TW202110493A - 含有氫化物之組成物、樹脂組成物、及彼等之各種用途 - Google Patents
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Abstract
一種含有氫化物之組成物、包含該組成物之樹脂組成物、各種用途,該含有氫化物之組成物含有嵌段共聚物的氫化物(I)及防黏結劑,前述嵌段共聚物的氫化物(I)含有聚合物嵌段(A)及聚合物嵌段(B),前述聚合物嵌段(B)為來自共軛二烯化合物之結構單元,且具有於主鏈包含以下述式(X)所示之1種以上的脂環式骨架(X)之結構單元,並且,前述聚合物嵌段(B)的氫化率為50~99莫耳%。
Description
本發明係關於含有氫化物之組成物、樹脂組成物、及此等的各種用途。更詳細而言,係含有具有於主鏈包含脂環式骨架的結構單元之嵌段共聚物的氫化物之組成物、含有該組成物之樹脂組成物、及此等的各種用途。
在具有含有來自芳香族乙烯基化合物之結構單元的聚合物嵌段、與含有來自共軛二烯化合物之結構單元的聚合物嵌段之嵌段共聚物及其氫化物之中,已知有具制振性者,且可被利用於制振材料。又,上述嵌段共聚物及其氫化物係有除了制振性之外還能具有隔音性、耐熱性、耐衝擊性、及黏接著性等物性者,能使用於各式各樣的用途。
例如,已揭示一種苯乙烯系化合物與異戊二烯或丁二烯等共軛二烯化合物之氫化嵌段共聚物,其為了使制振性、柔軟性、耐熱性、拉伸強度及耐衝擊性等機械特性優異,而指定tanδ的峰溫度、乙烯基鍵結量(例如,參照專利文獻1~4)。
又,已知藉由摻合上述嵌段共聚物的氫化物與聚烯烴系樹脂而製成活用各自特性的樹脂組成物,而可使用在食品搬運用、家電零件用及醫療用等廣泛用途的材料(例如,參照專利文獻5及6)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2002-284830號公報
[專利文獻2]國際公開第2000/015680號
[專利文獻3]日本特開2006-117879號公報
[專利文獻4]日本特開2010-053319號公報
[專利文獻5]國際公開第2016/136760號
[專利文獻6]國際公開第2017/159800號
[發明欲解決之課題]
關於上述制振性,雖正進行用於使其更優異的改良,但難以平衡良好地使制振性及柔軟性等各種物性進一步提升。
又,樹脂組成物等成形材料,由在各用途中進行成形之際的處理性之觀點而言,可添加防黏結劑等添加劑。但是,若在上述氫化嵌段共聚物、或者包含該氫化嵌段共聚物的樹脂組成物中摻合防黏結劑,則大多會失去透明性。又,依據防黏結劑的種類及含量,亦有滲出之虞。再者,有在醫療用及食品用等要求安全性之領域中使用受限的防黏結劑。
於是,本發明係提供可給予處理性優異且制振性、透明性及柔軟性良好的成形體之含有氫化物之組成物、包含該組成物之樹脂組成物、各種用途。
[用以解決課題之手段]
為了解決上述課題而專心致志地探討的結果,本發明人等思及下述本發明,並發現可解決該課題。
亦即,本發明係如同下述。
[1]一種含有氫化物之組成物,其含有嵌段共聚物的氫化物(I)及防黏結劑,
該嵌段共聚物的氫化物(I)係含有聚合物嵌段(A)及聚合物嵌段(B),該聚合物嵌段(B)為來自共軛二烯化合物之結構單元,且具有於主鏈包含以下述式(X)所示之1種以上的脂環式骨架(X)之結構單元,並且,該聚合物嵌段(B)的氫化率為50~99莫耳%。
(上述式(X)中,R1
~R3
各自獨立地表示氫原子或碳數1~11的烴基,複數個R1
~R3
各自可相同或不同)。
[2]一種樹脂組成物,其包含前述含有氫化物之組成物及與前述嵌段共聚物的氫化物(I)不同的樹脂(II)。
[3]一種成形體、容器、醫療用具,其等係使用前述樹脂組成物而成。
[發明之效果]
根據本發明,可提供一種可給予處理性優異且制振性、透明性及柔軟性良好的成形體之含有氫化物之組成物、包含該組成物之樹脂組成物、各種用途。
[用以實施發明的形態]
<<含有氫化物之組成物>>本發明的含有氫化物之組成物,係含有嵌段共聚物的氫化物(I)及防黏結劑,其特徵在於,
該嵌段共聚物的氫化物(I)含有聚合物嵌段(A)及聚合物嵌段(B),該聚合物嵌段(B)為來自共軛二烯化合物之結構單元,且具有於主鏈包含由前述式(X)所表示之1種以上的脂環式骨架(X)之結構單元,並且,該聚合物嵌段(B)的氫化率為50~99莫耳%。
以下針對嵌段共聚物的氫化物(I)及防黏結劑等進行說明。
[嵌段共聚物的氫化物(I)]
在本發明的實施形態(以下,有時稱為「本實施形態」)中,嵌段共聚物的氫化物(I)(以下有時稱為「氫化物」)係用於發揮優異的制振性、透明性及柔軟性之必要成分。
氫化物係含有聚合物嵌段(A)及聚合物嵌段(B)之嵌段共聚物的氫化物,以下針對詳細內容進行說明。
[聚合物嵌段(A)]
構成嵌段共聚物的聚合物嵌段(A),由制振性及機械特性之觀點而言,較佳為具有被使用作為單體之來自芳香族乙烯基化合物之結構單元。
聚合物嵌段(A)係較佳為在聚合物嵌段(A)中含有大於70莫耳%的來自芳香族乙烯基化合物之結構單元(以下,有時簡稱為「芳香族乙烯基化合物單元」),由機械特性之觀點而言,更佳為80莫耳%以上,再佳為90莫耳%以上,又更佳為95莫耳%以上,特佳為實質上為100莫耳%。
作為上述芳香族乙烯基化合物,可列舉:苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、2,6-二甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、α-甲基-鄰甲基苯乙烯、α-甲基-間甲基苯乙烯、α-甲基-對甲基苯乙烯、β-甲基-鄰甲基苯乙烯、β-甲基-間甲基苯乙烯、β-甲基-對甲基苯乙烯、2,4,6-三甲基苯乙烯、α-甲基-2,6-二甲基苯乙烯、α-甲基-2,4-二甲基苯乙烯、β-甲基-2,6-二甲基苯乙烯、β-甲基-2,4-二甲基苯乙烯、鄰氯苯乙烯、間氯苯乙烯、對氯苯乙烯、2,6-二氯苯乙烯、2,4-二氯苯乙烯、α-氯-鄰氯苯乙烯、α-氯-間氯苯乙烯、α-氯-對氯苯乙烯、β-氯-鄰氯苯乙烯、β-氯-間氯苯乙烯、β-氯-對氯苯乙烯、2,4,6-三氯苯乙烯、α-氯-2,6-二氯苯乙烯、α-氯-2,4-二氯苯乙烯、β-氯-2,6-二氯苯乙烯、β-氯-2,4-二氯苯乙烯、鄰三級丁基苯乙烯、間三級丁基苯乙烯、對三級丁基苯乙烯、鄰甲氧基苯乙烯、間甲氧基苯乙烯、對甲氧基苯乙烯、鄰氯甲基苯乙烯、間氯甲基苯乙烯、對氯甲基苯乙烯、鄰溴甲基苯乙烯、間溴甲基苯乙烯、對溴甲基苯乙烯、被矽基取代的苯乙烯衍生物、茚、乙烯基萘、N-乙烯基咔唑等。此等芳香族乙烯基化合物可單獨使用一種,亦可使用二種以上。其中,由製造成本與物性平衡之觀點而言,較佳為苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、及此等的混合物,更佳為苯乙烯。
只要不妨礙本發明之目的及效果,則聚合物嵌段(A)亦可在聚合物嵌段(A)中以30莫耳%以下的比例含有來自芳香族乙烯基化合物以外的其他不飽和單體之結構單元(以下,有時簡稱為「其他不飽和單體單元」),但較佳為小於20莫耳%,再佳為小於15莫耳%,又再佳為小於10莫耳%,又再佳為小於5莫耳%,特佳為0莫耳%。
作為該其他不飽和單體,可列舉例如選自包含丁二烯、異戊二烯、2,3-二甲基丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯、異丁烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基乙烯基醚、β-蒎烯、8,9-對烯、二戊烯、亞甲基降莰烯、2-亞甲基四氫呋喃等之群組中的至少1種。聚合物嵌段(A)含有該其他不飽和單體單元之情形的結合形態無特別限制,可為隨機、錐狀之任一者。
嵌段共聚物只要具有至少1個前述聚合物嵌段(A)即可。在嵌段共聚物具有2個以上的聚合物嵌段(A)之情形中,該等聚合物嵌段(A)可相同亦可不同。此外,在本說明書中,所謂「聚合物嵌段不同」,意指構成聚合物嵌段的單體單元、重量平均分子量、立體異構性、及在具有複數個單體單元之情形中的各單體單元的比例及共聚合的形態(隨機、梯度、嵌段)之中至少1個不同。
(重量平均分子量)
聚合物嵌段(A)的重量平均分子量並無特別限制,但嵌段共聚物具有的聚合物嵌段(A)的合計的重量分子量較佳為3,000~60,000,更佳為4,000~50,000。所謂聚合物嵌段(A)的合計的重量平均分子量,在嵌段共聚物含有2個以上的聚合物嵌段(A)之情形中,意指其等的合計的重量平均分子量,在嵌段共聚物僅含有1個聚合物嵌段(A)之情形中,意指該聚合物嵌段(A)的重量平均分子量。藉由聚合物嵌段(A)的合計的重量平均分子量為上述範圍內,機械強度更提升,成形加工性亦優異。
此外,重量平均分子量係藉由凝膠滲透層析法(GPC)測定所求取之標準聚苯乙烯換算的重量平均分子量。
(聚合物嵌段(A)的含量)
嵌段共聚物中之聚合物嵌段(A)的含量,較佳為50質量%以下,更佳為30質量%以下,再佳為16質量%以下,特佳為14質量%以下。若為50質量%以下,則可成為具有適當的柔軟性,tanδ峰頂強度不降低且制振性優異的含有氫化物之組成物。又,下限值較佳為1質量%以上,更佳為3質量%以上,再佳為6質量%以上。若為1質量%以上,則可成為在各種用途中具有較佳機械特性及成形加工性的含有氫化物之組成物。
此外,嵌段共聚物中之聚合物嵌段(A)的含量係藉由1
H-NMR測定所求取的值,更詳細而言,係根據實施例所記載之方法而測定的值。
[聚合物嵌段(B)]
構成嵌段共聚物之聚合物嵌段(B)為來自共軛二烯化合物之結構單元,且具有於主鏈包含以下述式(X)所示之1種以上的脂環式骨架(X)之結構單元(以下,有時簡稱為「含有脂環式骨架的單元」)。又,聚合物嵌段(B)亦能含有:不含脂環式骨架(X)的來自共軛二烯化合物之結構單元(以下,有時簡稱為「共軛二烯單元」)。
聚合物嵌段(B)中的含有脂環式骨架的單元與共軛二烯單元之合計,由展現出優異的制振性之觀點而言,較佳為50莫耳%以上,更佳為70莫耳%以上,再佳為90莫耳%以上,特佳為實質上為100莫耳%。
在嵌段共聚物中具有2個以上的聚合物嵌段(B)之情形中,該等聚合物嵌段(B)可相同亦可不同。
上述式(X)中,R1
~R3
各自獨立地表示氫原子或碳數1~11的烴基,複數個R1
~R3
各自可相同或不同。上述烴基的碳數,較佳為碳數1~5,更佳為1~3,再佳為1(亦即,甲基)。又,上述烴基可為直鏈或分支鏈,且可為飽和或不飽和烴基。由物性及脂環式骨架(X)形成之觀點而言,R1
~R3
特佳為各自獨立地為氫原子或甲基。
此外,若將嵌段共聚物進行氫化,則因應氫化率,上述式(X)中之乙烯基能被氫化。因此,在氫化物中之脂環式骨架(X)的意義中,亦包含上述式(X)中之乙烯基被氫化的骨架。
聚合物嵌段(B)係來自共軛二烯化合物之結構單元,脂環式骨架(X)係來自該共軛二烯化合物。脂環式骨架(X)係藉由後述方法並利用共軛二烯化合物的陰離子聚合而生成,但因應所使用之共軛二烯化合物,於含有脂環式骨架的單元的主鏈包含至少1種的脂環式骨架(X)。藉由該脂環式骨架(X)被組入聚合物嵌段(B)所含之結構單元的主鏈,因分子運動變小而玻璃轉移溫度上升,在室溫附近的tanδ的峰頂強度提升,可展現出優異的制振性。
