JP4165963B2 - エチレン共重合体組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、柔軟で、強度、成形性及び耐熱性に優れたエチレン共重合体組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
エチレン・酢酸ビニル共重合体で代表されるエチレン・不飽和エステル共重合体は、柔軟性、耐衝撃性、耐候性、フィラーローディング性等に優れており、成形材料として広く使用されているが、耐熱性に問題があり、例えば不飽和エステルを10重量%以上含有する共重合体にあっては100℃以下で溶融するため、使用分野が限定されていた。ポリエチレン、とりわけLLDPEとして知られている直鎖状ポリエチレンは上記共重合体に比較して融点が高く耐熱性に優れているが、硬く、フィラーローディング性、耐寒性に乏しいという欠点がある。
【0003】
このような両者を配合する試みは古くからなされているが、耐熱性、柔軟性、成形性、強度等のバランスのとれた組成物を得ることは容易ではなかった。例えば特公昭35―7286号公報においては、ポリエチレンとエチレン・低級アルキルアクリレート共重合体の配合物が提案されているが、応力亀裂抵抗、光沢、強靭性に優れ、層剥離のない組成物を得ることを目的としているために、耐熱性と柔軟性のバランスのとれた組成物を得る具体的な配合は教示していない。また特開昭59―66437号公報には、エチレン・アクリル酸エチル共重合体とLLDPEからなるフイルム用組成物が提案されているが、シール特性、耐衝撃性等に優れたものを求めているため、同様に耐熱性と柔軟性のバランスのとれた組成物を得る具体的な配合は教示していない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らの検討によれば、エチレン・不飽和エステル共重合体とポリエチレンの配合系においては、多くの場合、耐熱性を高めようとすると柔軟性が犠牲になり、柔軟性を求めようとすると、耐熱性や引張強度が犠牲になるなど、バランスのとれた配合物を得ることは容易でなかった。このような配合系においてはまた、長時間、高温雰囲気下に曝されると、強度低下を引き起こすという問題点もあった。
【0005】
そこで本発明者らは、100℃でも溶融しないような耐熱性を有し、かつ充分に柔軟で強度の大きい配合系を求めて検討を行った。また同時に、加熱老化をできるだけ抑制することのできる配合系についても検討を行った。その結果後述のように、ポリエチレンと、酢酸ビニル含量が互いに異なる少なくとも二種類以上のエチレン・酢酸ビニル共重合体とを配合し、かつ、ポリエチレンと該共重合体との配合割合を厳密に選択することにより、所望の性状を有する組成物が得られることを見出すに至った。したがって本発明の目的は、高強度で耐熱性、柔軟性、加工性に優れたエチレン共重合体組成物を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、密度が900〜930kg/m3、メルトフローレート(190℃、2160g荷重、以下同じ)が0.1〜15g/10分のポリエチレンと、酢酸ビニル含量が5〜49重量%のエチレン・酢酸ビニル共重合体とからなる組成物であって、該エチレン・酢酸ビニル共重合体は、少なくとも二種類以上のエチレン・酢酸ビニル共重合体からなり、その内の少なくとも一種は、メルトフローレートが0.1〜15g/10分の範囲にあり、またその内の少なくとも二種類は、酢酸ビニル含量が互いに2重量%以上異なっている共重合体であり、また該組成物中における酢酸ビニル含量が10〜20重量%の範囲であって、かつ該組成物のメルトフローレートが0.1〜15g/10分の範囲にあり、また、ポリエチレンとエチレン・酢酸ビニル共重合体との配合割合を、ポリエチレンとしてビカット軟化点が95℃未満のものを使用する場合はポリエチレン55〜80重量部に対して上記共重合体を45〜20重量部の割合で、またポリエチレンとしてビカット軟化点が95℃以上のものを使用する場合はポリエチレン25〜80重量部に対して上記共重合体を75〜20重量部の割合で配合したものであることを特徴とするエチレン共重合体組成物に関する。
【0007】
【発明の実施の態様】
