JP5228277B2 - 熱可塑性エラストマー組成物およびそれを用いるグレイジングガスケット - Google Patents
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ガスケット用として提案されている熱可塑性エラストマー組成物としては、例えば、特許文献1および特許文献2が挙げられる。
特許文献1には、「100℃ムーニー粘度(ML1+4100℃)が120〜350であるオレフィン系共重合体ゴム100重量部当たり、鉱物油系軟化剤を20〜150重量部含有する油展オレフィン系共重合体ゴム(A)40〜95重量%、1.7dl/g以上の還元粘度を有するプロピレン系重合体樹脂(B)5〜60重量%並びにポリブテン、ポリイソブチレンおよびブチルゴムから選ばれる少なくとも1種の重合体(C)0〜50重量%からなる混合物を動的に熱処理して部分架橋してなることを特徴とする熱可塑性エラストマー組成物。」が記載されている。
特許文献2には、「(イ)エチレン・α−オレフィン系ランダム共重合体、(ロ)オレフィン樹脂、および(ホ)軟化剤を含有する混合物を、(ヘ)有機過酸化物の存在下で動的に熱処理するにあたり、(ト)マレイミド化合物を(イ)エチレン・α−オレフィン系ランダム共重合体、(ロ)オレフィン樹脂、および(ホ)軟化剤との合計量100重量部に対し0.3〜10重量部添加し、動的に熱処理して得られることを特徴とする熱融着用熱可塑性エラストマー組成物。」が記載されている。
また、特許文献3には、ゴムローラ用として、「ゴム100重量部に対して水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとオレフィン系樹脂を合わせて20重量部以上200重量部以下を含み、かつ、上記ゴムを樹脂加硫剤により動的加硫して上記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとオレフィン系樹脂の混合物中に分散させたゴム組成物。」が提案されている。
このようなホットメルト系接着剤とグレイジングガスケットとの接着力の低下は、特許文献1〜3に記載されている組成物中のゴムに軟化剤として配合されているパラフィンオイルのようなオイルおよび/または可塑剤がホットメルト系接着剤に移行するために起こることを本発明者は見出した。
また、本発明者は、単に熱可塑性エラストマー組成物中のオイルおよび/または可塑剤の含有量を減らすと、熱可塑性エラストマー組成物の粘度が極端に増加し流動性が損なわれることを見出した。
したがって、本発明は、流動性に優れる熱可塑性エラストマー組成物と、ホットメルト系接着剤との接着性に優れるグレイジングガスケットと、長期耐久性に優れるグレイジングガスケット付き複層ガラスとを提供することを課題とする。
また、本発明者は、このような熱可塑性エラストマー組成物とガラスとの間にホットメルト系接着剤を有する積層体が、熱可塑性エラストマー組成物とホットメルト系接着剤との接着性に優れることを見出した。
また、本発明者は、このような熱可塑性エラストマー組成物から得られるグレイジングガスケットがホットメルト系接着剤との接着性に優れること、および、このようなグレイジングガスケットと複層ガラスとの間にホットメルト系接着剤を有するグレイジングガスケット付き複層ガラスが長期耐久性に優れることを見出して、本発明を完成させたのである。
(1) 結晶性ポリオレフィンおよびスチレン系熱可塑性エラストマー10〜35質量%と、油展エチレンプロピレンジエン三元共重合体および/またはエチレンプロピレンジエン三元共重合体である未架橋ゴムと、液状ポリブテン、液状ポリイソブテン、液状ポリイソプレン、液状ポリブタジエン、液状ポリα−オレフィン、液状エチレンα−オレフィン共重合体、液状エチレンプロピレン共重合体および液状エチレンブチレン共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、かつ、40℃における動粘度が1000〜200000mm2/sである液状ポリマー10〜40質量%と、架橋剤とを含有し、さらに、オイルおよび/または可塑剤を15質量%以下含有する混合物を、動的架橋させることにより得られうる熱可塑性エラストマー組成物であって、
前記結晶性ポリオレフィンが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレン共重合体、エチレンα−オレフィン共重合体、プロピレンα−オレフィン共重合体、エチレンプロピレンα−オレフィン共重合体、エチレンブテン共重合体、プロピレンブテン共重合体およびエチレンプロピレンブテン共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、
前記スチレン系熱可塑性エラストマーが、水素添加スチレンブタジエンランダム共重合体、水素添加スチレンブタジエンブロック共重合体、水素添加スチレンイソプレンブロック共重合体、ポリスチレン−水素添加ポリブタジエン−水素添加ポリイソプレンブロック共重合体およびポリスチレン−水素添加ポリブタジエン−ポリイソプレン−ポリスチレン共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、かつ
