JPH07314614A - 複合成形体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 寸法精度が高く、物性の低下を招かず、接着
性が良好であり、特にポリオレフィン系樹脂にも適用可
能な、熱可塑性樹脂とシリコ−ンゴムとからなる複合成
形体及び金型に格別の処理を要さず、複雑な形状の成形
が可能で、しかも成形条件が広く、安価で、作業性の良
い複合成形体の製造方法を提供する。 【構成】 反応基を有するシリコ−ンゴムを分散、配合
した熱可塑性樹脂成形体に、シリコ−ンゴム成形体を接
着してなることを特徴とする複合成形体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂とシリコ
−ンゴムよりなる複合成形体及びその製造方法、特に硬
質キ−トツプとシリコ−ンゴム接点、各種パッキン、被
災防止用の家具、玩具、スポ−ツ用具、筆記用具、内装
品等に有用なファッション性、密着性を備えた、強固に
接着された複合成形体及びその製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂とシリコ−ンゴムよ
りなる複合成形体は、その接着、複合化を行うにあた
り、熱可塑性樹脂により成形体を作り、この表面にプ
ラズマ処理又はコロナ放電処理のような物理的処理や、
プライマ−または強酸処理のような化学的処理を施し
て、シリコ−ンゴムとの接着性を発現させた後、シリコ
−ンゴム成形体を接着する方法が採られていた。また、
上記方法の問題点である寸法精度及び物性が不十分であ
ること、著しく生産効率が低いことを解決するために、
特開平５−84780 のように、エンジニアリングプラス
チックを金型内に一次射出した後、シリコ−ンゴムを二
次射出する方法が提案されていた。更に他の方法として
は、プレポリマ−を金型内に充填し、重合反応を開始
させ、この重合反応におけるラジカルが無くなる前にシ
リコ−ンゴムを充填して接着、硬化させるという方法が
あった。

【０００３】しかしながら上記従来の製造方法及びそれ
らによって製造される複合成形体はでは、寸法精度及
び物性が不十分である上、著しく生産効率が低いという
欠点が有り、では、エンジニアリングプラスチックと
シリコ−ンゴムとの接着強度が不十分であるため、接着
性付与剤として一分子中にエポキシ基、アルコキシ基、
無水カルボキシル基、アクリロキシアルキル基のよう
な、接着性を付与する官能基（反応基）を含有するケイ
素化合物、あるいはケイ素原子に直接結合したアルケニ
ル基または水素原子を同時に含有するケイ素化合物等の
いわゆるシランカップリング剤を添加する必要がある
が、これらを添加すると確かに複合成形体の接着性は向
上するものの、金型にも接着し易くなるため、離型性が
非常に悪く、またこれを改善するために金型内を、ポリ
テトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂によりコーテ
ィングしたものを用いる方法があるが、この加工はコス
トが高い上、コ−テイングされた皮膜の寿命が短いとい
う欠点があった。

【０００４】また、では、できあがった複合成形体の
接着性は良好であるものの、プレポリマ−の金型内での
粘度は重合反応の進行度合いにより決定されるため、複
雑な形状の成形体を得ることが困難であり、また、ある
程度以上重合反応が進行し、しかも接着に十分な量のラ
ジカルが残留している状態で、シリコ−ンゴムを充填し
なければならないため、成形条件が非常にせまく、高度
の制御が必要であるという欠点があった。また、いずれ
の方法であっても、ポリオレフィン系樹脂とシリコ−ン
ゴムとの接着は実用に耐えられるものは得られず、単に
嵌着させることで、一体化していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の問
題点を解決するものであり、寸法精度が高く、物性の低
下を招かず、接着性が良好であり、特にポリオレフィン
系樹脂にも適用可能な、熱可塑性樹脂とシリコ−ンゴム
とからなる複合成形体及び金型に格別の処理を要さず、
複雑な形状の成形が可能で、しかも成形条件が広く、安
価で、作業性の良い複合成形体の製造方法を提供するも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明者等は、熱可塑性樹
脂と他の樹脂との接着性に乏しいシリコ−ンゴムとを接
着するにあたり、物性、寸法精度、生産性等を損なわ
ず、良好な接着性の得られる成形体、製造方法について
鋭意検討を重ねた結果本発明を完成させたものでる。

