JP4059938B2 - 接着性熱可塑性組成物 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、ＥＰＭまたはＥＰＤＭ型の加硫ゴム製の少なくとも１個の部品および少なくとも１種の熱可塑性エラストマーからなり、これらを互いに接合して単一の要素に形成した製品の製造に特に有用な、接着性を有する熱可塑性組成物に関する。
ある種の製品の製造では、例えば湾曲したジョイントを使用して２個の加硫したエラストマー部品を接着して密封ガスケットを形成する場合、ＥＰＤＭまたはＥＰＭを基剤とする加硫ゴムに熱可塑性エラストマー成分を塗布する問題がある。
これは、熱可塑性エラストマー成分として、ＴＰＶとも呼ばれる公知の熱可塑性エラストマー混合物を使用すれば可能であると考えられていた。
熱可塑性エラストマー混合物（ＴＰＶ）は、特許や科学文献で良く知られており、多くの専門誌に記載されている（例えば、A. Coran、“Thermoplastic Elastomers; a comprehensive Review"、N.R. Legge, G. Holden, H.F. Schroeder 編集、New York, 1987, 130 頁以降参照）。
【０００２】
上記のＴＰＶはプラスチック（一般的にポリオレフィン樹脂）の連続相を含んで成り、その中に多かれ少なかれ加硫されたエラストマーが５０ミクロン以下の粒子の形態で分散している。
ＴＰＶ中に含まれるポリオレフィンが連続相を形成しているので、接着性の観点から、ＴＰＶはポリオレフィンと同様な挙動を示すと期待された。
特許ＵＳ−Ａ−４，５３７，８２５は、加硫ＥＰＤＭまたはＥＰＭからなる製品にＴＰＶを接着する場合、接着剤が無くても、ＴＰＶはこの挙動を示さないことを強調している。特にＵＳ−Ａ−４，５３７，８２５は、接着させるべき製品のゴム含有量がある一定の値未満、より正確には５０体積％未満である場合にのみ、ＴＰＶを加硫ＥＰＤＭまたはＥＰＭに接着できることを記載している。
熱可塑性エラストマーと加硫ゴムの間の密着性がなお不十分であるという問題が残っている。
【０００３】
本発明により、上記の欠点を解決し、従来のＴＰＶと比較してより堅く接着でき、同時に、この種の用途に必要な弾性および特徴を維持している材料を得ることができる。
そこで、本発明は、
１）１５〜６５重量％、好ましくは２５〜４５重量％、さらに好ましくは３０〜４０重量％の、主として１種以上のポリオレフィンからなる、熱可塑性を有する連続相、および該連続相中に細かく分散した、多かれ少なかれ加硫されたエラストマー相からなる、動的に加硫された熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）、
２）８５〜３５重量％、好ましくは７５〜５５重量％、さらに好ましくは７０〜６０重量％の、密度が０．９２０g/cm3 以下であるポリエチレン、および
３）成分（１）および（２）の合計１００部あたり０〜１００、好ましくは１０〜８０、さらに好ましくは２０〜７０部の量の添加剤
から基本的になる接着性熱可塑性組成物に関する。
【０００４】
「添加剤」とは、当業者には良く知られている無機充填材、エクステンダー油、酸化防止剤、処理助剤、染料、等を意味する。
代表的な無機充填材は、シリカ、カオリン、バライトおよびカーボンブラックであり、代表的な加工助剤は酸化亜鉛およびステアリン酸であり、代表的な酸化防止剤はフェノールおよび立体障害アミンである。エクステンダー油は様々な種類の物質、例えば芳香族化合物、ナフテン酸およびパラフィン、でよく、好ましくはパラフィンである。
好ましい実施態様では、加硫された熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）は、ポリプロピレン含有量が、その中に含まれる重合体全体の１５〜７０重量％、好ましくは２０〜６０重量％である。
ポリプロピレンの用語は、プロピレンの重合により得られる単独重合体のみならず、最高１５％、好ましくは１０％迄の他のアルファ−オレフィンを含むプロピレンの共重合体も意味する。
【０００５】
上記の様に、加硫された熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）は特許や科学文献中で良く知られており、それらのすべてが本発明の接着性熱可塑性組成物の成分として使用することができる。特許文献中で公知のＴＰＶの中で、Santoprene（A.E.S.の動的に加硫された熱可塑性エラストマーの商品名で、ポリプロピレン、ＥＰＤＭ、油および充填材を含むと考えられる）および伊国特許出願ＩＴ−Ａ−ＭＩ ９４／Ａ ０１７９０に記載されているＴＰＶを挙げることができる。後者は、基本的にａ）１５〜７０重量％、好ましくは２０〜６０重量％の量のポリプロピレンまたはプロピレンと他のアルファ−オレフィンの共重合体、ｂ）２〜２０重量％、好ましくは４〜１５重量％のポリイソブテン、ｃ）２０〜７０重量％、特に３０〜６０重量％のエラストマーターポリマー エチレン−プロピレン−ジエン（ＥＰＤＭ）、ｄ）０〜３５重量％、好ましくは３〜３０重量％のエラストマー共重合体 エチレン−プロピレン（ＥＰＭ）、およびｅ）３〜３０重量％、好ましくは５〜２０重量％のポリブタジエンからなり、成分（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）の合計は通常９２％を超える率で加硫されている。
