JP2002327085A - 耐圧縮永久歪性及び耐熱性に優れた発泡スポンジゴム製品 - Google Patents

耐圧縮永久歪性及び耐熱性に優れた発泡スポンジゴム製品

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JP2002327085A
JP2002327085A JP2001134255A JP2001134255A JP2002327085A JP 2002327085 A JP2002327085 A JP 2002327085A JP 2001134255 A JP2001134255 A JP 2001134255A JP 2001134255 A JP2001134255 A JP 2001134255A JP 2002327085 A JP2002327085 A JP 2002327085A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 押出された未加硫ゴム表面を熱空気連続押出
加硫下で酸素によるデグラデーションを防ぐ加工法によ
って、耐熱性、耐圧縮永久歪性、金属腐食性に優れるパ
ーオキサイド加硫を用いた加硫ゴム発泡体を提供する。 【解決手段】 HBの鉛筆による鉛筆硬度試験で表面に
傷が全く付かず、かつ、発泡体の比重が0.03〜0.
6であり、吸水率が1〜500%であることを特徴とす
る加硫ゴム発泡体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、加硫ゴム発泡体に
関し、更に詳しくは、HAV(ホットエアー加硫槽)、
UHF(極超短波電磁波)等の熱空気架橋により得るこ
とが可能であり、しかも耐圧縮永久歪性、耐熱性、金属
に対する腐食性(金属腐食性)等の特性に優れる、架橋
可能な加硫ゴム発泡体に関する。
【0002】
【従来の技術】エチレン・プロピレン・ジエン共重合体
(EPDM)等のエチレン・α−オレフィン・非共役ポ
リエン共重合体は、一般に、耐候性、耐熱性、耐オゾン
性に優れており、自動車や家電製品、建物等に使用され
ている。
【0003】自動車や家電製品、建物は、様々なパーツ
を組み合わせて製品となる。このパーツを組み合わせた
ときに、多かれ少なかれ必ず隙間が生じる。この隙間を
シールするためにスポンジ状シール材が用いられてい
る。この場合、シール材は組み込み易く、また、隙間に
応じて変形することが必要であるため柔らかいことが求
められ、このような要求に応えられるシール材として、
高発泡化されたスポンジ材が使用されている。しかしな
がら、このような高発泡スポンジは、その製造の際に従
来採用されているイオウ加硫では耐圧縮永久歪性が十分
でなく、長期の使用にわたって音、埃、水等からシール
することができないという問題があった。
【0004】高発泡ゴム製品は、空気層を多く含んでい
るため断熱シートあるいは断熱ホースとして、建物の冷
暖房設備に使用されることも多い。金属製管の断熱のた
め用いられている高発泡スポンジは、イオウを加硫剤と
して用いた製品は少なく、耐熱性は低いが、樹脂架橋等
他の架橋システムが適用されている。これは、イオウ原
子が発泡ゴム中に存在すると金属を腐食させ、最悪は穴
が生じ液漏れの問題を引き起こすためであり、イオウ以
外の加硫系でかつ、耐熱性を有する架橋システムでの連
続加硫発泡技術が望まれていた。
【0005】この欠点を解決する方法として、イオウ加
硫からパーオキサイド架橋にするとの方法は効果的であ
るが、この方法では、HAV(ホットエアー加硫槽)、
UHF(極超短波電磁波)等の熱空気架橋をする場合、
ゴム表面が架橋しない、あるいは崩壊(デグラデーショ
ン)を起こし耐傷付き性が著しく劣るという欠点があ
る。この原因は、パーオキサイドによる架橋反応よりも
先に、ゴム表面が酸素と触れ崩壊が進むためであり、酸
素を遮断する目的でスチーム架橋、被鉛架橋等で架橋さ
せればゴム表面の耐傷付き性は改良されるものの、生産
コストの面で不利となる。
【0006】一般に、耐熱性とシール性は、その架橋形
態に大きく依存している。通常用いられているイオウ加
硫系は、分子と分子を結びつけているイオウ架橋部分が
熱的に弱いため、分子主鎖骨格が有する耐熱性を充分に
享受できないでいる。更なるシール性の向上とその性能
維持は、熱的に弱いイオウ架橋部分に炭素−炭素結合を
可能とするパーオキサイド架橋を用いれば可能であるこ
とはよく知られており、本加硫系は物性向上、耐熱性向
上の切り札として注目されている。
【0007】しかし、パーオキサイド加硫系による熱空
気連続押出加硫法では製品化されていない。なぜなら
ば、この方法では、熱空気加硫槽、マイクロ波加硫装置
