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JP2016222760A - ブロック共重合体クラム及びその製造方法 - Google Patents

ブロック共重合体クラム及びその製造方法 Download PDF

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JP2016222760A JP2015107748A JP2015107748A JP2016222760A JP 2016222760 A JP2016222760 A JP 2016222760A JP 2015107748 A JP2015107748 A JP 2015107748A JP 2015107748 A JP2015107748 A JP 2015107748A JP 2016222760 A JP2016222760 A JP 2016222760A
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Abstract

【課題】アスファルト、粘着付与剤、及び軟化剤等との溶解性及び耐加熱変色性に優れたブロック共重合体クラムを提供する。
【解決手段】ビニル芳香族炭化水素単位と共役ジエン単位とを含むブロック共重合体、又はその水添物を含み、下記要件を満たすブロック共重合体クラム:(1)キャピログラフで測定した150℃、100s-1における溶融粘度が1.0×103〜1.0×104Pa・s、(2)目開き2.0mmの篩を通過し、かつ目開き0.6mmの篩を通過しない成分が、全クラムの50質量%以上であり、さらに、目開き0.6mmの篩を通過する成分が全クラムの10質量%以下、(3)比表面積が0.05〜0.30m2/g、(4)空隙率が0.01〜0.20であり、かつ直径100μm以上の空隙が全空隙の0.2〜15体積%を占める。
【選択図】なし

Description

本発明は、ブロック共重合体クラム、及びその製造方法に関する。
従来から、共役ジエン系単量体を主体とする重合体ブロックとビニル芳香族系単量体を主体とする重合体ブロックとからなるブロック共重合体又はその水添物は、加硫をしなくても加硫された天然ゴムや合成ゴムと同様の弾性を常温で有しており、しかも高温では熱可塑性樹脂と同様の優れた加工性を有することから、履物、プラスチック改質材、アスファルト改質材、粘接着剤等の分野、家庭用製品、家電・工業部品等の包装材料、玩具等に広く利用されている。
上記ブロック共重合体又はその水添物は、ペレット、クラムなど様々な形態で市販されており、その中でもクラム状のブロック共重合体又はその水添物は、多孔質で溶解性に優れることから、例えばアスファルト改質材、粘接着剤等の分野に好適に用いられている。
このようなブロック共重合体又はその水添物のクラム(以下、「ブロック共重合体クラム」ともいう)を得る方法に関しては、従来から多くの提案がなされている。
例えば、重合工程及び水添工程により得られたブロック共重合体の溶液からスチームストリッピングで溶媒を除去した後、さらに押出脱水機で脱水及び乾燥することにより、含水率が1質量%以下の重合体クラムを得る方法が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
また、高分子量の水添ブロック共重合体クラムのオイル吸油性を改良する方法として、水添ブロック共重合体クラムを脱水する押出機の運転温度や、押出機投入前のスラリー水分量を調節した押出脱水機による脱水・乾燥方法(例えば、特許文献3参照)、さらには、特定の温度条件下で水添ブロック共重合体クラムを熱風乾燥機により乾燥処理する方法(例えば、特許文献4、5参照)が提案されている。
また、特定範囲の嵩密度、粒径分布、および細孔容積を有し、アスファルトに対して溶解性が良く、その後の加工性にも優れたアスファルト改質剤としてのブロック共重合体組成物が知られている(例えば、特許文献6参照)。
また、嵩密度と細孔容積を特定の値以上の、軟化剤、可塑剤を均一かつ短時間に吸収し、ハンドリング性が良好な水添ブロック共重合体多孔質クラムが知られている(例えば特許文献7参照)。
さらに、特定範囲のサイズ分布と比表面積を有し、オイル吸収均一性に優れた水添ブロック共重合体クラムが知られている(例えば、特許文献8参照)。
特開昭64−56713号公報 特開平2−189304号公報 特表2002−542963号公報 国際公開第99/55752号公報 国際公開第01/30859号 特開平8−301929号公報 特開平11−315187号公報 国際公開2012/056939号公報
しかしながら、特許文献1、2に開示されている方法により得られるクラムは、アスファルト、粘着付与剤、及び軟化剤等との相溶性に関し、未だ十分な特性が得られていないため、アスファルト組成物又は粘接着剤等に用いるためには改善の余地がある。
また、特許文献3、4、5及び6に開示されている方法により得られる高分子量の水添ブロック共重合体クラムは、熱可塑性樹脂やオイル等とのコンパウンド時に、クラム中へのオイルの分散が不均一になったり、さらにはクラムが完全に溶融しきらないことにより未溶融ポリマーとなって残留したりする等の問題を有している。
また、特許文献4、5、6に開示されている方法により得られるブロック共重合体クラムは、例えば粘接着剤等の用途で求められる耐加熱変色性に劣る。
また、特許文献7に開示されているブロック共重合体組成物は、アスファルトとの溶解時間が長いという問題を有している。
さらに、特許文献8に開示されている方法により得られるブロック共重合体クラムは、例えばアスファルト改質、粘接着剤等の用途で求められる溶解速度に劣る。
そこで本発明は、上述したような従来技術の問題点に鑑みて、例えばアスファルト改質材、粘接着剤等の分野に用いる際に、アスファルト、粘着付与剤、及び軟化剤等と短時間で溶解し、さらに、例えば粘接着剤等の用途で求められる耐加熱変色性に優れたブロック共重合体クラム、並びに当該ブロック共重合体クラムの製造方法の提供を目的とする。
本発明者は、上述した従来技術の問題を解決するべくブロック共重合体クラム及び当該ブロック共重合体クラムの製造方法について鋭意検討を重ねた結果、クラムの溶融粘度、サイズ分布、比表面積、空隙率、及び、特定の大きさの空隙の割合が特定の範囲を有するブロック共重合体クラムが上述した従来技術の問題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は下記の通りである。
1. ビニル芳香族炭化水素単位と共役ジエン単位とを含むブロック共重合体、又はその水添物を含み、下記(1)〜(4)を満たすブロック共重合体クラム。
(1)キャピログラフで測定した150℃、100s-1における溶融粘度が1.0×103〜1.0×104Pa・s、
