JP2721137B2 - Epdmゴム接着性のポリアミド主体の重合体を含有する材料 - Google Patents

Epdmゴム接着性のポリアミド主体の重合体を含有する材料

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、 1)ポリアミド、ポリアミド混合物、およびポリアミド
ブロックとポリエーテルブロックとを有する共重合体か
ら選択される少なくとも1種の物質と、 2)不飽和カルボン酸または不飽和ジカルボン酸若しく
はその無水物によりグラフトされた、ポリエチレン、エ
チレン共重合体、ポリプロピレンおよびプロピレン共重
合体から選択される少なくとも1種の物質、とを含有す
る重合体であって、本質的に接着剤を使用しないで加
硫EPDMまたはEPMゴムに接着している前記重合体
を含有する材料に関する。
【0002】これは、例えば、本質的に接着剤を使用し
ないでEPDMに接着しているポリアミド主体のフィル
ムでコーティングした、EPDMシール材に関する。
【0003】ポリアミド主体のフィルムは、(i)ポリ
アミドまたはポリアミドブロックとポリエーテルブロッ
クを有するブロック共重合体、および(ii)無水マレ
イン酸でグラフトされ、任意にポリアミドグラフトを含
有していてもよいポリエチレンまたはポリプロピレン、
を含有する。このポリアミド主体のフィルムは結合剤と
しても利用することができ、そしてそれ自体がさらに他
のフィルムでコーティングされ得る;その結果、EPD
M、ポリアミド主体のフィルムおよび他のフィルムが連
続して存在する。
【0004】
【従来の技術】US特許第5154979 号には、2つの非相
溶性重合体の同時射出によって得られる物質が記載され
ている。その2つの重合体を分離するウェルドラインで
の良好な接着性を得るため、重合体の一方にグラフトポ
リオレフィンが添加されている。
【0005】その実施例には、SEBS(スチレン−エ
チレン/ブテン−スチレンブロック共重合体)またはSa
ntoprene(これはEPDMゴムを充填したポリプロピレ
ンである)に接着する、ポリアミド、無水マレイン酸で
グラフトされたポリプロピレンおよびガラス繊維の混合
物が記載されている。
【0006】DE特許第3914011 号には、EPDMであ
り得るゴムで被覆されたポリアミドまたはポリアミドと
ポリオレフィンとの混合物からなる内層を有する管が記
載されている。これらの2つの層の結合を強靭で耐久性
のあるものにするためには、2層の間に接着剤を添加し
なければならない。次に、これらの層は補強剤で被覆さ
れ、最後にゴムで被覆される。
【0007】EP特許第266982号には、ポリアミド、ポ
リウレタンまたはポリエステルでコーティングされた熱
可塑性エラストマーが記載されている。熱可塑性エラス
トマーは、架橋性オレフィンゴム(EPDM)と、ポリ
オレフィン(ポリプロピレン)と、不飽和酸、エポキシ
ドまたは不飽和ヒドロキシモノマーとの反応によって得
られる。これらの物質は車の窓のスライドレールとして
有用である。
【0008】FR特許第2322166 号には、接着性を改良
するためのEPDMのプラズマ処理が記載されている。
【0009】FR特許第2274670 号には、ポリアミドを
EPDM類に固定するための接着剤が記載されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、接着
剤を必要としない、加硫EPDMまたはEPMゴムに接
着しているポリアミドまたはポリアミド主体の共重合体
を含む材料を提供することにある。
【0011】ポリアミドまたはポリアミド主体の共重合
体でコーティングした加硫EPDMを得るためのずっと
簡単な方法がここに見い出された。ポリアミドフィルム
またはEPDMを破壊しないと分離できないほどの接着
性を得るためには、ポリアミドまたはポリアミド主体の
共重合体に無水マレイン酸でグラフトされたポリオレフ
ィンを添加するだけでよい。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、 1)ポリアミド、ポリアミド混合物、ポリアミドブロッ
