JPH05170935A - 熱可塑性エラストマーとゴムとの接着複合体の製造方法 - Google Patents

熱可塑性エラストマーとゴムとの接着複合体の製造方法

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JPH05170935A
JPH05170935A JP34129891A JP34129891A JPH05170935A JP H05170935 A JPH05170935 A JP H05170935A JP 34129891 A JP34129891 A JP 34129891A JP 34129891 A JP34129891 A JP 34129891A JP H05170935 A JPH05170935 A JP H05170935A
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JP
Japan
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rubber
thermoplastic elastomer
composite material
component
rubber material
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JP34129891A
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Inventor
Hiroshi Hirakawa
弘 平川
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Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エチレン・プロピレン・ジエン系共重合体ゴ
ムとポリプロピレンとのポリマーブレンドからなる熱可
塑性エラストマー材料とゴム材料とを直接接着一体化す
ることにより、熱可塑性エラストマー材料とゴム材料と
の両特性を共に損なうことなく前者の欠点である耐熱性
と後者の欠点である耐候性を同時に解消し、かつ色彩、
色調を自在に付与できる接着複合体を得る。 【構成】 エチレン・プロピレン・ジエン系共重合体ゴ
ムとポリプロピレンとのポリマーブレンドからなる熱可
塑性エラストマー材料に、臨界表面張力γcが25〜3
0ミリニュートン/メートルのゴム成分を含有する未加
硫のゴム組成物からなるゴム材料を直接積層した後加熱
し、該ゴム材料を加硫すると共に接着一体化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エチレン・プロピレン
・ジエン系共重合体ゴムとポリプロピレンとのポリマー
ブレンドからなる熱可塑性エラストマー材料とゴム材料
とを直接接着一体化する熱可塑性エラストマーとゴムと
の接着複合体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】エチレン・プロピレン・ジエン系共重合
体ゴム(以下EPDMと略す)とポリプロピレン(以下
PPと略す)とのポリマーブレンドの動的加硫により製
造された熱可塑性エラストマーは、加硫工程を必要とせ
ず、そのまま加工することにより、耐候性に優れた無色
の弾性を有する製品を製造することができるため広く使
用されている。しかし、熱可塑性であるため、熱により
寸法変化を生じたり、可塑化して変形したりする等の耐
熱性に劣る欠点があった。
【0003】一方、加硫ゴム材料は、上記熱可塑性エラ
ストマーに比べて耐熱性に優れるものの耐候性に劣る欠
点がある。したがって、ゴム材料上に熱可塑性エラスト
マーを接着一体化し、接着複合体にすることができれば
上記熱可塑性エラストマーの耐熱性とゴム材料の耐候性
とを互いに補い合うことが可能である。加えて、ゴム材
料については、カーボンブラックを含有し、黒色である
ため色彩、色調に乏しい美観上の欠点を、無色の熱可塑
性エラストマーによって解消し得る利点がある。
【0004】しかしながら、上記EPDMとPPとのポ
リマーブレンドからなる熱可塑性エラストマーは、一般
の加硫ゴムに対する接着性に乏しく、両者を直接接着す
ることは極めて困難であった。このため、接着剤を用い
て間接的に接着することが試みられているが、この第3
成分の接着剤による複合体物性に与える影響が生ずるた
め、必ずしも最適な接着方法とはいえなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
EPDMとPPとのポリマーブレンドからなる熱可塑性
エラストマー材料とゴム材料とを直接接着一体化するこ
とにより、熱可塑性エラストマー材料とゴム材料との両
特性を共に損なうことなく、前者の欠点である耐熱性と
