JP2003277520A - 動架橋水添共重合体 - Google Patents
動架橋水添共重合体Info
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Abstract
油性に優れた動架橋水添共重合体又は動架橋水添共重合
体組成物を提供することにある。 【解決手段】 共役ジエンとビニル芳香族化合物からな
る共重合体が、下記(a)〜(f)を満たす水素添加物
(1)であり、(a)ビニル芳香族化合物の含有量が5
0重量%を越え、90重量%以下、(b)共重合体中の
ビニル芳香族化合物重合体ブロックの量が40重量%以
下、(c)重量平均分子量が5万〜100万、(d)共
重合体中の共役ジエン化合物に基づく二重結合の10%
以上が水添されている、(f)示差走査熱量測定法(D
SC法)において、−50〜100℃の温度範囲におい
て結晶化ピークが実質的に存在しない、 水添共重合体(1) 90〜100重量部 熱可塑性樹脂及び/又はゴム状重合体(2) 10〜0重量部 から構成される水添共重合体又は水添共重合体組成物を
加硫剤の存在下に動的に加硫してなる動架橋水添共重合
体又は動架橋水添共重合体組成物。
Description
き性、耐油性を改良した動架橋水添共重合体又は動架橋
水添共重合体組成物に関し、更に詳しくは、特定の水添
共重合体又は特定の水添共重合体と熱可塑性樹脂から構
成される水添共重合体組成物を加硫剤の存在下に動的に
加硫してなる動架橋水添共重合体又は動架橋水添共重合
体組成物に関する。
程を必要とせず、熱可塑性樹脂と同様な成形加工性を有
する熱可塑性エラストマーが自動車部品、家電部品、電
線被覆材、医療部品、雑貨、履物等の分野で使用されて
いる。このようななかで、熱可塑性エラストマーとして
ビニル芳香族化合物の含有量が比較的少ない、例えばビ
ニル芳香族化合物の含有量が約30重量%の共役ジエン
とビニル芳香族化合物からなるブロック共重合体やその
水添物が加硫ゴムに似た特性を示すため好適に利用され
ている。しかしながら、かかるブロック共重合体やその
水添物は耐油性が十分でなかった。かかる問題点を改良
するため、かかるブロック共重合体やその水添物を部分
架橋する方法が特開昭59−131613号公報等に開
示されてるが、更にその改良が望まれていた。
耐傷付き性、耐油性に優れた動架橋水添共重合体又は動
架橋水添共重合体組成物を提供するものである。
鋭意検討を重ねた結果、本発明者らは特定のビニル芳香
族化合物含有量を有し、しかもビニル芳香族化合物重合
体ブロックの含有量が特定の範囲にある共役ジエンとビ
ニル芳香族化合物との共重合体の水素添加物である水添
共重合体、又は該水添共重合体と熱可塑性樹脂から構成
される水添共重合体組成物を加硫剤の存在下に動的に加
硫することにより上記課題が効果的に解決されることを
見いだし、本発明を完成するに至った。
化合物からなる共重合体が、下記(a)〜(f)を満た
す水素添加物(1)であり、(a)ビニル芳香族化合物
の含有量が50重量%を越え、90重量%以下、(b)
共重合体中のビニル芳香族化合物重合体ブロックの量が
40重量%以下、(c)重量平均分子量が5万〜100
万、(d)共重合体中の共役ジエン化合物に基づく二重
結合の10%以上が水添されている、(f)示差走査熱
量測定法(DSC法)において、−50〜100℃の温
度範囲において結晶化ピークが実質的に存在しない、 水添共重合体(1) 10〜100重量部 熱可塑性樹脂及び/又はゴム状重合体(2) 90〜0重量部 から構成される水添共重合体又は水添共重合体組成物
を、加硫剤の存在下に動的に加硫してなる動架橋水添共
重合体又は動架橋水添共重合体組成物(以後、動架橋水
添共重合体等と呼ぶ)を提供するものである。
いて、水添共重合体中のビニル芳香族化合物の含有量は
50重量%を越え、90重量%以下、好ましくは60重
量%越え、88重量%以下、更に好ましくは62〜86
重量%である。ビニル芳香族化合物の含有量が本発明で
規定する範囲のものを使用することは、本発明が目的と
する組成物を得るために必要である。なお本発明におい
て、水添共重合体中のビニル芳香族化合物の含有量は、
水素添加前の共重合体中のビニル芳香族化合物含有量で
把握しても良い。
ビニル芳香族化合物重合体ブロックの含有量は40重量
%以下、好ましくは3〜40重量%、更に好ましくは5
〜35重量%である。本発明において、柔軟性の良好な
組成物が得たい場合、ビニル芳香族化合物重合体ブロッ
クの含有量は10重量%未満、好ましくは8重量%未
満、更に好ましくは5重量%未満であることが推奨され
る。また本発明の組成物を得る上で、水添共重合体とし
て耐ブロッキング性に優れたものが好ましい場合、ビニ
ル芳香族化合物重合体ブロックの含有量は10〜40重
量%、好ましくは13〜37重量%、更に好ましくは1
5〜35重量%であることが推奨される。ビニル芳香族
化合物重合体ブロックの含有量の測定は、例えば四酸化
オスミウムを触媒として水素添加前の共重合体をターシ
ャリーブチルハイドロパーオキサイドにより酸化分解す
る方法(I.M.KOLTHOFF,etal.,J.
