JP3465814B2

JP3465814B2 - 熱可塑性エラストマー組成物及び該熱可塑性エラストマー組成物を用いた配管用継ぎ手

Info

Publication number: JP3465814B2
Application number: JP29858698A
Authority: JP
Inventors: 啓田島
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1998-10-20
Publication date: 2003-11-10
Anticipated expiration: 2018-10-20
Also published as: JP2000119536A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は架橋ゴム微粒子を熱
可塑性ポリマーからなるマトリクスに分散した熱可塑性
エラストマー組成物及び該熱可塑性エラストマー組成物
を用いた配管用継ぎ手に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電気部品、電線被覆、パッキ
ン、シール用ガスケット、防水シート、ホース、配管用
継ぎ手等の産業用及び生活用の各種ゴム製品では所望の
機械的物性が得られるように、ゴムを架橋（加硫）した
り、架橋（加硫）ゴムとゴム以外の各種熱可塑性ポリマ
ーとをブレンドしたりしている。また、上記産業用及び
生活用の各種ゴム製品は日光や高濃度のオゾンに晒され
ることがあるため、ゴムとしては耐オゾン性に優れたＥ
ＰＤＭゴム（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）を用
いる場合が多い。

【０００３】ゴムを架橋（加硫）する場合、比較的効率
良くかつ均一に架橋できることから、架橋剤の存在下に
ゴムに剪断力を与えながら加熱してゴムを架橋する所謂
動的架橋がしばしば用いられる。

【０００４】ゴムの架橋剤としては有機化酸化物や硫黄
が一般的であるが、有機過酸化物は高温での混練時に瞬
間的に反応するため、動的架橋の架橋剤として不向きで
ある。また、ゴムを軟化するためにオイルや可塑剤を配
合した系では有機過酸化物の反応がオイルや可塑剤によ
って阻害されてしまうという欠点もある。

【０００５】これに対し、硫黄は上記のような問題はな
いが、硫黄単体では反応性が乏しく、通常、硫黄ととも
に加硫促進剤を配合して加硫速度を向上させている。し
かしながら、加硫後のゴム組成物から加硫促進剤や加硫
促進剤の反応生成物がブルーミングしやすいという問題
がある。

【０００６】一方、上記産業用及び生活用の各種ゴム製
品は、通常、架橋ゴムや、架橋ゴムとゴム以外の熱可塑
性ポリマーとのブレンド物を、射出成形、プレス成形、
押し出し成形等の成形方法により所望の形状に成形して
製造される。よって、成形不良を起こすことなく効率良
く成形するには上記架橋ゴムや架橋ゴムと架橋ゴム以外
の熱可塑性ポリマーとのブレンド物が可塑化しやすいも
のでなければならない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特公昭５８−４６１３
８号公報には、ＥＰＤＭゴムとポリオレフィン系樹脂と
フェノール系加硫剤とを混練しながら加熱することによ
りＥＰＤＭゴムを動的加硫して、該加硫したＥＰＤＭゴ
ムの微粒子をポリオレフィン系樹脂とブレンドした熱可
塑性エラストマー組成物が提案されている。

【０００８】上記公報提案の熱可塑性エラストマー組成
物は成形性及び圧縮永久歪みが改善され、しかも、架橋
剤にフェノール系架橋剤、すなわち、フェノール樹脂を
用いているため架橋剤のブルーミングも防止されてい
る。なお、上記公報ではフェノール系加硫剤はハロゲン
化フェノール樹脂が好適であると記載され、その具体例
として臭素化フェノール樹脂やフェノール樹脂と金属ハ
ライドの混合物を挙げている。

【０００９】しかしながら、ハロゲン化フェノール樹脂
を架橋剤として用いた場合、架橋反応の反応性は良いも
のの、ハロゲン化フェノール樹脂中のハロゲンが組成物
中に遊離した状態で残留し、この残留ハロゲンによって
組成物の成形時に組成物に接触する金型の表面が腐食し
てしまう問題点がある。

【００１０】また、各種ゴム製品は被取付部材が金属で
あったり、また、金属と接触した状態で使用される場合
があり、ゴム製品に上記遊離したハロゲンが存在する
と、被取付部材やゴム製品の接触する金属が腐食してし
まう虞れがある。しかしながら、上記公報ではかかる点
については全く考慮されておらず、何ら対策が施されて
いない。

【００１１】一方、地下に埋設する配管の連結に使用す
る配管用継ぎ手等のゴム製品では、それにかかる圧縮力
や引っ張り力も大きく、配管から取り外した時にクラッ
クやへたりを生じやすい。よって、圧縮永久歪みのさら
なる低減や引張り強度のさらなる向上等が望まれてい
る。

