KR100729321B1 - 중합체성 조성물, 중합체-압출물품, 및 자동차용 웨더스트립 - Google Patents

중합체성 조성물, 중합체-압출물품, 및 자동차용 웨더스트립 Download PDF

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Abstract

본 발명은 100 phr 양의 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체; 50 초과 내지 120 phr 범위의 양의 60 nm 이상의 산술 평균 입경을 갖는 카본 블랙; 100 phr 이하의 양의 연화제; 및 1 내지 10 phr 범위의 양의 열팽창성 캡슐을 포함하는 중합체성 조성물의 압출 및 가황에 의해 제조되는 중합체-압출물품에 관한 것이다. 중합체-압출물품은 열팽창성 캡슐의 열팽창으로부터 유래되는 불균질 표면, 및 카본블랙의 탄소 입자로부터 유래되고 열팽창성 캡슐의 열팽창으로부터 유래되는 불균질 표면에 형성된 조질 표면을 가지는 표면 구획을 포함한다.
에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체, 카본 블랙, 연화제, 중합체-압출물품

Description

중합체성 조성물, 중합체-압출물품, 및 자동차용 웨더 스트립 {Polymeric Composition, Polymer-Extruded Article and Weather Strip for Automotive Vehicle}
도면에서, 동일한 참조숫자는 모든 도면들에 있어 동일 부분 및 요소를 나타낸다:
도 1a 내지 1e은 중합체성 조성물의 압출 및 가황에 의해 제조된 중합체-압출물품의 구조적 모델을 각기 보여주는 설명 단면도이고;
도 2는 각 실시예 및 비교예로서 사용된 중합체-압출물품의 표본의 개략적 단편 투시도이며;
도 3a 내지 3c는 각 실시예 및 비교예의 표본의 내접착성의 측정 방법을 각기 보여주는 설명 평면도, 측면도 및 작용 투시도이고;
도 4는 각 실시예 및 비교예의 표본의 마찰계수의 측정 방법을 보여주는 설명 측면도이며;
도 5는 각 실시예 및 비교예의 표본의 물 접촉각의 측정 방법을 보여주는 설명 측면도이고;
도 6은 실시예 및 비교예의 표본과 관련되는 카본 80 nm의 배합량 대 표면 조도를 보여주는 그래프이며;
도 7은 실시예 및 비교예의 표본과 관련되는 열팽창성 캡슐의 배합량 대 표면 조도를 보여주는 그래프이다.
배경기술
본 발명은 예를 들어, 도어 패널, 유리 등에 사용하기 위한 자동차용 중합체성 조성물, 중합체-압출물품 및 웨더 스트립에 관한 것이다.
고무 물질 등과 같은 중합체 물질이 배합되어 있는 중합체성 조성물로 형성된 가황된 성형체(이하, 중합체-압출물품으로 칭해짐)는 다양한 용도들에 적용된다. 용도에 따른 특성을 만족하는 중합체-압출물품에 대해 연구가 행해져 왔다. 예를 들어, 웨더 스트립에 적용되는 중합체-압출물품의 경량화를 달성하기 위한 한 기술로서, 하기 기술이 공지되어 있다: 열팽창성 마이크로캡슐(이하, 열팽창성 캡슐로 칭해짐)이 배합된 중합체성 조성물이 사용된다. 중합체성 조성물의 가황 중에, 열팽창성 캡슐이 열팽창된다(약간 발포된다). 이는 일본 특허 출원 공개 제6-183305호에 개시된 바와 같이, 충분한 경도를 수득하면서, 상기 중합체-압출물품의 비중을 저하시키기 위한 것이다.
또한, 상기 중합체-압출물품은 중합체-압출물품이 사용 물체(이하, 사용 물체로 칭해짐; 예를 들어, 도어 패널, 유리 등)에 대한 슬라이딩 특성 및 내접착성이 낮다. 슬라이딩 특성 및 내접착성을 향상시키기 위해, 중합체 탄성체성 물질을 포함하는 표면처리제를 중합체-압출물품의 표면(적어도, 각종 특성을 필요로 하는 구획의 표면)에 적용된다.
상기 표면처리제에 필요한 특성의 예는, 사용 물체에 대한 중합체-압출물품의 표면의 슬라이딩 특성(예를 들어, 중합체-압출물품이 사용 물체에 슬라이딩으로 이동가능하도록 사용되는 경우에 스틱-슬립(stick-slip)으로 인해 저등급 노이즈가 발생하는 것을 방지하기 위한 특성), 내접착성(예를 들어, 사용 물체에 대한 중합체 물질의 접착으로 인해 중합체-압출물품이 기능적으로 저해되는 것을 막기 위한 특성), 발수성(예를 들어, 중합체-압출물품의 동결을 막기 위한 특성) 등의 향상이다.
예를 들어, 씰 구획(예를 들어, 발포 고무로 형성된 씰 구획)을 구성하는 웨더 스트립의 경우, 표면처리제를 씰 구획 상에 코팅함으로써, 문을 열거나 닫을 때 씰 구획과 도어 패널 사이의 접착을 방지하여, 문의 개폐의 곤란성을 피한다. 한냉 지역에서도, 씰 구획이 동결로부터 방지될 수 있다. 또한, 상기 중합체-압출물품의 표면이 유리, 도어 패널 등과 슬라이딩 접촉하게 되는 용도의 경우, 중합체-압출물품의 슬라이딩 특성이 상기 표면처리제로 향상되고, 이로써 스틱-슬립으로 인한 저등급 노이즈의 발생이 방지된다.
상기 표면처리제로서, 예를 들어 디오르가노폴리실록산을 경화성 폴리우레탄에 첨가함으로써 형성된 것이 공지되어 있다. 이 표면처리제를 중합체-압출물품 상에 코팅함으로써, 슬라이딩 특성, 내접착성, 발수성 등이 향상된다.
발명의 개요
그러나, 상기 논의된 바와 같이 표면처리제를 중합체-압출물품 상에 코팅하는 경우, 표면처리제에 대한 코팅 조건(예를 들어, 코팅 중의 표면처리제의 온도, 점도 등, 및 코팅 물체로서의 중합체-압출물품의 온도 등)에 따라 코팅반이 형성되고(예를 들어, 표면처리제의 불균일한 코팅으로 인해 코팅반이 형성됨), 코팅된 표면처리제로 형성된 층(이후, 표면처리층으로 칭해짐)의 두께가 불충분해질 우려가 있다.
따라서, 생산성(작업성, 생산물 수율 등)이 저하되고, 충분한 슬라이딩 특성, 내접착성, 발수성 등을 달성할 수 없게 됨으로써, 중합체-압출물품의 기능 등이 충분히 발휘될 수 없을 우려가 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 종래 유사한, 자동차용 중합체성 조성물, 중합체-압출물품 및 웨더 스트립에서 겪게 되는 결점을 극복할 수 있는, 향상된 자동차용 중합체성 조성물, 중합체-압출물품 및 웨더 스트립을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 한 목적은, 표면처리제가 중합체-압출물품 상에 코팅되지 않을지라도 생산성을 저해하지 않으면서 슬라이딩 특성, 내접착성, 발수성을 향상시키면서, 중합체-압출물품의 의도된 기능을 충분히 발휘할 수 있는, 향상된 자동차용 중합체성 조성물, 중합체-압출물품 및 웨더 스트립을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 측면은 압출 및 가황에 의해 생성되는 중합체-압출물품을 위해 사용되는 중합체성 조성물로서, 100 phr 양의 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체; 50 초과 내지 120 phr 범위의 양의 60 nm 이상의 산술 평균 입경을 갖는 카본블랙; 100 phr 이하의 양의 연화제; 및 1 내지 10 phr 범위의 양의 열팽창성 캡슐을 포함하는 중합체성 조성물에 있다.
