WO2021075131A1 - 成形体の硬度の制御方法、及び成形体 - Google Patents

成形体の硬度の制御方法、及び成形体 Download PDF

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WO2021075131A1
WO2021075131A1 PCT/JP2020/030496 JP2020030496W WO2021075131A1 WO 2021075131 A1 WO2021075131 A1 WO 2021075131A1 JP 2020030496 W JP2020030496 W JP 2020030496W WO 2021075131 A1 WO2021075131 A1 WO 2021075131A1
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copolymer
molded product
hardness
unit
molded
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PCT/JP2020/030496
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悠介 山縣
重永 高野
吉田 真樹
享平 小谷
Original Assignee
株式会社ブリヂストン
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F297/00Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer
    • C08F297/06Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the coordination type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/003Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/52Heating or cooling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F212/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F212/02Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F212/04Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F212/06Hydrocarbons
    • C08F212/08Styrene

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling the hardness of a molded product and a molded product.
  • Patent Document 1 a copolymer obtained by using at least a conjugated diene compound and a non-conjugated olefin compound as monomers and polymerizing them in the presence of a predetermined catalyst is known.
  • a filler, a vulcanizing agent such as sulfur, a vulcanization accelerator, and the like are appropriately blended together with the rubber-based material as necessary.
  • a method of applying heat to the rubber composition under predetermined conditions is common. Therefore, the molded product obtained by such a method has substantially uniform physical characteristics such as hardness.
  • the hardness differs for each part.
  • a method is conceivable in which a plurality of members having different hardnesses are produced by changing the composition of the rubber composition, and these members are adhered and integrated by any means to produce a molded product.
  • a seam joint portion
  • cracks or the like may occur during long-term use, and it is not preferable from the viewpoint of appearance. ..
  • the gist structure of the present invention that solves the above problems is as follows.
  • the first method for controlling the hardness of a molded product of the present invention is a method for controlling the hardness of a molded product which is composed of a copolymer having a crystalline portion and an elastomer portion and has no seams at an arbitrary position. , Using two or more copolymers having different ratios of the crystalline portion and the elastomer portion, two or more types of molding members having different ratios of the crystalline portion and the elastomer portion were prepared, and the molding members were used.
  • a step of forming a molded product having a different ratio of a crystalline portion and an elastomer portion at an arbitrary location A step of heating a molded body formed by using the molded member to melt a crystalline portion in the molded body, and The step of cooling and solidifying the molded product after heating, and It is characterized by including.
  • the hardness of the molded product having no seams can be controlled at an arbitrary position.
  • the second method of controlling the hardness of the molded product of the present invention is a method of controlling the hardness of the molded product having no seams, which is composed of a copolymer having a crystalline portion and an elastomer portion, at an arbitrary position. , Two or more types of copolymers having different distributions of the crystalline portion and the elastomer portion in the polymer chain are used, and two or more types of molding members having different distributions of the crystalline portion and the elastomer portion are prepared.
  • the third method of controlling the hardness of the molded product of the present invention is a method of controlling the hardness of the molded product having no seams, which is composed of a copolymer having a crystalline portion and an elastomer portion, at an arbitrary position.
  • Two or more types of copolymers having different crystallinities are used to prepare two or more types of molded members having different crystallinities, and the molded members having different crystallinities are used at arbitrary locations.
  • the process of forming and A step of heating a molded body formed by using the molded member to melt a crystalline portion in the molded body, and The step of cooling and solidifying the molded product after heating, and It is characterized by including.
  • the third method of controlling the hardness of the molded product of the present invention the hardness of the molded product having no seams can be controlled at an arbitrary position.
  • the crystalline portions of the two or more types of copolymers contain the same monomer unit. In this case, the effect of melting and integrating the crystalline portions of each copolymer can be obtained more reliably.
  • the elastomer portions of the two or more copolymers contain the same monomer unit. In this case, the durability of the molded product is improved.
  • the crystalline portion of the copolymer contains a non-conjugated olefin unit.
  • the copolymer can be easily used to increase the hardness of an arbitrary portion of the molded product.
  • the elastomer portion of the copolymer contains a conjugated diene unit.
  • the copolymer can be easily used for reducing the hardness of an arbitrary portion of the molded product.
  • At least one of the copolymers contains an aromatic vinyl unit. In this case, the fracture resistance of the molded product is improved.
  • the copolymer is a copolymer composed of a non-conjugated olefin unit and a conjugated diene unit, and the butylene unit is preferably 0 mol%.
  • the copolymer is a copolymer composed of a non-conjugated olefin unit, a conjugated diene unit, and an aromatic vinyl unit, and the butylene unit is 0 mol%. It is also preferable.
  • the molded product of the present invention is a molded product having no seams, and is characterized in that the hardness at an arbitrary position is controlled by using the above-mentioned method for controlling the hardness of the molded product.
  • the molded product of the present invention has no seams and its hardness is controlled at an arbitrary position.
  • the present invention it is possible to provide a method for controlling the hardness of a seamless molded product at an arbitrary position. Further, according to the present invention, it is possible to provide a seamless molded article having a controlled hardness at an arbitrary position by using such a method.
  • control method for the present embodiment is composed of a copolymer having a crystalline portion and an elastomer portion, and has no seams.
  • a step of forming (forming step), a step of heating a molded body formed by using the molding member to melt a crystalline portion in the molded body (heating step), and cooling the molded body after heating. Includes a solidification step (cooling step).
  • two or more kinds of copolymers having different ratios of the crystalline portion and the elastomer portion are used, and the ratios of the crystalline portion and the elastomer portion are different from each other.
  • Two or more types of molded members are prepared, and the molded members are used to form molded bodies having different ratios of the crystalline portion and the elastomer portion at arbitrary positions.
  • the type of the copolymer constituting the arbitrary portion is different, so that the ratio of the crystalline portion to the elastomer portion is different at the arbitrary portion of the molded product.
  • the hardness at any portion of the molded product can be changed by changing the ratio of the crystalline portion and the elastomer portion at any portion of the molded product. be able to. Then, by heating the molded body formed by using the molded member and melting the crystalline portion in the molded body, the seams between the molded members disappear, and then the molding is obtained by cooling and solidifying. The body is seamless and the hardness is controlled at any point. Therefore, according to the method for controlling the hardness of the molded product of the first embodiment, the hardness of the molded product having no seams can be controlled at an arbitrary position.
  • two or more types of copolymers having different distributions in the polymer chains of the crystalline portion and the elastomer portion are used, and the crystalline portion and the elastomer portion are separated from each other.
  • Two or more types of molded members having different distributions are prepared, and the molded members are used to form molded bodies having different distributions of the crystalline portion and the elastomer portion at arbitrary positions.
  • the type of the copolymer constituting the arbitrary portion is different, so that the distribution of the crystalline portion and the elastomer portion is different at the arbitrary portion of the molded product.
  • the portion where the chain length of the crystalline portion is long is relatively hard
  • the portion where the chain length of the crystalline portion is short is relatively soft.
  • two or more types of copolymers having different crystallinities are used, and two or more types of molding members having different crystallinities are prepared. Is used to form molded products having different crystallinities at arbitrary locations.
  • the type of copolymer constituting an arbitrary portion is different, so that the crystallinity is different at an arbitrary portion of the molded product.
  • the portion having a high crystallinity is hard and the portion having a low crystallinity is soft, the hardness at an arbitrary portion of the molded product can be changed by changing the crystallinity at an arbitrary portion of the molded product. Can be made to.
  • the seams between the molded members disappear, and then the molding is obtained by cooling and solidifying.
  • the body is seamless and the hardness is controlled at any point. Therefore, the hardness of the molded product having no seams can be controlled at an arbitrary position by the method of controlling the hardness of the molded product according to the third embodiment.
  • control method of this embodiment is not particularly limited, but can be implemented using, for example, a 3D printer.
  • the "crystalline part" in a copolymer is when the melting point is confirmed in the measurement of the copolymer by the differential scanning calorimetry (DSC) conforming to JIS K 7121-1987. Its existence can be acknowledged.
  • DSC differential scanning calorimetry
  • the existence of the "elastomer portion" in the copolymer can be recognized when the copolymer exhibits rubber elasticity.
  • the "seam" in the molded product is a molded product in which an atomic force microscope (AFM) image of a cross section of an arbitrary portion of the molded product is integrally molded using a single copolymer. If there is no difference from the AFM image of the cross section of, the absence can be recognized.
  • AFM atomic force microscope
  • the forming step has a crystalline portion and an elastomer portion, two or more kinds of copolymers different from each other are used, two or more kinds of different molding members are prepared, and molding is performed using the molding members. It is a process of forming a body. The details of the copolymer used will be described later.
  • FIG. 1 shows an example of the forming process in the control method of the present embodiment.
  • a sheet-shaped molding member 1 made of the first copolymer and a sheet-shaped molding member 2 made of the second copolymer are prepared, and the above two are prepared.
  • the sheet-shaped molding members 1 and 2 are cut.
  • the cut surfaces of the sheet-shaped molding member 1 made of the cut first copolymer and the sheet-shaped molding member 2 made of the second copolymer are brought into contact with each other, and one sheet is brought into contact with each other.
  • the sheet-shaped composite member 3 is used.
  • the sheet-shaped composite member 3 is heated as needed and then wound into a rod shape (roll shape) as shown in the lower part of FIG.
  • the rod-shaped composite member 4 can be subjected to a heating step.
  • one end portion has substantially the hardness derived from the first copolymer, and as it approaches the other end portion.
  • the hardness changes continuously (linearly), and the other end has substantially the hardness derived from the second copolymer.
  • a rectangular and sheet-shaped molding member 1 made of the first copolymer and a rectangular sheet-shaped molding member 2 made of the second copolymer are used.
  • the shape of the molding member prepared in the forming step is not particularly limited.
  • two sheet-shaped molding members 1 and 2 are cut along a diagonal line of a rectangle, but in the present embodiment, the cutting portion is not particularly limited and may not be cut.
  • the cut surfaces of the two sheet-shaped molding members 1 and 2 are the contact points, but in the present embodiment, the contact points are not particularly limited.
  • a sheet-shaped molding member of two or more kinds of copolymers may be laminated and brought into contact with each other, or a sheet-shaped molding member of one copolymer may be placed on the sheet-shaped molding member of the other copolymer.
  • a plurality of pieces may be arranged and brought into contact with each other.
  • the composite member used in the heating step is shaped like a rod, but in the present embodiment, the molding shape of the composite member used in the heating step is not particularly limited.
  • the molding members 1 and 2 mainly have a crystalline portion and an elastomer portion, and different copolymers are used.
  • a molded member may be produced by appropriately blending a reinforcing filler such as carbon black or silica, an antioxidant, a cross-linking agent such as sulfur, or the like.
  • the heating step is a step of heating the molded body (composite members 3 and 4) formed by using the molding member. This step melts the crystalline portion of the molded product.
  • the heating temperature during the heating step is preferably a temperature equal to or higher than the melting point of the above two or more types of copolymers. As a result, the crystalline portion of each copolymer can be more sufficiently melted, and a seamless molded product can be obtained more reliably.
  • the heating temperature is preferably a temperature equal to or higher than the highest melting point of the two or more types of copolymers. More specifically, the heating temperature is preferably 10 ° C. or higher, more preferably 20 ° C.
  • the heating temperature is preferably 130 ° C. or higher, more preferably 140 ° C. or higher. On the other hand, regarding the heating temperature, there is no particular upper limit, but it is preferably 250 ° C. or lower.
  • the heating step when the molded body (composite members 3 and 4) formed by using the molding member is heated, it is desirable to pressurize the molded body at the same time. Pressurization facilitates the production of a molded product having a desired shape.
  • the pressure at the time of pressurization (that is, at the time of heating and pressurizing) can be 3 to 7 MPa, and the pressurizing time can be 3 minutes to 60 minutes.
  • the cooling step is a step of cooling the molded product after heating.
  • the melted crystalline portion is solidified, and a molded product having no seams (joints) can be obtained.
  • the cooling can be performed up to room temperature by using, for example, a cooling means such as a cooling plate.
  • the cooling time can be 3 to 60 minutes.
  • the hardness of the molded product obtained by the control method of the present embodiment gradually increases or decreases along a line connecting any two points.
  • the molded product obtained by the control method of the present embodiment has no portion where the hardness changes in a stepped manner.
  • Such a molded product can be obtained, for example, by appropriately selecting the type of copolymer to be used.
  • the molded product after the cooling step can be heated again, further molded into an arbitrary shape such as a sheet, and cooled to obtain a molded product.
  • two or more kinds of copolymers having a crystalline portion and an elastomer portion and different from each other are used.