【０００７】この第一の発明は、反応基（官能基、以下
同じ）を有するシリコ−ンゴムを分散、配合した熱可塑
性樹脂の一面に、シリコ−ンゴム成形体を接着してなる
ことを特徴とするものであり、特に更に他面に熱可塑性
樹脂成形体を接着させたものである。第二の発明は反応
基を有するシリコ−ンゴムを分散、配合した熱可塑性樹
脂を一次射出し、射出後金型内のコアを移動することに
より二次射出用のゲ−トが開き、次いで所望部分にシリ
コ−ンゴムを二次射出することを特徴とする請求項１記
載の複合成形体の製造方法である。

【０００８】また第三の発明は製造方法に関し、熱可塑
性樹脂を一次射出し、射出後に金型内のコアが移動する
ことにより二次射出用のゲ−トが開き、少なくともシリ
コ−ンゴムを接着成形する部分に、反応基を有するシリ
コ−ンゴムを分散、配合した熱可塑性樹脂を二次射出
し、射出後金型内のコアが移動することにより三次射出
用のゲ−トが開き、二次射出がなされた所望部分にシリ
コ−ンゴムを三次射出することを特徴とする複合成形体
の製造方法である。

【０００９】本発明に用いられる、反応基を有するシリ
コ−ンゴムを分散、配合した熱可塑性樹脂としては、成
形される製品の使用目的に合せて適宜公知の材質を選択
すれば良く、例えば、ポリエチレン，ポリプロピレン，
ポリブテン等のポリオレフィン系樹脂，ポリエチレンテ
レフタレ−ト，ポリブチレンテレフタレ−ト，ポリエチ
レンナフタレ−ト等のポリエステル系樹脂，ナイロン６
（商品名），ナイロン６６（商品名）等のポリアミド樹
脂，ポリイミド樹脂，ＡＢＳ樹脂，塩化ビニル樹脂，ポ
リフェニレンサルファイド等が挙げられるが、これらに
は安定剤，強化剤，軟化剤，耐衝撃性向上剤，紫外線吸
収剤等の各種添加剤を適宜添加することができる。

【００１０】上記熱可塑性樹脂に分散、配合されるシリ
コ−ンゴムは、本発明の複合、一体化されるシリコ−ン
ゴムとの接着性を良好なものとするために、反応基を有
していることが必要であり、−Ｒ¹ Ｒ² ＳｉＯ−を基本
骨格とするポリオルガノシロキサンの一分子中に不飽和
炭化水素基を平均して２個以上含んでいるものが必要で
ある。ここでＲ¹ ，Ｒ² はそれぞれメチル，エチル，プ
ロピル等の飽和炭化水素基、ビニル，プロペニル，ブテ
ニル等の不飽和炭化水素基，フェニル，キシリル等のア
リ−ル基，または３，３，３−トリフルオロプロピル等
のハロゲン置換炭化水素基等の中から選択される。また
ここで「−Ｒ¹ Ｒ² ＳｉＯ−を基本骨格とする」とした
意味は、このポリオルガノシロキサンが直鎖状であって
も分岐状であっても良い、ということである。

【００１１】熱可塑性樹脂に分散、配合されるシリコ−
ンゴムの配合割合は、第一の発明、第二の発明、第三の
発明とで好ましい範囲が異なる。第一の発明及び第二の
発明においては、熱可塑性樹脂100 重量部に対し、シリ
コ−ンゴム５〜120 重量部とするのがよい。配合、分散
されるシリコ−ンゴムが５重量部未満では、シリコ−ン
ゴムとの接着が十分なものとなりにくく、 120重量部を
越えると成形体として十分な強度、寸法精度を維持する
ことが困難となりやすい。

