JP2009126965A

JP2009126965A - スチレン系熱可塑性エラストマー組成物及びそれを用いた基材一体型仮留め成形品

Info

Publication number: JP2009126965A
Application number: JP2007304394A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kusakawa; 公一草川; Yuji Maeda; 裕司前田; Shigeki Ichimura; 茂樹市村
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2007-11-26
Filing date: 2007-11-26
Publication date: 2009-06-11
Also published as: WO2009069666A1

Abstract

【課題】支持基材を構成するポリオレフィン系樹脂と異種材料でありながらも、仮留め一体成形による支持基材への仮留め特性に優れ、成形品とした場合の離型性が良好なスチレン系熱可塑性エラストマー組成物及びそれを用いた基材一体型仮留め成形品を提供する。
【解決手段】本発明にかかるスチレン系熱可塑性エラストマー組成物は、成形品をその成形時にオレフィン樹脂系基材上に仮留めして得られる基材一体型仮留め成形品を製造するためのスチレン系熱可塑性エラストマー組成物であって、スチレン系ブロック共重合体(Ａ)、ポリプロピレン(Ｂ)、及びポリウレタン系熱可塑性エラストマー(Ｃ)を含有することを特徴とする。また、本発明にかかる基材一体型仮留め成形品は、上記本発明のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物を用いて得た成形品がオレフィン樹脂系基材上に仮留めされていることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、シール材などの柔軟成形品の支持基材上への仮留めを目的とした射出成形用のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物及びそれを用いた基材一体型仮留め成形品に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂の支持基材上に対する成形品の仮留め性が良いこと、すなわち、射出成形時に金型から取り出される際、ポリオレフィン系樹脂製の支持基材からは剥離せず仮留めされた状態で、金型離型性が良い成形品を製造可能で、成形品の量産性に優れるスチレン系熱可塑性エラストマー組成物及びそれを用いた基材一体型仮留め成形品に関するものである。

電子部品、自動車部品、日用品などの様々な製品に組み込まれるシール材や緩衝材などの成形品の材料として熱可塑性エラストマーが用いられてきている。特にスチレン系熱可塑性エラストマーは、軟化剤の保持性が高いことから低硬度から高硬度まで制御可能であり、そのため、様々な部品に応用されている。このスチレン系熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系ブロック共重合体単独で用いられる場合やスチレン系ブロック共重合体とエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合体の混合物、及びスチレン系ブロック共重合体とポリエチレンやポリプロピレンの混合物、また、これらの混合物に更にオイル等の可塑材を混合した混合組成物など、機能性を高めたエラストマー組成物としても用いられている。

これらの内で柔軟性に富むスチレン系熱可塑性エラストマー組成物を用いて得られた成形品は、シール性などの成形品特性が良好であるが、そのままの成形品単独では、柔軟であるがために、部品として特定の位置に組み込む際、非常に操作性が悪い。

従来、柔軟な成形品の組込み作業における操作性を向上させるために、特許文献１や、特許文献２では、柔軟な成形品を剛性を確保できるフィルム（支持基材）に仮留めしておき、成形品を目的の取り付け箇所に固着した後、支持フィルムを成形品から剥がし取る技術を開発し、そのための基材一体型仮留め成形品を提供している。この基材一体型仮留め成形品は、その成形（例えば、射出成形）時に、一時的にフィルム等の支持基材を一緒に挿入し、この支持基材上に成形品を成形すると同時に弱い接着力で仮留めすることで得られる。支持基材として樹脂フィルムなどの所定の剛性を持つものを使用すれば、この基材上に成形された柔軟な成形品を、所望の形状に維持した状態で、部品として所定の位置に位置ズレや変形を生じさせることなく組み付けることができる。

特開２００６−２２９００号公報特開２００７−１７６１３３号公報

上記従来のフィルム仮留め型の成形品を用いた取り付け方法によれば、オレフィン系熱可塑性エラストマーを成形品材料とした場合で、一時的な仮留めを行う支持基材が成形品材料と同種系のオレフィン系基材を用いる場合では、良好な効果が得られる。

