JPH11140248A - 熱可塑性エラストマー組成物及びシート - Google Patents
熱可塑性エラストマー組成物及びシートInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】HDPEとの熱融着による接着性が良好で、高
温における強度の高いポリエチレン又はαオレフィン−
エチレン共重合体含有熱可塑性エラストマー組成物の提
供。 【解決手段】エチレンプロピレン共重合ゴム(EPD
M)とポリプロピレン系樹脂(PP)をEPDM/PP
(重量比)が30/70〜70/30で含む熱可塑性エ
ラストマー100重量部に対して、Mw/Mn≦4.0
かつ密度0.91(g/cm3 )以上であるポリエチレ
ンまたはαオレフィン−エチレン共重合体を5〜100
重量部含有する熱可塑性エラストマー組成物。
温における強度の高いポリエチレン又はαオレフィン−
エチレン共重合体含有熱可塑性エラストマー組成物の提
供。 【解決手段】エチレンプロピレン共重合ゴム(EPD
M)とポリプロピレン系樹脂(PP)をEPDM/PP
(重量比)が30/70〜70/30で含む熱可塑性エ
ラストマー100重量部に対して、Mw/Mn≦4.0
かつ密度0.91(g/cm3 )以上であるポリエチレ
ンまたはαオレフィン−エチレン共重合体を5〜100
重量部含有する熱可塑性エラストマー組成物。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はHDPEとの熱融着
による接着性が良好で、高温における材料強度の高いポ
リエチレンまたはαオレフィン−エチレン共重合体含有
熱可塑性エラストマー組成物、およびそれを使用したシ
ートに関する。
による接着性が良好で、高温における材料強度の高いポ
リエチレンまたはαオレフィン−エチレン共重合体含有
熱可塑性エラストマー組成物、およびそれを使用したシ
ートに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、廃棄物処理場用遮水シート及びト
ンネル工法等で使用される防水シート、更にまた建築用
ルーフィング材料などに使用される防水シート等に用い
られている材質として、エチレン・プロピレン・ジエン
共重合ゴム(EPDM)系の加硫ゴム組成物などは、柔
軟性、耐候性には優れているものの機械的強度が不足し
たり、熱融着できないという欠点があった。一方多く使
用される高密度ポリエチレン(HPDM)などの樹脂材
料は、高破壊強度は有しているが、柔軟性に欠けるとと
もに、熱融着性は有するものの硬いため熱をかけても物
理的に融着しにくく、加工性に劣るという欠点があっ
た。これに対し、近年、ポリプロピレン系樹脂(PP)
とEPDMゴム組成物よりなりゴム組成物に動的加硫を
施した熱可塑性エラストマー組成物を使用した熱融着可
能な柔軟シートが注目されている。ただし、シート防水
法に最も広く用いられているのが高密度ポリエチレン
(HDPE)製のシートであり、このためシート防水法
に用いられる他のシートはHDPEとの接着、特に熱融
着が可能であるのが好ましい。このようなシートのうち
凹凸のある面に使用可能な柔軟性を有するものとしてP
P/EPDMからなる熱可塑性エラストマーにエチレン
共重合体を配合してなるシートが開示されているが(特
開昭59−18741号公報、特開平2−255733
号公報)、通常エチレン共重合体は融点が低いために、
それを含有したシートも、炎天下でシートを放置した場
合など高温下での強度が充分ではないという欠点があっ
た。
ンネル工法等で使用される防水シート、更にまた建築用
ルーフィング材料などに使用される防水シート等に用い
られている材質として、エチレン・プロピレン・ジエン
共重合ゴム(EPDM)系の加硫ゴム組成物などは、柔
軟性、耐候性には優れているものの機械的強度が不足し
たり、熱融着できないという欠点があった。一方多く使
用される高密度ポリエチレン(HPDM)などの樹脂材
料は、高破壊強度は有しているが、柔軟性に欠けるとと
もに、熱融着性は有するものの硬いため熱をかけても物
理的に融着しにくく、加工性に劣るという欠点があっ
た。これに対し、近年、ポリプロピレン系樹脂(PP)
とEPDMゴム組成物よりなりゴム組成物に動的加硫を
施した熱可塑性エラストマー組成物を使用した熱融着可
能な柔軟シートが注目されている。ただし、シート防水
法に最も広く用いられているのが高密度ポリエチレン
(HDPE)製のシートであり、このためシート防水法
に用いられる他のシートはHDPEとの接着、特に熱融
着が可能であるのが好ましい。このようなシートのうち
凹凸のある面に使用可能な柔軟性を有するものとしてP
P/EPDMからなる熱可塑性エラストマーにエチレン
共重合体を配合してなるシートが開示されているが(特
開昭59−18741号公報、特開平2−255733
号公報)、通常エチレン共重合体は融点が低いために、
それを含有したシートも、炎天下でシートを放置した場
合など高温下での強度が充分ではないという欠点があっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明はHDPEとの
接着が良好で、高温における材料強度の高いポリエチレ
ンまたはαオレフィン−エチレン共重合体含有熱可塑性
エラストマー組成物、およびそれを使用したシートを提
供しようとする。
接着が良好で、高温における材料強度の高いポリエチレ
ンまたはαオレフィン−エチレン共重合体含有熱可塑性
エラストマー組成物、およびそれを使用したシートを提
供しようとする。
【0004】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の目的
は、EPDMとPPをEPDM/PP(重量比)が30
