JP3487916B2 - エチレン共重合体組成物 - Google Patents

エチレン共重合体組成物

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JP3487916B2 JP19315994A JP19315994A JP3487916B2 JP 3487916 B2 JP3487916 B2 JP 3487916B2 JP 19315994 A JP19315994 A JP 19315994A JP 19315994 A JP19315994 A JP 19315994A JP 3487916 B2 JP3487916 B2 JP 3487916B2
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐スクラッチ性、耐汚
染性、滑り性、成形性等に優れたエチレン共重合体組成
物に関し、とくには家電用バンパーに好適に使用できる
柔軟材料に関する。
【0002】
【従来の技術】掃除機に使用されている本体バンパー、
吸い込み口バンパー等の材料として、それ自体耐スクラ
ッチ性に優れ、掃除時に家具や柱にぶつかった際、それ
らを傷つけにくいところから軟質塩化ビニル樹脂(PV
C)が多用されている。しかしながら軟質PVCは、従
来から指摘されている他基材への可塑剤の移行の弊害に
加え、燃焼時に腐食性ガス発生を伴い、プラスチックの
リサイクリングが難しいという点があり、代替材料の出
現が強く求められるようになってきた。
【0003】オレフィンを主体とする重合体にはこのよ
うな難点はなく、その中でも共重合成分を所定量共重合
させたエチレン共重合体は、柔軟でかつ軽量であるとこ
ろから、代替材料として期待される。しかしながら、そ
の多くは、それ自体、耐スクラッチ性、耐汚れ性、耐熱
性等が不足していたり、あるいは家具等にぶつかった際
に家具に樹脂移りを起こして汚染したり、あるいは家
具、柱等との滑り性の不足により、掃除機を動かしにく
くして作業性を低下させ、またそのため家具等を傷つけ
るといった問題があった。またそれらの多くは、射出成
形によりバンパーを製造しようとした場合、型離れが悪
くその生産性に問題が有るものもあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者らは、
これら欠点乃至難点を有せず、バンパーとして優れた性
能を示す材料を見出すべく検討を行った。その結果、以
下のエチレン共重合体組成物が所望の性能を有している
ことを見出し、本発明に至った。
【0005】従って本発明の目的は、燃焼時に有毒ガス
を発生せず、耐スクラッチ性、耐汚染性、滑り性、射出
成形性等に優れ、掃除機バンパー材料として好適なエチ
レン共重合体組成物を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、エ
チレン含有量60〜90重量%、190℃、2160g
荷重におけるメルトフローレートが0.1〜100g/
10分のエチレン・(メタ)アクリル酸・(メタ)アク
リル酸エステル共重合体又はそのアイオノマー(A)1
00重量部に対し、シリコーン重合体(B)0.1〜2
重量部及び炭化水素ワックス(C)0.1〜10重量部
を配合してなるエチレン共重合体組成物に関する。
【0007】
【作用】本発明では、掃除機バンパー材料等の用途に用
いるエチレン共重合体組成物の主成分(A)として、エ
チレン、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エ
ステルの共重合体或いはそのアイオノマー(イオン性架
橋重合体)を使用する。ここで、(メタ)アクリル酸と
は、アクリル酸またはメタアクリル酸を意味する。
【0008】この共重合体は、エチレン含有量が60〜
90重量%の範囲内であるという条件下で(メタ)アク
リル酸及び(メタ)アクリル酸エステルを共重合体中に
含有する。(メタ)アクリル酸はスクラッチ強度付与に
効果的であり、一方(メタ)アクリル酸エステルは柔軟
性や弾性付与に効果的である。共重合体において、エチ