  • the hardness at an arbitrary part of the molded product can be controlled.
  • two or more kinds of copolymers having different ratios of the crystalline portion and the elastomer portion are used.
  • two or more kinds of copolymers having different distributions in the polymer chains of the crystalline portion and the elastomer portion are used.
  • two or more kinds of copolymers having different crystallinities are used.
  • the above-mentioned copolymer may be a copolymer in which at least a part (for example, a terminal) of a polymer chain is modified by a coupling reaction or the like.
  • the copolymer preferably contains a conjugated diene unit (a monomer unit derived from a conjugated diene compound). Since the conjugated diene unit in the copolymer mainly contributes to the formation of the elastomer moiety, in other words, the elastomer moiety of the copolymer preferably contains the conjugated diene unit. In general, since the elastomer portion containing the conjugated diene unit is soft, it can be easily used for reducing the hardness of an arbitrary portion of the molded product.
  • the conjugated diene unit having a trans structure (for example, the conjugated diene unit having a trans-1,4 bond) has crystallinity and may be a crystalline portion.
  • the conjugated diene compound as the monomer of the copolymer preferably has 4 to 8 carbon atoms.
  • Specific examples of such conjugated diene compounds include 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene and the like.
  • the conjugated diene compound may be used alone or in combination of two or more.
  • the conjugated diene compound as the monomer of the copolymer preferably contains 1,3-butadiene and / or isoprene from the viewpoint of forming a good elastomer portion in the copolymer, and 1,3-butadiene. And / or isoprene alone, and more preferably 1,3-butadiene only.
  • the conjugated diene unit in the copolymer preferably contains 1,3-butadiene units (hereinafter, may be simply referred to as "butadiene units") and / or isoprene units, and preferably contains butadiene units and /. Alternatively, it is more preferably composed of only isoprene units, and further preferably composed of only butadiene units.
  • the copolymer preferably has a cis-1,4 bond amount of a conjugated diene unit of 50 to 100%.
  • the cis-1,4 bond amount is 50% or more, the conjugated diene unit can behave softly as an elastomer portion.
  • the amount of cis-1,4 bond is a ratio in the whole conjugated diene unit, not in the whole copolymer.
  • the copolymer preferably has a trans-1,4 bond amount of a conjugated diene unit of 50 to 100%.
  • the trans-1,4 bond amount is 50% or more, the conjugated diene unit can behave hard as a crystalline portion.
  • the amount of the trans-1,4 bond is a ratio in the entire conjugated diene unit, not a ratio in the entire copolymer.
  • first copolymer and second copolymer when two types of copolymers (first copolymer and second copolymer) are used and both the first copolymer and the second copolymer contain a conjugated diene unit.
  • the difference between the ratio of conjugated diene units in the first copolymer (mol%) and the ratio of conjugated diene units in the second copolymer (mol%) can be 10 mol% or more.
  • the hardness difference between any two points of the obtained molded product can be sufficiently increased.
  • the above difference can be 20 mol% or more, and can be 25 mol% or more.
  • the above difference is preferably 60 mol% or less, more preferably 55 mol% or less, and more preferably 50 mol% or less, from the viewpoint of suppressing deterioration of the durability of the molded product due to an excessively large difference in hardness. Is more preferably 45 mol% or less, and particularly preferably 40 mol% or less.
  • the elastomer portion of the two or more types of copolymers preferably contains the same monomer unit. This improves the durability of the molded product.
  • the crystalline portions of the two or more types of copolymers contain the same monomer unit. As a result, the effect of melting and integrating the crystalline portions of each copolymer can be obtained more reliably.
  • the crystalline portion of the copolymer preferably contains a non-conjugated olefin unit (a monomer unit derived from a non-conjugated olefin compound).
  • the non-conjugated olefin units in the copolymer mainly contribute to the formation of crystalline moieties.
  • the crystalline portion containing the non-conjugated olefin unit is hard, it can be easily used to increase the hardness of an arbitrary portion of the molded product.
  • the non-conjugated olefin compound as the monomer of the copolymer preferably has 2 to 10 carbon atoms.
  • specific examples of such non-conjugated olefin compounds include ⁇ -olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene and 1-octene, vinyl pivalate and 1-phenylthioethane. , N-Vinylpyrrolidone and other heteroatomic substituted alkene compounds and the like.
  • the non-conjugated olefin compound may be one kind alone or a combination of two or more kinds.
  • the non-conjugated olefin compound as the monomer of the copolymer is preferably an acyclic non-conjugated olefin compound from the viewpoint of forming a good crystalline portion in the copolymer, and the acyclic olefin compound.
  • the non-conjugated olefin compound of is more preferably an ⁇ -olefin, further preferably an ⁇ -olefin containing ethylene, and particularly preferably composed of ethylene alone.
  • the non-conjugated olefin unit in the copolymer is preferably an acyclic non-conjugated olefin unit, and the acyclic non-conjugated olefin unit is preferably an ⁇ -olefin unit. It is more preferable that it is an ⁇ -olefin unit containing an ethylene unit, and particularly preferably it is composed of only an ethylene unit.
  • first copolymer and second copolymer when two types of copolymers (first copolymer and second copolymer) are used and both the first copolymer and the second copolymer contain a non-conjugated olefin unit.
  • the difference between the ratio of non-conjugated olefin units in the first copolymer (mol%) and the ratio of non-conjugated olefin units in the second copolymer (mol%) can be 10 mol% or more.
  • the hardness difference between any two points of the obtained molded product can be sufficiently increased.
  • the above difference can be 20 mol% or more, and can be 25 mol% or more.
  • the above difference is preferably 65 mol% or less, more preferably 60 mol% or less, and more preferably 55 mol% or less, from the viewpoint of suppressing deterioration of the durability of the molded product due to an excessively large difference in hardness. Is even more preferable, 50 mol% or less is further preferable, and 45 mol% or less is particularly preferable.
  • the above-mentioned copolymer preferably has a polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mw) of 10,000 to 10,000,000, more preferably 100,000 to 9,000,000, and 150,000. It is more preferably ⁇ 8,000,000.
  • Mw polystyrene-equivalent weight average molecular weight
  • the above-mentioned copolymer preferably has a polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) of 10,000 to 10,000,000, more preferably 50,000 to 9,000,000. It is more preferably ⁇ 8,000,000.
  • Mn polystyrene-equivalent number average molecular weight
  • the copolymer preferably has a molecular weight distribution [Mw / Mn (weight average molecular weight / number average molecular weight)] of 1.00 to 4.00.
  • Mw / Mn weight average molecular weight / number average molecular weight
  • the molecular weight distribution of the copolymer is more preferably 3.50 or less, and further preferably 3.00 or less.
  • the molecular weight distribution of the copolymer is more preferably 1.50 or more, and further preferably 1.80 or more.
  • the weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and molecular weight distribution (Mw / Mn) described above are determined by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene as a standard substance.
  • the above copolymer preferably has a melting point of 30 ° C. or higher, and preferably 180 ° C. or lower, as measured by a differential scanning calorimeter (DSC). If the melting point of the copolymer is 30 ° C. or higher, the crystallinity of the copolymer is high and the crack resistance is further improved, and if it is 180 ° C. or lower, the heating temperature during heating needs to be excessively raised. Is eliminated, and workability is further improved. From the same viewpoint, the melting point of the above two or more copolymers is more preferably 140 ° C. or lower. If the copolymer has two or more melting points, the higher melting point is adopted.
  • DSC differential scanning calorimeter
  • the copolymer preferably has an endothermic peak energy of 1 J / g or more, and preferably 150 J / g or less, as measured by a differential scanning calorimeter (DSC) at 0 to 150 ° C.
  • DSC differential scanning calorimeter
  • the endothermic peak energy of the copolymer is 1 J / g or more, the crystallinity of the copolymer is high and the crack resistance is further improved, and when it is 150 J / g or less, the workability is further improved. ..
  • the endothermic peak energy of the two or more copolymers is more preferably 10 J / g or more, and more preferably 120 J / g or less.
  • the copolymer has a glass transition temperature (Tg) of 0 ° C. or lower, more preferably -100 to -10 ° C., as measured by a differential scanning calorimeter (DSC).
  • Tg glass transition temperature
  • DSC differential scanning calorimeter
  • the copolymer preferably has a crystallinity ( ⁇ H1 / ⁇ H0 ⁇ 100, also referred to as “crystal amount”) of 0.5% or more, and preferably 50% or less.
  • crystallinity ⁇ H1 / ⁇ H0 ⁇ 100, also referred to as “crystal amount”
  • the crystallinity due to the non-conjugated olefin unit is sufficiently ensured, and the crack resistance is further improved.
  • the crystallinity of the copolymer is 50% or less, the workability at the time of kneading or the like is improved, and the tackiness of the copolymer is improved. Workability when pasting is also improved.
  • the crystallinity of the copolymer is more preferably 1% or more, further preferably 1.5% or more, and further preferably 45% or less.
  • the ratio ( ⁇ H1 / ⁇ H0 ⁇ 100) of the endothermic peak energy ( ⁇ H1) of the copolymer to the crystal melting energy ( ⁇ H0) of polyethylene measured by a differential scanning calorimeter (DSC) is shared. The crystallinity of the polymer.
  • two or more kinds of copolymers having different crystallinities are used.
  • the crystallinity (%) of the first copolymer and the second copolymer are used.
  • the difference from the crystallinity (%) of the copolymer can be 3% or more.
  • the hardness difference between any two points of the obtained molded product can be sufficiently increased.
  • the above difference can be 5% or more, and can be 10% or more.
  • the above difference is preferably 60% or less, more preferably 50% or less, and more preferably 40% or less, from the viewpoint of suppressing deterioration of the durability of the molded product due to an excessively large difference in hardness. Is even more preferable, 30% or less is further preferable, 25% or less is further preferable, and 20% or less is particularly preferable.
  • a binary copolymer containing the above-mentioned conjugated diene unit and the above-mentioned non-conjugated olefin unit (hereinafter, may be simply referred to as “binary copolymer”). Can be mentioned.
  • the binary copolymer and the method for producing the same for example, those described in International Publication No. 2012/014459 can be used.
  • the ratio of conjugated diene units in the binary copolymer is preferably more than 0 mol% and 70 mol% or less. In this case, it is possible to obtain a copolymer having excellent elongation and weather resistance. From the same viewpoint, the ratio of the conjugated diene unit in the binary copolymer is more preferably 60 mol% or less, further preferably 50 mol% or less, still more preferably 40 mol% or less.
  • the ratio of 1,2 adducts (including 3,4 adducts) of conjugated diene units is preferably 5% or less.
  • the ratio of 1,2 adducts (including 3,4 adducts) of conjugated diene units in the binary copolymer is more preferably 2.5% or less, still more preferably 1.0% or less. ..
  • the ratio of 1,2 adducts (including 3,4 adducts) of the conjugated diene unit is the ratio in the entire conjugated diene unit, not the ratio in the entire copolymer. Further, the above ratio has the same meaning as the amount of 1,2-vinyl bond when the conjugated diene unit is a butadiene unit.
  • the proportion of non-conjugated olefin units in the binary copolymer is preferably 30 mol% or more and less than 100 mol%. In this case, the fracture characteristics at high temperature can be effectively improved. From the same viewpoint, the proportion of the non-conjugated olefin unit in the binary copolymer is more preferably 40 mol% or more, further preferably 50 mol% or more, and particularly preferably 60 mol% or more.
  • the copolymers contains an aromatic vinyl unit (a monomer unit derived from an aromatic vinyl compound).
  • the copolymer contains an aromatic vinyl unit, the fracture resistance of the copolymer itself can be improved, and the fracture resistance of the molded product is also improved.
  • the aromatic vinyl unit in the copolymer may contribute to the formation of the crystalline portion or the formation of the elastomer portion depending on the chain structure.
  • the aromatic vinyl compound as the monomer of the copolymer preferably has 8 to 10 carbon atoms.
  • Specific examples of such aromatic vinyl compounds include styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, o, p-dimethylstyrene, o-ethylstyrene, m-ethylstyrene, and p-ethylstyrene. And so on.
  • the aromatic vinyl compound may be used alone or in combination of two or more.
  • the aromatic vinyl compound as the monomer of the copolymer preferably contains styrene, and more preferably consists only of styrene.
  • the aromatic vinyl unit in the copolymer preferably contains styrene units, and more preferably consists of only styrene units.
  • the aromatic ring in the aromatic vinyl unit is not included in the main chain of the copolymer unless it is bonded to an adjacent unit.
