JP6729694B2 - 接合体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明に係る接合体の製造方法の一態様は、
成形体(I)が載置された金型内に熱可塑性エラストマーを溶融させた後、射出して、前記熱可塑性エラストマーに由来する成形体(II)と前記成形体(I)とを一体化させる接合体の製造方法において、
前記成形体(I)がフィラーを含有し、
前記フィラーの算術平均粒子径が1〜5μmであることを特徴とする。
適用例1の接合体の製造方法において、
前記フィラーとして、炭酸カルシウムを含有することができる。
適用例1または適用例2の接合体の製造方法において、
前記成形体(I)が断面を有し、
前記断面の算術平均粗さ(Ra)が0.1〜5μmであり、
前記断面の粗さ曲線のクルトシス(Rku)が1〜30であり、
前記成形体(I)の断面と前記成形体(II)とが接合されることができる。
適用例1ないし適用例3のいずれか一例の接合体の製造方法において、
前記熱可塑性エラストマーが、水分を100〜1000ppm含有することができる。
適用例1ないし適用例4のいずれか一例の接合体の製造方法において、
射出成形時のシリンダー温度が、200〜300℃であることができる。
適用例1ないし適用例5のいずれか一例の接合体の製造方法において、
射出成形時の金型温度が、20〜100℃であることができる。
適用例1ないし適用例6のいずれか一例の接合体の製造方法において、
射出成形時における、前記熱可塑性エラストマーの射出率が10〜150cm3/secであることができる。
本発明に係る接合体の一態様は、
適用例1ないし適用例7のいずれか一例の方法によって作成されることを特徴とする。
本実施形態に係る接合体の製造方法は、成形体(I)が載置された金型内に熱可塑性エラストマーを溶融させた後、射出して、前記熱可塑性エラストマーに由来する成形体(II)と前記成形体(I)とを一体化させる接合体の製造方法において、前記成形体(I)がフィラーを含有し、前記フィラーの算術平均粒子径が1〜5μmであることを特徴とする。以下、本実施形態に係る接合体の製造方法に用いられる成形体(I)及び成形体(II)、次いで接合体の製造方法、接合体の用途、の順に詳細に説明する。
成形体(I)を構成する材料は、接合体の用途や目的、成形体(II)を構成する熱可塑性エラストマーとの接合性により適宜選択することができる。成形体(I)を構成する材料としては、特に制限されるものではないが、例えば熱可塑性エラストマー(オレフィン系、スチレン系、塩ビ系、エステル系、ウレタン系、アミド系等)、熱可塑性樹脂(ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート等)、加硫ゴム(エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、シリコーンゴム、ふっ素ゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム等)、金属等が挙げられる。成形体(I)を構成する材料が成形体(II)を構成する熱可塑性エラストマーと同様の成分を含有する材料で構成されている場合、接合面の機械的強度をより向上させることができるため好ましい。また、成形体(I)を構成する材料は、接合体の用途や目的により、複数のものを適宜使用することができる。
成形体(II)は、成形体(I)が載置された金型内で溶融させた熱可塑性エラストマーを射出成形することにより作製される。このようにして、成形体(II)と前記成形体(I)の断面とが接合され、一体化される。
(A)エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(以下、「(A)成分」ともいう。)は、熱可塑性エラストマーに柔軟性を付与することを主たる目的として使用される成分であり、エチレン、α−オレフィン及び非共役ポリエンのそれぞれに由来する繰り返し単位を有する共重合体であることが好ましい。