レン含有量が90重量%を越えるものは硬度が大きす
ぎ、掃除機バンパーとして使用した場合、家具等を傷つ
けやすくなるので好ましくない。一方、エチレン含有量
が60重量%を下回るような共重合体を用いると、耐ス
クラッチ性、耐熱性等が不足し、実用的でない。
【0009】このエチレン・(メタ)アクリル酸・(メ
タ)アクリル酸エステル共重合体(A)は、190℃、
2160g荷重におけるメルトフローレートが0.1〜
100g/10分の範囲内にあるべきであり、その値が
非常に小さいものを用いると、射出成形した場合の流動
性が悪く、複雑な形状の部品が成形しにくくなる。また
その値が非常に大きいものを用いると、樹脂の強度が低
下するため物性上好ましくない。
【0010】エチレン共重合体(A)100重量部に対
し、シリコーン重合体(B)0.1〜2重量部及び炭化
水素ワックス(C)0.1〜10重量部を組み合わせで
配合することが、滑り性を経時的に維持する上で、重要
である。シリコーン重合体(B)の使用量が前記範囲よ
り少ないと充分な滑り性を有する組成物を得ることが難
しく、また射出成形する場合、金型からの離型性が悪く
なる。一方、その量が多くなりすぎると、溶融成形時に
スクリュー内でスリップを起こしやすくなり成形が難し
くなるので好ましくない。ワックス(C)の使用量が少
ない場合には同様に成形性が悪くなり、またその量が多
くなりすぎると固くなりすぎるので好ましくない。
【0011】以上により、耐スクラッチ性、耐汚染性、
滑り性、射出成形性等に優れ、掃除機バンパー材料とし
て好適なエチレン共重合体組成物を提供することができ
る。
【0012】
【発明の好適態様】本発明で(A)成分として用いるこ
とのできるエチレン・(メタ)アクリル酸・(メタ)ア
クリル酸エステル共重合体は、エチレン含有量が60〜
90重量%、好ましくは65〜85重量%、したがって
(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステルの
合計含有量が10〜40重量%、好ましくは15〜35
重量%である。該共重合体において、エチレン含有量が
90重量%を越えるものは硬度が大きすぎ、掃除機バン
パーとして使用した場合、家具等を傷つけやすくなるの
で好ましくない。一方、エチレン含有量が60重量%を
下回るような共重合体を用いると、耐スクラッチ性、耐
熱性等が不足し、実用的でない。共重合成分のうち、
(メタ)アクリル酸含有量は、2〜20重量%程度、と
くに4〜15重量%程度、また、(メタ)アクリル酸エ
ステル含有量は、8〜35重量%、とくに10〜30重
量%程度であることが望ましい。このうち(メタ)アク
リル酸はスクラッチ強度付与に効果的であるが、あまり
その量が多くなりすぎると、得られる成形品が硬くなり
すぎる。
【0013】該共重合体における(メタ)アクリル酸エ
ステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸nブチル、アク
リル酸2−エチル−ヘキテル、メタクリル酸メチル、メ
タクリル酸イソブチルなどである。該共重合体として
は、例えばエチレン・アクリル酸・アクリル酸メチル共
重合体、エチレン・アクリル酸・アクリル酸エチル共重
合体、エチレン・アクリル酸・アクリル酸イソブチル共
重合体、エチレン・メタクリル酸・アクリル酸メチル共
重合体、エチレン・メタクリル酸・アクリル酸エチル共
重合体、エチレン・メタクリル酸・アクリル酸イソブチ
ル共重合体、エチレン・メタクリル酸・アクリル酸nブ
チル共重合体などを代表例として例示することができ
る。
【0014】このような共重合体は、各重合成分を高
温、高圧下、ラジカル共重合することによって得ること
ができる。
【0015】本発明の(A)成分としてはまた、上記エ
チレン・(メタ)アクリル酸・(メタ)アクリル酸エス
テル共重合体のカルボキシル基の一部が金属イオンで中
和されているアイオノマーを使用することができる。ア
イオノマーにおける金属イオンとしては、例えば、リチ
ウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウ
ム、亜鉛などを代表例として挙げることができる。とく
に耐スクラッチ性(バンパー自体が傷つかないこと)、
耐擦れ性(バンパーと家具等が擦れたとき、バンパー素
材が家具等に融着しないこと)の改善のためには、アイ
オノマーを用いる方が好ましい。アイオノマーにおける
好適な中和度は、ベースとなる共重合体の(メタ)アク
リル酸含有量によっても異なるが、一般には80モル%
以下、好ましくは50モル%以下である。あまり中和度
を大きくしすぎると、硬度が大きくなりすぎる場合があ
る。
【0016】(A)成分としては、メルトフローレート
が0.1〜100g/10分、好ましくは1〜30g/
10分のものを用いる。その値が非常に小さいものを用
いると、射出成形した場合の流動性が悪く、複雑な形状
の部品が成形しにくくなる。またその値が非常に大きい
ものを用いると、樹脂の強度が低下するため物性上好ま
しくない。(A)成分としてはまた、23℃におけるJ
ISA硬度が70〜95、とくに75〜90のものを使
用するのがよい。
【0017】本発明で用いられるシリコーン重合体
(B)は、オルガノポリシロキサンまたはその変性体で
あり、その代表例としてジメチルポリシロキサン、フェ
ニルメチルポリシロキサンなどを挙げることができる。
また変性物としてポリエーテル変性物、脂肪酸変性物の
ようなものを例示することができる。シリコーン重合体
としては、25℃における粘度が50センチストークス
以上、とくに1000センチストークス以上のものが好
ましい。このようなシリコーン重合体は、使用に際し、
シリカのような無機充填剤に担持したものを用いてもよ
く、また各種エチレン共重合体、低・中・高密度ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等のプラスチッ
クに予め高濃度で混合したものを用いてもよい。このよ
うな固体状のものは市販品として入手可能であり、とく
に他成分との配合が容易であるので好適に使用できる。
【0018】本発明においては、シリコーン重合体
(B)とともに炭化水素ワックス(C)が用いられる。
炭化水素ワックスとしては、例えばパラフィンワック
ス、マイクロクリスタリンワックス、各種ポリエチレン
ワックス、フィッシャートロプシュワックス、ポリプロ
ピレンワックス等を例示することができる。これらワッ
クスとしてはまた、酸化、マレイン化等の変性を施した
ものを用いてもよい。ワックス(C)としては環球法軟
化点が、60〜160℃、とくに80〜150℃のもの
を用いるのがよい。
【0019】シリコーン重合体(B)の使用量は、エチ
レン・(メタ)アクリル酸・(メタ)アクリル酸エステ
ル共重合体又はそのアイオノマー(A)100重量部に
対し、0.1〜2重量部、好ましくは0.2〜1重量部
である。またワックス(C)の使用量は、(A)成分1
00重量部当たり、0.1〜10重量部、好ましくは
0.5〜5重量部である。シリコーン重合体(B)の使
用量が前記範囲より少ないと充分な滑り性を有する組成
物を得ることが難しく、また射出成形する場合、金型か
らの離型性が悪くなる。一方、その量が多くなりすぎる
と、溶融成形時にスクリュー内でスリップを起こしやす
くなり成形が難しくなるので好ましくない。ワックス
(C)の使用量が少ない場合には同様に成形性が悪くな
り、またその量が多くなりすぎると固くなりすぎるので
好ましくない。
【0020】なおこのようなシリコーン重合体(B)及
び炭化水素ワックス(C)の代わりに、一般に離型剤や
成形物の滑り性付与剤として使用される脂肪酸アミドや
ポリエチレングリコール等を使用しても満足すべき効果
を達成することができない。例えばポリエチレングリコ
ールでは所望の離型性が得られず、また脂肪酸アミドを
用いると経時的に滑り性を失う傾向があり、上記(B)
及び(C)の併用が特異的に所望の効果を得ることがで
きる。
【0021】本発明のエチレン共重合体組成物には、種
々の添加剤を配合することができる。このような添加剤
としては、例えば、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止
