JPH091629A - 熱可塑性エラストマー組成物の発泡押出物を製造する方法 - Google Patents

熱可塑性エラストマー組成物の発泡押出物を製造する方法

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JPH091629A
JPH091629A JP7159353A JP15935395A JPH091629A JP H091629 A JPH091629 A JP H091629A JP 7159353 A JP7159353 A JP 7159353A JP 15935395 A JP15935395 A JP 15935395A JP H091629 A JPH091629 A JP H091629A
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佑治 山本
Kazuaki Ikeda
一晃 池田
Kaishiyuu Kawamura
海宗 河村
Fumihiko Sato
文彦 佐藤
Takeshi Sasaki
剛 佐々木
Isamu Terasawa
勇 寺澤
Tomonori Hamada
知則 濱田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水を発泡剤として使用して、熱可塑性エラス
トマーの発泡押出物を製造する方法において、熱可塑性
エラストマー発泡押出物の耐磨粍性、或いは吸水膨潤性
を改良する。 【構成】 水を発泡剤として使用して熱可塑性エラスト
マーの発泡押出物を製造する方法において、熱可塑性エ
ラストマーにイソシアネートプレポリマーを配合する
か、或いは主鎖に親水基、例えばオキシエチレン基を有
する特定構造のイソシアネートプレポリマーを配合して
押出、発泡させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性エラストマー
組成物の発泡押出物を製造する方法に関する。より詳細
に述べれば、本発明は、耐磨耗性、或いは吸水膨潤性等
を改良させた、熱可塑性エラストマー組成物の発泡押出
物を製造する方法に関する。
【0002】本発明で製造される発泡押出物は、各種シ
ーリング材、特に土木・建築用ガスケットとして利用さ
れる。
【0003】
【従来の技術】本発明者等は、熱可塑性エラストマー
(以下、TPEと略記することがある)を主材料とする
複合多重異形押出物を製造する方法を発明して特許出願
した。(特願平6―76275)。この従来技術は、水
を発泡剤として用いて、TPE、及びTPEと同種、或
いは異種の材料から成る複合多重異形押出物を、TPE
を主原料とする配合物を押出す口金と、TPEと同種、
或いは異種の材料から成る配合物を押出す口金を別体に
設けた押出し装置を使用することを特徴とするものであ
る。
【0004】この従来技術で実施したTPEと異種の材
料は、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、或いはポリア
ミド系ポリマーアロイである。この従来技術で製造した
押出物の各種物性強度を検討した。その結果、耐磨耗
性、或いは発泡倍率をより向上させた方が各種ガスケッ
トとして効果があることが分かった。更に、土木用ガス
ケットのように、水が存在する箇所で使用するガスケッ
トの場合、発泡押出物に、水を吸収して膨潤する性質を
付与することにより、発泡押出物自体の有するゴム弾性
と、吸水膨潤圧の相乗効果を発揮させれば、土木用ガス
ケットとしての有用性が一層向上することが分かった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、発明が解決し
ようとする課題は、水を発泡剤として使用して、TPE
組成物の発泡押出物を製造する方法において、発泡押出
物の耐磨耗性等物性を改良させることが出来なかったこ
とである。
【0006】発明が解決しようとする別の課題は、水を
発泡剤として使用して、TPE組成物の発泡押出物を製
造する方法において、十分な発泡倍率を有する発泡押出
物を製造することが出来なかったことである。
【0007】発明が解決しようとするさらに別の課題
は、水を発泡剤として使用して、TPE組成物の発泡押
出物を製造する方法において、発泡押出物に十分な吸水
膨潤性能を付与することが出来なかったことである。
【0008】発明が解決しようとするさらに別の課題、
及び利点は以下逐次明らかにされる。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するためTPEに配合させる熱可塑性樹脂を策定
するに当たって、発泡剤は、水を使用することが必須
の要件であるので、水と反応して、ガスを発生させるこ
と、水を吸収して膨潤する性能を有すること、耐磨
耗性に優れ、機械的強度にも優れていること、及びT
