JPWO2015129414A1 - 架橋体とその製造方法および用途、ならびにエチレン系共重合体 - Google Patents
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Abstract
Description
〔1〕エチレン由来の構成単位と、炭素数3〜20のα−オレフィン由来の構成単位とを有する共重合体であって、下記(1)、(2)および(3)の要件をすべて満たすエチレン系共重合体(A)、または該エチレン系共重合体(A)を含む樹脂組成物を溶融成形する工程と、架橋させる工程とを含む架橋体の製造方法;
(1)1H−NMRにより求められる炭素数1000個あたりのビニル基含有量が0.06個以上1個以下である。
(2)MFR10/MFR2.16が8.5以上50以下である。
(3)密度dが850kg/m3以上920kg/m3以下である。
(ただし、MFR10は、ASTM D1238の方法により、10kg荷重、190℃で測定したメルトフローレート(g/10分)を、MFR2.16は、ASTM D1238の方法により、2.16kg荷重、190℃で測定したメルトフローレート(g/10分)をそれぞれ表す。)
〔2〕前記エチレン系共重合体(A)が、さらに下記要件(4)を満たすことを特徴とする前記〔1〕に記載の架橋体の製造方法;
(4)MFR2.16が0.01〜200g/10分の範囲にある。
〔3〕前記エチレン系共重合体(A)が、エチレンとα−オレフィンのみを単量体として用いて得られるエチレン系共重合体(A1)であることを特徴とする前記〔1〕または〔2〕に記載の架橋体の製造方法。
〔4〕さらに、発泡させる工程を含むことを特徴とする前記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の架橋体の製造方法。
〔5〕前記の溶融成形する工程が、射出成形またはトランスファー成形によるものであり、かつ、さらに発泡させる工程を含む、前記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の架橋体の製造方法。
〔6〕前記〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の架橋体の製造方法で得られる架橋体。
〔7〕ポリオレフィン、ポリウレタン、ゴム、皮革および人工皮革よりなる群から選ばれる1種以上の素材からなる層と、前記〔6〕に記載の架橋体とが積層されてなることを特徴とする積層成形体。
〔8〕履物用部品であることを特徴とする前記〔7〕に記載の積層成形体。
〔9〕履物用部品が、ミッドソール、インナーソール、またはソールであることを特徴とする前記〔8〕に記載の積層成形体。
〔10〕エチレン由来の構成単位と、炭素数3〜20のα−オレフィン由来の構成単位とを有する共重合体であって、下記(1)、(2)および(3)の要件をすべて満たすことを特徴とするエチレン系共重合体(A);
(1)1H−NMRにより求められる炭素数1000個あたりのビニル基含有量が0.06個以上1個以下である。
(2)MFR10/MFR2.16が8.5以上50以下である。
(3)密度dが850kg/m3以上920kg/m3以下である。
(ただし、MFR10は、ASTM D1238の方法により、10kg荷重、190℃で測定したメルトフローレート(g/10分)を、MFR2.16は、ASTM D1238の方法により、2.16kg荷重、190℃で測定したメルトフローレート(g/10分)をそれぞれ表す。)
〔11〕さらに下記要件(4)を満たすことを特徴とする前記〔10〕に記載のエチレン系共重合体(A);
(4)MFR2.16が0.01〜200g/10分の範囲にある。
〔12〕エチレンとα−オレフィンのみを単量体として用いて得られるエチレン系共重合体(A1)であることを特徴とする前記〔10〕または〔11〕に記載のエチレン系共重合体(A)。
〔13〕前記〔10〕〜〔12〕のいずれかに記載のエチレン系共重合体(A)と、架橋剤(C)とを含むエチレン系共重合体組成物。
〔14〕さらに発泡剤(D)を含む前記〔13〕に記載のエチレン系共重合体組成物。
本明細書において特に断りのない限り、架橋体には非発泡の架橋体と発泡された架橋発泡体とのいずれも含まれる。本発明の架橋体の製造には、エチレン系共重合体(A)が必須成分として用いられればよく、エチレン系共重合体(A)を単独で用いてもよく、エチレン系共重合体(A)を含む樹脂組成物を用いてもよい。樹脂組成物には、エチレン系共重合体(A)に加えて、必要に応じてその他の樹脂成分(B)、架橋剤(C)、発泡剤(D)、およびその他の添加剤などの任意成分が用いられる。
本発明に係るエチレン系共重合体(A)は、エチレン由来の構成単位と、炭素数3〜20のα−オレフィン由来の構成単位とを有する共重合体であって、下記(1)、(2)および(3)の要件をすべて満たす。また本発明に係るエチレン系共重合体(A)は下記(1)、(2)、(3)の要件に加えて、下記(4)の要件を満たすことが好ましい。
(1)1H−NMRにより求められる炭素数1000個あたりのビニル基含有量が0.06個以上1個以下である。
(2)MFR10/MFR2.16が8.5以上50以下である。
(3)密度dが850kg/m3以上920kg/m3以下である。
(4)MFR2.16が0.01〜200g/10分の範囲にある。
本発明に係るエチレン系共重合体(A)は、1H−NMRにより求められる炭素数1000個あたりのビニル基含有量が0.06個以上1個以下である。(要件(1))
本発明に係るエチレン系共重合体(A)の炭素数1000個あたりのビニル基含量の下限値は、通常0.06個、好ましくは0.07個、より好ましくは0.08個、またさらに好ましくは0.09個である。また、本発明に係るエチレン系共重合体(A)の炭素数1000個あたりのビニル基含量の上限値は1個であり、好ましくは0.50個であり、より好ましくは0.25個である。ビニル基含量が上記範囲にあることは、得られる成形体の機械的強度が向上する点で好ましい。本発明のエチレン系重合体(A)のビニル基含量が多いことにより、得られる成形体の機械的強度が優れることについては、架橋体の製造の項においても詳述する。 なお、ビニル基含有量および後述のビニリデン基含有量の具体的な測定方法は、後述する実施例の測定方法において詳述する。