【０００６】
本発明の接着性熱可塑性組成物は、２種類の熱可塑性エラストマー相からなり、それらの一方は連続的であり、分散したエラストマー相は５０μｍ未満の寸法を有する粒子からなると推定されるが、正確な実験的な証拠は無い。
用語ＥＰＤＭは、２０〜６０重量％、好ましくは２５〜４５重量％のプロピレン、４０〜７５重量％のエチレンおよび２〜１１重量％の非共役ジエン、例えば１，４−ヘキサジエン、ノルボルナジエン、エチリデン−ノルボルネンおよびジシクロペンタジエン、を含むエラストマーターポリマーを意味する。
用語ＥＰＭは、２０〜６０重量％、好ましくは２０〜４５重量％のプロピレンを含む、エチレン−プロピレンのエラストマー共重合体を意味する。
本発明の接着性組成物の成分（２）として使用するポリエチレンは、密度が０．９２０g/cm3 以下でなければならない。したがって、本発明の成分として、密度が０．９２０未満であることを特徴とする、ＶＬＤＰＥ（超低密度ポリエチレン）の群に族するすべてのポリエチレンを使用することができ、ＬＬＤＰＥ（線状低密度ポリエチレン）の中では、密度が０．９２０未満であるポリエチレンだけが使用できる。
反対に、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）およびＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）型のポリエチレン、および密度が０．９２０より高いＬＬＤＰＥは本発明の組成物の一部ではない。
【０００７】
本発明の別の目的は、上に定義する接着性熱可塑性組成物の製造方法であって、ａ）ＴＰＶ、ポリエチレンおよび所望により添加剤を、ミキサー、好ましくは閉鎖型のミキサー、さらに好ましくは押出し機の中で、温度１７０〜２５０℃、好ましくは２００〜２３０℃で、各成分が均質化されるまで混合する工程、およびｂ）工程（ａ）で得られた接着性熱可塑性組成物を回収する工程
を含んで成る方法に関する。
上記の製法で成分を加える順序は重要ではない。しかし、温度は、熱可塑性成分、通常はポリプロピレン、が融解する上記の範囲内になければならないという意味で、重要である。
上記の製法では、市販のＴＰＶを使用し、これをポリエチレンおよび所望の添加剤と混合する。あるいは、ＴＰＶが動的な加硫により自製される場合、本発明の接着性熱可塑性組成物は、ＴＰＶを形成する加硫工程の直後にポリエチレンおよび所望の添加剤を加えて製造することができる。
【０００８】
不活性物質に関する限り、これらの物質は、ＴＰＶ中にすでに十分含まれているか、または均質化工程中に一部または全部を加えることができる。しかし、所望の添加剤は出発ＴＰＶ中に全部または一部がすでに含まれているのが好ましい。
押出し機を使用する場合、接着性材料はダイからの出口で造粒することができる。バンバリー型の閉鎖ミキサーを使用する場合、この様にして製造した接着性材料を開放型ミキサーに移してシートを形成し、これを所望により造粒することができる。こうして得られた顆粒を使用して、適当形状を有する製品を製造する。
本発明の組成物は、特に加硫されたＥＰＤＭおよび／またはＥＰＭゴムに対して接着性を有する。これらの、様々な量の充填材、油、酸化防止剤およびこの分野で通常使用される他の添加剤を含むゴムは、公知の技術にしたがって、例えば硫黄または過酸化物により加硫される。
【０００９】
本発明の組成物は、その接着性のために、加硫されたＥＰＤＭおよび／またはＥＰＭゴムから基本的になる製品に堅く接着するのに、および加硫されたＥＰＤＭおよびＥＰＭの部品同士を接合するのに特に好適である。
そこで、本発明は、
i)加硫ＥＰＤＭまたはＥＰＭゴムから基本的になる１以上の部分、および
ii) i)の部品と接合されて単一の要素を形成する、請求項１に規定する接着性熱可塑性組成物から基本的になる１以上の部分
を含んで成る製品にも関する。
本発明の製品は、所望の形状、特性および外観を有する、ＥＰＭまたはＥＰＤＭゴムに接着された物品を得るための、通常の熱可塑性材料加工技術により製造できる。
これらの技術の例は、圧縮、射出、トランスファーおよび回転成形である。事実、これらの技術はすべて、接着性熱可塑性組成物を加硫ＥＰＤＭまたはＥＰＭと接触させ、接着するのに適している。
【００１０】
したがって本発明の製品は、例えば、本発明の接着性熱可塑性組成物からなる接合部品により互いに接合された、ＥＰＭおよび／またはＥＰＤＭゴムの造形品を含んで成る。
