JP2000119536A - 熱可塑性エラストマー組成物及び該熱可塑性エラストマー組成物を用いた配管用継ぎ手 - Google Patents

熱可塑性エラストマー組成物及び該熱可塑性エラストマー組成物を用いた配管用継ぎ手

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JP2000119536A
JP2000119536A JP10298586A JP29858698A JP2000119536A JP 2000119536 A JP2000119536 A JP 2000119536A JP 10298586 A JP10298586 A JP 10298586A JP 29858698 A JP29858698 A JP 29858698A JP 2000119536 A JP2000119536 A JP 2000119536A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形性に優れ、かつ、樹脂架橋剤の使用に伴
う成形時の金型面の腐食が防止されると共に、圧縮永久
歪みや引張強度等の機械的特性が改善された熱可塑性エ
ラストマー組成物を提供する。 【解決手段】 ゴムを熱可塑性ポリマーと共にハロゲン
化樹脂架橋剤の存在下に加熱混練して動的架橋し、架橋
ゴムを熱可塑性ポリマーからなるマトリクスに微粒子状
に分散させた組成物を生成した後、該組成物に受酸剤を
添加して組成物中に残留するハロゲンを捕獲して不活性
化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は架橋ゴム微粒子を熱
可塑性ポリマーからなるマトリクスに分散した熱可塑性
エラストマー組成物及び該熱可塑性エラストマー組成物
を用いた配管用継ぎ手に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、電気部品、電線被覆、パッキ
ン、シール用ガスケット、防水シート、ホース、配管用
継ぎ手等の産業用及び生活用の各種ゴム製品では所望の
機械的物性が得られるように、ゴムを架橋(加硫)した
り、架橋(加硫)ゴムとゴム以外の各種熱可塑性ポリマ
ーとをブレンドしたりしている。また、上記産業用及び
生活用の各種ゴム製品は日光や高濃度のオゾンに晒され
ることがあるため、ゴムとしては耐オゾン性に優れたE
PDMゴム(エチレン−プロピレン−ジエンゴム)を用
いる場合が多い。
【0003】ゴムを架橋(加硫)する場合、比較的効率
良くかつ均一に架橋できることから、架橋剤の存在下に
ゴムに剪断力を与えながら加熱してゴムを架橋する所謂
動的架橋がしばしば用いられる。
【0004】ゴムの架橋剤としては有機化酸化物や硫黄
が一般的であるが、有機過酸化物は高温での混練時に瞬
間的に反応するため、動的架橋の架橋剤として不向きで
ある。また、ゴムを軟化するためにオイルや可塑剤を配
合した系では有機過酸化物の反応がオイルや可塑剤によ
って阻害されてしまうという欠点もある。
【0005】これに対し、硫黄は上記のような問題はな
いが、硫黄単体では反応性が乏しく、通常、硫黄ととも
に加硫促進剤を配合して加硫速度を向上させている。し
かしながら、加硫後のゴム組成物から加硫促進剤や加硫
促進剤の反応生成物がブルーミングしやすいという問題
がある。
【0006】一方、上記産業用及び生活用の各種ゴム製
品は、通常、架橋ゴムや、架橋ゴムとゴム以外の熱可塑
性ポリマーとのブレンド物を、射出成形、プレス成形、
押し出し成形等の成形方法により所望の形状に成形して
製造される。よって、成形不良を起こすことなく効率良
く成形するには上記架橋ゴムや架橋ゴムと架橋ゴム以外
の熱可塑性ポリマーとのブレンド物が可塑化しやすいも
のでなければならない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】特公昭58−4613
8号公報には、EPDMゴムとポリオレフィン系樹脂と
フェノール系加硫剤とを混練しながら加熱することによ
りEPDMゴムを動的加硫して、該加硫したEPDMゴ
ムの微粒子をポリオレフィン系樹脂とブレンドした熱可
塑性エラストマー組成物が提案されている。
【0008】上記公報提案の熱可塑性エラストマー組成
物は成形性及び圧縮永久歪みが改善され、しかも、架橋
剤にフェノール系架橋剤、すなわち、フェノール樹脂を
用いているため架橋剤のブルーミングも防止されてい
る。なお、上記公報ではフェノール系加硫剤はハロゲン
化フェノール樹脂が好適であると記載され、その具体例
