JPH05239277A - 熱可塑性成形材料 - Google Patents

熱可塑性成形材料

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JPH05239277A
JPH05239277A JP21603792A JP21603792A JPH05239277A JP H05239277 A JPH05239277 A JP H05239277A JP 21603792 A JP21603792 A JP 21603792A JP 21603792 A JP21603792 A JP 21603792A JP H05239277 A JPH05239277 A JP H05239277A
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polymer
styrene
molding material
polymers
compatibilizing
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JP21603792A
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Stefan Dr Seelert
ゼーレルト シュテファン
Peter Klaerner
クレールナー ペーター
Adolf Echte
エヒテ アドルフ
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BASF SE
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱可塑性成形材料。 【構成】 成形材料は、 A:スチレンポリマーA1種以上、 B:ポリオレフィンB1種以上、 C:他の熱可塑性ポリマーC少なくとも1種、 D:相容化助剤として使用されるポリマーD少なくとも
1種及び E:所望の場合には、慣用量の他の添加剤E を含有し、ポリマーDとして、AとBとの間で作用する
相容化助剤D1少なくとも1種及びAとCとの間又はB
とCとの間で作用する相容化助剤D2もしくはD3少な
くとも1種が熱可塑性成形材料中に含有される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性成形材料に関
する。
【0002】
【従来の技術】混合物である、即ち種々のポリマーから
成る成形材料は、多くの理由から重要である。新規の特
性組合せを有する熱可塑性成形材料に対する明白な需要
がその一つである。新規ポリマーの開発は、経費がかか
り、かつ特に、すぐにつかえる新規のモノマーの不足か
ら失敗する。その特性が、出発物質の特性の組合せであ
るか、又は共同作用効果によりそれを凌ぎすらしている
成形材料を得るためには、ポリマー混合物(ブレンド:
Blends)の製造は、可能な方法である。
【0003】構成された熱可塑性成形材料の製造の動機
は、しばしば種々のポリマーの機械的混合として存在す
る市販のプラスチックを再び後処理する必要性であり、
その際、一般に主成分は、スチレンポリマー及びポリオ
レフィンである。他の追跡された方法、例えば選択的溶
解によるプラスチックの分離又はプラスチックのモノマ
ー又は低分子化合物への化学的分解とは対照的に、例え
ば押出しによる非分離のプラスチック混合物のポリマー
ブレンドへの加工は、再使用できる成形材料を得る容易
な方法を提供する。
【0004】しかしながらそのような種々のポリマーか
ら構成されたポリマー混合物は、一般に、大部分のポリ
マーの熱力学的条件の非相容性により引き起こされる不
充分な機械的特性を有する。
【0005】2種の非相容性ポリマーの2元混合の際に
は、相容化助剤の添加により機械的特性を著しく改良す
ることが可能である。その際相容化助剤は、一般に、界
面張力の低下及び界面付着の始まりを引き起こす。相容
化助剤として、たいてい他のポリマー又はコポリマーを
使用し、その際、相容化助剤の組成及び構造は、ポリマ
ー混合物により著しく左右される。ポリマーブレンドの
ための相容化助剤についての概要は、例えばガイロード
(Gaylord)によりMacromol.Sci.−Che
m.A26(1989),1211中に記載されてい
る。
【0006】非相容性ポリマー3種からなる混合物用の
