JPWO2016002764A1 - ポリオレフィン系樹脂組成物、フィルム、医療用バッグ及びチューブ - Google Patents

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Abstract

ポリオレフィン系樹脂と、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックAと、共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックBと、を有する水素添加ブロック共重合体と、を含むポリオレフィン系樹脂組成物であって、前記ポリオレフィン系樹脂/水素添加ブロック共重合体の質量比が95〜5質量部/5〜95質量部であり、前記水素添加ブロック共重合体中の全ビニル芳香族単量体単位の含有量が12〜25質量%であり、前記水素添加ブロック共重合体中の共役ジエン単量体単位に基づく二重結合の水素添加率が90モル%以上であり、メルトフローレート値が7〜26g/10分である、ポリオレフィン系樹脂組成物。

Description

本発明は、ポリオレフィン系樹脂組成物、フィルム、医療用バッグ及びチューブに関する。
共役ジエン単量体とビニル芳香族単量体とからなる水素添加(水添)ブロック共重合体は、加硫をしなくても加硫された天然ゴムや合成ゴムと同様の弾性を常温にて有し、耐候性、耐熱性に優れ、しかも高温では熱可塑性樹脂と同様の加工性を有する。このため、該水添ブロック共重合体は、履物、プラスチック改質、アスファルト改質、粘接着材、家庭用製品、家電・工業部品等の包装材料、玩具、自動車部品、及び医療器具等に幅広く使用されている。
一方で、ポリプロピレン系樹脂組成物は、一般に耐薬品性、機械的特性に優れているため、包材、雑貨、機械部品、自動車部品、医療器具等の広範な分野に使用されている。また、ポリプロピレン系樹脂組成物は、シート、フィルム、チューブ等の分野や、家電・IT機器等の電線・ケーブルの被覆材料及びコネクター材料等にも使用されており、これらの分野ではポリプロピレン系樹脂組成物を軟質化や、透明化させる要求が出ている。最近は各種機器の小型化に伴い、それらに用いられる電線及び通信ケーブルが一段と細くなってきているために被覆材も薄くなってきている。そのため、ポリプロピレン系樹脂組成物には、形状保持の観点から適度な柔軟性、薄肉成形加工性が要求されることも多い。
ポリプロピレン系樹脂組成物を軟質化、透明化させるためには、ポリプロピレン系樹脂組成物にオレフィン系エラストマー等のエラストマーを添加する方法が用いられている。
また、例えば、特許文献1には、ポリプロピレン系樹脂組成物の流動性、透明性を向上させることを目的として、特定のメルトフローレート値(MFR)を有し、特定量のスチレンを含み、末端に特定量の水添ポリブタジエンブロックを有する水添ブロック共重合体、すなわちスチレン系エラストマーと、ポリオレフィン系樹脂とを含む組成物が開示されている。
さらに、例えば、特許文献2には、ポリオレフィン系樹脂組成物に高流動性、成形加工性を付与することを目的として、ビニル芳香族単量体単位からなるブロックと、共役ジエン単量体のビニル結合量が65モル%以上85モル%以下であるブロックと、を有する共重合体を水素添加した水添ブロック用重合体を添加した組成物が開示されている。
特開2014−34625号公報 特表2007−526388号公報
しかしながら、例えば、ポリプロピレン系樹脂組成物にオレフィン系エラストマー等を添加した場合には、ポリプロピレン系樹脂組成物の軟質性は向上するが、分散性、透明性については、十分な特性が得られない場合があるという問題を有している。
また、特許文献1において開示されている組成物は、ポリオレフィン系樹脂とスチレン系エラストマーが用いられているが、軟質性、分散性、及び透明性のバランスに関し、改善の余地がある。
さらに、特許文献2において開示されているポリオレフィン系樹脂組成物は、スチレン系エラストマーに添加した場合の成形加工性と柔軟性のバランスに関し、改善の余地がある。
そこで本発明においては、上述した従来技術の問題に鑑み、柔軟性、薄肉成形加工性、分散性、機械的特性及び透明性のバランスに優れるポリオレフィン系樹脂組成物、フィルム、医療用バッグ及びチューブを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、特定のポリオレフィン系樹脂及び水素添加ブロック共重合体を特定の比率で含有するポリオレフィン系樹脂組成物、並びに当該ポリオレフィン系樹脂組成物を含むフィルム、医療用バッグ及びチューブが、上記課題を効果的に解決することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は下記のとおりである。
〔1〕
ポリオレフィン系樹脂と、
ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックAと、共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックBと、を有する水素添加ブロック共重合体と、
を含むポリオレフィン系樹脂組成物であって、
前記ポリオレフィン系樹脂/水素添加ブロック共重合体の質量比が95〜5質量部/5〜95質量部であり、
前記水素添加ブロック共重合体中の全ビニル芳香族単量体単位の含有量が12〜25質量%であり、
前記水素添加ブロック共重合体中の共役ジエン単量体単位に基づく二重結合の水素添加率が90モル%以上であり、
メルトフローレート値が7〜26g/10分である、ポリオレフィン系樹脂組成物。
〔2〕
前記水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート値が10〜30g/10分であり、
前記ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート値が5〜20g/10分である、前記〔1〕に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
〔3〕
前記ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート値と前記水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート値の差が5〜15g/10分である、前記〔1〕又は〔2〕に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
〔4〕
厚み0.25mmのフィルムに成形した際のMD方向の弾性率とTD方向の弾性率の比(MD方向の弾性率/TD方向の弾性率)が0.85〜1.2である、前記〔1〕乃至〔3〕のいずれか一項に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
〔5〕
前記ポリオレフィン系樹脂と前記水素添加ブロック共重合体の質量比が、(ポリオレフィン系樹脂/水素添加ブロック共重合体)=50〜10質量部/50〜90質量部である、前記〔1〕乃至〔4〕のいずれか一に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
〔6〕
前記水素添加ブロック共重合体の水素添加前の1,2−結合量と3,4−結合量との合計が65〜90モル%である、前記〔1〕乃至〔5〕のいずれか一に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
〔7〕
前記水素添加ブロック共重合体が、少なくとも2個の前記重合体ブロックAと、少なくとも2個の前記重合体ブロックBとを有し、
少なくとも1個の前記重合体ブロックBは前記水素添加ブロック共重合体の末端にあり、
末端にある該重合体ブロックBの含有量が水素添加ブロック共重合体の0.5〜9質量%である、前記〔1〕乃至〔6〕のいずれか一に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
〔8〕
前記ポリオレフィン系樹脂がポリプロピレン系樹脂である、前記〔1〕乃至〔7〕のいずれか一に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
〔9〕
前記ポリプロピレン系樹脂が、プロピレン単独重合、及び/又は、プロピレンと炭素数2〜20のα−オレフィン(プロピレンを除く)のブロック共重合体若しくはランダム共重合体である、前記〔8〕に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
〔10〕
前記ポリプロピレン系樹脂が、プロピレンと炭素数2〜20のα−オレフィン(プロピレンを除く)のブロック共重合体又はランダム共重合体であり、
前記ポリオレフィン系樹脂に含まれる炭素数2〜20のα−オレフィン単位(プロピレンを除く)の含有量が、前記ポリプロピレン系樹脂中の0.3〜10質量%である、前記〔8〕に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
〔11〕
前記〔1〕乃至〔10〕のいずれか一に記載のポリオレフィン系樹脂組成物を含む、フィルム。
〔12〕
MD方向の弾性率とTD方向の弾性率の比(MD方向の弾性率/TD方向の弾性率)が0.85〜1.2である、前記〔11〕に記載のフィルム。
〔13〕
前記〔11〕又は〔12〕に記載のフィルムを含む、医療用バッグ。
〔14〕
前記〔1〕乃至〔10〕のいずれか一に記載のポリオレフィン系樹脂組成物を含む、チューブ。