【００１２】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、耐オゾン性及び成形性に優れ、かつ、樹
脂架橋剤の使用に伴う成形時の金型面の腐食が防止され
ると共に、圧縮永久歪みや引張強度等の機械的特性が改
善された熱可塑性エラストマー組成物を提供することを
課題としている。

【００１３】また、特に、圧縮永久歪みが小さく、配管
から取り外した時にクラックやへたりが生じない配管用
継ぎ手を提供することを課題としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、ＥＰＤＭゴムを５０重量％以上含むゴム
をハロゲン化樹脂架橋剤を用いて動的架橋して熱可塑性
ポリマーからなるマトリクスに微粒子状に分散せしめた
一次組成物に受酸剤を二次添加してなる熱可塑性エラス
トマー組成物を提供している。

【００１５】上記ハロゲン化樹脂架橋剤は、具体的に
は、ハロゲン化付加縮合型樹脂、或いは、付加縮合型樹
脂及びハロゲン供与性物質からなるものである。

【００１６】上記付加縮合型樹脂としては、フェノール
樹脂、メラミン・ホルムアルデヒド縮合物、トリアジン
・ホルムアルデヒド縮合物、硫化−ｐ−第三ブチルフェ
ノール樹脂、アルキルフェノール・スルフィド樹脂、ヘ
キサメトキシメチル・メラミン樹脂等を挙げることがで
き、ハロゲン化付加縮合型樹脂はこれらの付加縮合型樹
脂をハロゲン化したもの（付加縮合型樹脂の分子末端或
いは分子中にハロゲン元素を結合させたもの）である。
また、ハロゲン化は塩素化、臭素化のいずれでもよい。

【００１７】ハロゲン供与性物質としては、塩化スズ
（塩化第２スズ）、塩化鉄（塩化第２鉄），塩化銅（塩
化第２銅）等のハロゲン化金属、或いは／及び、塩素化
ポリエチレン等のハロゲン化樹脂が用いられる。

【００１８】上記受酸剤としては、酸化亜鉛，酸化マグ
ネシウム等の金属酸化物、水酸化マグネシウム，水酸化
カルシウム等の水酸化物、炭酸亜鉛等の金属炭酸塩、及
び、ハイドロタルサイト類化合物等の無機酸塩類等の遊
離ハロゲンの捕獲作用のある物資を用いることができ
る。これらは１種又は２種以上を混合して用いることが
できる。

【００１９】上記本発明の熱可塑性エラストマー組成物
では、ゴムをハロゲン化樹脂架橋剤により動的架橋して
熱可塑性ポリマーからなるマトリクスに粒子状に分散し
ていることで、成形時の流動性が良好な成形性に優れた
組成物となる。また、架橋ゴム微粒子が熱可塑性ポリマ
ーのマトリクス全体に概ね均一に分散するため、圧縮永
久歪みが小さくかつ高い引張強度を奏するものとなる。
ここでの架橋ゴム微粒子の粒子径は１０μｍ以下、好ま
しくは５μｍ以下の粒子径とするのがよい。一方、動的
架橋時にハロゲン化樹脂架橋剤から遊離したハロゲンを
二次添加する受酸剤が捕獲してハロゲンを不活性な状態
にするため、組成物の成形時に金型表面が腐食するのを
防止できる。また、ゴムがＥＰＤＭゴムを５０重量％以
上含むので耐オゾン性に優れたものとなる。

【００２０】一般にゴムの動的架橋においてハロゲン化
してないフェノール樹脂等の付加縮合型樹脂を単体で用
いる場合もあるが、エチレン−プロピレン−ジエンゴム
（ＥＰＤＭゴム）等のその分子構造上架橋しにくいゴム
を架橋する場合、ハロゲン化してない付加縮合型樹脂単
体では架橋不足を生じやすい。よって、本発明では、ハ
ロゲン化付加縮合型樹脂、或いは、付加縮合型樹脂及び
ハロゲン供与性物質を用いることで、架橋しにくいＥＰ
ＤＭゴム等でも架橋不足を起こすこと無く架橋が進行す
るようにしている。

【００２１】本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、
例えば、以下の方法により、再現性良く製造することが
できる。すなわち、ゴム、熱可塑性ポリマー、及びハロ
ゲン化樹脂架橋剤等の必須材料に、更に、酸化亜鉛、炭
酸亜鉛等の架橋反応活性化剤を所要量添加し、これらを
加熱下に混練して一次混練物を作成し、次いで、該一次
混練物に受酸剤を添加して二次混練を行う。

【００２２】該方法を用いると、一次混練において、ハ
ロゲン化樹脂架橋剤と共に配合している架橋反応活性剤
の架橋反応活性作用により架橋反応速度が調整され、粒
子径が１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下の架橋ゴム
微粒子が熱可塑性ポリマーからなるマトリクスに均一に
分散した混練物を再現性よく得ることができる。そし
て、かかる一次混練物に受酸剤を添加して二次混練を行
うことで、一次混練物中の樹脂架橋剤から遊離したハロ
ゲンを受酸剤が捕獲してハロゲンが不活性化する。