本発明に係るエチレン系共重合体(A)は、特に限定されるものではないが、1H−NMRにより求められる炭素数1000個あたりのビニリデン基含有量が、通常、0.05個以上1.00個以下である。エチレン系共重合体(A)の炭素数1000個あたりのビニリデン基含有量の下限値は、通常0.05個、好ましくは0.06個、より好ましくは0.07個であり、また上限値は通常1.00個、好ましくは0.50個、より好ましくは0.35個である。
本発明に係るエチレン系共重合体(A)は、MFR10/MFR2.16が8.5以上50以下である。(要件(2))
本発明に係るエチレン系共重合体(A)のMFR10/MFR2.16は、通常8.5以上、好ましくは8.5を超える値であり、より好ましくは8.6以上、さらに好ましくは8.7以上である。またエチレン系共重合体(A)のMFR10/MFR2.16の上限値は、通常50、好ましくは25、より好ましくは13、さらに好ましくは12である。
本発明に係るエチレン系共重合体(A)は、その密度dが850kg/m3以上920kg/m3以下である。(要件(3))
本発明に係るエチレン系共重合体(A)の密度dは、通常850〜920kg/m3、好ましくは850〜910kg/m3、より好ましくは855〜910kg/m3、さらに好ましくは857〜905kg/m3の範囲であることが好ましい。
・MFR(メルトフローレート)
本発明に係るエチレン系共重合体(A)は、特に限定されるものではないが、MFR2.16(2.16kg荷重、190℃で測定したメルトフローレート)が、0.01〜200g/10分の範囲にあることが好ましい。(要件(4))
本発明に係るエチレン系共重合体(A)においては、好ましくはこの範囲内において、用途に応じたMFRを適宜選択することができる。本発明に係るエチレン系共重合体(A)のMFR2.16は、特に限定されるものではないが、好ましくは0.01〜200g/10分、より好ましくは0.1〜100g/10分、さらに好ましくは0.1〜40g/10分、またさらに好ましくは0.1〜25g/10分、特に好ましくは0.1〜10g/10分の範囲であることが望ましい。またエチレン系共重合体(A)のMFR2.16は、2.0以上であることも好ましい。エチレン系共重合体(A)の分子量が大きいほどMFR2.16は小さくなる。分子量の調節方法については「エチレン系共重合体(A)の製造」の項で述べる。MFR2.16が上記上限値以下であることは、得られる成形体の強度が向上する点で好ましく、MFR2.16が上記下限値以上であることは、エチレン系重合体(A)の溶融成形時の流動性が向上する点で好ましい。
本発明に係るエチレン系共重合体(A)は、特に限定されるものではないが、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による測定値から求められる重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnの比として算出される分子量分布(Mw/Mn)が、好ましくは1.5〜3.5、より好ましくは1.5〜3.0である。Mw/Mnは、オレフィン重合用触媒の項で記したとおりに重合用触媒を適切に選択することで上記範囲内にすることができる。また、上記範囲内にあることは、溶融成形性および得られる成形体の強度が向上する点で好ましい。
本発明に係るエチレン系共重合体(A)は、上述の要件(1)、(2)および(3)を満たすものであればよく、その製造方法を特に限定するものではないが、たとえば、オレフィン重合用触媒の存在下に、エチレンと、炭素数3〜20のα−オレフィンの少なくとも一種とを共重合させることにより好適に製造することができる。
・オレフィン重合用触媒
本発明のエチレン系共重合体(A)は、上述した特性を有するものであり、その製造方法は何ら限定されるものではないが、たとえば、下記触媒成分〔A〕および〔B〕からなるオレフィン重合用触媒の存在下に、エチレンと、炭素数3〜20のα−オレフィンから選ばれる1種以上とを共重合することにより製造することができる。
〔A〕下記一般式[I]で表される架橋型メタロセン化合物。
〔B〕(b-1)有機アルミニウムオキシ化合物、
(b-2)前記メタロセン化合物〔A〕と反応してイオン対を形成する化合物、および
(b-3)有機アルミニウム化合物
とから選ばれる少なくとも1種の化合物。
触媒成分〔A〕は、上記式[I]で表される架橋型メタロセン化合物である。上記式[I]中、Mで表される遷移金属としては、たとえば、Zr、Ti、Hf、V、Nb、TaおよびCrが挙げられ、好ましい遷移金属はZr、TiまたはHfであり、さらに好ましい遷移金属はZrまたはHfである。
触媒成分〔A〕を、エチレン系共重合体(A)を製造するためのオレフィン重合触媒の成分として用いる場合、オレフィン重合触媒は、(b-1) 有機アルミニウムオキシ化合物、(b-2) 触媒成分〔A〕と反応してイオン対を形成する化合物、および(b-3)有機アルミニウム化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物から構成される触媒成分〔B〕を含むことが好ましい。ここで、触媒成分〔B〕は、重合活性と生成オレフィン重合体の性状の視点から、次の[c1]〜[c4]のいずれかの態様で好ましく用いられる。
[c1] (b-1)有機アルミニウムオキシ化合物のみ、
[c2] (b-1)有機アルミニウムオキシ化合物と(b-3)有機アルミニウム化合物、
[c3] (b-2)触媒成分〔A〕と反応してイオン対を形成する化合物と(b-3)有機アルミニウム化合物、
[c4] (b-1)有機アルミニウムオキシ化合物と(b-2) 触媒成分〔A〕と反応してイオン対を形成する化合物。