본 발명의 다른 한 측면은, 100 phr 양의 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체; 50 초과 내지 120 phr 범위의 양의 60 nm 이상의 산술 평균 입경을 갖는 카본 블랙; 100 phr 이하의 양의 연화제; 및 1 내지 10 phr 범위의 양의 열팽창성 캡슐을 포함하는 중합체성 조성물의 압출 및 가황에 의해 제조된 중합체-압출물품에 있다. 중합체-압출물품은 열팽창성 캡슐의 열팽창으로부터 유래되는 불균질 표면, 및 카본블랙의 탄소 입자로부터 유래되고 열팽창성 캡슐의 열팽창으로부터 유래되는 불균질 표면에 형성된 조질 표면을 가지는 표면 구획을 포함한다.
본 발명의 다른 한 측면은, 100 phr 양의 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체; 50 초과 내지 120 phr 범위의 양의 60 nm 이상의 산술 평균 입경을 갖는 카본 블랙; 100 phr 이하의 양의 연화제; 및 1 내지 10 phr 범위의 양의 열팽창성 캡슐을 포함하는 중합체성 조성물의 압출 및 가황에 의해 제조된 자동차용 웨더 스트립에 있다. 웨더 스트립은 열팽창성 캡슐의 열팽창으로부터 유래되는 불균질 표면, 및 카본블랙의 탄소 입자로부터 유래되고 열팽창성 캡슐의 열팽창으로부터 유래되는 불균질 표면에 형성된 조질 표면을 가지는 표면 구획을 포함한다.
본 발명에 따라, 중합체성 조성물은 배합 시에 적어도, 100 phr 양의 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체, 50 phr 내지 120 phr 범위의 양의 60 nm 이상의 산술 평균 입경을 갖는 카본블랙, 100 phr 이하의 양의 연화제, 및 1 phr 내지 10 phr 범위의 양의 열팽창성 마이크로캡슐을 함유한다. 따라서, 표면처리제 등이 코팅되지 않으므로, 그것의 코팅 조건 등을 고려할 필요가 없다.
상기 중합체성 조성물의 압출 및 가황에 의해 제조된 중합체-압출물품에 있어서, 가황 중에 상기 열팽창성 마이크로캡슐이 팽창하므로, 열팽창성 캡슐의 열팽창으로부터 유래되는 불균질 표면이 형성되고, 그 불균질 표면은 열팽창성 캡슐의 열팽창 정도 및 배합량에 따른 모양을 가진다. 또한, 60 nm 이상의 산술 평균 입경을 갖는 카본블랙이 50 phr 초과 내지 120 phr 범위의 양으로 배합되기 때문에, 다량의 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체를 함유하는 부분이 상기 중합체-압출물품 내에 국소 형성된다. 그 부분에서 수축 등이 일어나므로, 카본블랙의 탄소 입자로부터 유래되는 조질 표면이 열팽창성 캡슐의 열팽창으로부터 유래되는 상기 불균질 표면 상에 형성되고, 조질 표면은 카본블랙의 입경, 배합량 등에 따른 표면 조도를 가진다. 이로써, 상기 중합체-압출물품과 사용 물체 간의 접촉 면적이 작게 된다.
상기 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체, 카본블랙, 연화제 및 열팽창성 마이크로캡슐의 각 배합량은 바람직하게 각기 의도된 중합체성 조성물 및 중합체-압출물품의 특성을 저해하지 않는 범위 내이다.
예를 들어, 상기 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체, 카본블랙, 연화제 및 열팽창성 마이크로캡슐의 배합량이 각기 본 발명의 범주를 벗어날 경우, 중합체성 조성물의 작업성, 및 중합체-압출물품의 특성(슬라이딩 특성, 내접착성, 발수성 등)이 저해될 가능성이 있다.
상기 실리콘 화합물이 과다 배합될 경우, 상기 중합체-압출물품을 사용 물체 에 대한 용접(예를 들어, 열가소성 탄성체에 대한 용접, 또는 고무 부재와 함께 사출 성형 중의 용접)이 어려워질 가능성이 있다.
상기 각종 물질들에 부가하여, 일반적 압출 및 가황에 의해 제조되는 중합체-압출물품의 기술 분야에서 처리되는 다양한 부가적 물질들이 배합될 수 있다. 배합된 부가적 물질의 각 배합량은 중합체성 조성물 및 중합체-압출물품의 의도된 특성을 저해하지 않는 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
예를 들어, 가황제, 가황 가속화제, 가황 가속화 보조제 등을 사용하는 경우, 그것들의 배합량이 너무 작으면, 가황 공정이 느려지고; 반면 배합량이 너무 크면, 블룸 현상(bloom phenomena)을 일으킬 가능성이 있다.
이하, 도면 등을 참고로 하여, 본 발명의 구현예로서의, 자동차용 중합체성 조성물, 중합체-압출물품, 및 웨더 스트립에 대해 더욱 구체적으로 논의될 것이다.
본 발명에 따라, 압출 및 가황에 의해 제조되는 중합체-압출물품을 위해 사용되는 중합체성 조성물은, 배합 시에 100 phr(phr: 고무 100 부에 대한 부(parts per hundreds parts of rubber))의 양의 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체; 50 초과 내지 120 phr 범위의 양의 60 nm 이상의 산술 평균 입경을 갖는 카본블랙; 100 phr 이하의 양의 연화제; 및 1 내지 10 phr 범위의 양의 열팽창성 캡슐을 포함한다.
중합체-압출물품은 중합체 물질, 예컨대 고무 물질(예를 들어, 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체) 등을 배합하고, 중합체 물질을 압출 및 가황함으로 써 수득된다. 더욱 구체적으로, 적어도 상기 중합체 물질, 카본블랙, 연화제 및 열팽창성 캡슐이 각기 특정량으로 배합된다. 상기 카본블랙으로서, 비교적 큰 입경을 갖는 카본블랙이 100 phr의 고무 물질의 이용을 기초로 하여, 일반적 압출 및 가황에 의한 중합체-압출물품의 기술 분야에서의 처리량(예를 들어, 140 phr 이상)보다 작은 소량으로 사용된다.
본 발명의 중합체성 조성물은 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체를 100 phr의 배합량으로 함유한다. 배합량은, 배합 시에 중합체성 조성물 내에 함유되는 성분의 양을 의미한다. 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체 이외의 성분들에 대해, 그것들의 배합량은 100 phr의 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체에 대한, 중합체성 조성물 내에 함유되는 양이다.