作為上述共軛二烯化合物,可列舉:丁二烯、異戊二烯、己二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-苯基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、1,3-己二烯、1,3-辛二烯、1,3-環己二烯、2-甲基-1,3-辛二烯、1,3,7-辛三烯、菌綠烯、月桂油烯等。其中,較佳為丁二烯、異戊二烯、菌綠烯、或併用丁二烯與異戊二烯。亦即,聚合物嵌段(B)較佳為含有下述之結構單元,該結構單元係來自於選自包含異戊二烯、丁二烯、及菌綠烯中之至少1種。
在併用丁二烯與異戊二烯之情形,其等的摻合比例[異戊二烯/丁二烯](質量比)並無特別限制,但較佳為5/95~95/5,更佳為10/90~90/10,再佳為40/60~70/30,特佳為45/55~65/35。此外,若以莫耳比表示該混合比例[異戊二烯/丁二烯],則較佳為5/95~95/5,更佳為10/90~90/10,再佳為40/60~70/30,特佳為45/55~55/45。
作為具體例,針對在使用丁二烯、異戊二烯、或丁二烯與異戊二烯兩方作為共軛二烯化合物之情形中主要生成的脂環式骨架(X)進行說明。
單獨使用丁二烯作為共軛二烯化合物之情形,生成具有下述(i)的取代基的組合之脂環式骨架(X)。亦即,此情形,脂環式骨架(X)僅成為R1
~R3
同時為氫原子之脂環式骨架。因此,作為嵌段共聚物的氫化物的較佳態樣之一例,可列舉嵌段共聚物中的聚合物嵌段(B)具有以下結構單元者:於主鏈包含R1
~R3
同時為氫原子之一種脂環式骨架(X)。
又,單獨使用異戊二烯作為共軛二烯化合物之情形,主要生成具有下述(v)及(vi)的取代基的組合之2種的脂環式骨架(X)。
又,併用丁二烯與異戊二烯作為共軛二烯化合物之情形,主要生成具有下述(i)~(vi)的取代基的組合之6種的脂環式骨架(X)。
(i) :R1
=氫原子、R2
=氫原子、R3
=氫原子
(ii) :R1
=氫原子、R2
=甲基、R3
=氫原子
(iii) :R1
=氫原子、R2
=氫原子、R3
=甲基
(iv) :R1
=甲基、R2
=氫原子、R3
=氫原子
(v) :R1
=甲基、R2
=甲基、R3
=氫原子
(vi) :R1
=甲基、R2
=氫原子、R3
=甲基
在上述式(X)中,由藉由具有為烴基之取代基而分子運動變得更小且制振性進一步提升之觀點而言,聚合物嵌段(B)中之至少1種的脂環式骨架(X)較佳為脂環式骨架(X’),其係上述R1
~R3
之中至少1個為碳數1~11的烴基。其中,由可效率佳地從共軛二烯化合物生成脂環式骨架、制振性及機械特性的平衡之觀點而言,更佳為該脂環式骨架(X’)中之烴基為甲基。
尤其,更佳為R1
~R3
各自獨立地表示氫原子或甲基且R1
~R3
不同時為氫原子之脂環式骨架。亦即,聚合物嵌段(B)更佳為具有以下構成單元:於主鏈包含在具有上述(ii)~(vi)的取代基的組合之脂環式骨架中之任一種以上。
(聚合物嵌段(B)的乙烯基鍵結量)
在構成聚合物嵌段(B)之構成單元為異戊二烯單元、丁二烯單元、異戊二烯及丁二烯的混合物單元之任一者之情形中,作為形成前述脂環式骨架(X)之鍵結形態以外的異戊二烯及丁二烯各自的鍵結形態,在丁二烯之情形中可設為1,2-鍵結、1,4-鍵結,在異戊二烯之情形中可設為1,2-鍵結、3,4-鍵結、1,4-鍵結。
氫化物的聚合物嵌段(B)中的3,4-鍵結單元及1,2-鍵結單元的含量(以下,有時僅稱為「乙烯基鍵結量」)的合計較佳為50~95莫耳%,更佳為55~93莫耳%,再佳為60~90莫耳%。只要為上述範圍,則可展現出優異的制振性。
於此,乙烯基鍵結量係根據實施例所記載之方法並藉由1
H-NMR測定所算出之值。
此外,在聚合物嵌段(B)僅由丁二烯構成之情形中,前述所謂的「3,4-鍵結單元及1,2-鍵結單元的含量」係替換為「1,2-鍵結單元的含量」以應用。
(脂環式骨架(X)含量)
在聚合物嵌段(B)中,只要包含於主鏈包含脂環式骨架(X)之結構單元即可,但由獲得更優異的制振性的效果之觀點而言,在聚合物嵌段(B)中較佳為含有1莫耳%以上的脂環式骨架(X),更佳為1.1莫耳%以上,再佳為1.4莫耳%以上,又更佳為1.8莫耳%以上,又再佳為4莫耳%以上,又再佳為10莫耳%以上,特佳為13莫耳%以上。又,聚合物嵌段(B)中的脂環式骨架(X)的含量的上限只要為不損及本發明效果的範圍內則無特別限制,但由生產性之觀點而言,較佳為40莫耳%以下,亦可為30莫耳%以下,亦可為20莫耳%以下,亦可為18莫耳%以下。
由使制振性進一步提升之觀點而言,在聚合物嵌段(B)中更佳為含有1莫耳%以上的上述脂環式骨架(X’),再佳為1.3莫耳%以上,又更佳為1.6莫耳%以上。脂環式骨架(X’)的含量的上限值係與上述脂環式骨架(X)的含量的上限值同樣。
更具體而言,作為共軛二烯化合物,使用異戊二烯之情形、使用丁二烯之情形、或併用丁二烯與異戊二烯之情形,在各情形中之脂環式骨架含量係如同下述。
在使用異戊二烯作為共軛二烯化合物之情形中,在聚合物嵌段(B)中,具有前述(v)、(vi)的取代基的組合之脂環式骨架(X’)存在一種以上時,其等的合計含量,由獲得更優異的制振性的效果之觀點而言,較佳為1莫耳%以上,更佳為1.5莫耳%以上,由在寬廣溫度範圍中獲得優異的制振性的效果之觀點而言,再佳為2莫耳%以上,又更佳為3莫耳%以上,特佳為4莫耳%以上。又,使用異戊二烯之情形的上述合計含量的上限值係與前述脂環式骨架(X)的含量的上限值同樣。
在使用丁二烯為共軛二烯化合物之情形中,在聚合物嵌段(B)中,脂環式骨架(X)存在時,其含量,由獲得更優異的制振性的效果之觀點而言,較佳為3莫耳%以上,更佳為5莫耳%以上,再佳為10莫耳%以上,又再佳為15莫耳%以上,又更佳為20莫耳%以上,特佳為30莫耳%以上。又,使用丁二烯之情形的上述含量的上限值係與前述脂環式骨架(X)的含量的上限值同樣。
在併用丁二烯與異戊二烯作為共軛二烯化合物之情形中,在聚合物嵌段(B)中,具有前述(ii)、(iii)、(v)、(vi)的取代基的組合之脂環式骨架(X’)存在一種以上時,其等的合計含量,由獲得更優異的制振性的效果之觀點而言,較佳為1莫耳%以上,更佳為2莫耳%以上,再佳為5莫耳%以上,又更佳為8莫耳%以上,又再佳為13莫耳%以上。併用丁二烯與異戊二烯之情形的上述合計含量的上限值係與前述脂環式骨架(X)的含量的上限值同樣。
又,在併用丁二烯與異戊二烯作為共軛二烯化合物之情形中,在聚合物嵌段(B)中,具有前述(i)~(vi)的取代基的組合之脂環式骨架(X)存在一種以上時,其等的合計含量,由獲得更優異的制振性的效果之觀點而言,較佳為1莫耳%以上,更佳為5莫耳%以上。併用丁二烯與異戊二烯之情形的上述合計含量的上限值係與前述脂環式骨架(X)的含量的上限值同樣。
此外,氫化物所含之上述脂環式骨架(X)(包含(X’))含量係藉由氫化前的嵌段共聚物的13
C-NMR測定而由來自聚合物嵌段(B)中的脂環式骨架(X)的積分值所求取之值,更詳細而言,係根據實施例所記載之方法所測定之值。
又,氫化物在聚合物嵌段(B)的氫化率為0莫耳%以上且小於50莫耳%之情形,可確定已與脂環式骨架(X)鍵結的乙烯基與已與主鏈鍵結的乙烯基之含有莫耳比。
例如,在具有前述(ii)、(iii)、(v)、(vi)的取代基的組合之脂環式骨架(X’)中,已與該脂環式骨架(X’)鍵結的乙烯基末端的碳原子(下述化學式的(a))在13
C-NMR中之化學位移係出現在107~110ppm附近,已與主鏈鍵結的乙烯基末端的碳原子(下述化學式的(b))在13
C-NMR中之化學位移係出現在110~116ppm附近。而且,氫化率為0~40莫耳%之情形,由13
C-NMR所測定之峰面積比[化學位移值107~110ppm的峰面積]/[化學位移值110~116ppm的峰面積]通常成為0.01~3.00的範圍。
又,針對氫化物,在13
C-NMR測定中幾乎未觀測到來自脂環式骨架(X)上的碳原子的峰,但能觀測到來自與分支狀烷基鍵結的該脂環式骨架(X)上的碳原子的峰,該分支狀烷基來自具有取代基R3
的乙烯基,該R3
為碳數1~11的烴基。
藉此,本實施形態中的氫化物因聚合物嵌段(B)的氫化率為50~99莫耳%,故亦能確定上述與來自具有R3
的乙烯基之分支狀烷基鍵結的脂環式骨架(X)上的碳原子、及與來自乙烯基的分支狀烷基鍵結的主鏈上的碳原子之含有莫耳比。
例如,在具有前述(iii)、(vi)的取代基的組合之脂環式骨架(X)中,與異戊二烯基鍵結之脂環式骨架(X)上的碳原子(下述化學式的(c))在13
C-NMR中之化學位移係出現在50.0~52.0ppm附近,與異戊二烯基鍵結之主鏈上的碳原子(下述化學式的(d))在13
C-NMR中之化學位移係出現在43.0~45.0ppm附近。而且,氫化率為40~99莫耳%之情形,由13
C-NMR所測定之峰面積比[化學位移值50.0~52.0ppm的峰面積]/[化學位移值43.0~45.0ppm的峰面積]通常成為0.01~3.00的範圍,由可展現出更優異的制振性之觀點而言,該面積比較佳係成為0.01~1.50的範圍,更佳係成為0.01~1.00的範圍,再佳係成為0.01~0.50的範圍,又再佳係成為0.01~0.25。
(重量平均分子量)
嵌段共聚物具有的聚合物嵌段(B)的合計的重量平均分子量,由制振性以及製成薄膜、積層體之際的成形加工性等之觀點而言,在氫化前的狀態下,較佳為15,000~800,000,更佳為50,000~700,000,再佳為70,000~600,000,特佳為90,000~500,000,最佳為130,000~450,000。
(其他結構單元)
聚合物嵌段(B)只要不妨礙本發明之目的及效果,則亦可含有來自前述共軛二烯化合物以外的其他聚合性的單體之結構單元。此情形,在聚合物嵌段(B)中,來自共軛二烯化合物以外的其他聚合性的單體之結構單元的含量,較佳為小於50莫耳%,更佳為小於30莫耳%,再佳為小於20莫耳%,又更佳為小於10莫耳%,特佳為0莫耳%。
作為該其他聚合性的單體,可較佳列舉例如選自包含苯乙烯、α-甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、對三級丁基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、N-乙烯基咔唑、乙烯基萘及乙烯基蒽等芳香族乙烯基化合物、以及甲基丙烯酸甲酯、甲基乙烯基醚、β-蒎烯、8,9-對烯、二戊烯、亞甲基降莰烯、2-亞甲基四氫呋喃、1,3-環戊二烯、1,3-環己二烯、1,3-環庚二烯、1,3-環辛二烯等之群組的至少1種化合物。
嵌段共聚物只要具有至少1個前述聚合物嵌段(B)即可。在嵌段共聚物具有2個以上的聚合物嵌段(B)之情形中,該等聚合物嵌段(B)可相同亦可不同。
[製造方法]
(嵌段共聚物)
作為嵌段共聚物的製造方法,例如,將1種以上的共軛二烯化合物作為單體並藉由陰離子聚合法使其聚合,藉此形成具有於主鏈包含前述脂環式骨架(X)之結構單元的聚合物嵌段(B),添加聚合物嵌段(A)的單體,又因應需要進一步逐次添加聚合物嵌段(A)的單體及共軛二烯化合物,藉此可獲得嵌段共聚物。