クとポリエーテルブロックとを有する共重合体から選択
される少なくとも1種の物質と、 2)不飽和カルボン酸または不飽和ジカルボン酸若しく
はその無水物によりグラフトされた、ポリエチレン、エ
チレン共重合体、ポリプロピレンおよびプロピレン共重
合体から選択される少なくとも1種の物質とを含有する
重合体であって、本質的に接着剤を使用しないで加硫
EPDMまたはEPMゴムに接着している前記重合体
を含有する材料である。
【0013】物質A1の意味の範囲内のポリアミドと
は、主鎖に式:
【0014】
【化1】
【0015】で示される単位を有する物質を意味するも
のである。
【0016】これらはアジピン酸などのジカルボン酸と
ヘキサメチレンジアミンなどのジアミンとの反応によっ
て得られる。それらはまた、カプロラクタムまたはラウ
リルラクタムなどのラクタムの縮合、またはアミノウン
デカン酸などのα、ω−アミノ酸の縮合によっても得ら
れる。ポリアミド(PA)の例を挙げると、PA6、P
A6,6、PA11、PA12、PA6,4、PA6,
10およびPA6,12がある。これらの物質はそれ自
体知られている。
【0017】A1におけるポリアミド混合物は、例え
ば、上記のポリアミドと、ポリエチレン、ポリプロピレ
ンなどのポリオレフィンまたは共重合体類、例えばエチ
レンとα−オレフィンとの共重合体、エチレンとアルキ
ル(メタ)アクリレートとの共重合体若しくはエチレン
と飽和カルボン酸のビニルエステルとの共重合体、との
混合物であり得る。これらの物質はそれ自体知られてい
る。
【0018】ポリアミドブロックとポリエーテルブロッ
クとを有する重合体は、反応性末端を有するポリアミド
配列と反応性末端を有するポリエーテル配列の共重縮合
の結果生成するもので、とりわけ以下のようなものがあ
る: 1)ジアミン鎖末端を有するポリアミド配列とジカルボ
キシル鎖末端を有するポリオキシアルキレン配列。
【0019】2)ジカルボキシル鎖末端を有するポリア
ミド配列と、ポリエーテルジオールと称される脂肪族
α、ω−ジヒドロキシル化ポリオキシアルキレン配列の
シアノエチル化および水素化によって得られる、ジアミ
ン鎖末端を有するポリオキシアルキレン配列。 3)ジカルボキシル鎖末端を有するポリアミド配列と、
ポリエーテルジオール。この特定のケースでは得られる
生成物はポリエーテルエステルアミドである。
【0020】ジカルボキシル鎖末端を有するポリアミド
配列は、例えば、α、ω−アミノカルボン酸、ラクタ
ム、またはジカルボン酸およびジアミンを、ジカルボン
酸連鎖制限剤(chain limiter) 存在下で縮合することに
よって生成する。ポリアミドブロックはポリアミド−12
またはポリアミド−6からなるものが好都合である。
【0021】ポリアミド配列の数平均分子量Mn は 300
〜15000 で好ましくは 600〜5000である。ポリエーテル
配列の数平均分子量Mn は 100〜6000で好ましくは 200
〜3000である。
【0022】また、ポリアミドブロックとポリエーテル
ブロックとを有する重合体は不規則に分布する単位を含
有していてもよい。これらの重合体は、ポリエーテルと
ポリアミドブロック前駆体との並発反応によって製造す
ることができる。
【0023】たとえば、少量の水の存在下でポリエーテ
ルジオール、ラクタム(またはα、ω−アミノ酸)およ
び二酸連鎖制限剤を反応させることか可能である。本質
的にきわめて多様な長さのポリエーテルブロックおよび
ポリアミドブロックを有するとともに、不規則に反応
し、重合体鎖上に統計的に分布している各種の反応物を
も有する重合体が得られる。
【0024】重合体があらかじめ製造したポリアミドと
ポリエーテル配列の共重縮合によって生成するか、1段
階反応によって生成するかにかかわらず、これらのポリ
アミドブロックおよびポリエーテルブロックを有する重
合体は、例えば、20〜75、好適には30〜70であり得るシ
ョアD硬さの値を示し、 250℃、メタクレゾール中初期
濃度 0.8g/100 mlでの測定において 0.8〜2.5 の固有
粘度を示す。