일반적 압출 및 가황에서, 중합체성 조성물이 압출기의 다이로부터 방출된 후, 방출체(압출 물질)은 자유 상태(즉, 주형을 이용한 성형에서와는 달리, 압력이 방출체에 거의 적용되지 않는 상태)에 놓이게 되고, 여기에서 그에 의해 가교결합 반응이 일어나, 의도되는 중합체-압출물품이 수득된다. 따라서, 예를 들어 60 nm 미만의 평균 입경을 갖는 카본블랙이 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체에 배합되어 중합체성 조성물을 형성하는 경우, 또는 60 nm 이상의 평균 입경을 갖는 카본블랙이 120 phr 초과의 양으로 공중합체(100 phr)에 혼합되어, 중합체성 조성물을 형성하는 경우, 상기 중합체성 조성물의 압출 및 가황에 의해 일반적 중합체-압출물품으로서 제조되는 중합체-압출물품은 도 1a의 구조적 모델 형상으로 나와 있는 것으로 되며, 여기에서 (도 1에서 숫자 10으로 나타낸) 중합체-압출물품의 표 면은 비교적 평평하다.
또한, 60 nm 이상의 평균 입경을 갖는 카본블랙을 120 phr 이하의 양으로 상기 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체에 배합하여 중합체성 조성물을 형성하고, 이를 압출 및 가황함으로써 중합체-압출물품을 수득하는 경우, 도 1b 및 도 1c(도 1b의 부분확대도)의 구조적 모델 형상으로 나와 있는 바와 같이, 작은 표면 조도를 가지고, 카본블랙의 탄소 입자로부터 유래되는 조질 표면이 중합체-압출물품의 표면에 형성된다. 이는 큰 입경을 갖는 카본블랙의 배합량이 비교적 작으므로, 다량의 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체를 함유하는 부분이 상기 중합체-압출물품 내에 국소 형성되고, 그 부분에 수축 등이 일어나는 경향이 있다는 사실에 의해 일어나는 것으로 보인다.
여기에서, [발명의 배경기술]의 단락에 기재된 열팽창성 마이크로캡슐을 상기 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체에 혼합함으로써 제조된 중합체성 조성물의 압출 및 가황에 의해 수득되는 중합체-압출물품의 경우, 도 1d의 구조적 모델 형상으로 나와 있는 바와 같이, 열팽창성 캡슐의 열팽창으로부터 유래되는 불균질 표면 (10b)이 중합체-압출물품의 표면에 형성되고, 여기에서 불균질 표면은 열팽창성 캡슐 (10c)의 중합체-압출물품의 (이후 상세히 논의되는) 외부 쉘 벽의 파괴 및 연소 하에 수득되는 모양으로 형성된다. 상기 열팽창성 캡슐 대신에 유기 발포제 등을 혼합함으로써 제조된 중합체 물질의 압출 및 가황에 의해 수득되는 중합체-압출물품의 경우, 먼저 코팅 필름이 중합체-압출물품의 표면 상에 형성되고, 이에 따라 코팅 필름의 표면이 매우 조질이 된다. 그러나, 단지 매우 조질로 형성 된 표면은 본 발명의 목적인 양호한 슬라이딩 특성 및 양호한 내접착성을 달성할 수 없다는 것을 주목하도록 한다.
60 nm 이상의 평균 입경을 갖는 카본블랙을 120 phr 이하의 양으로 상기 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체(100 phr)에 배합하면서, 열팽창성 캡슐을 그 공중합체(100 phr)에 배합함으로써 중합체성 조성물을 제조하고, 이를 압출 및 가황하여 중합체-압출물품을 형성하는 경우, 도 1e의 구조적 모델 형상으로 나와 있는 바와 같이, 열팽창성 캡슐의 열팽창으로부터 유래되는 불균질 표면 (10b)이 중합체-압출물품의 표면에 형성되고, 한편 카본블랙의 탄소 입자로부터 유래되는 조질 표면은 불균질 표면 (10b)에 형성된다.
본 발명의 구현예에 따른 중합체성 조성물 및, 그 중합체성 조성물로 된 중합체-압출물품은, 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체, 카본블랙, 연화제 및 열팽창성 캡슐뿐만 아니라, 발포제, 실리콘 화합물, 가황제, 가황 가속화제, 가황 가속화 보조제, 가공보조제, 무기 충전제 등과 같은 각종 첨가제가 용도 목적에 따라 적당하게 배합될 수 있다.
[에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체]
에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체의 올레핀의 예는 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐 등이다. 프로필렌이 바람직하다. 알파-올레핀의 상기 군들로부터 복수개의 것들이 선택될 수 있음이 당연하고, 여기에서 예를 들어, 프로필렌 및 1-부텐은 조합되어 사용된다.
비공액 폴리엔의 예는 시클릭 비공액 폴리엔, 예컨대 5-에틸리덴-2-노르보르 넨, 디시클로펜타디엔, 5-비닐-2-노르보르넨, 노르보르나디엔, 메틸테트라히드로인덴 등; 및 쇄 비공액 폴리엔, 예컨대 1,4-헥사디엔, 7-메틸-1,6-옥타디엔, 4-에틸리덴-8-메틸-1,7-노나디엔, 4-에틸리덴-1,7-운데카디엔, 4,8-디메틸-1,4,8-데카트리엔 등이다. 이 비공액 폴리엔들 중, 1종이 사용될 수 있거나, 2종 이상이 조합되어 사용되며, 여기에서 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체 중 비공액 폴리엔의 함유율은 예를 들어, 1 중량% 내지 20 중량%의 범위, 바람직하게는 1 중량% 내지 15 중량%의 범위, 더욱 바람직하게는 5 중량% 내지 11 중량%의 범위 내이다. 그러한 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체로서, 예를 들어 DSMㆍ엘라스토머즈(DSMㆍElastomers) 제조의 켈탄(Keltan) 7341A(상표명)가 사용될 수 있다.
[카본블랙]
상기 카본블랙은, 예를 들어 중합체-압출물품의 기술분야에서 사용되고, 60 nm 이상, 바람직하게는 70 nm 내지 90 nm범위 내의 평균 입경(산술 평균 입경)을 갖는 카본블랙이다. 이 카본블랙의 배합량에 관하여, 그것이 50 phr 이하인 경우, 혼련 가공이 곤란해진다. 그러므로, 카본블랙의 배합량이 50 phr 초과 내지 120 phr 이하의 범위, 바람직하게는 60 phr 이상 내지 120 phr 이하의 범위 내이다. 그러한 카본블랙으로서, 예를 들어 60 nm 이상의 산술 평균 입경을 갖는 로트가 아사히 카본 컴퍼니(Asahi Carbon Co,. Ltd.) 제조의 아사히 카본블랙ㆍ아사히 #50(상표명) 또는 아사히 카본블랙ㆍ아사히 #55(상표명)로부터 선택되어 사용된다.