例えば、本発明の接着性熱可塑性組成物から基本的になる湾曲した接合部品により互いに接合された加硫ＥＰＭまたはＥＰＤＭ部品からなる、自動車のフロントガラス用の密封ガスケットを思い出すとよい。
この種のガスケットの製造に従来使用されている方法では、ＥＰＤＭを含む組成物からなるある輪郭を有する直線状の材料を押出し、続いて加硫させる。次いでその材料を切断し、断片を適当な型の中で接合するが、その際、２個の断片を一つにし、適当なＥＰ（Ｄ）Ｍ中の混合物を型の中に射出し、加硫させる。
先行技術の製法の第一の欠点は作業時間が長いことであり、第二の欠点はトリミングによりバリを除去する必要があるために、循環使用できない廃物が大量に生じることである。
本発明の方法により、上記の製品は、本発明の接着性熱可塑性材料を、成形により、ＥＰＤＭおよび／またはＥＰＭ型の加硫ゴムからなる、ある輪郭を有する部品に塗布することにより製造される。
本発明の方法には、加硫工程が無く、材料が循環使用されるなどの多くの利点がある。
【００１１】
下記の実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
実施例
本発明の熱可塑性組成物のＥＰＤＭに対する接着性は、射出プレス中で本発明の接着性熱可塑性材料を、寸法が６．８ｘ６．８cmで厚さが２．５mmの加硫ＥＰＤＭのシートに接着させることにより得られる、寸法が１３．６ｘ６．８cmの板から採取した、平均厚さ２．５mmのＣ型試料（ＡＳＴＭ Ｄ−４１２）に対する極限引張強度試験により評価する。Ｃ型試料は、中央に、加硫エラストマー相と本発明の接着性熱可塑性組成物の接合点を有する。これらの試料は、極限引張強度測定に関するＡＳＴＭ Ｄ−４１２標準にしたがって引っ張る。
【００１２】
実施例１〜７
表１は、ＴＰＶおよびポリエチレン（処方２〜７）およびＴＰＶ単独（処方１）からなる何種類かの熱可塑性組成物の接着性値を示す。
処方２〜５は本発明の一部であり、処方１、６および７は比較例である。
処方２〜７の熱可塑性エラストマー材料は、Santoprene 73 ５０重量％および様々な種類のＰＥ５０重量％を混合することにより製造した。実施例２では、密度が０．８９５g/cm3 、メルトフローインデックスが１９０℃で１３g/１０分、および融点が１１１℃である、ＶＬＤＰＥ型ポリエチレンのClearflex MQFOを使用する。
実施例３では、密度が０．９１１g/cm3 、メルトフローインデックスが１９０℃で１３、および融点が１１６℃である、ＶＬＤＰＥ型ポリエチレンのClearflex MQBOを使用する。
実施例４で使用するＰＥは、ＶＬＤＰＥ型ＰＥのClearflex CHDO（密度＝０．９００g/cm3 、メルトフローインデックス＝２、および融点＝１１６℃）である。
実施例５では、密度が０．９１８g/cm3 、メルトフローインデックスが２６、および融点が１１６℃である、ＬＬＤＰＥ型ＰＥのFlexirene MS20を使用する。
比較例６では、密度０．９６０g/cm3 およびメルトフローインデックス＝７を有する、ＨＤＰＥ型ＰＥのEraclene MP90 を使用する。
比較例７では、密度が０．９２２g/cm3 、メルトフローインデックスが０．２７、および融点が１１３℃である、ＬＤＰＥ型ＰＥのRiblene FC20を使用する。
すべての処方で、ＥＰＤＭに、小型の輪郭物に使用され、硫黄で加硫される組成物を使用する。この組成物は２４重量％のＥＰＤＭ［プロピレン含有量が２５〜３０％であり、ＥＮＢ（エチリデンノルボルネン）含有量が３．５〜５％である］、２２重量％の油、３９重量％のカーボンブラックおよび１５重量％の無機充填材、加工助剤および加硫剤からなる。
実施例２〜５のデータから明確に分かる様に、本発明の組成物の接着力は、ＴＰＶ単独使用（比較例１Ｃ）に対して著しく増加している。
本発明の組成物と比較して、ＴＰＶとＨＤＰＥおよびＬＤＰＥ型ポリエチレンの混合物は接着性がはるかに低い。
【００１３】
実施例８〜１２
表２は、何種類かの熱可塑性エラストマー材料の組成および接着性値を示す。
処方９〜１１は本発明の一部であり、処方８および１２は比較例である。
実施例８（比較例）に示すＴＰＶは、伊国特許出願ＩＴ−Ａ−ＭＩ ９４／Ａ０１７９０に記載されている群に族する。このＴＰＶは、ＥＰＤＭ１００部、ポリプロピレン５０部、ポリブタジエン１０部、ポリイソブテン１０部、過酸化物３．５部、エクステンダー油７０部、充填材５０部、共加硫剤１部、および加工助剤１６部からなる組成物の動的加硫により得られる。
このＴＰＶに使用するポリプロピレンは、流動度（２３０℃および２１６Ｎ−ＡＳＴＭ Ｄ １２３８／Ｌ）０．３dg/g、比重０．９g/cm3 および融点１６０℃を有する単独重合体である。
このＴＰＶのＥＰＤＭは、プロピレン含有量２８重量％、エチレン含有量６８重量％およびエチリデン−ノルボルネン含有量１４重量％を有し、ムーニー粘度（１＋４）１２５が４３であり、パラフィン油の含有量が４０％である。