  • the above-mentioned copolymer for example, a multi-element copolymer containing at least the above-mentioned conjugated diene unit, the above-mentioned non-conjugated olefin unit, and the above-mentioned aromatic vinyl unit (hereinafter, simply referred to as “multi-element copolymer”). It may be referred to.).
  • the multiple copolymer may consist of only a conjugated diene unit, a non-conjugated olefin unit and an aromatic vinyl unit, or may further contain other monomer units.
  • the ratio of conjugated diene units in the multi-dimensional copolymer is preferably 1 mol% or more, and more preferably 60 mol% or less.
  • the ratio of the conjugated diene unit in the multidimensional copolymer is more preferably 3 mol% or more, further preferably 5 mol% or more, particularly preferably 8 mol% or more, and 55 mol. % Or less, more preferably 50 mol% or less, and even more preferably 45 mol% or less.
  • the ratio of the non-conjugated olefin unit in the multi-dimensional copolymer is preferably 30 mol% or more, and preferably 97 mol% or less.
  • the ratio of the conjugated diene unit or the aromatic vinyl unit is reduced, the weather resistance is improved, and the fracture resistance at high temperature (particularly, the breaking strength (Tb)) is increased. improves.
  • the above ratio is 97 mol% or less, as a result, the ratio of the conjugated diene unit or the aromatic vinyl unit increases, and the fracture resistance at high temperature (particularly, the elongation at break (Eb)) is improved.
  • the proportion of the non-conjugated olefin unit in the multiple copolymer is more preferably 35 mol% or more, further preferably 38 mol% or more, and further preferably 95 mol% or less. It is more preferably 90 mol% or less.
  • the ratio of aromatic vinyl units in the multi-dimensional copolymer is preferably 2 mol% or more, and preferably 35 mol% or less.
  • the ratio of the aromatic vinyl unit in the multiple copolymer is more preferably 3 mol% or more, further preferably 5 mol% or more, and further preferably 30 mol% or less. , 25 mol% or less, more preferably 20 mol% or less, and particularly preferably 17 mol% or less.
  • the multipolymer may have other structural units other than the conjugated diene unit, the non-conjugated olefin unit, and the aromatic vinyl unit, but the ratio of the other structural units is a viewpoint for obtaining the desired effect. Therefore, it is preferably 30 mol% or less, more preferably 20 mol% or less, further preferably 10 mol% or less, and not contained, that is, the ratio is 0 mol%. Is particularly preferable.
  • the content of the butylene unit is preferably 0 mol%. That is, it is preferable that the polymer obtained by hydrogenation of butadiene and the hydrogenation of styrene-butadiene copolymer such as styrene-ethylene / butylene-styrene copolymer (SEBS) are not contained.
  • the copolymer is a copolymer composed of a non-conjugated olefin unit and a conjugated diene unit, and the butylene unit is preferably 0 mol%.
  • the copolymer is a copolymer composed of a non-conjugated olefin unit, a conjugated diene unit, and an aromatic vinyl unit, and the butylene unit is preferably 0 mol%.
  • the multipolymer may contain at least one kind of conjugated diene compound, one kind of non-conjugated olefin compound, and one kind of aromatic vinyl compound as monomers from the viewpoint of favoring crack resistance, weather resistance and crystallinity. It is preferably a polymer obtained by using and polymerizing.
  • the multi-dimensional copolymer is preferably a multi-dimensional copolymer containing one kind of conjugated diene unit, one kind of non-conjugated olefin unit, and one kind of aromatic vinyl unit, and one kind of conjugated diene unit, It is more preferable that it is a ternary copolymer consisting of only one kind of non-conjugated olefin unit and one kind of aromatic vinyl unit, and it is preferably a ternary copolymer consisting of only butadiene unit, ethylene unit and styrene unit. More preferred.
  • the "kind of conjugated diene unit” includes a conjugated diene unit having a different binding mode.
  • the copolymer contains a cis-1,4-bonded butadiene unit and a trans-1,4-bonded butadiene unit, the copolymer is considered to contain a kind of conjugated diene unit. Will be done.
  • the multi-dimensional copolymer preferably has a conjugated diene unit ratio of 1 to 60 mol%, a non-conjugated olefin unit ratio of 30 to 97 mol%, and an aromatic vinyl unit ratio of 2 to 35 mol%.
  • the crack resistance of the copolymer is further improved, and the weather resistance is also improved.
  • the main chain of the multiple copolymer has only an acyclic structure.
  • the crack growth resistance can be further improved.
  • NMR is used as a main measuring means for confirming whether or not the main chain of the copolymer has a cyclic structure. Specifically, if a peak derived from the cyclic structure existing in the main chain (for example, for a three-membered ring to a five-membered ring , a peak appearing at 10 to 24 ppm in the 13 C-NMR spectrum chart) is not observed, both of them. It is shown that the main chain of the polymer consists only of acyclic structure.
  • the above-mentioned multiple copolymer can be produced through a polymerization step using a conjugated diene compound, a non-conjugated olefin compound, and an aromatic vinyl compound as monomers, and if necessary, a coupling step, a washing step, and the like. Other steps may be performed.
  • the multi-element copolymer it is preferable to add only the non-conjugated olefin compound and the aromatic vinyl compound without adding the conjugated diene compound in the presence of a catalyst to polymerize them.
  • the catalyst component described later when the catalyst component described later is used, the conjugated diene compound has higher reactivity than the non-conjugated olefin compound and the aromatic vinyl compound. Therefore, in the presence of the conjugated diene compound, the non-conjugated olefin compound and / Alternatively, it tends to be difficult to polymerize the aromatic vinyl compound. Further, it is also liable to be difficult due to the characteristics of the catalyst to first polymerize the conjugated diene compound and then additionally polymerize the non-conjugated olefin compound and the aromatic vinyl compound.
  • any method such as a solution polymerization method, a suspension polymerization method, a liquid phase massive polymerization method, an emulsion polymerization method, a vapor phase polymerization method, or a solid phase polymerization method can be used.
  • the solvent may be any solvent that is inactive in the polymerization reaction, and examples thereof include toluene, cyclohexane, and normal hexane.
  • the polymerization step may be carried out in one step or in multiple steps of two or more steps.
  • the one-step polymerization step is all kinds of monomers to be polymerized, namely conjugated diene compounds, non-conjugated olefin compounds, aromatic vinyl compounds, and other monomers, preferably conjugated diene compounds, non-conjugated.
  • This is a step of simultaneously reacting an olefin compound and an aromatic vinyl compound to polymerize them.
  • the multi-step polymerization step a part or all of one or two kinds of monomers are first reacted to form a polymer (first polymerization step), and then the remaining kinds of monomers are formed.
  • steps second polymerization step to final polymerization step
  • the polymerization reaction is preferably carried out in an atmosphere of an inert gas, preferably nitrogen gas or argon gas.
  • the polymerization temperature of the above polymerization reaction is not particularly limited, but is preferably in the range of ⁇ 100 ° C. to 200 ° C., and may be about room temperature.
  • the pressure of the polymerization reaction is preferably in the range of 0.1 to 10.0 MPa in order to sufficiently incorporate the conjugated diene compound into the polymerization reaction system.
  • the reaction time of the polymerization reaction is also not particularly limited, and is preferably in the range of 1 second to 10 days, but can be appropriately selected depending on conditions such as the type of catalyst and the polymerization temperature. Further, the polymerization step may be carried out in one step or in multiple steps of two or more steps.
  • the polymerization may be stopped by using a polymerization terminator such as methanol, ethanol or isopropanol.
  • the polymerization step is preferably performed in multiple steps. More preferably, the first step of mixing the first monomer raw material containing at least an aromatic vinyl compound with the polymerization catalyst to obtain a polymerization mixture, and the conjugated diene compound, the non-conjugated olefin compound and the polymerization mixture with respect to the polymerization mixture. It is preferable to carry out the second step of introducing the second monomer raw material containing at least one selected from the group consisting of aromatic vinyl compounds. Further, it is more preferable that the first monomer raw material does not contain a conjugated diene compound and the second monomer raw material contains a conjugated diene compound.
  • the first monomer raw material used in the first step may contain a non-conjugated olefin compound together with an aromatic vinyl compound.
  • the first monomer raw material may contain the entire amount of the aromatic vinyl compound used, or may contain only a part of the aromatic vinyl compound.
  • the non-conjugated olefin compound is contained in at least one of the first monomer raw material and the second monomer raw material.
  • any method such as a solution polymerization method, a suspension polymerization method, a liquid phase massive polymerization method, an emulsion polymerization method, a gas phase polymerization method, and a solid phase polymerization method can be used.
  • a solvent used in the polymerization reaction, the solvent may be any solvent that is inert in the polymerization reaction, and examples thereof include toluene, cyclohexanone, and normal hexane.
  • the second monomer raw material used in the second step is only a conjugated diene compound, a conjugated diene compound and a non-conjugated olefin compound, a conjugated diene compound and an aromatic vinyl compound, or a conjugated diene compound and a non-conjugated olefin. It is preferably a compound and an aromatic vinyl compound.
  • the second monomer raw material contains at least one selected from the group consisting of a non-conjugated olefin compound and an aromatic vinyl compound in addition to the conjugated diene compound
  • these monomer raw materials are used as a solvent or the like in advance. It may be introduced into the polymerization mixture after being mixed with the compound, or each monomer raw material may be introduced from a single state. Further, each monomer raw material may be added at the same time or sequentially.
  • the method of introducing the second monomer raw material into the polymerization mixture is not particularly limited, but the flow rate of each monomer raw material is controlled and continuously added to the polymerization mixture. It is preferable to do (so-called polymerization).
  • the polymerization reaction system when a monomer raw material that is a gas under the conditions of the polymerization reaction system (for example, ethylene as a non-conjugated olefin compound under the conditions of room temperature and normal pressure) is used, the polymerization reaction system is carried out at a predetermined pressure. Can be introduced in.
  • a monomer raw material that is a gas under the conditions of the polymerization reaction system for example, ethylene as a non-conjugated olefin compound under the conditions of room temperature and normal pressure
  • the second step is preferably carried out in the reactor under the atmosphere of an inert gas, preferably nitrogen gas or argon gas.
  • the temperature (reaction temperature) in the second step is not particularly limited, but is preferably in the range of -100 ° C to 200 ° C, and may be about room temperature. When the reaction temperature is raised, the selectivity of cis-1,4 bond in the conjugated diene unit may decrease.
  • the pressure in the second step is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 to 10.0 MPa in order to sufficiently incorporate a monomer such as a conjugated diene compound into the polymerization reaction system.
  • the time (reaction time) spent in the second step can be appropriately selected depending on the conditions such as the type of polymerization catalyst and the reaction temperature, but is preferably in the range of 0.1 hour to 10 days, for example.
  • the polymerization reaction may be stopped by using a polymerization terminator such as methanol, ethanol or isopropanol.
  • the coupling step is a step of performing a reaction (coupling reaction) for modifying at least a part (for example, a terminal) of the polymer chain of the multiple copolymer obtained in the polymerization step.
  • a reaction for example, a terminal
  • the coupling agent used in the coupling reaction is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
  • a tin-containing compound such as bis (-1-octadecyl maleate) dioctyltin (IV); Isocyanate compounds such as 4,4'-diphenylmethane diisocyanate; alkoxysilane compounds such as glycidylpropyltrimethoxysilane, and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
  • bis (-1-octadecyl maleate) dioctyltin (IV) is preferable in terms of reaction efficiency and low gel formation.
  • the number average molecular weight (Mn) can be increased by performing a coupling reaction.
  • the washing step is a step of washing the multiple copolymer obtained in the polymerization step.
  • the medium used for cleaning is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include methanol, ethanol, isopropanol and the like.
  • a catalyst derived from Lewis acid is used as the polymerization catalyst.
  • the amount of acid to be added is preferably 15 mol% or less with respect to the solvent. If it is more than this, the acid may remain in the copolymer, which may adversely affect the reaction during kneading and vulcanization.
  • the amount of catalyst residue in the copolymer can be suitably reduced.
  • various monomers are used as catalyst components in the presence of one or more of the following components (A) to (F). It is preferable to include an operation of polymerization. In the polymerization step, it is preferable to use one or more of the following components (A) to (F), but it is possible to combine two or more of the following components (A) to (F) and use them as a catalyst composition. More preferred.
  • A Component: Rare earth element compound or reaction product of the rare earth element compound and Lewis base
  • B Component: Organic metal compound
  • C Component: Aluminoxane
  • D Component: Ionic compound
  • E Component: Halogen compound
  • F Component: Substituted or unsubstituted cyclopentadiene (compound having a cyclopentadiene group), substituted or unsubstituted inden (compound having an indenyl group), and substituted or unsubstituted fluorene (compound having a fluorenyl group).
