JP2009052015A - 熱可塑性エラストマ樹脂組成物および成形体 - Google Patents
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Abstract
【課題】
柔軟で弾力性に富み、成形加工性に優れるポリエステルエラストマの特徴を保持しつつ、製造時の二酸化炭素排出量を低減可能な環境低負荷熱可塑性エラストマ樹脂組成物およびそれからなる成形品を提供するものである。
【解決手段】
ポリエステルブロック共重合体(A)35〜85重量%と、グラフト共重合体組成物(B)5〜45重量%と、脂肪族ポリエステル(C)10〜55重量%とを、(A)+(B)の合計量が90〜45重量%であり、(A)+(B)+(C)の合計量が100重量%となるように配合した熱可塑性エラストマ樹脂組成物。
【選択図】なし
柔軟で弾力性に富み、成形加工性に優れるポリエステルエラストマの特徴を保持しつつ、製造時の二酸化炭素排出量を低減可能な環境低負荷熱可塑性エラストマ樹脂組成物およびそれからなる成形品を提供するものである。
【解決手段】
ポリエステルブロック共重合体(A)35〜85重量%と、グラフト共重合体組成物(B)5〜45重量%と、脂肪族ポリエステル(C)10〜55重量%とを、(A)+(B)の合計量が90〜45重量%であり、(A)+(B)+(C)の合計量が100重量%となるように配合した熱可塑性エラストマ樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、柔軟で弾性に富み、成形加工性に優れると共に、製造時の二酸化炭素排出量を低減可能な環境低負荷の熱可塑性エラストマ樹脂組成物および成形体に関する。
結晶性芳香族ポリエステル単位をハードセグメントとし、ポリ(アルキレンオキシド)グリコールのような脂肪族ポリエーテル単位及び/又はポリラクトンのような脂肪族ポリエステル単位をソフトセグメントとするポリエステルブロック共重合体は、強度、耐衝撃性、弾性回復性、柔軟性などの機械的性質や、低温、高温特性に優れ、さらに熱可塑性で成形加工が容易であることから、自動車、電気・電子部品、消費材などの分野に広く使用されている。しかしながらポリエステルブロック共重合体は石油資源を原料としており、製造時の待機への二酸化炭素排出や廃棄時の環境負荷が近年問題視されており、比石油資源を含有する材料が環境低負荷材料として求められている。
そこで最近、地球環境保全の検知から土中、水中に存在する微生物の作用により自然環境下で分解される生分解性ポリマーが注目され、様々な生分解性ポリマーが開発されている。これらのうち溶融成形が可能な生分解性ポリマーとして、例えば、ポリヒドロキシブチレート、ポリカプロラクトン、コハク酸やアジピン酸などの脂肪族ジカルボン酸成分とエチレングリコールやブタンジオールなどのグリコール成分とからなるポリエチレンサクシネートやポリブチレンアジペート、ポリ乳酸などの脂肪族ポリエステルが知られている。脂肪族ポリエステルの中でも、ポリ乳酸は比較的コストが安く、融点もおよそ170℃と高く、溶融成形可能な生分解性ポリマーとして期待されている。しかし、その一方で、耐衝撃性や柔軟性が低いなどの物性的な欠点を有しておりその改良が望まれている。
そこで環境低負荷材料として、ポリ乳酸とポリスチレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂とを混合する方法(特許文献1)が開示されている。本法で混合した場合、環境低負荷材料とはなるものの、いずれも汎用樹脂として用いるには機械特性が不十分である。
また、類似した樹脂組成物としては、脂肪族ポリエステルと多層構造重合体とを含有する脂肪族ポリエステル樹脂組成物(特許文献2)、およびポリ乳酸系樹脂とゴム質重合体にビニル系単量体をグラフト重合して得られるグラフト共重合体からなる樹脂組成物(特許文献3)が開示されており、さらに、スチレン系樹脂と不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体などをグラフト重合したグラフト重合体と脂肪族ポリエステルを配合したスチレン系樹脂組成物(特許文献4)が、脂肪族ポリエステルとアクリリル系ゴムおよび/またはシリコーンアクリル系ゴムに、アクリル酸アクリルエステルおよび/または芳香族ビニル単量体を含有するビニル系単量体がグラフトされたグラフト共重合体を含有する脂肪族ポリエステル樹脂組成物(特許文献5)が、脂肪族ポリエステルとカルボキシル基含有重合体を含むポリブタジエンンゴム系グラフト共重合体とを含有する脂肪族ポリエステル樹脂組成物(特許文献6)等が、それぞれ開示されているが、いずれの樹脂組成物も、汎用樹脂として用いるには低温での衝撃強度改良効果が不十分である。
特表平6−504799号公報
特開2003−286396号公報
特開2004−285258号公報
特開2007−63540号公報
特開2006−56987号公報
特開2006−56988号公報
本発明の課題は、上述した従来技術における問題点を解決し、柔軟で弾力性に富み、成形加工性に優れるポリエステルエラストマの特徴を保持しつつ、製造時の二酸化炭素排出量を低減可能な環境低負荷熱可塑性エラストマ樹脂組成物およびそれからなる成形品を提供しようとするものである。
