JPH10310647A - オレフィン系熱可塑性エラストマー用押出機及びそれを用いた製造方法 - Google Patents
オレフィン系熱可塑性エラストマー用押出機及びそれを用いた製造方法Info
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- JPH10310647A JPH10310647A JP9122495A JP12249597A JPH10310647A JP H10310647 A JPH10310647 A JP H10310647A JP 9122495 A JP9122495 A JP 9122495A JP 12249597 A JP12249597 A JP 12249597A JP H10310647 A JPH10310647 A JP H10310647A
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Abstract
ーの架橋反応を行うスクリュ構成とそれにオイルを押出
機のサイドから注入し、オイルを均一分散するスクリュ
構成を持った押出機とそれを用いた熱可塑性エラストマ
ー組成物の製造方法の提供。 【解決手段】 2軸回転押出機であって、第一混練ゾー
ンのスクリュ構成では、(A)と/または(B)と/ま
たは(C)と/または(E)の各条件の中から2種以上
1個以上で組み合わせ、(D)と/または(F)と/ま
たは(G)の中から1種以上1個以上を組み合わせ、且
つ第一混練ゾーンの長さL/D=3〜20であり、第二
混練ゾーン以降のスクリュ構成では、(A)と/または
(B)と/または(C)と/または(E)の中から2種
以上1個ずつ以上で組み合わせ、(D)と/または
(F)と/または(G)の中から1種以上1個以上を組
み合わせ、且つ第二混練ゾーンのスクリュ構成の長さL
/D=6〜30を有する。
Description
ストマー、水素添加スチレン系ブロック共重合体から選
ばれる架橋性エラストマーとプロピレン系重合体とゴム
用オイルからなる組成物に架橋剤を添加し架橋させてな
る熱可塑性エラストマー製造用押出機及び製造方法に関
するものである。
ラジカル架橋性のないオレフィン系樹脂とをラジカル開
始剤の存在下、押出機中で溶融混練させながら架橋す
る、いわゆる動的架橋による熱可塑性エラストマー組成
物は、既に公知の技術であり、自動車部品等の用途に広
く使用されている。
て、押出機を使うことが知られている。特公平2−52
648には、2軸押出機を使ってオレフィン系エラスト
マーとポリプロピレンと架橋剤を一括供給して製造する
方法が開示されている。
の製造装置の二軸同方向回転押出機は、スクリュ長さL
/D=0.5〜1.5の10数種類のスクリュパーツを
組みスクリュ構成を設計するために組み合わせの種類は
膨大である。我々の知見では、例えば、混練ゾーンの長
さを同一にしてもスクリュ構成の組み方で生産性、物性
が飛躍的に変わる。また、樹脂の種類、形状が変わると
同じスクリュ構成でも物性、生産性が変わることが多
い。しかし、架橋反応及びオイルの分散を均一にするス
クリュ構成に関する技術開示はほとんどない。特公平2
−52648の先行技術にもスクリュ構成の開示技術は
ない。また、この先行技術はゴム用オイルをEPDMに
事前に含浸させて架橋させる技術である。我々の発明で
得られた知見ではゴム用オイルは、エラストマーに事前
に全て含浸させるのでなく、架橋反応をさせた後にゴム
用オイルを添加した方が物性はむしろよくなる。
二軸押出機の混練ゾーンのスクリュ構成設計において、
架橋反応を行うスクリュ構成とオイルを均一分散するス
クリュ構成の設計は、良好な物性と押出運転安定性を得
るうえで重要であり、押出方法も重要である。そこで、
本発明は、架橋反応及びオイルの分散を均一にする熱可
塑性エラストマー用押出機を提供し、また、これを用い
て物性および押出運転安全性に優れた熱可塑性エラスト
マー組成物の製造方法を提供することを目的とする。
エラストマーの物性と押出安定性を満足する架橋反応の
スクリュ構成とオイルの分散を均一にするスクリュ構成
と押出方法を見出し、本発明を完成した。
出機であって、第一混練ゾーンのスクリュ構成では、下
記(A)と/または(B)と/または(C)と/または
(E)の中から2種以上各1個以上で組み合わせ、
(D)と/または(F)と/または(G)の中から1種
以上1個以上を組み合わせ、且つ第一混練ゾーンの長さ
L/D=3〜20であり、第二混練ゾーンのスクリュ構
成では、下記(A)と/または(B)と/または(C)
と/または(E)の中から2種以上各1個ずつ以上で組
み合わせ、(D)と/または(F)と/または(G)の
中から1種以上1個以上を組み合わせ、且つ第二混練ゾ
ーンのスクリュ構成の長さL/D=6〜30を有するこ
とを特徴とする熱可塑性エラストマー用押出機。 (A)ニィーディングディスクのねじれ角度が(30/
Nt)度〜(150/Nt)度の範囲、及び一枚当りの
羽根の幅La/D=0.08〜0.4のニィーディング
ディスク (B)ニィーディングディスクのねじれ角度が(160
/Nt)度〜(220/Nt)度の範囲、及び一枚当り
の羽根の幅La/D=0.08〜0.4のニィーディン
グディスク (C)ニィーディングディスクのねじれ角度が(−20
/Nt)度〜(20/Nt)度の範囲、及び一枚当りの
羽根の幅La/D=0.3〜2のニィーディングディス
ク (D)ニィーディングディスクのねじれ角度が(240