(UHF)等の加熱手段により架橋(加硫)(以下「熱
空気架橋」という。)をするとゴム表面が架橋しない、
あるいは崩壊(デグラデーション)を起こし耐傷付き性
が著しく劣るという問題があり、このような製品は表面
がべたつくため、商品価値が全くなく、また、期待する
耐熱性、シール性、機械的強度も得ることができない。
更に、パーオキサイド加硫系では熱空気連続押出し法は
不可能であるとのいわゆるこれまでの常識から、パーオ
キサイド加硫系における発泡及び高発泡スポンジに関す
る配合、製品はこれまでなかった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前記問題点がある中
で、本発明は、押出された未加硫ゴム表面を熱空気連続
押出加硫下で酸素によるデグラデーションを防ぐ加工法
によって、耐熱性、耐圧縮永久歪性、金属腐食性に優れ
るパーオキサイド加硫を用いた加硫ゴム発泡体を提供す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】酸素による未加硫ゴムの
デグラデーションを防ぐために、デグラデーションを引
き起こす、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン
共重合体構造中に発生するラジカルに着目した。有機過
酸化物を加硫剤として用いると、エチレン・α−オレフ
ィン・非共役ポリエン共重合体構造中の水素が引き抜か
れ、そこにラジカルが発生する。熱空気連続加硫法で押
出された未加硫ゴム表面には空気中の酸素分子が存在
し、酸素は有機過酸化物に比べて分子量が低く、気体で
あるために、ラジカル発生部分にすばやく到達し、ケト
ンやカルボニル基を生成しながら分子を切断し、その結
果、表面にべたを発生させていた。そこで、このケトン
やカルボニル基を生成させないように、有機過酸化物に
より発生したラジカルを未加硫ゴムの表面層のみラジカ
ルを捕らえる物質で覆うことによって、酸素によるデグ
ラデーションを防ぐ加工法を考案し、更にこの方法を用
いることを前提とした有機過酸化物加硫系を用いた加硫
ゴム発泡体を得るに至った。
【0010】即ち、本発明は以下の発明を包含する。 (1)HBの鉛筆による鉛筆硬度試験で表面に傷が全く
付かず、かつ、発泡体の比重が0.03〜0.6であ
り、吸水率が1〜500%であることを特徴とする加硫
ゴム発泡体。 (2)ゴム成分100gに対して、イオウ含量が1×1
-2mol以下である前記(1)に記載の加硫ゴム発泡
体。
【0011】(3)過酸化物架橋で得られる前記(1)
又は(2)に記載の加硫ゴム発泡体。 (4)前記過酸化物架橋を、周期律表第6族の元素(酸
素を除く)からなる単体及び/又は化合物を含む塗布液
で表面処理した後に行う前記(3)に記載の加硫ゴム発
泡体。 (5)前記周期律表第6族の元素(酸素を除く)からな
る化合物が次式(I):
【0012】
【化2】 [式中、Rは炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数1〜
4のアルコキシ基であり、R1は炭素数1〜4のアルキ
ル基又はフェニル基であり、nは0、1又は2であり、
2は炭素数1〜6の2価の直鎖状又は分岐状の炭化水
素基であり、R3は炭素数6〜12のアリーレン基であ
り、m及びpは、それぞれ0又は1であり、かつ、mと
pとが同時に0となることはなく、qは1又は2であ
り、Bは、qが1であるとき−SCN又は−SHであ
り、qが2であるとき−Sx−(式中、xは2〜8の整
数である。)である。]で示されるアルコキシシラン化
合物の少なくとも1種である前記(4)に記載の加硫ゴ
ム発泡体。
【0013】(6)前記架橋を行うにあたり、押出機
と、押出された未加硫ゴムの表面に塗布液を塗布する装
置と、その後に架橋するための連続加硫槽からなる加硫
ラインを用い、連続加硫槽の入り口温度を出口温度より
も10〜80℃低く設定することにより得られる前記
(4)又は(5)に記載の加硫ゴム発泡体。 (7)イオウ、イオウ原子を含む加硫促進剤、又はイオ
ウ系、フェノール系もしくはアミン系の老化防止剤をゴ
ム成分100gに対して、1×10-2mol以下配合し
た未加硫ゴム組成物を、110℃でのスコーチ時間t5
が3〜15分になるような加硫速度で、加硫して得られ
る前記(1)に記載の加硫ゴム発泡体。
【0014】(8)エチレン・α−オレフィン・非共役
ポリエン共重合体、発泡剤及び有機過酸化物を含む未加
硫ゴム組成物を架橋して、前記(1)又は(2)に記載
の加硫ゴム発泡体を得ることを特徴とする加硫ゴム発泡
体の製造方法。 (9)前記架橋を、周期律表第6族の元素(酸素を除