前記結晶性ポリオレフィン100質量部に対して、前記スチレン系熱可塑性エラストマーが20〜200質量部である、熱可塑性エラストマー組成物。
(2)前記スチレン系熱可塑性エラストマーが、水素添加スチレンブタジエンランダム共重合体、水素添加スチレンブタジエンブロック共重合体および水素添加スチレンイソプレンブロック共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、かつ、
前記水素添加スチレンブタジエンランダム共重合体および前記水素添加スチレンブタジエンブロック共重合体中のブチレン成分の含有量が、前記水素添加スチレンブタジエンランダム共重合体および前記水素添加スチレンブタジエンブロック共重合体中のエチレン成分と前記ブチレン成分との合計量の50〜90質量%である上記(1)に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
(3)前記スチレン系熱可塑性エラストマーが、水素添加スチレンブタジエンランダム共重合体、水素添加スチレンブタジエンブロック共重合体および水素添加スチレンイソプレンブロック共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、かつ、
前記水素添加スチレンイソプレンブロック共重合体中のプロピレン成分の含有量が、前記水素添加スチレンイソプレンブロック共重合体中のエチレン成分と前記プロピレン成分との合計量の50〜90質量%である上記(1)に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
(4)前記混合物を動的架橋させることにより、前記未架橋ゴムの少なくとも一部が架橋ゴムとなり、前記架橋ゴムが前記熱可塑性ポリマー中で粒子状に分散している上記(1)〜(3)のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
(5)JIS A硬度が65以下であり、圧縮永久歪(100℃×22時間)が50%以下であり、引張強度が4.5MPa以上であり、180℃およびせん断速度100s-1の条件下における粘度が3000Pa・s以下である上記(1)〜(4)のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
(6)前記JIS A硬度が45〜65である上記(5)に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
(7)上記(1)〜(6)のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物から得られるグレイジングガスケット。
(8)上記(1)〜(6)のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物とガラスとの間に、ホットメルト系接着剤を有する積層体。
(9)複層ガラスと上記(7)に記載のグレイジングガスケットとの間にホットメルト系接着剤を有するグレイジングガスケット付き複層ガラス。
本発明のグレイジングガスケットは、ホットメルト系接着剤との接着性に優れる。
本発明のグレイジングガスケット付き複層ガラスは、長期耐久性に優れる。
はじめに、本発明の熱可塑性エラストマー組成物について説明する。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、
熱可塑性ポリマー10〜35質量%と、未架橋ゴムと、40℃における動粘度が1000〜200000mm2/sである液状ポリマー10〜40質量%と、架橋剤とを含有し、さらに、オイルおよび/または可塑剤を15質量%以下含有する混合物を、動的架橋させることにより得られうる組成物である。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物に含有される熱可塑性ポリマーは、特に限定されない。例えば、ポリオレフィン;熱可塑性エラストマー;エポキシ化ポリエチレンのようなエポキシ基含有ポリオレフィン;無水マレイン酸変性ポリプロピレンのような無水マレイン酸含有ポリオレフィン;エチレン−メタクリル酸共重合体のようなカルボキシ基含有ポリオレフィン;シラングラフトポリエチレン、シラングラフトポリプロピレンのような加水分解性ケイ素基含有結晶性ポリオレフィン;ポリアミド;ポリエステル;エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)のような熱可塑性樹脂が挙げられる。
ポリプロピレンとしては、例えば、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレンが挙げられる。
また、ポリオレフィンとしては、結晶性または非晶性のものが挙げられる。