【００２３】上記ハロゲン化樹脂架橋剤はゴム（ポリマ
ー分）１００重量部当たり一般に３〜２０重量部程度配
合する。

【００２４】また、二次添加する受酸剤はゴム（ポリマ
ー分）１００重量部当たり０．１〜１０重量部程度配合
するのが好ましい。これは、１０重量部より多くすると
最終生成物の弾性が低下し、０．１重量部より少なくす
ると受酸効果が低下する傾向を示すためである。

【００２５】上記架橋反応活性剤は架橋反応の活性化作
用が十分に得られ、かつ、架橋反応の活性化作用が強く
なり過ぎてゴムが熱可塑性ポリマーに微粒子状に分散す
る前にゴムの架橋反応が終了してしまわない範囲の量を
添加する。ゴムの種類やハロゲン化樹脂架橋剤の種類及
び配合量等によっても異なるが、酸化亜鉛の場合、概
ね、ゴム（ポリマー分）１００重量部当たり０．０１以
上０．１未満重量部添加するのが好ましい。また、炭酸
亜鉛の場合は、概ね、ゴム（ポリマー分）１００重量部
当たり０．０１以上０．５未満重量部添加するのが好ま
しい。

【００２６】なお、上記二次添加する受酸剤としての酸
化マグネシウム、水酸化マグネシウム等は架橋反応を活
性化する作用も有するが受酸作用が支配的で、架橋反応
を活性化する作用は上記酸化亜鉛や炭酸亜鉛のそれに比
べてかなり小さく、これらは一次混練時の架橋反応活性
化剤としては使用し難い。

【００２７】ゴムは耐オゾン性の点からゴム全体をＥＰ
ＤＭゴムとするのが好ましいが、耐オゾン性を損なわな
い範囲で熱可塑性エラストマー組成物の機械的特性を良
化するまめに、ＥＰＤＭゴム以外の他のゴムを用いるこ
とができる。ＥＰＤＭゴム以外のゴムとしては、例え
ば、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、
イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエ
ンゴム（ＮＢＲ）等のジエン系ゴムを用いるのが好まし
い。また、ジエン系ゴム以外のゴムを用いることがで
き、例えば、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、ア
クリルゴム、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルフ
ォン化ポリエチレンゴム等を挙げることができる。これ
らのゴムは１種または２種以上を用いることができる。

【００２８】熱可塑性ポリマーとしては、例えば、ポリ
オレフィン系樹脂、スチレン系熱可塑性エラストマー、
水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー等を挙げるこ
とができる。これらのうち、ポリオレフィン系樹脂或い
は／及び水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを用
いるのが好ましい。特に、水素添加スチレン系熱可塑性
エラストマーは水素添加によって二重結合を無くしたス
チレン系熱可塑性エラストマーであり、ゴムの動的架橋
時にゴムの架橋を阻害しないため、より好適である。な
お、ナイロン樹脂のような可塑化温度が２００℃以上の
熱可塑性ポリマーは動的架橋温度を高く設定しなければ
ならず、動的架橋工程でゴムの劣化を生じる虞がある。
このため、このような可塑化温度の高い熱可塑性ポリマ
ーの使用はできるだけ避けるべきである。

【００２９】上記ポリオレフィン系樹脂は、例えば、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、エチレン−エチルアクリ
レート樹脂、エチレン−ビニルアセテート樹脂、エチレ
ン−メタクリル酸樹脂、アイオノマー樹脂、メタロセン
触媒重合ポリエチレン、及びメタロセン触媒重合ポリプ
ロピレンから選ばれる１種または２種以上を用いること
ができる。

【００３０】上記スチレン系熱可塑性エラストマー（水
素添加スチレン系熱可塑性エラストマーにおけるスチレ
ン系熱可塑性エラストマー）としては、ポリスチレン相
（Ｓ）末端ブロックとゴム（エラストマー）中間ブロッ
クとからなるブロック共重合物であり、例えば、ゴム
（エラストマー）中間ブロックがポリエチレンからなる
ＳＥＳ系、ゴム（エラストマー）中間ブロックがエチレ
ン／プロピレン（Ｅ／Ｐ）からなるＳＥＰＳ系、ゴム
（エラストマー）中間ブロックがエチレン／ブチレン
（Ｅ／Ｂ）からなるＳＥＢＳ系等を用いることができ
る。

