(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム成分に部分架橋型ブチルゴムを、樹脂成分にプロピレンとそれ以外のα−オレフィンとの共重合体またはポリプロピレンとエチレン・プロピレンゴムとの混合物をそれぞれ用い、第３成分に脂環族飽和炭化水素樹脂を用い、上記のゴム成分４０〜８９重量％、樹脂成分１０〜５０重量％および第３成分１〜４０重量％を混練してなり、有機過酸化物で部分架橋していることを特徴とする熱可塑性エラストマー組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、機械的強度、耐熱安定性、成形性、気体不透過性、制振性および遮音性に優れ、防音材、制振材およびシール材等の用途に好適なブチルゴム系の熱可塑性エラストマー組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ゴム成分としてブチルゴムを、また樹脂成分として結晶性ポリプロピレンをそれぞれ用いた熱可塑性エラストマーは、ガスバリヤー性および制振性等に優れているが、硬度（ＪＩＳ−Ａ）が６５度以上と高いため、ガスバリヤー性のゴム栓として使用するには不適当であった。この硬度を下げる手段として、オイルを添加したり、ゴム比率を増加したりすることが考えられるが、オイルを大量に添加すると、ガスバリヤー性および強度が低下し、またゴム比率を増して樹脂比率を下げると、流動性が低下して成形が困難になるという問題があった。また、スチレン系の熱可塑性エラストマー、例えばＳＥＢＳ、ＳＥＰＳ等の配合による低硬度化も試みられたが、物理特性、機能性および成形性の全てを満足させることは困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、ブチルゴム系の熱可塑性エラストマーにおいて、その配合比率の選択により、硬度（ＪＩＳ−Ａ）を４５度ないし８５度の広い範囲で容易に設定することを可能にし、しかもブチルゴム系の熱可塑性エラストマーが本来備えている優れた強度や伸度等の物理特性、ガスバリヤー性、制振性および遮音性等の機能特性を更に向上させることを課題にする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明の熱可塑性エラストマー組成物は、ゴム成分に部分架橋型ブチルゴムを、樹脂成分にプロピレンとそれ以外のα−オレフィンとの共重合体（以下、「共重合ポリプロピレン」という）またはポリプロピレンとエチレン・プロピレンゴムとの混合物（以下、「軟質ポリプロピレン」という）をそれぞれ用い、第３成分に脂環族飽和炭化水素樹脂を用い、上記のゴム成分４０〜８９重量％、樹脂成分１０〜５０重量％および第３成分１〜４０重量％を混練してなり、有機過酸化物で部分架橋していることを特徴とする。
【０００５】
この発明で用いる部分架橋型ブチルゴムは廃棄・焼却時に有毒ガスが発生しない点で好ましく、また樹脂成分と混練し、有機過酸化物を添加して行う架橋工程において、分子切断に伴う物性低下が低い点で好ましい。
【０００６】
樹脂成分として用いられる軟質ポリプロピレン(ポリプロピレンとエチレン・プロピレンゴムとの混合物)および共重合ポリプロピレン（プロピレンとそれ以外のα−オレフィンとの共重合体）は、組成物の硬度が低い点で好ましい。
【０００７】
この発明では、上記のゴム成分および樹脂成分以外に、第３成分として脂環族飽和炭化水素樹脂が使用される。この脂環族飽和炭化水素樹脂は、相溶性が良く、物性に優れる点で好ましい。なお、この脂環族飽和炭化水素樹脂は、エチレンやプロピレン等を製造する際に副生する分解油留分中のＣ4〜Ｃ10成分の重合体を水素添加することにより得られ、数平均分子量４５０〜２０００の範囲内に設定される。
【０００８】
この発明では、ゴム成分の部分架橋型ブチルゴムおよび樹脂成分の軟質ポリプロピレンまたは共重合ポリプロピレンに対し、第３成分として上記の脂環族飽和炭化水素樹脂が配合され、これによってブチルゴム系の熱可塑性エラストマーとしての硬度が低下し、しかも強度や伸度等の物理特性、ガスバリヤー性、制振性および遮音性等の機能特性が向上する。
【０００９】
