株式会社カネカ (〒88 大阪府大阪市北区中之島三丁目2番4号 Osaka, 5308288, JP)
| 非石油原料由来の熱可塑性樹脂(A)と、天然ゴム、ジエン系重合体ゴム、オレフィン系重合体ゴム、アクリルゴム、およびシリコーンゴムから選ばれる少なくとも1種のゴム(B)を含有し、熱可塑性樹脂(A)の存在下で、ゴム(B)を架橋剤(C)により動的に架橋することにより得られることを特徴とする熱可塑性エラストマー組成物。 |
| 熱可塑性樹脂(A)がポリ乳酸、ポリ3-ヒドロキシブチレート系重合体、ポリブチレンサクシネート系重合体、ポリグリコール酸およびポリトリメチレンテレフタレート系重合体から選ばれる少なくとも1種の重合体であることを特徴とする請求項1に記載の熱可塑性エラストマー組成物。 |
| ゴム(B)100重量部に対し、5~150重量部の熱可塑性樹脂(A)を含有す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ー組成物。 |
| ゴム(B)100重量部に対し、10~90重量部の熱可塑性樹脂(A)を含有することを特徴とする請求項3に記載の熱可塑性エラストマー組成物。 |
| 熱可塑性樹脂(A)の連続相中にゴム(B)の架橋物が分散している相形態を有することを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。 |
| ゴム(B)の架橋物の粒子径が、0.01~20μmであることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。 |
| ゴム(B)の架橋物の粒子径が、0.01~10μmであることを特徴とする請求項6に記載の熱可塑性エラストマー組成物。 |
| ゴム(B)が、天然ゴムであることを特徴とする請求項1~7のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。 |
| 熱可塑性樹脂(A)が、ポリ乳酸またはポリ3-ヒドロキシブチレート系重合体であることを特徴とする請求項1~8のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。 |
| さらに可塑剤(D)を含有することを特徴とする請求項1~9のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。 |
| 可塑剤(D)が非石油原料由来の可塑剤であることを特徴とする請求項10記載の熱可塑性エラストマー組成物。 |
| さらに、相溶化剤(E)を含有することを特徴とする請求項1~11のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。 |
| 請求項1~12の何れかに記載の組成物を用いた自動車用成型品。 |
| 請求項1~12の何れかに記載の組成物を用いた電気製品用成型品。 |
| 請求項1~12の何れかに記載の組成物を用いた事務用成型品。 |
| 請求項1~12の何れかに記載の組成物を用いた雑貨用成型品。 |
本発明は、環境に対する負荷が小さく、 つ、柔軟性やゴム弾性、成形性、リサイク 性を有する熱可塑性エラストマー組成物及 それを用いた成形体に関し、詳しくは、非 油原料由来の材料を用いてなる熱可塑性エ ストマー組成物及びそれを用いた成形体に する。
近年、プラスチックの投棄による環境汚 やプラスチックの焼却時に発生するガスに る地球温暖化等が問題となっている。その うな中、たとえば、でんぷん等を発酵させ できる乳酸を重合させることにより得られ ポリ乳酸等が、生分解性プラスチックやカ ボンニュートラルな素材として注目されて る(特許文献1、2)。ここでカーボンニュート ラルな素材とは、ライフサイクル全体(原料 取から廃棄まで)での炭酸ガスの排出量が少 い素材をいう。
植物が生産する糖質(デンプンなど)から られるポリ乳酸については、一般的な石油 来樹脂に比べて、製造工程から廃棄工程の に発生する炭酸ガス量が著しく小さい(カー ンニュートラル)。
またポリ乳酸と同様、ポリ3-ヒドロキシ チレート系重合体も注目されている(特許文 3、4)。ポリ3-ヒドロキシブチレート系重合 は、例えば、生ごみや食品廃棄物、家畜糞 等の有機廃棄物を嫌気条件下で発酵させる とにより得られるメタンガス、あるいは植 原料から、微生物を用いて生産することが きる。またポリ3-ヒドロキシブチレート系重 合体は、廃棄後は生分解され、あるいは微生 物によりメタンガスに戻されるので、リサイ クルできる環境に優しいプラスチックである 。
さらには、ポリブチレンサクシネート系 合体も、一般的な石油由来樹脂に比べて炭 ガス排出量の少ない材料として注目されて る(特許文献5)。ポリブチレンサクシネート 重合体は、例えばコハク酸とジオール成分 原料として製造することができるが、コハ 酸はサトウキビやトウモロコシなどの糖を 酵させることにより製造することができる
以上のように従来より、環境へ配慮した非
油原料由来の材料を用いた種々のプラスチ
クが開発されている。しかしこれらのプラ
チックは、柔軟性やゴム弾性、圧縮永久歪
性等に劣り、また成形加工が困難なものが
く、適用範囲は限られていた。
本発明の目的は、環境に対する負荷が小 く、かつ柔軟性やゴム弾性、成形性、リサ クル性を有する熱可塑性エラストマー組成 及びそれを用いた成形体を提供することで る。
本発明は、非石油原料由来の熱可塑性樹 (A)と、天然ゴム、ジエン系重合体ゴム、オ フィン系重合体ゴム、アクリルゴム、およ シリコーンゴムから選ばれる少なくとも1種 のゴム(B)を含有し、熱可塑性樹脂(A)の存在下 で、ゴム(B)を架橋剤(C)により動的に架橋する ことにより得られることを特徴とする熱可塑 性エラストマー組成物に関する。
また本発明の熱可塑性樹脂(A)は、ポリ乳 、ポリ3-ヒドロキシブチレート系重合体、 リブチレンサクシネート系重合体、ポリグ コール酸およびポリトリメチレンテレフタ ート系重合体から選ばれる少なくとも1種の 合体であることが好ましい。
また本発明の熱可塑性エラストマー組成 は、ゴム(B)100重量部に対し、5~150重量部の 可塑性樹脂(A)を含有することが好ましく、10 ~90重量部の熱可塑性樹脂(A)を含有することが より好ましい。
また本発明の熱可塑性エラストマー組成 は、熱可塑性樹脂(A)の連続相中にゴム(B)の 橋物が分散している相形態を有するもので ることが好ましい。
また本発明の熱可塑性エラストマー組成 においては、ゴム(B)の架橋物の粒子径が、0 .01~20μmであることが好ましく、0.01~10μmであ ことがより好ましい。
また本発明の熱可塑性エラストマー組成 においては、ゴム(B)が天然ゴムであること 好ましい。
また本発明の熱可塑性エラストマー組成 においては、熱可塑性樹脂(A)が、ポリ乳酸 たはポリ3-ヒドロキシブチレート系重合体 あることが好ましい。
また本発明の熱可塑性エラストマー組成 は、さらに可塑剤(D)を含有することが好ま く、さらに可塑剤(D)が非石油原料由来の可 剤であることが好ましい。
また本発明の熱可塑性エラストマー組成 は、さらに相溶化剤(E)を含有することが好 しい。
また本発明の熱可塑性エラストマー組成 は、自動車用成型品、電気製品用成型品、 務用成型品、および雑貨用成型品として使 することが好ましい。
