JP2006316087A - シート状成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】加硫ゴムシートの代替として、耐熱寸法安定性、耐熱寸法安定性及び外観に優れ、さらには変形状態の癖が残りにくく、かつリサイクルが可能で、しかも安価であって、換気ダクトの弁体として好適なシート状成形体の提供を目的とする。
【解決手段】完全架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーを２０〜４０重量部と部分架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー８０〜６０重量部とよりなるエラストマー成分１００重量部に、エルカ酸アミドとオレイン酸アミドを合計０．０１〜１．０重量部含むオレフィン系熱可塑性エラストマーから、厚み０．３５〜１．０ｍｍのシート状成形体を構成した。シート状成形体は低変形引張応力（ＪＩＳ Ｋ ６２５４に準拠）が０．２５ＭＰａ以下である。
【選択図】 なし

Description

本発明は、シート状成形体に関し、特にはオレフィン系熱可塑性エラストマーで構成される厚み０．３５〜１．０ｍｍのシート状成形体であって換気ダクトの弁体として好適なものに関する。

例えば車両には、車内の換気を行うために換気ダクト装置が設けられている。前記換気ダクト装置は、図１に示すように、ダクト１１の開口部１３に車外側から蓋をするように弁体２１が開閉自在に取り付けられている。前記換気ダクトの弁体２１は、バタフライ弁とも称され、前記開口部１３を覆って外側から蓋をすることのできる大きさのシート状成形体で構成され、図示の例では上部２２が開口部１３の上部周縁に固着され、他の部分については自由とされていて、自重によって開口部１３の外面周縁に重なるようにされている。

前記換気ダクト装置においては、車内側の気圧が車外側よりも高くなった場合に、気圧の差によって前記弁体２１が車内側から車外側へ押されて上部を支点として外方へ揺動変形し、それにより前記開口部１３を開放して車内の換気を行う。また逆に車内側よりも車外側の気圧が高くなった場合には、気圧の差によって前記換気ダクト用弁体２１が車外側から車内側へ押されて開口部１３の周縁と密着し、前記開口部１３を閉鎖する。

このように、換気ダクトの弁体２１は、前記開口部１３を塞ぐ際に開口部１３の周縁と密着可能な柔軟性が求められるが、さらには車両用部品としての耐熱寸法安定性が要求される。それらを満たすものとして、従来では、厚みの薄い加硫ゴムシートが換気ダクトの弁体として用いられている。

しかし、加硫ゴムシートは高価であり、しかも廃車等の際にリサイクルできないためゴミになるなどの問題がある。そこで、このような問題に対処するため、加硫ゴムシートの替わりにオレフィン系熱可塑性エラストマーからなるシート状成形体を用いることが検討されている。

ところが、従来のオレフィン系熱可塑性エラストマーを用いてシート状成形体を押出成形すると、成形時にシート状成形体が破れて押出成形機で引き取れない不具合を生じ易く、しかも換気ダクトの弁体に好適なようにシート状成形体の厚みを１．０ｍｍ以下にすると、前記成形時の破れが一層大きくなる問題がある。さらに、成形後のシート状成形体は、使用までの保管や組み付け工場への輸送等の際に、所要枚数積み上げられて積層状態とされることが多く、その積層作業時に一部のシート状成形体がはみだして積層されたり、組み付け場所への輸送中に積層状態が傾いたりして変形状態に置かれることがある。その場合、従来のオレフィン系熱可塑性エラストマーからなるシート状成形体にあっては、変形状態の解除後も変形癖が残り易く、換気ダクトの弁体として使用すると、弁体が前記開口部１３を塞ぐ際に開口部１３の周縁に密着し難くなって弁体としての機能を果たさなくなる問題があった。
特開２００３−３４１２８号公報 特開２０００−１２７７５０号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、耐熱寸法安定性及び外観に優れ、さらには変形状態の癖が残りにくく、かつリサイクルが可能で、しかも安価であって、換気ダクトの弁体に加硫ゴムシートの代替として好適なシート状成形体の提供を目的とする。

請求項１の発明は、完全架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーを２０〜４０重量部と部分架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー８０〜６０重量部とよりなるエラストマー成分１００重量部に、エルカ酸アミドとオレイン酸アミドを合計０．０１〜１．０重量部含むオレフィン系熱可塑性エラストマーからなる厚み０．３５〜１．０ｍｍのシート状成形体に係る。

