JPH047344A - 弾性体組成物及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は弾性体組成物及びその製造法に関する。

本発明の弾性体組成物及びその製造法はゴム加工分野あ
るいは樹脂加工分野において使用される。

（従来の技術） ゴムを原料とする弾性体組成物の成形加工ではゴムを架
橋させるために加硫工程を必要とするが、ゴムとポリオ
レフィンを混練し、動的熱処理によりゴムを部分架橋さ
せたゲルを含有する弾性体組成物は、加硫工程を必要と
せず短時間に成形加工でき、成形加工費が低減出来る等
の特徴を有する。

このために、近年、ゴムとポリオレフィンを主原料とし
たゲルを含有する弾性体組成物の需要が高まってきた。

これに伴って、塩素を含有するクロロスルフォン化ポリ
エチレン又は塩素化ポリエチレンは耐油性、耐オゾン性
、耐候性、明色性等の物理的性質が他のゴムより優れて
いることから、クロロスルフォン化ポリエチレン又は塩
素化ポリエチレンとポリオレフィンであるポリプロピレ
ンを主原料とするゲルを含有する弾性体組成物も実用化
の機運にある。しかし、この弾性体組成物は機械的性質
である圧縮永久歪および引張り強度などの点が劣る。例
えば、圧縮永久歪の劣ったゴムマットは実用初期から変
形が始り、実用中での変形が大きく、ゴムマットの耐用
年数は極めて短いものとなる。

このためにクロロスルフォン化ポリエチレン又は塩素化
ポリエチレンの耐油性、耐オゾン性、耐候性、明色性等
の物理的性質を損うことなく、且つ圧縮永久歪および引
張り強度等の機械的性質の優れたゲルを含有する弾性体
組成物及びその製造法の提供が強く要望されている。

（発明が解決しようとする課題） 本発明者らは、上記問題点を解決するために鋭意研究の
結果、クロロスルフォン化ポリエチレン又は塩素化ポリ
エチレンの優れた物理的性質を損うことなく、機械的性
質の優れたゲルを含有する弾性体組成物及びその製造法
を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の特徴は、クロロスルフォン化ポリエチレン又は
塩素化ポリエチレン、エチレン・α−オレフィン共重合
ゴム、脱塩酸捕捉剤、有機過酸化物、ポリプロピレンか
ら成る弾性体組成物、及び予めクロロスルフォン化ポリ
エチレン又は塩素化ポリエチレンに脱塩酸捕捉剤と有機
過酸化物を混練し、次にエチレン・α−オレフィン共重
合ゴムを混練し、次いでポリプロピレンを溶融混練した
後、動的熱処理することを特徴とする弾性体組成物の製
造法にある。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明の弾性体組成物に使用されるクロロスルフォン化
ポリエチレン（以下Ｃ６Ｍと云う）とは、ポリエチレン
、エチレ、ンーブテンー１共重合体、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、エ
チレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリ
ル酸メチル共重合体等に塩素およびクロロスルフォニル
基を導入しゴム状にしたものである。塩素およびクロロ
スルフォニル基の導入方法は、該記ポリマーを四塩化炭
素等の不活性有機溶剤に溶解し、塩素ガスを吹込み塩素
化して次にクロロスルフォニルを添加反応させてクロロ
スルフォニル基を導入するか、あるいはクロロスルフォ
ニルによって塩素とクロロスルフォニル基を導入する等
の方法がある。Ｃ８Ｍはゴム状であれば特に塩素量は限
定されないが１５〜５５重量％のＣ３Ｍがゴム状にある
。

また本発明の組成物に使用される塩素化ポリエチレン（
以下ＣＰＥと云う）とは、該記ポリマーの粉末または粒
子を水に懸濁させるが、あるいは四塩化炭素等の不活性
有機溶剤に溶解して塩素ガスを吹込み塩素を導入しゴム
状にしたものである。