/70〜70/30で含む熱可塑性エラストマー100
重量部に対して、Mw/Mn≦4.0かつ密度0.91
(g/cm3 )以上であるポリエチエレンまたはαオレ
フィン−エチレン共重合体を5〜100重量部含有する
熱可塑性エラストマー組成物を提供する。このうち、前
記ポリエチレンまたはαオレフィン−エチレン共重合体
がメタロセン触媒を用いて重合されたものであるのが好
ましい。さらに、本発明は上記熱可塑性エラストマー組
成物からなる防水シートを提供する。
は、EPDMとPPをEPDM/PP(重量比)が30
/70〜70/30で含む熱可塑性エラストマー100
重量部に対して、Mw/Mn≦4.0かつ密度0.91
(g/cm3 )以上であるポリエチエレンまたはαオレ
フィン−エチレン共重合体を5〜100重量部含有する
熱可塑性エラストマー組成物を提供する。このうち、前
記ポリエチレンまたはαオレフィン−エチレン共重合体
がメタロセン触媒を用いて重合されたものであるのが好
ましい。さらに、本発明は上記熱可塑性エラストマー組
成物からなる防水シートを提供する。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明で用いる熱可塑性エラスト
マーは、EPDMとPPをEPDM/PP(重量比)が
30/70〜70/30の割合で含むものである。本発
明におけるEPDMは、エチレン、プロピレンとジエン
モノマーよりなるゴムである。また、ジエン成分を持た
ないエチレン−プロピレン共重合ゴム(EPM)も同様
に使用できる。ジエンモノマーとしては、ジシクロペン
タジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボル
ネン、1,4−ヘキサジエン、シクロオクタジエンなど
が挙げられる。なかでも加硫速度の速いエチリデンノル
ボルネンが好ましい。第3成分の量はヨウ素価で3〜2
5さらには5〜20程度が好ましい。これらのうち、E
PDMはプロピレン含有量が10〜70モル%であるの
が好ましい。
マーは、EPDMとPPをEPDM/PP(重量比)が
30/70〜70/30の割合で含むものである。本発
明におけるEPDMは、エチレン、プロピレンとジエン
モノマーよりなるゴムである。また、ジエン成分を持た
ないエチレン−プロピレン共重合ゴム(EPM)も同様
に使用できる。ジエンモノマーとしては、ジシクロペン
タジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボル
ネン、1,4−ヘキサジエン、シクロオクタジエンなど
が挙げられる。なかでも加硫速度の速いエチリデンノル
ボルネンが好ましい。第3成分の量はヨウ素価で3〜2
5さらには5〜20程度が好ましい。これらのうち、E
PDMはプロピレン含有量が10〜70モル%であるの
が好ましい。
【0006】本発明におけるPPとしては、プロピレン
を単位部分とするアイソタクチック、シンジオタクチイ
ック、アタクチックのいずれの立体化学構造をとるもの
であってもよい。このほかプロピレンを主成分とし、こ
れと共重合し得る少量の他のモノマーとの共重合体があ
げられる。共重合し得る他のモノマーとしては、エチレ
ン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、2−メ
チル−1−プロペン、3−メチル−1−ペンテン、4−
メチル−1−ペンテン、5−メチル−1−ヘキセン等が
挙げられる。このうち、JIS K7207による熱変
形温度が100℃以上であるものが好ましい。熱可塑性
エラストマー中のEPDMとPPは、その重量比(EP
DM/PP)が30/70〜70/30で、好ましくは
50/50〜70/30である。PPの配合量が多過ぎ
ると得られる熱可塑性エラストマーの柔軟性が損なわ
れ、少な過ぎると流動性が不十分となる。
を単位部分とするアイソタクチック、シンジオタクチイ
ック、アタクチックのいずれの立体化学構造をとるもの
であってもよい。このほかプロピレンを主成分とし、こ
れと共重合し得る少量の他のモノマーとの共重合体があ
げられる。共重合し得る他のモノマーとしては、エチレ
ン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、2−メ
チル−1−プロペン、3−メチル−1−ペンテン、4−
メチル−1−ペンテン、5−メチル−1−ヘキセン等が
挙げられる。このうち、JIS K7207による熱変
形温度が100℃以上であるものが好ましい。熱可塑性
エラストマー中のEPDMとPPは、その重量比(EP
DM/PP)が30/70〜70/30で、好ましくは
50/50〜70/30である。PPの配合量が多過ぎ
ると得られる熱可塑性エラストマーの柔軟性が損なわ
れ、少な過ぎると流動性が不十分となる。
【0007】本発明の熱可塑性エラストマー組成物はさ
らに、架橋剤、架橋促進剤、架橋助剤等の架橋系を使用
し、EPDM、PPの混練中に架橋剤を添加し、EPD
M、PPを2軸混練押出機等で溶融混練し、マトリック
スを形成するPP中に未架橋のEPDMを分散させ、混
練下で架橋剤を添加し、未架橋のEPDMを混練中に、
動的に加硫し、PPをマトリックスとし、EPDMが分
散相(ドメイン)として分散し、かつ、EPDMの少な
くとも一部が架橋された構成をとるものである。
らに、架橋剤、架橋促進剤、架橋助剤等の架橋系を使用
し、EPDM、PPの混練中に架橋剤を添加し、EPD
M、PPを2軸混練押出機等で溶融混練し、マトリック
スを形成するPP中に未架橋のEPDMを分散させ、混
練下で架橋剤を添加し、未架橋のEPDMを混練中に、
動的に加硫し、PPをマトリックスとし、EPDMが分
散相(ドメイン)として分散し、かつ、EPDMの少な