/Nt)度〜(330/Nt)度の範囲、及び一枚当り
の羽根の幅La/D=0.08〜0.4のニィーディン
グディスク (E)スクリュエレメントのフライト部を1リードあた
り5〜15個所切り欠き、及びスクリュエレメント長さ
L/D=0.3〜2のミキシングスクリュ (F)リード長さL/D=0.4〜2、及びスクリュ長
さL/D=0.3〜2の逆ネジスクリュ (G)スクリュエレメントの長径とバレルの隙間がL/
D=0.004〜0.04、及びスクリュ長さL/D=
0.3〜2のバリスターリング (A)と(B)と(C)と(D)記載のNtの数値は、
2と/または3。 (2)前記(1)記載の押出機にあって、液状添加剤の
注入口が第一混練ゾーンの下流に1つまたは2つ以上有
することを特徴とする熱可塑性エラストマー用押出機。
(F)と(G)のスクリュパーツが無次元押出量0.0
1のとき、無次元圧力勾配が−110〜−2000であ
ることを特徴とする熱可塑性エラストマー用押出機。
載の押出機のメインホッパーから (1)エチレンおよび少なくとも1種以上の炭素数が3
〜12のα−オレフィンからなるオレフィン系エラスト
マー、水素添加スチレン系ブロック共重合体の中から選
ばれる1種または複数種の架橋性エラストマー100重
量部 (2)プロピレン系重合体5〜90重量部 (3)ラジカル開始剤またはラジカル開始剤と架橋助剤
を投入し、 (4)ゴム用オイル25〜250重量部を液状添加剤の
注入口から添加し、全体の押出量を無次元押出量Q*=
0.005〜0.02で且つ回転数を150rpm〜1
200rpmで押し出すことを特徴とする熱可塑性エラ
ストマー組成物の製造方法。
押出機のメインホッパーから (1)エチレンおよび少なくとも1種以上の炭素数が3
〜12のα−オレフィンからなるオレフィン系エラスト
マー、水素添加スチレン系ブロック共重合体の中から選
ばれる1種または複数種の架橋性エラストマー100重
量部 (2)プロピレン系重合体5〜90重量部を投入し、 (3)ラジカル開始剤またはラジカル開始剤と架橋助剤 (4)ゴム用オイル5〜250重量部を液状添加剤の注
入口から添加し、全体の押出量を無次元押出量Q*=
0.005〜0.02で且つ回転数を150rpm〜1
200rpmで押し出すことを特徴とする熱可塑性エラ
ストマー組成物の製造方法。
ン系エラストマーがエチレンおよび少なくとも1種以上
の炭素数が6〜12のα−オレフィンからなり、密度が
0.8〜0.9g/cm3の範囲であり、かつゲルパー
ミエーションクロマトグラフィー(GPC)により算出
される重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)
との比である分子量分布(Mw/Mn)が3.0未満の
オレフィン系エラストマーである熱可塑性エラストマー
組成物の製造方法。
ー、4はベント口、5は液状添加剤注入ノズル、6はサ
イドフィーダー、7は液状添加剤用タンク、8はポン
プ、9、10はフィーダーを示す。
ーに対する十分な搬送力が得られるよう、2軸回転押出
機であり、同方向回転式でも異方向回転式でもよいが、
一般的には同方向回転式である。
状樹脂を得るのに用いられるが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、シート若しくはフィルム成形ができ
るものであってもよい。例えば、ワーナー・アンド・フ
ライドラー社のZSKシリーズ、東芝機械社製のTEM
シリーズ、日本製鋼社製のTEXシリーズ等である。
(L=長さ、D=スクリュ直径)が10〜80となる長
さであることが好ましい。L/Dが10未満では脱気や
サイドフィードがしにくく、本発明の押出機1のL/D
が80を超えると、樹脂の滞留時間が長くなって樹脂の
劣化を生じやすくなる。
意味である。Lとは長さであり、スクリュの長さ、押出
機の長さ、混練ゾーンの長さを意味し、Dは、スクリュ
径である。
溶融ゾーンのスクリュ構成と第二混練ゾーンのスクリュ
構成に大きな特徴を有するものである。
の定義は、図2を例に説明する。ゴム用オイル注入口は
バレル5とバレル6の中間プレートに位置する。第一混
練ゾーンはゴム用オイル注入口の上流側にある混練ゾー
ンであり、第二混練ゾーンはゴム用オイル注入口の下流
側にある混練ゾーンである。
ル注入口の上流側にある混練ゾーンであり、(A)〜
(G)のスクリュの組み合わせからなり、混練ゾーンの
長さはL/D=3〜20である。第二混練ゾーンとは、
ゴム用オイル注入口の下流側にある混練ゾーンであり、
(A)〜(G)のスクリュの組み合わせからなり、混練
ゾーンの長さはL/D=6〜30である。
は、L/D=3〜20であり、L/D=3より短いと混
練不足を招き、L/D=20より長いと樹脂温度が高く
なり脆化を招き望ましくない。
は、L/D=6〜30であり、L/D=6より短いと混
練不足を招き、L/D=30より長いと樹脂温度が高く
なり、脆化を招き望ましくない。
にあるときは注入口の上流側が第一混練ゾーンであり、
注入口の下流側が第二混練ゾーンとなる。
は、最上流のゴム用オイル注入口によって第一混練ゾー
ンと第二混練ゾーンの区分をする。すなわち、第一混練
ゾーンは最上流のゴム用オイル注入口の上流側にある混
練ゾーンであり、第二混練ゾーンは最上流のゴム用オイ
ル注入口の下流側にある混練ゾーンである。二番目以降
の注入口は、第二混練ゾーン以降にある。
さらに押出機のサイドからゴム用オイルを注入するとき
は、押出機サイドからオイルを注入する注入口が最上流
