JPH0811262A - プラスチック複合成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 硬質プラスチックからなる第１の部材と、ビ
ニル芳香族化合物からなる重合体ブロックＡ及びイソプ
レンからなる重合体ブロックＢを含有するブロック共重
合体を水素添加して得られる水添ブロック共重合体を主
体とする熱可塑性エラストマーからなる第２の部材とを
一体的に融着成形してなるプラスチック複合成形体。 【効果】 硬質プラスチック成形材料と熱可塑性エラス
トマーとの複合プラスチック成形体を、従来の、複雑で
高価な金型を使用する嵌合方法や、接着剤によらない
で、単なる両者の圧縮成形、押出成形、射出成形で得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、硬質プラスチック部材
と軟質プラスチック材料である非加硫の熱可塑性エラス
トマー部材とを一体的に融着成形してなる、低温時にお
いても十分な柔軟性を有する層を持つプラスチック複合
成形体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車、車両、建築、電気、日用
品、その他の広い分野においてプラスチック製品が広く
使用されている。特に、アルミサッシの枠、自動車の窓
枠、電気製品の各種スイッチやツマミ等のように、本体
に取り付ける部分は硬質プラスチックで成形し、その他
の部分を軟質プラスチックやゴム等のエラストマーで成
形している場合が多くみられる。また、ガラス保護フィ
ルム、スポーツ用品、医療用ギプス等の如く、本体に取
り付ける部分は柔らかな軟質プラスチックもしくはゴム
等のエラストマーで成形し、その他の部分を硬く強靭な
硬質プラスチックで成形し、外部からの衝撃を緩和した
り、本体への傷付きを防止している場合が多い。

【０００３】従来、これらの硬質プラスチックと軟質プ
ラスチックもしくはゴムとは異質の材料であるため、そ
れらの一体化には接着剤を用いる方法や、はめ合わせに
よる方法が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接着剤
を用いて接着する場合、両部材の性状が大きく異なるこ
とが多いことから、十分な接着力を得るのが困難となる
ことが多い。また、接着剤の使用にはほとんどの場合に
有機溶剤が使用されるため、作業環境の悪化や、場合に
よっては溶剤による被接着部材の溶解、膨潤、クラック
等の発生が起こり好ましくない。

【０００５】また、はめ合わせによる方法では、両部材
が完全に接着しているわけではなく、部材の剥離、脱離
等が生じる。また、各々の部材を成形する為の金型が複
雑で高価であり、さらにはめ合わせ作業が非常に煩雑で
ある。

【０００６】ポリプロピレン部材と熱可塑性エラストマ
ー部材とを融着成形して複合成形品を得る方法が特開平
２−１３９２３２号公報により提案されている。

【０００７】この方法においては、熱可塑性エラストマ
ーとして、スチレンポリマーとエチレンポリマーとブチ
レンポリマーとのブロックコポリマーが用いられてお
り、ポリプロピレン部材との接着性は十分に得られるも
のの、使用状況によっては、特に低温時の柔軟性に欠
け、軟質プラスチック部材の柔軟性に不都合を生じる恐
れがある。

【０００８】このような理由から、硬質プラスチックと
熱可塑性エラストマーとからなる、低温時においても十
分な柔軟性を有する層を持つ複合成形品を提供すること
が強く望まれている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記の従来技
術の欠点を解消すべく鋭意検討の結果、硬質プラスチッ
クからなる部材と、特定の熱可塑性エラストマーからな
る部材とを溶融成形することにより、接着剤やはめ合わ
せによらないで、十分に一体化した低温時にも十分な柔
軟性を有する層を持つプラスチック複合成形体が得られ
ることを見出し、本発明を完成した。

【００１０】即ち、本発明は、ＪＩＳ−Ｋ ７２０３に
よる曲げ弾性率が１，０００ｋｇ／ｃｍ² 以上の硬質プ
ラスチックからなる第１の部材と、ビニル芳香族化合物
からなる重合体ブロックＡを少なくとも１個及びイソプ
レンからなる重合体ブロックＢを少なくとも１個含有
し、重合体ブロックＡの含有量が５〜７５重量％の範囲
にある数平均分子量が３００００〜５０００００のブロ
ック共重合体の重合体ブロックＢ中のイソプレンに基づ
く炭素−炭素二重結合の３５％以上を水素添加して得ら
れる水添ブロック共重合体を主体とする熱可塑性エラス
トマーからなる第２の部材とを一体的に融着成形してな
るプラスチック複合成形体である。