ＴＰＶのブタジエン系ゴムは、ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１００が４３であり、微小構造シス＞９８％である。
この種のポリイソブテンは固有粘度がジイソブテン中３．７dl/gであり、比重が０．９２g/cm3 である。
実施例９〜１１の接着性熱可塑性材料は、様々な百分率（表２参照）の上記ＴＰＶおよびポリエチレンを混合することにより製造した。
この百分率は、接着性ＴＰＶ中に含まれる重合体の合計を１００として計算し、他の添加剤は考慮しなかった。
【００１４】
ＥＰＤＭ１は、硫黄で加硫したＥＰＤＭの組成物を示す。この組成物は、ＥＰＤＭ（ポリプロピレンの百分率２５〜３０％およびＥＮＢの百分率３．５〜５％）５２重量％、油１４重量％、カーボンブラック２９％、および加工助剤と加硫剤５％からなる。
ＥＰＤＭ２は、硫黄で加硫したＥＰＤＭの組成物を示し、この組成物は、ＥＰＤＭ（ポリプロピレンの百分率２５〜３０重量％およびＥＮＢの百分率３．５〜５重量％）２２重量％、油３５重量％、カーボンブラック４１％、および加工助剤と加硫剤２％からなる。
ＥＰＤＭ３は、硫黄で加硫したＥＰＤＭの組成物を示し、この組成物は、ＥＰＤＭ（ポリプロピレン含有量２５〜３０重量％およびＥＮＢ含有量３．５〜５重量％）２６重量％、油２６重量％、カーボンブラック３６％、無機充填材９％および加工助剤と加硫剤３％からなる。
ＥＰＤＭ４は、小型の輪郭物に一般的に使用され、硫黄で加硫されたＥＰＤＭの組成物を示す。この組成物は、ＥＰＤＭ（ポリプロピレン含有量２５〜３０重量％およびＥＮＢ含有量３．５〜５重量％）２４重量％、油２２重量％、カーボンブラック３９％、および無機充填材、加工助剤および加硫剤１５％からなる。
ＥＰＤＭ５は、硫黄で加硫された、小型で透明な形状製品の製造に使用されるＥＰＤＭの組成物を示す。この組成物は、ＥＰＤＭ（ポリプロピレン含有量３０〜３５重量％およびＥＮＢの含有量９〜１０重量％）２４重量％、油１３重量％、無機充填材５５重量％、および加工助剤および加硫剤８％からなる。
組成物ＥＰＤＭ１およびＥＰＤＭ２は、ＵＳ−Ａ−４，５３７，８２５の実施例１の処方ＡおよびＦに対応する。実際、ＵＳ−Ａ−４，５３７，８２５に記載されている様に、ＥＰＤＭ１におけるＥＰＤＭの含有量は６５体積％であるのに対し、ＥＰＤＭ２におけるＥＰＤＭの含有量は３０体積％である。
表２のデータから、特にＥＰＤＭ１に対して行なった試験から明らかな様に、本発明の接着性組成物は、体積％で表したＥＰＤＭの含有量が５０％を超えても有効である。ＵＳ−Ａ−４，５３７，８２５は、組成物のＥＰＤＭ含有量が５０体積％未満である場合にのみ、良好な接着性が得られると記載していることは注目すべきである。
表２のデータは、ポリエチレンの量が増加するにつれて、接着性がどの程度増加するかを示す。
これに対して表３は、表２と同じ処方に対して行なった他の特性試験の結果を示す。
表２のデータを表３のデータと比較することにより、接着性とエラストマー特性の最良のバランスは、ＴＰＶ（充填材を含んで成る）とポリエチレンの重量比１／１に対応する、処方１０で得られることが分かる。
使用したＴＰＶは、添加剤の含有量がＴＰＶの組成物全体の４８％になるので、接着性ＴＰＶ中に含まれる重合体の合計を１００として、各処方中に含まれる添加剤の百分率は試験８ｃで８２％、試験９で５３％、試験１０で２９％、試験１１で１２％、および試験１２ｃで０％になる。
本発明は、ＥＰＭまたはＥＰＤＭ型の加硫ゴム製の少なくとも１個の部品および少なくとも１種の熱可塑性エラストマーからなり、これらを互いに接合して単一の要素に形成した製品の製造に特に有用な、接着性を有する熱可塑性組成物に関する。
ある種の製品の製造では、例えば湾曲したジョイントを使用して２個の加硫したエラストマー部品を接着して密封ガスケットを形成する場合、ＥＰＤＭまたはＥＰＭを基剤とする加硫ゴムに熱可塑性エラストマー成分を塗布する問題がある。
これは、熱可塑性エラストマー成分として、ＴＰＶとも呼ばれる公知の熱可塑性エラストマー混合物を使用すれば可能であると考えられていた。
熱可塑性エラストマー混合物（ＴＰＶ）は、特許や科学文献で良く知られており、多くの専門誌に記載されている（例えば、A. Coran、“Thermoplastic Elastomers; a comprehensive Review"、N.R. Legge, G. Holden, H.F. Schroeder 編集、New York, 1987, 130 頁以降参照）。
【０００２】
上記のＴＰＶはプラスチック（一般的にポリオレフィン樹脂）の連続相を含んで成り、その中に多かれ少なかれ加硫されたエラストマーが５０ミクロン以下の粒子の形態で分散している。
ＴＰＶ中に含まれるポリオレフィンが連続相を形成しているので、接着性の観点から、ＴＰＶはポリオレフィンと同様な挙動を示すと期待された。