相容化助剤も既に提案された。例えばDL224604
中に、相容化助剤としての特定の界面活性物質をポリオ
レフィン及びポリ塩化ビニル及び/又はポリスチレンか
らの混合物中に使用することが記載されており、その
際、これらの物質の各々が相容化助剤として3種混合中
で単独で作用する。
【0007】機械的特性は、この系用に開発された特別
な相容化助剤の添加によるだけでは改良されず、むしろ
2個のポリマー間でそのつど作用する多数の相容化助剤
が添加される場合に、一般にスチレンポリマー、ポリオ
レフィン及び別の熱可塑性ポリマー少なくとも1種から
なるポリマー混合物が、有利な特性を得ることが今日判
明した。このことは、各々ポリマー2個用の相容化助剤
が公知である場合に、各々多成分系用に、特別の相容化
助剤を開発する必要なしに、多数のポリマーから成形材
料を製造することを可能にする。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の直接の目的
は、 A:スチレンポリマーA1種以上、 B:ポリオレフィンB1種以上、 C:他の熱可塑性ポリマーC少なくとも1種、 D:相容化助剤として使用されるポリマーD少なくとも
1種及び E:所望の場合には、慣用量の他の添加剤E を含有し、本発明により、ポリマーDとして、AとBと
の間で作用する相容化助剤D1少なくとも1種及びAと
Cとの間又はBとCとの間で作用する相容化助剤D2も
しくはD3少なくとも1種を含有する熱可塑性成形材料
である。
【0009】
【課題を解決するための手段】構成要素(成分)Aは、
スチレンポリマー1種以上であり、これは、本発明によ
る成形材料中に、構成成分A〜Dの全重量に対して9〜
80、有利に20〜55重量%で含有される。
【0010】Aは、公知法により溶液、懸濁液又は水性
エマルジョン又は有利に塊で製造されたスチレンホモポ
リマーでありうる。
【0011】Aは、耐衝撃性ポリスチレンであり、即ち
耐衝撃性に変性するためにゴムを含有する。耐衝撃性ス
チレンポリマーは、ゴムの存在下にスチレンを重合させ
るか、又はスチレンポリマー中にゴムを混入することに
より製造することができる。ゴムの存在下にスチレンを
重合させて製造される耐衝撃性ポリスチレンを使用する
のが有利である。
【0012】ゴムとして、スチレンポリマーの耐衝撃性
変性のために好適な天然又は合成ゴムを使用する。ゴム
としては、天然ゴムのほかに、例えばポリブタジエン、
ポリイソプレン及び−20℃以下のガラス温度を有す
る、ブタジエン及び/又はイソプレンとスチレン及び他
のコモノマーとのコポリマー(K.H.Illers und H.Breue
r,Kolloidzeitschrift 176(1961)S.110による)が、こ
れに該当する。25〜99重量%である1,4−シス−
含有率を有するブタジエンポリマーが特に好適である。
しかしながらアクリルゴム、EPDM−、シリコン−、
ポリブチレン−及びポリオクテナマーゴムも使用するこ
とができる。
【0013】成分Aは、スチレンと並んでコモノマーも
少量含有できる。スチレンのコモノマーとしては、核−
又は側鎖をアルキル化されたスチレンの他に、他のモノ
マー、例えば(メタ)アクリル酸、アルキル基中にC−
原子1〜4個を有する(メタ)アクリル酸エステル、ア
クリルニトリル及び無水マレイン酸並びにマレイン酸イ
ミドも、これに該当する。スチレンポリマー又は耐衝撃
性変性スチレンポリマーの硬質母材中のコモノマーの含
分は、コポリマーが、スチレンからのみ構成されたポリ
マーと1層で混合できることを可能にする。
【0014】そのようなスチレンポリマーの製法は、公
知であり、例えば「ウルマンズ・エンサイクロペディエ
・デア・テヒニッシェン・ヘミ(Ullmanns Encyklopaedi
e der technischen Chemie)」第4版、第19巻、26
5〜295頁、フェアラーク・ヘミ(Verlag Chemie)、
バインハイム(Weinheim)又はH.ゲレンズ(Gerrens)、
Chem.Ing.Tech.52(1980)、47
7中に記載されている。
【0015】好適なスチレンポリマーは、主に市販のも
のであり、かつ硬質母材のけん化値(VZ)(トルエン
中0.5%、23℃)50〜130ml/gを有する。
【0016】ポリスチレンと相容であるポリマー、例え
