説明

熱可塑性エラストマー組成物及び成形体

【課題】 室温(23℃)での硬さが40A以下のジェル状(ゼリー状)であって、透明性・保湿性に優れ、オイルブリード感が少なく、また表面のすべすべ感があり、ポリエチレンやポリウレタン等のフィルムとの密着性に優れる熱可塑性エラストマー組成物及びそれを用いた成形体を提供する。
【解決手段】(a)非芳香族炭化水素系ゴム用軟化剤100重量部、(b)水添及び/又は部分水添ブロック共重合体3〜110重量部及び(c)界面活性剤0.1〜30重量部を含有することを特徴とする熱可塑性エラストマー組成物、及びそれを用いた成形体。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱可塑性エラストマー用軟化剤組成物、それを用いた柔軟な熱可塑性エラストマー組成物及び成形体に関し、特に、室温(23℃)での硬さが40A以下のジェル状(ゼリー状)組成物で、容易に製造・成形ができ、透明性・保湿性に優れ、オイルブリード感が少なく、また表面のすべすべ感があり、ポリエチレンやポリウレタン等のフィルムとの密着性に優れる熱可塑性エラストマー組成物及びそれを用いた成形体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、スチレン系樹脂組成物またはエチレン−プロピレン系樹脂組成物に軟化剤としてオイル、樹脂成分としてオレフィン系樹脂等を添加することにより所定の硬度を有する熱可塑性エラストマー樹脂組成物が得られており、オイルとしてパラフィンオイルがよく用いられている。しかし、オイル添加により、低硬度化は可能となるが、他の樹脂成分に比べて分子量の低いものが使用されるため、耐熱性、耐候性、機械強度、耐摩耗性等の低下が発生する。
【0003】
また、非常に軟らかい熱可塑性樹脂組成物、特にエラストマーと油剤成分を含むゲルエラストマーを得る場合には、従来の未架橋のオイルを使用すると、成形品表面にオイルブリードが発生するという問題があり、満足のいく熱可塑性樹脂組成物、特にゲルエラストマーを得ることができない。すなわち、一般に、熱可塑性樹脂組成物が吸収できるオイル量は、オイル量/熱可塑性樹脂組成物量=3倍強という上限があり、それ以上のオイルを添加した場合、オイルのブリードが発生する。さらに、熱可塑性樹脂組成物にオイルを配合する場合は、オイル以外の成分が固体であるのに対して、オイルは液状であるため、取り扱いが面倒となり、オイルを配合するためにポンプ等の専用設備が必要であるという問題があった。
【0004】
さらに、ゲルエラストマーとして、スチレン系熱可塑性エラストマー類、パラフィン類で構成される組成物が開示されているが(例えば、特許文献1参照。)、製造時、加熱溶解の際に高温が必要であるため、茶色に着色して成形する際すぐに固まってしまい、ハンドリング性が不十分で扱いずらく、さらにゲルの構成強度が十分でないためか、パラフィン類が染み出し油っぽく感じるという問題もあった。
【0005】
上記のような問題を解決するため、脂肪酸エステル類のイソプロピルミリスチレート、イソプロピルパルミテート、ブチルステアレート、イソノニルイソノナノエートを配合し、スチレン系熱可塑性エラストマー類の溶解温度を下げることにより透明性が増し、さっぱりした感触となる発明が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。しかしながら、色相改良の効果は十分に発揮されるものの、依然として、油性感が強く、特にフットケア用途などさらにさっぱりした感触を求められる分野では油っぽさの改良が不十分であった。
【0006】
このような油性感等を改良するため、脂肪酸エステル類の添加効果を検討し、エステル基を挟んで存在するアルキル基の大きさおよび、分枝の割合が、脂肪酸エステルの添加効果を左右するとし、スチレン系熱可塑性エラストマー類、パラフィン類、脂肪酸エステル(2−エチルへキシル酸セチル)で構成されるゲルエラストマー組成物が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。さらに、衝撃吸収性能を付与したゲル状組成物として、トリブロック型スチレン系エラストマーを軟化剤に膨潤させたゲル状組成物(例えば、特許文献4参照。)、トリブロック型スチレン系エラストマーとジブロック型スチレン系エラストマーと軟化剤とからなるゲル状組成物(例えば、特許文献5及び6参照。)が提案されている。しかしながら、これらのゲル状組成物においても、透明性、オイルブリード、成形性のバランスが著しく劣っているという問題を有しているうえ、表面のすべすべ感、ポリエチレンやポリウレタン等のフィルムとの密着性について考慮されている組成物ではなかった。
また、上記先行技術に記載の組成物は、特に射出成形の際、冷却時間が異常に長く場合によっては25分程度要するものもあるのが現状であり、生産性に著しく劣るものであった。
【0007】
そこで、本発明者らは、柔軟性に富み、耐熱変形特性、機械的強度、耐油性および成形加工性に優れ、ベタツキのない超軟質組成物として、非芳香族炭化水素系ゴム用軟化剤、有機パーオキサイド 、架橋助剤、任意成分として熱可塑性樹脂を含む組成物(例えば、特許文献7参照。)やスチレン系熱可塑性エラストマー類、非芳香族炭化水素ゴム用軟化剤、ビニル芳香族系樹脂、水添石油樹脂、アクリル系加工助剤、有機パーオキサイドを含有する組成物(例えば、特許文献8参照。)を提案し、さらに、取り扱いが容易で、オイルブリードがなく、かつ優れた機械強度および耐摩耗性を有する熱可塑性ゲル状組成物として、非芳香族炭化水素ゴム用軟化剤、水添スチレン系熱可塑性エラストマー類、非晶質性ポリオレフィンを含有する熱可塑性ゲル状組成物(例えば、特許文献9参照。)を提案している。