本発明のエラストマー組成物は、非石油 料由来の材料からなるため環境に対する負 が小さいことに加えて、優れた柔軟性やゴ 弾性、圧縮永久歪み特性、成形性に優れて る。すなわち本発明のエラストマー組成物 、従来、主に石油原料由来の材料からなる 可塑性エラストマーが用いられていた自動 部品、電線被覆材、家電部品、医療部品、 物、雑貨等に好適に用いることができ、な かつ環境に優しいものである。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は 非石油原料由来の熱可塑性樹脂(A)と、天然 ム、ジエン系重合体ゴム、オレフィン系重 体ゴム、アクリルゴム、およびシリコーン ムから選ばれる少なくとも1種のゴム(B)を含 有し、熱可塑性樹脂(A)の存在下で、ゴム(B)を 架橋剤(C)により動的に架橋することにより得 られるものである。
<非石油原料由来の熱可塑性樹脂(A)>
本発明に使用される非石油原料由来の熱可
性樹脂(A)は、植物原料や動物原料から得ら
たモノマー、あるいは植物原料や動物原料
ら酵素分解、発酵又は変性を経て得られた
ノマーを主成分として重合された熱可塑性
脂を意味する。
このようなものとして、ポリヒドロキシ チレート、ポリブチレンサクシネート、ポ ブチレンサクシネート/アジペート、ポリエ チレンサクシネート、ポリ乳酸樹脂、ポリリ ンゴ酸、ポリグリコール酸、等の脂肪族ポリ エステル;ポリブチレンサクシネート/テレフ レート、ポリトリメチレンテレフタレート の脂肪族芳香族コポリエステル;エステル化 デンプン、エステル化セルロース等の天然高 分子と上記の脂肪族ポリエステルあるいは脂 肪族芳香族コポリエステルとの混合物等が挙 げられる。
これらのなかでも、ポリ乳酸、ポリ3-ヒ ロキシブチレート系重合体、ポリブチレン クシネート系重合体、ポリグリコール酸お びポリトリメチレンテレフタレート系重合 は、原料入手性や、得られる熱可塑性エラ トマー組成物の熱可塑性の程度や機械物性 良好である点で好ましい。
これらの重合体成分は単独で用いてもよ 、または組み合わせて用いてもよい。
これらの熱可塑性樹脂(A)は、要求される 性やコスト、原料入手性、環境負荷の低減 程度などを考慮して適宜選択すれば良い。 えば、植物由来の原料から製造でき、熱可 性エラストマー組成物に優れた柔軟性やゴ 弾性、低温特性を付与するという点ではポ ブチレンサクシネート系重合体が好ましい また、植物由来の原料から製造でき、優れ 機械強度を有する点では、ポリグリコール およびポリトリメチレンテレフタレート系 合体が好ましい。さらに、植物由来の原料 ら製造できる点で、ポリ乳酸、ポリ3-ヒド キシブチレート系重合体が好ましい。また 植物由来の原料から製造でき、コストや入 性の点ではポリ乳酸が好ましい。さらに、 物由来の原料から製造でき、得られる熱可 性エラストマー組成物に優れた柔軟性やゴ 弾性、低温特性を付与できるという点では ポリ3-ヒドロキシブチレート系重合体を用い れば良い。上記の石油資源に依存しない植物 由来の原料から製造できる熱可塑性樹脂の中 では、ポリ乳酸、ポリ3-ヒドロキシブチレー 系重合体がより好ましい。
本発明において、ポリ乳酸とは、L-乳酸 び/又はD-乳酸由来のモノマー単位で構成さ るポリマーである。本発明の効果を損なわ い範囲で、L-乳酸またはD-乳酸に由来しない 他のモノマー単位を含んでいても良い。
ポリ乳酸の製造方法としては、既知の任 の重合方法を採用することができる。最も 表的に知られているのは、乳酸の無水環状 量体であるラクチドを開環重合する方法(ラ クチド法)であるが、乳酸を直接縮合重合し も構わない。また、分子量としては、重量 均分子量で、50,000~300,000の範囲が好ましい。 かかる範囲を下回ると機械物性等が十分発現 されない場合があり、上回る場合は加工性に 劣る傾向にある。
ポリ乳酸が、L-乳酸及び/又はD-乳酸に由 するモノマー単位からだけなる場合には、 合体は結晶性で高融点を有する。しかも、L- 乳酸、D-乳酸由来のモノマー単位の比率(L/D比 と略称する)を変化させることにより、結晶 ・融点を自在に調節する事ができるので、 られる熱可塑性エラストマーの耐熱性や成 流動性、ゴム弾性等に応じて設定すること できる。ポリ乳酸としては、特に制限はな 、例えば(商品名)レイシア(三井化学(株)製) の市販品を用いることが可能である。
ポリ3-ヒドロキシブチレート系重合体と ては、例えばポリ3-ヒドロキシブチレート単 独重合体、3-ヒドロキシブチレートと3-ヒド キシブチレート以外のヒドロキシアルカノ ートの共重合体等が挙げられ、共重合体で る場合の3-ヒドロキシブチレート以外のヒド ロキシアルカノエートとしては、例えば3-ヒ ロキシプロピオネート、3-ヒドロキシバレ ート、3-ヒドロキシヘキサノエート、3-ヒド キシヘプタノエート、3-ヒドロキシオクタ エート、3-ヒドロキシノナノエート、3-ヒド キシデカノエート、3-ヒドロキシウンデカ エート、4-ヒドロキシブチレート、ヒドロキ シラウリレートが挙げられる。これらのうち 、特に成形加工性に優れた樹脂組成物が得ら れることから、3-ヒドロキシブチレート以外 ヒドロキシアルカノエートが20モル%以下共 合されたものであることが好ましい。また ポリ3-ヒドロキシブチレート単独重合体、3- ヒドロキシブチレート/3-ヒドロキシバレレー ト共重合体、3-ヒドロキシブチレート/4-ヒド キシブチレート共重合体、3-ヒドロキシブ レート/3-ヒドロキシヘキサノエート共重合 が容易に入手できるため好ましい。また、 リ3-ヒドロキシブチレート系重合体としては 、成形加工性に優れた樹脂組成物となること や、非石油由来の原料から製造できる点から 、微生物体内で生産されたものであることが 好ましい。このようなポリ3-ヒドロキシブチ ート系重合体は市販品として入手すること 可能である。また、例えば米国特許第4477654 号明細書、国際公開第94/11519号パンフレット 米国特許5502273号明細書、特開2006-045366号公 に開示されている方法等により製造するこ も可能である。
ポリブチレンサクシネート系重合体とし は、非石油由来の原料として、澱粉やセル ースから合成されたコハク酸を用いて重合 れた1,4-ブタンジオールとコハク酸の共重合 体であるポリブチレンサクシネート、1,4-ブ ンジオールとコハク酸およびアジピン酸の 重合体であるポリブチレンサクシネートア ペート、等が挙げられる。これらのうち、 リブチレンサクシネートが容易に入手でき 点から好ましい。
ポリトリメチレンテレフタレート系重合 としては、非石油由来の原料として、澱粉 脂肪油から合成された1,3-プロパンジオール を用いて重合されたテレフタル酸と1,3-プロ ンジオールの共重合体であるポリトリメチ ンテレフタレート等が挙げられる。
ポリグリコール酸は、例えば、非石油由 の原料として、微生物を用いて合成された リコリド(すなわち、グリコール酸の環状2 体エステル)を、触媒(例えば、有機カルボン 酸錫、ハロゲン化錫、ハロゲン化アンチモン 等のカチオン触媒)の存在下に加熱して、塊 開環重合または溶液開環重合することによ 得ることができる。なお、グリコリドとこ と共重合可能なコモノマーとの開環共重合 よって得られる共重合体も、ポリグリコー 酸として使用することができる。
<ゴム(B)>
本発明に使用しうるゴム(B)は、天然ゴム、
エン系重合体ゴム、オレフィン系重合体ゴ
、アクリルゴム、およびシリコーンゴムか
選ばれる少なくとも1種のゴムである。これ