【００１２】第三の発明においては、熱可塑性樹脂100
重量部に対し、シリコ−ンゴム５〜160 重量部、好まし
くは120 〜160 重量部とするのがよい。配合、分散され
るシリコ−ンゴムが５重量部未満では、シリコ−ンゴム
との接着が十分なものとなりにくいことは第一及び第二
の発明と同様であるが、ここではそれ自体成形体として
ではなく接着層として機能するため、シリコ−ンゴムと
の接着性に主眼を置き、160 重量部まで配合することが
できる。しかしながら160 重量部を越えると、熱可塑性
樹脂との接着性が不十分なものとなりやすいので好まし
くない。

【００１３】ここで形成される接着層の厚さは0.01〜２
mmの範囲から選択することが好ましく、0.01mm未満では
実質的にこの接着層を形成することが困難であり、ピン
ホ−ル等の欠陥を生じ易く、２mmを越える厚さでは、
「層」としてではなく、成形体の構成の一部としての役
割を担うためシリコ−ンゴムの配合量が120 重量部を越
えた場合不適当であり、120 重量部以下とした場合にお
いても、実用上不必要である。シリコ−ンゴムを熱可塑
性樹脂に分散、配合する方法としては、従来公知の方法
を用いることができ、バンバリ−ミキサ−、加圧ニ−ダ
−、二本ロ−ル、単軸または多軸押出機等の混練装置に
よる方法が例示される。

【００１４】本発明で使用されるシリコ−ンゴムとして
は、前記のシリコ−ンゴムに架橋剤、触媒を含むものが
用いられる。第一の発明の複合成形体を図１により説明
する。まずシリコ−ンゴムを分散、配合した熱可塑性樹
脂により、所望の形状の成形体３を作り、次いでこれに
シリコ−ンゴムの成形体４を所望の部位に接着して複合
成形体１が得られる。これらの成形方法としては、ブロ
−成形、真空成形、カレンダ−成形、押出成形、プレス
成形、射出成形等が例示されるが、形状の自由度、生産
効率、寸法精度等に優れていることから、二色射出成形
装置を用いて、シリコ−ンゴムが分散、配合された熱可
塑性樹脂を一次射出し、次いで所望部分に、シリコ−ン
ゴムを二次射出する方法が優れており、この二色射出成
形の中でも、一次射出後に金型内のコアが移動すること
により、二次射出用のゲ−トが開き、その後、二次射出
を行うことにすれば、更に生産効率が向上し、またシリ
コ−ンゴムが分散、配合された熱可塑性樹脂よりなる成
形体（一次射出成形体）の表面が、外気に曝されること
なくその表面上に、シリコ−ンゴム成形体が形成され、
従って一次射出成形体表面が冷却等によって変化が生じ
ないので、接着性が非常に良好なものになる利点があ
る。シリコ−ンゴムが分散、配合された熱可塑性樹脂よ
りなる成形体とシリコ−ンゴム成形体との接着は、未加
硫の状態のシリコ−ンゴム成形体を密着させたまま、加
熱して加硫することにより達成される。この際、熱可塑
性樹脂に分散、配合されたシリコ−ンゴムの反応基とシ
リコ−ンゴム成形体が架橋し、化学結合を形成するので
強固な接着状態が得られる。

【００１５】第三の発明の複合成形体を図２により説明
する。第一の発明の複合成形体の反応基を有するシリコ
−ンゴムを分散配合した熱可塑性樹脂成形体表面に更に
他の熱可塑性樹脂成形体を接着させた複合成形体は、ま
ず熱可塑性樹脂により、所望の形状の成形体２を作り、
次いでシリコ−ンゴムが分散、配合された熱可塑性樹脂
により、少なくともシリコ−ンゴム成形体４' を接着成
形する部分に接着層３' を形成し、シリコ−ンゴム成形
体４' を接着層の所望の部位に接着して複合成形体１'
が得られる。