しかしながら、これらの組成物よりもさらに、柔らかく、成形加工性に優れ、室温での硬さが40A以下のジェル状であって、透明性・保湿性に優れ、オイルブリード感が少なく、また表面のすべすべ感があり、フィルムシーリング品等においてポリエチレンフィルムやポリウレタンフィルム等との密着性に優れる熱可塑性エラストマー組成物は得られていなかった。
また、本願組成物は表面にべとべと感が無くなり、すべすべ感が出たことから、従来強度を要求されないがべとべと感を嫌い、組成物表面をポリエチレンフィルムやポリウレタンフィルムで覆っていた用途は、フィルムを使用する必要が無くなるという利点がある。
さらにまた、本願発明のように成形温度以下でスープ状からシャーベット状であり、成形前に事前の特別な混練機を用いた溶融混練する必要が無く、成形後は硬さが40A以下、さらには10A以下であり上記特性に優れたジェル状(ゼリー状)組成物になる技術分野を示唆している先行文献は存在しなかった。
【0008】
【特許文献1】米国特許第4369284号明細書
【特許文献2】米国特許第5558872号明細書
【特許文献3】特開2000−281850号公報
【特許文献4】特開平8−73696号公報
【特許文献5】特開2001−151979号公報
【特許文献6】特開2001−151980号公報
【特許文献7】特開2001−311012号公報
【特許文献8】特開2000−34389号公報
【特許文献9】特願2001−388697号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、上記問題点に鑑み、柔軟な熱可塑性エラストマー用軟化剤組成物、それを用いた柔軟な熱可塑性エラストマー組成物、特に、室温(23℃)での硬さが40A以下のジェル状(ゼリー状)であって、透明性・保湿性に優れ、オイルブリード感が少なく、また表面のすべすべ感があり、ポリエチレンやポリウレタン等のフィルムとの密着性に優れる熱可塑性エラストマー組成物及びそれを用いた成形体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、非芳香族炭化水素系ゴム用軟化剤のみの使用では、充分な流動性や成形加工性を発現させるレベルまで添加量を増やすと、軟化剤のブリードが顕著になり、水添及び/又は部分水添ブロック共重合体や非芳香族炭化水素系ゴム用軟化剤と適度に相溶性がある界面活性剤を適量添加することで透明性、保湿性に優れ、柔軟性、成形加工性と耐ブリードのバランスが改善できることがわかった。それらの結果に基づき、非芳香族系ゴム用軟化剤、特定量の界面活性剤を含有する熱可塑性エラストマー用軟化剤組成物を見出し、さらに、非芳香族系ゴム用軟化剤に特定量の水添及び/又は部分水添ブロック共重合体、界面活性剤を含有する組成物が、透明性、保湿性に優れ、オイルブリード感が少なく、非常に軟らかい弾性体である熱可塑性エラストマー組成物になり得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0011】
すなわち、本発明の第1の発明によれば、(a)非芳香族炭化水素系ゴム用軟化剤100重量部、及び
(c)界面活性剤0.1〜30重量部
を含有することを特徴とする熱可塑性エラストマー用軟化剤組成物が提供される。
【0012】
また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、成分(a)が、炭素数4〜155の直鎖状飽和炭化水素及び/又は分岐状飽和炭化水素の混合物であることを特徴とする熱可塑性エラストマー用軟化剤組成物が提供される。
【0013】
また、本発明の第3の発明によれば、第1又は2の発明において、成分(a)が、室温(23℃)で液状であることを特徴とする熱可塑性エラストマー用軟化剤組成物が提供される。
【0014】
また、本発明の第4の発明によれば、第1〜3のいずれかの発明において、成分(c)がノニオン、カチオンまたはアニオン系界面活性剤であることを特徴とする熱可塑性エラストマー用軟化剤組成物が提供される。
【0015】
また、本発明の第5の発明によれば、第1〜4のいずれかの発明の熱可塑性エラストマー用軟化剤組成物の(a)非芳香族炭化水素系ゴム用軟化剤100重量部に対して、
(b)水添及び/又は部分水添ブロック共重合体3〜110重量部
をさらに含むことを特徴とする熱可塑性エラストマー組成物が提供される。
【0016】
また、本発明の第6の発明によれば、第5の発明において、さらに、成分(a)100重量部に対して、(d)消泡剤0.1〜20重量部を含有することを特徴とする熱可塑性エラストマー組成物が提供される。
【0017】
また、本発明の第7の発明によれば、第6の発明において、成分(d)が、脂肪酸エステル系、ウレア樹脂系、パラフィン系、シリコーン系、ポリオキシアルキレングリコール系消泡剤であることを特徴とする熱可塑性エラストマー組成物が提供される。
【0018】
また、本発明の第8の発明によれば、第5〜7のいずれかの発明において、さらに、成分(a)100重量部に対して、(e)オレフィン系樹脂1〜30重量部を含有することを特徴とする熱可塑性エラストマー組成物が提供される。
【0019】
また、本発明の第9の発明によれば、第5〜8のいずれかの発明において、室温(23℃)での硬さが40A以下のジェル状(ゼリー状)組成物であることを特徴とする熱可塑性エラストマー組成物が提供される。
【0020】
また、本発明の第10の発明によれば、第5〜9のいずれかの発明の熱可塑性エラストマー組成物を用いて成形したことを特徴とする成形体が提供される。
【発明の効果】
【0021】
