(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024125549
(43)【公開日】2024-09-19
(54)【発明の名称】4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物、および成形体
(51)【国際特許分類】
C08L 23/20 20060101AFI20240911BHJP
C08L 23/26 20060101ALI20240911BHJP
C08K 7/14 20060101ALI20240911BHJP
C08K 7/04 20060101ALI20240911BHJP
C08L 51/06 20060101ALI20240911BHJP
【FI】
C08L23/20
C08L23/26
C08K7/14
C08K7/04
C08L51/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023033427
(22)【出願日】2023-03-06
(71)【出願人】
【識別番号】000005887
【氏名又は名称】三井化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001070
【氏名又は名称】弁理士法人エスエス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】田中 智也
(72)【発明者】
【氏名】金野 泰弘
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 豊明
【テーマコード(参考)】
4J002
【Fターム(参考)】
4J002BB171
4J002BB172
4J002BB203
4J002DA016
4J002DL006
4J002FA046
4J002FD016
4J002GA00
4J002GC00
4J002GG01
4J002GG02
4J002GL00
4J002GN00
4J002GQ00
4J002GQ01
(57)【要約】
【課題】繊維強化剤により改善された4-メチル-1-ペンテン系重合体が有する優れた耐熱性および耐衝撃性を維持しつつ、複数の破壊モードの剛性(たとえば曲げ弾性率、引っ張り弾性率など)がバランスよく優れる4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物、および当該組成物を含む成形体を提供すること。
【解決手段】特定の要件を満たす4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)40~80質量部と、特定の要件を満たす4-メチル-1-ペンテン系重合体(B)5~30質量部と、繊維強化剤(C)1~40質量部と、変性ポリオレフィン(D)とを含み、前記重合体(A)、重合体(B)、および繊維強化剤(C)の合計100質量部に対する前記変性ポリオレフィン(D)の含有量が1~10質量部である、4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)下記要件(A-i)、および(A-ii)を満たす4-メチル-1-ペンテン系重合体40~80質量部と、
(B)下記要件(B-i)、および(B-ii)を満たす4-メチル-1-ペンテン系重合体5~30質量部と、
(C)繊維強化剤1~40質量部と、
(D)変性ポリオレフィンと、
を含み、
前記重合体(A)、重合体(B)、および繊維強化剤(C)の合計100質量部に対する前記変性ポリオレフィン(D)の含有量が1~10質量部である、
4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物。
要件(A-i):4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位(i)と、炭素数2~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位(ii)との合計を100.0モル%とした時、前記構成単位(i)の含有量が92.0~100.0モル%であり、前記構成単位(ii)の含有量が0.0~8.0モル%である。
要件(A-ii):135℃のデカリン中で測定した極限粘度[η]Aが1.0~5.0dL/gである。
要件(B-i):4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位(i)と、炭素数2~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位(ii)との合計を100.0モル%とした時、前記構成単位(i)の含有量が86.5モル%以上92.0モル%未満であり、前記構成単位(ii)の含有量が8.0モル%を超え、13.5モル%以下である。
要件(B-ii):135℃のデカリン中で測定した極限粘度[η]Bが2.0~5.0dL/gである。
【請求項2】
前記4-メチル-1-ペンテン系重合体(B)が、さらに下記要件(B-iii)を満たす、請求項1に記載の4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物。
要件(B-iii):示差走査熱量計(DSC)で測定した融点(Tm)が180℃未満であるか、またはDSCにより融点(Tm)が観測されない。
【請求項3】
前記繊維強化剤(C)が無機繊維である、請求項1または2に記載の4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物。
【請求項4】
前記無機繊維がガラス繊維である、請求項3に記載の4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物。
【請求項5】
前記変性ポリオレフィン(D)が、下記要件(D-i)を満たし、4-メチル-1-ペンテン系重合体(d)を不飽和カルボン酸およびその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物でグラフト変性して得られる、グラフト変性4-メチル-1-ペンテン系重合体(Da)である、請求項1または2に記載の4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物。
要件(D-i):4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位(i)と、炭素数2~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位(ii)との合計を100.0モル%とした時、前記構成単位(i)の含有量が50.0モル%を超え、かつ100.0モル%以下であり、前記構成単位(ii)の含有量が0.0モル%以上50.0モル%未満である。
【請求項6】
前記グラフト変性4-メチル-1-ペンテン系重合体(Da)における、前記不飽和カルボン酸およびその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物のグラフト変性量が、前記重合体(Da)100質量%に対して、0.5~15.0質量%である、請求項5に記載の4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物。
【請求項7】
請求項1または2に記載の4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物を含む成形体。
【請求項8】
自動車部品である、請求項7に記載の成形体。
【請求項9】
レーダーハウジングである、請求項7に記載の成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物、および当該組成物を含む成形体に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリオレフィンと総称される各種樹脂の中でも、4-メチル-1-ペンテンを主たる構成モノマーとする4-メチル-1-ペンテン系重合体は、ポリエチレンやポリプロピレンに比べて耐熱性、透明性および電気特性等の特性に優れ、また、離型性、耐溶剤性、耐衝撃性にも優れることから、各種用途に広く使用されている。