(b-1) 有機アルミニウムオキシ化合物
有機アルミニウムオキシ化合物(b-1)としては、従来公知のアルミノキサンをそのまま使用できる。具体的には、下記一般式[II]および/または一般式[III]で表される化合物が挙げられる。
また、有機アルミニウムオキシ化合物(b-1)としては、飽和炭化水素に溶解するメチルアルミノキサン類縁体を用いることも好ましく、たとえば下記一般式[IV]のような修飾メチルアルミノキサンを例示できる。
前記一般式[IV]で表わされる修飾メチルアルミノキサンは、トリメチルアルミニウムとトリメチルアルミニウム以外のアルキルアルミニウムを用いて調製され(例えば、US4960878やUS5041584等に製造法が開示)、東ソー・ファインケム社等メーカーからトリメチルアルミニウムとトリイソブチルアルミニウムを用いて調製された、Rがイソブチル基であるものがMMAO、TMAOといった商品名で商業生産されている(例えば、「東ソー研究・技術報告」第47巻55(2003)参照)。
なお、上述した(b-1)有機アルミニウムオキシ化合物中には若干の有機アルミニウム化合物が混入していても差し支えない。
(b-2)触媒成分〔A〕と反応してイオン対を形成する化合物
上記触媒成分〔A〕と反応してイオン対を形成する化合物(b-2)(以下、「イオン性化合物(b-2)」と略称する場合がある。)としては、特開平1-501950号公報、特開平1-502036号公報、特開平3-179005号公報、特開平3-179006号公報、特開平3-207703号公報、特開平3-207704号公報、USP5321106号などに記載されたルイス酸、イオン性化合物、ボラン化合物およびカルボラン化合物などを挙げることができる。さらに、イオン性化合物(b-2)としては、ヘテロポリ化合物およびイソポリ化合物も挙げることができる。
(b-3) 有機アルミニウム化合物
有機アルミニウム化合物(b-3)としては、例えば下記一般式[VII]で表される有機アルミニウム化合物、下記一般式[VIII]で表される第1族金属とアルミニウムとの錯アルキル化物などを挙げることができる。
(式[VII]中、RaおよびRbは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子を示し、mは0<m≦3、nは0≦n<3、pは0≦p<3、qは0≦q<3の数であり、かつm+n+p+q=3である。)
上記一般式[VII]で表される有機アルミニウム化合物の具体例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリn-ブチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウムなどのトリn-アルキルアルミニウム;トリイソプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリsec-ブチルアルミニウム、トリtert-ブチルアルミニウム、トリ2-メチルブチルアルミニウム、トリ3-メチルヘキシルアルミニウム、トリ2-エチルヘキシルアルミニウムなどのトリ分岐鎖アルキルアルミニウム;トリシクロヘキシルアルミニウム、トリシクロオクチルアルミニウムなどのトリシクロアルキルアルミニウム;トリフェニルアルミニウム、トリトリルアルミニウムなどのトリアリールアルミニウム;ジイソプロピルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニウムハイドライドなどのジアルキルアルミニウムハイドライド;一般式(i-C4H9)xAly(C5H10)z (式中、x、y、zは正の数であり、z≦2xである。)などで表されるイソプレニルアルミニウムなどのアルケニルアルミニウム;イソブチルアルミニウムメトキシド、イソブチルアルミニウムエトキシドなどのアルキルアルミニウムアルコキシド;ジメチルアルミニウムメトキシド、ジエチルアルミニウムエトキシド、ジブチルアルミニウムブトキシドなどのジアルキルアルミニウムアルコキシド;エチルアルミニウムセスキエトキシド、ブチルアルミニウムセスキブトキシドなどのアルキルアルミニウムセスキアルコキシド;一般式Ra 2.5Al(ORb)0.5などで表される平均組成を有する部分的にアルコキシ化されたアルキルアルミニウム;ジエチルアルミニウムフェノキシド、ジエチルアルミニウム(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシド)などのアルキルアルミニウムアリーロキシド;ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジブチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムブロミド、ジイソブチルアルミニウムクロリドなどのジアルキルアルミニウムハライド;エチルアルミニウムセスキクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキブロミドなどのアルキルアルミニウムセスキハライド;エチルアルミニウムジクロリドなどのアルキルアルミニウムジハライドなどの部分的にハロゲン化されたアルキルアルミニウム;ジエチルアルミニウムヒドリド、ジブチルアルミニウムヒドリドなどのジアルキルアルミニウムヒドリド;エチルアルミニウムジヒドリド、プロピルアルミニウムジヒドリドなどのアルキルアルミニウムジヒドリドなどその他の部分的に水素化されたアルキルアルミニウム;エチルアルミニウムエトキシクロリド、ブチルアルミニウムブトキシクロリド、エチルアルミニウムエトキシブロミドなどの部分的にアルコキシ化およびハロゲン化されたアルキルアルミニウムなどを挙げることができる。
(式[VIII]中、M2はLi、NaまたはKを示し、Raは炭素原子数が1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示す。)で表される周期律表第1族金属とアルミニウムとの錯アルキル化物。このような化合物としては、LiAl(C2H5)4、LiAl(C7H15)4 などを例示することができる。