結晶性ポリオレフィンは、X線回折を介して測定される結晶化度が25%以上であるのが好ましい。
結晶性ポリオレフィンは、耐熱性、機械的強度、耐薬品性に優れるという観点から、結晶性ポリプロピレン、結晶性ポリエチレンが好ましい。
また、熱可塑性エラストマー組成物の流動性により優れ、熱可塑性エラストマー組成物の硬度の上昇および圧縮永久歪の増加を抑制し、引張強度に優れるという観点から、h−SBR、SBS、SEBS、SEPSが好ましく、h−SBR、SEBS、SEPSがより好ましい。
スチレン系熱可塑性エラストマーのスチレン含有量(結合スチレン量)は、JIS K6383:2001(合成ゴムSBRの試験方法)に記載の試験方法に準じて求めることができる。
より詳細には、熱可塑性ポリマーの含有量は、熱可塑性ポリマーと未架橋ゴムと液状ポリマーとオイルおよび/または可塑剤と架橋剤と充填剤と架橋助剤との合計量中の、10〜35質量%である。
また、熱可塑性ポリマーの含有量が10質量%以上の場合、熱可塑性ポリマーがマトリックスとなり架橋ゴムがドメインとなる熱可塑性エラストマー組成物を得ることができる。
より詳細には、熱可塑性ポリマーの含有量は、熱可塑性エラストマー組成物が低硬度、低圧縮永久歪を示しかつ機械的強度に優れるという観点から、熱可塑性ポリマーと未架橋ゴムと液状ポリマーとオイルおよび/または可塑剤と架橋剤と充填剤と架橋助剤との合計量中の10〜35質量%であるのが好ましく、20〜30質量%であるのがより好ましい。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物に含有される未架橋ゴムは、架橋しうるものであれば特に限定されない。
油展された未架橋ゴムは、未架橋ゴムとオイルおよび/または可塑剤とを含む。油展された未架橋ゴムとしては、例えば、油展エチレンプロピレンジエン三元共重合体(油展EPDM)が挙げられる。
油展された未架橋ゴムに含有されるオイルおよび/または可塑剤については後述する。
油展された未架橋ゴムは、その製法について特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
油展EPDMに使用されるオイルおよび/または可塑剤は、ゴム用軟化剤であれば特に制限されない。オイルまたは可塑剤としては、40℃における動粘度が1000mm2/s未満のものであるのが好ましい態様として挙げられる。
オイルとしては、例えば、やし油のような植物油;パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、芳香族系オイルのような鉱物油系炭化水素およびこれらの水素添加物が挙げられる。
パラフィン系オイルは特に制限されない。例えば、芳香族環、ナフテン環およびパラフィン鎖の混合物であって、パラフィン鎖の炭素数が全炭素数の50%以上のものが挙げられる。
オイルおよび/または可塑剤は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
未架橋ゴムは、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
動的架橋および熱可塑性ポリマーと未架橋ゴムとの含有量については後述する。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物に含有される液状ポリマーは、40℃における動粘度が1000〜200000mm2/sのものであり、その含有量は10〜40質量%である。
より詳細には、液状ポリマーの含有量は、熱可塑性ポリマーと未架橋ゴムと液状ポリマーとオイルおよび/または可塑剤と架橋剤と充填剤と架橋助剤との合計量中の、10〜40質量%である。
このような範囲の場合、オイルおよび/または可塑剤の含有量を低減させることができ、熱可塑性エラストマー組成物の流動性により優れ、オイルおよび/または可塑剤はホットメルト系接着剤へ移行しにくく、ホットメルト系接着剤と熱可塑性エラストマー組成物との接着性に優れる。
より詳細には、熱可塑性ポリマーと未架橋ゴムと液状ポリマーとオイルおよび/または可塑剤と架橋剤と充填剤と架橋助剤との合計量中の、20〜40質量%であるのが好ましい。
架橋剤としては、未架橋ゴムを架橋することができるものであれば特に制限されない。例えば、イオウ系、有機過酸化物系、フェノール樹脂系のゴム加硫剤が挙げられる。
イオウ系加硫剤の使用量は、例えば、未架橋ゴム100質量部に対して、0.5〜4質量部が好ましい。
有機過酸化物系加硫剤の使用量は、例えば、未架橋ゴム100質量部に対して、1〜15質量部であるのが好ましい。
フェノール樹脂系加硫剤の使用量は、例えば、未架橋ゴム100質量部に対して、1〜20質量部であるのが好ましい。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、オイルおよび/または可塑剤を15質量%以下含有する。
オイルおよび/または可塑剤は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。