本発明によれば、柔軟性、薄肉成形加工性、分散性、機械的特性及び透明性のバランスに優れるポリオレフィン系樹脂組成物、フィルム、医療用バッグ及びチューブを得ることができる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について、詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施できる。
本明細書中において、重合体を構成する各単量体単位の命名は、単量体単位が由来する単量体の命名に従う。例えば、「ビニル芳香族単量体単位」とは、単量体であるビニル芳香族化合物を重合した結果生ずる重合体の構成単位を意味し、その構造は、置換ビニル基に由来する置換エチレン基の二つの炭素が結合部位となっている分子構造である。また、「共役ジエン単量体単位」とは、単量体である共役ジエンを重合した結果生ずる重合体の構成単位を意味し、その構造は、共役ジエン単量体に由来するオレフィンの二つの炭素が結合部位となっている分子構造である。
〔ポリオレフィン系樹脂組成物〕
本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物は、
ポリオレフィン系樹脂と、
ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックAと、共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックBと、を有する水素添加ブロック共重合体と、
を含むポリオレフィン系樹脂組成物であって、
前記ポリオレフィン系樹脂/水素添加ブロック共重合体の質量比が95〜5質量部/5〜95質量部であり、
前記水素添加ブロック共重合体中の全ビニル芳香族単量体単位の含有量が12〜25質量%であり、
前記水素添加ブロック共重合体中の共役ジエン単量体単位に基づく二重結合の水素添加率が90モル%以上であり、
メルトフローレート値が7〜26g/10分である。
本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物は、上記構成を有することにより、柔軟性、薄肉成形加工性、分散性、機械的特性及び透明性のバランスに優れる。
(水素添加ブロック共重合体)
本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物は、水素添加ブロック共重合体(以下、水添ブロック共重合体ともいう)を含む。
当該水素添加ブロック共重合体は、ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックAと共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックBとを含むブロック共重合体を水素添加して得られる(本明細書中においては水素添加により、共役ジエン単量体単位が、飽和されている場合も、共役ジエン単量体単位と称する。)。
水素添加ブロック共重合体中の全ビニル芳香族単量体単位の含有量は12〜25質量%であり、水素添加ブロック共重合体中の共役ジエン単量体単位に基づく二重結合の水素添加率は90モル%以上である。
<重合体ブロックA>
前記重合体ブロックAは、上述のようにビニル芳香族単量体単位を主体とする。
ビニル芳香族単量体としては、以下に限定されるものではないが、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、1,1−ジフェニルエチレン、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等が挙げられる。
これらの中でも、重合体ブロックAは、スチレン単位を含むことが好ましい。
ビニル芳香族単量体は一種のみを単独で用いてもよいし、二種以上を使用してもよい。
なお、本明細書で用いる用語「主体とする」とは、所定の単量体単位を60質量%以上含むことをいい、80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、95質量%以上がさらに好ましい(以下、同様である。)。
<重合体ブロックB>
前記重合体ブロックBは、上述のように共役ジエン単量体単位を主体とする。
共役ジエン単量体としては、1対の共役二重結合を有するジオレフィンが挙げられる。このような共役ジエン単量体としては、以下に限定されるものではないが、例えば、1,3−ブタジエン等のブタジエン、2−メチル−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−ヘキサジエン等が挙げられる。
これらの中でも、重合体ブロックBは、1,3−ブタジエン等のブタジエン単位を含むことが好ましい。
共役ジエン単量体は一種のみを単独で用いてもよいし、二種以上を使用してもよい。
水素添加ブロック共重合体中の全ビニル芳香族単量体単位の含有量は、水素添加ブロック共重合体の製造性の観点、並びに本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物の柔軟性、分散性、機械的特性、及び透明性の観点から、12〜25質量%であり、12〜20質量%が好ましく、15〜20質量%がより好ましい。また、上記同様の観点から、水素添加ブロック共重合体中の共役ジエン単量体単位の含有量は、75〜88質量%が好ましく、80〜88質量%がより好ましく、80〜85質量%がさらに好ましい。
これらの含有量は、重合に用いる原料の比率を調整することにより制御することができる。
また、水素添加ブロック共重合体中の共役ジエン単量体部分のミクロ構造(シス、トランス、ビニルの比率)は、後述する極性化合物等の使用により任意に調整することができる。
本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物の柔軟性、分散性及び透明性の観点から、水素添加ブロック共重合体の水素添加前の共役ジエン単量体中の1,2−結合量と3,4−結合量の合計は65〜90モル%の範囲が好ましく、68モル%〜90モル%の範囲がより好ましく、72モル%〜88モル%の範囲がさらに好ましい。1,2−結合量と3,4−結合量の合計は、核磁気共鳴装置(NMR)を用いて求めることができ、具体的には、後述する実施例に記載する方法により求めることができる。
水素添加前の1,2−結合量と3,4−結合量の合計は、極性化合物等の使用により上記数値範囲に制御することができる。
水素添加ブロック共重合体としては、少なくとも2個の重合体ブロックAと、少なくとも1個の重合体ブロックBとを有するものが好ましく、特に限定されるものではないが、例えば、下記各式で表されるような構造を有するものが挙げられる。
A−B1−A
A−B1−A−B2
A−(B1−A)n−B2
B2−A−(B1−A)n−B2
(A−B1)n−X
上式において、Aはビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックであり、B1、B2は水添された共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックである。
各ブロックの境界は必ずしも明瞭に区別される必要はない。
また、nはカッコ内の繰り返し数を表し、1以上の整数、好ましくは1〜5の整数である。Xはカップリング剤残基又は多官能開始剤残基を表す。
また、2つのA又は複数ある場合のAの質量は同じであっても、それぞれ異なっていてもよい。
B1とB2の質量は同じであっても、それぞれ異なっていてもよく、複数ある場合のB1とB2の質量も同じであっても、それぞれ異なっていてもよい。
このなかでも、水素添加ブロック共重合体は、少なくとも2個の重合体ブロックAと、少なくとも2個の重合体ブロックBとを有し、少なくとも1個の重合体ブロックBが水素添加ブロック共重合体の末端にあり、末端にある該重合体ブロックBの含有量が水素添加ブロック共重合体の0.5〜9質量%であるものが好ましい。
すなわち、上記式において、B2の水素添加ブロック共重合体全体に占める割合が0.5〜9質量%である構造が好ましい。
当該末端にある該重合体ブロックBの含有量は、より好ましくは1〜7質量%であり、さらに好ましくは2〜6質量%である。
このような水素添加ブロック共重合体であれば、本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物のペレット同士のブロッキングが少なく、製造性に優れ、ポリオレフィン系樹脂組成物の柔軟性、応力白化性、機械的特性及び透明性のバランスがより優れる傾向にある。
また、これらのなかでも、前記重合体ブロックA−前記重合体ブロックB(B1)−前記重合体ブロックA−前記重合体ブロックB(B2)で表される4型構造を有し、水素添加ブロック共重合体中のB1の含有量がB2の含有量よりも50質量%以上大きいものが好ましい。
このような水素添加ブロック共重合体であれば、本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物の柔軟性及び機械的特性のバランスがより優れる傾向にある。
水素添加ブロック共重合体の重量平均分子量は、40,000〜200,000であることが好ましく、50,000〜170,000であることがより好ましく、60,000〜150,000であることがさらに好ましい。
また、水素添加ブロック共重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定される単一ピークの分子量分布は1.2以下であることが好ましく、より好ましくは1.15以下、さらに好ましくは1.1以下であり、よりさらに好ましくは1.08以下である。また1以上であることが好ましい。
なお、後述する実施例に記載するように、水素添加ブロック共重合体の重量平均分子量は、GPCによる測定で得られるクロマトグラムのピークの分子量を、市販の標準ポリスチレンの測定から求めた検量線(標準ポリスチレンのピーク分子量を使用して作成)に基づいて求めた重量平均分子量である。