本発明は、上記課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明の熱可塑性エラストマ樹脂組成物は、主として結晶性芳香族ポリエステル単位からなる高融点結晶性重合体セグメント(a1)と、主として脂肪族ポリエーテル単位及び/又は脂肪族ポリエステル単位からなる低融点重合体セグメント(a2)とを主たる構成成分とするポリエステルブロック共重合体(A)35〜85重量%と、グラフト共重合体またはグラフト共重合体組成物(B)5〜45重量%と、脂肪族ポリエステル(C)10〜55重量%とを、(A)+(B)の合計量が90〜45重量%であり、(A)+(B)+(C)の合計量が100重量%となるように配合した熱可塑性エラストマ樹脂組成物であって、前記グラフト共重合体またはグラフト共重合体組成物(B)が、ゴム質重合体(b1)40〜85重量部の存在下に、芳香族ビニル単量体(b2)、シアン化ビニル単量体(b3)、α,β−不飽和カルボン酸を有するビニル系単量体(b4)からなる単量体混合物15〜60重量部をグラフト共重合してなるグラフト共重合体または該グラフト共重合体と残りの単量体が共重合して構成されたものであり、かつ、前記単量体混合物が、芳香族ビニル単量体(b2)50〜90wt%、シアン化ビニル単量体(b3)9〜50wt%、およびα,β−不飽和カルボン酸を有するビニル系単量体(b4)0.1〜20wt%とからなる混合物であることを特徴とするものである。
また、本発明の成形体は、かかる熱可塑性エラストマ樹脂組成物からなることを特徴とするものである。
本発明によれば、柔軟で弾性に富み成形加工性に優れたポリエステルエラストマの特徴を保持しつつ、かつ、優れた成形加工性を有する環境低負荷の熱可塑性エラストマ樹脂組成物を提供することができるので、かかる優れた特性を活かして、自動車、電子・電気機器、精密機器、さらには一般消費材用途の各種成形品などに有用であり、製造時の二酸化炭素排出量を低減可能な環境低負荷熱可塑性エラストマ樹脂組成物として適用することができる。
本発明者らは、前記課題、つまり柔軟で弾力性に富み、成形加工性に優れるポリエステルエラストマーの特徴を保持しつつ、製造時の二酸化炭素排出量を低減可能な環境低負荷熱可塑性エラストマ樹脂組成物について、鋭意検討したところ、ポリエステルブロック共重合体、ゴム質重合体、脂肪族ポリエステルを特定の割合で配合して樹脂組成物を構成してみたところ、上記課題をみごとに解決することができることを究明したものである。
以下、本発明について詳述する。
本発明に用いられるポリエステルブロック共重合体(A)の高融点結晶性重合体セグメント(a1)は、主として芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体と、ジオールまたはそのエステル形成性誘導体から形成されるポリエステルである。
前記芳香族ジカルボン酸の具体例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、ナフタレン−2,7−ジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、ジフェニル−4,4' −ジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、4,4' −ジフェニルエーテルジカルボン酸、5−スルホイソフタル酸、および3−スルホイソフタル酸ナトリウムなどが挙げられる。本発明においては、前記芳香族ジカルボン酸を主として用いるが、必要によっては、この芳香族ジカルボン酸の一部を、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、シクロペンタンジカルボン酸、4,4' −ジシクロヘキシルジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸や、アジピン酸、コハク酸、シュウ酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、およびダイマー酸などの脂肪族ジカルボン酸に置換してもよい。さらにジカルボン酸のエステル形成性誘導体、たとえば低級アルキルエステル、アリールエステル、炭酸エステル、および酸ハロゲン化物などももちろん同等に用い得る。
次ぎに、前記ジオールの具体例としては、分子量400以下のジオール、例えば1,4−ブタンジオール、エチレングリコール、トリメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、デカメチレングリコールなどの脂肪族ジオール、1,1−シクロヘキサンジメタノール、1,4−ジシクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノールなどの脂環族ジオール、およびキシリレングリコール、ビス(p−ヒドロキシ)ジフェニル、ビス(p−ヒドロキシ)ジフェニルプロパン、2,2' −ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロパン、ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]スルホン、1,1−ビス[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]シクロヘキサン、4,4' −ジヒドロキシ−p−ターフェニル、および4,4' −ジヒドロキシ−p−クオーターフェニルなどの芳香族ジオールが好ましく、かかるジオールは、エステル形成性誘導体、例えばアセチル体、アルカリ金属塩などの形でも用い得る。