【００３１】ゴムと熱可塑性ポリマーとの重量比（ゴ
ム：熱可塑性ポリマー）は２０：８０〜９０：１０の範
囲とするのが好ましい。ゴムと熱可塑性ポリマーの重量
比がこの範囲にあると、概ね組成物の可塑化に困難を伴
うことなく圧縮永久歪みの小さいゴム製品を成形するこ
とができる。

【００３２】更に、ゴムと熱可塑性ポリマーとの重量比
（ゴム：熱可塑性ポリマー）は４０：６０〜９０：１０
の範囲とするのがより好ましい。これは、配管用継ぎ手
のような長期に亘って強く圧縮した状態で使用されるゴ
ム製品を成形する場合、圧縮永久歪みが３０を超える
と、ゴム製品が所望の機能を維持することが困難にな
る。よって、配下用継ぎ手を成形する場合、架橋したゴ
ムの熱可塑性ポリマー中での分散状態のみならず、ゴム
を熱可塑性ポリマーに対して比較的多めに配合して圧縮
永久歪みを３０以下まで小さくする必要があるためであ
る。

【００３３】本発明において、熱可塑性エラストマー組
成物には、組成物の硬度を低下させるために、オイルや
可塑剤の軟化剤を添加してもよい。オイルとしては、パ
ラフィン系、ナフテン系、芳香族系等の鉱物油や炭化水
素系オリゴマーからなるそれ自体公知の合成油、または
プロセスオイルを用いることができる。合成油として
は、例えば、α−オレフィンのオリゴマー、ブテンのオ
リゴマー、エチレンとα−オレフィンのオリゴマー等を
挙げることができ、特にエチレンとα−オレフィンとの
非晶質オリゴマーが好ましい。可塑剤としては、例え
ば、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジブチルフタレ
ート（ＤＢＰ）、ジオクチルセパケート（ＤＯＳ）、ジ
オクチルアジペート（ＤＯＡ）等を用いることができる

【００３４】オイルを添加する場合、通常、ゴム１００
重量部当たり１〜２００重量部程度使用し、可塑剤を添
加する場合、通常ゴム１００重量部当たり１〜２０重量
部程度使用する。

【００３５】なお、ゴムに油展ゴムを用いる場合、油展
ゴム中のオイルが軟化剤として作用する。よって、油展
ゴムを用いる場合は、ゴムとは別にオイルや可塑剤を添
加しなくても、組成物の硬度をある程度低下させること
ができる。もちろん、油展ゴムを用いると共に、別途オ
イルや可塑剤を添加してもよい。

【００３６】熱可塑性エラストマー組成物の機械的強度
を向上させるために、必要に応じて、充填剤を添加する
こともできる。充填剤としては、例えば、シリカ、カー
ボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウム、二塩
基性亜リン酸塩（ＤＬＰ）、塩基性炭酸マグネシウム、
アルミナ等の粉体を挙げることができる。充填剤を添加
する場合、充填剤はゴム組成物全体当たり１０重量％以
下とするのが好ましい。これは充填剤はゴムの引っ張り
強度及び引き裂き強度の改善には有効であるものの、余
り多く配合するとゴム組成物の柔軟性を大きく低下させ
てしまうためである。

【００３７】また、熱可塑性エラストマー組成物には、
必要に応じて、老化防止剤、ワックス等を添加すること
ができる。老化防止剤としては、例えば、２−メルカプ
トベンゾイミダゾールなどのイミダゾール類、フェニル
−α−ナフチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジ−β−ナフチル−ｐ
−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−イソプロ
ピル−ｐ−フェニレンジアミンなどのアミン類、ジ−ｔ
ｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、スチレン化フェノー
ルなどのフェノール類などが挙げられる。

【００３８】上記ハロゲン化樹脂架橋剤、架橋反応活性
化剤、受酸剤以外の添加剤は一次混練時（一次組成物）
に添加しても、二次混練時（二次組成物）に添加しても
よい。

【００３９】一次混練及び二次混練は共に通常の方法で
行うことができ、例えば、オープンロール、バンバリミ
キサー、単軸押出機、二軸押出機等の公知のゴム混練装
置を用いて行うことができる。一次混練及び二次混練は
共に通常１５０℃〜２５０℃の温度で行うのが好まし
い。

【００４０】二次混練によって得られた混練物は、押出
成形、射出成形、プレス成形等の種々の成形方法を用い
て所望の形状に成形してゴム製品とする。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を配管
用継ぎ手に好適な熱可塑性エラストマー組成物の検討を
行った実験例により説明する。

【００４２】（実験１）下記の原料を用いて、表１〜３
の処方で実施例及び比較例の熱可塑性エラストマー組成
物を作製し、更にその組成物を成形して成形性及び成型
品の機械的物性について評価した。