  • the above components (A) to (F) can be used for polymerization by referring to, for example, International Publication No. 2018/092733.
  • the molded product according to the embodiment of the present invention is a molded product having no seams, and is characterized in that the hardness at an arbitrary position is controlled by using the above-mentioned method for controlling the hardness of the molded product. Since the molded product has no seams, it has excellent durability, and since the hardness is controlled at an arbitrary position, it can be suitably used for a desired application.
  • the molded product of the present embodiment preferably has a hardness difference of 3 to 50 at arbitrary points at intervals of 5 cm. By setting the hardness difference to 3 or more, the effect of the hardness difference can be obtained, and by setting the hardness difference to 50 or less, it is possible to prevent the occurrence of cracks due to the rigidity step.
  • the use of the molded body is not particularly limited, and for example, it is used for rubber articles such as tires, conveyor belts, hoses, rubber crawlers, seismic isolation devices, and vibration isolators, as well as body parts and transportation infrastructure parts (road poles). , Guard rails, etc.), and can be widely applied to resin articles such as medical supplies.
  • the obtained catalyst solution was added to the pressure-resistant stainless steel reactor and heated to 70 ° C.
  • ethylene was charged into the pressure-resistant stainless steel reactor at a pressure of 1.5 MPa, and 544 mL of a cyclohexane solution containing 135 g of 1,3-butadiene was charged into the pressure-resistant stainless steel reactor over 267 minutes and copolymerized at 70 ° C. Was done.
  • the copolymer was separated using a large amount of methanol and vacuum dried at 50 ° C. to obtain a copolymer.
  • a first copolymer ternary copolymer containing a butadiene unit, an ethylene unit, and a styrene unit was prepared. It was confirmed that the first copolymer exhibited rubber elasticity.
  • Ratio of ethylene unit, butadiene unit, and styrene unit The ratio (mol%) of ethylene unit, butadiene unit, and styrene unit in the copolymer is determined by 1 H-NMR spectrum (100 ° C, d-tetrachloroethane standard: 6 ppm). ) was obtained from the integration ratio of each peak.
  • Crystallinity The copolymer sample is heated from ⁇ 150 ° C. to 150 ° C. at 10 ° C./min, and the endothermic peak energy ( ⁇ H1) at 0 to 150 ° C. and the endothermic peak energy at 0 to 100 ° C. ( ⁇ H2) and the endothermic peak energy ( ⁇ H3) at 100 to 150 ° C. were measured. Further, in the same manner, the crystal melting energy ( ⁇ H0) of polyethylene having a 100% crystal component was measured.
  • the crystallinity (%) derived from the ethylene unit (non-conjugated olefin unit) is obtained from the ratio ( ⁇ H1 / ⁇ H0 ⁇ 100) of the endothermic peak energy ( ⁇ H1) of the copolymer to the crystal melting energy ( ⁇ H0) of the polyethylene. Calculated. Further, from the ratio ( ⁇ H2 / ⁇ H0 ⁇ 100) of the endothermic peak energy ( ⁇ H2) of the copolymer at 0 to 100 ° C. to the crystal melting energy ( ⁇ H0) of the polyethylene, the ethylene unit (non-conjugated olefin) at 0 to 100 ° C. The degree of crystallinity (%) derived from the unit) was calculated.
  • the ethylene unit (non-conjugated olefin) at 100 to 150 ° C.
  • the degree of crystallinity (%) derived from the unit) was calculated.
  • the endothermic peak energy of the copolymer sample and the crystal melting energy of polyethylene were measured by a differential scanning calorimeter (DSC, manufactured by TA Instruments Japan, "DSCQ2000").
  • the forming step shown in FIG. 1 was adopted. First, the first copolymer and the second copolymer were each formed into a rectangular sheet having a size of 300 mm ⁇ 300 mm ⁇ thickness of 1 mm. Next, each sheet (molding member) is cut along a rectangular diagonal line according to a conventional method, and then the cut surfaces of the cut first copolymer sheet and the second copolymer sheet are brought into contact with each other. A combination of sheets was used as a rectangular sheet (composite member). Next, this combined rectangular sheet was heated at 160 ° C. for 1 minute, then wound into a rod shape, and then heated and pressurized at 180 ° C. and 5 MPa for 5 minutes or more using a metal mold. Then, using a cooling plate, it was cooled to room temperature in 5 minutes, thereby producing a rod-shaped molded product (length 254 mm).
  • both ends of a 254 mm rod-shaped molded body and both ends of a 254 mm rod-shaped molded body were used with a hardness tester (device name: CL-150) manufactured by ASKER in accordance with JIS K6253-3 (type A durometer).
  • CL-150 surface hardness
  • JIS K6253-3 type A durometer
  • the method for controlling the hardness of a molded product of the present invention can be used to control the hardness of a molded product having no seams at an arbitrary location.

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Abstract

本発明の課題は、継ぎ目を有しない成形体の硬度を、任意の箇所で制御する方法を提供することであり、その解決手段は、結晶性部分とエラストマー部分とを有する共重合体からなり、継ぎ目を有しない成形体の硬度を、任意の箇所で制御する方法であって、結晶性部分とエラストマー部分との比率、結晶性部分とエラストマー部分とのポリマー鎖での分布、又は結晶化度が互いに異なる共重合体を2種以上用いて、互いに異なる成形部材(1),(2)を2種以上準備し、該成形部材(1),(2)を用いて、成形体を形成する工程と、前記成形部材(1),(2)を用いて形成した成形体を加熱し、成形体中の結晶性部分を融解させる工程と、前記加熱後の成形体を冷却して固化させる工程と、を含むことを特徴とする、成形体の硬度の制御方法である。

Description

成形体の硬度の制御方法、及び成形体
 本発明は、成形体の硬度の制御方法、及び成形体に関するものである。
 耐久性等の様々な特性に優れるゴム材料として、例えば、共役ジエン化合物と非共役オレフィン化合物とを単量体として少なくとも用い、これらを所定の触媒の存在下で重合させてなる共重合体が知られている(特許文献1)。
国際公開第2015/190072号
 上述したようなジエン系のゴム材料を用いて成形体を製造する方法としては、当該ゴム系材料とともに、充填剤、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤等を必要に応じて適宜配合し、混練機で均一に混練してゴム組成物を得た後、当該ゴム組成物に所定条件下で熱を加える方法が一般的である。そのため、かかる方法で得られる成形体は、硬度等の物理特性が全体に亘ってほぼ均一となる。
 一方、成形体の用途によっては、部分ごとに硬度が異なることが要求されることがある。これに対して、例えば、ゴム組成物の組成を変える等して硬度が異なる複数の部材を作製し、これらを任意の手段により接着・一体化して成形体を製造する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、得られる成形体に継ぎ目(接合部)が不可避的に形成されるため、長期の使用の間に、亀裂等が入る虞があり、また、外観性の観点からも好ましくない。
 そこで、本発明は、継ぎ目を有しない成形体の硬度を、任意の箇所で制御する方法を提供することを課題とする。
 また、本発明は、かかる方法を用いて、任意の箇所での硬度を制御した、継ぎ目を有しない成形体を提供することを更なる課題とする。
 上記課題を解決する本発明の要旨構成は、以下の通りである。
 本発明の第1の成形体の硬度の制御方法は、結晶性部分とエラストマー部分とを有する共重合体からなり、継ぎ目を有しない成形体の硬度を、任意の箇所で制御する方法であって、
 結晶性部分とエラストマー部分との比率が互いに異なる共重合体を2種以上用いて、結晶性部分とエラストマー部分との比率が互いに異なる成形部材を2種以上準備し、該成形部材を用いて、任意の箇所で結晶性部分とエラストマー部分との比率が異なる成形体を形成する工程と、
