DE4035579C2

DE4035579C2 - Nitrilkautschuk/Polyvinylchlorid-Verschnitt-Mischung und ihre Verwendung für ein Formteil

Info

Publication number: DE4035579C2
Application number: DE19904035579
Authority: DE
Inventors: Rikizou Nakata; Hidenori Hayashi; Takayoshi Saiki
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1989-11-08
Filing date: 1990-11-08
Publication date: 1993-12-16
Anticipated expiration: 2010-11-09
Also published as: JPH03152141A; JPH075793B2; DE4035579A1; CA2028936A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Nitrilkautschuk/Polyvinylchlorid- Verschnitt-Mischung und ihre Verwendung für ein Formteil, insbesondere mit einem Teil für die Bewegung von Glas unter Reibung wie z. B. einem Glas-Laufteil.

Als Material zum Formen von Glas-Laufteilen, z. B. von Glas-Laufteilen für Türspiegelhalterungen, ist üblicherweise Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR) verwendet worden. EPR-Formteile selbst haben im allgemeinen einen hohen Reibungskoeffizienten, so daß der Reibungswiderstand hoch ist, wenn die Bewegung von Glas im Glas-Laufteil der Türspiegelhalterung ein Reiben des Glases verursacht. Zur Verminderung dieses Reibungswiderstandes wird das Glas-Laufteil typischerweise mit einem Urethanüberzug oder einem Siliconöl geschmiert.

Die Verwendung solcher Schmiermittel hat jedoch Nachteile. Die Verwendung eines Urethanüberzugs erfordert beispielsweise eine Vorbehandlung (z. B. eine Grundierbehandlung) und führt deshalb zu einer Erhöhung der Zahl der Fertigungsschritte. Andererseits haftet im Fall der Verwendung eines Siliconöls das Öl am Glas an und beschmutzt es. Außerdem wird die EPR-Oberfläche in bei den Fällen dennoch dem Glas ausgesetzt, wenn der Urethanüberzug oder das Siliconöl im Lauf der Zeit von der Oberfläche abgeht. Dies führt zu einem erhöhten Reibungswiderstand und zu einer schwarzen Verfärbung des Glases durch Anhaften von feinem EPR-Pulver, das durch Abrieb gebildet wird.

Bei einer aus der JP-OS (Kokai) 60-234046 bekannten Nitrilkautschuk/ Polyvinylchlorid-Verschnitt-Mischung zum Formen des Glas-Laufteils einer Türspiegelhalterung wird keine Oberflächenbehandlung benötigt, um den Reibungswiderstand in dem Glas-Laufteil zu vermindern. Diese bekannte Nitrilkautschuk/Polyvinylchlorid-Verschnitt-Mischung ist zwar hinsichtlich der Verminderung des Reibungswiderstandes bis zu einem gewissen Grade wirksam, neigt aber dazu, eine Zunahme der bleibenden Druckverformung zu verursachen. Die Ursache dafür kann sein, daß in der bekannten Mischung ein Nitrilkautschuk mit hohem Nitrilgehalt (d. h. mit einem Acrylnitrilgehalt von 36 bis 42%) verwendet wird. Solch ein Nitrilkautschuk wird im Hinblick auf die Formbarkeit durch Spritzguß und die Ozonfestigkeit verwendet.

Seit kurzem wird von Glas-Laufteilen verlangt, daß sie bessere Dichtungseigenschaften, eine verbesserte Rückprallelastizität und eine verbesserte Beständigkeit gegen bleibende Druckverformung haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nitrilkautschuk/ Polyvinylchlorid-Verschnitt-Mischung bereitzustellen, die eine Verbesserung der Rückprallelastizität und der Beständigkeit gegen bleibende Druckverformung möglich macht, ohne daß der Reibungswiderstand in beträchtlichem Maße erhöht wird, wobei sich die Ozonfestigkeit kaum verschlechtern soll.