【0025】ポリエーテルブロックが、ポリエチレング
リコール、ポリオキシプロピレングリコールまたはポリ
オキシテトラメチレングリコールのいずれから誘導され
たものであっても、それらをそのまま使用してカルボキ
シル末端を有するポリアミドブロックと共重縮合させる
か、またはそれらをアミノ化してポリエーテルジアミン
に転換した後カルボキシル末端を有するポリアミドブロ
ックと縮合させる。また、それらはポリアミド前駆体お
よび連鎖制限剤と混合して、統計的に分布した単位を有
するポリアミドブロックとポリエーテルブロックを含有
する重合体を生成させることもできる。
【0026】ポリアミドおよびポリエーテルブロックを
含有する重合体は、US特許第4331786 号、第4115475
号、第4195015 号、第4839441 号、第4864014 号、第 4
230838号および第4332920 号に記載されている。
【0027】ポリエーテルには、例えばポリエチレング
リコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PP
G)またはポリテトラメチレングリコール(PTMG)
がある。最後のものはポリテトラヒドロフラン(PTH
F)とも称される。
【0028】ポリアミドブロックおよびポリエーテルブ
ロックを含有する重合体鎖中のポリエーテルブロックが
ジオールまたはジアミンのいずれの形態であっても、単
純にPEGブロックまたはPPGブロック、あるいはP
TMGブロックと称する。
【0029】ポリエーテルブロックが、式:
【0030】
【化2】
【0031】で示されるエチレングリコール、式:
【0032】
【化3】
【0033】で示されるプロピレングリコールまたは
式:
【0034】
【化4】
【0035】で示されるテトラメチレングリコールから
誘導された単位以外の単位を含有していても、本発明の
範囲を逸脱するものではない。
【0036】ポリアミドブロックおよびポリエーテルブ
ロックを有する重合体は、好ましくは1種類のポリアミ
ドと1種類のポリエーテルのみを含有する。PA−12ブ
ロックとPTMGブロックを有する重合体並びにPA−
6ブロックとPTMGブロックを有する重合体が好適に
使用される。
【0037】ポリアミドブロックとポリエーテルブロッ
クを有する重合体は、ポリアミドが重量で優勢な構成を
なしている、すなわちブロックの形態および鎖中で統計
的に分布している場合もあるポリアミドの量が、ポリア
ミドブロックおよびポリエーテルブロックを有する重合
体の50重量%以上であるものが好都合である。
【0038】重合体の中のA2部分に関して、エチレ
ン共重合体として、エチレン−α−オレフィン共重合体
またはエチレンとアルキル(メタ)アクリレートまたは
飽和カルボン酸のビニルエステルから選ばれた少なくと
も1種の単位との共重合体を挙げることができる。
【0039】物質A2に関して、示され得る無水物の例
はシトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、テトラヒド
ロフタル酸無水物、2−メチルマレイン酸無水物、2,
3−ジメチルマレイン酸無水物および無水マレイン酸で
ある。
【0040】無水物のグラフト化は溶融重合体中または
溶媒中で実施することができる。グラフト化率、すなわ
ちグラフト重合体に対するグラフトの重量は0.05〜5%
であり得る。
【0041】A1とA2の割合は、A1/A2が70/30
から30/70で変動し得る。
【0042】本発明の好都合な形態によれば、物質A2
はさらに、酸、二酸または無水物と反応し得るポリアミ
ドまたは単官能性ポリアミドオリゴマーでグラフト化さ
れる。好ましくは、物質A1中に存在するものと同一の
ポリアミド単位が使用される。
【0043】例えば、グラフト(共)重合体A2に対
し、式:
【0044】
【化5】
【0045】(式中、fは3〜11、gは5〜80、R5
は水素または炭素原子数20以下のアルキル、R6 は炭素
原子数20以下のアルキルまたはアルケニル基、脂環式ラ
ジカル、芳香族ラジカルまたはこれらの組合せであ
る。)で示されるポリアミドモノアミンオリゴマー、
