JP2002047380A - 改良された加工性の熱可塑性エラストマー成形組成物 - Google Patents
改良された加工性の熱可塑性エラストマー成形組成物Info
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Abstract
形組成物 【解決手段】 a)全成形組成物に対して0.05から
1.5重量%の脂肪酸アミドエステルワックスと、b)
全成形組成物に対して天然シリカ、合成シリカ、及びこ
れらの混合物とから選ばれる0.5から10重量%のシ
リカと、c)全成形組成物に対して0から1重量%のモ
ンタンワックスと、そしてd)少なくとも一つの熱可塑
性エラストマーとを含んでなる熱可塑性成形組成物が記
述されている。また、熱可塑性成形組成物を製造する方
法と熱可塑性成形組成物から物品を製造する方法も記述
されている。
Description
マーと、易溶解性ワックスと、無機ブロッキング防止剤
(すなわち、成形組成物)との混合物であって、押し出
し加工時に機械を通る容易さを改良した混合物に関す
る。
る容易さは、材料を加工するのに使用される金型の構造
設計により影響を受け得る。最適化は、一般に、ある原
材料特性の加工を受ける材料に関してのみ可能である。
一つの押し出し機で異なる材料を加工する場合、これ
は、例外的な場合に限って、機械を通る容易さを最適化
することができる。
ータイプの機械で加工される。
rtberg,Mehieke及びEffen,Kun
ststoffe,84(1994),1131−11
38頁,Pearson,Mechanics of
Polymer Processing,Elsevi
er Publishers,New York 19
85、Fa.Davis−Standard,Pape
r,Film & Foil Converter 6
4(1990),5.84−90頁で得られる。溶融物
を押し出して、例えば管状の半完成品を得るための金型
は、なかんずく、Michaeli,Extrusio
nswerkzeuge,HanserVerlag,
Munich 1991に記述されている。
エラストマー材料の挙動と組み合わされた熱可塑性加工
性である、一群の材料である。熱可塑性エラストマー
(TPE)の群の主要なメンバーは、ブロックコポリマ
ーである。熱可塑性ポリウレタン(TPE−U)とは別
に、これらは、限定するのではないが熱可塑性スチレン
をベースとした系(TPE−S)、熱可塑性ポリエーテ
ルエステル(TPE−E)及び熱可塑性ポリエーテルブ
ロックアミド(TPE−A)を含む。
押し出し工程で押し出され、そしてダイによって更に加
工されて、例えば、プロフィールを持つ断面、ケーブル
シースまたは管状の半完成品を得ることができる。TP
E−Eをベースとしたフィルムは、例えば、US−A5
859 083に記述されている。TPE−Aをベース
としたものは、EP−A0 761 715に記述されて
いる。押し出しに好適なTPE−S材料とこれらの使用
は、例えば、DE−A19 628 834に記述されて
いる。TPE−Uでできている半完成品、これらの製造
方法及びこれらの使用は、従来技術、例えば、EP−A
0 308 683、EP−A0 526858、EP−
A0 571 868またはEP−A0 603 680か
ら公知である。TPE−Uにおいて実質的に非混和性ポ
リマーをマット化剤として用いるTPE−U半完成品の
製造も例えば、DE−A−41 26 499に記述され
ている。熱可塑性エラストマーの一群のレビューは、例
えば、Thermoplastic elastome
rs:a comprehensive revie
w,N.R.Legge,G.Holden及びH.