より詳細には、オイルおよび/または可塑剤の含有量は、熱可塑性ポリマーと未架橋ゴムと液状ポリマーとオイルおよび/または可塑剤と架橋剤と充填剤と架橋助剤との合計量中の、15質量%以下である。
このような範囲の場合、オイルおよび/または可塑剤が熱可塑性エラストマー組成物からホットメルト系接着剤へ移行しにくい。
より詳細には、オイルおよび/または可塑剤の含有量は、熱可塑性ポリマーと未架橋ゴムと液状ポリマーとオイルおよび/または可塑剤と架橋剤と充填剤と架橋助剤との合計量中の、0〜10質量%であるのが好ましい。
これに対して、本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、オイルおよび/または可塑剤の含有量が15質量%以下と低減されており、オイルおよび/または可塑剤はホットメルト系接着剤へ移行しにくく、ホットメルト系接着剤と本発明の熱可塑性エラストマー組成物との接着力の低下を抑制することができる。
充填剤は、熱可塑性エラストマー組成物が含有できるものであれば特に制限されない。例えば、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、カーボンブラックが挙げられる。
また、充填剤の含有量は、熱可塑性エラストマー組成物中の5〜25質量%であるのが好ましく、10〜20質量%であるのがより好ましい。
より詳細には、充填剤の含有量は、熱可塑性ポリマーと未架橋ゴムと液状ポリマーとオイルおよび/または可塑剤と架橋剤と充填剤と架橋助剤との合計量中の、5〜25質量%であるのが好ましく、10〜20質量%であるのがより好ましい。
架橋助剤は、特に制限されない。例えば、例えば、酸化亜鉛;ステアリン酸、オレイン酸およびこれらのZn塩が挙げられる。
熱可塑性ポリマーと未架橋ゴムとの含有量は、ゴム状弾性に優れるという観点から、熱可塑性ポリマーと未架橋ゴムの質量比(熱可塑性ポリマー/未架橋ゴム)が、好ましくは85/15〜15/85であり、より好ましくは50/50〜30/70である。この割合の臨界は熱可塑性ポリマーと未架橋ゴムの体積比率と粘度比率との関係による。
すなわち、本発明の熱可塑性エラストマー組成物において、未架橋ゴムと熱可塑性ポリマーとを単純に溶融状態で混練しても、必ずしも目的とする分散構造の熱可塑性エラストマー組成物を得ることができない。熱可塑性ポリマーが連続相を構成し、未架橋ゴムが分散相を構成するには、下記式(1)で求められるα1の値が1未満となればよい。
α1の値が1以上である場合、本発明の熱可塑性エラストマー組成物の分散構造は逆転し、未架橋ゴムが連続相となってしまうおそれがある。
添加剤は、連続相、分散相の一方に含まれていてもよく、連続相、分散相の両方に含まれてもよい。添加剤の量は、特に制限されない。
相溶化剤は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
相溶化剤は、熱可塑性樹脂と未架橋ゴムの種類に応じて適宜選定することができる。
動的架橋は、予め熱可塑性ポリマーと未架橋ゴムと液状ポリマーとオイルおよび/または可塑剤とを2軸混練機等の混練機に供給して溶融混練し、連続相(マトリックス相)を形成する熱可塑性ポリマー中に未架橋ゴムを分散相(ドメイン)として分散させることによって行い、混練下に架橋剤を添加して混合物とし、混合物中の未架橋ゴムの少なくとも一部を架橋させ、架橋ゴムとするのが好ましい態様の1つとして挙げられる。
グアニジン系加硫促進剤としては、例えば、ジフェニルグアニジンが挙げられる。
チアゾール系加硫促進剤としては、例えば、ジベンゾチアジルジサルファイド(DM)、2−メルカプトベンゾチアゾールおよびそのZn塩、シクロヘキシルアミン塩が挙げられる。
スルフェンアミド系加硫促進剤としては、例えば、シクロヘキシルベンゾチアジルスルフェンアマイド(CBS)、N−オキシジエチレンベンゾチアジル−2−スルフェンアマイド、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアマイド、2−(チモルポリニルジチオ)ベンゾチアゾールが挙げられる。
ジチオ酸塩系加硫促進剤としては、例えば、Zn−ジメチルジチオカーバメート、Zn−ジエチルジチオカーバメート、Zn−ジ−n−ブチルジチオカーバメート、Zn−エチルフェニルジチオカーバメート、Tc−ジエチルジチオカーバメート、Cu−ジメチルジチオカーバメート、Fe−ジメチルジチオカーバメート、ピペコリンピペコリルジチオカーバメートが挙げられる。
チオウレア系加硫促進剤としては、例えば、エチレンチオウレア、ジエチルチオウレアが挙げられる。
混練時の剪断速度は500〜7500sec-1であるのが好ましい。
混練の合計時間は30秒〜10分、また、添加後の加硫時間は15秒〜5分であるのが好ましい態様として挙げられる。
架橋ゴムの粒径は、機械的強度に優れるという観点から、0.1〜数10μm程度の大きさであるのが好ましい。