P、を添加する。
【0046】このポリアミドモノアミンオリゴマーは
式:
【0047】
【化6】
【0048】(式中、R5 およびR6 は上記の定義を有
する。)で示される単官能性重合制限剤の存在下での、
式:
【0049】
【化7】
【0050】で示されるアミノ酸の共重縮合、または
式:
【0051】
【化8】
【0052】(式中、fは上記の定義を有する。)のラ
クタムの重付加によって得ることができる。
【0053】本発明におけるモノアミンオリゴマーの合
成のための好ましいアミノ酸またはラクタムモノマー
は、カプロラクタム、11−アミノウンデカン酸またはド
デカラクタムから選択される。
【0054】好ましい単官能性重合制限剤はラウリルア
ミンおよびオレイルアミンである。
【0055】上記の重縮合は、通常の知られた操作にし
たがって、例えば、一般的に200 〜300 ℃において、真
空中または不活性雰囲気中、反応混合物を撹拌しながら
実施する。
【0056】オリゴマーの平均鎖長は単官能性重合制限
剤に対する重縮合可能なモノマーまたはラクタムの初期
モル比によって決まる。
【0057】平均鎖長を計算するために、1分子の連鎖
制限剤が通常一つのオリゴマー鎖あたりで計算される。
【0058】グラフト(共)重合体へのポリアミドモノ
アミンオリゴマーの付加は、オリゴマーの1つのアミン
官能基とグラフト(共)重合体の少なくとも1つの無水
物または酸官能基との反応によって実施される。こうし
てアミドまたはイミド結合が形成される。
【0059】グラフト(共)重合体へのオリゴマーの付
加は好ましくは溶融状態で実施される。オリゴマーと
(共)重合体を、通常230 〜250 ℃の温度で押出機中で
混合することも可能である。押出機中での溶融原料の平
均滞留時間は15秒〜5分、好ましくは1〜3分である。
【0060】グラフト(共)重合体へのオリゴマーの付
加は、フリーのポリアミドオリゴマー、すなわち最終の
グラフト共重合体を形成する反応をしなかったオリゴマ
ーの選択的抽出によって評価する。
【0061】EPDMゴムはエチレン、プロピレンおよ
び1つのジエンの共重合体で、ジエンの不飽和部位にお
いて硫黄を用いて加硫することができる。ジエンは非共
役直鎖ジオレフィンまたは環式若しくは2環式ジエンの
いずれかである。ジエンの例をあげると、1,4−ヘキ
サジエン、ジシクロペンタジエンまたはエチレンノルボ
ルネンがある;ジエンの量は、例えばEPDMの1〜10
重量%である。EPMゴムはエチレン−プロピレン共重
合体である。
【0062】EPDMまたはEPMが主要成分であるか
ぎり、EPMまたはEPDMに対しSBR類やNBR類
などのゴムを添加することは、本発明の範囲を逸脱する
ものではない。
【0063】本発明の材料は、重合体のフィルムで被
覆された加硫EPDMまたはEPMゴムのシートであり
得る。また、加硫EPDMまたはEPMゴムで被覆され
た変形可能な金属心材から成っており、そのEPDMま
たはEPMの全体または一部が重合体のフィルムで被
覆されているシール材または形材であり得る。これらの
形材は、例えば自動車のドアのシール材である;変形可
能な金属心材を使用することによって、本発明の材料を
自動車の車体部分にはめ込むかまたは締め込むことが可
能となる。
【0064】本発明の材料は、外側および/または内側
を重合体のフィルムで被覆した、加硫EPDMまたは
EPMからなるチューブの形態にすることもできる。
【0065】本発明の材料は、加硫EPDMまたはEP
Mゴム上に重合体のフィルムを積層するかまたは同時
押出しすることによって製造することができる。重合体
が加硫化温度に耐えることができる場合は、加硫前の
EPDMまたはEPMを重合体のフィルムと共に同時
に押出し、その後ゴムを加硫することも可能である。こ
の変法は、重合体がEPDMまたはEPMの加硫化温
度よりも高い融点を有する場合、例えばポリアミド含有
量が多い混合物の場合にのみ可能である。
【0066】加硫EPDMゴムと重合体の間に接着剤
を入れることは、本発明の範囲を逸脱するものではな
い。本発明の別の態様において、本発明の材料をさらに