後者の欠点である耐候性を同時に解消し、かつ色彩、色
調を自在に付与できる接着複合体の製造方法を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明の製造方法は、EPDMとPPとのポリマーブ
レンドからなる熱可塑性エラストマー材料に、臨界表面
張力γc (以下、γcと略す)が25〜30ミリニュー
トン/メートル(以下mN/mと略す)のゴム成分を含
有する未加硫のゴム組成物からなるゴム材料とを直接積
層した後加熱し、該ゴム材料を加硫すると同時に接着一
体化することを特徴としている。
【0007】このようにEPDMとPPとのポリマーブ
レンドからなる熱可塑性エラストマー材料に対し、特定
γc のゴム成分を含有する未加硫ゴム組成物からなるゴ
ム材料を組み合わせて、両者を積層した後加熱すること
により、上記未加硫ゴム材料を加硫すると同時に直接強
固に接着一体化することができる。このため、上記熱可
塑性エラストマー材料の耐熱性を向上すると共にゴム材
料の耐候性を向上することができる。加えて、黒色のゴ
ム材料に接着された無色の熱可塑性エラストマー材料に
色彩色調を付与することにより外観の美麗な弾性製品に
することができる。
【0008】本発明において、臨界表面張力γc とは、
昭和53年8月20日(第3刷),丸善株式会社発行「化学
便覧」基礎編II,第618頁に記載されているように、
固体面上で液体炭化水素その他の有機液体化合物の同族
列が示す接触角をθ、その液体の表面張力をγとする
と、cos θとγとの関係は同族体の種類に関せず大体一
本の直線となる。このとき、θ=0、すなわちcos θ=
1に相当するγc の値により定義される。但し、本発明
に定義するゴム成分の臨界表面張力γc は、上記固体の
代わりに、γc を測定しようとするゴム成分を熱プレス
により平坦にしたゴムサンプルを使用して同様に測定し
た値をいう。
【0009】本発明に使用する熱可塑性エラストマーは
EPDMとPPとのポリマーブレンドから構成すること
が必要である。EPDMとPPとは極めて相溶性がよ
く、バンバリーや押出機等の混練機を使用して機械的に
混合することにより、動的加硫、即ち、両成分が微粒子
状に均一に分散し、相分離を生じることがないポリマー
アロイを形成させることができる。この熱可塑性エラス
トマーは熱可塑性で耐熱性には劣るが、良好なエラスト
マー特性を有すると共に耐候性に著しく優れている。
【0010】上記熱可塑性エラストマーは、好ましくは
EPDM10〜90重量%とPP90〜10重量%とか
らなるポリマーブレンドから構成するのがよい。EPD
Mが90重量%を越え、PPが10重量%未満では混合
中に加硫物にしまい不適当である。また、EPDMが○
○重量%未満、PPが90重量%を越えると、耐熱性が
不足するようになるため不適当である。
【0011】本発明に使用するゴム材料は、γc が25
〜30mN/mのゴム成分を含有する未加硫のゴム組成
物から構成する必要がある。このゴム成分のγc が上記
範囲外のときは、熱可塑性エラストマー材料に直接積層
した後加熱し、加硫することにより接着一体化すること
ができない。すなわち、上記ゴム成分のγc は熱可塑性
エラストマー材料を構成するEPDMのγc =28mN
/mに近いため、熱可塑性エラストマー材料に対するゴ
ム材料の親和性を著しく大きくし、その加硫と同時に接
着一体化させることが可能になるものと考えられる。
【0012】上記25〜30mN/mの範囲のγc を有
するゴム成分としては、1988年米国マーセル・デッ
カー社(Marcel Dekker, Inc., New York and Basel)発
行の“ハンドブック・オブ・エラストマーズ ニューデ
ベロップメント・アンド・テクノロジー”(Handbook o
f Elastomers New Development and Technology):エー
ケー,ボーミック及びエッチエル,ステファンズ(A,
K, Bhowmik and H, L,Stephens)著、第8章第253頁
の表1に記載されている、イソブチレン−イソプレン共
重合体ゴム(IIR,γc =27mN/m)、エチレン
−プロピレンジエン三元共重合体ゴム(EPDM,γc
=28mN/m)等がある。これらのゴム成分には、硫
黄等の加硫剤、カーボンブラック等の補強剤、老化防止
剤、加硫促進剤、その他の配合薬品を配合してゴム組成
物を調製する。ゴム組成物におけるゴム成分の配合量は
50重量%以上であるのがよい。
【0013】上記ポリマーブレンドと未加硫ゴム組成物
は、それぞれシート状又は板状等の所望の形状を有する
熱可塑性エラストマー材料とゴム材料に成形される。ゴ
ム材料はスチールコードのような金属コード、ナイロ
ン、ポリエステル、アラミド等の各種有機繊維からなる
コードにより補強したものであってもよい。次いで、こ