剤、顔料、染料、無機充填剤などを挙げることができ
る。
【0022】例えば射出成形時の離型性改良のために、
少量の、例えば(A)成分100重量部当たり、20重
量部まで、好ましくは1〜15重量部程度の無機充填剤
を配合することが有効である。このような無機充填剤と
して、タルク、クレイ、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸
マグネシウム、ハイドロタルサイト、水酸化マグネシウ
ム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化チタン、ガラス粉、
ガラス繊維、カーボンブラック、炭素繊維などを例示す
ることができる。これら無機充填剤は表面処理されたも
のであってもよく、またワックス(C)のようなものと
予めブレンドされたものであってもよい。このような製
品の1例として、カルペットA(日東粉化(株)製)が
ある。
【0023】本発明のエチレン共重合体組成物を得るに
は、押出機、バンバリーミキサー等の溶融混練装置を用
いて、各成分を溶融混練すればよい。各成分が固体状で
取り扱える場合には、これらをドライブレンドし、直接
射出成形機を用いて本発明の組成物からなる成形品を得
ることも可能である。
【0024】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、実施例および比較例における試験角板の作成
およびその物性評価方法は以下のとおりである。
【0025】1.試料の作成 (1)添加剤の添加 本発明における樹脂組成物の成分であるエチレン・メタ
アクリル酸・アクリル酸イソブチル共重合体にジメチル
シリコーン50%配合ポリエチレンMB、ポリエチレン
ワックス、炭酸カルシウム(無機充填剤)及び他の添加
剤を2軸押出機にて溶融混練し、ペレット状のブレンド
物を得た。 (2)試験角板の成形 上記で溶融混練した樹脂組成物を射出成形機にて試験用
の角板(縦×横×厚み、120×120×2mm)を成形
した。金型温度は20℃とした。なお、成形温度は以下
の設定値で行なった。 エチレン・メタアクリル酸・アクリル酸イソブチル共重合体のアイオノマー … 190℃ エチレン・メタアクリル酸・アクリル酸イソブチル … 180℃ ポリ塩化ビニール … 180℃ (3)プレスシートの作成 所定量の樹脂組成物を熱プレス機を用いて160℃5分
予熱した後、更に160℃×5分、100kg/cm2 に加
圧し、冷却後3mm厚のプレスシートを作成した。
【0026】2.成形見本角板の評価方法 (1)硬度 JIS K6301に準拠し3mm厚のプレスシートを用
いて、室温にてJISA硬度を測定した。 (2)成形性 角板成形時における角板離型の型離れのし易さを5段階
の指標で判断した。 ◎ 金型離型性 良好 ○ 金型離型性 やや良 △ 金型離型性 普通(現行ポリ塩化ビニール
並) × 金型離型性 やや不良 ×× 金型離型性 困難 (3)滑り性 角板成形24時間後に室温での角板の滑り易さを5段階
の指標で判断した。 ◎ 滑り性 良好 ○ 滑り性 やや良 △ 滑り性 普通(現行ポリ塩化ビニール
並) × 滑り性 やや不良 ×× 滑り性 不良 また、一部の樹脂組成物においては50℃オーブンにて
14日間エージングした後の滑り性も評価した。(比較
例6にて実施) (実施例4にて実施) (4)耐スクラッチ性 角板成形24時間以上経過後、角板の傷付き性と擦れ性
の総合を、5段階の指標で判断した。 ・傷付き性 … 角板を爪にてこすり、傷付き性を目視
にて判断した。 ・擦れ性 … 角板をスチール製塗装板に擦り付け、
スチール製塗装板への樹脂のつきにくさを目視にて判断
した。 ◎ 耐スクラッチ性 良好 ○ 耐スクラッチ性 やや良 △ 耐スクラッチ性 普通(現行ポリ塩化ビニー
ル並) × 耐スクラッチ性 やや不良 ×× 耐スクラッチ性 不良 (5)密度 JIS K6760に準拠し3mmプレスシートの一部を
用い、室温にて樹脂組成物の密度を測定した。
【0027】[実施例1]メタアクリル酸含量8%、ア
クリル酸イソブチル20%、メルトフローレート8g/