Diese Aufgabe wird durch eine Nitrilkautschuk/Polyvinylchlorid- Verschnitt-Mischung mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die erfindungsgemäße Nitrilkautschuk/Polyvinylchlorid-Verschnitt-Mischung unterscheidet sich im Polymerisationsgrad (), im Vorhandensein von Ruß und in der Menge des darin enthaltenen Acrylnitrils von der aus der JP-OS 60-234046 bekannten Nitrilkautschuk/ Polyvinylchlorid-Verschnitt-Mischung.

Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die erfindungsgemäße Mischung eine vulkanisierbare Mischung ist, die weiterhin Schwefel oder eine schwefelliefernde Verbindung zur Vulkanisierung enthält.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht in der Verwendung der erfindungsgemäßen Mischung für ein Formteil.

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachste hend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht, die ein Beispiel einer Türspie gelhalterung mit einem Glas-Laufteil zeigt, das unter Verwendung der erfindungsgemäßen Mischung hergestellt ist;

Fig. 2 ist eine End- bzw. Seitenansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Modellschema, das ein Verfahren zur Messung des Reibungswiderstandes veranschaulicht;

Fig. 4 veranschaulicht eine Türspiegelhalterung, die an einer Tür angebracht ist.

In der nachstehenden Beschreibung werden folgende Abkürzungen verwendet:

NBR = Nitrilkautschuk
PVC = Polyvinylchlorid
AN = Acrylnitril.

Die Mischungsmengen in der Beschreibung sind alle auf die Masse bezogen, falls nichts anderes angegeben ist.

Die erfindungsgemäße Mischung ist als Material zur Herstellung von Kautschuk-Formteilen, die ein Teil für die Bewegung von Glas unter Reibung wie z. B. ein Glas-Laufteil aufweisen, geeignet.

Beispiele für Glas-Laufteile, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Mischungen hergestellt werden können, sind Glas-Laufteile für Türspiegelhalterungen, Türglas-Dichtungsstreifen und Türglas-Laufteile.

Ein Glas-Laufteil, das unter Verwendung der erfindungsgemäßen Mischung herge stellt ist, wird nachstehend am Fall einer Türspiegelhalterung erläutert.

Der Aufbau einer Türspiegelhalterung, die zum Befestigen eines Türspiegels an einer Schiebetür bzw. einer Tür mit Schiebefen ster verwendet wird, ist im allgemeinen von der in Fig. 1 und 2 gezeigten Art. Fig. 4 zeigt die an einer Tür angebrachte Tür spiegelhalterung. Ein Spiegel-Befestigungsteil 1 hat eine äuße re Gestalt, die den Bereich des zwischen der Oberkante 11a des Körpers einer geschlossenen Tür 11 und einer Vordersäu le 12 eingeschlossenen Winkels einnimmt. Das Spiegel-Befesti gungsteil 1 weist auch eine Glas-Aufnahmenut 3 auf, deren Boden sich an der Seite befindet, an der die Halterung mit der Vorder säule in Berührung gebracht wird. Das Spiegel-Befestigungsteil 1 weist außerdem ein Glas-Laufteil 5 auf, das aus einem Paar langen und schmalen Lippen 4 besteht, die am Ende der Glas-Auf nahmenut 3 nahe beieinander liegen und an dem offenen Ende dem vorstehend erwähnten Bereich des eingeschlossenen Winkels gegen überliegen. Eine Befestigungsstütze 6 dient zum Befestigen der Halterung an dem Türkörper 11. Das Spiegel-Befestigungsteil 1 besteht aus einer U-förmigen, aus einem Metallblech hergestell ten Einlage 7 und einem Überzugsteil 8, das aus einer erfin dungsgemäßen Mischung hergestellt ist. Das Glas-Laufteil 5 ist durch Verlängerung des Überzugsteils 8 gebildet worden. Fig. 1 zeigt ferner ein Spiegelbefestigungsloch 9 und ein Loch 10 für eine Anschlußleitung.

