JP4131502B2 - ロボットによる押出しによる、シール化用途の軟質の化学的に発泡された熱可塑性加硫ゴム - Google Patents
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Description
本発明は、熱可塑性ゴム、熱可塑性ポリオレフィン樹脂及び化学的発泡剤を含有し、ロボットによる押出しにより押し出され得て、かつ発泡され得る、熱可塑性エラストマー組成物(TPE)に関する。
ロボットによる押出しは、熱可塑性ポリマーの寸法規制された形材の、自動取扱い単位装置(ロボット)の加工領域に配置された物品上への押出しを容易にする。押出機において溶融されたポリマーが、加熱された耐圧ホースにより、自動取扱い単位装置により案内され、押出しダイを備えた加熱された押出機ヘッドに供給される。そのポリマーは押し出され、物品上に堆積される。押出機のシリンダーと押出しノズル/ダイとの連接は、電気により加熱された耐高圧ホースによりなされる。耐高圧ホースは、操作温度において少なくとも約250バールの圧力に耐えなくてはならない。そのホースは、ホースに約200℃の温度に規則的な加熱を与える電気による加熱コイルを有する。一方、耐高圧ホースは、制限なく押出しダイの動きに従うことができ、ロボットの動きを邪魔しないように十分に柔軟性でなくてはならない。耐高圧ホースは、特定の状況において押出し操作に干渉することができる特定の捩り剛性を必然的に有する。
本発明は、得られた発泡体の溶融強度のような良好な化学的発泡性を維持しながらロボットによる押出しにより押し出され発泡されることができるように、低い粘度及びショアーA硬度並びに良好な流動性を有するTPV類を提供することを目的とする。
(A)(i).完全に硬化されたゴム及び
(ii).熱可塑性ポリオレフィンホモポリマー又はコポリマー
を含有し、約35乃至約85のショアーA硬度(5秒の遅れにおいてASTM D2240−02により測定される)を有する、熱可塑性ゴム、
(B)エチレンと酢酸ビニルのコポリマー(EVA)、C2乃至C12モノオレフィンのターポリマー及びそれらの混合物から成る群から選ばれ、約0.2乃至約10.0の溶融流量(230℃/2.16kg荷重においてASTM D1238−01により測定される)を有する熱可塑性樹脂及び
(C)化学的発泡剤
を含有する発泡性熱可塑性エラストマー組成物に関する。
熱可塑性ゴム(A)
成分(A)として本発明により用いられる熱可塑性ゴム(エラストマー)組成物は、熱可塑性及び弾性の両方の組み合わせ(熱可塑性エラストマー、TPE)を有する。熱可塑性ゴム組成物は、一般的に、エラストマーが熱可塑性ポリオレフィンの連続相内で離散した粒子相として均質に均一に分散されるように、熱可塑性ポリオレフィンをエラストマー組成物(ゴム)とブレンドすることにより得られる。加硫された組成物に関する初期の研究は、Gesslerへの米国特許第3,037,954号に見出され、静的加硫、並びに加硫性エラストマーが樹脂状の熱可塑性ポリマー中に分散され、そのポリマーブレンドを連続的に混合し、剪断する間に、前記エラストマーが硬化される動的加硫の技術が開示されている。得られた組成物(熱可塑性エラストマー加硫ゴム“TPV”)は、ポリプロピレンのような熱可塑性ポリマーの未硬化マトリックス中の、ブチルゴム、塩素化ブチルゴム、ポリブタジエン、ポリイソブテン等のような硬化されたエラストマーのミクロゲル分散体である。
i.未硬化ゴム及び
ii.熱可塑性ポリオレフィンホモポリマー又はコポリマー、及び
iii.従来の添加剤及び充填剤
を混合すること、
次に、均質なブレンドが得られるまで、その混合物を混練下に溶融させること
により製造され得る。加熱及び剪断の条件下での混合の間の硬化剤(架橋剤又は加硫剤ともいう)のそのブレンドへの添加により、熱可塑性マトリックス中に分散された完全に硬化された(完全に加硫された又は完全に架橋されたともいう)ゴムの組成物が得られる。
