JP2921581B2 - 別個に構成され、少なくとも部分的に不相容性の、異なるポリマーからなる部片からなる成形体およびその製造方法 - Google Patents

別個に構成され、少なくとも部分的に不相容性の、異なるポリマーからなる部片からなる成形体およびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、添加剤を含有していてもよくかつ少なくと
も１種のオレフィン系成分を有する少なくとも部分的に
不相容性の、異なるポリマー成分からなる部片からな
り、殊に複合射出成形、押出しまたは同時押出しによる
成形後、これら部片が１つまたは幾つかの限られた接触
面で互いに強固に結合している成形体およびその製造方
法に関する。
［従来の技術］ ポリアミドおよびポリオレフィンは工業的に極めて重
要であり、双方の生成物群は利点と欠点を有する。ポリ
アミドはなかんずくその高い剛性および多数の腐蝕性化
学薬品に対するその良好な安定性のために使用される
が、限られた耐加水分解性および水の浸透に対する限ら
れた阻止作用を示すにすぎない。さらに、ポリアミド
は、エラストマー変性されているときでも、限られた程
度に可撓性にしうるにすぎない。
ポリアミドとは異なり、ポリオレフィンは非常に良く
可撓性にすることができる。
少なくともオレフィン系構成単位を有し、むしろゴム
のような低いショアＡ硬度を有する熱可塑性のポリオレ
フィンブレンドおよびコポリマーが存在する。さらに、
ポリオレフィンはすぐれた耐加水分解性および水蒸気遮
断作用を有する。
種々の機能部材から構成されている多数の機械的およ
び電気的部品が存在する。しばしば、剛体ケーシング中
へフレキシブルな膜が取付けられる。剛体のケーシング
に膜を固定するのは、たとえばねじ締めまたは接着する
ことによって行なわれる。しかし、このような方法は非
常に手間がかかる。
たとえばハーゲン（R.Hagen）により“クンストスト
ッフェ（Kunststoffe）",第79巻（1989年）の第72頁〜
第76頁に記載されたような相容性ポリマーを用いる複合
射出成形技術によって、成形体の部片を接着またはねじ
締めなしに互いに結合することができる。
しかし、複合射出成形を２種の不相容性熱可塑性プラ
スチックを用いて実施しようとすれば、ポリマー相互の
付着が悪いので、付加的な機械的固定が必要になる。こ
の場合には、結合面も液体およびガスに対して気密でな
い。
複合射出成形の場合および同時押出しの場合には、２
種の熱可塑性プラスチックの間の十分な付着は、該プラ
スチックが同じかまたは少なくとも類似の化学構造を有
するときに達成しうるにすぎない。
２種の化学的に類似の材料を相互に付着するため射出
成形または同時押出しする場合には、より高い軟化点ま
たは融点を有する熱可塑性プラスチックの他方のプラス
チック上へ射出するかまたは押出すときしか付着は得ら
れない。逆の場合には、複合付着は一般に同様に悪い。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、先行技術の上述した欠点の除去下
に、異なる、少なくとも部分的に不相容性であるが、殊
に射出成形および同時押出しによる成形の際に互いに良
好に結合することができ、強固に付着し、かつ隣接する
接触面における液体およびガスに対する絶対に気密な結
合によりすぐれている成形体を生じる成形材料を提供す
ることである。
［課題を解決するための手段］ この課題は、特許請求の範囲の請求項１の成形体およ
び請求項５によるその製造方法によって解決される。
本発明は、本発明による成形体の部片のそれ自体不相
容性のポリマーが、変性ないしは官能化されたポリオレ
フィンの相容性化作用に基づき、殊に射出するかまたは
押出すことによってそれを結合した後、非常に良好に付
着し、それ自体限られた接触面におけるこの複合付着は
意外にも、より低い軟化点または融点を有するポリマー
が、より高い軟化点または融点を有するポリマーに射出