10分のエチレン・メタアクリル酸・アクリル酸イソブ
チル共重合体のアイオノマー89.4重量部とジメチル
シリコーン50%含有ポリエチレンMBBY27−00
2(東レ・ダウシリコーン製)0.6重量部、炭酸カル
シウム(日東粉化製)8重量部とポリエチレン(PE)
ワックス210M(三井石化製)を2重量部配合した樹
脂組成物を用いて、射出角板、プレスシートを作成し、
金型離型性、滑り性等各種物性を測定した。結果を表1
及び表2に示す。
【0028】[実施例2]メタアクリル酸含量8%、ア
クリル酸イソブチル20%、メルトフローレート25g
/10分のエチレンアクリル酸イソブチル共重合体8
9.4重量部を使用する以外は実施例1と同じ配合処方
の樹脂組成物を用いて、射出角板、プレスシートを作成
し、金型離型性、滑り性等各種物性を測定した。結果を
表1及び表2に示す。
【0029】[実施例3]メタアクリル酸含量8%、ア
クリル酸イソブチル20%、メルトフローレート8g/
10分のエチレン・メタアクリル酸・アクリル酸イソブ
チル共重合体のアイオノマー95.4重量部とジメチル
シリコーン50%含有ポリエチレンMBBY27−00
2(東レ・ダウシリコーン製)0.6重量部とPEワッ
クス210M(三井石化製)を4重量部配合した樹脂組
成物を用いて射出角板、プレスシートを作成し、金型離
型性、滑り性等の各種物性を測定した。結果を表1及び
表2に示す。
【0030】[実施例4]メタアクリル酸含量8%、ア
クリル酸イソブチル20%、メルトフローレート25g
/10分のエチレン・メタアクリル酸・アクリル酸イソ
ブチル共重合体97.4重量部とPEワックス210M
(三井石化製)2重量部を添加しその他の添加剤は実施
例3と同じ処方とした。結果を表3に示す。
【0031】[比較例1]ポリ塩化ビニールを用いて射
出角板、プレスシートを作成し、金型離型性、滑り性等
各種物性を測定した。結果を表1及び表2に示す。
【0032】[比較例2]メタアクリル酸含量8%、ア
クリル酸イソブチル20%、メルトフローレート25g
/10分のエチレン・メタアクリル酸・アクリル酸イソ
ブチル共重合体100重量部を用いて、射出角板、プレ
スシートを作成し、金型離型性、滑り性等各種物性を測
定した。結果を表1及び表2に示す。
【0033】[比較例3]メタアクリル酸含量8%、ア
クリル酸イソブチル20%、メルトフローレート8g/
10分のエチレン・メタアクリル酸・アクリル酸イソブ
チル共重合体のアイオノマー100重量部を用いて、射
出角板、プレスシートを作成し、金型離型性、滑り性等
各種物性を測定した。結果を表1及び表2に示す。
【0034】[比較例4]メタアクリル酸含量8%、ア
クリル酸イソブチル20%、メルトフローレート25g
/10分のエチレン・メタアクリル酸・アクリル酸イソ
ブチル共重合体99.4重量部とジメチルシリコーン含
有ポリエチレンMB BY27−002(東レ・ダウシ
リコーン製)0.6重量部配合した樹脂組成物を用い
て、射出角板、プレスシートを作成し、金型離型性、滑
り性等各種物性を測定した。結果を表1及び表2に示
す。
【0035】[比較例5]メタアクリル酸含量8%、ア
クリル酸イソブチル20%、メルトフローレート8g/
10分のエチレン・メタアクリル酸・アクリル酸イソブ
チル共重合体のアイオノマー89.9重量部、ジメチル
シリコーン50%含有ポリエチレンMBBY27−00
2(東レ・ダウシリコーン製)0.05重量部以外は実
施例1と同じ処方をとった。結果を表1及び表2に示
す。
【0036】[比較例6]メタアクリル酸含量8%、ア
クリル酸イソブチル20%、メルトフローレート25g
/10分のエチレン・メタアクリル酸・アクリル酸イソ
ブチル共重合体98重量部とN−オレイルパルミトアミ
ド17%配合、ポリエチレンマスターバッチ3.0重量
部(PNT68、日本精化(株)製)を配合した樹脂組
成物を用いて、射出角板、プレスシートを作成し、金型
離型性、滑り性等の各種物性を測定した。結果を表3に
示す。
【0037】[比較例7]メタアクリル酸含量8%、ア
クリル酸イソブチル20%、メルトフローレート25g
/10分のエチレン・メタアクリル酸・アクリル酸イソ
