JP2000169646A - 熱可塑性エラストマー組成物 - Google Patents
熱可塑性エラストマー組成物Info
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Abstract
において、その配合比率の選択により、硬度を広い範囲
で容易に設定できるようにし、しかも強度や伸度、ガス
バリヤー性、制振性、遮音性等を向上させる。 【解決手段】 ゴム成分にブチルゴムを、樹脂成分に
結晶性オレフィン系樹脂をそれぞれ用い、第3成分にア
ルキルフェノール樹脂または石油系炭化水素樹脂を用
い、上記のゴム成分40〜89重量%、樹脂成分10〜
50重量%および第3成分1〜40重量%を混練し、有
機過酸化物で部分架橋する。
Description
熱安定性、成形性、気体不透過性、制振性および遮音性
に優れ、防音材、制振材およびシール材等の用途に好適
なブチルゴム系の熱可塑性エラストマー組成物に関する
ものである。
成分として結晶性ポリプロピレンをそれぞれ用いた熱可
塑性エラストマーは、ガスバリヤー性および制振性等に
優れているが、硬度(JIS−A)が65度以上と高い
ため、ガスバリヤー性のゴム栓として使用するには不適
当であった。この硬度を下げる手段として、オイルを添
加したり、ゴム比率を増加したりすることが考えられる
が、オイルを大量に添加すると、ガスバリヤー性および
強度が低下し、またゴム比率を増して樹脂比率を下げる
と、流動性が低下して成形が困難になるという問題があ
った。また、スチレン系の熱可塑性エラストマー、例え
ばSEBS、SEPS等の配合による低硬度化も試みら
れたが、物理特性、機能性および成形性の全てを満足さ
せることは困難であった。
ム系の熱可塑性エラストマーにおいて、その配合比率の
選択により、硬度(JIS−A)を45度ないし85度
の広い範囲で容易に設定することを可能にし、しかもブ
チルゴム系の熱可塑性エラストマーが本来備えている優
れた強度や伸度等の物理特性、ガスバリヤー性、制振性
および遮音性等の機能特性を更に向上させることを課題
にする。
ストマー組成物は、ゴム成分にブチルゴムを、樹脂成分
に結晶性オレフィン系樹脂をそれぞれ用い、第3成分に
アルキルフェノール樹脂または石油系炭化水素樹脂を用
い、上記のゴム成分40〜89重量%、樹脂成分10〜
50重量%および第3成分1〜40重量%を混練してな
り、有機過酸化物で部分架橋していることを特徴とす
る。
レン・イソプレン共重合体ゴムであり、未架橋状態のレ
ギュラー型ブチルゴム、部分架橋状態の部分架橋型ブチ
ルゴム、塩素化ブチルゴムおよび臭素化ブチルゴムのい
ずれでも使用することができるが、レギュラー型ブチル
ゴムおよび部分架橋型ブチルゴムは廃棄・焼却時に有毒
ガスが発生しない点で好ましく、特に部分架橋型ブチル
ゴムは、樹脂成分と混練し、有機過酸化物を添加して行
う架橋工程において、分子切断に伴う物性低下が低い点
で好ましい。
ン系樹脂には、エチレン系、プロピレン系、ブテン−1
系の単独重合体およびエチレン、プロピレンもしくはブ
テン−1と炭素数2〜8のα−オレフィンとの共重合体
が例示され、軟質ポリプロピレン(ポリプロピレンとエ
チレン・プロピレンゴムとの混合物)および共重合ポリ
プロピレン(プロピレンとそれ以外のα−オレフィンと
の共重合体)が含まれる。特に軟質ポリプロピレンおよ
び共重合ポリプロピレンは、組成物の硬度が低い点で好
ましい。
成分以外に、第3成分として、アルキルフェノール樹脂
または石油系炭化水素樹脂が使用される。上記のアルキ
ルフエノール樹脂としては、アルキルフエノールホルム
アルデヒド樹脂が例示される。また、石油系炭化水素樹
脂としては、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂および脂環
族飽和炭化水素樹脂等が例示される。特に、脂環族飽和
炭化水素樹脂は、相溶性が良く、物性に優れる点で好ま
しい。なお、この脂環族飽和炭化水素樹脂は、エチレン
やプロピレン等を製造する際に副生する分解油留分中の
C4 〜C10成分の重合体を水素添加することにより得ら
れ、数平均分子量450〜2000の範囲内に設定され
る。
び樹脂成分の結晶性オレフィン系樹脂に対し、第3成分
として上記のアルキルフェノール樹脂または石油系炭化
水素樹脂が配合され、これによってブチルゴム系の熱可
塑性エラストマーとしての硬度が低下し、しかも強度や
伸度等の物理特性、ガスバリヤー性、制振性および遮音
性等の機能特性が向上する。
論的遮音特性よりも優れている。この質量則は、式「T
L=18 log(f・M)−44」で示される。ただし、
TLは材料の透過損失(dB)、fは入射音周波数(H