ＣＰＥはＣ８Ｍと同様にゴム状であれば特に塩素量は限
定されないが１５〜５５重量％のＣＰＥがゴム状にある
。

以上、ＣＳＭとＣＰＨの製造法を倒起したが、本発明の
組成物に使用されるＣＳＭ又はＣＰＥはこれらの製造法
になんら限定されるものではない。

本発明で使用されるゴム成分においてＣ５Ｍ又はＣＰＥ
は６０〜９７重量％の範囲で使用される。

６０重量％未満ではＣＳＭ又はＣＰＨの持つ耐油性、耐
オゾン性、耐候性、明色性等の物理的性質が損われる。

本発明で使用されるエチレン・α−オレフィン共重合ゴ
ムとは、ゴム弾性を有するエチレン・プロピレン共重合
ゴム（以下ＥＰＴと云う）、エチレン・プロピレン以外
のα−オレフィン共重合ゴム、エチレン・プロピレン・
プロピレン以外のα〜オレフィン三元共重合ゴム、およ
びこれらの共重合ゴムあるいは三元共重合ゴムに非共役
ジエンモノマー、例えば１．３−ブタジェン、１．４−
ペンタジェン、１．４−へキサジエン、６−メチル−１
，５−へブタジェン、５−メチレン−２ノルボーネン、
５−アルキニル−２−ノルボーネン、２，５−ツルボナ
シエン、１．５−シクロオクタジエン、２−アルキル−
２，５−ツルボナシエン、ジシクロペンタジェン等を導
入したゴムである。なお上記のα−オレフィンには１−
ブテン、ｌ−ペンテン、２−メチル−１−ブテン、１−
ヘキセノ、３−メチル−１−ペンテン等が挙げられる。

本発明に使用されるゴム成分においてエチレン、ａ−オ
レフィン共重合ゴムは３〜４０重量％が使用される。３
重量％未満では、弾性体組成物の機械的性質が改良され
ない。

本発明の弾性体組成物に使用される脱塩酸捕捉剤とは、
動的熱処理してＣＳＭ又はＣＰＥを部分架橋させる際に
発生する塩酸を捕捉するものであって、これらには金属
酸化物、金属鉛化合物、金属水酸化物、脂肪酸金属石鹸
類、例えば酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜
鉛、−酸化鉛、四三酸化鉛、三塩基性硫酸鉛、二塩基性
亜燐酸鉛、水酸化カルシウム、ステアリン酸ソーダ、ス
テアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム等が
挙げられる。そしてこれらは単独又は混合して使用され
る。使用される量は本発明のゴム成分１００重量部当り
０．１〜３０重量部が使用される。これらの脱塩酸捕捉
剤は予めＣＳＭ又はＣＰＥに混練しないと、脱塩酸捕捉
剤の分散不良等による脱塩酸捕捉効率の低下から、得ら
れる弾性体組成物の機械的性質が劣り好ましくない。

そして本発明で使用される有機過酸化物とは、ハイドロ
パーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、ケトンパー
オキサイド、パーオキシエステルおよびジアルキルパー
オキサイド類等であって、例えばｔ−ブチルハイドロパ
ーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジ−イ
ソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、２，５−
ジメチルヘキサン−２，５−シバイドロバ−オキサイド
、２．５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキ
シ）ヘキシン−３、ジ−クミルパーオキサイド、ジ−ｔ
−ブチルパーオキサイド、ｎ−ブチル−４，４−ビス（
ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキ
シベンゾエート、ベンゾイルパーオキサイド等が挙げら
れる。これらは単独または混合して配合される。配合さ
れる有機過酸化物の量は、本発明で使用されるゴム成分
１００重量部当り０．１〜１０重量部が使用される。０
．１重量部未満では圧縮永久歪や引張強度等の機械的性
質が劣る。１０重量部を越えて使用すると弾性体組成物
の高温下における成形加工時の流動性が劣り好ましくな
い。また本発明に使用される有機過酸化物はポリプロピ
レン（以下ＰＰと云う）を溶融混練した後、ＣＳＭ又は
ＣＰＥを動的熱処理するために使用される有機過酸化物
であって、ＰＰの溶融混線が終了する前にＣ５Ｍ又はＣ
ＰＥが部分架橋を起こさない有機過酸化物を使用する必
要がある。この目安としては１分の半減期を得るための
分解温度が１２０℃以上の有機過酸化物が好ましい。こ
れらの有機過酸化物は予めＣ５Ｍ又はＣＰＥに混練しな
いと、分散不良等により、得られる弾性体組成物の機械
的性質が劣り好ましくない。