ブチル共重合体99.7重量部とポリエチレングリコー
ルMW4000(第一工業製薬(株)製)を0.3重量
部配合した樹脂組成物を用いて、射出角板、プレスシー
トを作成し、金型離型性、滑り性等の各種物性を測定し
た。結果を表3に示す。
【0038】
【表1】 レジン エチレン・メタアクリル酸・アクリル酸イソブチル共重合体35%亜鉛イオ ン化品(メタアクリル酸8%、アクリル 酸イソブチル20%) レジン エチレン・メタアクリル酸・アクリル酸イソブチル共重合体(メタアクリル 酸8%、アクリル酸イソブチル20%)
【0039】
【表2】
【0040】
【表3】
【0041】表1及び2の結果において現在、家電用の
バンパー材に用いられている比較例1では比重が大き
く、またポリ塩化ビニール製であるため燃焼時塩化水素
ガスが発生する問題があった。
【0042】エチレン・メタアクリル酸・アクリル酸イ
ソブチル共重合体のみである比較例2とエチレン・メタ
アクリル酸・アクリル酸イソブチル共重合体のアイオノ
マーのみである比較例3では金型離型性と滑り性が不良
であった。
【0043】比較例4では樹脂組成物にシリコーンのみ
配合したが、金型離型性が若干劣っていた。
【0044】比較例5ではシリコーンを0.05部配合
したが、滑り性が劣っていた。これはシリコーン重合体
の配合量が少なかったためと思われる。
【0045】これに反し、本発明の配合による樹脂組成
物からは滑り性、傷付き性及び金型離型性の良い成形品
が得られた。これらは現行品である比較例1より同等あ
るいは優れるものであった。
【0046】表3の結果において、樹脂への離型剤及び
滑り性付与材としてN−オレイルパルミトアミドを用い
た比較例6では、成形24hr後における滑り性は良い
もの、50℃のオーブンにて14日間エージングした後
では充分な滑り性が得られなかった。これは表面上に分
布していたアミド化合物が樹脂内部へ入り込んだため、
滑り性が得られなくなったと推定される。
【0047】また、樹脂への離型剤としてポリエチレン
グリコールを用いた比較例7では角板成形時充分な金型
離型性が得られなかった。
【0048】これに反し、本発明のシリコーン重合体と
炭化水素系ワックスを配合した系ではオーブンエージン
グも充分な金型離型性が得られることが分かった。
【表4】
【0049】
【発明の効果】本発明によれば、柔軟性、耐スクラッチ
性、耐擦れ性、滑り性、成形性等に優れた組成物を提供
することができる。それ故、家電製品、とりわけ掃除機
のバンパー材として好適に使用できる。また従来軟質P
VCが使用されている各種用途例えばシート、チュー
ブ、押出成形品、射出成形品などにおいても、同様に使
用することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08L 91:06) (C08L 23/26 83:04 91:06)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エチレン含有量60〜90重量%、19
    0℃、2160g荷重におけるメルトフローレートが
    0.1〜100g/10分のエチレン・(メタ)アクリ
    ル酸・(メタ)アクリル酸エステル共重合体又はそのア
    イオノマー(A)100重量部に対し、シリコーン重合
    体(B)0.1〜2重量部及び炭化水素ワックス(C)
    0.1〜10重量部を配合してなるエチレン共重合体組
    成物。
  2. 【請求項2】 上記(A)100重量部に対し、さらに
    無機充填剤を20重量部以下の割合で配合してなる請求
    項1記載のエチレン共重合体組成物。
  3. 【請求項3】 家電用バンパー材料に用いられる請求項
    1又は2記載のエチレン共重合体組成物。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2記載のエチレン共重合体
    組成物からなる家電用バンパー。
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