の注入口である。
(A)〜(G)のスクリュの組み合わせの長さであり、
搬送用のスクリュの長さは含まないものとする。
そ以下のようになっている。
に搬送する押出機の固体搬送ゾーンのスクリュは、通常
2条ネジと/または1条ネジと呼ばれているスクリュエ
レメントを使う。
メインホッパー2から供給される請求項4、5記載の架
橋性エラストマーとプロピレン系樹脂または架橋性エラ
ストマーとプロピレン系樹脂と請求項4記載の架橋剤と
を最初に混練、溶融させる。第一混練ゾーンの位置は、
本発明の押出機1の長さにもよるが、メインホッパー2
が設けられているバレルの中心位置から、本発明の押出
機のL/D=7.0より大きく32より小さい範囲であ
る。
が添加される。第二混練ゾーンでは、第一混練ゾーンで
混練されたエラストマーと樹脂と架橋剤とゴム用オイル
が溶融混練され、ゴム用オイルをブリードアウトしない
ように分散・混合される。
が存在するときはその下流に混練ゾーンが存在し、組成
物とゴム用オイルとが分散・混合される。またサイドフ
ィーダーから樹脂、エラストマーを追加添加して、その
下流の混練ゾーンで溶融混練を図ることもできる。
(D)のニィーディングディスクの一枚当たりの羽根の
幅La/Dの計算は、ニィーディングディスクの長さL
をスクリュ径Dで割り、さらに羽根枚数で割った値であ
り、式1を使用した。
根枚数×スクリュ外径) 実際のニィーディングディスクは、図3と同様に羽根と
羽根の間に隙間があるが、本発明では、隙間がないとし
てLa/Dを求めた。
ュネジの条数である。図3、図4、図5は、2条ねじで
Nt=2の例である。Nt=3とは3条ねじのことであ
る。
あるのが2条ねじ、長径が3つあるのは3条ネジであ
る。
(A)(図3参照)は、羽根3が2枚以上で、かつ図3
の羽根3のねじれ角度が(30/Nt)度〜(150/
Nt)度である。(150/Nt)度より大きいと羽根
と羽根の隙間が広すぎ、搬送能力が低下する。(30/
Nt)度より小さくても、搬送能力が低下する。好まし
いねじれ角度は、Nt=2のとき30度と45度と60
度でNt=3のとき30度である。また、La/D=
0.08より小さくてもLa/D=0.4より大きくて
も搬送能力は低下する。
(B)(図3参照)は、羽根3が2枚以上のねじれ角度
(160/Nt)〜(220/Nt)度である。好まし
い角度は、Nt=2のとき90度でNt=3のとき60
度である。また、La/D=0.08より小さくてもL
a/D=0.4より大きくても搬送能力は低下する。
(C)(図5参照)は、羽根3が1枚で、かつねじれ角
度が(−20/Nt)〜(20/Nt)度であり、好ま
しいねじれ角度はNt=2でも3でも0度である。ま
た、La/D=0.3より小さくてもLa/D=2.0
より大きくても搬送能力は低下する。
(D)(図3参照)は、ニィーディングディスクレフト
と言われ、ねじれ角度が(240/Nt)〜(330/
Nt)度であり、好ましいねじれ角度は、Nt=2のと
き135度と150度でNt=3のとき90度である。
また、La/D=0.08より小さくてもLa/D=
0.4より大きくても搬送能力は低下する。
(図4参照)は、スクリュの山(フライト部)を切り欠
いたミキシングスクリュであり、順送り2条ネジの切り
欠き型ミキシングスクリュまたは、逆送り1条切り欠き
型ミキシングスクリュ等を挙げることができる。切り欠
き数は、1スクリュリード当たり5〜15個であること
が好ましい。また、ミキシングスクリュは、ギアタイプ
のミキシングスクリュも含む。
(図5参照)は、逆ネジと言われ、リード長さは、L/
D=0.4〜2.0が好ましい。リード長さとは、スク
リュが360度回転したときのスクリュの長さであり、
押出機メーカーによりリードをピッチと呼ぶこともあ
る。リード長さがL/D=0.4より短いと圧力が立ち
すぎ好ましくなく、L/D=2.0より大きいと圧力勾
配が低下し、混練不足をまねく。
(図6参照)は、シールリングとも呼ばれ、スクリュ長
径とバレル隙間の好ましい範囲は、0.004〜0.0
4である。この隙間は、0.04より広すぎるとシール
性が悪くなり、0.004より狭すぎると圧力が立ちす
ぎる。
の長さL/Dは0.3〜2.0であり、L/D=2.0
より長いと強い剪断力が発生し、樹脂の劣化とスクリュ
パーツの破壊の原因となるので好ましくなく、L/D=
0.3より短いとスクリュの機械的強度が弱くなるので
好ましくない。
次元押出量Q*=0.01のとき無次元圧力勾配が−1
10〜−2000の性能を持つように設計されたスクリ
ュパーツは、混練性が良く好ましい。
ベントアップ性が悪く、混練性も悪くなる。−2000
より小さいとせんだん速度が大きくなりすぎ、樹脂の劣
化を招く。
×D×D×D) M:押出量 kg/H D:スクリュ径 mm 1000:密度 簡便的に1000kg/m3 無次元圧力勾配値は、スクリュの流動解析から求める。
ートニアン流体とし、計算は、1次元、2次元、3次元
もいずれでも良い。
マ出版、著者J.L.White1993年発行)のP
225 式11.3−7a、11.3−7bを使ってd
p=0の時の無次元押出量値を求め、Q=0のときの無
次元圧力勾配値を求め、2点から直線を引いて無次元押
出量0.01のときの無次元圧力勾配値を求めても良
い。
teの「Inten.Polm.Pro(1987)
4」P207に記載されている文献を元に計算できる。
の範囲であり、150rpmより小さいと混練が悪くな