として臭素化フェノール樹脂やフェノール樹脂と金属ハ
ライドの混合物を挙げている。
【0009】しかしながら、ハロゲン化フェノール樹脂
を架橋剤として用いた場合、架橋反応の反応性は良いも
のの、ハロゲン化フェノール樹脂中のハロゲンが組成物
中に遊離した状態で残留し、この残留ハロゲンによって
組成物の成形時に組成物に接触する金型の表面が腐食し
てしまう問題点がある。
【0010】また、各種ゴム製品は被取付部材が金属で
あったり、また、金属と接触した状態で使用される場合
があり、ゴム製品に上記遊離したハロゲンが存在する
と、被取付部材やゴム製品の接触する金属が腐食してし
まう虞れがある。しかしながら、上記公報ではかかる点
については全く考慮されておらず、何ら対策が施されて
いない。
【0011】一方、地下に埋設する配管の連結に使用す
る配管用継ぎ手等のゴム製品では、それにかかる圧縮力
や引っ張り力も大きく、配管から取り外した時にクラッ
クやへたりを生じやすい。よって、圧縮永久歪みのさら
なる低減や引張り強度のさらなる向上等が望まれてい
る。
【0012】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、耐オゾン性及び成形性に優れ、かつ、樹
脂架橋剤の使用に伴う成形時の金型面の腐食が防止され
ると共に、圧縮永久歪みや引張強度等の機械的特性が改
善された熱可塑性エラストマー組成物を提供することを
課題としている。
【0013】また、特に、圧縮永久歪みが小さく、配管
から取り外した時にクラックやへたりが生じない配管用
継ぎ手を提供することを課題としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、EPDMゴムを50重量%以上含むゴム
をハロゲン化樹脂架橋剤を用いて動的架橋して熱可塑性
ポリマーからなるマトリクスに微粒子状に分散せしめた
一次組成物に受酸剤を二次添加してなる熱可塑性エラス
トマー組成物を提供している。
【0015】上記ハロゲン化樹脂架橋剤は、具体的に
は、ハロゲン化付加縮合型樹脂、或いは、付加縮合型樹
脂及びハロゲン供与性物質からなるものである。
【0016】上記付加縮合型樹脂としては、フェノール
樹脂、メラミン・ホルムアルデヒド縮合物、トリアジン
・ホルムアルデヒド縮合物、硫化−p−第三ブチルフェ
ノール樹脂、アルキルフェノール・スルフィド樹脂、ヘ
キサメトキシメチル・メラミン樹脂等を挙げることがで
き、ハロゲン化付加縮合型樹脂はこれらの付加縮合型樹
脂をハロゲン化したもの(付加縮合型樹脂の分子末端或
いは分子中にハロゲン元素を結合させたもの)である。
また、ハロゲン化は塩素化、臭素化のいずれでもよい。
【0017】ハロゲン供与性物質としては、塩化スズ
(塩化第2スズ)、塩化鉄(塩化第2鉄),塩化銅(塩
化第2銅)等のハロゲン化金属、或いは/及び、塩素化
ポリエチレン等のハロゲン化樹脂が用いられる。
【0018】上記受酸剤としては、酸化亜鉛,酸化マグ
ネシウム等の金属酸化物、水酸化マグネシウム,水酸化
カルシウム等の水酸化物、炭酸亜鉛等の金属炭酸塩、及
び、ハイドロタルサイト類化合物等の無機酸塩類等の遊
離ハロゲンの捕獲作用のある物資を用いることができ
る。これらは1種又は2種以上を混合して用いることが
できる。
【0019】上記本発明の熱可塑性エラストマー組成物
では、ゴムをハロゲン化樹脂架橋剤により動的架橋して
熱可塑性ポリマーからなるマトリクスに粒子状に分散し
ていることで、成形時の流動性が良好な成形性に優れた
組成物となる。また、架橋ゴム微粒子が熱可塑性ポリマ
ーのマトリクス全体に概ね均一に分散するため、圧縮永
久歪みが小さくかつ高い引張強度を奏するものとなる。
ここでの架橋ゴム微粒子の粒子径は10μm以下、好ま
しくは5μm以下の粒子径とするのがよい。一方、動的
架橋時にハロゲン化樹脂架橋剤から遊離したハロゲンを
二次添加する受酸剤が捕獲してハロゲンを不活性な状態
にするため、組成物の成形時に金型表面が腐食するのを
防止できる。また、ゴムがEPDMゴムを50重量%以
上含むので耐オゾン性に優れたものとなる。
【0020】一般にゴムの動的架橋においてハロゲン化
してないフェノール樹脂等の付加縮合型樹脂を単体で用
いる場合もあるが、エチレン−プロピレン−ジエンゴム
(EPDMゴム)等のその分子構造上架橋しにくいゴム
を架橋する場合、ハロゲン化してない付加縮合型樹脂単
体では架橋不足を生じやすい。よって、本発明では、ハ
ロゲン化付加縮合型樹脂、或いは、付加縮合型樹脂及び
ハロゲン供与性物質を用いることで、架橋しにくいEP