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、保湿性に優れ、オイルブリード感が少ない組成物であって、室温(23℃)での硬さが40A以下のジェル状であり、表皮(ポリエチレン等)との密着性がよいため、床ずれ防止マット等、フィルムシーリング品、ライダー用スーツ、グローブ、ライフルジャケット、スポーツシューズ、ベッド等への材料として好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
1.熱可塑性エラストマー用軟化剤組成物、熱可塑性エラストマー組成物の構成成分
(a)非芳香族炭化水素系ゴム用軟化剤
本発明の熱可塑性エラストマー用軟化剤組成物、熱可塑性エラストマー組成物に用いる非芳香族炭化水素系ゴム用軟化剤成分(a)は、非芳香族系の鉱物油又は液状、若しくは、低分子量の合成軟化剤が挙げられる。一般にゴム用鉱物油軟化剤は、芳香族環、ナフテン環及びパラフィン鎖を組み合わせた混合物であって、飽和炭化水素鎖炭素数が全炭素数の50%以上を占めるものをパラフィン系、ナフテン環炭素数が30〜40%を占めるものをナフテン系、芳香族炭素数が30%以上を占めるものを芳香族系と呼び区別されている。本発明で用いられるゴム用鉱物油軟化剤は、上記のパラフィン系及びナフテン系が好ましい。芳香族系の軟化剤は、分散性が悪く好ましくない。
非芳香族炭化水素系ゴム用軟化剤として、パラフィン系の鉱物油軟化剤が特に好ましく、パラフィン系のなかでも芳香族環成分の少ないものが特に適している。
【0023】
パラフィン系軟化剤を構成している化合物としては、例えば、炭素数4〜155のパラフィン系化合物、好ましくは炭素数4〜50のパラフィン系化合物が挙げられ、具体的には、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカン、ノナデカン、エイコサン、ヘンエイコサン、ドコサン、トリコサン、テトラコサン、ペンタコサン、ヘキサコサン、ヘプタコサン、オクタコサン、ノナコサン、トリアコンタン、ヘントリアコンタン、ドトリアコンタン、ペンタトリアコンタン、ヘキサコンタン、ヘプタコンタン等のn−パラフィン(直鎖状飽和炭化水素)、イソブタン、イソペンタン、ネオペンタン、イソヘキサン、イソペンタン、ネオヘキサン、2,3−ジメチルブタン、2−メチルヘキサン、3−メチルヘキサン、3−エチルペンタン、2,2−ジメチルペンタン、2,3−ジメチルペンタン、2,4−ジメチルペンタン、3,3−ジメチルペンタン、2,2,3−トリメチルブタン、3−メチルヘプタン、2,2−ジメチルヘキサン、2,3−ジメチルヘキサン、2,4−ジメチルヘキサン、2,5−ジメチルヘキサン、3,4−ジメチルヘキサン、2,2,3−トリメチルペンタン、イソオクタン、2,3,4−トリメチルペンタン、2,3,3−トリメチルペンタン、2,3,4−トリメチルペンタン、イソノナン、2−メチルノナン、イソデカン、イソウンデカン、イソドデカン、イソトリデカン、イソテトラデカン、イソペンタデカン、イソオクタデカン、イソナノデカン、イソエイコサン、4−エチル−5−メチルオクタン等のイソパラフィン(分岐状飽和炭化水素)及び、これらの飽和炭化水素の誘導体等を挙げることができる。これらのパラフィンは、混合物で用いられ、室温(23℃)で液状であるものが好ましい。
【0024】
室温(23℃)で液状であるパラフィン系軟化剤の市販品としては、日本油脂株式会社製のNAソルベント(イソパラフィン系炭化水素油)、出光興産株式会社製のPW−90(n−パラフィン系プロセスオイル)、出光石油化学株式会社製のIP−ソルベント2835(合成イソパラフィン系炭化水素、99.8wt%以上のイソパラフィン)、三光化学工業株式会社製のネオチオゾール(n−パラフィン系プロセスオイル)等が挙げられる。
【0025】
また、本発明で用いる成分(a)の比重は、0.72〜0.87が好ましく、より好ましくは0.80〜0.84である。比重が0.72未満であると揮発成分が多くなり、さらに機械特性が低下する。また、0.87を超えると成分(b)との相溶性が低下し、さらに成形性が悪化する。
【0026】
また、非芳香族系炭化水素軟化剤には、少量の不飽和炭化水素及びこれらの誘導体が共存していても良い。不飽和炭化水素としては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、イソブチレン、1−ペンテン、2−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、2−メチル−2−ブテン、1−ヘキセン、2,3−ジメチル−2−ブテン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン等のエチレン系炭化水素、アセチレン、メチルアセチレン、1−ブチン、2−ブチン、1−ペンチン、1−ヘキシン、1−オクチン、1−ノニン、1−デシン等のアセチレン系炭化水素を挙げることができる。
【0027】
(b)水添及び/又は部分水添ブロック共重合体成分
本発明の熱可塑性エラストマー組成物に用いる水添及び/又は部分水添ブロック共重合体成分(b)は、柔軟性を調整するために用いられる。