【００４３】ＥＰＤＭゴム：出光ＤＳＭ製，ケルタン５
０９×１００（油展ＥＰＤＭゴムでＥＰＤＭゴム５０重
量％とパラフィンオイル５０重量％からなる。）ＳＢＲ：日本ゼオン製、ＮＳ２１０酸化亜鉛：三井金属鉱業製酸化亜鉛炭酸亜鉛：堺化学工業製炭酸亜鉛合成ハイドロタルサイト類化合物：協和化学工業製、Ｄ
ＨＴ４Ａ−２酸化マグネシウム：協和化学工業製、キョウワマグ１
５０水酸化カルシウム：井上石灰製水酸化カルシウム一酸化鉛：三井金属鉱業製リサージオイル：出光興産社製、ダイアナプロセスオイルＰＷ−
３８０ハロゲン化樹脂架橋剤（ブロミネーティッド・アルキル
フェノール・ホルムアルデヒド樹脂）：田岡化学社製、
タッキロール２５０−３ポリプロピレン：日本ポリケム製ノバテックＰＰＭＧ
０５ＢＳポリエチレン：住友化学製、スミカセンα ＧＺ８０２ナイロン樹脂：東洋紡社製、Ｔ−８０２ＳＥＰＳ系水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー：
クラレ社製、セプトン４０５５ＳＥＰＳ系水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー組
成物：クラレ社製、セプトンＣＪ００１

【００４４】

【表１】

【表２】

【表３】

【００４５】表において、ＥＰＤＭゴムの重量はオイル
を含む重量であり、ゴム分（ポリマー分）は記載の数値
の半分の量である。また、ＳＥＰＳ系水素添加スチレン
系熱可塑性エラストマー組成物はＳＥＰＳ系水素添加ス
チレン系熱可塑性エラストマーを主成分にオイル、ポリ
プロピレンが配合されているものである。

【００４６】熱可塑性エラストマー組成物の作製は次の
ようにして行った。表中の二次添加剤の記載のないもの
については、ゴムを二軸一軸押出機（モリヤマ製２ＴＲ
−７５）を用いてφ４ｍｍ×４ｍｍＬの大きさにペレッ
ト化し、このペレットを、熱可塑性ポリマー、及び表中
の一次添加剤と共にタンブラーで混合し、混合物を二軸
押出機（アイペック製ＨＴＭ３８）に投入する一方、別
の投入口よりハロゲン化樹脂架橋剤を投入して、混練成
形して、リボン状（３ｍｍ厚×３０ｍｍ幅）の生成物を
得、冷却後、２ｍｍになるように両面をスライスして試
験片を作製した。混練は１８０℃で２００ｒｐｍにて行
った。

【００４７】表中の二次添加剤の記載のあるものについ
ては、上記の混練（一次混練）後の生成物をペレット化
し、このペレットと二次添加剤をタンブラーで混合し、
次いで、該混合物を２軸押出機（アイペック製ＨＴＭ３
８）に投入して二次混練を行って、リボン状（３ｍｍ厚
×３０ｍｍ幅）の生成物を得、冷却後、２ｍｍになるよ
うに両面をスライスして試験片を作製した。

【００４８】上記作製した試験片にて、ＪＩＳＫ６３
０１に基づく特性試験と接触金属のサビ発生試験と耐オ
ゾン性試験を行った。［ＪＩＳＫ６３０１の基づく特性試験］硬度（Ｈ
ｓ）、引張破断時の伸び（Ｅｂ）、引張強度（Ｔｂ）、
圧縮永久歪み（ＣＳ）について行った。Ｈｓ：スプリング式硬さ試験（Ａ型）［deg］Ｅｂ：試験片ダンベルＮＯ．３［％］Ｔｂ：試験片ダンベルＮＯ．３［ｋｇ／ｃｍ²］ＣＳ：熱処理７０℃×２２ｈｒ×２５％圧縮後、残留圧
縮歪を測定［％］

【００４９】［接触金属のサビ発生試験］サンプルのス
ラブ状ゴム部品に接触する金属面をショットブラストし
た後、該金属面をスラブ状ゴム部品に接触させ、ギアー
オーブンに２週間熱老化させた。その後、スラブ状ゴム
部品のみを取り出し、サンプルのみを７日間常温放置し
てサビの発生の有無を目視で確認した。

【００５０】［耐オゾン性試験］スラブ状ゴム部品を１
０％伸張させた後、温度４０℃、オゾン濃度５０ｐｐｈ
ｍの条件下に試験片ダンベルＮＯ．１を３００時間放置
して、クラックの発生の有無を目視で判断した。

【００５１】以上の試験結果を表１〜表３の下段に示し
た。

【００５２】比較例１〜４は架橋反応活性剤である酸化
亜鉛の添加部数を変更して添加し、一次混練によりＥＰ
ＤＭゴムの動的架橋を行って、ポリプロピレンからなる
マトリクスに架橋したＥＰＤＭゴムを分散させたエラス
トマー組成物を得ている。