くとも一部が架橋された構成をとるものである。
【0008】本発明で用いる架橋剤としては、イオウ系
架橋剤、有機過酸化物系架橋剤、フェノール系架橋剤等
を用いることができる。具体的には、イオウ系架橋剤と
しては粉末イオウ、沈降性イオウ、高分散性イオウ、表
面処理イオウ、不溶性イオウ、ジモルフォリンジサルフ
ァイド、アルキルフェノールジサルファイド等が例示さ
れ、例えば、0.5〜4phr(EPDM中のポリマー
100重量部あたりの重量部)程度を用いればよい。有
機過酸化物系の架橋剤としては、ベンゾイルパーオキサ
イド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、2,4−ジク
ロロベンゾイルパーオキサイド、2,5−ジメチル−
2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5
−ジメチルヘキサン−2,5−ジ(パーオキシルベンゾ
エート)等が例示され、例えば、1〜15phr程度を
用いればよい。フェノール樹脂系の架橋剤としては、ア
ルキルフェノール樹脂の臭素化物や、塩化スズ、クロロ
プレン等のハロゲンドナーとアルキルフェノール樹脂と
を含有する混合架橋系等が例示され、例えば1〜20p
hr程度を用いればよい。
架橋剤、有機過酸化物系架橋剤、フェノール系架橋剤等
を用いることができる。具体的には、イオウ系架橋剤と
しては粉末イオウ、沈降性イオウ、高分散性イオウ、表
面処理イオウ、不溶性イオウ、ジモルフォリンジサルフ
ァイド、アルキルフェノールジサルファイド等が例示さ
れ、例えば、0.5〜4phr(EPDM中のポリマー
100重量部あたりの重量部)程度を用いればよい。有
機過酸化物系の架橋剤としては、ベンゾイルパーオキサ
イド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、2,4−ジク
ロロベンゾイルパーオキサイド、2,5−ジメチル−
2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5
−ジメチルヘキサン−2,5−ジ(パーオキシルベンゾ
エート)等が例示され、例えば、1〜15phr程度を
用いればよい。フェノール樹脂系の架橋剤としては、ア
ルキルフェノール樹脂の臭素化物や、塩化スズ、クロロ
プレン等のハロゲンドナーとアルキルフェノール樹脂と
を含有する混合架橋系等が例示され、例えば1〜20p
hr程度を用いればよい。
【0009】また、必要に応じて、架橋促進剤を添加し
てもよい。架橋促進剤としては、アルデヒド・アンモニ
ア系、グアニジン系、チアゾール系、スルフェンアミド
系、チウラム系、ジチオ酸塩系、チオウレア系等の一般
的な架橋促進剤を、例えば0.5〜2重量部程度用いれ
ばよい。
てもよい。架橋促進剤としては、アルデヒド・アンモニ
ア系、グアニジン系、チアゾール系、スルフェンアミド
系、チウラム系、ジチオ酸塩系、チオウレア系等の一般
的な架橋促進剤を、例えば0.5〜2重量部程度用いれ
ばよい。
【0010】具体的には、アルデヒド・アンモニア系架
橋促進剤としては、ヘキサメチレンテトラミン等が;グ
アニジン系架橋促進剤としては、ジフェニルグアニジン
等が;チアゾール系架橋促進剤としては、ジベンゾチア
ジルジサルファイド(DM)、2−(4’−モルホリノ
ジチオ)ベンゾチアゾール等が;スルフェンアミド系架
橋促進剤としては、シクロヘキシルベンゾチアゾリルス
ルフェンアマイド(CBS)、N−オキソジエチレンベ
ンゾチアゾリル−2−スルフェンアマイド、N−t−ブ
チル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアマイド、2−
(チモルポリニルジチオ)ベンゾチアゾール等が;チウ
ラム系架橋促進剤としては、テトラメチルチウラムジサ
ルファイド(TMTD)、テトラエチルチウラムジサル
ファイド、テトラメチルチウラムモノサルファイド(T
MTM)、ジペンタメチレンチウラムテトラサルファイ
ド等が;ジチオ酸塩系架橋促進剤としては、Zn−ジメ
チルジチオカーバメート、Zn−ジエチルジチオカーバ
メート、Zn−ジ−n−ブチルジチオカーバメート、Z
n−エチルフェニルジチオカーバメート、Te−ジエチ
ルジチオカーバメート、Cu−ジメチルジチオカーバメ
ート、Fe−ジメチルジチオカーバメート、ピペコリン
ピペコリルジチオカーバメート等が;チオウレア系架橋
促進剤としては、エチレンチオウレア、ジエチルチオウ
レア等が; それぞれ開示される。
橋促進剤としては、ヘキサメチレンテトラミン等が;グ
アニジン系架橋促進剤としては、ジフェニルグアニジン
等が;チアゾール系架橋促進剤としては、ジベンゾチア
ジルジサルファイド(DM)、2−(4’−モルホリノ
ジチオ)ベンゾチアゾール等が;スルフェンアミド系架
橋促進剤としては、シクロヘキシルベンゾチアゾリルス
ルフェンアマイド(CBS)、N−オキソジエチレンベ
ンゾチアゾリル−2−スルフェンアマイド、N−t−ブ
チル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアマイド、2−
(チモルポリニルジチオ)ベンゾチアゾール等が;チウ
ラム系架橋促進剤としては、テトラメチルチウラムジサ
ルファイド(TMTD)、テトラエチルチウラムジサル
ファイド、テトラメチルチウラムモノサルファイド(T
MTM)、ジペンタメチレンチウラムテトラサルファイ
ド等が;ジチオ酸塩系架橋促進剤としては、Zn−ジメ
チルジチオカーバメート、Zn−ジエチルジチオカーバ
メート、Zn−ジ−n−ブチルジチオカーバメート、Z
n−エチルフェニルジチオカーバメート、Te−ジエチ
ルジチオカーバメート、Cu−ジメチルジチオカーバメ
