特許第6792644号(P6792644)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6792644動的シール、組成物、およびこれらを作製する方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6792644
(24)【登録日】2020年11月10日
(45)【発行日】2020年11月25日
(54)【発明の名称】動的シール、組成物、およびこれらを作製する方法
(51)【国際特許分類】
   C08L 23/26 20060101AFI20201116BHJP
   C08L 23/08 20060101ALI20201116BHJP
   C08L 23/14 20060101ALI20201116BHJP
   C08J 9/04 20060101ALI20201116BHJP
   F16J 15/10 20060101ALI20201116BHJP
【FI】
   C08L23/26
   C08L23/08
   C08L23/14
   C08J9/04 101
   F16J15/10 X
【請求項の数】8
【全頁数】42
(21)【出願番号】特願2018-563429(P2018-563429)
(86)(22)【出願日】2017年12月8日
(65)【公表番号】特表2019-522080(P2019-522080A)
(43)【公表日】2019年8月8日
(86)【国際出願番号】US2017065451
(87)【国際公開番号】WO2018107115
(87)【国際公開日】20180614
【審査請求日】2019年1月9日
(31)【優先権主張番号】62/497,954
(32)【優先日】2016年12月10日
(33)【優先権主張国】US
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】506341607
【氏名又は名称】クーパー−スタンダード・オートモーティブ・インコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100120112
【弁理士】
【氏名又は名称】中西 基晴
(72)【発明者】
【氏名】ゴパラン,クリシュナマチャリ
(72)【発明者】
【氏名】レンハート,ロバート・ジェイ
(72)【発明者】
【氏名】ジー,ジェンディング
(72)【発明者】
【氏名】ハード−スミス,ローランド
【審査官】 牟田 博一
(56)【参考文献】
【文献】 米国特許第05741858(US,A)
【文献】 特表2015−514825(JP,A)
【文献】 国際公開第2011/111696(WO,A1)
【文献】 特開平10−36781(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08L
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
0.60g/cm未満の密度及び5%〜25%の結晶化度を有し、エチレン/α−オレフィンコポリマーおよび/またはプロピレン/α−オレフィンコポリマーを含むシラン架橋ポリオレフィンエラストマーからなり
ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、5.0%〜35.0%の圧縮永久ひずみを示す、スポンジ状シーリングメンバーであって、
前記シラン架橋ポリオレフィンエラストマーが、
0.86g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィン、ここで第1のポリオレフィンはエチレン/α−オレフィンコポリマーである、
40%未満の結晶化度パーセントを有する第2のポリオレフィン、ここで第2のポリオレフィンはエチレン/α−オレフィンコポリマー、プロピレン/α−オレフィンコポリマー、又はエチレン/α−オレフィンコポリマーとプロピレン/α−オレフィンコポリマーの混合物であり、第2のポリオレフィンは第1のポリオレフィンより高い密度を有する、
シラン架橋剤、グラフト化開始剤、縮合触媒、および発泡剤
を押し出して製造され、
シラン架橋剤がビニルトリメトキシシラン及び/又はビニルトリエトキシシランである、スポンジ状シーリングメンバー
【請求項2】
前記圧縮永久ひずみが、ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、15.0%〜35.0%である、請求項1に記載のスポンジ状シーリングメンバー。
【請求項3】
前記エラストマーの前記密度が、0.50g/cm〜0.59g/cmである、請求項1又は2に記載のスポンジ状シーリングメンバー。
【請求項4】
前記シラン架橋ポリオレフィンエラストマーが、5%〜10%の結晶化度を示す、請求項1からのいずれか一項に記載のスポンジ状シーリングメンバー。
【請求項5】
前記シラン架橋ポリオレフィンエラストマーが、−75℃〜−25℃のガラス転移温度を示す、請求項1からのいずれか一項に記載のスポンジ状シーリングメンバー。
【請求項6】
着色剤をさらに含む、請求項1からのいずれか一項に記載のスポンジ状シーリングメンバー。
【請求項7】
スポンジ状シーリングメンバーを作製する方法であって、
0.86g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィン、40%未満の結晶化度を有する第2のポリオレフィン、シラン架橋剤およびグラフト化開始剤を一緒に押し出して、シラングラフト化ポリオレフィンブレンドを形成させるステップと、ここでシラングラフト化ポリオレフィンブレンドは0重量%超〜10重量%のシラン架橋剤および0重量%超〜2重量%のグラフト化開始剤を含む;
前記シラングラフト化ポリオレフィンブレンド、縮合触媒、および発泡剤を一緒に押し出して、発泡したシラン架橋可能なポリオレフィンブレンドを形成させるステップと;
前記発泡したシラン架橋可能なポリオレフィンブレンドを未硬化のスポンジ状シーリングエレメントへと成形するステップと;
前記未硬化のスポンジ状シーリングエレメントの前記発泡した架橋可能なポリオレフィンブレンドを周囲温度および周囲湿度にて架橋させ、前記エレメントを0.50g/cm〜0.59g/cmの密度を有し、かつ発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンドからなるスポンジ状シーリングメンバーへと形成させるステップと
を含み、
第1のポリオレフィンはエチレン/α−オレフィンコポリマーであり、第2のポリオレフィンはエチレン/α−オレフィンコポリマー、プロピレン/α−オレフィンコポリマー、又はエチレン/α−オレフィンコポリマーとプロピレン/α−オレフィンコポリマーの混合物であり、
第2のポリオレフィンは第1のポリオレフィンより高い密度を有し、
前記スポンジ状シーリングメンバーは、ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、5.0%〜35.0%の圧縮永久ひずみを示し、
発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンドは5%〜25%の結晶化度を示し、
発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンドは熱可塑性特性を示し、
シラン架橋剤がビニルトリメトキシシラン及び/又はビニルトリエトキシシランである、方法。
【請求項8】
発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンドは5%〜10%の結晶化度を示す、請求項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[0001]本開示は一般に、動的シールを形成するために使用し得る組成物、より特定すると、乗り物における動的シールを形成するために使用される組成物、ならびにこれらの組成物およびシールを製造する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
[0002]自動車両産業は、低い摩擦抵抗および摩耗抵抗の特性を有するシーリングエレメントおよびセクションを持続的に製造および開発している。これらのエレメントおよびセクションは、ある特定のポリマー材料から押し出すことができる。押し出された摩耗抵抗性セクションの一例は、動的シールである。動的シール、例えば、ウェザーストリップを典型的には用いて、互いに対して動くことができるパーツをシールする。特に、動的シールは、乗り物のドア、および他の開口部セクション上に装着して、自動車のボディのそれぞれの部分の間のシールを提供し、風騒音、漏水、および微粒子状物質が自動車に入ることを防止することができる。
【0003】
[0003]自動車用ガラスドアの様々なセクション、および/または自動車用ボディの他のセクションと接触するウェザーストリップ配合物は、熱可塑性加硫物(TPV)またはエチレンプロピレンジエンモノマー(EPDM)ゴムを従来より利用しており、所望のシーリング性能を達成する。TPVは加工が比較的容易であるが、シーリング性能は、レジリエンスまたはシーリング能力に関して、時間と共に制限され、材料費は高い傾向があり得る。同様に、EPDMゴム配合物は、多くの成分(例えば、カーボンブラック、石油をベースとする油、酸化亜鉛、種々雑多な充填剤、例えば、炭酸カルシウムまたはタルク、加工助剤、硬化剤、起泡剤、および性能に関する要求事項を満たすための多くの他の材料)を必要とすることが多く、これらの成分は材料費を増加させる傾向がある。
【0004】
[0004]EPDMをベースとするシールはまた、プロセスの観点から高価である。EPDMの構成成分は典型的には、押出設備への輸送前に、1ステップまたは2ステッププロセスで一緒に混合される。押出設備において、成分およびゴム化合物(複数可)は一緒に押し出されて、最終材料が形成され、次いで、これは自動車用ガラスと接触するウェザーストリップへと形成される。したがって、ウェザーストリップを製造するために使用される押出プロセスは、EPDMのタイプまたは樹脂の他のタイプに応じて多くの段階を含む可能性があり、長さが長い硬化炉をさらに必要とすることがある。例えば、天然ガスおよび/または電気によって動力が供給される、長さが73.15メートル(80ヤード)までの押出ラインを必要とすることがある。天然ガスおよび/または電気エネルギー源の多くを使用して、熱風炉、マイクロ波、赤外炉、またはEPDMゴム化合物を加硫するために使用される他のタイプの機材に燃料供給する。加硫プロセスはまた、煙霧を生成し、環境要求事項を満たすためにこれをベントし、モニターしなければならない。全体的に、これらの伝統的なEPDMをベースとするシールを製作するために使用されるプロセスは、非常に多くの時間を必要とし、高価であり、環境に優しくないものであり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
[0005]現在のTPVおよびEPDMをベースとするシーリング技術に関連する弱点に留意して、自動車産業には、より単純で重量がより軽く、価格がより低く、優れた長期荷重低下(long−term load loss)(LLS)(すなわち、ガラスおよびウィンドウを長期間シールする能力)を有し、かつより環境に優しい動的シール、例えば、ウェザーストリップを製造するための新規な組成物および方法を開発することに対する需要がある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
[0006]本開示の一態様によれば、スポンジ状シーリングメンバーが開示される。スポンジ状シーリングメンバーは、0.60g/cm未満の密度を有する発泡したシラン架橋エラストマーを含む組成物を含む。スポンジ状シーリングメンバーは、ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、約5.0%〜約35.0%の圧縮永久ひずみを示す。
【0007】
[0007]本開示の別の態様によれば、シラン架橋ポリオレフィンブレンドを開示する。シラン架橋ポリオレフィンブレンドは、0.86g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィン、40%未満の結晶化度パーセントを有する第2のポリオレフィン、シラン架橋剤、および発泡剤を含む。シラン架橋ポリオレフィンブレンドは、ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、約5.0%〜約35.0%の圧縮永久ひずみを示す。シラン架橋ポリオレフィンブレンドは、0.60g/cm未満の密度を有する。
【0008】
[0008]本開示のさらなる態様によれば、スポンジ状シーリングメンバーを作製するための方法が開示される。方法は、0.86g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィン、40%未満の結晶化度を有する第2のポリオレフィン、シラン架橋剤、およびグラフト化開始剤を一緒に押し出して、シラングラフト化ポリオレフィンブレンドを形成させるステップと;シラングラフト化ポリオレフィンブレンド、縮合触媒、および発泡剤を一緒に押し出して、シラン架橋可能なポリオレフィンブレンドを形成させるステップと;シラン架橋可能なポリオレフィンブレンドを未硬化のスポンジ状シーリングエレメントへと成形するステップと;架橋可能なポリオレフィンブレンドを周囲温度および周囲湿度にて架橋させて、エレメントを約0.50g/cm〜約0.59g/cmの密度を有し、かつ発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンドを含むスポンジ状シーリングメンバーへと形成させるステップとを含む。スポンジ状シーリングメンバーは、ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、約5.0%〜約35.0%の圧縮永久ひずみを示す。
【0009】
[0009]本発明のこれらおよび他の態様、目的、およびフィーチャは、下記の明細書、特許請求の範囲、および添付の図面を研究することによって当業者は理解し、認識する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】[0011]図1は、本開示の一部の態様による複数の動的シールを有する乗り物の正面斜視図である。
図2】[0012]図2は、本開示の一部の態様による一次ウェザーストリップシールの断面図である。
図3】[0013]図3は、本開示の一部の態様による図1に提示する乗り物において使用される複数の動的シールの概略斜視図である。
図4】[0014]図4Aは、本開示の一部の態様による図3に提供する代表的な動的シールの種々の断面図である。図4Bは、本開示の一部の態様による図3に提供する代表的な動的シールの種々の断面図である。図4Cは、本開示の一部の態様による図3に提供する代表的な動的シールの種々の断面図である。図4Dは、本開示の一部の態様による図3に提供する代表的な動的シールの種々の断面図である。図4Eは、本開示の一部の態様による図3に提供する代表的な動的シールの種々の断面図である。図4Fは、本開示の一部の態様による図3に提供する代表的な動的シールの種々の断面図である。図4Gは、本開示の一部の態様による図3に提供する代表的な動的シールの種々の断面図である。図4Hは、本開示の一部の態様による図3に提供する代表的な動的シールの種々の断面図である。図4Iは、本開示の一部の態様による図3に提供する代表的な動的シールの種々の断面図である。
図5】[0015]図5は、本開示の一部の態様によるシラン架橋ポリオレフィンエラストマーを生成するために使用される概略反応経路である。
図6】[0016]図6は、本開示の一部の態様による2ステップのSioplasアプローチを使用した、発泡したシラン架橋エラストマーを伴う動的シールを作製するための方法の系統線図である。
図7】[0017]図7Aは、本開示の一部の態様による反応二軸スクリュー押出機の概略断面図である。 [0018]図7Bは、本開示の一部の態様による単軸スクリュー押出機の概略断面図である。
図8】[0019]図8は、本開示の一部の態様による1ステップのMonosilアプローチを使用した、発泡したシラン架橋エラストマーを有する動的シールを作製するための方法の系統線図である。
図9】[0020]図9は、本開示の一部の態様による反応単軸スクリュー押出機の概略断面図である。
図10】[0021]図10は、比較上のEPDM化合物の応力/ひずみ挙動と比較した、動的シラン架橋エラストマーの応力/ひずみ挙動を例示するグラフである。
図11】[0022]図11は、比較上のEPDM化合物の位置に対する荷重挙動と比較した、動的シラン架橋エラストマー(dynamic silane−crosslinked elastomer)の位置に対する荷重挙動を例示するグラフである。
図12】[0023]図12は、本開示の態様による超臨界ガスを注入した流体または化学的発泡剤で加工した、動的シラン架橋エラストマーの一連の顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
[0024]本明細書において説明の目的のために、用語「上部」、「下部」、「右」、「左」、「後ろ」、「前」、「垂直」、「水平」およびその派生語は、図1に示す媒体において方向付けするような本開示の動的シールに関する。しかし、本開示において概説するシールおよびシールを作製する方法は、明確に逆の記載をする場合を除いて、様々な代替の方向付けおよびステップ順序を想定し得ることを理解すべきである。添付の図面に例示し、下記の明細書に記載されている特定の装置およびプロセスは、単純に添付の特許請求の範囲に定義する本発明概念の例示的な実施形態であることをまた理解すべきである。したがって、本明細書に開示されている実施形態に関する特定の寸法および他の物理的特徴は、特許請求の範囲が明確に他に記述しない限り、限定的であると考えない。
【0012】
[0025]本明細書に開示されている全ての範囲は、記載した端点を含み、独立に合わせることができる(例えば、「2〜10」の範囲は、端点である2および10、ならびに全ての中間値を含む)。本明細書に開示されている範囲の端点および任意の値は、正確な範囲または値に限定されず、それらは、これらの範囲および/または値に近似する値を含むように十分に不正確である。
【0013】
[0026]「約」および「実質的に」などの用語によって修飾される値は、特定した正確な値に限定し得ない。近似を表す言語は、値を測定するための機器の正確さに対応し得る。修飾語句「約」はまた、2つの端点の絶対値によって定義される範囲を開示すると考えるべきである。例えば、表現「約2〜約4」はまた、範囲「2〜4」を開示する。