Polym.Sci.1,429(1946)に記載の
方法)により得たビニル芳香族炭化水素重合体ブロック
成分の重量(但し平均重合度が約30以下のビニル芳香
族炭化水素重合体成分は除かれている)を用いて、次の
式から求めることができる。 ビニル芳香族炭化水素のブロック重量(重量%)=(水
素添加前の共重合体中のビニル芳香族炭化水素重合体ブ
ロック重量/水素添加前の共重合体の重量)×100
るビニル芳香族化合物のブロック率(ブロック率とは、
該共重合体中の全ビニル芳香族化合物量に対するビニル
芳香族化合物重合体ブロックの含有量の割合をいう)
は、50重量%未満、好ましくは20重量%以下、更に
好ましくは18重量%以下であることが、より柔軟性の
良好な組成物を得る上で推奨される。
分子量は5〜100万、好ましくは10〜80万、更に
好ましくは13〜50万である。ビニル芳香族化合物重
合体ブロックの含有量が10〜40重量%の水添共重合
体を使用する場合、その重量平均分子量は10万を越え
50万未満、好ましくは13万〜40万、更に好ましく
は15万〜30万であることが推奨される。重量平均分
子量が5万未満の場合は機械的強度に劣り、また100
万を超える場合は成形加工性に劣るため好ましくない。
本発明において、水添共重合体の分子量分布は、成形加
工性の点で,1.5〜5.0が好ましく、より好ましく
は1.6〜4.5、更に好ましくは1.8〜4であるこ
とが推奨される。
エンとビニル芳香族化合物からなる共重合体の水素添加
物であり、共重合体中の共役ジエン化合物に基づく不飽
和二重結合のトータル水素添加率は10%以上、好まし
く20%以上、更に好ましくは30%以上である。特に
耐候性に優れた組成物を得る場合は、水素添加率が75
%以上、好ましくは85%以上、更に好ましくは90%
以上であることが推奨される。また、加硫物特性の良好
な加硫組成物を得る場合には、水素添加率は98%以
下、好ましくは95%以下、更に好ましくは90%以下
であることが推奨される。更に、本発明で使用する水添
共重合体等において,特に熱安定性に優れた組成物を得
る場合は、ビニル結合の水素添加率が85%以上、好ま
しくは90%以上更に好ましくは95%以上であること
が推奨される。ここで、ビニル結合の水素添加率とは、
水素添加前の共重合体中に組み込まれている共役ジエン
中のビニル結合の内、水素添加されたビニル結合の割合
を云う。なお、共重合体中のビニル芳香族炭化水素に基
づく芳香族二重結合の水添率については特に制限はない
が、水添率を50%以下、好ましくは30%以下、更に
好ましくは20%以下にすることが好ましい。
走査熱量測定法(DSC法)において、−50〜100
℃の温度範囲において結晶化ピークが実質的に存在しな
い水素添加物である。ここで、−50〜100℃の温度
範囲において結晶化ピークが実質的に存在しないとは、
この温度範囲において結晶化に起因するピークが現れな
い、もしくは結晶化に起因するピークが認められる場合
においてもその結晶化による結晶化ピーク熱量が3J/
g未満、好ましくは2J/g未満、更に好ましくは1J
/g未満であり、特に好ましくは結晶化ピーク熱量が無
いものである。
に制限はなく、いかなる構造のものでも使用できるが、
特に推奨されるものは、下記1〜5の一般式から選ばれ
る少なくとも一つの構造を有する共重合体の水素添加物
である。本発明で使用する水添共重合体は、下記一般式
で表される構造を有する共重合体の水素添加物からなる
任意の混合物でもよい。また、水添共重合体にビニル芳
香族化合物重合体が混合されていても良い。 1 B 2 B−A 3 B−A−B 4 (B−A)m−X 5 (B−A)n−X−Ap (ここで、Bは共役ジエンとビニル芳香族化合物とのラ
ンダム共重合体ブロックであり、Aはビニル芳香族化合
物重合体ブロックである。mは2以上の整数であり、n
及びpは1以上の整数である。Xはカップリング剤残基
を示す。)
クB中のビニル芳香族炭化水素は均一に分布していて
も、またはテーパー状に分布していてもよい。また該共
重合体ブロックBには、ビニル芳香族炭化水素が均一に
分布している部分及び/又はテーパー状に分布している
部分がそれぞれ複数個共存していてもよい。また、mは
2以上、好ましくは2〜10の整数であり、n及びpは
1以上、好ましくは1〜10の整数である。
体鎖中におけるビニル結合含量の最大値と最小値との差
が10%未満、好ましくは8%以下、更に好ましくは6
%以下であることが推奨される。共重合体鎖中のビニル
結合は、均一に分布していてもテーパー状に分布してい
ても良い。ここで,ビニル結合含量の最大値と最小値と
の差とは,重合条件,すなわちビニル量調整剤の種類,
量及び重合温度で決定されるビニル量の最大値と最小値
である。
の最大値と最小値との差は、例えば共役ジエンの重合時
又は共役ジエンとビニル芳香族化合物の共重合時の重合
温度によって制御することができる。第3級アミン化合
物またはエーテル化合物のようなビニル量調整剤の種類
と量が一定の場合,重合中のポリマ−鎖に組み込まれる
ビニル結合含量は,重合温度によって決まる。従って,
等温で重合した重合体はビニル結合が均一に分布した重
合体となる。これに対し,昇温で重合した重合体は,初
期(低温で重合)が高ビニル結合含量,後半(高温で重
合)が低ビニル結合含量といった具合にビニル結合含量
に差のある重合体となる。
有量は、紫外分光光度計,赤外分光光度計や核磁気共鳴
装置(NMR)等を用いて知ることができる。また,ビ
ニル芳香族化合物重合体ブロックの量は,前述したKO
LTHOFFの方法等で知ることができる。水素添加前
の共重合体中の共役ジエンに基づくビニル結合含量は、
赤外分光光度計(例えば、ハンプトン法)や核磁気共鳴
装置(NMR)等を用いて知ることができる。
光度計や核磁気共鳴装置(NMR)等を用いて知ること