ないしは押出されているときでも非常に良好であるとい
う驚異的確認に基づくものである。ここで、官能化され
たポリオレフィンとは、カルボキシル基または酸無水物
基のような酸基を有するモノマー単位がグラフト化され
るかまたは重合により組込まれて含有するポリオレフィ
ンを表わす。
特定のポリマー組の適性に関する基本的前提条件は、
部片間の限られた接触面における良好な付着である。付
着複合体の高い強度は、射出されたポリマーが挿入され
た部片の薄い層を溶融し、双方の材料の融液が混合する
ことによって実現する。
このためには、ポリマーの混合性がもちろん初めから
確保されていなければならないか、ないしはこのため方
法は明瞭に不相容性ポリマーの場合には排除される。
本発明方法には通常、慣用の射出成形型のポリマー
が、そこに挿入され凝固せる、それ自体不相容性の他の
ポリマーからなる部片に射出され、双方のポリマーの少
なくとも一方は、官能化されたオレフィンのホモポリマ
ーまたはコポリマーと密に混合されている。こうして、
その機能を適当なポリマーの組合せによって適用上特殊
な要求に最適に適合させることのできる成形体が得られ
る。たとえば、本方法を用いると、与えられた成形体に
おける弾性を、それが実際に有利である範囲に制限し、
成形体の残余部分を剛体に保つことが可能である。さら
に、本方法は、かかる成形体の着色実施形においても著
しい利点を生じる。
従って、本発明は、少なくとも部分的に不相容性のポ
リマー成分を含有する部片を有し、該部片が成形体中で
隣接する接触面で互いに強固に結合されていて、その際
溶剤または接着剤を使用する必要のない成形体の提供が
可能である。殊に、本発明は、ポリオレフィン、コポリ
マーまたはそれらのブレンドと、不相容性の他の熱可塑
性ポリマー、たとえば殊にポリアミド、コポリアミドま
たはそれらのブレンドのすぐれた複合付着が可能であ
る。
本発明は殊に、ａ）ポリオレフィン変性のポリアミ
ド、コポリアミドまたはそれらのブレンドと、ｂ）ポリ
オレフィン、コポリオレフィンまたはそれらのブレンド
からなるか、ないしはｂ）ポリオレフィン変性のポリオ
レフィン、コポリオレフィンまたはそれらのブレンドと
ａ）ポリアミド、コポリアミドまたはそれらのブレンド
からなる部片を有する成形体に関する。
今や本発明により、一体化の機能部材、たとえば剛体
の熱可塑性ポリマー成分と非常にフレキシブルな熱可塑
性ポリマー成分からなるフレキシブルな膜またはシール
リップを有する剛体のケーシングを、該ポリマーが不相
容性であるかまたは部分的に不相容性であるときでも、
射出するかまたは押出すことによって製造することが可
能である。たとえば、変性ポリアミドを、限られた範囲
で（従って不全面的に）ポリオレフィンに射出するかま
たは逆にポリオレフィンを変性ポリアミドに射出して、
それ自体不相容性の２つの材料からなり、前記接触面で
のみ互いに強固に結合されている（さもないときは別個
の自立性成形体部分を形成する）成形体を得ることがで
きる。本発明による成形体の具体的適用は、フレキシブ
ルな膜被覆を有する照明スィッチおよびフレキシブルな
水密性シールリップを有する電気プラグである。
他の例は、ブリッジおよびつる端部が弾性ポリオレフ
ィンから形成され、そのガラス嵌込み枠およびつるが丈
夫なポリアミドから形成されているめがねの縁である。
本発明による形成体中で不相容性成分として使用され
るポリアミドおよびポリオレフィンのほかに、これらは
他の不相容性ポリマー成分からなっていてもよいし、ま
たはこれらは付加的にポリエステル、ポリマーのフッ素
化炭化水素のようなものを含有していてもよく、この場
合にはもちろんそのコポリマーまたはブレンドも挙げら
れる。ポリオキシメチレンおよびアセタールならびにそ
れらのコポリマーおよびブレンドも挙げられる。
本発明による成形体中で、成分ａ）および／または
ｂ）は添加物を殊に90重量％までの量で含有することが
でき、この量はもちろん常に合計100％になる。