 前記成形部材を用いて形成した成形体を加熱し、成形体中の結晶性部分を融解させる工程と、
 前記加熱後の成形体を冷却して固化させる工程と、
 を含むことを特徴とする。
 かかる本発明の第1の成形体の硬度の制御方法によれば、継ぎ目を有しない成形体の硬度を、任意の箇所で制御することができる。
 本発明の第2の成形体の硬度の制御方法は、結晶性部分とエラストマー部分とを有する共重合体からなり、継ぎ目を有しない成形体の硬度を、任意の箇所で制御する方法であって、
 結晶性部分とエラストマー部分とのポリマー鎖での分布が互いに異なる共重合体を2種以上用いて、結晶性部分とエラストマー部分との分布が互いに異なる成形部材を2種以上準備し、該成形部材を用いて、任意の箇所で結晶性部分とエラストマー部分との分布が異なる成形体を形成する工程と、
 前記成形部材を用いて形成した成形体を加熱し、成形体中の結晶性部分を融解させる工程と、
 前記加熱後の成形体を冷却して固化させる工程と、
 を含むことを特徴とする。
 かかる本発明の第2の成形体の硬度の制御方法によっても、継ぎ目を有しない成形体の硬度を、任意の箇所で制御することができる。
 本発明の第3の成形体の硬度の制御方法は、結晶性部分とエラストマー部分とを有する共重合体からなり、継ぎ目を有しない成形体の硬度を、任意の箇所で制御する方法であって、
 結晶化度が互いに異なる共重合体を2種以上用いて、結晶化度が互いに異なる成形部材を2種以上準備し、該成形部材を用いて、任意の箇所で結晶化度が異なる成形体を形成する工程と、
 前記成形部材を用いて形成した成形体を加熱し、成形体中の結晶性部分を融解させる工程と、
 前記加熱後の成形体を冷却して固化させる工程と、
 を含むことを特徴とする。
 かかる本発明の第3の成形体の硬度の制御方法によっても、継ぎ目を有しない成形体の硬度を、任意の箇所で制御することができる。
 本発明の成形体の硬度の制御方法の好適例においては、前記2種以上の共重合体の結晶性部分が、同じ単量体単位を含む。この場合、各共重合体の結晶性部分が融解して一体化する効果をより確実に得ることができる。
 本発明の成形体の硬度の制御方法の他の好適例においては、前記2種以上の共重合体のエラストマー部分が、同じ単量体単位を含む。この場合、成形体の耐久性が向上する。
 本発明の成形体の硬度の制御方法の他の好適例においては、前記共重合体の結晶性部分が、非共役オレフィン単位を含む。この場合、共重合体の結晶性部分が硬いため、該共重合体を、成形体の任意の箇所の硬度の上昇に利用し易い。
 本発明の成形体の硬度の制御方法の他の好適例においては、前記共重合体のエラストマー部分が、共役ジエン単位を含む。この場合、共重合体のエラストマー部分が軟らかいため、該共重合体を、成形体の任意の箇所の硬度の低減に利用し易い。
 本発明の成形体の硬度の制御方法の他の好適例においては、前記共重合体の少なくとも1種が、芳香族ビニル単位を含む。この場合、成形体の耐破壊特性が向上する。
 本発明の成形体の硬度の制御方法において、前記共重合体は、非共役オレフィン単位と、共役ジエン単位と、からなる共重合体であり、ブチレン単位が0mol%であることが好ましい。
 本発明の成形体の硬度の制御方法において、前記共重合体は、非共役オレフィン単位と、共役ジエン単位と、芳香族ビニル単位と、からなる共重合体であり、ブチレン単位が0mol%であることも好ましい。
 本発明の成形体の硬度の制御方法の他の好適例においては、前記成形部材を用いて形成した成形体を加熱する際、更に加圧する。この場合、所望の形状の成形体を製造し易くなる。
 また、本発明の成形体は、継ぎ目を有しない成形体であって、上記の成形体の硬度の制御方法を用いて、任意の箇所での硬度を制御したことを特徴とする。
 かかる本発明の成形体は、継ぎ目を有さず、任意の箇所での硬度が制御されている。
 本発明によれば、継ぎ目を有しない成形体の硬度を、任意の箇所で制御する方法を提供することができる。
 また、本発明によれば、かかる方法を用いて、任意の箇所での硬度を制御した、継ぎ目を有しない成形体を提供することができる。
本発明の一実施形態の成形体の硬度の制御方法における、成形体の形成工程の一例を示す概要図である。
 以下に、本発明の成形体の硬度の制御方法、及び成形体を、その実施形態に基づき、詳細に例示説明する。
<成形体の硬度の制御方法>
 本実施形態の成形体の硬度の制御方法(以下、「本実施形態の制御方法」と称することがある。)は、結晶性部分とエラストマー部分とを有する共重合体からなり、継ぎ目を有しない成形体の硬度を、任意の箇所で制御する方法であって、互いに異なる共重合体を2種以上用いて、互いに異なる成形部材を2種以上準備し、該成形部材を用いて、成形体を形成する工程(形成工程)と、前記成形部材を用いて形成した成形体を加熱し、成形体中の結晶性部分を融解させる工程(加熱工程)と、前記加熱後の成形体を冷却して固化させる工程(冷却工程)と、を含む。
 そして、第1実施形態の成形体の硬度の制御方法では、結晶性部分とエラストマー部分との比率が互いに異なる共重合体を2種以上用いて、結晶性部分とエラストマー部分との比率が互いに異なる成形部材を2種以上準備し、該成形部材を用いて、任意の箇所で結晶性部分とエラストマー部分との比率が異なる成形体を形成する。前記成形部材を用いて形成した成形体においては、任意の箇所を構成する共重合体の種類が異なるため、成形体の任意の箇所で結晶性部分とエラストマー部分との比率が異なる。
 ここで、結晶性部分は硬く、エラストマー部分は軟らかいため、成形体の任意の箇所での結晶性部分とエラストマー部分との比率を変化させることで、成形体の任意の箇所での硬度を変化させることができる。そして、前記成形部材を用いて形成した成形体を加熱し、成形体中の結晶性部分を融解させることで、各成形部材間の継ぎ目が消失し、その後、冷却して固化させて得られる成形体は、継ぎ目を有さず、また、任意の箇所での硬度が制御されている。
 従って、前記第1実施形態の成形体の硬度の制御方法によれば、継ぎ目を有しない成形体の硬度を、任意の箇所で制御することができる。
 また、第2実施形態の成形体の硬度の制御方法では、結晶性部分とエラストマー部分とのポリマー鎖での分布が互いに異なる共重合体を2種以上用いて、結晶性部分とエラストマー部分との分布が互いに異なる成形部材を2種以上準備し、該成形部材を用いて、任意の箇所で結晶性部分とエラストマー部分との分布が異なる成形体を形成する。前記成形部材を用いて形成した成形体においては、任意の箇所を構成する共重合体の種類が異なるため、成形体の任意の箇所で結晶性部分とエラストマー部分との分布が異なる。
 ここで、結晶性部分の連鎖長が長い箇所は相対的に硬く、結晶性部分の連鎖長が短い箇所は相対的に軟らかいため、成形体の任意の箇所での結晶性部分とエラストマー部分との分布を変化させることで、成形体の任意の箇所での硬度を変化させることができる。そして、前記成形部材を用いて形成した成形体を加熱し、成形体中の結晶性部分を融解させることで、各成形部材間の継ぎ目が消失し、その後、冷却して固化させて得られる成形体は、継ぎ目を有さず、また、任意の箇所での硬度が制御されている。
 従って、前記第2実施形態の成形体の硬度の制御方法によっても、継ぎ目を有しない成形体の硬度を、任意の箇所で制御することができる。
 また、第3実施形態の成形体の硬度の制御方法では、結晶化度が互いに異なる共重合体を2種以上用いて、結晶化度が互いに異なる成形部材を2種以上準備し、該成形部材を用いて、任意の箇所で結晶化度が異なる成形体を形成する。前記成形部材を用いて形成した成形体においては、任意の箇所を構成する共重合体の種類が異なるため、成形体の任意の箇所で結晶化度が異なる。
 ここで、結晶化度が高い箇所は硬く、結晶化度が低い箇所は軟らかいため、成形体の任意の箇所での結晶化度を変化させることで、成形体の任意の箇所での硬度を変化させることができる。そして、前記成形部材を用いて形成した成形体を加熱し、成形体中の結晶性部分を融解させることで、各成形部材間の継ぎ目が消失し、その後、冷却して固化させて得られる成形体は、継ぎ目を有さず、また、任意の箇所での硬度が制御されている。
 従って、前記第3実施形態の成形体の硬度の制御方法によっても、継ぎ目を有しない成形体の硬度を、任意の箇所で制御することができる。
 本実施形態の制御方法は、特に限定されないが、例えば、3Dプリンターを用いて実施することができる。
 なお、本明細書において、共重合体における「結晶性部分」は、JIS K 7121-1987に準拠した示差走査熱量計(DSC)による当該共重合体の測定において、融点が確認された場合に、その存在を認めることができるものとする。
 また、本明細書において、共重合体における「エラストマー部分」は、当該共重合体がゴム弾性を示した場合に、その存在を認めることができるものとする。
 また、本明細書において、成形体における「継ぎ目」は、当該成形体の任意箇所の断面の原子間力顕微鏡(AFM)画像が、単一の共重合体を用いて一体成形されてなる成形体の断面のAFM画像と相違がない場合に、その不存在を認めることができるものとする。
 上述の通り、形成工程は、結晶性部分とエラストマー部分とを有し、互いに異なる共重合体を2種以上用いて、互いに異なる成形部材を2種以上準備し、該成形部材を用いて、成形体を形成する工程である。なお、使用する共重合体の詳細については、後述する。
 図1に、本実施形態の制御方法における形成工程の一例を示す。この例では、まず、図1の上段に示すように、第1共重合体からなるシート状の成形部材1及び第2共重合体からなるシート状の成形部材2をそれぞれ準備し、上記2つのシート状の成形部材1,2を切断する。次いで、図1の中段に示すように、切断した第1共重合体からなるシート状の成形部材1及び第2共重合体からなるシート状の成形部材2の切断面を当接させ、1枚のシート状の複合部材3とする。次いで、このシート状の複合部材3を必要に応じて加熱した後、図1の下段に示すように巻回し、棒状(ロール状)にする。そして、かかる棒状の複合部材4を、加熱工程に供することができる。
 上記棒状の複合部材4を用い、加熱工程及び冷却工程を経て得られる成形体においては、一方の端部が実質的に第1共重合体由来の硬度を有し、他方の端部に近づくにつれて硬度が連続的(線形的)に変化し、他方の端部が実質的に第2共重合体由来の硬度を有することとなる。
 ここで、図1では、第1共重合体からなる矩形状でシート状の成形部材1と、第2共重合体からなる矩形状でシート状の成形部材2を用いているが、本実施形態において、形成工程で準備する成形部材の形状は、特に限定されない。
 また、図1では、2つのシート状の成形部材1,2を矩形の対角線に沿って切断しているが、本実施形態において、切断箇所は、特に限定されないし、切断しなくてもよい。
 また、図1では、2つのシート状の成形部材1,2の切断面を当接箇所としているが、本実施形態において、当接箇所は、特に限定されない。例えば、2種以上の共重合体のシート状成形部材を積層させて当接させてもよいし、一方の共重合体のシート状成形部材の上に、他方の共重合体のシート状成形部材片を複数配置して当接させてもよい。
 また、図1では、加熱工程に供する複合部材を棒状にしているが、本実施形態において、加熱工程に供する複合部材の成形形状は、特に限定されない。
 なお、本実施形態において、成形部材1,2には、主として、結晶性部分とエラストマー部分とを有し、互いに異なる共重合体が用いられるが、該共重合体の他に、必要に応じ、カーボンブラックやシリカ等の補強性充填剤、老化防止剤、硫黄等の架橋剤等を適宜配合して、成形部材を作製してもよい。
 次に、加熱工程は、前記成形部材を用いて形成した成形体(複合部材3,4)を加熱する工程である。この工程により、成形体中の結晶性部分を融解させる。ここで、加熱工程時の加熱温度は、上記2種以上の共重合体の融点以上の温度であることが好ましい。これにより、各共重合体における結晶性部分をより十分に融解させ、継ぎ目がない成形体をより確実に得ることができる。なお、共重合体の融点が2つ以上存在する場合、加熱温度は、上記2種以上の共重合体の最も高い融点以上の温度であることが好ましい。より具体的に、加熱温度は、各共重合体の最も高い融点より10℃以上高いことが好ましく、20℃以上高いことが更に好ましい。また、加熱温度としては、130℃以上が好ましく、140℃以上がより好ましい。一方、加熱温度に関して、上限は特にないが、250℃以下であることが好ましい。
 前記加熱工程において、前記成形部材を用いて形成した成形体(複合部材3,4)を加熱する際には、併せて加圧を行うことが望ましい。加圧を行うことで、所望の形状の成形体を製造し易くなる。ここで、加熱工程において、加圧する際(即ち、加熱加圧する際)の圧力は、3~7MPaとすることができ、加圧する時間は、3分~60分とすることができる。
 次に、冷却工程は、加熱後の成形体を冷却する工程である。この工程により、融解した結晶性部分が固化し、継ぎ目(接合部)のない成形体が得られる。なお、冷却は、例えば、冷却板等の冷却手段を用い、常温まで行うことができる。冷却時間は、3分~60分とすることができる。
 本実施形態の制御方法で得られる成形体は、任意の2点を結ぶ線に沿って硬度が漸増又は漸減していることが好ましい。換言すると、本実施形態の制御方法で得られる成形体は、硬度が段差状に変化する箇所がないことが好ましい。そのような成形体は、例えば、用いる共重合体の種類を適切に選択することにより得ることができる。
 本実施形態の制御方法では、冷却工程後の成形体を再度加熱し、シート状等の任意の形状に更に成形し、冷却して成形体を得ることもできる。
<結晶性部分とエラストマー部分とを有する共重合体>
 次に、本実施形態で用いる、結晶性部分とエラストマー部分とを有する共重合体について説明する。
 本実施形態では、結晶性部分とエラストマー部分とを有し、互いに異なる共重合体を2種以上用いる。互いに異なる共重合体を2種以上用いることで、成形体の任意の箇所での硬度を制御することができる。ここで、上述した、第1実施形態では、結晶性部分とエラストマー部分との比率が互いに異なる共重合体を2種以上用いる。また、第2実施形態では、結晶性部分とエラストマー部分とのポリマー鎖での分布が互いに異なる共重合体を2種以上用いる。また、第3実施形態では、結晶化度が互いに異なる共重合体を2種以上用いる。
 上記共重合体は、カップリング反応等により高分子鎖の少なくとも一部(例えば、末端)を変性させた共重合体であってもよい。
