JP2000169646A

JP2000169646A - 熱可塑性エラストマー組成物

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Publication number: JP2000169646A
Application number: JP10349230A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Jinno; 敦司神野; Shigeo Kobayashi; 重夫小林; Hiroyuki Tsuchida; 浩之土田; Yoshiichi Kodera; 宣一小寺
Original assignee: Kureha Elastomer Co Ltd
Current assignee: Maxell Kureha Co Ltd
Priority date: 1998-12-09
Filing date: 1998-12-09
Publication date: 2000-06-20
Anticipated expiration: 2018-12-09
Also published as: JP3872606B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ブチルゴ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

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、機械的強度、耐
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。

【０００２】

【従来の技術】ゴム成分としてブチルゴムを、また樹脂
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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、ブチルゴ
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。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明の熱可塑性エラ
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。

【０００５】この発明で用いるブチルゴムは、イソブチ
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。

【０００６】樹脂成分として用いられる結晶性オレフィ
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。

【０００７】この発明では、上記のゴム成分および樹脂
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。

【０００８】この発明では、ゴム成分のブチルゴムおよ
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。

【０００９】特に遮音性は、従来の質量則で示される理
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。

【００１０】そして、この発明のブチルゴム系熱可塑性
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。

【００１１】この発明で使用する架橋剤は有機過酸化物
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。

【００１２】この発明の熱可塑性エラストマー組成物
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。

【００１３】得られた熱可塑性エラストマー組成物は、
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。

【００１４】

【発明の実施の形態】ブチルゴムとして部分架橋型ブチ
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。

【００１５】

【実施例】ゴム成分、樹脂成分、第３成分および有機過
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」

【００１６】上記の「１」ないし「７」の材料を種々の
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。

【００１７】物性測定は下記により行った。１．硬度：ＪＩＳＫ−６３０１にしたがって測定し
た。２．強度、伸度および１００％モジュラス：ＪＩＳＫ
−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
ＩＳＫ−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。

【００１８】上記の測定結果を材料の配合比率と共に下
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。

【００１９】表１

【００２０】表２

【００２１】上記の表１、２に示すように、実施例１〜
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。

【００２２】これに対して比較例１は、脂環族飽和炭化
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。

【００２３】

【発明の効果】上記のとおり、この発明の熱可塑性エラ
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。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例３の遮音性を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者土田浩之三重県津市観音寺町255番地クレハエラストマー株式会社津工場内 (72)発明者小寺宣一三重県津市観音寺町255番地クレハエラストマー株式会社津工場内Ｆターム(参考） 4J002 AF023 BA013 BB12X BB14X BB15X BB18W BK003 CC053 CE003 EK036 EK056 FD146

Claims

【特許請求の範囲】

【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。