らのゴム成分は単独で用いてもよく、または
組合わせて用いてもよい。
本発明において、天然ゴムとしては、パ ゴムノキ(hevea brasiliensis)に代表されるゴム 木から採取したラテックス液を固めてシー 状、ブロック状などの形状にしたものが挙 られ、このようなものであれば、薫製して 燥させたものであっても薫製せずに乾燥さ たものであってもよい。シート状の天然ゴ としては、リブドスモークシート(Ribbed Smok ed Sheet: RSS)、ホワイトクレープ、ペールク ープ、エステートブラウンプレープ、コン クレープ、薄手ブランウンクレープ、厚手 ラウンクレープ、フラットバーククレープ 純スモークドブランケットクレープなどが げられる。RSSには、所謂グリーンブック(Inte rnational Standards of Qualityand Packing for Natural Rubber Grades)にしたがって視覚的に格付けさ た各種等級のものが含まれる。ブロック状 天然ゴムとしては、クラムラバーまたはブ ックラバーと呼ばれる技術的格付けゴム(Tech nically Specified Rubber: TSR)が挙げられ、その中 には、マレーシア産のSMR(Standard Malaysian Rubbe r)、シンガポール産のSSR(Standard Singapore Rubber )、インドネシア産のSIR(Standard Indonesian Rubber )、タイ産のSTR(Standard Thai Rubber)などが含ま る。これらのうち、経済性を考えるとリブ スモークシート(RSS)が好ましい。また、天然 ゴムとして、脱タンパク天然ゴムやエポキシ 化天然ゴムも挙げられる。脱タンパク天然ゴ ムとは、生ゴム中に含まれるタンパク質の大 部分を除去したゴムをいう。タンパク質の除 去方法としては、ゴムの木から採取されるラ テックスを十分に水洗する方法を用いること ができる。具体的には、(i)非常に希釈したラ テックス中のゴム粒子を凝集させる、(ii)非 に希釈したラテックスを遠心分離機にかけ 濃縮ラテックスを分離する、(iii)ラテックス を透析するなどの方法が挙げられる。また、 他の方法として、(a)タンパク質をバクテリア または酵素にて分解する、(b)ラテックスにア ルカリを加えて加熱し、タンパク質を分解さ せる、(c)石鹸類により、ゴム粒子に吸着され ているタンパク質を遊離させる等の方法が挙 げられる。これらの方法を適当に組み合わせ てもよい。
また、エポキシ化天然ゴムとは、天然ゴ の不飽和結合がエポキシ基によって置換さ た天然ゴムの変性形態であり、天然ゴムラ ックスをエポキシ変性することにより得る とができ、例えば(商品名)ENR50(Gutherie,Inc.製) 、(商品名)ENR25(Gutherie,Inc.製)が販売されてお 一般に入手可能である。本発明の樹脂組成 においては、天然ゴムとエポキシ化天然ゴ の混合物を用いても良い。
上述の天然ゴムにおいて、得られる熱可 性エラストマーの物性の安定化やタンパク によるアレルギーを防ぐ観点では、脱タン ク天然ゴムが好ましく、熱可塑性樹脂(A)と 相溶性や得られる熱可塑性エラストマー組 物の機械特性の点では、エポキシ化天然ゴ が好ましく、コストおよび入手性の点では リブドスモークシート(RSS)が好ましい。
上記において、ジエン系重合体ゴムとし は、例えば、イソプレン重合体ゴム(IR)、ス チレン・ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ブタ エン重合体ゴム(BR)、アクリロニトリル・ブ タジエン共重合体ゴム(NBR)、クロロプレン重 体ゴム(CR)などを挙げることができる。
また、オレフィン系重合体ゴムとしては 例えば、エチレン・プロピレン・ジエン共 合体ゴム(EPDM)、イソブチレン・イソプレン 重合体ゴム(IIR)、ハロゲン化イソブチレン イソプレン共重合体ゴム(CIIR,BIIR)、イソブチ レン・ハロゲン化メチルスチレン共重合体ゴ ム、クロロスルホン化ポリエチレン、イソブ チレン重合体ゴム、エチレン・酢酸ビニル共 重合体ゴムなどを挙げることができる。
また、アクリルゴムとしては従来既知の クリルゴムのいずれもが使用でき、例えば アクリル酸エチルおよび/またはアクリル酸 ブチルからなる単量体に、2-クロロエチルビ ルエーテル、メチルビニルケトン、アクリ 酸、アクリロニトリル、ブタジエンなどの の単量体の1種または2種以上を少量共重合 せてなるアクリルゴムなどを挙げることが きる。
さらに、シリコーンゴムとしては、従来 知のシリコーンゴムのいずれも使用でき、 えば、ジメチルシロキサン重合体ゴムやメ ルフェニルシロキサン重合体ゴムなどを挙 ることができる。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物で 、上記のゴム(B)は要求される物性やコスト 入手容易性等を考慮して適宜選択すれば良 。例えば、熱可塑性樹脂(A)との相溶性や得 れる熱可塑性エラストマー組成物の機械特 の点ではアクリルゴムを用いるのが好まし 。また、得られる熱可塑性エラストマー組 物の低温特性や耐候性の点ではシリコーン ムを用いるのが好ましい。さらに、コスト 点ではジエン系重合体ゴム、オレフィン系 合体ゴムを用いるのが好ましい。石油資源 依存しない植物由来の原料から製造できる では、天然ゴムを用いるのが好ましい。な でも、石油資源に依存しない植物由来の原 から得られ、環境に対する負荷が小さい熱 塑性エラストマー組成物を与えるという点 、天然ゴムがより好ましい。天然ゴムが生 解性を有することから、天然ゴムを用いた 合は熱可塑性エラストマー組成物に生分解 も付与することができ、環境に対する負荷 より小さくできる。
本発明においては、熱可塑性樹脂(A)の存 下でゴム(B)を溶融混練し、この際、架橋剤( C)を添加して、溶融混練と同時にゴム(B)を動 に架橋する(動的架橋)。動的架橋すること より、熱可塑性樹脂(A)の連続相中にゴム(B) 架橋物が分散している相形態を有し易くな 、得られる熱可塑性エラストマー組成物の 形流動性や機械特性が向上する。また更に 熱可塑性樹脂(A)の配合量がゴム(B)の配合量 り少ない場合にも、熱可塑性樹脂(A)の連続 中にゴム(B)の架橋物が分散している相形態 有することができ、圧縮永久歪み特性やゴ 弾性が向上させることができる。
ここで動的架橋とは、ユニロイヤル(Uniroy al)社のW.M.Fischerらや、モンサント(Monsanto)社の A.Y.Coranらにより開発された手法であり(US104210 、熱可塑性エラストマーのすべて、秋葉光雄 、工業調査会、2003年(初版)、熱可塑性樹脂の マトリックス中にゴムをブレンドし、架橋剤 とともに架橋剤が架橋する温度以上で混練し ながらゴムを高度に架橋させ、しかもそのゴ ムを微細に分散させるプロセスのことである 。この動的架橋により得られた組成物は、連 続相となる熱可塑性樹脂(本発明では熱可塑 樹脂(A))に不連続相となる架橋ゴム相(本発明 ではゴム(B))が微細に分散した状態となるた 、架橋ゴムと同様の物性を示し、かつ成形 工に際しては熱可塑性樹脂に準じた加工が 能となる。また、熱可塑性樹脂の配合量< 橋ゴムの配合量の場合にも、連続相となる 可塑性樹脂に不連続相となる架橋ゴム相が 細に分散した状態となる。