水添ブロック共重合体としては、芳香族ビニル化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックAと、共役ジエン化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックBとからなるブロック共重合体を水素添加して得られる水添ブロック共重合体または共役ジエンブロック共重合体の水素添加物を挙げることができる。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物に用いることのできる芳香族ビニル化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックAと、共役ジエン化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックBとからなるブロック共重合体を水素添加して得られる水添ブロック共重合体成分は、芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロックAの少なくとも1個と、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックBの少なくとも1個とからなるブロック共重合体を水素添加して得られる重合体である。例えば、A−B、A−B−A、B−A−B−A、A−B−A−B−A等の構造を有する芳香族ビニル化合物−共役ジエン化合物のブロック共重合体を水素添加して得られるものである。
【0028】
芳香族ビニル化合物を主体とする重合体ブロックAは、芳香族ビニル化合物のみからなる重合体か、芳香族ビニル化合物と50重量%未満の共役ジエン化合物との共重合体であってもよい。また、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックBは、共役ジエン化合物のみからなる重合体か、共役ジエン化合物と50重量%未満の芳香族ビニル化合物の共重合体であってもよい。
【0029】
水添ブロック共重合体を構成する芳香族ビニル化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−第3ブチルスチレン等のうちから1種又は2種以上を選択でき、なかでもスチレンが好ましい。また共役ジエン化合物としては、例えば、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−ブタジエン等のうちから1種又は2種以上が選ばれ、なかでもブタジエン、イソプレン及びこれらの組合せが好ましい。
【0030】
芳香族ビニル化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックAと、共役ジエン化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックBとからなるブロック共重合体を水素添加して得られる水添ブロック重合体成分は、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックBにおいて、その水素添加率は任意であるが、好ましくは50%以上、より好ましくは55%以上、更に好ましくは60%以上である。また、そのミクロ構造は、任意であり、例えば、ブロックBがブタジエン単独で構成される場合、ポリブタジエンブロックにおいては、1,2−ミクロ構造が好ましくは20〜50重量%、特に好ましくは25〜45重量%である。また、1,2−結合を選択的に水素添加した物であっても良い。ブロックBがイソプレンとブタジエンの混合物から構成される場合、1,2−ミクロ構造が好ましくは50%未満、より好ましくは25%未満、より更に好ましくは15%未満である。
【0031】
ブロックBがイソプレン単独で構成される場合、ポリイソプレンブロックにおいてはイソプレンの好ましくは70〜100重量%が1,4−ミクロ構造を有し、かつイソプレンに由来する脂肪族二重結合の好ましくは少なくとも90%が水素添加されたものが好ましい。
【0032】
用途により水素添加したブロック共重合体を使用する場合には、好ましくは上記水添物を用途に合わせて適宜使用することが出来る。
【0033】
また、重合体ブロックAは、成分全体の5〜70重量%の割合で存在するのが好ましい。さらに、成分全体の重量平均分子量は、500,000以下が好ましく、さらに好ましくは180,000〜350,000である。重量平均分子量が500,000を超えると、成形加工性と機械特性が悪化する。
また、成形性を重視する場合は上記成分に加え、重量平均分子量は、50,000〜150,000のものを併用することができる。重量平均分子量が50,000以下では機械特性が悪化し、オイルブリードが顕著になる。
【0034】
水添ブロック重合体成分の具体例としては、スチレン−エチレン・ブタジエン共重合体(SEB)、スチレン−エチレン・プロピレン共重合体(SEP)、スチレン−エチレン・ブタジエン−スチレン共重合体(SEBS)、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレン共重合体(SEPS)、スチレン−エチレン・エチレン・プロピレン−スチレン共重合体(SEEPS)、スチレン−ブタジエン・ブチレン−スチレン共重合体(部分水添スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、SBBS)等を挙げることができる。
【0035】
これらの芳香族ビニル化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックAと、共役ジエン化合物を主体とする少なくとも1個の重合体ブロックBとからなるブロック共重合体を水素添加して得られるブロック共重合体の製造方法としては、数多くの方法が提案されているが、代表的な方法としては、例えば特公昭40−23798号公報に記載された方法により、リチウム触媒又はチーグラー型触媒を用い、不活性媒体中でブロック重合させて得ることができる。こうしたブロック共重合体の水素添加処理は、公知の方法により、不活性溶媒中で水素添加触媒の存在下に行うことができる。
【0036】