(2)目開き2.0mmの篩を通過し、かつ目開き0.6mmの篩を通過しない成分が、全クラムの50質量%以上であり、さらに、目開き0.6mmの篩を通過する成分が全クラムの10質量%以下、
(3)比表面積が0.05〜0.30m2/g、
(4)空隙率が0.01〜0.20であり、かつ直径100μm以上の空隙が全空隙の0.2〜15体積%を占める。
2. 嵩密度が0.25〜0.70g/mLである、上記1に記載のブロック共重合体クラム。
3. アスペクト比1.5〜5.0の成分が全クラムの質量に対し50質量%以上である、上記1又は2に記載のブロック共重合体クラム。
4. 出口に開口を具備するダイが設けられている押出式乾燥機を用いてブロック共重合体又はその水添物を押出乾燥してクラムを製造する工程を有し、
前記ダイの開口部に外接する円の直径が0.5〜2.5mmであり、
前記ダイの総辺長を開口面積で除して得られるダイ形状係数が0.4〜4.0mm-1であり、
前記押出式乾燥機出口での温度が130℃以上であり、かつ
前記押出式乾燥機出口でのクラムの含水率が2.0質量%以上である、上記1に記載のブロック共重合体クラムの製造方法。
5. 前記押出乾燥する工程における、押出式乾燥機出口での温度が130〜180℃である、上記4に記載のブロック共重合体クラムの製造方法。
6. 前記押出乾燥する工程における、押出式乾燥機出口でのクラムの含水率が2.0〜30質量%である、上記4又は5に記載のブロック共重合体クラムの製造方法。
7. 前記押出乾燥する工程の前に、
ブロック共重合体又はその水添物の溶液から溶剤をスチームストリッピングにより除去する脱溶媒工程と、
前記脱溶媒工程により得られたブロック共重合体又はその水添物の水性スラリーからストリッピング水を分離してブロック共重合体又はその水添物の含水クラムを得る工程と、
を有する、上記4〜6のいずれかに記載のブロック共重合体クラムの製造方法。
8. 前記押出乾燥する工程の後、
押出乾燥して得られたクラムを乾燥処理し、含水率0.01質量%以上2.0質量%未満のクラムを得る工程を含む、上記4〜7のいずれかに記載のブロック共重合体クラムの製造方法。
本発明によれば、アスファルト改質材、粘接着剤等の分野に用いる際に、アスファルト、粘着付与剤、及び軟化剤等と短時間で溶解し、かつ耐加熱変色性に優れたブロック共重合体クラムを提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、本実施形態と言う。)について説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜変形して実施することができる。
〔ブロック共重合体クラム〕
本実施形態のブロック共重合体クラム(本明細書において、単に「クラム」と記載することもある)は、ビニル芳香族炭化水素単位と共役ジエン単位とを含むブロック共重合体、又はその水添物を含み、下記(1)〜(4)を満たす。
(1)キャピログラフで測定した150℃、100s-1における溶融粘度が1.0×103〜1.0×104Pa・s、
(2)目開き2.0mmの篩を通過し、かつ目開き0.6mmの篩を通過しない成分が、全クラムの50質量%以上であり、さらに、目開き0.6mmの篩を通過する成分が全クラムの10質量%以下、
(3)比表面積が0.05〜0.30m2/g、
(4)空隙率が0.01〜0.20であり、かつ直径100μm以上の空隙が全空隙の0.2〜15体積%以下を占める。
本実施形態におけるブロック共重合体クラムは、前記(1)に示すように、キャピログラフで測定した150℃、100s-1における溶融粘度(以下、単に「溶融粘度」ともいう)が1.0×103〜1.0×104Pa・sであり、好ましくは1.2×103〜9.0×103Pa・s、より好ましくは2.0×103〜8.0×103Pa・sである。溶融粘度が1.0×104Pa・s以下であれば、耐加熱変色性に優れ、一方1.0×103Pa・s以上であれば、溶解時間を短くすることができる。溶融粘度は、例えば分子量の調整により制御することができ、また、後述のカップリング型ブロック共重合体の場合は官能基数によって制御することができる。溶融粘度は、分子量を上げると大きくなり、官能基数を小さくすると大きくなる傾向がある。溶融粘度の具体的な測定方法は後述する実施例に記載する。
本実施形態のブロック共重合体クラムは、アスファルト、粘着付与剤、及び軟化剤等との溶解時間短縮の観点から、前記(2)に示すように、目開き2.0mmの篩を通過し、かつ目開き0.6mmの篩を通過しない成分が全クラムの50質量%以上であり、さらに、目開き0.6mmの篩を通過する成分が全クラムの10質量%以下である。好ましくは、目開き2.0mmの篩を通過し、かつ目開き0.6mmの篩を通過しない成分が全クラムの54質量%以上であり、目開き0.6mmの篩を通過する成分が全クラムの8質量%以下である。さらに好ましくは、目開き2.0mmの篩を通過し、かつ目開き0.6mmの篩を通過しない成分が全クラムの58質量%以上であり、目開き0.6mmの篩を通過する成分が全クラムの6質量%以下である。目開き2.0mmの篩を通過しない成分(サイズが大きく、発泡が不均一なクラム成分)が多すぎる場合、及び/又は目開き0.6mmの篩を通過する成分(硬くて溶け残りやすいクラム成分)が多すぎる場合は、溶解時間が長くなってしまう。
本実施形態のブロック共重合体クラムは、前記(3)に示すように、比表面積が0.05〜0.3m2/gであり、好ましくは0.05〜0.25m2/g、より好ましくは0.06〜0.20m2/gである。比表面積が0.05m2/g以上であれば、溶解時間を短くでき、一方0.3m2/g以下であれば耐加熱変色性が優れる。
本実施形態のブロック共重合体クラムは、前記(4)に示すように、空隙率が0.01〜0.20であり、かつ直径100μm以上の空隙が全空隙の0.2〜15体積%である。空隙率は、好ましくは0.02〜0.18、より好ましくは0.06〜0.16であり、直径100μm以上の空隙は、全空隙の体積に対し、好ましくは0.3〜14体積%、より好ましくは0.5〜13体積%以下である。空隙率が0.20以下であり、かつ、直径100μm以上の空隙が全空隙の15体積%以下であると、溶解時間を短くでき、耐加熱変色性が優れる。一方、空隙率が0.01以上であり、かつ、直径100μm以上の空隙が全空隙の0.2体積%以上であると、溶解時間を短くすることができる。
なお、本実施形態のブロック共重合体クラムの空隙率とは、クラムの内部空間のクラム体積に対する割合(クラム体積内の空間体積/クラム体積)を示しており、クラム表面に通じている空間、及びクラム表面に通じていない空間を含む。ここで、クラム体積とは、クラム構造体積と、クラム体積内の空間体積との和を意味する。
本実施形態のブロック共重合体クラムは、嵩密度が0.25〜0.70g/mLであることが好ましい。より好ましくは0.27〜0.65g/mLであり、さらに好ましくは0.29〜0.60g/mLである。嵩密度が0.25g/mL〜0.70g/mLであることにより溶解時間が短くなるため好ましい。
