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発明の名称 ゴム組成物
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−279026(P2001−279026A)
公開日 平成13年10月10日(2001.10.10)
出願番号 特願2000−91242(P2000−91242)
出願日 平成12年3月29日(2000.3.29)
代理人 【識別番号】100065226
【弁理士】
【氏名又は名称】朝日奈 宗太 (外1名)
【テーマコード(参考)】
4F070
4F201
4J002
【Fターム(参考)】
4F070 AA12 AA13 AA15 AA18 AA28 AA32 AA50 AA53 AC05 AC17 AC45 AC49 AC50 AE08 FA03 FB06 
4F201 AA04 AA11 AA13 AA21 AA28 AA45 AB03 AC04 BA02 BC01 BC12 BC37 BK01 BL05 BL43 BN11 BN30
4J002 AA01W AC01X AC03X AC06X AC07X AC08X AC09X BB03W EV346 FD010 FD090 FD146 GN01
発明者 八木 則子
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 加硫剤または加硫促進剤の少なくとも1種からなる加硫促進物質と軟化点が80℃以上の樹脂を予め混合、粉砕してなる粒状物を含み、加硫促進物質と樹脂の配合比率が重量比で10/90〜90/10であるゴム組成物。
【請求項2】 前記樹脂が熱可塑性樹脂である請求項1記載のゴム組成物。
【請求項3】 前記粒状物の粒径が100μm以下である請求項1または2記載のゴム組成物。
【請求項4】 前記樹脂がポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニル樹脂、エチレンアクリル酸樹脂、メタクリル樹脂、ポリブテン樹脂、ポリカーボネート、およびABS樹脂からなる群から選ばれることを特徴とする請求項1、2または3記載のゴム組成物。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤなどのゴム製品に用いられるゴム組成物に関し、加工性を低下させることなく加硫時間を短縮し得るゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にゴム製品は、天然ゴム、スチレンブタジエンゴムなどのゴム成分にカーボンブラックなどの補強剤、軟化剤、老化防止剤などおよび加硫反応をさせるための加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤などをバンバリーなどで混練りしてゴム組成物となし、それを熱プレスなどで圧力を加えて加熱(これを加硫という)して作る。これらのゴム製品の製造工程においては、加硫工程のサイクルタイムがその前後の工程に比べて長く、ゴム製品の生産性の向上には加硫工程のサイクルタイムを短くすること、すなわち加硫時間を短縮することが不可欠となっている。
【0003】従来よりこの加硫時間を短縮するために、種々の検討が行われてきた。たとえば、ゴム組成物の配合処方においては、加硫促進剤に加硫速度の速いものを選択すること、またチウラム系の加硫促進剤を併用することなどにより、加硫時間を短くすることが試みられている。一方、加工方向の面からは、ゴム組成物をできるだけ高温でモールド内に注入する加工方法であるインジェクションによる加硫を採用することで、加硫時間を短くすることが行われており、従来の加工工程では最も加硫時間を短くできる加工方法であるとされている。
【0004】しかしながら、上記のように加硫促進剤の選択によりゴム組成物の加硫速度を速くして加硫時間短縮を行った場合、確かに加硫時間を短くすることができるが、同時に加硫温度以下の比較的低温領域でも加硫反応が進行して、スコーチしやすい不安定なゴム組成物になり、加工性、作業性が悪化するという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は前記課題を鑑みてゴム組成物を加工、加硫する際に、ゴム組成物に付与される温度に応じて、加硫を促進し得る内包物が拡散し加硫速度を短縮してゴム製品を得ることのできるゴム組成物を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の諸問題を改善すべく鋭意検討した結果、加硫を促進し得る化合物(加硫剤または加硫促進剤)の少なくとも1種と軟化点(または融点)が80℃以上の樹脂とを混合、粉砕してなる粒状物を含有することにより、加硫前工程では加硫反応が起こらず、加硫温度に応じて加硫を促し得る内包物が拡散し加硫速度が短縮できることを見出し、本発明を完成した。
【0007】すなわち、請求項1記載のゴム組成物は、加硫を促進し得る化合物(加硫剤または加硫促進剤)の少なくとも1種と軟化点(または融点)が80℃以上の樹脂と混合、粉砕してなる粒状物を含有することを特徴とするゴム組成物である。また、前記樹種が熱可塑性樹脂である請求項1記載のゴム組成物(請求項2)である。
【0008】また、前記粒状物の粒径が100μm以下である請求項1または2記載のゴム組成物(請求項3)である。
【0009】また、前記樹脂がポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニル樹脂、エチレンアクリル酸樹脂、メタクリル樹脂、ポリブテン樹脂、ポリカーボネート、およびABS樹脂からなる群から選ばれることを特徴とする請求項1、2または3記載のゴム組成物(請求項4)である。
【0010】
【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。
【0011】加硫を促進し得る化合物(加硫促進物質)を軟化点が80℃以上の樹脂と混合、粉砕し粒状物となし、ポリマー(ゴム)と直接に接触させないことにより加硫前工程での加硫速度を抑えることができる。また、加硫温度近辺で溶融または軟化などによって破壊されやすい樹脂を選択することにより、加硫温度では樹脂が溶融または破壊し、加硫促進物質もそれにより分散、拡散し加硫反応を促進する。したがって、加硫の前工程では加硫が起こらず(または非常におこりにくい)、加硫温度近辺で加硫が促進されるという加硫制御が可能となる。
【0012】本発明で使用される樹脂は、加硫温度以下では溶融、破壊などしないで粒状構造を維持でき、加硫温度以上では樹脂が溶融または軟化などの物性低下により破壊する樹脂が好ましく、溶融または軟化などにより破壊する温度が80〜200℃、好ましくは100〜180℃、さらに好ましくは120〜170℃である。
【0013】このような樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリブテン樹脂、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレンアクリル酸共重合体(EEA)、ポリカーボネート、メタクリル樹脂、ABS樹脂などが好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ABS樹脂が好適に用いられる。