【００５３】比較例１、２は架橋したＥＰＤＭゴムが粒
径１０μｍ以下の微粒子状に分散し、エラストマー組成
物の成形性は良好で、成形品（試験片）の機械的物性も
問題なかった。しかしながら、ハロゲン化樹脂架橋剤よ
り遊離したハロゲンが活性状態のまま残り、接触する金
属面に錆を発生させた。

【００５４】比較例３、４は架橋反応活性剤である酸化
亜鉛の添加量が多すぎ、ＥＰＤＭゴムを微粒子状に分散
させる前に架橋反応が終了して、架橋したゴムの粒子径
が大きくなった。このため、エラストマー組成物の成形
において、可塑化し、流動させると、リボン状生成物の
表面に架橋ゴム粒子が出て、細かな凹凸を生じた。

【００５５】比較例５は架橋反応活性剤として炭酸亜鉛
を添加し、一次混練によりＥＰＤＭゴムの動的架橋を行
って、ポリプロピレンからなるマトリクスに架橋したＥ
ＰＤＭゴムを分散させたエラストマー組成物を得てい
る。該比較例５は上記実験例１、２と同様の結果であっ
た。すなわち、エラストマー組成物の成形性は良好で、
成形品の機械的物性も問題はないが、樹脂架橋剤より遊
離したハロゲンが活性状態のまま残り、接触する金属面
に錆を発生させた。

【００５６】比較例６は架橋反応活性剤である酸化亜鉛
と共に受酸作用のある合成ハイドロタルサイト類化合物
を添加し、一次混練によりＥＰＤＭゴムの動的架橋を行
って、ポリプロピレンからなるマトリクスに架橋したＥ
ＰＤＭゴムを分散させたエラストマー組成物を得てい
る。該比較例６では混練過程でハイドロタルサイト類化
合物の受酸作用によりハロゲン化樹脂架橋剤から遊離す
るハロゲンが捕獲されてしまい、架橋反応が十分に進行
せず、エラストマー組成物中に未架橋のゴム成分が残留
していた。また、ゴムは３０μｍ以上の粒径で分散して
いた。このため、成型品と接触する金属面への錆発生は
なかったが、組成物（成形品）の圧縮永久歪みが大き
く、また、引張強度も乏しかった。

【００５７】比較例７〜比較例９は、架橋反応活性作用
と受酸作用のある酸化マグネシウム、水酸化カルシウ
ム、一酸化鉛をそれぞれ添加して一次混練によりＥＰＤ
Ｍゴムの動的架橋を行って、ポリプロピレンからなるマ
トリクスに架橋したＥＰＤＭゴムを分散させたエラスト
マー組成物を得ている。しかしながら、酸化マグネシウ
ム、水酸化カルシウム、一酸化鉛は、架橋反応の活性作
用よりも受酸作用が強いためか、架橋反応が十分に進行
せず、実験例６と同様の結果であった。

【００５８】実施例１、２は架橋反応活性剤である酸化
亜鉛の添加量を比較例１、２の実験結果から得られた好
ましい添加量に対応させて一次混練により動的架橋を行
った後、一次混練により得られたエラストマー組成物に
更に酸化亜鉛を添加して二次混練して最終生成物を得て
いる。これら実施例１、２では、架橋したＥＰＤＭゴム
が粒径１０μｍ以下の微粒子状に分散し、エラストマー
組成物の成形性は良好で、成形品（試験片）の機械的物
性も良好であった。しかも、上記比較例１、２において
発生した接触する金属面の錆発生も無く、良好な結果を
得ることができた。よって、該実施例１、２により、一
次混練でゴムを動的架橋した後、酸化亜鉛を添加して二
次混練すると、酸化亜鉛が受酸作用を示してハロゲン化
樹脂架橋剤から遊離したハロゲンを捕獲してハロゲンを
不活性にすることが確認できた。

【００５９】実施例３、４は実施例１、２における酸化
亜鉛を炭酸亜鉛に変更し、一次混練、二次混練を行った
ものである。該実施例３、４においても実施例１、２と
同様の良好な結果を得ることができた。よって、炭酸亜
鉛は一次混練における架橋活性反応活性剤として有効に
作用し、二次混練では受酸剤として使用できることが分
かった。

【００６０】実施例５、６は実施例２における二次混練
で添加した酸化亜鉛に変えて受酸作用の強いハイドロタ
ルサイト類化合物を添加して二次混練を行ったもので、
実施例５、６ではハイドロタルサイト類化合物の添加量
を相違させている。これらの実施例ではハイドロタルサ
イト類化合物の添加量に関わらず実施例２と同様の良好
な結果を得ることができた。