藉由上述陰離子聚合法使脂環式骨架生成的方法可使用眾所周知的技術(例如,參照美國專利第3966691號說明書)。脂環式骨架係藉由單體的耗盡而被形成在聚合物的末端,藉由對其進一步逐次添加單體,可從該脂環式骨架使聚合再次開始。因此,可依據單體的逐次添加時間、聚合溫度、或者觸媒的種類及添加量、單體與觸媒之組合等,而調整該脂環式骨架的生成的有無及其含量。又,在陰離子聚合法中,可使用陰離子聚合起始劑、溶媒、及因應需要的路易斯鹼。
在上述方法中,作為能使用作為陰離子聚合的聚合起始劑之有機鋰化合物,可列舉例如甲基鋰、乙基鋰、正丁基鋰、二級丁基鋰、三級丁基鋰、戊基鋰等。又,作為能使用作為聚合起始劑之二鋰化合物,可列舉例如萘二鋰、二鋰己基苯等。
作為偶合劑,可列舉例如:二氯甲烷、二溴甲烷、二氯乙烷、二溴乙烷、二溴苯、苯甲酸苯酯、γ-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷等。
此等聚合起始劑及偶合劑的使用量可依據目標氫化物所期望之重量平均分子量而適當決定。一般而言,烷基鋰化合物、二鋰化合物等起始劑,較佳為以聚合所使用之聚合物嵌段(A)的單體及共軛二烯化合物等的單體的合計每100質量份為0.01~0.2質量份的比例使用,在使用偶合劑之情形,較佳為以前述單體的合計每100質量份為0.001~0.8質量份的比例使用。
作為溶媒,只要不對陰離子聚合反應造成不良影響則無特別限制,可列舉例如:環己烷、甲基環己烷、正己烷、正戊烷等脂肪族烴;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烴等。又,聚合反應通常係以0~100℃,較佳為10~70℃的溫度進行0.5~50小時,較佳為1~30小時。
又,藉由在共軛二烯化合物的聚合之際添加路易斯鹼作為共觸媒的方法,可提高聚合物嵌段(B)中之上述脂環式骨架(X)的含量、3,4-鍵結及1,2-鍵結的含量。
作為可使用之路易斯鹼,可列舉例如:二甲醚、二乙醚、四氫呋喃、2,2-二(2-四氫呋喃基)丙烷(DTHFP)等醚類;乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚等二醇醚類;三乙胺、N,N,N’,N’-四亞甲基二胺、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺(TMEDA)、N-甲基啉等胺類;三級丁醇鈉、三級戊醇鈉或異戊醇鈉等脂肪族醇的鈉或鉀鹽、或者二烷基環己醇鈉、例如如薄荷醇鈉(sodium mentholate)般的脂環式醇的鈉或鉀鹽等金屬鹽等。此等路易斯鹼可單獨使用一種或組合二種以上而使用。
路易斯鹼的添加量,係依據將上述脂環式骨架(X)的含量控制在何種程度,以及在前述聚合物嵌段(B)特別包含來自異戊二烯及/或丁二烯之結構單元之情形中是將構成聚合物嵌段(B)之異戊二烯單元及/或丁二烯單元的乙烯基鍵結量控制在何種程度而決定。因此,路易斯鹼的添加量並無嚴格意義上的限制,但在被使用作為聚合起始劑之烷基鋰化合物或二鋰化合物所含有之鋰的每1公克原子中,通常在0.1~1,000莫耳,較佳為在1~100莫耳的範圍內使用。
共軛二烯化合物的平均進料速度(以下,有時稱為「平均二烯進料速度」),由提高脂環式骨架(X)的含量之觀點而言,每1莫耳的活性末端,較佳為150kg/h以下,更佳為110kg/h以下,再佳為55kg/h以下,亦可為45kg/h以下,亦可為30kg/h以下,亦可為22kg/h以下。由提高生產性之觀點而言,下限值為每1莫耳的活性末端,較佳為1kg/h以上,更佳為3kg/h以上,再佳為5kg/h以上,亦可為7kg/h以上,亦可為10kg/h以上,亦可為15kg/h以上。
在藉由上述方法進行聚合後,添加醇類、羧酸類、水等活性氫化合物而使聚合反應停止,藉此可獲得嵌段共聚物。
(氫化物)
將藉由上述製造方法所得之嵌段共聚物作為氫化物時,在惰性有機溶媒中,在氫化觸媒的存在下進行氫化反應(hydrogenation reaction)。藉由氫化反應,嵌段共聚物中之來自聚合物嵌段(B)中的共軛二烯化合物之碳-碳雙鍵被氫化,可成為氫化物。
氫化反應可將氫壓力設為0.1~20MPa左右,較佳為0.5~15MPa,更佳為0.5~5MPa,將反應溫度設為20~250℃左右,較佳為50~180℃,更佳為70~180℃,且將反應時間設為通常0.1~100小時左右,較佳為1~50小時而實施。
作為氫化觸媒,可列舉例如:雷氏鎳;使Pt、Pd、Ru、Rh、Ni等金屬負載於碳、氧化鋁、矽藻土等單體之非均相觸媒;包含過渡金屬化合物與烷基鋁化合物、烷基鋰化合物等的組合之戚格勒(Ziegler)系觸媒;茂金屬系觸媒等。
如此所得之氫化物可在藉由將聚合反應液注入甲醇等而使其凝固後使其加熱或減壓乾燥,或者是在施以將聚合反應液與蒸氣一起注入熱水中使其與溶媒共沸而去除之所謂蒸汽汽提後進行加熱或減壓乾燥,藉此而取得。
聚合物嵌段(B)的氫化率為50~99莫耳%。在使用於各種用途之際,氫化物中之上述聚合物嵌段(B)中的碳-碳雙鍵的氫化率可因應在各種用途中所期望之性能而指定。
例如,氫化物的氫化率愈低,愈容易產生交聯,因此藉由進行交聯發泡成形,能將強度高的發泡成形體予以成形。又,能製成氫化物的氫化率愈高,耐熱性、耐候性愈提升之氫化物。在欲使使用含有氫化物之組成物或後述樹脂組成物而成之成形體的耐熱性及耐候性提升之情形,氫化物的氫化率較佳為80莫耳%以上,更佳為85莫耳%以上,再佳為90莫耳%以上。相同情形的氫化率的上限並無特別限制,可為99莫耳%以下,亦可為98莫耳%以下。
此外,上述氫化率係將聚合物嵌段(B)中的來自共軛二烯化合物及脂環式骨架(X)之結構單元中的碳-碳雙鍵的含量藉由氫化後的1
H-NMR測定所求取的值,更詳細而言,係根據實施例所記載之方法所測定的值。
(聚合物嵌段(A)與聚合物嵌段(B)的結合樣式)
嵌段共聚物只要聚合物嵌段(A)與聚合物嵌段(B)會結合,則不限定其結合形式,可為直鏈狀、分支狀、放射狀、或此等2個以上組合的結合樣式之任一者。其中,聚合物嵌段(A)與聚合物嵌段(B)的結合形式較佳為直鏈狀,作為其例,在以A表示聚合物嵌段(A)且以B表示聚合物嵌段(B)時,可列舉以A-B所示之二嵌段共聚物、以A-B-A或B-A-B所示之三嵌段共聚物、以A-B-A-B所示之四嵌段共聚物、以A-B-A-B-A或B-A-B-A-B所示之五嵌段共聚物、(A-B)nZ型共聚物(Z表示偶合劑殘基,n表示3以上的整數)等。其中,較佳為直鏈狀的三嵌段共聚物、或二嵌段共聚物,由柔軟性、製造的容易性等之觀點而言,較佳為A-B-A型的三嵌段共聚物。
於此,在本說明書中,在同種的聚合物嵌段係隔著二官能的偶合劑等而結合成直線狀之情形,結合的聚合物嵌段全體被視作為一個聚合物嵌段。據此,亦包含上述例示,原本嚴格而言應被標記為Y-Z-Y(Z表示偶合殘基)的聚合物嵌段,除了特別需要與單獨的聚合物嵌段Y作區分之情形以外,整體被表示為Y。在本說明書中,因將包含偶合劑殘基之此種聚合物嵌段視為如上所述,故例如包含偶合劑殘基且嚴格而言應被標記為A-B-Z-B-A(Z表示偶合劑殘基)的嵌段共聚物係被標記為A-B-A,且被視作為三嵌段共聚物的一例。
(聚合物嵌段(A)及(B)的含量)
在嵌段共聚物中,只要不妨礙本發明之目的及效果,則亦可含有由前述聚合物嵌段(A)及(B)以外之其他單體所構成的聚合物嵌段,但前述聚合物嵌段(A)及前述聚合物嵌段(B)的合計含量較佳為90質量%以上,更佳為95質量%以上,特佳為實質上為100質量%。只要上述合計含量為90質量%以上,則含有氫化物之組成物的制振性及成形加工性更容易變得優異,可適合地使用於各種用途。
(重量平均分子量)
嵌段共聚物及其氫化物之由凝膠滲透層析法所致之以標準聚苯乙烯換算所求取的重量平均分子量(Mw),較佳為15,000~800,000,更佳為50,000~700,000,再佳為60,000~600,000,又更佳為70,000~600,000,特佳為90,000~500,000,最佳為130,000~450,000。只要嵌段共聚物及其氫化物的重量平均分子量為15,000以上,則耐熱性變高,只要為800,000以下,則成形性變得良好。
[tanδ]
(tanδ的峰頂溫度及強度)
tanδ(損耗正切)係動態黏彈性測定中之頻率1Hz的損耗模數/儲存模數之比,tanδ的峰頂溫度及強度係大大地有助於制振性、及其他物性。於此,所謂tanδ的峰頂強度,係指tanδ的峰成為最大時的tanδ的值。又,所謂tanδ的峰頂溫度,係指tanδ的峰成為最大時的溫度。
將氫化物在溫度230℃、壓力10MPa下加壓3分鐘,藉此製作厚度1.0mm的單層片,將該單層片裁切成圓板形狀並作為試驗片,使用該試驗片,測定tanδ的峰頂強度及溫度。測定條件係根據JIS K 7244-10(2005年),為應變量0.1%、頻率1Hz、測定溫度-70~100℃、升溫速度3℃/分鐘。
氫化物藉由上述測定而能成為tanδ的峰頂強度為1.0以上。在更高者中,為1.5以上,再者亦有成為1.9以上者。tanδ的峰頂強度愈高,表示其溫度下之制振性等物性愈優異,若為1.0以上,則在實際使用環境下可獲得充分的制振性。
又,氫化物的tanδ的峰頂溫度較佳為-50℃以上,更佳為-40℃以上,再佳為-30℃以上,又更佳為-25℃以上,亦可為0℃以上。又,上述tanδ的峰頂溫度的上限,只要為不損及本發明效果的範圍即可,可為50℃以下,亦可為40℃以下,亦可為35℃以下。作為tanδ的峰頂溫度的範圍,例如,較佳為-50~50℃,更佳為-40~40℃,再佳為-30~30℃,又更佳為-25~25℃。若tanδ的峰頂溫度為-50℃以上,則在實際使用環境下可獲得充分的制振性,若為50℃以下,則可滿足在要求因應用途的硬度、作為接著劑或黏著層的用途之際所期望的接著性。
(tanδ成為1.0以上的溫度區域的最大幅度)
又,氫化物存在由上述測定條件所測定之在-70~100℃中的tanδ成為1.0以上之連續的溫度區域,該溫度區域的最大幅度較佳為12℃以上,更佳為13℃以上,再佳為15℃以上,又更佳為17℃以上。
如同前述,在聚合物嵌段(B)的結構單元中,前述脂環式骨架(X)組入主鏈,藉由能進一步具有高的乙烯基鍵結量而分子運動變小,因此玻璃轉移溫度會上升,相對於溫度變化,玻璃轉移變得緩和。藉此,氫化物的tanδ顯示為1以上的溫度範圍變寬廣,變得能在寬廣的溫度範圍中顯示制振性。只要tanδ成為1.0以上的溫度區域的最大幅度為12℃以上,再者為13℃以上,則在實際使用環境下可獲得更優異的制振性。又,該溫度區域的最大幅度並無特別的上限值,但例如由生產性之觀點而言,上限值可為35℃,亦可為30℃,亦可為25℃。
(含有氫化物之組成物的製造方法)
含有氫化物之組成物可藉由在上述氫化物中添加後述的防黏結劑而得。例如,可藉由在將氫化物利用眾所周知的方法進行顆粒化之際添加防黏結劑而得。
作為顆粒化的方法,可列舉例如:由單軸或雙軸擠壓機將氫化物擠壓成股線狀,藉由設置在模具部前面的旋轉刀刃,在水中進行剪切的方法;由單軸或雙軸擠壓機將氫化物擠壓成股線狀,在水冷卻或空氣冷卻後,藉由股線切割器(strand cutter)進行剪切的方法等。
[防黏結劑]
