JPH10231391A - オレフィン系熱可塑性エラストマー組成物 - Google Patents

オレフィン系熱可塑性エラストマー組成物

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JPH10231391A
JPH10231391A JP3653197A JP3653197A JPH10231391A JP H10231391 A JPH10231391 A JP H10231391A JP 3653197 A JP3653197 A JP 3653197A JP 3653197 A JP3653197 A JP 3653197A JP H10231391 A JPH10231391 A JP H10231391A
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JP
Japan
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olefin
ethylene
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compound
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JP3653197A
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English (en)
Inventor
Keiji Watanabe
辺 啓 二 渡
Masaaki Kawasaki
崎 雅 昭 川
Tetsuo Tojo
條 哲 夫 東
Kyoko Kobayashi
林 恭 子 小
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Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】本発明のオレフィン系熱可塑性エラストマ
ー組成物は、結晶性ポリオレフィン樹脂(A)と、エチ
レン、炭素原子数3〜20のα- オレフィンおよび特定
の分岐鎖状ポリエン化合物からなるエチレン・α- オレ
フィン・非共役ポリエン共重合体ゴム(B)とを特定割
合で含有するブレンド物を、キノンジオキシム系化合物
(C)の存在下に、動的熱処理して部分的もしくは完全
に架橋されている熱可塑性エラストマー組成物である。 【効果】上記組成物は、従来の架橋型オレフィン系熱可
塑性エラストマーよりも、低温特性、引張強度、破断伸
度、成形安定性(射出成形時における金型汚染性および
押出成形時におけるダイス汚染性)、耐溶剤性、金属に
対する汚染性およびゴム的性質(たとえば永久伸び、圧
縮永久歪)に優れた成形体を成形することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は、オレフィン系熱可塑性エ
ラストマー組成物に関し、更に詳しくは、低温特性、引
張強度、破断伸度、成形安定性(射出成形時における金
型汚染性および押出成形時におけるダイス汚染性)、耐
溶剤性、金属に対する汚染性およびゴム的性質(たとえ
ば永久伸び、圧縮永久歪)に優れた成形体を提供し得る
オレフィン系熱可塑性エラストマー組成物に関する。
【0002】
【発明の技術的背景】オレフィン系熱可塑性エラストマ
ーは、省エネルギー、省資源タイプのエラストマーとし
て、特に加硫(架橋)ゴムの代替として自動車部品、工
業機械部品、電子・電気機器部品、建材等に広く使用さ
れている。
【0003】オレフィン系熱可塑性エラストマーは、架
橋型と非架橋型に分けることができる。非架橋型熱可塑
性エラストマーは、架橋反応を伴わないため品質のバラ
ツキが少なくまた製造コストも安価である。しかしなが
ら、架橋型熱可塑性エラストマーと非架橋型熱可塑性エ
ラストマーとを性能面から比較すると、架橋型熱可塑性
エラストマーの方が非架橋型熱可塑性エラストマーに比
べ、引張強度や破断伸度、あるいはゴム的性質(たとえ
ば永久伸び、圧縮永久歪)や耐熱性の点で優れている。
架橋型熱可塑性エラストマーとしては、従来公知の加硫
ゴムよりも低温特性、引張強度、破断点伸度およびゴム
的性質に優れたオレフィン系熱可塑性エラストマーの出
現が望まれている。
【0004】ところで、架橋型オレフィン系熱可塑性エ
ラストマーにおける架橋は、使用する架橋剤の種類か
ら、硫黄架橋、有機過酸化物架橋、樹脂架橋、キノンジ
オキシム架橋などに大別される。
【0005】硫黄架橋されたオレフィン系熱可塑性エラ
ストマーは、硫黄原子により架橋されているため、耐熱
性に劣る欠点を有する。有機過酸化物架橋されたオレフ
ィン系熱可塑性エラストマーは、耐熱性、柔軟性に優れ
るものの、有機過酸化物により、分子鎖が切断され、低
分子量成分が生成することにより、射出成型時の金型汚
染の原因となったり、押出成形時の目やにの原因となっ
たりする。またリサイクル性、耐溶剤性にも悪影響を及
ぼす。
【0006】樹脂架橋されたオレフィン系熱可塑性エラ
ストマーは、耐油性に優れているものの、ハロゲン化合
物を酸化剤として使用しているために、残存しているハ
ロゲン化合物が製品に対して悪影響を及ぼすことが知ら
れている。
【0007】また、従来のキノンジオキシム架橋は、架
橋効率が低いために、鉛丹(酸化鉛)等の酸化剤(活性
剤)を大量に配合することが必要とされているため、実
用化は困難であった。
【0008】したがって、従来の架橋型オレフィン系熱
可塑性エラストマーよりも、低温特性、引張強度、破断
伸度、成形安定性(射出成形時における金型汚染性およ
び押出成形時におけるダイス汚染性)、耐溶剤性、金属