本実施形態のブロック共重合体クラムは、アスペクト比が1.5〜5.0のクラム成分が全クラムの50質量%以上(100質量%を含む)であることが好ましく、55質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることがさらに好ましい。アスペクト比が1.5〜5.0であれば溶解時間が短くなるため好ましい。
ブロック共重合体クラムの目開き2.0mmの篩を通過し、かつ目開き0.6mmの篩を通過しない成分の含有量、目開き0.6mmの篩を通過する成分の含有量、比表面積、空隙率、直径100μm以上の空隙の全空隙に対する割合、嵩密度、及びアスペクト比の測定方法については後述する実施例において詳細を記載する。
ブロック共重合体クラムの目開き2.0mmの篩を通過し、かつ目開き0.6mmの篩を通過しない成分の含有量、目開き0.6mmの篩を通過する成分の含有量、比表面積、空隙率、直径100μm以上の空隙の割合、嵩密度及びアスペクト比は、ブロック共重合体をクラム化する工程の製造条件を制御することにより、制御可能である。クラムの製造方法については後述する。
〔ブロック共重合体クラムの製造方法〕
本実施形態のブロック共重合体クラムの製造方法は、所定の条件下でブロック共重合体を押出乾燥する工程を有し、好ましくは該押出乾燥する工程の前にブロック共重合体を製造する工程を有する。
(ブロック共重合体を製造する工程)
まず、ブロック共重合体を製造する工程について説明する。ブロック共重合体は、ビニル芳香族炭化水素と共役ジエン化合物との重合反応により得られる。
<重合反応>
ブロック共重合体は、炭化水素溶媒中、有機リチウム化合物を重合開始剤として、ビニル芳香族炭化水素及び共役ジエンを重合することにより作製できる。
ビニル芳香族炭化水素としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2−ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。これらは一種のみを単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
共役ジエンとしては、例えば、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、1,3−ヘプタジエン等が挙げられる。これらは一種のみを単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
ブロック共重合体の製造方法としては、例えば、特公昭36−19286号公報、特公昭43−17979号公報、特公昭46−32415号公報、特公昭49−36957号公報、特公昭48−2423号公報、特公昭48−4106号公報、特公昭51−49567号公報、特開昭59−166518号公報等に記載された方法が挙げられる。
ブロック共重合体の構造としては、例えば、一般式(A−B)n、(A−B)n−A、B−(A−B)n、〔(A−B)nmX、〔(B−A)nmX、〔(A−B)n−A〕mX、〔(B−A)n−B〕mXで表されるものが挙げられる。
なお、Aはビニル芳香族炭化水素を主体とする重合体ブロックAであり、Bは共役ジエンを主体とする重合体ブロックBである。重合体ブロックAと重合体ブロックBとの境界は必ずしも明瞭に区別される必要はない。また、nは1以上の整数、mは2以上の整数である。Xは、例えば、四塩化ケイ素、四塩化スズ、エポキシ化大豆油、ポリハロゲン化炭化水素化合物、カルボン酸エステル化合物、ポリビニル化合物、ビスフェノール型エポキシ化合物、アルコキシシラン化合物、ハロゲン化シラン化合物、エステル系化合物等のカップリング剤などの多官能カップリング剤の残基、または多官能有機リチウム化合物など開始剤の残基を表す。多官能カップリング剤、多官能有機リチウム化合物などの開始剤は一種のみを単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
例えば、前記多官能カップリング剤の残基Xを有するラジアル型ブロック共重合体の場合、用いた多官能カップリング剤の官能基の全てが反応していなくてもよい。例えば、4官能のカップリング剤を用いてラジアルブロック共重合体を製造した場合、得られるラジアルブロック共重合体は(A−B)4X、(A−B)3X、(A−B)2X、及びA−B−Xからなる群より選ばれる少なくとも1種のブロック共重合体、又は2種以上のブロック共重合体の混合物であってよい。
上記において、ビニル芳香族炭化水素を主体とする重合体ブロックAは、ビニル芳香族炭化水素を50質量%以上含有するものとし、好ましくは70質量%以上含有する、ビニル芳香族炭化水素と共役ジエンとの共重合体ブロック及び/又はビニル芳香族炭化水素単独重合体ブロックを示す。
共役ジエンを主体とする重合体ブロックBは、共役ジエンを50質量%を超える量で含有するものとし、好ましくは60質量%以上含有する、共役ジエンとビニル芳香族炭化水素との共重合体ブロック及び/又は共役ジエン単独重合体ブロックを示す。
重合体ブロックA、及び/又は重合体ブロックBが、ビニル芳香族炭化水素と共役ジエンとの共重合体ブロックである場合、当該共重合体ブロック中のビニル芳香族炭化水素は均一に分布していても、テーパー状に分布していてもよい。また、共重合体ブロック部分には、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。
共重合体ブロック部分には、ビニル芳香族炭化水素含有量が異なる部分が複数個共存していてもよい。
本実施形態のブロック共重合体クラムを構成するブロック共重合体は、上記一般式で表されるブロック共重合体の任意の混合物でもよい。
本実施形態のブロック共重合体クラムを構成するブロック共重合体中のビニル芳香族炭化水素単位の含有量は、10〜90質量%が好ましく、12〜70質量%がより好ましく、15〜60質量%がさらに好ましい。ビニル芳香族炭化水素単位の含有量が10質量%以上であると、ビニル芳香族炭化水素重合体ブロックの凝集力が不足することなく、アスファルト組成物や粘接着剤組成物の機械強度が優れる。一方、ビニル芳香族炭化水素単位の含有量が90質量%以下であると、アスファルト組成物においては貯蔵安定性、また粘接着剤組成物においては、タックが低下するのを抑制することができる。
本実施形態のブロック共重合体クラムを構成するブロック共重合体に組み込まれているビニル芳香族炭化水素重合体ブロックの全ビニル芳香族炭化水素に対する割合(ビニル芳香族炭化水素のブロック率という)は、50質量%以上が好ましく、より好ましくは70〜99質量%に調整することが好ましい。これにより、所定の材料と混合して重合体組成物としたとき、柔軟性の良好なゴム状重合体組成物や、耐衝撃性と剛性とのバランスに優れた重合体組成物が得られる。