【0003】
また、4-メチル-1-ペンテン系重合体、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのポリオレフィンに、繊維強化剤および変性オレフィンを配合した組成物とすることでポリオレフィンの特性をさらに改質しようという試みもなされている(例えば特許文献1および2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開昭59-120644号公報
【特許文献2】特開昭60-177052号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1および2に記載の組成物を含む成形体は、メチルペンテン系重合体が有する優れた耐熱性、耐衝撃性などの特徴が、繊維強化剤としてのガラス繊維により改善されているという特徴を有する。しかしながら、例えばレーダーハウジングなどの自動車部品においては、事故が生じた際に変形を生じさせるような力が同時に複数の方向から加わるため、耐衝撃性が優れることに加え、複数の破壊モードの剛性(たとえば曲げ弾性率、引っ張り弾性率など)がバランスよく優れることが求められるところ、このような要求に対して特許文献1および2に記載の組成物では十分に応えきれていなかった。
【0006】
本発明は、繊維強化剤により改善された4-メチル-1-ペンテン系重合体が有する優れた耐熱性および耐衝撃性を維持しつつ、複数の破壊モードの剛性(たとえば曲げ弾性率、引っ張り弾性率など)がバランスよく優れる4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物、および当該組成物を含む成形体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは鋭意検討した結果、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】
上記課題を解決する手段には、以下の[1]~[9]の態様が含まれる。
【0009】
[1]
(A)下記要件(A-i)、および(A-ii)を満たす4-メチル-1-ペンテン系重合体40~80質量部と、
(B)下記要件(B-i)、および(B-ii)を満たす4-メチル-1-ペンテン系重合体5~30質量部と、
(C)繊維強化剤1~40質量部と、
(D)変性ポリオレフィンと、
を含み、
前記重合体(A)、重合体(B)、および繊維強化剤(C)の合計100質量部に対する前記変性ポリオレフィン(D)の含有量が1~10質量部である、
4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物。
要件(A-i):4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位(i)と、炭素数2~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位(ii)との合計を100.0モル%とした時、前記構成単位(i)の含有量が92.0~100.0モル%であり、前記構成単位(ii)の含有量が0.0~8.0モル%である。
要件(A-ii):135℃のデカリン中で測定した極限粘度[η]Aが1.0~5.0dL/gである。
要件(B-i):4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位(i)と、炭素数2~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位(ii)との合計を100.0モル%とした時、前記構成単位(i)の含有量が86.5モル%以上92.0モル%未満であり、前記構成単位(ii)の含有量が8.0モル%を超え、13.5モル%以下である。
要件(B-ii):135℃のデカリン中で測定した極限粘度[η]Bが2.0~5.0dL/gである。
【0010】
[2]
前記4-メチル-1-ペンテン系重合体(B)が、さらに下記要件(B-iii)を満たす、[1]に記載の4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物。
要件(B-iii):示差走査熱量計(DSC)で測定した融点(Tm)が180℃未満であるか、またはDSCにより融点(Tm)が観測されない。
【0011】
[3]
前記繊維強化剤(C)が無機繊維である、[1]または[2]に記載の4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物。
【0012】
[4]
前記無機繊維がガラス繊維である、[3]に記載の4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物。
【0013】
[5]
前記変性ポリオレフィン(D)が、下記要件(D-i)を満たし、4-メチル-1-ペンテン系重合体(d)を不飽和カルボン酸およびその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物でグラフト変性して得られる、グラフト変性4-メチル-1-ペンテン系重合体(Da)である、[1]~[4]のいずれかに記載の4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物。
要件(D-i):4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位(i)と、炭素数2~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位(ii)との合計を100.0モル%とした時、前記構成単位(i)の含有量が50.0モル%を超え、かつ100.0モル%以下であり、前記構成単位(ii)の含有量が0.0モル%以上50.0モル%未満である。
【0014】
[6]
前記グラフト変性4-メチル-1-ペンテン系重合体(Da)における、前記不飽和カルボン酸およびその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物のグラフト変性量が、前記重合体(Da)100質量%に対して、0.5~15.0質量%である、[5]に記載の4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物。
【0015】
[7]
[1]~[6]のいずれかに記載の4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物を含む成形体。
【0016】
[8]
自動車部品である、[7]に記載の成形体。
【0017】
[9]
レーダーハウジングである、[7]に記載の成形体。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、繊維強化剤により改善された4-メチル-1-ペンテン系重合体が有する優れた耐熱性および耐衝撃性を維持しつつ、複数の破壊モードの剛性(たとえば曲げ弾性率、引っ張り弾性率など)がバランスよく優れる4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物、および当該組成物を含む成形体を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本開示において、数値範囲を表す「XX以上YY以下」および「XX~YY」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。
また、数値範囲が段階的に記載されている場合、各数値範囲の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。
【0020】