Das Grundpolymer der erfindungsgemäßen Mischung ist ein NBR/PVC- Polyblend, das die folgenden Bedingungen erfüllt:

1) Der auf die Masse des Polyblend bezogene PVC-Gehalt beträgt 15 bis 30 Masse-%. Wenn der PVC-Gehalt un ter 15 Masse-% liegt, besteht die Neigung, daß z. B. die Ozonfestig keit und die Abriebfestigkeit ungenügend sind, und der Reibungs widerstand ist erhöht. Ein so niedriger PVC-Gehalt ist deshalb unerwünscht. Andererseits kann keine Verbesserung der Rückprall elastizität und der Beständigkeit gegen bleibende Druckverfor mung erwartet werden, wenn der PVC-Gehalt 30 Masse-% überschreitet, weshalb ein PVC-Gehalt von mehr als 30 Masse-% ebenfalls unerwünscht ist.
2) Der NBR hat einen mittleren Nitrilgehalt (AN- Gehalt: 25 bis 30%) oder einen mittleren bis hohen Nitrilge halt (AN-Gehalt: 31 bis 35%), weil dies unter dem Gesichtspunkt der Ausgewogenheit von erforderlichen physikalischen Eigenschaf ten wie z. B. der Polyblend-Herstellungseigenschaften, der Käl tebeständigkeit und der Beständigkeit gegen bleibende Druckver formung erforderlich ist. Wenn der AN-Gehalt zu niedrig ist, sind die Mischeigenschaften mit PVC ungenügend und besteht die Neigung, daß die Festigkeit gering ist. Andererseits kann eine Verbesserung der Rückprall elastizität und der Beständigkeit gegen bleibende Druckverfor mung, nicht erwartet werden, wenn der AN-Gehalt zu hoch ist.
3) Als PVC wird unter dem Gesichtspunkt der Beständigkeit gegen bleibende Druckverformung ein PVC verwendet, dessen mittlerer Polymerisationsgrad 1000 bis 1500 beträgt. Wenn der Polymerisationsgrad zu hoch ist, wird die Viskosität des PVC erhöht, so daß eine Neigung zu einer niedrigen Formbarkeit besteht.

Mit einem NBR/PVC-Polyblend, das die vorstehend angegebenen Bedingungen erfüllt, wird der Ruß zusammen mit anderen Hilfsstoffen, die üb licherweise mit NBR vermischt werden, beispielsweise mit Zink oxid, Vulkanisiermitteln wie z. B. Schwefel und schwefelliefern den Verbindungen, Vulkanisationsbeschleunigern, Plastifizier mitteln und Antioxidationsmitteln, vermischt. Der Ruß muß ei ne Teilchengröße von 30 bis 80 nm haben. Wenn die Teilchengröße weniger als 30 nm beträgt, ist die Dispergierbarkeit des Rußes niedrig, und wenn sie 80 nm überschreitet, kann es sein, daß die Rückprallelastizität und die Zugfestigkeit niedrig sind. Zu Rußen, die für die Verwendung im Rahmen der Erfindung geeignet sind, gehören hochabriebfester Ofen- bzw. Ölruß (HAF-Ruß), mit telabriebfester Ofen- bzw. Ölruß (MAF-Ruß), schnell spritzbarer Ofen- bzw. Ölruß (FEF-Ruß) und halbverstärkender bzw. halbakti ver Ofenruß (SRF-Ruß), jedoch besteht keine Einschränkung auf diese Ruße.

Der Gehalt des Rußes, auf die Masse des NBR/PVC-Polyblend bezogen, beträgt 30 bis 80 Masse-%. Wenn der Rußgehalt weniger als 30 Masse-% beträgt, ist es schwierig, eine festgelegte Festigkeit des vulkanisierten Produkts zu erzielen. Wenn der Rußgehalt jedoch 80 Masse-% überschreitet, besteht die Neigung, daß die Beständigkeit gegen bleibende Druckverformung und die Rückprallelastizität niedrig sind.