由使處理性優異之觀點而言,含有氫化物之組成物係含有防黏結劑。又,後述包含含有氫化物之組成物及樹脂之樹脂組成物的處理性亦變得良好,聚丙烯等樹脂與氫化物的相容性容易變得優異。
本實施態樣中,防黏結劑可列舉無機粒子、有機粒子。
作為上述無機粒子,可列舉:IA族、IIA族、IVA族、VIA族、VIIA族、VIIIA族、IB族、IIB族、IIIB族、IVB族元素的氧化物、氫氧化物、硫化物、氮化物、鹵化物、碳酸鹽、硫酸鹽、乙酸鹽、磷酸鹽、亞磷酸鹽、有機羧酸鹽、矽酸鹽、鈦酸鹽、硼酸鹽及其等的含水化合物、以及將其等作為中心之複合化合物及天然礦物粒子等。更具體而言,可列舉:矽石、碳化鈣、非晶性鋁矽酸鹽、沸石、矽藻土、滑石、長石、雲母、石膏、氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁、高嶺土等。
作為上述有機粒子,可列舉:高級脂肪酸金屬鹽、高級脂肪酸醯胺、聚苯乙烯、丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸樹脂、矽樹脂、氟樹脂、三聚氰胺系樹脂、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、丙烯酸系樹脂聚矽氧樹脂及其等的交聯體、聚丙烯系樹脂、聚乙烯系樹脂、聚四氟乙烯樹脂、以及與含有氫化物之組成物中所含之樹脂成分非相容的樹脂等。此等防黏結劑可單獨使用一種或組合二種以上而使用。
又,如前述,較佳的防黏結劑係依據用途而異。
例如,在醫療用途、食品用途中,特別要求安全性,且愈不易滲出愈適合。在醫療用途、食品用途中,由維持安全性、處理性及透明性之觀點而言,防黏結劑較佳為選自聚丙烯系樹脂及聚乙烯系樹脂之至少1種,更佳為選自聚丙烯系蠟及聚乙烯系蠟之至少1種。
作為防黏結劑的形狀,在不損及本發明效果的範圍內未被限制,可使用球狀、板狀、柱狀、不規則形等任一者。其中,由提升含有氫化物之組成物的處理性之觀點而言,防黏結劑較佳為球狀者。
防黏結劑的平均粒徑,較佳為0.1~20μm,更佳為0.5~15μm,再佳為0.8~10μm。藉由為上述範圍內,而獲得充分的抗黏結性,易使處理性更提升,可維持良好的透明性,並且,在成形體中不會產生大的空隙,制振性及柔軟性會更優異。
防黏結劑的平均粒徑,例如能使用雷射繞射式粒度分布測定裝置而測定。又,作為防黏結劑,可使用市售品。在使用市售品的防黏結劑之情形,平均粒徑可參照產品型錄值。
防黏結劑的含量,在不損及本發明效果的範圍內未被限制。另一方面,由易使處理性提升之觀點而言,含有氫化物之組成物100質量%中之防黏結劑的含量較佳為0.01~3質量%。又,由容易抑制黏結發生之觀點而言,更佳為0.03質量%以上,再佳為0.06質量%以上。又,由透明性的維持與兼具黏結防止效果之觀點而言,更佳為2質量%以下,再佳為1.5質量%以下。只要防黏結劑的含量為上述範圍內,則被認為幾乎不會對上述的tanδ的表現造成影響。
<<樹脂組成物>>上述的氫化物(以下,有時簡記為「(I)成分」)因與其他樹脂材料的相容性良好,故本實施態樣係提供包含含有氫化物之組成物及樹脂(II)(以下,有時簡記為「(II)成分」)的樹脂組成物。
(II)成分只要是與(I)成分不同的樹脂則無特別限制,可列舉熱硬化性樹脂及熱塑性樹脂等樹脂,由相容性及成形加工性之觀點而言,較佳為熱塑性樹脂(包含熱塑性彈性體)。
作為上述熱塑性樹脂,可列舉:烯烴系樹脂、苯乙烯系樹脂、聚伸苯醚系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、異丁烯-異戊二烯共聚橡膠、及聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體等。此等熱塑性樹脂可單獨使用一種或組合二種以上而使用。
作為烯烴系樹脂,可列舉:聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂、聚丁烯-1、聚己烯-1、聚-3-甲基-丁烯-1、聚-4-甲基-戊烯-1、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、烯烴系動態交聯熱塑性彈性體(TPV)等。
又,作為上述聚乙烯系樹脂,可列舉例如:高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯等乙烯的單獨聚合物;乙烯/丁烯-1共聚物、乙烯/己烯共聚物、乙烯/庚烯共聚物、乙烯/辛烯共聚物、乙烯/4-甲基戊烯-1共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/丙烯酸酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯-二烯共聚物橡膠(EPDM)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等聚乙烯系共聚物。
作為上述聚丙烯系樹脂,可列舉:均聚聚丙烯、丙烯-乙烯隨機共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物、丙烯-丁烯隨機共聚物、丙烯-乙烯-丁烯隨機共聚物、丙烯-戊烯隨機共聚物、丙烯-己烯隨機共聚物、丙烯-辛烯隨機共聚物、丙烯-乙烯-戊烯隨機共聚物、丙烯-乙烯-己烯隨機共聚物等。又,在此等聚丙烯系樹脂中,亦可使用:丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等不飽和單羧酸;順丁烯二酸、檸康酸、伊康酸等不飽和二羧酸;此等不飽和單羧酸或不飽和二羧酸的酯、醯胺或醯亞胺;將順丁烯二酐、檸康酸酐、伊康酸酐等不飽和二羧酸酐等的改質劑進行接枝共聚合而成之改質聚丙烯系樹脂。
作為苯乙烯系樹脂,可列舉:聚苯乙烯、聚甲基苯乙烯、聚二甲基苯乙烯、聚三級丁基苯乙烯等聚烷基苯乙烯;聚氯苯乙烯、聚溴苯乙烯、聚氟苯乙烯等聚鹵素化苯乙烯;聚氯甲基苯乙烯等聚鹵素取代烷基苯乙烯;聚甲氧基苯乙烯、聚乙氧基苯乙烯等聚烷氧基苯乙烯;聚羧基甲基苯乙烯等聚羧基烷基苯乙烯;聚乙烯基苄基丙基醚等聚烷基醚苯乙烯;聚三甲基矽基苯乙烯等聚烷基矽基苯乙烯;聚(乙烯基苄基二甲氧基磷化物)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物等。
作為聚伸苯醚系樹脂,可列舉:聚(2,6-二甲基-1,4-伸苯基)醚、聚(2,6-二乙基-1,4-伸苯基)醚、聚(2-甲基-6-乙基-1,4-伸苯基)醚、聚(2-甲基-6-丙基-1,4-伸苯基)醚、聚(2,6-二丙基-1,4-伸苯基)醚、聚(2-乙基-6-丙基-1,4-伸苯基)醚、聚(2,6-二甲氧基-1,4-伸苯基)醚、聚(2,6-二氯甲基-1,4-伸苯基)醚、聚(2,6-二溴甲基-1,4-伸苯基)醚、聚(2,6-二苯基-1,4-伸苯基)醚、聚(2,6-二甲苯基-1,4-伸苯基)醚、聚(2,6-二氯-1,4-伸苯基)醚、聚(2,6-二苄基-1,4-伸苯基)醚、聚(2,5-二甲基-1,4-伸苯基)醚等。
作為聚碳酸酯系樹脂,可為脂肪族聚碳酸酯及芳香族聚碳酸酯之任一者。例如,可列舉:由雙酚A、氫醌、2,2-雙(4-羥基苯基)戊烷、2,4-二羥基二苯基甲烷、雙(2-羥基苯基)甲烷、雙(4-羥基苯基)甲烷等二價酚類、與光氣、鹵素甲酸酯、碳酸酯酯等碳酸酯前驅物所製造之聚碳酸酯系樹脂。
作為聚醯胺系樹脂,可列舉:聚己醯胺(耐綸6)、聚十一烷醯胺(耐綸11)、聚月桂內醯胺(耐綸12)、聚六亞甲基己二醯胺(耐綸6,6)、聚癸二醯己二胺(耐綸6,12)等單獨聚合物、己內醯胺/月桂內醯胺共聚物(耐綸6/12)、己內醯胺/胺基十一烷酸共聚物(耐綸6/11)、己內醯胺/ω-胺基壬酸共聚物(耐綸6,9)、己內醯胺/六亞甲基二銨己二酸鹽共聚物(耐綸6/6,6)、己內醯胺/六亞甲基二銨己二酸鹽/六亞甲基二銨癸二酸鹽共聚物(耐綸6/6,6/6,12)等共聚物等。
作為聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體,可列舉作為硬鏈段(hard segment)之由低分子多元醇與異氰酸酯的反應所得之聚胺基甲酸酯、以及作為軟鏈段(soft segment)之由高分子多元醇與異氰酸酯的反應所得之聚胺基甲酸酯的直鏈狀的多嵌段共聚物等。作為低分子多元醇,可為脂肪族二醇、脂環式二醇、及芳香族二醇之任一者,作為高分子多元醇,可列舉聚酯多元醇、聚醚多元醇、及聚碳酸酯多元醇等,作為異氰酸酯,可為脂肪族二異氰酸酯、脂環式二異氰酸酯、及芳香族二異氰酸酯之任一者。
(I)成分與(II)成分之含有比例[(I)/(II)],以質量比計,較佳為1/99~99/1,更佳為3/97~80/20,再佳為5/95~50/50,特佳為10/90~40/60。(I)成分及(II)成分之含有比例,只要由制振性、機械特性、成形加工性等之觀點進行調整即可。藉由增加(I)成分的含有比例,而制振性呈現更為提升的傾向。又,藉由將(II)成分的含有比例抑制成小,而抑制機械特性及成形加工性的降低,且變得容易抑制(II)成分從樹脂組成物滲出。
氫化物未被特別限制用途,在不損及本發明效果的範圍,作為(II)成分,可與選自上述烯烴系樹脂、苯乙烯系樹脂、聚伸苯醚系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、異丁烯-異戊二烯共聚橡膠、及聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體之熱塑性樹脂以外的聚合物(以下,有時僅稱為「聚合物」)進行混合而使用。又,作為(II)成分,可併用上述熱塑性樹脂與上述聚合物。
作為此種聚合物,可列舉例如:聚伸苯硫醚系樹脂;聚縮醛系樹脂;聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等聚酯系樹脂;聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系樹脂;聚甲醛均聚物、聚甲醛共聚物等聚甲醛系樹脂;乙烯-丙烯共聚物橡膠(EPM);苯乙烯-丁二烯共聚物橡膠、苯乙烯-異戊二烯共聚物橡膠或其氫化物或其改質物;天然橡膠;合成異戊二烯橡膠、液狀聚異戊二烯橡膠及其氫化物或改質物;氯丁二烯橡膠;丙烯酸橡膠;丁基橡膠;丙烯腈-丁二烯橡膠;表氯醇橡膠;聚矽氧橡膠;氟橡膠;氯碸化聚乙烯;胺基甲酸酯橡膠;聚胺基甲酸酯系彈性體;聚醯胺系彈性體;苯乙烯系彈性體;聚酯系彈性體;軟質氯乙烯樹脂等。此等聚合物可單獨使用一種或組合二種以上而使用。