【0014】
[0027]本明細書で使用する場合、用語「および/または」は、2つ以上の項目のリストに使用されるとき、列挙した項目の任意の1つをそれ自体で用いることができるか、または列挙した項目の2つ以上のものの任意の組合せを用いることができることを意味する。例えば、組成物が構成要素A、B、および/またはCを含有すると記載されている場合、組成物は、A単独;B単独;C単独;組み合わせたAおよびB;組み合わせたAおよびC;組み合わせたBおよびC;または組み合わせたA、B、およびCを含有することができる。
【0015】
[0028]図1〜4Iを参照すると、本明細書で「スポンジ状シーリングメンバー」と同意語として言及される様々な動的シーリングメンバーが提供される。一般に、本開示のスポンジ状シーリングメンバーは、0.90g/cm未満の密度を有する発泡したシラン架橋エラストマーを有する組成物を含む。スポンジ状シーリングメンバーは、ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、約5.0%〜約35.0%の圧縮永久ひずみを示すことができる。発泡したシラン架橋エラストマーは、0.86g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィン、60℃未満の結晶化度を有する第2のポリオレフィン、シラン架橋剤、グラフト化開始剤、縮合触媒、および発泡剤を含むブレンドから生成することができる。
【0016】
[0029]図1を参照すると、乗り物10を、種々の動的シーリングメンバー12(例えば、ウェザーストリップシール)と共に示す。乗り物10はスポーツ用多目的車(SUV)として示すが、乗り物10のタイプは限定的であることを意味せず、例えば、車、ミニバン、トラック、商用の乗り物、または任意の他の車輪の付いた原動機付きの乗り物を含むことができる。本明細書に記載されている乗り物10および動的シーリングメンバー12は、例示のために過ぎず、乗り物10のみに限定されるとは解釈されず、例えば、動的シーリングメンバー12は、建築構造産業、輸送産業、電子産業、履物産業、および屋根ふき材産業においてさらに使用することができる。
【0017】
[0030]用語「ウェザーストリップ」は、本明細書で使用する場合、本明細書でまた使用されているように、「シール」の一例である。用語「シール」は、本明細書で使用する場合、2つの表面を一緒に接合するために使用される装置または物質を意味する。本明細書で使用される表面は、例えば、自動車、構造、ウィンドウ、屋根、電子デバイス、履物、および/または任意の他の産業もしくは製品上に見出される様々なタイプの表面を含んでもよく、ここでシールを使用して、それぞれの表面を通した騒音、水、または微粒子状物質の伝播の最小化および/または除去を助けることができる。
【0018】
[0031]本明細書で開示される様々な動的シーリングメンバー12のために使用されるシール(例えば、図2に示されているようなウェザーストリップシール120)は、1つもしくは複数の異なるシラン架橋ポリオレフィンエラストマーから製作または製造し得る。動的シールが複数のタイプのシラン架橋ポリオレフィンエラストマーを含む態様では、異なるシラン架橋ポリオレフィンエラストマーはそれぞれ、動的シールの1つもしくは複数の異なるストリップ、グリッピング部分、ボディ、ピン、セクション、および/または表面を構成することができる。従前に留意したように、動的シールは一般に、シールされる合わせ面の間に運動がある構成のためのシールとして使用される。本明細書で使用する場合、本開示の「動的」または「スポンジ状」シラン架橋ポリオレフィンエラストマーは、化学的および/または物理的発泡剤を含み、.60g/cm未満の密度、またはさらに具体的には、約.50g/cm〜約.59g/cmの密度を有する。この動的シラン架橋ポリオレフィンエラストマーおよびその特化された材料特性を生じさせるために使用される合成および加工方法を、本明細書で開示する。
【0019】
[0032]他の態様では、動的シーリングメンバー12(図1〜3を参照されたい)は、典型的にはマイクロ高密度シールにおいて使用されるような、マイクロ高密度シラン架橋ポリオレフィンエラストマーからできた1つもしくは複数の部分をさらに含み得る。マイクロ高密度シラン架橋ポリオレフィンエラストマーを含むようなこのような動的シールは一般に、シールされる合わせ面の間に僅かから中程度の運動がある構成において用い得る。本明細書で使用する場合、「マイクロ高密度」シラン架橋ポリオレフィンエラストマーは、マイクロカプセル化された発泡剤を含み、.70g/cm未満の密度、またはさらに具体的には、約.60g/cm〜約.69g/cmの密度を有する。
【0020】
[0033]他の態様では、動的シーリングメンバー12は、典型的には固定用シールにおいて使用されるような、高密度シラン架橋ポリオレフィンエラストマーからできた1つもしくは複数の部分をさらに含み得る。高密度シラン架橋ポリオレフィンエラストマーを含むようなこのような動的シールは、シールされる合わせ面の間に一般に僅かな相対運動を有するか、もしくは有さない構成において用いられる。一部の態様では、固定用シールは、高密度シラン架橋ポリオレフィンエラストマーで全体的に作られる。本明細書で使用する場合、「高密度」シラン架橋ポリオレフィンエラストマーは、0.90g/cm未満の密度を有する。
【0021】
[0034]ここで図2を参照すると、一次ウェザーストリップシール120の形態の動的シーリングメンバー12の断面の表示を、断面の形態で示す。特に、一次ウェザーストリップシール120は、マイクロ高密度ポリオレフィンエラストマーを含むメインボディメンバー124、スポンジ状ポリオレフィンエラストマーを含むスポンジ状バルブメンバー128、および高密度ポリオレフィンエラストマーを含むリテーナーピン132を含めた様々なタイプのシラン架橋ポリオレフィンエラストマーの組合せを含み得る。メインボディメンバー124は、これらに限定されないが、例えば、リテーナーピン132を含めたこれを行うための任意の通常または公知の手段によって乗り物10のドアパネル62またはドア14の他の部分(図2を参照されたい)に固着することができるが、これは本開示の限定的なフィーチャではない。したがって、一次ウェザーストリップシール120を乗り物10の表面に固着するための関連性のある技術分野において公知の任意の手段を使用し得る。例えば、一次ウェザーストリップシール120が接触し、2つのそれぞれの表面の間に圧縮されるとき、スポンジ状バルブメンバー128は、乗り物10のドア14および他の部分の間にシールを提供することができる。当業者が認識するように、乗り物10のボディ、および図2において表示するドア14の内側部分は、環境条件に影響されない1つもしくは複数の一次ウェザーストリップシール120の存在から恩恵を受ける任意の2つの隣接する表面で置換し得る。したがって、乗り物10のボディ、およびドア14の内側部分は、隣接する表面の単に代表的なものであり、本開示の限定的なフィーチャであると考えない。一次ウェザーストリップシール120を適用することができる他の場所は、例えば、ドアパネル、ボディシール、トランクリッドシール、ドアツードアシール、ロッカーシール、およびフードシール(例えば、図3において提供するような)を含む。
【0022】
[0035]図3および図4A〜4Hを参照すると、乗り物10(図1を参照されたい)において使用することができる、様々なウェザーストリップシールの形態(例えば、シール122、126、130、134、142、146、150および154)の複数の動的シーリングメンバー12の分離した分解概略図が提供される。動的シーリングメンバー12は、ドアの周辺にカップリングするもの、例えば、二次ドアシール122(図4Aを参照されたい)および一次ドアシール126(図4Bを参照されたい)を含めた様々なウェザーストリップシールとして構成し得る。動的シーリングメンバー12はまた、乗り物10のフットウェル(図1を参照されたい)を伴うアンダーボディをシールするために使用されるロッカーシール130の形態(図4Cを参照されたい)であり得る。シーリングメンバー12はまた、機械音および/または振動がフードを横切って伝播することをより良好に防止するために使用されるスポンジ状メンバーを提供する1つもしくは複数のフードシール134の形態(図4Dを参照されたい)であり得る。ピラーマージンシール138(図4Eを参照されたい)は、乗り物10のピラーに沿って位置し得、ヘッドランプシール142(図4Fを参照されたい)は、ヘッドランプレンズおよび乗り物のボディの間に位置し得る。リフトゲートシール146(図4Gを参照されたい)は、上昇可能なリヤガラスウィンドウに対して位置するフリップガラスシール150(図4Hを参照されたい)を伴うバックハッチをカップリングするために使用される機能的シールを提供するように構成し得る。同様に、ピラーマージンシール154(図4Iを参照されたい)は、乗り物10の別のピラーをシールするように構成し得る。
【0023】
[0036]ここで図4A〜4Iを参照すると、二次ドアシール122、一次ドアシール126、ロッカーシール130、フードシール134、ピラーマージンシール138、ヘッドランプシール142、およびリフトゲートシール146を含む、図3において示す動的シーリングメンバー12の種々の断面図が提供される。動的シーリングメンバー12のそれぞれの構造は、特定の用途、例えば、乗り物10の部分(図1を参照されたい)にガラス表面をシールすることに基づいて変化し得る。より特定すると、図4A〜4Iにおいて示すような様々な動的シーリングメンバー12は、任意選択の高密度およびマイクロ高密度シラン架橋ポリオレフィンエラストマーと共にスポンジ状(または動的)シラン架橋ポリオレフィンエラストマーを含む、ボディ、レッグ、リップ、フランジ、セクション、グリッピング部分、およびエッジの組合せ(図3に関連して従前に記載したような)を含むことができる。一部の態様では、動的シーリングメンバー12を金属片の周りに押し出して、アウターベルト動的シール122、リヤピラーマージンシール138、および第1のセンターピラー動的シール146において示すように、より大きな構造安定性を実現し得る。一部の態様では、動的シーリングメンバー12は、メンバー12の表面にカップリングしたフロック材料を有し得る。用語「フロック」は、本明細書で使用する場合、より低い表面エネルギーを有する表面および/またはより低い摩擦表面を実現する動的シラン架橋ポリオレフィンエラストマーを有する、コーティング、エキステンダー、および/または充填剤として使用される、砕木または綿繊維からなる軽い粉末を意味するように定義される。
【0024】
[0037]より一般に、本開示は、組成物、組成物を作製する方法、および動的シール、例えば、動的シーリングメンバー12を作製するために使用される動的シラン架橋ポリオレフィンエラストマーについての対応する材料特性に焦点を合わせる。動的シーリングメンバー12は、シラングラフト化ポリオレフィンから形成され、シラングラフト化ポリオレフィンは、シラン架橋性ポリオレフィンエラストマーを形成するために加えられる触媒を有し得る。次いで、このシラン架橋性ポリオレフィンは、湿気および/または熱への曝露によって架橋し、最終的な動的シラン架橋ポリオレフィンエラストマーまたはブレンドを形成し得る。態様では、動的シラン架橋ポリオレフィンエラストマーまたはブレンドは、0.90g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィン、40%未満の結晶化度を有する第2のポリオレフィン、シラン架橋剤、グラフト開始剤、および縮合触媒を含む。
【0025】
第1のポリオレフィン
[0038]第1のポリオレフィンは、オレフィンブロックコポリマー、エチレン/α−オレフィンコポリマー、プロピレン/α−オレフィンコポリマー、EPDM、EPM、またはこれらの材料のいずれかの2つ以上のものの混合物を含めた、ポリオレフィンエラストマーでよい。例示的なブロックコポリマーは、商品名INFUSE(商標)で販売されているもの、オレフィンブロックコポリマー(Dow Chemical Company)およびSEPTON(商標)V−SERIES、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマー(株式会社クラレ)を含む。例示的なエチレン/α−オレフィンコポリマーは、商品名TAFMER(商標)(例えば、TAFMER DF710)(三井化学株式会社)、およびENGAGE(商標)(例えば、ENGAGE8150)(Dow Chemical Company)として販売されているものを含む。例示的なプロピレン/α−オレフィンコポリマーは、商品名VISTAMAXX6102グレード(Exxon Mobil Chemical Company)、TAFMER(商標)XM(三井化学)、およびVersify(Dow Chemical Company)として販売されているものを含む。EPDMは、約0.5〜約10重量%のジエン含量を有し得る。EPMは、45重量%〜75重量%のエチレン含量を有し得る。
【0026】
[0039]用語「コモノマー」は、オレフィンモノマー、例えば、エチレンまたはプロピレンモノマーと重合されるのに適したオレフィンコモノマーを指す。コモノマーは、これらに限定されないが、脂肪族C〜C20α−オレフィンを含み得る。適切な脂肪族C〜C20α−オレフィンの例は、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセンおよび1−エイコセンを含む。一実施形態では、コモノマーは、酢酸ビニルである。用語「コポリマー」は、同じポリマー鎖中の複数のタイプのモノマーを連結することによって作製されるポリマーを指す。用語「ホモポリマー」は、コモノマーの非存在下で、オレフィンモノマーを連結することによって作製されるポリマーを指す。コモノマーの量は、一部の実施形態では、ポリオレフィンの重量に基づいて、0超〜約9重量%および0超〜約7重量%を含めて、0超〜約12重量%でよい。一部の実施形態では、コモノマー含量は、約3mol%超および約6mol%超を含めて、最終ポリマーの約2mol%超である。コモノマー含量は、約30mol%と等しいかもしくはこれ未満であり得る。コポリマーは、ランダムまたはブロック(異相)コポリマーでよい。一部の実施形態では、ポリオレフィンは、プロピレンおよびエチレンのランダムコポリマーである。
【0027】
[0040]一部の態様では、第1のポリオレフィンは、オレフィンホモポリマー、ホモポリマーのブレンド、2種以上のオレフィンを使用して作製されたコポリマー、それぞれが2種以上のオレフィンを使用して作製されたコポリマーのブレンド、および2種以上のオレフィンを使用して作製されたコポリマーとブレンドしたオレフィンホモポリマーの組合せからなる群から選択される。オレフィンは、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−プロペン、1−ヘキセン、1−オクテン、および他の高級1−オレフィンから選択し得る。第1のポリオレフィンは、多くの異なるプロセス(例えば、メタロセン触媒作用およびチーグラー−ナッタ触媒作用を使用した気相および溶液ベースを使用した)を使用して、ならびに任意選択でエチレンおよび/またはα−オレフィンを重合するのに適した触媒を使用して合成し得る。一部の態様では、メタロセン触媒を使用して、低密度エチレン/α−オレフィンポリマーを生成し得る。
【0028】
[0041]一部の態様では、第1のポリオレフィンのために使用されるポリエチレンは、これらに限定されないが、LDPE(低密度ポリエチレン)、LLDPE(直鎖状低密度ポリエチレン)、およびHDPE(高密度ポリエチレン)を含めたいくつかのタイプに分類することができる。他の態様では、ポリエチレンは、超高分子量(UHMW)、高分子量(HMW)、中間分子量(MMW)および低分子量(LMW)として分類することができる。さらに他の態様では、ポリエチレンは、超低密度エチレンエラストマーであり得る。
【0029】
[0042]一部の態様では、第1のポリオレフィンは、LDPE/シランコポリマーまたはブレンドを含み得る。他の態様では、第1のポリオレフィンは、これらに限定されないが、クロム触媒、チーグラー−ナッタ触媒、メタロセン触媒またはポストメタロセン触媒を含めた当技術分野において公知の任意の触媒を使用して生成することができるポリエチレンであり得る。
【0030】
[0043]一部の態様では、第1のポリオレフィンは、約5と等しいかもしくはこれ未満の、約4と等しいかもしくはこれ未満の、約1〜約3.5、または約1〜約3の分子量分布M/Mを有し得る。
【0031】
[0044]第1のポリオレフィンは、組成物の0超〜約100重量%の量で存在し得る。一部の実施形態では、ポリオレフィンエラストマーの量は、約30〜約70重量%である。一部の態様では、押出機に供給される第1のポリオレフィンは、約60重量%〜約75重量%および約62重量%〜約72重量%を含めて、約50重量%〜約80重量%のエチレン/α−オレフィンコポリマーを含むことができる。
【0032】
[0045]第1のポリオレフィンは、約177℃の温度にてブルックフィールド粘度計を使用して測定すると、約2,000cP〜約50,000cPの範囲の溶融粘度を有し得る。一部の実施形態では、溶融粘度は、約5,000cP〜約30,000cPおよび約6,000cP〜約18,000cPを含めて、約4,000cP〜約40,000cPである。
【0033】
[0046]第1のポリオレフィンは、190℃にて2.16kgの荷重下で測定して、約250g/10分〜約1,900g/10分および約300g/10分〜約1,500g/10分を含めて、約20.0g/10分〜約3,500g/10分のメルトインデックス(T2)を有し得る。一部の態様では、第1のポリオレフィンは、0.5g/10分〜約3,500g/10分の分別メルトインデックス(fractional melt index)を有する。
【0034】
[0047]一部の態様では、第1のポリオレフィンの密度は、0.90g/cm未満、約0.89g/cm未満、約0.88g/cm未満、約0.87g/cm未満、約0.86g/cm未満、約0.85g/cm未満、約0.84g/cm未満、約0.83g/cm未満、約0.82g/cm未満、約0.81g/cm未満、または約0.80g/cm未満である。他の態様では、第1のポリオレフィンの密度は、約0.85g/cm〜約0.89g/cm、約0.85g/cm〜約0.88g/cm、約0.84g/cm〜約0.88g/cm、または約0.83g/cm〜約0.87g/cmであり得る。さらに他の態様では、密度は、約0.84g/cm、約0.85g/cm、約0.86g/cm、約0.87g/cm、約0.88g/cm、または約0.89g/cmである。