PEと相溶性が良いこと等を重要な技術的事項として、
検討した。
【0010】本発明者等は、上記、、、及びを
満足させるポリマーとして、イソシアネートプレポリマ
ーを選択した。
【0011】従って、課題を解決するための手段は、水
を発泡剤として使用して、TPE組成物の発泡押出物を
製造する方法において、イソシアネートプレポリマー、
或いはイソシアネートプレポリマーとアミン系又はポリ
オール系組成物から成る混合物を主配合成分として併用
することである。
【0012】課題を解決するための別の手段は、水を発
泡剤として使用して、TPE組成物の発泡押出物を製造
する方法において、主鎖に親水基を有するイソシアネー
トプレポリマー、或いは主鎖に親水基を有するイソシア
ネートプレポリマーとアミン系又はポリオール系組成物
から成る混合物を主配合成分として併用することであ
る。
【0013】本発明は送りゾーンに設けた第1供給口、
溶融圧縮ゾーンの最終部附近に設けた第2供給口、及び
第2供給口と離隔して設けた第3供給口の少なくとも3
個の供給口を設けた単軸、又は二軸スクリュー押出機を
使用して、水を発泡剤として用いて熱可塑エラストマー
組成物の発泡押出物を製造する方法において; 所定の配合設計の熱可塑性エラストマーコンパウンド
を第1供給ロから供給すること; 前記熱可塑性エラストマーコンパウンドが完全に溶融
した時点で、第2供給口から水を供給すること;次い
で、 イソシアネートプレポリマー、或いはイソシアネート
プレポリマーとアミン系又はポリオール系組成物から成
る混合物を、第3供給口から供給し; 熱可塑性エラストマーを主成分とする溶融熱可塑性エラ
ストマー組成物を、所定の温度、及び圧力で押出すこと
を特徴とする熱可塑性エラストマー組成物の発泡押出物
を製造する方法に関する。
【0014】本発明は、又送りゾーンに設けた第1供給
口、溶融圧縮ゾーンの最終部附近に設けた第2供給口、
及び第2供給口と離隔して設けた第3供給口の少なくと
も3個の供給口を設けた単軸、又は二軸スクリュー押出
機を使用して、水を発泡剤として用いて熱可塑エラスト
マー組成物の発泡押出物を製造する方法において; 所定の配合設計の熱可塑性エラストマーコンパウンド
を第1供給ロから供給すること; イソシアネートプレポリマー、或いはイソシアネート
プレポリマーとアミン系又はポリオール系組成物から成
る混合物を、第2供給口から供給すること;次いで、 第3供給口から水を供給し; 熱可塑性エラストマーを主成分とする溶融熱可塑性エラ
ストマー組成物を、所定の温度、及び圧力で押出すこと
を特徴とする熱可塑性エラストマー組成物の発泡押出物
を製造する方法にも関する。
【0015】本発明で使用する熱可塑性エラストマー
は、10乃至90重量部の結晶性ポリオレフィン樹脂と
90乃至10重量部の少なくとも1種以上のゴムからな
る混合物である。配合されるゴムは、完全に架橋されて
いることが望ましいが、部分架橋や未架橋のEPR、或
いはEPDMであってもよい。これらのTPEの代表的
なものとしては、アドバンスド・エラストマー・システ
ムズ・エル・ピー社から“TREFSIN”、“SAN
TOPRENE”、“GEOLAST”、“VYRA
M”、及び“TPR”という登録商標名の下に製造・販
売されているものが容易に入手できる。これらのTPE
のなかから、適当な材料を選択するには、製造しようと
する発泡押出物に要求される物性を勘案して決定され
る。たとえば、柔軟でゴム弾性に富む発泡押出物を製造
するには、上記の配合比率範囲において、ゴムリッチに
配合すればよい。
【0016】本発明で使用するイソシアネートプレポリ
マーは、ジイソシアネートと末端にヒドロキシル基を有
するポリエステル、ポリエステルアミド、或いはポリエ
ーテルとの重付加反応によって製造される末端イソシア
ネート基のプレポリマーである。末端イソシアネート基
のプレポリマーは、水、グリコール、ジアミン、アミノ
アルコール等の活性水素化合物と反応して可溶性の重合
体となる。この場合、主鎖延長剤として水を用いると置
換尿素結合を成長させ、炭酸ガスを発生する。本発明で
は、この炭酸ガスをも発泡剤として機能させることを特
徴とするものである。
【0017】本発明では、末端イソシアネート基のプレ
ポリマーを使用する替りにジイソシアネートとアミン系
又はポリオール系組成物から成る混合物を使用すること
もできる。
【0018】本発明で使用するイソシアネートプレポリ
マーは、上述した通常のイソシアネートプレポリマーの
ほかに、主鎖に親水基を有するイソシアネートプレポリ
マーが使用される。主鎖に親水基を有するイソシアネー
トプレポリマーは水を吸収して膨潤する性質を有する。
TPEとの相溶性、吸水膨潤性等前述した、、及
びの観点から、本発明において最も好ましいこのタイ
プのイソシアネートプレポリマーとしては、過酢酸法に
よる6―ナイロンの中間体である、ε―カプロラクタム