ゴム(B)の架橋物を得るための架橋剤(C)と ては、それぞれのゴムにおいて従来から用 られている架橋剤のいずれもが使用でき、 に制限するものではない。ゴム(B)の架橋物 得るのに用いられる架橋剤(C)としては、例 ば、硫黄;有機硫黄化合物;芳香族ニトロソ 合物などのような有機ニトロソ化合物;オキ ム化合物;酸化亜鉛や酸化マグネシウムなど の金属酸化物;ポリアミン類;セレン、テルル よび/またはそれらの化合物;各種の有機過 化物;アルキルフェノールホルムアルデヒド 脂や臭素化アルキルフェノールホルムアル ヒド樹脂などの樹脂架橋剤;分子内にSiH基を 2つ以上持つ有機オルガノシロキサン系化合 などを挙げることができ、ゴムの種類など 応じて、架橋剤の1種または2種以上を用いる ことができる。ゴム(B)の架橋物を得るに当た っては、ゴムの架橋効率や、得られる架橋物 にゴム弾性を付与する点や臭気等の点から、 ゴム(B)100重量部に対して架橋剤(C)を0.3~30重量 部の割合で用いることが好ましく、0.5~15重量 部の割合で用いることがより好ましく、0.5~5 慮部の割合で用いることが特に好ましい。 橋剤(C)が0.3重量部より少ないと架橋が不十 になり、ゴム弾性が悪化する傾向にあり、3 0重量部より多いと、得られる組成物に臭気 大きくなったり、着色したりする傾向にあ 。
また、ゴム(B)の架橋物を得るに当たって 上記した架橋剤と共に、必要に応じて架橋 剤を1種または2種以上用いることができる 架橋助剤としては、例えば、ジフェニルグ ニジンなどのグアニジン系化合物、アルデ ドアミン系化合物、アルデヒドアンモニウ 化合物、チアゾール系化合物、スルフェン ミド系化合物、チオ尿素系化合物、チウラ 系化合物、ジチオカルバメート系化合物;パ ジウム、ロジウム、白金などの族遷移金属 るいはそれらの化合物や錯体等のハイドロ リル化触媒などを挙げることができる。
さらに、ゴム(B)の架橋物を得るに当たっ 、上記した架橋剤や架橋助剤などと共に、 要に応じて、ジビニルベンゼン、エチレン リコールジメタクリレート、トリメチロー プロパントリアクリレート、亜鉛華、N,N-m- ェニレンビスマレイミド、金属ハロゲン化 、有機ハロゲン化物、無水マレイン酸、グ シジルメタクリレート、ヒドロキシプロピ メタクリレート、ステアリン酸などの化合 を用いることもできる。これらを添加する とにより、架橋剤による架橋効率を挙げる とができ、ゴム弾性を付与することができ 。
<熱可塑性エラストマー組成物>
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、
可塑性樹脂(A)の存在下で、ゴム(B)を動的架
することにより製造する。熱可塑性樹脂(A)
連続相中にゴム(B)の架橋物が分散した相構
を有することが好ましい。
さらに詳しくは、熱可塑性樹脂(A)および ム(B)を含む組成物を高温下で溶融、混練し がら架橋剤を添加し、ゴム(B)を混練中に架 (動的架橋)させることによって製造する。 要に応じて可塑剤(D)、相溶化剤(E)、紫外線 収剤や酸化防止剤等の安定剤、炭酸カルシ ムやカーボンブラックやシリカやタルク等 充填剤や補強材、ステアリン酸金属塩やワ クスやシリコーンオイル等の滑剤、水酸化 グネシウム等の難燃剤、カーボンブラック 酸化チタン等の顔料、タルクやクレーやマ カ等の結晶核剤、粘着性付与剤等の他の成 を添加して行うこともできる。この際も、 境への負荷が低減できる観点から、非石油 料由来の成分がより好ましい。非石油原料 来の成分は、天然物や、天然物の誘導体、 物由来の原料を醗酵させて生産されたもの 非石油原料を用いて微生物体内で生産され ものなどが挙げられる。例えば、酸化防止 ではビタミン等、滑剤では牛脂等、粘着付 剤ではテルペン等が挙げられる。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は ゴム(B)の含有量を100重量部としたときに、 可塑性樹脂(A)を5~300重量部の割合で含有し いることが好ましく、ゴム(B)100重量部に対 て、5~150重量部の割合で含有していることが より好ましく、ゴム(B)100重量部に対して、熱 可塑性樹脂(A)を10~90重量部の割合で含有して ることが更に好ましく、ゴム(B)100重量部に して、熱可塑性樹脂(A)を15~50重量部の割合 含有していることが特に好ましい。ゴム(B)10 0重量に対して、重合体(A)が300重量部より多 なると、熱可塑性エラストマー組成物の圧 永久歪みおよび永久引張伸びが大きくなり ゴム弾性、弾性回復性や柔軟性が低下する 向にある。この場合、シール製品等への使 の際には密封性が低下することとなる。一 、ゴム(B)100重量に対して、熱可塑性樹脂(A) 5重量部より少なくなると、熱可塑性エラス マー組成物の溶融粘度が高くなって、成形 工時に十分な溶融流動性を得ることができ くなり、成形性が悪化する傾向にある。ま 、熱可塑性樹脂(A)の連続相中にゴム(B)が分 している相構造を形成しにくくなり、引張 強度や引っ張り伸び等の機械特性が悪化す 傾向にある。
また、本発明の熱可塑性エラストマー組 物は、エラストマーとしての特徴を有する 点から、JIS-K6301により雰囲気温度70℃、圧 変形量25%の条件下に22時間放置した時の圧縮 変形歪み量が80%以下であることが好ましく、 65%以下であることがより好ましく、50%以下で あることが特に好ましい。
また、本発明の熱可塑性エラストマー組成
においては、熱可塑性エラストマー組成物
おけるゲル量、すなわち下記の数式(1)で示
れるゲル率(wt%)が、20~95%であることが好ま
く、40~85%であることがより好ましい。熱可
性エラストマー組成物のゲル率(wt%)を前記し
た20~95%にしておくことによって、熱可塑性樹
脂(A)中にゴム(B)の架橋物を安定した相形態で
存在させることができ、成形性を良好とする
と共に熱可塑性エラストマー組成物の圧縮永
久歪みを低減することができる。また、ゲル
率(wt%)を上記範囲にすることにより、上述し
JIS-K6301により雰囲気温度70℃、圧縮変形量25
%の条件下に22時間放置した時の圧縮変形歪み
量が65%以下の熱可塑性重合体組成物を容易に
調製しやすくなる。
ゲル率(wt%)=(Wc/Wu)×100 (1)
[式中、Wcは熱可塑性エラストマー組成物の溶
剤不溶分重量(g)を、Wuは熱可塑性エラストマ
組成物の重量(g)を示す。]
なお、ゲル率(wt%)は、所定量の熱可塑性エ
ストマー組成物の重量をWu(g)として測定し、
次いでそのWu(g)の熱可塑性エラストマー組成
を溶剤中に入れて12時間保った後、溶剤不
分を乾燥し、乾燥した溶剤不溶分の重量を
定して熱可塑性エラストマー組成物の溶剤
溶分重量(Wc)(g)として、上記の数式(1)から求
る。ここで溶剤とは、熱可塑性樹脂(A)およ
未架橋のゴム(B)の可溶溶剤であり、用いる
可塑性樹脂(A)およびゴム(B)により適宜設定
ればよい。
なお、動的架橋の途中で適宜そのゲル量 測定することによって、ゴムの架橋の進行 合いを調べながら、ゴムの架橋が十分に行 れるように調整することができる。
また、本発明の熱可塑性エラストマー組成
においては、ゴム(B)のゲル率(wt%)は70%以上
好ましく、80%以上がより好ましく、95%以上
特に好ましい。ゴム(B)のゲル率(wt%)が70%より
低くなると、得られる熱可塑性エラストマー