に対する汚染性およびゴム的性質(たとえば永久伸び、
圧縮永久歪)に優れた成形体を成形することができるオ
レフィン系熱可塑性エラストマー組成物の出現が望まれ
ている。
【0009】
【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に伴う
問題を解決しようとするものであって、従来の架橋型オ
レフィン系熱可塑性エラストマーよりも、低温特性、引
張強度、破断伸度、成形安定性(射出成形時における金
型汚染性および押出成形時におけるダイス汚染性)、耐
溶剤性、金属に対する汚染性およびゴム的性質(たとえ
ば永久伸び、圧縮永久歪)に優れた成形体を成形するこ
とができるオレフィン系熱可塑性エラストマー組成物を
提供することを目的としている。
【0010】
【発明の概要】本発明に係るオレフィン系熱可塑性エラ
ストマー組成物は、結晶性ポリオレフィン樹脂(A)1
0重量部以上60重量部未満の量と、エチレン・α- オ
レフィン・非共役ポリエン共重合体ゴム(B)90重量
部以下40重量部を超える量[成分(A)および(B)
の合計量は100重量部である]とを含有するブレンド
物を、キノンジオキシム系化合物(C)の存在下に、動
的熱処理して部分的もしくは完全に架橋されている熱可
塑性エラストマー組成物であり、該エチレン・α- オレ
フィン・非共役ポリエン共重合体ゴム(B)は、エチレ
ンと、炭素原子数3〜20のα- オレフィンと、下記一
般式[I]で表わされる少なくとも一種の分岐鎖状ポリ
エン化合物とからなり、(i)エチレンと炭素原子数3
〜20のα- オレフィンとのモル比(エチレン/α- オ
レフィン)が40/60〜95/5の範囲にあり、(i
i)分岐鎖状ポリエン化合物含量が0.1〜10モル%
の範囲にあり、(iii)135℃デカリン中で測定した極
限粘度[η]が0.1〜10dl/gの範囲にあること
を特徴としている。
【0011】
【化2】
【0012】[式[I]中、nは1〜5の整数であり、
1 は炭素原子数1〜5のアルキル基であり、R2 およ
びR3 は、それぞれ独立して、水素原子または炭素原子
数1〜5のアルキル基である。] また、本発明に係るオレフィン系熱可塑性エラストマー
組成物は、前記結晶性ポリオレフィン樹脂(A)および
エチレン・α- オレフィン・非共役ポリエン共重合体ゴ
ム(B)の合計量100重量部に対して、2〜120重
量部の軟化剤(D)および/または2〜100重量部の
無機充填剤(E)を含有していてもよい。
【0013】
【発明の具体的説明】以下、本発明に係るオレフィン系
熱可塑性エラストマー組成物について具体的に説明す
る。
【0014】本発明に係るオレフィン系熱可塑性エラス
トマー組成物は、結晶性ポリオレフィン樹脂(A)とエ
チレン・α- オレフィン・非共役ポリエン共重合体ゴム
(B)とを含有するブレンド物を、キノンジオキシム系
化合物(C)の存在下に、動的熱処理して部分的もしく
は完全に架橋された熱可塑性エラストマー組成物であ
る。
【0015】結晶性ポリオレフィン樹脂(A) 本発明で用いられる結晶性ポリオレフィン樹脂(A)
は、高圧法または低圧法の何れかによる1種または2種
以上のモノオレフィンを重合して得られる結晶性の高分
子量固体生成物からなる。このような樹脂としては、た
とえばアイソタクチックおよびシンジオタクチックのモ
ノオレフィン重合体樹脂が挙げられる。これらの代表的
な樹脂は商業的に入手できる。
【0016】上記結晶性ポリオレフィン樹脂(A)の適
当な原料オレフィンとしては、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-オ
クテン、1-デセン、2-メチル-1- プロペン、3-メチル-1
- ペンテン、4-メチル-1- ペンテン、5-メチル-1- ヘキ
センなどが挙げられる。これらのオレフィンは、単独
で、または2種以上混合して用いられる。
【0017】重合様式はランダム型でもブロック型で
も、樹脂状物が得られればどのような重合様式を採用し
ても差支えない。本発明で用いられる結晶性ポリオレフ
ィン樹脂(A)は、MFR(ASTMD 1238−6
5T、230℃)が通常0.01〜100g/10分、
特に0.05〜50g/10分の範囲にあることが好ま
しい。
【0018】これらの結晶性ポリオレフィン樹脂は、単
独で用いてもよく、また2種以上組み合わせて用いても
よい。上記結晶性ポリオレフィン樹脂(A)は、組成物
の流動性および耐熱性を向上させる役割を持っている。
【0019】本発明においては、結晶性ポリオレフィン
樹脂(A)は、結晶性ポリオレフィン樹脂(A)および
エチレン・α- オレフィン・非共役ポリエン共重合体ゴ
ム(B)の合計量100重量部に対して、10重量部以
上60重量部未満、好ましくは20〜55重量部の量で
用いられる。
【0020】上記のような量で結晶性ポリオレフィン樹
脂(A)を用いると、ゴム弾性に優れるとともに、成形
加工性に優れたオレフィン系熱可塑性エラストマー組成
物が得られる。
【0021】エチレン・α- オレフィン・非共役ポリエ
ン共重合体ゴム(B) 本発明で用いられるエチレン・α- オレフィン・非共役
ポリエン共重合体ゴム(B)は、ランダム共重合体ゴム
であって、エチレンと、炭素原子数3〜20のα- オレ
フィンと、分岐鎖状ポリエン化合物とからなる。
【0022】このような炭素原子数3〜20のα- オレ
フィンとしては、具体的には、プロピレン、1-ブテン、
1-ペンテン、1-ヘキセン、3-メチル-1- ブテン、3-メチ
ル-1- ペンテン、3-エチル-1- ペンテン、4-メチル-1-
ペンテン、4-メチル-1- ヘキセン、4,4-ジメチル-1- ヘ