・エチレン系共重合体(A)の製造
本発明に係るエチレン系共重合体(A)は、上述のオレフィン重合用触媒の存在下に、エチレンと、炭素数3〜20のα−オレフィンの少なくとも一種とを共重合させることにより好適に製造することができる。共重合は、たとえば、溶媒の共存下で溶液重合することによって行うことができる。ここで重合温度は、特に限定されるものではないが、たとえば140℃以上、好ましくは150℃以上とすることができる。このような温度で共重合反応を行うと、得られるエチレン系共重合体(A)のMFR10/MFR2.16を大きくすることができ、またビニル基含有量を多いものとすることができるため好ましい。
重合温度が高いほどβ-水素脱離反応は起こり易くなる。そのため、重合温度を高くすれば、[マクロモノマー]/[エチレン]が大きくなり、エチレン系共重合体中の長鎖分岐量は増加する。
[2] ポリマー濃度
溶液中のポリマー濃度を高くすれば、相対的にマクロモノマー濃度も高くなるため、[マクロモノマー]/[エチレン]が大きくなり、エチレン系共重合体中の長鎖分岐量は増加する。
[3] エチレン転化率
エチレン転化率を高くすれば、溶液中のエチレン濃度が低くなるため、[マクロモノマー]/[エチレン]が大きくなり、エチレン系共重合体中の長鎖分岐量は増加する。
[4] 溶媒種
重合溶媒を低沸点の溶媒にすると、溶液中のエチレン濃度が低くなるため、[マクロモノマー]/[エチレン]が大きくなり、エチレン系共重合体中の長鎖分岐量は増加する。
・グラフト変性
本発明のエチレン系共重合体(A)は、一部または全部を極性モノマーによりグラフト変性して用いても良い。
本発明の架橋体あるいは架橋発泡体は、上述したエチレン系共重合体(A)または該エチレン系共重合体(A)を含む樹脂組成物から形成されるものであって、上述したエチレン系共重合体(A)を必須成分として形成されてなるものであればよく、特に限定されるものではないが、エチレン系共重合体(A)以外のその他の樹脂成分(B)を含む樹脂組成物を用いて形成されてもよい。その他の樹脂成分(B)としては、たとえば、α−オレフィン・極性モノマー共重合体、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体、各種オレフィン系ポリマーなどが挙げられる。
本発明の架橋体あるいは架橋発泡体は、必要に応じて架橋剤(C)を含む樹脂組成物から形成されるものであってもよい。
ジクミルペルオキシド、
ジ−t−ブチルペルオキシド、
2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン、
2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルペルオキシ)ヘキシン−3、
1,3−ビス(t−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、
1,1−ビス(t−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(t−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、
t−ブチルペルオキシベンゾエート、
t−ブチルペルベンゾエート、
t−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、
t−ブチルクミルペルオキシドなどの有機ペルオキシドが挙げられる。これらの中で、ジクミルペルオキシドが好ましい。
本発明の架橋体あるいは架橋発泡体、特に架橋発泡体は、必要に応じて架橋剤(C)を含む樹脂組成物から形成されるものであってもよい。
アゾジカルボンアミド(ADCA)、
1,1'−アゾビス(1−アセトキシ−1−フェニルエタン)、
ジメチル−2,2'−アゾビスブチレート、
ジメチル−2,2'−アゾビスイソブチレート、
2,2'−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、
1,1'−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、
2,2'−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチル−プロピオンアミジン]等のアゾ化合物;
N,N'−ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)等のニトロソ化合物;
4,4'−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、
ジフェニルスルホン−3,3'−ジスルホニルヒドラジド等のヒドラジン誘導体;
p−トルエンスルホニルセミカルバジド等のセミカルバジド化合物;
トリヒドラジノトリアジンなどの有機系熱分解型発泡剤、さらには、
炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム等の重炭酸塩、炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム等の炭酸塩;
亜硝酸アンモニウム等の亜硝酸塩、
水素化合物などの無機系熱分解型発泡剤が挙げられる。中でも、アゾジカルボンアミド(ADCA)、炭酸水素ナトリウムが特に好ましい。
本発明に係る樹脂組成物は、必要に応じて、上述した各成分以外の成分を任意成分として含有してもよく、たとえば、フィラー、耐熱安定剤、耐候安定剤、難燃剤、塩酸吸収剤、顔料などの各種添加剤を含有してもよい。各種添加剤としては、オレフィン系樹脂に添加し得る添加剤として公知のものが挙げられる。
本発明では、エチレン系共重合体(A)を含む原料として、上述したエチレン系共重合体(A)あるいはエチレン系共重合体(A)を含む樹脂組成物を用い、溶融成形する工程、架橋させる工程、および必要に応じて発泡させる工程により、架橋体または架橋発泡体を製造する。
