JP6904078B2 - 熱可塑性エラストマー組成物の製造方法 - Google Patents
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本発明に係る組成物は、
熱可塑性エラストマーと、
25℃で液状の重合体と、
シリカおよびカーボンから選ばれる少なくとも一種と、を含有することを特徴とする。
適用例1の組成物において、
前記熱可塑性エラストマーが、不飽和ニトリル共役ジエン共重合体およびプロピレン系重合体から選ばれる少なくとも一種の重合体を含有することができる。
適用例1または適用例2の組成物において、
戦記熱可塑性エラストマーが、
不飽和ニトリル共役ジエン共重合体100質量部と、
プロピレン系重合体10〜120質量部と、を含有することができる。
適用例1ないし適用例3のいずれか一例の組成物において、
前記熱可塑性エラストマー100質量部に対し、25℃で液状の重合体3〜35質量部を含有することができる。
適用例1ないし適用例4のいずれか一例の組成物において、
前記熱可塑性エラストマー100質量部に対し、シリカおよびカーボンから選ばれる少なくとも一種を5〜55質量部を含有することができる。
適用例1ないし適用例5のいずれか一例の組成物において、
水分含有率が100〜10000ppmであることができる。
本実施形態に係る熱可塑性エラストマーとしては、25℃で固体の熱可塑性エラストマーであれば特に限定されないが、不飽和ニトリル共役ジエン共重合体およびプロピレン系重合体から選ばれる少なくとも一種の重合体を含有することが好ましく、不飽和ニトリル共役ジエン共重合体およびプロピレン系重合体を併用することがより好ましい。
25℃で液状の重合体(以下、「液状重合体」ともいう。)は、25℃で流動性を有する重合体であれば特に限定されず、公知の材料を使用することができるが、25℃で粘度が1〜5000Pa・sである重合体が好ましい。25℃で流動性を有する重合体は、本実施形態に係る組成物の溶融粘度を下げて流動性を付与し、金型内の流動過程で固化するのを効果的に抑制することができる。
シリカおよびカーボンは、公知の材料を使用することができる。また、熱可塑性エラストマー100質量部に対し、シリカおよびカーボンから選ばれる少なくとも一種を5〜55質量部含有することが好ましく、10〜30質量部含有することがより好ましい。
本実施形態に係る組成物は、水分を100〜10000ppm含有することが好ましく、500〜3000ppm含有することが好ましい。水分含有率が前記範囲であると、水分が射出成形機のシリンダー内で加熱され熱可塑性エラストマー中で気泡となり、成形品表面で破泡して外観不良(シリバーストリーク)になることを効果的に抑制することができる。また、成形体を作製する際に接合部において、他方の成形体との接合不良を引き起こしたり、接合部に気泡が残ることによる接合強度低下を効果的に抑制することができる。一方、水分含有率が前記範囲であると、過剰な乾燥による過剰な加熱処理(温度×時間)を避けることがより容易となるため、材料自体の変質(劣化、ブリードアウト等)を効果的に抑制し、接合強度の低下を効果的に抑制することができる。
本実施形態に係る組成物は、必要に応じて架橋剤、架橋助剤、可塑剤、摺動剤、老化防止剤等、必要に応じて公知の成分を含有することができる。
本実施形態に係る成形体は、本願実施形態に係る組成物を公知の方法により成形することにより作製することができる。例えば、本願発明に係る組成物を溶融させた後、金型内に射出することにより成形体を作製することができる。
上記のようにして得られた成形体は、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;静電塗装性(体積固有抵抗値108Ω・cm以下)が必要とされるウェザーストリップ;ブーツ;パッキン;ホース;靴底;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。
4.1.1.ペレットの作製