【００１１】本発明のプラスチック複合成形体は、硬質
プラスチック部材と熱可塑性エラストマー部材との一体
化に、接着剤やはめ合わせを使用しないで、両部材がそ
の接合部で溶融状態で密着して強固に一体的に融着して
いることを特徴としている。

【００１２】以上の如き従来技術の接着剤やはめ合わせ
を使用することなく、両部材の一体化が実現でき、熱可
塑性エラストマーからなる低温時にも十分な柔軟性を有
する層を持つプラスチック複合成形体を得ることができ
たのは、硬質プラスチック部材と上記特定の熱可塑性エ
ラストマーを使用し、両者を溶融状態で密着させて融着
したことによる。

【００１３】以下、本発明を詳細に述べる。

【００１４】本発明において使用される第１の部材であ
る硬質プラスチックはＪＩＳ−Ｋ７２０３の曲げ弾性率
が１，０００ｋｇ／ｃｍ² 以上であることが必要であ
る。この値が１，０００未満の場合には、得られる複合
プラスチック成形品の力学的強度が劣ることとなり、好
ましくない。

【００１５】本発明において使用される硬質プラスチッ
クとしては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレ
ン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレ
ン−プロピレンランダム共重合体、エチレン−プロピレ
ンブロック共重合体、アタクチックポリプロピレン、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリ
レート共重合体、エチレン−メタアクリレート共重合
体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタク
リル酸共重合体、エチレン−不飽和カルボン酸共重合体
の金属イオン架橋樹脂、エチレン−塩化ビニル共重合
体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、けん化エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコ
ール共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、エチレ
ン−塩化ビニル−１，２−クロロエチレン３成分共重合
体、塩素化ポリプロピレン、塩化ビニル−（エチレン−
酢酸ビニル共重合体）グラフト共重合体、エチレン−無
水マレイン酸共重合体、エチレン−メタクリル酸グリシ
ジル共重合体、エチレン−メタクリル酸ジメチルアミノ
エチル共重合体、ポリメチルペンテン、ポリブテン−
１、アモルファスポリオレフィン、環状ポリオレフィン
ポリマー、プロピレンと１−ブテンなどのα−オレフィ
ン等との共重合体からなるポリオレフィン樹脂；ポリス
チレン、ハイインパクトポリスチレン、ＡＢＳ、ＡＣ
Ｓ、ＡＥＳ、ＡＳ、ＳＡＮ、ＭＳ等のスチレン系樹脂；
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレ
ート等のポリエステル系樹脂；ナイロン−６、ナイロン
−６６、ナイロン−１２等のポリアミド系樹脂；ポリカ
ーボネート系樹脂；ポリフェニレンエーテル系樹脂等が
挙げられ、これらは１種単独であるいは２種以上混合し
て使用されるが、ポリプロピレン、エチレン−プロピレ
ンランダム共重合体、エチレン−プロピレンブロック共
重合体の使用が特に好ましい。

【００１６】本発明において使用されるもう一方の部材
は、ビニル芳香族化合物からなる重合体ブロックＡを少
なくとも１個及びイソプレンからなる重合体ブロックＢ
を少なくとも１個含有し、重合体ブロックＡの含有量が
５〜７５重量％の範囲にある数平均分子量が３００００
〜５０００００のブロック共重合体の重合体ブロックＢ
中のイソプレンに基づく炭素−炭素二重結合の３５％以
上を水素添加して得られる水添ブロック共重合体を主体
としてなる熱可塑性エラストマーである。

【００１７】ビニル芳香族化合物としては、スチレン、
α−メチルスチレン、ｏ−、ｍ−及びｐ−メチルスチレ
ン、１，３−ジメチルスチレン、ビニルナフタレン、ビ
ニルアントラセンなどが挙げられ、これらは単独で用い
てもよく、あるいは２種類以上を併用してもよい。前記
ブロック共重合体におけるビニル芳香族化合物の含有率
は５〜７５重量％である。ビニル芳香族化合物の含有率
がこの範囲を逸脱すると十分なゴム弾性を有するブロッ
ク共重合体が得られず好ましくない。

【００１８】ブロック共重合体の数平均分子量は３００
００から５０００００の範囲である。分子量が上記範囲
より小さい場合には力学強度が不十分となり、上記範囲
より大きい場合には成形加工性が不十分となり好ましく
ない。

【００１９】ブロック共重合体の分子構造は、直鎖状、
分岐状あるいはこれらの任意の組合せのいずれであって
もよい。また、このブロック共重合体は、その特性が失
われない限り、変性のため、分子末端又は分子鎖中に水
酸基、カルボキシル基、エポキシ基、ハロゲン基等の極
性基が導入されていてもよい。