本発明の弾性体組成物の製造に使用される装置としては
、一般にゴムあるいは樹脂の混線に使用される混線機が
挙げられ、例えばロール混練機、バンバリーミキサ−１
双腕形ニーダ−、スクリュウ式混練機、ローター形連続
混練機等が使用される。そして、予めＣＳＭ又はＣＰＥ
に脱塩酸捕捉剤と有機過酸化物を混線する混線とは、誤
記の装置を使用して混練を行なうことを指す。この混線
において、使用した有機過酸化物によりＣＳＭ又はＣＰ
Ｅが動的熱処理され部分架橋すると得られる弾性体組成
物に優れた機械的性質が発現しない。

このためにＣＳＭ又はＣＰＥを有機過酸化物により部分
架橋させない温度で混練することが肝要である。

予めＣＳＭ又はＣＰＥに脱塩酸捕捉剤と有機過酸化物を
混練した混練物には、次にＥＰＴが誤記の装置を使用し
て混練される。この混線においても上述したと同様に、
使用した有機過酸化物によりＣＳＭ又はＣＰＥおよびエ
チレン・α−オレフィン共重合ゴムが動的熱処理され部
分架橋すると得られる弾性体組成物は機械的性質の劣っ
たものとなるため、ＣＳＭ又はＣＰＥおよびエチレン・
α−オレフィン共重合ゴムを有機過酸化物で部分架橋さ
せない温度で混練しなければならない。

本発明の弾性体組成物に使用されるＰＰとは、プロピレ
ンを単独重合、あるいはプロピレンとプロピレン以外の
α−オレフィン、例えばエチレン、ペンテン−１、ブテ
ン−１，４−メチル・ペンテン−１等と共重合して得ら
れる重合体であって、結晶性である。市販のポリプロピ
レンとして例えば、内外化学薬品資料　Ａ　高分子ニジ
−エムシー社刊（１９８８）に掲載されるポリプロピレ
ンがある。これらは単独あるいは混合して使用される。

使用される量は、本発明で使用されるゴム成分１００重
量部当リボリブロピレン５〜５０重量部が使用される。

５重量部未満では得られる弾性体組成物の高温下におけ
る成形加工時の流動性が劣る。５０重量部を越えると弾
性を示さなくなり好ましくない。使用されるＰＰは、予
めＣＳＭ又はＣＰＥに脱塩酸捕捉剤と有機過酸化物を混
練し、次にエチレン・α−オレフィン共重合ゴムを混練
したゴム混練物に混練される。この混線は誤記の装置を
使用しておこなわれ、混練は使用ＰＰが溶融する融点以
上の温度で行なわれる。混線時間はＰＰが溶融し混線物
に分散すればよく特に制限されない。この混線で重要な
ことは、Ｃ８Ｍ又はＣＰＥおよびエチレン・α−オレフ
ィン共重合ゴムを有機過酸化物で動的熱処理し部分架橋
させてはならないことである。ＰＰが溶融して分散する
前に部分架橋すると得られる弾性体組成物は著しく機械
的性質の劣ったものとなる。このために、前述したよう
に使用される有機過酸化物の選択には特に注意を払う必
要がある。本発明の主なる特徴は、ＰＰが溶融して分散
した後、動的熱処理によりＣ８Ｍ又はＣＰＥおよびエチ
レン・α−オレフィン共重合ゴムを部分架橋することに
ある。この動的熱処理の温度は１４０℃〜２４０℃の温
度で行なうのが好ましい。１４０℃に達しない温度で動
的熱処理すると得られる弾性体組成物の機械的性質が劣
り好ましくない。２４０℃を越えた温度で動的熱処理し
た場合、得られる弾性体組成物は機械的性質が劣るか、
あるいは黒褐色に変色する場合があり、注意を要する。