約100gの熱可塑性エラストマー組成物の試料を計量し、微細な断片に切断(大きさ:0.5mm×0.5mm×0.5mm)する。密閉容器中で試料を30mlのシクロヘキサン中に23℃で48時間浸す。次に、その試料を取り出し、ろ紙上に置き、室温で一定重量に達するまで72時間以上乾燥させる。乾燥残査の重量から、ポリマー成分以外のすべてのシクロヘキサン不溶性成分(例えば、繊維充填剤、充填剤、顔料)の重量を差し引く。得られた値を「補正された最終重量(Y)」とする。一方、試料重量から、ポリマー成分以外のシクロヘキサン可溶性成分(例えば柔軟剤)の重量及びシクロヘキサン不溶性成分(例えば、繊維充填剤、充填剤、顔料)の重量を差し引く。得られた値を「補正された最初の重量(X)」とする。ゲル含量(シクロヘキサン不溶性成分の含量)は、下記の等式:
熱可塑性ゴム(A)における使用のために適するゴム(i)の例示的な非限定例には、エチレン/プロピレン/非共役ジエンゴム(EPDM)のようなエチレン/α−オレフィン/非共役ジエンコポリマーゴム、α−オレフィンが、プロピレン、1−ブテン、イソブチレン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、5−メチル−1−ヘキセン等のような、式、CH2=CHR(式中、Rは、1乃至12の炭素原子を有する直鎖又は分岐鎖のアルキル基である)を有するエチレン/α−オレフィンコポリマーゴムから成る群から選ばれるゴムが含まれる。好ましいエチレン/α−オレフィンコポリマーゴムはエチレン/プロピレンコポリマーゴム(EPM)である。前記ゴムの他の例は、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、C4乃至C 7 イソモノオレフィンとp−アルキルスチレンとのコポリマー又はそれらのハロゲン化誘導体、天然又は合成ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン/ブタジエンコポリマーゴム並びにそれらのブレンドである。
本明細書において、熱可塑性エラストマー成分(A)の記載と関連して用いられている「熱可塑性ポリオレフィン」という用語は、熱可塑性性質を示すいずれかのポリオレフィン樹脂を意味する。
及びポリブチレン(PB)が含まれる。しかし、それらの他のポリオレフィン樹脂は、本発明の熱可塑性エラストマー組成物(a)に、ポリプロピレン(PP)又は高密度ポリエチレン(HDPE)とともに組み込まれ得る。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物が、その組成物中に含有されるエラストマーを十分に硬化させる条件下で動的加硫に付され、少なくとも主部分の固体粒子成分の前記エラストマーへの浸透を防いだ後に添加される固体の粒子成分は、一つ又は複数の充填剤、一つ又は複数の一定の添加剤又はそれらの混合物である。
本発明によると、適する熱可塑性樹脂(B)は、約0.2乃至約10.0、好ましくは約0.5乃至約4.0、最も好ましくは約1.0乃至約3.5(230℃/2.16kg荷重においてASTM D1238−01により測定される)、の溶融流量(MFR)を有する。好ましい熱可塑性樹脂は、
− C2乃至C12−、好ましくはC2乃至C10−、最も好ましくはC2乃至C8−モノオレフィンと酢酸ビニルとのランダム又はブロックコポリマー、
− 構造においてランダム分布又は多序列(多ブロック)構造を有するC2乃至C12モノオレフィンのターポリマー及び
− 前記コポリマーのブレンド
から成る群から選ばれる。
「発泡剤」という用語は、典型的には、単独で他の物質と組み合わされて、ポリマー内部に気泡構造を生成することができるいずれかの物質を記載するのに用いられる。本発明に関しては、化学的発泡剤が好ましい。
本発明による熱可塑性エラストマー組成物は、押出機及び加熱された耐圧ホースにより加熱された押出しダイに供給される。そのダイは、ロボットにより案内され、エラストマーは押し出され、押出しダイによりその表面に配置される。このように、本発明は、熱可塑性エラストマーが適用される物品の表面に、必要な場合、その表面の適切な予備処理の後に、熱可塑性エラストマーを供給することから成る。そのダイは、自動取扱い装置により案内され、そのエラストマーは押し出され、押出しダイにより物品の表面に適用される。