DMゴム等でも架橋不足を起こすこと無く架橋が進行す
るようにしている。
【0021】本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、
例えば、以下の方法により、再現性良く製造することが
できる。すなわち、ゴム、熱可塑性ポリマー、及びハロ
ゲン化樹脂架橋剤等の必須材料に、更に、酸化亜鉛、炭
酸亜鉛等の架橋反応活性化剤を所要量添加し、これらを
加熱下に混練して一次混練物を作成し、次いで、該一次
混練物に受酸剤を添加して二次混練を行う。
【0022】該方法を用いると、一次混練において、ハ
ロゲン化樹脂架橋剤と共に配合している架橋反応活性剤
の架橋反応活性作用により架橋反応速度が調整され、粒
子径が10μm以下、好ましくは5μm以下の架橋ゴム
微粒子が熱可塑性ポリマーからなるマトリクスに均一に
分散した混練物を再現性よく得ることができる。そし
て、かかる一次混練物に受酸剤を添加して二次混練を行
うことで、一次混練物中の樹脂架橋剤から遊離したハロ
ゲンを受酸剤が捕獲してハロゲンが不活性化する。
【0023】上記ハロゲン化樹脂架橋剤はゴム(ポリマ
ー分)100重量部当たり一般に3〜20重量部程度配
合する。
【0024】また、二次添加する受酸剤はゴム(ポリマ
ー分)100重量部当たり0.1〜10重量部程度配合
するのが好ましい。これは、10重量部より多くすると
最終生成物の弾性が低下し、0.1重量部より少なくす
ると受酸効果が低下する傾向を示すためである。
【0025】上記架橋反応活性剤は架橋反応の活性化作
用が十分に得られ、かつ、架橋反応の活性化作用が強く
なり過ぎてゴムが熱可塑性ポリマーに微粒子状に分散す
る前にゴムの架橋反応が終了してしまわない範囲の量を
添加する。ゴムの種類やハロゲン化樹脂架橋剤の種類及
び配合量等によっても異なるが、酸化亜鉛の場合、概
ね、ゴム(ポリマー分)100重量部当たり0.01以
上0.1未満重量部添加するのが好ましい。また、炭酸
亜鉛の場合は、概ね、ゴム(ポリマー分)100重量部
当たり0.01以上0.5未満重量部添加するのが好ま
しい。
【0026】なお、上記二次添加する受酸剤としての酸
化マグネシウム、水酸化マグネシウム等は架橋反応を活
性化する作用も有するが受酸作用が支配的で、架橋反応
を活性化する作用は上記酸化亜鉛や炭酸亜鉛のそれに比
べてかなり小さく、これらは一次混練時の架橋反応活性
化剤としては使用し難い。
【0027】ゴムは耐オゾン性の点からゴム全体をEP
DMゴムとするのが好ましいが、耐オゾン性を損なわな
い範囲で熱可塑性エラストマー組成物の機械的特性を良
化するまめに、EPDMゴム以外の他のゴムを用いるこ
とができる。EPDMゴム以外のゴムとしては、例え
ば、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、
イソプレンゴム(IR)、アクリロニトリル−ブタジエ
ンゴム(NBR)等のジエン系ゴムを用いるのが好まし
い。また、ジエン系ゴム以外のゴムを用いることがで
き、例えば、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、ア
クリルゴム、クロロプレンゴム(CR)、クロロスルフ
ォン化ポリエチレンゴム等を挙げることができる。これ
らのゴムは1種または2種以上を用いることができる。
【0028】熱可塑性ポリマーとしては、例えば、ポリ
オレフィン系樹脂、スチレン系熱可塑性エラストマー、
水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー等を挙げるこ
とができる。これらのうち、ポリオレフィン系樹脂或い
は/及び水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを用
いるのが好ましい。特に、水素添加スチレン系熱可塑性
エラストマーは水素添加によって二重結合を無くしたス
チレン系熱可塑性エラストマーであり、ゴムの動的架橋
時にゴムの架橋を阻害しないため、より好適である。な
お、ナイロン樹脂のような可塑化温度が200℃以上の
熱可塑性ポリマーは動的架橋温度を高く設定しなければ
ならず、動的架橋工程でゴムの劣化を生じる虞がある。
このため、このような可塑化温度の高い熱可塑性ポリマ
ーの使用はできるだけ避けるべきである。
【0029】上記ポリオレフィン系樹脂は、例えば、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、エチレン−エチルアクリ
