JP2007153953A - 注入スポンジ用ゴム組成物、及びスポンジゴム製品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記式(I)で定義されたB値が1.05以下である、特定の(A)エチレン・炭素原子数3〜20のα−オレフィン・非共役ポリエン共重合体40〜100重量部B値=([EX]+2[Y])/(2×[E]×([X]+[Y])) (I)特定の(B)エチレン・炭素原子数3〜20のα−オレフィン・非共役ポリエン共重合体1〜60重量部(C)加硫剤0.1〜15重量部(D)発泡剤0.1〜15重量部からなるゴム組成物。
【選択図】なし
Description
(a1)エチレンから導かれる単位の含量が50〜90モル%、
(a2)非共役ポリエンから導かれる単位の含量が0.1〜5モル%、
(a3)以下の式(I)で表されるB値が1.05以下、
B値=([EX]+2[Y])/(2×[E]×([X]+[Y])) (I)
(ここで、[E]、[X]、[Y]は、それぞれ、エチレン、炭素数3〜20のα−オレフィン、非共役ポリエンのモル分率、[EX]はエチレン−炭素数3〜20のα−オレフィンダイアッド連鎖分率を示す。)
(a4)135℃デカリン溶液で測定される極限粘度[η]が0.1dl/g以上、2.0dl/g未満である、
(B)以下の(b1)から(b3)を満たすエチレン・炭素原子数3〜20のα−オレフィン・非共役ポリエン共重合体1〜60重量部と;
(b1)エチレンから導かれる単位の含量が50〜90モル%、
(b2)非共役ポリエンから導かれる単位の含量が0.1〜5モル%、
(b3)135℃デカリン溶液で測定される極限粘度[η]が2.0以上、5.0dl/g以下、
上記(A)と(B)との合計100重量部に対して、
(C)加硫剤0.1〜15重量部と;
(D)発泡剤0.1〜15重量部とを含有していることを特徴とするゴム組成物。
(b4)以下の式(I)で表されるB値が1.05以下である
B値=([EX]+2[Y])/(2×[E]×([X]+[Y])) (I)
(ここで、[E]、[X]、[Y]、および[EX]は、前記同様である。)
[3] 上記[1]または[2]記載の(A)エチレン・炭素原子数3〜20のα−オレフィン・非共役ポリエン共重合体、および同じく(B)エチレン・炭素原子数3〜20のα−オレフィン・非共役ポリエン共重合体において、それら2種の重量比(A)/(B)が99/1〜50/50であることを特徴とする請求項1または2記載のゴム組成物。
本発明における(A)成分は、エチレンと、炭素原子数3〜20のα−オレフィンと、非共役ポリエンとの共重合体であり、かつ(a1)から(a4)の条件を満たすものである。
(A)成分のエチレンから導かれる単位の含量は、50〜90モル%である。
(A)成分の非共役ポリエンから導かれる単位の含量は、0.1〜5モル%である。
(A)成分において、以下の式(I)で表されるB値は1.05以下である。
B値=([EX]+2[Y])/(2×[E]×([X]+[Y])) (I)
(ここで、[E]、[X]、[Y]は、それぞれ、エチレン、炭素数3〜20のα−オレフィン、非共役ポリエンのモル分率、[EX]はエチレン−炭素数3〜20のα−オレフィンダイアッド連鎖分率を示す。)
このB値は、共重合モノマー連鎖分布のランダム性を示す指標である。
(1)αβ、(2)αγ+αδ、(3)βγ、(4)βδ、(5)γδ、(6)δδ、(7)3E、(8)3Z、(9)αα+1Z+5E+5Z+6E+6Z
ここで、(7)から(9)における数字と英字からなるシンボルは、ENBに由来する炭素であり、数字は下記式中の位置を示し、英字はそれぞれEはE体、ZはZ体であることを表す。また、ギリシア文字は、最短の2つのメチル基が結合している主鎖上の炭素原子間にあるメチレン炭素原子の位置を示し、メチル基が結合している炭素原子の隣の炭素原子をαとする。例えば、主鎖上のある炭素原子が、一方のメチル基が結合している炭素原子の隣であり、他方のメチル基が結合している炭素原子から3番目である場合、その炭素原子はαγとなる。
αα=αα+1Z+5E+5Z+6E+6Z−2×3E−3×3Z
=(9)−2×(7)−3×(8)
次いで、3種のモノマー間により得られる6種のダイアッドは、得られた積分値より、次の通り算出した。なお、組成が少量であるENBに由来するダイアッドのNN(ENB−ENB連鎖)とNP(ENB−プロピレン連鎖)は0とした。NEに関するダイアッドは、ENBの環状上の炭素原子の帰属される吸収強度より算出したモル分率に相当する値を2倍して用いた。
