JPH0643529B2 - ポリオレフィン、イソブチレンを主鎖とするエラストマー及びエチレンコポリマーの熱可塑性ブレンド - Google Patents

ポリオレフィン、イソブチレンを主鎖とするエラストマー及びエチレンコポリマーの熱可塑性ブレンド

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JPH0643529B2
JPH0643529B2 JP58244973A JP24497383A JPH0643529B2 JP H0643529 B2 JPH0643529 B2 JP H0643529B2 JP 58244973 A JP58244973 A JP 58244973A JP 24497383 A JP24497383 A JP 24497383A JP H0643529 B2 JPH0643529 B2 JP H0643529B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般にプラスチツクブレンド、すなわちポリ
オレフインプラスチツクとその他のプラスチツク及びエ
ラストマー及び任意ではあるが熱及び耐環境安定剤、加
工助剤、充てん剤等とのブレンドの分野に関する。特
に、本発明はポリプロピレン、ポリプロピレン反応器コ
ポリマー、ポリブチレン、低密度ポリエチレン、線状低
密度ポリエチレン、及び高密度ポリエチレンのようなポ
リオレフインプラスチツクと、ポリイソブチレン、ブチ
ルゴム及びハロゲン化ブチルゴムのようなイソブチレン
を主鎖とするエラストマー成分、エチレンと低級カルボ
ン酸の不飽和エステルとのコポリマー成分とのブレンド
に関する。これらの必須のブレンド成分を含む組成物
は、加工助剤、粘着防止剤、熱安定剤、酸化防止剤、オ
ゾン亀裂防止剤、UV安定剤等のような耐環境安定剤、充
填剤、エキステンダー、顔料、発泡剤等を任意に含みう
る。最終組成物はフイルム、フイラメント、棒材、金型
及び押出成形品の製造に有用である。
たとえばポリイソブチレンエラストマーのようなイソブ
チレンを主鎖とするエラストマーは、通常ポリオレフイ
ンの低温特性、衝撃強度、靱性、引裂抵抗及び可撓性を
改良するための変性剤として工業界で使用されている。
ポリイソブチレンの濃度は典型的には１０乃至４０重量
％である。エラストマー濃度の増大に伴いゴムの利点が
明らかとなるが、ポリマーブレンドの溶融粘度が増大し
て圧力が高くなり、不経済的なほど生産速度が低くな
る。
種々のプラスチツクブレンド組成物が開示されている先
行技術においては限定された教示しか得られないが、個
々でも協同でも本発明者により開示されている利点は提
供していない。
ス(Su)による米国特許第4,311,808号は、ポリイソブチ
レン、エチレン−プロピレンコポリマー、及びエチレン
酢酸ビニルコポリマー(EVA)を含む組成物に関する。EVA
コポリマーは２０％以下の酢酸ビニルを含む。組成物は
フイルムの形成に使用しうる。
特開昭５５−７３７４０号公報には、EVA、エチレン−
α−オレフインコポリマー、及び結晶質ポリプロピレ
ン、高密度ポリポリエチレン及びポリブテン−１のよう
なポリオレフインを含む高分子組成物が開示されてい
る。
特開昭５５−４８２３３号公報は、一工程でEVA、ポリ
イソブチレン、又はエチレン−プロピレンコポリマーを
含む高分子組成物を含むホツトメルトシーラントを製造
する複雑な方法に関する。
独国特許第2,844,363号には、低密度ポリエチレン及び
／又はEVA、エチレン−α−オレフインコポリマー、及
び結晶質ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、及び／
又はポリブテン−１のようなポリオレフインの高分子ブ
レンドが開示されている。かかるブレンドは収縮フイル
ムの製造に使用される。かかる特許は最初の日本国特許
の開示に基づき、ヨシムラらによる３件の関連する米国