水添ブロック共重合体の数平均分子量も、同様にGPCによる測定から求めることができ、分子量分布は重量平均分子量と数平均分子量の比率から求めることができる。
<メルトフローレート>
水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート(ASTM D1238:230℃、2.16kg荷重)は、水素添加ブロック共重合体の生産性、成形加工性及び機械的特性の観点から、10〜30(測定単位:g/10分)であることが好ましく、より好ましくは11〜28、さらに好ましくは12〜26であり、さらにより好ましくは13〜25であり、よりさらに好ましくは16〜24であり、特に好ましくは18〜21である。
メルトフローレートは、分子量、ビニル芳香族単量体単位の含有量、共役ジエン部のビニル結合量、水素添加率、末端にある重合体ブロックBの含有量、A−B繰り返し頻度(重合体ブロックAと重合体ブロックBの繰り返し頻度)、2つの重合体ブロックAの量比、末端にある重合体ブロックBの数等により、制御することができる。
なお、メルトフローレートは、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
<ブロック共重合体の製造方法>
上述した水素添加ブロック共重合体の水添前のブロック共重合体は、以下に限定されるものではないが、例えば、炭化水素溶媒中でリチウム開始剤を用いてアニオンリビング重合により得ることができる。
炭化水素溶媒としては、以下に限定されるものではないが、例えば、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン等の脂肪族炭化水素類;シクロヘキサン、シクロヘプタン、メチルシクロヘプタン等の脂環式炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素が挙げられる。
また、リチウム開始剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、炭素数1〜20の脂肪族及び芳香族炭化水素リチウム化合物が挙げられる。
該リチウム化合物には、1分子中に1個のリチウムを含む化合物や、1分子中に複数のリチウムを含むジリチウム化合物、トリリチウム化合物及びテトラリチウム化合物が含まれる。具体的には、以下に限定されるものではないが、例えば、n−プロピルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、n−ペンチルリチウム、n−ヘキシルリチウム、ベンジルリチウム、フェニルリチウム、トリルリチウム、ジイソプロペニルベンゼンとsec−ブチルリチウムとの反応生成物、ジビニルベンゼンとsec−ブチルリチウムと少量の1,3−ブタジエンとの反応生成物等が挙げられる。これらの中でも、重合活性の観点から、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウムが好ましい。
リチウム開始剤の使用量は、目的とするブロック共重合体の分子量によるが、一般的には0.01〜0.5phm(単量体100質量部当たりに対する質量部)を用いることができる。リチウム開始剤の使用量は、好ましくは0.03〜0.3phmであり、より好ましくは0.05〜0.15phmである。
本実施形態において、リチウム開始剤を重合開始剤として共役ジエン単量体とビニル芳香族単量体をブロック共重合する際に、極性化合物として第3級アミン化合物を添加することができる。
当該第3級アミン化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、下記式で示される化合物が挙げられる。
R1R2R3N
(式中、R1、R2、及びR3は、炭素数1から20の炭化水素基又は第3級アミノ基を有する炭化水素基である。)
このような化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N−ジメチルアニリン、N−エチルピペリジン、N−メチルピロリジン、N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N',N'−テトラエチルエチレンジアミン、1,2−ジピペリジノエタン、トリメチルアミノエチルピペラジン、N,N,N',N'',N''−ペンタメチルエチレントリアミン、N,N'−ジオクチル−p−フェニレンジアミン等が挙げられる。
これらの中でもN,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミンが好ましい。
第3級アミン化合物は、共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックBのビニル結合量を高くするために使用される。その使用量は、目的とする共役ジエン部のビニル結合量(1,2−結合量と3,4−結合量との合計)によって調節することができる。
ブロック共重合体の共役ジエンブロック部分のビニル結合量は65〜90モル%であることが好ましく、第3級アミン化合物の使用量は、リチウム開始剤に対し、好ましくは0.1〜4(モル/Li)、より好ましくは0.2〜3(モル/Li)である。
ブロック共重合体の製造工程におけるビニル芳香族単量体と共役ジエン単量体の共重合の際、ナトリウムアルコキシドを共存させてもよい。
用いるナトリウムアルコキシドは、以下に限定されるものではないが、例えば、下記式で示される化合物が挙げられる。この中でも、炭素原子数3〜6のアルキル基を有するナトリウムアルコキシドが好ましく、ナトリウムt−ブトキシド、ナトリウムt−ペントキシドがより好ましい。
NaOR
(式中、Rは炭素原子数2〜12のアルキル基である。)
ナトリウムアルコキシドの使用量は、第3級アミン化合物に対し、好ましくは0.01以上0.1未満(モル比)であり、より好ましくは0.01以上0.08未満(モル比)であり、さらに好ましくは0.03以上0.08未満(モル比)であり、さらにより好ましくは0.04以上0.06未満(モル比)である。
ナトリウムアルコキシドの使用量がこの範囲にあると、ビニル結合量が高い共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックBと、分子量分布が狭いビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックAを有し、かつ分子量分布が狭く、高い強度を有するブロック共重合体を高生産率で得られる傾向にある。
リチウム開始剤を重合開始剤として共役ジエン単量体とビニル芳香族単量体をブロック共重合する方法については、特に限定されるものではなく、バッチ重合であっても連続重合であっても、或いはそれらの組み合わせであってもよい。
特に分子量分布が狭く、高い強度を有するブロック共重合体を得るには、バッチ重合方法が好ましい。
ブロック共重合体の重合温度は、特に限定されるものではないが、一般に0℃〜150℃、好ましくは30℃〜120℃、より好ましくは40℃〜100℃である。
重合に要する時間は条件によって異なるが、通常は24時間以内であり、好適には0.1〜10時間である。
また、重合系の雰囲気は窒素ガス等の不活性ガス雰囲気にすることが好ましい。
重合圧力は、上記重合温度範囲で単量体及び溶媒を液相に維持するに充分な圧力の範囲であればよく、特に限定されるものではない。
さらに、重合系内に開始剤及びリビングポリマーを不活性化させるような不純物、例えば水、酸素、炭酸ガス等が混入しないように留意する。
ブロック共重合体は逐次重合により得られるものであることが好ましい。
ここで、逐次重合とは、重合体ブロックA、重合体ブロックBを逐次的に重合していくことをいい、例えば、上記アニオンリビング重合の場合において、第1ステップとして、ビニル芳香族単量体を重合し、第2ステップとして、共役ジエン単量体を重合し、次に第3ステップとして、ビニル芳香族単量体を重合し、さらに第4ステップとして、共役ジエン単量体を重合する等が挙げられる。これにより、再現性がよく、より経済的にブロック共重合体が得られる傾向にある。
本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物に含まれる水素添加ブロック共重合体においては、上述のような方法で得たブロック共重合体のリビング末端に、官能基含有原子団を生成する変性剤を付加反応させることもできる。
官能基含有原子団としては、以下に限定されるものではないが、例えば、水酸基、カルボニル基、チオカルボニル基、酸ハロゲン化物基、酸無水物基、カルボキシル基、チオカルボキシル酸基、アルデヒド基、チオアルデヒド基、カルボン酸エステル基、アミド基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、リン酸基、リン酸エステル基、アミノ基、イミノ基、ニトリル基、ピリジル基、キノリン基、エポキシ基、チオエポキシ基、スルフィド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、ハロゲン化ケイ素基、シラノール基、アルコキシケイ素基、ハロゲン化スズ基、アルコキシスズ基及びフェニルスズ基からなる群より選ばれる官能基を少なくとも1種含有する原子団等が挙げられる。
官能基含有原子団を有する変性剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、テトラグリシジルメタキシレンジアミン、テトラグリシジル−1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、ε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、4−メトキシベンゾフェノン、γ−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルジメチルフェノキシシラン、ビス(γ−グリシドキシプロピル)メチルプロポキシシラン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ジエチル−2−イミダゾリジノン、N,N'−ジメチルプロピレンウレア、N−メチルピロリドン等が挙げられる。