PE(プロピレン−エチレン連鎖)=αγ+αδ+αβ/2
EE(エチレン−エチレン連鎖)=(βδ+δδ)/2+(γδ+βγ)/4
NE(ENB−エチレン連鎖)=(3E+3Z)×2
最後に、組成の各モル分率は次の通り算出した。
[EX](エチレンとα−オレフィンとのダイアッドモル分率)=PE/(PP+PE+EE+NE)
[X](α−オレフィンモル分率)=(PP+PE/2)/(PP+PE+EE+3E+3Z)
[Y](非共役ポリエンモル分率)=(3E+3Z)/(PP+PE+EE+3E+3Z)
以上で求めた組成の各モル分率を用いて上記式(I)に代入して、B値を算出した。
(A)成分の135℃デカリン中溶液で測定される極限粘度[η]が0.1dl/g以上、2.0dl/g未満である。このような(A)成分に、これよりも極限粘度が高い(B)成分を配合することにより、本発明の優れた効果が得られることとなる。
本発明における(B)成分は、エチレンと、炭素原子数3〜20のα−オレフィンと、非共役ポリエンとの共重合体であり、かつ(b1)から(b3)の条件を満たすものである。(B)成分におけるα−オレフィン及び非共役ポリエンの好ましい具体例、並びにその製造方法などに関しては、先に(A)成分の説明で挙げた例と同様である。
(B)成分のエチレンから導かれる単位の含量は、50〜90モル%である。
(B)成分の非共役ポリエンから導かれる単位の含量は、0.1〜5モル%である。
(B)成分の135℃デカリン溶液で測定される極限粘度[η]は、2.0以上、5.0dl/g以下である。このような極限粘度の(B)成分を、先に述べたような低い極限粘度および特定のB値を有する(A)成分に配合することにより、本発明の優れた効果が得られる。
本発明における(C)成分は、加硫剤である。
この加硫剤としては、例えば、イオウ、イオウ系化合物および有機過酸化物など、従来より知られる各種のものを使用できる。特に、イオウを使用することが好ましい。イオウの具体例としては、粉末イオウ、沈降イオウ、コロイドイオウ、表面処理イオウ、不溶性イオウなどが挙げられる。イオウ系化合物の具体例としては、塩化イオウ、二塩化イオウ、高分子多硫化物などが挙げられる。なお、加硫剤としてイオウまたはイオウ系化合物を使用するときは、加硫促進剤を併用することが好ましい。加硫剤の量は、上記(A)と(B)との合計100重量部に対して、0.1〜15重量部である。
本発明における(D)成分は、発泡剤である。
この発泡剤としては、例えば、無機発泡剤、ニトロソ化合物、アゾ化合物、スルホニルヒドラジド化合物、アジド化合物など、従来より知られる各種のものを使用できる。特に、アゾジカルボンアミド等のアゾ化合物を使用することが好ましい。また必要に応じて、発泡剤と共に発泡助剤を使用してもよい。発泡剤の量は、上記(A)と(B)との合計100重量部に対して、0.1〜15重量部である。
本発明のゴム組成物は、以上説明した(A)〜(D)成分を含むことを特徴とする組成物であり、(A)成分を40〜100重量部、(B)成分を1〜60重量部、(C)成分を0.1〜15重量部、(D)成分を0.1〜15重量部、配合することにより調製できる。ここで、(A)成分と(B)成分の重量比[(A)/(B)]は99/1〜50/50であることが好ましい。
本発明のスポンジゴム製品は、以上説明した本発明のゴム組成物を加硫、発泡させることにより得られるものである。このスポンジゴム製品は、例えば、上述した未加硫未発泡のゴム組成物を一度調製し、次いで、このゴム組成物を意図する形状に成形し、その後発泡、加硫を行なうことにより製造することができる。
攪拌羽根を備えた15Lのステンレス製重合器を用いて、連続的にエチレン、プロピレン、ENBの三元共重合反応を行った。重合器上部から重合溶媒としてヘキサンを毎時5Lの速度で連続的に供給した。一方重合器下部から重合器中の重合液が常に5Lとなるように連続的に重合液を抜き出した。触媒としてバナジウムオキシクロリドとエチルアルミニウムセスキクロリドを用い、前者は重合器内バナジウム濃度が0.3ミリモル/Lとなるように、また後者はアルミニウム濃度が3ミリモル/Lとなるよう供給した。重合温度は重合器のジャケットにブライン温度により30℃となるよう調整した。得られた重合液に標準的な脱灰操作を行い、それからスチームストリッピングまたはフラッシュ乾燥により樹脂を得た。原料の供給条件と得られたポリマー物性を表1に示す。