キセン、4,4-ジメチル-1- ペンテン、4-エチル-1- ヘキ
セン、3-エチル-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-オク
タデセン、1-エイコセンなどが挙げられる。中でも、プ
ロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテンが好まし
く用いられる。
【0023】これらのα- オレフィンは、単独であるい
は2種以上組合わせて用いることができる。また、分岐
鎖状ポリエン化合物は、下記一般式[I]で表わされ
る。
【0024】
【化3】
【0025】式[I]中、nは1〜5の整数であり、R
1 は炭素原子数1〜5のアルキル基であり、R2 および
3 は、それぞれ独立して、水素原子または炭素原子数
1〜5のアルキル基である。
【0026】炭素原子数1〜5のアルキル基としては、
具体的に、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロ
ピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブ
チル基、n-ペンチル基、i-ペンチル基などが挙げられ
る。
【0027】このような分岐鎖状ポリエン化合物(以
下、分岐鎖状ポリエン化合物[I]ともいう)として
は、具体的に下記(1)〜(24)に例示するような化合
物が挙げられる。中でも、(5)、(6)、(9)、
(11)、(14)、(19)、(20)の分岐鎖状ポリエン化
合物が好ましく用いられる。 (1)4-エチリデン-1,6- オクタジエン (2)7-メチル-4- エチリデン-1,6- オクタジエン (3)7-メチル-4- エチリデン-1,6- ノナジエン (4)7-エチル-4- エチリデン-1,6- ノナジエン (5)6,7-ジメチル-4- エチリデン-1,6- オクタジエン (6)6,7-ジメチル-4- エチリデン-1,6- ノナジエン (7)4-エチリデン-1,6- デカジエン (8)7-メチル-4- エチリデン-1,6- デカジエン (9)7-メチル-6- プロピル-4- エチリデン-1,6- オク
タジエン (10)4-エチリデン-1,7- ノナジエン (11)8-メチル-4- エチリデン-1,7- ノナジエン(EM
N) (12)4-エチリデン-1,7- ウンデカジエン (13)8-メチル-4- エチリデン-1,7- ウンデカジエン (14)7,8-ジメチル-4- エチリデン-1,7- ノナジエン (15)7,8-ジメチル-4- エチリデン-1,7- デカジエン (16)7,8-ジメチル-4- エチリデン-1,7- ウンデカジエ
ン (17)8-メチル-7- エチル-4- エチリデン-1,7- ウンデ
カジエン (18)7,8-ジエチル-4- エチリデン-1,7- デカジエン (19)9-メチル-4- エチリデン-1,8- デカジエン (20)8,9-ジメチル-4- エチリデン-1,8- デカジエン (21)10- メチル-4- エチリデン-1,9- ウンデカジエン (22)9,10- ジメチル-4- エチリデン-1,9- ウンデカジ
エン (23)11- メチル-4- エチリデン-1,10-ドデカジエン (24)10,11-ジメチル-4- エチリデン-1,10-ドデカジエ
ン これらは、単独であるいは2種以上組合わせて用いるこ
とができる。
【0028】上記の分岐鎖状ポリエン化合物[I]は、
トランス体およびシス体の混合物であってもよく、トラ
ンス体単独またはシス体単独であってもよい。このよう
な分岐鎖状ポリエン化合物は、特開平8−325334
号公報に記載の方法によって調製することができる。
【0029】すなわち下記[I−a]で示される共役ジエ
ンを有する化合物とエチレンとを、遷移金属化合物およ
び有機アルミニウム化合物からなる触媒の存在下に反応
させることにより製造することができる。
【0030】
【化4】
【0031】(式[I−a]中、n、R1 、R2 およびR
3 は、それぞれ上述した一般式[I]におけるn、
1 、R2 およびR3 と同じである。) 本発明で用いられるエチレン・α- オレフィン・非共役
ポリエン共重合体ゴム(B)は、上記のようなエチレ
ン、α- オレフィンおよび分岐鎖状ポリエン化合物それ
ぞれの単量体から誘導される構成単位が、ランダムに配
列して結合し、分岐鎖状ポリエン化合物に起因する分岐
構造を有するとともに、主鎖は、実質的に線状構造とな
っている。
【0032】この共重合体ゴムが実質的に線状構造を有
しており実質的にゲル状架橋重合体を含有しないこと
は、この共重合体ゴムが有機溶媒に溶解し、不溶分を実
質的に含まないことにより確認することができる。たと
えば極限粘度[η]を測定する際に、この共重合体ゴム
が135℃中のデカリンに完全に溶解することにより確
認することができる。
【0033】また、このようなエチレン・α- オレフィ
ン・非共役ポリエン共重合体ゴム(B)において、分岐
鎖状ポリエン化合物から誘導される構成単位は、実質的
に下記式[II]で示される構造を有している。
【0034】
【化5】
【0035】[式[II]中、n、R1 、R2 およびR3
は、それぞれ上述した一般式[I]におけるn、R1
2 およびR3 と同じである。] なお、分岐鎖状ポリエン化合物から誘導される構成単位
が上記構造を有していることは、この共重合体の13C−
NMRスペクトルを測定することによって確認すること
ができる。
【0036】本発明で用いられるエチレン・α- オレフ
ィン・非共役ポリエン共重合体ゴム(B)は、以下のよ
うな組成および特性を有する。 (i)このエチレン・α- オレフィン・非共役ポリエン