また、本発明の熱可塑性エラストマー組成物に用いることのできる共役ジエンブロック共重合体の水素添加物としては、例えば、ブタジエンのブロック共重合体を水素添加して得られる結晶性エチレンブロックと非晶性エチレン−ブテンブロックを有するブロック共重合体(CEBC)等が挙げられる。本発明においては、共役ジエン化合物ブロック共重合体の水素添加物物は、単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
また、共役ジエンブロック共重合体の水素添加物の重量平均分子量は、150,000以下であり、好ましくは30,000〜120,000である。重量平均分子量が150,000を超えると、成形性が悪化する。
【0037】
成分(b)の配合量は、成分(a)100重量部に対して、3〜110重量部であり、好ましくは5〜90重量部である。成分(b)の量が3重量部未満であるとオイルブリードが顕著になり、成形加工性が悪化する。110重量部を超えると、成形加工性が悪化する。
【0038】
(c)界面活性剤
本発明の熱可塑性エラストマー用軟化剤組成物、熱可塑性エラストマー組成物に用いる界面活性剤成分(c)は、軟化剤のブリードを抑制する効果や、表面のべとべと感をさらさら感に変える効果、それに応じてフィルムシーリング品等においてポリエチレンフィルムやポリウレタンフィルム等との密着性を向上する効果を有し、それらのバランスが卓越した成分である。
本発明の熱可塑性エラストマー用軟化剤組成物、熱可塑性エラストマー組成物に用いる界面活性剤成分(c)としては、ノニオン系、カチオン系またはアニオン系界面活性剤のいずれの界面活性剤であってもよい。中でも、ノニオン系界面活性剤が好ましい。ノニオン系界面活性剤としては、例えば、エーテル型、エーテルエステル型、エステル型、含窒素型のノニオン系界面活性剤が挙げられる。上記ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルアルコール、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレン高級アルコールエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類;ポリオキシエチレングリコールモノステアレート等のポリオキシエチレンアシルエステル類;ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物;ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪族エステル類;アルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル等のリン酸エステル類;セルロースエーテル類等が使用される。
その中でも、アルキルおよびアルキルアリルポリオキシエチレンエーテル、アルキルアリルホルムアルデヒド縮合ポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシプロピレンを親基油とするブロックポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピルアルキルエーテル等のエーテル型ノニオン系界面活性剤が好ましく、これらは、単独でも、2種以上を併用して用いても良い。
【0039】
本発明の組成物に用いる界面活性剤のHLB(親水基と親油基とのバランス)は、7〜13であることが好ましく、より好ましくは8〜11である。HLBが13を超えると、親油性が低下し、タック性やベタツキ性が発現し、一方、3未満であると添加効果がなく、やはりタック性やベタツキ性が発現する。
【0040】
なお、HLB価を化学構造から算出する方法には種々のものがあるが、それらのうち、本発明に用いるHLB価の計算式と、その計算式に用いる代表的な親水基と親油基の基数を下記式(1)及び下記表1に示す。
HLB=7+S(親水基の基数)+S(親油基の基数)・・・(1)
【0041】
【表1】

【0042】
成分(c)の配合量は、成分(a)100重量部に対して、0.1〜30重量部であり、好ましくは1〜20重量部である。配合量が0.1重量部未満では、添加効果がなく、タック性やベタツキ性が発現し、30重量部を超えるとブリードが顕著になりプレス成形性も悪化する。
【0043】
(d)消泡剤
本発明の本発明の熱可塑性エラストマー用軟化剤組成物、熱可塑性エラストマー組成物においては、必要に応じて、消泡剤(d)成分を配合することができる。成分(d)は、熱可塑性エラストマー用軟化剤組成物、熱可塑性エラストマー組成物に添加することにより、組成物の混和性向上と消泡機能を果たす。そのため、当該成分を含むことにより、成形性が極めて良好となる。
【0044】
成分(d)としては、シリコーン系化合物、非シリコーン系化合物の何れでも良く、以下の化合物が挙げられる。
シリコーン系化合物としては、HLBが1以上、4未満のポリシロキサン共重合物等が挙げられる。
非シリコーン系化合物化合物としては、脂肪酸エステル系化合物、ウレア樹脂系化合物、HLBが1以上、4未満のパラフィン系化合物、ポリオキシアルキレングリコール系化合物、アクリルエステル共重合物、エステル系重合物、エーテル系重合物、ミネラルオイルの乳化タイプ、ポリシロキサンアダクト、フッ素系化合物、ビニル系重合物、アセチレンアルコール、アクリル系ポリマー、特殊ビニル系ポリマー、エチレングリコール、高級アルコール(オクチルアルコール、シクロヘキサノール等)、HLB値は1以上、4未満、好ましくは2以上、4未満の非イオン系界面活性剤等が挙げられる。