また、調製された高温の熱可塑性エラストマー組成物は、例えば、押出機で押出しノズルからガラス等の被着体に打設、充填することができる。また、熱可塑性エラストマー組成物をホットメルト系接着剤のような接着剤と共押出してガラスに打設することができる。
また、使用できる共押出成形機は特に限定されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
JIS A硬度は、65以下であるのが好ましく、45〜65であるのがより好ましく、45〜55であるのがさらに好ましい。このような範囲の場合、熱可塑性エラストマー組成物の柔軟性に優れる。
圧縮永久歪は、50%以下であるのが好ましく、15〜50%であるのがより好ましく、15〜30%であるのがさらに好ましい。このような範囲の場合、熱可塑性エラストマー組成物が圧縮によってつぶれにくくなる。
引張強度は、4.5MPa以上であるのが好ましく、4.5〜10MPaであるのがより好ましく、6〜10MPaであるのがさらに好ましい。
180℃およびせん断速度100s-1の条件下における粘度は、3000Pa・s以下であるのが好ましく、500〜3000Pa・sMPaであるのがより好ましく、500〜1000Pa・sMPaであるのがさらに好ましい。このような範囲の場合、流動性に優れ、作業性に優れる。
ホットメルト系接着剤は、ゴム、ポリオレフィンのようなベースポリマーと、例えば、粘着性付与剤、可塑剤、ゴム組成物、ワックス、無機充填剤、老化防止剤、その他のポリマー等のような添加剤とを含有するものが好ましい態様として挙げられる。ベースポリマーと添加剤との量比は特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
ゴムはそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
粘着付与剤としては、例えば、ロジン樹脂、テルペン樹脂、石油樹脂、クマロンインデン樹脂、これらの変性物、水素添加物が挙げられる。SBRおよび/またはブチルゴムをベースとする場合、石油樹脂系および/またはテルペン樹脂系が好ましい。
ワックスとしては、例えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、フィッシャートロプシュワックスが挙げられる。
老化防止剤としては、例えば、フェノール系、アミン系が挙げられる。
この他に、例えば、各種の酸化防止剤、紫外線吸収剤、シランカップリング剤を含有することができる。
しかしながら、このような熱可塑性エラストマー組成物を用いてグレイジングガスケットを作製し、得られたグレイジングガスケットをホットメルト系接着剤で複層ガラスと接着させる場合、オイルおよび/または可塑剤が熱可塑性エラストマー組成物からホットメルト系接着剤へ移行し、ホットメルト系接着剤の接着力を低下させてしまうことを本発明者は見出した。
そこで、本発明者は、熱可塑性エラストマー組成物に含有されるオイルおよび/または可塑剤の含有量を15質量%以下に抑えることによって、オイルおよび/または可塑剤が熱可塑性エラストマー組成物からホットメルト系接着剤へ移行するのを抑制し、熱可塑性エラストマー組成物とホットメルト系接着剤との接着性に優れることを見出した。
そこで、本発明者は、40℃における動粘度が1000〜200000mm2/sである液状ポリマーを10〜40質量%含有させることにより、流動性に優れ、ホットメルト系接着剤への移行を抑制できる熱可塑性エラストマー組成物が得られることを見出したのである。
本発明の積層体は、
本発明の熱可塑性エラストマー組成物とガラスとの間に、ホットメルト系接着剤を有するものである。
本発明の積層体に使用されるガラスは、特に制限されない。例えば、従来公知のものが挙げられる。
また、本発明の積層体に使用されるホットメルト系接着剤は、特に制限されない。例えば、上述と同様のものが挙げられる。ブチル系、EPR系、SEBS系、SBR系が好ましい態様の1つとして挙げられる。
また、ガラスの上にホットメルト系接着剤と本発明の熱可塑性エラストマー組成物とを共押出成形して積層体を製造する方法が挙げられる。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物の押出成形の条件は上記と同様である。
また、本発明の熱可塑性エラストマー組成物をホットメルト系接着剤と共押出成形する条件は上記と同様である。
被着体として縦200mm、横25mm、厚さ3mmのガラスを1枚用意する。また、
本発明の熱可塑性エラストマー組成物を熱プレスを用いて200〜230℃に加熱、加圧して、縦200mm、横25mm、厚さ2mmのシート状サンプルとする。
ガラスに、SBR系のホットメルト系接着剤を0.05〜0.1g/cm2の量で塗布し、このホットメルト系接着剤と得られたシート状サンプルと接着させ、積層体とする。
次いで、得られた積層体を、23℃および50%RHの環境下で1週間置いて、接着力評価用サンプルとした。測定器具として引張試験機を用いて、つかみ具移動速度50mm/分の条件で、接着力評価用サンプルの90度はく離試験を行い接着強度を測定した。