特許ＵＳ−Ａ−４，５３７，８２５は、加硫ＥＰＤＭまたはＥＰＭからなる製品にＴＰＶを接着する場合、接着剤が無くても、ＴＰＶはこの挙動を示さないことを強調している。特にＵＳ−Ａ−４，５３７，８２５は、接着させるべき製品のゴム含有量がある一定の値未満、より正確には５０体積％未満である場合にのみ、ＴＰＶを加硫ＥＰＤＭまたはＥＰＭに接着できることを記載している。
熱可塑性エラストマーと加硫ゴムの間の密着性がなお不十分であるという問題が残っている。
【０００３】
本発明により、上記の欠点を解決し、従来のＴＰＶと比較してより堅く接着でき、同時に、この種の用途に必要な弾性および特徴を維持している材料を得ることができる。
そこで、本発明は、
１）１５〜６５重量％、好ましくは２５〜４５重量％、さらに好ましくは３０〜４０重量％の、主として１種以上のポリオレフィンからなる、熱可塑性を有する連続相、および該連続相中に細かく分散した、多かれ少なかれ加硫されたエラストマー相からなる、動的に加硫された熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）、
２）８５〜３５重量％、好ましくは７５〜５５重量％、さらに好ましくは７０〜６０重量％の、密度が０．９２０g/cm3 以下であるポリエチレン、および
３）成分（１）および（２）の合計１００部あたり０〜１００、好ましくは１０〜８０、さらに好ましくは２０〜７０部の量の添加剤
から基本的になる接着性熱可塑性組成物に関する。
【０００４】
「添加剤」とは、当業者には良く知られている無機充填材、エクステンダー油、酸化防止剤、処理助剤、染料、等を意味する。
代表的な無機充填材は、シリカ、カオリン、バライトおよびカーボンブラックであり、代表的な加工助剤は酸化亜鉛およびステアリン酸であり、代表的な酸化防止剤はフェノールおよび立体障害アミンである。エクステンダー油は様々な種類の物質、例えば芳香族化合物、ナフテン酸およびパラフィン、でよく、好ましくはパラフィンである。
好ましい実施態様では、加硫された熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）は、ポリプロピレン含有量が、その中に含まれる重合体全体の１５〜７０重量％、好ましくは２０〜６０重量％である。
ポリプロピレンの用語は、プロピレンの重合により得られる単独重合体のみならず、最高１５％、好ましくは１０％迄の他のアルファ−オレフィンを含むプロピレンの共重合体も意味する。
【０００５】
上記の様に、加硫された熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）は特許や科学文献中で良く知られており、それらのすべてが本発明の接着性熱可塑性組成物の成分として使用することができる。特許文献中で公知のＴＰＶの中で、Santoprene（A.E.S.の動的に加硫された熱可塑性エラストマーの商品名で、ポリプロピレン、ＥＰＤＭ、油および充填材を含むと考えられる）および伊国特許出願ＩＴ−Ａ−ＭＩ ９４／Ａ ０１７９０に記載されているＴＰＶを挙げることができる。後者は、基本的にａ）１５〜７０重量％、好ましくは２０〜６０重量％の量のポリプロピレンまたはプロピレンと他のアルファ−オレフィンの共重合体、ｂ）２〜２０重量％、好ましくは４〜１５重量％のポリイソブテン、ｃ）２０〜７０重量％、特に３０〜６０重量％のエラストマーターポリマー エチレン−プロピレン−ジエン（ＥＰＤＭ）、ｄ）０〜３５重量％、好ましくは３〜３０重量％のエラストマー共重合体 エチレン−プロピレン（ＥＰＭ）、およびｅ）３〜３０重量％、好ましくは５〜２０重量％のポリブタジエンからなり、成分（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）の合計は通常９２％を超える率で加硫されている。
【０００６】
本発明の接着性熱可塑性組成物は、２種類の熱可塑性エラストマー相からなり、それらの一方は連続的であり、分散したエラストマー相は５０μｍ未満の寸法を有する粒子からなると推定されるが、正確な実験的な証拠は無い。
用語ＥＰＤＭは、２０〜６０重量％、好ましくは２５〜４５重量％のプロピレン、４０〜７５重量％のエチレンおよび２〜１１重量％の非共役ジエン、例えば１，４−ヘキサジエン、ノルボルナジエン、エチリデン−ノルボルネンおよびジシクロペンタジエン、を含むエラストマーターポリマーを意味する。
用語ＥＰＭは、２０〜６０重量％、好ましくは２０〜４５重量％のプロピレンを含む、エチレン−プロピレンのエラストマー共重合体を意味する。
本発明の接着性組成物の成分（２）として使用するポリエチレンは、密度が０．９２０g/cm3 以下でなければならない。したがって、本発明の成分として、密度が０．９２０未満であることを特徴とする、ＶＬＤＰＥ（超低密度ポリエチレン）の群に族するすべてのポリエチレンを使用することができ、ＬＬＤＰＥ（線状低密度ポリエチレン）の中では、密度が０．９２０未満であるポリエチレンだけが使用できる。