[4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物]
本発明の4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物(以下、「重合体組成物」ともいう)は、所定の要件を満たす4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)と、所定の要件を満たす4-メチル-1-ペンテン系重合体(B)と、繊維強化剤(C)と、変性ポリオレフィン(D)とを含む。なお、本明細書において、「4-メチル-1-ペンテン系重合体」は、特に断らない限り、4-メチル-1-ペンテンの単独重合体であってもよく、4-メチル-1-ペンテンとコモノマーとが重合された4-メチル-1-ペンテン共重合体であってもよい。
【0021】
4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)と4-メチル-1-ペンテン系重合体(B)とは相溶性が低く、また、粘度差が大きいため、4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物は海島構造を形成しやすい。そのため、重合体組成物は、破断の際にドメイン相(島相)がクレーズを形成することにより、衝撃エネルギーを吸収するため耐衝撃性が向上していると推測される。
さらに、本発明の重合体組成物は、前記4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)と4-メチル-1-ペンテン系重合体(B)に加え、繊維強化剤(C)および変性ポリオレフィン(D)を含有することにより、繊維強化剤により改善された4-メチル-1-ペンテン系重合体が有する優れた耐熱性および耐衝撃性を維持しつつ、複数の破壊モードの剛性(たとえば曲げ弾性率、引っ張り弾性率など)がバランスよく優れると推測される。
【0022】
<4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)>
4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)(以下「重合体(A)」ともいう)は、下記要件(A-i)、および(A-ii)を満たす。
【0023】
重合体(A)は、1種類の4-メチル-1-ペンテン系重合体のみを含んでいてもよく、2種類以上の4-メチル-1-ペンテン系重合体を含んでいてもよい。当該4-メチル-1-ペンテンは、化石原料由来であってもよく、バイオマス由来であってもよい。
【0024】
要件(A-i)
4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位(i)と、炭素数2~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)からなる群より選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位(ii)との合計を100.0モル%とした時、前記構成単位(i)の含有量が92.0~100.0モル%であり、前記構成単位(ii)の含有量が0.0~8.0モル%である。
【0025】
重合体(A)において、前記構成単位(i)の含有量は、好ましくは93.0~99.9モル%、より好ましくは94.5~99.8モル%、さらに好ましくは95.0~99.7モル%である。一方、構成単位(ii)の含有量は、好ましくは0.1~7.0モル%、より好ましくは0.2~5.5モル%、さらに好ましくは0.3~5.0モル%である。
【0026】
重合体(A)において、前記構成単位(i)の含有量、ならびに前記構成単位(ii)の含有量が前記範囲内であると、耐熱性および耐衝撃性の優れる4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物が得られる。
【0027】
前記構成単位(ii)を導くα-オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-ヘプタデセン、1-オクタデセン、1-エイコセンが挙げられる。
【0028】
これらのなかでも耐熱性の観点から、炭素数が6~18の直鎖状のα-オレフィンが好ましく、炭素数が10~18の直鎖状のα-オレフィンがより好ましい。例えば、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-ヘプタデセン、1-オクタデセンが好ましく、なかでも、1-デセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセンが特に好ましい。
【0029】
重合体(A)は、本発明の目的を損なわない範囲で、4-メチル-1-ペンテン、炭素数2~20のα-オレフィン以外の他の重合性化合物から導かれる構成単位(以下、「その他の構成単位」ともいう)をさらに有することができる。
【0030】
その他の構成単位を導くモノマーとしては、例えば、スチレン、ビニルシクロペンテン、ビニルシクロヘキサン、ビニルノルボルナン等の環状構造を有するビニル化合物;酢酸ビニル等のビニルエステル;無水マレイン酸等の不飽和有機酸またはその誘導体;ブタジエン、イソプレン、ペンタジエン、2,3-ジメチルブタジエン等の共役ジエン;1,4-ヘキサジエン、1,6-オクタジエン、2-メチル-1,5-ヘキサジエン、6-メチル-1,5-ヘプタジエン、7-メチル-1,6-オクタジエン、ジシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、ジシクロオクタジエン、メチレンノルボルネン、5-ビニルノルボルネン、5-エチリデン-2-ノルボルネン、5-メチレン-2-ノルボルネン、5-イソプロピリデン-2-ノルボルネン、6-クロロメチル-5-イソプロペン-2-ノルボルネン、2,3-ジイソプロピリデン-5-ノルボルネン、2-エチリデン-3-イソプロピリデン-5-ノルボルネン、2-プロペニル-2,2-ノルボルナジエン等の非共役ポリエンが挙げられる。
【0031】
前記α-オレフィン、およびその他の構成単位を導くモノマーは、化石原料由来であってもよく、バイオマス由来であってもよい。
【0032】
重合体(A)において、その他の構成単位の含有割合は、重合体(A)を構成する全構成単位100.0モル%中、好ましくは10.0モル%以下、より好ましくは5.0モル%以下、さらに好ましくは3.0モル%以下である。
【0033】
要件(A-ii)
後述する実施例に記載の方法により135℃のデカリン中で測定した極限粘度[η]Aが、1.0~5.0dL/gである。
重合体(A)において、前記極限粘度[η]Aは、好ましくは1.0~4.0dL/g、より好ましく1.0~3.0dL/g、さらに好ましくは1.0~2.0dL/gである。[η]Aは、例えば、重合体(A)を製造する際の重合工程における水素の添加量により調整することが可能である。
【0034】
極限粘度[η]Aが上記範囲にある重合体(A)は、重合体組成物の調製時や成形時において良好な流動性を示す。また、さらに4-メチル-1-ペンテン系重合体(B)と組み合わせた場合に、耐衝撃性の向上に寄与すると考えられる。
【0035】
<4-メチル-1-ペンテン系重合体(B)>
4-メチル-1-ペンテン系重合体(B)(以下「重合体(B)」ともいう)は、下記要件(B-i)、および(B-ii)を満たす。
【0036】
重合体(B)は、1種類の4-メチル-1-ペンテン系重合体のみを含んでいてもよく、2種類以上の4-メチル-1-ペンテン系重合体を含んでいてもよい。当該4-メチル-1-ペンテンは、化石原料由来であってもよく、バイオマス由来であってもよい。
【0037】
要件(B-i)
4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位(i)と、炭素数2~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位(ii)との合計を100.0モル%とした時、前記構成単位(i)の含有量が86.5モル%以上92.0モル%未満であり、前記構成単位(ii)の含有量が8.0モル%を超え、13.5モル%以下である。