【0035】
[0048]第1のポリオレフィンの結晶化度パーセントは、約60%未満、約50%未満、約40%未満、約35%未満、約30%未満、約25%未満、または約20%未満であり得る。結晶化度パーセントは、少なくとも約10%であり得る。一部の態様では、結晶化度は、約2%〜約60%の範囲である。
【0036】
第2のポリオレフィン
[0049]第2のポリオレフィンは、オレフィンブロックコポリマー、エチレン/α−オレフィンコポリマー、プロピレン/α−オレフィンコポリマー、EPDM、EPM、またはこれらの材料のいずれかの2つ以上のものの混合物を含めた、ポリオレフィンエラストマーでよい。例示的なブロックコポリマーは、商品名INFUSE(商標)(Dow Chemical Company)およびSEPTON(商標)V−SERIES(Kuraray Co.、LTD.)として販売されているものを含む。例示的なエチレン/α−オレフィンコポリマーは、商品名TAFMER(商標)(例えば、TAFMER DF710)(三井化学株式会社)およびENGAGE(商標)(例えば、ENGAGE8150)(Dow Chemical Company)として販売されているものを含む。例示的なプロピレン/α−オレフィンコポリマーは、商品名TAFMER(商標)XMグレード(三井化学)およびVISTAMAXX(商標)(例えば、VISTAMAXX6102)(Exxon Mobil Chemical Company)として販売されているものを含む。EPDMは、約0.5〜約10重量%のジエン含量を有し得る。EPMは、45重量%〜75重量%のエチレン含量を有し得る。
【0037】
[0050]一部の態様では、第2のポリオレフィンは、オレフィンホモポリマー、ホモポリマーのブレンド、2種以上のオレフィンを使用して作製されたコポリマー、それぞれが2種以上のオレフィンを使用して作製されたコポリマーのブレンド、および2種以上のオレフィンを使用して作製されたコポリマーとのオレフィンホモポリマーのブレンドからなる群から選択される。オレフィンは、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−プロペン、1−ヘキセン、1−オクテン、および他の高級1−オレフィンから選択し得る。第1のポリオレフィンは、多くの異なるプロセス(例えば、メタロセン触媒作用およびチーグラー−ナッタ触媒作用を使用した気相および溶液ベースを使用した)を使用して、ならびに任意選択でエチレンおよび/またはα−オレフィンを重合するのに適した触媒を使用して合成し得る。一部の態様では、メタロセン触媒を使用して、低密度エチレン/α−オレフィンポリマーを生成し得る。
【0038】
[0051]一部の態様では、第2のポリオレフィンは、ポリプロピレンホモポリマー、ポリプロピレンコポリマー、ポリエチレン−co−プロピレンコポリマー、またはこれらの混合物を含み得る。適切なポリプロピレンには、これらに限定されないが、プロピレンの単独重合、またはプロピレンおよびアルファ−オレフィンコモノマーの共重合によって得られるポリプロピレンが含まれる。一部の態様では、第2のポリオレフィンは、第1のポリオレフィンより高い分子量および/またはより高い密度を有し得る。
【0039】
[0052]一部の実施形態では、第2のポリオレフィンは、約5と等しいかもしくはこれ未満、約4と等しいかもしくはこれ未満、約1〜約3.5、または約1〜約3の分子量分布M/Mを有し得る。
【0040】
[0053]第2のポリオレフィンは、組成物の0重量%超〜約100重量%の量で存在し得る。一部の実施形態では、ポリオレフィンエラストマーの量は、約30重量%〜約70重量%である。一部の実施形態では、押出機に供給される第2のポリオレフィンは、約10重量%〜約50重量%のポリプロピレン、約20重量%〜約40重量%のポリプロピレン、または約25重量%〜約35重量%のポリプロピレンを含むことができる。ポリプロピレンは、ホモポリマーまたはコポリマーであり得る。
【0041】
[0054]第2のポリオレフィンは、約177℃の温度にてブルックフィールド粘度計を使用して測定して、約2,000cP〜約50,000cPの範囲の溶融粘度を有し得る。一部の実施形態では、溶融粘度は、約5,000cP〜約30,000cPおよび約6,000cP〜約18,000cPを含めて、約4,000cP〜約40,000cPである。
【0042】
[0055]第2のポリオレフィンは、190℃にて2.16kgの荷重下で測定して、約250g/10分〜約1,900g/10分および約300g/10分〜約1,500g/10分を含めて、約20.0g/10分〜約3,500g/10分のメルトインデックス(T2)を有し得る。一部の実施形態では、ポリオレフィンは、0.5g/10分〜約3,500g/10分の分別メルトインデックスを有する。
【0043】
[0056]一部の態様では、第2のポリオレフィンの密度は、0.90g/cm未満、約0.89g/cm未満、約0.88g/cm未満、約0.87g/cm未満、約0.86g/cm未満、約0.85g/cm未満、約0.84g/cm未満、約0.83g/cm未満、約0.82g/cm未満、約0.81g/cm未満、または約0.80g/cm未満である。他の態様では、第1のポリオレフィンの密度は、約0.85g/cm〜約0.89g/cm、約0.85g/cm〜約0.88g/cm、約0.84g/cm〜約0.88g/cm、または約0.83g/cm〜約0.87g/cmであり得る。さらに他の態様では、密度は、約0.84g/cm、約0.85g/cm、約0.86g/cm、約0.87g/cm、約0.88g/cm、または約0.89g/cmである。
【0044】
[0057]第2のポリオレフィンの結晶化度パーセントは、約60%未満、約50%未満、約40%未満、約35%未満、約30%未満、約25%未満、または約20%未満であり得る。結晶化度パーセントは、少なくとも約10%であり得る。一部の態様では、結晶化度は、約2%〜約60%の範囲である。
【0045】
[0058]前述のとおり、例えば、動的シーリングメンバー12において用いられるようなシラン架橋ポリオレフィンエラストマーまたはブレンド(図1〜3、4A〜4Iを参照されたい)は、第1のポリオレフィンおよび第2のポリオレフィンの両方を含む。第2のポリオレフィンは一般に、0.90g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィンの硬度および/または加工性を修飾するために使用される。一部の態様では、第1および第2のポリオレフィンのみではなくそれ以外のものを使用して、シラン架橋ポリオレフィンエラストマーまたはブレンドを形成し得る。例えば、一部の態様では、第1のポリオレフィンについて、0.90g/cm未満、0.89g/cm未満、0.88g/cm未満、0.87g/cm未満、0.86g/cm未満、または0.85g/cm未満の密度を有する1種、2種、3種、4種、もしくはそれより多い異なるポリオレフィンを、置換および/または使用し得る。一部の態様では、第2のポリオレフィンについて、1種、2種、3種、4種、もしくはそれより多い異なるポリオレフィン、ポリエチレン−co−プロピレンコポリマーを、置換および/または使用し得る。
【0046】
[0059]0.90g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィンおよび40%未満の結晶化度を有する第2のポリオレフィンのブレンドが使用される。それは、それに続くこれらの第1および第2のポリオレフィン材料の一緒のシラングラフトおよび架橋が、最終シラン架橋ポリオレフィンエラストマーにおいてコア樹脂構造を形成するものであるためである。さらなるポリオレフィンを充填剤として、シラングラフト化、シラン架橋性、および/またはシラン架橋ポリオレフィンエラストマーのブレンドに加えて、最終生成物のために所望の通りヤング率を改善および/または修飾し得るが、40%以上の結晶化度を有するブレンドに加えられる任意のポリオレフィンは、最終シラン架橋ポリオレフィンエラストマーの架橋構造中に化学的または共有結合的に組み込まれない。
【0047】
[0060]一部の態様では、第1および第2のポリオレフィンは、シラングラフト部分を伴うもしくは伴わない1種もしくは複数のTPVおよび/またはEPDMをさらに含み得、TPVおよび/またはEPDMポリマーは、シラン架橋ポリオレフィンエラストマー/ブレンドの20重量%までの量で存在する。
【0048】
グラフト化開始剤
[0061]グラフト化開始剤(本開示において「ラジカル開始剤」とまた称される)は、それぞれのポリオレフィンと反応して、シラン架橋剤分子と反応し、かつ/またはカップリングすることができる反応種を形成することによって、少なくとも第1および第2のポリオレフィンのグラフトプロセスにおいて利用することができる。グラフト化開始剤は、ハロゲン分子、アゾ化合物(例えば、アゾビスイソブチル)、カルボキシルペルオキシ酸(carboxylic peroxyacids)、ペルオキシ酸エステル、ペルオキシケタール、ならびにペルオキシド(例えば、アルキルヒドロペルオキシド、ジアルキルペルオキシド、およびジアシルペルオキシド)を含むことができる。一部の実施形態では、グラフト化開始剤は、ジ−t−ブチルペルオキシド、t−ブチルクミルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチル−ペルオキシ)ヘキシン−3,1,3−ビス(t−ブチル−ペルオキシ−イソプロピル)ベンゼン、n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチル−ペルオキシ)バレレート、ベンゾイルペルオキシド、t−ブチルペルオキシベンゾエート、t−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート、およびt−ブチルペルベンゾエート、ならびにビス(2−メチルベンゾイル)ペルオキシド、ビス(4−メチルベンゾイル)ペルオキシド、t−ブチルペルオクトエート、クメンヒドロペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ラウリルペルオキシド、tert−ブチルペルアセテート、ジ−t−アミルペルオキシド、t−アミルペルオキシベンゾエート、1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、α,α’−ビス(t−ブチルペルオキシ)−1,3−ジイソプロピルベンゼン、α,α’−ビス(t−ブチルペルオキシ(butylpexoxy))−1,4−ジイソプロピルベンゼン、2,5−ビス(t−ブチルペルオキシ)−2,5−ジメチルヘキサン、および2,5−ビス(t−ブチルペルオキシ)−2,5−ジメチル−3−ヘキシンおよび2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシドから選択される有機過酸化物である。例示的なペルオキシドは、商品名LUPEROX(商標)として販売されているもの(Arkema、Inc.から入手可能)を含む。
【0049】
[0062]一部の態様では、グラフト化開始剤は、組成物の約0.15重量%〜約1.2重量%を含めて、組成物の0重量%超〜約2重量%の量で存在する。用いられる開始剤およびシランの量は、シラングラフト化ポリマーの最終構造に影響を与え得る(例えば、グラフトされたポリマーにおけるグラフトの程度、および硬化ポリマーにおける架橋度)。一部の態様では、反応性組成物は、少なくとも100ppmの開始剤、または少なくとも300ppmの開始剤を含有する。開始剤は、300ppm〜1500ppm、または300ppm〜2000ppmの量で存在し得る。シラン:開始剤重量比は、約30:1〜約400:1、約48:1〜約350:1、および約55:1〜約333:1を含めて、約20:1〜400:1であり得る。
【0050】
[0063]グラフト反応は、副反応(例えば、グラフト剤の単独重合)を最小化する一方で、ポリマー間骨格上へのグラフトを最適化する条件下で行うことができる。グラフト反応は、溶融物中で、溶液中で、固体状態で、および/または腫脹状態で行い得る。シラン処理(silanation)は、多種多様な機材(例えば、二軸スクリュー押出機、単軸スクリュー押出機、Brabender、密閉式ミキサー、例えば、バンバリーミキサー、およびバッチ反応器)において行い得る。一部の実施形態では、ポリオレフィン、シラン、および開始剤は、押出機の第1の段階において混合される。溶融温度(すなわち、ポリマーが溶融し始め、流動し始める温度)は、約130℃〜約250℃を含めて約120℃〜約260℃であり得る。
【0051】
シラン架橋剤
[0064]シラン架橋剤を使用して、第1および第2のポリオレフィン上へシラン部分を共有結合的にグラフトすることができ、シラン架橋剤は、アルコキシシラン、シラザン、シロキサン、またはこれらの組合せを含み得る。様々な潜在的なシラン架橋剤またはシラン架橋剤分子のグラフトおよび/またはカップリングは、それぞれのシラン架橋剤と反応するグラフト化開始剤によって形成される反応種によって促進される。
【0052】
[0065]一部の態様では、シラン架橋剤は、シラザンであり、シラザンは、例えば、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)またはビス(トリメチルシリル)アミンを含み得る。一部の態様では、シラン架橋剤は、シロキサンであり、シロキサンは、例えば、ポリジメチルシロキサン(PDMS)およびオクタメチルシクロテトラシロキサンを含み得る。
【0053】
[0066]一部の態様では、シラン架橋剤は、アルコキシシランである。本明細書で使用する場合、用語「アルコキシシラン」は、ケイ素原子、少なくとも1個のアルコキシ基および少なくとも1個の他の有機基を含む化合物を指し、ケイ素原子は、共有結合によって有機基と結合する。好ましくは、アルコキシシランは、アルキルシラン;アクリルをベースとするシラン;ビニルをベースとするシラン;芳香族シラン;エポキシをベースとするシラン;アミノをベースとするシラン、および−NH、−NHCHまたは−N(CHを有するアミン;ウレイドをベースとするシラン;メルカプトをベースとするシラン;およびヒドロキシル基(すなわち、−OH)を有するアルコキシシランから選択される。アクリルをベースとするシランは、ベータ−アクリルオキシエチルトリメトキシシラン;ベータ−アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン;ガンマ−アクリルオキシエチルトリメトキシシラン;ガンマ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン;ベータ−アクリルオキシエチルトリエトキシシラン;ベータ−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン;ガンマ−アクリルオキシエチルトリエトキシシラン;ガンマ−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン;ベータ−メタクリルオキシエチルトリメトキシシラン;ベータ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン;ガンマ−メタクリルオキシエチルトリメトキシシラン;ガンマ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン;ベータ−メタクリルオキシエチルトリエトキシシラン;ベータ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン;ガンマ−メタクリルオキシエチルトリエトキシシラン;ガンマ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン;3−メタクリルオキシプロピルメチルジエトキシシランを含む群から選択し得る。ビニルをベースとするシランは、ビニルトリメトキシシラン;ビニルトリエトキシシラン;p−スチリルトリメトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシラン、ジビニルジメトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、およびビニルベンジルエチレンジアミノプロピルトリメトキシシランを含む群から選択し得る。芳香族シランは、フェニルトリメトキシシランおよびフェニルトリエトキシシランから選択し得る。エポキシをベースとするシランは、3−グリシドキシプロピル(glycydoxypropyl)トリメトキシシラン;3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン;3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン;2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、およびグリシジルオキシプロピルメチルジメトキシシランを含む群から選択し得る。アミノをベースとするシランは、3−アミノプロピルトリエトキシシラン;3−アミノプロピルトリメトキシシラン;3−アミノプロピルジメチルエトキシシラン;3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン;4−アミノブチルトリエトキシシラン;3−アミノプロピルジイソプロピルエトキシシラン;1−アミノ−2−(ジメチルエトキシシリル)プロパン;(アミノエチルアミノ)−3−イソブチルジメチルメトキシシラン;N−(2−アミノエチル)−3−アミノイソブチルメチルジメトキシシラン;(アミノエチルアミノメチル)フェネチルトリメトキシシラン;N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン;N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン;N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン;N−(6−アミノヘキシル)アミノメチルトリメトキシシラン;N−(6−アミノヘキシル)アミノメチルトリメトキシシラン;N−(6−アミノヘキシル)アミノプロピルトリメトキシシラン;N−(2−アミノエチル)−1,1−アミノウンデシルトリメトキシシラン;1,1−アミノウンデシルトリエトキシシラン;3−(m−アミノフェノキシ)プロピルトリメトキシシラン;m−アミノフェニルトリメトキシシラン;p−アミノフェニルトリメトキシシラン;(3−トリメトキシシリルプロピル)ジエチレントリアミン;N−メチルアミノプロピルメチルジメトキシシラン;N−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン;ジメチルアミノメチルエトキシシラン;(N,N−ジメチルアミノプロピル)トリメトキシシラン;(N−アセチルグリシジル(acetylglycysil))−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、アミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、およびアミノエチルアミノプロピルメチルジメトキシシランを含む群から選択し得る。ウレイドをベースとするシランは、3−ウレイドプロピルトリエトキシシランであり得る。メルカプトをベースとするシランは、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、および3−メルカプトプロピルトリエトキシシランを含む群から選択し得る。ヒドロキシル基を有するアルコキシシランは、ヒドロキシメチルトリエトキシシラン;N−(ヒドロキシエチル)−N−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン;ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン;N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4−ヒドロキシブチルアミド;1,1−(トリエトキシシリル)ウンデカノール;トリエトキシシリルウンデカノール;エチレングリコールアセタール;およびN−(3−エトキシシリルプロピル)グルコンアミドを含む群から選択し得る。