架橋体の用途
本発明に係る架橋体は、自動車用ウェザーストリップ、建築用材料、ホース(自動車用ホース、送水用ホース、ガス用ホース)、防振ゴム(自動車用防振ゴム、鉄道用防振ゴム、産業機械用防振ゴム、建築用免震ゴム)、ベルト(伝動ベルト、搬送用ベルト)、シール材(自動車用カップ・シール材、産業機械用シール材)、被覆電線、電線ジョイント、電気絶縁部品、半導電ゴム部品、OA機器用ロール、工業用ロールおよび家庭用ゴム製品等に好適に用いることができる。
上記産業機械用防振ゴムとしては、例えばエキスパンションジョイント、フレキシブルジョイント、ブッシュ、マウントなどが挙げられる。
<積層成形体、履物用部品>
本発明の架橋体は、他素材と、あるいは本発明の架橋体同士で積層された積層成形体であることも好ましい。積層成形体とする架橋体は特に架橋発泡体であることが好ましい。積層体である本発明の架橋発泡体は、上記した、本発明の架橋発泡成形体からなる層と、ポリオレフィン、ポリウレタン、ゴム、皮革および人工皮革からなる群から選ばれる少なくとも一種の素材からなる層とを有する積層成形体であることが好ましい。
[共重合体の物性評価]
二重結合量
二重結合量の定量は、エチレン・α−オレフィン共重合体の1H−NMR測定(日本電子(株)製、「ECX400P型核磁気共鳴装置」)により行った。ここで、二重結合に由来するシグナルとして、ビニル型二重結合、ビニリデン型二重結合、2置換オレフィン型二重結合および3置換オレフィン型二重結合が観測される。各シグナルの積分強度から二重結合量を定量した。なお、エチレン・α−オレフィン共重合体の主鎖メチレンシグナルをケミカルシフト基準(1.2ppm)とした。
・水素原子aのピーク:4.60ppm
・水素原子bのピーク:4.85ppm
・水素原子cのピーク:5.10ppm
・水素原子dのピーク:5.25ppm
・水素原子eのピーク:5.70ppm
二重結合量の定量式は、以下のとおりである。
・ビニル型二重結合量={(シグナルbの積分強度)+(シグナルeの積分強度)}/3
・ビニリデン型二重結合量=(シグナルaの積分強度)/2
・2置換オレフィン型二重結合量=(シグナルdの積分強度)/2
・3置換オレフィン型二重結合量=(シグナルcの積分強度)
これらの結果から、炭素数1000個あたりのビニル基含有量(ビニル型二重結合量)
および炭素数1000個あたりのビニリデン基含有量(ビニリデン型二重結合量)を求めた。
密度d
密度d(kg/m3)は、ASTM D1505に従い、23℃にて求めた。
MFR
MFR(メルトフローレート、g/10分)は、ASTM D1238に従い、190℃にて求めた。2.16kg荷重での測定値をMFR2.16、10kg荷重での測定値をMFR10とした。
分子量分布(Mw/Mn)
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、オルトジクロロベンゼン溶媒、140℃にて求めた。Waters社製ゲル浸透クロマトグラフAlliance GPC−2000型を用い、以下のようにして測定した。分離カラムは、TSKgel GNH6−HTを2本、およびTSKgel GNH6−HTLを2本であり、カラムサイズはいずれも直径7.5mm、長さ300mmであり、カラム温度は140℃とし、移動相にはo−ジクロロベンゼン(和光純薬工業)および酸化防止剤としてBHT(武田薬品)0.025質量%を用いて、1.0ml/分で移動させ、試料濃度は15mg/10mlとし、試料注入量は500μlとし、検出器として示差屈折計を用いた。標準ポリスチレンは、分子量がMw<1000、およびMw>4×106については東ソー社製を用いて、1000≦Mw≦4×106についてはプレッシャーケミカル社製を用いた。
[架橋シートの物性・外観評価]
引張強度
引張強度は、JIS 3号ダンベルを用い、引張速度50mm/分で引張試験を行って求めた。
ゲル含量
ゲル含量は、架橋体を2g採取し、325メッシュの金網に入れ、沸騰パラキシレン溶媒に140℃で、24時間浸漬し、残留物を23℃で1時間乾燥した後、さらに80℃で2時間真空乾燥を実施して、金網中に残ったゲル物の重量を測定して求めた。
表面状態
架橋シートの表面状態を、目視により、表面が平滑で荒れていないものを「良好」、表面荒れが確認できるものを「不良」と評価した。
[架橋発泡体の物性評価]
比重
比重は、JIS K7222に従って測定した。サンプルは、発泡体が立方体であれば最大面積の平面の四辺からそれぞれ20mm以上内部、また該平行平面の表面からスキンを残した状態でサンプリングした。例えばミッドソールの場合、端部からそれぞれ20mm以上内部、略平行平面の両表面からスキンを残した状態でサンプルを調製した。
アスカーC硬度
アスカーC硬度は、JIS K7312−1996付属書2記載の「スプリング硬さ試験タイプC試験方法」に従って、23℃環境下にて測定を行った。
反発弾性
反発弾性は、JIS K6255に準じて測定を行った。サンプルは上記(2)圧縮永久歪み(CS)に使用するサンプルと同じ方法で調製したサンプルを準備し、23℃雰囲気下にて測定を行った。
引き裂き強度
引き裂き強度は、ASTM D3574に従い、23℃環境下にて測定を行った。試験機は引張り試験機を使用し、引っ張り速度は100mm/minとする。引き裂き強度Tr(N/mm)は次式にて計算した。
t0:引き裂き応力(kg)
t1:サンプル幅(mm)
圧縮永久歪み(CS)
圧縮永久歪み(CS)は、JIS K6262に準じて測定を行った。サンプルは、発泡体をφ30mm、厚み15mm以上の円柱形に切り出し、円柱の2つの平行平面のそれぞれについて、該平行平面の表面から抜き出し、片方にスキンを残した状態で厚み10mmとしたものを用いた。
このサンプルを、50%圧縮、50℃環境にて6時間静置し、圧縮から解放して30分後に測定した。圧縮永久歪み(CS)(%)は、以下の式により算出した。
t0:サンプル原厚(mm)
t1:サンプルを圧縮装置から取り出し30分後の厚み(mm)