く)からなる単体及び/又は化合物を含む塗布液で表面
処理した後に行う前記(8)に記載の製造方法。 (10)前記周期律表第6族の元素(酸素を除く)から
なる化合物が前記式(I)で示されるアルコキシシラン
化合物の少なくとも1種である前記(9)に記載の製造
方法。
【0015】(11)前記架橋を行うにあたり、押出機
と、押出された未加硫ゴムの表面に塗布液を塗布する装
置と、その後に架橋するための連続加硫槽からなる加硫
ラインを用い、連続加硫槽の入り口温度を出口温度より
も10〜80℃低く設定する前記(9)又は(10)に
記載の製造方法。 (12)イオウ、イオウ原子を含む加硫促進剤、又はイ
オウ系、フェノール系もしくはアミン系の老化防止剤を
ゴム成分100gに対して、1×10-2mol以下配合
した未加硫ゴム組成物を、110℃でのスコーチ時間t
5が3〜15分になるような加硫速度で、架橋する前記
(8)〜(11)のいずれかに記載の製造方法。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明で用いるゴム成分として
は、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合
体、エチレン・α−オレフィン共重合体、又は、これら
と、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、ク
ロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、天然
ゴム(NR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)等
のジエン系ゴムとのブレンド等が、通常用いられる。中
でも、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重
合体が好ましく、これには、エチレン・α−オレフィン
共重合体及び/又は前記各種ジエン系ゴムがブレンドさ
れていてもよい。
【0017】エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエ
ン共重合体 本発明においてゴム成分として好適に用いられるエチレ
ン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(以下
「エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体
(A)」という。)としては、エチレンと炭素数3〜2
0のα−オレフィンと非共役ポリエンとをランダム共重
合させることにより得られるものであって、以下のよう
な特性を有しているものが好ましい。
【0018】(i)エチレンと炭素数3〜20のα−オ
レフィンとのモル比(エチレン/α−オレフィン) エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体
(A)は、(a)エチレンから導かれる単位と(b)炭
素数3〜20のα−オレフィン(以下単に「α−オレフ
ィン」ということがある。)から導かれる単位とを、通
常60/40〜90/10、好ましくは65/35〜9
0/10、更に好ましくは65/35〜85/15、特
に好ましくは65/35〜80/20のモル比[(a)
/(b)]で含有している。このモル比が前記範囲内に
あると、耐熱老化性、強度特性及びゴム弾性に優れると
ともに、耐寒性及び加工性に優れた加硫ゴム成形体が得
られる。
【0019】(ii)ヨウ素価 エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体
(A)のヨウ素価は、通常0.1〜40(g/100
g)、好ましくは1〜30(g/100g)である。こ
のヨウ素価が前記範囲内にあると、架橋効率の高いゴム
組成物が得られ、耐圧縮永久歪性に優れる押出成形加硫
ゴム成形体が得られ、かつコスト的に有利である。
【0020】(iii) 極限粘度 エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体
(A)の135℃のデカリン中で測定した極限粘度
[η]は、通常1.5〜4.5dl/g、好ましくは
2.0〜4.0dl/gである。この極限粘度[η]が
前記範囲内にあると、強度特性及び耐圧縮永久歪性に優
れるとともに、加工性に優れた発泡加硫ゴム成形体が得
られる。
【0021】エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエ
ン共重合体(A)における炭素数3〜20のα−オレフ
ィンとしては、具体的には、プロピレン、1−ブテン、