表1に示す配合Aの成分を、150℃に加熱した10リッター双腕型加圧ニーダー(モリヤマ社製)に投入し、40rpmで10分間混練りした。その後、さらに配合Bの成分を配合し、さらに二軸押出機(池貝社製、型式「PCM−45」)を用いて、230℃、300rpmで混練りし、ペレットカットし、φ3mm径の未乾燥ペレットを得た。さらに、得られたペレットの水分含有量が1000ppmになるように60℃で乾燥を行い、ペレットを作製した。
作製したペレットを型締力110トンの射出成形機(商品名「J−110AD」、(株)日本製鋼所製)を使用し、120mm×120mm×2mm(縦×横×厚さ)のシート金型(ゲート形状:フィルムゲート、ゲート寸法:120mm×0.5mm)を用い、シリンダー温度240℃、金型温度50℃、射出率20cm3/sec、冷却時間30secの条件にて、射出成形を行うことでシート状の試験片を作製した。
作製したシート状の試験片を2cm×2cm(縦×横)の大きさに打ち抜いて耐油性評価試験片を作製した。作製した耐油性評価試験片を用いて、JIS−K6258に準拠し、試験油としてIRM#903を用い、試験温度120℃、試験時間72時間における浸漬試験後の体積膨潤率(ΔV)を以下の基準で評価した。
体積膨潤率が0%以上15%未満;極めて良好と判断する。
体積膨潤率が15%以上30%未満;実用に供することができるので、良好と判断する。
体積膨潤率が30%以上;実用に供することができないため、不良と判断する。
作製したシート状の試験片をJIS−3号ダンベルにより反列理方向に打ち抜いて引張特性評価試験片を作製した。作製した引張特性評価試験片を用いて、JIS−K6251に準拠し、引張強度(TS)および引張伸び(Eb)を、それぞれ以下の基準で評価した。
引張強度が7MPa以上;極めて良好と判断する。
引張強度が5MPa以上7MPa未満;実用に供することができるので、良好と判断する。
引張強度が5MPa未満;実用に供することができないため、不良と判断する。
引張伸びが250%以上;極めて良好と判断する。
引張伸びが200%以上250%未満;実用に供することができるので、良好と判断する。
引張伸びが200%未満;実用に供することができないため、不良と判断する。
作製したシート状の試験片を4枚積層し、JIS−K6253に準拠し、測定開始から15秒後のデュロメーター硬度を以下の基準で評価した。
A60以上A90以下;極めて良好と判断する。
A90超過D50以下、或いはA30以上A60未満;実用に供することができるので、良好と判断する。
D50超過、或いはA30未満;実用に供することができないため、不良と判断する。
作製したシート状の試験片を直径29mmの円形に打ち抜き、5枚及び6枚積層した試験片を用いて、JIS−K6262に準拠した圧縮永久歪み試験により、圧縮率25%、試験温度120℃、試験時間24時間における圧縮永久歪み(CS)を評価した。5枚及び6枚積層した試験片の平均値をCSとし、以下の基準で評価した。
圧縮永久歪みが60%未満;極めて良好と判断する。
圧縮永久歪みが60%以上75%未満;実用に供することができるので、良好と判断する。
圧縮永久歪みが75%以上;実用に供することができないため、不良と判断する。
作製したシート状の試験片を目視観察し、以下の基準で評価した。
○:フローマーク及びシルバーストリークの発生が無く、良好と判断する。
×:フローマーク或いはシルバーストリークの発生が有り、不良と判断する。
作製したシート状の試験片の表面および圧縮永久歪み試験後の試験片表面を目視観察し、以下の基準で評価した。
○:両者の試験片表面において可塑剤のブリードの発生が認められないため、良好と判断する。
×:少なくとも一方の試験片表面において可塑剤のブリードの発生が認められるため、不良と判断する。
表1に示す種類、質量部に配合AとBを変更した以外は、実施例1と同様に組成物を作製し、評価を行った。
下表1に、実施例1〜22及び比較例1〜2で使用した組成物、及び評価結果を示す。
<熱可塑性エラストマー>
<<不飽和ニトリル共役ジエン共重合体>>