共重合体ゴム(B)は、エチレンと炭素原子数3〜20
のα- オレフィンとのモル比(エチレン/α-オレフィ
ン)が40/60〜95/5、好ましくは50/50〜
90/10、さらに好ましくは55/45〜85/15
の範囲にある。
【0037】このようなエチレン成分/α- オレフィン
成分比のエチレン・α- オレフィン・非共役ポリエン共
重合体ゴムは、低温柔軟性、低温下での耐衝撃性および
耐熱性のいずれにも優れている。なお、エチレン・α-
オレフィン・非共役ポリエン共重合体ゴムは、このエチ
レン/α- オレフィン成分比が95/5を超えると、樹
脂物性を示すようになって低温柔軟性が低下し、一方、
40/60未満であると、耐熱性が低下する傾向にあ
る。
【0038】(ii)このエチレン・α- オレフィン・非
共役ポリエン共重合体ゴム(B)は、分岐鎖状ポリエン
化合物含量が0.1〜10モル%、好ましくは0.2〜
7モル%、さらに好ましくは0.4〜4モル%の範囲に
ある。
【0039】分岐鎖状ポリエン化合物含量が上記のよう
な範囲にあるエチレン・α- オレフィン・非共役ポリエ
ン共重合体ゴム(B)を用いると、架橋速度の速いオレ
フィン系熱可塑性エラストマー組成物が得られる。
【0040】(iii) このエチレン・α- オレフィン・
非共役ポリエン共重合体ゴム(B)は、135℃デカリ
ン中で測定した極限粘度[η]が0.1〜10dl/
g、好ましくは0.5〜5dl/g、さらに好ましくは
1〜5dl/gの範囲にある。
【0041】極限粘度[η]が上記のような範囲にある
エチレン・α- オレフィン・非共役ポリエン共重合体ゴ
ム(B)を用いると、成形加工性に優れたオレフィン系
熱可塑性エラストマー組成物が得られる。
【0042】上記のようなエチレン・α- オレフィン・
非共役ポリエン共重合体ゴム(B)は、エチレンと、炭
素原子数3〜20のα- オレフィンと、上記一般式
[I]で表わされる分岐鎖状ポリエン化合物とを、触媒
の存在下に共重合させて得ることができる。
【0043】このような触媒としては、バナジウム
(V)、ジルコニウム(Zr)、チタニウム(Ti)な
どの遷移金属化合物と有機アルミニウム化合物(有機ア
ルミニウムオキシ化合物)とからなるチーグラー型触媒
が使用できる。
【0044】本発明では、[a]可溶性バナジウム化合
物と有機アルミニウム化合物とからなる触媒、あるいは
[b]周期律表第IVB族から選ばれる遷移金属のメタロ
セン化合物と、有機アルミニウムオキシ化合物またはイ
オン化イオン性化合物とからなる触媒が特に好ましく用
いられる。
【0045】本発明では、上記のような触媒[a](可
溶性バナジウム化合物と有機アルミニウム化合物とから
なる触媒)または触媒[b](周期律表第IV族から選ば
れる遷移金属のメタロセン化合物と有機アルミニウムオ
キシ化合物またはイオン化イオン性化合物とからなる触
媒)の存在下に、エチレンと、炭素原子数3〜20のα
- オレフィンと、分岐鎖状ポリエン化合物とを、通常液
相で共重合させる。
【0046】この際、一般に炭化水素溶媒が用いれれる
が、プロピレン等のα- オレフィンを溶媒として用いて
もよい。このような炭化水素溶媒としては、具体的に
は、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカ
ン、ドデカン、灯油等の脂肪族炭化水素およびそのハロ
ゲン誘導体、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン、
メチルシクロヘキサン等の脂環族炭化水素およびそのハ
ロゲン誘導体、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香
族炭化水素、およびクロロベンゼン等のハロゲン誘導体
などが用いられる。
【0047】これら溶媒は組み合わせて用いてもよい。
エチレンと炭素原子数3〜20のα- オレフィンと分岐
鎖状ポリエン化合物との共重合は、バッチ法、あるいは
連続法いずれの方法で行なってもよい。共重合を連続法
で実施するに際しては、上記触媒は以下のような濃度で
用いられる。
【0048】本発明において、上記触媒[a]、すなわ
ち可溶性バナジウム化合物と有機アルミニウム化合物と
からなる触媒が用いられる場合には、重合系内の可溶性
バナジウム化合物の濃度は、通常、0.01〜5ミリモ
ル/リットル(重合容積)、好ましくは0.05〜3ミ
リモル/リットルである。この可溶性バナジウム化合物
は、重合系内に存在する可溶性バナジウム化合物の濃度
の10倍以下、好ましくは1〜7倍、さらに好ましくは
1〜5倍の濃度で供給されることが望ましい。
【0049】また、有機アルミニウム化合物は、重合系
内のバナジウム原子に対するアルミニウム原子の比(A
l/V)で、2以上、好ましくは2〜50、さらに好ま
しくは3〜20の量で供給される。
【0050】可溶性バナジウム化合物および有機アルミ
ニウム化合物からなる触媒[a]は、通常、上述の炭化
水素溶媒、および/または液状の炭素原子数3〜20の
α-オレフィンおよび分岐鎖状ポリエン化合物で希釈さ
れて供給される。この際、可溶性バナジウム化合物は上
述した濃度に希釈されることが望ましく、また有機アル
ミニウム化合物は重合系内における濃度のたとえば50
倍以下の任意の濃度に調整して重合系内に供給されるこ
とが望ましい。
【0051】また、本発明においてメタロセン化合物
と、有機アルミニウムオキシ化合物またはイオン化イオ
ン性化合物(イオン性イオン化化合物、イオン性化合物
ともいう。)とからなる触媒[b]が用いられる場合に
は、重合系内のメタロセン化合物の濃度は、通常、0.