ート、Fe−ジメチルジチオカーバメート、ピペコリン
ピペコリルジチオカーバメート等が;チオウレア系架橋
促進剤としては、エチレンチオウレア、ジエチルチオウ
レア等が; それぞれ開示される。
【0011】また、架橋促進助剤としては、一般的なゴ
ム用助剤を併せて用いることができ、例えば、亜鉛華
(5重量部程度)、ステアリン酸やオレイン酸およびこ
れらのZn塩(2〜4重量程度)等を用いればよい。
ム用助剤を併せて用いることができ、例えば、亜鉛華
(5重量部程度)、ステアリン酸やオレイン酸およびこ
れらのZn塩(2〜4重量程度)等を用いればよい。
【0012】本発明における熱可塑性エラストマーに
は、これ以外にも、他のゴム、軟化剤、可塑剤、老化防
止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料や染料等の着色
剤、カーボンブラックやシリカ等の充填剤が必要に応じ
て含まれていてもよい。
は、これ以外にも、他のゴム、軟化剤、可塑剤、老化防
止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料や染料等の着色
剤、カーボンブラックやシリカ等の充填剤が必要に応じ
て含まれていてもよい。
【0013】本発明において熱可塑性エラストマーを動
的に加硫する方法としては公知の製造方法が利用可能で
あるが、バッチ式の製造方法を用いても良く、あるい
は、連続的にPPを供給・溶融し、混練しつつ移送しな
がら順次EPDMや加硫剤等を添加・混練して熱可塑性
エラストマーを製造する、2軸混練押出基等を使用した
連続的な製造方法を使用してもよい。例えば、スクリュ
ー押出機、ニーダ、バンバリミキサー、2軸混練押出機
等を用いることができる。さらに2種以上の混練機を使
用して、順次混練してもよい。また、混練温度はPPが
溶融する温度以上であれば良いが、180〜220℃が
好ましい。混練時の剪断速度は500〜7500sec
-1であるのが好ましい。混練全体の時間は30秒から1
0分で、加硫系を添加した後の加硫時間は15秒から5
分程度とするのが好ましい。
的に加硫する方法としては公知の製造方法が利用可能で
あるが、バッチ式の製造方法を用いても良く、あるい
は、連続的にPPを供給・溶融し、混練しつつ移送しな
がら順次EPDMや加硫剤等を添加・混練して熱可塑性
エラストマーを製造する、2軸混練押出基等を使用した
連続的な製造方法を使用してもよい。例えば、スクリュ
ー押出機、ニーダ、バンバリミキサー、2軸混練押出機
等を用いることができる。さらに2種以上の混練機を使
用して、順次混練してもよい。また、混練温度はPPが
溶融する温度以上であれば良いが、180〜220℃が
好ましい。混練時の剪断速度は500〜7500sec
-1であるのが好ましい。混練全体の時間は30秒から1
0分で、加硫系を添加した後の加硫時間は15秒から5
分程度とするのが好ましい。
【0014】このように製造される熱可塑性エラストマ
ー組成物は、熱可塑性樹脂とゴム組成物とを素練りしな
がらゴムの加硫を進行させる、いわば、動的に加硫を進
行させる動的加硫(Dynamic CureまたはDynamic Vulcan
ization )により製造される熱可塑性エラストマー組成
物である。このような製法を利用することにより、得ら
れた熱可塑性エラストマー組成物は、少なくとも一部が
連続相となる熱可塑性樹脂相に、少なくとも一部が不連
続相となる加硫ゴム相が微細に分散した状態となるた
め、この熱可塑性エラストマー組成物は加硫ゴムと同様
の挙動を示し、かつ、少なくとも連続相が熱可塑性樹脂
相であるため、その成形加工に際しては、熱可塑性樹脂
に準じた加工が可能である。
ー組成物は、熱可塑性樹脂とゴム組成物とを素練りしな
がらゴムの加硫を進行させる、いわば、動的に加硫を進
行させる動的加硫(Dynamic CureまたはDynamic Vulcan
ization )により製造される熱可塑性エラストマー組成
物である。このような製法を利用することにより、得ら
れた熱可塑性エラストマー組成物は、少なくとも一部が
連続相となる熱可塑性樹脂相に、少なくとも一部が不連
続相となる加硫ゴム相が微細に分散した状態となるた
め、この熱可塑性エラストマー組成物は加硫ゴムと同様
の挙動を示し、かつ、少なくとも連続相が熱可塑性樹脂
相であるため、その成形加工に際しては、熱可塑性樹脂
に準じた加工が可能である。
【0015】本発明においてポリエチレンまたはαオレ
フィン−エチレン共重合体はPEとの熱融着を担保する
ための必須の構成成分である。本発明で用いるポリエチ
レンまたはαオレフィン−エチレン共重合体は、Mw
(重量平均分子量)/Mn(数平均分子量)≦4.0で
あり、さらに1.5≦Mw/Mn≦3.0であるのが好
ましい。Mw/Mnが4.0超であるとポリエチレンま
たはαオレフィン−エチレン共重合体の分布が大きく、
このため、低温から材料が融解しはじめるためにこれを
含有する熱可塑性エラストマー組成物よりなるシートは
高温(80℃)での強度が充分でない。密度は、0.9
1(g/cm3 )以上であり、0.92〜0.94(g
/cm3 )であるのが好ましい。密度が0.91(g/
cm3 )未満であるポリエチレンまたはαオレフィン−
エチレン共重合体は、結晶化度が小さいため、材料の強
度が小さく、これを含有した熱可塑性エラストマー組成
物よりなるシートも引っ張り強度、引き裂き強度等が低
下してしまうのである。また、αオレフィンとしては、
1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル
−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデ
セン、1−テトラデセン、1−オクタデセンなどが挙げ
られる。このうち1−ヘキセン、1−オクテン等が好ま
しく、共重合体のαオレフィン量は0〜30重量%、好
ましくは2〜10重量%である。このようなポリエチレ
ンまたはαオレフィン−エチレン共重合体としてはメタ
ロセン触媒を用いて重合されたものが好ましい。メタロ
セン触媒を用いて重合されたポリエチレンまたはαオレ
フィン−エチレン共重合体は分子量分布が狭く、均質で
あるという特性を有する。従来HDPEシートとの熱融
着を可能にするために通常のPEを配合すると、PEの
分子量のばらつきによる低分子量のPEの混在に起因
し、高温下におけるシートの強度が低下してしまうとい
う問題が生じていたが、本発明では特定のポリエチレン
またはαオレフィン−エチレン共重合体を用いることに
より、得られるシートの熱による材料強度の低下を抑え
ることができる。また、分子量の均質性から、シート接
合時には、極めて均一に融解し、このため接合時の作業
性、接合部位の品質、安定性も高まる。本発明の熱可塑
性エラストマー組成物におけるポリエチレンまたはαオ
レフィン−エチレン共重合体の配合量は前記熱可塑性エ
ラストマー100重量部に対して、5〜100重量部で
あり、好ましくは20〜80重量部である。ポリエチレ
ンまたはαオレフィン−エチレン共重合体の配合量が1
00重量部を超えると常温でのシート強度が低下してし
まい、5重量部未満であるとHDPEシートに対して熱
融着できないからである。
フィン−エチレン共重合体はPEとの熱融着を担保する
ための必須の構成成分である。本発明で用いるポリエチ
レンまたはαオレフィン−エチレン共重合体は、Mw
(重量平均分子量)/Mn(数平均分子量)≦4.0で
あり、さらに1.5≦Mw/Mn≦3.0であるのが好
ましい。Mw/Mnが4.0超であるとポリエチレンま
たはαオレフィン−エチレン共重合体の分布が大きく、
このため、低温から材料が融解しはじめるためにこれを
含有する熱可塑性エラストマー組成物よりなるシートは
高温(80℃)での強度が充分でない。密度は、0.9
1(g/cm3 )以上であり、0.92〜0.94(g
/cm3 )であるのが好ましい。密度が0.91(g/
cm3 )未満であるポリエチレンまたはαオレフィン−
エチレン共重合体は、結晶化度が小さいため、材料の強
度が小さく、これを含有した熱可塑性エラストマー組成
物よりなるシートも引っ張り強度、引き裂き強度等が低
下してしまうのである。また、αオレフィンとしては、
1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル
−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデ
セン、1−テトラデセン、1−オクタデセンなどが挙げ
られる。このうち1−ヘキセン、1−オクテン等が好ま
しく、共重合体のαオレフィン量は0〜30重量%、好
ましくは2〜10重量%である。このようなポリエチレ
ンまたはαオレフィン−エチレン共重合体としてはメタ
ロセン触媒を用いて重合されたものが好ましい。メタロ
セン触媒を用いて重合されたポリエチレンまたはαオレ
フィン−エチレン共重合体は分子量分布が狭く、均質で
あるという特性を有する。従来HDPEシートとの熱融
着を可能にするために通常のPEを配合すると、PEの
分子量のばらつきによる低分子量のPEの混在に起因
し、高温下におけるシートの強度が低下してしまうとい
う問題が生じていたが、本発明では特定のポリエチレン
またはαオレフィン−エチレン共重合体を用いることに
より、得られるシートの熱による材料強度の低下を抑え
ることができる。また、分子量の均質性から、シート接
合時には、極めて均一に融解し、このため接合時の作業
性、接合部位の品質、安定性も高まる。本発明の熱可塑
性エラストマー組成物におけるポリエチレンまたはαオ
レフィン−エチレン共重合体の配合量は前記熱可塑性エ
ラストマー100重量部に対して、5〜100重量部で
あり、好ましくは20〜80重量部である。ポリエチレ
ンまたはαオレフィン−エチレン共重合体の配合量が1
00重量部を超えると常温でのシート強度が低下してし
まい、5重量部未満であるとHDPEシートに対して熱
融着できないからである。
【0016】本発明の熱可塑性エラストマー組成物は上
記熱可塑性エラストマーとポリエチレン又はαオレフィ
ン−エチレン共重合体、および必要に応じて充填剤等
を、バンバリーミキサー、1軸または2軸押出機、ミキ
シングロール、ニーダー、連続ミキサー等を用いて、1
80〜220℃で、0.5〜5分間混練することにより
得られる。なお、この際、必要に応じて充填剤、酸化防
止剤、帯電防止剤、錆害防止剤、相溶化剤、着色剤、紫
外線吸収剤、滑剤などの加工助剤、それらの分散剤等を
加えてもよい。また、本発明においてポリエチレンまた
はαオレフィン−エチレン共重合体は前記熱可塑性エラ
ストマーの動的加硫時に添加しても良く、その添加時は
特に限定されない。
記熱可塑性エラストマーとポリエチレン又はαオレフィ
ン−エチレン共重合体、および必要に応じて充填剤等
を、バンバリーミキサー、1軸または2軸押出機、ミキ
シングロール、ニーダー、連続ミキサー等を用いて、1
80〜220℃で、0.5〜5分間混練することにより
得られる。なお、この際、必要に応じて充填剤、酸化防
止剤、帯電防止剤、錆害防止剤、相溶化剤、着色剤、紫
外線吸収剤、滑剤などの加工助剤、それらの分散剤等を
加えてもよい。また、本発明においてポリエチレンまた
はαオレフィン−エチレン共重合体は前記熱可塑性エラ
ストマーの動的加硫時に添加しても良く、その添加時は
特に限定されない。
【0017】特に、耐候性が要求される屋外シート等の