重合は容積300LのSUS製攪拌機つき反応器を用い、温度を80℃に保ち液レベルを100Lとして連続法で行った。主触媒として(t−ブチルアミド)ジメチル(テトラメチル−η5−シクロペンタジエニル)シランチタンジクロリド、共触媒として(C6H5)3CB(C6F5)4また有機アルミニウム化合物としてトリイソブチルアルミニウム(以下TIBAと表記)を用いた。得られた重合液からスチームストリッピングまたはフラッシュ乾燥により樹脂を得た。原料供給条件と得られたポリマー物性を表2に示す。
(1)混練
各共重合体、亜鉛華、ステアリン酸、カーボンブラックおよび可塑剤を、1.7リットル容量のBR型バンバリーミキサーで5分混練した後、この混練物を8インチロールでまとめ、放冷した。
この混練物をJIS−K6300(2001年)に従って、測定温度100℃および50℃でL形ローターを用いてコンパウンドムーニー粘度を測定した。
上記組成物の所定量を秤採り、50℃に保った8インチロールにより加硫剤、加硫促進剤、発泡剤、発泡助剤を加え、8分間混練を行なった。加硫にはトランスファー成形機を用い、上記のようにして得られた混練物を図1に示すようなチューブ状の型1内に10秒で注入し、型温度180℃で3.5分加硫発泡させてチューブ状スポンジを得た。
加硫したチューブ状スポンジの上部から20mm×20mmの試験片を打抜き、表面の汚れをアルコールで拭き取った。この試片を25℃雰囲気下で自動比重計[東洋精機製作所(株)製:M−1型]に取り付け、空気中と純水中の質量の差から比重測定を行なった。
加硫したチューブ状スポンジの上部から20mm×20mmの試験片を打ち抜き、試験片の重量を測定した。次に吸引口の付いたデシケーターに底から100mm以上の水を入れ、その中に試験片を入れる。試験片は浮いてこないように金網により水面下に沈めた。この状態でデシケーター内部を真空ポンプで減圧下にし、635mmHgで保持する。3分後減圧を解除し、さらに3分間保持する。試験片を取り出し試験片表面の水滴を拭き取った後、重量を測定し、以下の計算式で吸水率を算出した。
吸水率(%)=[(W2−W1)/W1]×100
W1:浸積前の試験片重量(g)
W2:浸積後の試験片重量(g)
加硫したチューブ状スポンジの上部を長さ方向にJIS K 6301(1989年)に記載してある3号型ダンベルで打ち抜いて試験片を得た。この試験片を用いて同JIS K 6301第3項に規定されている方法に従い、測定温度25℃、引張速度500mm/分の条件で引張試験を行い、100%伸張時の応力(M100)、200%伸張時の応力(M200)、引張破断点応力(TB)、および引張破断点伸び(EB)を測定した。
加硫したチューブ状スポンジ上部から長さ方向に、長さ120mm、幅25mmの短冊状試験片を打ち抜き、一端から長さの1/3まで長手方向の中心線(列理方向)に沿って、一本刃にて切り込みを入れた。試験片の厚みを測定した後、切り込みを入れた部分をチャック間距離が40mmになるよう引張試験機に取り付ける。続いて測定温度25℃、引張速度200mm/分の条件で、試験片が切断するまで引張り、引き裂き強度(TR−スポンジ)を測定した。
加硫したチューブ状スポンジを長さ方向に30mmに切断し、圧縮装置(JIS K 6301に記載されている装置)に取り付ける。試験片の高さが荷重をかける前の高さの1/2になるよう圧縮し、金型ごと70℃のギヤーオーブン中に200時間熱処理した。次いで、熱処理した試験片を圧縮装置から取り出し30分間放冷後、試験片の高さを測定し、下記の計算式で圧縮永久歪(Cs)を算出した。
圧縮永久歪Cs(%)=[(t0−t1)/(t0−t2)]×100
t0:試験片の試験前の高さ
t1:試験片を熱処理し、圧縮装置から取り出した後30分放冷した後の試験片の高さ
t2:試験片の測定金型に取り付けた状態での高さ
上記のトランスファー成形機を用い、図2に示す型2内に配合ゴム10gまたは13gを10秒で注入し、型温度180℃で3.5分加硫した。加硫物を型から取り出し、自由発泡した成形品の長さ(図2中のL(mm))を測定した。