(B)α−オレフィン系熱可塑性樹脂(以下、「(B)成分」ともいう。)は、熱可塑性エラストマーに機械的強度及び耐熱性を付与することを主たる目的として使用することができる。かかる場合には、(B)成分は、α−オレフィン単位を主成分とする重合体からなる樹脂であることが好ましい。例えば、重合体全体を100mol%とした場合に、α−オレフィン単位を80mol%以上含有する重合体からなる樹脂であることが好ましい。
ゲル分率[質量%]=〔{補正された最終質量(p)}÷{補正された初期質量(q)}〕×100 (1)
上記ゲル分率を高めるためには、熱可塑性エラストマー組成物中の原料にヨウ素価の高いゴムを使用する方法、ゴムがエチレン・α−オレフィン系ゴムの場合はエチレン単位や非共役ジエン単位の含有割合を高くする方法、架橋材・架橋助材の配合量を多くする方法、等が挙げられる。
(C)架橋剤(以下、「(C)成分」ともいう。)は、加熱処理によって、(A)成分および(B)成分の少なくとも一部を、同種の成分間又は異種の成分相互間で架橋する機能を有する。
熱可塑性エラストマーを製造するための原料組成物は、(D)伸展油(以下、「(D)成分」ともいう。)をさらに含有していてもよい。この(D)成分は、得られる熱可塑性エラストマーに流動性を付与することを主たる目的として使用される。(D)成分としては、例えば鉱物油系炭化水素、低分子量炭化水素等が挙げられるが、鉱物油系炭化水素が好ましい。
以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る接合体の製造方法の一態様について詳細に説明する。
上記のようにして得られた接合体は、種々の用途、例えば自動車のバンパー;外装用モール;ウインドシール用ガスケット;ドアシール用ガスケット;トランクシール用ガスケット;ルーフサイドレール;エンブレム;インナーパネル、ドアトリム、コンソールボックス等の内外装表皮材;ウェザーストリップ;耐傷付性の必要とされるレザーシート;航空機・船舶用のシール材及び内外装表皮材;土木・建築用のシール材、内外装表皮材、防水シート材等;一般機械・装置用のシール材等;弱電部品・水道のパッキン;燃料電池スタック中のシール材、表皮材、ハウジング等;鉄道用軌道パッド;情報機器用ロール;クリーニングブレード;電子部品用フィルム;半導体及びフラットパネルディスプレイ(FPD)製造工程における保護フィルム;写真等の画像保護膜;医療用機器部品;電線;日用雑貨品;スポーツ用品等の一般加工品に幅広く適用することができる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例、比較例中の「部」および「%」は、特に断らない限り質量基準である。
<接合体の製造>
エチレン・プロピレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン三元共重合体(商品名「EP 57C」、JSR(株)製)100質量部、カーボンブラック(商品名「シーストSO」、東海カーボン(株)製)120質量部、炭酸カルシウム(商品名「スーパーSSS」、算術平均粒子径1.8μm、丸尾カルシウム株式会社製)50質量部、パラフィン系のプロセスオイル(商品名「PW90」、出光興産(株)製)70質量部、活性亜鉛華(堺化学工業(株)製)5質量部及びステアリン酸((株)ADEKA製)1質量部を、バンバリーミキサーを用いて50℃、70rpm、2.5分の条件で混合して混合物を得た。
得られた接合体を目視で観察し、成形体(II)のシルバーストリーク(silver streak、接合体表面にきらきらした筋状の模様)の有無を調べた。シリバーストリークが発生しない場合が理想的であり良好と判断できる。しかしながら、評価は実用的な観点より、シリバーストリークが視認できない場合を射出成形外観良好と判断して「○」、シリバーストリークが激しく、実用的に使用不能である場合は射出成形外観不良として「×」と、表1に示した。
得られた接合体を、JIS−3号ダンベルカッターで打ち抜いて加硫ゴム接着性評価用の試験片(ダンベル状試験片)とした。このとき、上記平板は、射出融着面(熱可塑性エラストマーとオレフィン系加硫ゴム被着体とが射出融着した面)が、標線の間に位置し、且つ引張り方向に対して垂直となるように打ち抜いて接合強度評価用の試料片を作製した。