別の重合体で被覆することもできる;この場合、重合
のフィルムはむしろ結合材となる。この重合体
好ましくは重合体と相溶性のある1つの重合体または
重合体混合物である。
【0067】はポリアミド、ポリアミド混合物および
ポリアミドブロックとポリエーテルブロックを有する共
重合体から選択することができる。A1と同一の物
質が好ましい。
【0068】例えば、本発明の材料は、加硫EPDMま
たはEPMゴムで被覆された変形可能な金属心材であっ
て、加硫EPDMまたはEPMゴムは重合体からなる
結合材で被覆されており、この結合材上にさらに重合体
のフィルムがあるものである。例えば、結合材は厚さ
10〜50μm、重合体のフィルムは厚さ50〜250μm であ
る。
【0069】
【実施例】実施例1 アミドブロックポリエーテル(A1)50部およびPA11
グラフトポリプロピレン(B1)50部をスクリュー速度
が150rev/min に調整された単軸押出機中で混合する。
【0070】押出し温度は225 〜250 ℃であり、押出し
流量は20kg/h に固定する。ダイから出される組成物
(I)は平均粒度がおよそ3mmのリード(reed)の状態
で得られる。
【0071】使用するアミドブロックポリエーテルはP
A12配列(Mn =2000)66%とPTMG配列(Mn =10
00)33%から成っていて、Elf Atochem によりPebax と
いう名称で市販されている。
【0072】PPgPA11はマレイン化PPを25重量%
のPA11オリゴマー(Mn =2800)でグラフト化するこ
とによって得られた。
【0073】使用したEPDM、Exxon のVistalon 663
0 は通常通りにカーボンブラック、パラフィンオイルお
よび硫黄加硫剤系で調合された。
【0074】EPDM/(I)複合体はオーバーモール
ド(overmoulding)または反復押出しによって製造する
ことができる。ここでは圧縮成形金型中で実施するオー
バーモールド操作について述べることにするが、押出し
法でも同様の値の接着力が得られることがわかってい
る。 a)ゴムブランクの調製:アウトラインダイ(outline d
ie) を用いて、ブランクを 100×40×4 mmの寸法に切断
し、180 ℃で5分間加硫する。
【0075】b)組成物(I)ブランクの調製:圧縮成
形によって厚さおよそ1mmのフィルムを得、アウトライ
ンダイを用いて、 100×40×1 mmの寸法に切断した。 c)圧縮成形金型中で加硫EPDMの表面で組成物
(I)を加圧せずに3分間200 ℃に加熱(溶融)する。
ブランクの形成を確実にするため、2分間わずかに加圧
する。その後複合体を水循環下で冷却する。
【0076】適用上の必要に応じて、この複合体をさら
にPebax 、ポリアミドまたはポリアミドマトリックスと
の混合物の層で被覆することもできる。
【0077】NFTスタンダード46008 にしたがって24
時間後に剥離強さを測定する。剥離は、エラストマーと
オーバーモールドする前に組成物(I)上に置いた接着
剤アルミニウムストリップによって、加硫エラストマー
と組成物(I)との間に非接着部分が生じることにより
発生する。
【0078】実施例2 アミドブロックポリエーテル(A2)60部およびPA12
グラフトポリプロピレン(B2)40部からなる組成物II
を実施例1と同条件下で配合する。
【0079】使用するアミドブロックポリエーテルはP
A12配列(Mn =2000)66%とPTMG配列(Mn =10
00)33%からなるもので、Elf AtochemによってPebaxの
名称で市販されている。
【0080】PPgPA12はマレイン化PPを25重量%
のPA12オリゴマー(Mn =2800)によってグラフト化
することによって得られた。次いで、Iについて記載さ
れたものと同一の条件で複合体IIを製造する。
【0081】実施例3 アミドブロックポリエーテル(A3)40部およびPA6
グラフトポリプロピレン(B3)60部からなる組成物
(III)をIの場合と同一条件下で配合する。
【0082】使用するアミドブロックポリエーテルはP
A6 配列(Mn =1300)66%とPTMG配列(Mn =65