・N237H:アクリロニトリル・ブタジエン共重合体(商品名「N237H」、JSR株式会社製、アクリロニトリルに由来する繰り返し単位の含量34質量%、ムーニー粘度72ML(1+4)100℃)
・N260S:アクリロニトリル・ブタジエン共重合体(商品名「N260S」、JSR株式会社製、アクリロニトリルに由来する繰り返し単位の含量15質量%、ムーニー粘度62ML(1+4)100℃)
・N640:アクリレート変性アクリロニトリル・ブタジエン共重合体(商品名「N640」、JSR株式会社製、アクリロニトリルに由来する繰り返し単位の含量25質量%、ムーニー粘度50ML(1+4)100℃)
<<プロピレン系重合体>>
・MA04A:プロピレンホモポリマー(商品名「ノバテックPP MA04A」、日本ポリプロ株式会社製)
・FL02A:プロピレン・1−ブテン・エチレン共重合体(商品名「ノバテックPP FL02A」、日本ポリプロ株式会社製)
・MG05ES:エチレン・プロピレン共重合体(商品名「ノバテックPP MG05ES」、日本ポリプロ株式会社製)
・VESTOPLAST508:エチレン・プロピレン・1−ブテン共重合体(品名「VESTOPLAST508」、Evonik Degussa社製)
<<その他熱可塑性エラストマー>>
熱可塑性エラストマー、等を使用することができる。具体的には、スチレン系熱可塑性エラストマーとして、JSR株式会社製の商品名
・DYNARON 1320P:スチレン系熱可塑性エラストマー(商品名「DYNARON 1320P」、JSR株式会社製)
・DYNARON 4660P:スチレン系熱可塑性エラストマー(商品名「DYNARON 4660P」、JSR株式会社製)
・DYNARON 8660P:スチレン系熱可塑性エラストマー(商品名「DYNARON 8660P」、JSR株式会社製)
・EXCELINK 1810B:オレフィン系熱可塑性エラストマー(商品名「EXCELINK 1810B」、JSR株式会社製)
・EXCELINK 1301B:オレフィン系熱可塑性エラストマー(商品名「EXCELINK 1301B」、JSR株式会社製)
・プリマロイ A1700:ポリエステル系熱可塑性エラストマー(商品名「プリマロイ A1700」、三菱ケミカル株式会社製)
<25℃で液状の重合体>
・N280:アクリロニトリル・ブタジエン共重合体(商品名「N280」、JSR株式会社製、アクリロニトリルに由来する繰り返し単位の含量32質量%、70℃における粘度5Pa・s)
・LIR−50:イソプレン重合体(商品名「LIR−50」、株式会社クラレ製、38℃における粘度500Pa・s)
・LIR−310:スチレン・イソプレン重合体(商品名「LIR−310」、株式会社クラレ製、38℃における粘度1400Pa・s)
・LIR−403:無水カルボン酸変性イソプレン重合体(商品名「LIR−403」、株式会社クラレ製、38℃における粘度200Pa・s)
・LIR−410:カルボン酸変性イソプレン重合体(商品名「LIR−410」、株式会社クラレ製、38℃における粘度430Pa・s)
・LBR−302:ブタジエン重合体(商品名「LBR−302」、株式会社クラレ製、38℃における粘度0.6Pa・s)
・L−SBR−820:スチレン・ブタジエン共重合体(商品名「L−SBR−820」、株式会社クラレ製、38℃における粘度350Pa・s)
・UP−1000:アクリル酸エステル系共重合体(商品名「ARUFON UP−1000」、東亞合成株式会社製、25℃における粘度1Pa・s)
・UH−2000:ヒドロキシル基含有アクリル酸エステル系共重合体(商品名「ARUFON UC−2000」、東亞合成株式会社製、25℃における粘度14Pa・s)
・UC−3510:カルボキシル基含有アクリル酸エステル系共重合体(商品名「ARUFON UC−3510」、東亞合成株式会社製、25℃における粘度5Pa・s)
・UG−4010:エポキシ基含有アクリル酸エステル系共重合体(商品名「ARUFON UG−4010」、東亞合成株式会社製、25℃における粘度3.7Pa・s)