しかし、先に述べたスチレン系熱可塑性エラストマー組成物などの異種系の材料を成形品材料として用いようとした場合、適正な仮留め性が得ることが難しくなる。そのため、成形品が射出成形時の金型から取り出される際、成形品がポリオレフィン系樹脂製の支持基材から剥離し易くなり、成形品が金型内に残留してしまう場合が生じ得る。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、支持基材を構成するポリオレフィン系樹脂と異種材料でありながらも、仮留め一体成形による支持基材への仮留め特性に優れ、成形品とした場合の離型性が良好なスチレン系熱可塑性エラストマー組成物及びそれを用いた基材一体型仮留め成形品を提供することにある。

本発明者らは、前記課題を解決するために、鋭意、実験、検討を重ねたところ、以下のような知見を得るに到った。
すなわち、スチレン系ブロック共重合体（Ａ)と、ポリプロピレン（Ｂ）と、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（Ｃ）と、の少なくとも３種の特定材料を含有したスチレン系熱可塑性エラストマー組成物を、フィルム一体型仮留め成形品の成形材料として用いると、オレフィン系樹脂製の支持基材に対する成形品の仮留め特性に優れ、離型性も良好となることが判明した。

本発明は、上記知見に基づいてなされたものである。すなわち、本発明にかかるスチレン系熱可塑性エラストマー組成物は、成形品をその成形時にオレフィン樹脂系基材上に仮留めして得られる基材一体型仮留め成形品を製造するためのスチレン系熱可塑性エラストマー組成物であって、スチレン系ブロック共重合体(Ａ)、ポリプロピレン(Ｂ)、及びポリウレタン系熱可塑性エラストマー(Ｃ)を含有することを特徴とする。

また、本発明にかかる基材一体型仮留め成形品は、上記本発明のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物を用いて得た成形品がオレフィン樹脂系基材上に仮留めされていることを特徴とする。

本発明にかかるスチレン系熱可塑性エラストマー組成物は、特に、家電や、車載用電子機器等のデバイスが内蔵される筐体（基材と蓋の間）で用いられる各種シール材（防塵、防水、耐透湿）、ダンパー材（緩衝材）などの成形品を取り付け作業時の操作性を向上するために基材に仮留めしてなる基材一体型仮留め成形品の材料組成として、好適である。
また、本発明の基材一体型仮留め成形品によれば、柔軟性、シール性などの成形品特性に優れたスチレン系熱可塑性エラストマー組成物成形品を、基材への仮留め強度を適正に維持するとともに、離型性も良好とすることができ、取り付け対象へ成形品を精度良く固着させることができ、固着後の基材剥離も容易である。

本発明にかかるスチレン系型熱可塑性エラストマー組成物は、前述のように、成形品をその成形時にオレフィン樹脂系基材上に仮留めして得られる基材一体型仮留め成形品を製造するためのスチレン系熱可塑性エラストマー組成物であって、スチレン系ブロック共重合体(Ａ)、ポリプロピレン(Ｂ)、及びポリウレタン系熱可塑性エラストマー(Ｃ)を含有することを特徴とする。

前記(Ｂ)成分及び（Ｃ）成分の合計含有量としては、前記（Ａ）成分の１００重量部に対して、４〜５０重量部であることが、好ましく、６〜２０重量部であれば、更に好ましい。(Ｂ)成分及び（Ｃ）成分の合計含有量が４重量部未満であると、オレフィン樹脂系基材への仮留め強度を適切な強度に維持することができなくなり、金型から成形品を取り出す時に基材から成形品が剥離しやすくなり、成形品が金型内に付着する場合が出てくる。一方、(Ｂ)成分及び（Ｃ）成分の合計含有量が５０重量部を超えると、成形品自体の柔軟性が不十分になり、基材への仮留め強度も適切な値を超えて大きくなって成形品から基材を剥離することが困難になる。

前記剥離強度の適切な値とは、金型からの成形品の剥離強度より高く、オレフィン樹脂系基材から成形品を損傷することなく剥離することのできる最大剥離強度以下の値である。この剥離強度は、使用する基材のオレフィン系樹脂の種類や、金型の材質、表面状態などに依存するので、定量化することは、難しい。
なお、上記金型からの剥離強度は、金型の内表面に剥離剤などの表面処理剤を使用しない状態での強度値である。本発明の成形品は、主に精密機器などのシール材として使用される関係から、機器内部を汚染する可能性のある化学成分は使用できないからである。

前記（Ｂ）成分：（Ｃ）成分の含有量比は、１：３〜２：１であることが、好ましい。これらの範囲を外れると、基材に対する成形品の仮留め強度が必要な値以下になってしまう。
以下、各成分（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の組成について、順次、詳細に説明する。