此等聚合物中,作為上述苯乙烯-丁二烯共聚物橡膠、苯乙烯-異戊二烯共聚物橡膠或其氫化物或其改質物,可列舉例如,苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物或其氫化物、苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物或其氫化物。在樹脂組成物中,將選自上述苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物及其氫化物、以及苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物及其氫化物之至少1種使用作為(II)成分之情形,由成形加工性之觀點而言,較佳為與上述熱塑性樹脂併用。在併用選自上述苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物及其氫化物、以及苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物及其氫化物之至少1種、與上述熱塑性樹脂之情形,可以上述的(I)成分與(II)成分之含有比例使用。又,相同情形,選自上述苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物及其氫化物、以及苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物及其氫化物之至少1種的含量,例如,相對於(I)成分可為1質量%以上且60質量%以下、1質量%以上且50質量%以下。
(各種添加劑)
樹脂組成物只要為不損及本發明效果的範圍,則可為除了包含上述(I)成分及防黏結劑的含有氫化物之組成物以及(II)成分以外,更含有各種添加劑者。作為此添加劑:可列舉例如加工助劑、補強劑、填充劑、塑化劑、連通氣泡劑、熱穩定劑、光穩定劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、潤滑劑、抗靜電劑、防菌劑、防霉劑、分散劑、著色劑、發泡劑、發泡助劑、阻燃劑、撥水劑、防水劑導電性賦予劑、導熱性賦予劑、電磁波屏蔽性賦予劑、螢光劑、結晶成核劑等。此等添加劑可單獨使用,亦可併用二種以上。
作為上述填充劑,可列舉例如:滑石、雲母、矽酸鈣、玻璃、玻璃薄片、玻璃珠粒、玻璃中空球、玻璃纖維、碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋅、鹼性碳酸鎂、氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鈣、硼酸鋅、碳鈉鋁石、多磷酸銨、鋁酸鈣、水滑石、矽石、矽石氧化鋁、矽藻土、矽灰石、沸石、水鋁石、鋁矽酸鈉、矽酸鎂、石墨烯、碳酸鋇、氮化矽、氮化鋁、氮化硼、鈦酸鉀、矽酸鋁(高嶺土、黏土、葉蠟石、皂土)、矽酸鎂(厄帖浦石)、硼酸鋁、硫酸鈣、硫酸鎂、氧化鋁、氧化鈦、氧化鐵、氧化鋅、氧化鎂、氧化錫、氧化銻、亞鐵酸鋇、亞鐵酸鍶、碳黑、奈米碳管、石墨、碳纖維、活性碳、碳中空球、鈦酸鈣、鋯鈦酸鉛、碳化矽等無機填料;木粉、澱粉等有機填料;有機顏料等。此等填充劑可單獨使用,亦可併用二種以上。
再者,樹脂組成物並未被特別限制用途,在不損及本發明效果的範圍內,可將氫化苯并呋喃-茚樹脂、氫化松香系樹脂、氫化萜烯樹脂、脂環族系氫化石油樹脂等氫化系樹脂;包含烯烴及二烯烴聚合物之脂肪族系樹脂等黏著賦予樹脂;氫化聚異戊二烯、氫化聚丁二烯、丁基橡膠、聚異丁烯、聚丁烯、聚烯烴系彈性體等其他聚合物作為添加劑並加以混合而使用。
對樹脂組成物中之上述添加劑的含量並無限制,可因應該添加劑的種類及樹脂組成物的用途等而適當調整。樹脂組成物含有上述添加劑之情形,上述添加劑的含量,相對於樹脂組成物的全部量100質量%,例如可為50質量%以下、45質量%以下、30質量%以下、20質量%以下、10質量%以下、5質量%以下,又亦可為0.01質量%以上、0.1質量%以上、1質量%以上、3質量%以上。
(樹脂組成物的製造方法)
本發明的樹脂組成物的製備方法並無特別限制,可使用眾所周知的手段而製備。例如,將上述(I)成分、防黏結劑、及(II)成分、因應需要之各種添加劑,使用亨歇爾混合機、V型摻合機、帶式摻合機、滾筒摻合機、錐形摻合機等混合機進行混合藉此而製造,或其後使用單軸擠壓機、雙軸擠壓機、捏合機、班布里混合機(Banbury mixer)、輥等混練機,在80~250℃進行熔融混練,藉此可製備本發明的樹脂組成物。
又,在各成分[至少(I)成分及(II)成分]可溶的溶媒中溶解各成分並混合,去除溶媒,藉此亦可製備樹脂組成物。
又,在使其發泡之情形中,例如,可藉由將已在樹脂組成物中乾式摻合有發泡劑的樹脂組成物,射出發泡成形至具備已呈所期望形狀的模槽之模具內而得到。
<<各種用途>>
前述的含有氫化物之組成物及樹脂組成物,因含有氫化物(I)而制振性、透明性及柔軟性優異,藉由防黏結劑而處理性提升,再者,可期待隔音性、耐熱性、黏接著性及耐衝擊性等亦優異。因此,前述的含有氫化物之組成物及樹脂組成物可適合地利用於要求上述特性的用途。作為其用途,具體而言,可列舉制振材料、隔音材料、層合玻璃用的中間膜、橡皮障(dam rubber)、鞋底材料、地板材料、黏接著劑、擋風雨封條(weather seal)等。
尤其,包含含有氫化物之組成物及樹脂(II)的樹脂組成物,係適用於對各種用途有用的容器、薄膜及薄片等成形體。又,上述成形體係藉由適當選擇防黏結劑,而可利用於醫療用及食品用等要求安全性的用途。作為食品用的成形體的較佳實施態樣之一,可列舉食品用托盤、將殺菌食品(retort food)、美乃滋、番茄醬、清涼飲料、冰淇淋等予以包裝之食品包裝容器等食品用具。又,以下針對醫療用的成形體的較佳實施態樣之一進行說明。
本實施態樣之一,係使用本實施態樣的樹脂組成物而成之醫療用具。
<醫療用薄膜>
本實施態樣的樹脂組成物係活用上述特性,而可使用作為適合保護薄膜、血袋、及輸液袋等液體包裝容器之醫療用薄膜等。若使用本實施態樣的樹脂組成物製造液體包裝容器,則成為制振性、透明性及柔軟性優異者。
作為使用於液體包裝容器之醫療用薄膜,可為將本實施態樣的樹脂組成物單獨使用一種的單層薄膜,亦可為組合二種以上而積層之每層的組成可不同的多層薄膜。在為多層之情形中,只要至少1層含有本實施態樣的樹脂組成物即可。
液體包裝容器用薄膜的厚度並無特別限制,但較佳為100~500μm,更佳為110~400μm。
由上述醫療用薄膜所形成之液體包裝容器,在高壓蒸氣滅菌處理前後,柔軟性優異,因此,即使在高壓蒸氣滅菌處理後,破袋強度亦優異。液體包裝容器可為一部分被區隔的多室包裝容器。又,此區隔亦可藉由一定的壓力而開放,而使被區隔的多室成為1個。
本實施態樣的樹脂組成物係包含含有氫化物之組成物及樹脂(II)者,在醫療用具的用途中,由處理性、柔軟性及透明性之觀點而言,樹脂(II)較佳為烯烴系樹脂,更佳為聚丙烯系樹脂。
作為液體包裝容器的較佳一態樣,可列舉以下的[1]~[4]的液體包裝容器。
[1]一種液體包裝容器,其係由具有內層與外層之2層以上的積層體而成之液體包裝容器,
內層包含本實施態樣的樹脂組成物,
外層包含含有55質量%以上之聚丙烯系樹脂的樹脂組成物,該聚丙烯系樹脂之來自丙烯之結構單元的含量為60莫耳%以上。
[2]一種液體包裝容器,其係由在內層與外層之間具有中間層之3層以上的積層體而成之液體包裝容器,
選自內層及中間層之至少一者包含本實施態樣的樹脂組成物,
外層包含含有55質量%以上之聚丙烯系樹脂的樹脂組成物,該聚丙烯系樹脂之來自丙烯之結構單元的含量為60莫耳%以上。
[3]一種液體包裝容器,其係由具有內層與外層之2層以上的積層體而成之液體包裝容器,選自內層及外層之至少1層包含本實施態樣的樹脂組成物。
[4]一種液體包裝容器,其係由在內層與外層之間具有中間層之3層以上的積層體而成之液體包裝容器,外層包含本實施態樣的樹脂組成物。
此等液體包裝容器係藉由具有包含本實施態樣的樹脂組成物之層,而制振性、透明性及柔軟性優異,可期待在高壓蒸氣滅菌處理前後的柔軟性優異。
以下,針對[1]~[4]的液體包裝容器的各層所使用之材料進行說明。
(內層及中間層)
內層係與液體接觸的層。中間層係位於該內層與外層之間的層。液體包裝容器亦可不具有中間層,但藉由具有中間層,可期待顯示高的破袋強度。
在前述[1]的液體包裝容器中,該內層包含本實施態樣的樹脂組成物。又,在前述[2]的液體包裝容器中,選自內層及中間層之至少一者包含本實施態樣的樹脂組成物。在前述[3]的液體包裝容器中,內層可包含本實施態樣的樹脂組成物,亦可為包含其他樹脂者。在前述[4]的液體包裝容器中,針對構成內層及中間層之樹脂並未被特別限定,但可包含本實施態樣的樹脂組成物,亦可為包含其他樹脂者。在前述[4]的液體包裝容器中,內層及中間層中之至少一者包含本實施態樣的樹脂組成物者為較佳一態樣,且內層及中間層均包含本實施態樣的樹脂組成物者亦為較佳一態樣。
再者,下述液體包裝容器亦為較佳一態樣,其構成內層之樹脂成分的熔點MPin
、與構成中間層之樹脂成分的熔點MPmid
係滿足下述式:
MPin
<MPmid
。
(外層)
在前述[1]及[2]的液體包裝容器中,外層較佳為包含含有55質量%以上之聚丙烯系樹脂的樹脂組成物(以下,有時稱為樹脂組成物(M)),其中該聚丙烯系樹脂之來自丙烯之結構單元的含量為60莫耳%以上。
上述聚丙烯系樹脂,就本實施態樣的樹脂組成物所含之樹脂的較佳一態樣而言,係與前述的聚烯烴系樹脂的說明中所記載之聚丙烯系樹脂相同地進行說明。其中,聚丙烯系樹脂的來自丙烯之結構單元的含量,較佳為80莫耳%以上,更佳為80~100莫耳%,再佳為85~100莫耳%,特佳為90~100莫耳%。
聚丙烯系樹脂的熔點較佳為130~180℃。藉由聚丙烯系樹脂的熔點為130℃以上,抑制熱封時的薄膜變薄。又,藉由聚丙烯系樹脂的熔點為180℃以下,薄膜成形性變得良好。由同樣的觀點而言,聚丙烯系樹脂的熔點更佳為140~175℃,再佳為150~175℃。
又,作為聚丙烯系樹脂,較佳為選自均聚聚丙烯、丙烯-乙烯隨機共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物、丙烯-丁烯隨機共聚物、丙烯-乙烯-丁烯隨機共聚物、丙烯-戊烯隨機共聚物、丙烯-己烯隨機共聚物、丙烯-辛烯隨機共聚物、丙烯-乙烯-戊烯隨機共聚物、丙烯-乙烯-己烯隨機共聚物、及此等的改質物之至少1種,更佳為均聚聚丙烯。
樹脂組成物(M)可含有氫化嵌段共聚物,該氫化嵌段共聚物具有將來自芳香族乙烯基化合物之結構單元作為主體之聚合物嵌段、與將來自共軛二烯化合物之結構單元作為主體之聚合物嵌段。作為氫化嵌段共聚物,例如,可使用本實施態樣的含有氫化物之組成物中所含之氫化物,較佳者亦同樣,製造方法亦同樣地進行說明。
樹脂組成物(M),如同前述,含有55質量%以上的聚丙烯系樹脂,較佳為含有60質量%以上,更佳為含有60~99質量%,再佳為70~99質量%,特佳為含有85~99質量%。只要聚丙烯系樹脂的含量為55質量%以上,則呈現力學強度及成形性變得良好之傾向。
樹脂組成物(M)含有前述氫化物之情形,作為前述氫化物的含量,較佳為小於45質量%,更佳為含有小於40質量%,再佳為含有大於1質量%且小於40質量%,又再佳為含有大於1質量%且小於30質量%,特佳為含有大於1質量%且小於15質量%。
又,在樹脂組成物(M)中,若各成分的含量在上述範圍,則呈現透明性、柔軟性、熱封性及耐熱性變得良好之傾向。此外,樹脂組成物(M)可僅包含聚丙烯系樹脂,在本實施態樣中,為了方便,此種情形被視為外層包含樹脂組成物(M)。
前述樹脂組成物(M),除了前述成分以外,在不損及本發明效果的範圍內,亦可含有其他成分。