レート樹脂、エチレン−ビニルアセテート樹脂、エチレ
ン−メタクリル酸樹脂、アイオノマー樹脂、メタロセン
触媒重合ポリエチレン、及びメタロセン触媒重合ポリプ
ロピレンから選ばれる1種または2種以上を用いること
ができる。
【0030】上記スチレン系熱可塑性エラストマー(水
素添加スチレン系熱可塑性エラストマーにおけるスチレ
ン系熱可塑性エラストマー)としては、ポリスチレン相
(S)末端ブロックとゴム(エラストマー)中間ブロッ
クとからなるブロック共重合物であり、例えば、ゴム
(エラストマー)中間ブロックがポリエチレンからなる
SES系、ゴム(エラストマー)中間ブロックがエチレ
ン/プロピレン(E/P)からなるSEPS系、ゴム
(エラストマー)中間ブロックがエチレン/ブチレン
(E/B)からなるSEBS系等を用いることができ
る。
【0031】ゴムと熱可塑性ポリマーとの重量比(ゴ
ム:熱可塑性ポリマー)は20:80〜90:10の範
囲とするのが好ましい。ゴムと熱可塑性ポリマーの重量
比がこの範囲にあると、概ね組成物の可塑化に困難を伴
うことなく圧縮永久歪みの小さいゴム製品を成形するこ
とができる。
【0032】更に、ゴムと熱可塑性ポリマーとの重量比
(ゴム:熱可塑性ポリマー)は40:60〜90:10
の範囲とするのがより好ましい。これは、配管用継ぎ手
のような長期に亘って強く圧縮した状態で使用されるゴ
ム製品を成形する場合、圧縮永久歪みが30を超える
と、ゴム製品が所望の機能を維持することが困難にな
る。よって、配下用継ぎ手を成形する場合、架橋したゴ
ムの熱可塑性ポリマー中での分散状態のみならず、ゴム
を熱可塑性ポリマーに対して比較的多めに配合して圧縮
永久歪みを30以下まで小さくする必要があるためであ
る。
【0033】本発明において、熱可塑性エラストマー組
成物には、組成物の硬度を低下させるために、オイルや
可塑剤の軟化剤を添加してもよい。オイルとしては、パ
ラフィン系、ナフテン系、芳香族系等の鉱物油や炭化水
素系オリゴマーからなるそれ自体公知の合成油、または
プロセスオイルを用いることができる。合成油として
は、例えば、α−オレフィンのオリゴマー、ブテンのオ
リゴマー、エチレンとα−オレフィンのオリゴマー等を
挙げることができ、特にエチレンとα−オレフィンとの
非晶質オリゴマーが好ましい。可塑剤としては、例え
ば、ジオクチルフタレート(DOP)、ジブチルフタレ
ート(DBP)、ジオクチルセパケート(DOS)、ジ
オクチルアジペート(DOA)等を用いることができる
【0034】オイルを添加する場合、通常、ゴム100
重量部当たり1〜200重量部程度使用し、可塑剤を添
加する場合、通常ゴム100重量部当たり1〜20重量
部程度使用する。
【0035】なお、ゴムに油展ゴムを用いる場合、油展
ゴム中のオイルが軟化剤として作用する。よって、油展
ゴムを用いる場合は、ゴムとは別にオイルや可塑剤を添
加しなくても、組成物の硬度をある程度低下させること
ができる。もちろん、油展ゴムを用いると共に、別途オ
イルや可塑剤を添加してもよい。
【0036】熱可塑性エラストマー組成物の機械的強度
を向上させるために、必要に応じて、充填剤を添加する
こともできる。充填剤としては、例えば、シリカ、カー
ボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウム、二塩
基性亜リン酸塩(DLP)、塩基性炭酸マグネシウム、
アルミナ等の粉体を挙げることができる。充填剤を添加
する場合、充填剤はゴム組成物全体当たり10重量%以
下とするのが好ましい。これは充填剤はゴムの引っ張り
強度及び引き裂き強度の改善には有効であるものの、余
り多く配合するとゴム組成物の柔軟性を大きく低下させ
てしまうためである。
【0037】また、熱可塑性エラストマー組成物には、
必要に応じて、老化防止剤、ワックス等を添加すること
ができる。老化防止剤としては、例えば、2−メルカプ
トベンゾイミダゾールなどのイミダゾール類、フェニル
−α−ナフチルアミン、N,N−ジ−β−ナフチル−p
−フェニレンジアミン、N−フェニル−N’−イソプロ
ピル−p−フェニレンジアミンなどのアミン類、ジ−t
ert−ブチル−p−クレゾール、スチレン化フェノー
ルなどのフェノール類などが挙げられる。
【0038】上記ハロゲン化樹脂架橋剤、架橋反応活性
化剤、受酸剤以外の添加剤は一次混練時(一次組成物)
に添加しても、二次混練時(二次組成物)に添加しても
よい。
【0039】一次混練及び二次混練は共に通常の方法で
行うことができ、例えば、オープンロール、バンバリミ