00005〜0.1ミリモル/リットル(重合容積)、
好ましくは0.0001〜0.05ミリモル/リットル
である。
【0052】また、有機アルミニウムオキシ化合物は、
重合系内のメタロセン化合物に対するアルミニウム原子
の比(Al/遷移金属)で、1〜10000、好ましく
は10〜5000の量で供給される。
【0053】イオン化イオン性化合物の場合は、重合系
内のメタロセン化合物に対するイオン化イオン性化合物
のモル比(イオン化イオン性化合物/メタロセン化合
物)で、0.5〜20、好ましくは1〜10の量で供給
される。
【0054】また、有機アルミニウム化合物が用いられ
る場合には、通常、約0〜5ミリモル/リットル(重合
度積)、好ましくは約0〜2ミリモル/リットルとなる
ような量で用いられる。
【0055】本発明において、可溶性バナジウム化合物
と有機アルミニウム化合物とからなる触媒[a]の存在
下に、エチレンと炭素原子数3〜20のα- オレフィン
と分岐鎖状ポリエン化合物とを共重合させる場合には、
共重合反応は、通常、温度が−50℃〜100℃、好ま
しくは−30℃〜80℃、さらに好ましくは−20℃〜
60℃で、圧力が50kg/cm2 以下、好ましくは2
0kg/cm2 以下の条件下に行なわれる。ただし、圧
力は0ではない。
【0056】また本発明において、メタロセン化合物と
有機アルミニウムオキシ化合物またはイオン化イオン性
化合物とからなる触媒[b]の存在下に、エチレンと炭
素原子数3〜20のα- オレフィンと分岐鎖状ポリエン
化合物とを共重合させる場合には、共重合反応は、通
常、温度が−20℃〜150℃、好ましくは0℃〜12
0℃、さらに好ましくは0℃〜100℃で、圧力が80
kg/cm2 以下、好ましくは50kg/cm2 以下の
条件下に行なわれる。ただし圧力は0ではない。
【0057】また反応時間(共重合が連続法で実施され
る場合には平均滞留時間)は、触媒濃度、重合温度など
の条件によっても異なるが、通常、5分〜5時間好まし
くは10分〜3時間である。
【0058】本発明では、エチレン、炭素原子数3〜2
0のα- オレフィンおよび分岐鎖状ポリエン化合物は、
上述した特定組成のエチレン・α- オレフィン・非共役
ポリエン共重合体ゴムが得られるような量で重合系に供
給される。さらに共重合に際しては、水素などの分子量
調節剤を用いることもできる。
【0059】上記のようにしてエチレン、炭素原子数3
〜20のα- オレフィンおよび分岐鎖状ポリエン化合物
を共重合させると、エチレン・α- オレフィン・非共役
ポリエン共重合体ゴム(B)は通常これを含む重合液と
して得られる。この重合液は常法により処理され、エチ
レン・α- オレフィン・非共役ポリエン共重合体ゴム
(B)が得られる。
【0060】エチレン・α- オレフィン・非共役ポリエ
ン共重合体ゴム(B)[不飽和性エチレン系共重合体]
の上記のような調製方法は、特開平8−325334号
公報に詳細に記載されている。
【0061】本発明においては、エチレン・α- オレフ
ィン・非共役ポリエン共重合体ゴム(B)は、結晶性ポ
リオレフィン樹脂(A)およびエチレン・α- オレフィ
ン・非共役ポリエン共重合体ゴム(B)の合計量100
重量部に対して、90重量部以上40重量部を超える
量、好ましくは80〜45重量部の量で用いられる。
【0062】キノンジオキシム系化合物(C) 本発明で架橋剤として用いられるキノンジオキシム系化
合物(C)としては、具体的には、p-キノンジオキシ
ム、p,p'- ジベンゾイルキノンジオキシム、テトラクロ
ロベンゾキノンジオキシム、ポリ(p-ジニトロソベンゾ
キノンジオキシム)などが挙げられる。
【0063】これらのうちでは、スコーチ性、生産性
(架橋速度)の点でp-キノンジオキシム、p,p'- ジベン
ゾイルキノンジオキシムが好ましい。特にp-キノンジオ
キシムが好ましい。
【0064】このようなキノンジオキシム系化合物
(C)は、被処理物全体、すなわち結晶性ポリオレフィ
ン樹脂(A)およびエチレン・α- オレフィン・非共役
ポリエン共重合体ゴム(B)の合計量100重量部に対
して、0.01〜10重量部、好ましくは0.05〜7
重量部、さらに好ましくは0.1〜5重量部の割合で用
いられる。キノンジオキシム系化合物(C)を上記範囲
内の配合割合で用いると、耐熱性、引張特性、弾性回復
および反発弾性に優れた架橋度の高い成形品を得ること
ができ、しかも架橋度が高くなり過ぎることがないの
で、破断点伸びの低下をもたらすことはない。
【0065】本発明においては、上記キノンジオキシム
系化合物(C)による部分架橋もしくは完全架橋に際
し、鉛丹(Pb34)等の酸化能力のある酸化物、2-ベ
ンゾチアゾールジスルファイド、メルカプトベンゾチア
ゾール、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾールスルフ
ェンアミド等の酸化能力のあるチアゾール系化合物、ジ
クミルペルオキシド、ジ-tert-ブチルペルオキシド、2,
5-ジメチル-2,5- ジ-(tert-ブチルペルオキシ)ヘキサ
ン、2,5-ジメチル-2,5- ジ-(tert-ブチルペルオキシ)
ヘキシン-3、1,3-ビス(tert- ブチルペルオキシイソプ
ロピル)ベンゼン、1,1-ビス(tert- ブチルペルオキ
シ)-3,3,5- トリメチルシクロヘキサン、n-ブチル-4,4
- ビス(tert- ブチルペルオキシ)バレレート、ベンゾ
イルペルオキシド、p-クロロベンゾイルペルオキシド、
2,4-ジクロロベンゾイルペルオキシド、tert- ブチルペ
ルオキシベンゾエート、tert- ブチルペルベンゾエー
ト、tert- ブチルペルオキシイソプロピルカーボネー
ト、ジアセチルペルオキシド、ラウロイルペルオキシ
ド、tert- ブチルクミルペルオキシド等の有機過酸化
物、テトラクロロベンゾキノン等の酸化能力のあるキノ
ン系化合物などの活性剤を配合することができる。
【0066】上記のような活性剤を用いることにより、
均一かつ迅速な架橋反応が期待できる。上記のような活
性剤は、上記被処理物全体100重量部に対して、通常
0.01〜10重量部、好ましくは0.1〜5重量部の
割合で用いられる。
【0067】また、上記チアゾール系酸化剤を用いる場
合、チアゾール系酸化剤による架橋剤の活性化をさらに
高めるために硫黄を併用してもよい。その他の成分 本発明に係るオレフィン系熱可塑性エラストマー組成物
には、結晶性ポリオレフィン樹脂(A)、エチレン・α