作為其他成分,可列舉例如:抗氧化劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、著色劑、結晶成核劑等添加劑;氫化唍-茚樹脂、氫化松香系樹脂、氫化萜烯樹脂、脂環族系氫化石油樹脂等氫化系樹脂;包含烯烴及二烯烴聚合物之脂肪族系樹脂等黏著賦予樹脂;氫化聚異戊二烯、氫化聚丁二烯、氫化苯乙烯-丁二烯隨機共聚物、氫化苯乙烯-異戊二烯隨機共聚物、丁基橡膠、聚異丁烯、聚丁烯等其他聚合物。
此外,樹脂組成物(M)中,其他成分的合計含量,由本發明效果之觀點而言,較佳為45質量%以下,更佳為30質量%以下,更佳為20質量%以下,更佳為10質量%以下,再佳為5質量%以下。
在前述[3]的液體包裝容器中,內層與外層之任一者或兩者包含本實施態樣的樹脂組成物。又,在前述[4]的液體包裝容器中,外層包含本實施態樣的樹脂組成物。
構成前述[1]~[4]的液體包裝容器之複數層中包含本實施態樣的樹脂組成物之情形,其等各層的區別係可藉由本實施態樣的樹脂組成物所含之聚丙烯系樹脂及氫化物的種類、摻合量等而作區別。
前述[1]~[4]的液體包裝容器,只要滿足上述構成,則針對構成其他層之成分並無特別限制,例如可使用包含本實施態樣的樹脂組成物及前述樹脂組成物(M)以外的樹脂之層。又,例如在前述[2]~[4]的液體包裝容器中,內層、中間層中亦可使用樹脂組成物(M)。構成前述[1]~[4]的液體包裝容器之複數層中包含樹脂組成物(M)之情形,其等各層的區別係可藉由樹脂組成物(M)所含之聚丙烯系樹脂的種類、摻合量等而作區別。
(內層、中間層及外層各自的厚度)
在前述[1]~[4]的液體包裝容器中,前述內層、中間層及外層的厚度並無特別限制,可因應用途而適當調整。內層的厚度較佳為5~50μm,更佳為10~30μm。中間層的厚度較佳為100~300μm,更佳為100~200μm,再佳為100~180μm。外層的厚度較佳為10~120μm,更佳為15~80μm,再佳為15~70μm。
在前述內層、中間層、外層的層間、及外層的表面中,只要不損及本發明效果,則亦可進一步具有其他層。作為其他層,可列舉接著層、保護層、塗布層、光反射層、光吸收層等。
作為液體包裝容器,較佳為前述內層與前述中間層相接,較佳為前述中間層與前述外層相接。
(液體包裝容器的製造方法)
就液體包裝容器的製造方法而言並無特別限制,例如利用眾所周知的積層體的製造方法而形成積層體,接著進行熱封後,藉由切離(切出)而作為液體包裝容器,在醫療用途之情形則進一步進行滅菌處理。於此,因若使用前述各層的材料則薄膜成形性變得良好,故有所謂容易形成無魚眼花紋及異物等的薄膜(積層體)之優點。
作為積層體的製造方法,例如,可較佳列舉以下方法。首先,將各層的材料使用單軸擠壓機、雙軸擠壓機、捏合機、班布里混合機、輥等混練機進行混練而製備各層的樹脂組成物。將所得之各樹脂組成物,藉由使用多層T型模(T-DIE)的共擠壓成形、使用多層圓形T型模的空氣冷卻或水冷卻充氣(Inflation)成形等,而成形為薄膜狀或管狀等。成形時的樹脂溫度,較佳為150~300℃,更佳為180~250℃,再佳為180~220℃。空氣冷卻或水冷卻充氣成形時的冷卻溫度,較佳為7~70℃,更佳為10~40℃。又,由液體包裝容器的製造容易性之觀點而言,較佳為成形成管狀。只要為管狀的成形體,則在熱封後,藉由切離(切出)而可製造液體包裝容器。另一方面,在薄膜狀的成形體之情形中,需要在重疊2片後進行熱封。
在醫療用途之情形中,作為進一步的滅菌處理,係進行水蒸氣滅菌、高壓蒸氣滅菌、高壓釜滅菌等。
此外,藉由具有包含通口及橡膠栓等之頂蓋的液體排出部件,而成為具有排出口的液體包裝容器,並有效地被利用作為輸液袋等醫療容器。
<醫療用管>
又,本實施態樣的樹脂組成物係活用上述特性,而可使用作為適合輸液器及輸血器的延長管、消化器用管(tube)/導管(catheter)、呼吸器用管/導管、泌尿器用管/導管、血管用管/導管、IVR(低侵入性血管內治療)用導管等的醫療用管。
作為醫療用管,可為將本實施態樣的樹脂組成物單獨使用一種的單層管,亦可為組合二種以上而積層成為每層的組成可不同的多層管。在為多層結構之管中,包含本實施態樣的樹脂組成物之層,依據欲賦予的所期望性能,可為最內層、中間層、最外層之任一層,亦可為複數層。又,亦可為進一步積層使用其他聚合物之層者。作為其他層的具體例及能適用的其他聚合物的具體例,可列舉與在前述醫療用薄膜的多層薄膜中所例示者為同樣者。
<其他>
再者,本實施態樣的樹脂組成物係活用上述特性,而亦被使用在例如醫藥品用橡膠栓、容器用包裝、注射器、人工透析器、血液成分分離器、人工肺、創傷被覆材等醫療用具;生理用品、紙尿布等衛生材料;手術用衣、醫院用拋棄式床單等醫療用具等。此外,此等醫療用具不需要全部部分皆由本實施態樣的樹脂組成物所形成。
[實施例]
以下,藉由實施例及比較例而更具體地說明本發明,但本發明不受限於此等。
<<氫化物>>
揭示由後述的實施例及比較例所得之氫化物的物性評價方法。
(1)聚合物嵌段(A)的含量及重量平均分子量
將氫化前的嵌段共聚物溶解於CDCl3
,進行1
H-NMR測定[裝置:「ADVANCE 400 Nano bay」(Bruker公司製),測定溫度:30℃],由來自苯乙烯之峰強度與來自共軛二烯化合物之峰強度的比,算出聚合物嵌段(A)的含量。
又,針對由各製造例所得之氫化物,聚合物嵌段(A)的合計的重量平均分子量係藉由凝膠滲透層析法(GPC)而作為標準聚苯乙烯換算分子量來求取。
(GPC測定裝置及測定條件)
・裝置:GPC裝置「HLC-8020」(Tosoh股份有限公司製)
・分離管柱:將Tosoh股份有限公司製的「TSKgel GMHXL」、「G4000HXL」及「G5000HXL」串聯連接。
・溶析劑:四氫呋喃
・溶析劑流量:1.0mL/分鐘
・管柱溫度:40℃
・檢測方式:示差折射率(RI)偵測器
此外,聚合物嵌段(A)的重量平均分子量係在製造步驟中各聚合物嵌段的聚合結束時測定所採樣之液而求取。
(2)氫化物的重量平均分子量
藉由下述條件的凝膠滲透層析法(GPC)測定,求取氫化物的聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)。
(GPC測定裝置及測定條件)
・裝置 :GPC裝置「HLC-8020」(Tosoh股份有限公司製)
・分離管柱 :將Tosoh股份有限公司製的「TSKgel GMHXL」、「G4000HXL」及「G5000HXL」串聯連接。
・離析液 :四氫呋喃
・離析液流量 :0.7mL/min
・樣本濃度 :5mg/10mL
・管柱溫度 :40℃
・偵測器 :示差折射率(RI)偵測器
・檢量線 :使用標準聚苯乙烯而作成
(3)聚合物嵌段(B)中之氫化率
藉由1
H-NMR測定,由來自異戊二烯及/或丁二烯的殘留烯烴之峰面積、與來自乙烯、丙烯及/或丁烯之峰面積的比,算出聚合物嵌段(B)中之氫化率(莫耳%)。
・裝置:核磁共振裝置「ADVANCE 400 Nano bay」(Bruker公司製)
・溶媒:CDCl3
(4)聚合物嵌段(B)中之乙烯基鍵結量
將氫化前的嵌段共聚物溶解於CDCl3
,進行1
H-NMR測定[裝置:「ADVANCE 400 Nano bay」(Bruker公司製),測定溫度:30℃]。由來自異戊二烯及/或丁二烯之結構單元的全部峰面積,與異戊二烯結構單元中之3,4-鍵結單元及1,2-鍵結單元、丁二烯結構單元中之1,2-鍵結單元、或者在來自異戊二烯與丁二烯的混合物之結構單元之情形下係對應於各前述鍵結單元的峰面積之比,算出乙烯基鍵結量(3,4-鍵結單元與1,2-鍵結單元的含量的合計)(莫耳%)。
(5)聚合物嵌段(B)中的脂環式骨架(X)的含量
將氫化前的嵌段共聚物600mg及Cr(acac)3
40mg溶解於CDCl3
4ml,使用10mmNMR管,進行定量13
C-NMR測定(脈衝程式:zgig、Inverse gated 1H decoupling法)[裝置:「ADVANCE 400 Nano bay」(Bruker公司製),測定溫度:30℃],利用下述的方法,算出聚合物嵌段(B)中的脂環式骨架X、X1、及X2各自的含量(莫耳%)。
此外,表3中,X、X1、及X2表示以下脂環式骨架。
X:具有以下(i)~(vi)的取代基的組合之脂環式骨架
X1:具有以下(i)、(iv)的取代基的組合之脂環式骨架
X2:具有以下(ii)、(iii)、(v)、(iv)的取代基的組合之脂環式骨架
(i) :R1
=氫原子、R2
=氫原子、R3
=氫原子;(1,2Bd+Bd)
(ii) :R1
=氫原子、R2
=甲基、R3
=氫原子;(1,2Bd+1,2Ip)
(iii) :R1
=氫原子、R2
=氫原子、R3
=甲基;(1,2Bd+3,4Ip)
(iv) :R1
=甲基、R2
=氫原子、R3
=氫原子;(1,2Ip+Bd)
(v) :R1
=甲基、R2
=甲基、R3
=氫原子;(1,2Ip+1,2Ip)
(vi) :R1
=甲基、R2
=氫原子、R3
=甲基;(1,2Ip+3,4Ip)
[算出方法]
將各峰與所來自的結構揭示於表1-1。若將各峰的積分值設為a~g,則各結構的積分值係成為如表1-2般,X、X1、X2的含量可分別以(a+g-c)/(a+b+c-d+e/2+2f)、(g-c)/(a+b+c-d+e/2+2f)、a/(a+b+c-d+e/2+2f)而算出。
[表1]
表1-2 | |||||
表1-1 | 結構 | 積分值 | |||
峰(ppm) | 結構 | 積分值 | St | d-f | |
108~110 | X2 | a | 1,4Ip | f | |
110~113 | 3,4Ip+1,2Ip+X1 | b | 3,4Ip+1,2Ip | b-(g-c) | |
113~116 | 1,2Bd | c | 1.4Bd | (e-(d-f)×4)/2 | |
122~127 | 1,4Ip+St | d | 1,2Bd | c | |
127~132 | 1,4Bd×2+St×4 | e | X1 | g-c | |
132~137 | 1,4Ip | f | X2 | a | |
142~145 | 1,2Bd+X1 | g | 總計 | a+b+c-d+e/2+2f |
(6)tanδ的峰頂溫度、峰頂強度、tanδ成為1.0以上的溫度區域的最大幅度、在20℃及30℃的tanδ強度
為了以下的測定,將製造例1~8的氫化物在溫度230℃、壓力10MPa加壓3分鐘,藉此製作厚度1.0mm的單層片。將該單層片裁切成圓板形狀,將此作為試驗片。
測定中,基於JIS K 7244-10(2005年),作為平行平板振動流變計,使用圓板的直徑為8mm之應變控制型動態黏彈性裝置「ARES-G2」(TA Instruments Japan公司製)。
藉由上述試驗片,完全填充2片平板之間的間隙,以應變量0.1%,對於上述試驗片以1Hz的頻率給予振動,以3℃/分鐘的定速從-70℃升溫至100℃為止。直到剪切損耗模數及剪切儲存模數的測定值無變化為止,保持上述試驗片與圓板的溫度,求取tanδ的峰強度的最大值(峰頂強度)及獲得該最大值之溫度(峰頂溫度)。又,求取tanδ成為1.0以上的溫度區域的最大幅度、在20℃及30℃的tanδ強度。該值愈大,表示制振性愈優異。
[製造例1]
氫化物(TPE1)的製造