動的熱処理を行なうに必要な時間は使用される脱塩酸捕
捉剤、有機過酸化物等の種類、量あるいは混線機の種類
等により異なり制限されるものではない。本発明で云う
動的熱処理とは、Ｃ８Ｍ又はＣＰＥおよびエチレン・α
−オレフィン共重合ゴムを誤記の混線機中で流動させな
がら高温下で部分架橋させてゲルを作ることを指す。そ
して弾性体組成物中のゲル量は特に制用されるものでは
ないが、２０重量％以上が好ましい。２０重量％未満で
は弾性体組成物の機械的性質が劣り好ましくない。なお
、ゲル量は得られた弾性体組成物をＪＩＳ　　Ｋ　　６
３８ｇに従い、１００メツシニのステンレス製金網で作
ったハリス籠で測定されるベンゼン未抽出の残渣から、
ベンゼンには未抽出であるＰＰの量を除くことによって
測定される。

本発明の弾性体組成物は本発明の製造法以外の方法によ
っても優れた機械的性質を発現するが、本発明の製造法
によってその発現が特に顕著である。

本発明の弾性体組成物にはその製造過程において、ある
いは得られた弾性体組成物にゴム用配合剤あるいは樹脂
用配合剤、例えば可塑剤、軟化剤、ラジカル禁止剤、老
化防止剤、紫外線吸収剤、カーホンブラック等の補強剤
、白色充填剤、発泡剤、滑剤、帯電防止剤、着色剤等を
必要に応じて混練することも出来る。

（実施例） 以下、実施例および比較例により、本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらになんら制限されるものでは
ない。

なお、実施例および比較例に使用した配合を表−１に示
す。

実施例−１〜５および比較例−１〜３ 実施例−１は、表−１に示す配合−１を使用して、予め
ＣＳＭに酸化マグネシウム、ＤＣＰおよびＤＯＰを５０
℃のロール混線機で混練し、次にこの混線物にＥＰＴを
添加混練してゴム混線物を得た。次にブラベンダープラ
スチコーダー　ローラーミキサータイプを使用し、設定
温度１４０℃のチャンバーにＰＰとゴム混練物を入れ、
ローラーミキサー６０ＲＰＭで、ゴム混線物の発熱を利
用してＰＰをゴム混練物に溶融分散させた後、動的熱処
理を行った。次に入内新興化学工業（株）製ツクラック
Ｎ５−６を添加混練して弾性体組成物を得た。得られた
弾性体組成物のチャンバーからの取り出し温度は１９５
℃であった。

次に得られた弾性体組成物を１８０℃の圧縮成形機で予
熱４分間、加圧成形２分間を行なった後、１０℃の圧縮
冷却機で４分間冷却を行ない、厚さ２ｍｍのシートを得
た。得られたシートから、ＪＩｓ　　Ｋ　　６３０１に
従って引張り強度の測定、及びＮｏ、３油を使用し１０
０℃、７０時間の条件で浸せき試験を行ない体積変化の
測定を行なった。また得られた弾性体組成物を、１８０
℃の圧縮成形機で予熱６分間、加圧成形３分間を行った
後、１０℃の圧縮冷却機で６分間冷却を行ない、厚さ１
２．７ｍｍのシートを得た。得られたシートから、ＪＩ
Ｓ　　Ｋ　　６３０１に従って圧縮永久歪試験を７０℃
、２２時間の試験条件で行なった。

