JPS617348A - ポリマ−組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ■　発明の背景 技術分野 本発明は、ＥＰＤＭ等オレフィン共重合体ゴムに超高分
子量ポリエチレンを配合したポリマー組成物に関するも
のである。更に詳しくはゴム本体の弾性に加え、超高分
子量ポリエチレンの低摩擦抵抗性、耐摩耗性、強度の面
で優れた性佳を具備したポリマー組成物に関する。

従来技術とその問題点 天然または合成ゴムは、種類が極めて多く、ＮＲ，ＩＲ
，ＳＢＲ、ＢＲ等の汎用ゴムと言われるものはタイヤ、
ベルト、ホース等に多く用いられ、ＮＢＲ，ＣＲ，ＥＰ
ＤＭ等の合成ゴムは各々本来持っている耐油性、耐熱性
、耐候性等の特徴を生かして様々な用途に用いられてい
る。

これらポリマーからなるポリマー組成物は、主として本
来持っているゴム弾性を利用する用途として用いられ、
それに耐摩耗性、耐油性、耐熱性等の特性を与えるため
ポリマーの選択や２種以にのポリマーをブレンドする工
夫がなされており、ゴム工業では常識的な技術である。

一方、最近では機能性に富んだポリマーを得るため、従
来から行われているグラフト化等によるポリマー変性は
言うまでもなく、ポリマーブレンドの領域における研究
活動が盛んになり、エラストマーを中心としたポリマー
アロイもいくつか６１出されている。

これらエラストマーは弾性、強度、耐摩耗性、耐熱性、
耐候性、等の機能性改良は為されてきているが、唯、摩
耗抵抗性については、本来タイヤが高度な路面把握力を
要求されることかられかるように、比較的ゴム固有の高
摩擦抵抗性を生かした使われ方をしてきた。

しかし、１１１の中の商品には、例えば車両用バンパー
や船舶用防舷材のようにゴム弾性により衝撃を吸収する
とともに低摩擦抵抗性により衝撃力を回避するなど、新
語「滑るゴムＪといわれるものに対す・る機能性の要求
も存在する。

既存のものでも中には、熱可塑性エラストマーの中で弾
性を有し、且つ低摩擦のものがあるが、架橋されたポリ
マー組成物程の強度、クリープ性等は未だ充分ではない
。

従って、ゴム弾性の他、耐摩耗性、耐候性等の機能に加
え、摩擦抵抗性においてはゴムの領域を脱し得るものの
開発が望まれていた。

ＩＩ　　発明の目的 本発明は、ゴム弾性を有し、耐摩耗性、耐候性に加え、
摩擦抵抗が従来のゴムよりも低いポリマー組成物を提供
することを目的とする。

■　発明の構成 本発明は、ゴムに粘度法による重量平均分子量が５０万
以上の超高分子量ポリエチレンを配合してなることを特
徴とするポリマー組成物である。つまり、ＥＰＤＭ等の
オレフィン共重合体ゴムに分子量が５０万以上のポリエ
チレン微粉末を配合してなるポリマー組成物である。

本発明でブレンドするポリエチレンは粘度法による重量
平均分子量が汎用の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の
数十万より大きく５０万以−ヒのもので、一般に超高分
子量ポリエチレン（以後、ＵＨＭＷＰＥ　トいう）と呼
ばれる。本発明ではＵＨＭＷＰＥのいくつかの特性のう
ち、低摩擦抵抗性に着目した。

本来摩擦抵抗は分子量に依存し、分子量が大きくなるに
従い、低下することが知られている。なお、分子量の測
定法は粘度法によった。

ポリエチレンは分子構造的に分子鎖中に−ＣＨ３、−Ｏ
Ｈなどの極性基を持たないため、プラスチックスの中で
も摩擦抵抗が低いが、分子量が１００万以上ともなると
、分子鎖が直鎖状になり物性的に硬いためＣｏｕｌｏｍ
ｂの原理により、より低摩擦となる等の特徴がある。従
って本発明のように低摩擦な性質を持ったポリエチレン
をゴムにブレンドすれば従来のゴムより摩擦抵抗の低い
ポリマー組成物が得られるのではないかと推測される。

しかし、一般にプラスチックスをゴムにブレンドして物
性を出すことは困難とされている。その理由は、ブレン
ド相が均質、且つ、ミクロな分散になりにくい事である
。

そこで、種々検討した結果、良好なブレンド物が得られ
、ゴＪ・本来の弾性を有し、且つ、摩擦抵抗が低いとい
う特異性を見出した。本発明の組成物を構成する成分で
あるポリエチレンは商品名がハイゼックスミリオン、ホ
スタレンＧＵＲ等という分子量　１００万以」〕のもの
である。汎用のＨＤＰＥでは、固有の摩擦抵抗（ＪＬ値
）がＵＨＮＷＰＥ程低くない。

また、本発明の重要な要件であるゴムとＵＨＭＷＰＥの
ブレンド状Ｅ；はＵＨＭＷＰＥが１００〜２００ル程度
の微粒子であるため、ゴム相との均質、且つ、ミクロな
分散が実現されることである。最近、三井石油化学工業
■のミペロンという名称で３０川程度のさらに微細なＵ
ｌ（ＮＩＩＩＰＥが出ているが、よりミクロな分散が達
成された。ＨＤＰＥはゴムにブレンドすると、相状態が
海−海分散で、且つ、相分離がはなはだしく、強度的に
満足しない。