前記<接合体の製造>の項と同じ方法にて射出成形を50回繰り返し行い、射出成形機が同じ成形体の射出成形のために必要な一定量のペレット量を計量するのに必要な計量時間を集計した。集計した計量時間の最長時間と最短時間の差を成形加工性の指標とした。計量時間の変動が小さいほど安定した大量生産を行うことができるため好ましいが、最長時間と最短時間の差が2秒以下である場合は、実用的に安定した大量生産が可能であるため成形加工性が良好と判断して「○」、2秒を超えた場合は計量時間の変動幅が大きく安定した大量生産が困難と困難であるため成形加工性が不良として「×」と、表1に示した。
上記EXCELINK1805Bのペレットの水分含有率を下表1〜2の通りとし、また下表1〜2に示した射出成形条件とした以外は、上記実施例1と同様に接合体を作製し、評価した。EXCELINK1805Bのペレットの水分含有率は、上記の通り、乾燥機(商品名「並行流回分式乾燥機」、佐竹化学機械工業(株)製)を用いて、乾燥温度80℃とし、適時乾燥時間を変更することにより調整した。
下表2に記載の組成に変更した以外は、上記実施例1と同様にして成形体(I)を作製した。作製した成形体(I)の成形体(II)との接合面となる断面を、粒度180のシートペーパー(商品名「GBS−180」、トラスコ中山株式会社製)で研磨し、算術平均粗さ(Ra)が5.9μm、クルトシス(Rku)が3.7の断面(接合予定面)を備えた成形体(I)を作製した。
下記の粒度を有するシートペーパーを使用して、成形体(I)の成形体(II)との接合面となる断面を、下表2に記載の算術平均粗さ(Ra)及びクルトシス(Rku)に調整した以外は上記比較例5と同様にして成形体(I)を作製した。次いで、乾燥機(商品名「並行流回分式乾燥機」、佐竹化学機械工業(株)製)を用いて、乾燥温度80℃とし、適時乾燥時間を変更することによりペレットの水分含有率を下表2の通りとし、下表2に示した射出成形条件とした以外は、上記実施例1と同様にして接合体を作製し、評価した。
<使用したシートペーパー>
・比較例6:粒度220のシートペーパー(商品名「GBS−220」、トラスコ中山株式会社製)
・比較例7:粒度320のシートペーパー(商品名「GBS−320」、トラスコ中山株式会社製)
・比較例8:粒度1200のシートペーパー(商品名「GBS−1200」、トラスコ中山株式会社製)
<EPDM>
・EP103AF:エチレン・プロピレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン三元共重合体(商品名「EP 103AF」、JSR株式会社製、エチレン単位含量59質量%、プロピレン単位含量36.5質量%、ムーニー粘度91)
・EP57C:エチレン・プロピレン・5−エチリデン−2−ノルボルネン三元共重合体(商品名「EP 57C」、JSR株式会社製)
<天然ゴム>
・RSS3:RSS3号
<BR>
・BR01:ポリブタジエンゴム(商品名「JSR BR01」、JSR株式会社製、シス1,4結合量95質量%、ムーニー粘度45)
<SBR>
・SL552:溶液重合スチレンブタジエンゴム(商品名「JSR SL552」、JSR株式会社製、結合スチレン量23.5質量%、ビニル結合量33.5質量%、ムーニー粘度55)
<オレフィン樹脂>
・VESTOPLAST508:エチレン・プロピレン・1−ブテン共重合体(商品名「VESTOPLAST508」、Evonik Degussa社製、エチレン単位含量16mol%、プロピレン単位含量24mol%、溶融粘度(190℃、ASTM−D3236)8,000mPa・s、密度0.87g/cm3)
<パラフィン系のプロセスオイル>
・PW380:商品名「ダイアナプロセスオイルPW380」、出光興産株式会社製
・PW90:商品名「ダイアナプロセスオイルPW90」、出光興産株式会社製
<ナフテン系のプロセスオイル>
・NM280:商品名「ダイアナプロセスオイルNM280」、出光興産株式会社製
<アロマ系のプロセスオイル>
・アロマックス3:商品名「アロマックス3」、富士興産株式会社製
<加工助剤>
・ヒタノール1501:商品名「ヒタノール1501」、日立化成工業株式会社製