これらのジカルボン酸、その誘導体、ジオール成分およびその誘導体は、2種以上併用してもよい。
かかる高融点結晶性重合体セグメント(a1)の好ましい例は、テレフタル酸および/またはジメチルテレフタレートと1,4−ブタンジオールから誘導されるポリブチレンテレフタレート単位である。また、テレフタル酸および/またはジメチルテレフタレートから誘導されるポリブチレンテレフタレート単位と、イソフタル酸および/またはジメチルイソフタレートと1,4−ブタンジオールから誘導されるポリブチレンイソフタレート単位からなるものも好ましく用いられる。
本発明に用いられるポリエステルブロック共重合体(A)の低融点重合体セグメント(a2)は、脂肪族ポリエーテルである。
かかる脂肪族ポリエーテルの具体例としては、ポリ(エチレンオキシド)グリコール、ポリ(プロピレンオキシド)グリコール、ポリ(トリメチレンオキシド)グリコール、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリ(ヘキサメチレンオキシド)グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体、ポリ(プロピレンオキシド)グリコールのエチレンオキシド付加物、およびエチレンオキシドとテトラヒドロフランの共重合体などが挙げられる。これらのなかでも、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコールおよび/またはポリ(プロピレンオキシド)グリコールのエチレンオキシド付加物および/またはエチレンオキシドとテトラヒドロフランの共重合体が好ましく用いられる。
本発明に用いられるポリエステルブロック共重合体(A)の低融点重合体セグメント(a2)の共重合量は、通常、10〜90重量%、好ましくは15〜50重量%、さらに好ましくは15〜35重量%である。
本発明に用いられるポリエステルブロック共重合体(A)は、公知の方法で製造することができる。その具体例としては、例えば、ジカルボン酸の低級アルコールジエステル、過剰量の低分子量グリコールおよび低融点重合体セグメント成分を触媒の存在下エステル交換反応せしめ、得られる反応生成物を重縮合する方法、およびジカルボン酸と過剰量のグリコールおよび低融点重合体セグメント成分を触媒の存在下エステル化反応せしめ、得られる反応生成物を重縮合する方法などのいずれの方法をとってもよい。
本発明に用いられるグラフト共重合体またはグラフト共重合体組成物(B)とは、
ゴム質重合体(b1)40〜85重量部の存在下に、芳香族ビニル単量体(b2)、シアン化ビニル単量体(b3)および、α,β−不飽和カルボン酸を有するビニル系単量体(b4)からなる単量体混合物15〜60重量部の全量をグラフト共重合してなるグラフト共重合体または該グラフト共重合体と残りの単量体が共重合した共重合体とからなるものである。この場合、前記単量体混合物の混合割合は、芳香族ビニル単量体(b2)50〜90wt%、シアン化ビニル単量体(b3)9〜50wt%、および、α,β−不飽和カルボン酸を有するビニル系単量体(b4)0.1〜20wt%の合計が100wt%となるように構成することが重要である。
ゴム質重合体(b1)40〜85重量部の存在下に、芳香族ビニル単量体(b2)、シアン化ビニル単量体(b3)および、α,β−不飽和カルボン酸を有するビニル系単量体(b4)からなる単量体混合物15〜60重量部の全量をグラフト共重合してなるグラフト共重合体または該グラフト共重合体と残りの単量体が共重合した共重合体とからなるものである。この場合、前記単量体混合物の混合割合は、芳香族ビニル単量体(b2)50〜90wt%、シアン化ビニル単量体(b3)9〜50wt%、および、α,β−不飽和カルボン酸を有するビニル系単量体(b4)0.1〜20wt%の合計が100wt%となるように構成することが重要である。
この場合、α,β−不飽和カルボン酸を有するビニル系単量体は、全量をグラフト共重合することも可能であるし、グラフト共重合体と残りの単量体が共重合した共重合体とに分割して共重合することも可能であるし、全量を残りの単量体が共重合した共重合体に共重合することも可能である。
本発明で最も重要なことは、グラフト共重合体またはグラフト共重合体組成物(B)において、芳香族ビニル単量体、シアン化ビニル単量体およびα,β−不飽和カルボン酸を有するビニル系単量体を必須とする単量体混合物をゴム質重合体にグラフト共重合したグラフト共重合体を用いることである。
かかるゴム質重合体としては、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体等のジエン系重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−非共役ジエン系共重合体等のエチレン−プロピレン系共重合体、アクリル酸エステル系共重合体、塩素化ポリエチレン等が挙げられ、これらは1種または2種以上併用することができる。中でも成形加工性やポリエステルブロック共重合体との分散性が良好な点で、ジエン系重合体が好ましく使用される。