特許第4,336,212号、第4,302,557号及び第4,277,578号
としても入手しうる。
デクロイクス(Decroix)による米国特許第4,126,649号
は、EVAとポリブテン−１又はブテン−エチレンコポリ
マーとを含む高分子組成物に関する。
テイツクノー(Ticknor)による米国特許第4,189,519号
は、高密度ポリエチレン又はナイロンの支持体に応用す
るEVAとポリブチレン（ポリブテン−１）の樹脂ブレン
ドに関する。
米国特許願第362,103号にはポリオレフインプラスチツ
クとエラストマー性可塑剤とのブレンドが開示されてい
る。エラストマー性可塑剤はポリエチレン又はエチレン
と低級カルボン酸の不飽和エステルとのコポリマー、オ
レフイン系エラストマー及び炭化水素油を含む。エラス
トマー性可塑剤を使用すると、組成物の取扱い及び加
工、及びフイルムの調製に有用な成分の良好な分散に有
利であることが示された。
本発明によれば、フイルム及びフイラメント、棒材、及
び金型及び押出成形品を含む他の有用な製品の調製に使
用する改良された物質が発見された。組成物は(a)ポリ
オレフイン成分、(b)イソブチレンを主鎖とするエラス
トマー成分、及び(c)エチレンと低級飽和カルボン酸と
不飽和アルコールとのエステル及び低級不飽和カルボン
酸と飽和アルコールとのエステルから成る群から選択さ
れる不飽和エステルとのコポリマー成分を含む熱可塑性
エラストマー性ブレンド組成物である。組成物は、エラ
ストマーで変性されたポリオレフインの粘度が減少し、
性能が改良されたことを示す。
ブレンド組成物に有用なポリオレフィン成分には、ポリ
プロピレン、ポリプロピレン反応器コポリマーが含まれ
る。ポリプロピレンはアイソタクチックポリプロピレン
が好ましい。ポリプロピレンはまた少量の２乃至１６個
の炭素原子を有するα−オレフインコモノマーを含むラ
ンダム又はブロツクのポリプロピレン反応器コポリマー
と呼ぶコポリマーでもよい。使用しうるコモノマーの量
は約１乃至２０重量％、好ましくは約２乃至約１８重量
％、最も好ましくは約２乃至約１５重量％である。好ま
しいコモノマーはエチレンである。ポリプロピレンの密
度は約０．８００乃至約０．９００g/ccである。
ブレンド組成物の第二の成分はイソブチレンを主鎖とす
るエラストマーである。本発明に有用なエラストマーに
は、ポリイソブチレン、一般にブチルゴムとして知られ
ているイソブチレンのコポリマー及び塩化、臭化及び塩
化臭化ブチルゴムのようなハロゲン化ブチルゴムが含ま
れる。
ブチルゴムは、約８５乃至９９．５％の結合イソオレフ
イン（４乃至８個の炭素原子を有する）及び０．５乃至
１５％の結合共役ジオレフイン（４乃至８個の炭素原子
を有する）を含む加硫性ゴム状コポリマーである。かか
るコポリマー及びそれらの調製は公知であり、一般にイ
ソオレフインはイソブチレンのような化合物で、ジオレ
フインはブタジエン又はイソプレンのような化合物であ
る。ハロゲン化ブチルゴムも公知である。塩化及び臭化
ブチルゴムは一般に少くとも約０．５重量％の結合ハロ
ゲンを含有し、コポリマー中の二重結合当り約１原子ま
でのハロゲンを含む。塩化臭化ブチルゴムは一般に約
１．０乃至約３．０重量％の臭素と約０．０５乃至約
０．５重量％の塩素を含む。本発明の実施に有用なブチ
ル及びハロゲン化ブチルエラストマーには、粘度平均分
子量が約200,000乃至600,000、好ましくは約250,000乃
至約500,000、最も好ましくは約300,000乃至約450,000
のものが含まれる。
ポリイソブチレン(PIB)エラストマーは、種々の分子量
の製品として入手しうる商品である。エラストマー性PI
Bは、AlCl3、BF3、AlEtCl2等のようなフリーデル・クラ
フツ触媒を用い、約−８０℃より低温のような低温にお
いて調製される。ポリイソブチレンの製造は当業者には
公知であり、特許文献及びジエイ・ピー・ケネデイ(J.
P.Kennedy)及びイー・ジー・エム・トルンクビストE.G.