【0038】
重合体(B)において、4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位(i)の含有量は、好ましくは86.5~91.0モル%、より好ましくは87.0~90.0モル%である。一方、炭素数2~20のα-オレフィンから選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位(ii)の含有量は、好ましくは9.0~13.5モル%、より好ましくは10.0~13.0モル%である。
【0039】
重合体(B)において、4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位(i)の含有量、ならびに炭素数2~20のα-オレフィンから選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位(ii)の含有量が前記範囲内であると、耐熱性および耐衝撃性が優れる4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物が得られる。
【0040】
重合体(B)に含有される前記構成単位(ii)を導くα-オレフィンとして好ましいα-オレフィンは、上記<4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)>の欄に記載の、重合体(A)に含有される構成単位(ii)を導くα-オレフィンとして好ましいα-オレフィンと同様である。
重合体(B)に含有される構成単位(ii)を導くα-オレフィンは、1種のみであってもよく、2種以上であってもよい。
【0041】
重合体(B)は、本発明の目的を損なわない範囲で、上記<4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)>の欄に記載のその他の構成単位をさらに有することができる。重合体(B)において、その他の構成単位の含有割合は、重合体(A)におけるその他の構成単位の含有割合と同様である。
【0042】
要件(B-ii)
後述する実施例に記載の方法により135℃のデカリン中で測定した極限粘度[η]Bが、2.0~5.0dL/gである。
【0043】
重合体(B)において、前記極限粘度[η]Bは、好ましくは3.0~5.0dL/g、より好ましくは3.5~5.0dL/g、さらに好ましくは4.0~4.5dL/gである。[η]Bは、例えば、重合体(B)を製造する際の重合工程における水素の添加量により調整することが可能である。
【0044】
[η]Bが上記範囲にある重合体(B)は、4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物の調製時や成形時において良好な流動性を示す。また、4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)と組み合わせた場合に耐衝撃性の向上に寄与すると考えられる。特に、[η]Bが前記下限値以上であると、成形体の耐衝撃性がより優れる傾向にある。
【0045】
4-メチル-1-ペンテン系重合体(B)は、好ましくは下記要件(B-iii)を満たす。
要件(B-iii)
後述する実施例に記載の方法により、示差走査熱量計(DSC)で測定した融点(Tm)が180℃未満であるか、またはDSCにより融点(Tm)が観測されない。
【0046】
重合体(B)において、前記融点(Tm)が観測されないことがより好ましいが、前記融点(Tm)が観測される場合、当該融点(Tm)は、より好ましくは100~175℃、さらに好ましくは100~170℃である。
前記融点(Tm)が観測されないかどうか、また、融点(Tm)が観測される場合の当該融点(Tm)の値は、重合体(B)の立体規則性、および、重合体(B)における構成単位(ii)の含有率に依存する傾向がある。このため後述するオレフィン重合用触媒を用い、さらには構成単位(ii)の含有率を制御することにより、融点(Tm)が観測されないかどうか、また、融点(Tm)の値を調整することができる。
【0047】
<重合体(A)、および重合体(B)の製造方法>
重合体(A)、および重合体(B)のいずれも、オレフィン重合用触媒の存在下、4-メチル-1-ペンテンと、上述した構成単位(ii)を導く特定のオレフィン、さらに必要に応じて前記その他の構成単位を導くモノマーとを、公知の方法により重合することにより得ることができる。
【0048】
重合体(A)、および重合体(B)の製造の際に使用可能なオレフィン重合用触媒の例として、メタロセン触媒を挙げることができる。好ましいメタロセン触媒としては、国際公開第01/53369号、国際公開第01/27124号、特開平3-193796号公報、特開平02-41303号公報、国際公開第06/025540号、国際公開第2013/009876号、国際公開第2014/050817号、国際公開第2014/123212号、あるいは国際公開第2017/150265号に記載のメタロセン触媒が挙げられる。
【0049】
なお、重合体(A)、および重合体(B)のいずれについても多段重合により、他の重合体の存在下で重合されてもよい。例えば、1段目の重合で重合体(A)が重合され、重合体(A)の存在下で重合体(B)が重合されてもよい。同様に、重合体(A)は、重合体(B)の存在下で重合されてもよく、重合体(B)も重合体(A)の存在下で重合されてもよい。
【0050】
重合体(A)、および重合体(B)は、市販の4-メチル-1-ペンテン系重合体(例えば、三井化学株式会社製TPX(登録商標)等)を用いてもよい。
重合体(A)は、一旦前記触媒等で製造した4-メチル-1-ペンテン系重合体を、押出機やミキサー等の中で熱処理することにより調製した重合体(A)であってもよい。また、重合体(A)は、市販の4-メチル-1-ペンテン系重合体(例えば、三井化学株式会社製TPX(登録商標)等)を、押出機やミキサー等の中で熱処理することにより調製されてもよい。
【0051】
<繊維強化剤(C)>
繊維強化剤(C)は、重合体組成物の機械物性を向上する目的で用いられる。
【0052】
繊維強化剤(C)としては、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維、金属被覆ガラス繊維、セラミックス繊維、ウオラストナイト、炭素繊維、金属炭化物繊維、金属硬化物繊維等の無機繊維、およびアラミド繊維等の有機繊維が挙げられる。また、これらの繊維強化剤の表面をシラン系化合物、例えば、ビニルトリエトキシシラン、2-アミノプロピルトリエトキシシラン、2-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等で処理しておいてもよい。これらのなかでも無機繊維が好ましく、ガラス繊維がより好ましい。繊維強化剤(C)がガラス繊維である場合、重合体組成物の耐熱性および耐衝撃性が良好となるため、好ましい。
【0053】
繊維強化剤(C)は、短繊維であってもよく、長繊維であってもよい。短繊維は、チョップドファイバー(カットファイバー)状短繊維でも、フィブリルを有するパルプ状短繊維でもよい。また、繊維強化剤(C)は、単繊維であってもよく、単繊維を複数本撚り合わせたものであってもよい。
【0054】
繊維強化剤(C)の平均繊維長は、好ましくは0.01mm以上、より好ましくは0.1mm以上、さらに好ましくは1mm以上であり、好ましくは100mm以下、より好ましくは50mm以下、さらに好ましくは30mm以下である。このような態様であると、繊維強化剤による機械物性の補強効果が充分発現される傾向にあり、また、組成物中の繊維強化剤の分散性が良好であるによって、得られる成形体の外観が良好となる傾向にある。繊維強化剤(C)の繊維数全体に対して、繊維長が0.1mm未満である繊維数の割合は、好ましくは18%以下である。
【0055】