これに対し、ＵＨＭＷＰＥはｐ単位の周期性を有する規
則正しいミクロ相分離が形成されたモルホロジーとなり
、機械的強度が高く、ゴム本来の弾性を保持し、且つ、
低摩擦抵抗性を持った理想的ブレンドが達成された。

勿論、ブレンドは未加硫のゴムをｕ＋ｌ＋ｑｗｐＥの軟
化点もしくは融点近傍の温度で、機械的にブレンドすれ
ばよく、装置としては、バンバリーミキサ−、ニーダ−
等の密閉型混合機が好ましいが、オープンロールや２軸
押出機等でも良い。

以上、述べた特性はゴム相が硫黄等により架橋されて始
めて出るもので予め硫黄、促進剤、亜鉛華、ステアリン
酸等加硫剤及び加硫助剤を通常のゴム組成物の範囲で適
量配合し、通常の加硫条件で加硫すれば良い。また、強
度を出すため、カーボンブラック等の充てん剤を配合す
ることは勿論である。

混合順序としては、予めゴムとＵＨＭＷＰＥをブレン卜
した後、カーボンブラック、亜鉛華、ステアリン酸等を
配合する。そして最後に硫黄等加硫系配合剤を投入する
と良い。ここで注意すべきことは、一旦取出した未加硫
ブレンド物は、冷却すると非常に固くなるので、塊り状
のまま放置することは避けた方が良い。一旦冷却したも
のを成形する時は予め加熱してから行わねばならないの
で、できるだけ混合直後に成形することが好ましい。

このようにして得られたポリマー組成物が先に述べたゴ
ム弾性を有し、且つ、低摩擦抵抗性であるためには、ゴ
ムとＵＨＭＷＰＥのポリマー組成においである範囲をも
っている。即ち、ＵＨＭＷＰＥの比率が３０％以上でな
いに摩擦抵抗値は有意な差があるとは言えない。

当然１００％近くまで配合比を増やすとＵＨＭＷＰＥオ
リジナルに近くなり極端に低くなるが、ゴム弾性を失う
ので好ましくない。ゴム弾性上好ましい範囲はＵＨＭＷ
ＰＥが７０％以下でこれ以上ではたとえポリエチレンが
比較的ゴム弾性体に近いとはいえ、セット性が大きくな
り好ましくない６ ■　発明の具体的実施例 以下、本発明について実施例および比較例を示して、具
体的に説明する。

表１に１本発明の実施例１〜３および比較例１〜６につ
いてのポリマー組成および物性の測定結果を示した。

表１に示すようなポリマー組成物を下記のようにして得
た。

混合は、ブラベンダープラストグラフを用い、混合温度
を　１３０°Ｃに設定し予めＥＰＤＭとＵＨＭＷＰＥを
ブレンドした。２分後、カーボンブラック等加硫剤を除
く配合剤を投入し、合計６分間混練し放出した。そして
ゴムの温度が１００℃付近まで下がった時、再びプラベ
ンダーに投入し、残る加硫剤を混入した。この混合時間
は１分間としたが、加硫剤はオープンロールで混入して
も良い。

このようにして練ったものを　１６０°Ｃ×４０分でシ
ート状に加硫し、物性を測定した。

その内、代表的に配合例を表２（実施例２）に示す。そ
の他のものについても同様である６比較例１は、ＥＰＤ
Ｍのみであるが、実施例１〜３のようにＵ’ｌ（ＭＷＰ
Ｅをブレンドするに従い、ｇｏおよび川が低下し、引張
強さやＬｕｐｋｅ弾性等はゴム状態の値を示す。しかし
、比較例２のようにＵＨＭＷＰＥが２０％では、ｐ−ｏ
、ｇ＋の低下はそれ程効果がなく、比較例３のように８
０％ではゴム弾性域を失ってしまう。

また、比較例５〜６のように粘度法による重量平均分子
量が８万や２０万程度のＨＤＰＥでは配合比を５０％ま
でトげてもｇｏ、ｇ、の低下が著しくなく、かえって強
度が低下してしまうので好ましくない。

表−２ ■　発明の詳細 な説明したようにＥＰＤＭ等合成ゴムに粘度法による重
量平均分子量が５０万以上の超高分子量ポリエチレンを
ブレンドすることによって強度、弾性に富み、且つ、摩
擦抵抗性の低いポリマー組成物を得ることができ、特に
ゴムがＥＰＤＨの場合、耐候性も良いことから船舶用防
舷材や自動車用バンパー等衝撃回避の緩和を必要とする
用途や一般にはカットレスベアリング等にも応用できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ポリマー組成の変化とＥＢとの関係を示すグ
ラフ、第２図はポリマー組成の変化と摩擦係数およびＬ
ｉｌｐｋｅ弾性との関係を示すグラフである。 ＦＩＧ、　　Ｉ ＵＨＭＰＥＯ２０４０６０８０１００ ＦＩＧ、２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ゴムに粘度法による重量平均分子量が５０万以上の超高
   分子量ポリエチレンを配合してなることを特徴とするポ
   リマー組成物。