表1に示す共重合体2を20重量部と表2に示す共重合体3を80重量部、活性亜鉛華[井上石灰工業社製、META Z102]10重量部と、ステアリン酸2重量部と、SRFカーボンブラック[商品名 旭#50、旭カーボン社製]75重量部と、パラフィン系プロセスオイル[商品名 ダイアナプロセスPW−380、出光興産(株)製]80重量部と、ミネラルブラック[歴青質微粉体Keystone Filler & Mfg.]20重量部とをバンバリーミキサーで混練した。さらに、この配合物222重量部に対し、2−メルカプトベンゾチアゾール[商品名 サンセラーM、三新化学工業(株)製]0.5重量部、ジ−n−ブチルジチオカルバミン酸亜鉛(商品名 サンセラーBZ、三新化学工業(株)製)1.5重量部、テトラメチルチウラムジスルフィド[商品名 サンセラーTT、三新化学工業(株)製]0.5重量部、テトラエチルチウラムジスルフィド[商品名 サンセラーTET、三新化学工業(株)製]0.5重量部、硫黄0.8重量部、発泡剤のアゾジカルボンアミド[商品名 ビニホールAC#3、永和化成(株)製]7重量部、発泡助剤として尿素[商品名 セルペースト101、永和化成(株)製]2重量部を表面温度が50℃の8インチロールで加えて混練し、配合ゴムを得た。
実施例1における共重合体3の代わりに、共重合体1を用いた以外は実施例1と同様にして、配合ゴム、加硫発泡ゴムを調製し評価した。調整結果を表3に、評価結果を表4にそれぞれ示す。
実施例1における共重合体2と3の代わりに、表3で示す共重合体を所定量用いて、実施例1と同様にして表3に示す各種配合剤を用いて、配合ゴム、加硫発泡ゴムを調製し評価した。調整結果を表3に、評価結果を表4にそれぞれ示す。
表4より次のことが理解できる。バナジウム触媒で重合した共重合体1を用いた比較例1に対してメタロセン触媒で重合した共重合体3を用いた実施例1は、コンパウンドのムーニー粘度(ML)が高いにもかかわらず、流動性(L)が優れている。また、引張破断点伸び、引張破断点強度、引き裂き強度が優れている。また、比較例2に対する実施例1および2との比較から、上記の比較による差異がさらに顕著である。更に、上記特許文献1の特開平8−8−283479号公報に相当する比較例3と比較して、特に流動性と引き裂き強度が優れている。
2;加硫発泡成形用の型
L;自由発泡した成形品の長さ
Claims (6)
- (A)以下の(a1)から(a4)を満たすエチレン・炭素原子数3〜20のα−オレフィン・非共役ポリエン共重合体40〜100重量部と;
(a1)エチレンから導かれる単位の含量が50〜90モル%、
(a2)非共役ポリエンから導かれる単位の含量が0.1〜5モル%、
(a3)以下の式(I)で表されるB値が1.05以下、
B値=([EX]+2[Y])/(2×[E]×([X]+[Y])) (I)
(ここで、[E]、[X]、[Y]は、それぞれ、エチレン、炭素数3〜20のα−オレフィン、非共役ポリエンのモル分率、[EX]はエチレン−炭素数3〜20のα−オレフィンダイアッド連鎖分率を示す。)
(a4)135℃デカリン中溶液で測定される極限粘度[η]が0.1dl/g以上、2.0dl/g未満である、
(B)以下の(b1)から(b3)を満たすエチレン・炭素原子数3〜20のα−オレフィン・非共役ポリエン共重合体1〜60重量部と;
(b1)エチレンから導かれる単位の含量が50〜90モル%、
(b2)非共役ポリエンから導かれる単位の含量が0.1〜5モル%、
(b3)135℃デカリン溶液で測定される極限粘度[η]が2.0以上、5.0dl/g以下、
上記(A)と(B)との合計100重量部に対して、
(C)加硫剤0.1〜15重量部と;
(D)発泡剤0.1〜15重量部とを含有していることを特徴とするゴム組成物。 - 請求項1記載の、(B)エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体が、以下の(b4)を満たすことを特徴とする請求項1記載のゴム組成物。
(b4)以下の式(I)で表されるB値が1.05以下である
B値=([EX]+2[Y])/(2×[E]×([X]+[Y])) (I)
(ここで、[E]、[X]、[Y]、および[EX]は、前記同様である。) - 請求項1または2記載の(A)エチレン・炭素原子数3〜20のα−オレフィン・非共役ポリエン共重合体、および同じく(B)エチレン・炭素原子数3〜20のα−オレフィン・非共役ポリエン共重合体において、それら2種の重量比(A)/(B)が99/1〜50/50であることを特徴とする請求項1または2記載のゴム組成物。
- 注入成形または型成形用であることを特徴とする、請求項1〜3いずれかに記載のゴム組成物。
- 請求項1〜4いずれかに記載のゴム組成物を加硫、発泡させることにより得られるスポンジゴム製品。
- スポンジゴム製品が、自動車用ウエザーストリップのコーナー部接続部品であることを特徴とする請求項5記載のスポンジゴム製品。
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