なお、ビニル芳香族炭化水素のブロック率(質量%)は、(ビニル芳香族炭化水素重合体ブロックの質量)/(ブロック共重合体を構成する全ビニル芳香族炭化水素の質量)×100により求められる。
ビニル芳香族炭化水素のブロック率は、四酸化オスミウムを触媒としてターシャリブチルパーオキサイドによりブロック共重合体を酸化分解する方法により測定される(I.M.KOLTHOFF,etal.,J.Polym.Sci.1,429(1946)に記載の方法)。
本実施形態のブロック共重合体に組み込まれている共役ジエン系重合体のミクロ構造(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る。
共役ジエンとして1,3−ブタジエンを使用した場合には、ブロック共重合体の1,2−ビニル結合量(共役ジエン中、1,2−ビニル結合に由来する共役ジエン単位の割合)は、8〜80質量%であることが好ましく、10〜75質量%であることがより好ましく、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使用した場合には、1,2−ビニル結合と3,4−ビニル結合の合計量(共役ジエン中、1,2−ビニル結合と3,4−ビニル結合に由来する共役ジエン単位の合計の割合)は3〜80質量%であることが好ましく、5〜70質量%であることがより好ましい。
ブロック共重合体に組み込まれている共役ジエン系重合体のミクロ構造は、ブロック共重合体を二硫化炭素溶液とし、溶液セルを用いて、赤外線スペクトルを600〜1000cm-1の範囲で測定し、所定の波数における吸光度によりハンプトン(スチレン−ブタジエン共重合体)の方法の計算式に従い求めることができる。
ブロック共重合体の製造に用いられる炭化水素溶媒としては、ブタン、ペンタン、ヘキサン、イソペンタン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン等の脂肪族炭化水素、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素、あるいはベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒が使用できる。これらは一種のみを単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。
重合開始剤としてブロック共重合体の重合に用いられる有機リチウム化合物は、分子中に一個以上のリチウム原子を結合した化合物であり、例えば、エチルリチウム、n−プロピルリチウム、イソプロピルリチウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム、ヘキサメチレンリチウム、ブタジエニルジリチウム、イソプレニルジリチウム等が挙げられる。これらは一種のみを単独で用いてもよく、二種以上を使用してもよい。また、有機リチウム化合物は、ブロック共重合体の製造において重合途中で分割添加してもよい。
ブロック共重合体の製造時に、重合速度の調整、重合した共役ジエン部分のミクロ構造の変更等を目的として、所定の極性化合物を使用することができる。
極性化合物としては、例えば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン、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ブチルエーテル、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ブチルエーテル、ジメトキシベンゼン、2,2−ビス(2−オキソラニル)プロパン等のエーテル類;テトラメチルエチレンジアミン、ジピペリジノエタン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、キヌクリジン等の3級アミン化合物;カリウム−t−アミラート、カリウム−t−ブチラート、ナトリウム−t−ブチラート、ナトリウムアミラート等のアルカリ金属アルコキシド化合物;トリフェニルホスフィン等のホスフィン化合物等が挙げられる。これらは一種のみを単独で用いてもよく、二種以上を使用してもよい。
ブロック共重合体を製造する際の重合温度は、−10〜150℃が好ましく、より好ましくは20〜120℃である。重合に要する時間は条件によって異なるが、48時間以内が好ましく、より好ましくは0.2〜10時間である。また、重合系の雰囲気は、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気にすることが好ましい。重合圧力は、上記重合温度範囲で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ない。さらに、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、炭酸ガス等が混入しないようにすることが好ましい。
<水添反応>
本実施形態においては、上述した<重合反応>によりブロック共重合体を得た後、アルコール、水等のプロトン供与体を添加し、その後、後述する水添触媒を用いて水素添加反応を行うことにより、水添ブロック共重合体を得てもよい。
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素触媒、(2)Ni、Co,Fe、Cr等の有機酸塩又はアセチルアセトン塩等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−グラ型水添触媒、(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。
具体的な水添触媒としては、例えば、特公昭42−8704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及び/又は還元性有機金属化合物との混合物が挙げられる。
前記チタノセン化合物としては、特開平8−109219号公報に記載された化合物が使用でき、例えば、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一つ以上もつ化合物が挙げられる。
また、前記還元性有機金属化合物としては、例えば、有機リチウム等の有機アルカリ金属化合物、有機マグネシウム化合物、有機アルミニウム化合物、有機ホウ素化合物、あるいは有機亜鉛化合物等が挙げられる。
水添反応は、好ましくは0〜200℃、より好ましくは30〜150℃の温度範囲で実施する。水添反応に使用される水素の圧力は、好ましくは0.1〜15MPa、より好ましくは0.2〜10MPa、さらに好ましくは0.3〜5MPaとする。また、水添反応時間は、好ましくは3分〜10時間、より好ましくは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、ある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。