を開環重合してポリエステルを合成し、このラクトンエ
ステルから誘導されるイソシアネトプレポリマーであ
る。このタイプのイソシアネートプレポリマーとして
は、例えば大日本インキ化学(株)製の“パンデックス
TP654P”が例示される。パンデックスTP654
Pは、主鎖内部にエチレン・プロピレンーポリエーテル
ポリオール結合を有する末端トリレンジイソシアネート
のウレタンプレポリマーである。末端のトリレンジイソ
シアネート基は、通常のイソシアネートプレポリマーと
同様に各種の活性水素化合物と結合する。また、主鎖の
オキシエチレン鎖の水素結合部分が、水と結合し、膨潤
する性質を有するものである。パンデックスTP654
P単独では、押出成形することは不可能であるが、本発
明に従って、熱可塑性エラストマーと共に、水を発泡剤
として使用して、押出成形すると吸水膨潤性の熱可塑性
エラストマー発泡押出成形物を容易に製造することがで
きる。
【0019】本発明は、当業界に通常使用されている単
軸スクリュー、或いは二軸スクリュー押出機を使用して
実施される。押出機のスクリューのL/D比は、L/D
=30以上、好ましくはL/D=39以上である。スク
リューへの材料の供給口は少なくとも3箇所設ける必要
がある。押出機のスクリュー部は、通常送りゾーン、溶
融圧縮ゾーン、及び計量ゾーンに区分するので、第2供
給口は、溶融圧縮ゾーンの最終部に、第3供給口は、第
2供給口より、少なくとも2Dの距離を取って設定する
ことが必要である。
【0020】上記に例示した設計の押出機の、第1供給
口(ホッパー)にTPEが供給され、第2供給口から水
が供給され、第3供給口からイソシアネートプレポリマ
ー、或いはイソシアネートプレポリマーとアミン系又は
ポリオール系組成物から成る混合物が供給される。この
場合、第2、及び第3供給口からの材料の供給は、それ
らの順序を逆にしてもよい。
【0021】本発明を実施する場合、シリンダーの各ゾ
ーンの温度は、細かく制御する必要がある。例えば、送
りゾーンを60℃、溶融圧縮ゾーンを170℃〜220
℃、計量ゾーンを200℃に設定する。
【0022】
【実施例】以下、実施例を掲げて本発明を具体的に説明
する。
【0023】図1は、実施例1、及び2で使用した押出
機の主要部断面図である。1は単軸スクリュー、2は第
1供給口(ホッパー)、3は第2供給口、4は第3供給
口、5はダイ、6は冷却水槽、及び7は引取機である。
但し、実施例2では、冷却水槽は使用しなかった。
【0024】
【実施例1】押出機諸元 スクリュー直径 :6Omm L/D比 :40 スクリュー回転数:45rpm 圧縮比 :3.5 シリンダ温度 :170℃〜2OO℃ 上記の諸元を有する押出機を使用して、熱可塑性エラス
トマーとして、エー・イー・エス・ジャパン製の“SA
NTOPRENE 101―68W―228”のペレッ
トを第1供給口2から投入した。投入したコンパウンド
が完全に溶融する溶融圧縮ゾーンに設定された第2供給
口3から250g/Hrの供給量で水を供給した。つい
で、イソシアネートプレポリマーとして、住友バイエル
ウレタン(株)製の“SBUイソシアネート0620”
を1340g/Hrの供給量で第3供給口4から供給し
た。“SANTOPRENE 101―68W―22
8”と“SBUイソシアネート0620”(註1)を主
材料とする溶融コンパウンドを27Kg/Hrの押出量
で、直径4mmの円形ダイから押出、冷却水槽6で冷却
し、引取機7により引取った。
【0025】(註1)NCO含量が9.8%、粘度が
2、500mpa・S/23℃、ベースのイソシアネー
トがメチレンジイソシアネートであるプレポリマーであ
る。
【0026】耐磨耗性テスト 実施例1で製造した発泡押出物の耐磨耗性を、磨耗砥石
H22、重量500g×2のテーバー式磨耗試験機でテ
ストした結果、磨耗減量は321mgであった。対照試
験として、“SBUイソシアネート0620”を使用し
ないで、実施例1を繰返して、“SANTOPRENE
101―68W―228”のみの発泡押出物を製造
し、その耐磨耗性テストを同―条件で行なった結果、磨
耗減量は、650mgであった。
【0027】
【実施例2】押出機諸元 スクリュー直径 :60mm L/D比 :40 スクリュー回転数:50rpm 圧縮比 :3.5 シリンダ温度 :170℃〜200℃ 上記の諸元を有する押出機を使用して、熱可塑性エラス
トマーとして、エー・イー・エス・ジャバン製の“SA
NTOPRENE 101―68W―228”のペレッ
トを第1供給口2から投入した。投入したコンパウンド
が完全に溶融する溶融圧縮ゾーンに設定された第2供給
口3から250g/Hrの供給量で水を供給した。つい
で、イソシアネートプレポリマーとして、大日本インキ
化学工業(株)製の“パンデックス TP654P”
(前述)をl750g/Hrの供給量で第3供給口4か