請求項２の発明は、請求項１において、シート状成形体の低変形引張応力（ＪＩＳ Ｋ ６２５４に準拠）が０．２５ＭＰａ以下であることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２において、前記オレフィン系熱可塑性エラストマーのゲル分率が３０〜３６％であることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１から３の何れか一項において、シート状成形体が換気ダクトの弁体用であることを特徴とする。

本発明によれば、完全架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーを２０〜４０重量部と部分架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー８０〜６０重量部とよりなるエラストマー成分１００重量部に、エルカ酸アミドとオレイン酸アミドを合計０．０１〜１．０重量部含むオレフィン系熱可塑性エラストマーから、厚み０．３５〜１．０ｍｍのシート状成形体を構成したことにより、耐熱寸法安定性及び外観に優れ、さらには変形状態の癖が残りにくく、かつリサイクルが可能で、しかも安価であって、換気ダクトの弁体に加硫ゴムシートの代替として好適なシート状成形体を得ることができたのである。さらに、シート状成形体の低変形引張応力（ＪＩＳ Ｋ ６２５４に準拠）を０．２５ＭＰａ以下とすることにより、変形状態の癖を一層残り難くすることができる。さらにまた、オレフィン系熱可塑性エラストマーのゲル分率を３０〜３６％とすることにより、成形性が良好となり、変形後の戻りも良好となる。

以下本発明の好ましい実施の形態について説明する。本発明のシート状成形体は、完全架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーを２０〜４０重量部と部分架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー８０〜６０重量部とよりなるエラストマー成分１００重量部に、エルカ酸アミドとオレイン酸アミドを合計０．０１〜１．０重量部含むオレフィン系熱可塑性エラストマーからなる厚み０．３５〜１．０ｍｍのものである。

本発明における完全架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーと部分架橋型オレフィン系エラストマーは、何れも動的架橋されたものであって、ハードセグメントがポリプロピレン（ＰＰ）からなり、一方、ソフトセグメントがエチレンプロピレンジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）からなる。完全架橋型はＰＰマトリックス中に完全架橋したＥＰＤＭ粒子がミクロ分散しており、一方部分架橋型は部分架橋したＥＰＤＭ粒子がミクロ分散している。動的架橋とは、オレフィン系樹脂とＥＰＤＭと有機過酸化物等の混合物を溶融状態又は半溶融状態で混練することをいう。

前記完全架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーと部分架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーの量が前記の量を外れると、シート状成形体の成形が著しく困難となったり、強度等の物性が低下したりして、換気ダクトの弁体に適さないようになる。なお、市販されている完全架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、サントプレーン（エーイーエス・ジャパン社製）、サーリンク４０００番シリーズ（東洋紡績社製）などを挙げることができる。また、市販されている部分架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、ＴＰＥ ＷＴ４８５（住友化学社製）、サーリンク３０００番シリーズ（東洋紡績社製）、サーモラン（三菱化学社製）、ミラストマー（三井化学社製）などを挙げることができる。

エルカ酸アミドとオレイン酸アミドは、成形機としてＴダイ押出機を使用してシート状成形体を製造する際に、ダイスとの界面でシート状成形体の滑りを向上させてシート状成形体に破れが発生するのを抑える作用をする。特にエルカ酸アミドとオレイン酸アミドは、ステアリン酸アミド等の飽和脂肪酸アミドよりも良好な滑性を示し、さらにエルカ酸アミドとオレイン酸アミドの併用は、成形性がより良好となる。エルカ酸アミドとオレイン酸アミドの合計添加量は、前記エラストマー成分１００重量部に対して０．０１〜１．０重量部、好ましくは０．０２〜０．１５重量部、さらに好ましくはエルカ酸アミド０．０１〜０．１０重量部とオレイン酸アミド０．０１〜０．０５重量部の併用である。前記エルカ酸アミドとオレイン酸アミドの合計添加量が、前記エラストマー成分１００重量部に対して０．０１重量部未満では成形時の破れ防止効果が得られず、一方、１．０重量部を超えるとブリードの発生等によりシート状成形体の物性が低下するようになる。なお、エルカ酸アミドやオレイン酸アミドは、それぞれオレフィン樹脂とよりなるマスターバッチを用いても良い。