また、前記芳香族ビニル単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレンなどを挙げることができる。中でもスチレンおよび/またはα−メチルスチレンが好ましく用いられる。
次ぎに、前記シアン化ビニル単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどを挙げることができるが、中でもアクリロニトリルが好ましい。
最後に、該α,β−不飽和カルボン酸を有するビニル系単量体とは、1分子中にラジカル重合可能なビニル基とα,β−不飽和カルボン酸の両者を共有する化合物であり、具体例としてはアクリル酸、メタクリル酸などが挙げられ、これらは2種以上を組み合わせて使用することもできる。
また、本発明の熱可塑性エラストマ樹脂組成物の性能を損なわない範囲で他の共重合可能な単量体をグラフト共重合することが可能である。かかる他の単量体としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル等のα,β−不飽和カルボン酸エステル類や、無水マレイン酸、無水イタコン酸等のα,β−不飽和ジカルボン酸無水物類、N−フェニルマレイミド、N−メチルマレイミド、N−t−ブチルマレイミドなどのα,β−不飽和カルボン酸のイミド化合物類等が挙げられる。
本発明で用いるグラフト共重合体またはグラフト共重合体組成物は、ゴム質重合体40〜85重量部に対し、芳香族ビニル単量体、シアン化ビニル単量体、およびα,β−不飽和カルボン酸を有するビニル系単量体からなる単量体混合物15〜60重量部をグラフト重合することにより得られる。この場合、ゴム質重合体が85重量部を越えると、グラフト率の相対的低下により良好な機械物性が得られず、さらに該ゴム質重合体が40重量部未満でも、85重量部を越えても、いずれの場合も、ポリエステルブロック共重合体との相溶性が低下する傾向となるため好ましくない。
また、前記単量体混合物中の芳香族ビニル単量体、シアン化ビニル単量体、およびα,β−不飽和カルボン酸を有するビニル系単量体の各組成比は、芳香族ビニル単量体が50〜90wt%、好ましくは55〜85wt%、特に好ましくは57〜82wt%、シアン化ビニル単量体が9〜50wt%、好ましくは15〜45wt%、特に好ましくは18〜43wt%、さらに、α,β−不飽和カルボン酸を有するビニル系単量体が0.1〜20wt%、好ましくは0.2〜10wt%、特に好ましくは0.5〜8wt%の範囲で用いられることが重要である。 すなわち、かかる芳香族ビニル単量体が90wt%を越えた場合、およびシアン化ビニル単量体が9wt%未満の場合は、得られる組成物の耐衝撃性が低いため好ましくない。また該芳香族ビニル単量体が50wt%未満の場合、およびシアン化ビニル単量体が50wt%を越えた場合は、得られる組成物の成形加工性が劣るため実用的でない。さらにα,β−不飽和カルボン酸を有するビニル系単量体が0.1wt%未満では、得られる組成物の機械的強度が低く、逆に20wt%を越えると、グラフト重合時に架橋反応を起こし易く、一定品質のものを得ることが困難となり実用的でない。
また、これらと共重合可能な他の系単量体は50重量%以下で用いることが好ましい。
本発明で用いるグラフト共重合体またはグラフト共重合体組成物(B)のゴム質重合体に対するグラフト率は、好ましくは25重量%以上、より好ましくは30重量%以上、特に好ましくは35重量%以上であるのがよい。すなわち、グラフト率が25%未満であると、溶融混練時にゴム質重合体同士が凝集して得られる熱可塑性エラストマ樹脂組成物の機械特性を損う。
グラフト共重合体またはグラフト共重合体組成物の製造方法に関しては特に制限はなく、塊状重合、溶液重合、塊状懸濁重合、懸濁重合、乳化重合等通常の方法が用いられる。単量体の仕込み方法に関しても特に制限はなく、初期に一括添加してもよく、また共重合体の組成分布の生成を防止するために仕込量の一部または全部を連続仕込みまたは分割仕込みしながら重合しても良い。また、別々にグラフト共重合した樹脂をブレンドすることによって上記組成物を得ることも可能である。
また、前記グラフト共重合体またはグラフト共重合体組成物(B)を構成するシアン化ビニル単量体の具体例としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどを挙げることができるが、中でもアクリロニトリルが好ましい。また、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−フェニルマレイミドなどのビニル系単量体を利用することもできる。
また、前記α,β−不飽和カルボン酸を有するビニル系単量体の具体例としては、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、イタコン酸グリシジル等のα,β−不飽和カルボン酸エステル類、無水マレイン酸、無水イタコン酸等のα,β−不飽和ジカルボン酸無水物類、N−フェニルマレイミド、N−メチルマレイミド、N−t−ブチルマレイミドなどのα,β−不飽和カルボン酸のイミド化合物類等が挙げられる。