0 )33%からなるもので、Elf AtochemによってPebaxの
名称で市販されている。
【0083】PPgPA6 はマレイン化PPを25重量%
のPA6 オリゴマー(Mn =2800)によってグラフト化
することによって得られた。これらからIについて記載
されたものと同一の条件で複合体III を製造する。
【0084】 ─────────────────────────────────── 実施例(複合体) I II III ─────────────────────────────────── 剥離強さ 1.90 2.10 2.00 DaN/cm ─────────────────────────────────── 破壊(外観) 凝集 凝集 凝集 ───────────────────────────────────
【0085】
【発明の効果】本発明によれば、接着剤を必要としな
い、加硫EPDMまたはEPMゴムに接着しているポリ
アミドまたはポリアミド主体の共重合体を含む材料を提
供することができた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 77/00 C08L 77/00 (72)発明者 フィリップ マルク フランス国 27300 ベルネー, レジ ドンス ル モン ジョリ ニュメホ 3 (56)参考文献 特開 平6−246887(JP,A)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1)ポリアミド、ポリアミド混合物およ
    びポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを有す
    る共重合体から選択される少なくとも1種の物質と、 2)不飽和カルボン酸または不飽和ジカルボン酸若しく
    はその無水物によりグラフトされた、ポリエチレン、エ
    チレン共重合体、ポリプロピレンおよびプロピレン共重
    合体から選択される少なくとも1種の物質とを含有する
    重合体ブレンドのフィルムでその全部または一部が被
    覆されている加硫EPDMまたはEPMゴムで被覆され
    た変形可能な金属心材からなる自動車のドアーのシール
    材用材料。
  2. 【請求項2】 1)ポリアミド、ポリアミド混合物およ
    びポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを有す
    る共重合体から選択される少なくとも1種の物質と、 2)(a)不飽和カルボン酸または不飽和ジカルボン酸
    若しくはその無水物および(b)酸、二酸または酸無水
    物と反応し得るポリアミドまたは単官能性ポリアミドオ
    リゴマーによりグラフトされた、ポリエチレン、エチレ
    ン共重合体、ポリプロピレンおよびプロピレン共重合体
    から選択される少なくとも1種の物質とを含有する重合
    体ブレンドであって、本質的に接着剤を使用しないで
    加硫EPDMまたはEPMゴムに接着している前記重合
    体ブレンドを含有する材料。
  3. 【請求項3】 単官能性ポリアミドが式: (式中、fは3〜11、gは5〜80、R5 は水素また
    は炭素原子数20以下のアルキル、R6 は炭素原子数20以
    下のアルキルまたはアルケニル基、脂環式ラジカル、芳
    香族ラジカルまたはこれらの組合せである。)で示され
    るポリアミドモノアミンオリゴマーである請求項2記載
    の材料。
  4. 【請求項4】 重合体A2が無水マレイン酸でグラフト
    されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか
    1つに記載の材料。
  5. 【請求項5】 重合体ブレンドのフィルムが重合体ブ
    レンドと相溶性の重合体Bで被覆されていることを特
    徴とする、請求項1〜4のいずれか1つに記載の材料。
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