z )、Mは材料の面密度(kg/m2 )である。図1は、
後記する実施例3(シートの厚みt=0.95mm)の遮
音性と質量則(M=0.95kg/m2 )で示される遮音
性とを比較したグラフである。
エラストマーは、脂環族飽和炭化水素樹脂等の第3成分
を使用し、その配合量の選定により、ガラス転移温度T
g を変化させて制振性を改良することが可能である。た
だし、ブチルゴムの配合比率は全量の40〜89重量%
に設定され、40重量%未満では組成物のガスバリヤー
性が不十分となり、89重量%を超えると組成物の流動
性が低下して成形が困難になる。また、結晶性オレフィ
ン系樹脂の配合比率は全量の10〜50重量%に設定さ
れ、10重量%未満では組成物の流動性が低下して成形
困難になり、50重量%を超えると組成物の硬度が過大
になる。また、第3成分のアルキルフェノール樹脂また
は石油系炭化水素樹脂の配合比率は1〜40重量%に設
定され、1重量%未満では組成物の伸びが不十分にな
り、かつ室温域での制振性が不足し、40重量%を超え
ると組成物の低温特性が悪くなり、粘着性が生じて加工
性が低下する。
であり、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパ
ーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ
(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、1,3−ビス
(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、1,
1−ジ(t−ブチルパーオキシ)3,5,5−トリメチ
ルシクロヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(パ
ーオキシベンゾイル)ヘキシン−3、ジクミルパーオキ
シド等が例示される。この中で特に1,3−ビス(t−
ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンは、架橋効率
が上昇する点で好ましい。この有機過酸化物の配合量
は、前記のゴム成分、樹脂成分および第3成分の合計1
00重量部に対し0.05〜3.0重量部、特に0.1
〜1.0重量部が好ましく、0.05重量部未満では架
橋密度が低下し、物性が悪くなり、反対に3.0重量部
を超えると組成物の流動性が低下し、成形困難になる。
は、前記のブチルゴム、結晶性オレフィン系樹脂、第3
成分(アルキルフェノール樹脂または石油系炭化水素樹
脂)および有機過酸化物を前記の特定割合で混練して製
造される。混練装置としては、バンバリーミキサー、加
圧ニーダーおよび二軸押出機等の公知の混練装置を用い
ることができる。混練温度は140〜260℃が、混練
時間は1〜30分がそれぞれ好ましい。なお、上記の配
合材料に、必要に応じて架橋助剤、無機充填剤、酸化防
止剤、耐候剤、帯電防止剤、着色剤等の副資材を添加す
ることができる。
通常の熱可塑性樹脂で用いられている押出成形、カレン
ダー成形および射出成形等の成形方法で任意の形状に成
形することができる。そして、成形品の硬度、強伸度、
ガスバリヤー性、制振性、遮音性等は、ゴム成分のブチ
ルゴム、樹脂成分の結晶性オレフィン系樹脂および第3
成分のアルキルフェノール樹脂もしくは石油系炭化水素
樹脂の種類や配合量の選択により、広い範囲で種々に設
定することができる。
ルゴムを、結晶性オレフィン系樹脂として共重合ポリプ
ロピレンまたは軟質ポリプロピレンを、第3成分の石油
系炭化水素樹脂として脂環族飽和炭化水素樹脂をそれぞ
れ用い、この部分架橋型ブチルゴム、共重合ポリプロピ
レンおよび脂環族飽和炭化水素樹脂をそれぞれ40〜8
9重量%、10〜50重量%および1〜40重量%の割
合で秤量して混練機に投入し、その合計100重量部に
対し、有機過酸化物として1,3−ビス(t−ブチルパ
ーオキシイソプロピル)ベンゼンを0.1〜1.0重量
部添加し、温度140〜260℃で1〜3分間混練す
る。得られた熱可塑性エラストマー組成物を押出成形、
カレンダー成形および射出成形等で任意の形状に成形
し、遮音や制振の用途または気体不透過性を利用してシ
ール用に用いる。
酸化物として下記の「1」ないし「5」の材料を用意し
た。 1.部分架橋型ブチルゴム:ポリサー社製「ポリサーブ
チルXL−10000 」 2.軟質ポリプロピレン:住友化学社製「エクセレンK
S37G−1」 3.共重合ポリプロピレン:三井石油化学社製「ハイポ
ールF−327D」 4.脂環族飽和炭化水素樹脂:荒川化学工業社製「アル
コンP−90」 5.1,3−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピ
ル)ベンゼン:化薬アクゾ社製「パーカドックス14−
40」 また、比較例用として下記の材料を用意した。 6.水添SBR:日本合成ゴム社製「ダイナロン132
0P」 7.プロセスオイル:出光興産社製「ダイアナプロセス
オイルPW−380」
割合で配合し、混練して実施例1〜9および比較例1〜
3の熱可塑性エラストマー組成物を製造した。混練機と
してはブラベンダー型混練機(東洋精機社製「ラボプラ
ストミルR−500」)を用い、温度を180℃に設定
した後、ゴム成分および第3成分を投入して2分間混練
し、次いで樹脂成分を投入して3分間混練し、上記のゴ
ム成分と樹脂成分とを均一に混合した後、有機過酸化物
を投入して混練し、トルクが極大値を示してから更に2
分間混練した。しかるのち、温度180℃のプレス機を
用い、上記の混練で得られた組成物に熱プレスを施して
厚さ約1mmのシートを作り、各種の物性を測定した。
た。 2.強度、伸度および100%モジュラス:JIS K
−6301にしたがい、3号ダンベルで測定した。 3.ガスバリヤー性(酸素透過度):上記シートを直径
5mmの円形に切り抜き、気体透過測定装置(理化精機工
業社製「K−315N−03」)を用い、23℃におけ
る酸素の気体透過度(ml・mm/24h ・m2・atm )を測定
した。 4.反発弾性:上記シートを重ねて所定の高さとし、J
IS K−6301にしたがって測定した。 5.振動損失係数(tan δ):スペクトロメータ(横浜
システム社製)を用い、周波数110Hz 、温度20℃
で測定した。 6.遮音性(音響透過損失):音響室の室内容積をIS
O規格を満足する50m3以上とし、実施例3につき、周
波数を種々に変えて測定した。
記の表1、2に示す。ただし、遮音性(音響透過損失)
は図1に示した。なお、表1、2において、PPはポリ
プロピレンを、脂環族樹脂は脂環族飽和炭化水素樹脂
を、MIは組成物のメルトインデックスを、M100 は1
00%モジュラスをそれぞれ意味する。また、「実施
例」は「実」と、「比較例」は「比」とそれぞれ略記し
た。
9は、硬度が45〜83度と広い範囲で変化し、反発弾
性が通常低反発から無反発と呼ばれる範囲の30%以下
にあり、特に実施例3〜5は10%以下であって振動吸
収性に優れ、かつ酸素透過度が加硫ブチルゴムと同程度
で、かつEPDMを主成分とするオレフィン系熱可塑性
エラストマーの1/10程度と優れており、またtan δ
は0.72〜1.09という高い水準を示した。
水素樹脂を欠くため、tan δが小さく、制振性に劣って
いた。また、比較例2は、脂環族飽和炭化水素樹脂の代
わりに水素添加SBRを用いたため、酸素透過度が高
く、tan δが小さく、制振性に劣っていた。また、比較
例3は、脂環族飽和炭化水素樹脂の代わりにプロセスオ
イルを用いたため、比較例2と同様に酸素透過度が高
く、tan δが小さくて制振性に劣っていた。
ストマーは、配合比率の選択により、硬度(JIS−
A)を45度ないし85度の広い範囲で容易に設定する
ことができ、しかも強伸度、ガスバリヤー性、制振性お
よび遮音性等に優れている。特に請求項2に記載された
発明は、樹脂成分をポリプロピレン樹脂とエチレン・プ
ロピレンゴムとの混合物または共重合ポリプロピレン樹
脂に限定したものであるから、組成物の柔軟性が一層向
上する。また、請求項3に記載した発明は、第3成分を
脂環族飽和炭化水素樹脂に限定したものであるから、相
溶性が向上し、物性が一層向上する。
Claims (3)
- 【請求項1】 ゴム成分にブチルゴムを、樹脂成分に結
晶性オレフィン系樹脂をそれぞれ用い、第3成分にアル
キルフェノール樹脂または石油系炭化水素樹脂を用い、
上記のゴム成分40〜89重量%、樹脂成分10〜50
重量%および第3成分1〜40重量%を混練してなり、
有機過酸化物で部分架橋していることを特徴とする熱可
塑性エラストマー組成物。 - 【請求項2】 樹脂成分がポリプロピレン樹脂とエチレ
ン・プロピレンゴムとの混合物または共重合ポリプロピ
レン樹脂である請求項1に記載の熱可塑性エラストマー
組成物。 - 【請求項3】 第3成分が脂環族飽和炭化水素樹脂であ
る請求項1または2に記載の熱可塑性エラストマー組成
物。
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1998
- 1998-12-09 JP JP34923098A patent/JP3872606B2/ja not_active Expired - Fee Related
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