ができる。また、本発明において、水添共重合体の分子
量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(G
PC)による測定を行い、クロマトグラムのピークの分
子量を、市販の標準ポリスチレンの測定から求めた検量
線(標準ポリスチレンのピーク分子量を使用して作成)
を使用して求めた重量平均分子量である。水添共重合体
の分子量分布は、同様にGPCによる測定から求めるこ
とができる。かかる構造を有する共重合体に、水素を添
加することにより特異構造の水添共重合体が得られる。
重結合を有するジオレフィンであり、例えば1,3−ブ
タジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン(イソプレ
ン)、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3
−ペンタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、
1,3ーヘキサジエンなどであるが、特に一般的なもの
としては1,3ーブタジエン、イソプレンが挙げられ
る。これらは一種のみならず二種以上を使用してもよ
い。また、ビニル芳香族化合物としては、例えばスチレ
ン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ジビニ
ルベンゼン、1,1−ジフェニルエチレン、N,N−ジ
メチル−p−アミノエチルスチレン、N,N−ジエチル
−p−アミノエチルスチレン等があげられ、これらは一
種のみならず二種以上を使用してもよい。
おいて共役ジエン部分のミクロ構造(シス、トランス、
ビニルの比率)は、後述する極性化合物等の使用により
任意に変えることができ、特に制限はない。一般的に共
役ジエンとして1,3−ブタジエンを使用した場合に
は、1,2−ビニル結合は5〜80%、好ましくは10
〜60%、共役ジエンとしてイソプレンを使用した場合
又は1,3−ブタジエンとイソプレンを併用した場合に
は、1,2−ビニル結合と3,4−ビニル結合の合計量
は一般に3〜75%、好ましくは5〜60%であること
が推奨される。なお、本発明においては、1,2−ビニ
ル結合と3,4−ビニル結合の合計量(但し、共役ジエ
ンとして1,3−ブタジエンを使用した場合には、1,
2−ビニル結合量)を以後ビニル結合と呼ぶ。
は、例えば、炭化水素溶媒中で有機アルカリ金属化合物
等の開始剤を用いてアニオンリビング重合により得られ
る。炭化水素溶媒としては、例えばn−ブタン、イソブ
タン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n
−オクタンの如き脂肪族炭化水素類、シクロヘキサン、
シクロヘプタン、メチルシクロヘプタンの如き脂環式炭
化水素類、また、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチ
ルベンゼンの如き芳香族炭化水素である。
ン化合物及びビニル芳香族化合物に対しアニオン重合活
性があることが知られている脂肪族炭化水素アルカリ金
属化合物、芳香族炭化水素アルカリ金属化合物、有機ア
ミノアルカリ金属化合物等が含まれ、アルカリ金属とし
てはリチウム、ナトリウム、カリウム等である。好適な
有機アルカリ金属化合物としては、炭素数1から20の
脂肪族および芳香族炭化水素リチウム化合物であり、1
分子中に1個のリチウムを含む化合物、1分子中に複数
のリチウムを含むジリチウム化合物、トリリチウム化合
物、テトラリチウム化合物が含まれる。
チルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブ
チルリチウム、n−ペンチルリチウム、n−ヘキシルリ
チウム、ベンジルリチウム、フェニルリチウム、トリル
リチウム、ジイソプロペニルベンゼンとsec−ブチル
リチウムの反応生成物、さらにジビニルベンゼンとse
c−ブチルリチウムと少量の1,3−ブタジエンの反応
生成物等があげられる。
細書に開示されている1−(t−ブトキシ)プロピルリ
チウムおよびその溶解性改善のために1〜数分子のイソ
プレンモノマーを挿入したリチウム化合物、英国特許
2,241,239号明細書に開示されている1−(t
−ブチルジメチルシロキシ)ヘキシルリチウム等のシロ
キシ基含有アルキルリチウム、米国特許5,527,7
53号明細書に開示されているアミノ基含有アルキルリ
チウム、ジイソプロピルアミドリチウムおよびヘキサメ
チルジシラジドリチウム等のアミノリチウム類も使用す
ることができる。
重合開始剤として共役ジエン化合物とビニル芳香族化合
物を共重合する際に、重合体に組み込まれる共役ジエン
化合物に起因するビニル結合(1,2または3,4結
合)の含有量の調整や共役ジエン化合物とビニル芳香族
化合物とのランダム共重合性を調整するために、調整剤
として第3級アミン化合物またはエーテル化合物を添加
することができる。第3級アミン化合物としては一般式
R1R2R3N(ただしR1、R2、R3は炭素数1か
ら20の炭化水素基または第3級アミノ基を有する炭化
水素基である)の化合物である。
アミン、トリブチルアミン、N,N−ジメチルアニリ
ン、N−エチルピペリジン、N−メチルピロリジン、
N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、
N,N,N’,N’−テトラエチルエチレンジアミン、
1,2−ジピペリジノエタン、トリメチルアミノエチル
ピペラジン、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチル
エチレントリアミン、N,N’−ジオクチル−p−フェ
ニレンジアミン等である。
ーテル化合物および環状エーテル化合物から選ばれ、直