繊維強化剤(C)の平均繊維径は、好ましくは1μm以上、より好ましくは5μm以上であり、好ましくは30μm以下、より好ましくは20μm以下である。このような態様であると、成形時に繊維強化剤(C)が破損し難くなり、また、得られる成形体の衝撃強度が高くなる傾向にある。さらにまた、成形体の外観が良好となり、成形体の剛性、耐熱性などの機械物性に充分な補強効果が得られる傾向にある。
【0056】
上述の平均繊維長および平均繊維径は、例えば、光学顕微鏡により繊維強化剤の写真撮影を行い、得られた写真において無作為に選んだ100個の繊維強化剤の長さまたは径を測定し、それぞれを算術平均することにより求めることができる。
【0057】
ガラス繊維としては、例えば、Aガラス、Cガラス、Dガラス、Eガラス、Sガラスな
どのガラス組成からなる繊維が挙げられ、特に、Eガラス(無アルカリガラス)のガラス組成からなる繊維が好ましい。
【0058】
ガラス繊維は、単繊維であってもよく、単繊維を複数本撚り合わせたものであってもよい。ガラス繊維の形態は、例えば、単繊維や複数本撚り合わせたものを連続的に巻き取った「ガラスロービング」、長さ1~10mmに切りそろえた「チョップドストランド」、長さ10~500μm程度に粉砕した「ミルドファイバー」などのいずれであってもよい。
【0059】
<変性ポリオレフィン(D)>
変性ポリオレフィン(D)は、前記4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)および4-メチル-1-ペンテン系重合体(B)と、繊維強化剤(C)との接着性を向上させる。
【0060】
変性ポリオレフィン(D)は、例えば、ポリオレフィン(D1)を、不飽和カルボン酸およびその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物(D2)によって変性して得られる樹脂である。
【0061】
ポリオレフィン(D1)としては、例えば、α-オレフィン、環状オレフィン、非共役ジエン、および芳香族オレフィンからなる群より選ばれる少なくとも1種のオレフィンの重合体が挙げられ、α-オレフィンを主成分とする重合体が好ましい。α-オレフィンを主成分とする重合体とは、重合体中のα-オレフィン由来の構成単位の含有量が、好ましくは50モル%を超え、より好ましくは60モル%以上、さらに好ましくは70モル%以上であることを意味する。上記構成単位の含有量は、例えば13C-NMR法により測定することができる。
【0062】
α-オレフィンとしては、例えば、炭素数2~20のα-オレフィン、好ましくは炭素数2~10のα-オレフィン、より好ましくは炭素数2~8のα-オレフィンが挙げられる。具体的には、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテンが挙げられ、4-メチル-1-ペンテンが好ましい。α-オレフィンは1種または2種以上用いることができる。また、α-オレフィンは、化石原料由来であってもよく、バイオマス由来であってもよい。
【0063】
ポリオレフィン(D1)としては、4-メチル-1-ペンテン系重合体が好ましく、例えば、前述の4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)および4-メチル-1-ペンテン系重合体(B)を用いることができる。また、ポリオレフィン(D1)は1種または2種以上用いることができる。
【0064】
ポリオレフィン(D1)を変性して変性ポリオレフィン(D)を製造する際には、官能基を有するエチレン性不飽和モノマーが用いられる。変性に使用されるエチレン性不飽和モノマーは、好ましくは不飽和カルボン酸およびその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物(D2)である。前記化合物(D2)としては、カルボン酸基を1以上有する不飽和化合物、カルボン酸基を有する化合物とアルキルアルコールとのエステル、無水カルボン酸基を1以上有する不飽和化合物等を挙げることができる。
【0065】
不飽和化合物が有する不飽和基としては、ビニル基、ビニレン基、不飽和環状炭化水素基等を挙げることができる。また、前記化合物(D2)は、1種単独で使用することもできるし、2種以上を組み合せて使用することもできる。これらエチレン性不飽和モノマーの中では、不飽和ジカルボン酸またはその酸無水物が好適であり、特にマレイン酸、ナジック酸またはこれらの酸無水物が好ましい。
【0066】
ポリオレフィン(D1)を変性して変性ポリオレフィン(D)を製造する方法は、特に限定されず、溶液法、溶融混練法等、従来公知のグラフト重合法を採用することができる。例えば、ポリオレフィン(D1)を溶融し、エチレン性不飽和モノマーを添加してグラフト変性させる方法、あるいはポリオレフィン(D1)を溶媒に溶解して溶液とし、そこへエチレン性不飽和モノマーを添加してグラフト変性させる方法等がある。
【0067】
変性ポリオレフィン(D)の好ましい一実施形態としては、以下で詳述するグラフト変性4-メチル-1-ペンテン系重合体(Da)が挙げられる。
【0068】
≪グラフト変性4-メチル-1-ペンテン系重合体(Da)≫
グラフト変性4-メチル-1-ペンテン系重合体(Da)(以下、「グラフト変性重合体(Da)ともいう」)は、好ましくは下記要件(D-i)を満たす。
要件(D-i)
4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位(i)と、炭素数2~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位(ii)との合計を100.0モル%とした時、前記構成単位(i)の含有量が50.0モル%を超え、かつ100.0モル%以下であり、前記構成単位(ii)の含有量が0.0~50.0モル%である。
【0069】
グラフト変性重合体(Da)において、4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位(i)の含有量は、より好ましくは85.0~100.0モル%、さらに好ましくは90.0~99.0モル%である。一方、炭素数2~20のα-オレフィンから選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位(ii)の含有量は、より好ましくは0.0~15.0モル%、さらに好ましくは1.0~10.0モル%である。
【0070】
グラフト変性重合体(Da)において、4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位(i)の含有量、ならびに炭素数2~20のα-オレフィンから選ばれる少なくとも1種のオレフィンから導かれる構成単位(ii)の含有量が前記範囲内であると、耐熱性および耐衝撃性が優れる4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物が得られる。
【0071】
グラフト変性重合体(Da)に含有される前記構成単位(ii)を導くα-オレフィンとして好ましいα-オレフィンは、上記<4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)>の欄に記載の、重合体(A)に含有される構成単位(ii)を導くα-オレフィンとして好ましいα-オレフィンと同様である。
グラフト変性重合体(Da)に含有される構成単位(ii)を導くα-オレフィンは、1種のみであってもよく、2種以上であってもよい。
【0072】
グラフト変性量
さらに、グラフト変性重合体(Da)において、前記不飽和カルボン酸およびその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物(D2)のグラフト変性量が、前記グラフト変性重合体(Da)100質量%に対して、0.5~15.0質量%であることが好ましく、より好ましくは0.5~3.0質量%であり、さらに好ましくは1.0~2.0質量%である。なお、グラフト変性量の測定方法の詳細は、後述する実施例の通りである。
