JPS5930187B2 - 対マイクロ波エネルギ−増感剤濃縮物 - Google Patents

対マイクロ波エネルギ−増感剤濃縮物

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JPS5930187B2
JPS5930187B2 JP55122208A JP12220880A JPS5930187B2 JP S5930187 B2 JPS5930187 B2 JP S5930187B2 JP 55122208 A JP55122208 A JP 55122208A JP 12220880 A JP12220880 A JP 12220880A JP S5930187 B2 JPS5930187 B2 JP S5930187B2
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Phillips Petroleum Co
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は成形材料に関する。
その一局面においては、本発明は熱可塑性成形材料に関
する。その別の局面においては、本発明は、マイクロ波
周波数を利用して、熱可塑性成形材料を成形する方法に
関する。さらにその別の局面においては、本発明は、マ
イクロ波周波数のエネルギーを成形工程に利用できるよ
う、熱可塑性の成形材料を増感させることに関する。さ
らに別の局面においては、本発明は熱可塑性の成形材料
から製造した成形品に関する。マイクロ波エネルギーを
利用することにより、極性化合物を含むポリマー/樹脂
組成物の温度を高め、それにより軟化点以上の温度に上
げて、低圧成形を可能にできることが発見されている。
しかしながら、低圧成形用の成形材料に用いる有用な極
性化合物は、選択的に選ぶ必要のあることが認められて
(・る。意外なことに、他の成分と容易に乾燥混合して
、マイクロ波エネルギーを利用する成形に適する熱可塑
性組成物を製造できる、自由流動性(Dry−FlOw
ing)の乾燥粉末状の増感剤濃縮物の製造が可能であ
ることを発見した。その増感剤濃縮物は、極性化剤を他
の成分と共に含んで、自由流動性の乾燥粉末を形成する
。試験の結果によると、増感剤濃縮物を用いることによ
つて、同一の成形条件下にその増感剤濃縮物に含まれる
成分を別々に添加した場合より良好な成形適性が得られ
ること、および成形製品の透明度のすぐれていることが
わかつた。このような特徴により、低圧(流動成形)条
件下にマイクロ波エネルギーを利用して、成形品を製造
し、ラミネート、履物、自動車用マツト等を含む各種の
物品を得ることが著るしく好ましいものになり得る。従
つて、本発明の一つの目的は、極性を持たない熱可塑性
の組成物と混合した場合に、混合物がマイクロ波エネル
ギーによる加熱効果を受けて軟化しやすくなるような増
感剤組成物を提供することである。
本発明の別の目的は、熱可塑性プラスチツクに増感剤濃
縮物を加えることにより、極性を持たない熱可塑性プラ
スチツクを含む熱成形材料の製造法を提供することであ
る。本発明のさらに別の目的は、極性を持たない熱可塑
性プラスチツクと増感剤濃縮物とを含む流動成形可能な
組成物を提供することである。本発明のさらに別の目的
は、増感剤濃縮物を含む流動成形可能な組成物から製造
した成形品を提供することである。本発明についての上
記以外の目的、局面および各種の利点は、以下の記載お
よび特許請求の範囲から明白となるであろう。極性を持
たない熱可塑性組成物に添加することにより、その熱可
塑性組成物を、マイクロ波エネルギーによる加熱効果に
対して増感させる組成物が提供される。
この増感剤組成物は、()単純およびポリマー性アルキ
レングリコールならびにそれらのモノ一およびジアルキ
ルエーテルと、()エタノールアミンまたはイソプロパ
ノールアミンのようなアルコールアミンおよびそれらの
ヒドロカルビル置換誘導体とを、場合によつては、()
シリカ、および場合によつては、()ブタジエンとスチ
レンとの線状またはラジアルテレプロツク(Radia
lteleblOck)コポリマーであるプラストマ一