組成物のゴム弾性や圧縮永久歪み特性、機械
強度が悪化する傾向にある。ゴム(B)のゲル率
(wt%)は、配合物中のゴム(B)の含有率をT(%)とし
た時に下記式により計算することができる。
ゲル率(wt%)=(Wc/(Wu×T×0.01))×100 (2)
また、本発明の熱可塑性エラストマー組成
は、透過型電子顕微鏡でその相形態(モルフ
ォロジー)を観察したときに、(a)熱可塑性樹
(A)の連続相中にゴム(B)の架橋物が分散して
る相形態を有しているか;または(b)熱可塑性
脂(A)とゴム(B)の架橋物が共連続相をなす相
態を有していることが好ましく、(a)熱可塑
樹脂(A)の連続相中にゴム(B)の架橋物が分散
ている相形態を有していることがより好ま
い。
なお、本明細書でいう「熱可塑性樹脂(A)と
ム(B)の架橋物が共連続相をなす」とは、熱
塑性樹脂(A)とゴム(B)の架橋物とが連続した
界(線)を形成して存在している相形態をい
。すなわち下記(イ)~(ハ)中の(ハ)の状態をい
。
(イ)熱可塑性樹脂(A)の連続相中にゴム(B)の架
物が島状に分散した状態(点在した状態)。
(ロ)ゴム(B)の架橋物の連続相中に熱可塑性樹
(A)が島状に分散した状態(点在した状態)。
(ハ)熱可塑性樹脂(A)とゴム(B)の架橋物とが連
した境界(線)を形成して存在している状態
熱可塑性エラストマー組成物が、上記(a) たは(b)の相形態を有していると、熱可塑性 ラストマー組成物の成形性が良好になり、 縮永久歪みおよび圧縮永久伸びの小さい成 品が製造できる傾向にあり、上記(a)の相形 を有していると、熱可塑性エラストマー組 物の成形性が良好になり、圧縮永久歪みお び圧縮永久伸びの小さい成形品が製造でき 上に、引張り強度や引張り伸び等の機械特 にも優れる傾向にある。このことから、上 (a)の相形態を有していることがより好まし 。
その際に、ゴム(B)の架橋物の粒子径が0.01 ~20μmであるのが好ましく、0.01~10μmがより好 しく、0.01~5μmがさらに好ましい。これは、 子径が0.01~20μmの場合に、特に優れた前記の 特性を有する成形品を得ることができる傾 にあるためである。
また、粒子長径d1と粒子短径d2との比d1/d2 数平均が1~5であることが好ましく、1~3であ ことが好ましく、1~1.5であることが特に好 しい。比d1/d2の数平均が5を超えると、得ら る熱可塑性エラストマー組成物の機械物性 悪化する傾向にあるためである。
上記(a)および(b)の相形態とは異なり、ゴ (B)の架橋物の連続相中に熱可塑性樹脂(A)が 散しているような相形態の場合は重合体組 物の溶融流動性が低下し、溶融成形品によ 得られる成形品の物性が悪化する傾向にあ 。
なお、本願の相形態およびゴム(B)の架橋 の粒子径及び粒子体積は、超薄切片法によ 撮影した透過型電子顕微鏡写真から求める とができる。本発明の熱可塑性エラストマ 組成物を透過型電子顕微鏡で観察する際に 、初めに熱可塑性エラストマー組成物を凍 ミクロトームで薄片とし、四酸化ルテニウ 、四酸化オスミウム、クロロスルホン酸、 酸ウラニル、リンタングステン酸、ヨウ素 オン、トリフルオロ酢酸等の染色剤を使用 て染色する。染色剤の選択にあたっては、 察対象とする熱可塑性エラストマー組成物 含まれる熱可塑性樹脂(A)およびゴム(B)の種 により最適な染色剤を選択する必要がある
ゴム(B)の架橋物の粒子径及び粒子体積は、 られる熱可塑性エラストマー組成物の超薄 片法により撮影した透過型電子顕微鏡写真 の500個のゴム(B)の架橋物の各粒子を以下の 法で算出することにより得られる。すなわ 、各粒子の粒子径は各粒子の面積Sを求め、 Sを用いて、(4S/π) 0.5 を各粒子の粒子径とする。平均粒子径は重量 平均粒子径を用い、粒子形状は粒子長径d1と 子短径d2との比d1/d2で表される。また、粒子 体積は粒子面積Sの3/2乗のS 1.5 で定義し、全粒子体積は各粒子体積の和で表 される。なお、たとえ0.01~20μmの粒子が存在 ていても、それが凝集して互いに接触して る場合は、凝集粒子を1つの粒子として扱っ 。
熱可塑性エラストマー組成物における相 態は、熱可塑性エラストマー組成物におけ 熱可塑性樹脂(A)、ゴム(B)、架橋剤(C)、添加 などの成分の含有量、熱可塑性エラストマ 組成物を調製する際の溶融混練条件などに って影響を受ける。従って、上記した点を 々調節して、上記した(a)または(b)のいずれ の相形態になるようにして重合体組成物の 製を行うことが好ましい。
なお本発明の(a)または(b)のいずれかの相 態を有する熱可塑性エラストマー組成物で 、非石油原料由来の熱可塑性樹脂(A)は、廃 された後、例えば屋外環境下で日光、雨水 微生物などにより比較的容易に分解する。 の場合もしもゴム(B)が屋外環境下で比較的 解しにくい物質であったなら、(A)の分解後 ゴム(B)は「微粉末」又は「表面積の大きい ポンジ」状になっている。すなわち本発明 (a)または(b)の相形態を有する熱可塑性エラ トマー組成物の場合、(A)の分解後のゴム(B) 表面積は非常に大きくなるので、ゴム(B)も 較的容易に分解する。さらに、ゴム(B)が天 ゴムの場合は、より分解しやすいことから 環境に対する負荷をより小さくできる。
<可塑剤(D)>
本発明において、製造される熱可塑性エラ
トマー組成物に、より一層の柔軟性やゴム
性、低温特性を付与するためや、硬度を調
するために、可塑剤(D)を添加しても良い。
塑剤(D)としては、特に限定されないが、例
ば、熱可塑性樹脂に通常配合される可塑剤;
プロセスオイル;オリゴマー;動物油、植物油
の油分およびそれらの誘導体;灯油、軽油、
重油、ナフサ等の石油留分などが挙げられる
。これらは単独で用いてもよく、2種以上を
合して用いてもよい。
より具体的には、フタル酸ジメチル、フ ル酸ジエチル、フタル酸ジ-n-ブチル、フタ 酸ジ-(2-エチルヘキシル)、フタル酸ジヘプ ル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジ-n- クチル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸 トリデシル、フタル酸オクチルデシル、フ ル酸ブチルベンジル、フタル酸ジシクロヘ シル等のフタル酸誘導体;ジメチルイソフタ ートのようなイソフタル酸誘導体;ジ-(2-エ ルヘキシル)テトラヒドロフタル酸のような トラヒドロフタル酸誘導体;アジピン酸ジメ チル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ-n- ヘキシル、アジピン酸ジ-(2-エチルヘキシル) アジピン酸イソノニル、アジピン酸ジイソ シル、アジピン酸ジブチルジグリコール等 アジピン酸誘導体;アゼライン酸ジ-2-エチル ヘキシル等のアゼライン酸誘導体;セバシン ジブチル等のセバシン酸誘導体;ドデカン-2- 誘導体;マレイン酸ジブチル、マレイン酸ジ -2-エチルヘキシル等のマレイン酸誘導体;フ ル酸ジブチル等のフマル酸誘導体;トリメリ 酸トリス-2-エチルヘキシル等のトリメリト 誘導体;ピロメリト酸誘導体;クエン酸アセ ルトリブチル等のクエン酸誘導体;イタコン 誘導体;オレイン酸誘導体;リシノール酸誘 体;ステアリン酸誘導体;乳酸誘導体;その他 肪酸誘導体;スルホン酸誘導体;リン酸誘導体 ;グルタル酸誘導体;アジピン酸、アゼライン 、フタル酸などの二塩基酸とグリコールお び一価アルコールなどとのポリマーである リエステル系可塑剤、グルコール誘導体、 リセリン誘導体、塩素化パラフィン等のパ フィン誘導体、エポキシ誘導体ポリエステ 系重合型可塑剤、ポリエーテル系重合型可 剤、エチレンカーボネート、プロピレンカ ボネート等のカーボネート誘導体等が挙げ れる。市販されている可塑剤としては、ア カサイザーO-130P、C-79、UL-100、P-200、RS-735(旭 電化社製)ラクトサイザーGP-2001、GP-4001(荒川 学工業製)、リケマールPL-019(リケンビタミン 製)などが挙げられる。これら以外の高分子 の可塑剤としては、アクリル系重合体、ポ プロピレングリコール系重合体、ポリテト ヒドロフラン系重合体、ポリイソブチレン 重合体、ポリ乳酸とポリエステルとの共重 体などがあげられる。