【００１６】これらの成形方法としては、第一の発明と
同様、ブロ−成形、真空形、カレンダ−成形、押出成
形、プレス成形、射出成形等が例示されるが、形状の自
由度、生産効率、寸法精度等に優れていることから、三
色射出成形装置を用いて、熱可塑性樹脂を一次射出し、
次いで、少なくとシリコ−ンゴムを接着形成する部分
に、反応基を有するシリコ−ンゴムが分散、配合された
熱可塑性樹脂を二次射出し、最後に二次射出がなされた
所望部分に、シリコ−ンゴムを三次射出して複合成形体
を得る方法が優れており、その際、一次射出及び二次射
出後に金型内のコアが移動することにより、二次射出用
及び三次射出用のゲ−トが開き、その後、二次射出及び
三次射出を行うようにすれば、熱可塑性樹脂よりなる成
形体の表面及びシリコ−ンゴムが分散、配合された熱可
塑性樹脂よりなる接着層の表面が、外気にさらされる事
なく、リコ−ンゴム成形体が形成されるので、接着性が
非常に良好になり、更に生産効率が向上する優位点があ
る。

【００１７】上記のように本発明によれば、熱可塑性樹
脂に反応基を含有するシリコ−ンゴムを分散、配合する
ことにより、物性が低下せず、シリコ−ンゴムとの接着
性の非常に良好な複合成形体が得られるとともに、シラ
ンカップリング剤が不要なので、金型に格別の処理を必
要とせず、寸法精度が高く、複雑な形状の成形が可能な
射出成形法が適用でき、成形条件が広く、安価で作業性
の良い、複合成形体の製造方法が得られる。また、従来
シリコ−ンゴムとの接着が非常に困難であったポリオレ
フィン系樹脂との接着、一体化が可能となった。

【００１８】

【実施例】次に図３により実施例、比較例を説明する。
実施例及び比較例において使用した成形装置は、図３の
ように３基の射出装置を備えた３色射出成形機（ア−ブ
ルグ社製）であり、それぞれの射出装置のノズル８，
９，10は金型のゲ−ト11，12，13に接続されるように配
置されている。実施例において使用した金型は図３に示
すように左側金型片５、右側金型片６及び右側移動式コ
ア７からなり、右側移動式コア７は、順次３段階に移動
可能で、ａ位置，ｂ位置，ｃ位置でそれぞれゲ−ト11，
12，13が開くようになっている。

【００１９】（実施例１）ポリプロピレン・ＢＪ３Ｈ−
ＭＦ［住友化学工業（株）製商品名］100 重量部に対
し、メチルビニルシリコ−ンゴム・ＫＥ７８ＶＢＳ［信
越化学工業（株）製商品名］60重量部を、二軸混練押出
機を用いて分散、配合、造粒し、ＰＰ−シリコ−ンゴム
配合物を得た。この配合物を射出成形機に投入し、240
〜275 ℃の温度で溶融させ、ノズル８より金型内に約５
秒間射出し、約20秒間冷却した。右移動式コアをｃ位置
まで移動させ、ノズル10より付加反応硬化型液状シリコ
−ン・ＫＥ1820［信越化学工業（株）製商品名］を約６
秒間射出した後、約300秒間冷却、硬化させ本発明の複
合成形体を得た。ここで、左側金型片５の温度は80℃、
右側金型片６及び右側移動式コア７の温度は120 ℃に設
定しており、ゲ−ト12は逆流防止のため、予め目止めを
施しておいた。

【００２０】（実施例２）ポリプロピレン・ＢＪ３Ｈ−
ＭＦ［住友化学工業（株）製商品名］100 重量部に対
し、メチルビニルシリコ−ンゴム・ＫＥ７８ＶＢＳ［信
越化学工業（株）製商品名］140 重量部を、二軸混練押
出機を用いて分散、配合、造粒を行い、ＰＰ−シリコ−
ンゴム配合物を得た。ポリプロピレン・ＢＪ３Ｈ−ＭＦ
［住友化学工業（株）製商品名］を射出成型機に投入
し、240 〜275 ℃の温度で溶融させ、ノズル８より金型
内に約５秒間射出し、約20秒間冷却した。次いで、右側
移動式コア７をｂ位置まで移動させ、240 〜275 ℃の温
度で溶融させたＰＰ−シリコ−ンゴム配合物を、ノズル
９より金型内に約２秒間射出し、約10秒間冷却した。右
側移動式コア７をｃ位置まで移動させ、付加反応硬化型
液状シリコ−ン・ＫＥ1820［信越化学工業（株）製商品
名］をノズル10より約６秒間射出した後、約300 秒間冷
却、硬化させ、本発明の複合成形体を得た。尚、金型の
温度設定は実施例１と同様である。