<離型剤>
・ストラクトールWB212:商品名「ストラクトールWB212」、Schill+Seilacher GmbH製
<老化防止剤>
・ノクラック6C:商品名「ノクラック6C」、大内新興化学工業株式会社製
・ノクラック810NA:商品名「ノクラック810NA」、大内新興化学工業株式会社製
<脱水剤>
・ベスタPP:商品名「VESTA−PP」、井上石灰工業株式会社製、酸化カルシウム
<加硫促進剤>
・ノクセラーM−P:商品名「ノクセラーM−P」、大内新興化学工業株式会社製
・ノクセラーPX:商品名「ノクセラーPX」、大内新興化学工業株式会社製
・ノクセラーTT−P:商品名「ノクセラーTT−P」、大内新興化学工業株式会社製
・ノクセラーD:商品名「ノクセラーD」、大内新興化学工業株式会社製
・ノクセラーCZ−G:商品名「ノクセラーCZ−G」、大内新興化学工業株式会社製
・ノクセラーBZ−P:商品名「ノクセラーBZ−P」、大内新興化学工業株式会社製
・ノクセラーNS−P:商品名「ノクセラーNS−P」、大内新興化学工業株式会社製
・ノクセラーDM−P:商品名「ノクセラーDM−P」、大内新興化学工業株式会社製
<カーボンブラック>
・シースト116:商品名「シースト116」、東海カーボン株式会社製、算術平均粒子径0.038μm
・シーストSO:商品名「シーストSO」、東海カーボン株式会社製、算術平均粒子径0.043μm
・シースト3:商品名「シースト3」、東海カーボン株式会社製、算術平均粒子径0.028μm
<炭酸カルシウム>
・スーパーSSS:商品名「スーパーSSS」、算術平均粒子径1.8μm、丸尾カルシウム株式会社製
・スーパーS:商品名「スーパーS」、算術平均粒子径2.7μm、丸尾カルシウム株式会社製
・NS#2300:商品名「NS#2300」、算術平均粒子径1μm、日東粉加工業株式会社製
・重炭N−35:商品名「重炭N−35」、算術平均粒子径6.3μm、丸尾カルシウム株式会社製
上表1に示す実施例1〜7によれば、本願発明に係る接合体の製造方法により、成形加工性が良好となり、また得られた接合体は、成形外観及び接合強度の点で良好な特性を示すことがわかった。これに対して、本願発明に該当しない方法、すなわち成形体(I)に算術平均粒子径が1〜5μmのフィラーを含有しない場合には、成形加工性、成形外観もしくは接合強度の点で不良となることがわかった。
Claims (6)
- 成形体(I)が載置された金型内に熱可塑性エラストマーを溶融させた後、射出して、前記熱可塑性エラストマーに由来する成形体(II)と前記成形体(I)とを一体化させる接合体の製造方法において、
前記成形体(I)が断面を有し、
前記断面の算術平均粗さ(Ra)が0.1〜5μmであり、
前記断面の粗さ曲線のクルトシス(Rku)が1〜30であり、
前記成形体(I)の断面と前記成形体(II)とが接合され、
前記成形体(I)がフィラーを含有し、
前記フィラーの算術平均粒子径が1〜5μmであることを特徴とする、接合体の製造方法。 - 前記フィラーとして、炭酸カルシウムを含有する、請求項1に記載の接合体の製造方法。
- 前記熱可塑性エラストマーが、水分を100〜1000ppm含有する、請求項1または請求項2に記載の接合体の製造方法。
- 射出成形時のシリンダー温度が、200〜300℃である、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の接合体の製造方法。
- 射出成形時の金型温度が、20〜100℃である、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の接合体の製造方法。
- 射出成形時における、前記熱可塑性エラストマーの射出率が10〜150cm3/secである、請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の接合体の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
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