反対に、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）およびＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）型のポリエチレン、および密度が０．９２０より高いＬＬＤＰＥは本発明の組成物の一部ではない。
【０００７】
本発明の別の目的は、上に定義する接着性熱可塑性組成物の製造方法であって、ａ）ＴＰＶ、ポリエチレンおよび所望により添加剤を、ミキサー、好ましくは閉鎖型のミキサー、さらに好ましくは押出し機の中で、温度１７０〜２５０℃、好ましくは２００〜２３０℃で、各成分が均質化されるまで混合する工程、およびｂ）工程（ａ）で得られた接着性熱可塑性組成物を回収する工程
を含んで成る方法に関する。
上記の製法で成分を加える順序は重要ではない。しかし、温度は、熱可塑性成分、通常はポリプロピレン、が融解する上記の範囲内になければならないという意味で、重要である。
上記の製法では、市販のＴＰＶを使用し、これをポリエチレンおよび所望の添加剤と混合する。あるいは、ＴＰＶが動的な加硫により自製される場合、本発明の接着性熱可塑性組成物は、ＴＰＶを形成する加硫工程の直後にポリエチレンおよび所望の添加剤を加えて製造することができる。
【０００８】
不活性物質に関する限り、これらの物質は、ＴＰＶ中にすでに十分含まれているか、または均質化工程中に一部または全部を加えることができる。しかし、所望の添加剤は出発ＴＰＶ中に全部または一部がすでに含まれているのが好ましい。
押出し機を使用する場合、接着性材料はダイからの出口で造粒することができる。バンバリー型の閉鎖ミキサーを使用する場合、この様にして製造した接着性材料を開放型ミキサーに移してシートを形成し、これを所望により造粒することができる。こうして得られた顆粒を使用して、適当形状を有する製品を製造する。
本発明の組成物は、特に加硫されたＥＰＤＭおよび／またはＥＰＭゴムに対して接着性を有する。これらの、様々な量の充填材、油、酸化防止剤およびこの分野で通常使用される他の添加剤を含むゴムは、公知の技術にしたがって、例えば硫黄または過酸化物により加硫される。
【０００９】
本発明の組成物は、その接着性のために、加硫されたＥＰＤＭおよび／またはＥＰＭゴムから基本的になる製品に堅く接着するのに、および加硫されたＥＰＤＭおよびＥＰＭの部品同士を接合するのに特に好適である。
そこで、本発明は、
i)加硫ＥＰＤＭまたはＥＰＭゴムから基本的になる１以上の部分、および
ii) i)の部品と接合されて単一の要素を形成する、請求項１に規定する接着性熱可塑性組成物から基本的になる１以上の部分
を含んで成る製品にも関する。
本発明の製品は、所望の形状、特性および外観を有する、ＥＰＭまたはＥＰＤＭゴムに接着された物品を得るための、通常の熱可塑性材料加工技術により製造できる。
これらの技術の例は、圧縮、射出、トランスファーおよび回転成形である。事実、これらの技術はすべて、接着性熱可塑性組成物を加硫ＥＰＤＭまたはＥＰＭと接触させ、接着するのに適している。
【００１０】
したがって本発明の製品は、例えば、本発明の接着性熱可塑性組成物からなる接合部品により互いに接合された、ＥＰＭおよび／またはＥＰＤＭゴムの造形品を含んで成る。
例えば、本発明の接着性熱可塑性組成物から基本的になる湾曲した接合部品により互いに接合された加硫ＥＰＭまたはＥＰＤＭ部品からなる、自動車のフロントガラス用の密封ガスケットを思い出すとよい。
この種のガスケットの製造に従来使用されている方法では、ＥＰＤＭを含む組成物からなるある輪郭を有する直線状の材料を押出し、続いて加硫させる。次いでその材料を切断し、断片を適当な型の中で接合するが、その際、２個の断片を一つにし、適当なＥＰ（Ｄ）Ｍ中の混合物を型の中に射出し、加硫させる。
先行技術の製法の第一の欠点は作業時間が長いことであり、第二の欠点はトリミングによりバリを除去する必要があるために、循環使用できない廃物が大量に生じることである。
本発明の方法により、上記の製品は、本発明の接着性熱可塑性材料を、成形により、ＥＰＤＭおよび／またはＥＰＭ型の加硫ゴムからなる、ある輪郭を有する部品に塗布することにより製造される。
本発明の方法には、加硫工程が無く、材料が循環使用されるなどの多くの利点がある。
【００１１】
下記の実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
実施例
本発明の熱可塑性組成物のＥＰＤＭに対する接着性は、射出プレス中で本発明の接着性熱可塑性材料を、寸法が６．８ｘ６．８cmで厚さが２．５mmの加硫ＥＰＤＭのシートに接着させることにより得られる、寸法が１３．６ｘ６．８cmの板から採取した、平均厚さ２．５mmのＣ型試料（ＡＳＴＭ Ｄ−４１２）に対する極限引張強度試験により評価する。Ｃ型試料は、中央に、加硫エラストマー相と本発明の接着性熱可塑性組成物の接合点を有する。これらの試料は、極限引張強度測定に関するＡＳＴＭ Ｄ−４１２標準にしたがって引っ張る。