t2:スペーサー厚み(mm)
[実施例1]
エチレン・1−オクテン共重合体(A−1)の製造
攪拌羽根を備えた内容積100Lのステンレス製重合器(攪拌回転数=250rpm)を用いて、重合温度165℃、重合圧力2.8MPaGで、連続的にエチレンと1−オクテンとの共重合を行った。重合器側部より毎時、脱水精製したヘキサンを22L、エチレンを6.6kg、1−オクテンを6.5kgの速度で、また水素を10NL、ビス(p−トリル)メチレン(シクロペンタジエニル)(1,1,4,4,7,7,10,10−オクタメチル−1,2,3,4,7,8,9,10−オクタヒドロジベンズ(b,h)−フルオレニル)ジルコニウムジクロリドを0.028mmol、メチルアルミノキサンをアルミニウム換算で14mmol、トリイソブチルアルミニウムを10mmolの速度で連続的に供給し、共重合反応を行った。生成したエチレン・1−オクテン共重合体のヘキサン溶液を、重合器側壁部に設けられた排出口を介して、重合器内溶液量30Lを維持するように液面制御弁の開度を調節しながら連続的に排出した。得られたエチレン/1−オクテン共重合体のヘキサン溶液を加熱器に導いて180℃に昇温し、触媒失活剤として、毎時、メタノールを80mLで添加し重合を停止させ、減圧した脱揮工程に連続的に移送して乾燥することにより、エチレン・1−オクテン共重合体(A−1)を得た。
物性を表1に示す。
上記で得たエチレン・1−オクテン共重合体(A−1)100質量部に対して、ジクミルペルオキシド(DCP)0.8質量部、およびトリアリルイソシアヌレート(TAIC)[商品名 M−60(TAIC含有量60%)、日本化成(株)製]0.1質量部(TAIC含量として)を、2本ロールを用いて溶融混合配合し、樹脂組成物を得た。その後、先端温度を120℃に設定したシート成形機で1mm厚のシートを作成し、180℃に設定したオーブンで10分間加熱し、架橋体である架橋シートを作成した。得られた架橋シートの引張強度、ゲル含量、表面状態を評価した。結果を表1に示す。
上記で得たエチレン・1−オクテン共重合体(A−1)70質量部、エチレンビニルアセテート共重合体(VA含量=22wt%)30質量部、酸化亜鉛3.0質量部、ジクミルペルオキシド(DCP)0.9質量部、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)[商品名 M−60(TAIC含有量60%)、日本化成(株)製]0.1質量部(TAIC含量として)、アゾジカルボンアミド5.5質量部、および、シリコンゴム(商品名CF201U、ダウコーニング社製)2質量部からなる混合物を、ロールにより、ロール表面温度120℃で10分間混練した後、2軸テーパ―スクリューが付属された単軸押出機を使用し、混合物が架橋、発泡を開始しない温度以下(130℃程度)でペレット化した。
上記方法で射出成形を20回連続で実施し、発泡体成形品の縦方向の長さの標準偏差を測定した。結果を表1に併せて示す。
[実施例2]
エチレン・1−ブテン共重合体(A−2)の製造
実施例1において、重合温度を160℃、重合圧力を3.2MPaG、毎時、エチレンを7.5kg、1−オクテンに代えて1−ブテンを4.9kgの供給速度に変えた以外は、実施例1と同様にしてエチレン・1−ブテン共重合体(A−2)を得た。
実施例1において、エチレン・1−オクテン共重合体(A−1)に代えて、上記で得たエチレン・1−ブテン共重合体(A−2)を用い、表1に示す配合処方としたことの他は、実施例1と同様にして架橋発泡体の製造ならびに物性および成形安定性の評価を行った。結果を表1に併せて示す。
エチレン・1−ブテン共重合体(A−3)の製造
実施例2において、毎時、エチレンを7.0kg、1−ブテンを5.9kgの供給速度に変えたこと以外は、実施例2と同様にしてエチレン・1−ブテン共重合体(A−3)を得た。
実施例1において、エチレン・1−オクテン共重合体(A−1)に代えて、上記で得たエチレン・1−ブテン共重合体(A−3)を用い、表1に示す配合処方としたことの他は、実施例1と同様にして、架橋シートの製造および評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1において、エチレン・1−オクテン共重合体(A−1)に代えて、上記で得たエチレン・1−ブテン共重合体(A−3)を用い、表1に示す配合処方としたことの他は、実施例1と同様にして架橋発泡体の製造ならびに物性および成形安定性の評価を行った。結果を表1に併せて示す。
エチレン・1−ブテン共重合体(A−4)の製造
実施例2において、重合圧力を2.5MPaG、毎時、エチレンを6.6kg、1−ブテンを3.3kg、水素を5NL、ビス(p−トリル)メチレン(シクロペンタジエニル)(1,1,4,4,7,7,10,10−オクタメチル−1,2,3,4,7,8,9,10−オクタヒドロジベンズ(b,h)−フルオレニル)ジルコニウムジクロリドを0.040mmol、メチルアルミノキサンを20mmolの供給速度に変えたこと以外は、実施例2と同様にしてエチレン・1−ブテン共重合体(A−4)を得た。
実施例1において、エチレン・1−オクテン共重合体(A−1)に代えて、上記で得たエチレン・1−ブテン共重合体(A−4)を用い、表1に示す配合処方としたことの他は、実施例1と同様にして架橋発泡体の製造ならびに物性および成形安定性の評価を行った。結果を表1に併せて示す。
エチレン・1−ブテン共重合体(A−5)の製造
実施例2において、毎時、水素を15NLの供給速度に変えたこと以外は、実施例2と同様にしてエチレン・1−ブテン共重合体(A−5)を得た。
エチレン・1−オクテン共重合体(A−6)の製造