キサー、単軸押出機、二軸押出機等の公知のゴム混練装
置を用いて行うことができる。一次混練及び二次混練は
共に通常150℃〜250℃の温度で行うのが好まし
い。
【0040】二次混練によって得られた混練物は、押出
成形、射出成形、プレス成形等の種々の成形方法を用い
て所望の形状に成形してゴム製品とする。
【0041】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を配管
用継ぎ手に好適な熱可塑性エラストマー組成物の検討を
行った実験例により説明する。
【0042】(実験1)下記の原料を用いて、表1〜3
の処方で実施例及び比較例の熱可塑性エラストマー組成
物を作製し、更にその組成物を成形して成形性及び成型
品の機械的物性について評価した。
【0043】EPDMゴム:出光DSM製,ケルタン5
09×100(油展EPDMゴムでEPDMゴム50重
量%とパラフィンオイル50重量%からなる。) SBR:日本ゼオン製、NS210 酸化亜鉛:三井金属鉱業製酸化亜鉛 炭酸亜鉛:堺化学工業製炭酸亜鉛 合成ハイドロタルサイト類化合物:協和化学工業製、D
HT4A−2 酸化マグネシウム:協和化学工業製、キョウワマグ 1
50 水酸化カルシウム:井上石灰製水酸化カルシウム 一酸化鉛:三井金属鉱業製リサージ オイル:出光興産社製、ダイアナプロセスオイルPW−
380 ハロゲン化樹脂架橋剤(ブロミネーティッド・アルキル
フェノール・ホルムアルデヒド樹脂):田岡化学社製、
タッキロール250−3 ポリプロピレン:日本ポリケム製ノバテックPP MG
05BS ポリエチレン:住友化学製、スミカセンα GZ802 ナイロン樹脂:東洋紡社製、T−802 SEPS系水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー:
クラレ社製、セプトン4055 SEPS系水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー組
成物:クラレ社製、セプトンCJ001
【0044】
【表1】
【表2】
【表3】
【0045】表において、EPDMゴムの重量はオイル
を含む重量であり、ゴム分(ポリマー分)は記載の数値
の半分の量である。また、SEPS系水素添加スチレン
系熱可塑性エラストマー組成物はSEPS系水素添加ス
チレン系熱可塑性エラストマーを主成分にオイル、ポリ
プロピレンが配合されているものである。
【0046】熱可塑性エラストマー組成物の作製は次の
ようにして行った。表中の二次添加剤の記載のないもの
については、ゴムを二軸一軸押出機(モリヤマ製2TR
−75)を用いてφ4mm×4mmLの大きさにペレッ
ト化し、このペレットを、熱可塑性ポリマー、及び表中
の一次添加剤と共にタンブラーで混合し、混合物を二軸
押出機(アイペック製HTM38)に投入する一方、別
の投入口よりハロゲン化樹脂架橋剤を投入して、混練成
形して、リボン状(3mm厚×30mm幅)の生成物を
得、冷却後、2mmになるように両面をスライスして試
験片を作製した。混練は180℃で200rpmにて行
った。
【0047】表中の二次添加剤の記載のあるものについ
ては、上記の混練(一次混練)後の生成物をペレット化
し、このペレットと二次添加剤をタンブラーで混合し、
次いで、該混合物を2軸押出機(アイペック製HTM3
8)に投入して二次混練を行って、リボン状(3mm厚
×30mm幅)の生成物を得、冷却後、2mmになるよ
うに両面をスライスして試験片を作製した。
【0048】上記作製した試験片にて、JIS K63
01に基づく特性試験と接触金属のサビ発生試験と耐オ
ゾン性試験を行った。 [JIS K6301の基づく特性試験]硬度(H
s)、引張破断時の伸び(Eb)、引張強度(Tb)、
圧縮永久歪み(CS)について行った。 Hs:スプリング式硬さ試験(A型)[deg] Eb:試験片ダンベルNO.3 [%] Tb:試験片ダンベルNO.3 [kg/cm2 ] CS:熱処理70℃×22hr×25%圧縮後、残留圧
縮歪を測定[%]
【0049】[接触金属のサビ発生試験]サンプルのス
ラブ状ゴム部品に接触する金属面をショットブラストし
た後、該金属面をスラブ状ゴム部品に接触させ、ギアー
オーブンに2週間熱老化させた。その後、スラブ状ゴム
部品のみを取り出し、サンプルのみを7日間常温放置し
てサビの発生の有無を目視で確認した。
【0050】[耐オゾン性試験]スラブ状ゴム部品を1
0%伸張させた後、温度40℃、オゾン濃度50pph
mの条件下に試験片ダンベルNO.1を300時間放置