【0054】
[0067]一部の態様では、アルキルシランは、一般式:RSi(OR’)4−nで表し得、式中、nは、1、2または3であり、Rは、C1〜20アルキルまたはC2〜20アルケニルであり、R’は、C1〜20アルキルである。用語「アルキル」は、それ自体でまたは別の置換基の部分として、1〜20個の炭素原子、例えば、1〜10個の炭素原子、例えば、1〜8個の炭素原子、好ましくは、1〜6個の炭素原子を有する単一の炭素−炭素結合によって接合している直鎖状、分岐状または環状の飽和炭化水素基を指す。添字が本明細書で炭素原子に続いて使用されるとき、添字は、指名された基が含有し得る炭素原子の数を指す。このように、例えば、C1〜6アルキルは、1〜6個の炭素原子のアルキルを意味する。アルキル基の例は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、f−ブチル、2−メチルブチル、ペンチル、イソ−アミルおよびその異性体、ヘキシルおよびその異性体、ヘプチルおよびその異性体、オクチルおよびその異性体、デシルおよびその異性体、ドデシルおよびその異性体である。用語「C2〜20アルケニル」は、それ自体でまたは別の置換基の部分として、2〜20個の炭素原子を有する1個もしくは複数の炭素−炭素二重結合を含む、直鎖状または分岐状であり得る不飽和ヒドロカルビル基を指す。C2〜6アルケニル基の例は、エテニル、2−プロペニル、2−ブテニル、3−ブテニル、2−ペンテニルおよびその異性体、2−ヘキセニルおよびその異性体、2,4−ペンタジエニルなどである。
【0055】
[0068]一部の態様では、アルキルシランは、メチルトリメトキシシラン;メチルトリエトキシシラン;エチルトリメトキシシラン;エチルトリエトキシシラン;プロピルトリメトキシシラン;プロピルトリエトキシシラン;ヘキシルトリメトキシシラン;ヘキシルトリエトキシシラン;オクチルトリメトキシシラン;オクチルトリエトキシシラン;デシルトリメトキシシラン;デシルトリエトキシシラン;ドデシルトリメトキシシラン:ドデシルトリエトキシシラン;トリデシルトリメトキシシラン;ドデシルトリエトキシシラン;ヘキサデシルトリメトキシシラン;ヘキサデシルトリエトキシシラン;オクタデシルトリメトキシシラン;オクタデシルトリエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルヒドロジメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、トリフェニルシラノール、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、イソオクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ヘキサデシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、tert−ブチルエチルジメトキシシラン、tert−ブチルプロピルジメトキシシラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、およびこれらの組合せを含む群から選択し得る。
【0056】
[0069]一部の態様では、アルキルシラン化合物は、トリエトキシオクチルシラン、トリメトキシオクチルシラン、およびこれらの組合せから選択し得る。
【0057】
[0070]シラン架橋剤として使用することができるシランのさらなる例には、これらに限定されないが、一般式CH=CR−(COO)(C2nSiR’のものが含まれ、式中、Rは、水素原子またはメチル基であり、xは、0または1であり、yは、0または1であり、nは、1〜12の整数であり、各R’は、有機基でよく、1〜12個の炭素原子を有するアルコキシ基(例えば、メトキシ、エトキシ、ブトキシ)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ)、アラルキルオキシ(araloxy)基(例えば、ベンジルオキシ)、1〜12個の炭素原子を有する脂肪族アシルオキシ基(例えば、ホルミルオキシ、アセチルオキシ、プロパノイルオキシ)、アミノまたは置換アミノ基(例えば、アルキルアミノ、アリールアミノ)、または1〜6個の炭素原子を有する低級アルキル基から独立に選択し得る。xおよびyは両方とも、1と等しくてもよい。一部の態様では、3個のR’基の1個以下は、アルキルである。他の態様では、3個のR’基の2個以下は、アルキルである。
【0058】
[0071]効果的にオレフィンポリマーにグラフトし、架橋することができる当技術分野において公知の任意のシランまたはシランの混合物は、本開示の実施において使用することができる。一部の態様では、シラン架橋剤には、これらに限定されないが、エチレン性不飽和ヒドロカルビル基(例えば、ビニル、アリル、イソプロペニル、ブテニル、シクロヘキセニルまたはガンマ−(メタ)アクリルオキシアリル基)および加水分解性基(例えば、ヒドロカルビルオキシ、ヒドロカルボニルオキシ、またはヒドロカルビルアミノ基)を含む不飽和シランを含むことができる。加水分解性基の非限定的例には、これらに限定されないが、メトキシ、エトキシ、ホルミルオキシ、アセトキシ、プロピオニルオキシ(proprionyloxy)、およびアルキル、またはアリールアミノ基が含まれる。他の態様では、シラン架橋剤は、ポリマー上へとグラフトすることができる不飽和アルコキシシランである。さらに他の態様では、さらなる例示的なシラン架橋剤は、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−(トリメトキシシリル)プロピルメタクリレート、ガンマ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、およびこれらの混合物を含む。
【0059】
[0072]シラン架橋剤は、約0.5重量%〜約5重量%を含めて、0重量%超〜約10重量%の量でシラングラフト化ポリオレフィンエラストマー中に存在し得る。シラン架橋剤の量は、オレフィンポリマーの性質、シラン自体、加工条件、グラフト効率、用途、および他の要因に基づいて変化し得る。シラン架橋剤の量は、反応性組成物の重量に基づいて、少なくとも4重量%または少なくとも5重量%を含めて、少なくとも2重量%であり得る。他の態様では、シラン架橋剤の量は、反応性組成物の重量に基づいて、少なくとも10重量%であり得る。さらに他の態様では、シラン架橋剤含量は、反応性組成物の重量に基づいて、少なくとも1%である。一部の実施形態では、押出機に供給されるシラン架橋剤は、約0.5重量%〜約10重量%のシランモノマー、約1重量%〜約5重量%のシランモノマー、または約2重量%〜約4重量%のシランモノマーを含み得る。
【0060】
縮合触媒
[0073]縮合触媒は、シラングラフト化ポリオレフィンエラストマー上のシラングラフトの加水分解およびそれに続く縮合の両方を促進し、架橋を形成することができる。一部の態様では、架橋は、電子ビーム線の使用によって助長することができる。一部の態様では、縮合触媒は、例えば、有機塩基、カルボン酸、ならびに有機金属化合物(例えば、有機チタネート、ならびに鉛、コバルト、鉄、ニッケル、亜鉛、およびスズの錯体またはカルボン酸塩)を含むことができる。他の態様では、縮合触媒は、脂肪酸および金属錯体化合物、例えば、金属炭酸塩;アルミニウムトリアセチルアセトネート、鉄トリアセチルアセトネート、マンガンテトラアセチルアセトネート、ニッケルテトラアセチルアセトネート、クロムヘキサアセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネートおよびコバルトテトラアセチルアセトネート;金属アルコキシド、例えば、アルミニウムエトキシド、アルミニウムプロポキシド、アルミニウムブトキシド、チタンエトキシド、チタンプロポキシドおよびチタンブトキシド;金属塩化合物、例えば、酢酸ナトリウム、オクチル酸スズ、オクチル酸鉛、オクチル酸コバルト、オクチル酸亜鉛、オクチル酸カルシウム、ナフテン酸鉛、ナフテン酸コバルト、ジブチルスズジオクトエート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズマレエートおよびジブチルスズジ(2−エチルヘキサノエート);酸性化合物、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、p−トルエンスルホン酸、トリクロロ酢酸、リン酸、モノアルキルリン酸、ジアルキルリン酸、p−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのリン酸エステル、モノアルキル亜リン酸およびジアルキル亜リン酸;酸、例えば、p−トルエンスルホン酸、無水フタル酸、安息香酸、ベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ギ酸、酢酸、イタコン酸、シュウ酸およびマレイン酸、これらの酸のアンモニウム塩、低級アミン塩または多価金属の塩、水酸化ナトリウム、塩化リチウム;有機金属化合物、例えば、ジエチル亜鉛およびテトラ(n−ブトキシ)チタン;およびアミン、例えば、ジシクロヘキシルアミン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,3−ブタンジアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンおよびシクロヘキシルエチルアミンを含むことができる。さらに他の態様では、縮合触媒は、ジブチルスズジラウレート(ibutyltindilaurate)、ジオクチルスズマレエート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオクトエート、酢酸第一スズ、オクタン酸第一スズ、ナフテン酸鉛、カプリル酸亜鉛、およびナフテン酸コバルトを含むことができる。シラン架橋ポリオレフィンエラストマーまたはブレンドの所望の最終材料特性によって、単一の縮合触媒または縮合触媒の混合物を利用し得る。縮合触媒(複数可)は、シラングラフト化ポリオレフィンエラストマー/ブレンド組成物の全重量に基づいて、約0.25重量%〜約8重量%を含めて、約0.01重量%〜約1.0重量%の量で存在し得る。
【0061】
[0074]一部の態様では、架橋系は、放射線、熱、湿気、およびさらなる縮合触媒の組合せの1つまたは全てを含み、使用することができる。一部の態様では、縮合触媒は、0.25重量%〜8重量%の量で存在し得る。他の態様では、縮合触媒は、約1重量%〜約10重量%、または約2重量%〜約5重量%の量で含み得る。
【0062】
発泡剤
[0075]発泡剤は、押出および/または成形プロセスの間に、シラングラフト化ポリオレフィンエラストマーおよび縮合触媒ブレンドに加えられ、発泡したまたはスポンジ状シラン架橋ポリオレフィンエラストマーを生成する、化学的発泡剤(例えば、有機もしくは無機発泡剤)および/または物理的発泡剤(例えば、気体および揮発性低重量分子)でよい。
【0063】
[0076]一部の態様では、例えば、炭酸水素ナトリウムおよび/もしくはクエン酸ならびにその塩または誘導体を含むことができる吸熱的起泡剤(発泡剤)を使用し得る。例示的なクエン酸発泡剤は、ステアリン酸亜鉛、ポリエチレングリコール、およびクエン酸またはクエン酸誘導体の混合物を含む、商品名HYDROCEROL(登録商標)として販売されているものを含む。吸熱的起泡剤(発泡剤)についての所望の分解温度は、約160℃〜約200℃、または約175℃、約180℃、約185℃、約190℃、または約195℃であり得る。
【0064】
[0077]使用し得る有機発泡剤は、例えば、アゾ化合物、例えば、アゾジカルボンアミド(ADCA)、バリウムアゾジカルボキシレート、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾシクロヘキシルニトリル、およびアゾジアミノベンゼン、N−ニトロソ化合物、例えば、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)、N,N’−ジメチル−N,N’−ジニトロソテレフタルアミド、およびトリニトロソトリメチルトリアミン、ヒドラジド化合物、例えば、4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)(OBSH)、パラトルエンスルホニルヒドラジド、ジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホニルヒドラジド、2,4−トルエンジスルホニルヒドラジド、p,p−ビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)エーテル、ベンゼン−1,3−ジスルホニルヒドラジド、およびアリルビス(スルホニルヒドラジド)、セミカルバジド化合物、例えば、p−トルエンスルホニルセミカルバジド(p−toluilenesulfonylsemicarbazide)、および4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルセミカルバジド)、フッ化アルカン、例えば、トリクロロモノフルオロメタン、およびジクロロモノフルオロメタン、およびトリアゾール化合物、例えば、5−モルホリル−1,2,3,4−チアトリアゾール、および他の公知の有機発泡剤を含むことができる。好ましくは、アゾ化合物およびN−ニトロソ化合物が使用される。さらに好ましくは、アゾジカルボンアミド(ADCA)およびN,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)が使用される。上記で列挙した有機発泡剤は、単独で、または2種以上の任意の組合せで使用し得る。
【0065】
[0078]使用される有機発泡剤の分解温度および量は、発泡したシラン架橋ポリオレフィンエラストマーの密度および材料特性に対して重要な因果関係を有することができる。一部の態様では、有機発泡剤は、約150℃〜約210℃の分解温度を有する。有機発泡剤は、ポリマーブレンドの全重量に基づいて、約.1重量%〜約40重量%、約5重量%〜約30重量%、約5重量%〜約20重量%、約10重量%〜約30重量%、または約1重量%〜約10重量%の量で使用することができる。有機発泡剤が150℃より低い分解温度を有する場合、配合の間に早期の発泡が起こり得る。一方で、有機発泡剤が210℃より高い分解温度を有する場合、泡を成形するのにより長く、例えば、15分超かかり、低い生産性をもたらし得る。さらなる発泡剤は、その分解温度が上記で定義した範囲内である任意の化合物を含み得る。
【0066】
[0079]使用し得る無機発泡剤は、例えば、炭酸水素塩、例えば、炭酸水素ナトリウム、および炭酸水素アンモニウム、炭酸塩、例えば、炭酸ナトリウム、および炭酸アンモニウム、亜硝酸塩、例えば、亜硝酸ナトリウム、および亜硝酸アンモニウム、水素化ホウ素、例えば、水素化ホウ素ナトリウム、および他の公知の無機発泡剤、例えば、アジドを含む。一部の態様では、炭酸水素塩を使用し得る。他の態様では、炭酸水素ナトリウムを使用し得る。上記で列挙した無機発泡剤は、単独で、または2種以上の任意の組合せで使用し得る。無機発泡剤は、ポリマーブレンドの全重量に基づいて、約.1重量%〜約40重量%、約5重量%〜約30重量%、約5重量%〜約20重量%、約10重量%〜約30重量%、または約1重量%〜約10重量%の量で使用することができる。
【0067】
[0080]使用し得る物理的起泡剤は、例えば、超臨界二酸化炭素、超臨界窒素、ブタン、ペンタン、イソペンタン、シクロペンタンを含む。一部の態様では、様々な鉱物または無機化合物(例えば、タルク)は、超臨界流体のための成核剤として使用し得る。物理的発泡剤は、ポリマーブレンドの総重量に基づいて、約.1重量%〜約40重量%、約5重量%〜約30重量%、約5重量%〜約20重量%、約10重量%〜約30重量%、または約1重量%〜約10重量%の量で使用することができる。
【0068】
任意選択のさらなる構成要素
[0081]シラン架橋ポリオレフィンエラストマーは、1種もしくは複数の充填剤を任意選択で含み得る。充填剤(複数可)は、シラングラフト化ポリオレフィンと共に押し出し得、一部の態様では、20%超、30%超、40%超、または50%超の結晶化度を有するさらなるポリオレフィンを含み得る。一部の態様では、充填剤(複数可)は、金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属ケイ酸塩、粘土、タルク、カーボンブラック、およびシリカを含み得る。用途および/または所望の特性によって、これらの材料は、煙霧を出す(fumed)か、またはか焼し得る。