鎖状エーテル化合物としてはジメチルエーテル、ジエチ
ルエーテル、ジフェニルエーテル、エチレングリコール
ジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテ
ル、エチレングリコールジブチルエーテル等のエチレン
グリコールのジアルキルエーテル化合物類、ジエチレン
グリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジ
エチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテ
ル等のジエチレングリコールのジアルキルエーテル化合
物類が挙げられる。
ヒドロフラン、ジオキサン、2,5−ジメチルオキソラ
ン、2,2,5,5−テトラメチルオキソラン、2,2
−ビス(2−オキソラニル)プロパン、フルフリルアル
コールのアルキルエーテル等が挙げられる。
重合開始剤として共役ジエン化合物とビニル芳香族化合
物を共重合する方法は、バッチ重合であっても連続重合
であっても、或いはそれらの組み合わせであってもよ
い。特に分子量分布を好ましい適正範囲に調整する上で
連続重合方法が推奨される。重合温度は、一般に0℃乃
至180℃、好ましくは30℃乃至150℃である。重
合に要する時間は条件によって異なるが、通常は48時
間以内であり、特に好適には0.1乃至10時間であ
る。
活性ガス雰囲気にすることが好ましい。重合圧力は、上
記重合温度範囲でモノマー及び溶媒を液相に維持するに
充分な圧力の範囲で行えばよく、特に限定されるもので
はない。更に、重合系内は触媒及びリビングポリマーを
不活性化させるような不純物、例えば水、酸素、炭酸ガ
スなどが混入しないように留意する必要がある。本発明
において、前記重合終了時に2官能以上のカップリング
剤を必要量添加してカップリング反応を行うことができ
る。2官能カップリング剤としては公知のものいずれで
も良く、特に限定されない。例えば、ジメチルジクロロ
シラン、ジメチルジブロモシラン等のジハロゲン化合
物、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸フェニ
ル、フタル酸エステル類等の酸エステル類等が挙げられ
る。また、3官能以上の多官能カップリング剤としては
公知のものいずれでも良く、特に限定されない。
ポキシ化大豆油、ジグリシジルビスフェノールA等の多
価エポキシ化合物、一般式R4-nSiXn(ただし、Rは
炭素数1から20の炭化水素基、Xはハロゲン、nは3
または4)で示されるハロゲン化珪素化合物、例えばメ
チルシリルトリクロリド、tーブチルシリルトリクロリ
ド、四塩化珪素およびこれらの臭素化物等、一般式R
4-nSnXn(ただし、Rは炭素数1から20の炭化水素
基、Xはハロゲン、nは3または4)で示されるハロゲ
ン化錫化合物、例えばメチル錫トリクロリド、tーブチ
ル錫トリクロリド、四塩化錫等の多価ハロゲン化合物が
挙げられる。炭酸ジメチルや炭酸ジエチル等も使用でき
る。
少なくとも1つの重合体鎖に極性基含有原子団が結合し
た変性共重合体を使用することができる。極性基含有原
子団としては、例えば水酸基、カルボキシル基、カルボ
ニル基、チオカルボニル基、酸ハロゲン化物基、酸無水
物基、カルボン酸基、チオカルボン酸基、アルデヒド
基、チオアルデヒド基、カルボン酸エステル基、アミド
基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基が挙げられ
る。
ノ基、イミノ基、ニトリル基、ピリジル基、キノリン
基、エポキシ基、チオエポキシ基、スルフィド基、イソ
シアネート基、イソチオシアネート基、ハロゲン化ケイ
素基、シラノール基、アルコキシケイ素基、ハロゲン化
スズ基、アルコキシスズ基、フェニルスズ基等から選ば
れる極性基を少なくとも1種含有する原子団が挙げられ
る。変性共重合体は、共重合体の重合終了時にこれらの
極性基含有原子団を有する化合物を反応させることによ
り得られる。極性基含有原子団を有する化合物として
は、具体的には、特公平4-39495号公報に記載された変
性処理剤を使用できる。
とにより、本発明で使用する水添共重合体が得られる。
水添触媒としては、特に制限されず、従来から公知であ
る(1)Ni、Pt、Pd、Ru等の金属をカーボン、
シリカ、アルミナ、ケイソウ土等に担持させた担持型不
均一系水添触媒、(2)Ni、Co、Fe、Cr等の有
機酸塩又はアセチルアセトン塩などの遷移金属塩と有機
アルミニウム等の還元剤とを用いる、いわゆるチーグラ
ー型水添触媒、(3)Ti、Ru、Rh、Zr等の有機
金属化合物等のいわゆる有機金属錯体等の均一系水添触
媒が用いられる。
4号公報、特公昭43-6636号公報、特公昭63-4841号公
報、特公平1-37970号公報、特公平1-53851号公報、特公
平2-9041 号公報に記載された水添触媒を使用すること
ができる。好ましい水添触媒としてはチタノセン化合物
および/または還元性有機金属化合物との混合物が挙げ
られる。
09219号公報に記載された化合物がしようできる
が、具体例としては、ビスシクロペンタジエニルチタン
ジクロライド、モノペンタメチルシクロペンタジエニル
チタントリクロライド等の(置換)シクロペンタジエニ
ル骨格、インデニル骨格あるいはフルオレニル骨格を有
する配位子を少なくとも1つ以上もつ化合物があげられ
る。また、還元性有機金属化合物としては、有機リチウ
ム等の有機アルカリ金属化合物、有機マグネシウム化合
物、有機アルミニウム化合物、有機ホウ素化合物あるい
は有機亜鉛化合物等があげられる。
200℃、より好ましくは30〜150℃の温度範囲で
実施される。水添反応に使用される水素の圧力は0.1
から15MPa、好ましくは0.2から10MPa、更
に好ましくは0.3から5MPaが推奨される。また、