 上記共重合体は、共役ジエン単位(共役ジエン化合物に由来する単量体単位)を含むことが好ましい。共重合体における共役ジエン単位は、主に、エラストマー部分の形成に寄与するため、換言すれば、共重合体のエラストマー部分は、共役ジエン単位を含むことが好ましい。一般に、共役ジエン単位を含むエラストマー部分は、軟らかいため、成形体の任意の箇所の硬度の低減に利用し易い。なお、共役ジエン単位の中でも、トランス構造を有する共役ジエン単位(例えば、トランス-1,4結合している共役ジエン単位)は、結晶性を有し、結晶性部分となることもある。
 共重合体の単量体としての共役ジエン化合物は、炭素数が4~8であることが好ましい。かかる共役ジエン化合物として、具体的には、1,3-ブタジエン、イソプレン、1,3-ペンタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン等が挙げられる。共役ジエン化合物は、一種単独であってもよいし、二種以上の組み合わせであってもよい。そして、共重合体の単量体としての共役ジエン化合物は、共重合体に良好なエラストマー部分を形成する観点から、1,3-ブタジエン及び/又はイソプレンを含むことが好ましく、1,3-ブタジエン及び/又はイソプレンのみからなることがより好ましく、1,3-ブタジエンのみからなることが更に好ましい。別の言い方をすると、共重合体における共役ジエン単位は、1,3-ブタジエン単位(以下、単に「ブタジエン単位」と称することがある)及び/又はイソプレン単位を含むことが好ましく、ブタジエン単位及び/又はイソプレン単位のみからなることがより好ましく、ブタジエン単位のみからなることが更に好ましい。
 前記共重合体は、共役ジエン単位のシス-1,4結合量が50~100%であることが好ましい。シス-1,4結合量が50%以上であることにより、共役ジエン単位が、エラストマー部分として軟らかく振る舞うことができる。なお、上記シス-1,4結合量は、共役ジエン単位全体における割合であって、共重合体全体における割合ではない。
 前記共重合体は、共役ジエン単位のトランス-1,4結合量が50~100%であることが好ましい。トランス-1,4結合量が50%以上であることにより、共役ジエン単位が、結晶性部分として硬く振る舞うことができる。なお、上記トランス-1,4結合量は、共役ジエン単位全体における割合であって、共重合体全体における割合ではない。
 本実施形態において、2種の共重合体(第1共重合体及び第2共重合体)を用い、且つ、第1共重合体及び第2共重合体がいずれも共役ジエン単位を含む場合には、第1共重合体における共役ジエン単位の割合(mol%)及び第2共重合体における共役ジエン単位の割合(mol%)の差を、10mol%以上とすることができる。これにより、得られる成形体の任意の2点間の硬度差を十分に大きくすることができる。同様の観点から、上記差は、20mol%以上とすることができ、25mol%以上とすることができる。一方、上記差は、過度に大きな硬度差による成形体の耐久性の悪化を抑制する観点から、60mol%以下とすることが好ましく、55mol%以下であることがより好ましく、50mol%以下であることが更に好ましく、45mol%以下であることが一層好ましく、40mol%以下であることが特に好ましい。
 前記2種以上の共重合体(異なる2種以上の共重合体)のエラストマー部分は、同じ単量体単位を含むことが好ましい。これにより、成形体の耐久性が向上する。
 前記2種以上の共重合体の結晶性部分は、同じ単量体単位を含むことが好ましい。これにより、各共重合体の結晶性部分が融解して一体化する効果をより確実に得ることができる。
 また、前記共重合体の結晶性部分は、非共役オレフィン単位(非共役オレフィン化合物に由来する単量体単位)を含むことが好ましい。共重合体における非共役オレフィン単位は、主に、結晶性部分の形成に寄与する。一般に、非共役オレフィン単位を含む結晶性部分は、硬いため、成形体の任意の箇所の硬度の上昇に利用し易い。なお、非共役オレフィン単位であっても、隣接するポリマー鎖の非共役オレフィン単位と規則正しく並んでいない部分は、結晶性を示さず、結晶性を示さない非共役オレフィン単位は、エラストマー部分となることもある。
 なお、上述の第1実施形態では、結晶性部分とエラストマー部分との比率が互いに異なる共重合体を2種以上用いるが、この際、結晶性部分の形成に寄与する非共役オレフィン単位と、上述のエラストマー部分の形成に寄与する共役ジエン単位と、の比率が互いに異なる共重合体を2種以上用いることが好ましい。
 共重合体の単量体としての非共役オレフィン化合物は、炭素数が2~10であることが好ましい。かかる非共役オレフィン化合物として、具体的には、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン等のα-オレフィン、ピバリン酸ビニル、1-フェニルチオエテン、N-ビニルピロリドン等のヘテロ原子置換アルケン化合物等が挙げられる。非共役オレフィン化合物は、一種単独であってもよいし、二種以上の組み合わせであってもよい。そして、共重合体の単量体としての非共役オレフィン化合物は、共重合体に良好な結晶性部分を形成する観点から、非環状の非共役オレフィン化合物であることが好ましく、また、当該非環状の非共役オレフィン化合物は、α-オレフィンであることがより好ましく、エチレンを含むα-オレフィンであることが更に好ましく、エチレンのみからなることが特に好ましい。別の言い方をすると、共重合体における非共役オレフィン単位は、非環状の非共役オレフィン単位であることが好ましく、また、当該非環状の非共役オレフィン単位は、α-オレフィン単位であることがより好ましく、エチレン単位を含むα-オレフィン単位であることが更に好ましく、エチレン単位のみからなることが特に好ましい。
 本実施形態において、2種の共重合体(第1共重合体及び第2共重合体)を用い、且つ、第1共重合体及び第2共重合体がいずれも非共役オレフィン単位を含む場合には、第1共重合体における非共役オレフィン単位の割合(mol%)及び第2共重合体における非共役オレフィン単位の割合(mol%)の差を、10mol%以上とすることができる。これにより、得られる成形体の任意の2点間の硬度差を十分に大きくすることができる。同様の観点から、上記差は、20mol%以上とすることができ、25mol%以上とすることができる。一方、上記差は、過度に大きな硬度差による成形体の耐久性の悪化を抑制する観点から、65mol%以下であることが好ましく、60mol%以下であることがより好ましく、55mol%以下であることが更に好ましく、50mol%以下であることが一層好ましく、45mol%以下であることが特に好ましい。
 上記共重合体は、ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が10,000~10,000,000であることが好ましく、100,000~9,000,000であることがより好ましく、150,000~8,000,000であることが更に好ましい。共重合体のMwが10,000以上であることにより、機械的強度を十分に確保することができ、また、Mwが10,000,000以下であることにより、高い作業性を保持することができる。
 上記共重合体は、ポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)が10,000~10,000,000であることが好ましく、50,000~9,000,000であることがより好ましく、100,000~8,000,000であることが更に好ましい。共重合体のMnが10,000以上であることにより、機械的強度を十分に確保することができ、また、Mnが10,000,000以下であることにより、高い作業性を保持することができる。
 上記共重合体は、分子量分布[Mw/Mn(重量平均分子量/数平均分子量)]が1.00~4.00であることが好ましい。共重合体の分子量分布が4.00以下であれば、共重合体の物性に十分な均質性をもたらすことができる。同様の観点から、上記共重合体の分子量分布は、3.50以下であることがより好ましく、3.00以下であることが更に好ましい。また、上記共重合体の分子量分布は、1.50以上であることがより好ましく、1.80以上であることが更に好ましい。
 なお、上述した重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)及び分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレンを標準物質として求める。
 上記共重合体は、示差走査熱量計(DSC)で測定した融点が30℃以上であることが好ましく、また、180℃以下であることが好ましい。共重合体の融点が30℃以上であれば、共重合体の結晶性が高くなり、耐亀裂性が更に向上し、また、180℃以下であれば、加熱時の加熱温度を過度に高める必要がなくなり、作業性が更に向上する。同様の観点から、上記2種以上の共重合体の融点は、140℃以下であることがより好ましい。なお、共重合体に融点が2つ以上ある場合は、高い方の融点を採用する。
 上記共重合体は、0~150℃における示差走査熱量計(DSC)で測定した吸熱ピークエネルギーが1J/g以上であることが好ましく、また、150J/g以下であることが好ましい。共重合体の吸熱ピークエネルギーが1J/g以上であれば、共重合体の結晶性が高くなり、耐亀裂性が更に向上し、また、150J/g以下であれば、作業性が更に向上する。同様の観点から、上記2種以上の共重合体の吸熱ピークエネルギーは、10J/g以上であることがより好ましく、また、120J/g以下であることがより好ましい。
 上記共重合体は、示差走査熱量計(DSC)で測定したガラス転移温度(Tg)が0℃以下であることが好ましく、-100~-10℃であることが更に好ましい。共重合体のガラス転移温度が0℃以下であれば、作業性が更に向上する。
 上記共重合体は、結晶化度(ΔH1/ΔH0×100、「結晶量」とも呼ぶ)が0.5%以上であることが好ましく、また、50%以下であることが好ましい。共重合体の結晶化度が0.5%以上であれば、非共役オレフィン単位に起因する結晶性を十分に確保して、耐亀裂性が更に向上する。また、共重合体の結晶化度が50%以下であれば、混練等の際の作業性が向上し、また、共重合体のタッキネスが向上するため、共重合体から作製した成形部材同士を貼り付ける際の作業性も向上する。同様の観点から、上記共重合体の結晶化度は、1%以上であることがより好ましく、1.5%以上であることが更に好ましく、また、45%以下であることが更に好ましい。
 なお、本明細書においては、示差走査熱量計(DSC)で測定した、ポリエチレンの結晶融解エネルギー(ΔH0)に対する、共重合体の吸熱ピークエネルギー(ΔH1)の比率(ΔH1/ΔH0×100)を共重合体の結晶化度とする。
 上述の第3実施形態では、結晶化度が互いに異なる共重合体を2種以上用いる。ここで、結晶化度が互いに異なる2種の共重合体(第1共重合体及び第2共重合体)を用いる場合には、第1共重合体の結晶化度(%)と、第2共重合体の結晶化度(%)との差を、3%以上とすることができる。これにより、得られる成形体の任意の2点間の硬度差を十分に大きくすることができる。同様の観点から、上記差は、5%以上とすることができ、10%以上とすることができる。一方、上記差は、過度に大きな硬度差による成形体の耐久性の悪化を抑制する観点から、60%以下とすることが好ましく、50%以下とすることがより好ましく、40%以下とすることが更に好ましく、30%以下とすることがより更に好ましく、25%以下とすることが一層好ましく、20%以下とすることが特に好ましい。
 上述した融点、吸熱ピークエネルギー、ガラス転移温度、結晶化度等の物性は、実施例に記載の方法で測定することができる。
 ここで、上述した共重合体としては、例えば、上記共役ジエン単位と、上記非共役オレフィン単位とを含む二元共重合体(以下、単に「二元共重合体」と称することがある。)が挙げられる。二元共重合体及びその製造方法としては、例えば、国際公開第2012/014459号に記載のものを用いることができる。
 二元共重合体における共役ジエン単位の割合は、0mol%を超え且つ70mol%以下であることが好ましい。この場合、伸びと耐候性に優れる共重合体を得ることが可能となる。同様の観点から、二元共重合体における共役ジエン単位の割合は、60mol%以下であることがより好ましく、50mol%以下であることが更に好ましく、40mol%以下であることがより一層好ましい。
 二元共重合体において、共役ジエン単位の1,2付加体(3,4付加体を含む)の割合は、5%以下であることが好ましい。上記割合が5%以下であると、共重合体の耐熱性及び耐屈曲疲労性をさらに向上させることができる。同様の観点から、二元共重合体における共役ジエン単位の1,2付加体(3,4付加体を含む)の割合は、2.5%以下がより好ましく、1.0%以下が更に好ましい。なお、上記共役ジエン単位の1,2付加体(3,4付加体を含む)の割合は、共役ジエン単位全体における割合であって、共重合体全体における割合ではない。また、上記割合は、共役ジエン単位がブタジエン単位である場合には、1,2-ビニル結合量と同じ意味である。
 二元共重合体における非共役オレフィン単位の割合は、30mol%以上で且つ100mol%未満であることが好ましい。この場合、高温での破壊特性を効果的に向上させることができる。同様の観点から、二元共重合体における非共役オレフィン単位の割合は、40mol%以上であることがより好ましく、50mol%以上であることが更に好ましく、60mol%以上であることが特に好ましい。
 また、本実施形態においては、前記共重合体の少なくとも1種が、芳香族ビニル単位(芳香族ビニル化合物に由来する単量体単位)を含むことが好ましい。共重合体が芳香族ビニル単位を含むことで、共重合体自体の耐破壊特性を向上させることができ、成形体の耐破壊特性も向上する。同様の観点から、本実施形態においては、上記2種以上の共重合体の全てが、芳香族ビニル単位を含むことがより好ましい。なお、共重合体における芳香族ビニル単位は、連鎖構造によって、結晶性部分の形成に寄与することもあるし、エラストマー部分の形成に寄与することもある。
 共重合体の単量体としての芳香族ビニル化合物は、炭素数が8~10であることが好ましい。かかる芳香族ビニル化合物として、具体的には、スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、o,p-ジメチルスチレン、o-エチルスチレン、m-エチルスチレン、p-エチルスチレン等が挙げられる。芳香族ビニル化合物は、一種単独であってもよいし、二種以上の組み合わせであってもよい。そして、共重合体の単量体としての芳香族ビニル化合物は、スチレンを含むことが好ましく、スチレンのみからなることがより好ましい。別の言い方をすると、共重合体における芳香族ビニル単位は、スチレン単位を含むことが好ましく、スチレン単位のみからなることがより好ましい。