【００６１】実施例７〜１０は実施例２における二次混
練で添加した酸化亜鉛に変えて酸化マグネシウム、水酸
化カルシウム、一酸化鉛、炭酸亜鉛をそれぞれ添加して
二次混練を行ったものである。これらの実施例おいても
実施例２と同様の良好な結果を得ることができた。よっ
て、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、一酸化鉛、
及び炭酸亜鉛を二次混練における受酸剤として使用でき
ることが分かった。

【００６２】実施例１１は実施例３における二次混練で
添加した炭酸亜鉛に変えて酸化亜鉛を添加して二次混練
を行ったものである。この実施例１１においても実施例
３と同様の良好な結果を得ることができた。

【００６３】実施例１２〜１６は、上記実施例１〜１
１、及び、比較例１〜９の結果を参考に、一次混練にお
ける架橋反応活性化剤として酸化亜鉛を用い、二次混練
における受酸剤にハイドロタルサイト類化合物を用い、
１次混練におけるマトリクスとなる熱可塑性ポリマーを
相違させている。ポリプロピレンを用いた実施例１２、
ポリエチレンを用いた実施例１３、水素添加スチレン系
熱可塑性エラストマーを用いた実施例１４、ポリプロピ
レンと水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを用い
た実施例１５、１６はいずれも実施例２と同様の良好な
結果を得ることができた。

【００６４】実施例１７、比較例１０は、上記実施例１
〜１１、及び、比較例１〜９の結果を参考に、一次混練
における架橋反応活性化剤として酸化亜鉛を用い、二次
混練における受酸剤にハイドロタルサイト類化合物を用
い、ゴムにＥＰＤＭゴムとＳＢＲの混合物を用いたもの
で、ＥＰＤＭゴムとＳＢＲの混合比を互いに相違させて
いる。ＥＰＤＭゴムが５０重量％以上である実施例１７
では耐オゾン性は良好であるが、ＥＰＤＭゴムが５０重
量％を下回った比較例１０では耐オゾン性が悪く、耐オ
ゾン性のためにはゴム中にＥＰＤＭゴムを５０重量％以
上含有させることが必要であることが分かった。

【００６５】（実験２）本実験では長期に亘って強く圧
縮した状態で使用される配管用継ぎ手を実際に成形し
て、配管用継ぎ手に好適なゴムと熱可塑性ポリマーの配
合比を検討した。すなわち、表４に示すように、上記実
験１の結果に基づいて一次混練における架橋反応活性化
剤として炭酸亜鉛を用い、ゴムと熱可塑性ポリマーの配
合比を種々変更し、一次混練によりゴムを動的架橋し
て、次いで、一次混練物にハイドロタルサイト類化合物
を二次添加して更に混練し、得られた混練生成物をペレ
ット化し、ペレットを射出成形して配管用継ぎ手１〜３
を作製した。

【００６６】配管用継ぎ手１は熱可塑性エラストマー組
成物中のゴムと熱可塑性ポリマー（ポリプロピレンとＳ
ＥＰＳ組成物）の重量比を４０：６０とし、配管用継ぎ
手２は熱可塑性エラストマー組成物中のゴムと熱可塑性
ポリマー（ポリプロピレンとＳＥＰＳ組成物）の重量比
を３５：６５とし、配管用継ぎ手３は熱可塑性エラスト
マー組成物中のゴムと熱可塑性ポリマー（ポリプロピレ
ンとＳＥＰＳ）の重量比を１０：９０とした。また、熱
可塑性エラストマー組成物には柔軟性を高めるためパラ
フィンオイルを添加した。いずれの熱可塑性エラストマ
ー組成物も架橋したゴム微粒子が１０μｍ以下の粒子径
で分散していた。

【００６７】

【表４】

【００６８】なお、表３に示す硬度（Ｈｓ）、引張破断
時の伸び（Ｅｂ）、引張強度（Ｔｂ）、圧縮永久歪み
（ＣＳ）は配管用継ぎ手とは別に上記実験１と同様に熱
可塑性エラストマー組成物を押出成形し、該押出成形物
をスライスして作製した試験片により行った。

【００６９】上記配管用継ぎ手１〜３は、図１に示し形
状とした。即ち、枝配管１の端部１ａが内挿される大径
の円筒部３Ａと、塩ビ配管２の端部２ａが内挿される小
径の円筒部３Ｂと、これら円筒部３Ａと円筒部３Ｂとを
傾斜壁により連結している連結部３Ｃとを備えた継ぎ手
３とした。円筒部３Ａ及び円筒部３Ｂの大きさは配管の
太さに応じて決定するが、ここでは、円筒部３Ａの外径
を４５０ｍｍ、円筒部３Ｂの外径を３２０ｍｍとした。
また、円筒部３Ａ、円筒部３Ｂ、連結部３Ｃの筒壁の肉
厚は同一で８ｍｍとした。また、連結部３Ｃの傾斜角度
（α）は６５°とした。