上記のプロセスオイルとしては、パラフ ンオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳 族系プロセスオイル等の石油系プロセスオ ル等が挙げられる。植物油としては、例え ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、 豆油、パーム油、やし油、落花生油、パイ オイル、トール油、ロジン等が例示できる
本発明において可塑剤(D)はこれらに限定 れることがなく、種々の可塑剤を用いるこ ができる。こららのなかでも、石油資源に 存しない物から製造され、環境への負荷が 減できる観点から、非石油原料由来の可塑 がより好ましい。非石油原料由来の可塑剤 、天然物や、天然物の誘導体、植物由来の 料を醗酵させて生産されたもの、非石油原 を用いて微生物体内で生産されたものなど 挙げられる。これらのなかでも、動物油、 物油、動物油誘導体や植物油誘導体、乳酸 導体から選ばれる少なくとも1種であること が、コストや入手が容易である点から特に好 ましい。
本発明において、可塑剤(D)はゴム(B)100重 部に対して、0.1~200重量部の範囲で含有する ことが好ましく、0.1~100重量部の範囲で含有 ることがより好ましく、1~50重量部の範囲で 有することがさらに好ましく、5~30重量部の 範囲で含有するこが特に好ましい。0.1重量部 より少ないと、得られる熱可塑性エラストマ ー組成物へのゴム弾性、低温特性の付与が少 なく、100重量部より多いと、得られる熱可塑 性エラストマー組成物の機械特性や耐熱性が 低下する傾向にある。
<相溶化剤(E)>
本発明において、熱可塑性樹脂(A)とゴム(B)
の相溶性を良好にするために、相溶化剤と
て種々のグラフトポリマーやブロックポリ
ーを添加しても良い。熱可塑性樹脂(A)とゴ
(B)との相溶性が向上することにより、得ら
る熱可塑性エラストマー組成物中のゴム(B)
架橋物の粒子径が20μm以下になりやすく、
可塑性エラストマー組成物の溶融流動性、
械特性が向上する傾向にある。
相溶化剤としては、具体的には、クレイ ンシリーズ(シェルジャパン製)、タフテッ シリーズ(旭化成工業製)、ダイナロン(日本 成ゴム製)、エポフレンド(ダイセル化学工業 製)、セプトン(クラレ製)、ノフアロイ(日本 脂製)、レクスパール(日本ポリオレフィン製 )、ボンドファースト(住友化学工業製)、ボン ダイン(住友化学工業製)、アドマー(三井化学 )、ユーメックス(三洋化成工業製)、VMX(三菱 学製)、モディーパー(日本油脂製)、スタフ ロイド(武田薬品工業製)、カネエース(鐘淵 学工業製)、レゼタ(東亜合成製)、プラメー (大日本インキ製)などの市販品をあげること ができる。これらは、用いるブロック共熱可 塑性樹脂(A)と熱可塑性樹脂(B)に応じて適宜選 択することができる。なかでも、熱可塑性樹 脂(A)の末端の水酸基やカルボキシル基との反 応性を有する、エポキシ基や酸無水物基を有 する相溶化剤(例えば、ボンドファーストや ンダイン)が、相溶性改善効果が大きい点か より好ましい。
本発明において、相溶化剤(E)はゴム(B)100 量部に対して、0.1~10重量部の範囲で含有す ことが好ましく、0.5~5重量部の範囲で含有 ることがより好ましく、1~3重量部の範囲で 有するこが特に好ましい。0.1重量部より少 いと、相溶性の改善効果が少なく、得られ 熱可塑性エラストマー組成物の機械特性の 善効果が少なくなる傾向にある。10重量部よ り多いと、得られる熱可塑性エラストマー組 成物の成形が低下したり、熱可塑性エラスト マー組成物として、石油資源に依存しない植 物由来の原料を用いた重合体の割合が低下す る。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は 必要とされる硬度、機械特性や圧縮永久歪 特性などに応じて調整すればよいが、前記 縮永久歪み特性等のエラストマーとしての 性を有し、かつ非石油原料由来の材料から る熱可塑性エラストマー組成物として、炭 ガスの排出量低減に寄与でき、環境への負 を低減できる観点から、熱可塑性樹脂(A)が リ乳酸またはポリ3-ヒドロキシブチレート 重合体からなり、ゴム(B)が天然ゴムからな 、ゴム(B)の架橋物が熱可塑性樹脂(A)中に分 されている相構造を有することが特に好ま い。また、更なる柔軟性や圧縮永久歪特性 付与する場合に可塑剤(D)を適宜添加しても いが、可塑剤(D)は非石油原料由来の観点か 、動物油、植物油、動物油誘導体や植物油 導体、乳酸誘導体が好ましい。また、機械 性の観点から熱可塑性樹脂(A)とゴム(B)の相 化剤が添加されていても良い。また、圧縮 久歪み特性の観点から、熱可塑性エラスト ー組成物中の天然ゴムの配合量を100重量部 したときに、ポリ乳酸またはポリ3-ヒドロキ シブチレート系重合体を15~50重量部の割合で 有していることが特に好ましい。
更には、炭酸ガスの排出量削減に寄与で 、環境への負荷を低減できる観点から、非 油原料由来の成分が組成物全体の20重量%以 であることが好ましく、60重量%以上である とがより好ましく、80重量%以上であること 更により好ましく、90重量%以上であること 特に好ましい。
<熱可塑性エラストマー組成物の製造方法
>
本発明の熱可塑性エラストマー組成物の製
方法は、熱可塑性樹脂(A)の存在下でゴム(B)
溶融混練すると同時に、ゴム(B)を(動的に)
橋することが可能な限りにおいては特に制
されず、熱可塑性樹脂(A)、ゴム(B)および場
により用いられる上記した成分が均一に混
され得る方法であればいずれも採用できる
特に、上記した(a)または(b)の相形態を形成
得るような製造方法が好ましく用いられる
熱可塑性樹脂(A)の存在下でゴム(B)を溶融混
すると同時に、ゴム(B)を架橋剤(C)により動
に架橋する方法としては、以下に例示する
法がある。
例えば、プラストミル、ブラベンダー、 ンバリーミキサー、ニーダー、ロールなど ような密閉式混練装置またはバッチ式混練 置を用いて本発明の熱可塑性エラストマー 成物を製造する場合は、架橋剤(場合により 可塑剤も)以外のすべての成分を予め混合し 均一になるまで溶融混練し、次いでこれに 橋剤(C)を添加して架橋反応が十分に行われ 時点で溶融混練を停止する方法を採用する とができる。その際に、架橋剤添加後の溶 混練時間は、混練機のモーターのトルク値 よび電流値が架橋剤(C)の添加後に顕著に上 して最大値を示した後、再び低下するのを 認し、その後該トルク値および電流値が一 の値で安定するまで混練を続けることがゴ (B)を十分に架橋させる上で望ましい。