り、オイルのブリードアウトを起こし、1200rpm
より大きいと混練が強すぎ樹脂が劣化する。無次元押出
量は、0.005〜0.02の範囲であり、0.005
より小さいと混練が強すぎ樹脂が劣化し、0.02より
大きいと混練が悪くなり、オイルがブリードアウトす
る。
混練ゾーンと第二混練ゾーンの定義を満足するなら押出
機バレルのどのバレルでも良い。一例として、図2の注
入口の位置は、バレル5とバレル6の間の中間プレート
に1つ設ける。注入口が2ヶ所以上のとき、各々の注入
口の下流に混練ゾーンを順次作る必要がある。各々の注
入口の下流には、長さL/D=3〜15の混練ゾーンが
あることが望ましい。
けても良い。注入口は、図2では、混練ゾーンと混練ゾ
ーンの間の搬送用のスクリュに位置しているが第一混練
ゾーンと第二混練ゾーンの条件を満足している限り、混
練ゾーン中のどこに位置しても良い。また、注入口の数
は、上記の同一位置に1ヶとは限らず場合によっては2
ヶ以上設けても良い。同一注入口に数種の液状添加剤を
入れても良いし、注入口一つ一つに液状添加剤を分けて
いれても良い。液添に際しては、添加する液の粘度に応
じて加熱することができ、液添用タンク7から液を供給
する液添用ポンプ8としては、プランジャーポンプ、ギ
アポンプのいずれを用いてもよい。特にオイルの粘度が
高い場合加熱すると有効である。
じて設ければよく、横型でも縦型のいずれでも良く、好
ましくは横型である。サイドフィーダー6の下流には、
混練ゾーンを1つ以上設けることができるのも通常の押
出機と同様である。
式、重量式のいずれでもよいが、一般的には重量式の方
が好ましい。
き、その向きは上向き、横向きのいずれでもよい。ベン
トポートの開口部の形状は、W&P社 Aタイプ及び、
日本製鋼所ZL−J型、ZH−J等のものが好ましい。
また、ベントアップが激しい場合には、ベント口に止め
栓を入れてもよいし、スクリュ押し込み式のベント装置
を使っても良い。
ィン系エラストマーは、エチレンおよび少なくとも1種
以上の炭素数3〜12のα−オレフィンからなる共重合
体である。
は、例えば、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、
ヘキセン−1、4−メチルペンテン−1、ヘプテン−
1、オクテン−1、ノネン−1、デセン−1、ウンデセ
ン−1、ドデセン−1等が挙げられる。
トマーは、公知のメタロセン系触媒により製造すること
が好ましい。
ウム等のIV族金属のシクロペンタジエニル誘導体と助触
媒からなり、重合触媒として高活性であるだけでなく、
従来の触媒、例えばチーグラー系触媒と比較して、得ら
れる重合体の分子量分布が狭く、共重合体中のコモノマ
ーである炭素数3〜12のα−オレフィンの分布が均一
であることを特徴としている。
ィン系エラストマーは、チーグラー系触媒等を用いる従
来のものと比較して、得られる重合体の性質が大きく異
なっている。
系エラストマーの特徴を列挙すると、 1.重合触媒が高活性であるため、コモノマーのα−オ
レフィンの組成を従来より大幅に高めることが可能とな
り、可塑剤を含まない状態でも柔軟性に富むエラストマ
ー状の重合体が得られる。
ノマー分布が均一である。
量分布が極めてシャープであり、低分子量成分が極めて
少なく、機械的強度および加工性に優れ、高品質であ
る。
わらず、長鎖分岐を導入した場合はASTM D123
8により規定される190℃/10kgfにおけるメル
トインデックス(I10)と、190℃/2.16kg
fにおけるメルトインデックス(I2)との比(I10
/I2)の値が大きく、加工特性に優れる。
優れている。
もブロッキングが発生しにくく、ペレット状の形態が可
能である。
フィンの共重合体であるオレフィン系エラストマーで
は、上記のメルトインデックス比(I10/I2)と分
子量分布は、ほぼ直線的な比例関係を示し、メルトイン
デックス比の増加と伴に分子量分布も増大する傾向を示
す。分子量分布は通常3〜10程度である。
系重合体では、メルトインデックス比の値の如何にかか
わらず、分子量分布は3.0未満のシャープな値とな
り、低分子量成分が極めて少ない。このため、加工性は
きわめて優れている。
量分布はトリクロルベンゼンを溶媒に用いた高温GPC
により算出される。
のものが好ましい。この範囲の密度を有するオレフィン
系エラストマーを用いることにより、柔軟性に優れ、硬
度の低い熱可塑性エラストマー組成物を得ることができ
る。
エラストマーのメルトインデックスは、0.01〜10
0g/10分(190℃、2.16kg荷重)の範囲の
ものが好ましく用いられ、更に好ましくは0.2〜10
g/10分である。
ラストマー組成物の架橋性が不十分であり、また0.0
1g/10分より小さいと流動性が悪く、加工性が低下
して望ましくない。
ストマーは、驚いたことに従来のEPDMに匹敵し得る
優れたラジカル架橋性を有しており、動的架橋による熱
可塑性エラストマー組成物の架橋性エラストマー成分と
して最適のポリマーである。
トマーは、複数の種類のものを混合して用いても良い。
加工性の向上を図ることが可能となる。
ンおよび少なくとも1種以上の炭素数3〜12のα−オ
レフィンからなるオレフィン系エラストマーとしては、
デュポンダウエラストマーズ社の“エンゲージ”などの
商品が知られている。
体の一つは、スチレンブロックとブタジエンブロックか
らなり、スチレン−ブタジエンの2型ブロック共重合
体、スチレン−ブタジエン−スチレンの3型ブロック共