【００２０】ブロック共重合体を得る方法には特に制限
はなく、アニオン重合や、カチオン重合などのイオン重
合法、チーグラー重合法、シングルサイト重合法、ラジ
カル重合法などのいずれの方法を用いてもよい。

【００２１】ブロック共重合体のイソプレンに基づく炭
素−炭素二重結合の水素添加率は３５％以上である。水
素添加率が３５％に満たない場合、得られるブロック共
重合体の熱老化性および耐候性が不十分であり好ましく
ない。かかる観点から、ブロック共重合体の水素添加率
は７０％以上であるのがより好ましい。

【００２２】本発明において水添ブロック共重合体は単
独で使用しても、これに他の配合剤を添加して使用して
もよいが、好ましくは、ポリプロピレン、ポリエチレン
等のポリオレフィン樹脂、パラフィン系、ナフテン系等
のプロセスオイルを混合した組成物として使用される。
組成物として使用することにより、硬度、強度等の物性
を広い範囲で変えることが可能になり、好ましい場合が
多い。他の配合剤の例としては、スチレン系樹脂、ポリ
オキシメチレン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂など
を例示することができるほか、低分子量ポリエチレン、
ポリエチレングリコールなどの可塑剤を配合することも
できる。更にコストの低減を目的として、無機充填剤を
添加することもできる。無機充填剤の具体例としては、
タルク、炭酸カルシウム、クレー、酸化チタン、マイ
カ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が例示
される。

【００２３】更に、水添ブロック共重合体を主体とする
熱可塑性エラストマーの改質を目的として、必要に応じ
て、ガラス繊維、カーボン繊維、熱老化防止剤、光安定
剤、帯電防止剤、離型剤、難燃剤、発泡剤、着色剤など
を添加することができる。

【００２４】水添ブロック共重合体と他の配合剤との混
合は、単軸押出機、２軸押出機、ニーダー、バンバリー
ミキサー等の混練機を用いて行うことができる。

【００２５】このようにして得られた熱可塑性エラスト
マーは、射出成形、ブロー成形、押出成形などの任意の
成形法によって成形することができる。

【００２６】以上のごとき硬質プラスチック部材と熱可
塑性エラストマー部材とからなる本発明のプラスチック
複合成形体は、両部材が一体的に融着している限りいず
れの形状でもよいが、最も有用な形状の１つは、硬質プ
ラスチック部材が本体への固定部材であり、熱可塑性エ
ラストマー部材が可動あるいは接触材料であるような形
状、例えばアルミサッシの枠、自動車の窓枠、電気製品
の各種スイッチやツマミ等の形状である。また、１つに
は、熱可塑性エラストマー部材が可動あるいは接触材料
であり、硬質プラスチックが外部からの衝撃を緩和した
り、本体への傷付きを防止する材料であるような形状、
例えばガラス保護フィルム、スポーツ用品、医療用ギプ
ス等の形状である。

【００２７】このような本発明のプラスチック複合成形
体は圧縮成形方法、押出成形方法、射出成形方法で製造
され、好ましくは射出成形方法が用いられる。硬質プラ
スチック部材を溶融成形し、あるいは熱可塑性エラスト
マー部材を溶融成形して成形と同時に両者を融着させ
る。硬質プラスチック部材と熱可塑性エラストマー部材
の成形は硬質プラスチック部材を先に成形しても、両者
を同時に成形しても、あるいは硬質プラスチック部材を
後で成形してもよい。

【００２８】成形条件は従来の一般的な成形条件と同様
でよく、公知の圧縮成形機、押出成形機、射出成形機を
用いることができる。好ましくは公知の２色成形機を用
いれば硬質部分と熱可塑性エラストマー部分が同じ金型
で同時成形でき、量産に最適であるが、比較的少量生産
の場合は、一旦成形し型から取り出した硬質プラスチッ
ク部分にインサート方式を利用して個別の金型により熱
可塑性エラストマーを一体成形させてもよい。

【００２９】

【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例により限定されるもので
はない。 参考例（スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重
合体水添物の作製） 攪拌装置付き耐圧容器中、チッソガス雰囲気下において
スチレンを含むシクロヘキサン溶液にｎ−ブチルリチウ
ムを加え、５０℃で１時間重合した後、イソプレンを加
え５０℃で２時間重合した。その後更にスチレンを加
え、５０℃で１時間重合した。得られた重合体はポリス
チレン−ポリイソプレン−ポリスチレン型ブロック共重
合体であった。次に、このポリマー溶液を減圧脱気後水
素置換し、さらにパラジウム触媒を加え、２０ｋｇ／ｃ
ｍ² の水素雰囲気下で水添反応を行い、水添ブロック共
重合体（ＳＥＰＳ）を得た。得られた水添ブロック共重
合体の性状を表１に示す。