前記エラストマー成分には、その他の添加剤、例えば前記成形時の滑りを良好として破れの発生をより効果的に防止するために、フッ素ゴム系の加工助剤や帯電防止剤等を添加してもよい。フッ素ゴム系の加工助剤としては、フッ素ゴム、フッ素ゴムとポリフッ化エチレン（テフロン（登録商標））とのアロイ、あるいはそれらとエチレンコポリマー、ワックス、内紛（ＢａＳＯ_４）の組合せからなるものを挙げることができる。前記フッ素ゴム系の加工助剤の添加量は、前記エラストマー成分１００重量部に対して１．００重量部以下、好ましくは０．１０〜０．６０重量部である。帯電防止剤としては、リン酸エステル塩、アミドカチオン、ジ−（２−ヒドロキシエチル）アルキルアミン、脂肪酸グリセリンエステル、脂肪酸アルキロールアミド、ソルビタン脂肪酸エステルが挙げられ、それらの中でもジ−（２−ヒドロキシエチル）アルキルアミン、脂肪酸グリセリンエステル、脂肪酸アルキロールアミドが好ましく、より好ましくはジ−（２−ヒドロキシエチル）アルキルアミン、脂肪酸グリセリンエステルとの併用である。前記耐電防止剤は、前記エラストマー成分１００重量部に対して１．００重量部以下、好ましくは０．０５〜０．５重量部である。

さらに前記エラストマー成分には、必要に応じて酸化防止剤、耐候性改良剤、アンチブロッキング剤、顔料、分散剤、光安定剤などを添加することができる。アンチブロッキング剤としては、シリカ、タルク、カオリンクレーなどを挙げることができ、特には添加量が少量でシート状成形体の剛性に影響しない天然シリカが好ましい。

前記成分からなるオレフィン系熱可塑性エラストマーは、ゲル分率が３０〜３６％であるのが好ましい。ゲル分率が前記範囲よりも低くなると、シート状成形体は変形状態からの戻りが悪くなって変形癖が付きやすくなり、一方、ゲル分率が前記範囲よりも高くなるとシート状成形体の成形性が低下して成形時に破れなどを生じやすくなる。ゲル分率の測定は、ＪＩＳ Ｋ ６７９６に基づき行われる。

前記シート状成形体の厚みは、０．３５〜１．０ｍｍとされる。０．３５ｍｍよりも薄いと、シート状成形体を換気ダクトの弁体（バタフライ弁）とする場合、薄過ぎてシール性に欠け、一方１．０ｍｍより厚くなると柔軟性に劣り、車内外の圧力差等に追従し難くなる。

また、前記シート状成形体は、低変形引張応力（ＪＩＳ Ｋ ６２５４に準拠）が０．２５ＭＰａ以下であるのが好ましい。低変形引張応力（ＪＩＳ Ｋ ６２５４に準拠）が０．２５ＭＰａより大のものは、変形回復性が損なわれて変形癖が付きやすくなる。なお、低変形引張応力は０．２５ＭＰａ以下であればよく、下限については定める必要はないが、製造可能性の点などから、例として０．２０〜０．２５ＭＰａを挙げる。

なお、本発明のシート状成形体は、公知の成形方法、例えば、Ｔダイ法などの押出成形を用いて製造することができる。

以下実施例について具体的に説明する。動的架橋された完全架橋型のオレフィン系熱可塑性エラストマーとしてサントプレーン１１１−４５（エーイーエス・ジャパン社製）、動的架橋された部分架橋型のオレフィン系熱可塑性エラストマーとしてＷＴ４８５（住友化学社製）、エルカ酸アミドとしてスミカセンＥＭＢ１０（エルカ酸アミド４％とＬＤＰＥ９６％のマスターバッチ、住友化学工業社製）、オレイン酸アミドとしてスミカセンＥＭＢ１１（オレイン酸アミド２％とＬＤＰＥ９８％のマスターバッチ、住友化学工業社製）、天然シリカとしてスミカセンＥＭＢ２２（天然シリカ１０％とＬＤＰＥ９０％のマスターバッチ、住友化学工業社製）を表１の配合にして、Ｔダイ９０ｍｍφの押出機に投入した。そして、押出温度１８０〜２３０℃で厚み０．４５ｍｍのシート状成形体を押出成形し、実施例品及び比較例品を得た。なお、表１におけるＥＭＢ１０の０．７５重量部は、エラストマー成分１００重量部に対してエルカ酸アミド０．０３重量部に相当し、ＥＭＢ１１の１．０重量部は、エラストマー成分１００重量部に対してオレイン酸アミド０．０２重量部に相当する。