1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテ
ン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デ
セン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセ
ン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサ
デセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−ノ
ナデセン、1−エイコセン、9−メチル−1−デセン、
11−メチル−1−ドデセン、12−エチル−1−テト
ラデセン等が挙げられる。これらのα−オレフィンは、
単独で、又は2種以上組み合わせて用いることができ
る。これらのα−オレフィンのうち、炭素数3〜8のα
−オレフィン、例えばプロピレン、1−ブテン、4−メ
チル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテンが特
に好ましい。
【0022】エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエ
ン共重合体(A)における非共役ポリエンとしては、環
状又は鎖状の非共役ポリエンを用いることができる。環
状の非共役ポリエンとしては、例えば、メチルテトラヒ
ドロインデン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5
−メチレン−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデン
−2−ノルボルネン、5−ビニル−2−ノルボルネン、
6−クロロメチル−5−イソプロペニル−2−ノルボル
ネン、ジシクロペンタジエン、ノルボルナジエン等のジ
エン;2,3−ジイソプロピリデン−5−ノルボルネ
ン、2−エチリデン−3−イソプロピリデン−5−ノル
ボルネン、2−プロペニル−2,5−ノルボルナジエン
等のトリエンが挙げられる。
【0023】また、鎖状の非共役ポリエンとしては、例
えば、1,4−ヘキサジエン、3−メチル−1,4−ヘ
キサジエン、4−メチル−1,4−ヘキサジエン、5−
メチル−1,4−ヘキサジエン、4,5−ジメチル−
1,4−ヘキサジエン、6−メチル−1,6−オクタジ
エン、7−メチル−1,6−オクタジエン、6−エチル
−1,6−オクタジエン、6−プロピル−1,6−オク
タジエン、6−ブチル−1,6−オクタジエン、6−メ
チル−1,6−ノナジエン、7−メチル−1,6−ノナ
ジエン、6−エチル−1,6−ノナジエン、7−エチル
−1,6−ノナジエン、6−メチル−1,6−デカジエ
ン、7−メチル−1,6−デカジエン、6−メチル−
1,6−ウンデカジエン、7−メチル−1,6−オクタ
ジエン等のジエン;4−エチリデン−1,6−オクタジ
エン、4−エチリデン−7−メチル−1,6−オクタジ
エン、4−エチリデン−7−メチル−1,6−ノナジエ
ン、4−エチリデン−6,7−ジメチル−1,6−オク
タジエン、4−エチリデン−6,7−ジメチル−1,6
−ノナジエン、4−エチリデン−1,6−デカジエン、
4−エチリデン−7−メチル−1,6−デカジエン、4
−エチリデン−7−メチル−6−プロピル−1,6−オ
クタジエン、4−エチリデン−1,7−ノナジエン、4
−エチリデン−8−メチル−1,7−ノナジエン、4−
エチリデン−1,7−ウンデカジエン、4−エチリデン
−8−メチル−1,7−ウンデカジエン、4−エチリデ
ン−7,8−ジメチル−1,7−ノナジエン、4−エチ
リデン−7,8−ジメチル−1,7−デカジエン、4−
エチリデン−7,8−ジメチル−1,7−ウンデカジエ
ン、7−エチル−4−エチリデン−8−メチル−1,7
−ウンデカジエン、4−エチリデン−7,8−ジエチル
−1,7−デカジエン、4−エチリデン−9−メチル−
1,8−デカジエン、4−エチリデン−8,9−ジメチ
ル−1,8−デカジエン、4−エチリデン−10−メチ
ル−1,9−ウンデカジエン、4−エチリデン−9,1
0−ジメチル−1,9−ウンデカジエン、4−エチリデ
ン−11−メチル−1,10−ドデカジエン、4−エチ
リデン−10,11−ジメチル−1,10−ドデカジエ
ン、3,7−ジメチル−1,4,8−デカトリエン等の
トリエンが挙げられる。これらの非共役ポリエンは、単
独で、又は2種以上組み合わせて用いることができる。
【0024】発泡剤 本発明で用いる発泡剤としては、具体的には、重炭酸ナ
トリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸
アンモニウム、亜硝酸アンモニウム等の無機発泡剤;
N,N’−ジメチル−N,N’−ジニトロソテレフタル
アミド、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミ
ン等のニトロソ化合物;アゾジカルボンアミド、アゾビ
スイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキシルニトリ
ル、アゾジアミノベンゼン、バリウムアゾジカルボキシ
レート等のアゾ化合物;ベンゼンスルホニルヒドラジ
ド、トルエンスルホニルヒドラジド、p,p’−オキシ
ビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)(OBSH)、
ジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホニルヒドラジ
ド等のスルホニルヒドラジド化合物;カルシウムアジ
ド、4,4’−ジフェニルジスルホニルアジド、p−ト
ルエンスルホルニルアジド等のアジド化合物等が挙げら
れる。
【0025】また、発泡剤としてプラスチック微小中空
体を使用することができる。かかるプラスチック微小中
空体は熱により膨張することを特徴としている。この微
小中空体の外殻となるプラスチックとしては、ゴム組成
物の硬化温度に合わせて軟化温度が適当な範囲内にある
ものを選択すればよい。
【0026】このようなプラスチックとしては、具体的
には、エチレン、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、
塩化ビニリデン、アクリロニトリル、ブタジエン、クロ
ロプレン等の重合体及びこれらの共重合体;ナイロン
6、ナイロン66等のポリアミド;ポリエチレンテレフ
タレート等のポリエステル等が挙げられる。
【0027】また、プラスチック微小中空体内部には、
膨張率を大きくするために、揮発性の溶媒、ガス等の揮
発性物質を内包させたものが好ましい。このような揮発
性物質としては、ブタン、イソブタン等の炭化水素が例
示される。また、プラスチック微小中空体は、粒度が通
常1〜50μmであるものが使用され、その形状は通常
球状であるが、特にこれらに限定されない。
【0028】これらの発泡剤は、ゴム成分100重量部
に対して、0.1〜100重量部、好ましくは1〜50
重量部、更に好ましくは2〜40重量部の割合で用いら
れる。前記のような割合で発泡剤を用いると、比重0.
03〜0.6の発泡体(高発泡スポンジ)を製造するこ
とができるが、要求される物性値に応じて適宜最適量を
決定することが望ましい。
【0029】有機過酸化物 有機過酸化物としては、ゴムの架橋の際に通常使用され
ている従来公知の有機過酸化物を使用することができ、
具体的には、ジクミルペルオキシド、ジ−tert−ブチル
ペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(tert
−ブチルペルオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−
2,5−ジ−(tert−ブチルペルオキシ)ヘキシン−
3、1,3−ビス(tert−ブチルペルオキシイソプロピ
ル)ベンゼン、1,1−ビス(tert−ブチルペルオキ
シ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、n−ブ
チル−4,4−ビス(tert−ブチルペルオキシ)バレレ
ート、ベンゾイルペルオキシド、p−クロロベンゾイル
ペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシ
ド、tert−ブチルペルオキシベンゾエート、tert−ブチ
ルペルオキシイソプロピルカーボネート、ジアセチルペ
ルオキシド、ラウロイルペルオキシド、tert−ブチルク
ミルペルオキシド等が挙げられる。
【0030】これらのうち、臭気性、スコーチ安定性の
点で、1,1−ビス(tert−ブチルペルオキシ)−3,
3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,5−ジメチル
−2,5−ジ−(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサン、
2,5−ジメチル−2,5−ジ−(tert−ブチルペルオ
キシ)ヘキシン−3、1,3−ビス(tert−ブチルペル
オキシイソプロピル)ベンゼンが好ましい。このような
有機過酸化物は、ゴム成分100重量部に対し、通常
0.1〜20重量部、好ましくは0.5〜10重量部程