ばポリフェニレンエーテル又はポリフェニレンエーテル
及びポリスチレンからなるブレンドは、本発明の目的の
ために同様に成分Aとして使用することができる。
【0017】成分Bは、本発明による成形材料中に、9
〜80、有利に20〜55重量%の量で含有される。
【0018】Bとしては、炭素原子2〜10個を有する
α−オレフィンのホモ−又はコポリマー又はその混合物
1種以上が該当する。炭素原子2〜6個を有するα−オ
レフィンが、有利である。ポリオレフィンは、分枝して
いないα−オレフィン、例えば1−ブテン、1−ペンテ
ン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン及び有
利にエチレン並びにプロピレンから誘導することができ
る。更に分枝状のアルキル−又はシクロアルキル基を有
するα−オレフィン、例えば3−メチル−1−エン、4
−メチルペンテ−1−エン又はビニルシクロヘキサン並
びにビニルシクロペンタンがこれに該当する。
【0019】例えば気相法により製造され、かつメルト
フローインデックス(MFI 190/5)0.1〜9
0g/10分を有するポリプロピレンが有利である。高
圧−、中圧−又は低圧法で製造され、密度0.91〜
0.97g/cm3を有するポリエチレン又はエチレン
と例えばビニルエステル、例えば酢酸ビニル又はビニル
プロピオネート、アクリルエステル又はプロピレンとの
コポリマーも非常に好適である。エチレンコポリマーの
コモノマー含有率は、1〜65重量%、有利に10〜4
5重量%である。エチレンポリマーのメルトフローイン
デックスは、広い範囲で変動し、有利に0.5〜40g
/10分である(MFI 190/2.16)。好適な
ポリオレフィンの製法は、公知であり、例えば「ウルマ
ンズ・エンサイクロペディエ・デア・テヒニシェン・ヘ
ミ(Ullmanns Encyklopaedie der technischen Chemi
e)」、第4版、第19巻、167〜226頁、フェア
ラーク・ヘミ、バインハイム(Verlag Chemie,Weinheim)
中に記載されている。
【0020】本発明の意味における成分Cとは、ポリス
チレンともポリオレフィンとも1相で混ざらないポリマ
ー、例えばポリエステル、ポリアクリレート、ポリ塩化
ビニル、スチレンコポリマー、ポリアミド及びポリカー
ボネートのことである。これらのポリマー1種以上を使
用することができる。ポリマーCは、本発明による成形
材料中に、9〜80重量%、有利に20〜55重量%の
量で含有される。
【0021】ポリエステルは、ジカルボン酸及びジアル
コール及び/又はヒドロキシカルボン酸又は相当するラ
クトンから誘導されるポリマーすべて、例えばポリエチ
レンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポ
リ−1,4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート
及びポリヒドロキシベンゾエート並びに末端ヒドロキシ
ル基を有するポリエーテルから誘導されるブロック−コ
ポリエーテル−エステルである。耐衝撃性に変性された
又は強化されたポリエステルを使用することもできる。
【0022】ポリアクリレートは、アクリルエステルの
ポリマーである。メチルメタクリレートが有利なモノマ
ーである。メチルメタクリレートは、ラジカルホモ重合
又は他のアクリレート、例えばエチル−又はメチルアク
リレートと共重合させることができる。耐衝撃性に変性
されたポリアクリレートを使用することもできる。
【0023】ポリ塩化ビニルは、塩化ビニルを基礎とし
て製造された全ポリマーである。ホモ−又は他のモノマ
ー、例えば酢酸ビニル、無水マレイン酸、ビニルエーテ
ル、プロピレン又はN−シクロヘキシルマレインイミド
とのコポリマーであってよい。塩化ビニリデンとの混合
物も使用することができる。ポリ塩化ビニルを耐衝撃性
に変性、軟化又は強化することができる。
【0024】スチレンコポリマーとは、ポリスチレンと
1相で混ざらない、スチレン及び(一般に高配分の)ア
クリルニトリル、無水マレイン酸、マレイン酸イミド、
(メタ)アクリル酸又は(メタ)アクリル酸エステルか
らなる全コポリマーである。これらのスチレンコポリマ
ーは、耐衝撃性に変性することもできる。そのようなス
チレンコポリマーの例は、例えばSAN(スチレン−ア