これらの中では、脂肪酸エステル系化合物、ウレア樹脂系化合物、HLBが1以上、4未満のパラフィン系化合物、ポリオキシアルキレングリコール系化合物、HLBが1以上、4未満のシリコーン系化合物等が好ましく、これらは、単独でも、2種以上を併用して用いても良い。
【0045】
成分(d)の配合量は、添加する場合は、成分(a)100重量部に対して、0.1〜20重量部であり、好ましくは1〜10重量部である。配合量が20重量部を超えると、ブリードが顕著になり、得られる熱可塑性エラストマー組成物からの成形品表面外観が悪化する。
【0046】
なお、上記成分(c)及び成分(d)で重複する化合物名のものは、以下の基準でHLBにより区別することが可能である。
重複成分の内、成分(c)に属するものは、HLBが7〜13であり、成分(d)に属するものは、HLBが1以上、4未満である。
【0047】
(e)オレフィン系樹脂
本発明の熱可塑性エラストマー組成物においては、必要に応じて、オレフィン系樹脂成分(e)を配合することができる。
オレフィン系樹脂成分(e)としては、エチレン、プロピレン、ブテン−1、ヘキセン−1、4−メチル−ペンテン−1などのα−オレフィンの単独重合体、その2種以上の共重合体、あるいはα−オレフィンと他の重合性単量体との共重合体、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリレート共重合体(エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体等)等が挙げられ、単独でも、2種類以上を併用して用いることができる。その他、オレフィン系樹脂として共役ジエンブロック共重合体の水素添加物(例えば、CEBC:オレフィン結晶ブロック−エチレン・ブテンランダムのブロック−オレフィン結晶ブロック)が挙げられる。これらの中では、エチレンの単独重合体、エチレンと他のα−オレフィンの共重合体が好ましく、特に、シングルサイト触媒を用いて重合されたエチレン−ヘキセン−1共重合体、エチレン−オクテン−1共重合体を主成分とする低温下での耐衝撃性等が改良されたエラストマータイプのエチレン系共重合体が好ましい。
【0048】
成分(e)の配合量は、配合する場合は、成分(a)100重量部に対して、1〜30重量部、好ましくは3〜20重量部である。配合量が30重量部を超えると、室温でのゲル状態、成形性が悪化する。
【0049】
(f)その他の成分
本発明の熱可塑性エラストマー組成物においては、さらに、本発明の目的を損なわない範囲で、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、結晶核剤、ブロッキング防止剤、シール性改良剤、ステアリン酸、シリコーンオイル等の離型剤、ポリエチレンワックス等の滑剤、着色剤、顔料、アルミナ等の無機充填剤、難燃剤(水和金属化合物、赤燐、ポリりん酸アンモニウム、アンチモン、シリコーン)などを配合することができる。
酸化防止剤としては、例えば、2,6−ジ−tert−p−ブチル−p−クレゾール、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2,4−ジメチル−6−tert−ブチルフェノール、4,4−ジヒドロキシジフェニル、トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン等のフェノール系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤等が挙げられる。このうちフェノール系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤が特に好ましい。
【0050】
2.熱可塑性エラストマー用軟化剤組成物、熱可塑性エラストマー組成物の製造
本発明の熱可塑性エラストマー用軟化剤組成物は、成分(a)、(c)、および、必要に応じてその他の成分を配合し、室温で、混合装置にて混合して得ることができる。
また、本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、成分(a)〜(c)、および、必要に応じてその他の成分を配合し、100〜180℃の混練温度で、混練装置またはオートクレーブにて溶融混練または溶融混合し、目的の熱可塑性エラストマー組成物を得ることができる。
さらにまた、簡易的には本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、成分(a)〜(c)、および、必要に応じてその他の成分を配合し、100〜180℃で、混合装置または混練装置にて混合し、スープ状またはシャーベット状になった組成物を目的の型に流し込み冷却するか、もしくは冷却で得られたブロックを100〜180℃でプレス成形を行うこと等により直接目的の熱可塑性エラストマー組成物からなる成形体を得ることもできる。
【0051】
本発明で使用する混練装置としては、オートクレーブ、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、単軸押出機、2軸押出機、多軸押出機等を使用することが出来る。好ましくは、加圧ニーダー、バンバリー等のバッチ式混練装置で混練する方法が良く、連続的に行う場合には、バッチ式混練装置と押出機とが組み合わされた、例えば、加圧ニーダーと押出機が組合わさった装置(バッチ供給型連続押出装置)で混練する方法が良い。
【0052】
3.熱可塑性エラストマー用軟化剤組成物、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用軟化剤組成物は、柔軟な熱可塑性エラストマー組成物の形成に用いられ、特にジェル状で存在する熱可塑性エラストマー組成物のジェル用軟化組成物として用いることができる。