【0069】
[0082]さらに充填剤(複数可)に関して、金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、または金属ケイ酸塩の金属は、アルカリ金属(例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、およびフランシウム);アルカリ土類金属(例えば、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、およびラジウム);遷移金属(例えば、亜鉛、モリブデン、カドミウム、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、テクネチウム、ルテニウム(ruthernium)、ロジウム、パラジウム、銀、ハフニウム、タンタル(taltalum)、タングステン、レニウム、オスミウム、インジウム、白金、金、水銀、ラザホージウム、ドブニウム、シーボーギウム、ボーリウム、ハッシウム、およびコペルニシウム);ポスト遷移金属(例えば、アルミニウム、ガリウム、インジウム、スズ、タリウム、鉛、ビスマス、およびポロニウム);ランタニド(例えば、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、およびルテチウム);アクチニド(例えば、アクチニウム、トリウム、プロトアクチニウム、ウラニウム、ネプツニウム、プルトニウム、アメリシウム、キュリウム、バークリウム、カリホルニウム、アインスタイニウム、フェルミウム、メンデレビウム、ノーベリウム、およびローレンシウム);ゲルマニウム;ヒ素;アンチモン;ならびにアスタチンから選択し得る。
【0070】
[0083]スポンジ状シラン架橋ポリオレフィンエラストマーまたはブレンドの充填剤(複数可)は、約1重量%〜約20重量%および約3重量%〜約10重量%を含めて、0重量%超〜約50重量%の量で存在し得る。
【0071】
[0084]スポンジ状シラン架橋ポリオレフィンエラストマーおよび/または形成されるそれぞれの物品(例えば、動的シーリングメンバー12)はまた、ワックス(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、HDPEワックス、LDPEワックス、熱分解ワックス、副生成物ポリエチレンワックス、任意選択で酸化されたフィッシャートロプシュワックス、および官能化ワックス)を含み得る。一部の実施形態では、ワックス(複数可)は、約0重量%〜約10重量%の量で存在する。
【0072】
[0085]一部の態様では、シラン架橋ポリオレフィンエラストマーは、20%超、30%超、40%超、または50%超の結晶化度を有する1種もしくは複数の充填剤ポリオレフィンを含み得る。充填剤ポリオレフィンは、ポリプロピレン、ポリ(エチレン−co−プロピレン)、および/または他のエチレン/α−オレフィンコポリマーを含み得る。一部の態様では、充填剤ポリオレフィンの使用は、約5重量%〜約60重量%、約10重量%〜約50重量%、約20重量%〜約40重量%、または約5重量%〜約20重量%の量で存在し得る。充填剤のポリオレフィンへの添加は、ヤング率を少なくとも10%、少なくとも25%、または少なくとも50%、最終シラン架橋ポリオレフィンエラストマーについて増加させ得る。
【0073】
[0086]粘着付与樹脂(例えば、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、修飾炭化水素、テルペン(terpens)、修飾テルペン、水素化テルペン、ロジン、ロジン誘導体、水素添加ロジン、およびこれらの混合物)はまた、シラン架橋ポリオレフィンエラストマー/ブレンド中に含み得る。粘着付与樹脂は、70℃〜約150℃の範囲の環球式軟化点、および177℃にて約3,000cP未満の粘度を有し得る。一部の態様では、粘着付与樹脂(複数可)は、約0重量%〜約10重量%の量で存在する。
【0074】
[0087]一部の態様では、シラン架橋ポリオレフィンエラストマーは、1種もしくは複数の油を含み得る。油の非限定的なタイプは、白色鉱油およびナフテン系油を含む。一部の実施形態では、油(複数可)は、約0重量%〜約10重量%の量で存在する。
【0075】
[0088]一部の態様では、本開示のシラン架橋ポリオレフィンエラストマーは、1種もしくは複数の安定剤(例えば、抗酸化剤)を含み得る。スポンジ状シラン架橋エラストマーは、グラフトの前、グラフトの後、架橋の前、および/または架橋の後に処理し得る。他の添加物をまた含み得る。添加物の非限定的例は、帯電防止剤、染料、顔料、UV吸光剤、造核剤、充填剤、スリップ剤、可塑剤、難燃剤、潤滑剤、加工助剤、煙抑制剤、粘着防止剤、および粘度調整剤を含む。抗酸化剤(複数可)は、組成物の0.2重量%未満を含めた0.5重量%未満の量で存在し得る。
【0076】
シラングラフト化ポリオレフィンエラストマーを作製するための方法
[0089]動的または発泡したシラン架橋ポリオレフィンエラストマーの合成/生成は、それぞれの構成要素を、押出の前にゴム化合物を混合および輸送するさらなるステップの必要性を除去する、単一ステップのMonosilプロセスを使用して1つの押出機において、または2ステップのSioplasプロセスを使用して2つの押出機において合わせることによって行い得る。
【0077】
[0090]ここで図5を参照すると、動的シラン架橋ポリオレフィンエラストマーを合成するために使用される単一ステップのMonosilプロセスおよび2ステップのSioplasプロセスの両方の間に使用される一般の化学的プロセスを提供する。プロセスは、グラフト化開始剤からの開始、それに続く第1および第2のポリオレフィンによる生長反応および連鎖移動を含むグラフトステップから始まる。グラフト化開始剤、一部の態様では、ペルオキシドまたはアゾ化合物は、ホモリシスによって切断され(homolytically cleaves)、2個のラジカル開始剤フラグメントを形成し、これは生長反応ステップによって第1および第2のポリオレフィン鎖の1つに移動する。今や第1または第2のポリオレフィン鎖上に位置するフリーラジカルは、次いで、シラン分子および/または別のポリオレフィン鎖へと移動することができる。開始剤およびフリーラジカルが消費されると、第1および第2のポリオレフィンについてのシラングラフト反応は完了する。
【0078】
[0091]さらに図5を参照すると、シラングラフト反応が完了すると、安定な第1および第2のシラングラフト化ポリオレフィンの混合物が生成される。次いで、架橋触媒を第1および第2のシラングラフト化ポリオレフィンに加えて、シラングラフト化ポリオレフィンエラストマーを形成し得る。架橋触媒は最初に、ポリオレフィン骨格上にグラフトされたシリル基の加水分解を促進して、反応性シラノール基を形成し得る。次いで、シラノール基は他のポリオレフィン分子上の他のシラノール基と反応して、シロキサン連結を介して一緒に連結しているエラストマーのポリオレフィンポリマー鎖の架橋されたネットワークを形成し得る。シラングラフト化ポリオレフィンエラストマーの全体に亘るシラン架橋の密度は、エラストマーが示す材料特性に影響を与えることができる。
【0079】
[0092]ここで図6および7Aを参照すると、2ステップのSioplasプロセスを使用した動的シール、例えば、動的シーリングメンバー12を作製するための方法300が示される。方法300は、(例えば、二軸スクリュー押出機182での)0.86g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィン170、40%未満の結晶化度を有する第2のポリオレフィン174、シラン架橋剤(例えば、ビニルトリメトキシシラン、VTMO)を含むシランカクテル(silan cocktail)178およびグラフト化開始剤(例えば、ジクミルペルオキシド)を一緒に押し出して、シラングラフト化ポリオレフィンブレンドを形成させることを含むステップ304から始め得る。第1のポリオレフィン170および第2のポリオレフィン174は、添加ホッパー186を使用して反応二軸スクリュー押出機182に加え得る。シランカクテル178を、押出ラインのさらに下の二軸スクリュー190に加えて、第1および第2のポリオレフィン170、174ブレンドとのより良好な混合の促進を助け得る。揮発性有機化合物(VOC)の強制吸引(forced volatile organic compound (VOC) vacuum)194を、反応二軸スクリュー押出機182上で使用して、所望の反応圧力の維持を助け得る。ラジカル開始剤およびシラン架橋剤は、第1および第2のポリオレフィン170、174の両方と反応して、これらと新規な共有結合を形成するため、二軸スクリュー押出機182は反応性であると考えられる。溶融したシラングラフト化ポリオレフィンブレンドをペレット化されたシラングラフト化ポリオレフィンブレンド206に形成することができる水中ペレット製造機202へと射出するギヤポンプ198を使用して、溶融したシラングラフト化ポリオレフィンブレンドは反応二軸スクリュー押出機182を出ることができる。一部の態様では、溶融したシラングラフト化ポリオレフィンブレンドは、縮合触媒210の組込み(図7Bを参照されたい)および最終物品の形成の前に、ペレット、ピロウ、または任意の他の構成へと押し出し得る。
【0080】
[0093]反応二軸スクリュー押出機182は、様々な長さの二軸スクリュー押出機182に亘って延びる複数の異なる温度ゾーン(例えば、図7Aに示されているようなZ0〜Z12)を有するように構成することができる。一部の態様では、それぞれの温度ゾーンは、約室温から約180℃、約120℃〜約170℃、約120℃〜約160℃、約120℃〜約150℃、約120℃〜約140℃、約120℃〜約130℃、約130℃〜約170℃、約130℃〜約160℃、約130℃〜約150℃、約130℃〜約140℃、約140℃〜約170℃、約140℃〜約160℃、約140℃〜約150℃、約150℃〜約170℃、および約150℃〜約160℃の範囲の温度を有し得る。一部の態様では、Z0は、約60℃〜約110℃または冷却なしの温度を有し得、Z1は、約120℃〜約130℃の温度を有し得、Z2は、約140℃〜約150℃の温度を有し得、Z3は、約150℃〜約160℃の温度を有し得、Z4は、約150℃〜約160℃の温度を有し得、Z5は、約150℃〜約160℃の温度を有し得、Z6は、約150℃〜約160℃の温度を有し得、Z7〜Z12は、それぞれ約150℃〜約160℃の温度を有し得る。
【0081】
[0094]一部の態様では、シラングラフト化ポリオレフィンエラストマーの数平均分子量は、約5,000g/mol〜約25,000g/mol、およぴ約6,000g/mol〜約14,000g/molを含めて、約4,000g/mol〜約30,000g/molの範囲であり得る。グラフトされたポリマーの重量平均分子量は、約10,000g/mol〜約30,000g/molを含めて、約8,000g/mol〜約60,000g/molであり得る。
【0082】
[0095]ここで図6および7Bを参照すると、次の方法300は、シラングラフト化ポリオレフィンブレンド206、縮合触媒210および発泡剤214を一緒に押し出して、発泡したシラン架橋性ポリオレフィンブレンド212を形成させるステップ308を含む。一部の態様では、1種もしくは複数の任意選択の添加物を、シラングラフト化ポリオレフィンブレンド206および縮合触媒210と共に加えて、スポンジ状シラン架橋オレフィンブレンドの最終材料特性を調節し得る。ステップ308において、シラングラフト化ポリオレフィンブレンド206をシラノール形成縮合触媒210と混合して、シラングラフト上の反応性シラノール基が形成され、これは湿気および/または熱に曝露されたとき、それに続いて架橋することができる。一部の態様では、縮合触媒は、スルホン酸、抗酸化剤、プロセス助剤(process aide)、および着色のためのカーボンブラックの混合物を含むことができ、周囲の湿気は、この縮合触媒が発泡したシラン架橋性ポリオレフィンブレンドをより長い期間(例えば、約48時間)に亘り架橋するのに十分である。シラングラフト化ポリオレフィンブレンド206および縮合触媒210は、添加ホッパーおよび添加ギヤポンプ226を使用して反応単軸スクリュー押出機218に加え得る。シラングラフト化ポリオレフィンブレンド206および縮合触媒210、および一部の態様では、1種もしくは複数の任意選択の添加物214の組合せを、反応単軸スクリュー押出機218の単軸スクリュー222に加え得る。シラングラフト化ポリオレフィンブレンド206および縮合触媒210が溶融し、一緒に合わさり、溶融したシラングラフト化ポリオレフィンブレンド206の全体に亘り縮合触媒210が完全におよび均等に混合されるや否や架橋を開始することができるため、単軸スクリュー押出機218は反応性と考えられる。溶融し発泡したシラン架橋性ポリオレフィンブレンドを未硬化の動的シーリングエレメントへと射出することができるダイを通して、溶融し発泡したシラン架橋性ポリオレフィンブレンド212は、反応単軸スクリュー押出機218を出ることができる。
【0083】
[0096]ステップ308の間に、シラングラフト化ポリオレフィンブレンド206が縮合触媒210および発泡剤と一緒に押し出されて、発泡したシラン架橋性ポリオレフィンブレンド212が形成されると、ある特定の量の架橋が起こり得る。一部の態様では、発泡したシラン架橋性ポリオレフィンブレンド212は、約25%が硬化、約30%が硬化、約35%が硬化、約40%が硬化、約45%が硬化、約50%が硬化、約55%が硬化、約60%が硬化、約65%が硬化、または約70%が硬化し得、ここで、ゲル試験(ASTM D2765)を使用して、最終的な発泡したシラン架橋ポリオレフィンエラストマー中の架橋の量を決定することができる。
【0084】
[0097]図6および7Bをまた参照すると、方法300は、発泡したシラン架橋可能なポリオレフィンブレンド212を未硬化の動的シーリングエレメントへと成形するステップ312をさらに含む。単軸スクリュー押出機218は、発泡したシラン架橋可能なポリオレフィンを、溶融した発泡したシラン架橋可能なポリオレフィンブレンド212を未硬化の動的シーリングエレメント、例えば、未硬化または部分的に硬化したバージョンの動的シーリングメンバー12、例えば、フードシール134、フロントピラーマージンシール138、およびヘッドランプシール142へと射出することができるダイを通して溶融押出しする。
【0085】
[0098]図6を再び参照すると、方法300は、発泡したシラン架橋可能なポリオレフィンブレンド212または未硬化の形態の動的シーリングメンバー12(すなわち、未硬化の動的シーリングメンバーエレメント)を周囲温度および/または周囲湿度にて架橋させ、約0.50g/cm〜約0.59g/cmの密度を有する動的シーリングメンバー12(図1〜3を参照されたい)を形成させるステップ316をさらに含むことができる。より特定すると、この架橋プロセスにおいて、水は発泡したシラン架橋性ポリオレフィンエラストマーのシランを加水分解し、シラノールが生成する。次いで、様々なシラングラフト上のシラノール基を縮合して、分子間の不可逆的なSi−O−Si架橋部位を形成させることができる。架橋されたシラン基の量、したがって最終ポリマー特性は、使用する触媒の量を含めた生成プロセスを制御することによってレギュレートすることができる。
【0086】
[0099]方法300のステップ316の架橋/硬化は、0超〜約20時間の期間に亘り起こり得る。一部の態様では、硬化は、約1時間〜約20時間、10時間〜約20時間、約15時間〜約20時間、約5時間〜約15時間、約1時間〜約8時間、または約3時間〜約6時間の期間に亘り起こる。架橋/硬化の間の温度は、約室温、約20℃〜約25℃、約20℃〜約150℃、約25℃〜約100℃、約20℃〜約75℃であり得る。硬化の間の湿度は、約30%〜約100%、約40%〜約100%、または約50%〜約100%であり得る。
【0087】
[00100]一部の態様では、TPV加工条件に近い押出機の熱設定で、30対1の長いL/Dを伴う、熱可塑性物質を押し出すことができる押出機の設定を使用する。ここで押出物は周囲条件にて架橋する熱硬化性の特性となる。他の態様では、このプロセスは、蒸気への曝露によって加速し得る。押出の直後に、ゲル含量(架橋密度とまた称される)は、約60%であり得るが、周囲条件で96時間後に、ゲル含量は、約95%超に達し得る。
【0088】
[00101]一部の態様では、1つもしくは複数の反応単軸スクリュー押出機218を使用して、1つもしくは複数のタイプのシラン架橋ポリオレフィンエラストマーを有する、未硬化の動的シーリングエレメントおよび対応する動的シーリングメンバーを形成し得る。例えば、一部の態様では、1つの反応単軸スクリュー押出機218を使用して、発泡した(またスポンジ状または動的と称される)シラン架橋ポリオレフィンエラストマーを生成し、押し出し得、一方、第2の反応単軸スクリュー押出機218を使用して、高密度またはマイクロ高密度シラン架橋ポリオレフィンエラストマーを生成し、押し出し得る。最終的な動的シーリングメンバー12の複雑さおよびアーキテクチャは、図6〜7Bにおいて示すプロセスによって用いられる反応単軸スクリュー押出機218の数およびタイプを決定する。
【0089】
[00102]様々な動的シーリングメンバー12、ならびにこれらのそれぞれの構成要素および組成物の概要を述べ、かつ教示する記載は、任意の組合せで使用することができ、図6〜7Bにおいて示すような2ステップのSioplasプロセスを使用したスポンジ状シーリングメンバーを作製するための方法300に等しく適用されることが理解される。
【0090】