重合体、スチレン−ブタジエン−スチレン−ブタジエン
の4型ブロック共重合体、2型ブロック共重合体をカッ
プリング剤を用いて星型にしたもので、いずれも不飽和
部分を水素で90%以上水添した共重合体である。ブタ
ジエンの1、2結合部は、全ブタジエンに対し、20〜
50重量%である。スチレン部分の割合は、20〜60
重量%である。分子量は、数平均分子量で1万〜40万
である。
う一つは、スチレンブロックとイソプレンブロックから
なり、スチレン−イソプレンの2型ブロック共重合体、
スチレン−イソプレン−スチレンの3型ブロック共重合
体、スチレン−イソプレン−スチレン−イソプレンの4
型ブロック共重合体、2型ブロック共重合体をカップリ
ング剤を用いて星型にしたもので、いずれも不飽和部分
を水素で90%以上水添した共重合体である。イソプレ
ンの1、2結合部は、全イソプレンに対し、20〜70
重量%である。スチレン部分の割合は、20〜60重量
%である。
ある。
合体のブタジエンブロックもしくはイソプレンブロック
は、それぞれブタジエンもしくはイソプレンを主たる成
分として共重合されているブロックであり、他のモノマ
ーを重合成分として含んでいても良い。またブタジエン
とイソプレンとを共重合したブロックでも良い。
と、ホモのアイソタクチックポリプロピレン、プロピレ
ンとエチレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−
1等の他のα−オレフィンとのアイソタクチック共重合
体(ブロック、ランダムを含む)等が挙げられる。
種以上の重合体が5〜90重量部の組成比で用いられ
る。5重量部未満では組成物の流動性、加工性が低下
し、90重量部を越えると組成物の柔軟性が不十分であ
り、望ましくない。
重合体のメルトインデックスは、0.1〜100g/1
0分(230℃、2.16kg荷重)の範囲のものが好
ましく用いられる。
ラストマー組成物の耐熱性、機械的強度が不十分であ
り、また0.1g/10分より小さいと流動性が悪く、
成形加工性が低下して望ましくない。
ン系、ナフテン系などのプロセスオイルが好ましい。こ
れらは組成物の硬度、柔軟性の調整用に5〜250重量
部用いられる。5重量部未満では柔軟性、加工性が不足
し、250重量部を越えるとオイルのブリードが顕著と
なり望ましくない。ゴム用オイルは、0〜50重量部の
範囲でエラストマーに事前に含浸させてもよい。
ー組成物は、先に説明した特定のオレフィン系エラスト
マー、水素添加スチレン系ブロック共重合体、プロピレ
ン系重合体、ゴム用オイルを特定の組成比で組み合わせ
ることにより、機械的強度と柔軟性、加工性のバランス
が改善され、好ましく用いることができる。
その組成物を有機過酸化物等のラジカル開始剤あるいは
ラジカル開始剤および架橋助剤により部分的に架橋させ
ることが必要である。これにより、更に耐摩耗性や機械
的強度、耐熱性等を向上させることが可能となる。
剤の具体的な例として、1,1−ビス(t−ブチルパー
オキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、
1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5
−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキ
シルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−
ブチルパーオキシ)シクロドデカン、1,1−ビス(t
−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ビス
(t−ブチルパーオキシ)オクタン、n−ブチル−4,
4−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、n−ブチル
−4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート等
のパーオキシケタール類;ジ−t−ブチルパーオキサイ
ド、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオ
キサイド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ−m
−イソプロピル)ベンゼン、α,α’−ビス(t−ブチ
ルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、2,5−ジメ
チル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン
および2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパ
ーオキシ)ヘキシン−3等のジアルキルパーオキサイド
類;アセチルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサ
イド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオ
キサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5−ト
リメチルヘキサノイルパーオキサイド、ベンゾイルパー
オキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイ
ドおよびm−トリオイルパーオキサイド等のジアシルパ
ーオキサイド類;t−ブチルパーオキシアセテート、t
−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオ
キシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキ
シラウリレート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、
ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、2,5−ジ
メチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサ
ン、t−ブチルパーオキシマレイン酸、t−ブチルパー
オキシイソプロピルカーボネート、およびクミルパーオ
キシオクテート等のパーオキシエステル類;ならびに、
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−ジハイ
ドロパーオキサイドおよび1,1,3,3−テトラメチ
ルブチルパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類
を挙げることができる。
(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシ
クロヘキサン、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミ
ルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス
(t−ブチルパーオキシ)ヘキサンおよび2,5−ジメ
チル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン
−3が好ましい。
トマー100重量部に対し0.02〜3重量部、好まし
くは0.05〜1重量部の量で用いられる。0.02重
量部未満では架橋が不十分であり、3重量部を越えても
組成物の物性は向上せず、好ましくない。
ン、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレ
ート、ダイアセトンジアクリルアミド、ポリエチレング
リコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメ
タクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレ
ート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エチ
レングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコ
ールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタク
リレート、ジイソプロペニルベンゼン、P−キノンジオ
キシム、P,P’−ジベンゾイルキノンジオキシム、フ
ェニルマレイミド、アリルメタクリレート、N,N’−
m−フェニレンビスマレイミド、ジアリルフタレート、
テトラアリルオキシエタン、1,2−ポリブタジエン等
が好ましく用いられる。これらの架橋助剤は複数のもの
を併用して用いてもよい。
100重量部に対し0.1〜5重量部、好ましくは0.
5〜2重量部の量で用いられる。0.1重量部未満では
架橋が不十分であり、5重量部を越えても組成物の物性
は向上せず過剰の架橋助剤が残存し、好ましくない。
ゴム用オイルの注入口の上流側あるいは同時である。
架橋助剤を液添用ポンプで供給しても良く、ゴム用オイ
ル注入口の上流の第一混練ゾーンでも良い。またオイル
注入口と同じ位置で添加しても良い。フィード方法は、
ラジカル開始剤と架橋剤を同時にフィードしても良く、
別々に別の位置でフィードしてもよい。また、ラジカル
開始剤と架橋助剤を事前にエラストマーに添加、混合し
ても良い。
物には、その特徴を損ねない程度に他の樹脂、エラスト
マーを添加しても良い。例として、ポリエチレン、ポリ
ブテン、ポリイソブテン、芳香族ビニル化合物−共役ジ
エン化合物のブロック共重合体、エチレン−酢酸ビニル
共重合体等のエチレン−ビニルエステル共重合体、エチ
レン−エチルアクリレート共重合体等のエチレン−不飽
和カルボン酸エステル共重合体、エチレン−ビニルアル
コール共重合体、エチレン−プロピレン−非共役ジエン
3元共重合体、等がある。
物には、その特徴を損ねない程度に無機フィラーおよび
可塑剤を含有することが可能である。ここで用いる無機
フィラーとしては、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグ
ネシウム、シリカ、カーボンブラック、ガラス繊維、酸
化チタン、クレー、マイカ、タルク、水酸化マグネシウ
ム、等が挙げられる。また、可塑剤としては、例えば、
ポリエチレングリコール、ジオクチルフタレート(DO
P)等のフタル酸エステル等が挙げられる。また、その
他の添加剤、例えば、有機・無機顔料、熱安定剤、酸化
防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、難燃剤、シリコンオ
イル等も好適に使用される。これらの樹脂、エラストマ
ー、無機フィラー、可塑剤等の添加物は、サイドフィー
ドしても良いし、メインフィーダーから投入してもよ