また、単軸押出機や二軸押出機などのよ な連続式の溶融混練装置を用いて本発明の 可塑性エラストマー組成物を製造する場合 、架橋剤以外(場合により可塑剤も)のすべ の成分を予め押出機などの溶融混練装置に って溶融混練した後にペレット化し、その レットに架橋剤をドライブレンドした後更 押出機などの溶融混練装置で溶融混練して ム(B)を動的に架橋して、熱可塑性樹脂(A)と ム(B)の架橋物を含む熱可塑性エラストマー 成物を製造する方法;架橋剤以外(場合により 可塑剤も)のすべての成分を押出機などの溶 混練装置で溶融混練し、そこに押出機のシ ンダーの途中から架橋剤(場合により可塑剤 )を添加して更に溶融混練してゴム(B)を動的 に架橋して熱可塑性樹脂(A)とゴム(B)の架橋物 を含む熱可塑性エラストマー組成物を製造す る方法などを採用することができる。
溶融混練と同時に動的に架橋を行う上記 法を行うに当たって、溶融混練温度は、用 る熱可塑性樹脂(A)に応じて適宜設定すれば いが、100~250℃の温度が好ましく、150~200℃ 温度がより好ましく採用される。100℃より いと熱可塑性樹脂(A)の溶融が不十分となる 向にあり、250℃より高いと、熱可塑性樹脂(A )自体が分解する傾向にある。
上記製造方法によって得られた熱可塑性 ラストマー組成物のペレット化方法として 、ストランドカット、アンダーウォーター ット、ミストカット、ホットカット等の公 のペレット化機械を用いることができ、特 限定されない。この際、、ペレットの同士 ブロッキングを防ぐために、防着剤を添加 ても良い。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は 熱可塑性であり、熱可塑性の重合体組成物 対して一般に採用されている成形方法およ 成形装置を用いて成形することができ、例 ば、射出成形、押出成形、プレス成形、ブ ー成形などによって溶融成形することによ て、任意の形状や寸法を有する種々の成形 や製品を製造することができる。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は リサイクルでき、非石油原料由来の材料か なる熱可塑性エラストマー組成物として、 酸ガスの排出量低減に寄与でき、環境への 荷を低減できることから、従来の熱可塑性 ラストマーが使用されている、自動車用、 気製品用または事務用成型品、雑貨用成型 として、好適に使用することができる。
特に、本発明の熱可塑性エラストマー組 物はその優れた成形加工性、耐圧縮永久歪 性、封止性、柔軟性、力学的特性、などの 性を活かして、バンド、グリップ、スイッ 、表皮材、シート、容器、包装、ルアーや 履や玩具等の雑貨などのような汎用の成形 、シール材、パッキング材、ガスケットな の密封用材等の製造に好適に使用すること できる。
次に、本発明を実施例に基づいてさらに 細に説明するが、本発明はこれらの実施例 みに限定されるものではない。
なお、実施例におけるPLAはポリ乳酸を、P HBHはポリ(3-ヒドロキシブチレート/3-ヒドロキ シヘキサノエート)共重合体〔PHBH中の3-ヒド キシヘキサノエートが5(mol%)〕を、PBSはポリ チレンサクシネートを、EPDMはエチレン・プ ロピレン・ジエン共重合体を、NRは天然ゴム 、EDMAはエチレングリコールジメタクリレー トを表す。ここでは非石油原料由来のPLAおよ びPHBHを、熱可塑性樹脂として用いた。PHBHは 生物から生産されたMwが64万のものを使用し た。
<試験方法>
(硬度)
JIS K6253に準拠し、23℃における硬度(JIS A硬
度)を測定した。
(機械特性)
JIS K7113に準拠し、株式会社島津製作所製の
オートグラフAG-10TB型を用いて、引張破壊強
および引張破壊伸びを測定した。測定はn=3
て行ない、試験片が破断したときの強度(MPa)
と伸び(%)の値の平均値を採用した。試験片は
2(1/3)号形の形状にて、厚さが約2mmのものを用
いた。試験は23℃にて500mm/分の試験速度で行
った。試験片は、試験前に温度23±2℃、相
湿度50±5%において48時間以上状態調節したも
のを用いた。
(圧縮永久歪み)
JIS K6301に準拠し、円柱型成形体(直径30mmお
び厚さ12mmの円筒状の成形体)を圧縮率25%の
件で70℃で22時間保持し、室温で30分放置し
のち、成形体の厚みを測定し、歪みの残留
を計算した。なお、圧縮永久歪み0%で歪みが
全部回復し、圧縮永久歪み100%で歪みが全く
復しないことに相当する。
(熱可塑性)
ラボプラストミル50C150(ブレード形状:ロー
ー形R60 株式会社東洋精機製作所製)にて試
体を混練した後、50kgf、180℃で5分間熱プレ
(株式会社神藤金属工業所製 圧縮成形機NSF-5
0)成形し、円柱型成形体(直径30mmおよび厚さ12
mmの円筒状の成形体)を成形できるかどうかに
より判断した。円柱型成形体作製には、直径
30mmおよび厚さ12mmの円筒状の穴が空いた金属
金型を用いた。未溶融部分がなく成形でき
場合を○、未溶融部分があり成形できない
合を×として評価した。未溶融部分につい
は目視にて判断した。
(ゲル率(wt%))
実施例および比較例で得られたシート状成
体を用いて、熱可塑性エラストマー組成物
ゲル率を測定した。シート状成形体1gを350
ッシュのステンレス金網に包み、トルエン/
ロロホルム=1/1溶剤に12時間浸漬した。浸漬
、金網を取り出して、80℃で真空乾燥する
とで、溶剤不溶分を測定した。
(相形態観察)
実施例にて得られた円柱型成形体(直径30mm
よび厚さ12mmの円筒状の成形体)の中心部分(
心、厚さ6mmの部分)からサンプリングし、凍
ミクロトームで薄片として、四酸化オスミ
ムで染色して透過型電子顕微鏡(日本電子JEM
-1200EX)にて観察した。
(実施例1)
PLA;LACEA H-100(三井化学株式会社製)およびEPDM
;EP22(JSR株式会社製)および相溶化剤としてエ
レンとグリシジルメタクリレートとアクリ
酸メチルの共重合体であるボンドファース
7M(住友化学株式会社製)を表1に示した割合(
量部)で180℃に設定したラボプラストミル50C1
50(ブレード形状:ローラー形R60 株式会社東洋
精機製作所製)を用いて溶融混練した。さら
スクリュー回転数100rpmにて180℃で溶融混練
ながら、表1に示した割合(重量部)で、架橋
剤としてEDMA、および架橋触媒として過酸化
であるパーヘキシン25B(日本油脂株式会社製
)を添加し、トルクの値が最高値を示し、さ
にその後、トルクが低下して一定値に達す
まで溶融混練を行い、架橋反応を進行させ
(動的架橋)。得られたサンプルを設定温度180
℃で熱プレス(株式会社神藤金属工業所製 圧
縮成形機NSF-50)成形し、直径30mmおよび厚さ12mm
の円筒状の成形体を得た。これらの成形体に
ついて、硬度、圧縮永久歪みを測定し、熱可
塑性を評価した。また、同様に設定温度180℃
で熱プレス成形し、厚さ2mmのシート状の成形
体を得た。このシートを用いて機械特性、ゲ
ル率(wt%)を測定した。なお本実施例では30gのE
PDMを溶融混練した。
(実施例2)
PLA;LACEA H-100(三井化学株式会社製)およびEPDM
;EP22(JSR株式会社製)およびボンドファースト7M
を表1に示した割合(重量部)で180℃に設定した