また、本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、室温(23℃)での硬さは、好ましくは40A以下、より好ましくは10A以下であって、ジェル状で存在する。
また、本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、保湿性に優れ、オイルブリード感が少ない組成物であるので、様々な用途において使用可能である。
【0053】
具体的な用途としては、例えば、防振用(ボルト付き)インシュレーター、ボルト貫通ブッシュ、(凹凸)防振シート、テープ、シール、チップ状等の防振部材、鞄の緩衝材(例えばランドセルの肩掛け部、手提げ部等)、パソコン用アームレストやリストレスト(マウスパットにも応用)、紙送りローラ、オーディオ関係部材(ターンテーブル、インシュレーター、スぺーサー等)、ケース用防振ゴム足、靴エステ用人形の顔(皮膚等)、テニスラケット、断熱用シート、電柱保護用等の防水シート、床ずれ防止マット等、フィルムシーリング品(例えば老人大腿部骨折防止ヒッププロテクター、術後の身体形状補助材、ライダー用スーツ、グローブ(サッカーのキーパー、ゴルフ、スキー、ライダー用)、ライフルジャケット(例えば肩パット)、スポーツシューズ、ベッド、高温高圧成形機クッション(セラミック成形等)、熱伝導ゲルシート(例えば、放熱用CPUコア外周用等)、ゲーム機の制振パット、ヘルスケア関係、自動車部材(ウインドーパッキンの緩衝材等)、自動車ドアの衝撃吸収材(側面等)、靴の中敷き、靴にあたると痛い外反母趾や巻き爪等による痛みを緩和するためのフットケア用衝撃吸収剤、バンパーやヘルメットの衝撃吸収剤、ベット、マットレス、枕、クッション、座布団などの雑貨、寝具類としての衝撃吸収剤、肘あて、膝あて、鞍による馬の背中の鞍ずれ防止、スキー靴、トゥ・シューズ、バレエシューズ、グローブのようなスポーツ関係の衝撃吸収剤、荷物の輸送での衝撃吸収剤、骨折、怪我や傷を守り、義足と皮膚がこすれないための医療用衝撃吸収剤、乳がん等で乳房を切り取った人、水着や豊胸用の胸パット、魚つり用等の疑似餌、また、机や椅子、パソコン、本棚、床等の生活用品の埃やゴミを吸着する掃除用品、さらに油剤の徐放性を利用してパック等の化粧品や湿布、芳香剤等に応用が可能である。中でも、表皮(ポリエチレン等)との密着性がよいため、床ずれ防止マット等、フィルムシーリング品(例えば老人大腿部骨折防止ヒッププロテクター、術後の身体形状補助材)、ライダー用スーツ、グローブ(サッカーのキーパー、ゴルフ、スキー、ライダー用)、ライフルジャケット(例えば肩パット)、スポーツシューズ、ベッド等への応用が好ましい。
【実施例】
【0054】
以下、実施例及び比較例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、実施例における評価方法及び使用した材料を以下に示す。
【0055】
1.熱可塑性エラストマー組成物の評価方法
(1)比重:JIS K 7112に準拠し、180℃、予熱2分/加圧2分、圧力50kg/cm2の熱プレスで得られた130×160×2mm厚のシートを用いて測定を行なった。
(2)硬さ:JIS K 6253に準拠して測定した。180℃、予熱2分/加圧2分、圧力50kg/cm2の熱プレスで得られた130×160×2mm厚のシートを重ね合わせて4mm厚以上にして測定を行った。
なお、A硬度測定範囲外の柔らかいサンプルの測定値は0で表した。
(3)オイルブリード及びすべすべ感:180℃、予熱2分/加圧2分、圧力50kg/cm2の熱プレスで得られた130×160×2mm厚のシートをクラフト紙に挟んで、直径70mm円盤状の500gの重りをのせ、室温(23℃)で168時間放置後のクラフト紙の状態を目視で観察し、次の基準で評価した。
◎:クラフト紙にオイルブリードの痕跡が認められない
○:クラフト紙にオイルブリードの痕跡が認められるが、スベスベ感がある
×:クラフト紙にオイルブリードの痕跡が認められ、ベトツキ感がある
(4)プレス成形性:180℃、予熱2分/加圧2分、圧力50kg/cm2の熱プレスで得られた130×160×5mm厚のシートを作成し、表面外観や形状を観察し、次の基準で評価した。
◎:表面は平滑で、気泡もない
○:表面の平滑でも、気泡の存在が認められる
△:表面の平滑でないが、気泡はない
×:表面は平滑でなく、気泡も存在する
(5)耐熱老化後の引張強さ:120℃、168時間処理後の試料をJIS K6251に準拠し、測定した。
(6)透明性:180℃、予熱2分/加圧2分、圧力50kg/cm2の熱プレスで得られた130×160×5mm厚のシートを重ね合わせて10mm厚にしたものを新聞に接触させて、小さな活字の読み取れる程度を目視で観察し、次の基準で評価した。
○:鮮明に読み取れる
△:不鮮明であるがなんとか読み取れる
×:不鮮明で読み取れない
(7)フィルム(ポリエチレン)シートとの密着性:(4)のプレス成形時、本発明の組成物とプレス板との間に0.1mm厚のポリエチレンフィルムをはさみ、同様の条件で成形を行い、以下の基準で評価した。
◎:表面は平滑で、気泡もない
△:表面の平滑でも、気泡の存在が認められる
×:表面は平滑でなく、気泡も存在する
【0056】
2.材料
(a)非芳香族系ゴム用軟化剤成分:NAソルベント NAS−5H (日本油脂(株)製)比重:0.823、種類:イソパラフィン系炭化水素油、粘度(40℃):11.0cSt、引火点:146℃
(b−1)水添ブロック共重合体成分: セプトン4077(SEPS−1)(商標;クラレ株式会社製)、スチレン含有量30重量%、数平均分子量260,000、重量平均分子量320,000、分子量分布1.23、水素添加率90%以上