 なお、芳香族ビニル単位における芳香族環は、隣接する単位と結合しない限り、共重合体の主鎖には含まれない。
 ここで、上述した共重合体としては、例えば、上記共役ジエン単位と、上記非共役オレフィン単位と、上記芳香族ビニル単位とを少なくとも含む多元共重合体(以下、単に「多元共重合体」と称することがある。)が挙げられる。なお、多元共重合体は、共役ジエン単位、非共役オレフィン単位及び芳香族ビニル単位のみからなってもよいし、更に他の単量体単位を含んでもよい。
 多元共重合体における共役ジエン単位の割合は、1mol%以上であることが好ましくまた、また、60mol%以下であることが好ましい。上記割合が1mol%以上であると、伸びに優れる共重合体が得られるので好ましく、また、60mol%以下であると、耐候性に優れる。同様の観点から、多元共重合体における共役ジエン単位の割合は、3mol%以上であることがより好ましく、5mol%以上であることが更に好ましく、8mol%以上であることが特に好ましく、また、55mol%以下であることがより好ましく、50mol%以下であることが更に好ましく、45mol%以下であることが一層好ましい。
 多元共重合体における非共役オレフィン単位の割合は、30mol%以上であることが好ましく、また、97mol%以下であることが好ましい。上記割合が30mol%以上であると、結果として共役ジエン単位又は芳香族ビニル単位の割合が減少して、耐候性が向上し、高温での耐破壊性(特には、破断強度(Tb))が向上する。上記割合が97mol%以下であると、結果として共役ジエン単位又は芳香族ビニル単位の割合が増加し、高温での耐破壊性(特には、破断伸び(Eb))が向上する。同様の観点から、多元共重合体における非共役オレフィン単位の割合は、35mol%以上であることがより好ましく、38mol%以上であることが更に好ましく、また、95mol%以下であることがより好ましく、90mol%以下であることが一層好ましい。
 多元共重合体における芳香族ビニル単位の割合は、2mol%以上であることが好ましく、また、35mol%以下であることが好ましい。上記割合が2mol%以上であると、高温における耐破壊性が向上し、また、上記割合が35mol%以下であると、共役ジエン単位及び非共役オレフィン単位による効果が顕著になる。同様の観点から、多元共重合体における芳香族ビニル単位の割合は、3mol%以上であることがより好ましく、5mol%以上であることがより一層好ましく、また、30mol%以下であることがより好ましく、25mol%以下であることが更に好ましく、20mol%以下であることが一層好ましく、17mol%以下であることが特に好ましい。
 多元共重合体は、共役ジエン単位、非共役オレフィン単位、及び芳香族ビニル単位以外の、その他の構成単位を有していてもよいが、その他の構成単位の割合は、所望の効果を得る観点から、多元共重合体全体の30mol%以下であることが好ましく、20mol%以下であることがより好ましく、10mol%以下であることが更に好ましく、含有しないこと、即ち、割合が0mol%であることが特に好ましい。
 前記二元共重合体や前記多元共重合体においては、ブチレン単位の含有量が0mol%であることが好ましい。つまり、ブタジエンの水添によって得られたポリマーや、スチレン-エチレン/ブチレン-スチレン共重合体(SEBS)といった、スチレン-ブタジエン共重合体の水添物は含まれないことが好ましい。
 換言すれば、前記共重合体は、非共役オレフィン単位と、共役ジエン単位と、からなる共重合体であり、ブチレン単位が0mol%であることが好ましい。
 また、前記共重合体は、非共役オレフィン単位と、共役ジエン単位と、芳香族ビニル単位と、からなる共重合体であり、ブチレン単位が0mol%であることも好ましい。
 多元共重合体は、耐亀裂性、耐候性及び結晶性を好ましいものとする観点から、単量体として、一種の共役ジエン化合物、一種の非共役オレフィン化合物、及び一種の芳香族ビニル化合物を少なくとも用いて重合してなる重合体であることが好ましい。別の言い方をすると、多元共重合体は、一種の共役ジエン単位、一種の非共役オレフィン単位、及び一種の芳香族ビニル単位を含む多元共重合体であることが好ましく、一種の共役ジエン単位、一種の非共役オレフィン単位、及び一種の芳香族ビニル単位のみからなる三元共重合体であることがより好ましく、ブタジエン単位、エチレン単位、及びスチレン単位のみからなる三元共重合体であることが更に好ましい。ここで、「一種の共役ジエン単位」には、異なる結合様式の共役ジエン単位が包含される。例えば、共重合体がシス-1,4結合のブタジエン単位及びトランス-1,4結合のブタジエン単位を含んでいた場合であっても、当該共重合体は、一種の共役ジエン単位を含むと解される。
 多元共重合体は、共役ジエン単位の割合が1~60mol%で、非共役オレフィン単位の割合が30~97mol%で、且つ芳香族ビニル単位の割合が2~35mol%であることが好ましい。この場合、共重合体の耐亀裂性が更に向上し、また、耐候性も向上する。
 多元共重合体は、主鎖が非環状構造のみからなることが好ましい。これにより、耐亀裂成長性をより向上させることができる。なお、共重合体の主鎖が環状構造を有するか否かの確認には、NMRが主要な測定手段として用いられる。具体的には、主鎖に存在する環状構造に由来するピーク(例えば、三員環~五員環については、13C-NMRスペクトルチャートにおいて10~24ppmに現れるピーク)が観測されない場合、その共重合体の主鎖は、非環状構造のみからなることを示す。
 上述した多元共重合体は、共役ジエン化合物と、非共役オレフィン化合物と、芳香族ビニル化合物とを単量体として用いる重合工程を経て製造でき、更に、必要に応じ、カップリング工程、洗浄工程、その他の工程を経てもよい。
 ここで、多元共重合体の製造においては、触媒存在下で、共役ジエン化合物を添加せずに非共役オレフィン化合物及び芳香族ビニル化合物のみを添加し、これらを重合させることが好ましい。特に後述の触媒成分を使用する場合には、非共役オレフィン化合物及び芳香族ビニル化合物よりも共役ジエン化合物の方が高い反応性を有することから、共役ジエン化合物の存在下で非共役オレフィン化合物及び/又は芳香族ビニル化合物を重合させることが困難となり易い。また、先に共役ジエン化合物を重合させ、後に非共役オレフィン化合物及び芳香族ビニル化合物を付加的に重合させることも、触媒の特性上困難となり易い。
 重合方法としては、溶液重合法、懸濁重合法、液相塊状重合法、乳化重合法、気相重合法、固相重合法等の任意の方法を用いることができる。また、重合反応に溶媒を用いる場合、かかる溶媒としては、重合反応において不活性なものであればよく、例えば、トルエン、シクロヘキサン、ノルマルヘキサン等が挙げられる。
 重合工程は、一段階で行ってもよく、二段階以上の多段階で行ってもよい。一段階の重合工程とは、重合させる全ての種類の単量体、即ち、共役ジエン化合物、非共役オレフィン化合物、芳香族ビニル化合物、及びその他の単量体、好ましくは、共役ジエン化合物、非共役オレフィン化合物、及び芳香族ビニル化合物を一斉に反応させて重合させる工程である。また、多段階の重合工程とは、1種類又は2種類の単量体の一部又は全部を最初に反応させて重合体を形成し(第1重合段階)、次いで、残る種類の単量体や前記1種類又は2種類の単量体の残部を添加して重合させる1以上の段階(第2重合段階~最終重合段階)を行って重合させる工程である。特に、多元共重合体の製造では、重合工程を多段階で行うことが好ましい。
 重合工程において、重合反応は、不活性ガス、好ましくは窒素ガスやアルゴンガスの雰囲気下において行われることが好ましい。上記重合反応の重合温度は、特に制限されないが、例えば、-100℃~200℃の範囲が好ましく、室温程度とすることもできる。また、上記重合反応の圧力は、共役ジエン化合物を十分に重合反応系中に取り込むため、0.1~10.0MPaの範囲が好ましい。また、上記重合反応の反応時間も特に制限がなく、例えば、1秒~10日の範囲が好ましいが、触媒の種類、重合温度等の条件によって適宜選択することができる。また、重合工程は、一段階で行ってもよいし、二段以上の多段階で行ってもよい。
 また、前記共役ジエン化合物の重合工程においては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等の重合停止剤を用いて、重合を停止させてもよい。
 前記重合工程は、多段階で行うことが好ましい。より好ましくは、少なくとも芳香族ビニル化合物を含む第1単量体原料と、重合触媒とを混合して重合混合物を得る第1工程と、前記重合混合物に対し、共役ジエン化合物、非共役オレフィン化合物及び芳香族ビニル化合物よりなる群から選択される少なくとも1種を含む第2単量体原料を導入する第2工程とを実施することが好ましい。更に、上記第1単量体原料が共役ジエン化合物を含まず、且つ上記第2単量体原料が共役ジエン化合物を含むことがより好ましい。
 前記第1工程で用いる第1単量体原料は、芳香族ビニル化合物とともに、非共役オレフィン化合物を含有してもよい。また、第1単量体原料は、使用する芳香族ビニル化合物の全量を含有してもよく、一部のみを含有してもよい。また、非共役オレフィン化合物は、第1単量体原料及び第2単量体原料の少なくともいずれかに含有される。
 前記第1工程において、重合混合物を得るための重合方法としては、溶液重合法、懸濁重合法、液相塊状重合法、乳化重合法、気相重合法、固相重合法等の任意の方法を用いることができる。また、重合反応に溶媒を用いる場合、かかる溶媒としては、重合反応において不活性なものであればよく、例えば、トルエン、シクロヘキサノン、ノルマルヘキサン等が挙げられる。
 前記第2工程で用いる第2単量体原料は、共役ジエン化合物のみ、又は、共役ジエン化合物及び非共役オレフィン化合物、又は、共役ジエン化合物及び芳香族ビニル化合物、又は、共役ジエン化合物、非共役オレフィン化合物及び芳香族ビニル化合物であることが好ましい。
 なお、第2単量体原料が、共役ジエン化合物以外に非共役オレフィン化合物及び芳香族ビニル化合物よりなる群から選択される少なくとも1つを含む場合には、予めこれらの単量体原料を溶媒等と共に混合した後に重合混合物に導入してもよく、各単量体原料を単独の状態から導入してもよい。また、各単量体原料は、同時に添加してもよく、逐次添加してもよい。第2工程において、重合混合物に対して第2単量体原料を導入する方法としては、特に制限はないが、各単量体原料の流量を制御して、重合混合物に対して連続的に添加すること(所謂、ミータリング)が好ましい。ここで、重合反応系の条件下で気体である単量体原料(例えば、室温、常圧の条件下における非共役オレフィン化合物としてのエチレン等)を用いる場合には、所定の圧力で重合反応系に導入することができる。
 前記第2工程は、反応器内で、不活性ガス、好ましくは窒素ガス又はアルゴンガスの雰囲気下において行われることが好ましい。第2工程における温度(反応温度)は、特に制限はないが、例えば、-100℃~200℃の範囲が好ましく、室温程度とすることもできる。なお、反応温度を上げると、共役ジエン単位におけるシス-1,4結合の選択性が低下することがある。また、第2工程における圧力は、特に制限はないが、共役ジエン化合物等の単量体を十分に重合反応系に取り込むため、0.1~10.0MPaの範囲が好ましい。また、第2工程に費やす時間(反応時間)は、重合触媒の種類、反応温度等の条件によって適宜選択することができるが、例えば、0.1時間~10日の範囲が好ましい。
 また、第2工程においては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等の重合停止剤を用いて、重合反応を停止させてもよい。
 前記カップリング工程は、前記重合工程において得られた多元共重合体の高分子鎖の少なくとも一部(例えば、末端)を変性する反応(カップリング反応)を行う工程である。前記カップリング工程においては、重合反応が100%に達した際にカップリング反応を行うことが好ましい。
 前記カップリング反応に用いるカップリング剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ビス(マレイン酸-1-オクタデシル)ジオクチルスズ(IV)等のスズ含有化合物;4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート等のイソシアネート化合物;グリシジルプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物、等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、ビス(マレイン酸-1-オクタデシル)ジオクチルスズ(IV)が、反応効率と低ゲル生成の点で、好ましい。なお、カップリング反応を行うことにより、数平均分子量(Mn)を増加させることができる。
 前記洗浄工程は、前記重合工程において得られた多元共重合体を洗浄する工程である。なお、洗浄に用いる媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等が挙げられるが、重合触媒としてルイス酸由来の触媒を使用する際は、特にこれらの溶媒に対して酸(たとえば塩酸、硫酸、硝酸)を加えて使用することができる。添加する酸の量は溶媒に対して15mol%以下が好ましい。これ以上では酸が共重合体中に残存してしまうことで混練及び加硫時の反応に悪影響を及ぼす可能性がある。
 この洗浄工程により、共重合体中の触媒残渣量を好適に低下させることができる。
 ここで、上記の共役ジエン化合物、非共役オレフィン化合物、芳香族ビニル化合物の重合工程は、触媒成分として、下記(A)~(F)成分の1種以上の存在下で、各種単量体を重合させる操作を含むことが好ましい。なお、重合工程には、下記(A)~(F)成分を1種以上用いることが好ましいが、下記(A)~(F)成分の2種以上を組み合わせて、触媒組成物として用いることがより好ましい。
 (A)成分:希土類元素化合物又は該希土類元素化合物とルイス塩基との反応物
 (B)成分:有機金属化合物
 (C)成分:アルミノキサン
 (D)成分:イオン性化合物
 (E)成分:ハロゲン化合物
 (F)成分:置換又は無置換のシクロペンタジエン(シクロペンタジエニル基を有する化合物)、置換又は無置換のインデン(インデニル基を有する化合物)、及び、置換又は無置換のフルオレン(フルオレニル基を有する化合物)から選択されるシクロペンタジエン骨格含有化合物