変性剤の付加反応温度は、好ましくは0〜150℃、より好ましくは20〜120℃である。
変性反応に要する時間は他の条件によって異なるが、好ましくは24時間以内であり、より好ましくは0.1〜10時間である。
<水素添加率>
本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物に含まれる水素添加ブロック共重合体は、上記で得られたブロック共重合体中の共役ジエン単量体単位のオレフィン性不飽和二重結合のうち、少なくとも90モル%以上が水素添加されたものである。
水素添加ブロック共重合体や、本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物の耐候性や機械強度、柔軟性、応力白化性及び透明性の観点から、水素添加率は好ましくは93モル%以上、より好ましくは95モル%以上である。
なお、水素添加ブロック共重合体の水素添加前における共役ジエン単量体に基づくビニル結合量や水添ブロック共重合体の水添率は、核磁気共鳴装置(NMR)を用いて求めることができる。
本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物に含まれる水素添加ブロック共重合体は、上述のようにして得られたブロック共重合体の溶液に対し、水添触媒を用いて水素添加処理を行うことにより得られる。
水添触媒としては、以下に限定されるものではないが、例えば、チタノセン化合物、還元性有機金属化合物、チタノセン化合物と還元性有機金属化合物の混合物等が挙げられる。
チタノセン化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、特開平8−109219号公報に記載された化合物が使用できる。具体例としては、以下に限定されないが、ビスシクロペンタジエニルチタンジクロライド、モノペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリクロライド等の(置換)シクロペンタジエニル骨格、インデニル骨格、及びフルオレニル骨格を有する配位子を少なくとも1つ以上持つ化合物等が挙げられる。また、還元性有機金属化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、有機リチウム等の有機アルカリ金属化合物、有機マグネシウム化合物、有機アルミニウム化合物、有機ホウ素化合物、有機亜鉛化合物等が挙げられる。
水添反応は、一般的に0〜200℃、より好ましくは30〜150℃の温度範囲で実施される。
水添反応に使用される水素の圧力は一般的には0.1〜15MPaであり、好ましくは0.2〜10MPa、より好ましくは0.3〜5MPaである。
また、水添反応時間は通常3分〜10時間、好ましくは10分〜5時間である。
水添反応は、バッチプロセス、連続プロセス、或いはそれらの組み合わせのいずれでも実施できる。
上記のようにして得られた水素添加ブロック共重合体の溶液は、必要に応じて触媒残査を除去し、さらに当該溶液から溶媒を分離することにより、水素添加ブロック共重合体が得られる。
溶媒の分離の方法としては、以下に限定されるものではないが、例えば、水素添加ブロック共重合体の溶液に、アセトン又はアルコール等の水素添加ブロック共重合体に対する貧溶媒となる極性溶媒を加えて水素添加ブロック共重合体を沈澱させて回収する方法;溶液を撹拌下熱湯中に投入し、スチームストリッピングにより溶媒を除去して回収する方法;直接水素添加ブロック共重合体溶液を加熱して溶媒を留去する方法等を挙げることができる。
なお、水添ブロック共重合体には、各種フェノール系安定剤、リン系安定剤、イオウ系安定剤、アミン系安定剤等の安定剤を添加することができる。
フェノール系安定剤としては、特に限定されないが、具体的には、ヒンダートフェノール化合物等が好適に用いられる。
リン系安定剤としては、特に限定されないが、具体的には、リン酸類、亜リン酸エステル類、ホスフィン酸エステル類、リン酸エステル類、ホスホン酸エステル類等が挙げられる。
イオウ系安定剤としては、特に限定されないが、具体的には、ペンタエリスリチルテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)、ジラウリル3,3'−チオジプロピオネート、ジミリスチル3,3'−チオジプロピオネート、ジステアリル3,3'−チオジプロピオネート、及びこれらの混合物等が挙げられる。
アミン系化合物としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ヒンダードアミン系化合物等が挙げられる。
<水添ブロック共重合体ペレット>
水素添加ブロック共重合体をペレット状にする場合は、ペレットブロッキングを目的として、水素添加ブロック共重合体にブロッキング防止剤を配合したものであってもよい。
水素添加ブロック共重合体をペレットにする場合は、水素添加ブロック共重合体100質量部に対し、ブロッキング防止剤として平均粒径が1〜15μmの樹脂系ポリマー粉体を0.1〜1.5質量部を添加することが好ましい。
(ポリオレフィン系樹脂)
本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物は、上述した水素添加ブロック共重合体と、ポリオレフィン系樹脂を含有する。
ポリオレフィン系樹脂としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等が挙げられる。
これらの中でも、柔軟性、分散性及び透明性の観点から特にポリプロピレン系樹脂が好ましい。
ポリエチレン系樹脂としては、以下に限定されるものではないが、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)等を挙げることができる。
ポリプロピレン系樹脂としては、透明性の観点からは、プロピレン単独重合体、及び/又は、プロピレンと炭素数2〜20のプロピレン以外のα−オレフィンとのブロック共重合体もしくはランダム共重合体が好ましい。
これらは1種のみを単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
炭素数が2〜20のプロピレン以外のα−オレフィンとしては、以下に限定されないが、例えば、エチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン等が挙げられる。好ましくは炭素数2〜8のα−オレフィンであり、より好ましくはエチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテンである。
上記の炭素数2〜20のα−オレフィンは1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ポリプロピレン系樹脂に含まれる炭素数2〜20のα−オレフィン単位(プロピレンは除く)は、当該ポリプロピレン系樹脂中0.3〜10質量%であることが好ましく、より好ましくは0.3〜7質量%、さらに好ましくは0.3〜6質量%である。
α−オレフィン単位の含有量がポリプロピレン系樹脂中10質量%以下であれば、耐ブロッキング性により優れる傾向にあり、0.3質量%以上であれば柔軟性及び透明性により優れる傾向にある。
本実施形態で用いられるポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート(ASTM D1238:230℃、2.16kg荷重)は、5〜20(測定単位:g/10分)であることが好ましい。
加工性の観点から、好ましくは5.5〜18(g/10分)であり、より好ましくは、8〜16(g/10分)である。
ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレートが20(g/10分)以下であれば、加工性、成形性に優れる。また5(g/10分)以上であれば、本実施形態における水添ブロック共重合体との溶融粘度差が大きくなることはなく、両者の相溶性が向上する。
ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレートは、分子量や構造を調整することにより上記数値範囲に制御することができる。
本実施形態において、柔軟性、分散性、機械的特性及び透明性の観点から、ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート値と、水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート値との差は、5〜15g/10分であることが好ましく、7〜13g/10分であることがより好ましく、9〜11g/10分であることがさらに好ましい。
また、ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート値と、水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート値との差を上記範囲に制御することにより、本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物を用いてフィルムを成形した際の耐落下衝撃性及びチューブを成形した際の耐鉗子性が向上する。
ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート値と、水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート値との差は、材料の選択方法や、重合条件を制御することにより、上記数値範囲に調整することができる。
また、本実施形態に用いるポリオレフィン系樹脂の融点は、90℃以上160℃以下であることが好ましく、100℃以上155℃以下であることがより好ましく、110℃以上150℃以下であることがさらに好ましい。
ポリオレフィン系樹脂の融点が160℃以下であれば、より良好な結晶性を確保できる傾向にあり、より良好な柔軟性が得られる傾向にある。
また、融点が90℃以上であれば、より良好な耐熱性を確保できる傾向にあり、製品のベトツキやブロッキングを防止し、良好な取扱いを確保する観点から好ましい。
(ポリオレフィン系樹脂組成物)
本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物は、上述した水添ブロック共重合体と、ポリオレフィン系樹脂とを含有する。
ポリオレフィン系樹脂/水添添加ブロック共重合体の質量比は、95〜5質量部/5〜95質量部である。
目的とする用途の要求性能によるが、ポリオレフィン系樹脂/水添添加ブロック共重合体の質量比は、95〜5質量部/5〜95質量部であり、90〜10質量部/10〜90質量部であることが好ましく、80〜20質量部/20〜80質量部であることがより好ましい。
また、柔軟性及びヒートシール性の観点からは、ポリオレフィン系樹脂/水素添加ブロック共重合体の質量比は、50〜10質量部/50〜90質量部であることがさらに好ましい。
本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物をフィルムとして用いるときは、ポリオレフィン系樹脂/水素添加ブロック共重合体の質量比は、80〜20質量部/20〜80質量部が好ましく、78〜25質量部/22〜75質量部が好ましい。
また、チューブとして用いるときは70〜30質量部/30〜70質量部が好ましく、65〜35質量部/35〜65質量部が好ましい。
さらに、本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物中、水素添加ブロック共重合体の含有量が5〜95質量%であることが好ましく、10〜90質量%であることがより好ましく、20〜80質量%であることがさらに好ましい。
機械的物性の観点からは10質量%以上60質量%未満であることが好ましく、20質量%以上50質量%以下であることが好ましい。
本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物中、ポリオレフィン系樹脂の含有量が5〜95質量%であることが好ましく、10〜90質量%であることがより好ましく、20〜80質量%であることがさらに好ましい。
柔軟性の観点からは40質量%を超えて以上90質量%以下であることが好ましく、50質量%以上80質量%以下であることが好ましい。
本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物は、メルトフローレート値(ASTM D1238:230℃、2.16kg荷重)が7〜26(測定単位:g/10分)である。
好ましくは8〜21(g/10分)、より好ましくは、9〜16(g/10分)である。
本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物のメルトフローレート値が7(g/10分)以上であることにより、薄肉成形加工性や肌荒れ性改良の効果が得られ、26(g/10分)以下であることにより、機械的特性の効果が得られる。
本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物のメルトフローレートは、ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート、水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート、及びポリオレフィン系樹脂と水素添加ブロック共重合体の配合比率を制御することにより上記数値範囲に制御することができる。
本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物は、シリンダー温度200℃、Tダイ温度200℃に設定したスクリュー径40mmのベント付き単軸押出機を用い、吐出量5kg/hr、Tダイスリットの厚み0.5mm、ダイスリットの幅400mm、圧延ローラ表面温度45℃、厚みが0.25mmになるように、引き取り速度を制御して、押出フィルムを成形した際の、当該フィルムのMD方向の弾性率とTD方向の弾性率の比(MD/TD比)が0.85〜1.2であることが好ましい。
これにより、柔軟性、分散性、機械的特性が向上する効果が得られる。
MD方向の弾性率とTD方向の弾性率の比(MD/TD比)は0.9〜1.18であることが好ましく、1.0〜1.16であることがより好ましい。
MD方向の弾性率とTD方向の弾性率の比(MD/TD比)は、後述する実施例に記載する方法で測定することができる。
MD/TD比は、例えば水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート値、ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート値、ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート値と前記水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート値の差を制御することによって調整することができ、水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート値が10〜30g/10分であり、ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート値が5〜20g/10分であり、ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート値と前記水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート値の差が5〜15g/10分とすることにより、上記数値範囲に調整することができる。
(その他の成分)
本実施形態のポリオレフィン系脂組成物には、その他の成分として、必要に応じて、フィラー、耐熱安定剤、耐候安定剤、難燃剤、塩酸吸収剤、顔料等の各種添加剤を、配合することができる。
〔ポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法〕
本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物の製造方法としては、以下に限定されないが、例えば、ドライブレンドする方法、通常の高分子物質の混合に供される所定の混合装置によって調製する方法等が挙げられる。
前記混合装置としては、以下に限定されるものではないが、例えば、バンバリーミキサー、ラボプラストミル、単軸押出機、2軸押出機等の混練装置が挙げられ、押出機による溶融混合法が生産性、良混練性の観点から好ましい。
混練時の溶融温度は、適宜設定することができるが、通常130〜300℃の範囲内であり、150〜250℃の範囲であることが好ましい。
〔フィルム〕
本実施形態のフィルムは、本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物を含む。
本実施形態のフィルムは、以下に例示する方法等により、所望の形状に成形することができる。
すなわち、本実施形態のフィルムの製造方法は、特に限定されないが、例えば、押出し成型法としてTダイ法、インフレーション法等を採用することができ、インフレーション成型として通常の空冷インフレーション成型、空冷2段インフレーション成型、高速インフレーション成型、水冷インフレーション成型などを採用できる。または、ダイレクトブロー、インジェクションブローなどのブロー成型法、プレス成型法を採用することもできる。
フィルムの成型方法としては、上述した各種成型方法を適用できるが、これらの中でも、本実施形態のフィルムは、バブル安定性及びドローダウンの抑制の観点から、Tダイ成型法、インフレーション成型法が特に好ましい。
これらの方法によって本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物をシート状に成型することにより、本実施形態のフィルムを好適に得ることができる。
なお、一般に厚みが0.005mm以上0.30mm未満であるものをフィルムという。
本実施形態のフィルムの厚みは、特に限定されないが、成型加工性、柔軟性等の観点から、0.005mm〜0.25mmの範囲内であることが好ましく、0.01mm〜0.20mmであることがより好ましい。
〔医療用バッグ〕
本実施形態の医療用バッグは、本実施形態のフィルムを含む。
本実施形態のフィルムは、医療用バッグを成形した際の耐落下衝撃性の観点から、MD方向の弾性率とTD方向の弾性率の比(MD/TD比)が0.85〜1.2であることが好ましく、0.9〜1.18であることがより好ましく、1.0〜1.16であることがより好ましい。
ここで、バッグとは、輸液類を内容物として収容するためのバッグ(袋)である。バッグは、内容物を収容するバッグ本体に加え、口栓部材を備えていてもよい。また、バッグは、バッグを吊り下げるための吊り下げ孔を備えていてもよい。バッグでは、輸液を収容するための内部と外部とを隔てるフィルム材が多層構造体を備えていてもよい。