本発明のグレイジングガスケットは、本発明の熱可塑性エラストマー組成物から得られるものである。
各機械的特性は、上記と同様である。
ホットメルト系接着剤は、本発明のグレイジングガスケットを接着させる前にガラスおよび/または本発明のグレイジングガスケットにあらかじめ塗布することができる。
接着強度の測定方法は上記と同様である。
本発明のグレイジングガスケット付き複層ガラスは、
複層ガラスと本発明のグレイジングガスケットとの間にホットメルト系接着剤を有するものである。
なかでも、製造効率の観点から、上記(3)の押出成形機、共押出成形機が好ましい。
このように、本発明のグレイジングガスケット付き複層ガラスは、複層ガラスと本発明のグレイジングガスケットとをホットメルト系接着剤で接着させることにより得ることができる。
接着強度の測定方法は上記と同様である。
(1)EPDM系コンパウンド(未架橋ゴム)
第1表の実施例5に示すゴムコンパウンドの成分および量比にて、EPDM(三井EPT4021、三井化学社製、以下同様。)と、液状ポリマーと、オイルと、充填剤[炭酸カルシウム、カーボンブラック(シーストV、東海カーボン社製、以下同様。)]と、ステアリン酸(ビーズステアリン酸NY、日本油脂社製、以下同様。)とをバンバリーミキサーを用いて100℃で混練し、EPDM系コンパウンドとし、ゴム用ペレタイザーで約100℃にてペレット化してEPDM系コンパウンドのペレットを得た。
第1表の実施例1〜4に示すゴムコンパウンドの成分および量比にて、油展EPDM(商品名:JSR EP106EF、JSR社製、EPDM100質量部に対してパラフィン系オイルを40質量部含有する。)と、液状ポリマーと、充填剤(炭酸カルシウム、カーボンブラック)と、ステアリン酸とをバンバリーミキサーを用いて100℃で混練し、油展EPDM系コンパウンドとし、ゴム用ペレタイザーで約100℃にてペレット化して油展EPDM系コンパウンドのペレットを得た。
第1表に示す熱可塑性ポリマーおよびゴムコンパウンドを第1表に示す量比でドライブレンドし、2軸混練機に投入し溶融混練した後、中間の投入口からを第1表に示す架橋剤および酸化亜鉛を第1表に示す量比で添加して動的架橋を行い、熱可塑性エラストマー組成物を調製した。このときの2軸混練機は、温度200℃で、せん断速度1000s-1に設定した。
・PP:サンアロマーPL400A(ポリプロピレン)、サンアロマー社製
・PE:ウルトゼックス 4020L(ポリエチレン)、プライムポリマー社製
・h-SBR:DYNARON 1321P、JSR社製
・SEBS:SBSの水素添加物、タフテック H1052、旭化成社製
・SEPS:SISの水素添加物、セプトンS2004、クラレ社製
・SBS:タフプレン315、旭化成社製
・EPDM:三井EPT4021、三井化学社製
・油展EPDM:JSR EP106EF、JSR社製、EPDM100質量部に対してパラフィン系オイルを40質量部含有する。
・PB:液状ポリブテン、出光ポリブテン 2000H、出光興産社製、40℃における動粘度160000mm2/s
・E・α−オレフィン共重合体:エチレン・α−オレフィン共重合体、ルーカント HC−2000、三井化学社製、40℃における動粘度37500mm2/s
・オイル:パラフィンオイル、ダイアナプロセスオイル PW−380、出光興産社製、40℃における動粘度400mm2/s
・架橋剤:臭素化フェノール、タッキロール250−I、田岡化学工業社製
・炭酸カルシウム:スーパーS、丸尾カルシウム社製
・カーボンブラック:シーストV、東海カーボン社製
・ステアリン酸:ビーズステアリン酸NY、日本油脂社製
・酸化亜鉛:亜鉛華3号、正同化学工業社製
熱可塑性エラストマー組成物の物性(JIS A硬度、圧縮永久歪、引張強度および粘度)、熱可塑性エラストマー組成物の接着性、グレイジングガスケットとサッシとの間の水密性、複層ガラスの長期耐久性および熱可塑性エラストマー組成物の塗布性とを下記のとおり評価した。結果を第2表に示す。
(1)評価用サンプルの作製
得られた熱可塑性エラストマー組成物を熱プレスを用いて200〜230℃に加熱、加圧して、厚さ2mmのシートとした。得られたシートを縦200mm、横25mmに切り出し、熱可塑性エラストマー組成物のシート状サンプルとした。
(2)JIS A硬度
得られたシート状サンプルを用いて、JIS K 6253:1997に準じてJIS A硬度を測定した。
JIS K6262:1997に準じて作製したサンプルを用いて、JIS A 5756:1997に準じて、100℃、22時間の条件で圧縮永久歪を測定した。
(4)引張強度
得られたシート状サンプルを用いて、JIS A 5756:1997に準じて、引張強度を測定した。
(5)粘度
得られた熱可塑性エラストマー組成物を使用して、キャピラリー型レオメータを用いて、180℃でのせん断速度100s-1における粘度を測定した。