本発明の脂肪族ポリエステル(C)としては、特に制限させるものではなく、脂肪族ヒドロキシカルボン酸を主たる構成成分とする重合体、脂肪族多価カルボン酸と脂肪族多価アルコールを主たる構成成分とする重合体などが挙げられる。これらの脂肪族ポリエステル(C)の具体例としては、まず、脂肪族ヒドロキシカルボン酸を主たる構成成分とする重合体としては、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリ3−ヒドロキシ酪酸、ポリ4―ヒドロキシ酪酸、ポリ4−ヒドロキシ吉草酸、ポリ3−ヒドロキシヘキサン酸またはポリカプロラクトンなどが挙げられ、次ぎに、脂肪族多価カルボン酸と脂肪族多価アルコールを主たる構成成分とする重合体としては、ポリエチレンアジペート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンアジペートまたはポリブチレンサクシネートなどが挙げられる。これらの脂肪族ポリエステルは、単独ないし2種以上を用いることができる。これらの脂肪族ポリエステルの中でも、ヒドロキシカルボン酸を主たる構成成分とする重合体が好ましく、特にポリ乳酸が好ましく使用される。
かかるポリ乳酸としては、L−乳酸および/またはD−乳酸を主たる構成成分とする重合体であるが、本発明の目的を損なわない範囲で、乳酸以外の他の共重合体成分を含んでいてもよい。かかる他の共重合体成分としては、例えば多価カルボン酸、多価アルコール、ヒドロキシカルボン酸、ラクトンなどが挙げられ、具体的にはシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、フマル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、5−テトラブチルホスホニウムスルホイソフタル酸などの多価カルボン酸類や、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘプタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ビスフェノールA、ビスフェノールにエイレンオキシドを付加反応させた芳香族多価アルコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどの多価アルコール類、グリコール酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ吉草酸、6−ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシ安息香酸などのヒドロキシカルボン酸類、グリコリド、ε−カプロラクトングリコリド、ε−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、δ−ブチロラクトン、β−またはγ−ブチロラクトン、ピバロラクトン、δ−バレロラクトンなどのラクトン類などを使用することができる。これらの共重合成分は、単独ないし2種以上を用いることができる。
かかるポリ乳酸で高い耐熱性を得るためには、乳酸成分の光学純度が高い方が好ましく、総乳酸成分の内、L体あるいはD体が、好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上、特に好ましくは95モル%以上含まれることが耐熱性の上からよい。
かかる脂肪族ポリエステル(C)の製造方法としては、既知の重合方法を用いることができ、特にポリ乳酸については乳酸からの直接重合法、ラクチドを介する開環重合法などを採用することができる。
かかる脂肪族ポリエステル(C)の分子量や分子量分布は、実質的に成形加工が可能であれば特に限定されるものではなく、重量平均分子量としては好ましくは1万以上、より好ましくは4万以上、特に好ましくは8万以上であるのが良い。ここで言う重量平均分子量とは溶媒としてヘキサフルオロイソプロパノールを用いたいゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリメタクリル酸メチル(PMMA)換算の重量平均分子量である。
かかる脂肪族ポリエステル(C)の融点は特に限定されるものではなく90℃以上であることが好ましく、さらに150℃以上であることが好ましい。
本発明の熱可塑性エラストマ樹脂組成物は、上述のポリエステルブロック共重合体(A)35〜85重量%、好ましくは40〜75重量%、ゴム質重合体(B)5〜45重量%、好ましくは5〜30重量%、脂肪族ポリエステル(C)10〜55重量%、好ましくは20〜50重量%であり、(A)+(B)の合計量が90〜45重量%、好ましくは80〜50重量%であり、(A)+(B)+(C)の合計量が100重量%の範囲となるように構成することで、優れた柔軟性、機械物性、低温特性、成形加工性を得ることができる。また、環境低負荷の熱可塑性エラストマ樹脂組成物を得る目的から、脂肪族ポリエステル(C)は、得られる組成物の物性等を損なわない範囲でより多くすることが好ましいが、55重量%を越えると柔軟性、低温特性が劣る。
ポリエステルブロック共重合体(A)、ゴム質重合体(B)、脂肪族ポリエステル(C)の混合方法には制限がなく、(A)と(B)と(C)の一括混合、いずれかを溶融した後に残る成分を混合する方法が挙げられ、混練方法としてはバンバリーミキサー、押出機等の公知の方法を採用することができる。