MD方向の弾性率とTD方向の弾性率の比(MD/TD比)は、後述する実施例に記載する方法で測定することができる。
フィルムのMD/TD比は例えば水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート値、ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート値、ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート値と前記水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート値の差を制御することによって調整することができ、水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート値が10〜30g/10分であり、ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート値が5〜20g/10分であり、ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート値と前記水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート値の差が5〜15g/10分であることにより、上記MD/TD比を上記数値範囲に制御することができる。
また、水素添加ブロック共重合体の含有量が多くなると、MD/TD比が大きくなる傾向がある。
本実施形態のフィルムは、後述の実施例で示すとおり、柔軟性、薄肉成形加工性、分散性、機械的特性及び透明性のバランスに優れており、特に用途を制限せずに用いることができる。
この特性を活かして、各種衣料類の包装、各種食品の包装、日用雑貨包装、工業資材包装、各種ゴム製品、樹脂製品、皮革製品等のラミネート、紙おむつ等に用いられる伸縮テープ、ダイシングフィルム等の工業用品、建材や鋼板の保護に用いられるプロテクトフィルム、粘着フィルムの基材、テレビ、ステレオ、掃除機等の家電用品用途、バンパー部品、ボディーパネル、サイドシールなどの自動車内外装部品用途、日用品、医療用バッグ等の医療用具等の幅広い用途に好適に用いることができる。
これらの中でも、本実施形態のフィルムは、柔軟性、薄肉成形加工性、分散性、機械的特性、透明性の良好な物性バランスを活かして、医療用途成型体、特に医療用バッグとして好適に用いることができる。
〔チューブ〕
本実施形態のチューブは、本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物を含む。
本実施形態のチューブは、以下に例示する方法等により、所望の形状に成型される。
すなわち、本実施形態のチューブの製造方法としては、以下に限定されるものではないが、例えば、上記のようにして得られたポリオレフィン系樹脂組成物を押出機に投入して溶融し、これをダイに通して管状にし、水冷又は空冷して成形品であるチューブとすることができる。
用いる押出機は特に限定されず、例えば、単軸又は多軸の押出機等を使用することができ、また複数台の押出機を使用して多層押出した多層チューブを成形することもできる。また、ポリオレフィン系樹脂組成物の製造時の押出機から直接チューブとして成形することもできる。
上記の方法により得られる本実施形態のチューブの形状は、特に限定されるものではないが、例えば、断面が円形、楕円形等のチューブが挙げられる。
チューブの太さは特に限定されるものではないが、例えば、外径で1〜50mmが好ましく、2〜30mmがより好ましく、3〜20mmがさらに好ましい。
また、チューブの厚みは0.3〜30mmが好ましく、0.4〜20mmがより好ましく、0.5〜10mmがさらに好ましい。
本実施形態のチューブは、耐鉗子性の観点から、MD方向の弾性率とTD方向の弾性率の比(MD/TD比)が0.8〜1.2であることが好ましく、0.81〜1.19であることがより好ましく、0.82〜1.18であることがより好ましい。
チューブのMD方向の弾性率とTD方向の弾性率の比(MD/TD比)は、後述する実施例に記載する方法により測定することができる。
チューブのMD/TD比は、例えば、水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート値、ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート値、及びポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート値と前記水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート値の差を制御することによって調整することができ、水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート値が10〜30g/10分であり、ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート値が5〜20g/10分であり、ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート値と前記水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート値の差が5〜15g/10分であることにより、チューブのMD/TD比を上記数値範囲に制御することができる。
さらに、本実施形態のチューブは、本実施形態の目的を阻害しない範囲で他のポリマーを積層して多層チューブとしてもよい。
かかるポリマーとしては、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合ゴム(EPM)、エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴム(EPDM)等のオレフィン系重合体;ポリエステルエラストマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系重合体;ポリアミド6、ポリアミド6,6、ポリアミド6,10、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド6,12等のポリアミド系樹脂;ポリアクリル酸メチルやポリメタクリル酸メチル等のアクリル系樹脂;ポリオキシメチレンホモポリマー、ポリオキシメチレンコポリマー等のポリオキシメチレン系樹脂;スチレン単独重合体、アクリロニトリル−スチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂等のスチレン系樹脂;ポリカーボネート樹脂;スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム等のスチレン系エラストマー及びその水素添加物又はその変性物;天然ゴム;合成イソプレンゴム、液状ポリイソプレンゴム及びその水素添加物又は変性物;クロロプレンゴム;アクリルゴム;ブチルゴム;アクリロニトリル−ブタジエンゴム;エピクロロヒドリンゴム;シリコーンゴム;フッ素ゴム;クロロスルホン化ポリエチレン;ウレタンゴム;ポリウレタン系エラストマー;ポリアミド系エラストマー;ポリエステル系エラストマー;軟質塩化ビニル樹脂等を挙げることができる。
上記のポリマーは、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、単層構造又は層毎に種類が異なっていてもよい多層構造のいずれであってもよい。
前記多層構造であるチューブの、上記ポリマーを含む層は、付与させたい所望の性能により、最内層、中間層及び最外層のいずれの層であってもよい。また、多層構造はチューブの一部分であってもよく断続的に多層あってもよいし、また部位により種類の異なる材質を含む多層構造であってもよい。
本実施形態のチューブは、本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物以外にも、本実施形態の効果を阻害しない範囲で、他の成分を配合することもできる。他の成分としては、以下に限定されないが、例えば、任意のゴム用軟化剤や、改質剤、添加剤等を挙げることができる。
〔成形体〕
本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物は、特に限定されないが、例えば、他にもシート等各種形状の射出成形品、中空成形品、圧空成形品、真空成形品、押出成形品等として活用できる。
特に、本実施形態のポリオレフィン系樹脂組成物の好適な一例であるポリプロピレン系樹脂組成物を含む成形体は、薄肉靱性、成形加工性、柔軟性、分散性及び透明性のバランスに優れており、さらには成形安定性、加工性及び接着性にも優れる材料として、自動車関係、建築関係、各種包装材料、日用品等に広く用いることができる。この中でも、シート、フィルム、チューブ、医療器具材料、衛生材料、不織布用材料、電線及び/又はケーブルの被覆材料、コネクター材として好適に使用することができる。
以下、実施例によって本実施形態を具体的に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例においては、以下に説明する方法によって水添ブロック共重合体の調製を行い、ポリオレフィン系樹脂組成物を製造し、物性の比較を行った。その際、水添ブロック共重合体の特性、ポリオレフィン系樹脂の特性、及びポリオレフィン系樹脂組成物の物性は次のように測定した。
[測定方法]
(1)水添ブロック共重合体の特性の測定