縦200mm、横25mm、厚さ5mmのガラス1枚を準備した。このガラスの片面に、ホットメルト系接着剤(ハマタイト M−1500、横浜ゴム社製。以下同様。)を0.1g/cm2の量で塗布し、この上に得られたシート状サンプル(縦200mm、横25mm、厚さ2mm)をさらに積層させた。積層後、ガラスを温度23℃、湿度50%RHの環境下に1週間置き、ガラスと熱可塑性エラストマー組成物との積層体を得た。
評価基準は、接着強度が1N/mm以上のときを○、1N/mm未満のときを×とした。
また、上記90度はく離試験後の試験体のホットメルト系接着剤について、界面付近の物質のGPC測定を行い、熱可塑性エラストマー組成物に含まれるオイル成分由来の分子量ピークの有無を確認した。
まず、グレイジングガスケット付き複層ガラスおよびその作製について、添付の図面を用いて説明する。
図1は、本発明のグレイジングガスケット付き複層ガラスの一形態の断面の一部を模式的に示す概略図である。
図1において、1はグレイジングガスケット付き複層ガラスを示す。グレイジングガスケット付き複層ガラス1は、複層ガラスユニット13とグレイジングガスケット5とホットメルト系接着剤7とを有する。ホットメルト系接着剤7は、複層ガラスユニット13のガラス3とグレイジングガスケット5とを接着させている。
複層ガラスユニット13は、2枚のガラス3(縦950mm、横950mm)とスペーサ9と1次シール材10と2次シール材11とを有する。2枚のガラス3はその間にスペーサ9及び1次シール材10を介して対向されており、2枚のガラス3の内側とスペーサ9とから形成される開口した空間に2次シール材11が配置され、これにより2枚のガラス3の内側とスペーサ9とから形成される内部空間15が密封されている。複層ガラスユニット13の厚みは18mmである。
グレイジングガスケット付き複層ガラス1は、このような複層ガラスユニット13の両面のガラス3の端部に自動塗布装置(図示せず。)で熱可塑性エラストマー組成物とホットメルト系接着剤7とを共押出しすることによって作製される。
自動塗布装置は、特に制限されず、従来公知のものを使用することができる。本発明の実施例において使用する自動塗布装置は、I字形状の成形ダイ、熱可塑性エラストマー組成物用ショットポンプおよびホットメルト系接着剤用ショットポンプを具備する(図示せず。)。各ショットポンプは内部圧力を測定するための圧力計を有する(図示せず。)。
両面のガラス3の端部に自動塗布装置によって共押出された熱可塑性エラストマー組成物は、幅15mm、I字形状のグレイジングガスケット5となる。
ホットメルト系接着剤7は、厚さ0.2mmで塗布される。
また、熱可塑性エラストマー組成物とホットメルト系接着剤とは同じ幅15mmで両面のガラス3の端部に塗布される。
上記のようにして得られたサッシ付き複層ガラスを垂直に固定、サッシとグレイジングガスケットとの接点以外の繋ぎ・排水穴等をシールし、サッシ付き複層ガラスの上部から、グレイジングガスケット施工部を含むサッシ付き複層ガラスの両面に、水を5リットル/分で10分間流し、サッシ内へ水が浸入するか否かを評価した。
評価基準としては、水が浸入しなかった場合を○とし、水の浸入が10ミリリットル未満の場合を△とし、水の浸入が10ミリリットル以上の場合を×とした。
サッシ付き複層ガラスユニットを垂直に固定し、1年間の屋外暴露試験を行い、グレイジングガスケット付き複層ガラスの長期耐久性を評価した。
評価基準としては、グレイジングガスケットの外観異常(例えば、剥がれ、ずれ、隙間)および複層ガラスの性能劣化(例えば、ガラス内結露、サッシとのガタツキ)が認められた場合は×、複層ガラスの性能劣化は認められなかったが外観異常がある場合を△、外観異常および複層ガラスの性能劣化が双方とも認められなかった場合を○とした。
グレイジングガスケット付き複層ガラスを作製する際に、熱可塑性エラストマー組成物の複層ガラスに対する塗布性を評価した。
評価基準としては、上記の実施例で使用された自動塗布成形機から熱可塑性エラストマー組成物が吐出量10kg/hで吐出される際、熱可塑性エラストマー組成物用ショットポンプの圧力が20MPa未満の場合を○、20MPa以上の場合を×とした。
また、比較例2は、熱可塑性ポリマーの量が組成物中の35質量%を越えるため、組成物の硬度および圧縮永久歪が高く、これによりグレイジングガスケット付き複層ガラスの長期耐久性に劣った。
比較例3は、熱可塑性ポリマーの量が組成物中の10質量%未満だったため、組成物が粉状となり熱可塑性エラストマー組成物を得ることができなかった。
比較例4は、オイルの量が15質量%以下であるが液状ポリマーの量が10質量%未満のため、組成物の粘度が非常に高く、熱可塑性エラストマー組成物の塗布性が悪かった。
また、実施例1〜5の熱可塑性エラストマー組成物から得られる積層体はホットメルト系接着剤との接着性に優れる。
また、実施例1〜5の熱可塑性エラストマー組成物から得られるグレイジングガスケット付き複層ガラスは、グレイジングガスケットとサッシとの水密性に優れ、長期耐久性に優れる。
その結果、比較例1、2、4ではオイル成分由来の分子量ピークが検出され、オイルがホットメルト系接着剤に移行していることが分かった。