さらに、本発明の熱可塑性エラストマ樹脂組成物には、目的を損なわない範囲で必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、滑剤、染料、顔料、可塑剤、難燃剤、離型剤、ガラス繊維、金属繊維、炭素繊維、金属フレーク等の添加剤や補強剤を添加することができる。
本発明の熱可塑性エラストマ樹脂組成物からなる成形体を得る方法としては特に制限が無く、一般的な熱可塑性樹脂で溶融成形される方法を使用することができ、例えば射出成形、押出成形、ブロー成形などが挙げられる。また、表面処理としても一般的なメッキ、蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング、塗装などを施すことが可能である。
以下に実施例によって本発明の効果を説明する。なお、実施例中の%および部とは、ことわりのない場合すべて重量基準である。また、例中に示される物性は次のように測定した。
[グラフト率]
ゴム質重合体の所定量M(g)にアセトンを加え、4時間還流した。この溶液を9000rpmで30分間遠心分離後、不溶分を濾過した。この不溶分を60℃で5時間減圧乾燥し、重量N(g)を測定し、グラフト率を次式で算出した。
グラフト率=100×(N−M×L)/(M×L)
ここで、Lはゴム質重合体中のゴムの含有率を表す。
ゴム質重合体の所定量M(g)にアセトンを加え、4時間還流した。この溶液を9000rpmで30分間遠心分離後、不溶分を濾過した。この不溶分を60℃で5時間減圧乾燥し、重量N(g)を測定し、グラフト率を次式で算出した。
グラフト率=100×(N−M×L)/(M×L)
ここで、Lはゴム質重合体中のゴムの含有率を表す。
[硬度(デュロメーターD)]
ASTM D−2240にしたがって測定した。
ASTM D−2240にしたがって測定した。
[機械的特性]
JIS K7113にしたがって、引張破断強度と引張破断伸度を測定した。
JIS K7113にしたがって、引張破断強度と引張破断伸度を測定した。
[低温特性]
−40℃の環境下でJIS K7113にしたがって、引張破断強度と引張破断伸度を測定した。
−40℃の環境下でJIS K7113にしたがって、引張破断強度と引張破断伸度を測定した。
[参考例]
[ポリエステルブロック共重合体(A−1)の製造]
テレフタル酸50.5部、1,4−ブタンジオール43.8部および数平均分子量約1400のポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール35.4部を、チタンテトラブトキシド0.04部とモノ−n−ブチル−モノヒドロキシスズオキサイド0.02部を共にヘリカルリボン型攪拌翼を備えた反応容器に仕込み、190〜225℃で3時間加熱し、反応水を系外に流出させながらエステル化反応を行った。反応混合物にテトラ−n−ブチルチタネート0.2部を追添加し、”イルガノックス”1098(チバガイギー社製ヒンダードフェノール系酸化防止剤)0.05部を添加した後、245℃に昇温し、次いで、50分かけて系内の圧力を27Paの減圧とし、その条件下で1時間50分重合を行った。得られたポリマを水中にストランド状で吐出し、カッティングによりペレットとした。
[ポリエステルブロック共重合体(A−1)の製造]
テレフタル酸50.5部、1,4−ブタンジオール43.8部および数平均分子量約1400のポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール35.4部を、チタンテトラブトキシド0.04部とモノ−n−ブチル−モノヒドロキシスズオキサイド0.02部を共にヘリカルリボン型攪拌翼を備えた反応容器に仕込み、190〜225℃で3時間加熱し、反応水を系外に流出させながらエステル化反応を行った。反応混合物にテトラ−n−ブチルチタネート0.2部を追添加し、”イルガノックス”1098(チバガイギー社製ヒンダードフェノール系酸化防止剤)0.05部を添加した後、245℃に昇温し、次いで、50分かけて系内の圧力を27Paの減圧とし、その条件下で1時間50分重合を行った。得られたポリマを水中にストランド状で吐出し、カッティングによりペレットとした。
[ポリエステルブロック共重合体(A−2)の製造]
テレフタル酸59.3部、1,4−ブタンジオール51.4部および数平均分子量約1400のポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール22.9部を、チタンテトラブトキシド0.04部とモノ−n−ブチル−モノヒドロキシスズオキサイド0.02部を共にヘリカルリボン型攪拌翼を備えた反応容器に仕込み、190〜225℃で3時間加熱し、反応水を系外に流出させながらエステル化反応を行った。反応混合物にテトラ−n−ブチルチタネート0.15部を追添加し、”イルガノックス”1098(チバガイギー社製ヒンダードフェノール系酸化防止剤)0.05部を添加した後、245℃に昇温し、次いで、50分かけて系内の圧力を27Paの減圧とし、その条件下で1時間50分重合を行った。得られたポリマを水中にストランド状で吐出し、カッティングによりペレットとした。