ラボプラストミル50C150(ブレード形状:ローラ
形R60 東洋精機株式会社製)を用いて溶融混
した。さらにスクリュー回転数100rpmにて180
で溶融混練しながら、表1に示した割合(重
部)で、架橋助剤としてEDMA、および架橋触媒
として過酸化物であるパーヘキシン25B(日本
脂株式会社製)を添加し、トルクの値が最高
を示し、さらにその後、トルクが低下して
定値に達するまで溶融混練を行い、架橋反
を進行させた(動的架橋)。さらにトルクが
定値に達した後、醗酵乳酸原料を使用した
塑剤であるラクトサイザーGP-4001(荒川化学工
業株式会社製)を表1に示した割合(重量部)で
加し、溶融混練した。得られたサンプルを
定温度180℃で熱プレス(株式会社神藤金属工
所製 圧縮成形機NSF-50)成形し、直径30mmおよ
び厚さ12mmの円筒状の成形体を得た。これら
成形体について、硬度、圧縮永久歪みを測
し、熱可塑性を評価した。また、同様に設
温度180℃で熱プレス成形し、厚さ2mmのシー
状の成形体を得た。このシートを用いて機
特性、ゲル率(wt%)を測定した。なお本実施例
では30gのEPDMを溶融混練した。
(実施例3)
EPDMにかえてNR;RSS3を用い、パーヘキシン25B(
本油脂株式会社製)の添加量を変更した以外
は実施例1と同様にしてサンプルを作製し、
価を行なった。
(実施例4)
EPDMにかえてNR;RSS3を用い、パーヘキシン25B(
本油脂株式会社製)の添加量を変更した以外
は実施例2と同様にしてサンプルを作製し、
価を行なった。
(実施例5)
EPDMにかえてNR;RSS3を用い、ボンドファース
7M(住友化学株式会社製)を配合せず、パーヘ
シン25B(日本油脂株式会社製)の添加量を変
した以外は実施例2と同様にしてサンプルを
製し、評価を行なった。さらに、得られた
可塑性エラストマー組成物の相形態観察を
った。結果を図1に示す。
(実施例6)
PHBHおよびNR;RSS3を表1に示した割合(重量部)
160℃に設定したラボプラストミル50C150(ブレ
ド形状:ローラー形R60 東洋精機株式会社製)
を用いて溶融混練した。さらにスクリュー回
転数100rpmにて160℃で溶融混練しながら、表1
示した割合(重量部)で、架橋助剤としてEDMA
および架橋触媒として過酸化物であるパー
キシン25B(日本油脂株式会社製)を添加し、ト
ルクの値が最高値を示し、さらにその後、ト
ルクが低下して一定値に達するまで溶融混練
を行い、架橋反応を進行させた(動的架橋)。
られたサンプルを設定温度160℃で熱プレス(
株式会社神藤金属工業所製 圧縮成形機NSF-50)
成形し、直径30mmおよび厚さ12mmの円筒状の成
体を得た。これらの成形体について、硬度
圧縮永久歪みを測定し、熱可塑性を評価し
。また、同様に設定温度160℃で熱プレス成
し、厚さ2mmのシート状の成形体を得た。こ
シートを用いてゲル率(wt%)を測定した。な
本実施例では30gのNRを溶融混練した。
(比較例1)
PLA;LACEA H-100(三井化学株式会社製)を180℃に
定したラボプラストミル50C150(ブレード形状
:ローラー形R60 株式会社東洋精機製作所製)
用いてスクリュー回転数100rpmにて10分間溶融
混練した。得られたサンプルを実施例1と同
にして評価した。なお本比較例では50gのPLA
溶融混練した。
(比較例2)
PLA;LACEA H-100(三井化学株式会社製)およびNR;R
SS3およびボンドファースト7M(住友化学株式会
社製)を表1に示した割合(重量部)で、180℃に
定したラボプラストミル50C150(ブレード形状:
ローラー形R60 株式会社東洋精機製作所製)を
用いてスクリュー回転数100rpmにて10分間溶融
練した。得られたサンプルを実施例1と同様
にして評価した。なお本比較例では30gのNRを
融混練した。
(比較例3)
PLA;LACEA H-100(三井化学株式会社製)およびNR;R
SS3およびボンドファースト7M(住友化学株式会
社製)を表1に示した割合(重量部)で、180℃に
定したラボプラストミル50C150(ブレード形状:
ローラー形R60 株式会社東洋精機製作所製)を
用いてスクリュー回転数100rpmにて10分間溶融
練した。さらに、ラクトサイザーGP-4001(荒
化学工業株式会社製)を表1に示した割合(重
部)で添加し、溶融混練した。得られたサン
ルを実施例1と同様にして評価した。なお本
比較例では30gのNRを溶融混練した。
(比較例4)
NR;RSS3を180℃に設定したラボプラストミル50C
150(ブレード形状:ローラー形R60 株式会社東
精機製作所製)を用いて、スクリュー回転数1
00rpmにて180℃で溶融混練しながら、表1に示し
た割合(重量部)で、架橋助剤としてEDMA、およ
び架橋触媒として過酸化物であるパーヘキシ
ン25B(日本油脂株式会社製)を添加し、トルク
値が最高値を示し、さらにその後、トルク
低下して一定値に達するまで溶融混練を行
、架橋反応を進行させた。さらに、表1に示
した割合(重量部)でPLA;LACEA H-100(三井化学株
会社製)およびボンドファースト7M(住友化学
式会社製)を添加し、10分間、溶融混練した
得られたサンプルを実施例1と同様にして評
価した。なお本比較例では30gのNRを溶融混練
た。
表1(実施例1~6および比較例1)から明らかな ように、本発明の熱可塑性エラストマー組成 物は、PLAだけのものに比べて柔軟性および圧 縮永久歪み特性に優れる。さらには熱可塑性 を有することがわかる。また実施例1~6および 比較例2~3を比較して明らかなように、動的架 橋することにより、ゲル率(wt%)が上昇し〔ゴ (B)が架橋し〕、優れた機械特性や、圧縮永 歪み特性を付与できることがわかる。さら 、実施例1~5および比較例4を比較して明らか なように、本発明の動的架橋体である熱可塑 性エラストマー組成物は、動的架橋せずに、 ゴム(EPDM)の架橋物に熱可塑性樹脂(PLA)とボン ファースト7Mを添加、混練したものに比べ 、良好な成形性(熱可塑性)を有し、機械特性 や、圧縮永久歪みに優れることがわかる。さ らに、図1から明らかなように本発明の熱可 性エラストマー組成物は、熱可塑性樹脂(PLA) を主成分とする連続相中にゴム(NR)を主成分 する架橋物が10μm以下の大きさで分散してい る相形態を有していることがわかる。
以上の結果から、本発明の熱可塑性エラ トマー組成物は、低硬度で柔軟性を有しな ら、機械特性、圧縮永久歪み特性に優れた 境への負荷が小さい新規な熱可塑性エラス マーであることがわかる。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は 低硬度で柔軟性を有しながら、機械特性、 縮永久歪み特性に優れた環境への負荷が小 い新規な熱可塑性エラストマーであること ら、従来の熱可塑性エラストマーが使用さ ている、自動車用、電気製品用、事務用成 品または雑貨用成型品として、好適に使用 ることができる。
特に、本発明の熱可塑性エラストマー組成
はその優れた成形加工性、耐圧縮永久歪み
、封止性、柔軟性、力学的特性、などの特
を活かして、バンド、グリップ、スイッチ
表皮材、シート、容器、包装、ルアーや草
や玩具等の雑貨などのような汎用の成形品
シール材、パッキング材、ガスケットなど
密封用材などの製造に好適に使用すること
できる。