実施例1において、重合温度を110℃、重合圧力を0.8MPaG、毎時、ヘキサンを55L、エチレンを1.7kg、1−オクテンを2.1kg、ビス(p−トリル)メチレン(シクロペンタジエニル)(1,1,4,4,7,7,10,10−オクタメチル−1,2,3,4,7,8,9,10−オクタヒドロジベンズ(b,h)−フルオレニル)ジルコニウムジクロリドに替えて[ジメチル(t−ブチルアミド)(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)シラン]チタンジクロライドを0.009mmol、メチルアルミノキサンに替えてトリフェニルカルベニウム(テトラキスペンタフルオロフェニル)ボレートを0.090mmol、トリイソブチルアルミニウムを6mmolの供給速度に変えたこと以外は、実施例1と同様にしてエチレン/1−オクテン共重合体(A−6)を得た。
実施例1において、エチレン・1−オクテン共重合体(A−1)に代えて、上記で得たエチレン・1−ブテン共重合体(A−6)を用い、表1に示す配合処方としたことの他は、実施例1と同様にして、架橋シートの製造および評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1において、エチレン・1−オクテン共重合体(A−1)に代えて、上記で得たエチレン・1−オクテン共重合体(A−6)を用い、表1に示す配合処方としたことの他は、実施例1と同様にして架橋発泡体の製造ならびに物性および成形安定性の評価を行った。結果を表1に併せて示す。
エチレン・1−ブテン共重合体(A−7)の製造
攪拌羽根を備えた実質内容積1Lのステンレス製重合器(攪拌回転数=500rpm)を用いて、重合温度130℃で、満液状態で連続的にエチレンと1−ブテンとの共重合を行った。重合器側部より液相へ毎時、ヘキサンを1.82L、エチレンを56g、1−ブテンを40gの速度で、また水素を0.6NL、ビス(p−トリル)メチレン(シクロペンタジエニル)(1,1,4,4,7,7,10,10−オクタメチル−1,2,3,4,7,8,9,10−オクタヒドロジベンズ(b,h)−フルオレニル)ジルコニウムジクロリドを0.0001mmol、メチルアルミノキサン/トルエン溶液をアルミニウム換算で0.05mmol、トリイソブチルアルミニウムを1.0mmolの速度で連続的に供給し、重合圧力3.8MPaGになるように保持し共重合反応を行った。なお、連続的に得られたエチレン・1−ブテン共重合体のヘキサン溶液をホールドドラムに貯め、そこに触媒失活剤として、毎時、メタノールを0.2mlで添加し重合を停止した。
実施例1において、エチレン・1−オクテン共重合体(A−1)に代えて、上記で得たエチレン・1−ブテン共重合体(A−7)を用い、表1に示す配合処方としたことの他は、実施例1と同様にして、架橋シートの製造および評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1において、エチレン・1−オクテン共重合体(A−1)に代えて、上記で得たエチレン・1−ブテン共重合体(A−7)を用い、表1に示す配合処方としたことの他は、実施例1と同様にして架橋発泡体の製造ならびに物性および成形安定性の評価を行った。結果を表1に併せて示す。
エチレン・1−ブテン共重合体(A−8)の製造
攪拌羽根を備えた実質内容積1Lのステンレス製重合器(攪拌回転数=500rpm)を用いて、重合温度125℃で、満液状態で連続的にエチレンと1−ブテンとの共重合を行った。重合器側部より液相へ毎時、ヘキサンを1.73L、エチレンを56g、1−ブテンを90gの速度で、また水素を0.5NL、ビス(p−トリル)メチレン(シクロペンタジエニル)(1,1,4,4,7,7,10,10−オクタメチル−1,2,3,4,7,8,9,10−オクタヒドロジベンズ(b,h)−フルオレニル)ジルコニウムジクロリドを0.00015mmol、メチルアルミノキサン/トルエン溶液をアルミニウム換算で0.075mmol、トリイソブチルアルミニウムを1.0mmolの速度で連続的に供給し、重合圧力3.8MPaGになるように保持し共重合反応を行った。なお、連続的に得られたエチレン・1−ブテン共重合体のヘキサン溶液をホールドドラムに貯め、そこに触媒失活剤として、毎時、メタノールを0.2mlで添加し重合を停止した。
実施例1において、エチレン・1−オクテン共重合体(A−1)に代えて、上記で得たエチレン・1−ブテン共重合体(A−8)を用い、表1に示す配合処方としたことの他は、実施例1と同様にして、架橋シートの製造および評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1において、エチレン・1−オクテン共重合体(A−1)に代えて、上記で得たエチレン・1−ブテン共重合体(A−8)を用い、表1に示す配合処方としたことの他は、実施例1と同様にして架橋発泡体の製造ならびに物性および成形安定性の評価を行った。結果を表1に併せて示す。
エチレン・1−オクテン共重合体(A−9)の製造方法
比較例3において、重合温度を150℃、ヘキサンを毎時1.40L、エチレンを94g、1−ブテンに代えて1−オクテンを286gとし、水素を供給せず、ビス(p−トリル)メチレン(シクロペンタジエニル)(1,1,4,4,7,7,10,10−オクタメチル−1,2,3,4,7,8,9,10−オクタヒドロジベンズ(b,h)−フルオレニル)ジルコニウムジクロリドを0.003mmol、メチルアルミノキサン/トルエン溶液をアルミニウム換算で0.15mmolの速度に変えた以外は、比較例3と同様にしてエチレン・1−オクテン共重合体(A−9)を得た。得られたエチレン・1−オクテン共重合体(A−9)は、密度dが874kg/m3、MFR2.16が1.1g/10min、収量が毎時75.0gであった。物性を表1に示す。
実施例1において、エチレン・1−オクテン共重合体(A−1)に代えて、上記で得たエチレン・1−ブテン共重合体(A−9)を用い、表1に示す配合処方としたことの他は、実施例1と同様にして架橋発泡体の製造ならびに物性および成形安定性の評価を行った。結果を表1に併せて示す。
エチレン・1−ブテン共重合体(A−10)の製造方法