テレフタル酸59.3部、1,4−ブタンジオール51.4部および数平均分子量約1400のポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール22.9部を、チタンテトラブトキシド0.04部とモノ−n−ブチル−モノヒドロキシスズオキサイド0.02部を共にヘリカルリボン型攪拌翼を備えた反応容器に仕込み、190〜225℃で3時間加熱し、反応水を系外に流出させながらエステル化反応を行った。反応混合物にテトラ−n−ブチルチタネート0.15部を追添加し、”イルガノックス”1098(チバガイギー社製ヒンダードフェノール系酸化防止剤)0.05部を添加した後、245℃に昇温し、次いで、50分かけて系内の圧力を27Paの減圧とし、その条件下で1時間50分重合を行った。得られたポリマを水中にストランド状で吐出し、カッティングによりペレットとした。
[グラフト共重合体またはグラフト共重合体組成物(B−1)の製造]
ポリブタジエンラテックス(ゴム粒子径0.25μm、ゲル含有率80%)45重量部(固形分換算)の存在下で、スチレン70%、アクリルニトリル20%、メタクリル酸10%からなる単量体混合物55重量部を4時間にわたって連続滴下して乳化重合した。得られた重合体は硫酸マグネシウムで凝固し、苛性ソーダで中和、洗浄、濾過、乾燥してパウダー状のゴム質重合体を得た。本ゴム質重合体のグラフト率は38重量%であった。
ポリブタジエンラテックス(ゴム粒子径0.25μm、ゲル含有率80%)45重量部(固形分換算)の存在下で、スチレン70%、アクリルニトリル20%、メタクリル酸10%からなる単量体混合物55重量部を4時間にわたって連続滴下して乳化重合した。得られた重合体は硫酸マグネシウムで凝固し、苛性ソーダで中和、洗浄、濾過、乾燥してパウダー状のゴム質重合体を得た。本ゴム質重合体のグラフト率は38重量%であった。
[グラフト共重合体またはグラフト共重合体組成物(B−2)の製造]
ポリブタジエンラテックス(ゴム粒子径0.25μm、ゲル含有率80%)60重量部(固形分換算)の存在下で、スチレン70%、アクリルニトリル20%、メタクリル酸10%からなる単量体混合物40重量部を4時間にわたって連続滴下して乳化重合した。得られたグラフト共重合体は硫酸マグネシウムで凝固し、苛性ソーダで中和、洗浄、濾過、乾燥してパウダー状のゴム質重合体を得た。本ゴム質重合体のグラフト率は36重量%であった。
ポリブタジエンラテックス(ゴム粒子径0.25μm、ゲル含有率80%)60重量部(固形分換算)の存在下で、スチレン70%、アクリルニトリル20%、メタクリル酸10%からなる単量体混合物40重量部を4時間にわたって連続滴下して乳化重合した。得られたグラフト共重合体は硫酸マグネシウムで凝固し、苛性ソーダで中和、洗浄、濾過、乾燥してパウダー状のゴム質重合体を得た。本ゴム質重合体のグラフト率は36重量%であった。
[グラフト共重合体またはグラフト共重合体組成物(B−3)の製造]
ポリブタジエンラテックス(ゴム粒子径0.25μm、ゲル含有率80%)60重量部(固形分換算)の存在下で、スチレン70%、アクリルニトリル30%からなる単量体混合物40重量部を4時間にわたって連続滴下して乳化重合した。得られた重合体は硫酸マグネシウムで凝固し、苛性ソーダで中和、洗浄、濾過、乾燥してパウダー状のゴム質重合体を得た。本ゴム質重合体のグラフト率は39重量%であった。
ポリブタジエンラテックス(ゴム粒子径0.25μm、ゲル含有率80%)60重量部(固形分換算)の存在下で、スチレン70%、アクリルニトリル30%からなる単量体混合物40重量部を4時間にわたって連続滴下して乳化重合した。得られた重合体は硫酸マグネシウムで凝固し、苛性ソーダで中和、洗浄、濾過、乾燥してパウダー状のゴム質重合体を得た。本ゴム質重合体のグラフト率は39重量%であった。
[ゴム質重合体(B−4)]
住友化学工業製“ボンドファースト7M”(エチレン/メタクチル酸グリシジル/アクリル酸メチル共重合体)
住友化学工業製“ボンドファースト7M”(エチレン/メタクチル酸グリシジル/アクリル酸メチル共重合体)
[ゴム質重合体(B−5)]
三井・デュポンポリケミカル製“エバフレックスA709”(エチレン/エチルアクリレート共重合体)
三井・デュポンポリケミカル製“エバフレックスA709”(エチレン/エチルアクリレート共重合体)
[脂肪族ポリエステル(C)]
重量平均分子量20万、D−乳酸単位1%、融点175℃のポリ−L−乳酸
[実施例1〜7]および[比較例1〜7]
参考例で得られたポリエステルブロック共重合体(A−1)、(A−2)、ゴム質重合体(B−1)、(B−2)、(B−3)、(B−4)、(B−5)、脂肪族ポリエステル(C)を、表1に示す配合比率(重量%)でV−ブレンダーを用いて混合し、直径45mmで3条ネジタイプのスクリューを有する2軸押出機を用いて230℃で溶融混練した後、ペレット化した。
重量平均分子量20万、D−乳酸単位1%、融点175℃のポリ−L−乳酸
[実施例1〜7]および[比較例1〜7]
参考例で得られたポリエステルブロック共重合体(A−1)、(A−2)、ゴム質重合体(B−1)、(B−2)、(B−3)、(B−4)、(B−5)、脂肪族ポリエステル(C)を、表1に示す配合比率(重量%)でV−ブレンダーを用いて混合し、直径45mmで3条ネジタイプのスクリューを有する2軸押出機を用いて230℃で溶融混練した後、ペレット化した。