【００２１】（比較例１）ポリブチレンテレフタレ−ト
［（株）ポリプラスチック社製］を射出成形機に投入
し、220 〜240 ℃の温度で溶融させ、ノズル８より金型
内に約６秒間射出し、約10秒間冷却した。右側移動式コ
ア７をｃ位置まで移動させ、ノズル10より付加反応硬化
型液状シリコ−ン・ＫＥ1820［信越化学工業（株）製商
品名］を約６秒間射出した後、約300 秒間冷却、硬化さ
せ、複合成形体を形成した。ここで、金型の温度設定は
実施例１と同様であり、ゲ−ト12も実施例１と同様に逆
流防止のため予め目止めを施しておいた。

【００２２】（比較例２）ポリブチレンテレフタレ−ト
［（株）ポリプラスチック社製］を射出成型機に投入
し、220 〜240 ℃の温度で溶融させ、ノズル８より金型
内に約６秒間射出し、約10秒間冷却した。右側移動式コ
ア７をｃ位置まで移動させ、ノズル10より、シランカッ
プリング剤・ＫＡ 1003 ［信越化学工業（株）製商品
名］３重量部を配合した付加反応硬化型液状シリコ−ン
・ＫＥ1820［信越化学工業（株）製商品名］を約６秒間
射出した後、約300 秒間冷却、硬化させ、複合成形体を
形成した。ここで、金型の温度設定は実施例１と同様で
あり、ゲ−ト12も実施例１と同様に逆流防止のため予め
目止めを施しておいた。

【００２３】（比較例３）ポリプロピレン・ＢＪ３Ｈ−
ＭＦ［住友化学工業（株）製商品名］を射出成型機に投
入し、240 〜275 ℃の温度で溶融させ、ノズル８より金
型内に約５秒間射出し、約20秒間冷却した。右側移動式
コア７をｃ位置まで移動させ、ノズル10より、シランカ
ップリング剤・ＫＢＭ1003［信越化学工業（株）製商品
名］３重量部を配合した付加反応硬化型液状シリコ−ン
・ＫＥ1820［信越化学工業（株）製商品名］を約６秒間
射出した後、約300 秒間冷却、硬化させ、複合成形体を
形成した。ここで、金型の温度設定は実施例１と同様で
あり、ゲ−ト12も実施例１と同様、逆流防止のため、予
め目止めを施しておいた。以上の実施例及び比較例で得
られたそれぞれの複合成形体の剥離強度及び金型からの
離型性を評価した。結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】（実施例３）ポリプロピレン・ＢＪ３Ｈ−
ＭＦ［住友化学工業（株）製商品名］100 重量部と、メ
チルビニルシリコ−ンゴム・ＫＥ７８ＶＢＳ［信越化学
工業（株）製商品名］60重量部とを二軸混練押出機を用
いて分散、配合、造粒を行い、ＰＰ−シリコ−ンゴム配
合物を得た。この配合物と、発泡剤・ＡＩＢＮを配合し
た付加反応硬化型液状シリコ−ン・ＫＥ1820［信越化学
工業（株）製商品名］とを用いて、二色射出成型により
図４に示すような弁当箱用パッキン一体蓋を得た。これ
は十分使用に耐えるとともに、自動食器洗浄機で1,000
回洗浄後もパッキンの剥離は認められなかった。

【００２６】（実施例４）ポリメチルメタクリレ−ト樹
脂［住友化学工業（株）製商品名］100 重量部と、メチ
ルビニルシリコ−ンゴム・ＫＥ７８ＶＢＳ［信越化学工
業（株）製商品名］50重量部とを、二軸混練押出機を用
いて分散、配合、造粒を行い、ＰＭＭＡ−シリコ−ンゴ
ム配合物を得た。この配合物と、付加反応硬化型液状シ
リコ−ン・ＫＥ1820［信越化学工業（株）製商品名］と
を用いて、二色射出成型により図５に示すような硬質キ
−トップ付きシリコ−ンゴム接点を得た。打鍵試験機に
て100,000 回打鍵試験を行ったが、接着部に剥離は認め
られなかった。