【００３０】

【表１】 これらの実施例および比較例で用いられた各成分は次の
とおりである。 （１）硬質プラスチック ホモポリプロピレン（三菱油化製「三菱ポリプロＭＡ
３」、ＭＦＲ：１１ｇ／１０分、曲げ弾性率：１２，５
００ｋｇ／ｃｍ² ） （２）水添ブロック共重合体 ＳＥＰＳ：参考例で作製した水添ブロック共重合体−
１、水添ブロック共重合体−２ ＳＥＢＳ：スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブ
ロック共重合体（シェルケミカル製「クレイトンＧ−１
６５１」、「クレイトンＧ−１６５２」 これらの実施例および比較例において、各種の評価に用
いられた試験法は以下の通りである。 （１）評価用プラスチック複合成形体成形条件 射出成形機としてＤＣ１００−２００型の２色射出成形
機（日精樹脂工業株式会社製造）を使用し、ポリプロピ
レン樹脂を２００℃乃至２３０℃の温度で溶融して、正
方形（１５ｃｍ×１５ｃｍ）で厚さ１ｍｍのポリプロピ
レン成形体を成形する。

【００３１】次に、上記ポリプロピレン樹脂が固化した
ら熱可塑性エラストマーを１８０℃乃至２４０℃の温度
で溶融して同一の金型内に注入させる。これによって正
方形（１５ｃｍ×１５ｃｍ）で厚さ１ｍｍ熱可塑性エラ
ストマー成形体を成形する。

【００３２】金型を冷却後該金型を開き、ポリプロピレ
ン成形体と熱可塑性エラストマ−成形体とが上下に一体
的に融着したプラスチック複合成形体を得る。 （２）融着状態 硬質プラスチックと熱可塑性エラストマーの境界面を評
価した。 （３）硬度 ＪＩＳ−Ｋ ６３０１、Ａタイプにより、−２０℃にお
いて熱可塑性エラストマー部材の硬度を測定した。 実施例１及び比較例１ 表２に示すような配合で熱可塑性エラストマーとポリプ
ロピレンを用い、上記（１）の成形条件にしたがって評
価用プラスチック複合成形体を得た。硬質プラスチック
部材であるポリプロピレンと、熱可塑性エラストマーは
いずれの場合も溶融接着して完全に一体化しており剥離
不能であった。−２０℃においてＪＩＳ−Ａ硬度の測定
を行ったところ、ＳＥＰＳでは７６であり柔軟であった
のに対し、ＳＥＢＳでは８１となり、柔軟性に欠けるも
のであった。 実施例２及び比較例２ 表２に示すような配合で熱可塑性エラストマーを２軸押
出機にて作製し、該熱可塑性エラストマーとポリプロピ
レンを用い、実施例１と同様にして評価用複合プラスチ
ック成形品を得た。硬質プラスチック部材であるポリプ
ロピレンと、熱可塑性エラストマーはいずれの場合も溶
融接着して完全に一体化しており剥離不能であった。−
２０℃において硬度測定を行なったところ、ＳＥＰＳで
は７９であり柔軟であったのに対し、ＳＥＢＳでは８３
となり、柔軟性に欠けるものであった。

【００３３】

【表２】

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、硬質プラスチック成形
材料と熱可塑性エラストマーとの複合プラスチック成形
品を単なる両者の圧縮成形、押出成形、射出成形で得る
ことができる。従って、従来の嵌合方法の如き複雑で高
価な金型の使用は不要となり、また接着剤も全く使用す
る必要がないので、極めて経済的に一体化した優れた複
合プラスチック成形体を提供することが可能となった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＪＩＳ−Ｋ ７２０３による曲げ弾性率
   が１，０００ｋｇ／ｃｍ² 以上の硬質プラスチックから
   なる第１の部材と、ビニル芳香族化合物からなる重合体
   ブロックＡを少なくとも１個及びイソプレンからなる重
   合体ブロックＢを少なくとも１個含有し、重合体ブロッ
   クＡの含有量が５〜７５重量％の範囲にある数平均分子
   量が３００００〜５０００００のブロック共重合体の重
   合体ブロックＢ中のイソプレンに基づく炭素−炭素二重
   結合の３５％以上を水素添加して得られる水添ブロック
   共重合体を主体とする熱可塑性エラストマーからなる第
   ２の部材とを一体的に融着成形してなるプラスチック複
   合成形体。