前記のようにして得られた実施例１〜３及び比較例１は押出成形時に破れを生じず良好な外観であった。それに対してゲル分率が高い比較例２は一部で破れが発生し、一方、エルカ酸アミド及びオレイン酸アミドの両者を含まない比較例３は、押出成形時に破れが発生し、製品にならなかった。また、実施例１〜３及び比較例１について、低変形引張応力（ＪＩＳ Ｋ ６２５４準拠）、加熱伸縮率（ＪＩＳ Ｋ ６７３４準拠、９０℃×１時間）、ショアー硬度Ｄ（ＪＩＳ Ｋ ７２１５準拠）、比重（ＪＩＳ Ｋ ７１１２に準拠）、ゲル分率を測定した。その結果は、表１の下部に示す通りである。なお、ショアー硬度Ｄについては、シート状成形体を1５枚重ねた状態で測定した。また、表１の低変形引張応力及び加熱伸縮率の欄における「ＭＤ」、「ＴＤ」は方向を示す。「ＭＤ」は成形時のシート押し出し（引き取り）方向と同一方向に対する測定値を示し、「ＴＤ」は成形時のシート押し出し（引き取り）方向に対して直交方向の測定値を示す。ゲル分率の測定は、ＪＩＳ Ｋ ６７９６に基づいて行い、溶剤にはオルトジクロロベンゼンをオイルバスで１８０℃に加熱して用いた。なお、比較例２及び比較例３については、前記のように成形時に破れが発生し、良好な成形品が得られなかったため、比較例２のゲル分率を除き、低変形引張応力等の測定を行わなかった。

さらに、実施例１〜３及び比較例１のシート状成形体から、図２に示すような略長方形体の上辺にダクト本体への係止用突部を有するダクト用弁体３０を打ち抜き、そのダクト用弁体３０に対して変形癖及びダクトの開口部周縁に対する密着性を次のようにして調べた。なお、前記ダクト用弁体３０におけるａの寸法は１９３ｍｍ、ｂの寸法は７２ｍｍ、ｃの寸法は６０ｍｍである。変形癖の試験は、ダクト用弁体３０を、図３のように１５枚重ねて台４０の上に載置して台４０の端から３ａ／１０、すなわち５７．９ｍｍ突出させた状態にし、その突出部分が自重で垂れ下がるようにして３０分放置し、その後に、図１に示したようなダクトに取り付けて弁体の変形癖有無を目視で判断した。またその状態で、ダクトへのエアーの供給と停止を行い、エアーの供給停止時に弁体がダクトの開口部周縁に密着するか否か及び開閉状態を目視で判断した。その結果、実施例１〜３については弁体に変形癖が残っていなく、エアー供給停止時に弁体がダクトの開口部周縁に確実に密着した。それに対して比較例１については、変形癖が残っていてダクトの開口部周縁に密着しなかった。

換気ダクト装置の一例を示す断面図である。 換気ダクトの弁体の試験片についての平面図である 換気ダクトの弁体の試験片に対する変形癖の試験状態を示す図である。

符号の説明

１１ ダクト
１３ ダクトの開口部
２１，３０ 弁体
４０ 台

Claims (4)

1. 完全架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマーを２０〜４０重量部と部分架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマー８０〜６０重量部とよりなるエラストマー成分１００重量部に、エルカ酸アミドとオレイン酸アミドを合計０．０１〜１．０重量部含むオレフィン系熱可塑性エラストマーからなる厚み０．３５〜１．０ｍｍのシート状成形体。
2. 低変形引張応力（ＪＩＳ Ｋ ６２５４に準拠）が０．２５ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１に記載のシート状成形体。
3. 前記オレフィン系熱可塑性エラストマーのゲル分率が３０〜３６％であることを特徴とする請求項１または２に記載のシート状成形体。
4. 換気ダクトの弁体用であることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のシート状成形体。
   

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