（スチレン系ブロック共重合体（Ａ））
本発明に用いるスチレン系ブロック共重合体（Ａ）とは、スチレン、αメチルスチレン、３−メチルスチレン、４−プロピルスチレン、４−シクロへキシルスチレン、４−ドテシルスチレンなどのスチレンブロックをベースモノマーとして有するとともに、その他のモノマー成分として、ブタジエン、イソブチレン、イソプレンなどのモノマーを有する共重合体である。

かかるスチレン系ブロック共重合体（Ａ）として、具体的には、スチレン−イソブチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−イソプレンブロック共重合体、スチレン−ブタジェン−イソプレンブロック共重合体、及びそれらの水素添加物等を挙げることができる。これらから選ばれる少なくとも一種をスチレン系ブロック共重合体（Ａ）として使用することができる。

（ポリプロピレン（Ｂ））
本発明に用いるポリプロピレン（Ｂ）としては、ホモポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、ブロックポリプロピレン等を挙げることができる。これらから選ばれる少なくとも一種をポリプロピレン（Ｂ）として使用することができる。

（ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（Ｃ））
本発明に用いるポリウレタン系熱可塑性エラストマー（Ｃ）とは、ポリオールとしてエステル基、エーテル基を含有するもの、または、ラクトン系、ポリカーボネート系ポリオールを使用し、これらとイソシアネートとを反応させたポリウレタン系熱可塑性エラストマーである。
前記エーテル基を含有するポリオールとしては、ポリ（オキシテトラメチレン）グリコール、ポリ（オキシプロピレン）グリコール、ポリ（オキシエチレン）グリコールが挙げられる。
前記エステル基を含有するポリオールとしては、アジペート系エステルグリコールが好ましく、ポリジエチレングリコールアジペート、ポリエチレングリコールアジペート、ポリブチレングリコールアジペート、ポリ３−メチルメチルペンタングリコールアジペート、ポリ２−メチルプロパングリコールアジペートなどが挙げられる。また、ラクトン系として、ポリカプロラクトングリコール等も好適である。
前記ポリカーボネート系ポリオールとしては、（ヘキサンジオール１，６−カーボネート）グリコール等が挙げられる。
上記ポリオールの内、特に、ポリエステル系ポリオールを用いたウレタン系熱可塑性エラストマーがスチレン系ブロック共重合体との相溶性が良いので好ましい。
一方、ポリイソシアネートには、トリレンジイソシアネート(ＴＤＩ)、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、１，６ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等の公知のポリイソシアネートであれば、用いることができる。

（その他の成分）
本発明にかかるスチレン系熱可塑性エラストマー組成物には、上記必須成分（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）以外に必要に応じて、その他の成分を添加することができる。その他の成分として、例えば、酸化防止剤、発泡剤、架橋剤、架橋助剤、可塑材、帯電防止材、充てん材、粘着付与材、滑材、難燃材を挙げることができる。これらの成分を配合して、射出成形において金型離型性が良くオレフィン樹脂基材への圧着し易い成形品を得ることが出来る。

（スチレン系熱可塑性エラストマー組成物の調製）
前記組成の本発明にかかるスチレン系熱可塑性エラストマー組成物は、上記成分を下記方法により混練することにより、調製される。
すなわち、ドライブレンド、ニーダー、一軸又は二軸混練機、ラボプラストミル、ブラベンダー、バンバリーミキサー、ロール等の公知の混練機を用いて、１８０℃設定で、１０分間〜３０分間、溶融混練する。

（成形品の成形方法）
前記組成の本発明にかかるスチレン系熱可塑性エラストマー組成物を用いた成形品の製造方法としては、通常の射出成形において、オレフィン樹脂製のフィルム等に射出する方法や二色成形方法等の何れの方法によっても、行うことが可能である。

以下に、本発明の実施例を示す。以下に示す実施例は、本発明を説明するに好適な例示であって、なんら本発明を限定するものではない。なお、以下に示す実施例及び比較例において、特に断らない限り記載の配合量の単位は、重量部である。