水添反応時間は通常3分〜10時間、好ましくは10分
〜5時間である。水添反応は、バッチプロセス、連続プ
ロセス、或いはそれらの組み合わせのいずれでも用いる
ことができる。
溶液は、必要に応じて触媒残査を除去し、水添共重合体
を溶液から分離することができる。溶媒の分離の方法と
しては、例えば水添後の反応液にアセトンまたはアルコ
ール等の水添共重合体に対する貧溶媒となる極性溶媒を
加えて重合体を沈澱させて回収する方法、反応液を撹拌
下熱湯中に投入し、スチームストリッピングにより溶媒
を除去して回収する方法、または直接重合体溶液を加熱
して溶媒を留去する方法等を挙げることができる。尚、
本発明の水添共重合体には、各種フェノール系安定剤、
リン系安定剤、イオウ系安定剤、アミン系安定剤等の安
定剤を添加することができる。
−不飽和カルボン酸又はその誘導体、例えばその無水
物、エステル化物、アミド化物、イミド化物で変性され
ていても良い。α、β−不飽和カルボン酸又はその誘導
体の具体例としては、無水マレイン酸、無水マレイン酸
イミド、アクリル酸又はそのエステル、メタアクリル酸
又はそのエステル、エンド−シス−ビシクロ〔2,2,1〕
−5−ヘプテン−2,3−ジカルボン酸又はその無水物など
が挙げられる。α、β−不飽和カルボン酸又はその誘導
体の付加量は、水添重合体100重量部当たり、一般に
0.01〜20重量部、好ましくは0.1〜10重量部
である。
性樹脂を組み合わせて使用することができる。成分
(2)として使用される熱可塑性樹脂は、特に制限はな
いが、スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリカーボ
ネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート等のポリエステル、ポリフェニレンエーテ
ル(PPE)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)等
の芳香族系樹脂、6・6ナイロン、6ナイロン等のポリ
アミド、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、エチレン酢酸
ビニル共重合体(EVA)等を挙げることができる。
ム強化ポリスチレン(ハイインパクトポリエステル)、
共役ジエン化合物とビニル芳香族化合物とのブロック共
重合樹脂及びその水素添加物、アクリロニトリル・スチ
レン共重合体(AS樹脂)、スチレン ・メタクリル酸
メチル共重合体(MS樹脂)等のスチレン・メタクリル
酸エステル共重合体、アクリロニトリル ・ブタジエン
・スチレン三元共重合体(ABS樹脂)、 ゴム強化M
S樹脂、無水マレイン酸・スチレン三元共重合体、無水
マレイン酸・アクリロニトリル・スチレン三元共重合
体、アクリロニトリル・α-メチルスチレン三 元共重合
体、メタクリロニトリル・スチレン共重合体、メタクリ
ル酸メチル・アクリロニトリル・スチレン三元 共重合
体等を挙げることができる。
(PE)、ポリプロピレン(PP)等のホモポリマー、
及びブテン、ヘキセン、オクテンと等のブロック、ラン
ダム共重合体、ポリメチルペンテン、ポリブテン-1、
プロピレン・ブテン-1共重合体、塩素化ポリオレフィ
ン、エチレン・メタクリル酸およびそのエステル共重合
体、スチレン・アクリル酸およびそのエステル共重合
体、エチレン・プロピレン共重合体(EPR)等を挙げ
ることができる。
クリレート(PMMA)、メタクリル酸メチル・メタク
リル酸共重合体等を例示することができる。これらの熱
可塑性樹脂は2種類以上混合して使用しても良い。また
本発明においては、水添共重合体にゴム状重合体を組み
合わせて使用することができる。成分(2)として使用
されるゴム状重合体は、特に制限はないが、ブタジエン
ゴム及びその水素添加物、スチレン−ブタジエンゴム及
びその水素添加物(但し本発明の水添共重合体とは異な
る)、イソプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン
ゴム及びその水素添加物、クロロプレンゴム、エチレン
−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴ
ム、エチレン−ブテン−ジエンゴム、エチレン−ブテン
ゴム、エチエン−ヘキセンゴム、エチレン−オクテンゴ
ム等のオレフィン系エラストマ−が挙げられる。
ゴム、シリコーンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エピ
クロルヒドリンゴム、α、β−不飽和ニトリル−アクリ
ル酸エステル−共役ジエン共重合ゴム、ウレタンゴム、
多硫化ゴム、スチレンーブタジエンブロック共重合体及
びその水素添加物、スチレン−イソプレンブロック共重
合体及びその水素添加物等のスチレン系エラストマ−、
天然ゴムなどが挙げられる。これらのゴム状重合体は、
官能基を付与した変性ゴムであっても良い。これらは単
独または複数を組み合わせて使用することができる。
リエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ABS、
PMMA、スチレン-ブタジエン-メチルメタクリレート
三元共重合体 (MBS)、スチレン-ブタジエンブロッ
ク共重合体(SBS),スチレン-イソプレンブロック
共重合体(SIS)、及びこれらの水素添加物、例えば
スチレン-エチレン-ブチレンブロックポリマー(SEB
S)、スチレン-エチレン-プロピレンブロックポリマー
(SEPS)、スチレン-ブタジエンラバ-(SBR)、
EPDM、ブチルゴム等を例示することができる。
状重合体の使用量は、成分(1)/成分(2)の重量比
率で、10/90〜100/0、好ましくは20/80
〜90/10、更に好ましくは30/70〜80/20