[열팽창성 캡슐]
상기 열팽창성 캡슐의 예는 가열 시에 기체를 발생시키는 액체(예를 들어, 낮은 비점을 갖는 탄화수소 또는 염소화 탄화수소)가 충전된 열가소성 쉘 벽(예를 들어, 구형 쉘 벽)을 각각 가지는, 액체 충전의 열가소성 수지 입자(열팽창성 열가소성 수지 입자)이다. 액체 충전의 열가소성 수지 입자는 0.1 이하의 참 비중, 5 ㎛ 내지 100 ㎛ 범위의 입경(중위 직경)을 가지며, 액체의 팽창 개시 온도 이상의 온도(예를 들어, 100℃ 내지 200℃)에서 가열(예를 들어, 가황 온도에서 가열)할 때에 팽창가능하며, 이에 따라 예를 들어 30 ㎛ 내지 300 ㎛의 직경을 갖는 열팽창된 셀이 의도된 중합체-압출물품에 형성된다.
상기 열팽창성 캡슐의 쉘 벽을 구성하는 열가소성 수지의 성분의 예는 바람직하게 (메트)아크릴 니트릴 중합체, 및 많은 (메트)아크릴 니트릴을 구성하는 중합체이다. 중합체 내의 상기 아크릴 니트릴을 위한 단량체(반대 단량체 또는 공단량체)의 예는 비닐 할로겐화물, 비닐리덴 할로겐화물, 스티렌계 단량체, (메트)아크릴레이트계 단량체, 비닐 아세테이트, 부타디엔, 비닐 피리딘, 클로로프렌 등과 같은 단량체이다.
상기 쉘 벽은 바람직하게 가교결합되지 않은 열가소성 수지로 형성되거나, 일반적으로 사용되는 디비닐벤젠, 에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트 등과 같은 가교제로 가교결합된 열가소성 수지로 형성될 수 있다. 또한, 열팽창성 캡슐의 쉘 벽 내에 충전된 액체의 예는 n-펜탄, 이소펜탄, 네오펜탄, 부탄, 이소부텐, 헥산, 석유 에테르 등과 같은 탄화수소; 및 염화메틸, 디클로로에틸렌, 트리클로로에탄, 트리클로로에틸렌 등과 같은 염소화 탄화수소이다.
열팽창성 캡슐로서, 다이니치세이카 컬러 & 케미칼즈 컴퍼니(Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd.) 제조의 동일 계열의 다이폼(Daifoam) H750D, H770D, H850D 및 M430이 적당하게 사용된다. 또한, 예를 들어 마쓰모토 유쉬-세이야큐 컴퍼니(Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd.) 제조의 마쓰모토 마이크로포어(Matsumoto Microsphere) F85D 및 F1OOD, 및 스웨덴의 엑스판셀(Expancel) 제조의 엑스판셀 091DU-80, 092DU-120 등이 열팽창성 캡슐로 사용된다. 열팽창성 캡슐의 배합량은 1.0 phr 내지 10 phr의 범위, 바람직하게는 2 phr 내지 6 phr의 범위 내이다.
그러한 열팽창성 캡슐이 중합체 물질, 예컨대 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체에 첨가될 때, 열팽창성 캡슐은 다른 사용 물질(예를 들어, 중합체 탄성체, 열가소성 수지, 연화제, 무기 충전제 등 중 하나 이상)과 미리 혼합되어 중합체 물질에 첨가됨으로써, 열팽창성 캡슐의 산란을 방지하고 분산을 향상시킬 수 있다. 열팽창성 캡슐이 다른 사용 물질과 미리 혼합되어 중합체 물질에 첨가될 경우, 발포제의 혼합비는 열팽창성 캡슐에 대해 10 중량% 내지 99 중량%의 범위, 바람직하게는 10 중량% 내지 50 중량%의 범위 내이도록 조정된다. 또한, 상기 열팽창성 캡슐들은 1종이 사용되거나, 상기 열팽창성 캡슐들 중 복수개가 조합되어 사용될 수 있다.
[연화제]
상기 연화제의 예는 석유-기재의 연화제, 예컨대 프로세스 오일, 파라핀-기재의 오일, 윤활유, 액상 파라핀, 석유 아스팔트, 바셀린 등; 코올타르-기재의 연화제, 예컨대 코올타르, 코올타르 피치 등; 및 지방-기재의 연화제, 예컨대 피마자 유, 아마인 오일, 평지씨 오일, 코코넛 오일 등이다. 이 연화제들 중, 석유-기재의 연화제가 바람직하고, 파라핀-기재의 오일이 더욱 바람직하다. 상기 연화제는 중합체성 조성물 및 중합체-압출물품의 의도된 특성을 저해하지 않는 배합량, 예를 들어 100 phr 이하의 양으로 사용된다.
[발포제]
상기 발포제의 예는 4,4-옥시비스벤젠술포닐히드라지드(OBSH), 아조디카르본아미드(ADCA), 디니트로소펜타메틸렌테트라민(DPT), 아조비스이소부티로니트릴(AIBN), 파라톨루엔술포닐히드라지드(TSH), 히드라조디카르본아미드(HDCA), 바륨 아조카르복실레이트 등이다.
상기 발포제는 의도된 중합체성 조성물 및 중합체-압출물품의 특성을 저해하지 않는 양(예를 들어, 0 내지 10 phr의 양)으로 사용된다. 또한, 발포 보조제, 예컨대 우레아-기재의 유도체, 살리실산, 프탈산, 스테아르산 등이 상기 발포제와 함께 사용될 수 있다.
[실리콘 화합물]
상기 실리콘 화합물의 예는 실리콘겔-기재의 화합물, 실리콘 오일-기재의 화합물, 실리콘 분말-기재의 화합물, 실리콘 함유의 중합체-기재의 화합물, 실리콘 그라프트 중합체-기재의 화합물, 실리콘 함유의 유기 수지 등이다. 실리콘 화합물은, 예를 들어 신-에츠 케미칼 컴퍼니(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 제조의 KE76BS, KF99 및 KF96; 및 다우 코닝 토레이 실리콘 컴퍼니(Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) 제조의 E500, E600, BY27 계열(바람직하게 BY27-001, BY27- 002, BY27-201, BY27-201C, BY27-202, SP-300 및 SP-310) 등이다. 또한, 일반적으로 이용가능한 다른 실리콘 화합물도 또한 적당하게 본 발명의 실리콘 화합물로 적당하게 사용된다.
상기 실리콘 화합물은 의도된 중합체성 조성물 및 중합체-압출물품의 특성을 저해하지 않는 배합량(예를 들어, 0 내지 30 phr의 배합량)으로 사용된다. 또한, 상기 실리콘 화합물들 중 임의의 하나가 사용되거나, 상기 실리콘 화합물들 중 복수개가 조합되어 사용될 수 있다.
[가황제]
상기 가황제의 예는 의도된 중합체성 조성물 및 중합체-압출물품의 특성을 저해하지 않는 배합량, 바람직하게는 0.5 phr 내지 약 2 phr 범위의 양으로 사용되는 황이다.
[가황 가속화제]
상기 가황 가속화제의 예는 티아졸-기재의 보조제, 티우람-기재의 보조제, 술펜아미드-기재의 보조제, 구아니딘-기재의 보조제, 티오우레아-기재의 보조제 및 디티오카르밤산-기재의 보조제이다. 가황 가속화제는 의도된 중합체성 조성물 및 중합체-압출물품의 특성을 저해하지 않는 양, 바람직하게는 약 2 phr 내지 8 phr 범위의 배합량으로 사용된다.