・US−6100:アルコキシシリル基含有アクリル酸エステル系共重合体(商品名「ARUFON US−6100」、東亞合成株式会社製、25℃における粘度2.3Pa・s)
<シリカ>
・Nipsil NS−K:沈殿式シリカ(商品名「Nipsil NS−K」、東ソー・シリカ株式会社製、BET比表面積195m2/g、DBP吸油量250mL/100g)
・Nipsil AQ:沈殿式シリカ(商品名「Nipsil AQ」、東ソー・シリカ株式会社製、BET比表面積205m2/g、DBP吸油量193mL/100g)
・Nipsil ER:沈殿式シリカ(商品名「Nipsil ER」、東ソー・シリカ株式会社製、BET比表面積100m2/g、DBP吸油量180mL/100g)
<カーボンブラック>
・SB320:カーボンブラック(商品名「SB320」、旭カーボン株式会社製、BET比表面積115m2/g、DBP吸油量115mL/100g)
・SB720:カーボンブラック(商品名「SB720」、旭カーボン株式会社製、BET比表面積140m2/g、DBP吸油量56mL/100g)
<可塑剤>
・RS−700:ポリエーテルエステル系可塑剤(商品名「アデカサイザーRS−700」、株式会社アデカ製)
・RS−1000:ポリエーテルエステル系可塑剤(商品名「アデカサイザーRS−1000」、株式会社アデカ製)
・クリセフオイルH−100:ナフテン系原料油(商品名「クリセフオイルH−100」、JXエネルギー株式会社製)
<摺動剤>
・SH200:シリコーンオイル(商品名「SH200」、東レ・ダウコーニング株式会社製)
<老化防止剤>
・ノクラックCD:アミン系老化防止剤(品名「ノクラックCD」、大内新興化学工業株式会社製)
・イルガノックス1010:フェノール系老化防止剤(商品名「イルガノックス1010」、BASFジャパン株式会社製)
<架橋剤>
・パーヘキサ25B−40:有機過酸化物架橋剤(商品名「パーヘキサ25B−40」、日本油脂株式会社製)
・パーヘキシン25B−40:有機過酸化物架橋剤(商品名「パーヘキシン25B−40」、日本油脂株式会社製)
・TACKIROL250−III:アルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂架橋剤(商品名「TACKIROL250−III」、田岡化学工業株式会社)
<架橋助剤>
・DVB570:ジビニルベンゼン(商品名「DVB570」、新日鉄住金化学株式会社製)
・バルノックPM:m−フェニレンジマレイミド(商品名「バルノックPM」、大内新興化学工業株式会社製)
上表1に示す実施例1〜22によれば、耐油性に優れ、且つ引張特性、硬度、圧縮永久歪み、射出成形性、耐ブリード性にも優れている。一方、比較例は、耐油性、引張特性、硬度、圧縮永久歪み、射出成形性、耐ブリード性の少なくともいずれかが不十分である。
Claims (4)
- 不飽和ニトリル共役ジエン共重合体およびプロピレン系重合体を含有する熱可塑性エラストマーと、25℃で液状の重合体と、シリカおよびカーボンから選ばれる少なくとも一種と、を混練し、
更に架橋剤を加えて加熱しながら混練する、熱可塑性エラストマー組成物の製造方法。 - 前記熱可塑性エラストマーが、前記不飽和ニトリル共役ジエン共重合体100質量部と、前記プロピレン系重合体10〜120質量部と、を含有する、請求項1に記載の熱可塑性エラストマー組成物の製造方法。
- 前記熱可塑性エラストマー100質量部に対し、前記25℃で液状の重合体3〜35質量部を含有する、請求項1または請求項2に記載の熱可塑性エラストマー組成物の製造方法。
- 前記熱可塑性エラストマー100質量部に対し、前記シリカおよびカーボンから選ばれる少なくとも一種を5〜55質量部を含有する、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマー組成物の製造方法。
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