と共に組合せて含む。本発明の別の態様においては、上
記の増感剤組成物を、乾燥した自由流動性の粉末として
製造する方法が提供される。
その方法は、粒状のプラストマ一を使用する時は、それ
とシリカとを作動ミキサーに装入して第1混合物を得る
ことを包含する。グリコール化合物とアルコールアミン
化合物との第2混合物を、該混合物が液状となることを
保証するに充分な温度下で製造して、第1混合物中に装
入する。この順序で成分を添加することによつて、自由
流動性の乾燥組成物が得られる。本発明の別の態様にお
いては、上記の増感剤組成物の増感量を、極性を持たな
い熱可塑性プラスチツク、および場合によつては、コポ
リマーから選ばれる一般にビニル置換芳香族化合物の固
形樹脂状ポリマーである他のポリマーと混合することに
より、成形材料が製造される。本発明の別の態様におい
ては、上記の成形材料から成形品が製造される。
本発明を実施するのに有用な極性を持たない熱可塑性プ
ラスチツクは、通常では固体の線状およびラジアルテレ
プロツクコポリマ一であつて、自然の状態、例えば未加
硫状態で高度の引張り強度と伸び率とを示すことを特徴
とするものである。
このポリマーに関しては、米国特許第3823109号
、第3826776号および第3959545号各明細
書に詳しく記載されているが、ブタジエン対スチレンの
比率が約85:15〜約45:55重量部であり、かつ
、スチレンの約10〜約55重量%が、末端ポリスチレ
ンプロツクとしてその中に組込まれている、ブタジエン
およびスチレンから製造したコポリマーエラストマーが
特に好適である。
組成物に用いられる熱可塑性プラスチツクの量は、組成
物の製造に使用される全ポリマーの約30〜約100重
量%を占める。
全ポリマーの使用量の約0〜約70重量%の量で組成物
の製造に用いられる他のポリマーは、一般にスチレン、
α−メチルスチレン等のようなビニル置換芳香族化合物
を単独で重合させ、またはアクリルニトリルもしくは共
役ジエン、例えばブタジエンのようなモノマーと共重合
させた固体の樹脂状のポリマーである。
この種のホモポリマーおよびコポリマーは、一般に約1
.04〜約1.10y/Ccの範囲内の密度(ASTM
D792)、約5000〜約12000pri(34.
5〜82.7MPa)の範囲内の引張り強度(ASTM
D638)、および約23℃において約35〜約95の
範囲内のシヨア一A硬度(ASTMD224)を有する
一般に、上述の熱可塑性エラストマーおよび他のポリマ
ーは、極性を持たない熱可塑性プラスチツクであり、下
記に説明する成分の組合せを加えることにより、マイク
ロ波加熱に対して増感される。
しかしながら、上記の熱可塑性エラストマーの中には、
増感剤濃縮物中にプラストマ一として用いて有用なもの
もある。ブタジエンとスチレンとから製造したコポリマ
ーであつて、ブタジエン対スチレンの比率が約85:1
5〜約55:45であり、かつ、スチレンの約10〜約
55重量%を末端ポリスチレンプロツクとして含むコポ
リマーは、特に好適である。本発明の組成物に用いる極
性化合物(極性化剤)は、通常では本来液体または固体
のものであり、そして単純およびポリマー性のアルキレ
ングリコールおよびそれらのモノ一およびジアルキルエ
ーテル、エタノールアミンおよびイソプロパノールアミ
ンおよびそれらのヒドロカルビル置換誘導体ならびにそ
れらの混合物の中から選ばれる。
代表的化合物には、エチレングリコール、1・2−プロ
ピレングリコール、1・3−ブチレングリコール、1・
4−ブチレングリコール、1・6−ヘキシレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコiル、
ジプロピレングリコール、チオジエチレングリコール等
;約200〜約6000の範囲内の重量平均分子量を有
するポリエチレングリコール;約400〜約2000の
範囲内の重量平均分子量を有するポリプロピレングリコ
ール;約6000までの重量平均分子量を有し、かつ、
約30〜約90重量%のエチレンオキシドを含む混合ポ
リ(エチレン)−ポリ(プロピレン)グリコール;エチ
レングリコール、プロピレングリコールおよびジエチレ