在已進行氮取代且乾燥的耐壓容器中,裝填環己烷50kg作為溶媒,裝填濃度10.5質量%的二級丁基鋰的環己烷溶液76g(二級丁基鋰的實質添加量:8.0g)作為陰離子聚合起始劑。
將耐壓容器內升溫至50℃後,添加苯乙烯(1)0.50kg,使其聚合1小時,以容器內溫度50℃,添加作為路易斯鹼的四氫呋喃0.33kg,將異戊二烯(1)8.20kg及丁二烯(1)6.44kg的混合液利用表2所示之平均二烯進料速度,耗費5小時添加後,使其聚合2小時,再添加苯乙烯(2)1.50kg,使其聚合1小時,藉此獲得包含聚苯乙烯-聚(異戊二烯/丁二烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物的反應液。
在該反應液中,在氫氣氣體環境下添加由辛酸鎳及三甲基鋁所形成之戚格勒系氫化觸媒,以氫壓力1MPa、80℃的條件使其反應5小時。使該反應液放置冷卻及釋放壓力後,藉由水洗而去除上述觸媒,使其真空乾燥,藉此獲得聚苯乙烯-聚(異戊二烯/丁二烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物的氫化物(以下,有時稱為TPE1)。
關於各原料及其使用量,揭示於表2。又,將前述物性評價的結果揭示於表3。
[製造例2、3、6、7、8]
氫化嵌段共聚物(TPE2)、(TPE3)、(TPE6)~(TPE8)的製造
除了將各成分及其等的使用量、以及反應條件變更成如同表2所記載以外,與製造例1同樣地進行,製造氫化嵌段共聚物(TPE2)、(TPE3)、(TPE6)~(TPE8)。又,將前述物性評價的結果揭示於表3。
此外,表2中的製造例6所使用之路易斯鹼亦即DTHFP係如同以下。
DTHFP:2,2-二(2-四氫呋喃基)丙烷
[製造例4]
氫化嵌段共聚物(TPE4)的製造
在已進行氮取代且乾燥的耐壓容器中,裝填環己烷50kg作為溶媒,裝填濃度10.5質量%的二級丁基鋰的環己烷溶液237g(二級丁基鋰的實質添加量:24.9g)作為陰離子聚合起始劑。
將耐壓容器內升溫至50℃後,添加苯乙烯(1)2.33kg使其聚合1小時,以容器內溫度50℃,添加四氫呋喃(THF)0.33kg作為路易斯鹼,將丁二烯14.31kg以表2所示之平均二烯進料速度耗費5小時添加後,使其聚合2小時,再添加30.6g之γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷(γ-GPTMS)後,以60℃使偶合反應進行60分鐘,獲得包含聚苯乙烯-聚丁二烯共聚物的反應液。
之後,與製造例1同樣地進行而進行氫化,獲得氫化嵌段共聚物(TPE4)。又,將前述物性評價的結果揭示於表3。
[製造例5]
氫化物(TPE5)的製造
在已進行氮取代且乾燥的耐壓容器中,裝填環己烷50kg作為溶媒,裝填濃度10.5質量%的二級丁基鋰的環己烷溶液122g(二級丁基鋰的實質添加量:12.8g)作為陰離子聚合起始劑。
將耐壓容器內升溫至50℃後,添加苯乙烯(1)1.0kg使其聚合1小時,以容器內溫度50℃,添加四甲基乙二胺(TMEDA)0.02kg作為路易斯鹼,將丁二烯(1)13.83kg以表2所示之平均二烯進料速度耗費5小時添加後,使其聚合2小時,再添加苯乙烯(2)1.00kg,使其聚合1小時,再將丁二烯(2)0.81kg以表2所示之平均二烯進料速度耗費1小時添加,使其聚合1小時,藉此獲得包含聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯-聚丁二烯四嵌段共聚物的反應液。
在此反應液中,相對於前述嵌段共聚物,添加5質量%之鈀碳(鈀負載量:5質量%)作為氫化觸媒,以氫壓力2MPa、150℃的條件進行10小時反應。
放置冷卻、釋放壓力後,藉由過濾而去除鈀碳,將濾液進行濃縮,再進行真空乾燥,藉此獲得氫化嵌段共聚物(TPE5)。又,將前述物性評價的結果揭示於表3。
此外,表2中的二烯進料時間「5/1」係表示將丁二烯(1)耗費5小時添加,將丁二烯(2)耗費1小時添加。同樣地,表2中的活性末端每1mol的平均二烯進料速度(kg/h)「13.8/4.05」係表示丁二烯(1)的平均二烯進料速度13.8(kg/h)、丁二烯(2)的平均二烯進料速度4.05(kg/h)。
[表2]
表2 | |||||||||
製造例1 | 製造例2 | 製造例3 | 製造例4 | 製造例5 | 製造例6 | 製造例7 | 製造例8 | ||
TPE1 | TPE2 | TPE3 | TPE4 | TPE5 | TPE6 | TPE7 | TPE8 | ||
使用量 (kg) | 環己烷 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
二級丁基鋰 (10.5質量%環己烷溶液) | 0.076 | 0.081 | 0.041 | 0.237 | 0.122 | 0.087 | 0.166 | 0.310 | |
(A) | 苯乙烯(1) | 0.50 | 0.67 | 0.33 | 2.33 | 1.00 | 1.00 | 1.50 | 2.50 |
苯乙烯(2) | 1.50 | 0.67 | 0.33 | - | 1.00 | 1.00 | 1.50 | 2.50 | |
(B) | 異戊二烯(1) | 8.20 | 8.57 | 8.95 | - | - | 14.64 | 13.64 | 11.65 |
丁二烯(1) | 6.44 | 6.74 | 7.03 | 14.31 | 13.83 | - | - | - | |
異戊二烯(2) | - | - | - | - | - | - | - | - | |
丁二烯(2) | - | - | - | - | 0.81 | - | - | - | |
路易斯鹼 | 四氫呋喃 | 0.33 | 0.33 | 0.33 | 0.33 | - | - | - | - |
TMEDA | - | - | - | - | 0.02 | - | - | - | |
DTHFP | - | - | - | - | - | 0.03 | - | - | |
反應條件 | 二烯聚合溫度(℃) | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 40 | 40 | 50 |
二烯進料時間 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5/1 | 5 | 5 | 5 | |
活性末端每1mol的平均 二烯進料速度(kg/h) | 23.5 | 23 | 47.5 | 7.4 | 13.8/4.05 | 20.5 | 10 | 4.6 |
[表3]
表3 | ||||||||
氫化物 | 製造例1 | 製造例2 | 製造例3 | 製造例4 | 製造例5 | 製造例6 | 製造例7 | 製造例8 |
TPE1 | TPE2 | TPE3 | TPE4 | TPE5 | TPE6 | TPE7 | TPE8 | |
聚合物嵌段(A)的結構單元 | St | St | St | St | St | St | St | St |
構成聚合物嵌段(B)之成分 | Ip/Bd | Ip/Bd | Ip/Bd | Bd | Bd | Ip | Ip | Ip |
構成聚合物嵌段(B)之成分的質量比 | 55/45 | 55/45 | 55/45 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
構成聚合物嵌段(B)之成分的莫耳比 | 50 | 50 | 50 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
聚合物結構 | A/B/A | A/B/A | A/B/A | (A/B)3-Z | A/B/A/B | A/B/A | A/B/A | A/B/A |
聚合物嵌段(A)的含量(質量%) | 12 | 8 | 4 | 14 | 12 | 12 | 18 | 30 |
聚合物嵌段 (A)的合計的重量平均分子量 | 16,000 | 9,000 | 10,000 | 12,000 | 10,000 | 14,000 | 11,200 | 10,000 |
氫化物的重量平均分子量 | 146,000 | 166,000 | 370,000 | 210,000 | 150,000 | 150,000 | 91,000 | 50,000 |
聚合物嵌段(B)中之氫化率(莫耳%) | 96 | 92 | 92 | 99 | 97 | 86 | 99 | 99 |
聚合物嵌段(B)中之乙烯基鍵結量(莫耳%) | 60 | 60 | 60 | 75 | 75 | 83 | 6 | 6 |
嵌段(B)中的X1或X1的氫化體的含量(莫耳%) | 0.2 | 0.2 | 0.3 | 10.4 | 15.1 | 0 | 0 | 0 |
嵌段(B)中的X2或X2的氫化體的含量(莫耳%) | 1.7 | 1.7 | 1.6 | 0 | 0 | 5.2 | 0 | 0 |
嵌段(B)中的X或X的氫化體含量(莫耳%) | 1.9 | 1.9 | 1.9 | 10.4 | 15.1 | 5.2 | 0 | 0 |
tanδ的峰頂溫度(℃) | -34 | -25 | -23 | -33 | -33 | 33 | -52 | -52 |
tanδ的峰頂強度 | 2.13 | 2.05 | 2.07 | 2.08 | 2.06 | 2.19 | 1.98 | 1.52 |
成為tanδ≧1之溫度區域的最大幅度(℃) | 15 | 14 | 14 | 15 | 15 | 21 | 9 | 7 |
20℃且1Hz中之tanδ強度 | 0.06 | 0.07 | 0.05 | 0.06 | 0.06 | 0.29 | 0.03 | 0.03 |
30℃且1Hz中之tanδ強度 | 0.06 | 0.06 | 0.05 | 0.05 | 0.06 | 2.03 | 0.03 | 0.04 |
<<含有氫化物之組成物>>
[實施例1~9]及[比較例1~4]
使用雙軸擠壓機(Coperion公司製「ZSK26Mc」),在汽缸(cylinder)溫度200℃、螺桿(screw)旋轉數300rpm的條件下,將由前述製造例所得之氫化物進行顆粒化,根據表4或表5所示之組成,摻合防黏結劑,藉此獲得含有氫化物之組成物。使用此含有氫化物之組成物,藉由下述評價方法,針對黏結強度、pH偏移進行測定。
表4及表5中的防黏結劑係如同以下。
防黏結劑<1>:
CERIDUST (註冊商標) 6050M[有機粒子,未改質聚丙烯蠟,Clariant Chemicals公司製,平均粒徑為8.5μm]
防黏結劑<2>:
Acumist(註冊商標) B-4[有機粒子,聚乙烯蠟,Hanewell公司製,平均粒徑為6.0~7.5μm]
防黏結劑<3>:
FFR[無機粒子,滑石,淺田製粉公司製,平均粒徑D50(μm)為3.9≧]
防黏結劑<4>:
ULTRASIL(註冊商標) 360[無機粒子,濕式矽石,EVONIK公司製]
防黏結劑<5>:
AULABRITE (註冊商標) CA-60[有機粒子,硬脂酸鈣,日油公司製]