M.Torngvist)により編集された「合成エラストマーの高
分子化学(Polymer Chemistry of Synthetic Elastomer
s)」と題する教科書（インターサイエンス出版1968年）
の第一部第２９１ff頁に記載されている。ブレンド組成
物に有用なポリイソブチレンのスタウデインガー(Staud
inger)分子量は約50,000乃至約150,000、好ましくは約5
5,000乃至約145,000、最も好ましくは約60,000乃至約14
0,000であり、たとえば約80,000乃至約100,000である。
商業グレードのポリイソブチレンは、種々の分子量範
囲、たとえばスタウデインガー分子量が約64,000乃至8
1,000、約81,000乃至99,000、約99,000乃至117,000、約
117,000乃至135,000のものが入手しうる（それぞれ、エ
クソン・ケミカル・カンパニーの商標名はVistanex MM
L−80、MM L−100、MM L−120、及びMM L−140であ
る）。
エチレンと低級飽和カルボン酸と不飽和アルコールとの
エステル及び低級不飽和カルボン酸と飽和アルコールと
のエステルから成る群から選択される不飽和エステルの
コポリマー成分には、エチレンと酢酸ビニル又はアクリ
ル酸アルキル（たとえば、アクリル酸メチル及びアクリ
ル酸エチル）のコポリマーが含まれる。使用されるポリ
エチレンコポリマーは、一般に約５０乃至約９９重量％
のエチレン、好ましくは約５５乃至約９６重量％のエチ
レン、最も好ましくは約６５乃至約９３重量％のエチレ
ンを含む。
前述のように定義した熱可塑性エラストマー性組成物の
必須成分の他に、特定の最終用途における種々の費用及
び／又は性能上の目的を果すために任意の成分を組成物
に配合しうる。たとえば、加工助剤（たとえば、ステア
リン酸）、滑剤（たとえば、オレアミド）、粘着防止
剤、安定剤及び酸化防止剤、発泡剤、難燃剤、充てん剤
（無機充てん剤を含む）、着色剤及び顔料のような物質
を使用しうる。
本発明の組成物の調製は、種々の異なる方法で成しう
る。必須及び任意の成分を、たとえば乾燥ブレンドし
て、全組成物を配合押出機に導入することにより均質に
接触させる。あるいは、成分を直接配合押出機、高剪断
連続ミキサー、二本ロール機、バンバリーのような密閉
式ミキサー等のような混合装置に供給する。前述の任意
の成分は、この混合作業中に組成物に添加しうる。イソ
ブチレンを主鎖とするエラストマーの均質分散を確保す
るための好ましい混合法は、二工程混合である。第一の
工程においては、イソブチレンを主鎖とするエラストマ
ーと等量以下の他の高分子成分の一方又は双方、すなわ
ちポリオレフイン及び／又はエチレンコポリマーを含む
濃厚物（又はマスターバツチ）をバンバリーのような高
剪断ミキサー中で調製する。第二の工程においては、濃
厚物及びすべての残りの成分を高剪断下で混合する。第
二の工程を低剪断環境、たとえばフイルムラインの押出
機部分中又は射出成形機中で混合することもできる。総
合的にすべての成分を適当に分散させることが目的であ
り、このことはプラスチツク成分を溶融するのに十分な
剪断及び熱を誘導することにより容易に成就される。し
かしながら、混合の時間及び温度は、分子量の劣化及び
成分の不必要な揮発を回避するように通常当業者により
成されるように制御すべきである。使用するポリオレフ
インプラスチツク成分に依存して、溶融温度は約121乃
至288℃（約250乃至約550゜F）であることが期待され
る。押出機による混合を使用する場合には、スクリュー
の長さの直径に対する比（Ｌ/Ｄ比）は少くとも１０/
１、好ましくは少くとも１５/１であるべきである。
ポリプロピレン、ポリイソブチレン及びエチレン酢酸ビ
ニルを用いたブレンドの走査電子顕微鏡写真を含む実験
の観察に基づくと（例において更に詳細に記述する）、
エチレンコポリマー成分はポリマーマトリツクスのイソ
ブチレンを主鎖とするエラストマーの相を増量する高分
子充てん剤として作用しているようである。エチレンコ
ポリマーは、イソブチレンを主鎖とするエラストマーに
よりポリオレフイン−エラストマーマトリツクスに付与
された利点を損わないという点で、エチレンコポリマー
を使用することはすばらしい。
本発明に有用な熱可塑性エラストマー性組成物は、 (a) 約２０乃至約６５重量％、好ましくは約２５乃至