[00103]ここで図8および9を参照すると、1ステップのMonosilプロセスを使用した動的シール、例えば、動的シーリングメンバー12を作製するための方法400を示す。方法400は、(例えば、単軸スクリュー押出機230での)0.86g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィン170、40%未満の結晶化度を有する第2のポリオレフィン174、シラン架橋剤(例えば、ビニルトリメトキシシラン、VTMO)を含むシランカクテル178、およびグラフト化開始剤(例えば、ジクミルペルオキシド)、および縮合触媒210を一緒に押し出し、架橋性シラングラフト化ポリオレフィンブレンドを形成させることを含むステップ404から始め得る。第1のポリオレフィン170、第2のポリオレフィン174、およびシランカクテル178は、添加ホッパー186を使用して、反応単軸スクリュー押出機230に加え得る。一部の態様では、シランカクテル178を、押出ラインのさらに下の単軸スクリュー234に加え、第1および第2のポリオレフィン170、174ブレンドとのより良好な混合の促進を助け得る。一部の態様では、1種もしくは複数の任意選択の添加物214を、第1のポリオレフィン170、第2のポリオレフィン174、およびシランカクテル178と共に加えて、発泡したシラン架橋性ポリオレフィンブレンド212の最終材料特性を微調整し得る。ラジカル開始剤、およびシランカクテル178のシラン架橋剤は、第1および第2のポリオレフィンブレンド170、174の両方と反応し、これらと新規な共有結合を形成するため、単軸スクリュー押出機230は反応性であると考えられる。さらに、反応単軸スクリュー押出機230は、縮合触媒210を溶融したシラングラフト化ポリオレフィンブレンドと一緒に混合する。溶融し発泡したシラン架橋性ポリオレフィンブレンドを未硬化の動的シーリングエレメントの形に排出することができるギヤポンプ(図示せず)および/またはダイを使用して、溶融し発泡したシラン架橋性ポリオレフィンブレンド212は反応単軸スクリュー押出機230を出ることができる。
【0091】
[00104]ステップ404の間に、第1のポリオレフィン170、第2のポリオレフィン174、シランカクテル178、および縮合触媒210が一緒に押し出されるにつれ、反応単軸スクリュー押出機230においてある特定の量の架橋が起こり得る(図8および9を参照されたい)。一部の態様では、発泡したシラン架橋性ポリオレフィンブレンド212は、反応単軸スクリュー押出機230を出るときに、約25%が硬化、約30%が硬化、約35%が硬化、約40%が硬化、約45%が硬化、約50%が硬化、約55%が硬化、約60%が硬化、約65%が硬化、または約70%であり得る。ゲル試験(ASTM D2765)を使用して、最終の発泡したシラン架橋ポリオレフィンエラストマー中の架橋の量を決定することができる。
【0092】
[00105]反応単軸スクリュー押出機230は、押出機に沿って様々な長さに亘って延びる複数の異なる温度ゾーン(例えば、図9に示されているようなZ0〜Z7)を有するように構成することができる。一部の態様では、それぞれの温度ゾーンは、約室温から約180℃、約120℃〜約170℃、約120℃〜約160℃、約120℃〜約150℃、約120℃〜約140℃、約120℃〜約130℃、約130℃〜約170℃、約130℃〜約160℃、約130℃〜約150℃、約130℃〜約140℃、約140℃〜約170℃、約140℃〜約160℃、約140℃〜約150℃、約150℃〜約170℃、および約150℃〜約160℃の範囲の温度を有し得る。一部の態様では、Z0は、約60℃〜約110℃の温度を有し得るか、または冷却なしであり、Z1は、約120℃〜約130℃の温度を有し得、Z2は、約140℃〜約150℃の温度を有し得、Z3は、約150℃〜約160℃の温度を有し得、Z4は、約150℃〜約160℃の温度を有し得、Z5は、約150℃〜約160℃の温度を有し得、Z6は、約150℃〜約160℃の温度を有し得、Z7は、約150℃〜約160℃の温度を有し得る。
【0093】
[00106]一部の態様では、シラングラフト化ポリオレフィンエラストマーの数平均分子量は、約5,000g/mol〜約25,000g/mol、およぴ約6,000g/mol〜約14,000g/molを含めて、約4,000g/mol〜約30,000g/molの範囲であり得る。グラフトされたポリマーの重量平均分子量は、約10,000g/mol〜約30,000g/molを含めて、約8,000g/mol〜約60,000g/molであり得る。
【0094】
[00107]図8および9をまた参照すると、方法400は、発泡したシラン架橋可能なポリオレフィンブレンドを未硬化の動的シーリングエレメントへと成形するステップ408をさらに含む。反応単軸スクリュー押出機230は、発泡したシラン架橋可能なポリオレフィンを、溶融した発泡したシラン架橋可能なポリオレフィンブレンドを未硬化の動的シーリングエレメント(次いで、動的シーリングメンバー12(図1〜3を参照されたい)、例えば、フードシール134、フロントピラーマージンシール138、およびヘッドランプシール142へと硬化される)へと排出することができるダイを通して溶融押出しすることができる。
【0095】
[00108]図8をまた参照すると、方法400は、未硬化の動的シーリングエレメントの発泡したシラン架橋可能なポリオレフィンブレンド212を周囲温度および周囲湿度にて架橋させて、動的シール、例えば、約0.50g/cm〜約0.59g/cmの密度を有する動的シーリングメンバー12へとエレメントを形成させるステップ412をさらに含むことができる。架橋されたシラン基の量、したがって最終ポリマー特性は、使用する触媒の量を含めた生成プロセスを制御することによってレギュレートすることができる。
【0096】
[00109]発泡したシラン架橋性ポリオレフィンブレンドを架橋するステップ412は、0超〜約20時間の期間に亘り起こり得る。一部の態様では、硬化は、約1時間〜約20時間、10時間〜約20時間、約15時間〜約20時間、約5時間〜約15時間、約1時間〜約8時間、または約3時間〜約6時間の期間に亘り起こる。架橋および硬化の間の温度は、約室温、約20℃〜約25℃、約20℃〜約150℃、約25℃〜約100℃、または約20℃〜約75℃であり得る。硬化の間の湿度は、約30%〜約100%、約40%〜約100%、または約50%〜約100%であり得る。
【0097】
[00110]一部の態様では、TPV加工条件に近い押出機の熱設定で、30対1の長いL/Dを伴う、熱可塑性物質を押し出すことができる押出機の設定を使用する。ここで押出物は周囲条件にて架橋する熱硬化性の特性となる。他の態様では、このプロセスは、蒸気への曝露によって加速し得る。押出の直後に、ゲル含量(架橋密度とまた称される)は、約60%であり得るが、周囲条件で96時間後、ゲル含量は、約95%超に達し得る。
【0098】
[00111]一部の態様では、1つもしくは複数の反応単軸スクリュー押出機230(図9を参照されたい)を使用して、シラン架橋ポリオレフィンエラストマーの1つもしくは複数のタイプを有する未硬化のシーリングエレメントおよび対応する動的シーリングメンバーを形成し得る。例えば、一部の態様では、1つの反応単軸スクリュー押出機230を使用して、発泡したシラン架橋ポリオレフィンエラストマーを生成し、押し出してもよく、一方、第2の反応単軸スクリュー押出機230を使用して、高密度またはマイクロ高密度シラン架橋ポリオレフィンエラストマーを生成し、押し出し得る。最終的な動的シーリングメンバー12の複雑さおよびアーキテクチャによって、反応単軸スクリュー押出機230の数およびタイプが決定される。
【0099】
[00112]様々な動的シーリングメンバー12、ならびにこれらのそれぞれの構成要素および組成物の概要を述べ、かつ教示する記載は、任意の組合せで使用することができ、図8および9において示すような1ステップのMonosilプロセスを使用したスポンジ状シーリングメンバーを作製するための方法400に等しく適用されることが理解される。
【0100】
[00113]本開示の発泡したシラン架橋ポリオレフィンエラストマーを使用して製造し得る物品の非限定的例は、動的シーリングメンバー12(図1〜3を参照されたい)、例えば、ウェザーストリップシール(例えば、成形した小部品/コーナーを含めたガラスランチャンネル)、サンルーフシール、コンバーティブルトップシール、ミラーシール、ボディパネルインターフェイスシール、固定されたウィンドウモールディング、モール一体成形ガラス(glass encapsulations)、カットラインシール、グリーンハウスモールディング、占有検出システムセンサースイッチ、ロッカーシール、アウターおよびインナーベルト、補助およびマージンシール、エッジ保護/ギンプシール、およびベルト下ブラケットおよびチャンネル;自動車用ホース、例えば、クーラントホース、空調ホース、および真空ホース;防振システム(AVS)構成要素、例えば、マウント(例えば、エンジン、ボティ、アクセサリ、構成要素)、ダンパー、ブッシング、ストラットマウント、およびアイソレーター;コーティング、例えば、ブレーキライン、燃料ライン、トランスミッションオイルクーラーライン、ブラケット、クロスメンバー、フレーム構成要素、ボティパネルおよび構成要素、サスペンション構成要素、ホイール、ハブ、スプリング、およびファスナーのためのコーティング;エアデフレクター、スポイラー、ファシア、およびトリム;ビルディング、ウィンドウ、およびドアシール;ブーツ、ベロー、およびグロメット;ガスケット(例えば、空気圧および/または水圧ガスケット);ワイヤーおよびケーブルシース;タイヤ;フロントガラスのワイパーおよびスクイジー;フロアマット;ペダルカバー;自動車用ベルト;コンベヤベルト;シュー構成要素;船舶バンパー;Oリング;バルブおよびシール;ならびにスプリング(例えば、機械式金属スプリングの代替品として)を含む。
【0101】
動的シラン架橋ポリオレフィンエラストマーの物理的特性
[00114]「熱可塑性物質」は、本明細書で使用する場合、熱に曝露されたときに軟化し、室温に冷却したときその当初の状態に戻るポリマーを意味すると定義される。「熱硬化性物質」は、本明細書で使用する場合、硬化したときに凝固し、不可逆的に「固化」または「架橋」するポリマーを意味すると定義される。上記のMonosilまたはSioplasプロセスのいずれかにおいて、最終熱硬化性動的シラン架橋ポリオレフィンエラストマーまたはスポンジ状シーリングメンバーを生成するために使用される様々な異なる材料の熱可塑性および熱硬化性の特性の慎重なバランスを理解することは重要である。反応二軸スクリュー押出機、反応単軸スクリュー押出機、および/または反応単軸スクリュー押出機を使用して混合され、反応する中間ポリマー材料のそれぞれは熱硬化性物質である。したがって、シラングラフト化ポリオレフィンブレンドおよびシラン架橋性ポリオレフィンブレンドは熱可塑性物質であり、それぞれの材料が流動することができるように加熱によって軟化することができる。シラン架橋性ポリオレフィンブレンドが未硬化のシーリングエレメントまたは他のそれぞれの物品へと押し出され、成形され、プレスされ、かつ/または形づくられると、シラン架橋性ポリオレフィンブレンドは、周囲温度および周囲湿度にて架橋または硬化し始め、スポンジ状シーリングメンバーおよび動的シラン架橋ポリオレフィンブレンドを形成することができる。
【0102】
[00115]シラン架橋性ポリオレフィンブレンドおよび対応する動的シラン架橋ポリオレフィンブレンドの熱可塑性/熱硬化性挙動は、これらの材料を使用して実現される有望なエネルギー節約のために、本明細書で開示されている様々な組成物および物品(例えば、図1〜3に示す動的シーリングメンバー12)のために重要である。例えば、製造者は、周囲温度および周囲湿度にてシラン架橋性ポリオレフィンブレンドを硬化させることができることによってかなりの量のエネルギーを節約することができる。この硬化プロセスは典型的には、架橋性ポリオレフィンを加熱または蒸気処理するために著しい量のエネルギーを適用することによって当業界で行われる。本発明のシラン架橋性ポリオレフィンブレンドを周囲温度および/または周囲湿度にて硬化させる能力は、架橋性ポリオレフィンに必ず固有である特性ではないが、むしろシラン架橋性ポリオレフィンブレンドの相対的に低密度(すなわち、EPDMおよび/またはTPVと比較して)に依存する特性である。一部の態様では、さらなる硬化炉(curing overs)、加熱炉、蒸気炉、または押出機において提供されているもの以外の他の形態の熱生成機構は、動的シラン架橋ポリオレフィンエラストマーを形成するために使用しない。
【0103】
[00116]本開示の動的シラン架橋ポリオレフィンエラストマーの比重は、当技術分野で使用される既存のTPVおよびEPDM配合物の比重より低くてもよい。これらの材料の低減した比重はより低い重量のパーツをもたらし、それによって、自動車メーカーが改善された燃料経済のための増加する要求を満たすことを助けることができる。例えば、本開示の動的シラン架橋ポリオレフィンエラストマーの比重は、0.95〜1.2g/cmの比重を有し得る既存のTPV材料、および1.0〜1.35g/cmの比重を有し得るEPDM材料と比較して、約0.40g/cm〜約0.59g/cm、約0.50g/cm〜約0.59g/cm、約0.40g/cm〜約0.49g/cm、0.60g/cm未満、0.55g/cm未満、0.50g/cm未満、または0.45g/cm未満であり得る。動的シラン架橋ポリオレフィンエラストマーの低比重または密度は、下記の実施例における見出されたものの低い結晶化度に起因する。一部の態様では、動的シラン架橋ポリオレフィンエラストマーの結晶化度パーセントは、10%未満、20%未満、または30%未満である。
【0104】
[00117]ここで図10を参照すると、2つの通常のEPDM材料(すなわち、「EPDM化合物A」および「EPDM化合物B」)に対する、本開示の例示的な動的シラン架橋ポリオレフィンエラストマー(すなわち、説明文における「シラン架橋ポリオレフィンエラストマー」)の応力/ひずみ挙動が提供される。特に、図10は、本開示のスポンジ状/発泡した/動的シラン架橋ポリオレフィンについての応力/ひずみ曲線の間の面積が、EPDM化合物AおよびBについての応力/ひずみ曲線の間のそれぞれの面積より有意に小さいことを示す。シラン架橋ポリオレフィンエラストマーについての応力/ひずみ曲線の間のこのより小さな面積は、動的シーリングメンバー、例えば、自動車用ガラス用途で使用されるウェザーストリップシールのために望ましくあり得る。エラストマー材料は典型的には、繰り返し応力をかけられたとき、エネルギーの著しい損失を伴う非線形応力−ひずみ曲線を有する。本開示のシラン架橋ポリオレフィンエラストマーは、より大きな弾性およびより小さな粘弾性を示し得る(例えば、線形曲線を有し、非常に低いエネルギー損失を示す)。本明細書に記載されているシラン架橋ポリオレフィンエラストマーの実施形態は、これらの材料中に組み込まれる充填剤または可塑剤を有さず、そのため、これらの対応する応力/ひずみ曲線は、マリンス効果および/またはペイン効果を有さないか、または示さない。これらのシラン架橋ポリオレフィンエラストマーについてマリンス効果を欠いていることは、シラン架橋ポリオレフィンブレンドに加えられる任意の補強充填剤(例えば、カーボンブラック)または可塑剤を欠いていることによるものであり、そのため、応力−ひずみ曲線は、従前に遭遇した最大荷重によって決まらず、ここでは即時的および不可逆的な軟化が存在しない。これらのシラン架橋ポリオレフィンエラストマーについてペイン効果を欠いていることは、シラン架橋ポリオレフィンブレンドに加えられる充填剤または可塑剤を欠いていることによるものであり、そのため、応力−ひずみ曲線は、従前に遭遇した小さなひずみ振幅によって決まらず、ここではひずみの振幅に基づいた粘弾性貯蔵弾性率における変化がない。
【0105】
[00118]本開示のシラン架橋ポリオレフィンエラストマーまたは動的シーリングメンバーは、ASTM D395(22時間@23℃、70℃、80℃、90℃、125℃、および/または175℃)によって測定すると、約5.0%〜約30.0%、約5.0%〜約25.0%、約5.0%〜約20.0%、約5.0%〜約15.0%、約5.0%〜約10.0%、約10.0%〜約25.0%、約10.0%〜約20.0%、約10.0%〜約15.0%、約15.0%〜約30.0%、約15.0%〜約25.0%、約15.0%〜約20.0%、約20.0%〜約30.0%、または約20.0%〜約25.0%の圧縮永久ひずみを示すことができる。
【0106】
[00119]他の実装において、本開示のシラン架橋ポリオレフィンエラストマーまたは動的シーリングメンバーは、ASTM D395(22時間@23℃、70℃、80℃、90℃、125℃、および/または175℃)によって測定すると、約5.0%〜約20.0%、約5.0%〜約15.0%、約5.0%〜約10.0%、約7.0%〜約20.0%、約7.0%〜約15.0%、約7.0%〜約10.0%、約9.0%〜約20.0%、約9.0%〜約15.0%、約9.0%〜約10.0%、約10.0%〜約20.0%、約10.0%〜約15.0%、約12.0%〜約20.0%、または約12.0%〜約15.0%の圧縮永久ひずみを示すことができる。
【0107】
[00120]本開示のシラン架橋ポリオレフィンエラストマーおよび動的シーリングメンバーは、密度測定、示差走査熱量測定法(DSC)、X線回折、赤外分光法、および/または固体核磁気分光法(solid state nuclear magnetic spectroscopy)を使用して決定するように、約5%〜約40%、約5%〜約25%、約5%〜約15%、約10%〜約20%、約10%〜約15%、または約11%〜約14%の結晶化度を示し得る。本明細書に開示されているように、それぞれの試料の結晶化度を計算するために、DSCを使用して、溶融のエンタルピーを測定した。
【0108】
[00121]本開示のシラン架橋ポリオレフィンエラストマーおよび動的シーリングメンバーは、5℃/分または10℃/分の速度での第2の加熱ランを使用した示差走査熱量測定法(DSC)によって測定すると、約−75℃〜約−25℃、約−65℃〜約−40℃、約−60℃〜約−50℃、約−50℃〜約−25℃、約−50℃〜約−30℃、または約−45℃〜約−25℃のガラス転移温度を示し得る。
【0109】
[00122]シラン架橋ポリオレフィンエラストマーおよびスポンジ状シーリングメンバーは、外部の風化条件への3000時間の曝露の後でASTM D2244によって測定すると、約0.25△E〜約2.0△E、約0.25△E〜約1.5△E、約0.25△E〜約1.0△E、または約0.25△E〜約0.5△Eの風化による色の差異を示し得る。
【実施例】
【0110】
[00123]下記の非限定的例は、本開示において概説する動的シーリングメンバー、組成物およびこれらを作製する方法の例示的な実施形態として提供される。
【0111】
材料
[00124]全ての化学物質、前駆体および他の構成物は、商業的なサプライヤーから得て、それ以上精製することなく提供されたまま使用した。
【0112】
実施例1