水添前のブロック共重合体に組み込まれている共役ジエン化合物に基づく不飽和二重結合の、水添後におけるトータル水素添加率は、目的に合わせて任意に選択でき、特に限定されない。ブロック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好ましくは70モル%以上、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは95モル%以上が水添されていてもよく、一部のみが水添されていてもよい。一部のみが水添されている場合には、水添率は10モル%以上70モル%未満であることが好ましく、より好ましくは15モル%以上65モル%未満、さらに好ましくは20モル%以上60モル%未満である。
水添ブロック共重合体の水添率は、例えば核磁気共鳴装置(NMR)により測定できる。
<変性反応>
本実施形態においては、上述した<重合反応>の後、又は<重合反応>及び<水添反応>の後に、必要に応じて、ブロック共重合体中に官能基を付与する変性反応を行ってもよい。
変性方法としては、例えば、ブロック共重合体のリビング末端に、官能基含有原子団を生成する変性剤を付加反応させる方法が挙げられる。
官能基含有原子団としては、以下に限定されるものではないが、例えば、水酸基、カルボニル基、チオカルボニル基、酸ハロゲン化物基、酸無水物基、エステル基、カルボキシル基、チオカルボキシル基、チオカルボン酸エステル基、ジチオカルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基、チオカルボン酸アミド基、アルデヒド基、チオアルデヒド基、カルボン酸エステル基、アミド基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、リン酸基、リン酸エステル基、亜リン酸エステル基、アミノ基、イミノ基、エチレンイミノ基、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、チオイソシアネート基、ハロゲン化シリル基、シラノール基、アルコキシシリル基、ハロゲン化スズ基、アルコキシスズ基、フェニルスズ基、エピチオ基、ハロゲン基等から選ばれる官能基を少なくとも一種含有する原子団が挙げられる。
なお、変性剤は前述したカップリング剤であってもよい。
(ブロック共重合体を処理してクラムを得る方法)
本実施形態のブロック共重合体クラムの製造方法は、出口に開口を具備するダイが設けられている押出式乾燥機を用いてブロック共重合体又はその水添物を押出乾燥する工程(「押出乾燥工程」ともいう)を有することが好ましい。
前記押出式乾燥機は、ブロック共重合体クラムの溶解時間短縮及び耐加熱変色性の観点から、好ましくは、ダイ開口部に外接する円の直径が0.5〜2.5mmであり、ダイの総辺長を開口面積で除して得られるダイ形状係数が0.4〜4.0mm-1である。ダイ開口部に外接する円の直径が2.5mm以下であり、かつ、ダイ形状係数が4.0mm-1以下であれば、得られるブロック共重合体クラムの溶解時間を短くできる。一方、ダイ形状係数が0.4mm-1以上であれば、ブロック共重合体クラムの耐加熱変色性に優れる。また、ダイ開口部に外接する円の直径が0.5mm以上であれば、クラム形状が均一になり、溶解時間を短くすることができる。
ダイ開口部の形状は、ダイ形状係数が上記の範囲であればよく、例えば丸型、星形、十字型、Y字型、縦に長い矩形等、種々の形状が挙げられる。
前記押出式乾燥機の出口での温度は130℃以上であることが好ましい。また、好適な嵩密度を得るためには押出式乾燥機の出口での温度が、130〜180℃とすることが好ましい。押出式乾燥機の出口での温度は、より好ましくは134〜175℃、さらに好ましくは138〜170℃である。上記温度範囲に設定することによりクラムを均一に発泡させることができ、乾燥処理を安定して行うことができ、所望のクラム形状が得られ、溶解時間、耐加熱変色性に優れたブロック共重合体クラムを得ることができる。
前記押出式乾燥機の出口における、ブロック共重合体クラム(以下、「第1のクラム」ともいう)の含水率は2.0質量%以上であることが好ましい。より好ましくは2.0〜30質量%であり、さらに好ましくは2.5〜25質量%であり、よりさらに好ましくは3〜20質量%である。押出式乾燥機の出口における、ブロック共重合体クラムの含水率を2.0質量%以上とすることによりクラムを均一に発泡させることができ、さらに押出機のせん断力によりクラムのゲル化及び/又は分解を防止できる。一方、第1のクラムの含水率を30質量%以下とすることにより、後述する押出乾燥工程後の乾燥工程により得られるブロック共重合体クラム(「第2のクラム」ともいう)の含水率を2.0質量%未満に制御しやすくなる。クラムの含水率は、実施例に記載の方法により測定することができる。
前記押出乾燥工程におけるダイ形状を制御し、さらに押出式乾燥機の出口での温度を130℃以上とし、押出式乾燥機の出口における、ブロック共重合体クラム(第1のクラム)の含水率を2.0質量%以上とすることにより、ブロック共重合体クラムの目開き2.0mmの篩を通過し、かつ目開き0.6mmの篩を通過しない成分の含有量、目開き0.6mmの篩を通過する成分の含有量、比表面積、空隙率、及び直径100μm以上の空隙の割合を所望の範囲とすることができる。
また、ブロック共重合体の処理量を(F)とし、ダイの開口面積を(S)としたとき、ダイ流速(F/S)は、クラム形状の安定性の観点から、0.4〜10kg/(hr・mm2)が好ましい。より好ましくは0.5〜8kg/(hr・mm2)、さらに好ましくは
0.6〜7kg/(hr・mm2)である。なお、ブロック共重合体の処理量(F)(kg/hr)とは、1時間あたりに得られるブロック共重合体の質量(kg)であり、ダイの開口面積(S)(mm2)は、使用するダイが単数である場合及び複数である場合も含めて全てのダイの開口面積の総和であるものとする。
前記押出式乾燥機は、特に限定はないが、例えば、一軸又は二軸のスクリュー型エキスパンダー式乾燥機、ニーダー型乾燥機等を用いることができる。それぞれ使用目的に応じてベント機構、脱水用スリットを取り付けたものであってもよい。押出乾燥は、1段階乾燥でもよいし、多段押出式乾燥機や、複数の押出式乾燥機を組み合わせることにより多段階乾燥してもよい。