【００７０】円筒部３Ａ及び円筒部３Ｂの外周面には、
それぞれ、外周面の円周方向に互いに平行に形成した２
つの凸部４ａ、４ｂにより区画されて形成された締結バ
ンドの装着部４を設けた。また、円筒部３Ａ及び円筒部
３Ｂの内周面には、それぞれ、上記締結バンドの装着部
４と対向する位置に円周方向に互いに平行に形成した複
数の凸部５を形成した。該凸部５は、締結バンドで第１
筒部３Ａ及び第２筒部３Ｂを締め付けた時、枝配管１の
端部１ａの外周面及び塩ビ配管２の端部２ａの外周面に
変形を起こしながら密着し、管内に機密性を付与するた
めのものである。凸部５の高さは２ｍｍとした。

【００７１】成形した配管用継ぎ手は、締結バンドで配
管に取り付け、（常温度下で内圧０．５ｋｇ／ｃｍ² で
２４時間保った。）、その後、締結バンドを外して配管
から配管用継手を取り外し、配管への取り付け施工性、
配管から取り外した後の配管用継手の性状を観察した。

【００７２】いずれの配管用継ぎ手も、熱可塑性エラス
トマー組成物の成形性に問題はなく、組成物が接触する
金型表面に錆は発生しなかった。配管用継ぎ手１、３と
も配管への取付施工性は良好で、しかも、取り外し後に
へたり(弾性及び伸縮性が劣化した状態)やクラックは認
められなかった。しかし、配管用継ぎ手２は組成物（試
験片）の圧縮永久歪みが３５で大きかったため、配管用
継ぎ手の配管への取り付け施工性は問題なかったが、配
管から取り外した後に配管にへたりが生じ、長期間及び
繰り返しの使用において、良好な機密性を維持するには
満足できる性能ではなかった。よって、配管用継ぎ手を
成形する場合には、熱可塑性エラストマー組成物中にお
いてゴムの配合量を熱可塑性ポリマーとの重量比（ゴ
ム：熱可塑性ポリマー）で４０：６０以上にしてゴムを
比較的多めに配合しなければならないことが分かった。

【００７３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ゴムを熱可塑性ポリマーと共にハロゲン化樹
脂架橋剤の存在下に加熱混練して動的架橋し、架橋ゴム
を熱可塑性ポリマーからなるマトリクスに微粒子状に分
散させた組成物を生成した後、該組成物に受酸剤を添加
して組成物中に残留するハロゲンを捕獲して不活性化す
ることにより、成形性、機械的物性が良好で、しかも、
成形時の金型の腐食、成形後の製品が金属と接触した時
の金属の腐食を防止できる熱可塑性エラストマー組成物
を得ることができる。

【００７４】また、成形して配管用継ぎ手とした場合、
配管から取り外した時にクラックやへたりの発生がない
機密性に優れた配管用継ぎ手を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の配管用継ぎ手の一具体例であり、
（Ａ）は該継手により大径の配管と端部と小径の配管の
端部と連結している状態の断面図、（Ｂ）は図（Ａ）の
継手の断面拡大図である。

【符号の説明】

１円筒状枝配管２円筒状塩ビ配管３継手３Ａ大径の円筒部３Ｂ小径の円筒部３Ｃ連結部４締結バンドの装着部５凸部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ＥＰＤＭゴムを５０重量％以上含むゴム
をハロゲン化樹脂架橋剤を用いて動的架橋して熱可塑性
ポリマーからなるマトリクスに微粒子状に分散せしめた
一次組成物に受酸剤を二次添加してなる熱可塑性エラス
トマー組成物。
【請求項２】上記受酸剤は金属酸化物、金属炭酸塩、
水酸化物、及び無機酸塩類から選ばれる少なくとも１種
からなる請求項１に記載の熱可塑性エラストマー組成
物。
【請求項３】上記熱可塑性ポリマーがポリオレフィン
系樹脂或いは／及び水素添加スチレン系熱可塑性エラス
トマーからなる請求項１又は請求項２に記載の熱可塑性
エラストマー組成物。
【請求項４】上記ゴムと熱可塑性ポリマーとの重量比
（ゴム：熱可塑性ポリマー）が２０：８０〜９０：１０
の範囲にある請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記
載の熱可塑性エラストマー組成物。
【請求項５】上記ゴムと熱可塑性ポリマーとの重量比
（ゴム：熱可塑性ポリマー）が４０：６０〜９０：１０
の範囲にある請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記
載の熱可塑性エラストマー組成物を成形してなる、熱可
塑性エラストマー組成物を用いた配管用継ぎ手。