本発明で使用されるポリエチレンは、エチレンの単独重合体あるいはエチレンを主要成分とするエチレン・α−オレフィン共重合体であって、密度が900〜930kg/m3、好ましくは905〜920kg/m3であって、メルトフローレートが0.1〜15g/10分のものであり、これらはいかなる方法で製造されたものであってもよい。例えば高圧ラジカル重合によって得られる高圧法ポリエチレン、マルチサイト触媒あるいはシングルサイト触媒の存在下で得られるLLDPEとして知られているエチレン・α―オレフィン共重合体などを例示することができる。ポリエチレンとしては単一のものである必要はなく、高密度、中密度、低密度ポリエチレン、LLDPE等の中から、ポリエチレン全体として、所定密度、所定メルトフローレートとなるように二種以上組み合わせて使用することもできる。密度が上記範囲より大きいものを使用すると、柔軟性に優れた組成物を得ることが難しくなり、また密度が上記範囲より小さいものを使用すると、耐熱性に優れた組成物を得ることが難しくなるのでいずれも好ましくない。
【0008】
ポリエチレンとしてはまた、耐熱性に優れた組成物を得るためにビカット軟化点が85〜130℃、とくに90〜120℃のものを使用するのが好ましく、またバランスのとれた物性の組成物を得るためには、メルトフローレートが0.1〜15g/10分、とくに0.1〜5g/10分のものを使用するのが好ましい。
【0009】
エチレン・酢酸ビニル共重合体としては、酢酸ビニル含量が5〜49重量%、好ましくは10〜35重量%で、二種類以上のエチレン・酢酸ビニル共重合体からなり、その内の少なくとも二種類は、酢酸ビニル含量が互いに2重量%以上異なっているものを組み合わせて使用するが、組成物中の酢酸ビニル含量が10〜20重量%となるようにするためには、酢酸ビニル含量の少ないものを使用する場合には、必然的に酢酸ビニル含量の多いものと併用することになる。酢酸ビニル含量が上記範囲より少ないものを使用すると、柔軟性、加工性付与にほとんど寄与しないので好ましくなく、またその含量があまりに多いものを使用すると、組成物にべたつきを生じるので好ましくない。このような共重合体として、少なくとも二種以上使用すると共に、その内の少なくとも二種が酢酸ビニル含量として2重量%以上、好ましくは5〜15重量%異なると共に、その少なくとも二種がそれぞれ共重合体全体の10重量%以上占めるように使用すると、耐熱性,柔軟性及び強度のバランスが一層優れ、しかも耐熱老化性に優れた組成物を得ることができるので好ましい。
【0010】
エチレン・酢酸ビニル共重合体としてはまた、メルトフローレートが0.1〜15g/10分、とくに0.1〜5g/10分のものを少なくとも一種使用することが、耐熱性良好な組成物を得る上で望ましい。このようなエチレン・酢酸ビニル共重合体は、高圧法ポリエチレンの製造と同様に、高温、高圧下のラジカル共重合によって製造することができる。
【0011】
本発明においては、使用するポリエチレンのビカット軟化点に応じてその配合量を調整する必要がある。すなわちポリエチレンとしてビカット軟化点が95℃未満のものを使用する場合には、ポリエチレン55〜80重量部、好ましくは55〜70重量部に対し、エチレン・酢酸ビニル共重合体を45〜20重量部、好ましくは45〜30重量部の割合で配合する。またポリエチレンとしてビカット軟化点が95℃以上のものを使用する場合には、ポリエチレン25〜80重量部、好ましくは25〜70重量部に対し、エチレン・酢酸ビニル共重合体を75〜20重量部、好ましくは75〜30重量部の割合で使用する。ポリエチレンの配合割合が上記範囲より多くなると柔軟な組成物を得ることが難しく、またその配合割合が上記範囲より少なくなると耐熱性に優れた組成物を得ることが難しくなる。
【0012】
ポリエチレンとエチレン・酢酸ビニル共重合体はまた、メルトフローレートの近似したものを使用することが望ましく、例えばメルトフローレートの差が5g/10分以下、望ましくは4g/10分以下となるようにするのがよい。また種々の物性を考慮すると、両者を配合した組成物のメルトフローレートが、0.1〜15g/10分、とくに0.1〜5g/10分の範囲となるように調整することが望ましい。
【0013】
本発明の組成物には、必要に応じ種々の添加剤を配合することができる。このような添加剤の例として、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、耐電防止剤、滑剤、ブロッキング防止剤、顔料、染料、架橋剤、発泡剤、無機充填剤、無機難燃剤などを配合することができる。
【0014】
本発明によれば、ポリエチレン及びエチレン・酢酸ビニル共重合体の種類及び配合割合を適当に選択することにより、100℃で溶融せず、破断点強度が22〜37MPa、好ましくは23〜35MPa、ショアD硬度が35〜45、好ましくは36〜44というような耐熱性、強度、柔軟性及び加工性に優れた組成物を得ることができる。