本実施形態のブロック共重合体クラムの製造方法において、押出式乾燥機に投入される水分を含有するクラム(以下、含水クラムともいう)を得る方法としては、特に限定されるものではないが、例えばブロック共重合体又はその水添物の溶液を得た後、必要に応じて触媒残渣を除去し、続いてブロック共重合体溶液を、撹拌下熱湯中に投入し、スチームストリッピングにより溶媒を除去することにより、ブロック共重合体クラムが水中に分散した水性スラリーを得、その水性スラリーからストリッピング水を分離すること(以下、「脱水処理」ともいう)により得ることができる。
本実施形態においては、押出乾燥工程の前に、ブロック共重合体又はその水添物の溶液から溶剤をスチームストリッピングにより除去する脱溶媒工程と、該脱溶媒工程により得られたブロック共重合体又はその水添物の水性スラリーからストリッピング水を分離してブロック共重合体又はその水添物の含水クラムを得る工程(脱水処理工程)を有することが好ましい。押出乾燥工程の前に、脱溶媒工程と脱水処理工程とを有すると、押出乾燥工程において、クラムの発泡性を均一にし、目開き2.0mmの篩を通過し、かつ目開き0.6mmの篩を通過しない成分の含有量、目開き0.6mmの篩を通過する成分の含有量、比表面積、空隙率、及び直径100μm以上の空隙の割合、嵩密度及びアスペクト比が上述の範囲であるブロック共重合体クラムを得やすくなる。
スチームストリッピングにおける処理方法は、特に限定するものでなく従来知られている方法を採用できるが、例えば、ブロック共重合体の溶液とスチームを別々に添加し、かつブロック共重合体溶液を気相に添加することにより、ブロック共重合体溶液中の溶媒と、液相から立ち上がってくる水蒸気を気相中で向流接触させることで、溶剤蒸気に同伴する水蒸気量を減らし、スチーム原単位を向上させることができる。
スチームストリッピングの際、クラム化剤を使用してもよく、クラム化剤としては、例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、非イオン界面活性剤が一般的に使用される。クラム化剤は、ストリッピング帯の水に対して一般に0.1〜3000ppm添加される。これらのクラム化剤としての界面活性剤に加えて、Li,Na,K,Mg,Ca,Al,Zn等の金属の水溶性塩をクラムの分散助剤として用いることもできる。
前記水性スラリーの脱水処理は、例えば、回転式スクリーン、振動スクリーン、遠心脱水機等により行うことができる。
また、乾燥処理後のクラムの外観という観点から、前記押出乾燥工程の後、押出乾燥して得られたクラム(第1のクラム)を乾燥処理し、クラム(第2のクラム)の含水率を0.01質量%以上2.0質量%未満とする工程を含む、ことが好ましい。
乾燥処理後のクラム(第2のクラム)の含水率は、0.01質量%以上2.0質量%未満であることが好ましく、0.02〜1.5質量%であることがより好ましく、0.03〜1質量%であることがさらに好ましい。含水率を2質量%未満とすることにより、発泡やシルバー等の発生による外観不良を防止できる。一方0.01質量%以上とすることにより、乾燥処理後のクラム中のヤケやゲルの発生を抑制できる。乾燥処理は、熱風乾燥、真空乾燥等が挙げられるが、生産性の観点から熱風乾燥が好ましい。
熱風乾燥機としては、以下に限定されるものではないが、例えば、振動輸送乾燥機、流動乾燥機等が挙げられる。熱風の温度は、クラムの劣化抑制、乾燥効率の点から、70〜150℃が好ましく、80〜120℃がより好ましい。
本実施形態のブロック共重合体クラムは、紙袋、樹脂袋、フレキシブルコンテナバック等、一般的な包装形態で出荷することができるが、例えば包装の際に、プラズマエアやイオン化エア等で静電気抑制処理をすることができる。
以下、本実施形態を実施例に基づいて説明する。なお、本実施形態は、以下の実施例に限定されるものではない。
実施例における試料の分析は以下に示す方法によって行った。
<(1)結合スチレン量>
ブロック共重合体のクロロホルム溶液を調製し、分光光度計(JASCO製:V−550)を用いて、スチレンのフェニル基によるUV254nmの吸収を検出することにより、結合スチレン量(質量%)を測定した。
<(2)カップリング率>
ブロック共重合体のテトラヒドロフラン溶液を調製し、ポリスチレン系ゲル(昭和電工製:Shodex)のGPC(東ソー製:HLC−8320)を使用して、試料のクロマトグラムを測定し、ピーク面積比より算出した。
<(3)クラムの含水率>
ブロック共重合体クラム(第1のクラム又は第2のクラム)を、ハロゲン水分計にて150℃で8分間加熱し、その質量減少量を求め、下記式により算出した。
含水率(質量%)=加熱前後における質量減少量(クラム中の含水量)/加熱前の水添ブロック共重合体クラムの質量×100
<(4)溶融粘度>
ブロック共重合体の溶融粘度を、キャピログラフ(東洋精機製作所製CAPILOGRAPH 1D 形式PM−C)で測定した。測定条件は、キャピラリー長;10mm、キャピラリー径;1.0mm、炉体径;9.55mm、ロードセル容量;20000N。
<(5)クラムサイズ>
ふるい振とう機(セイシン企業社製オクタゴンデジタル)を用い、目開き0.6mmの篩の上に目開き2.0mmの篩を重ね、目開き2.0mmの篩の上からクラムを投入して15分間振動させ、各篩上に残ったクラム量、及び通過したクラム量を測定し、目開き2.0mmの篩を通過しないクラムの割合、目開き2.0mmの篩を通過し、目開き0.6mmの篩を通過しないクラムの割合、及び目開き0.6mmの篩を通過したクラムの割合を算出した。なお、表1中、目開き2.0mmの篩を通過し、目開き0.6mmの篩を通過しないクラムの割合のことを「サイズ 0.6mm以上2.0mm未満の比率」と記載し、「目開き0.6mmの篩を通過したクラムの割合」のことを「サイズ 0.6mm未満の比率」と記載した。
<(6)クラムの比表面積>
ブロック共重合体クラムの窒素による吸着等温線を測定し、BET多点法により比表面積を求めた。装置はBELSORP−mini(日本BEL社製)を使用し、吸着温度77Kで測定を行った。
<(7)クラムの空隙率>
X線CT(リガク性高分解能3DX線顕微鏡)を用いて、X線ターゲット:Cu、X線管電圧40kV、管電流30mA、撮影条件180度回転でクラム形状を撮影した。得られた3次元画像を構造と空間に2値化し、その2値化した画像から空隙率及び空隙サイズ分布を算出した。
空隙率=クラム体積内の空間体積/クラム体積
クラム体積=(クラム構造体積)+(クラム体積内の空間体積)
空隙サイズは以下の文献のThicknessを空間部分に対して求め、体積分率としてサイズ分布を算出した。Thicknessにより求めたサイズは、空間の直径に相当する。直径が100μm以上の空隙が全空隙の体積に対して占める割合を算出した。“A new method for the model−independent assessment of thickness in three−dimentional images” T.Hildebrand and P.Ruesgsegger,J.of Microscopy,185(1996)67−75.