 上記(A)~(F)成分については、例えば、国際公開第2018/092733号等を参照することによって、重合に用いることができる。
<成形体>
 本発明の一実施形態の成形体は、継ぎ目を有しない成形体であって、上述した成形体の硬度の制御方法を用いて、任意の箇所での硬度を制御したことを特徴とする。
 該成形体は、継ぎ目を有さないため、耐久性に優れ、また、任意の箇所での硬度が制御されているため、目的とする用途に好適に利用できる。
 本実施形態の成形体は、5cm間隔をあけた任意の点での硬度差が、3~50であることが好ましい。硬度差を3以上とすることで、硬度差の効果を得ることができ、硬度差を50以下とすることで、剛性段差による亀裂の発生を防ぐことが可能となる。
 該成形体の用途は、特に限定されず、例えば、タイヤ、コンベヤベルト、ホース、ゴムクローラ、免震装置、防振装置等のゴム物品に、また、車体部品、交通インフラ用部品(道路のポール、ガードレール等)、医療用品等の樹脂物品に、幅広く適用することができる。
 以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
(第1共重合体の調製)
 十分に乾燥した2000mL耐圧ステンレス反応器に、スチレン277gと、ブタジエン15gと、を含んだシクロヘキサン溶液63gを加えた。
 窒素雰囲気下のグローブボックス中で、ガラス製容器にモノ(1,3-ビス(tert-ブチルジメチルシリル)インデニル)ビス(ビス(ジメチルシリル)アミド)ガドリニウム錯体{1,3-[(t-Bu)Me2Si]295Gd[N(SiHMe222}0.299mmol、ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート[Me2NHPhB(C654]0.329mmol及びジイソブチルアルミニウムハイドライド3.29mmolを仕込み、シクロヘキサン115mLを加えて触媒溶液とした。得られた触媒溶液を、前記耐圧ステンレス反応器に加え、70℃に加温した。
 次いで、エチレンを圧力1.5MPaで、前記耐圧ステンレス反応器に投入し、さらに1,3-ブタジエン135gを含むシクロヘキサン溶液544mLを267分かけて該耐圧ステンレス反応器に投入し、70℃で共重合を行った。
 次いで、2,2’-メチレン-ビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)(NS-5)5質量%のイソプロパノール溶液1mLを、前記耐圧ステンレス反応器に加えて反応を停止させた。
 次いで、大量のメタノールを用いて共重合体を分離し、50℃で真空乾燥し、共重合体を得た。このようにして、ブタジエン単位と、エチレン単位と、スチレン単位とを含む第1共重合体(三元共重合体)を調製した。なお、第1共重合体は、ゴム弾性を示すことを確認した。
(第2共重合体の調製)
 第1共重合体の調製において、モノ(1,3-ビス(tert-ブチルジメチルシリル)インデニル)ビス(ビス(ジメチルシリル)アミド)ガドリニウム錯体を、モノ((1-ベンジルジメチルシリル-3-メチル)インデニル)ビス(ビス(ジメチルシリル)アミド)ガドリニウム錯体{(1-BnMe2Si-3-Me)C95Gd[N(SiHMe222}に代えたこと及び使用量を適宜変更したこと、並びに、各種単量体の使用量を適宜変更したこと以外は同様にして、ブタジエン単位と、エチレン単位と、スチレン単位とを含む第2共重合体(三元共重合体)を調製した。なお、第2共重合体は、ゴム弾性を示すことを確認した。
 調製した共重合体について、以下の物性を測定した。結果を表1に示す。
(1)数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)
 ゲルパーミエーションクロマトグラフィー[GPC:東ソー製HLC-8121GPC/HT、カラム:東ソー製GMHHR-H(S)HT×2本、検出器:示差屈折率計(RI)]で単分散ポリスチレンを基準として、共重合体のポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)を求めた。なお、測定温度は40℃である。
(2)エチレン単位、ブタジエン単位、スチレン単位の割合
 共重合体中のエチレン単位、ブタジエン単位、スチレン単位の割合(mol%)を、1H-NMRスペクトル(100℃、d-テトラクロロエタン標準:6ppm)の各ピークの積分比より求めた。
(3)融点(Tm)
 示差走査熱量計(DSC、ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製、「DSCQ2000」)を用い、JIS K 7121-1987に準拠して、共重合体の融点(Tm1、Tm2)を測定した。
(4)ガラス転移温度(Tg)
 示差走査熱量計(DSC、ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製、「DSCQ2000」)を用い、JIS K 7121-1987に準拠して、共重合体のガラス転移温度(Tg)とした。
(5)結晶化度
 共重合体サンプルを、-150℃~150℃まで、10℃/分で昇温し、0~150℃における吸熱ピークエネルギー(ΔH1)と、0~100℃の吸熱ピークエネルギー(ΔH2)と、100~150℃の吸熱ピークエネルギー(ΔH3)を測定した。また、同様にして、100%結晶成分のポリエチレンの結晶融解エネルギー(ΔH0)を測定した。
 前記ポリエチレンの結晶融解エネルギー(ΔH0)に対する、共重合体の吸熱ピークエネルギー(ΔH1)の比率(ΔH1/ΔH0×100)から、エチレン単位(非共役オレフィン単位)に由来する結晶化度(%)を算出した。
 また、前記ポリエチレンの結晶融解エネルギー(ΔH0)に対する、共重合体の0~100℃の吸熱ピークエネルギー(ΔH2)の比率(ΔH2/ΔH0×100)から、0~100℃におけるエチレン単位(非共役オレフィン単位)に由来する結晶化度(%)を算出した。
 更に、前記ポリエチレンの結晶融解エネルギー(ΔH0)に対する、共重合体の100~150℃の吸熱ピークエネルギー(ΔH3)の比率(ΔH3/ΔH0×100)から、100~150℃におけるエチレン単位(非共役オレフィン単位)に由来する結晶化度(%)を算出した。
 なお、共重合体サンプルの吸熱ピークエネルギーと、ポリエチレンの結晶融解エネルギーは、示差走査熱量計(DSC、ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製、「DSCQ2000」)で測定した。
(6)主鎖非環状構造の確認
 得られた共重合体について、以下の方法で主鎖構造を確認したところ、13C-NMRスペクトルチャートにおいて、10~24ppmにピークが観測されなかったことから、得られた共重合体は、主鎖が非環状構造のみからなることを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
(成形体の作製及び評価)
 成形体の作製においては、図1に示す形成工程を採用した。まず、第1共重合体及び第2共重合体をそれぞれ、300mm×300mm×厚み1mmの矩形シート状に成形した。次いで、各シート(成形部材)を、常法に従い、矩形の対角線に沿って切断したのち、切断した第1共重合体のシート及び第2共重合体のシートの切断面を当接させ、1枚の組み合わせ矩形シート(複合部材)とした。次いで、この組み合わせ矩形シートを160℃で1分間加熱した後、巻回し、棒状にした後、金属金型を用い、180℃、5MPaの条件で5分以上加熱加圧を行った。その後、冷却板を用い、5分で常温になるように冷却し、こうして棒状の成形体(長さ254mm)を作製した。
 作製した成形体について、原子間力顕微鏡(AFM)画像により断面を観察したところ、単一の共重合体を用いて成形された成形体の断面のAFM画像と相違がなかった。従って、作製した成形体は、継ぎ目がないことを確認した。
 また、作製した成形体について、JIS K 6253-3(タイプAデュロメーター)に準拠し、ASKER社製の硬度計(機器名:CL-150)を用いて、254mmの棒状成形体の両端部と、中央部の3点の硬度(表面硬度)を測定したところ、硬度は、端部から順に94、78、67(ポイント)であり、硬度が漸増(漸減)していることを確認した。
 本発明の成形体の硬度の制御方法は、継ぎ目を有しない成形体の硬度を、任意の箇所で制御するのに利用できる。
 1,2:成形部材、 3:シート状の複合部材、 4:棒状の複合部材

Claims (12)

  1.  結晶性部分とエラストマー部分とを有する共重合体からなり、継ぎ目を有しない成形体の硬度を、任意の箇所で制御する方法であって、
     結晶性部分とエラストマー部分との比率が互いに異なる共重合体を2種以上用いて、結晶性部分とエラストマー部分との比率が互いに異なる成形部材を2種以上準備し、該成形部材を用いて、任意の箇所で結晶性部分とエラストマー部分との比率が異なる成形体を形成する工程と、
     前記成形部材を用いて形成した成形体を加熱し、成形体中の結晶性部分を融解させる工程と、
     前記加熱後の成形体を冷却して固化させる工程と、
     を含むことを特徴とする、成形体の硬度の制御方法。
  2.  結晶性部分とエラストマー部分とを有する共重合体からなり、継ぎ目を有しない成形体の硬度を、任意の箇所で制御する方法であって、
     結晶性部分とエラストマー部分とのポリマー鎖での分布が互いに異なる共重合体を2種以上用いて、結晶性部分とエラストマー部分との分布が互いに異なる成形部材を2種以上準備し、該成形部材を用いて、任意の箇所で結晶性部分とエラストマー部分との分布が異なる成形体を形成する工程と、
     前記成形部材を用いて形成した成形体を加熱し、成形体中の結晶性部分を融解させる工程と、
     前記加熱後の成形体を冷却して固化させる工程と、
     を含むことを特徴とする、成形体の硬度の制御方法。
  3.  結晶性部分とエラストマー部分とを有する共重合体からなり、継ぎ目を有しない成形体の硬度を、任意の箇所で制御する方法であって、
     結晶化度が互いに異なる共重合体を2種以上用いて、結晶化度が互いに異なる成形部材を2種以上準備し、該成形部材を用いて、任意の箇所で結晶化度が異なる成形体を形成する工程と、
     前記成形部材を用いて形成した成形体を加熱し、成形体中の結晶性部分を融解させる工程と、
     前記加熱後の成形体を冷却して固化させる工程と、
     を含むことを特徴とする、成形体の硬度の制御方法。
  4.  前記2種以上の共重合体の結晶性部分が、同じ単量体単位を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の成形体の硬度の制御方法。
  5.  前記2種以上の共重合体のエラストマー部分が、同じ単量体単位を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の成形体の硬度の制御方法。
  6.  前記共重合体の結晶性部分が、非共役オレフィン単位を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の成形体の硬度の制御方法。
  7.  前記共重合体のエラストマー部分が、共役ジエン単位を含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の成形体の硬度の制御方法。
  8.  前記共重合体の少なくとも1種が、芳香族ビニル単位を含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の成形体の硬度の制御方法。
  9.  前記共重合体は、非共役オレフィン単位と、共役ジエン単位と、からなる共重合体であり、ブチレン単位が0mol%である、請求項1~8のいずれか一項に記載の成形体の硬度の制御方法。
  10.  前記共重合体は、非共役オレフィン単位と、共役ジエン単位と、芳香族ビニル単位と、からなる共重合体であり、ブチレン単位が0mol%である、請求項1~8のいずれか一項に記載の成形体の硬度の制御方法。
  11.  前記成形部材を用いて形成した成形体を加熱する際、更に加圧する、請求項1~10のいずれか一項に記載の成形体の硬度の制御方法。
  12.  継ぎ目を有しない成形体であって、請求項1~11のいずれか一項に記載の成形体の硬度の制御方法を用いて、任意の箇所での硬度を制御したことを特徴とする、成形体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1135766A (ja) * 1997-07-15 1999-02-09 E I Du Pont De Nemours & Co フルオロポリマー組成物およびそれの製造方法
WO2012014459A1 (ja) 2010-07-30 2012-02-02 株式会社ブリヂストン 共重合体、ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤ
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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006182813A (ja) * 2004-12-24 2006-07-13 Sumitomo Rubber Ind Ltd 導電性シームレスベルト、導電性シームレスベルトの製造方法、及び該導電性シームレスベルトを備えた画像形成装置
JP6637716B2 (ja) * 2015-10-16 2020-01-29 株式会社ブリヂストン 多元共重合体、ゴム組成物、架橋ゴム組成物及びゴム物品

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1135766A (ja) * 1997-07-15 1999-02-09 E I Du Pont De Nemours & Co フルオロポリマー組成物およびそれの製造方法
WO2012014459A1 (ja) 2010-07-30 2012-02-02 株式会社ブリヂストン 共重合体、ゴム組成物、架橋ゴム組成物、及びタイヤ
WO2015190072A1 (ja) 2014-06-12 2015-12-17 株式会社ブリヂストン 多元共重合体、ゴム組成物及びタイヤ
WO2018092733A1 (ja) 2016-11-21 2018-05-24 株式会社ブリヂストン 多元共重合体、ゴム組成物、架橋ゴム組成物及びゴム製品

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