度の割合で用いられ、その分散のため炭酸カルシウム等
で40%程度に希釈したものを用いてもよい。
【0031】発泡助剤 本発明においては、必要に応じて、発泡剤とともに発泡
助剤を使用してもよい。発泡助剤は、発泡剤の分解温度
の低下、分解促進、気泡の均一化等の作用をする。この
ような発泡助剤としては、サリチル酸、フタル酸、ステ
アリン酸、シュウ酸等の有機酸、尿素又はその誘導体等
が挙げられる。これらの発泡助剤は、ゴム成分100重
量部に対して、通常0〜30重量部、好ましくは0.1
〜15重量部、更に好ましくは0.5〜10重量部の割
合で用いられるが、要求される物性値に応じて適宜最適
量を決定することが望ましい。
【0032】その他の成分 本発明で用いる高発泡スポンジ用未加硫ゴム組成物中に
は、意図する架橋物の用途等に応じて、ポリオレフィン
樹脂、ゴム補強剤、無機充填剤、軟化剤、老化防止剤、
加工助剤、加硫促進剤、架橋助剤、着色剤、分散剤、難
燃剤等の従来公知の添加剤を、本発明の目的を損なわな
い範囲で配合することができる。
【0033】前記ポリオレフィン樹脂は、熱可塑性樹脂
であり、具体的には、高密度ポリエチレン(HDP
E)、中密度ポリエチレン(MDPE)、低密度ポリエ
チレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LL
DPE)等のエチレン単独重合体又はエチレンと炭素数
3〜20、好ましくは3〜8のα−オレフィンとからな
る結晶性エチレン・α−オレフィン共重合体;プロピレ
ン単独重合体、プロピレンブロック共重合体、プロピレ
ンランダム共重合体などのポリプロピレン;プロピレ
ン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキ
セン、1−ヘプテン、1−オクテンなどの炭素数3〜2
0、好ましくは3〜8のα−オレフィンの結晶性単独重
合体又は共重合体などが挙げられる。これらのポリオレ
フィンの融点は250℃以下である。中でも、ポリエチ
レン、ポリプロピレンが好ましく、特にポリエチレンが
好ましい。
【0034】ポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂
は、補強剤、充填剤に対し、カーボンブラック並の製品
硬度をアップさせる効果を持つとともに、加工温度での
コンパウンド粘度を下げ、加工性を向上させる効果を持
つ配合剤として使用される。中でもポリエチレンはその
効果が大きく、好ましい。ポリオレフィン樹脂の配合量
は、ゴム成分100重量部に対して、通常5〜40重量
部、好ましくは10〜30重量部である。
【0035】ゴム成分とポリオレフィン樹脂を混ぜる方
法としては、ゴム混練機として通常使用されるバンバリ
ーミキサー、インターナルミキサー、ニーダー、オープ
ンロールなどを用いて、必要に応じて補強剤、充填剤、
軟化剤などのその他の成分と一緒に、当該ポリオレフィ
ン樹脂の融点以上の温度で混練する方法でもよいが、こ
の場合、ポリオレフィン樹脂の混練不良物が異物となる
可能性が高いので、混練温度80〜250℃、混練時間
1〜20分、好ましくは1〜10分、混練・混合比エネ
ルギー0.001〜10Kw・h/kgの条件で混練を
行うことが好ましい。
【0036】また、別の好ましい混練方法として、下記
のように、予め、ゴム成分と有機溶媒とからなるゴム混
合物にポリオレフィン樹脂を添加し、混練、脱溶媒する
ことにより、当該ポリオレフィン樹脂を前記ゴム成分中
に均一に分散させた混練物を調製した後、これに、補強
剤、充填剤、軟化剤、発泡剤などの添加剤を配合して混
練する方法が挙げられる。
【0037】前記有機溶媒としては、エチレン・α−オ
レフィン・非共役ポリエン共重合体等のゴム成分を溶液
重合法において調製する際に用いられる従来公知の炭化
水素溶媒が挙げられる。このような炭化水素溶媒として
は、具体的には、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オク
タン、デカン、ドデカン、灯油等の脂肪族炭化水素及び
そのハロゲン誘導体、シクロヘキサン、メチルシクロペ
ンタン、メチルシクロヘキサン等の脂環族炭化水素及び
そのハロゲン誘導体、ベンゼン、トルエン、キシレン等
の芳香族炭化水素、及びクロロベンゼン等のハロゲン誘
導体などが用いられる。これらの溶媒は、単独で、ある
いは組み合わせて用いてもよい。
【0038】前記ゴム成分と有機溶媒との混合物である
ゴム混合物における有機溶媒の含有量は、ゴム成分10
0重量部に対して、通常3〜10重量部である。前記の
ようにして調製された、ゴム組成物ペレットは、通常