い。
詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。
ーディングディスクの長さmm KR40では、ニーディングディスク長さ40mm *1:1リード当たり切り欠き数 12ヶ *2:スクリュ長さ20mm、リード20mm *3:スクリュ長さ20mm、リード40mm *4:スクリュ長さ20mm、 バレル/スクリュ長径の隙間1mm(L/D=0.02
5) A,B,Cのスクリュ長さL/D=1.0 D,E,F,Gのスクリュ長さL/D=0.5 なお、これら実施例および比較例において、各種物性の
評価に用いた試験法は以下の通りである。
した。
き、表面に浮き出てきたオイルの状況を次の尺度で目視
評価した。
り、×;明瞭にあり また、実施例、比較例の熱可塑性エラストマー組成物を
作成するにあたり、本発明者は下記のものを用いた。
g/cm3、Mw/Mn=2.4、ASTM D123
8 メルトインデックス 0.5 ASTM D2240 硬度(タイプA)65 (a−2)水素添加スチレン−ブタジエンブロック共重
合体(以下HSB) 旭化成工業社製タフテック スチレン−ブタジエン−スチレンの3型ブロック共重合
体 数平均分子量;30万、スチレン部分の比率36重量
%、ブタジエン部分の1、2結合部の比率;35重量% (a−3)水素添加スチレン−イソプレン共重合体(以
下HSI) スチレン−イソプレン−スチレンの3型ブロック共重合
体、数平均分子量29万、スチレン含有量28重量% 成分(b)プロピレン系重合体 日本ポリケム社製アイソタクチックポリプロピレン樹脂
MA2 ASTM D1238 メルトインデックス 15 成分(c)パラフィン系オイル 出光興産社製ダイアナプロセスオイル PW−380 成分(d)ラジカル開始剤 2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキ
シ)ヘキサン 日本油脂社製パーヘキサ25B 成分(e)架橋助剤 ジビニルベンゼン
した2軸押出機(ZSK−40、W&P社製、L/D=
47、バレル11個)を用いた(図2)。
重合体のペレットを良くブレンドしたのち、重量式フィ
ーダーに投入する。重量式フィーダー50kg/Hに設
定する。(a)−1/(b)=100重量部/35重量
部 ラジカル開始剤と架橋助剤を2軸押出機のバレル1の注
入口から精密プランジャーポンプ(高速液体クロマトグ
ラフィー用ポンプ)を用いて注入する。設定は、(d)
/(e)=0.3重量部/1重量部で480g/Hにす
る。
入口よりギアポンプを使って70重量部(26kg/
H)添加する。バレル2〜11の設定温度220℃、回
転数は280rpmに設定する。
次元押出量は0.011。
2.5 第二混練ゾーンの長さL/D=9 ただし、比較例2、比較例3は、第二混練ゾーンの長さ
L/D=3.5 特に断り書きがないときは、同一条件である。
トを得た。
示す。
イル分離はなく、永久圧縮歪み、オイルブリードも良好
であった。
本発明から外れるとベントアップ、オイル分離を起こ
す。物性も低下する。
0にも関わらずベントアップが激しかった。
のニーディングディスクを使用しておらず、またL/D
も短いのでベントアップが激しかった。
/D=10であるが本発明のスクリュを使っていないの
でオイルがブリードアウトした。
流側の第一混練ゾーンスクリュ構成が本発明から外れる
と物性の低下が大きかった。
てテストした。ベントアップ、オイル分離はなく、永久
圧縮歪み、オイルブリードも良好であった。
ントアップ、オイル分離はなく、永久圧縮歪み、オイル
ブリードも良好であった。
らポリプロピレンと混合し、重量式フィーダーに投入す
る。残りのオイル50部は、実施例1と同様に供給し
た。ベントアップ、オイル分離はなく、永久圧縮歪み、
オイルブリードも良好であった。
設けた以外は、実施例1同様に行った。運転安定性と物
性は良好であった。
と混合して、フィードした以外は、実施例1同様に行っ
た。運転安定性と物性は良好であった。
交換し、他の条件は実施例1と同様に行った。運転安定
性と物性は良好であった。
交換し、他の条件は実施例1と同様に行った。運転安定
性と物性は良好であった。
交換し、他の条件は実施例1と同様に行った。運転安定
性と物性は良好であった。
交換し、他の条件は実施例1と同様に行った。運転安定
性と物性は良好であった。
テストした。ベントアップ、オイル分離はなく、永久圧
縮歪み、オイルブリードも良好であった。
ルの分散を均一にするスクリュ構成と押出方法を経て得
られる熱可塑性エラストマー組成物は、物性と押出運転
安定性を向上させることができるものである。
ー用押出機の概略を示す説明図である。
る。
(D)のニィーディングディスクの一例(2条ねじの
例)
例)
の例)
Claims (6)
- 【請求項1】 少なくとも2つの混練ゾーンを有する2
軸回転押出機であって、第一混練ゾーンのスクリュ構成
では、下記(A)と/または(B)と/または(C)と
/または(E)の中から2種以上各1個以上で組み合わ
せ、(D)と/または(F)と/または(G)の中から
1種以上1個以上を組み合わせ、且つ第一混練ゾーンの
長さL/D=3〜20であり、第二混練ゾーンのスクリ
ュ構成では、下記(A)と/または(B)と/または
(C)と/または(E)の中から2種以上各1個ずつ以
上で組み合わせ、(D)と/または(F)と/または
(G)の中から1種以上1個以上を組み合わせ、且つ第