【0073】
グラフト変性量が前記範囲内であると、耐熱性および耐衝撃性が良好な成形体を得ることができる。
【0074】
前記グラフト変性重合体(Da)は、さらに、下記の要件(D-ii)および(D-iii)の少なくとも1つ以上を満たしてもよい。
【0075】
要件(D-ii)
後述する実施例に記載の方法により135℃デカリン中で測定した極限粘度[η]が、好ましくは0.5~5.0dL/g、より好ましくは0.5~3.0dL/g、さらに好ましくは0.6~2.0dL/g、特に好ましくは0.7~1.5dL/gである。
【0076】
極限粘度[η]の値が前記範囲にあるグラフト変性重合体(Da)は、耐熱性および耐衝撃性が良好である。
【0077】
要件(D-iii)
後述する実施例に記載の方法により示差走査熱量計(DSC)で測定した融点(Tm)が、好ましくは170~220℃であり、より好ましくは180℃を超え220℃以下であり、さらに好ましくは185~217℃、特に好ましくは195~215℃である。
【0078】
示差走査熱量計(DSC)で測定した融点(Tm)が前記範囲にあると、グラフト変性重合体(Da)は耐熱性および耐衝撃性に優れる。
【0079】
(グラフト変性4-メチル-1-ペンテン系重合体(Da)の製造方法)
グラフト変性4-メチル-1-ペンテン系重合体(Da)の製造方法は特に制限されないが、例えば、グラフト変性されていない(未変性の)4-メチル-1-ペンテン系重合体(d)を任意の方法でグラフト変性することで得ることができる。原料となる4-メチル-1-ペンテン系重合体(d)としては、4-メチル-1-ペンテン系重合体であれば特に限定されないが、例えば前述の4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)、および4-メチル-1-ペンテン系重合体(B)を用いることができる。
【0080】
ここで、グラフト変性の過程において、加熱の影響または系内に添加した過酸化物などの影響により未変性の4-メチル-1-ペンテン系重合体(d)が分解してもよい。この場合、低分子量化した後の重合体が変性されたものが、グラフト変性4-メチル-1-ペンテン系重合体(Da)となる。また、未変性の4-メチル-1-ペンテン系重合体(d)が低分子量化することなくグラフト変性が行われて、グラフト変性4-メチル-1-ペンテン系重合体(Da)が製造されてもよい。
【0081】
4-メチル-1-ペンテン系重合体(d)を変性してグラフト変性4-メチル-1-ペンテン系重合体(Da)を製造する際には、官能基を有するエチレン性不飽和モノマーが用いられる。変性に使用されるエチレン性不飽和モノマーは、好ましくは不飽和カルボン酸およびその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物(D2)である。前記化合物(D2)として好ましい化合物は、上記<変性ポリオレフィン(D)>の欄で例示した化合物と同様である。
【0082】
4-メチル-1-ペンテン系重合体(d)をエチレン性不飽和モノマーでグラフト変性させてグラフト変性4-メチル-1-ペンテン系重合体(Da)を製造する方法は、特に限定されず、溶液法、溶融混練法等、従来公知のグラフト重合法を採用することができる。例えば、4-メチル-1-ペンテン系重合体(d)を溶融し、エチレン性不飽和モノマーを添加してグラフト変性させる方法、あるいは4-メチル-1-ペンテン系重合体(d)を溶媒に溶解して溶液とし、そこへエチレン性不飽和モノマーを添加してグラフト変性させる方法等がある。
【0083】
≪4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物に配合される各種成分の量≫
4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物における重合体(A)の含有量は、重合体(A)、重合体(B)、および繊維強化剤(C)の含有量の合計を100質量部とすると、40~80質量部であり、好ましくは40~75質量部であり、より好ましくは45~70質量部である。
【0084】
4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物における重合体(B)の含有量は、重合体(A)、重合体(B)、および繊維強化剤(C)の含有量の合計を100質量部とすると、5~30質量部であり、好ましくは8~30質量部であり、より好ましくは10~25質量部である。
【0085】
重合体組成物において、重合体(A)の含有量および重合体(B)の含有量が上記範囲内であると、相対的に重合体(A)の含有量が多く、重合体(B)の含有量が少ない。その結果、重合体組成物は耐熱性および耐衝撃性に優れる。また、重合体(B)の含有量が30質量部を超えると、重合体組成物の機械物性が損なわれる場合がある。
【0086】
4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物における繊維強化剤(C)の含有量は、重合体(A)、重合体(B)、および繊維強化剤(C)の含有量の合計を100質量部とすると、1~40質量部であり、好ましくは5~40質量部であり、より好ましくは10~35質量部である。
【0087】
繊維強化剤(C)の含有量が上記範囲内であると、得られる成形体の曲げ弾性および曲げ強さが優れる。また、繊維強化剤(C)の含有量が40質量部を超えると、重合体組成物の成形性が損なわれる場合がある。
【0088】
4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物における変性ポリオレフィン(D)の含有量は、重合体(A)、重合体(B)、および繊維強化剤(C)の合計100質量部に対し、1~10質量部であり、好ましくは2~9質量部であり、より好ましくは3~8質量部である。
【0089】
変性ポリオレフィン(D)の含有量が上記範囲内であると、4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)および(B)と繊維強化剤(C)との接着性が良好となる。
【0090】
4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物中の、重合体(A)、重合体(B)および繊維強化剤(C)の合計の含有割合は、当該重合体組成物の質量を100質量%としたとき、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。重合体(A)、重合体(B)および繊維強化剤(C)の合計の含有割合の上限は、重合体組成物の100質量%であってもよい。前記重合体組成物がその他の成分(例えば、後述するその他の重合体成分、添加剤)を含有する場合は、前記上限はその他の成分の含有割合により画定される。
【0091】
<その他の重合体成分>
4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物は、前記重合体(A)、および重合体(B)以外のその他の重合体成分をさらに含有することができる。その他の重合体成分として、重合体(A)、および重合体(B)以外の4-メチル-1-ペンテン系重合体などを挙げることができる。
前記その他の重合体は、化石原料由来のモノマーのみを用いて得られたものであってもよく、バイオマス由来のモノマーのみを用いて得られたものであってもよく、化石原料由来のモノマーおよびバイオマス由来のモノマーの両方を用いて得られたものであってもよい。
【0092】
前記重合体組成物が、重合体(A)、および重合体(B)以外のその他の重合体成分を含む場合、その重合体成分の含有量は、重合体(A)、および重合体(B)の含有量の合計を100質量部とした場合に、好ましくは3.0質量部以下であり、より好ましくは2.0質量部以下、さらに好ましくは1.0質量部以下である。
【0093】
<添加剤>
4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物は、従来公知の添加剤を含有することができる。