（実施例１〜６）
下記（表１）に示すような組成及び組成比に従って、スチレン系熱可塑性エラストマー組成物を調製した。
なお、表中、（Ａ）成分のスチレン−イソブチレン−スチレン共重合体は「ＳＩＢＳ」と略記し、スチレン−ブタジエン−イソプレンブロック共重合体の水素添加物は「ＳＥＥＰＳ」と略記し、スチレン−イソプレンブロック共重合体の水素添加物は「水添ＳＩＳ」と略記し、（Ｂ）成分のブロックポリプロピレンは「ＰＰ_{ｂｌｏｃｋ}」と略記し、（Ｃ）成分のエステルポリオール系のポリウレタン系熱可塑性エラストマーは「エステル系ＴＰＵ」と略記した。使用した各成分の具体的試料は、以下の通りである。

（ＳＩＢＳ）・・・（株）カネカ製「シブスター０７２Ｔ（商品名）」（ＪＩＳＫ７２１０ＭＦＲ６ｇ／１０ｍｉｎ以下２３０℃ ２．１６ｋｇ）
（ＰＰ_block）・・・（株）プライムポリマー製「Ｊ７０４ＵＧ（商品名）」（ＪＩＳＫ７２１０ＭＦＲ５ｇ／１０ｍｉｎ以下２３０℃ ２．１６ｋｇ）
（エステルＴＰＵ）・・・（株）クラレ製「クラミロンＳ−８１６５（商品名）」（ＪＩＳＫ７３１１Ａ硬度６５）
（水添ＳＩＳ）・・・スチレン−イソプレンブロック共重合体の水素添加物（ＡＳＴＭＤ１２３８ＭＦＲ４ｇ／１０ｍｉｎ以下２３０℃ ２．１６ｋｇ）
（ＳＥＥＰＳ）・・・スチレン−ブブタジエン−イソプレンブロック共重合体の水素添加物（ＡＳＴＭＤ１２３８ＭＦＲ０．１ｇ／１０ｍｉｎ以下２３０℃ ２．１６ｋｇ）
（可塑剤Ａ）・・・出光興産（株）製「ＰＡＯ５０１０（商品名）」（ＪＩＳＫ２２８３粘度指数１３３）

（比較例１〜１０）
下記（表２）、（表３）に示すような成分および組成比に従って、スチレン系熱可塑性エラストマー組成物を調製した。
なお、表中の「ＳＩＢＳ」、「ＰＰ_{ｂｌｏｃｋ}」、「エステル系ＴＰＵ」は、上記実施例で用いたものと同様の化合物である。また、表中の「ＴＰＥＥ」は、ポリエステル系熱可塑性エラストマーであり、具体的試料として、三菱化学（株）製の「プリマロイＰ１５００Ｎ（商品名）」（ＪＩＳＫ７２１０ＭＦＲ１１ｇ／１０ｍｉｎ２３０℃ ２．１６ｋｇ）を使用した。「ＡＣＲ」は、（メタ）アクリル樹脂であり、具体的試料として、（株）クラレ製の「パラペットＳＡＦＷ００１（商品名）」（ＪＩＳＫ７２１０ＭＦＲ１８ｇ／１０ｍｉｎ２３０℃ ２．１６ｋｇ）を使用した。「ＥＶＡ」は、エチレン・酢酸ビニル共重合体であり、具体的試料として、三井デュポンポリケミカル社製の「ＥＶＡＦＬＥＸＥＶ−２５０（商品名）」（ＪＩＳＫ６７３０ＭＦＲ１５ｇ／１０ｍｉｎ２３０℃ ２．１６ｋｇ）を使用した。「ＴＰＶＣ」は、塩化ビニル系エラストマーであり、具体的試料として、アプコ（株）製の「スミフレックスＫ５８ＤＬ１３（商品名）」（ＪＩＳＫ６２５３Ａ硬度４９）を使用した。また、「フッ素系ＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）」としては、信越化学（株）製の「ＳＩＦＥＬ９７００（商品名）」（ＪＩＳＫ６２５３Ａ硬度７０）を使用した。

上記各実施例及び比較例で得られた組成物の性能を、以下の特性について測定することにより、評価した。評価結果を各表に併記した。

（成形品のオレフィン樹脂系基材への仮留め性）
オレフィン基材に射出成形を行い、基材との仮留め性を確認した。オレフィン樹脂基材から剥がれず、仮留めされている成形品を○、基材から一部剥がれた成形品を△、殆んど基材に仮留めされていない成形品を×とした。