[가황 가속화 보조제]
상기 가황 가속화 보조제의 예는 산화아연(아연백), 탄산아연, 산화마그네슘, 수산화칼슘, 일산화아연 등이며, 여기에서 산화아연 및(또는) 산화마그네슘이 바람직하다. 가황 가속화 보조제는 의도된 중합체성 조성물 및 중합체-압출물품의 특성을 저해하지 않는 배합량, 바람직하게는 5 phr의 배합량으로 사용된다.
[가공보조제]
상기 가공보조제의 예는 고급 지방산, 예컨대 스테아르산, 리시놀산, 팔미트산, 라우르산 등; 고급 지방산의 에스테르; 및 스테아르산과 같은 고급 지방산의 염이다. 중합체-압출물품의 기술 분야에서 가공보조제로 취급되는 다른 화합물은 본 발명의 가공보조제로서 사용될 수 있다. 가공보조제는 의도된 중합체성 조성물 및 중합체-압출물품의 특성을 저해하지 않는 배합량, 바람직하게는 약 5 phr의 양, 더욱 바람직하게는 3 phr 이하의 양으로 사용된다.
[무기 충전제]
상기 무기 충전제의 예는 탄산칼슘, 클레이, 실리카, 규산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화마그네슘, 산화알루미늄, 카올린, 운모, 제올라이트 등이다. 이 충전제들 중 임의의 하나가 사용되거나, 이 충전제들 중 복수개가 조합되어 사용될 수 있다. 또한, 상기 무기 충전제(들)는 의도된 중합체성 조성물 및 중합체-압출물품의 특성을 저해하지 않는 배합량, 예를 들어 약 0 내지 100 phr 범위의 배합량으로 사용된다.
[기타 첨가제]
상기 각종 첨가제 이외의 다른 첨가제의 예는 탈수제, 산화방지제, 노화방지제, 열안정화제, 광안정화제, 자외선 흡수제, 중화제, 윤활제, 서리제거제, 블로킹방지제, 슬리핑제, 분산제, 난연제, 대전방지제, 전도성부여제, 점착화제, 가교제, 가교보조제, 금속 불활성화제, 분자량조절제, 진균류 및 노균류 방지제, 형광 백화제, 슬라이딩성 향상제, 착색제(산화티탄 등), 금속 분말(아철산염 등), 유리 섬유, 무기 섬유(금속 섬유 등), 탄소 섬유, 유기 섬유(아라미드 섬유 등), 복합 섬유, 유리 벌룬, 유리 플레이크, 흑연, 탄소 나노튜브, 풀러렌, 황산바륨, 불화수지, 충전제 폴리올레핀 왁스(중합체 비이드 등), 셀룰로스 분말, 고무 분말, 재생 고무 등이다. 상기 첨가제들 중 임의의 하나가 사용되거나, 상기 첨가제들 중 복수개가 조합되어 사용될 수 있다. 상기 첨가제는 의도된 중합체성 조성물 및 중합체-압출물품에 따라 적당하게 사용된다.
[제조 방법]
상기 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체, 카본블랙, 연화제, 열팽창성 캡슐, 각종 첨가제 등을 혼련함으로써 의도된 중합체성 조성물을 수득하기 위해, 예를 들어 각종 폐쇄형 니더, 예컨대 접선형 믹서, 결속형 믹서, 니이더 등; 혼련형 이축 압출기; 또는 개방 롤 등이 적당하게 사용된다. 또한, 상기 중합체성 조성물을 압출하고 가황화함으로써 의도된 중합체-압출물품을 수득하기 위해, 예를 들어 연속 열풍 가황(HAV) 용기, 초고주파수 가황(UHF) 장치, 수평 유동층 연속 가황(HFB) 장치 등이 적당하게 사용될 수 있다. 바람직하게, 연속 열풍 가황 용기 및 초고주파수 가황 장치가 조합되어 사용된다.
[ 실시예]
본 발명은 비교예와 비교되는 하기 실시예를 참고로 하여 더욱 용이하게 이해될 것이나; 이 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 간주되지 않도록 한다.
다양한 중합체성 조성물(고무 화합물 S1 내지 S13("실시예") 및 고무 화합물 P1 내지 P11("비교예"))을 본 발명의 구현예에 따라 제조하였으며, 이 때 그 중합체성 조성물의 작업성, 중합체-압출물품의 물성 등을 표본 GS1 내지 GS13("실시예") 및 표본 GP1 내지 GP11("비교예")을 이용하여 조사하였다.
각 중합체성 조성물을 제조하기 위해, 먼저 에틸렌-프로필렌-5-에틸리덴-2-노르보르넨(DSMㆍ엘라스토머즈 제조의 켈탄 7341A(상표명))을 중합체 물질로서 100 phr의 양으로 사용하여, 폐쇄형 믹서에서 저작함으로써, 저작된 중합체 물질을 수득하였다. 그 후, 저작된 중합체 물질에, 50 phr 내지 140 phr 범위의 양의, 각기 산술 평균 입경 80 nm, 60 nm 및 45 nm을 갖는 한 종 이상의 카본블랙(각기 이후, "카본블랙 80 nm", "카본블랙 60 nm", 및 "카본블랙 45 nm"로 칭해짐), 80 phr 내지 20 phr 범위의 양의 연화제(재팬 에너지 코포레이션(Japan Energy Corporation)(JOMO) 제조의 프로세스 오일 P-300), 및 0 내지 40 phr 범위의 양의 실리콘 화합물(다우 코닝 토레이 실리콘 컴퍼니 제조의 BY27-002)을 첨가하였고, 이 때 특정 시간 동안 혼련을 행함으로써, 혼련된 중합체 물질을 수득하였다.
실시예 및 비교예에서, 아사히 카본 컴퍼니 제조의 아사히 카본블랙 아사히 #50, 아사히 카본블랙ㆍ아사히 #55 및 아사히 카본블랙ㆍ아사히 #60의 각 물질 로트로부터 80 nm, 60 nm 및 45 nm의 각 산술 평균 입경을 갖는 카본블랙을 선택함으로서, 상기 카본블랙 80 nm, 카본블랙 60 nm 및 카본블랙 45 nm을 사용하였다. 또한, 상기 각종 물질들에 부가하여, 가공보조제로서의 1 phr의 배합량의 스테아르산 및(또는) 폴리에틸렌 글리콜, 무기 충전제로서의 30 phr 양의 칼슘 카르보네이트, 및 가황 가속화 보조제로서의 3 phr의 배합량의 활성 아연백을 상기 혼련된 중합체 물질에 첨가하였고, 이 때 특정 시간 동안 혼련을 행함으로써 추가의 혼련된 중합체 물질을 수득하였다.
그 후, 폐쇄형 믹서에 의해 형성된 상기 추가의 혼련된 중합체 물질을 취출하였다. 이어서, 취출된 혼련된 중합체 물질에, 0 내지 20 phr 범위의 양의 열팽창성 캡슐(다이니치세이카 컬러 앤드 케미칼즈 컴퍼니 제조의 다이폼 H750D), 0 내지 3.5 phr 범위의 배합량의 4,4-옥시비스벤젠술포닐히드라지드-기재의 발포제를 첨가하였고, 이 때 혼련된 중합체 물질을 롤에 권취하면서, 개방 롤에 의해 혼련을 행한 후, 특정 시간 동안 혼합 또는 배합을 행하였다. 그 결과, 하기 표 1에 나와 있는 다양한 조성을 갖는 고무 화합물 S1 내지 S13 및 P1 내지 P11이 수득되었고, 여기에서 고무 화합물은 리본 모양 또는 시이트 모양이었고, 비가황 고무 화합물이었다.