ングリコールのモノメチル、モノエチルおよびモノブチ
ルエーテル;トリエチレングリコールのモノメチルおよ
びモノエチルエーテル;ジエチレングリコール、ジプロ
ピレングリコールおよびトリメチレングリコールのジメ
チルおよびジエチルエーテル;エタノールおよびイソプ
ロパノールに基づくアルカノールアミンおよび置換アル
カノールアミン、例えばモノ、ジ一およびトリエタノー
ルアミン、モノ一、ジ一およびトリイソプロピルアミン
、メチルエタノールアミン、ジブチルエタノールアミン
、フエニルジエタノールアミン、ジ(2−エチルヘキシ
ル)エタノールアミン、ジメチルイソプロパノールアミ
ン、ジブチルイソプロパノールアミン等;およびそれら
の混合物が包含される。本発明に好ましい化合物には、
ジエチレングリコールとトリエタノールアミンとそれら
の混合物とが包含される。固体のニトリルゴム、ポリク
ロロプレンポリマーおよびカーボンブラツクの中から選
ばれる極性化剤は、それらを含有する組成物が、本発明
の方法に用いる低成形圧下では流動しにくいため、本発
明の用途に向いていない。
市販されている任意の高品位のシリカは、本発明の増感
剤組成物に用いるに適している。
シリカの粒径に関しては、臨界的パラメーターではない
が、普通約0.005〜約10μの範囲内である。特に
好ましいシリカ添加剤は、ベンシルバニア州ピツツバー
グのPPGIndustries,.Ine.から販売
されているHiSilR233であつて、これは325
メツシユより細かい沈降水和シリカである。種々の増感
剤の配合が、本発明の枠内において可能である。
普通、各極性化剤一一2種の異なる極性化剤を配合に用
いるがーーの量は、約10〜約50重量%、好ましくは
約20〜約30重量%の範囲内である。シリカをもし含
有させる時は、その量は普通約20〜約75重量%、好
ましくは約30〜約50重量%の範囲内である。随意の
添加剤であり、従つて全然含まれなくてもよいのである
が、プラストマ一を使用する場合、その量は約40重量
%までの有限量(FiniteamOunt)、好まし
くは約10〜約20重量%の範囲内とする。二つの型の
極性化剤の各々は、組成物の配合に応じて、任意の割合
で増感剤化合物に含まれる。本発明の特に最も好ましい
態様においては、増感剤濃縮物は、SOlpreneR
475約15重量%、トリエタノールアミン25重量覧
Ca勤w畝R54Oの25重量%、およびシリカ(H
i8llR233)35重量%で構成される。第1表の
脚注において、これらの化合物は詳しく説明されている
。この最も好ましい態様において特に顕著であるが、一
般にこの増感剤組成物は、マイクロ波エネルギーに対す
る感応性を良好にし、熱可塑性組成物中に完全に均質混
和し、しかも増感成分を別別に配合物に添加した以外は
同じようにして調製した成形材料に比較して、成形品の
透明度を良好にすることができる。熱可塑性の成形材料
の他の成分と容易に乾燥混合できる、自由流動性の乾燥
粉末の状態で増感剤濃縮物を得るためには、ブラストマ
一を使うときは、それとシリカとを作動ミキサー中に装
入し、その後でそれに溶融グリコールとアルコールアミ
ンとからなる液体混合物を加えなければならないことが
わかつた。
この添加順序に従わないと、混合室またはミキサーブレ
ードのケーキングまたは被覆が普通起こり、混合室から
製品をきれいに取出すことが不可能になる。マイクロ波
の場に成形材料を置いたとき、速かな熱軟化現象を保証
するに充分な量の極性化剤を、本発明の成形材料に含ま
せる。
一般的には、成形材料中に用いられる極性化剤の全量は
、熱可塑性エラストマー100重量部に対して約0.5
〜約20重量部の範囲内であり、経済性とマイクロ波に
対する適切な感応性とを合わせて考慮すれば、約1〜約
20重量とするのがより好ましい。加熱時間は、局部的
過熱による有害な影響を受けることなく、成形材料が速
かに軟化して成形可能な稠度となるように選ぶ。一般的
には、加熱時間ぱ、約2秒から約4分までの範囲にする
ことができるが、経済的な見地からいえば、約4秒〜約
55秒の範囲の加熱時間で良好な生産速度が得られるの
で、この範囲とすることが望ましい。本発明の成形材料