実施例2において、重合温度を130℃、重合圧力を1.0MPaG、毎時、ヘキサンを55L、エチレンを1.7kg、1−ブテンを1.1kg、水素を20NL、ビス(p−トリル)メチレン(シクロペンタジエニル)(1,1,4,4,7,7,10,10−オクタメチル−1,2,3,4,7,8,9,10−オクタヒドロジベンズ(b,h)−フルオレニル)ジルコニウムジクロリドに代えてrac−ジメチルシリレン−ビス{1−(2−メチル−4−フェニル−1−インデニル)}ジルコニウムジクロライドを0.0030mmol、メチルアルミノキサンをアルミニウム換算で1.5mmol、トリイソブチルアルミニウムを30mmolの供給速度に変えた以外は、実施例2と同様にしてエチレン・1−ブテン共重合体(A−10)を得た。
実施例1において、エチレン・1−オクテン共重合体(A−1)に代えて、上記で得たエチレン・1−ブテン共重合体(A−10)を用い、表1に示す配合処方としたことの他は、実施例1と同様にして、架橋シートの製造および評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1において、エチレン・1−オクテン共重合体(A−1)に代えて、上記で得たエチレン・1−ブテン共重合体(A−10)を用い、表1に示す配合処方としたことの他は、実施例1と同様にして架橋発泡体の製造ならびに物性および成形安定性の評価を行った。結果を表1に併せて示す。
本発明のエチレン・α−オレフィン共重合体を用いた実施例1、3では、MFR10/MFR2.16の値が本願範囲よりも大きい比較例5の重合体を用いる場合と比較して、ゲル含量が同値であることから架橋度が同等であることが示されているにもかかわらず、得られる架橋体の強度および伸び、それらのバランスに優れることがわかる。また、MFR10/MFR2.16の値が本願範囲よりも小さい比較例1,2,3の重合体を用いる場合と比較して、得られる架橋体の表面状態に優れ、また、強度および伸びのバランスに優れることがわかる。
架橋発泡体の評価結果および成形安定性評価結果
本発明のエチレン・α−オレフィン共重合体を用いた実施例1〜4は、MFR10/MFR2.16の値が本願範囲よりも大きすぎるまたは小さすぎる比較例1〜5と比較して、成形安定性に優れることがわかる。さらに、得られた成形体は引裂強度に優れ、圧縮永久歪みが小さい傾向が認められる。
Claims (14)
- エチレン由来の構成単位と、炭素数3〜20のα−オレフィン由来の構成単位とを有する共重合体であって、下記(1)、(2)および(3)の要件をすべて満たすエチレン系共重合体(A)、または該エチレン系共重合体(A)を含む樹脂組成物を溶融成形する工程と、架橋させる工程とを含む架橋体の製造方法;
(1)1H−NMRにより求められる炭素数1000個あたりのビニル基含有量が0.06個以上1個以下である。
(2)MFR10/MFR2.16が8.5以上50以下である。
(3)密度dが850kg/m3以上920kg/m3以下である。
(ただし、MFR10は、ASTM D1238の方法により、10kg荷重、190℃で測定したメルトフローレート(g/10分)を、MFR2.16は、ASTM D1238の方法により、2.16kg荷重、190℃で測定したメルトフローレート(g/10分)をそれぞれ表す。) - 前記エチレン系共重合体(A)が、さらに下記要件(4)を満たすことを特徴とする請求項1に記載の架橋体の製造方法;
(4)MFR2.16が0.01〜200g/10分の範囲にある。 - 前記エチレン系共重合体(A)が、エチレンとα−オレフィンのみを単量体として用いて得られるエチレン系共重合体(A1)であることを特徴とする請求項1または2に記載の架橋体の製造方法。
- さらに、発泡させる工程を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の架橋体の製造方法。
- 前記の溶融成形する工程が、射出成形またはトランスファー成形によるものであり、かつ、さらに発泡させる工程を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の架橋体の製造方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の架橋体の製造方法で得られる架橋体。
- ポリオレフィン、ポリウレタン、ゴム、皮革および人工皮革よりなる群から選ばれる1種以上の素材からなる層と、請求項6に記載の架橋体とが積層されてなることを特徴とする積層成形体。
- 履物用部品であることを特徴とする請求項7に記載の積層成形体。
- 履物用部品が、ミッドソール、インナーソール、またはソールであることを特徴とする請求項8に記載の積層成形体。
- エチレン由来の構成単位と、炭素数3〜20のα−オレフィン由来の構成単位とを有する共重合体であって、下記(1)、(2)および(3)の要件をすべて満たすことを特徴とするエチレン系共重合体(A);
(1)1H−NMRにより求められる炭素数1000個あたりのビニル基含有量が0.06個以上1個以下である。
(2)MFR10/MFR2.16が8.5以上50以下である。
(3)密度dが850kg/m3以上920kg/m3以下である。
(ただし、MFR10は、ASTM D1238の方法により、10kg荷重、190℃で測定したメルトフローレート(g/10分)を、MFR2.16は、ASTM D1238の方法により、2.16kg荷重、190℃で測定したメルトフローレート(g/10分)をそれぞれ表す。) - さらに下記要件(4)を満たすことを特徴とする請求項10に記載のエチレン系共重合体(A);
(4)MFR2.16が0.01〜200g/10分の範囲にある。 - エチレンとα−オレフィンのみを単量体として用いて得られるエチレン系共重合体(A1)であることを特徴とする請求項10または11に記載のエチレン系共重合体(A)。
- 請求項10〜12のいずれかに記載のエチレン系共重合体(A)と、架橋剤(C)とを含むエチレン系共重合体組成物。
- さらに発泡剤(D)を含む請求項13に記載のエチレン系共重合体組成物。
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