E.Schroeder編,Carl Hanser
Verlag,Munich,1987及びTherm
oplastische Elastomere−He
rausforderung an die Elas
tomerverarbeiter,VDI−Gese
llschaft Kunststoffiechni
k編,VDI Verlag,Dusseldorf,
1997で得られる。
剤が使用されてもよい。ここでは、次のものが例として
挙げられる。摩擦低減用内部及び外部潤滑剤として作用
するワックス。加えて、ワックスは、材料の周囲の材料
(例えば、ダイ)への粘着を防止するために剥離剤の役
割を担う。これらは、また、他の添加剤、例えば、顔料
または着色剤の分散剤としても使用される。
スは、例えば、脂肪酸アミド、例えばステアリルアミド
及びオレイン酸アミド、脂肪酸エステル、例えばモンタ
ネート及びステアレートを含み、またポリエチレンワッ
クスも含む。この問題の詳細なレビューは、Tasch
enbuch der Kunststoff−Add
itives,R.Gachter,H.Muller
編,Hanser Verlag,Munich,Vi
enna,1979,229頁及び以降で入手できる。
温度及びこれらの異なる化学反応性により、通常、すべ
てのワックスを必ずしも同じ方法で使用することができ
ないという状況が起こる。実質的に例えば、アミドワッ
クスがTPE−Uに使用される。このワックスは、高い
移行傾向を示し、これが極めて良好な剥離効果をもたら
す。他方、これらのワックスの潤滑効果は、弱く発現さ
れるのみである。例えば、モンタネートワックスは、T
PE−Uにおいて良好な潤滑性を示す(EP−A0 3
08 683;EP−A0 670 339)。しかしな
がら、この場合、剥離効果は高濃度でも不充分である。
例えば、0.2から5重量%の少なくとも一つのポリオ
レフィンまたはポリスチレンを使用することにより、溶
融加工時の内部及び外部摩擦の低減をTPE−Uでもた
らすこともできる(US−A3358 052)。
は、平らな半完成品を製造する場合に重要である。これ
らを使用する結果として、例えば、通常、表面形状が形
成され、これが更に加工を行う場合に平らなプラスチッ
ク物品が一緒にくっついたり、更には溶融加工成形(例
えば、フィルム製造)を行う場合にくっつくのを防止す
る。例えば、天然あるいは合成シリカがここで使用され
る。例えばポリオレフィンまたはポリスチレン等の非混
和性材料からなる添加剤もTPE−U(DEA−41
26 499)での使用に公知である。
がどうであれ、熱可塑性エラストマーの押し出し加工時
に機械を通る容易さを改良する目的が存在する。
成形組成物に対して0.05から1.5重量%の脂肪酸
アミドエステルワックスと、 b)全成形組成物に対して天然シリカ、合成シリカ、及
びこれらの混合物から選ばれる0.5から10重量%の
シリカと、 c)全成形組成物に対して0から1重量%のモンタンワ
ックスと、そして d)少なくとも一つの熱可塑性エラストマーとを含んで
なる熱可塑性成形組成物が提供される。
た場合以外では、明細書とクレームで使用される成分、
反応条件などの量を表現するすべての数は、すべての場
合において「約」という語により修飾されているものと
理解されるべきである。
ストマーの押し出し加工時に機械を通る容易さは、本発
明の成形組成物により明らかに改良される。いかなる理
論によっても拘束されることを意図するのではないが、
手元の根拠に基づけば、これは、メルトの改良された流
動特性とそれと結び付いた押し出し機のエネルギー消費
の低下による押し出し量の同時の増加によると考えられ
る。
アミドワックスは、限定するのではないが、例えば、エ
ルカアミドエチルエルケート、オレインアミドエチルス
テアレート、ステアラミドブチルステアレート、ステア
ラミドエチルオレエート、セロチンアミドエチルセロテ