<(8)クラムの嵩密度>
ブロック共重合体クラムを100mLの容器で計量し、100mLの質量から嵩密度を計算した。
<(9)クラムのアスペクト比>
ブロック共重合体クラム30個を無作為に抽出し、キーエンス社製マイクロスコープVH8000Cを用いて、長径及び短径を測定し、クラム30個中アスペクト比1.5〜5のクラムの比率を算出した。
<(10)クラムの溶解時間>
トルエン3.0gとパラフィン系プロセスオイル(出光石油化学社製ダイアナプロセスオイルPW90)3.0gの混合液にブロック共重合体クラム0.3gを投入し、常温で所定時間振とうした。振とう後、濾紙で固体成分を取り出し、メタノールを滴下して溶解の進行を止め、3日間常温乾燥後に固体成分を秤量した。
<(11)クラムの耐加熱変色性>
ブロック共重合体クラムをラボプラストミル(東洋精機社製4M150)を用いて、160℃、100rpmで10分間混練した後、120℃で圧縮成型を行って2mm圧の板を作成し、分光測色計(スガ試験機社製SM−T45)でb値を測定した。
<(12)アスファルト組成物の物性測定>
1)溶融粘度:180℃でブルックフィールド型粘度計で測定した。
2)軟化点、針入度、伸度:JIS−K−2207に準じて測定した。
3)タフネス、テナシティ:舗装工事に関する試験方法(日本道路建設業協会)に準じて測定した。
4)相分離性:160℃×3日間放置した後、上下層の軟化点を測定し、その差を相分離性とした。
5)溶解時間:アスファルトに溶解させる過程において、30分毎に組成物をサンプリングして軟化点を測定し、軟化点が安定化した時間を溶解時間とした。
<(13)粘接着剤組成物の物性測定>
1)溶融粘度:粘接着剤組成物の溶融粘度は、表3に示す温度でブルックフィールド型粘度計で測定した。
2)ループタック:250mm長×15mm幅のループ状の試料を用い、ポリエチレン板への接触面積:15mm×50mm、接着時間3sec、接着及び引き剥がし速度:500mm/minで測定した。
3)ピール:25mm幅の試料をポリエチレン板に貼り付け、引き剥がし速度300mm/minで180°剥離力を測定した。
4)クリープ:ポリエチレン板に25mm×25mmの面積が接するように粘接着テープを貼り付け、40℃において1kgの荷重を与えてテープがずれ落ちるまでの時間を測定した。
5)溶解時間:粘接着剤組成物を調製する過程において、15分毎に組成物をサンプリングして軟化点を測定し、軟化点が安定化した時間を溶解時間とした。
(製造例1:ブロック共重合体Aの製造方法)
撹拌機及びジャケットを付けた温度制御が可能なオートクレーブを反応器として使用し、窒素ガス雰囲気下において、不純物を除去したスチレン30質量部、テトラヒドロフラン0.14質量部のシクロヘキサン溶液を調製し、反応器内温を50℃に保持した後、重合開始剤としてn−ブチルリチウム0.15質量部を反応器に供給して重合した。
次に、ブタジエン70質量部を供給して重合し、ブタジエンがほぼ完全に重合した後、カップリング剤としてジメトキシジメチルシランを0.12質量部添加し、カップリング反応させた。
得られたブロック共重合体の溶液に、反応停止剤として、水を、重合に使用したn−ブチルリチウム量に対し5倍モル添加した後、安定剤としてn−オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート(製品名イルガノックス1076)をブロック共重合体100質量部に対して0.13質量部、2,4−ビス(オクチルチオメチル)−6−メチルフェノール(製品名イルガノックス1520)をブロック共重合体100質量部に対して0.05質量部添加した。
得られたブロック共重合体Aのスチレン含有量は30質量%、カップリング率は69%、キャピログラフで測定した150℃、100s-1における溶融粘度は5.0×103Pa・sであった。
(製造例2:ブロック共重合体Bの製造方法)
重合開始剤としてn−ブチルリチウムを0.12質量部、カップリング剤として表1に示すビスフェノール型エポキシ化合物(ZX)を0.25質量部添加した以外は、製造例1と同様の方法でブロック共重合体Bを製造した。なお、カップリング剤として用いたZXは、下記式(1)で表される化合物と、下記式(2)で表される化合物とが、モル比1:1で混合されたものである。
得られたブロック共重合体Bのスチレン含有量は30質量%、カップリング率は74%、キャピログラフで測定した150℃、100s-1における溶融粘度は8.0×103Pa・sであった。
Figure 2016222760
(製造例3:ブロック共重合体Cの製造方法)
撹拌機及びジャケットを付けた温度制御が可能なオートクレーブを反応器として使用し、窒素ガス雰囲気下において、不純物を除去したスチレン40質量部、テトラヒドロフラン0.14質量部のシクロヘキサン溶液を調製し、反応器内温を50℃に保持した後、重合開始剤としてn−ブチルリチウム0.16質量部を反応器に供給して重合した。
次に、ブタジエン72質量部を供給して重合し、ブタジエンがほぼ完全に重合した後、カップリング剤としてジメトキシジメチルシランを0.05質量部添加し、カップリング反応させた。
得られたブロック共重合体の溶液に、反応停止剤として、水を、重合に使用したn−ブチルリチウム量に対し5倍モル添加した後、安定剤としてn−オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート(製品名イルガノックス1076)をブロック共重合体100質量部に対して0.1質量部、2,4−ビス(オクチルチオメチル)−6−メチルフェノール(製品名イルガノックス1520)をブロック共重合体100質量部に対して0.04質量部添加した。
得られたブロック共重合体Cのスチレン含有量は40質量%、カップリング率は35%、キャピログラフで測定した150℃、100s-1における溶融粘度は1.2×103Pa・sであった。
(製造例4:ブロック共重合体Dの製造方法)
撹拌機及びジャケットを付けた温度制御が可能なオートクレーブを反応器として使用し、窒素ガス雰囲気下において、不純物を除去したスチレン28質量部、テトラヒドロフラン0.14質量部のシクロヘキサン溶液を調製し、反応器内温を50℃に保持した後、重合開始剤としてn−ブチルリチウム0.09質量部を反応器に供給して重合した。
次に、ブタジエン72質量部を供給して重合し、ブタジエンがほぼ完全に重合した後、カップリング剤として四塩化ケイ素を0.05質量部添加し、カップリング反応させた。得られたブロック共重合体の溶液に、反応停止剤として、水を、重合に使用したn−ブチルリチウム量に対し5倍モル添加した後、安定剤としてn−オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート(製品名イルガノックス1076)をブロック共重合体100質量部に対して0.25質量部、2,4−ビス(オクチルチオメチル)−6−メチルフェノール(製品名イルガノックス1520)をブロック共重合体100質量部に対して0.10質量部添加した。
得られたブロック共重合体Dのスチレン含有量は28質量%、カップリング率は86%、キャピログラフで測定した150℃、100s-1における溶融粘度は1.2×104Pa・sであった。
〔実施例1〜7〕、〔比較例1〜4〕