熱可塑性エラストマー組成物中の動的熱処理によって生
成したＣＳＭ又はＣＰＥおよびＥＰＴから成るゲル量を
知るために、ＪＩＳ　　Ｋ　　６３８８　に従い、１０
０メツシユのステンレス製金網で作ったハリス篭で２３
℃のベンゼンに未抽出の残渣の測定を行なった。生成し
たＣＳＭ又はＣＰＥおよびＥＰＴから成るゲル量は次式
により計算した。

ＧＬ−ＬＬ　　−Ｌ２ 但し　ＧＬ　ニゲル量（重量％） Ｌｌ　　：弾性体組成物のベンゼンに未抽出残渣（重量
％） Ｌ２　：弾性体組成物のＰＰ量（重量％）測定した引張
り強度、圧縮永久歪およびゲル量を表−２に示す。

実施例−２は表−１の配合−２を使用した以外実施例−
１に従った。

実施例−３は表−１の配合−３を使用した以外実施例−
１に従った。

実施例−４は表−１の配合−４を使用した以外実施例−
１に従った。

実施例−５は表−１の配合−２を使用し、実施例−１の
予めＣ８Ｍに酸化マグネシウム、ＤＣＰおよびＤＯＰを
５０℃のロール混線機で混練し、次にこの混線物にＥＦ
Ｔを添加混練してゴム混練物を得たを予めＣＳＭにＥＰ
Ｔ、ＤＣＰおよびＤＯＰを５０℃のロール混線機で混練
してゴム混線物を得たに変えた以外実施例−１に従った
。

比較例−１は配合−５を使用した以外実施例−１に従っ
た。

比較例−２は表−１の配合−６を使用した以外実施例−
１に従った。

比較例−３は、表−１に示す配合−６において、実施例
−１の添加混練してゴム混線物を得たを添加混練し、次
に１８０℃のロール混線機で動的熱処理してゴム混線物
を得たに変え、動的熱処理を行ったを動的熱処理を行な
わずに変えた以外、実施例−１に従った。

表−２から、本発明の製造法によって得られる実施例１
〜５の弾性体組成物は比較例１’−３と比較し機械的性
質である圧縮永久歪および引張り強度の点が優れ、且つ
体積変化が小さくＣ８Ｍ又はＣＰＨの優れた物理的性質
である耐油性を備えていることが分る。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明のクロロスルフ
ォン化ポリエチレン又は塩素化ポリエチレン、エチレン
・ａ−オレフィン共重合ゴム、脱塩酸捕捉剤、有機過酸
化物、ポリプロピレンから成る弾性体組成物、及び予め
クロロスルフォン化ポリエチレン又は塩素化ポリエチレ
ンに脱塩酸捕捉剤と有機過酸化物を混練し、次にエチレ
ン・α−オレフィン共重合ゴムを混練し、次いでポリプ
ロピレンを溶融混練した後、動的熱処理することを特徴
とする弾性体組成物の製造法によれば、クロロスルフォ
ン化ポリエチレン又は塩素化ポリエチレンの優れた物理
的性質を損うことなく、機械的性質の優れたゲルを含有
する弾性体組成物及びその製造法であることが分る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）クロロスルフォン化ポリエチレン又は塩素化ポリエ
   チレン６０〜９７重量％とエチレン・α−オレフィン共
   重合ゴム３〜４０重量％から成るゴム成分１００重量部
   当り脱塩酸捕捉剤０．１〜３０重量部、有機過酸化物０
   ．１〜１０重量部、ポリプロピレン５〜５０重量部を配
   合して成る弾性体組成物。 ２）予めクロロスルフォン化ポリエチレン又は塩素化ポ
   リエチレンに脱塩酸捕捉剤と有機過酸化物を混練し、次
   にエチレン・α−オレフィン共重合ゴムを混練し、次い
   でポリプロピレンを溶融混練した後、動的熱処理するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１）項記載の弾性体組
   成物の製造法。