に用いる他の添加剤には、付臭剤、着色剤および充填剤
、例えばシリカ、クレー、ウオラストナイトのごとき珪
酸塩、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、フアイバ一等が
包含される。
所望によつては、熱可塑性エラストマーおよび他の樹脂
状ポリマーと相溶性の可塑化剤を使用できる。これらの
例には、ASTMlO4A型のごときナフテン系の石油
、アジピン酸、フタル酸のエステル等が包含される。加
工助剤には、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜
鉛のごときステアリン酸の金属塩、シリコーン、天然お
よび合成ワツクスその他が含まれる。酸化防止剤および
紫外線に対する安定剤を、市販の適当な物質から自由に
選んで添加できる。これらの例には、チオジプロピオン
酸エステル、例えばジラウリルチオジプロピオネート、
障害フエノール系酸化防止剤、例えば2・6−ジ一t−
ブチル−4−メチルフエノール、オクタデシル〔3−(
3・5−ジーt−ブチル−4−ヒドロキシフエニル)〕
プロピオネート、チオジエチレンビス(3・5−ジ一t
−ブチル−4−ヒドロキシ)ヒドロシンナメート等、お
よび対紫外線安定剤、例えば2(27−ヒドロキシ−5
′−メチルフエニル)ベンゾトリアゾール、2−ヒドロ
キシ−4−n−オクトキシベンゾフエノン、〔2・2仁
チオビス(4−t−オクチルーフエノラト)〕−n−ブ
チルアミンーニツケル()等が含まれる。一般的には、
熱可塑性エラストマー100重量部に対する各種成分の
量を重量部(Php)で表わすと、充填剤10〜600
phP、可塑化剤20〜200痺p、酸化防止剤0.1
〜21t1Pおよび対紫外線安定剤0.1〜3phpで
ある。本発明の組成物を成型するのに用いる成形型は、
一般に廉価で比較的強度の低い物質、例えばシリコーン
ゴム、多硫化ゴム、ポリウレタン、焼石膏、鋳造アルミ
ニウム等で構成される。
成形型の種類は、用いる成形法によつてきまる。本発明
の組成物を型に入れて、全体をマイクロ波エネルギーで
予熱する場合には、使用する型の材料が、本発明の組成
物より低い誘電損率を有することが望ましい。ガラスま
たは陶器のごとき誘電損率の低い容器内で組成物を予熱
してから、それを金属等で作つた成形型に移して実際の
成形段階を行なうことは、本発明の枠内に入る。一般的
には、組成物をシリコーンゴム型に入れ、型の上面をシ
リコーンシートまたは剥離紙、例えばシリコーンのごと
き剥離剤を被覆した紙等で覆い、全体を、市販の成型機
械の一部を形成する高周波電場のプレートの間に入れる
。上方のプレートを下げて型を覆つている剥離紙に接触
させ、マイクロ波エネルギーを所望の時間適用して、組
成物を予熱する。予熱がすんだら、適当な圧力、例えば
約10〜約200psig(68.9〜1380kPa
)の下で予熱時間の1/10から10倍かけて組成物の
圧縮成形を行なう。圧力を除き、全体を別の領域に移し
て型および内容物を冷却し、その後成型品を取出すのが
好ましい。複数の型を含むロータリーテーブル等を用い
るならば、商業的に好ましい速度で成形品を得ることが
できる。加熱領域と冷却領域とを分離することにより、
生産速度が高められ、しかも電力および水の所要量が節
減される。例1 増感剤濃縮物の製造 増感剤濃縮物の構成々分を、周囲条件下において1分半
、31容のWelex高速ミキサー8M型(ペンシルバ
ニア州ブルーベルのWelexInc.製)の中で回転
子の速度を1200rpmにして混ぜ合わせた。
この種のミキサー(Papenmeier)に関しては
、EncyclOpediaOfPOlymerSci
enceandTechnOlOgy,.Ul428〜
430頁(1971)に記載されている。ミキサーへの
各仕込みは、So1preneR 475プラストマ−
2251、トリエタノ一ルアミン375t1ポリエチレ
ングリコール(Carbowax540、表1の注7参
照)3751および粒状シリカ(His11R233、
表1の注5参照)525vで構成した。
乾燥した自由流動性の製品を得るためには、粒状シリカ
とプラストマーとを作動ミキサーに装入し、その後でそ