【0015】
【実施例】
次に実施例により本発明を更に詳細に説明する。尚、実施例に用いた原料及び各種物性の評価方法は次のとおりである。
【0016】
1.原料
(1)ポリエチレン
【表1】
*:シングルサイト触媒LLDPE
**:LLDPE
【0017】
(2)エチレン・酢酸ビニル共重合体
【表2】
【0018】
(3)酸化防止剤
Ir1010(商品名イルガノックス1010 チバスペシャリティ・ケミカルズ社製)
【0019】
2.物性試験方法
(1)引張特性:JIS K6760に準拠
試験片:JIS K6301 3号ダンベル 1mm厚
加熱老化:JIS C3005の加熱条件(100℃×48時間)に準拠
(2)メルトフローレート(MFR):JIS K6760に準拠
190℃、2160g荷重
(3)曲げ剛性率:JIS K7106に準拠
(4)硬度:JIS K7215に準拠
(5)ビカット軟化点:JIS K6730に準拠
【0020】
実施例1〜2、比較例1〜10
表3及び表4に示す配合比で各原料を配合し、40mmφ単軸押出機にて溶融混練を行うことにより重合体組成物を調製した。得られた組成物の加工性(MFR)を調べると共に、プレス成形により厚さ1mm及び3mmのシートを作成し、引張特性、硬度、耐熱性(加熱老化)等を評価した。結果を、表3及び表4に併記する。
【0021】
【表3】
【0022】
【表4】
【0023】
表3及び表4から明らかなように、実施例1〜2と比較例4〜10を対比すると、ポリエチレンとエチレン・酢酸ビニル共重合体の組成物においては、使用するポリエチレンの種類及び配合量を適当に選択することにより、強靭で成形性、柔軟性が優れているにもかかわらず、耐熱性が極めて良好となり、それぞれの重合体単独では得られない優れた性状の組成物となることがわかる。また、エチレン・酢酸ビニル共重合体二種使用したもの(実施例1,2)は、一種のみ使用したもの(比較例1〜3)に比較して一層耐熱老化性に優れた組成物となる。
これに対してポリエチレンの選択や配合割合が適切でないと、柔軟性と耐熱性がともに良好なものは得られない(比較例4〜7)。
【0024】
【発明の効果】
本発明によれば、成形性、柔軟性、耐熱性に優れた高強度のエチレン共重合体組成物を提供することができる。かかる特性を生かして、押出成形、射出成形、圧縮成形、中空成形、発泡成形等の各種成形方法により種々の成形品にして利用することができる。例えば、人工芝、マット、止水シート、トンネルシート、ルーフィング等の土木分野、ホース、チューブ等のパイプ用途、パッキン、制振シートなどの家電製品、カーペットの裏打ち材、ドアパネル防止シート、泥よけ、モール等の自動車部品用途、家具、床材、発泡シート等の建材用途、難燃剤配合の通信ケーブル、電力ケーブル、収縮チューブ等のケーブル用途等、種々の分野で使用することができる。
Claims (2)
- 密度が900〜930kg/m3、190℃、2160g荷重におけるメルトフローレートが0.1〜15g/10分のポリエチレンと、酢酸ビニル含量が5〜49重量%のエチレン・酢酸ビニル共重合体とからなる組成物であって、該エチレン・酢酸ビニル共重合体は、少なくとも二種類以上のエチレン・酢酸ビニル共重合体からなり、その内の少なくとも一種は、190℃、2160g荷重におけるメルトフローレートが0.1〜15g/10分の範囲にあり、またその内の少なくとも二種類は、酢酸ビニル含量が互いに2重量%以上異なっている共重合体であり、また該組成物中における酢酸ビニル含量が10〜20重量%の範囲であって、かつ190℃、2160g荷重における該組成物のメルトフローレートが0.1〜15g/10分の範囲にあり、また、ポリエチレンとエチレン・酢酸ビニル共重合体との配合割合を、ポリエチレンとしてビカット軟化点が95℃未満のものを使用する場合はポリエチレン55〜80重量部に対して上記共重合体を45〜20重量部の割合で、またポリエチレンとしてビカット軟化点が95℃以上のものを使用する場合はポリエチレン25〜80重量部に対して上記共重合体を75〜20重量部の割合で配合したものであることを特徴とするエチレン共重合体組成物。
- 100℃で溶融せず、破断点強度が22〜37MPa、ショアD硬度が35〜45の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載のエチレン共重合体組成物。
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