【００２７】（実施例５）ポリメチルメタクリレ−ト樹
脂［住友化学工業（株）製商品名］100 重量部と、メチ
ルビニルシリコ−ンゴム・ＫＥ７８ＶＢＳ［信越化学工
業（株）製商品名］50重量部とを、二軸混練押出機を用
いて分散、配合、造粒を行い、ＰＭＭＡ−シリコ−ンゴ
ム配合物を得た。この配合物と、付加反応硬化型液状シ
リコ−ン・ＫＥ1820［信越化学工業（株）製商品名］と
を用いて、二色射出成型により図６（ａ）に示すような
被災防止用保護具を得た。このものは図６（ｂ）に示す
ように、柱、家具等の角に貼着し、ここにぶつかった際
の人体の受傷を防止するものであるが、機能的に十分目
的を果たすものであった。

【００２８】

【発明の効果】以上の結果から明らかなように本発明に
よれば、物性の低下を招かず、シリコ−ンゴムとの接着
性の非常に良好な複合成形体が得られるとともに、これ
はシランカップリング剤が不必要な構成であるため、金
型に格別の処理を要さずに、寸法精度が高く、複雑な形
状の成形が可能な射出成形法が適用でき、成形条件が広
いので作業性が良く、この結果歩留がよく安価な複合成
形体の製造方法が与えられる。また、従来シリコ−ンゴ
ムとの接着が非常に困難であったポリオレフィン系樹脂
との接着、一体化が可能となったので、耐水性、耐薬品
性に優れ、しかも安価な複合成形体を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複合成形体の一例を示す縦断面見取り
図。

【図２】本発明の複合成形体の他の一例を示す縦断面見
取り図。

【図３】本発明の複合成形体の製造に使用する射出成形
機の金型の断面見取り図。

【図４】ａ本発明の一実施例を示す縦断面見取り図。 ｂ本発明の一実施例を示す平面見取り図。

【図５】本発明の一実施例を示す縦断面見取り図。

【図６】ａ本発明の一実施例を示す斜視図。 ｂ上記ａの使用態様を示す見取り図。

【符号の説明】

１、１’・・・・複合成形体 ２ ・・・・・熱可塑性樹脂成形体 ３、16、21・・・可塑性樹脂とシリコ−ンゴムとの配合
物よりなる成形体 ３’・・・・・・熱可塑性樹脂とシリコ−ンゴムとの配
合物よりなる接着層 ４、４’19、22 ・シリコ−ンゴム成形体 ５・・・・・・・左側金型片 ６・・・・・・・右側金型片 ７・・・・・・・右側移動式コア ８・・・・・・・ノズル ９・・・・・・・ノズル 10・・・・・・・ノズル 11・・・・・・・ゲ−ト 12・・・・・・・ゲ−ト 13・・・・・・・ゲ−ト 14、17、20・・・複合成型体、 15・・・・・・パッキン、 18・・・・・・硬質キ−トップ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】反応基を有するシリコ−ンゴムを分散、配
   合した熱可塑性樹脂成形体に、シリコ−ンゴム成形体を
   接着してなることを特徴とする複合成形体。
2. 【請求項２】反応基を有するシリコ−ンゴムを分散、配
   合した熱可塑性樹脂を一次射出し、射出後金型内のコア
   が移動することにより二次射出用のゲ−トが開き、次い
   で所望部分にシリコ−ンゴムを二次射出することを特徴
   とする請求項１記載の複合成形体の製造方法。
3. 【請求項３】熱可塑性樹脂を一次射出し、射出後金型内
   のコアが移動することにより二次射出用のゲ−トが開
   き、少なくともシリコ−ンゴムを接着成形する部分に、
   反応基を有するシリコ−ンゴムを分散、配合した熱可塑
   性樹脂を二次射出し、射出後金型内のコアが移動するこ
   とにより、三次射出用のゲ−トが開き、二次射出がなさ
   れた所望部分にシリコ−ンゴムを三次射出することを特
   徴とする複合成形体の製造方法。