또한, 실시예 및 비교예에서, 상기 각종 물질들에 부가하여, 가황제로서의 1 phr의 배합량의 황, 티우람-기재, 티아졸-기재, 술펜아미드-기재 및 디티오카르밤산-기재의 가황 가속화제를 5 phr의 총 배합량으로 첨가한 후, 특정 시간 동안 혼합을 행하였다.
그 다음, 상기 고무 화합물의 각각을 중합체-압출물품을 위해 압출기를 이용하여 압출하였으며, 여기에서 압출기는 이하 기술되는 도 2에 나와 있는 중합체-압출물품을 수득하기 위한 마우쓰피스 모양을 가지도록 함으로써, 축 회전 속도를 조 정할 때 압출을 행하였고, 이로써 압출 성형체를 수득하였다. 그 후, 압출 성형체를 연속 열풍 가황 용기에서 가황시켰으며, 여기에서 가황을 10분 동안 200℃의 온도에서 행함으로써, 도 2에 나와 있는 바와 같은 (20 mm의 높이를 갖는) 중합체-압출물품의 표본 GS1 내지 GS13, GP1 내지 GP11(도 2에서 참조숫자 20으로 표시됨)을 제조하였다. 표본은 횡단면이 원형인 튜브 구획(또는 2 mm 두께를 갖는 튜브)이 제공된, (2 mm의 두께 및 25 mm의 폭을 갖는) 일반적으로 평판 모양인 기저부 구획 21을 가졌다.
상기 표본 GP4 또는 GP5의 표면을 85 phr 양의 우레탄 폴리올, 15 phr 양의 폴리이소시아네이트, 40 phr 양의 디오르가노실록산, 40 phr 양의 경화성 실리콘 오일, 4 phr 양의 촉매, 15 phr 양의 소광제, 및 1500 phr 양의 용매를 배합함으로써 제조된 표면처리제로 코팅하여 표면 처리 코팅물을 형성하였다.
Figure 112006018891669-pat00001
상기 논의된 바와 같이 제조된 각 고무 화합물의 작업성(혼련 작업성 및 압출 성형성), 및 각 표본의 표면 상태(표면 조도), 내접착성(접착력), 슬라이딩 특성(마찰계수) 및 발수성(물 접촉각)을 하기 논의된 시험 방법에 따라 측정하였고, 이 때 측정 결과가 하기 표 2에 나와 있다. 표 2의 총 평가의 칼럼에서의 문자 "A", "B" 및 "C"는, 자동차용 웨더 스트립 등에 잘 적응될 수 있는 경우, 웨더 스트립 등에 충분히 적용될 수 있는 경우, 및 웨더 스트립 등에 적용되기 어려운 경우를 각기 나타낸다.
[혼련 작업성]
각각의 상기 고무 화합물을 각기 14 인치의 직경을 갖는 롤을 포함하고 롤러 간의 거리가 5 mm로 설정된 개방 롤 장치에 의해 혼련하였다. 하기 도 2에서의 혼련 작업성의 칼럼에서, 문자 "A"는 고무 화합물이 롤 사이에 용이하게 통과되고, 롤과 단단히 접촉되도록 하는 방식으로 롤에 권취되는 경우를 가리키고; 문자 "C"는 고무 화합물이 각 롤에 단단히 접촉되지 않아, 고무 화합물에 중간에서 절단되거나 늘어뜨려질 수 있는 경우를 가리키며; 문자 "B"는 고무 화합물이 롤 사이에 통과하기 곤란하나, 시간 경과에 따라 롤에 권취되는 경우를 가리킨다.
[압출 성형성]
상기 고무 화합물(또는 압출 온도에 상응하는 60±5℃로 온도가 조정된 고무 화합물)의 각각을, 75 mm의 직경을 갖는 압출 장치가 장착되고, 회전 속도가 15 rpm으로 설정된 압출기를 이용하여 1분 동안 압출하였고, 이로써, 도 2에 나와 있는 모양의 (참조숫자 20으로 표시된) 중합체-압출물품을 수득하였다.
이 압출을 각 고무 화합물에 대해 100회 반복하였고, 여기에서 각 압출에서 압출기로부터 방출된 압출 성형체(비가황 성형체)의 질량(g)을 방출량으로서 칭량하였다. 방출량의 최대값, 최소값, 및 평균값을 각기 최대 방출량, 최소 방출량 및 평균 방출량으로 칭하였다. 이어서, 방출량의 분산도를 하기 방정식 (1)에 따라, 각 고무 화합물에 대해 계산하였다.
방출량의 분산도(%) = (([최대 방출량] - [최소 방출량]) / 평균 방출량) × 100 …… (1)
[표면 조도]
상기 표본(중합체-압출물품) 20을 펀칭하여, (5 mm×100 mm×2 mm의 치수를 갖는) 직사각형 평판 모양의 시편을 형성하였다. 시편의 표면 상의 오염물을 알코올로 닦아낸 후, 표면 조도장치(코사카 라보라토리 리미티드(Kosaka Laboratory Ltd.) 제조의 서프코더(Surfcorder) SE30D)를 이용함으로써, 시편의 표면 조도(또는 10점 평균 조도)를 소위 10점법(또는 JIS B 0601: 1982에 따른 방법)에 따라 측정하였다. 상기 조도장치의 접촉침으로서, (카본블랙의 탄소 입자로부터 유래되는 조질 표면에 대해) 2 ㎛의 팁 말단 반경을 갖는 접촉침, 및 (열팽창성 캡슐의 열팽창으로부터 유래되는 불균질 표면에 대해) 250 ㎛의 팁 말단 반경을 갖는 접촉침을 사용하여, 카본블랙의 탄소 입자로부터 유래되는 조질 표면, 및 열팽창성 캡슐의 열팽창으로부터 유래되는 불균질 표면의 표면 조도를 각기 측정하였다.
[내접착성]
도 3a(평면도), 3b(측면도) 및 3c(운용 투시도)에 나와 있는 바와 같이, 상기 표본 20을 펀칭하여, (5 mm×50 mm×2 mm의 치수를 갖는) 2개의 직사각형 평판 모양의 시편 30을 형성하였다. 각 시편의 표면 상의 오염물을 알코올로 닦아낸 후, 시편을 이중 코팅 접착 테이프 및 접착제를 이용하여, 서로 60 mm 떨어진 직사각형 평판 모양의 스테인레스 강 판 31에 고정하였고, 여기에서 시편의 고정은 시편의 (5 mm×50 mm 치수를 갖는) 표면에 달성하였다.