全ビニル芳香族単量体単位の含有量の含有量(スチレン含有量)、水素添加前の1,2−結合量と3,4−結合量との合計(共役ジエンのビニル結合量)、共役ジエン単量体単位に基づく二重結合の水添率(不飽和結合の水添率)、末端にある重合体ブロックBの含有量(末端共役ジエン量)の測定
スチレン含有量、共役ジエンのビニル結合量、共役ジエン化合物に基づく二重結合の水添率は、核磁気共鳴スペクトル解析(NMR)により測定した。測定機器に、JNM−LA400(JEOL製、商品名)、溶媒に、重水素化クロロホルムを用い、測定はサンプル濃度50mg/mL、観測周波数は400MHz、化学シフト基準にTMS(テトラメチルシラン)を用い、パルスディレイ2.904秒、スキャン回数64回、パルス幅45°、及び測定温度26℃で行った。
また、末端にある重合体ブロックBの含有量(末端共役ジエン量)については、重合反応に用いた全モノマーの質量から、末端で重合させた共役ジエンの質量を算出した値として求めた。
(2)ポリオレフィン系樹脂の測定
ポリオレフィン系樹脂のα−オレフィン濃度(エチレン含有量)は、核磁気共鳴スペクトル解析(13C−NMR)により測定した。
測定機器として、JNM−LA400(JEOL製、商品名)を用い、溶媒として、ODCB(о−ジクロロベンゼン)/重ベンゼン=4/1(体積比)を用い、測定は、サンプル濃度100mg/mLとし、観測周波数は400MHzとし、化学シフト基準にTMS(テトラメチルシラン)を用い、パルスディレイ15秒、スキャン回数5000回、パルス幅90°、及び測定温度130℃として行った。
(3)分子量、分子量分布の測定
水添ブロック共重合体の数平均分子量及び重量平均分子量は、GPC測定(装置:LC−10(島津製作所製、商品名)、カラム:TSKgelGMHXL(4.6mmID×30cm)2本、溶媒:テトラヒドロフラン)により、市販の標準ポリスチレンによるポリスチレン換算分子量として求めた。また、分子量分布は、得られた重量平均分子量と数平均分子量の比として求めた。
(4)メルトフローレート値(MFR)
水添ブロック共重合体、ポリオレフィン系樹脂及びポリオレフィン系樹脂組成物のMFRは、ASTM D1238に準拠して、温度230℃、荷重2.16kg(測定単位:g/10分)で測定した。
(5)硬度(JIS−A)
水添ブロック共重合体の硬度(JIS−A)は、JIS K6253に従い、圧縮成型した厚み2mmのシートを4枚重ねて、デュロメータタイプAで瞬間の値を測定した。
(6)フィルムの透明性
ポリオレフィン系樹脂組成物の透明性は、フィルム成形機で作製した厚みが0.25mmのフィルムに対し、日本電色工業社製、装置名「NDH−1001DP」を用いて、ヘーズを測定した。ヘーズ値は透明性および分散性の指標となる。
(7)引張弾性率、引張強度
ポリオレフィン系樹脂組成物の引張弾性率及び引張強度は、JIS K7127に従い、フィルム成形機で作製した厚みが0.25mmのフィルムをJIS5号試験片に打ち抜き、引張速度200mm/minで測定した。
引張弾性率は柔軟性の指標となり、引張弾性率が100〜600の範囲であると柔軟性のある素材として好適に使用できると判断した。
引張強度は機械的特性の指標となり、引張強度が20〜40の範囲であると引張強度にある素材として好適に使用できると判断した。
このフィルムのMD方向とTD方向のそれぞれについて、引張弾性率を測定し、MD方向の弾性率とTD方向の弾性率の比(MD/TD比)を算出した。
ここでフィルムのMD方向とは、フィルムを成形する際のポリオレフィン系樹脂組成物の機械的送り方向であり、TD方向とは、MD方向に対して垂直な方向である。
また、後述する実施例7、8及び比較例6、7で得られたチューブ(外径4.0mm、内径3.0mm、肉厚0.5mm)を縦に切り開き、短冊状にしたシート(厚さ0.5mm)を引張弾性率測定用のサンプルとし、引張速度200mm/minで測定を行った。
このチューブのMD方向とTD方向のそれぞれについて、引張弾性率を測定し、MD方向の弾性率とTD方向の弾性率の比(MD/TD比)を算出した。
チューブのMD方向とは、チューブ成型時の押出し方向であり、TD方向とは、MD方向に対して垂直な方向であり、チューブの円周方向である。
(8)薄肉成形加工性の評価
ポリオレフィン系樹脂組成物の薄肉成形加工性は、射出成形機(東芝FE−120S)に、断面が幅:10mm、厚み:1mmのスパイラルフロー試験用金型を取り付け、成形温度210℃、金型温度40℃、出射圧力1200kg/cm2、出射速度40%、射出時間10秒、で同一条件として樹脂の流動性を比較し、以下の評価基準で評価した。
(評価基準)
○:流動性が大きく、流動距離10cm以上であり、薄肉成形品も容易に成形できる場合
×:流動性が小さく、流動距離10cm以下であり、薄肉成形品の成形が困難な場合
(9)チューブの肌荒れ評価
実施例7、8、比較例6、7のポリオレフィン系樹脂組成物から得られたチューブの肌荒れは、ポリプロピレン系樹脂組成物(水添ブロック共重合体/ランダムPP樹脂=60/40)を、20mmφ二軸押出機にて230℃の同一条件で押出し、内径4mm、外径6mmのチューブ状成形体を作製した。これらの表面を目視で比較し、以下の評価基準で評価した。チューブ肌荒れは分散性の指標となる。
(評価基準:肌荒れ)
○:流動性が大きくチューブ表面に凹凸が無く成形できる場合
×:流動性が小さくチューブ表面に凹凸が現れ成形が困難な場合
(10)チューブの透明性
実施例7、8、比較例6、7のポリプロピレン系樹脂組成物(水添ブロック共重合体/ランダムPP樹脂=60/40)を、20mmφ二軸押出機にて230℃で押出し、内径4mm、外径6mmのチューブ状成形体を作製し、得られたチューブ状成形体を切り開き、日本電色工業社製、装置名「NDH−1001DP」を用いて、ヘーズを測定した。ヘーズ値は分散性の指標となる。
透明性の指標とし、良い方から、○、×の2段階で評価した。
ヘーズ値30%未満 :透明性〇
ヘーズ値30以上 :透明性×
(11)ヒートシール性
実施例1〜6及び比較例1〜5で得られた厚み約250μmのフィルムを2枚重ね合わせた後、ヒートシーラー(テスター産業製、TP−701−B:シール温度150℃、シール時間5秒、実圧0.2MPa)で片面加熱しヒートシールを行った。
得られたサンプルを23℃で24時間以上静置した後、シール巾方向の直角方向に巾15mmの試験片を切り出し、10mm×15mmのシール部を有する試験片を得た。
次に、試験片のシール部を引張試験機(ミネベア、TGE−500N)により、200mm/分の速度で180°剥離して、巾15mmあたりのヒートシール強度を測定し、ヒートシール性の指標とした。
(12)耐鉗子性
実施例7、8、及び比較例6、7で得られたチューブを評価用サンプルとし、23℃において、蒸留水を満たしたチューブを医療用チューブ鉗子(アズワン、SPS−5019)で5時間閉止後、鉗子を外しチューブ内側が形状を回復し液が貫通する時間を測定し、チューブの耐鉗子性の指標とした。
(13)耐落下衝撃性
実施例1〜6及び比較例1〜5で得られた厚み約250μmのフィルムを20cm×13cmに切り出し2枚重ね合わせた後、ヒートシーラー(テスター産業製、TP−701−B:シール温度150℃、シール時間5秒、実圧0.2MPa)で3辺を片面加熱しヒートシールを行った。
3辺をヒートシールしたフィルムに500mLの水を充填させ、残りの1片をヒートシールし、試験バッグを得た。
次に23℃環境下に12hr静置し、1.8mの高さから試験バッグ面が床面と平行になるように、落体試験を行った。
試験バックの個数は5個とし、3回落体しても破袋しない割合を耐落下衝撃性の指標とし、良い方から、○、×の2段階で評価した。
非破壊率80%以上 :耐落下衝撃性〇
非破壊率80%未満 :耐落下衝撃性×
[使用原料]
また、実施例及び比較例で用いた(A)水添ブロック共重合体、(PP)ポリプロピレン系樹脂は次のとおりであった。
<(A)水添ブロック共重合体>
(水添触媒の調製)
ブロック共重合体の水添反応に用いた水添触媒は、下記の方法で調製した。窒素置換した反応容器に乾燥、精製したシクロヘキサン1Lを仕込み、ビス(η5−シクロペンタジエニル)チタニウムジクロリド100mmolを添加し、十分に攪拌しながらトリメチルアルミニウム200mmolを含むn−ヘキサン溶液を添加して、室温にて約3日間反応させて水添触媒を得た。
(水添ブロック共重合体の調製)
<A−1>
内容積が10Lの攪拌装置及びジャケット付き槽型反応器を使用してバッチ重合を行った。
始めに1Lのシクロヘキサンを仕込み、その後n−ブチルリチウム(以下、「Bu−Li」という。)を全モノマー100質量部に対して0.100質量部とN,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン(以下、「TMEDA」という。)をBu−Li1モルに対して1.8モルと、ナトリウムt−ペントキシド(以下、「NaOAm」という。)をTMEDAに対して0.045モル添加した。
第1ステップとして、スチレン9質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度20質量%)を10分間かけて投入し、その後さらに10分間重合した。なお、重合中、温度は60℃にコントロールした。
次に第2ステップとして、ブタジエン79質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度20質量%)を100分間かけて投入し、その後さらに10分間重合した。なお、重合中、温度は60℃にコントロールした。
次に第3ステップとして、スチレン9質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度20質量%)を10分間かけて投入し、その後さらに10分間重合した。なお、重合中、温度は60℃にコントロールした。