【0014】加硫剤の具体例としては、たとえばイオウ、塩化イオウ化合物、有機イオウ化合物などがあげられる。
【0015】加硫促進剤の具体例としては、N,N’−ジフェニルチオ尿素、1,3−ジフェニルグアニジン、ジ−o−トリルグアニジン、1−o−トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ−o−トリルグアニジン塩、2−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド、2−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩、2−(2’,4’−ジニトロフェニルチオ)ベンゾチアゾール、2−メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩、2−(4’−モルホリノジチオ)ベンゾチアゾール、N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド、ペンタメチレンチオカルバミン酸ピペリジン塩、ピペコリルジチオカルバミン酸ピペコリン塩、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛、N−エチル−N−フェニルジチオカルバミン酸亜鉛、N−ペンタメチレンジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジメチルジチオカルバミン酸銅、ジメチルジチオカルバミン酸第二鉄、ジエチルジチオカルバミン酸テルル、ブチルキサントゲン酸亜鉛、イソプロピルキサントゲン酸亜鉛、ジベンゾチアジルジスルフィドと1,3−ジフェニルグアニジンとヘキサメチレンテトラミンの混合物、2−メルカプトベンゾチアゾールとヘキサメチレンテトラミンの混合物、2−メルカプトベンゾチアゾールとジベンゾチアジルジスルフィドとヘキサメチレンテトラミンの混合物、ジベンゾチアジルジスルフィドとヘキサメチレンテトラミンの混合物、ジメチルジチオカルバミン酸第二鉄と2−メルカプトベンゾチアゾールの混合物、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛と2−メルカプトベンゾチアゾールの混合物、テトラメチルチウラムジスルフィドとジメチルジチオカルバミン酸亜鉛の混合物、ジメチルジチオカルバミン酸第二鉄とテトラメチルチウラムジスルフィドと2−メルカプトベンゾチアゾールの混合物などがあげられる。
【0016】加硫促進物質と樹脂の配合比率(加硫促進物質/樹脂)は、重量比で10/90〜90/10、好ましくは50/50〜90/10である。加硫促進物質/樹脂の比率が10/90より小さいと、加硫温度での軟化などによる物性低下が充分大きくなければ破壊が起こらない場合が生じるために好ましくない。90/10をこえると、加硫の前工程で破壊する危険性が高くなるために好ましくない。加硫促進物質/樹脂の比率は混練りなどの加硫前の前工程で破壊しない範囲でできる限り大きいほうが望ましく、使用する樹脂の強度に応じて配合比率を調整する必要がある。
【0017】加硫剤または加硫促進剤と樹脂を混合した粒状物の粒径は、100μm以下であることが好ましい。粒状物の粒径が100μmをこえると、低温領域で加硫を遅くする効果は充分に発揮できるが、加硫促進物質の物性が低下する傾向がある。
【0018】本発明に使用される粒状物の製法としては、密閉式混練機、押し出し機などで加硫剤と樹脂とを混合し、この混合物を凍結粉砕する方法があがられる。これ以外にも化学的に混合する方法を用いてもよい。
【0019】本発明のゴム組成物は、ゴム成分として、天然ゴム(NR)および/またはジエン系合成ゴムを含むことができる。本発明において用いるジエン系合成ゴムとしては、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDN)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)などがあげられる。これらは、本発明に使用されるゴム成分中に1種または2種類以上含まれてもよい。
【0020】つぎに本発明のゴム組成物は充填剤として、カーボンブラックを含むことができる。本発明のゴム組成物中に含まれるカーボンブラックの配合量は、前記ゴム成分100重量部に対し10〜150重量部であることが好ましい。カーボンブッラックの配合量が10重量部未満では、補強効果が充分に得られず、150重量部をこえると発熱性が増大し好ましくない。補強性および低発熱性の面から15〜100重量部、さらには25〜80重量部が好ましい。
【0021】本発明に使用できるカーボンブラックの例としては、HAF、ISAF、SAFなどがあげられるが、とくに限定されるものではない。
【0022】本発明のゴム組成物はシリカなどの白色充填剤を含んでいてもよい。白色充填剤として具体的には、シリカ、クレー、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化チタンなどがあげられる。これらは単独あるいは二種類以上混合して用いることができる。とくに好ましい白色充填剤はシリカ、クレー、水酸化アルミニウム、アルミナである。本発明のゴム組成物中に含まれる白色充填剤の配合量は、本発明に使用されるゴム成分100重量部に対して0〜100重量部、好ましくは0〜85重量部、さらに好ましくは0〜65重量部である。100重量部をこえると作業性が低下する傾向がある。低発熱性、作業性の面から、白色充填剤の配合量は65重量部以下が好ましく、補強効果の面から、5重量部以上が好ましい。
【0023】また、白色充填剤を使用する場合、充填剤とゴム成分の結合を強め、耐磨耗性を向上させるために、カップリング剤、とくにシランカップリング剤を用いてもよい。シランカップリング剤の配合量は分散効果、カップリング効果の面から、前記白色充填剤の重量に対して1〜20重量%が好ましい。
【0024】なお、本発明のゴム組成物には、前記のゴム成分、カーボンブラック、白色充填剤、カップリング剤、粒状物以外に、必要に応じて、軟化剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤などの通常のゴム工業で使用される配合剤を適宜配合することができる。
【0025】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、これは本発明の目的を限定するものではない。
【0026】実施例1〜5および比較例1〜4(粒状物の調製)加硫促進剤ZTC(ノクセラーZTC;大内新興化学工業(株)製)とポリエチレン(融点123℃)またはポリウレタン(軟化点123℃)とを表1記載の配合比率(重量比)で60ccラボプラストミルで混合した。この混合物を凍結粉砕した後、表1記載の粒径の粒状物を得た。
【0027】
【表1】