또한, 자동차용 코팅된 판 32(백색 멜라민 수지 코팅물로 코팅된 강 판)을 상기 양 시편 30을 커버하도록 하는 방식으로 시편 30에 두었고, 여기에서 코팅된 판은 (스테인레스 강 판 31의 모양과 유사한 모양을 가지고, 1.0 mm 내지 1.5 mm의 두께를 가지는) 직사각형의 평판 모양이었다. 이어서, 2개의 중량 부재 33를 코팅된 판 32에 두고, 시편 30의 위치에 상응하는 부분인 코팅된 판의 부분에 49 N(24.5 N×2)의 하중을 걸면서, 항온 오븐에(즉, 80℃의 온도의 대기 중에) 방치하였다.
이어서, 상기 중량 부재 33를 (측정 직전에) 제거하였고, 상기 코팅된 판 32을 수평 방향(즉, 각 시편 30의 수직 방향, 또는 화살표로 표시된 방향)으로 50 mm/분의 속도로 당겼고, 이 때 코팅된 판 32 및 시편 30이 서로로부터 완전히 박리될 때 발생된 최대 하중(단위: N/5 cm2)을 접착력으로 측정하였다. 여기에 사용되는 상기 단위 N/5 cm2는, 2개 시편 30의 총 접촉 면적에 대한 박리 하중을 수치로 나타내기 위해 본 발명자에 의해 특정된 단위였다.
[마찰계수]
도 4에 나와 있는 바와 같이, 상기 표본(중합체-압출물품) 20을 펀칭하여, (5 mm×100 mm×2 mm의 치수를 갖는) 직사각형 평판 모양의 시편 40을 형성하였다. 시편 40의 표면 상의 오염물을 알코올로 닦아낸 후, 시편 40을 지지체 테이블(시험 테이블) 41 위에 두었다. 이어서, 단면 반경이 50 mm인 유리 구형 표면을 갖도록 형성된 중량 부재 42를 시편 40 상에 탑재하였고, 여기에서 단면 반경이 50 mm인 구형 표면의 측을 시편 40과 접촉시켰다. 이어서, 중량 부재를 시편 40과 접촉시키면서 중량 부재가 슬라이딩 이동되도록 하는 방식으로 중량 부재 42를 수평 방향(즉, 시편 40의 수직 방향, 또는 화살표로 표시된 방향)으로 1000 mm/분의 속도로 슬라이딩으로 이동시켰고, 이로써 정적 마찰계수(μs) 및 동적 마찰계수(μd)을 측정하였다.
[물 접촉각]
도 5에 나와 있는 바와 같이, 상기 표본(중합체-압출물품) 20을 펀칭하여, (5 mm×100 mm×2 mm의 치수를 갖는) 직사각형 평판 모양의 시편 50을 형성하였다. 시편 50의 표면 상의 오염물을 알코올로 닦아낸 후, 시편 50을 수평 지지 테이블 52 위에 두었다. 1.5 ml의 양의 물을 시편 50의 표면 상에 적하하였고, 적하된 물을 10초 동안 방치시켰다. 이어서, 적하된 물 방울과 시편 50 사이의 접촉각을 접촉각 θ 측정장치(교와 인터페이스 컴퍼니(Kyowa Interface Co., Ltd.) 제조의 페이스ㆍ접촉각 측정장치 CA-D 유형)에 의해 측정하였다.
Figure 112006018891669-pat00002
[열팽창성 캡슐 비함유의 비교예]
먼저, 도 2에 나와 있는 바와 같이, 카본 80 nm, 연화제 및 발포제가 배합되었으나, 열팽창성 캡슐은 배합되지 않은 고무 화합물 P1 내지 P5는 작업성이 양호하였다. 그러나, 카본 80 nm 및 연화제의 첨가량을 조정하였으나, 상기 각각의 고무 화합물을 이용한 표본들 중, 고무 화합물 P1 및 P2를 각기 이용한 표본은 접착 특성, 슬라이딩 특성 및 발수성이 낮은 것으로 나타났다.
또한, 실리콘 화합물을, 고무 화합물 P2에서와 동일한 조성으로 배합함으로써 형성된 고무 화합물 P3을 이용한 표본 GP3은 충분한 발수성을 수득할 수 있었으나; 내접착성 및 슬라이딩 특성은 낮은 것으로 나타났다. 또한, 고무 화합물 P1에서와 동일한 조성을 이용한, (2 ㎛의 표면처리층의 두께를 갖는) 표본 GP4, 및 (5 ㎛의 표면처리층의 두께를 갖는) GP5은 표면처리층의 효과 하에 충분한 발수성을 수득할 수 있었으나; 상기 표면처리층의 두께가 표본 GP5으로서 불충분한 경우, 내접착성 및 슬라이딩 특성이 낮은 것으로 나타났다.
[열팽창성 캡슐 함유의 비교예]
고무 화합물 P3과 조성이 유사하고, 열팽창성 캡슐을 함유하였으며, 카본 80 nm의 배합량이 일반적인 고무 화합물 P6은 작업성이 양호하였다. 고무 화합물 P6을 이용한 표본 GP6은 충분한 발수성을 수득할 수 있었으나; 내접착성 및 슬라이딩 특성이 낮은 것으로 나타났다.
또한, 상기 고무 화합물 P6과 조성이 유사하고, 카본 80 nm의 배합량이 매우 낮은 상기 고무 화합물 P7은 작업성이 가장 나빴으나; 고무 화합물 P7을 이용한 표본 GP7은 내접착성 및 슬라이딩 특성이 양호한 것으로 나타났다.
[열팽창성 캡슐 및 연화제의 배합량이 큰 비교예]
고무 화합물 P6와 조성과 유사하고, 카본 80 nm의 배합량이 비교적 작으며, 연화제의 배합량이 비교적 큰 고무 화합물 P8는 작업성이 양호하였다. 고무 화합물 P8을 이용한 표본 GP8은 양호한 발수성을 달성할 수 있었으나; 내접착성 및 슬라이딩 특성이 낮은 것으로 나타났다.
또한, 상기 고무 화합물 P6과 조성이 유사하고, 카본 80 nm의 배합량이 비교적 작으며, 열팽창성 캡슐의 배합량이 비교적 큰 고무 화합물 P9는 작업성이 양호하였다. 고무 화합물 P9를 이용한 시편 GP9는 양호한 내접착성 및 슬라이딩 특성을 수득할 수 있었으나; 발수성이 낮은 것으로 보였다.
[카본블랙의 입경이 조정된 비교예]
고무 화합물 P3의 조성과 유사하고, 배합된 카본 45 nm 및 배합된 카본 60 nm을 각기 함유한 고무 화합물 P10 및 P11는 작업성이 양호하였다. 고무 화합물 P10 및 P11을 각기 이용한 표본 GP10 및 GP11은 양호한 발수성을 수득할 수 있었으나; 내접착성 및 슬라이딩 특성이 낮은 것으로 나타났다.
[열팽창성 캡슐을 함유하고, 큰 입경을 갖는 카본블랙을 함유하는 실시예]
고무 화합물 S1 내지 S9는 60 phr 내지 120 phr범위의 양의 카본 80 nm 또는 카본 60 nm, 80 phr 내지 100 phr 범위의 양의 연화제, 2 phr 내지 10 phr 범위의 양의 열팽창성 캡슐, 2 phr 내지 20 phr 양의 실리콘 화합물, 및 발포제를 함유하였다. 각 고무 화합물 S1 내지 S9은 작업성이 양호하였다. 고무 화합물 S1 내지 S9를 각기 이용한 표본 GS1 내지 GS9는 발수성, 내접착성 및 슬라이딩 특성이 양호한 것으로 나타났다.