れら熱可塑性エラストマー材料とゴム材料とを積層した
後加熱し、ゴム材料を加硫する。この加熱条件は、ゴム
材料を構成する未加硫ゴム組成物の加硫条件であればよ
い。したがって、ゴム組成物の組成により相違するが、
好ましくは135〜250℃の温度範囲で加熱すること
が望ましい。
【0014】
【実施例】
実験例1 EPDMとPPとを混練機を用いて混合した均一なポリ
マーアロイ状の熱可塑性エラストマー(モンサント社サ
ントプレン201−64)から150mm×50mm×
2.5mmのシート状材料Aを作製した。
【0015】表1に示す配合組成の5種類の未加硫のゴ
ム組成物No.1(ゴム成分IIR)、No.2(ゴム成分
EPDM)、No.3(ゴム成分NR)、No.4(ゴム成
分SBR)及びNo.5(ゴム成分NBR)を調整し、こ
れらのゴム組成物を用いて、それぞれ150mm×50
mm×2.5mmの未加硫のシート状ゴム材料C1,C
2,C3,C4,C5に成形した。
【0016】これらゴム材料C1,C2,C3,C4,
C5と熱可塑性エラストマー材料Aとを直接積層し、2
0kg/cm2 の加圧下、150℃で30分間加熱して
ゴム材料を加硫すると同時に接着一体化させた。得られ
た接着複合体の接着性を下記の方法により評価し、その
結果を表2に示した。
【0017】 表1中の数値は、いずれも重量部である。
【0018】また、*1 はN−フェニル−N’−イソプ
ロピル−p−フェニレンジアミン *2 はN−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェ
ンアミド *3 はテトラメチルチウラムジスルフィド *4 は2−メルカプトベンゾチアゾール *5 はテトラメチルチウラムモノスルフィド *6 はベンゾチアジルジスルフィドである。接着性の評価方法 :接着複合体の接着性は、接着力の大
きさで評価するのは正確ではない。そこで、幅20mm
のサンプルを作製して剥離テストを行い、界面剥離が起
こった場合にはたとえ接着力が高くても不良(×)と評
価した。他方、界面剥離を起さなかった場合は、接着複
合体の接着界面を中心にして約0.5mm以内の厚さの
範囲をカミソリにて傷を入れて剥離テストを行い、いず
れかのゴムが凝集破壊を起こすほどに界面の接着が強固
な場合には接着性良好(○)と評価した。
【0019】 表2から、γc が本発明の規定範囲(25〜30mN/
m)外のNR,SBR,NBRをゴム成分とするゴム材
料C3,C4,C5からなる接着複合体は、いずれも接
着性に劣っていた。これに対し、γc が本発明の規定範
囲内のIIR,EPDMをゴム成分とするゴム材料C
1,C2からなる接着複合体は良好な接着性を有してい
た。
【0020】なお、ゴム材料C1及び1C2をそれぞれ
加硫した後、熱可塑性エラストマーに直接積層し、20
kg/cm2 の加圧下、150℃で30分間加熱した
が、両者を接着させることができなかった。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
チレン・プロピレン・ジエン系共重合体ゴムとポリプロ
ピレンとのポリマーブレンドからなる熱可塑性エラスト
マー材料と、臨界表面張力γc 25〜30mN/mの範
囲のゴム成分を含有するゴム組成物からなる未加硫ゴム
材料とを直接積層した後加熱し、上記ゴム組成物を加硫
すると同時に強固に接着一体化することができる。した
がって、本発明方法により得られる接着複合体は、接着
剤等の第3成分が介在しないので、熱可塑性エラストマ
ー材料のエラストマー特性及びゴム材料のゴム特性を損
なうことなく、熱可塑性エラストマー材料の欠点である
耐熱性を解消し、ゴム材料の耐候性を向上することがで
きる。また、熱可塑性エラストマー材料側に色彩色調を
自在に付与することが可能であるため、タイヤ、コンベ
ヤベルト、ホース、ライニング製品等及びその他のゴム
製品の外観を美麗にすることができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エチレン・プロピレン・ジエン系共重合
    体ゴムとポリプロピレンとのポリマーブレンドからなる
    熱可塑性エラストマー材料に、臨界表面張力γc が25
    〜30ミリニュートン/メートルのゴム成分を含有する
    未加硫のゴム組成物からなるゴム材料を直接積層した後
    加熱し、該ゴム材料を加硫すると共に接着一体化する熱
    可塑性エラストマーとゴムとの接着複合体の製造方法。
JP34129891A 1991-12-24 1991-12-24 熱可塑性エラストマーとゴムとの接着複合体の製造方法 Pending JPH05170935A (ja)

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