用途では、本発明の熱可塑性エラストマー組成物にカー
ボンブラックを添加してもよい。カーボンブラックを含
有することにより長期耐候性に優れる熱可塑性エラスト
マー組成物を得ることができる。カーボンブラックはE
PDM中に存在してもPPまたはポリエチレン、αオレ
フィン−エチレン共重合体中に存在しても、両方に存在
してもよいが、EPDM、PPおよびエチレン共重合体
の総重量100重量部に対して0.5〜200重量部添
加することが好ましい。
用途では、本発明の熱可塑性エラストマー組成物にカー
ボンブラックを添加してもよい。カーボンブラックを含
有することにより長期耐候性に優れる熱可塑性エラスト
マー組成物を得ることができる。カーボンブラックはE
PDM中に存在してもPPまたはポリエチレン、αオレ
フィン−エチレン共重合体中に存在しても、両方に存在
してもよいが、EPDM、PPおよびエチレン共重合体
の総重量100重量部に対して0.5〜200重量部添
加することが好ましい。
【0018】また、本発明の熱可塑性エラストマー組成
物に軟化剤および/または可塑剤を添加すると、エラス
トマーの柔軟性を向上させることができるので好まし
く、シートにするのに好ましい。EPDM中に添加する
場合は、相溶性の点からパラフィン系オイル、特に耐熱
性を有するパラフィン系オイル等が好適に挙げられる。
添加量はEPDM100重量部に対して50〜150重
量部であるのが好ましい。
物に軟化剤および/または可塑剤を添加すると、エラス
トマーの柔軟性を向上させることができるので好まし
く、シートにするのに好ましい。EPDM中に添加する
場合は、相溶性の点からパラフィン系オイル、特に耐熱
性を有するパラフィン系オイル等が好適に挙げられる。
添加量はEPDM100重量部に対して50〜150重
量部であるのが好ましい。
【0019】本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、
柔軟性、高温下における破壊強度に優れており、ベル
ト、ロール、型物、ホース、チューブ、電線、ケーブ
ル、建築用資材、土木用資材、農業用、建築用や土木用
などのシート又はフィルム、包装フィルム等に使用する
ことができる。特に廃棄物処理場用の遮水シート、また
はビルの屋上やトンネル工法などに使用される防水シー
トに好適に用いられる。
柔軟性、高温下における破壊強度に優れており、ベル
ト、ロール、型物、ホース、チューブ、電線、ケーブ
ル、建築用資材、土木用資材、農業用、建築用や土木用
などのシート又はフィルム、包装フィルム等に使用する
ことができる。特に廃棄物処理場用の遮水シート、また
はビルの屋上やトンネル工法などに使用される防水シー
トに好適に用いられる。
【0020】本発明のシートは常用のシートの成形法に
より得ることができる。例えば、ペレット化した本発明
の熱可塑性エラストマー組成物をTダイ押出機、あるい
はカレンダ成形機、ブロー成形機やインフレーション成
形機等により所望の形状のシートに成形することができ
る。本発明のシートは単独で用いても良いが、必要に応
じて施工現場で熱融着等によりその端部を各種シートと
接合され使用される。本発明のシートは低温から高温に
わたる広い範囲で充分な強度を示し、ビルの屋上の防
水、産業廃棄物処理場の防水、その他の土木工事全般の
防水施工用に使用することができる。
より得ることができる。例えば、ペレット化した本発明
の熱可塑性エラストマー組成物をTダイ押出機、あるい
はカレンダ成形機、ブロー成形機やインフレーション成
形機等により所望の形状のシートに成形することができ
る。本発明のシートは単独で用いても良いが、必要に応
じて施工現場で熱融着等によりその端部を各種シートと
接合され使用される。本発明のシートは低温から高温に
わたる広い範囲で充分な強度を示し、ビルの屋上の防
水、産業廃棄物処理場の防水、その他の土木工事全般の
防水施工用に使用することができる。
【0021】
【実施例】<熱可塑性エラストマー組成物の調製>下記
表1に示す配合に従って、EPDM、オイル、カーボン
ブラックを密閉式のバンバリーミキサーに投入し、10
0℃、5分間混練してエラストマー成分を調製した。そ
の後、エラストマー成分をゴム用ペレタイザーでペレッ
ト化した。次いで、PPを、2軸混練機の第1の投入口
に投入して混練し、その後第2の投入口からエラストマ
ー成分を投入し、PP中にエラストマー成分を十分に分
散した。さらに、第3の投入口から加硫系(Zn,ステ
アリン酸、臭素化フェノール)を投入し、混練温度20
0℃、剪断速度1150s-1で動的に加硫せしめた後
に、先端部より、ストランド状に押し出し、このストラ
ンドを水冷・冷却した後に樹脂用ペレタイザーでペレッ
ト化して、熱可塑性エラストマーを調製した。
表1に示す配合に従って、EPDM、オイル、カーボン
ブラックを密閉式のバンバリーミキサーに投入し、10
0℃、5分間混練してエラストマー成分を調製した。そ
の後、エラストマー成分をゴム用ペレタイザーでペレッ
ト化した。次いで、PPを、2軸混練機の第1の投入口
に投入して混練し、その後第2の投入口からエラストマ
ー成分を投入し、PP中にエラストマー成分を十分に分
散した。さらに、第3の投入口から加硫系(Zn,ステ
アリン酸、臭素化フェノール)を投入し、混練温度20
0℃、剪断速度1150s-1で動的に加硫せしめた後
に、先端部より、ストランド状に押し出し、このストラ
ンドを水冷・冷却した後に樹脂用ペレタイザーでペレッ
ト化して、熱可塑性エラストマーを調製した。
【0022】
【0023】表中の記載は以下のとおりである。なお、