実施例において下記の成分を用いた。
ショアーA硬度=35(5秒遅れにおいてASTM D2240−02)
Advanced Elastomer Systems L.P.(米国、アクロン)から市販されている
約3.0重量%のカーボンブラック[Cabot(登録商標)PE2272]を添加
熱可塑性ポリオレフィン(B):
B1:Elvax(登録商標)265;約28%の酢酸ビニルを含有し、約3.7g/10分の溶融流量(213℃/2.16kgにおけるASTM D1238−01)を有するエチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)
B2:Elvax(登録商標)360;約25%の酢酸ビニルを含有し、約2.0g/10分の溶融流量(213℃/2.16kgにおけるASTM D1238−01)を有するエチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)
B3:Adflex(登録商標)X100G;約8.0g/10分の溶融流量(213℃/2.16kgにおけるASTM D1238−01)を有するエチレン/プロピレン/1−ブテンターポリマー
B4:Kraton(登録商標)G 1650(Shell);30重量%のスチレンを含有し、約0.1g/10分未満の溶融流量(200℃/5.0kgにおけるASTM D1238−01)を有するスチレン−エチレン−ブテン−スチレン(SEBS)ブロックコポリマー
化学的発泡剤(C):
C1:Hydrocerol(登録商標)BIH 40(Clariantから);ポリエチレン中クエン酸/重炭酸塩の40%分散体
C2:Tracel(登録商標)IM 7200(Tramacoから)
「+」は良好(独立気泡、滑らかな表面)。
「0」は容認できる。
「−」は容認できない(例えば、連続気泡及び粗い表面)。
Claims (2)
- (A)(i).完全に硬化されたゴム及び
(ii).熱可塑性ポリオレフィンホモポリマー又はコポリマー
を含有し、35乃至85のショアーA硬度(ASTM D2240−02により測定される)を有する、熱可塑性ゴム、
(B)C2乃至C12モノオレフィンと酢酸ビニルとのランダム又はブロックコポリマー、C2乃至C12モノオレフィンのターポリマー及びそれらの混合物から成る群から選ばれ、0 . 2乃至5 . 0の流量(230℃/2.16kg荷重においてASTM D1238−01により測定される)を有する熱可塑性樹脂及び
(C)化学的発泡剤
を含有することを特徴とし、且つ、(A)と、(B)と、(C)との総重量に基づいて、(A)を80−98重量%、(B)を1−10重量%、及び(C)を1−10重量%含むことを特徴とする、押出し成形用発泡性熱可塑性エラストマー組成物。 - (1) 供給域、転移域、計量域、前部域及び排出域を含む複数の温度域を有する押出機のバレルに、
(A)(i).完全に硬化されたゴム及び
(ii).熱可塑性ポリオレフィンホモポリマー又はコポリマー
を含有し、35乃至85のショアーA硬度(ASTM D2240−02により測定される)を有する、熱可塑性ゴム、
(B)C2乃至C12モノオレフィンと酢酸ビニルとのランダム又はブロックコポリマー、C2乃至C12モノオレフィンのターポリマー及びそれらの混合物から成る群から選ばれ、0 . 2乃至0 . 5の流量(230℃/2.16kg荷重においてASTM D1238−01により測定される)を有する熱可塑性樹脂及び
(C)化学的発泡剤
を含有し、且つ、(A)と、(B)と、(C)との総重量に基づいて、(A)を80−98重量%、(B)を1−10重量%、及び(C)を1−10重量%含むことを特徴とする、発泡性熱可塑性エラストマー組成物を装入する工程、
(2)バレル内の温度分布を供給域の温度が後の域の温度よりも低くない温度である温度分布に維持する工程、及び
(3)加熱された押し出しダイにより押出物を出す工程
を含む、発泡された押出物を製造する方法。
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