特に遮音性は、従来の質量則で示される理論的遮音特性よりも優れている。この質量則は、式「ＴＬ＝１８ log（ｆ・Ｍ）−４４」で示される。ただし、ＴＬは材料の透過損失（ｄＢ）、ｆは入射音周波数（Ｈz ）、Ｍは材料の面密度（kg／ｍ2 ）である。図１は、後記する実施例３（シートの厚みｔ＝０．９５mm）の遮音性と質量則（Ｍ＝０．９５kg／ｍ2 ）で示される遮音性とを比較したグラフである。
【００１０】
そして、この発明のブチルゴム系熱可塑性エラストマーは、脂環族飽和炭化水素樹脂の第３成分を使用し、その配合量の選定により、ガラス転移温度Ｔg を変化させて制振性を改良することが可能である。ただし、ブチルゴムの配合比率は全量の４０〜８９重量％に設定され、４０重量％未満では組成物のガスバリヤー性が不十分となり、８９重量％を超えると組成物の流動性が低下して成形が困難になる。また、軟質ポリプレンまたは共重合ポリプレンの配合比率は全量の１０〜５０重量％に設定され、１０重量％未満では組成物の流動性が低下して成形困難になり、５０重量％を超えると組成物の硬度が過大になる。また、第３成分の脂環族飽和炭化水素樹脂の配合比率は１〜４０重量％に設定され、１重量％未満では組成物の伸びが不十分になり、かつ室温域での制振性が不足し、４０重量％を超えると組成物の低温特性が悪くなり、粘着性が生じて加工性が低下する。
【００１１】
この発明で使用する架橋剤は有機過酸化物であり、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）３，５，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（パーオキシベンゾイル）ヘキシン−３、ジクミルパーオキシド等が例示される。この中で特に１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼンは、架橋効率が上昇する点で好ましい。この有機過酸化物の配合量は、前記のゴム成分、樹脂成分および第３成分の合計１００重量部に対し０．０５〜３．０重量部、特に０．１〜１．０重量部が好ましく、０．０５重量部未満では架橋密度が低下し、物性が悪くなり、反対に３．０重量部を超えると組成物の流動性が低下し、成形困難になる。
【００１２】
この発明の熱可塑性エラストマー組成物は、前記の部分架橋型ブチルゴム、軟質ポリプレンまたは共重合ポリプレン、第３成分（脂環族飽和炭化水素樹脂）および有機過酸化物を前記の特定割合で混練して製造される。混練装置としては、バンバリーミキサー、加圧ニーダーおよび二軸押出機等の公知の混練装置を用いることができる。混練温度は１４０〜２６０℃が、混練時間は１〜３０分がそれぞれ好ましい。なお、上記の配合材料に、必要に応じて架橋助剤、無機充填剤、酸化防止剤、耐候剤、帯電防止剤、着色剤等の副資材を添加することができる。
【００１３】
得られた熱可塑性エラストマー組成物は、通常の熱可塑性樹脂で用いられている押出成形、カレンダー成形および射出成形等の成形方法で任意の形状に成形することができる。そして、成形品の硬度、強伸度、ガスバリヤー性、制振性、遮音性等は、ゴム成分の部分架橋型ブチルゴム、樹脂成分の軟質ポリプレンまたは共重合ポリプレンおよび第３成分の脂環族飽和炭化水素樹脂の種類や配合量の選択により、広い範囲で種々に設定することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
ブチルゴムとして部分架橋型ブチルゴムを、結晶性オレフィン系樹脂として共重合ポリプロピレンまたは軟質ポリプロピレンを、第３成分の石油系炭化水素樹脂として脂環族飽和炭化水素樹脂をそれぞれ用い、この部分架橋型ブチルゴム、共重合ポリプロピレンおよび脂環族飽和炭化水素樹脂をそれぞれ４０〜８９重量％、１０〜５０重量％および１〜４０重量％の割合で秤量して混練機に投入し、その合計１００重量部に対し、有機過酸化物として１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼンを０．１〜１．０重量部添加し、温度１４０〜２６０℃で１〜３分間混練する。得られた熱可塑性エラストマー組成物を押出成形、カレンダー成形および射出成形等で任意の形状に成形し、遮音や制振の用途または気体不透過性を利用してシール用に用いる。
【００１５】
【実施例】
ゴム成分、樹脂成分、第３成分および有機過酸化物として下記の「１」ないし「５」の材料を用意した。
１．部分架橋型ブチルゴム：ポリサー社製「ポリサーブチルＸＬ−10000 」
２．軟質ポリプロピレン：住友化学社製「エクセレンＫＳ３７Ｇ−１」