ポリアミドが存在する場合、とくにこれに添加される
添加物としては、可塑剤、耐衝撃性変性剤、エラストマ
ーのポリアミド、加工助剤および顔料が挙げられる。さ
らに、これらの成分は、ガラス繊維、ガラス球、鉱物質
充填剤または炭素繊維のような補強材を含有していても
よい。
ポリアミドとしては、とくに市販タイプのもの、たと
えばポリアミド６、ポリアミド6/6、ポリアミド12、ポ
リアミド11、ポリアミド6/12、ポリアミド6/9、ポリア
ミド6/10、およびポリアミド12/12またはそれらの混合
物またはブレンドが使用される。
ポリオレフィンとしては、とくに市販タイプのもの、
たとえばポリエチレンまたはポリプロピレンが使用され
る。
官能化ないしは変性されたポリオレフィンｃ）は、と
くに官能化されたオレフィンのホモポリマーおよび／ま
たはコポリマー、殊に炭素原子数２〜８のオレフィンか
らなるオレフィンのホモポリマー、および炭素原子数３
〜８のオレフィン、殊にα−オレフィン、とくにエチレ
ンおよびプロピレンからなる上記モノマー２種または数
種からのコポリマーからなる。これらは、熱可塑性ポリ
マーおよび添加物（これが存在する場合）の混合物の５
〜75重量％、とくに25〜50重量％の含分を形成する。
官能化基は、とくにたとえばヒドロキシ基またはアミ
ノ基と反応することができるようなものからなり、それ
に応じオレフィンのホモポリマーまたはコポリマーにグ
ラフトされておりおよび／またはこの中に連鎖部員とし
て含有されているカルボキシル基または酸無水物基のよ
うな酸性作用基である。とくに、オレフィンホモポリマ
ーまたはコポリマーは重合により組込まれたおよび／ま
たはグラフトされた、カルボキシル基または酸無水物基
を有するモノマー単位を含有する。とくに望ましくは、
エチレンおよびより高級のα−オレフィン、殊にプロピ
レン、ブテン−（１）、ヘキセン‐１および／またはオ
クテン−（１）からなる、殊にマレイン酸でグラフトさ
れたコポリマーが使用される。とくに、これら変性ポリ
オレフィンの、91℃で測定したメルトインデックスは0.
1〜30g/10min,殊に0.4〜4.0g/10minである。オレフィン
のホモポリマーおよびコポリマー中へのこれらの基の導
入は、たとえばコモノマーとして無水マレイン酸、アク
リル酸またはメタクリル酸の使用下にグラフト化による
かまたは基本構造中への組込みによって行なうことがで
きる。これらホモポリマーとコポリマーとの混合物も使
用することができる。グラフト化のためには、マレイン
酸および／またはフマル酸が選択され、重合により組込
むためにはアクリル酸およびその誘導体が選択される。
市販タイプのこれらコポリマーは官能基を、オレフィ
ンのホモポリマーまたはコポリマーに対して0.1〜5.0重
量％、殊に0.3〜3.0重量％の量で含有する。エチレンと
プロピレンからの、プロピレン含分15〜40重量％を有
し、アクリル酸または無水マレイン酸で官能化されてい
るコポリオレフィンが有利に使用される。
酸基は、全部または部分的に、適当な陽イオンによ
り、たとえばNa+、Zn++等、殊にホモポリオレフィンま
たはコポリオレフィンに対して殊に０〜10重量％、とく
に0.1〜５重量％で中和されていてもよい。
変性されたポリオレフィンｃ）としては、ホモポリオ
レフィンおよびコポリオレフィンに対する無水マレイン
酸、フマル酸、アクリル酸、アクリル酸、エステル、酢
酸ビニル0.5〜20重量％の付加生成物も使用することが
できる。変性されたポリオレフィンの製造は、米国特許
第3884882号および同第4010223号明細書に記載されてい
る。
本発明による成形体の製造は、最も有利には、たとえ
ばブス社（Firma Buss;Pratteln,スイス国）またはウェ
ルナー・ウント・プフライデレル社（Werner＆Pfleider
er（Stuttgart,西ドイツ国）により製造されるような１
軸または２軸のスクリュ混練機中で成分を溶融および均