して、クラックの発生の有無を目視で判断した。
【0051】以上の試験結果を表1〜表3の下段に示し
た。
【0052】比較例1〜4は架橋反応活性剤である酸化
亜鉛の添加部数を変更して添加し、一次混練によりEP
DMゴムの動的架橋を行って、ポリプロピレンからなる
マトリクスに架橋したEPDMゴムを分散させたエラス
トマー組成物を得ている。
【0053】比較例1、2は架橋したEPDMゴムが粒
径10μm以下の微粒子状に分散し、エラストマー組成
物の成形性は良好で、成形品(試験片)の機械的物性も
問題なかった。しかしながら、ハロゲン化樹脂架橋剤よ
り遊離したハロゲンが活性状態のまま残り、接触する金
属面に錆を発生させた。
【0054】比較例3、4は架橋反応活性剤である酸化
亜鉛の添加量が多すぎ、EPDMゴムを微粒子状に分散
させる前に架橋反応が終了して、架橋したゴムの粒子径
が大きくなった。このため、エラストマー組成物の成形
において、可塑化し、流動させると、リボン状生成物の
表面に架橋ゴム粒子が出て、細かな凹凸を生じた。
【0055】比較例5は架橋反応活性剤として炭酸亜鉛
を添加し、一次混練によりEPDMゴムの動的架橋を行
って、ポリプロピレンからなるマトリクスに架橋したE
PDMゴムを分散させたエラストマー組成物を得てい
る。該比較例5は上記実験例1、2と同様の結果であっ
た。すなわち、エラストマー組成物の成形性は良好で、
成形品の機械的物性も問題はないが、樹脂架橋剤より遊
離したハロゲンが活性状態のまま残り、接触する金属面
に錆を発生させた。
【0056】比較例6は架橋反応活性剤である酸化亜鉛
と共に受酸作用のある合成ハイドロタルサイト類化合物
を添加し、一次混練によりEPDMゴムの動的架橋を行
って、ポリプロピレンからなるマトリクスに架橋したE
PDMゴムを分散させたエラストマー組成物を得てい
る。該比較例6では混練過程でハイドロタルサイト類化
合物の受酸作用によりハロゲン化樹脂架橋剤から遊離す
るハロゲンが捕獲されてしまい、架橋反応が十分に進行
せず、エラストマー組成物中に未架橋のゴム成分が残留
していた。また、ゴムは30μm以上の粒径で分散して
いた。このため、成型品と接触する金属面への錆発生は
なかったが、組成物(成形品)の圧縮永久歪みが大き
く、また、引張強度も乏しかった。
【0057】比較例7〜比較例9は、架橋反応活性作用
と受酸作用のある酸化マグネシウム、水酸化カルシウ
ム、一酸化鉛をそれぞれ添加して一次混練によりEPD
Mゴムの動的架橋を行って、ポリプロピレンからなるマ
トリクスに架橋したEPDMゴムを分散させたエラスト
マー組成物を得ている。しかしながら、酸化マグネシウ
ム、水酸化カルシウム、一酸化鉛は、架橋反応の活性作
用よりも受酸作用が強いためか、架橋反応が十分に進行
せず、実験例6と同様の結果であった。
【0058】実施例1、2は架橋反応活性剤である酸化
亜鉛の添加量を比較例1、2の実験結果から得られた好
ましい添加量に対応させて一次混練により動的架橋を行
った後、一次混練により得られたエラストマー組成物に
更に酸化亜鉛を添加して二次混練して最終生成物を得て
いる。これら実施例1、2では、架橋したEPDMゴム
が粒径10μm以下の微粒子状に分散し、エラストマー
組成物の成形性は良好で、成形品(試験片)の機械的物
性も良好であった。しかも、上記比較例1、2において
発生した接触する金属面の錆発生も無く、良好な結果を
得ることができた。よって、該実施例1、2により、一
次混練でゴムを動的架橋した後、酸化亜鉛を添加して二
次混練すると、酸化亜鉛が受酸作用を示してハロゲン化
樹脂架橋剤から遊離したハロゲンを捕獲してハロゲンを
不活性にすることが確認できた。
【0059】実施例3、4は実施例1、2における酸化
亜鉛を炭酸亜鉛に変更し、一次混練、二次混練を行った
ものである。該実施例3、4においても実施例1、2と
同様の良好な結果を得ることができた。よって、炭酸亜
鉛は一次混練における架橋活性反応活性剤として有効に
作用し、二次混練では受酸剤として使用できることが分
かった。
【0060】実施例5、6は実施例2における二次混練
で添加した酸化亜鉛に変えて受酸作用の強いハイドロタ
ルサイト類化合物を添加して二次混練を行ったもので、
実施例5、6ではハイドロタルサイト類化合物の添加量
を相違させている。これらの実施例ではハイドロタルサ
イト類化合物の添加量に関わらず実施例2と同様の良好
な結果を得ることができた。
【0061】実施例7〜10は実施例2における二次混
練で添加した酸化亜鉛に変えて酸化マグネシウム、水酸