得られたペレットを80℃で5時間乾燥後、230℃に設定したインラインスクリュー型射出成形機を用いて、50℃の金型温度(金型キャビティ表面)において、JIS2号ダンベル試験片と縦120mm×横70mm×厚み2mmの角板成形品を射出成形した。各々試験について特性を調べた結果を表1に示す。
以上の結果より、実施例1〜7に示した本発明の熱可塑性エラストマ樹脂組成物は、柔軟で弾力性に富んだポリエステルエラストマの特徴を有し、−40℃の低温下においても優れた特性を有している。それに対し、ゴム質重合体(B)を含有しない比較例1、エポキシ基を有するビニル系単量体を含有しないゴム質重合体B−3を使用した比較例2、本発明と異なるゴム質重合体B−4、B−5を使用した比較例3、4、本発明の配合比から外れる比較例5、6、7では、引張破断伸度が低く、成形品の判断状況も層状剥離を示し材料の相溶性が不十分であった。また、押出時の吐出安定性も悪かった。
本発明の熱可塑性エラストマ樹脂組成物は、上記した優れた特性を活かして、自動車、電子・電気機器、精密機器、および一般消費材用途の各種成形品などに有用であり、製造時の二酸化炭素排出量を低減可能な環境低負荷熱可塑性エラストマ樹脂組成物として適用することができる。
Claims (5)
- 主として結晶性芳香族ポリエステル単位からなる高融点結晶性重合体セグメント(a1)と、主として脂肪族ポリエーテル単位及び/又は脂肪族ポリエステル単位からなる低融点重合体セグメント(a2)とを主たる構成成分とするポリエステルブロック共重合体(A)35〜85重量%と、グラフト共重合体またはグラフト共重合体組成物(B)5〜45重量%と、脂肪族ポリエステル(C)10〜55重量%とを、(A)+(B)の合計量が90〜45重量%であり、(A)+(B)+(C)の合計量が100重量%となるように配合した熱可塑性エラストマ樹脂組成物であって、前記グラフト共重合体またはグラフト共重合体組成物(B)が、ゴム質重合体(b1)40〜85重量部の存在下に、芳香族ビニル単量体(b2)、シアン化ビニル単量体(b3)、α,β−不飽和カルボン酸を有するビニル系単量体(b4)からなる単量体混合物15〜60重量部をグラフト共重合してなるグラフト共重合体または該グラフト共重合体と残りの単量体が共重合して構成されたものであり、かつ、前記単量体混合物が、芳香族ビニル単量体(b2)50〜90wt%、シアン化ビニル単量体(b3)9〜50wt%、およびα,β−不飽和カルボン酸を有するビニル系単量体(b4)0.1〜20wt%とからなる混合物であることを特徴とする熱可塑性エラストマ樹脂組成物。
- 前記グラフト共重合体組成物(B)のゴム質重合体(b1)が、ジエン系ゴム質重合体であることを特徴とする請求項1記載の熱可塑性エラストマ樹脂組成物。
- 前記ポリエステルブロック共重合体(A)における高融点結晶性重合体セグメント(a1)が、ポリブチレンテレフタレート単位を主たる構成成分とするものであることを特徴とする請求項1または2に記載の熱可塑性エラストマ樹脂組成物。
- 前記ポリエステルブロック共重合体(A)における低融点セグメント(a2)が、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール単位を主たる構成成分とするものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱可塑性エラストマ樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱可塑性エラストマ樹脂組成物からなることを特徴とする成形体。
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JP2008060711A JP2009052015A (ja) | 2007-07-30 | 2008-03-11 | 熱可塑性エラストマ樹脂組成物および成形体 |
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WO2017057516A1 (ja) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | 株式会社ブリヂストン | ホース用樹脂材料、ホース管及びホース |
-
2008
- 2008-03-11 JP JP2008060711A patent/JP2009052015A/ja active Pending
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WO2017057516A1 (ja) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | 株式会社ブリヂストン | ホース用樹脂材料、ホース管及びホース |
CN108027090A (zh) * | 2015-09-28 | 2018-05-11 | 株式会社普利司通 | 软管用树脂材料、软管管材和软管 |
JPWO2017057516A1 (ja) * | 2015-09-28 | 2018-07-19 | 株式会社ブリヂストン | ホース用樹脂材料、ホース管及びホース |
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