[00125]実施例1(Ex.1)またはED108−2Aは、48.70重量%のENGAGE8842および48.70重量%のXUS38677.15を2.6重量%のSILAN RHS14/032またはSILFIN13と一緒に押し出して、シラングラフト化ポリオレフィンエラストマーを形成させることによって生成した。次いで、実施例1のシラングラフト化ポリオレフィンエラストマーを、1.7重量%のHydrocerol1170発泡剤、2重量%のAmbicat LE4472縮合触媒、および360ppmのジオクチルスズジラウレート(DOTL)縮合触媒と共に押し出して、シラン架橋可能なポリオレフィンエラストマーを形成させ、次いで、これを未硬化の動的シーリングメンバーへと押し出した。次いで、未硬化の動的シーリングメンバーの実施例1のシラン架橋性ポリオレフィンエラストマーを、周囲温度および湿度にて硬化させて、本開示のエラストマーと一致するシラン架橋ポリオレフィンエラストマーを形成させた。実施例1の組成物を下記の表1において提供し、その材料特性を下記の表2において提供する。
【0113】
実施例2
[00126]実施例2(Ex.2)またはED108−2Bは、48.70重量%のENGAGE 8842および48.70重量%のXUS38677.15および2.6重量%のSILAN RHS14/032またはSILFIN13をExact9061/SpectraSyn10(70/30)と一緒に押し出して、シラングラフト化ポリオレフィンエラストマーを形成させることによって生成した。次いで、実施例2のシラングラフト化ポリオレフィンエラストマーを、1.7重量%のHydrocerol1170発泡剤、2重量%のAmbicat LE4472縮合触媒、および360ppmのジオクチルスズジラウレート(DOTL)縮合触媒と共に押し出して、シラン架橋可能なポリオレフィンエラストマーを形成させ、次いで、これを未硬化の動的シーリングメンバーへと押し出した。次いで、未硬化の動的シーリングメンバーの実施例2のシラン架橋性ポリオレフィンエラストマーを周囲温度および湿度にて硬化させて、本開示のエラストマーと一致するシラン架橋ポリオレフィンエラストマーを形成させた。実施例2の組成物は下記の表1に提供し、その材料特性を下記の表2に提供する。表2に下記でまた提供するのは、比較上のEPDM材料(「EPDM」)と関連する特性である。
【0114】
【表1】
【0115】
【表2】
【0116】
[00127]ここで図11を参照すると、2%触媒(「2%触媒を有するEx.1」)、3%触媒(3%触媒を有するEx.1」)、およびスリップコートを伴う2%触媒(「2%触媒およびスリップコートを有するEx.1」)と架橋した、Ex.1のED108−2A樹脂(すなわち、実施例1において上記で調製するような)についての、位置に対する荷重プロットを提供する。比較例の位置に対する荷重プロットを、伝統的なEPDMスポンジ材料(「EPDM」)について提供する。Ex.1の材料(すなわち、本開示による動的シラン架橋ポリオレフィンエラストマー)は、比較上のEPDM化合物についての荷重/位置曲線の間の面積と比較して、荷重/位置曲線の間のより小さな面積を示す。動的シラン架橋ポリオレフィンエラストマーについての荷重/位置曲線の間のこのより小さな面積は、動的シーリングメンバー、例えば、様々なシーリング用途のために使用することができるウェザーストリップのために望ましくてもよい。さらに、Ex.1のポリオレフィンブレンドは、組み込まれている充填剤または可塑剤を含有せず、そのため、これらのブレンドについての対応する荷重/位置曲線のそれぞれは、マリンス効果および/またはペイン効果を有さないか、または示さない。
【0117】
[00128]縮合触媒の選択は、試料についての最終材料特性に対する影響を有し得る。例えば、実施例2のED108−2Bのシラングラフト化ポリオレフィンエラストマーは、48.70重量%のENGAGE8842および48.70重量%のXUS38677.15および2.6重量%のSILAN RHS14/032またはSILFIN13をExact9061/SpectraSyn10(70/30)と一緒に押し出すことによって生成し、シラングラフト化ポリオレフィンエラストマーを形成させた。次いで、これらの実施例2のシラングラフト化ポリオレフィンエラストマーを、2つの異なる縮合触媒:(a)1.7重量%のHydrocerol1170発泡剤、2重量%のAmbicat LE4472縮合触媒、および360ppmのジオクチルスズジラウレート(DOTL)縮合触媒;ならびに(b)1.7重量%のHydrocerol1170発泡剤、2重量%のAmbicat LE4472縮合触媒、および360ppmのジブチルスズジラウレート(DBTDL)縮合触媒と共に押し出した。したがって、2種のシラン架橋性ポリオレフィンエラストマー(「DOTL」および「DBTDL」として同定される)が形成され、次いで、これを未硬化の動的シーリングメンバーへと押し出した。
【0118】
[00129]これらの架橋性エラストマーの材料特性の差異は、表3および4に下記で示す。
【0119】
【表3】
【0120】
【表4】
【0121】
[00130]ここで図12を参照すると、超臨界ガス射出および化学的発泡剤を使用して発泡させたシラン架橋ポリオレフィンエラストマーについて断面図を提供する。画像によって提供するように、化学的発泡剤からもたらされる孔径は、20μm〜147μmであり、一方、超臨界ガス射出からもたらされる孔径は、46μm〜274μmである。本明細書で開示されているそれぞれのシラン架橋性ポリオレフィンエラストマーのそれぞれを発泡させる選択した発泡剤のタイプによって、種々の異なる孔径を得ることができ、これは発泡したシラン架橋ポリオレフィンエラストマーの最終密度に影響を与える。一部の態様では、孔径は、20μm〜200μm、25μm〜400μm、または25μm〜300μmであり得る。
【0122】
[00131]本開示の目的のために、用語「カップリングした」(その形態、カップル、カップリング、カップリングしたなどの全てにおいて)は一般に、2つの構成要素の互いへの直接的または間接的な接合を意味する。このような接合は、本質的に固定または本質的に可動性であり得る。このような接合は、互いに単一のボディとして一体化して形成される2つの構成要素および任意のさらなる中間メンバーで、または2つの構成要素で達成し得る。このような接合は、他に記述しない限り、本質的に永続的であり得るか、または本質的に除去可能もしくは放出可能であり得る。
【0123】
[00132]例示的な実施形態において示したような装置のエレメントの組立ておよび配置は単に例示的であることを留意することはまた重要である。本イノベーションのほんの少数の実施形態を本開示において詳細に記載してきたが、記載した主題の新規な教示および利点から実質的に逸脱することなく、多くの修飾が可能である(例えば、様々なエレメントのサイズ、寸法、構造、形状および割合、パラメーターの値、取付け配置、材料の使用、色、配向などにおけるバリエーション)ことを、本開示を調査する当業者は容易に認識する。例えば、一体化して形成されているものとして示されるエレメントは、複数のパーツで組み立てられてもよいか、または複数のパーツとして示されるエレメントは、一体化して形成してもよく、インターフェイスの操作は、逆転させるか、または他に変化させてもよく、システムの構造および/またはメンバーまたはコネクターまたは他のエレメントの長さまたは幅は変化してもよく、エレメントの間に提供される調整位置の性質または数は変化してもよい。システムのエレメントおよび/またはアセンブリーは、十分な強度または耐久性を実現する、多種多様の色、テクスチャー、および組合せのいずれかの多種多様の材料のいずれかから組み立て得ることに留意すべきである。したがって、全てのこのような修飾は、本イノベーションの範囲内に含まれることを意図する。他の置換、修飾、変化、および省略は、本イノベーションの精神から逸脱することなく、所望および他の例示的な実施形態の設計、操作条件、および配置において行い得る。
【0124】
[00133]任意の記載されたプロセスまたは記載されたプロセス内のステップは、他の開示されているプロセスまたはステップと合わせて、本装置の範囲内で構造を形成し得ることが理解される。本明細書で開示されている例示的な構造およびプロセスは例示の目的のためであり、限定的であると解釈されない。
【0125】
[00134]上記の説明は、例示した実施形態の説明のみであると考えられる。当業者、および装置を作製または使用する者であれば、装置の修飾を思いつく。したがって、図面において示され、かつ上記で記載されている実施形態は、単に例示の目的のためであり、均等の原則を含めた特許法の原則によって解釈されるような下記の特許請求の範囲によって定義される、物品、プロセスおよび組成物の範囲を限定することを意図しないことが理解される。
【0126】
非限定的な実施形態の列挙
[00135]実施形態Aは、0.60g/cm未満の密度を有するシラン架橋ポリオレフィンエラストマーを含む組成物を含むスポンジ状シーリングメンバーであり、ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、スポンジ状シーリングメンバーは、約5.0%〜約35.0%の圧縮永久ひずみを示す。
【0127】
[00136]シラン架橋ポリオレフィンエラストマーが、0.86g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィン、40%未満の結晶化度パーセントを有する第2のポリオレフィン、シラン架橋剤、グラフト化開始剤、縮合触媒、および発泡剤を含む、実施形態Aのスポンジ状シーリングメンバー。
【0128】
[00137]圧縮永久ひずみが、ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、約15.0%〜約35.0%である、実施形態Aまたは介在するフィーチャのいずれかを伴う実施形態Aのスポンジ状シーリングメンバー。
【0129】
[00138]密度が、約0.50g/cm〜約0.59g/cmである、実施形態Aまたは介在するフィーチャのいずれかを伴う実施形態Aのスポンジ状シーリングメンバー。
【0130】
[00139]シラン架橋ポリオレフィンエラストマーが、約5%〜約25%の結晶化度を示す、実施形態Aまたは介在するフィーチャのいずれかを伴う実施形態Aのスポンジ状シーリングメンバー。
【0131】
[00140]シラン架橋ポリオレフィンエラストマーが、約−75℃〜約−25℃のガラス転移温度を示す、実施形態Aまたは介在するフィーチャのいずれかを伴う実施形態Aのスポンジ状シーリングメンバー。
【0132】
[00141]組成物が、熱硬化性であるが、加工の間に熱可塑性特性を示す、実施形態Aまたは介在するフィーチャのいずれかを伴う実施形態Aのスポンジ状シーリングメンバー。
【0133】
[00142]スポンジ状シーリングメンバーが、ASTM D2244によって測定すると、約0.25△E〜約2.0△Eの風化による色の差異を示す、実施形態Aのスポンジ状シーリングメンバー、または介在するフィーチャのいずれかを伴う実施形態A。
【0134】
[00143]着色剤をさらに含む、実施形態Aまたは介在するフィーチャのいずれかを伴う実施形態Aのスポンジ状シーリングメンバー。
【0135】
[00144]実施形態Bは、0.86g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィン;40%未満の結晶化度パーセントを有する第2のポリオレフィン;シラン架橋剤;および発泡剤を含む、発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンドであって、ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、約5.0%〜約35.0%の圧縮永久ひずみを示し、発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンドは、0.60g/cm未満の密度を有する、発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンドである。
【0136】
[00145]第1のポリオレフィンが、約60重量%〜約97重量%のエチレン−オクテンコポリマーを含む、実施形態Bの発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
【0137】
[00146]第2のポリオレフィンが、約10重量%〜約35重量%のポリプロピレンホモポリマー、および/またはポリ(エチレン−co−プロピレン)を含む、実施形態Bまたは介在するフィーチャのいずれかを伴う実施形態Bの発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
【0138】
[00147]シラン架橋剤が、約1重量%〜約4重量%のビニルトリメトキシシランを含む、実施形態Bまたは介在するフィーチャのいずれかを伴う実施形態Bの発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
【0139】
[00148]約1重量%〜約4重量%のスルホン酸エステルを含む非金属縮合触媒をさらに含む、実施形態Bまたは介在するフィーチャのいずれかを伴う実施形態Bの発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
【0140】
[00149]ブレンドが約0.85g/cm〜約0.89g/cmの密度を有する、実施形態Bまたは介在するフィーチャのいずれかを伴う実施形態Bの発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
【0141】
[00150]ブレンドが、約5%〜約25%の結晶化度を示す、実施形態Bまたは介在するフィーチャのいずれかを伴う実施形態Bの発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
【0142】
[00151]ブレンドが、約−75℃〜約−25℃のガラス転移温度を示す、実施形態Bまたは介在するフィーチャのいずれかを伴う実施形態Bの発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
【0143】
[00152]実施形態Cは、スポンジ状シーリングメンバーを作製するための方法であって、0.86g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィン、40%未満の結晶化度を有する第2のポリオレフィン、シラン架橋剤およびグラフト化開始剤を一緒に押し出して、シラングラフト化ポリオレフィンブレンドを形成させるステップと;シラングラフト化ポリオレフィンブレンド、縮合触媒および発泡剤を一緒に押し出して、発泡したシラン架橋性ポリオレフィンブレンドを形成させるステップと;発泡したシラン架橋性ポリオレフィンブレンドを未硬化のスポンジ状シーリングメンバーへと成形するステップと;未硬化のスポンジ状シーリングエレメントの発泡した架橋性ポリオレフィンブレンドを周囲温度および周囲湿度にて架橋させて、エレメントを約0.85g/cm〜約0.89g/cmの密度を有し発泡したシラン架橋性ポリオレフィンブレンドを有するスポンジ状シーリングメンバーへと形成させるステップとを含み、スポンジ状シーリングメンバーは、ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、約5.0%〜約35.0%の圧縮永久ひずみを示す、方法である。
【0144】
[00153]シラングラフト化ポリオレフィンブレンドおよび架橋性ポリオレフィンブレンドが、熱可塑性物質であり、発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンドが、熱硬化性である、実施形態Cの方法。
【0145】
[00154]第1のポリオレフィンが、エチレン/α−オレフィンコポリマーであり、第2のポリオレフィンが、ポリプロピレンホモポリマーおよび/またはポリ(エチレン−co−プロピレン)である、実施形態Cまたは介在するフィーチャのいずれかを伴う実施形態Cの方法。
本発明は以下の実施態様を含む。
(1)0.60g/cm未満の密度を有するシラン架橋ポリオレフィンエラストマーを含む組成物を含み、
ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、約5.0%〜約35.0%の圧縮永久ひずみを示す、スポンジ状シーリングメンバー。
(2)前記シラン架橋ポリオレフィンエラストマーが、0.86g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィン、40%未満の結晶化度パーセントを有する第2のポリオレフィン、シラン架橋剤、グラフト化開始剤、縮合触媒、および発泡剤を含む、(1)に記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(3)前記圧縮永久ひずみが、ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、約15.0%〜約35.0%である、(1)または(2)に記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(4)前記密度が、約0.50g/cm〜約0.59g/cmである、(1)から(3)のいずれかに記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(5)前記シラン架橋ポリオレフィンエラストマーが、約5%〜約25%の結晶化度を示す、(1)から(4)のいずれかに記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(6)前記シラン架橋ポリオレフィンエラストマーが、約−75℃〜約−25℃のガラス転移温度を示す、(1)から(5)のいずれかに記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(7)前記組成物が、熱硬化性であるが、加工の間に熱可塑性特性を示す、(1)から(6)のいずれかに記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(8)ASTM D2244によって測定すると、約0.25△E〜約2.0△Eの風化による色の差異を示す、(1)から(7)のいずれかに記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(9)着色剤をさらに含む、(1)から(8)のいずれかに記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(10)0.86g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィン;
40%未満の結晶化度パーセントを有する第2のポリオレフィン;