約６０重量％、更に好ましくは約３５乃至約５５重量％
のポリオレフイン成分、 (b) 約２０乃至約６０重量％、好ましくは約25乃至約
５５重量％、最も好ましくは約３０乃至約５０重量％の
イソブチレンを主鎖とするエラストマー、 (c) 約７乃至約４０重量％、好ましくは約１０乃至約
３５重量％、最も好ましくは約１３乃至約２５重量％の
エチレンコポリマーを含む。
記載した濃度は、三種の高分子成分、ポリオレフイン、
イソブチレンを主鎖とするエラストマー及びエチレンコ
ポリマーの合計重量に対する濃度である。特定の加工又
は最終用途性能を成就するために任意の成分をブレンド
配合する場合には、それらの濃度は当業者に公知の有効
量であるが、典型的には安定剤、酸化防止剤、着色剤、
顔料発泡剤等は約５重量％以下、難燃剤は約20重量％以
下、充てん剤（たとえば無機充てん剤）は約３０重量％
以下である。任意成分を使用する場合には、それらの濃
度は任意成分を含む全組成物に対して計算される。
たとえば、４０重量％のポリプロピレン、４０重量％の
ポリイソブチレン及び２０重量％のエチレン酢酸ビニル
を含むブレンド組成物に２５重量％の充てん剤を含有さ
せて変性した。すると高分子成分は全組成物の７５重量
％となり、各高分子成分はもとの度の７５％になるであ
ろう。すなわちポリプロピレン３０重量％、ポリイソブ
チレン３０重量％、及びエチレン酢酸ビニル１５重量％
となる。実際的見地から、低濃度の任意成分を使用すれ
ば高分子成分の濃度の調整を必要としないであろう。こ
のことは本明細書中の例において示す。
組成物を調製した後、ブレンドはフイルム（たとえばイ
ンフレートフイルム及びキヤストフイルム）の製造に使
用しうる。ブレンドはまたフイルムの製造に通常使用す
るその他の種類の装置、たとえばチユーブ水浴押出法、
インフレート又はキヤスト同時押出法、別の支持体への
押出被覆等に使用しうる。フイルムの他に、本明細書に
おいて開示されている組成物は棒材、シート、形材、金
型及び押出成形品、及び一般には射出成形、吹込成形、
シート成形、熱成形、押出等により製造される製品の製
造に使用しうる。ある種の最終用途には種々の任意成分
を使用する必要がないので、たとえば充てん剤を含まな
い本明細書に開示した組成物からフイルムが容易に製造
されうる。特に好ましいのは可塑剤を含まない組成物で
ある。可撓性及び軟かさのような高濃度のエラストマー
を含むブレンド特有の有利な性質を示す本明細書に開示
した熱可塑性ブレンド組成物から、組成物の粘度を通常
高濃度のエラストマーを使用した場合の粘度に増加させ
ることなく製品が得られる。
以下の特定例を参照すれば、本発明の範囲及び重要性が
更に十分に理解されうる。
例 １ 以下のブレンド組成物からキヤストフイルムを調製し
た。
ブレンド組成物は以下のようにして調製した。
ポリイソブチレン及びポリプロピレンの2:1マスターバ
ツチを約４分間バンバリー中で混合した。第二のバンバ
リー混合ではマスターバツチをその他の成分と約３分間
混合し、水中ペレツト製造して続く加工における取扱い
を容易にした。
キヤストポリオレフインフイルムに通常使用する種類の
商業用キヤストフイルム製造ライン上でキヤストフイル
ムを調製した。より詳細に述べると、5.1×10-2cm（20
ミル）のダイギヤツプと約15.6℃（約60゜F）に水冷冷
却されているロールを具備する、スクリューのＬ／Ｄ比
が24／１の8.9 cm（３1/2インチ）押出機において使用
した。幅５１cm（２０インチ）のロール上で厚さ約8.9
×10-3cm（約3.5ミル）のフイルムが製造された。
フイルムの性質を測定し、以下の結果を得た。
組成物(2)の溶融流量の方が多いので、引張強さ、伸
び、モジユラス、及び引裂強度は同じであるが、処理中
の押出機圧力は低くなる。落槍衝撃強さにはいくらか差
があるが、落槍衝撃全エネルギーが３７インチ−ポンド
／ミルであるということは一般に業界では非常に強靱な
材料であるとされる。PIBを使用するときにEVAを添加す
ると、ペレツト安定性が改良され、フイルムの摩擦係数
が低下する。
例 ２ 例１に記載した手順と同一の混合手順を用い、以下のブ
レンド組成物からインフレートフイルムを調製した。
インフレートポリオレフインフイルムを製造するのに通
常使用する種類の3.8cm のライン上でインフレートフイルムを調製した。直径7.