である。成分(2)の使用量が90重量部を超えると動
架橋水添共重合体等の柔軟性が劣るため好ましくない成
分(2)の熱可塑性樹脂及び/又はゴム状重合体は水添
共重合体と共に加硫剤の存在下に動的に加硫させても良
いし、 予め水添共重合体を動架橋させた後に成分
(2)を配合して用いても良い。
溶融状態で加硫剤が反応する温度条件下で混練させるこ
とにより分散と架橋を同時に起こさせる手法であり、
A.Y.Coranらの文献(Rub.Chem.an
d Technol.vol.53.141〜(198
0))に詳細に記されている。動的加硫時の混練機は通
常バンバリーミキサー、加圧式ニーダーのような密閉式
混練機、一軸や二軸押出機等を用いて行われる。混練温
度は通常130〜300℃、好ましくは150〜250
℃である。 混練時間は通常1〜30分である。動的加
硫の際の加硫剤としては通常有機過酸化物やフェノール
樹脂架橋剤が良く用いられる。
ミルペルオキシド、ジ-tert-ブチルペルオキ シ
ド、2,5-ジメチル-2,5-ジ-(tert-ブ チルペ
ルオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5 -ジ-
(tert-ブチルペルオキシ)ヘキシン-3、 1,3-
ビス(tert-ブチルペルオキシイソプロピ ル)ベン
ゼン、1,1-ビス(tert-ブチルペルオ キシ)-
3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、n- ブチル-
4,4-ビス(tert-ブチルペルオキシ) バレレー
ト、ベンゾイルペルオキシド、p-クロロベン ゾイルペ
ルオキシド、2,4-ジクロロベンゾイルペル オキシ
ド、tert-ブチルペルオキシベンゾエート、ter
t-ブチルペルベンゾエート、tert-ブチル ペルオ
キシイソプロピルカーボネート、ジアセチルペル オキ
シド、ラウロイルペルオキシド、tert-ブチル クミ
ルペルオキシドなどがあげられる。
の点で、2,5-ジメチル-2,5-ジ-(tert- ブ
チルペルオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2, 5-
ジ-(tert-ブチルペルオキシ)ヘキシン- 3、1,
3-ビス(tert-ブチルペルオキシイソプ ロピル)
ベンゼン、1,1-ビス(tert-ブチルペ ルオキ
シ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、 n-ブチ
ル-4,4-ビス(tert-ブチルペルオキ シ)バレレ
ート、ジ-ter-ブチ ルパーオキサイド等が好まし
い。
しては、硫黄、p-キノンジオキシム、p,p’-ジベン
ゾイルキノンジオキシム、N-メチル-N-4-ジニトロソ
アニリン、ニトロソベンゼン、ジフェニルグアニジン、
トリメチロールプロパン-N,N’-m-フェニレンジマ
レイミド等のペルオキシ架橋用助剤、ジビニルベンゼ
ン、トリアリルシアヌレート、エチレングリコールジメ
タクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレー
ト、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ト リ
メチロールプロパントリメタクリレート、アリルメタク
リレート等の多官能性メタクリレートモノマー、ビニ
ルブチラート、ビニルステアレート等の多官能性ビニル
モノマーなどを併用することができる。
は、水添共重合体或いは水添共重合体と熱可塑性樹脂及
び/又はゴム状重合体から構成される水添共重合体組成
物100重量部に対し0.01〜15重量部、好ましく
は0.04〜10重量部の割合で用いられる。本発明の
組成物には、本発明の目的を損なわない範囲内で必要に
応じて、軟化剤、耐熱安定剤、帯電防止剤、耐候安定
剤、老化防止剤、充填剤、着色剤、滑剤等の添加物を配
合することが出来る。製品の硬さや流動性の調節の為
に、必要に応じて配合することが出来る軟化剤として
は、具体的にはパラフィン系、ナフテン系、アロマ系プ
ロセスオイル、流動パラフィン等の鉱物油系軟化剤、ヒ
マシ油、アマニ油等種々のものが使われる。これらの軟
化剤は混練時に添加しても、水添共重合体の製造時に予
め該共重合体の中に含ませておいても良い(いわゆる油
展ゴム)。軟化剤の添加量は、水添共重合体100重量
部に対し通常0〜200重量部、好ましくは10〜15
0重量部、更に好ましくは20〜100重量部が好まし
い。
ルシウム、タルク、 クレー、珪酸カルシウム、炭酸マ
グネシウム、水酸化マグネシウム等が挙げられ、これら
の充填剤の添加量は、水添共重合体100重量部に対し
通常0〜200重量部、好ましくは10〜150重量
部、更に好ましくは20〜100重量部が好ましい。本
発明において、水添共重合体又は水添共重合体組成物を
加硫剤の存在下に動的に加硫してなる動架橋水添共重合
体又は動架橋水添共重合体組成物は、ゲル含量(ただ
し、無機充填材等の不溶物等の不溶成分はこれに含まな
い)が5〜80重量%、好ましくは10〜70重量%、
更に好ましくは20〜60重量%になるように加硫する
ことが推奨される。
体又は動架橋水添共重合体組成物(試料)1gを、沸騰
キシレンを用いてソックスレー抽出器で10時間リフラ
ックスし、残留物を80メッシュの金網でろ過し、メッ
シュ上に残留した不溶物乾燥重量(g)の試料1gに対
する割合(重量%)で表したものである。
的に説明する。尚、以下の実施例において、重合体の特
性や物性の測定は、次のようにして行った。 1.共重合体の特性 1)スチレン含有量 紫外分光光度計(島津製作所製、UV−2450)を用
いて測定した。 2)ポリスチレンブロック含量 水添前の重合体を用い、I.M.Kolthoff,etal.,J.