質化することによって行なわれる。しかし、個々の成分
および他の成分の機械的混合物を直接に射出成形または
押出しによって加工することもできる。
下記の実施例に記載した、ポリアミドの相対的溶液粘
度は、DIN53727番に記載された条件下でｍ−クレゾール
または97重量％の硫酸中での測定に関するものである。
ポリアミド６およびポリアミド6/6は硫酸中で測定さ
れ、ポリアミド12はｍ−クレゾール中で測定された。
下記の実施例および比較例中に記載された成形体は、
成分をウェルナー・ウント・プフライデレル社（Stuttg
art）の２軸スクリュ混練機ZNK28中で混合した後または
個々の成分の混合物から直接に射出成形で製造された。
隣接接触面における部品の複合付着の試験はDIN53455番
による規格引張り棒につき行なわれ、試験すべき引張り
棒は次のように製造される： 第１工程で、挿入部材を射出した。引き続き、凝固し
た挿入部材の側面に挿入部材と結合すべきポリマーまた
はポリマーアロイを射出した。この場合、例１および比
較例における成分ｂ）が挿入部材または射出される材料
である。挿入部材を有する引張り棒の構造は第１図から
明らかであり、第１図は４×4mmの断面を有するDIN5345
5番による“ショルダー（Schulter）”付規格測定棒を
示す。
このショルダー付測定棒１につき、たとえば本発明に
よる成形体に対する、挿入部材２に２つの部片５および
６が射出されている実施形を説明する。少なくとも部分
的に不相容性のポリマー間の接触面３および４は小さく
かつ限られており、４×10mmの断面積に一致する。
それぞれの試験成分の組成および混合形式は下記に記
載する。そのつど使用される成分ｃ）は表１から認めら
れる。
［比較例］ 比較例１ 2.85の相対的溶液粘度を有するポリアミド６ 75重量
％を、２軸スクリュの混練機（Werner＆Pfleider社のZS
K28型）中で市販のガラス繊維25重量％と共に均質化
し、造粒した。
比較例２ 2.60の相対的溶液粘度を有するポリアミド6/6 75重
量％を、２軸スクリュ混練機中で市販のガラス繊維25重
量％と共に均質化し、造粒した。
比較例３ 1.93の相対的溶液粘度を有するポリアミド12 75重量
％を、２軸スクリュ混練機中で市販のガラス繊維25重量
％と共に均質化し、造粒した。
［実施例］ 例 １ 2.8の相対的溶液粘度を有するポリアミド６ 25重量
％を、２軸スクリュ混練機中で、無水マレイン酸でグラ
フトされたポリプロピレン50重量％および市販のガラス
繊維25重量％と共に均質化し、造粒した。
例 ２ 2.8の相対的溶液粘度を有するポリアミド６ 35重量
％を、２軸スクリュ混練機中で、無水マレイン酸でグラ
フトされたポリプロピレン40重量％および市販のガラス
繊維25重量％と共に均質化し、造粒した。
例 ３ 2.8の相対的溶液粘度を有するポリアミド６ 38重量
％を、２軸スクリュ混練機中で、無水マレイン酸でグラ
フトされたポリプロピレン37重量％および市販のガラス
繊維25重量％と共に均質化し、造粒した。
例 ４ 2.6の相対的溶液粘度を有するポリアミド6/6 25重量
％を、２軸スクリュ混練機中で、無水マレイン酸でグラ
フトされたポリプロピレン50重量％および市販のガラス
繊維25重量％と共に均質化し、造粒した。
例 ５ 1.95の相対的溶液粘度を有するポリアミド12 35重量
％を、２軸スクリュ混練機中で、無水マレイン酸でグラ
フトされたポリプロピレン50重量％および市販のガラス
繊維25重量％と共に均質化し、造粒した。
例 ６ 1.95の相対的溶液粘度を有するポリアミド12 25重量
％を、２軸スクリュ混練機中で、無水マレイン酸でグラ
フトされたポリプロピレン50重量％および市販のガラス
繊維25重量％と共に均質化し、造粒した。
例 ７ 50重量％のガラス繊維補強されたポリアミド12 50重
量％を、無水マレイン酸でグラフトされたポリプロピレ
ン50重量％と機械的に混合した。混合物を直接に試験体