- オレフィン・非共役ポリエン共重合体ゴム(B)およ
びキノンジオキシム系化合物(C)の他に、軟化剤
(D)および/または無機充填剤(E)を含めることが
できる。
【0068】本発明で用いられる軟化剤(D)として
は、通常ゴムに使用される軟化剤を用いることができ
る。具体的には、プロセスオイル、潤滑油、パラフィ
ン、流動パラフィン、石油アスファルト、ワセリン等の
石油系物質;コールタール、コールタールピッチ等のコ
ールタール類;ヒマシ油、アマニ油、ナタネ油、大豆
油、ヤシ油等の脂肪油;トール油、蜜ロウ、カルナウバ
ロウ、ラノリン等のロウ類;リシノール酸、パルミチン
酸、ステアリン酸、ステアリン酸バリウム、ステアリン
酸カルシウム等の脂肪酸またはその金属塩;石油樹脂、
クマロンインデン樹脂、アタクチックポリプロピレン等
の合成高分子物質;ジオクチルフタレート、ジオクチル
アジペート、ジオクチルセバケート等のエステル系可塑
剤;その他マイクロクリスタリンワックス、サブ(ファ
クチス)、液状ポリブタジエン、変性液状ポリブタジエ
ン、液状チオコールなどが挙げられる。
【0069】本発明においては、軟化剤(D)は、結晶
性ポリオレフィン樹脂(A)およびエチレン・α- オレ
フィン・非共役ポリエン共重合体ゴム(B)の合計量1
00重量部に対し、2〜120重量部、好ましくは2〜
100重量部、さらに好ましくは5〜80重量部の割合
で用いられる。軟化剤(D)を上記のような割合で用い
ると、得られる熱可塑性エラストマー組成物は成形時の
流動性に優れ、その成形体の機械的物性を低下させるこ
とはない。本発明において、軟化剤(D)の使用量が1
20重量部を超えると、得られる熱可塑性エラストマー
組成物の耐熱性、耐熱老化性は低下する傾向にある。
【0070】本発明で用いられる無機充填剤(E)とし
ては、具体的には、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウ
ム、クレー、カオリン、タルク、シリカ、ケイソウ土、
雲母粉、アスベスト、アルミナ、硫酸バリウム、硫酸ア
ルミニウム、硫酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウ
ム、二硫化モリブデン、グラファイト、ガラス繊維、ガ
ラス球、シラスバルーン、塩基性硫酸マグネシウムウィ
スカー、チタン酸カルシウムウィスカー、ほう酸アルミ
ニウムウィスカーなどが挙げられる。
【0071】本発明においては、無機充填剤(E)は、
結晶性ポリオレフィン樹脂(A)およびエチレン・α-
オレフィン・非共役ポリエン共重合体ゴム(B)の合計
量100重量部に対して、2〜100重量部、好ましく
は2〜50重量部の割合で用いられる。本発明におい
て、無機充填剤(E)の使用量が100重量部を超える
と、得られる熱可塑性エラストマー組成物のゴム弾性、
成形加工性は低下する傾向にある。
【0072】また、本発明に係るオレフィン系熱可塑性
エラストマー組成物には、結晶性ポリオレフィン樹脂
(A)、エチレン・α- オレフィン・非共役ポリエン共
重合体ゴム(B)、キノンジオキシム系化合物(C)、
軟化剤(D)および無機充填剤(E)の他に、エチレン
・プロピレン共重合体ゴム(EPR)、エチレン・プロ
ピレン・非共役ジエン共重合体ゴム(EPDM)を含め
ることができる。
【0073】エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重
合体ゴムの具体例としては、エチレン・プロピレン・5-
エチリデン-2- ノルボルネン共重合体ゴム、エチレン・
プロピレン・ジシクロペンタジエン共重合体ゴムなどが
挙げられる。
【0074】本発明においては、上記のようなエチレン
・プロピレン共重合体ゴム(EPR)およびエチレン・
プロピレン・非共役ジエン共重合体ゴム(EPDM)
は、結晶性ポリオレフィン樹脂(A)およびエチレン・
α- オレフィン・非共役ポリエン共重合体ゴム(B)の
合計量100重量部に対して、好ましくは10〜200
重量部、さらに好ましくは10〜150重量部の割合で
用いるのが望ましい。
【0075】さらに、本発明においては、オレフィン系
熱可塑性エラストマー中に、従来公知の耐熱安定剤、老
化防止剤、耐候安定剤、帯電防止剤、金属セッケン、ワ
ックス等の滑剤などを、本発明の目的を損なわない範囲
で添加することができる。
【0076】本発明に係る部分的に、または完全に架橋
されたオレフィン系熱可塑性エラストマー組成物は、上
述した結晶性ポリオレフィン樹脂(A)と、エチレン・
α-オレフィン・非共役ポリエン共重合体ゴム(B)
と、必要に応じて配合される軟化剤(D)および/また
は無機充填剤(E)等との混合物を、上述したようなキ
ノンジオキシム系化合物(C)の存在下に、動的に熱処
理して部分的に、または完全に架橋することによって得
られる。
【0077】ここに、「動的に熱処理する」とは、溶融
状態で混練することをいう。本発明における動的な熱処
理は、非開放型の装置中で行なうことが好ましく、また
窒素、炭酸ガス等の不活性ガス雰囲気下で行なうことが
好ましい。熱処理の温度は、結晶性ポリオレフィン樹脂
(A)の融点から300℃の範囲であり、通常150〜
250℃、好ましくは170℃〜225℃である。混練
時間は、通常1〜20分間、好ましくは1〜10分間で
ある。また、加えられる剪断力は、剪断速度で10〜1
00,000sec-1、好ましくは100〜50,00
0sec-1の範囲である。
【0078】混練装置としては、ミキシングロール、イ
ンテンシブミキサー(たとえばバンバリーミキサー、ニ
ーダー)、一軸または二軸押出機等を用いることができ
るが、非開放型の装置が好ましい。
【0079】本発明によれば、上述した動的な熱処理に
よって、結晶性ポリオレフィン樹脂(A)とエチレン・
α- オレフィン・非共役ポリエン共重合体ゴム(B)と
からなる、部分的もしくは完全に架橋されたオレフィン
系熱可塑性エラストマー組成物が得られる。
【0080】なお本発明において、「熱可塑性エラスト
マー組成物が部分的に架橋された」とは、下記の方法で
測定したゲル含量が好ましくは20重量%以上99.5
重量%未満、特に好ましくは45〜98重量%の範囲内
にある場合をいう。また「熱可塑性エラストマー組成物
が完全に架橋された」とは、このゲル含量が99.5重
量%以上である場合をいう。 [ゲル含量の測定法]熱可塑性エラストマー組成物の試
料を100mg採取し、これを0.5mm×0.5mm
×0.5mmの細片に裁断した試料を、密閉容器中にて