Polym.Sci.1,429(1946)に記載の方法で測
定した。 3)ビニル結合量及び水添率 核磁気共鳴装置(BRUKER社製、DPX−400)
を用いて測定した。
テトラヒドロフランを用い、測定条件は、温度35℃で
行った。分子量は、クロマトグラムのピークの分子量
を、市販の標準ポリスチレンの測定から求めた検量線
(標準ポリスチレンのピーク分子量を使用して作成)を
使用して求めた重量平均分子量である。尚、クロマトグ
ラム中にピークが複数有る場合の分子量は、各ピークの
分子量と各ピークの組成比(クロマトグラムのそれぞれ
のピークの面積比より求める)から求めた平均分子量を
いう。また,分子量分布は,得られた重量平均分子量と
数平均分子量の比である。
測定した。室温から30℃/分の昇温速度で150℃ま
で昇温し、その後10℃/分の降温速度で−100℃ま
で降温して結晶化カーブを測定して結晶化ピークの有無
を確認した。また、結晶化ピークがある場合、そのピー
クが出る温度を結晶化ピーク温度とし、結晶化ピーク熱
量を測定した。
施例において、水添反応に用いた水添触媒は、下記の方
法で調製した。窒素置換した反応容器に乾燥、精製した
シクロヘキサン1リットルを仕込み、ビス(η5−シク
ロペンタジエニル)チタニウムジクロリド100ミリモ
ルを添加し、十分に攪拌しながらトリメチルアルミニウ
ム200ミリモルを含むn−ヘキサン溶液を添加して、
室温にて約3日間反応させた。
ジャケット付き槽型反応器を2基使用して連続重合を行
った。1基目の反応器の底部から、ブタジエン濃度が2
4重量%のシクロヘキサン溶液を4.51L/hrの供
給速度で、スチレン濃度が24重量%のシクロヘキサン
溶液を5.97L/hrの供給速度で,またn−ブチル
リチウムをモノマ−100gに対して0.077gにな
るような濃度に調整したシクロヘキサン溶液を2.0L
/hrの供給速度で、更にN,N,N’,N’−テトラ
メチルエチレンジアミンのシクロヘキサン溶液をn−ブ
チルリチウム1モルに対して0.44モルになるような
供給速度でそれぞれ供給し、90℃で連続重合した。
器の底部付近の温度は約88℃、反応器の上部付近の温
度は約90℃であった。重合反応器における平均滞留時
間は、約45分であり、ブタジエンの転化率はほぼ10
0%,スチレンの転化率は99%であった。1基目から
出たポリマ−溶液を2基目の底部から供給,また同時
に,スチレン濃度が24重量%のシクロヘキサン溶液を
2.38L/hrの供給速度で2基目の底部に供給し,
90℃で連続重合した。2基目出口でのスチレンの転化
率は98%であった。
ころ,スチレン含有量は67重量%,ブロックスチレン
量が20重量%,ブタジエン部のビニル結合含量は、1
4重量%であった。スチレン含有量とブロックスチレン
量の分析値より、スチレンのブロック率は30%であっ
た。次に、連続重合で得られたポリマーに、上記水添触
媒をポリマー100重量部当たりTiとして100pp
m添加し、水素圧0.7MPa、温度65℃で水添反応を
行った。
分子量220,000万,分子量分布1.9,スチレン
含有量67重量%,ブロックスチレン量20重量%,ブ
タジエン部のビニル結合含量14重量%,水素添加率8
0%であった。スチレン含有量とブロックスチレン量の
分析値より、スチレンのブロック率は30%であった。
また、DSC法による結晶化温度及び結晶化ピーク熱量
の測定において、ポリマー1は−50〜100℃の温度
範囲において結晶化ピークが現れず、結晶化ピーク熱量
もゼロであった。
用した成分 水添共重合体以外の各成分を下記に示す。 ・ポリプロピレン樹脂: サンアロマーPC600S
(モンテルエスデイ―イサンライズ社製) ・ パラフィン系オイル: ダイアナプロセスオイルP
W−380(出光興産社製) ・ 炭酸カルシュウム:高級脂肪酸エステルで表面処理
した炭酸カルシュウム ・ 有機過酸化物:パーヘキサ2,5B(日本油脂社
製) ・ 加硫促進剤:ジビニルベンゼン ・ 酸化防止剤:イルガノックス1010(チバスペシ
ャルティーケミカルズ社製)
合体組成物の物性 1)硬さ JIS K6253に従い、デュロメータタイプAで1
0秒後の値を測定した。 2)引張強度、切断時伸び JIS K6251に従い、3号ダンベル、クロスヘッ
ドスピード500mm/分で測定した。
01型)を用い、成形シート表面(光沢鏡面)を、摩擦
布カナキン3号綿、荷重500gで100回摩擦し、摩
擦前後の光沢度変化を、光沢度計にて測定し、以下の基
準で判定した。 ◎;光沢度変化が0〜−5以内 ○; 〃 −5を越し−10以内 △; 〃 −10を越し−50以内 ×; 〃 −50を越したもの
01型)を用い、成形シート表面(皮シボ加工面)を、