Das Vermischen eines oder mehr als eines Schmiermittels mit dem NBR/PVC-Polyblend ist zwar nicht notwendig, wird jedoch zur Verminderung des Reibungswiderstandes bevorzugt. Zu solchen Schmiermitteln gehören zusätzlich zu Paraffinwachs, paraffi nischen synthetischen Wachsen, Esterwachsen, Polyethylenwachsen und höheren Alhoholen, die in der vorstehend zitierten JP-OS 60- 2 34 046 beschrieben sind, paraffinische Weichmacheröle, Silicon öle und höhere Fettsäureamide, jedoch besteht keine Einschrän kung auf diese Schmiermittel. Diese Schmiermittel können allein oder als Mischung von Schmiermitteln verwendet werden.

Sowohl in dem Fall, daß diese Schmiermittel allein verwendet werden, als auch in dem Fall, daß sie als Mischung von Schmiermitteln verwen det werden, beträgt ihr Gehalt im allgemeinen 2 bis 10 Masse-% auf die Masse des NBR/PVC-Polyblend bezogen. Dieser Bereich wird bevor zugt, weil es schwierig ist, die Wirkung, die mit dem Zusatz der Schmiermittel gewünscht wird, (d. h., die Wirkung einer Ver minderung des Reibungswiderstandes) zu erzielen, wenn der Gehalt der Schmiermittel weniger als 2 Masse-% beträgt, während die Neigung besteht, daß eine Schmiermittelausblühung stattfindet, wenn der Gehalt 10 Masse-% überschreitet.

Die erfindungsgemäße NBR/PVC-Verschnitt-Mischung wird im allge meinen durchgeknetet, zu einer Platte geformt und dann in ge eignete Längen geschnitten, um Formmassen für die Herstellung verschiedener Formteile zu erhalten. Formteile wie z. B. Glas-Laufteile werden erhalten, indem die Formmassen vulkani siert und durch Formpreßverfahren wie z. B. Preßspritzverfahren, Spritzgußverfahren und Druckverformungs- bzw. Kompressions-Ver drängungsverfahren geformt werden.

Wie in den nachstehenden Beispielen beschrieben wird, zeigen Formteile, die durch Formen der erfindungsgemäßen NBR/PVC-Verschnitt-Mischung erhalten werden, verbesserte Werte der Rückprall elastizität und eine verbesserte Beständigkeit gegen bleibende Druckverformung, ohne daß der Reibungswiderstand in hohem Maße erhöht wird, wobei sich die Ozonfestigkeit kaum verschlechtert.

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird durch die fol genden Beispiele näher erläutert.

Beispiele 1 bis 7 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4

Als Prüfkörper, die in den Beispielen und den Vergleichsbeispie len von Tabelle 1 verwendet wurden, wurden 2 mm dicke Gummiplat ten erhalten, indem NBR-PVC-Verschnitt-Mischungen, die nach dem nachste hend gezeigten Grundrezept unter Verwendung der NBR/PVC-Polyblend-Arten und der Ruße, die in Tabelle 1 aufgeführt sind, in den jeweils in Tabelle 1 angegebenen Anteilen hergestellt worden wa ren, vulkanisiert und unter den folgenden Bedingungen:

981 N/cm²×160°C×15 min

geformt wurden.

Grundrezept
Einheit
Masseteile
NBR/PVC-Polyblend
100
Ruß	verschieden
Plastifiziermittel (Fettsäureester)	verschieden
Zinkoxid	5
Stearinsäure	1
Schwefel	1
Vulkanisationsbeschleuniger	4
Schmiermittel (Paraffinwachs)	3

Die Eigenschaften wurden nach den folgenden Prüfverfahren ge prüft:

1) Physikalische Eigenschaften im Normal- bzw. Trockenzustand:
Die Härte (H_s), die Zugfestigkeit (T_B) und die Bruchdehnung (E_B) wurden einzeln gemäß JIS-K 6301 gemessen.
2) Prüfung der Rückprallelastizität R_e:
Diese Prüfung wurde gemäß JIS-K 6301 durchgeführt.
3) Prüfung der bleibenden Druckverformung (Cs):
Die bleibende Druckverformung Cs (a) wurde unter den folgenden Bedingungen: 70°C×70 h und dann Raumtemperatur × 24 h gemäß JIS-K 6301 gemessen. Die bleibende Druckverformung Cs (b) wurde unter den folgenden Bedingungen: 100°C×22 h und dann Raumtemperatur × 3 h gemäß JIS-K 6301 gemessen.
4) Prüfung der Verschlechterung durch Ozon (Ozonrißbildung):
Diese Prüfung wurde gemäß JIS-K 6301 unter den folgenden Bedingungen durchgeführt: Dehnung 20%; Atmosphäre bei 40°C; Ozon gehalt 0,50 ppm; 210 h.
5) Vulkanisationskurve:
Die Vulkanisationskurve wurde bei 160°C unter Anwendung eines Curelastmeters erhalten.
6) Reibungswiderstand:
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wurde eine mit einem Gewichtsstück 23 (200 g) belastete Glasschale 24 (50 g), die sich auf einer 2 mm dicken Platte (Prüfkörper) 22, die auf einen Prüfstand 21 aufgelegt war, befand, mit einem Faden 25 gezogen, und die An fangsbeanspruchung (statische Reibung bzw. Haftreibung) und die Durchschnittsbeanspruchung im Gleitzustand (dynamische Reibung bzw. Gleitreibung) wurden mit einer Druckmeßdose gemessen.

Aus den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen ist ersichtlich, daß Formteile, die durch Formen der erfindungsgemäßen NBR/PVC-Verschnitt-Mischung erhalten worden sind, im Vergleich zu Formteilen, die durch Formen einer herkömmlichen NBR/PVC-Verschnitt-Mischung erhalten worden sind, eine in hohem Maße verbesserte Rückprall elastizität und Beständigkeit gegen bleibende Druckverformung haben. Ferner ist ersichtlich, daß im Fall der unter Verwendung der erfindungsgemä ßen Mischung erhaltenen Formteile die Zunahme des Reibungswiderstandes gering und die Ozonfestigkeit hoch ist.

Tabelle 1

Claims

1. Nitrilkautschuk/Polyvinylchlorid-Verschnitt-Mischung, da durch gekennzeichnet, daß sie

i) ein Polyvinylchlorid in einer auf die Masse eines Nitrilkautschuk/ Polyvinylchlorid-Polyblend bezogenen Menge von 15 bis 30 Masse-%,
ii) einen Nitrilkautschuk mit mittlerem Nitrilgehalt oder mit mittlerem bis hohem Nitrilgehalt, wobei der Acrylnitrilgehalt im Fall des Nitrilkautschuks mit mittlerem Nitrilgehalt 25 bis 30% oder der Acrylnitrilgehalt im Fall des Nitrilkautschuks mit mittlerem bis hohem Nitrilgehalt 31 bis 35% beträgt, und
iii) einen Ruß mit einer Teilchengröße von 30 bis 80 nm und einem Gehalt von 30 bis 80 Masse-%

enthält, wobei der Polymerisationsgrad des Polyvinylchlorids derart ist, daß der mittlere Polymerisationsgrad () 1000 bis 1500 beträgt.

2. Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner 2 bis 10 Masse-% wenigstens eines Schmiermittels enthält.

3. Mischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin Schwefel oder eine schwefelliefernde Verbindung zur Vulkanisierung enthält.

4. Verwendung der Mischung nach Anspruch 1, 2 oder 3 für ein Formteil.

5. Verwendung nach Anspruch 4 mit einem Teil für die Bewegung von Glas unter Reibung.

6. Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil ein Glas-Laufteil ist.

7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas-Laufteil ein Glas-Laufteil für eine Türspiegelhalterung ist.