３．共重合ポリプロピレン：三井石油化学社製「ハイポールＦ−３２７Ｄ」
４．脂環族飽和炭化水素樹脂：荒川化学工業社製「アルコンＰ−９０」
５．１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン：化薬アクゾ社製「パーカドックス１４−４０」
また、比較例用として下記の材料を用意した。
６．水添ＳＢＲ：日本合成ゴム社製「ダイナロン１３２０Ｐ」
７．プロセスオイル：出光興産社製「ダイアナプロセスオイルＰＷ−３８０」
【００１６】
上記の「１」ないし「７」の材料を種々の割合で配合し、混練して実施例１〜９および比較例１〜３の熱可塑性エラストマー組成物を製造した。混練機としてはブラベンダー型混練機（東洋精機社製「ラボプラストミルＲ−５００」）を用い、温度を１８０℃に設定した後、ゴム成分および第３成分を投入して２分間混練し、次いで樹脂成分を投入して３分間混練し、上記のゴム成分と樹脂成分とを均一に混合した後、有機過酸化物を投入して混練し、トルクが極大値を示してから更に２分間混練した。しかるのち、温度１８０℃のプレス機を用い、上記の混練で得られた組成物に熱プレスを施して厚さ約１mmのシートを作り、各種の物性を測定した。
【００１７】
物性測定は下記により行った。
１．硬度：ＪＩＳ  Ｋ−６３０１にしたがって測定した。
２．強度、伸度および１００％モジュラス：ＪＩＳ  Ｋ−６３０１にしたがい、３号ダンベルで測定した。
３．ガスバリヤー性（酸素透過度）：上記シートを直径５mmの円形に切り抜き、気体透過測定装置（理化精機工業社製「Ｋ−３１５Ｎ−０３」）を用い、２３℃における酸素の気体透過度（ml・mm／24h ・m2・atm ）を測定した。
４．反発弾性：上記シートを重ねて所定の高さとし、ＪＩＳ  Ｋ−６３０１にしたがって測定した。
５．振動損失係数（tan δ）：スペクトロメータ（横浜システム社製）を用い、周波数１１０Ｈz 、温度２０℃で測定した。
６．遮音性（音響透過損失）：音響室の室内容積をＩＳＯ規格を満足する５０m3以上とし、実施例３につき、周波数を種々に変えて測定した。
【００１８】
上記の測定結果を材料の配合比率と共に下記の表１、２に示す。ただし、遮音性（音響透過損失）は図１に示した。なお、表１、２において、ＰＰはポリプロピレンを、脂環族樹脂は脂環族飽和炭化水素樹脂を、ＭＩは組成物のメルトインデックスを、Ｍ100 は１００％モジュラスをそれぞれ意味する。また、「実施例」は「実」と、「比較例」は「比」とそれぞれ略記した。
【００１９】
表１
0003872606.tif 000002
【００２０】
表２
0003872606.tif 000003
【００２１】
上記の表１、２に示すように、実施例１〜９は、硬度が４５〜８３度と広い範囲で変化し、反発弾性が通常低反発から無反発と呼ばれる範囲の３０％以下にあり、特に実施例３〜５は１０％以下であって振動吸収性に優れ、かつ酸素透過度が加硫ブチルゴムと同程度で、かつＥＰＤＭを主成分とするオレフィン系熱可塑性エラストマーの１／１０程度と優れており、またtan δは０．７２〜１．０９という高い水準を示した。
【００２２】
これに対して比較例１は、脂環族飽和炭化水素樹脂を欠くため、tan δが小さく、制振性に劣っていた。また、比較例２は、脂環族飽和炭化水素樹脂の代わりに水素添加ＳＢＲを用いたため、酸素透過度が高く、tan δが小さく、制振性に劣っていた。また、比較例３は、脂環族飽和炭化水素樹脂の代わりにプロセスオイルを用いたため、比較例２と同様に酸素透過度が高く、tan δが小さくて制振性に劣っていた。
【００２３】
【発明の効果】
上記のとおり、この発明の熱可塑性エラストマーは、配合比率の選択により、硬度（ＪＩＳ−Ａ）を４５度ないし８５度の広い範囲で容易に設定することができ、しかも強伸度、ガスバリヤー性、制振性および遮音性等に優れている。そして、樹脂成分をポリプロピレン樹脂とエチレン・プロピレンゴムとの混合物または共重合ポリプロピレン樹脂に限定したものであるから、組成物の柔軟性が一層向上する。また、第３成分を脂環族飽和炭化水素樹脂に限定したものであるから、相溶性が向上し、物性が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例３の遮音性を示すグラフである。
【図１】
0003872606.tif 000004