(b−2)水添ブロック共重合体成分: セプトン4033(SEPS−2)(商標;クラレ株式会社製)、スチレン含有量30重量%、数平均分子量130,000、重量平均分子量100,000、分子量分布1.30、水素添加率90%以上
(c−1)界面活性剤成分:ノニオン E−205S(日本油脂(株)製)、ポリエチレングリコール オレイルエーテル、HLB:9.0、pH:5〜8、比重:0.93、引火点:228℃
(c−2)ブチルステアレート:日本油脂製、プラスチック用滑剤、HLB=5.5(比較成分)
(c−3)2−エチルヘキサン酸セチル:エキセパールHO(花王製)ヨウ素価1以下、水酸基価3以下、HLB=6(比較成分)
(d)消泡剤成分:ディスホームBF−75(ポリアルキレングリコール(商標;日本油脂(株)製)、動粘度(40℃):40mm2/s、pH:7.0〜10.0、比重:0.91、引火点:186℃、HLB=3
(e)オレフィン系樹脂成分:PE、Engage EG8401(Dupont Dow Elastomer社製)比重:0.885、硬さ:85(ShoreA)、ムーニー粘度ML1+4(121℃):5以下、重量平均分子量:100,000
(f)ヒンダードフェノール/フォスファイト/ラクトン系複合酸化防止剤(Antioxidant):HP2215(商標;チバスペシャリティケミカルズ社製)
【0057】
実施例1〜3、比較例1〜6
表2に示す成分比で、成分(a)〜(f)を加えて、二軸押出機で、混練温度160℃で混練を行い熱可塑性エラストマー組成物を得た。得られた組成物の物性を測定した。その結果を表2に示す。
【0058】
【表2】

【0059】
表2より明らかなように、本発明の熱可塑性エラストマー組成物である実施例1〜3の組成物は、いずれも良好な結果を示した。
一方、比較例1と2は成分(b)を範囲外にしたものである。成分(b)が少ないと、ベタツキが顕著になり、プレス成形性が悪化する。成分(b)が多いと、硬さが硬くなりすぎてジェル状(ゼリー状)でなくなる。
比較例3と4は成分(c)を範囲外にしたものである。成分(c)が少ないとベタツキが顕著になり、成分(c)が多いと、ブリードが顕著になり、プレス成形性が悪化する。
比較例5は、成分(c)界面活性剤の代わりにプラスチック用滑剤として一般に使用されるブチルステアレートを用いたものである。ブチルステアレートを用いると、ベタツキが顕著になり、流動性不良によりプレス成形性が悪化する。また、フィルムとの密着性が悪化した。
比較例6は、成分(c)界面活性剤の代わりに2−エチルヘキサン酸セチルを用いたものである。2−エチルヘキサン酸セチルを用いると、ベタツキが顕著になり、流動性不良によりプレス成形性が悪化する。また、フィルムとの密着性が悪化した。
【0060】
フィルムとの密着性試験において、0.1mm厚のポリエチレンフィルムの代わりに0.1mm厚のポリウレタンフィルムを用いても、実施例1〜3の組成物は同様に良好な結果が得られ、比較例1〜6の組成物はポリエチレンフィルムと同様な結果となった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)非芳香族炭化水素系ゴム用軟化剤100重量部、
(b)水添及び/又は部分水添ブロック共重合体3〜110重量部及び
(c)界面活性剤0.1〜30重量部
を含有することを特徴とする熱可塑性エラストマー組成物。
【請求項2】
成分(a)が、炭素数4〜155の直鎖状飽和炭化水素及び/又は分岐状飽和炭化水素の混合物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。
【請求項3】
成分(a)が、室温で液状であることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
【請求項4】
成分(c)がノニオン、カチオンまたはアニオン系界面活性剤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ー組成物。
【請求項5】
さらに、成分(a)100重量部に対して、(d)消泡剤0.1〜20重量部を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
【請求項6】
成分(d)が、脂肪酸エステル系、ウレア樹脂系、パラフィン系、シリコーン系、ポリオキシアルキレングリコール系消泡剤であることを特徴とする請求項5に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
【請求項7】
さらに、成分(a)100重量部に対して、(e)オレフィン系樹脂1〜30重量部を含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
【請求項8】
室温(23℃)での硬さが40A以下のジェル状(ゼリー状)組成物であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
【請求項9】
請求項1〜8のいずれか1項に記載の熱可塑性エラストマー組成物をもちいて成形したことを特徴とする成形体。

【公開番号】特開2008−260958(P2008−260958A)
【公開日】平成20年10月30日(2008.10.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−200427(P2008−200427)
【出願日】平成20年8月4日(2008.8.4)
【分割の表示】特願2003−116046(P2003−116046)の分割
【原出願日】平成15年4月21日(2003.4.21)
【出願人】(000250384)リケンテクノス株式会社 (236)
【Fターム(参考)】