ートを含む。
シリカ及びこれらの混合物から選ばれるシリカを含んで
なる。
加の成分としてモンタンワックスを更に含んでもよい。
本発明によればモンタンワックスの比率は、成形組成物
の重量基準で通常、0と1重量%の間である。本発明の
特に好ましい実施形態においては、モンタンワックスの
モンタン酸の一部がブチレングリコールによりエステル
化され、モンタンワックスのモンタン酸の残りが水酸化
カルシウムによりケン化される。モンタンワックスは、
モンタンワックスの全重量基準で、ブチレングリコール
によりエステル化された0.1重量%から1重量%のモ
ンタンワックスと、水酸化カルシウムによりケン化され
た0.1重量%から1重量%のモンタン酸を含んでもよ
い。
くとも一つの熱可塑性エラストマーを含む。本発明の好
ましい実施形態においては、熱可塑性エラストマーは、
例えば、コポリエーテルエステルまたはポリエーテルブ
ロックアミド等のブロックコポリマーである。
とも一つの熱可塑性ポリウレタンが熱可塑性エラストマ
ーとして使用される。長鎖ジオール成分がポリエステル
またはポリエーテルであり、DIN 53505により
測定して、好ましくは70から95A、特に好ましくは
85から95Aのショア硬さを持つ、好ましくは、実質
に線状の熱可塑性ポリウレタンエラストマーが使用され
る。
ベースにしたポリウレタンまたはポリエステルジオール
をベースとしたポリウレタンエラストマー及び/または
これらの混合物は、例えば、当業界で認められているバ
ッチ及び/または部分的あるいは全面的に連続のプロセ
スにより製造されてもよい。このような当業界で認めら
れているプロセスの例は、(a)有機の、好ましくは芳
香族あるいはシクロ脂肪族のジイソシアネートと、
(b)好ましくは500から8000のMwの分子量の
ポリマージオールと、(c)好ましくは60から400
のMwの分子量の鎖延長成分とを、(d)場合によって
は、触媒の存在下、そして(e)場合によっては、補助
剤及び/または添加剤の存在下でスクリュー押し出し機
中で反応させることを含む。
ールをベースとしたポリウレタンまたはポリエステル−
ジオールをベースとしたポリウレタンエラストマーの製
造の上述の方法において使用することができる成分の
(a)から(e)に関する。
ましくは芳香族あるいはシクロ脂肪族ジイソシアネート
である。詳しくは次のものを挙げてもよい。2,4−及
び2,6−トルイレンジイソシアネート、4,4'−、
2,4'−及び2,2'−ジフェニルメエタンジイソシア
ネートまたはこれらの混合物等の芳香族ジイソシアネー
ト;イソホロンジイソシアネート、1,4シクロヘキサ
ンジイソシアネート及び4,4'−、2,4'−及び2,
2'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートまたは
これらの混合物等のシクロ脂肪族ジイソシアネート。
量の好適な高分子量ジオール化合物(b)は、好ましく
は線状構造で低ガラス転移点または軟化点の分子であ
る。これらは、ポリエーテルオールとポリエステルオー
ルを含む。しかしながら、次のものも好適である。ヒド
ロキシル基含有ポリマー、例えばポリオキシメチレン及
び特に水不溶性ホルマール等のポリアセタールと脂肪族
ポリカーボネート、特にジフェニルカーボネートとヘキ
サンジオール−1,6からエステル交換により製造され
るもの。また、ポリオレフィンから生成するヒドロキシ
ル基−キャップしたジオール化合物、特にヒドロキシル
基−キャップしたエチレンとブチレンの脂肪族コポリマ
ーも好適である。このジオール化合物は、好ましくは少
なくとも実質的に線状であり、すなわちイソシアネート
反応の関係では2官能性となる構造を持つ。挙げられた
ジオール化合物は、個別の成分として、あるいは混合物
の形で使用されてもよい。
0μWの分子量の好適な鎖延長剤(c)は、好ましくは