れに、約110′F(43℃)の温度で溶融ポリエチレ
ングリコールとトリエタノ一ルアミンとからなる液体混
合物を加えることが必要であることがわかつた。混合操
作中に形成される生成物は、混合室およびミキサーブレ
ードに対するケーキングや被覆を起こすことなく、乾燥
した自由流動性の粉末として取出すことができる。ほか
の混合操作や変つた仕込み法を試みたが、一般に効率の
劣ることが認められた。
すなわち、装置に対する被覆や生成物のケーキングが、
ミキサーおよび排出生成物中に現れるのが常であつた。
ぐ例 2一連の熱可塑性エラストマー組成物を調製し、
ロールミルを用いて厚さ約0.1インチ(0.25礪)
のシートに変え、マイクロ波エネルギーにさらした後、
大体の寸法として6X7×0.085インチ(15×1
8XO.2C!rL)であるスラブに圧縮成形した。
シリコーンゴム成形型を用い、また出力が約10キロワ
ツトであり、マイクロ波周波数が40メガヘルツの範囲
内であるCompoIndustries製J型機を採
用した。
マィクロ波エネルギーに対して実際に非感応性である基
本配合を、数種のブタジエン/スチレンブロツクコポリ
マー、ポリ(α−メチルスチレン)、シリカ、加工助剤
および安定剤で構成した。この基本配合にトリエタノ一
ルアミンおよびポリエチレングリコールを加えて対照組
成物を調製した。基本配合に適当な量の増感剤濃縮物を
加えて、本発明の組成物をつくつた。各成分の量を7で
示す重量部による採用処方、および得られた成形の結果
を次の第1表に示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 未加硫の状態において高度の引張り強度と伸び率と
    を有する常態で固体の線状及びラジアルテレブロックコ
    ポリマーである非極性の熱可塑性物質に添加した際、マ
    イクロ波エネルギーの加熱効果に対して前記の非極性の
    熱可塑性物質を増感させるのに適した増感剤組成物であ
    つて、( I )アルキレングリコールもしくはポリマー
    性のアルキレングリコール又はそれらのモノ−もしくは
    ジアルキルエステル約10〜約50重量%、(II)エタ
    ノールアミンもしくはイソプロパノールアミン又はそれ
    らのヒドロカルビル置換誘導体約10〜約50重量%、
    (III)シリカ約20〜約75重量%、及び(IV)ブタ
    ジエン及びスチレンから誘導された線状又はラジアルテ
    レブロックコポリマーのプラストマー有限量〜約40重
    量%(但し、該プラストマー中、ブタジエン:スチレン
    比は、重量部で約85:15〜約55:45の範囲内で
    あつてよい)の混合物を含むことを特徴とする前記組成
    物。 2 ( I )の化合物がポリエチレングリコールであり
    、(II)の化合物がトリエタノールアミンであり、(I
    II)の化合物が沈降水和シリカであり、そしてプラスト
    マーが、約250000の重量平均分子量を有し、ポリ
    マー100重量部に対して約50重量部のナフテン系の
    油を含む85:15〜45:55のブタジエン/スチレ
    ンブロックコポリマーである、特許請求の範囲1に記載
    の組成物。 3 ( I )がエチレングリコール、1・2−プロピレ
    ングリコール、1・3−ブチレングリコール、1・4−
    ブチレングリコール、1・6−ヘキシレングリコール、
    ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプ
    ロピレングリコール、チオジエチレングリコール、約2
    00〜約6000の重量平均分子量を有するポリエチレ
    ングリコール、約400〜約2000の重量平均分子量
    を有するポリプロピレングリコール、約6000までの
    範囲内の重量平均分子量を有し、かつ、約30〜約90
    重量%のエチレンオキシドを含む混合ポリ(エチレン)
    −ポリ(プロピレン)グリコール、エチレングリコール
    、プロピレングリコールもしくはジエチレングリコール