ら供給した。“SANTOPRENE 101―68W
―228”と“TP654P”を主材料とする溶融コシ
パウンドをl7Kg/Hrの押出量で、直径4mmの円
形ダイ5から押出、空冷後、引取機7により引取った。
【0028】吸水膨潤性能テスト 実施例2で製造した発泡押出物を水道水中に浸漬して、
吸水膨潤性能テストを実施した。浸漬時間と重量変化率
の相関関係を下記に記す。対照試験として、パンデック
ス“TP654P”を使用しないで、実施例2を繰返し
て、“SANTOPRENE 101―68W―22
8”のみの発泡押出物を製造し、その吸水膨潤性能テス
トを同一条件で行なった。その結果を下記に表示する。
【0029】
【表1】
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、水を発
泡剤として使用して熱可塑性エラストマーの発泡押出物
を製造する方法において、熱可塑性エラストマーにイソ
シアネートプレポリマーを配合することにより製造され
る熱可塑性エラストマーの発泡押出物の耐磨耗性が向上
し、また主鎖に親水性基、例えばオキシエチレン鎖を有
する特定構造のイソシアネートプレポリマーを配合する
ことにより製造される熱可塑性エラストマーの吸水膨潤
性が向上される。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例で使用した押出機の主要部を示す一部断
面図である。
【符号の説明】
1:シリンダー 2:第1供給口 3:第2供給口 4:第3供給口 5:ダイ 6:冷却水槽 7:引取機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29K 105:04 B29L 31:26 C08L 75:04 (72)発明者 河村 海宗 広島県福山市松浜町2丁目2番11号 広島 化成株式会社内 (72)発明者 佐藤 文彦 広島県福山市松浜町2丁目2番11号 広島 化成株式会社内 (72)発明者 佐々木 剛 広島県福山市松浜町2丁目2番11号 広島 化成株式会社内 (72)発明者 寺澤 勇 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 濱田 知則 東京都港区芝5丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送りゾーンに設けた第1供給口、溶融圧
    縮ゾーンの最終部附近に設けた第2供給口、及び第2供
    給口と離隔して設けた第3供給口の少なくとも3個の供
    給口を設けた単軸、又は二軸スクリュー押出機を使用し
    て、水を発泡剤として用いて熱可塑エラストマー組成物
    の発泡押出物を製造する方法において; 所定の配合設計の熱可塑性エラストマーコンパウンド
    を第1供給口から供給すること; 前記熱可塑性エラストマーコンパウンドが完全に溶融
    した時点で、第2供給口から水を供給すること;次い
    で、 イソシアネートプレポリマー、或いはイソシアネート
    プレポリマーとアミン系又はポリオール系組成物から成
    る混合物を、第3供給口から供給し; 熱可塑性エラストマーを主成分とする溶融熱可塑性エラ
    ストマー組成物を、所定の温度、及び圧力で押出すこと
    を特徴とする熱可塑性エラストマー組成物の発泡押出物
    を製造する方法。
  2. 【請求項2】 送りゾーンを設けた第1供給口、溶融圧
    縮ゾーンの最終部附近に設けた第2供給口、及び第2供
    給口と離隔して設けた第3供給口の少なくとも3個の供
    給口を設けた単軸、又は二軸スクリュー押出機を使用し
    て、水を発泡剤として用いて熱可塑エラストマー組成物
    の発泡押出物を製造する方法において; 所定の配合設計の熱可塑性エラストマーコンパウンド
    を第1供給ロから供給すること; イソシアネートプレポリマー、或いはイソシアネート
    プレポリマーとアミン系又はポリオール系組成物から成
    る混合物を、第2供給口から供給すること;次いで、 第3供給口から水を供給し; 熱可塑性エラストマーを主成分とする溶融熱可塑性エラ
    ストマー組成物を、所定の温度、及び圧力で押出すこと
    を特徴とする熱可塑性エラストマー組成物の発泡押出物
    を製造する方法。
  3. 【請求項3】 押出機のL/Dが30以上であることを
    特徴とする請求項1、或いは2の方法。
  4. 【請求項4】 イソシアネートプレポリマーが、主鎖に
    親水基を有する末端イソシアネートプレポリマーである
    ことを特徴とする請求項1、或いは2の方法。
  5. 【請求項5】 親水基が、オキシエチレン基であること
    を特徴とする請求項4の方法。
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