30mlのシクロヘキサンに、23℃で48時間浸漬し
た後、試料を濾紙上に取出し、室温で72時間以上、恒
量となるまで乾燥する。
【0081】この乾燥残渣の重量からポリマー成分以外
のすべてのシクロヘキサン不溶性成分(繊維状フィラ
ー、充填剤、顔料等)の重量、およびシクロヘキサン浸
漬前の試料中の結晶性ポリオレフィン樹脂(A)の重量
を減じた値を、「補正された最終重量(Y)」とする。
【0082】一方、試料中のエチレン・α- オレフィン
・非共役ポリエン共重合体ゴム(B)の重量を、「補正
された初期重量(X)」とする。ここに、ゲル含量は、
次の式で求められる。
【0083】ゲル含量[重量%]=[補正された最終重
量(Y)/補正された初期重量(X)]×100
【0084】
【発明の効果】本発明に係るオレフィン系熱可塑性エラ
ストマー組成物は、従来の架橋型オレフィン系熱可塑性
エラストマーよりも、低温特性、引張強度、破断伸度、
成形安定性(射出成形時における金型汚染性および押出
成形時におけるダイス汚染性)、耐溶剤性、金属に対す
る汚染性およびゴム的性質(たとえば永久伸び、圧縮永
久歪)に優れた成形体を成形することができる。
【0085】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、本
発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【0086】なお、実施例および比較例のオレフィン系
熱可塑性エラストマー組成物について行なった物性の測
定方法は、下記の通りである。 [物性の測定方法] (1)引張強度:JIS K 6301に準拠し、200
mm/分の引張速度で、破断点の引張強度を測定した。 (2)破断伸び:JIS K 6301に準拠し、200
mm/分の引張速度で、破断点の破断伸びを測定した。 (3)永久伸び:JIS K 6301に準拠して測定し
た。ただし、保持した長さは伸び100%に相当する長
さとした。
【0087】
【参考例1】 [触媒の調製]アルゴン雰囲気下、スターラー攪拌子を
入れた50mlフラスコ中に、無水塩化コバルト(II)4
3mg(0.33ミリモル)、1,2-ビス(ジフェニルホ
スフィノ)エタン263mg(0.66ミリモル)およ
び無水デカン23mlを入れ、25℃で2時間攪拌し
た。
【0088】次いで、25℃で、濃度1モル/リットル
のトリエチルアルミニウム/トルエン溶液17ml(ト
リエチルアルミニウム17ミリモル)を加えて2時間攪
拌することにより触媒を調製した。
【0089】[4-エチリデン-8- メチル-1,7- ノナジエ
ン(EMN)の合成]
【0090】
【化6】
【0091】300mlステンレス(SUS316)製
オートクレーブ中に、アルゴン雰囲気下、7-メチル-3-
メチレン-1,6- オクタジエン(β- ミルセン)100g
(734ミリモル)と上記のように調製された触媒を全
量加えて密閉した。
【0092】次いで、オートクレーブにエチレンボンベ
を直結して、エチレンを導入し、オートクレーブ内を3
5kg/cm2 まで加圧した。次いで、95℃に加熱して、
消費されたエチレンを間欠的に5回追加して、合計で1
5時間反応を行なった。
【0093】反応終了後にオートクレーブを冷却してか
ら開放し、得られた反応混合物を100mlの水中に注
いで有機層と水層とに分離した。分離された有機層を、
エバポレータで低沸点物を除去した後、20段の精密減
圧蒸留を行なった。目的物であるEMNが83g得られ
た(収率69%、β- ミルセン転化率90%)。また反
応副生物として、5,9-ジメチル-1,4,8- デカトリエンが
16g生成した(収率13%)。
【0094】上記で得られた4-エチリデン-8- メチル-
1,7- ノナジエン(EMN)の分析結果を以下に示す。 (1) 沸 点:103〜105℃/30mmHg (2) GC−MS(ガスクロマトグラフィ−質量分析): m/z 164(M+ 分子イオンピーク)、149、1
23、93、79、41、27 (ガスクロマトグラフィ測定条件: カラム:J&W サイエンティフィック社 キャピラリカラムDB−1701 0.25mm×30
m 気化温度 :250℃ カラム温度:60℃で5分間保持後、200℃まで10
℃/min で昇温) (3) 赤外線吸収スペクトル(ニート) 吸収ピーク:3080cm-1、2975cm-1、292
5cm-1、2825cm-1、1670cm-1、1640
cm-1、1440cm-1、1380cm-1、1235c
-1、1110cm-1、910cm-1、830cm-1 (4) 1H−NMRスペクトル(溶媒:CDCl3 ) 吸収ピークを第1表に示す。
【0095】
【表1】
【0096】[エチレン・α- オレフィン・非共役ポリ
エン共重合体ゴムの調製]攪拌翼を備えた容量15リッ
トルの重合器を用いて、エチレンとプロピレンと上記の
4-エチリデン-8- メチル-1,7- ノナジエン(EMN)と
の共重合反応を連続的に行なった。
【0097】すなわち、まず重合器上部から重合器内
に、脱水精製したヘキサンを毎時3リットル、ビス(1,
3-ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロ
リドのヘキサン溶液(濃度0.05ミリモル/リット
ル)を毎時0.1リットル、トリイソブチルアルミウニ
ウムのヘキサン溶液(濃度20ミリモル/リットル)を
毎時0.2リットル、メチルアルモキサンのヘキサンス
ラリー溶液(アルミウニウム原子に換算して3ミリグラ
ム原子/リットル)を毎時0.5リットル、EMNのヘ
キサン溶液(濃度0.20リットル/リットル)を毎時
1.2リットルそれぞれ連続的に供給した。
【0098】また、重合器上部から重合器内に、エチレ
ンを毎時260リットル、プロピレンを毎時540リッ
トル、水素を気相部の濃度が0.004モル%となるよ
うにそれぞれ連続的に供給した。この共重合反応は、5
0℃で行なった。
【0099】次いで、重合器下部から抜き出した重合溶
液にメタノールを少量添加して、重合反応を停止させ、
スチームストリップ処理にて共重合体を溶媒から分離し
た後、100℃、減圧(100mmHg)の条件下で、
24時間乾燥した。
【0100】以上の操作で、エチレン・プロピレン・E
MN共重合体ゴムが毎時240gの速度で得られた。得
られたエチレン・プロピレン・EMN共重合体ゴム(B
−1)は、エチレンとプロピレンとのモル比(エチレン
/プロピレン)が80/20であり、EMN含量が0.