添加剤としては、例えば、二次抗酸化剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、滑剤、染料、顔料、天然油、合成油、ワックス、充填剤、塩酸吸収剤が挙げられる。添加剤の含有量は特に制限されないが、重合体(A)、重合体(B)および繊維強化剤(C)の合計を100質量部とすると、それぞれ、好ましくは0~50質量部、より好ましくは0~10質量部である。
前記重合体組成物は、1種または2種以上の添加剤を含有し得る。
【0094】
≪4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物の製造方法≫
4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物は、例えば、上述の重合体(A)、重合体(B)、繊維強化剤(C)、および変性ポリオレフィン(D)と、必要に応じてその他の重合体成分および添加剤とを混合することにより得ることができる。重合体(A)、および重合体(B)の2種類以上の混合物は、上述した多段重合法により得ることもできる。
【0095】
各成分の混合方法については、種々公知の方法、例えば、プラストミル、ヘンシェルミキサー、V-ブレンダー、リボンブレンダー、タンブラー、ブレンダー、ニーダールーダー等の装置を用いて各成分を混合する方法;前記混合後、得られた混合物を一軸押出機、二軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサー等の装置でさらに溶融混練した後、得られた溶融混練物を造粒または粉砕する方法を採用することができる。
【0096】
[成形体]
本発明の成形体は、前記4-メチル-1-ペンテン系重合体組成物を含む。
本発明の成形体は、当該重合体組成物を用いて、例えば、押出成形、射出成形、インフレーション成形、ブロー成形、押出ブロー成形、射出ブロー(インジェクションブロー)成形、延伸ブロー成形、プレス成形、スタンピング成形、真空成形、カレンダー成形、フィラメント成形、発泡成形、パウダースラッシュ成形などの公知の熱成形を施すことにより得られる。
【0097】
成形体は、日用品やレクリエーション用途などの家庭用品から、一般産業用途、工業用品に至る広い用途で用いられる。例えば、家電材料部品、通信機器部品、電気部品、電子部品、自動車部品、その他の車両の部品、船舶材料、航空機材料、機械機構部品、建材関連部材、土木部材、農業資材、電動工具部品、食品容器、フィルム、シート、繊維が挙げられる。
【0098】
自動車部品の具体例としては、レーダーハウジング、フロントドア、バックドア、スライドドア、フロントエンドモジュール、ドアモジュール、フェンダー、サンルーフ、ホイルキャップ、ガソリンタンク、座席(詰物、表地など)、ベルト、天井張り、コンパーチブルトップ、アームレスト、ドアトリム、リアパッケージトレイ、カーペット、マット、サンバイザー、ホイルカバー、タイヤ、マットレスカバー、エアバック、絶縁材、吊り手、吊り手帯、電線被服材、電気絶縁材、塗料、コーティング材、上張り材、床材、隅壁、デッキパネル、カバー類、合板、天井板、仕切り板、側壁、カーペット、壁紙、壁装材、外装材、内装材、屋根材、防音板、断熱板、窓材などが挙げられる。これらのなかでも、特にレーダーハウジングに好適に用いられる。
【0099】
家電材料部品、通信機器部品、電気部品、電子部品の具体例としては、プリンター、パソコン、ワープロ、キーボード、PDA(小型情報端末機)、ヘッドホンステレオ、携帯電話、電話機、ファクシミリ、複写機、ECR(電子式金銭登録機)、電卓、電子手帳、電子辞書、カード、ホルダー、文具などの事務・OA機器;洗濯機、冷蔵庫、掃除機、電子レンジ、照明器具、ゲーム機、アイロン、炬燵などの家電機器;TV、VTR、ビデオカメラ、ラジカセ、テープレコーダー、ミニディスク、CDプレイヤー、スピーカー、液晶ディスプレイなどのAV機器;コネクター、リレー、コンデンサー、スイッチ、プリント基板、コイルボビン、半導体封止材料、電線、ケーブル、トランス、偏向ヨーク、分電盤、時計などが挙げられる。
【0100】
日用品の具体例としては、衣類、カーテン、シーツ、合板、合繊板、絨毯、玄関マット、シート、バケツ、ホース、容器、眼鏡、鞄、ケース、ゴーグル、スキー板、ラケット、テント、自転車、楽器などの生活・スポーツ用品などが挙げられる。
【実施例0101】
以下、本発明を実施例に基づいて更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
【0102】
<重合体の物性の測定方法>
下記の実施例と比較例で使用した重合体の物性の測定方法は以下のとおりである。
【0103】
[組成]
実施例と比較例で使用した重合体の各々について、構成単位(i)の量、および、構成単位(ii)の量を、以下の装置および条件により、13C-NMRスペクトルより算出した。ここで、構成単位(i)は、4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位であり、構成単位(ii)は、4-メチル-1-ペンテンとの共重合モノマーであるエチレンまたは炭素数3~20のα-オレフィン(ただし、4-メチル-1-ペンテンを除く)から導かれる構成単位である。
【0104】
日本電子(株)製ECP500型核磁気共鳴装置を用い、溶媒としてo-ジクロロベンゼン/重ベンゼン(80/20容量%)混合溶媒、試料濃度55mg/0.6mL、測定温度120℃、観測核は13C(125MHz)、シーケンスはシングルパルスプロトンデカップリング、パルス幅は4.7μ秒(45°パルス)、繰り返し時間は5.5秒、積算回数は1万回以上、27.50ppmをケミカルシフトの基準値として測定した。得られた13C-NMRスペクトルにより、4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位(i)の量、および、所定のα-オレフィンから導かれる構成単位(ii)の量を求めた。
【0105】
[極限粘度[η]]
極限粘度[η]は、デカリン溶媒を用いて、135℃で測定した。すなわち、実施例と比較例で使用した重合体の各々について、約20mgを計り取り、デカリン15mLに溶解し、135℃のオイルバス中で比粘度ηspを測定した。このデカリン溶液にデカリン溶媒を5mL追加して希釈後、同様にして比粘度ηspを測定した。この希釈操作をさらに2回繰り返し、濃度(C)を0に外挿したときのηsp/Cの値を極限粘度として求めた(下式参照)。
[η]=lim(ηsp/C) (C→0)
【0106】
[融点(Tm)]
実施例と比較例で使用した重合体の各々について、セイコーインスツル(株)製のDSC測定装置(DSC220C)により、発熱および吸熱曲線を求め、昇温時の最大融解ピーク位置の温度を融点(Tm)とした。測定は、以下のようにして行った。
試料約5mgを測定用アルミパンにつめ、10℃/分の加熱速度で20℃から280℃に昇温した。280℃で5分間保持した後、10℃/分の冷却速度で20℃まで降温し、20℃で5分間保持した後、再度10℃/分の加熱速度で20℃から280℃に昇温し、再度50℃/分の冷却速度で50℃まで降温した。2回目の昇温時に発現した融解ピークを、融点(Tm)とした。なお、融解ピークが複数ある場合には、ピーク温度の高い方の値を融点(Tm)とした。
【0107】
[製造例1]
特開2020-158681号公報の製造例2において、得られる共重合体の4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキサデセンおよび1-オクタデセンから導かれる構成単位の含有量が表1に示す数値となるように、4-メチル-1-ペンテンと1-ヘキサデセンと1-オクタデセンからなる混合物の装入量を変更し、また、水素の装入量を変更した以外は、特開2020-158681号公報の製造例2と同様にして、4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)を得た。得られた4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)の極限粘度[η]および融点(Tm)は、表1に示す通りであった。