防黏結劑<6>:
Kao Wax EB-FF[有機粒子,硬脂醯胺(octadecanamide),花王股份有限公司製]
[評價方法]
(黏結強度)
將含有氫化物之組成物30g置入內徑3.5cm的聚丙烯製杯,負載1kg的重量,在壓縮組成物整體的狀態下,在23℃靜置48小時。其後,將已黏結的樣本取出,使用INSTRON3345試驗機(INSTRON公司製),在5mm/min的條件下進行壓縮試驗,將最大值作為黏結強度(N)。此外,比較例1~4係不摻合防黏結劑,僅使用氫化物。將結果揭示於表4或表5。
(pH偏移)
將含有氫化物之組成物在200℃、10MPa的條件下進行沖壓成形,將所製作之厚度1mm的薄片20g切成2cm見方並置入500mL廣口血清瓶,在其中添加蒸餾水100mL並加蓋。將其在高壓釜(TOMY SEIKO製,ES-215)中以121℃、30分鐘的條件下進行加熱後,將瓶中的水的pH利用pH計(東亞DKK公司製,HM-30R)進行測定。此外,比較例1~4係不摻合防黏結劑,僅使用氫化物。將結果揭示於表4或表5。
[表4]
表4 | |||||||||||
實施例 | |||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |||
組成 | 氫化物 | TPE1 | TPE1 | TPE1 | TPE1 | TPE1 | TPE1 | TPE2 | TPE4 | TPE4 | |
質量份 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||
防黏結劑 | <1> | <2> | <3> | <4> | <5> | <6> | <1> | <1> | <2> | ||
質量份 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 1 | ||
評價 | 黏結強度 | N | 2 | 2 | <1 | <1 | <1 | 2 | 2 | 2 | 1 |
pH偏移 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | <0.1 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
[表5]
表5 | ||||||
比較例 | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | |||
組成 | 氫化物 | TPE1 | TPE2 | TPE3 | TPE4 | |
質量份 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||
防黏結劑 | - | - | - | - | ||
質量份 | - | - | - | - | ||
評價 | 黏結強度 | N | 6 | 8 | 7 | 6 |
pH偏移 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
由表4及表5可知,相對於未添加防黏結劑的比較例1~4,實施例1~9的黏結強度降低,處理性優異。又,由與比較例1~4的對比可知,實施例1~9即使含有防黏結劑,pH偏移亦少。
<<樹脂組成物>>
[實施例10~19]及[比較例5~7]
使用雙軸擠壓機(Coperion公司製「ZSK26Mc」),在汽缸溫度200℃、螺桿旋轉數300rpm的條件下,根據表7所示之組成,供給由前述製造例所得之氫化物、前述防黏結劑及樹脂並進行熔融混練,獲得樹脂組成物。
針對所得之樹脂組成物,根據下述評價方法測定霧度及楊氏模數。將結果揭示於表7。
又,上述樹脂(表7中的PO1)係如同以下。
聚烯烴系樹脂(PO1):
「Prime Polypro (註冊商標)F327」(Prime Polymer股份有限公司製)、丙烯-乙烯-丁烯隨機共聚物(聚丙烯系樹脂),MFR7.0g/10分鐘(230℃,21.6N),熔點139℃
將PO1的物性揭示於表6。
[表6]
表6 | |
聚烯烴系樹脂 | PO1 |
種類 | 丙烯-乙烯-丁烯 隨機共聚物 |
熔點(℃) | 139 |
MFR[230℃,21.6N] (g/10分鐘) | 7.0 |
丙烯含量 (莫耳%) | 95 |
[評價方法]
(壓片的霧度)
將由上述實施例及比較例所得之樹脂組成物,藉由沖壓成形裝置「NF-50T」(神藤金屬工業所公司製),使用厚度1mm的模具,在230℃、10MPa下進行5分鐘沖壓成形後,使用冷卻加壓機,以10℃進行冷卻,藉此製作厚度1mm的壓片作為試驗片。將此試驗片使用霧度計「HR-100」(村上色彩技術研究所公司製),在常溫(23℃)下,根據JIS K7105(2008年),測定霧度。值愈小透明性愈高。
(薄膜的楊氏模數)
將由上述實施例及比較例所得之樹脂組成物,使用水冷卻式向下充氣成形機,在樹脂溫度230℃、冷卻水溫度20℃、生產線速度10m/分鐘的條件下,製作厚度100μm的單層薄膜作為試驗片。將此試驗片使用「INSTRON 3345」(INSTRON公司製),在常溫(23℃)、5mm/分鐘的條件下進行拉伸試驗,測定楊氏模數。值愈小柔軟性愈優異。
[表7]
表7 | ||||||||||||||
實施例 | 比較例 | |||||||||||||
10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 5 | 6 | 7 | ||
PO1 | 質量份 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 100 |
TPE1 | 質量份 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | ||||||||
TPE2 | 質量份 | 30 | ||||||||||||
TPE3 | 質量份 | 30 | ||||||||||||
TPE4 | 質量份 | 30 | ||||||||||||
TPE5 | 質量份 | 30 | ||||||||||||
TPE6 | 質量份 | 20 | ||||||||||||
TPE7 | 質量份 | 10 | 10 | 30 | ||||||||||
TPE8 | 質量份 | 20 | ||||||||||||
防黏結劑<1> | 質量份 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | ||||
防黏結劑<2> | 質量份 | 0.3 | ||||||||||||
防黏結劑<3> | 質量份 | 0.3 | ||||||||||||
防黏結劑<4> | 質量份 | 0.3 | ||||||||||||
防黏結劑<5> | 質量份 | 0.3 | ||||||||||||
壓片的霧度 | (%) | 22 | 22 | 24 | 25 | 23 | 29 | 27 | 32 | 33 | 30 | 60 | 59 | 44 |
薄膜的 楊氏模數 | (MPa) | 110 | 88 | 84 | 110 | 112 | 125 | 112 | 125 | 122 | 120 | 240 | 210 | 430 |
由表7中的實施例10~19可知,包含含有脂環式骨架(X)的氫化物(I)、防黏結劑、及樹脂(II)之樹脂組成物,其霧度及楊氏模數低,透明性、柔軟性優異。又,由實施例15可知,即使為包含含有脂環式骨架(X)之TPE6與不含有脂環式骨架(X)之TPE7這二種氫化物、防黏結劑、及聚烯烴系樹脂PO1之樹脂組成物,亦不會喪失上述優異的物性。另一方面,由比較例5~7可知,不包含含有脂環式骨架(X)的氫化物(I)之樹脂組成物,相對於實施例,其透明性、柔軟性降低。
[產業上利用之可能性]
本發明的含有氫化物之組成物及包含其之樹脂組成物可使用於各種用途。作為用途,可列舉例如:制振材料、隔音材料、層合玻璃用的中間膜、橡皮障、鞋底材料、地板材料、黏接著劑、擋風雨封條。尤其,本發明的樹脂組成物,除了前述的醫療容器以外,亦可有效地利用作為將殺菌食品、美乃滋、番茄醬、清涼飲料、冰淇淋等予以包裝之食品包裝容器等。
無。
無。
無。
Claims (19)
- 如請求項1之含有氫化物之組成物,其中,在含有氫化物之組成物中的該防黏結劑的含量為0.01~3質量%。
- 如請求項1或2之含有氫化物之組成物,其中,該防黏結劑為選自聚丙烯系樹脂及聚乙烯系樹脂中之至少1種。
- 如請求項1至3中任一項之含有氫化物之組成物,其中,在該脂環式骨架(X)中,包含該R1 ~R3 之中至少1個為碳數1~11的烴基之脂環式骨架(X’)。
- 如請求項4之含有氫化物之組成物,其中,在該脂環式骨架(X’)中的該烴基為甲基。
- 如請求項1至3中任一項之含有氫化物之組成物,其中,該R1 ~R3 同時為氫原子。
- 如請求項1至6中任一項之含有氫化物之組成物,其在該聚合物嵌段(B)中含有1莫耳%以上的該脂環式骨架(X)。
- 如請求項4或5之含有氫化物之組成物,其在該聚合物嵌段(B)中含有1莫耳%以上的該脂環式骨架(X’)。
- 如請求項1至8中任一項之含有氫化物之組成物,其中,該聚合物嵌段(B)中的乙烯基鍵結量為55~95莫耳%。
- 如請求項1至9中任一項之含有氫化物之組成物,其中,該嵌段共聚物的氫化物(I)存在:根據JIS K 7244-10(2005年),在應變量0.1%、頻率1Hz、測定溫度-70~100℃、升溫速度3℃/分鐘的條件下測定而得之tanδ成為1.0以上之連續的溫度區域;該溫度區域的最大幅度為13℃以上。
- 如請求項1至10中任一項之含有氫化物之組成物,其中,該聚合物嵌段(A)含有大於70莫耳%的來自芳香族乙烯基化合物之結構單元。
- 如請求項1至11中任一項之含有氫化物之組成物,其中,在該嵌段共聚物的氫化物(I)中的該聚合物嵌段(A)的含量為50質量%以下。
- 如請求項1至12中任一項之含有氫化物之組成物,其中,該聚合物嵌段(B)含有結構單元,該結構單元係來自選自異戊二烯、丁二烯、及菌綠烯中之至少1種。
- 一種樹脂組成物,其包含如請求項1至13中任一項之含有氫化物之組成物、及與該嵌段共聚物的氫化物(I)不同的樹脂(II)。
- 如請求項14之樹脂組成物,其中,該嵌段共聚物的氫化物(I)與該樹脂(II)之含有比例[(I)/(II)]以質量比計為1/99~99/1。
- 如請求項14或15之樹脂組成物,其中,該樹脂(II)為選自烯烴系樹脂、苯乙烯系樹脂、聚伸苯醚系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、異丁烯-異戊二烯共聚橡膠、及聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體中之至少1種。
- 一種成形體,其係使用如請求項14至16中任一項之樹脂組成物而成。
- 一種容器,其係使用如請求項14至16中任一項之樹脂組成物而成。
- 一種醫療用具,其係使用如請求項14至16中任一項之樹脂組成物而成。
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