これに対して、実施例1〜5においては、オイル成分由来の分子量ピークは検出されなかった。
3 ガラス
5 グレイジングガスケット
7 ホットメルト系接着剤
9 スペーサ
10 1次シール材
11 2次シール材
13 複層ガラスユニット
15 内部空間
Claims (9)
- 結晶性ポリオレフィンおよびスチレン系熱可塑性エラストマー10〜35質量%と、油展エチレンプロピレンジエン三元共重合体および/またはエチレンプロピレンジエン三元共重合体である未架橋ゴムと、液状ポリブテン、液状ポリイソブテン、液状ポリイソプレン、液状ポリブタジエン、液状ポリα−オレフィン、液状エチレンα−オレフィン共重合体、液状エチレンプロピレン共重合体および液状エチレンブチレン共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、かつ、40℃における動粘度が1000〜200000mm2/sである液状ポリマー10〜40質量%と、架橋剤とを含有し、さらに、オイルおよび/または可塑剤を15質量%以下含有する混合物を、動的架橋させることにより得られうる熱可塑性エラストマー組成物であって、
前記結晶性ポリオレフィンが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレン共重合体、エチレンα−オレフィン共重合体、プロピレンα−オレフィン共重合体、エチレンプロピレンα−オレフィン共重合体、エチレンブテン共重合体、プロピレンブテン共重合体およびエチレンプロピレンブテン共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、
前記スチレン系熱可塑性エラストマーが、水素添加スチレンブタジエンランダム共重合体、水素添加スチレンブタジエンブロック共重合体、水素添加スチレンイソプレンブロック共重合体、ポリスチレン−水素添加ポリブタジエン−水素添加ポリイソプレンブロック共重合体およびポリスチレン−水素添加ポリブタジエン−ポリイソプレン−ポリスチレン共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、かつ
前記結晶性ポリオレフィン100質量部に対して、前記スチレン系熱可塑性エラストマーが20〜200質量部である、熱可塑性エラストマー組成物。 - 前記スチレン系熱可塑性エラストマーが、水素添加スチレンブタジエンランダム共重合体、水素添加スチレンブタジエンブロック共重合体および水素添加スチレンイソプレンブロック共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、かつ、
前記水素添加スチレンブタジエンランダム共重合体および前記水素添加スチレンブタジエンブロック共重合体中のブチレン成分の含有量が、前記水素添加スチレンブタジエンランダム共重合体および前記水素添加スチレンブタジエンブロック共重合体中のエチレン成分と前記ブチレン成分との合計量の50〜90質量%である請求項1に記載の熱可塑性エラストマー組成物。 - 前記スチレン系熱可塑性エラストマーが、水素添加スチレンブタジエンランダム共重合体、水素添加スチレンブタジエンブロック共重合体および水素添加スチレンイソプレンブロック共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、かつ、
前記水素添加スチレンイソプレンブロック共重合体中のプロピレン成分の含有量が、前記水素添加スチレンイソプレンブロック共重合体中のエチレン成分と前記プロピレン成分との合計量の50〜90質量%である請求項1に記載の熱可塑性エラストマー組成物。 - 前記混合物を動的架橋させることにより、前記未架橋ゴムの少なくとも一部が架橋ゴムとなり、前記架橋ゴムが前記熱可塑性ポリマー中で粒子状に分散している請求項1〜3のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- JIS A硬度が65以下であり、圧縮永久歪が50%以下であり、引張強度が4.5MPa以上であり、180℃およびせん断速度100s−1の条件下における粘度が3000Pa・s以下である請求項1〜4のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 前記JIS A硬度が45〜65である請求項5に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物から得られるグレイジングガスケット。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー組成物とガラスとの間に、ホットメルト系接着剤を有する積層体。
- 複層ガラスと請求項7に記載のグレイジングガスケットとの間にホットメルト系接着剤を有するグレイジングガスケット付き複層ガラス。
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