二混練ゾーンのスクリュ構成の長さL/D=6〜30を
有することを特徴とする熱可塑性エラストマー用押出
機。 (A)ニィーディングディスクのねじれ角度が(30/
Nt)度〜(150/Nt)度の範囲、及び一枚当りの
羽根の幅La/D=0.08〜0.4のニィーディング
ディスク (B)ニィーディングディスクのねじれ角度が(160
/Nt)度〜(220/Nt)度の範囲、及び一枚当り
の羽根の幅La/D=0.08〜0.4のニィーディン
グディスク (C)ニィーディングディスクのねじれ角度が(−20
/Nt)度〜(20/Nt)度の範囲、及び一枚当りの
羽根の幅La/D=0.3〜2のニィーディングディス
ク (D)ニィーディングディスクのねじれ角度が(240
/Nt)度〜(330/Nt)度の範囲、及び一枚当り
の羽根の幅La/D=0.08〜0.4のニィーディン
グディスク (E)スクリュエレメントのフライト部を1リードあた
り5〜15個所切り欠き、及びスクリュエレメント長さ
L/D=0.3〜2のミキシングスクリュ (F)リード長さL/D=0.4〜2、及びスクリュ長
さL/D=0.3〜2の逆ネジスクリュ (G)スクリュエレメントの長径とバレルの隙間がL/
D=0.004〜0.04、及びスクリュ長さL/D=
0.3〜2のバリスターリング (A)と(B)と(C)と(D)記載のNtの数値は、
2と/または3。 - 【請求項2】 請求項1記載の押出機にあって、液状添
加剤の注入口が第一混練ゾーンの下流に1つまたは2つ
以上有することを特徴とする熱可塑性エラストマー用押
出機。 - 【請求項3】 請求項1、2記載の(D)と(F)と
(G)のスクリュパーツが無次元押出量0.01のと
き、無次元圧力勾配が−110〜−2000であること
を特徴とする熱可塑性エラストマー用押出機。 - 【請求項4】 請求項1、2または3記載の押出機のメ
インホッパーから (1)エチレンおよび少なくとも1種以上の炭素数が3
〜12のα−オレフィンからなるオレフィン系エラスト
マー、水素添加スチレン系ブロック共重合体の中から選
ばれる1種または複数種の架橋性エラストマー100重
量部 (2)プロピレン系重合体5〜90重量部 (3)ラジカル開始剤またはラジカル開始剤と架橋助剤
を投入し、 (4)ゴム用オイル25〜250重量部を液状添加剤の
注入口から添加し、全体の押出量を無次元押出量Q*=
0.005〜0.02で且つ回転数を150rpm〜1
200rpmで押し出すことを特徴とする熱可塑性エラ
ストマー組成物の製造方法。 - 【請求項5】 請求項1、2、3記載の押出機のメイン
ホッパーから (1)エチレンおよび少なくとも1種以上の炭素数が3
〜12のα−オレフィンからなるオレフィン系エラスト
マー、水素添加スチレン系ブロック共重合体の中から選
ばれる1種または複数種の架橋性エラストマー100重
量部 (2)プロピレン系重合体5〜90重量部を投入し、 (3)ラジカル開始剤またはラジカル開始剤と架橋助剤 (4)ゴム用オイル5〜250重量部を液状添加剤の注
入口から添加し、全体の押出量を無次元押出量Q*=
0.005〜0.02で且つ回転数を150rpm〜1
200rpmで押し出すことを特徴とする熱可塑性エラ
ストマー組成物の製造方法。 - 【請求項6】 請求項4、5記載のオレフィン系エラス
トマーがエチレンおよび少なくとも1種以上の炭素数が
6〜12のα−オレフィンからなり、密度が0.8〜
0.9g/cm3の範囲であり、かつゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフィー(GPC)により算出される重
量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比で
ある分子量分布(Mw/Mn)が3.0未満のオレフィ
ン系エラストマーである熱可塑性エラストマー組成物の
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9122495A JPH10310647A (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | オレフィン系熱可塑性エラストマー用押出機及びそれを用いた製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9122495A JPH10310647A (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | オレフィン系熱可塑性エラストマー用押出機及びそれを用いた製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10310647A true JPH10310647A (ja) | 1998-11-24 |
Family
ID=14837267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9122495A Pending JPH10310647A (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | オレフィン系熱可塑性エラストマー用押出機及びそれを用いた製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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