クリルニトリル−コポリマー)、ABS(アクリルニト
リル−スチレン−ブタジエン−コポリマー)、ASA
(アクリルニトリル−スチレン−アクリレートゴム−コ
ポリマー)、AES(アクリルニトリル−EP(D)M
−スチレン−コポリマー)、MBS(メタクリレート−
ブタジエン−スチレン−コポリマー)又はスチレン−無
水マレイン酸−コポリマーである。
【0025】ポリアミドは、ジアミン及びジカルボン酸
及び/又はアミノカルボン酸又は相応するラクタムから
得られるポリマー又はコポリマーである。その例は、ポ
リアミド6、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリア
ミド46、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリア
ミド612、ポリトリメチルヘキサメチレンテレフタル
アミド、ポリヘキサンメチレンイソフタルアミド又はポ
リエーテル、例えばポリエチレングリコール、ポリプロ
ピレングリコール又はポリテトラメチレングリコールと
のコポリマーである。耐衝撃性に変性された又は強化さ
れたポリアミドを使用することもできる。
【0026】ポリカーボネートは、ポリマーの主鎖中に
-O-C(O)-O-単位及びフェニレン−又は置換フェニレン−
単位を含有するポリマーである。
【0027】概念「成分C」に入るポリマーは、一般に
市販されており、かつその製造は一般に公知である。
【0028】成分Dとして、成形材料は、本発明により
多数の相容化助剤を含有する。これらは、本発明による
成形材料中に合計2〜25、有利に5〜20、特に7〜
15重量%の量で含有される。AとBとの間に作用する
相容化助剤D1及びAとCとの間又はBとCとの間に作
用する相容化助剤D2もしくはD3は、本発明による成
形材料中に各々、少なくとも1重量%の量で含有される
べきである。相容化助剤D1及びD2もしくはD3、又
はD1、D2及びD3は、本発明による成形材料中に同
量で含有されうるが、相容化助剤を異なる量で添加する
ことも可能である。
【0029】相容化助剤とは、2個の相容でない、即ち
2相を形成するポリマーからなる混合物へ添加すると、
混合物の機械的特性を改良するポリマー物質である。こ
れは、たいていポリマー間の界面張力の減少及び界面の
拡大と結び付いており、即ち混合物の形態は、より細か
くなる。
【0030】相容化助剤として使用される物質は、相互
に相容となるポリマーに応じて異なってよい。
【0031】相容化助剤としてブロック−、グラフト−
又はくし型コポリマーを使用することが可能である。そ
の際、各々、相容化助剤のある範囲はポリマー混合物の
1成分と相容であり、かつ相容化助剤の他の範囲はポリ
マー混合物の他の成分と相容であるべきである。相容化
助剤の範囲とブレンド成分との相容性は、両方が化学的
に同一であるか、又は類似しており、又は両方は、化学
的に異なるが、相互に1相で混ざることに基づくことが
できる。
【0032】本発明による成形材料中に成分D1として
含有されるスチレンポリマーAとポリオレフィンBとの
間の相容化助剤は、一般に、ビニル芳香族化合物、有利
にスチレン及びジエン、有利にブタジエン又はイソプレ
ンからなるブロック又はグラフトコポリマーである。ブ
ロックコポリマーは、2−ブロックの形(A−B)で、
3−ブロックの形(A−B−A)で、多重−ブロックの
形((A−B)n)で又は星型ブロック(Sternblock)の
形で存在しうる。ブロック−又はグラフトコポリマーの
ジエン−ブロックは、選択的に水素添加できるか又は部
分的に水素添加できる。スチレンポリマー及びポリオレ
フィンからなる混合物中でのそのような相容化助剤の使
用は、例えば欧州特許第250970号又は同第310
051号明細書から公知である。そのようなブロックコ
ポリマーは、ポリオレフィンBと他のポリマーCとの間
の相容化助剤としても使用することができる(国際特許
第90/04815号明細書)。
【0033】本発明の意味における相容化助剤として、
2元ポリマー混合物の成分と反応することができ、従っ
てその場でグラフト−又はブロックコポリマーを形成す
る、官能基を有するポリマーも使用することができる。
例えば***特許第2245597号明細書又は米国特許
第3373222号明細書中に記載されるように、その