【００１２】
実施例１〜７
表１は、ＴＰＶおよびポリエチレン（処方２〜７）およびＴＰＶ単独（処方１）からなる何種類かの熱可塑性組成物の接着性値を示す。
処方２〜５は本発明の一部であり、処方１、６および７は比較例である。
処方２〜７の熱可塑性エラストマー材料は、Santoprene 73 ５０重量％および様々な種類のＰＥ５０重量％を混合することにより製造した。実施例２では、密度が０．８９５g/cm3 、メルトフローインデックスが１９０℃で１３g/１０分、および融点が１１１℃である、ＶＬＤＰＥ型ポリエチレンのClearflex MQFOを使用する。
実施例３では、密度が０．９１１g/cm3 、メルトフローインデックスが１９０℃で１３、および融点が１１６℃である、ＶＬＤＰＥ型ポリエチレンのClearflex MQBOを使用する。
実施例４で使用するＰＥは、ＶＬＤＰＥ型ＰＥのClearflex CHDO（密度＝０．９００g/cm3 、メルトフローインデックス＝２、および融点＝１１６℃）である。
実施例５では、密度が０．９１８g/cm3 、メルトフローインデックスが２６、および融点が１１６℃である、ＬＬＤＰＥ型ＰＥのFlexirene MS20を使用する。
比較例６では、密度０．９６０g/cm3 およびメルトフローインデックス＝７を有する、ＨＤＰＥ型ＰＥのEraclene MP90 を使用する。
比較例７では、密度が０．９２２g/cm3 、メルトフローインデックスが０．２７、および融点が１１３℃である、ＬＤＰＥ型ＰＥのRiblene FC20を使用する。
すべての処方で、ＥＰＤＭに、小型の輪郭物に使用され、硫黄で加硫される組成物を使用する。この組成物は２４重量％のＥＰＤＭ［プロピレン含有量が２５〜３０％であり、ＥＮＢ（エチリデンノルボルネン）含有量が３．５〜５％である］、２２重量％の油、３９重量％のカーボンブラックおよび１５重量％の無機充填材、加工助剤および加硫剤からなる。
本発明の組成物と比較して、ＴＰＶとＨＤＰＥおよびＬＤＰＥ型ポリエチレンの混合物は接着性がはるかに低い。
【００１３】
実施例８〜１２
表２は、何種類かの熱可塑性エラストマー材料の組成および接着性値を示す。
処方９〜１１は本発明の一部であり、処方８および１２は比較例である。
実施例８（比較例）に示すＴＰＶは、伊国特許出願ＩＴ−Ａ−ＭＩ ９４／Ａ０１７９０に記載されている群に族する。このＴＰＶは、ＥＰＤＭ１００部、ポリプロピレン５０部、ポリブタジエン１０部、ポリイソブテン１０部、過酸化物３．５部、エクステンダー油７０部、充填材５０部、共加硫剤１部、および加工助剤１６部からなる組成物の動的加硫により得られる。
このＴＰＶに使用するポリプロピレンは、流動度（２３０℃および２１６Ｎ−ＡＳＴＭ Ｄ １２３８／Ｌ）０．３dg/g、比重０．９g/cm3 および融点１６０℃を有する単独重合体である。
このＴＰＶのＥＰＤＭは、プロピレン含有量２８重量％、エチレン含有量６８重量％およびエチリデン−ノルボルネン含有量１４重量％を有し、ムーニー粘度（１＋４）１２５が４３であり、パラフィン油の含有量が４０％である。
ＴＰＶのブタジエン系ゴムは、ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１００が４３であり、微小構造シス＞９８％である。
この種のポリイソブテンは固有粘度がジイソブテン中３．７dl/gであり、比重が０．９２g/cm3 である。
実施例９〜１１の接着性熱可塑性材料は、様々な百分率（表２参照）の上記ＴＰＶおよびポリエチレンを混合することにより製造した。
この百分率は、接着性ＴＰＶ中に含まれる重合体の合計を１００として計算し、他の添加剤は考慮しなかった。
ＥＰＤＭ１は、硫黄で加硫したＥＰＤＭの組成物を示す。この組成物は、ＥＰＤＭ（ポリプロピレンの百分率２５〜３０％およびＥＮＢの百分率３．５〜５％）５２重量％、油１４重量％、カーボンブラック２９％、および加工助剤と加硫剤５％からなる。
ＥＰＤＭ２は、硫黄で加硫したＥＰＤＭの組成物を示し、この組成物は、ＥＰＤＭ（ポリプロピレンの百分率２５〜３０重量％およびＥＮＢの百分率３．５〜５重量％）２２重量％、油３５重量％、カーボンブラック４１％、および加工助剤と加硫剤２％からなる。
ＥＰＤＭ３は、硫黄で加硫したＥＰＤＭの組成物を示し、この組成物は、ＥＰＤＭ（ポリプロピレン含有量２５〜３０重量％およびＥＮＢ含有量３．５〜５重量％）２６重量％、油２６重量％、カーボンブラック３６％、無機充填材９％および加工助剤と加硫剤３％からなる。
ＥＰＤＭ４は、小型の輪郭物に一般的に使用され、硫黄で加硫されたＥＰＤＭの組成物を示す。この組成物は、ＥＰＤＭ（ポリプロピレン含有量２５〜３０重量％およびＥＮＢ含有量３．５〜５重量％）２４重量％、油２２重量％、カーボンブラック３９％、および無機充填材、加工助剤および加硫剤１５％からなる。