2から12個の炭素原子、好ましくは2、4あるいは6
個の炭素原子のアルカンジオール、例えば、エタンジオ
ール、ヘキサンジオール−1,6、特にブタンジオール
とジアルキレンエーテルグリコール、例えば、ジエチレ
ングリコール及びジプロピレングリコールである。しか
しながら、テレフタル酸の2から4個の炭素原子のアル
カンジオールとのジエステル、例えば、ビス−エタンジ
オールテレフタレートまたはビス−ブタンジオール−
1,4−テレフタレート、ハイドロキノンのヒドロキシ
アルキレンエーテル、(シクロ)脂肪族ジアミン、例え
ば、イシホロンジアミン、エチレンジアミン及び芳香族
ジアミン、例えば、2,4−及び2,6−トルイレンジ
アミンも好適である。
基とカテゴリー(b)及び(c)のヒドロキシル基との
間の反応を促進する好適な触媒(d)は、当業者には公
知であり、慣用の3級アミン、例えば、トリエチルアミ
ン、ジメチルシクロ−ヘキシルアミン、N−メチルモル
ホリン、N,N'−ジメチルピペラジン、2−(ジメチ
ル−アミノ−エトキシ)−エタノール、ジアザビシクロ
(2.2.2)−オクタンなど;及び特に、チタネー
ト、例えば、鉄(III)アセチルアセトネート等の鉄
化合物、スズ化合物、例えば、スズジアセテート、スズ
ジオクトエート、スズジラウレートまたはジブチルスズ
ジアセテート、ジブチルスズジラウレート等の脂肪族カ
ルボン酸のスズジアルキル塩等の有機金属化合物を含
む。この触媒は、通常、ヒドロキシル化合物(b)10
0部当たり0.001から0.2部の量で使用される。
(e)が構造成分(a)から(c)に添加されてもよ
い。使用される補助剤(e)の例は、限定するのではな
いが、潤滑剤、禁止剤、加水分解、光、熱、酸化または
変色に対する安定剤、着色剤、顔料、無機及び/または
有機充填剤、補強剤及び低分子量の可塑剤を含む。
の熱可塑性ポリウレタンは、限定するのではないが、D
ESMOPAN熱可塑性ポリウレタン、ELASTOL
LAN熱可塑性ポリウレタン、ESTANE熱可塑性ポ
リウレタン、MORTHANE熱可塑性ポリウレタン、
PELLETHANE熱可塑性ポリウレタン、PEAR
LTHANE熱可塑性ポリウレタン、SKYTHANE
熱可塑性ポリウレタン、TECOFLEX熱可塑性ポリ
ウレタン及びTEXIN熱可塑性ポリウレタンを含む。
物は、(I)ブロッキング防止剤、無機あるいは有機ス
ペーサー品、(II)潤滑剤または離型剤、(Ill)
顔料または充填剤、及び(IV)安定剤からなる群から
選ばれる、当業界で認められた添加剤も含んでもよい。
添加剤(I)から(IV)は、成形組成物の重量基準
で、本発明の成形組成物中に0から30重量%の量で存
在させてもよい。
界で認められた添加剤は、例えば、Gachter及び
Muller,Kunststoff−Additiv
e,Carl Hanser Verlag Muni
ch(1979)に更に詳細に記述されている。
で、例えば、混和機中で製造されてよい。本発明の実施
形態においては、熱可塑性成形組成物は、脂肪酸アミド
エステルワックスa)、シリカb)及びモンタンワック
スc)の濃厚品と熱可塑性エラストマーd)とを混合す
ることを含んでなる方法により製造される。
機械を通る容易さを改善する(すなわち、改良された加
工性を有する)。特に、本発明の成形組成物から成形金
型により、断面積に対する表面積の比が高い製品を例え
ばフィルム押し出しにより製造してもよい。
品を製造する方法であって、本発明の熱可塑性成形組成
物を下流のダイを持つ押し出し機中で押し出す方法も提
供する。使用してもよい押し出し機は、当業者の知られ
ているもの、例えば、一軸の押し出し機、及び二軸の順
回転−あるいは逆回転の押し出し機を含む。下流のダイ
は、押し出された熱可塑性成形組成物を管状の半完成物
品に成形する役割をする。
品、例えば、押し出し品の表面の性質は、コロナ処理等