【0028】(ゴム組成物の調製)配合処方を表2に示す。前記のようにして得られたサンプル1〜7および加硫促進剤以外の配合剤をバンバリーミキサーで混練りしてマスターバッチを作製した後、8インチロールにてマスターバッチと加硫促進剤またはサンプル1〜7をそれぞれ混練りして調製した。これらの配合物を170℃で20分間プレス加硫して加硫促進物質を得、物性を評価した。
【0029】
【表2】

【0030】(各種薬品の説明)
カーボンブラック;昭和キャボット(株)製のショウブラックN220ステアリン酸;日本油脂(株)製のステアリン酸酸化亜鉛;三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
硫黄;鶴見化学(株)製の粉末硫黄加硫促進剤 CZ;ノクセラー CZ(大内新興化学(株)製)(化学名:N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
加硫促進剤 ZTC;ノクセラー ZTC(大内新興化学(株)製)(化学名:ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛)
【0031】(評価方法)
(1)加工性ムーニー試験機を用いて、JIS K6300に基づき、ゴム焼けの指標として試験温度100℃でのT10を測定した。結果を表3に示す。
【0032】(2)加硫速度キュラストメーターを用いて評価した。すなわち、キュラストメーターによるねじりトルクの最大値と最小値との差の10%+最小値に達するまでの時間をT10、90%+最小値に達するまでの時間をT90とした。測定温度130℃、150℃の各温度で測定を行った。結果を表3に示す。加硫速度はT10およびT90の値が短いほど速いことを示す。
【0033】(3)引張試験JIS 6301に準拠して300%モジュラス、破断強度および破断伸びの測定を行った。結果を表3に示す。
【0034】
【表3】

【0035】
【発明の効果】本発明によれば、加硫前工程での加硫を抑え、加硫温度付近で加硫が促進され加硫時間が短縮できるゴム組成物を提供することができる。




 

 


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