摩擦布カナキン3号綿、荷重500gで摩擦し、摩擦後
の体積減少量によって、以下の基準で判定した。 ◎;摩擦回数10,000回後に、体積減少量が0.01ml以下 ○; 〃 0.01を越し0.05ml以下 △; 〃 0.05を越し0.10ml以下 ×; 〃 0.1mlを越したもの
使用し、70℃で2時間、50mm×50mm×2mm
厚さの試験片を浸漬し、浸漬前後の重量変化(%)を求
めた。
示した配合処方に従って各成分をヘンシェルミキサーで
混合し、30mm径の二軸押出機にて190〜230℃
の条件で溶融混練して動架橋する前の配合物を得る(第
一段目)。この配合物に加硫剤を添加し、30mm径の
二軸押出機にて190〜230℃の条件で溶融混練して
動加硫した動架橋水添共重合体組成物を得る(第二段
目)。得られた組成物を射出成形して諸物性を測定す
る。得られた組成物は、耐磨耗性、耐傷付き性、耐油性
に優れた組成物である。
水添共重合体組成物は、耐磨耗性、耐傷付き性、耐油性
に優れる。本発明の動架橋水添共重合体又は動架橋水添
共重合体組成物は、一般に使用される熱可塑性樹脂用成
形機で成形することが可能であり、シート、フィルム、
各種形状の射出成形品、中空成形品、圧空成形品、真空
成形品、押出成形品等の多様な成形品として活用でき
る。これらの成形品は、食品包装材料、医療用器具材
料、家電製品及びその部品、自動車部品・工業用品・日
用雑貨・玩具等の素材、履物用素材等に利用できる。
Claims (4)
- 【請求項1】 共役ジエンとビニル芳香族化合物からな
る共重合体が、下記(a)〜(f)を満たす水素添加物
(1)であり、 (a)ビニル芳香族化合物の含有量が50重量%を越
え、90重量%以下、 (b)共重合体中のビニル芳香族化合物重合体ブロック
の量が40重量%以下、 (c)重量平均分子量が5万〜100万、 (d)共重合体中の共役ジエン化合物に基づく二重結合
の10%以上が水添されている、 (f)示差走査熱量測定法(DSC法)において、−5
0〜100℃の温度範囲において結晶化ピークが実質的
に存在しない、 水添共重合体(1) 10〜100重量部 熱可塑性樹脂及び/又はゴム状重合体(2) 90〜0重量部 から構成される水添共重合体又は水添共重合体組成物
を、加硫剤の存在下に動的に架橋してなる動架橋水添共
重合体又は動架橋水添共重合体組成物。 - 【請求項2】 成分(1)の水添共重合体中のビニル芳
香族化合物重合体ブロックの量が、10重量%未満であ
る請求項1に記載の動架橋水添共重合体又は動架橋水添
共重合体組成物。 - 【請求項3】 成分(1)の水添共重合体中のビニル芳
香族化合物重合体ブロックの量が、10〜40重量%で
ある請求項1に記載の動架橋水添共重合体又は動架橋水
添共重合体組成物。 - 【請求項4】 成分(1)の水添共重合体が、下記一般
式から選ばれる少なくとも一つの構造を有する共重合体
の水素添加物である請求項1〜3のいずれかに記載の動
架橋水添共重合体又は動架橋水添共重合体組成物。 1 B 2 B−A 3 B−A−B 4 (B−A)m−X 5 (B−A)n−X−Ap (ここで、Bは共役ジエンとビニル芳香族化合物とのラ
ンダム共重合体ブロックであり、Aはビニル芳香族化合
物重合体ブロックである。mは2以上の整数であり、n
及びpは1以上の整数である。Xはカップリング剤残基
を示す。)
Priority Applications (1)
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US20090312449A1 (en) * | 2006-02-13 | 2009-12-17 | Shigeru Sasaki | Hydrogenated block copolymer, resin composition comprising the hydrogenated block copolymer, and crosslinked product and crosslinked foamed product thereof |
CN103865224A (zh) * | 2014-04-03 | 2014-06-18 | 沃特威(广州)电子科技有限公司 | 一种tpe材料加工玩具的加工工艺 |
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2002
- 2002-03-25 JP JP2002083952A patent/JP4248185B2/ja not_active Expired - Fee Related
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