり、圧縮永久歪みの小さいほど、弾性回復性がよ
い。 〔引張強さおよび最大伸び〕JIS K6301に準拠
して測定した。 〔流動性〕MFRを下記の条件にて流動性を測定した。 温度;230℃ 荷重;10kg また、本実施例では、重合体成分(A)および(B)、
添加物(イ)および(ロ)、並びに追加重合体(ハ)お
よび(ニ)として、以下のものを用いた。
【0029】〔(A)成分〕 PP1 プロピレンーエチレンブロックポリマー(日本ポリケム
社製、BC03GS) PP2 プロピレン−エチレンランダムポリマー(日本ポリケム
社製、FL25R) PP3 プロピレン−エチレンランダムポリマー(日本ポリケム
社製、EX6) PP4 ポリプロピレン(日本ポリケム社製、MA03) PE1 低密度ポリエチレン(日本ポリケム社製、LJ800) PE2 線状低密度ポリエチレン(日本ポリケム社製、UJ37
0) PE3 高密度ポリエチレン(日本ポリケム社製、HJ380) 〔(B)成分〕 IIR1 イソプレン−イソブチレン共重合ゴム(日本合成ゴム社
製、Butyl268) IIR2 イソプレン−イソブチレン共重合ゴム(日本合成ゴム社
製、BUTYL365) EP1 エチレン−プロピレン−エチリデンノルボルネン共重合
ゴム(パラフィン系オイル70phr油展) (日本
合成ゴム社製、EP98A) EP2 エチレン−プロピレン−エチリデンノルボルネン共重合
ゴム(日本合成ゴム社製、EP57P) EP3 エチレン−プロピレン−ジシクロペンタジエン共重合ゴ
ム(日本合成ゴム社製、EP75F) NBR1 アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(日本合成ゴ
ム社製、N230S) NBR2 アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(日本合成ゴ
ム社製、N250S) 〔(イ)成分〕 CLPE1 塩素化ポリエチレン(昭和電工社製、エラスレン301
A) CLPE2 塩素化ポリエチレン(昭和電工社製、エラスレン303
B) 〔(ロ)成分〕 PR1 アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂(田岡化学社
製、タッキロール201) 〔(ハ)成分〕 水添ジエン系共重合体a 水添ブロック共重合体aは日本合成ゴム社製のもので、
a−b構造(aはポリスチレンブロック、bはスチレン
とブタジエンの共重合体ブロックのブタジエン部の二重
結合を水添したもの)を有し、全結合スチレンは10重
量%、a部のスチレン量6重量%、水添前のブタジエン
部のビニル量(1,2結合量)が80重量%で、全分子
量300,000の水添ブロック共重合体。 水添ジエン系共重合体b 水添ブロック共重合体bは日本合成ゴム社製のもので、
d−e−f構造(dはポリスチレンブロック、eは1.
2−ビニル含量の多いポリブタジエン、fは1.2−ビ
ニル含量の少ないポリブタジエンでeおよびfはブタジ
エン部の二重結合が水添されている)を有し、e部のビ
ニル量が39重量%、f部のビニル量が15重量%で、
全分子量が150,000の水添ブロック共重合体。 水添ジエン系共重合体c 水添ブロック共重合体cは日本合成ゴム社製のもので、
g−h−g構造(gは1.2−ビニル含量の少ないポリ
ブタジエン、hは1.2−ビニル含量の多いポリブタジ
エンでそれぞれのブタジエン部の二重結合が水添されて
いる)を有し、g部のビニル量が15重量%、h部のビ
ニル含量が35重量%で、全分子量が300,000の
水添ブロック共重合体。 水添ジエン系共重合体d 水添ブロック共重合体dは日本合成ゴム社製のもので、
g−h−g構造(gは1.2−ビニル含量の少ないポリ
ブタジエン、hは1.2−ビニル含量の多いポリブタジ
エンでそれぞれのブタジエン部の二重結合が水添されて
いる)を有し、g部のビニル量が15重量%、h部のビ
ニル含量が80重量%で、全分子量が300,000の
水添ブロック共重合体。 SEBS スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体の水素添加物
(シェル社製、Krayton G1657) SEPS スチレン−イソプレン−スチレン共重合体の水素添加物
(クラレ社製、ハイブラー HVS−3) 〔(ニ)成分〕 APAO1 ポリプロピレン系低結晶質重合体(宇部レキセン社製、
UT2180) APAO2 プロピレン−エチレン系低結晶質重合体(宇部レキセン
社製、UT2585) APAO3 プロピレン−ブテン系低結晶質重合体(宇部レキセン社
製、UT2780) 〔その他の成分〕 可塑剤1 パラフィン系軟化剤(出光興産社製、PW−90) 可塑剤2 ジオクチルフタレート(新日本理化社製、DOP) 無機フィラー 炭酸カルシウム(白石工業社製、シルバーW) PR2 臭素化アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂(田岡