シラン架橋剤;および
発泡剤
を含み、
ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、約5.0%〜約35.0%の圧縮永久ひずみを示し、
0.60g/cm未満の密度を有する、発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(11)前記第1のポリオレフィンが、約60重量%〜約97重量%のエチレンオクテンコポリマーを含む、(10)に記載の発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(12)前記第2のポリオレフィンが、約10重量%〜約35重量%のポリプロピレンホモポリマーおよび/またはポリ(エチレン−co−プロピレン)を含む、(10)または(11)に記載の発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(13)前記シラン架橋剤が、約1重量%〜約4重量%のビニルトリメトキシシランを含む、(10)から(12)のいずれかに記載の発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(14)約1重量%〜約4重量%のスルホン酸エステルを含む非金属縮合触媒をさらに含む、(10)から(13)のいずれかに記載の発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(15)約0.85g/cm〜約0.89g/cmの密度を有する、(10)から(14)のいずれかに記載の発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(16)約5%〜約25%の結晶化度を示す、(10)から(15)のいずれかに記載の発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(17)約−75℃〜約−25℃のガラス転移温度を示す、(10)から(16)のいずれかに記載の発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(18)スポンジ状シーリングメンバーを作製する方法であって、
0.86g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィン、40%未満の結晶化度を有する第2のポリオレフィン、シラン架橋剤およびグラフト化開始剤を一緒に押し出して、シラングラフト化ポリオレフィンブレンドを形成させるステップと;
前記シラングラフト化ポリオレフィンブレンド、縮合触媒、および発泡剤を一緒に押し出して、発泡したシラン架橋可能なポリオレフィンブレンドを形成させるステップと;
前記発泡したシラン架橋可能なポリオレフィンブレンドを未硬化のスポンジ状シーリングエレメントへと成形するステップと;
前記未硬化のスポンジ状シーリングエレメントの前記発泡した架橋可能なポリオレフィンブレンドを周囲温度および周囲湿度にて架橋させ、前記エレメントを約0.85g/cm〜約0.89g/cmの密度を有し、かつ発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンドを含むスポンジ状シーリングメンバーへと形成させるステップと
を含み、
前記スポンジ状シーリングメンバーは、ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、約5.0%〜約35.0%の圧縮永久ひずみを示す、方法。
(19)前記シラングラフト化ポリオレフィンブレンドおよび前記架橋可能なポリオレフィンブレンドが、熱可塑性物質であり、前記発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンドが、熱硬化性である、(18)に記載の方法。
(20)前記第1のポリオレフィンが、エチレン/α−オレフィンコポリマーであり、前記第2のポリオレフィンが、ポリプロピレンホモポリマーおよび/またはポリ(エチレン−co−プロピレン)である、(18)または(19)に記載の方法。
本発明は以下の他の実施態様を含む。
(1)0.60g/cm未満の密度を有するシラン架橋ポリオレフィンエラストマーを含む組成物を含み、
ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、約5.0%〜約35.0%の圧縮永久ひずみを示す、スポンジ状シーリングメンバー。
(2)前記シラン架橋ポリオレフィンエラストマーが、0.86g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィン、40%未満の結晶化度パーセントを有する第2のポリオレフィン、シラン架橋剤、グラフト化開始剤、縮合触媒、および発泡剤を含む、(1)に記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(3)前記圧縮永久ひずみが、ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、約15.0%〜約35.0%である、(1)または(2)に記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(4)前記エラストマーの前記密度が、約0.50g/cm〜約0.59g/cmである、(1)から(3)のいずれかに記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(5)前記シラン架橋ポリオレフィンエラストマーが、約5%〜約25%の結晶化度を示す、(1)から(4)のいずれかに記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(6)前記シラン架橋ポリオレフィンエラストマーが、約−75℃〜約−25℃のガラス転移温度を示す、(1)から(5)のいずれかに記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(7)前記組成物が、熱硬化性であるが、加工の間に熱可塑性特性を示す、(1)から(6)のいずれかに記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(8)ASTM D2244によって測定すると、約0.25△E〜約2.0△Eの風化による色の差異を示す、(1)から(7)のいずれかに記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(9)着色剤をさらに含む、(1)から(8)のいずれかに記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(10)0.86g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィン;
40%未満の結晶化度パーセントを有する第2のポリオレフィン;
シラン架橋剤;および
発泡剤
を含み、
ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、約5.0%〜約35.0%の圧縮永久ひずみを示し、
0.60g/cm未満の密度を有する、発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(11)前記第1のポリオレフィンが、約60重量%〜約97重量%のエチレンオクテンコポリマーを含む、(10)に記載の発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(12)前記第2のポリオレフィンが、ポリプロピレンホモポリマーおよび/またはポリ(エチレン−co−プロピレン)を含み、前記第2のポリオレフィン中の前記ポリプロピレンホモポリマーおよび/または前記ポリ(エチレン−co−プロピレン)の量が約10重量%〜約35重量%である、(10)または(11)に記載の発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(13)前記シラン架橋剤が、約1重量%〜約4重量%のビニルトリメトキシシランを含む、(10)から(12)のいずれかに記載の発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(14)約1重量%〜約4重量%のスルホン酸エステルを含む非金属縮合触媒をさらに含む、(10)から(13)のいずれかに記載の発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(15)約0.50g/cm〜約0.59g/cmの密度を有する、(10)から(14)のいずれかに記載の発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(16)約5%〜約25%の結晶化度を示す、(10)から(15)のいずれかに記載の発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(17)約−75℃〜約−25℃のガラス転移温度を示す、(10)から(16)のいずれか一項に記載の発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(18)スポンジ状シーリングメンバーを作製する方法であって、
0.86g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィン、40%未満の結晶化度を有する第2のポリオレフィン、シラン架橋剤およびグラフト化開始剤を一緒に押し出して、シラングラフト化ポリオレフィンブレンドを形成させるステップと;
前記シラングラフト化ポリオレフィンブレンド、縮合触媒、および発泡剤を一緒に押し出して、発泡したシラン架橋可能なポリオレフィンブレンドを形成させるステップと;
前記発泡したシラン架橋可能なポリオレフィンブレンドを未硬化のスポンジ状シーリングエレメントへと成形するステップと;
前記未硬化のスポンジ状シーリングエレメントの前記発泡した架橋可能なポリオレフィンブレンドを周囲温度および周囲湿度にて架橋させ、前記エレメントを約0.50g/cm〜約0.59g/cmの密度を有し、かつ発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンドを含むスポンジ状シーリングメンバーへと形成させるステップと
を含み、
前記スポンジ状シーリングメンバーは、ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、約5.0%〜約35.0%の圧縮永久ひずみを示す、方法。
(19)前記シラングラフト化ポリオレフィンブレンドおよび前記発泡したシラン架橋可能なポリオレフィンブレンドが、熱可塑性物質であり、前記発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンドが、熱硬化性である、(18)に記載の方法。
(20)前記第1のポリオレフィンが、エチレン/α−オレフィンコポリマーであり、前記第2のポリオレフィンが、ポリプロピレンホモポリマーおよび/またはポリ(エチレン−co−プロピレン)である、(18)または(19)に記載の方法。
本発明は以下の他の実施態様を含む。
(1)0.60g/cm未満の密度及び5%〜25%の結晶化度を有し、エチレン/α−オレフィンコポリマーおよび/またはプロピレン/α−オレフィンコポリマーを含むシラン架橋ポリオレフィンエラストマーを含む組成物を含み、
ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、5.0%〜35.0%の圧縮永久ひずみを示す、スポンジ状シーリングメンバー。
(2)前記シラン架橋ポリオレフィンエラストマーが、
0.86g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィン、ここで第1のポリオレフィンはエチレン/α−オレフィンコポリマーである、
40%未満の結晶化度パーセントを有する第2のポリオレフィン、ここで第2のポリオレフィンはエチレン/α−オレフィンコポリマー、プロピレン/α−オレフィンコポリマー、又はエチレン/α−オレフィンコポリマーとプロピレン/α−オレフィンコポリマーの混合物であり、第2のポリオレフィンは第1のポリオレフィンより高い密度を有する、
シラン架橋剤、グラフト化開始剤、縮合触媒、および発泡剤
を押し出して製造される、(1)に記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(3)前記圧縮永久ひずみが、ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、15.0%〜35.0%である、(1)または(2)に記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(4)前記エラストマーの前記密度が、0.50g/cm〜0.59g/cmである、(1)から(3)のいずれかに記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(5)前記シラン架橋ポリオレフィンエラストマーが、5%〜10%の結晶化度を示す、(1)から(4)のいずれかに記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(6)前記シラン架橋ポリオレフィンエラストマーが、−75℃〜−25℃のガラス転移温度を示す、(1)から(5)のいずれかに記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(7)ASTM D2244によって測定すると、0.25△E〜2.0△Eの風化による色の差異を示す、(1)から(6)のいずれかに記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(8)着色剤をさらに含む、(1)から(7)のいずれかに記載のスポンジ状シーリングメンバー。
(9)0.86g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィン、ここで第1のポリオレフィンはエチレン/α−オレフィンコポリマーである;
40%未満の結晶化度パーセントを有する第2のポリオレフィン、ここで第2のポリオレフィンはエチレン/α−オレフィンコポリマー、プロピレン/α−オレフィンコポリマー、又はエチレン/α−オレフィンコポリマーとプロピレン/α−オレフィンコポリマーの混合物であり、第2のポリオレフィンは第1のポリオレフィンより高い密度を有する;および
シラン架橋;
を含み、
ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、5.0%〜35.0%の圧縮永久ひずみを示し、0.60g/cm未満の密度を有し、5%〜25%の結晶化度を示す、発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(10)前記第2のポリオレフィンが、エチレン/α−オレフィンコポリマーとプロピレン/α−オレフィンコポリマーの混合物である、(9)に記載の発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(11)前記シラン架橋がビニルトリメトキシシランに由来する、(9)または(10)に記載の発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(12)0.25重量%〜8重量%の縮合触媒をさらに含む、(9)から(11)のいずれかに記載の発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(13)0.50g/cm〜0.59g/cmの密度を有する、(9)から(12)のいずれかに記載の発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(14)5%〜10%の結晶化度を示す、(9)から(13)のいずれかに記載の発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(15)−75℃〜−25℃のガラス転移温度を示す、(9)から(14)のいずれかに記載の発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンド。
(16)スポンジ状シーリングメンバーを作製する方法であって、
0.86g/cm未満の密度を有する第1のポリオレフィン、40%未満の結晶化度を有する第2のポリオレフィン、シラン架橋剤およびグラフト化開始剤を一緒に押し出して、シラングラフト化ポリオレフィンブレンドを形成させるステップと、ここでシラングラフト化ポリオレフィンブレンドは0重量%超〜10重量%のシラン架橋剤および0重量%超〜2重量%のグラフト化開始剤を含む;
前記シラングラフト化ポリオレフィンブレンド、縮合触媒、および発泡剤を一緒に押し出して、発泡したシラン架橋可能なポリオレフィンブレンドを形成させるステップと;
前記発泡したシラン架橋可能なポリオレフィンブレンドを未硬化のスポンジ状シーリングエレメントへと成形するステップと;
前記未硬化のスポンジ状シーリングエレメントの前記発泡した架橋可能なポリオレフィンブレンドを周囲温度および周囲湿度にて架橋させ、前記エレメントを0.50g/cm〜0.59g/cmの密度を有し、かつ発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンドを含むスポンジ状シーリングメンバーへと形成させるステップと
を含み、
第1のポリオレフィンはエチレン/α−オレフィンコポリマーであり、第2のポリオレフィンはエチレン/α−オレフィンコポリマー、プロピレン/α−オレフィンコポリマー、又はエチレン/α−オレフィンコポリマーとプロピレン/α−オレフィンコポリマーの混合物であり、
第2のポリオレフィンは第1のポリオレフィンより高い密度を有し、
前記スポンジ状シーリングメンバーは、ASTM D395(22時間@70℃)によって測定すると、5.0%〜35.0%の圧縮永久ひずみを示し、
発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンドは5%〜25%の結晶化度を示し、
発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンドは熱可塑性特性を示す、方法。
(17)発泡したシラン架橋ポリオレフィンブレンドは5%〜10%の結晶化度を示す、(16)に記載の方法。
図1
図2
図3
図4A-4I】
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12