前記製造例1〜4により得られたブロック共重合体の溶液を、それぞれ、95℃で1時間スチームストリッピングした。スチームストリッピングは、クラム化剤としてイソブチレン−無水マレイン酸共重合体Na塩を添加して実施した。得られた水性スラリー中の、ブロック共重合体クラムの濃度は5質量%であった。
次に、上記で得られたブロック共重合体クラムを含有する水性スラリーを目開き1mmの振動型スクリーンで脱水処理し、含水クラムを得た。
この含水クラムを、出口に丸型のダイを設けた一軸スクリュー型押出式乾燥機に投入し、スクリュー回転数約120rpmで押し出して乾燥処理を行った。さらに、押出式乾燥機の出口に10枚刃のカッターを装着し、ダイから排出されるクラムを、表1に示すアスペクト比1.5〜5の比率になるようにカットした。用いたブロック共重合体の種類、押出式乾燥機のダイの条件、押出式乾燥機の運転条件、及び押出式乾燥機の出口におけるクラム(第1のクラム)の含水率を表1に示す。
その後、前記で得られたブロック共重合体クラムに対し、振動輸送乾燥機を用いて約90℃の熱風で乾燥処理を行った。
最終的に得られたブロック共重合体クラム(第2のクラム)のサイズ、比表面積、空隙率、全空隙に対する直径100μm以上の空隙の割合、嵩密度、及び、含水率、並びに、各実施形態の評価として、ブロック共重合体クラム(第2のクラム)の溶解時間、加熱変色(b値)を表1に示した。
〔比較例5〕
前記製造例1により得られたブロック共重合体Aの溶液を実施例1〜5と同様の方法でスチームストリッピング、及び振動スクリーンで脱水処理し、含水クラムを得た。その後、押出式乾燥機を通さずに、振動輸送乾燥機を用いて約90℃の熱風で乾燥処理を行った。
最終的に得られたブロック共重合体クラムのサイズ、比表面積、空隙率、嵩密度、及び、本実施形態のブロック共重合体の効果として、溶解時間、加熱変色(b値)を表1に示した。
Figure 2016222760
〔実施例8〕
ストレートアスファルト(日本石油(株)製ストアス60/80)100gに対し、実施例1で得られたブロック共重合体クラムを6gの割合で添加し、180℃で溶融混練してアスファルト組成物を調製した。得られたアスファルト組成物の特性、溶解時間等を表2に示した。
〔比較例6〕
実施例1のブロック共重合体クラムの代わりに、比較例2で得られたブロック共重合体クラムを用いた以外は実施例8と同様にしてアスファルト組成物を調製した。得られたアスファルト組成物の特性、溶解時間等を表2に示した。
Figure 2016222760
〔実施例9〕
実施例4で得られたブロック共重合体クラム100gと、粘着付与剤としての脂環族飽和炭化水素樹脂アルコンM100(荒川化学社製)を300gと、軟化剤としてのパラフィン系プロセスオイル(出光石油化学社製ダイアナプロセスオイルPW90)を100gと、熱安定剤としてのスミライザーGM(住友化学社製)を1gとを配合し、1リットルの攪拌機付き容器で、180℃で溶融混練し粘接着剤組成物を得た。粘接着剤組成物の特性、溶解時間を表3に示した。
〔比較例7〕
実施例4で得られたブロック共重合体クラムを、2軸押出機で溶融混練してペレット化した。得られたペレットは、目開き2.0mmの篩を通過し、かつ目開き0.6mmの篩を通過しない成分が、全ペレットの10.2質量%であり、目開き0.6mmの篩を通過する成分が全ペレットの0.2質量%であり、嵩密度は0.68g/mL、比表面積は解析不可(0.020m2/g以下)、嵩密度は0.68g/mLであった。得られたペレットを用いて、実施例9と同様の方法で粘接着剤組成物を調製した。粘接着剤組成物の特性、溶解時間を表3に示した。
Figure 2016222760
実施例1〜7のブロック共重合体クラムは溶解時間が短く、かつ加熱変色(b値)が低いのに対し、比較例1〜5のブロック共重合体クラムは溶解時間が長く、さらに比較例1、3及び5のブロック共重合体クラムは加熱変色(b値)も高かった。
クラムをアスファルト組成物の材料として用いた場合、実施例1のクラムは比較例2のクラムに比べて短時間で溶解できた。また、粘接着剤組成物の製造において、実施例4のクラムを用いると、該クラムを溶融押出して調製したペレットを用いた場合に比べて短時間で溶解できた。
本発明のブロック共重合体クラムの製造方法により得られるブロック共重合体クラムは、特にアスファルト改質材、粘接着剤等の分野に好適に用いられ、さらに履物分野、プラスチック改質材分野、家庭用製品、家電、工業部品、医療材料、玩具材料等の分野で利用できる。

Claims (8)

  1. ビニル芳香族炭化水素単位と共役ジエン単位とを含むブロック共重合体、又はその水添物を含み、下記(1)〜(4)を満たすブロック共重合体クラム。
    (1)キャピログラフで測定した150℃、100s-1における溶融粘度が1.0×103〜1.0×104Pa・s、
    (2)目開き2.0mmの篩を通過し、かつ目開き0.6mmの篩を通過しない成分が、全クラムの50質量%以上であり、さらに、目開き0.6mmの篩を通過する成分が全クラムの10質量%以下、
    (3)比表面積が0.05〜0.30m2/g、
    (4)空隙率が0.01〜0.20であり、かつ直径100μm以上の空隙が全空隙の0.2〜15体積%を占める。
  2. 嵩密度が0.25〜0.70g/mLである、請求項1に記載のブロック共重合体クラム。
  3. アスペクト比1.5〜5.0の成分が全クラムの質量に対し50質量%以上である、請求項1又は2に記載のブロック共重合体クラム。
  4. 出口に開口を具備するダイが設けられている押出式乾燥機を用いてブロック共重合体又はその水添物を押出乾燥してクラムを製造する工程を有し、
    前記ダイの開口部に外接する円の直径が0.5〜2.5mmであり、
    前記ダイの総辺長を開口面積で除して得られるダイ形状係数が0.4〜4.0mm-1であり、
    前記押出式乾燥機出口での温度が130℃以上であり、かつ
    前記押出式乾燥機出口でのクラムの含水率が2.0質量%以上である、請求項1に記載のブロック共重合体クラムの製造方法。
  5. 前記押出乾燥する工程における、押出式乾燥機出口での温度が130〜180℃である、請求項4に記載のブロック共重合体クラムの製造方法。
  6. 前記押出乾燥する工程における、押出式乾燥機出口でのクラムの含水率が2.0〜30質量%である、請求項4又は5に記載のブロック共重合体クラムの製造方法。
  7. 前記押出乾燥する工程の前に、
    ブロック共重合体又はその水添物の溶液から溶剤をスチームストリッピングにより除去する脱溶媒工程と、
    前記脱溶媒工程により得られたブロック共重合体又はその水添物の水性スラリーからストリッピング水を分離してブロック共重合体又はその水添物の含水クラムを得る工程と、
    を有する、請求項4〜6のいずれかに記載のブロック共重合体クラムの製造方法。
  8. 前記押出乾燥する工程の後、
    押出乾燥して得られたクラムを乾燥処理し、含水率0.01質量%以上2.0質量%未満のクラムを得る工程を含む、請求項4〜7のいずれかに記載のブロック共重合体クラムの製造方法。
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