化学社製、タッキロール250−1) 亜鉛華 酸化亜鉛 (堺化学社製、一号亜鉛華) ST ステアリン酸 (花王社製、ルナックS−30)
【0030】〔動的熱処理〕本実施例で用いた動的熱処
理方法を以下に示す。 :(A)、(B)、(イ)および(ロ)成分および必
要に応じて(ハ)および/または(ニ)成分、可塑剤、
無機フィラーなどをを所定量計量した。 :加圧式ニーダー(モリヤマ社製、内容量10L)お
よびフィ−ダ−ルーダーを所定温度(ニーダー:160
℃、フィーダールーダー:ホッパ−ジャケット100
℃、シリンダー220℃、ダイヘッド240℃)に加熱
した。 :(A)および(B)、必要に応じて(ニ)成分を1
60℃に加熱した加圧式ニーダー(森山製作所社製)へ
投入した。 :180秒ほど混練し、投入したポリマー成分が溶融
混合したのを確認した後、(ロ)成分および金属酸化物
(亜鉛華)および脂肪酸(ステアリン酸)を投入し充分
に混合したことを確認後、ニーダーより排出した。 :ニーダーより排出された混合物を、排出後直ちにフ
ィ−ダ−ルーダーのホッパ−へ投入し、押し出すことに
より(フィ−ダ−部回転数10rpm、ルーダー部回転
数50rpm)ペレットを作成した。 :で作成したペレットおよび(イ)成分、必要に応
じて(ハ)成分を所定量混合した。 :ニ軸押出機(PCM45、池貝社製)を所定温度
(230℃)に加熱した。 :押出機へブレンド物を所定量投入すると共に、シリ
ンダー途中より必要に応じて可塑剤を投入して、動的熱
処理を行った。
【0031】〔評価用サンプルの製造方法〕射出成形機
(日本製鋼製、JSW−100)で2mm厚のシートを
作成した。引張試験用のサンプルおよび圧縮永久歪みの
試験はシートより打ち抜いて試験に用いた。
【0032】〔実施例1〜64および比較例1〜5〕表
1〜7に示す配合処方により、以下の手順に従い熱可塑
性エラストマーを調製した。 実施例1〜64と比較例1〜5との比較から明かなよう
に、本発明は(B)被架橋性ゴムの種類を問わず、
(イ)および(ロ)成分の存在下で動的に熱処理を施す
製造法により調製されている場合に機械的強度や弾性回
復性に優れている。比較例1〜5は本発明で必須成分で
ある(イ)成分が含まれていないので機械的強度や弾性
回復性に劣り好ましくない。
【0033】
【表1】
【0034】
【表2】
【0035】
【表3】
【0036】
【表4】
【0037】
【表5】
【0038】
【表6】
【0039】
【表7】
【0040】
【発明の効果】以上説明したように本発明によって、重
金属による環境汚染の問題がなく、弾性回復性および機
械的強度等の材料物性と、成形加工性とのバランスに優
れた熱可塑性エラストマーの簡便で効率的な製造方法が
提供される。本発明で得られる熱可塑性エラストマー
は、機械的強度、弾性回復性などの材料物性を損なうこ
と無く、成形加工性が付与されているいることを生かし
て、従来の加硫ゴムや軟質塩化ビニル系樹脂が使用され
ている、自動車の内・外装部品、弱電部品のパッキンや
ハウジングなどの部品、工業用部品、防水シート部品、
制振材、医療用容器およびその栓体、輸液用チューブな
どに使用することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 61:06 15:00 23:10)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記重合体成分(A)および(B)を下
    記配合量で、下記添加物(イ)および(ロ)の存在下、
    動的に熱処理をすることを特徴とする熱可塑性エラスト
    マーの製造方法。重合体成分 (A)オレフィン系樹脂10〜90重量% (B)被架橋性ゴム90〜10重量%添加物 (イ)ハロゲン化ポリオレフィン (ロ)フェノール樹脂系架橋剤
  2. 【請求項2】 前記添加物(イ)および(ロ)に加え
    て、さらに下記追加重合体(ハ)および/または(ニ)
    の存在下、動的に熱処理をする請求項1記載の熱可塑性
    エラストマーの製造方法。追加重合体 (ハ)水添ジエン系重合体 (ニ)プロピレン系低結晶質重合体
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JP2010119837A (ja) * 2008-11-18 2010-06-03 Bridgestone Sports Co Ltd ゴルフボール用材料、ゴルフボール、及びゴルフボール用材料の製造方法
JP2017066275A (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 豊田合成株式会社 樹脂組成物及びその製造方法
WO2021100805A1 (ja) * 2019-11-21 2021-05-27 Jsr株式会社 ペレット、ウェザーストリップ及びウェザーストリップの製造方法

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