化カルシウム、一酸化鉛、炭酸亜鉛をそれぞれ添加して
二次混練を行ったものである。これらの実施例おいても
実施例2と同様の良好な結果を得ることができた。よっ
て、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、一酸化鉛、
及び炭酸亜鉛を二次混練における受酸剤として使用でき
ることが分かった。
【0062】実施例11は実施例3における二次混練で
添加した炭酸亜鉛に変えて酸化亜鉛を添加して二次混練
を行ったものである。この実施例11においても実施例
3と同様の良好な結果を得ることができた。
【0063】実施例12〜16は、上記実施例1〜1
1、及び、比較例1〜9の結果を参考に、一次混練にお
ける架橋反応活性化剤として酸化亜鉛を用い、二次混練
における受酸剤にハイドロタルサイト類化合物を用い、
1次混練におけるマトリクスとなる熱可塑性ポリマーを
相違させている。ポリプロピレンを用いた実施例12、
ポリエチレンを用いた実施例13、水素添加スチレン系
熱可塑性エラストマーを用いた実施例14、ポリプロピ
レンと水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを用い
た実施例15、16はいずれも実施例2と同様の良好な
結果を得ることができた。
【0064】実施例17、比較例10は、上記実施例1
〜11、及び、比較例1〜9の結果を参考に、一次混練
における架橋反応活性化剤として酸化亜鉛を用い、二次
混練における受酸剤にハイドロタルサイト類化合物を用
い、ゴムにEPDMゴムとSBRの混合物を用いたもの
で、EPDMゴムとSBRの混合比を互いに相違させて
いる。EPDMゴムが50重量%以上である実施例17
では耐オゾン性は良好であるが、EPDMゴムが50重
量%を下回った比較例10では耐オゾン性が悪く、耐オ
ゾン性のためにはゴム中にEPDMゴムを50重量%以
上含有させることが必要であることが分かった。
【0065】(実験2)本実験では長期に亘って強く圧
縮した状態で使用される配管用継ぎ手を実際に成形し
て、配管用継ぎ手に好適なゴムと熱可塑性ポリマーの配
合比を検討した。すなわち、表4に示すように、上記実
験1の結果に基づいて一次混練における架橋反応活性化
剤として炭酸亜鉛を用い、ゴムと熱可塑性ポリマーの配
合比を種々変更し、一次混練によりゴムを動的架橋し
て、次いで、一次混練物にハイドロタルサイト類化合物
を二次添加して更に混練し、得られた混練生成物をペレ
ット化し、ペレットを射出成形して配管用継ぎ手1〜3
を作製した。
【0066】配管用継ぎ手1は熱可塑性エラストマー組
成物中のゴムと熱可塑性ポリマー(ポリプロピレンとS
EPS組成物)の重量比を40:60とし、配管用継ぎ
手2は熱可塑性エラストマー組成物中のゴムと熱可塑性
ポリマー(ポリプロピレンとSEPS組成物)の重量比
を35:65とし、配管用継ぎ手3は熱可塑性エラスト
マー組成物中のゴムと熱可塑性ポリマー(ポリプロピレ
ンとSEPS)の重量比を10:90とした。また、熱
可塑性エラストマー組成物には柔軟性を高めるためパラ
フィンオイルを添加した。いずれの熱可塑性エラストマ
ー組成物も架橋したゴム微粒子が10μm以下の粒子径
で分散していた。
【0067】
【表4】
【0068】なお、表3に示す硬度(Hs)、引張破断
時の伸び(Eb)、引張強度(Tb)、圧縮永久歪み
(CS)は配管用継ぎ手とは別に上記実験1と同様に熱
可塑性エラストマー組成物を押出成形し、該押出成形物
をスライスして作製した試験片により行った。
【0069】上記配管用継ぎ手1〜3は、図1に示し形
状とした。即ち、枝配管1の端部1aが内挿される大径
の円筒部3Aと、塩ビ配管2の端部2aが内挿される小
径の円筒部3Bと、これら円筒部3Aと円筒部3Bとを
傾斜壁により連結している連結部3Cとを備えた継ぎ手
3とした。円筒部3A及び円筒部3Bの大きさは配管の
太さに応じて決定するが、ここでは、円筒部3Aの外径
を450mm、円筒部3Bの外径を320mmとした。
また、円筒部3A、円筒部3B、連結部3Cの筒壁の肉
厚は同一で8mmとした。また、連結部3Cの傾斜角度
(α)は65°とした。
【0070】円筒部3A及び円筒部3Bの外周面には、
それぞれ、外周面の円周方向に互いに平行に形成した2
つの凸部4a、4bにより区画されて形成された締結バ
ンドの装着部4を設けた。また、円筒部3A及び円筒部
3Bの内周面には、それぞれ、上記締結バンドの装着部
4と対向する位置に円周方向に互いに平行に形成した複
数の凸部5を形成した。該凸部5は、締結バンドで第1