の既知の物理的及び化学的な処理方法を用いて一つある
いはそれ以上の表面に変成され得る。
されたが、当業者には多数の変形及びバリエーションが
明白なので、例示的なものであることのみを意図したも
のである。特記しない限り、すべての部及びパーセント
は重量による。
L/D=25で、合体された剪断及び混合領域の一軸押
し出し機で次の実施例の関係で述べられた成形組成物を
加工した。押し出し機シリンダー中の温度を5領域の各
々の内で一定値に設定することができた。押し出し機中
の温度プロフィールと下流の計量ダイの調整も一定に維
持した。
3505により測定したショアA硬さ86とDIN I
SO 1133により200℃及び10.0kgで測定
した26cm3/10分間の溶融容積流量(MVR)の
エステル−TPE−Uを用いて、これらの実施例を測定
した。
表1に要約する。
で運転した。押し出し機の電力消費、押し出し量及び押
し出された押し出し物の均一性を測定し、その結果を次
の表2に要約する。
機械を通る卓越した容易さを示す。押し出し物の均一性
に及ぼすシリカの存在のプラスの効果を実施例3に示
す。成形組成物の配合に対する感度は、実施例4で明ら
かにされる。実施例1、2及び4の比較例5との比較に
より、機械を通過する容易さに関して本発明の成形組成
物により得ることができる利点が示される。比較例5
は、実施例1、2及び4に対して最大のエネルギー投入
を必要とするのみならず、結果として、最低の重量押し
出し量をもたらす。
たが、このような詳細は、その目的のためのみであり、
当業者によれば、クレームによる制約を除いて、本発明
の精神と範囲を逸脱せずにバリエーションを行うことが
できることは理解されるべきである。
る。
ら1.5重量%の脂肪酸アミドエステルワックスと、 b)全成形組成物に対して天然シリカ、合成シリカ、及
びこれらの混合物から選ばれる0.5から10重量%の
シリカと、 c)全成形組成物に対して0から1重量%のモンタンワ
ックスと、そして d)少なくとも一つの熱可塑性エラストマーとを含んで
なる熱可塑性成形組成物。
熱可塑性ポリスチレン、熱可塑性ポリエーテルエステ
ル、熱可塑性ポリエーテルブロックアミド及びこれらの
混合物からなる群から選ばれる熱可塑性エラストマーを
含む上記1に記載の組成物。
一部がブチレングリコールによりエステル化され、上記
モンタンワックスのモンタン酸の残りが水酸化カルシウ
ムによりケン化されている上記1に記載の組成物。
ポリマーである上記1に記載の組成物。
ルエステルである上記1に記載の組成物。
ブロックアミドである上記1に記載の組成物。
ウレタンエラストマーである上記1に記載の組成物。
a)、上記シリカb)及び上記モンタンワックスc)の
濃厚品を上記熱可塑性エラストマーd)と混合すること
からなる上記1に記載の熱可塑性成形組成物を製造する
方法。
下流のダイを持つ押し出し機中で押し出すことからなる
管状半完成品を製造する方法。
Claims (3)
- 【請求項1】 a)全成形組成物に対して0.05から
1.5重量%の脂肪酸アミドエステルワックスと、 b)全成形組成物に対して天然シリカ、合成シリカ、及
びこれらの混合物から選ばれる0.5から10重量%の
シリカと、 c)全成形組成物に対して0から1重量%のモンタンワ
ックスと、そして d)少なくとも一つの熱可塑性エラストマーとを含んで
なる熱可塑性成形組成物。 - 【請求項2】 上記脂肪酸アミドエステルワックス
a)、上記シリカb)及び上記モンタンワックスc)の
濃厚品と上記熱可塑性エラストマーd)とを混合するこ
とからなる上記1に記載の熱可塑性成形組成物を製造す
る方法。 - 【請求項3】 上記1に記載の熱可塑性成形組成物を下
流のダイを持つ押し出し機中で押し出すことからなる管
状半完成品を製造する方法。
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