表中の数値は重量部を表す。 PP:MJ170(トクヤマ社製) EPDM:EPT3045(三井石油化学社製) オイル:マシン油22(昭和シェル石油社製) カーボンブラック:シーストV(東海カーボン社製) ZnO:亜鉛華3号(正同化学社製) ステアリン酸:ビーズステアリン酸(日本油脂社製) 臭素化フェノール:タッキロール250−1(田岡化学
社製)
表中の数値は重量部を表す。 PP:MJ170(トクヤマ社製) EPDM:EPT3045(三井石油化学社製) オイル:マシン油22(昭和シェル石油社製) カーボンブラック:シーストV(東海カーボン社製) ZnO:亜鉛華3号(正同化学社製) ステアリン酸:ビーズステアリン酸(日本油脂社製) 臭素化フェノール:タッキロール250−1(田岡化学
社製)
【0024】<シートの製造>下記表2に記載のとおり
の配合で、熱可塑性エラストマーと各種PE及びαオレ
フィン−エチレン共重合体をブレンダーで混合し、得ら
れた混合物を単軸混練押出機を使用して、200℃で溶
融し、T型ダイスより厚さ1.5mmのシートに押し出
した。得られたシートを試験片とし以下の評価において
使用した。
の配合で、熱可塑性エラストマーと各種PE及びαオレ
フィン−エチレン共重合体をブレンダーで混合し、得ら
れた混合物を単軸混練押出機を使用して、200℃で溶
融し、T型ダイスより厚さ1.5mmのシートに押し出
した。得られたシートを試験片とし以下の評価において
使用した。
【0025】<破壊強度評価>25、−20、80℃の
各温度条件でJIS K6301に準拠して、引っ張り
強さ、破断伸びを測定した。また、同様にJIS K6
301に準拠し20℃の条件で引裂強さを測定した。 <HDPEとの接着強度>表2記載の各シートをHDP
E(S6008G、日本ポリオレフィン社製)製のシー
トと200℃のプレスにて20kg/cm2 の圧力で熱
融着し、JISK6854に準拠して剥離試験を行なっ
た。表中の記載は以下のとおりである。 界面:界面破壊 材料:材料破壊
各温度条件でJIS K6301に準拠して、引っ張り
強さ、破断伸びを測定した。また、同様にJIS K6
301に準拠し20℃の条件で引裂強さを測定した。 <HDPEとの接着強度>表2記載の各シートをHDP
E(S6008G、日本ポリオレフィン社製)製のシー
トと200℃のプレスにて20kg/cm2 の圧力で熱
融着し、JISK6854に準拠して剥離試験を行なっ
た。表中の記載は以下のとおりである。 界面:界面破壊 材料:材料破壊
【0026】<劣化試験>JIS A6008に準拠
し、以下の劣化試験を実施した。 熱劣化試験:80℃、168時間加熱処理により劣化
させた後、上記のとおりJIS K6301に準拠し、
引っ張り強さ、破断伸びを測定し、試験前と比較し、そ
の保持率を測定した。 耐候性試験:JIS A6008に準拠して、サンシ
ャイン・ウェザオメータによる促進曝露試験(条件:6
3℃×1000時間、スプレーサイクル120分中18
分)の処理を行なった後JIS K6301に準拠し、
引っ張り強さ、破断伸びを測定し、試験前と比較し、そ
の保持率を測定した。 アルカリ劣化試験:20℃の水酸化カルシウム飽和溶
液に168時間浸漬することにより劣化させた後、JI
S K6301に準拠し、引っ張り強さ、破断伸びを測
定し、試験前と比較し、その保持率を測定した。 オゾン劣化試験:オゾン濃度75pphm、温度40
℃により劣化させた後、JIS K6301に準拠し、
引っ張り強さ、破断伸びを測定し、試験前と比較し、そ
の保持率を測定した。
し、以下の劣化試験を実施した。 熱劣化試験:80℃、168時間加熱処理により劣化
させた後、上記のとおりJIS K6301に準拠し、
引っ張り強さ、破断伸びを測定し、試験前と比較し、そ
の保持率を測定した。 耐候性試験:JIS A6008に準拠して、サンシ
ャイン・ウェザオメータによる促進曝露試験(条件:6
3℃×1000時間、スプレーサイクル120分中18
分)の処理を行なった後JIS K6301に準拠し、
引っ張り強さ、破断伸びを測定し、試験前と比較し、そ
の保持率を測定した。 アルカリ劣化試験:20℃の水酸化カルシウム飽和溶
液に168時間浸漬することにより劣化させた後、JI
S K6301に準拠し、引っ張り強さ、破断伸びを測
定し、試験前と比較し、その保持率を測定した。 オゾン劣化試験:オゾン濃度75pphm、温度40
℃により劣化させた後、JIS K6301に準拠し、
引っ張り強さ、破断伸びを測定し、試験前と比較し、そ
の保持率を測定した。
【0027】
【表1】
【0028】表中の記載は以下のとおりである。なお、
表中の数値は特に断りのない限り重量部を表す。 熱可塑性エラストマー3:サントプレン101−64
(アドバンストエラストマーシステムズ社製) αオレフィン−エチレン共重合体(メタロセン触媒使
用):エリート樹脂5100(ダウケミカル社製)、M
w/Mn=2.9、密度0.92(g/cm3 )(オク
テン−エチレン共重合体、メタロセン触媒使用) HDPE:S6008G(日本ポリオレフィン社製)、
Mw/Mn=4.8、密度0.95(g/cm3 ) αオレフィン−エチレン共重合体:S6008G(日本
ポリオレフィン社製)、Mw/Mn=4.8、密度0.
91(g/cm3 )(ブテン−エチレン共重合体)
表中の数値は特に断りのない限り重量部を表す。 熱可塑性エラストマー3:サントプレン101−64
(アドバンストエラストマーシステムズ社製) αオレフィン−エチレン共重合体(メタロセン触媒使
用):エリート樹脂5100(ダウケミカル社製)、M
w/Mn=2.9、密度0.92(g/cm3 )(オク
テン−エチレン共重合体、メタロセン触媒使用) HDPE:S6008G(日本ポリオレフィン社製)、
Mw/Mn=4.8、密度0.95(g/cm3 ) αオレフィン−エチレン共重合体:S6008G(日本
ポリオレフィン社製)、Mw/Mn=4.8、密度0.