次に第4ステップとして、ブタジエン3質量部を含むシクロヘキサン溶液(濃度20質量%)を5分間かけて投入し、その後さらに10分間重合した。なお、重合中、温度は60℃にコントロールした。
次に、得られたブロック共重合体に、上記水添触媒をブロック共重合体100質量部当たりチタンとして100ppm添加し、水素圧0.7MPa、温度70℃で水添反応を行った。その後メタノールを添加し、次に安定剤としてオクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートを水添ブロック共重合体100質量部に対して0.3質量部添加した。
得られた水添ブロック共重合体(A−1)は、スチレン含有量18質量%、ブタジエンブロック部のビニル結合量76モル%、重量平均分子量116,000、分子量分布1.04、水添率99モル%、MFR15(g/10min)であった。
得られた水添ブロック共重合体(A−1)の解析結果を表1に示す。
<A−2>
Bu−Liを全モノマー100質量部に対して0.110質量部とし、第2ステップのブタジエン量を82質量部とし、第4ステップを行なわずに3型構造のブロック共重合体を製造した。その他の条件は、前記<A−1>と同様の操作を行い、水添ブロック共重合体(A−2)を製造した。
得られた水添ブロック共重合体(A−2)は、スチレン含有量18質量%、ブタジエンブロック部のビニル結合量74モル%、重量平均分子量97,000、分子量分布1.05、水添率99モル%、MFR20(g/10min)であった。
得られた水添ブロック共重合体(A−2)の解析結果を表1に示す。
<A−3>
Bu−Liを全モノマー100質量部に対して0.060質量部とし、第1、第3ステップのスチレン量を6.5質量部、第2ステップのブタジエン量を82質量部、第4ステップのブタジエン量を5質量部とした。その他の条件は、前記<A−1>と同様の操作を行い、水添ブロック共重合体(A−3)を製造した。
得られた水添ブロック共重合体(A−3)は、スチレン含有量13質量%、ブタジエンブロック部のビニル結合量77モル%、重量平均分子量176,000、分子量分布1.06、水添率98モル%、MFR3.5(g/10min)であった。得られた水添ブロック共重合体(A−3)の解析結果を表1に示す。
<A−4>
Bu−Liを全モノマー100質量部に対して0.094質量部とし、TMEDAをBu−Li1モルに対して0.55モルとし、NaOAmは添加せず、第2ステップのブタジエン量を82質量部とし、第4ステップを行わずに3型構造のブロック共重合体を製造した。その他の条件は、前記<A−1>と同様の操作を行い、水添ブロック共重合体(A−4)を製造した。
得られた水添ブロック共重合体(A−4)は、スチレン含有量18質量%、ブタジエンブロック部のビニル結合量51モル%、重量平均分子量111,000、分子量分布1.03、水添率99モル%、MFR4(g/10min)であった。得られた水添ブロック共重合体(A−4)の解析結果を表1に示す。
Figure 2016002764
<(PP)ポリプロピレン系樹脂>
以下のポリプロピレン系樹脂の解析結果を表2に示す。
PP−1 エチレン・プロピレンランダム共重合体:ノバテックMG3FQ(日本ポリプロ社製、MFR:8g/10分、エチレン含有量:2.5wt%)
PP−2 プロピレン単独重合体:ノバテックMA3Q(日本ポリプロ社製、MFR:10g/10分、エチレン含有量:0wt%)) PP−3 プロピレン・エチレンブロック共重合体:ウェルネクスRFG4VA(日本ポリプロ社製、MFR:5g/10分、エチレン含有量:5.5wt%)
PP−4 エチレン・プロピレンランダム共重合体:ノバテックEG6D(日本ポリプロ社製、MFR:1.9g/10分、エチレン含有量:1.3wt%)
PP−5 プロピレン単独重合体:サンアロマーPM900A(サンアロマー株式会社製、MFR:30g/10分、エチレン含有量:0wt%))
Figure 2016002764
〔実施例1〜6、比較例1〜5〕
表3に示す組成としたポリプロピレン系樹脂組成物(水添ブロック共重合体/ランダムPP樹脂=30/70)を、シリンダー温度200℃、Tダイ温度200℃に設定したスクリュー径40mmのベント付き単軸押出機を用い、吐出量5kg/hr、Tダイスリットの厚み0.5mm、ダイスリットの幅400mm、圧延ローラ表面温度45℃、厚みが0.25mmになるように、引き取り速度を制御し、押出フィルム成形を実施した。
得られたポリプロピレン系樹脂組成物フィルムの評価結果を表3に示す。
Figure 2016002764
〔実施例7〜8、比較例6〜7〕
表4に示す組成としたポリプロピレン系樹脂組成物(水添ブロック共重合体/ランダムPP樹脂=60/40)を、20mmφ二軸押出機にて230℃で押出し、内径4mm、外径6mmのチューブ状成形体を作製した。
得られたポリプロピレン系樹脂組成物チューブの評価結果を表4に示す。
Figure 2016002764
本発明の水添ブロック共重合体、及びポリオレフィン系樹脂組成物は、自動車部品、土木・建築用途、家電部品、医療部品、スポーツ用品、雑貨品、文房具をはじめとする種々の成形品やその他の広範な分野において、産業上の利用可能性を有する。

Claims (14)

  1. ポリオレフィン系樹脂と、
    ビニル芳香族単量体単位を主体とする重合体ブロックAと、共役ジエン単量体単位を主体とする重合体ブロックBと、を有する水素添加ブロック共重合体と、
    を含むポリオレフィン系樹脂組成物であって、
    前記ポリオレフィン系樹脂/水素添加ブロック共重合体の質量比が95〜5質量部/5〜95質量部であり、
    前記水素添加ブロック共重合体中の全ビニル芳香族単量体単位の含有量が12〜25質量%であり、
    前記水素添加ブロック共重合体中の共役ジエン単量体単位に基づく二重結合の水素添加率が90モル%以上であり、
    メルトフローレート値が7〜26g/10分である、ポリオレフィン系樹脂組成物。
  2. 前記水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート値が10〜30g/10分であり、
    前記ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート値が5〜20g/10分である、請求項1に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
  3. 前記ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレート値と前記水素添加ブロック共重合体のメルトフローレート値の差が5〜15g/10分である、請求項1又は2に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
  4. 厚み0.25mmのフィルムに成形した際のMD方向の弾性率とTD方向の弾性率の比(MD方向の弾性率/TD方向の弾性率)が0.85〜1.2である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
  5. 前記ポリオレフィン系樹脂と前記水素添加ブロック共重合体の質量比が、(ポリオレフィン系樹脂/水素添加ブロック共重合体)=50〜10質量部/50〜90質量部である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
  6. 前記水素添加ブロック共重合体の水素添加前の1,2−結合量と3,4−結合量との合計が65〜90モル%である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
  7. 前記水素添加ブロック共重合体が、少なくとも2個の前記重合体ブロックAと、少なくとも2個の前記重合体ブロックBとを有し、
    少なくとも1個の前記重合体ブロックBは前記水素添加ブロック共重合体の末端にあり、
    末端にある該重合体ブロックBの含有量が水素添加ブロック共重合体の0.5〜9質量%である、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
  8. 前記ポリオレフィン系樹脂がポリプロピレン系樹脂である、請求項1乃至7のいずれか一項に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
  9. 前記ポリプロピレン系樹脂が、プロピレン単独重合、及び/又は、プロピレンと炭素数2〜20のα−オレフィン(プロピレンを除く)のブロック共重合体若しくはランダム共重合体である、請求項8に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
  10. 前記ポリプロピレン系樹脂が、プロピレンと炭素数2〜20のα−オレフィン(プロピレンを除く)のブロック共重合体又はランダム共重合体であり、
    前記ポリオレフィン系樹脂に含まれる炭素数2〜20のα−オレフィン単位(プロピレンを除く)の含有量が、前記ポリプロピレン系樹脂中の0.3〜10質量%である、請求項8に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
  11. 請求項1乃至10のいずれか一項に記載のポリオレフィン系樹脂組成物を含む、フィルム。
  12. MD方向の弾性率とTD方向の弾性率の比(MD方向の弾性率/TD方向の弾性率)が0.85〜1.2である、請求項11に記載のフィルム。
  13. 請求項11又は12に記載のフィルムを含む、医療用バッグ。
  14. 請求項1乃至10のいずれか一項に記載のポリオレフィン系樹脂組成物を含む、チューブ。
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