筒部3A及び第2筒部3Bを締め付けた時、枝配管1の
端部1aの外周面及び塩ビ配管2の端部2aの外周面に
変形を起こしながら密着し、管内に機密性を付与するた
めのものである。凸部5の高さは2mmとした。
【0071】成形した配管用継ぎ手は、締結バンドで配
管に取り付け、(常温度下で内圧0.5kg/cm2
24時間保った。)、その後、締結バンドを外して配管
から配管用継手を取り外し、配管への取り付け施工性、
配管から取り外した後の配管用継手の性状を観察した。
【0072】いずれの配管用継ぎ手も、熱可塑性エラス
トマー組成物の成形性に問題はなく、組成物が接触する
金型表面に錆は発生しなかった。配管用継ぎ手1、3と
も配管への取付施工性は良好で、しかも、取り外し後に
へたり(弾性及び伸縮性が劣化した状態)やクラックは認
められなかった。しかし、配管用継ぎ手2は組成物(試
験片)の圧縮永久歪みが35で大きかったため、配管用
継ぎ手の配管への取り付け施工性は問題なかったが、配
管から取り外した後に配管にへたりが生じ、長期間及び
繰り返しの使用において、良好な機密性を維持するには
満足できる性能ではなかった。よって、配管用継ぎ手を
成形する場合には、熱可塑性エラストマー組成物中にお
いてゴムの配合量を熱可塑性ポリマーとの重量比(ゴ
ム:熱可塑性ポリマー)で40:60以上にしてゴムを
比較的多めに配合しなければならないことが分かった。
【0073】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ゴムを熱可塑性ポリマーと共にハロゲン化樹
脂架橋剤の存在下に加熱混練して動的架橋し、架橋ゴム
を熱可塑性ポリマーからなるマトリクスに微粒子状に分
散させた組成物を生成した後、該組成物に受酸剤を添加
して組成物中に残留するハロゲンを捕獲して不活性化す
ることにより、成形性、機械的物性が良好で、しかも、
成形時の金型の腐食、成形後の製品が金属と接触した時
の金属の腐食を防止できる熱可塑性エラストマー組成物
を得ることができる。
【0074】また、成形して配管用継ぎ手とした場合、
配管から取り外した時にクラックやへたりの発生がない
機密性に優れた配管用継ぎ手を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の配管用継ぎ手の一具体例であり、
(A)は該継手により大径の配管と端部と小径の配管の
端部と連結している状態の断面図、(B)は図(A)の
継手の断面拡大図である。
【符号の説明】
1 円筒状枝配管 2 円筒状塩ビ配管 3 継手 3A 大径の円筒部 3B 小径の円筒部 3C 連結部 4 締結バンドの装着部 5 凸部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 53/00 C08L 53/00

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 EPDMゴムを50重量%以上含むゴム
    をハロゲン化樹脂架橋剤を用いて動的架橋して熱可塑性
    ポリマーからなるマトリクスに微粒子状に分散せしめた
    一次組成物に受酸剤を二次添加してなる熱可塑性エラス
    トマー組成物。
  2. 【請求項2】 上記受酸剤は金属酸化物、金属炭酸塩、
    水酸化物、及び無機酸塩類から選ばれる少なくとも1種
    からなる請求項1に記載の熱可塑性エラストマー組成
    物。
  3. 【請求項3】 上記熱可塑性ポリマーがポリオレフィン
    系樹脂或いは/及び水素添加スチレン系熱可塑性エラス
    トマーからなる請求項1又は請求項2に記載の熱可塑性
    エラストマー組成物。
  4. 【請求項4】 上記ゴムと熱可塑性ポリマーとの重量比
    (ゴム:熱可塑性ポリマー)が20:80〜90:10
    の範囲にある請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記
    載の熱可塑性エラストマー組成物。
  5. 【請求項5】 上記ゴムと熱可塑性ポリマーとの重量比
    (ゴム:熱可塑性ポリマー)が40:60〜90:10
    の範囲にある請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記
    載の熱可塑性エラストマー組成物を成形してなる、熱可
    塑性エラストマー組成物を用いた配管用継ぎ手。
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