6cm（３インチ）、ダイギヤツプ7.6×10-2cm（３０ミ
ル）の、従来の低密度ポリエチレンダイを使用した。押
出機の温度勾配は、供給帯で193℃（380゜F）、ダイで2
16℃（420゜F）であつた。膨張比が3:1で、折り径が３
６cm のものを使用して3.8×10-3cm（1.5ミル）のフイルムを
製造した。
組成物及びフイルムの性質を測定し、以下の結果を得
た。
５０％PIB／５０％PPを含むポリオレフインブレンドを
インフレートフイルムライン上で処理する時には、PPを
犠牲にしてEVAを添加するとバブル安定性及び引落率が
著しく改良される。EVAを含むフイルムは2.54×10-3cm
（１ミル）にまで薄くできるが、50／50PIB／PPブレン
ドは過剰の波きずにより合格しない折り径及び厚さとな
るので2.54×10-3cm（１ミル）ではフイルムが製造され
ない。PIB／EVA／PPフイルムは引裂抵抗も優れている。
２つのフイルムの触感も差異がある。EVAを含むブレン
ドはゴム様でありさらさらという音がしないが、PP／PI
Bフイルムはプラスチツク様であり音がする（すなわち
しわをよせたとき）。２つのフイルムに折り目をつけ、
圧力を加えた場合には、組成物(1)は応力白化したが、
組成物(2)は応力白化しなかつた。５０％のPIBを含む三
成分のブレンドの物性及びゴム様の性質は、インフレー
トフイルムに加工するのが非常に困難な、約６５％のPI
Bを含むPP／PIB化合物と非常に似ている。
例 ３ 例１に記載した成分から同一手順を使用してキヤストフ
イルムを調製した。フイルムの試料を凍結破砕し、ヘキ
サンで抽出し、走査電子顕微鏡で調べた。二種類のブレ
ンド組成物は各々６０重量％のポリイソブチレンを含有
したが、一方の配合物は残りの組成（４０重量％）がポ
リプロピレンであるのに対し、他方の配合物は１５重量
％のエチレン酢酸ビニルコポリマーと２５重量％のポリ
プロピレンを含有した。本発明の三成分系はポリプロピ
レンとポリイソブチレンの共連続マトリツクスとなる
が、二成分組成物はポリプロピレンの連続相にポリイソ
ブチレンの離散した粒子が分散していた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−15953（ＪＰ，Ａ) 特公 昭45−34040（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭45−34039（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭43−27496（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】(a) 約20乃至約65重量％の、アイソタクチ
    ックポリプロピレン又は約１乃至約20重量％のα−オレ
    フィンコモノマーを含むポリプロピレン反応器コポリマ
    ー、又はそれらの混合物、 (b) 約20乃至約60重量％の、イソブチレンを主鎖とする
    エラストマー成分、及び (c) 約７乃至約40重量％の、エチレンと低級飽和カルボ
    ン酸と不飽和アルコールとのエステル及び低級不飽和カ
    ルボン酸と飽和アルコールとのエステルから成る群から
    選択される不飽和エステルとのコポリマー成分 を含む熱可塑性エラストマー性ブレンド組成物。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の組成物におい
    て、前記イソブチレンを主鎖とするエラストマーをポリ
    イソブチレン、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム及び
    それらの混合物から成る群から選択する組成物。
  3. 【請求項３】特許請求の範囲第２項記載の組成物におい
    て、前記ブチルゴムがイソブチレンイソプレンコポリマ
    ーである組成物。
  4. 【請求項４】特許請求の範囲第２項記載の組成物におい
    て、前記ポリイソブチレンのスタウディンガー分子量が
    約50,000乃至約150,000である組成物。
  5. 【請求項５】特許請求の範囲第１項記載の組成物におい
    て、前記不飽和エステルをビニルエステル及びアクリル
    酸アルキルから成る群から選択する組成物。
  6. 【請求項６】特許請求の範囲第５項記載の組成物におい
    て、前記ビニルエステルが酢酸ビニルを含む組成物。
  7. 【請求項７】特許請求の範囲第５項記載の組成物におい
    て、前記アクリル酸アルキルをアクリル酸メチル及びア
    クリル酸エチルから成る群から選択する組成物。
  8. 【請求項８】特許請求の範囲第６項記載の組成物におい
    て、前記酢酸ビニルの濃度が約９乃至約45重量％である
    組成物。
  9. 【請求項９】特許請求の範囲第１項記載の組成物におい
    て、前記ポリプロピレン反応器コポリマーが約１乃至約
    20重量％のエチレンを含む組成物。
  10. 【請求項１０】特許請求の範囲第１項記載の組成物にお
    いて、前記エチレンと不飽和エステルとのコポリマーが
    エチレン酢酸ビニルコポリマーである組成物。
  11. 【請求項１１】特許請求の範囲第10項記載の組成物にお
    いて、前記イソブチレンを主鎖とするエラストマーがポ
    リイソブチレンである組成物。
JP58244973A 1982-12-27 1983-12-27 ポリオレフィン、イソブチレンを主鎖とするエラストマー及びエチレンコポリマーの熱可塑性ブレンド Expired - Lifetime JPH0643529B2 (ja)

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