官能性モノマーが、ポリマー混合物の成分の1つと反応
でき、かつ残りのモノマーがポリマー混合物の他の成分
を構成するランダムコポリマーであってよい。例えば米
国特許第3373222号明細書中に、ポリエチレン及
びポリアミドからなる混合物用の相容化助剤として、エ
チレン及びメタクリル酸からなるコポリマーが記載され
ている。官能基を含有する相容化助剤は、ブロック中の
みに官能基を有するモノマーを含有するブロックコポリ
マーであって良い。官能基を、重合に続く反応で、相容
化助剤上にもたらすことも可能である。例えば米国特許
第4174358号明細書中で、無水マレイン酸とEP
DM−ゴムとの間の「エン(ene)」−反応により製
造された無水マレイン酸含有EPDM−ゴムを相容化助
剤としてポリアミド及びEPDM−ゴムからなる混合物
中で使用している。
【0034】ホモポリマーも、特定の混合物中で、相容
化助剤として作用することができる。例えば欧州特許第
391296号明細書中に、耐衝撃性に変性されたポリ
スチレン、例えばABSからなる混合物用の相容化助剤
としてポリシクロヘキシルメタクリレートが記載されて
いる。
【0035】本発明による成形材料は、特性を更に改良
するために、成分Eとして慣用の添加物を含有すること
ができる。これらの添加剤は、一般に酸化防止剤又は他
の安定剤、滑剤又は離型剤、潤滑剤、静電気防止剤、着
色剤、例えば色素又は顔料、防炎剤又は補強剤である。
【0036】本発明による成形材料は、A〜Dの合計の
100部に対してEを50部まで、有利に0.1〜20
部含有することができる。
【0037】成形材料は、成分の慣用の混合により得ら
れる。混合を高温で、例えば融液で行うのが有利であ
る。これは、慣用の装置中で一緒のローラーがけ、混練
又は押出しにより行うことができる。成分の混合順は、
変えることができ、選択した成分を前混合するか、又は
全成分を一緒に混合することができる。
【0038】
【実施例】
例 例及び比較例の製造のために、次の生成物を使用した: 成分A A/1 ポリブタジエン含有率8重量%及び軟質成分の
平均粒径2.7mmを有する耐衝撃性ポリスチレン。硬
質母材のVZは、70ml/gである(トルエン中0.
5%、23℃)。
【0039】A/2 VZ 96ml/gを有するホモ
ポリマー(トルエン中0.5%、23℃)を有するホモ
ポリスチレン。
【0040】成分B B/1 密度0.920g/cm3及びMFI(190/
2.16)0.9〜1.2g/10分を有する低密度の
線状ポリエチレン。
【0041】B/2 密度0.957g/cm3及びMF
I(190/5)0.4g/10分を有する高密度のポ
リエチレン。
【0042】B/3 MFI(230/2.16)15
ml/10分を有するポリプロピレン−ホモポリマー。
【0043】成分C C/1 n−ブチルアクリレートを基礎とする分散ゴム
相約20重量%を有し、SANでグラフトされた耐衝撃
性に変性されたポリブチレンテレフタレート。硬質母材
のVZは、130ml/gである(フェノール/o−ジ
クロルベンゼン(1:1)中0.5%、25℃)。
【0044】C/2 n−ブチルアクリレート及びスチ
レンを基礎とする分散ゴム相約45重量%を有し、PM
MAでグラフトされた耐衝撃性に変性されたポリメチル
メタクリレート。硬質母材の平均分子量(Mn)は、約
100000g/モルである。
【0045】C/3 ポリブタジエン含有率20重量%
を有するアクリルニトリル−ブタジエン−スチレン−コ
ポリマー(ABS)。硬質母材は、アクリルニトリル部
分35重量%及びVZ 80ml/gを有する(メチル
エチルケトン中0.5%、23℃)。
【0046】成分D 後述の例−成分D1/1〜D3/2は、D1、D2及びD
3と称される種々の前記相容化助剤に相当する。
【0047】D1/1 ***特許(DE−OS)第25
50227号明細書の記述による、スチレン約75重量
%及びブタジエン25重量%を有する、多形式に構成さ
れた星型ブロックコポリマー。
【0048】D2/1 無水マレイン酸8重量%を有す
るスチレン及び無水マレイン酸からなるランダムコポリ
マー。平均分子量(Mn)は、約100000g/モル
である。
【0049】D3/1 無水マレイン酸約0.8重量%
でグラフトされた、エチレン約50重量%を有するエチ
レン−プロピレン−コポリマー。MFI(190/2.