【0108】
[製造例2]
特開2020-158681号公報の製造例2において、得られる共重合体の4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキサデセンおよび1-オクタデセンから導かれる構成単位の含有量が表1に示す数値となるように、4-メチル-1-ペンテンと1-ヘキサデセンと1-オクタデセンからなる混合物の装入量を変更し、また、水素の装入量を変更した以外は、特開2020-158681号公報の製造例2と同様にして、4-メチル-1-ペンテン系重合体(B)を得た。得られた4-メチル-1-ペンテン系重合体(B)の極限粘度[η]は、表1に示す通りであった。なお、4-メチル-1-ペンテン系重合体(B)においては明確な融点が確認されなかった。
【0109】
[製造例3]
国際公開第2006/054613号の比較例7において、得られる共重合体の4-メチル-1-ペンテンおよび1-デセンから導かれる構成単位の含有量が下記表1に記載の含有量となるように各モノマーの装入量を変更した以外は国際公開第2006/054613号の比較例7と同様にして、4-メチル-1-ペンテン系重合体(d)を得た。得られた4-メチル-1-ペンテン系重合体(d)の極限粘度[η]および融点(Tm)は、表1に示す通りであった。
【0110】
次に、4-メチル-1-ペンテン系重合体(d)100質量部に対して、無水マレイン酸(MAH)1.5質量部、ラジカル開始剤として2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)へキサン(パーヘキサ25B(日油(株)製))0.05質量部を加えて混合した後、300℃に設定した押出機に供給し、溶融混練してペレット化した。得られたペレットを130℃のパラキシレン中で加熱溶解した後、放冷した。得られた溶液にアセトンを加えてポリマーを析出させ、該ポリマーを濾過した後乾燥することで、グラフト変性4-メチル-1-ペンテン系重合体(Da)を得た。得られたグラフト変性4-メチル-1-ペンテン系重合体(Da)の極限粘度[η]および融点(Tm)は、表1に示す通りであった。
【0111】
得られたグラフト変性4-メチル-1-ペンテン系重合体(Da)におけるMAHのグラフト変性量を以下の方法により求めた。まず、試料とする4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)を250℃、予熱5分、プレス3分で処理してプレスフィルムを作成し、該プレスフィルムに対して、フーリエ変換赤外分光光度計(日本分光株式会社製、FT-IR410型)により、透過法でIR測定を行った。本願実施例では、グラフト変性にMAHを用いたため、1860cm-1と4321cm-1のピーク強度より、グラフト変性量を算出した。
その結果、MAHのグラフト変性量は、グラフト変性4-メチル-1-ペンテン系重合体(Da)100質量%に対して、1.0質量%であった。
【0112】
【0113】
<原料>
下記実施例および比較例では、以下の原料を用いた。
・4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)
上記の製造例1で得られた4-メチル-1-ペンテン/1-ヘキサデセン/1-オクタデセン共重合体
・4-メチル-1-ペンテン系重合体(B)
上記の製造例2で得られた4-メチル-1-ペンテン/1-ヘキサデセン/1-オクタデセン共重合体
・繊維強化剤(C)
ECS 03 T-747H(日本電気硝子(株)製ガラス繊維、Eガラス、平均繊維長3.0mm、平均繊維径10.3μm)
・変性ポリオレフィン(D)
上記の製造例3で得られたマレイン酸変性4-メチル-1-ペンテン系重合体
【0114】
<実施例1~5、比較例1~6>
[重合体組成物の調製]
二軸押出機(PCM43、(株)池貝製、スクリュー径:43mm)に、製造例1で得られた4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)、製造例2で得られた4-メチル-1-ペンテン系重合体(B)、繊維強化剤(C)および製造例3で得られたグラフト変性4-メチル-1-ペンテン系重合体(Da)を表2に記載の配合割合で仕込み、二軸押出機により、280℃にて、回転数200rpmで溶融混練することで、各重合体組成物を得た。
【0115】
【0116】
[射出試験片の作製]
得られた重合体組成物を、(株)名機製作所製の70トン射出成形機(M70B)を用い、シリンダ温度:280℃、金型温度:40℃の条件で、厚さ4mmの角板状に射出することで射出試験片を作製した。
【0117】
[引張試験]
厚さ4mmの射出試験片を使用して、JIS K7161に準拠してダンベル型試験片JIS K7161-2 1Aを作製し、インストロン社製の万能引張試験機3380にて、引張速度:5mm/min、測定温度:23℃の条件で引張試験を実施し、引張破断応力、引張破断伸びを測定した。得られた結果を表3に示す。
【0118】
[引張弾性率]
厚さ4mmの射出試験片を使用して、JIS K7161に準拠してダンベル型試験片JIS K7161-2 1Aを作製し、(株)島津製作所製の万能引張試験機AG-100kNXにて、引張速度:1mm/min、測定温度:23℃の条件で引張試験を実施し、引張弾性率を測定した。得られた結果を表3に示す。
引張弾性率が2000MPa以上であれば、十分な引張弾性率を有するものと判断した。
【0119】
[Izod衝撃試験]
〈ノッチ有り〉
厚さ4mmのノッチが付いた射出試験片を使用して、JIS K7110に準拠して、(株)東洋精機製作所製のデジタル衝撃試験機DG-IB型を用い、ハンマー容量5.5J、空振り角度148.9°、試験温度23℃でIzod衝撃試験を実施し、ノッチ有のIzod衝撃強度を測定した。得られた結果を表3に示す。
【0120】
[曲げ試験]
厚さ4mmの射出試験片を使用して、JIS K7171に準拠して、(株)島津製作所製 AG-1kNX plus型を用い、試験速度:2mm/min、測定温度:23℃の条件で曲げ試験を実施し、曲げ強さ及び曲げ弾性率を測定した。得られた結果を表3に示す。
曲げ弾性率が2000MPa以上であれば、十分な曲げ弾性率を有するものと判断した。
【0121】
[熱変形温度試験]
厚さ4mmの射出試験片を使用して、JIS K7191に準拠して、(株)安田精機製作所製のHDT測定装置を用い、昇温速度:120℃/時、試験荷重:0.45MPaの条件にて熱変形温度試験を実施し、荷重たわみ温度を測定した。得られた結果を表3に示す。
【0122】
上記方法により測定方法された引張弾性率および曲げ弾性率から、曲げ弾性率に対する引張弾性率の比(引張弾性率/曲げ弾性率)を計算した。当該比の値が0.95以上であれば、複数の破壊モードの剛性がバランスよく優れているものと判断した。
【0123】
【0124】
比較例1~4は、曲げ弾性率に対する引張弾性率の比が本願実施例に劣るだけでなく、引張弾性率および曲げ弾性率がどちらも2000MPa未満であり、物性面で満足いくものではなかった。また、Izod衝撃試験の結果も本願実施例に劣っていた。
比較例5~6は、引張弾性率および曲げ弾性率はどちらも2000MPa以上であったが、曲げ弾性率に対する引張弾性率の比が本願実施例に劣り、複数の破壊モードの剛性がバランスよく優れるものとは言えなかった。また、Izod衝撃試験の結果も本願実施例に劣っていた。
これらに対し、本願実施例は、引張弾性率および曲げ弾性率はどちらも2000MPa以上であったうえに、曲げ弾性率に対する引張弾性率の比が比較例よりも1.00に近く、複数の破壊モードの剛性がバランスよく優れるものであった。また、Izod衝撃試験の結果も、耐衝撃性に優れるといえるものであった。