또한, 고무 화합물 S3, S4 및 S5와 조성이 각기 유사하고, 배합된 실리콘 화합물 및 배합된 유기 발포제를 함유하지 않은 고무 화합물 S10 내지 S12은 작업성이 양호하였다. 고무 화합물 S10 내지 S12를 각기 이용한 표본 GS10 내지 GS12는 내접착성 및 슬라이딩 특성이 양호한 것으로 나타났다. 또한, 실리콘 화합물을 함유하지 않은 표본 GS10 및 GS11은 표본 GS12에 비해 발수성이 열한 것으로 나타났다.
또한, 고무 화합물 S2와 조성이 유사하고, 40 phr의 양으로 배합된 실리콘 화합물을 함유한 고무 화합물 S13은 작업성이 낮았다. 그러나, 고무 화합물 S13을 이용한 표본 GS13은 발수성, 내접착성 및 슬라이딩 특성이 양호한 것으로 나타났다.
여기에서, 연화제 및 열팽창성 캡슐의 배합량이 각기 80 phr 및 2 phr인 고무 화합물을 각기 이용한 표본 GP6, GP7 및 GS1 내지 GS3의 표면 조도에서의 측정 결과가, 카본 80 nm의 배합량에 대한 표면 조도의 특성의 그래프인, 도 6에 나와 있다. 도 6에 나와 있는 이 특성 그래프로부터, 열팽창성 캡슐의 열팽창으로부터 유래되는 불균질 표면이 상기 표본 GS1 내지 GS3, GP6 및 GP7의 각각의 표면에 형성되었고, 조질 표면이 열팽창성 캡슐의 열팽창으로부터 유래되는 불균질 표면에 형성되었으며; 카본 80 nm의 배합량과 카본블랙의 탄소 입자로부터 유래되는 조질 표면의 표면 조도 사이에 상관관계가 있음이 밝혀졌다.
또한, 연화제 및 카본 80 nm의 배합량이 각기 80 phr 및 100 phr인 고무 화합물을 각기 이용한 표본 GP3, GP9, GS2, GS5 및 GS6의 표면 조도에서의 측정된 결과가, 열팽창성 캡슐의 배합량에 대한 표면 조도의 특성의 그래프인, 도 7에 나와 있다. 도 7에 나와 있는 이 특성 그래프로부터, 열팽창성 캡슐의 배합량 및 열팽창성 캡슐의 열팽창으로부터 유래되는 불균질 표면 사이에 상관관계가 있음이 밝혀졌다.
상기 고무 화합물 S1 내지 S13와 유사하게, 고무 화합물이 적어도, 배합된 탄성체성 중합체, 카본블랙, 연화제 및 열팽창성 캡슐을 함유한 경우, 충분한 작업성이 수득될 수 있었고, 여기에서 카본블랙은 60 nm 이상(예를 들어, 카본 60 nm 및 카본 80 nm)의 산술 평균 입경, 및 50 phr 초과 내지 100 phr 범위의 배합량을 가졌고; 연화제는 100 phr 이하의 양의 배합량을 가졌으며; 열팽창성 캡슐은 1 phr 내지 10 phr 범위의 배합량을 가졌다. 고무 화합물을 이용한 표본은 발수성, 내접착성 및 슬라이딩 특성이 양호함이 확인되었다.
상기 논의된 바와 같이, 본 발명에 따라, 카본블랙의 탄소 입자로부터 유래되는 조질 표면이 열팽창성 캡슐의 열팽창으로부터 유래되는 불균질 표면에 수득되고, 중합체-압출물품의 표면과 사용 물체 사이의 접촉 면적이 작아진다. 그 결과, 예를 들어 표면처리제 등의 코팅이 불필요하게 되고, 이로써 생산성의 저해 없이, 충분한 슬라이딩 특성, 내접착성, 발수성 등이 수득된다. 따라서, 중합체-압출물품을 자동차용 웨더 스트립 등에 적용함으로써, 웨더 스트립이 그것에 필요한 기능을 충분히 발휘할 수 있다.
본 발명이 기재된 구현예에 대해 논의되었으나, 본 발명의 취지 및 범주를 벗어나지 않는 한, 구현예에 대해 다양한 변경 및 수정을 가할 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 그러한 변경 및 수정은 본 발명의 범주 내에 포함됨은 당연하다.
2005년 3월 18일에 출원된 일본 특허출원 제2005-78313호의 전체 내용이 본원에 참고로 인용된다.
본 발명에 따라, 종래 유사한, 자동차용 중합체성 조성물, 중합체-압출물품 및 웨더 스트립에서 겪게 되는 결점을 극복할 수 있는, 향상된 자동차용 중합체성 조성물, 중합체-압출물품 및 웨더 스트립이 제공된다.

Claims (6)

100 phr 양의 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체;
50 초과 내지 120 phr 범위의 양의 60 nm 이상의 산술 평균 입경을 갖는 카본 블랙;
100 phr 이하의 양의 연화제; 및
1 내지 10 phr 범위의 양의 열팽창성 캡슐
을 포함하는, 압출 및 가황에 의해 제조되는 중합체-압출물품에 사용되는 중합체성 조성물.
제1항에 있어서, 30 phr 이하의 양의 실리콘 화합물을 추가로 포함하는 중합체성 조성물.
100 phr 양의 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체; 50 초과 내지 120 phr 범위의 양의 60 nm 이상의 산술 평균 입경을 갖는 카본 블랙; 100 phr 이하의 양의 연화제; 및 1 내지 10 phr 범위의 양의 열팽창성 캡슐을 포함하는 중합체성 조성물의 압출 및 가황에 의해 제조되며,
열팽창성 캡슐의 열팽창으로부터 유래되는 불균질 표면, 및 카본블랙의 탄소 입자로부터 유래되고 열팽창성 캡슐의 열팽창으로부터 유래되는 불균질 표면에 형성된 조질 표면을 가지는 표면 구획을 포함하는 중합체-압출물품.
제3항에 있어서, 중합체성 조성물이 30 phr 이하의 양의 실리콘 화합물을 추가로 포함하는 것인 중합체-압출물품.
100 phr 양의 에틸렌-α-올레핀-비공액 폴리엔 공중합체; 50 초과 내지 120 phr 범위의 양의 60 nm 이상의 산술 평균 입경을 갖는 카본 블랙; 100 phr 이하의 양의 연화제; 및 1 내지 10 phr 범위의 양의 열팽창성 캡슐을 포함하는 중합체성 조성물의 압출 및 가황에 의해 제조되며,
열팽창성 캡슐의 열팽창으로부터 유래되는 불균질 표면, 및 카본블랙의 탄소 입자로부터 유래되고 열팽창성 캡슐의 열팽창으로부터 유래되는 불균질 표면에 형성된 조질 표면을 가지는 표면 구획을 포함하는 자동차용 웨더 스트립(weather strip).
제5항에 있어서, 중합체성 조성물이 30 phr 이하의 양의 실리콘 화합물을 추가로 포함하는 것인 웨더 스트립.
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