（成形品の硬度：（Ａ）硬度）
ＪＩＳＫ６２５３に準拠して、高分子計器（株）製の硬度計（商品名「ショアーＡ硬度計」）を用い、基材一体型仮留め成形品の製造直後の硬度を測定した。

（粘度）
ＪＩＳＫ５４０１に準じて、（株）島津製作所製のフローテスター（商品名「ＣＴ−５００」）を用いて、各組成物の１９０℃〜２１０℃までの粘度（Poise）の平均値を求めて、２００℃平均粘度とした。

上記（表１）〜（表３）に見るように、スチレン系ブロック共重合体(Ａ)、ポリプロピレン(Ｂ)、及びポリウレタン系熱可塑性エラストマー(Ｃ)を同時に含有する組成の本発明のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物は、粘度も操作性が良好な範囲にあり、得られる成形品の柔軟性（硬度）もシール材等の用途に適切な範囲にあり、しかも成形品のオレフィン樹脂系基材に対する仮留め性も良好である。これに対して、比較例のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物は、（Ａ）成分に対して、（Ｂ）成分か（Ｃ）成分が欠けた構成であるため、仮留め性が不十分であることが分かる。

（参考例１〜３、実施例９）
参考例として、本発明のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物において、（Ｂ）成分と（Ｃ）成分の合計含有量が１重量部（４重量部未満）とした場合（参考例１）、（Ｂ）成分：（Ｃ）成分の含有量比が１９：６とした場合（参考例２）、（Ｂ）成分と（Ｃ）成分の合計含有量が７０重量部（５０重量部超）とした場合（参考例３）、そして、（Ｃ）成分としてエーテルポリオール系のポリウレタン系熱可塑性エラストマー「エーテル系ＴＰＵ」（日本ミラクトン（株）製、商品名「ミラクトンＥ３８０」ＪＩＳＫ７３１１Ａ硬度８０）を用いた場合（実施例９）のそれぞれについて、組成物を調製し、前記実施例１〜８と同様にして性能を評価した。その結果を下記（表４）に示す。

本発明にかかるスチレン系熱可塑性エラストマー組成物は、特に、家電や、車載用電子機器等のデバイスが内臓される筐体（基材と蓋の間）で用いられる各種シール材（防塵、防水、耐透湿）、ダンパー材（緩衝材）などの成形品を、取り付け作業時の操作性を向上するために、基材に仮留めしてなる基材一体型仮留め成形品の材料組成として、好適である。特にハードディスク装置や燃料電池のガスケットのような細く柔らかい成形品が求められている用途に好適である。
また、本発明の基材一体型仮留め成形品によれば、柔軟性、シール性などの成形品特性に優れたスチレン系熱可塑性エラストマー組成物成形品を、基材への仮留め強度を適正に維持するとともに、離型性も良好とすることができ、取り付け対象へ成形品を精度良く固着させることができ、固着後の基材剥離も容易である。
したがって、本発明のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物及びそれを用いた基材一体型仮留め成形品を用いることにより、ハードディスク装置、車載用電気機器などの工業製品の性能及び信頼性を高めることができる。

Claims

成形品をその成形時にオレフィン樹脂系基材上に仮留めして得られる基材一体型仮留め成形品を製造するためのスチレン系熱可塑性エラストマー組成物であって、
スチレン系ブロック共重合体(Ａ)、ポリプロピレン(Ｂ)、及びポリウレタン系熱可塑性エラストマー(Ｃ)を含有することを特徴とするスチレン系熱可塑性エラストマー組成物。
前記(Ｂ)成分及び（Ｃ）成分の合計含有量が、前記（Ａ）成分の１００重量部に対して、４〜５０重量部であることを特徴とする請求項１に記載のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物。
前記（Ｂ）成分：（Ｃ）成分の含有量比が、１：３〜２：１であることを特徴とする請求項１又は２に記載のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物。
前記スチレン系ブロック共重合体(Ａ)が、スチレン−イソブチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−イソプレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−イソプレンブロック共重合体、及びそれらの水素添加物から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物。
前記ポリウレタン系熱可塑性エラストマー(Ｃ)が、ポリオールとしてエステル基、エーテル基を含有するもの、またはラクトン系、ポリカーボネート系ポリオールを使用したものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物。
請求項１〜５のいずれか１項に記載のスチレン系熱可塑性エラストマー組成物の成形品がオレフィン樹脂系基材上に仮留めされていることを特徴とする基材一体型仮留め成形品。