91(g/cm3 )(ブテン−エチレン共重合体)
【0029】比較例1よりPEまたはαオレフィン−エ
チレン共重合体を配合しないと、HDPEと熱融着させ
ることができなかった。比較例2より分子量分布が狭い
αオレフィン−エチレン共重合体でも配合量が多過ぎる
と常温での強度が上がらなかった。比較例3、4より分
子量分布の広いポリエチレンまたはαオレフィン−エチ
レン共重合体を配合すると高温での強度が充分でないこ
とが分かった。従って、メタロセン触媒によって合成さ
れたような分子量分布の狭いポリエチレン又はαオレフ
ィン−エチレン共重合体をPP/EPDMからなる熱可
塑性エラストマーに混合すれば耐熱性が高く、かつ、H
PDEとの接合強度の高い熱可塑性エラストマー組成物
が得られ、この組成物を用いたシートは産業廃棄物処理
場等で、使い勝手が良く、信頼性が高いシートとして用
いることができる。
チレン共重合体を配合しないと、HDPEと熱融着させ
ることができなかった。比較例2より分子量分布が狭い
αオレフィン−エチレン共重合体でも配合量が多過ぎる
と常温での強度が上がらなかった。比較例3、4より分
子量分布の広いポリエチレンまたはαオレフィン−エチ
レン共重合体を配合すると高温での強度が充分でないこ
とが分かった。従って、メタロセン触媒によって合成さ
れたような分子量分布の狭いポリエチレン又はαオレフ
ィン−エチレン共重合体をPP/EPDMからなる熱可
塑性エラストマーに混合すれば耐熱性が高く、かつ、H
PDEとの接合強度の高い熱可塑性エラストマー組成物
が得られ、この組成物を用いたシートは産業廃棄物処理
場等で、使い勝手が良く、信頼性が高いシートとして用
いることができる。
【0030】
【発明の効果】本発明により高温下における強度に優
れ、HDPEとの接着性にも優れたαオレフィン−エチ
レン共重合体含有熱可塑性エラストマー組成物および該
エラストマー組成物からなる防水シートを提供すること
ができる。
れ、HDPEとの接着性にも優れたαオレフィン−エチ
レン共重合体含有熱可塑性エラストマー組成物および該
エラストマー組成物からなる防水シートを提供すること
ができる。
Claims (3)
- 【請求項1】エチレン−プロピレン共重合ゴム(EPD
M)とポリプロピレン系樹脂(PP)をEPDM/PP
(重量比)が30/70〜70/30で含む熱可塑性エ
ラストマー100重量部に対して、Mw/Mn≦4.0
かつ密度0.91(g/cm 3 )以上であるポリエチレ
ンまたはαオレフィン−エチレン共重合体を5〜100
重量部含有する熱可塑性エラストマー組成物。 - 【請求項2】前記ポリエチレンまたはαオレフィン−エ
チレン共重合体がメタロセン触媒を用いて重合されたも
のである請求項1に記載の熱可塑性エラストマー組成
物。 - 【請求項3】請求項1または2 に記載の熱可塑性エラス
トマー組成物からなる防水シート。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30242297A JPH11140248A (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | 熱可塑性エラストマー組成物及びシート |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30242297A JPH11140248A (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | 熱可塑性エラストマー組成物及びシート |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11140248A true JPH11140248A (ja) | 1999-05-25 |
Family
ID=17908737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30242297A Withdrawn JPH11140248A (ja) | 1997-11-05 | 1997-11-05 | 熱可塑性エラストマー組成物及びシート |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11140248A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR980009364A (ko) * | 1996-07-16 | 1998-04-30 | 조규향 | 고청격, 고강성 특성을 갖는 열가고성 폴리올레핀 수지 조성물 |
JP2007504314A (ja) * | 2003-09-05 | 2007-03-01 | ディーエスエム アイピー アセッツ ビー.ブイ. | エチレン/アルファ−オレフィンコポリマーを含むフィルム及び医療用途または衛生用途におけるその使用 |
JP2009149855A (ja) * | 2007-11-28 | 2009-07-09 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 熱可塑性エラストマー組成物、複合成形体およびウェザーストリップ |
US7964670B2 (en) | 2003-09-05 | 2011-06-21 | Teknor Apex Company | Film comprising an ethylene/alpha-olefin copolymer and its use in medical or hygienic applications |
-
1997
- 1997-11-05 JP JP30242297A patent/JPH11140248A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR980009364A (ko) * | 1996-07-16 | 1998-04-30 | 조규향 | 고청격, 고강성 특성을 갖는 열가고성 폴리올레핀 수지 조성물 |
JP2007504314A (ja) * | 2003-09-05 | 2007-03-01 | ディーエスエム アイピー アセッツ ビー.ブイ. | エチレン/アルファ−オレフィンコポリマーを含むフィルム及び医療用途または衛生用途におけるその使用 |
US7964670B2 (en) | 2003-09-05 | 2011-06-21 | Teknor Apex Company | Film comprising an ethylene/alpha-olefin copolymer and its use in medical or hygienic applications |
JP4869931B2 (ja) * | 2003-09-05 | 2012-02-08 | テクノア エイペックス カンパニー | エチレン/アルファ−オレフィンコポリマーを含むフィルム及び医療用途または衛生用途におけるその使用 |
JP2009149855A (ja) * | 2007-11-28 | 2009-07-09 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 熱可塑性エラストマー組成物、複合成形体およびウェザーストリップ |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050201 |