7モル%であり、135℃デカリン中で測定した極限粘
度[η]が2.8dl/gであった。
【0101】
【参考例2および3】参考例1と同様の操作を行なっ
て、第2表に示すエチレン・α- オレフィン・EMN共
重合体ゴム(B−2、B−3)を得た。
【0102】
【表2】
【0103】
【実施例1】上記参考例1で得られたエチレン・プロピ
レン・EMN共重合体ゴム(B−1)50重量部、およ
びMFR(ASTM D1238-65T,230゜C)が11g/10分、密
度が0.91g/cm3 のプロピレン単独重合体50重
量部に、キノンジオキシム系化合物(C)としてp-ベン
ゾキノンジオキシム1.5重量部を加えてヘンシェルミ
キサー中で十分混合した後、得られた組成物をバンバリ
ミキサーを用いて180℃で10分混練した後、この組
成物をオープンロールに通してシートカッターで切断し
て角ペレットを得た。
【0104】次いで、この角ペレットを用いて射出成形
により所定の試験片を作製し、その物性を上記測定方法
に従い、測定した。その結果を第3表に示す。
【0105】
【実施例2】実施例1において、エチレン・プロピレン
・EMN共重合体ゴム(B−1)の代わりに参考例2で
得られたエチレン・1-ブテン・EMN共重合体ゴム(B
−2)を用いた以外は、実施例1と同様にして、オレフ
ィン系熱可塑性エラストマー組成物を調製し、その物性
を測定した。
【0106】その結果を第3表に示す。
【0107】
【実施例3】実施例1において、エチレン・プロピレン
・EMN共重合体ゴム(B−1)の代わりに参考例3で
得られたエチレン・1-オクテン・EMN共重合体ゴム
(B−3)を用いた以外は、実施例1と同様にして、オ
レフィン系熱可塑性エラストマー組成物を調製し、その
物性を測定した。
【0108】その結果を第3表に示す。
【0109】
【比較例1】実施例1において、エチレン・プロピレン
・EMN共重合体ゴム(B−1)の代わりにエチレンと
プロピレンとのモル比(エチレン/プロピレン)が80
/20、5-エチリデン-2- ノルボルネン含量が1.5モ
ル%、極限粘度[η]が2.8dl/gのエチレン・プ
ロピレン・5-エチリデン-2- ノルボルネン共重合体ゴム
(EPDM(ENB))を用いた以外は、実施例1と同
様にして、オレフィン系熱可塑性エラストマー組成物を
調製し、その物性を測定した。
【0110】その結果を第3表に示す。
【0111】
【表3】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 23/18 C08L 23/18 47/00 47/00 (72)発明者 小 林 恭 子 千葉県市原市千種海岸3番地 三井石油化 学工業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】結晶性ポリオレフィン樹脂(A)10重量
    部以上60重量部未満の量と、エチレン・α- オレフィ
    ン・非共役ポリエン共重合体ゴム(B)90重量部以下
    40重量部を超える量[成分(A)および(B)の合計
    量は100重量部である]とを含有するブレンド物を、 キノンジオキシム系化合物(C)の存在下に、動的熱処
    理して部分的もしくは完全に架橋された熱可塑性エラス
    トマー組成物であり、 該エチレン・α- オレフィン・非共役ポリエン共重合体
    ゴム(B)は、 エチレンと、炭素原子数3〜20のα- オレフィンと、
    下記一般式[I]で表わされる少なくとも一種の分岐鎖
    状ポリエン化合物とからなり、(i)エチレンと炭素原
    子数3〜20のα- オレフィンとのモル比(エチレン/
    α- オレフィン)が40/60〜95/5の範囲にあ
    り、(ii)分岐鎖状ポリエン化合物含量が0.1〜10
    モル%の範囲にあり、(iii)135℃デカリン中で測定
    した極限粘度[η]が0.1〜10dl/gの範囲にあ
    ることを特徴とするオレフィン系熱可塑性エラストマー
    組成物; 【化1】 [式[I]中、nは1〜5の整数であり、 R1 は炭素原子数1〜5のアルキル基であり、 R2 およびR3 は、それぞれ独立して、水素原子または
    炭素原子数1〜5のアルキル基である]。
  2. 【請求項2】前記結晶性ポリオレフィン樹脂(A)およ
    びエチレン・α- オレフィン・非共役ポリエン共重合体
    ゴム(B)の合計量100重量部に対して、2〜120
    重量部の軟化剤(D)および/または2〜100重量部
    の無機充填剤(E)を含有していることを特徴とする請
    求項1に記載のオレフィン系熱可塑性エラストマー組成
    物。
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