16)は、9.5g/10分である。
【0050】D2/2 メチルメタクリレート約10重
量%を有するスチレン−メチルメタクリレート−ブロッ
クコポリマー。
【0051】D3/2 ポリメチルメタクリレートを有
する線状ポリエチレンからなるグラフトコポリマー。ポ
リメチルメタクリレート分は、30重量%である。MF
I(190/2.16)は、2g/10分である。
【0052】例及び比較例の配合(Compoundierung)は、
ベルナー及びフライダラー社(FirmaWerner und Pfleide
rer)のZSK 30上で、200U/分及び処理量10
kg/時間で行った。成分を流体混合機中で前混合し、
ベルト秤りを介して押出機中に配量した。ブレンドの機
械的特性の検査は、射出成形された試験体で行った。ポ
リマー混合物の組成に応じて種々の温度が、ブレンドの
配合及び射出成形された試験体の製造のために選択され
た。
【0053】次の検査を実施した。
【0054】各々負荷5kgを用いる、200℃もしく
は230℃でのDIN53735によるメルトフローイ
ンデックスMFI、DIN53455による引っ張り強
さ、破断強さ及び破断伸び、DIN53443による侵
入度(全仕事Wges)。
【0055】例1及び2で、比較例V1と比べて、侵入
度により表現される多軸性の靱性の明らかな増加、及び
同様に破断伸びの増加が認められる(第1表)。成分D
1〜D3の相容化助剤としての作用はMFIの減少にも
明らかであり、これは、ポリマー混合物での相領域の大
きさの減少に帰する。
【0056】例3及び4では、同様に靱性の明らかな増
加が見られ(第2表)、その際、特に破断伸びが改良さ
れる。
【0057】第3表での比較例は、本発明による混合物
中で組み合わせて使用された相容化助剤が、2種のポリ
マーの混合物中で、各々相容化助剤として役立つことを
示している。
【0058】例5〜7中で(第4表)、成分A、B又は
Cが、多種の構成要素からなる場合、役に立つ成形材料
も得られることが説明されている。
【0059】本発明による成形材料及び本発明によらな
い成形材料の組成及び特性。
【0060】
【表1】
【0061】
【表2】
【0062】
【表3】
【0063】
【表4】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アドルフ エヒテ ドイツ連邦共和国 ルートヴィッヒスハー フェン ロイシュナーシュトラーセ 42

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】A:スチレンポリマーA1種以上、 B:ポリオレフィンB1種以上、 C:他の熱可塑性ポリマーC少なくとも1種、 D:相容化助剤として使用されるポリマーD少なくとも
    1種及び E:所望の場合には、慣用量の他の添加剤E を含有する成形材料において、ポリマーDとして、Aと
    Bとの間で作用する相容化助剤D1少なくとも1種及び
    AとCとの間又はBとCとの間で作用する相容化助剤D
    2もしくはD3少なくとも1種が熱可塑性成形材料中に
    含有されていることを特徴とする、成形材料。
  2. 【請求項2】 ポリマーDとして、AとBとの間で作用
    する相容化助剤D1少なくとも1種、AとCとの間で作
    用する相容化助剤D2少なくとも1種及びBとCとの間
    で作用する相容化助剤D3少なくとも1種を含有する、
    請求項1記載の成形材料。
  3. 【請求項3】 ポリマーCとして、ポリエステル、ポリ
    アクリレート、ポリ塩化ビニル、スチレンコポリマー、
    ポリアミド及びポリカーボネートを包含する群からのポ
    リマー1種以上を含有する、請求項1記載の成形材料。
  4. 【請求項4】 ポリマーDとして、ブロック−、グラフ
    ト−又はくし型コポリマー少なくとも1種を含有する、
    請求項1記載の成形材料。
  5. 【請求項5】 ポリマーD1として、スチレン及びブタ
    ジエン又はイソプレンから構成されたブロックコポリマ
    ーを含有する、請求項4記載の成形材料。
  6. 【請求項6】 ポリマーD1として、スチレン及びブタ
    ジエンから構成された星型ブロックコポリマーを含有す
    る、請求項5記載の成形材料。
JP21603792A 1991-08-14 1992-08-13 熱可塑性成形材料 Pending JPH05239277A (ja)

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