    のモノメチル、モノエチルもしくはモノブチルエーテル
    、トリエチレングリコールのモノチル及びモノエチルエ
    ーテル、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコー
    ルもしくはトリメチレングリコールのジメチルもしくは
    ジエチルエーテル、又はそれらの任意の2種以上の混合
    物からなり、そして(II)がモノ−、ジ−もしくはトリ
    エタノールアミン、モノ−、ジ−もしくはトリイソプロ
    ピルアミン、メチルエタノールアミン、ジブチルエタノ
    ールアミン、フェニルジエタノールアミン、ジ(2−エ
    チルヘキシル)エタノールアミン、ジメチルイソプロパ
    ノールアミン又はジブチルイソプロパノールアミン、あ
    るいはそれらの任意の2種以上の混合物からなる、特許
    請求の範囲1又は2に記載の組成物。 4 未加硫の状態において高度の引張り強度と伸び率と
    を有する常態で固体の線状及びラジアルテレブロックコ
    ポリマーである非極性の熱可塑性物質に添加した際、マ
    イクロ波エネルギーの加熱効果に対して前記の非極性の
    熱可塑性物質を増感させるのに適した乾燥状態の自由流
    動性の組成物を製造する方法であつて、(1)粒状のプ
    ラストマーとシリカとを作動ミキサーに装入して第1混
    合物を得、(2)液体を得るのに充分な温度において、
    ( I )アルキレングリコールもしくはポリマー性のア
    ルキレングリコール又はそれらのモノ−もしくはジアル
    キルエステルと(II)エタノールアミンもしくはイソプ
    ロパノールアミン又はそれらのヒドロカルビル置換誘導
    体との混合物を製造し、そして(3)作動ミキサー内の
    前記第1混合物に対して前記の液体混合物を加え、それ
    によつて自由流動性の乾燥組成物を得ることからなり、
    その際前記の組成物が、( I )アルキレングリコール
    もしくはポリマー性のアルキレングリコール又はそれら
    のモノ−もしくはジアルキルエステル約10〜約50重
    量%、(II)エタノールアミンもしくはイソプロパノー
    ルアミン又はそれらのヒドロカルビル置換誘導体約10
    〜約50重量%、(III)シリカ約20〜約75重量%
    、及び(IV)ブタジエン及びスチレンから誘導された線
    状又はラジアルテレブロックコポリマーのプラストマー
    有限量〜約40重量%(但し、該プラストマー中、ブタ
    ジエン:スチレン比は、重量部で約85:15〜約55
    :45の範囲内であつてよい)を含むようにそれらの比
    率を選ぶことを特徴とする前記の方法。 5 未加硫の状態において高度の引張り強度と伸び率と
    を有する常態で固体の線状及びラジアルテレブロックコ
    ポリマーである非極性の熱可塑性物質と増感剤組成物、
    即ち( I )アルキレングリコールもしくはポリマー性
    のアルキレングリコール又はそれらのモノ−もしくはジ
    アルキルエステル約10〜約50重量%、(II)エタノ
    ールアミンもしくはイソプロパノールアミン又はそれら
    のヒドロカルビル置換誘導体約10〜約50重量%、(
    III)シリカ約20〜約75重量%、及び(IV)ブタジ
    エン及びスチレンから誘導された線状又はラジアルテレ
    ブロックコポリマーのプラストマー有限量〜約40重量
    %(但し、該プラストマー中、ブタジエン:スチレン比
    は、重量部で約85:15〜約55:45の範囲内であ
    つてよい)の混合物を含む増感剤組成物とを混合し、得
    られた組成物を成形型内においてマイクロ波エネルギー
    にさらすことを特徴とする成形品の製造方法。
JP55122208A 1979-09-04 1980-09-03 対マイクロ波エネルギ−増感剤濃縮物 Expired JPS5930187B2 (ja)

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