に射出成形した。
サントプレン（Santoprene）201−55は、EPDM−Rubbe
r社により製造され、モンサント（Monsanto）社により
販売されるポリプロピレンである。
クラトン（Kraton）TC4AAAは、シェル（Shell）社に
より製造・販売されるSEBSコポリマー（スチレン・エチ
レン・ブチレン・スチレンのブロックコポリマー）であ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による成形体の１実施例の概略図であ
る。 １……ショルダ付測定棒、２……挿入部材、3,4……接
触面、5,6……部片
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 23:00 77:00 (56)参考文献 特開 昭61−132345（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−20280（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−98985（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−259849（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C08J 5/00 - 5/02 C08J 5/12 - 5/22 B32B 1/00 - 35/00 B29C 45/14

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも部分的に不相容性の異なるポリ
    マーからなるフレキシブルな部片および剛性の部片から
    複合射出成形によって別個に構成され、１つまたはそれ
    以上の制限された小さな接触面で互いに強固に結合して
    いる肉厚の成形体において、ポリマーが、 ａ）ホモポリアミド、コポリアミドまたはそれらのブレ
    ンドの群からの少なくとも１つの熱可塑性ポリマー、 ｂ）ホモポリオレフィン、コポリオレフィンまたはそれ
    らのブレンドの群からなり、ａ）の熱可塑性ポリマーと
    少なくとも部分的に不相容性の少なくとも１つの熱可塑
    性ポリマー、 ｃ）不飽和カルボン酸またはその無水物によるグラフト
    によって官能化されたポリオレフィンまたはコポリオレ
    フィン であり、 かつ成形体が、成分ａ）とｃ）との混合物からなる部片
    と、成分ｂ）からなる部片との２つの部片からなり、 この場合、それぞれのポリマーは、50重量％までの添加
    物を含有していてもよいことを特徴とする、少なくとも
    部分的に不相容性の異なるポリマーからなるフレキシブ
    ルな部片および剛性の部片から複合射出成形によって別
    個に構成された部片からなる肉厚の成形体。
  2. 【請求項２】ポリアミドに、補強材、可塑剤、耐衝撃性
    変性剤、エラストマーのポリアミド、加工助剤および／
    または安定剤からなる添加物が混入されている、請求項
    １記載の成形体。
  3. 【請求項３】補強材がガラス繊維、ガラス球、鉱物充填
    材または炭素繊維からなる、請求項２に記載の成形体。
  4. 【請求項４】請求項１から３までのいずれか１項記載の
    成形体の製造法において、複合射出成形の際の部片の強
    固な結合を、射出によって行うことを特徴とする、請求
    項１から３までのいずれか１項記載の成形体の製造法。
  5. 【請求項５】ポリマーａ）およびｃ）からなる部片また
    はポリマーｂ）からなる部片の複合射出成形の際に、２
    つの部片のいずれか１方の部片からなる挿入部材に向か
    って残りの部片を射出する、請求項４に記載の方法。
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