ＥＰＤＭ５は、硫黄で加硫された、小型で透明な形状製品の製造に使用されるＥＰＤＭの組成物を示す。この組成物は、ＥＰＤＭ（ポリプロピレン含有量３０〜３５重量％およびＥＮＢの含有量９〜１０重量％）２４重量％、油１３重量％、無機充填材５５重量％、および加工助剤および加硫剤８％からなる。
組成物ＥＰＤＭ１およびＥＰＤＭ２は、ＵＳ−Ａ−４，５３７，８２５の実施例１の処方ＡおよびＦに対応する。実際、ＵＳ−Ａ−４，５３７，８２５に記載されている様に、ＥＰＤＭ１におけるＥＰＤＭの含有量は６５体積％であるのに対し、ＥＰＤＭ２におけるＥＰＤＭの含有量は３０体積％である。
表２のデータから、特にＥＰＤＭ１に対して行なった試験から明らかな様に、本発明の接着性組成物は、体積％で表したＥＰＤＭの含有量が５０％を超えても有効である。ＵＳ−Ａ−４，５３７，８２５は、組成物のＥＰＤＭ含有量が５０体積％未満である場合にのみ、良好な接着性が得られると記載していることは注目すべきである。
表２のデータは、ポリエチレンの量が増加するにつれて、接着性がどの程度増加するかを示す。
これに対して表３は、表２と同じ処方に対して行なった他の特性試験の結果を示す。
使用したＴＰＶは、添加剤の含有量がＴＰＶの組成物全体の４８％になるので、接着性ＴＰＶ中に含まれる重合体の合計を１００として、各処方中に含まれる添加剤の百分率は試験８ｃで８２％、試験９で５３％、試験１０で２９％、試験１１で１２％、および試験１２ｃで０％になる。
Claims (9)
- i) 加硫ＥＰＤＭまたはＥＰＭゴムから基本的になる１個以上の部品、および
ii) i) の部品と接合されて単一の要素を形成する、接着性熱可塑性組成物から基本的になる１個以上の部品
を含んで成り、
前記接着性熱可塑性組成物が、
１） 主として１種以上のポリオレフィンからなる熱可塑性を有する連続相、および該連続相中に細かく分散した、多かれ少なかれ加硫されたエラストマー相からなる、動的に加硫された熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）１５〜６５重量％、
２） 密度が０．９２０ g/cm 3 以下であるポリエチレン８５〜３５重量％（成分（１）および（２）の合計が１００になる）、および
３） 成分（１）および（２）の合計１００部あたり０〜１００部の量の添加剤から基本的になることを特徴とする製品。 - 加硫熱可塑性エラストマー（１）が２５〜４５重量％の量で存在し、ポリエチレン（２）が７５〜５５重量％の量で存在し、添加剤（３）が成分（１）および（２）の合計１００部あたり１０〜８０部の量で存在する、請求項１に記載の製品。
- 加硫熱可塑性エラストマー（１）が３０〜４０重量％の量で存在し、ポリエチレン（２）が７０〜６０重量％の量で存在し、添加剤（３）が成分（１）および（２）の合計１００部あたり２０〜７０部の量で存在する、請求項２に記載の製品。
- 加硫熱可塑性エラストマー（１）が、該エラストマー中に含まれる重合体の合計を１００として、１５〜７０重量％のポリプロピレンを含む、請求項１に記載の製品。
- 加硫熱可塑性エラストマー（１）が２０〜６０重量％のポリプロピレンを含む、請求項４に記載の製品。
- 熱可塑性エラストマー（１）が、
ａ）１５〜７０重量％、好ましくは２０〜６０重量％の量のポリプロピレンまたはプロピレンと他のアルファ−オレフィンの共重合体、
ｂ）２〜２０重量％、好ましくは４〜１５重量％のポリイソブテン、
ｃ）２０〜７０重量％、特に３０〜６０重量％のエラストマーターポリマー エチレン−プロピレン−ジエン（ＥＰＤＭ）、
ｄ）０〜３５重量％、好ましくは３〜３０重量％のエラストマー共重合体 エチレン−プロピレン（ＥＰＭ）、および
ｅ）３〜３０重量％、好ましくは５〜２０重量％のポリブタジエンから基本的になり、成分（ａ）〜（ｅ）の百分率合 計が１００になる重合体組成物の動的加硫により得られ、成分（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）の合計が通常９２％を超える率で加硫される、請求項１に記載の製品。 - i)加硫ＥＰＤＭまたはＥＰＭゴムから基本的になる１個の部品、および
ii) i)の部品と接合されて単一の要素を形成する、前記接着性熱可塑性組成物から基本的になる１個の部品
を含んで成る、請求項１に記載の製品。 - i) 加硫ＥＰＤＭまたはＥＰＭゴムから基本的になる２個の部品、および
ii) i)の部品と接合されて単一の要素を形成する、前記接着性熱可塑性組成物から基本的になる１個の部品
を含んで成る、請求項１に記載の製品。 - 請求項１に記載の製品を製造する方法であって、加硫ＥＰＭおよび／またはＥＰＤＭゴムからなる１個以上の部品を、請求項１に規定する接着性熱可塑性組成物に接合し、前記接合を、圧縮、射出、トランスファーおよび回転成形から選択された成形技術を使用して行なう、ことを含んでなる方法。
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