は、更にバンバリーミキサー、インターミックス、ニー
ダー等の通常のゴム混練機で、カーボンブラック等のゴ
ム補強剤、タルク、クレー等の充填剤、軟化剤、加硫
剤、加硫促進剤、架橋助剤、加工助剤、着色剤、老化防
止剤、発泡剤、発泡助剤等の配合剤と混練される。この
混練によって得られるゴムコンパウンド中のポリオレフ
ィン樹脂は、分散状態が極めて良好である。
【0039】前記ゴム補強剤は、架橋(加硫)ゴムの引
張強度、引き裂き強度、耐摩耗性等の機械的性質を高め
る効果がある。このようなゴム補強剤としては、具体的
には、カーボンブラック(例えば、SRF、GPF、F
EF、MAF、HAF、ISAF、SAF、FT、M
T)、シリカ、活性化炭酸カルシウム、微粉タルク、微
粉ケイ酸、ケイ酸塩等が挙げられる。これらはシランカ
ップリング剤等により表面処理が施されていてもよい。
【0040】シリカの具体例としては、煙霧質シリカ、
沈降性シリカ等が挙げられる。これらのシリカは、メル
カプトシラン、アミノシラン、ヘキサメチルジシラザ
ン、クロロシラン、アルコキシシラン等の反応性シラン
あるいは低分子量のシロキサン等で表面処理されていて
もよい。これらのゴム補強剤の種類及び配合量は、その
用途により適宜選択できるが、ゴム補強剤の配合量は、
通常、ゴム成分100重量部に対して、最大300重量
部、好ましくは最大200重量部である。
【0041】前記無機充填剤としては、具体的には、軽
質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、クレ
ー等が挙げられる。これらの無機充填剤の種類及び配合
量は、その用途により適宜選択できるが、無機充填剤の
配合量は、通常、ゴム成分100重量部に対して、最大
300重量部、好ましくは最大200重量部である。
【0042】前記軟化剤としては、通常ゴムに使用され
る軟化剤を用いることができる。具体的には、プロセス
オイル、潤滑油、パラフィン油、流動パラフィン、石油
アスファルト、ワセリン等の石油系軟化剤;コールター
ル、コールタールピッチ等のコールタール系軟化剤;ヒ
マシ油、アマニ油、ナタネ油、大豆油、ヤシ油等の脂肪
油系軟化剤;トール油;サブ(ファクチス);蜜ロウ、
カルナウバロウ、ラノリン等のロウ類;リシノール酸、
パルミチン酸、ステアリン酸、ステアリン酸バリウム、
ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸亜鉛等の脂肪酸及
び脂肪酸塩;ナフテン酸;パイン油、ロジン又はその誘
導体;テルペン樹脂、石油樹脂、アタクチックポリプロ
ピレン、クマロンインデン樹脂等の合成高分子物質;ジ
オクチルフタレート、ジオクチルアジペート、ジオクチ
ルセバケート等のエステル系軟化剤;マイクロクリスタ
リンワックス、液状ポリブタジエン、変性液状ポリブタ
ジエン、液状チオコール、炭化水素系合成潤滑油等が挙
げられる。中でも石油系軟化剤、特にプロセスオイルが
好ましく用いられる。これらの軟化剤の配合量は、加硫
物の用途により適宜選択される。
【0043】前記老化防止剤としては、例えばアミン
系、フェノール系又はイオウ系老化防止剤等が挙げられ
るが、これらの老化防止剤は、本発明の目的を損なわな
い範囲で用いられる。アミン系老化防止剤としては、ジ
フェニルアミン類、フェニレンジアミン類等の通常ゴム
に使用されるアミン系老化防止剤が用いられ、その添加
量は、本発明の目的を損なわない範囲であれば、特に制
限はない。
【0044】ジフェニルアミン類としては、具体的に
は、p−(p−トルエンスルホニルアミド)ジフェニル
アミン、4,4’−ビス(α,α−ジメチルベンジル)
ジフェニルアミン、4,4’−ジオクチルジフェニルア
ミン、ジフェニルアミンとアセトンとの高温反応生成
物、ジフェニルアミンとアセトンとの低温反応生成物、
ジフェニルアミンとアニリンとアセトンとの低温反応生
成物、ジフェニルアミンとジイソブチレンとの反応生成
物、オクチル化ジフェニルアミン、ジオクチル化ジフェ
ニルアミン、アルキル化ジフェニルアミン等が挙げられ
る。
【0045】フェニレンジアミン類としては、具体的に
は、N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、
n−イソプロピル−N’−フェニル−p−フェニレンジ
アミン、N,N’−ジ−2−ナフチル−p−フェニレン
ジアミン、N−シクロヘキシル−N’−フェニル−p−
フェニレンジアミン、N−フェニル−N’−(3−メタ
クリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピル)−p−フ
ェニレンジアミン、N,N’−ビス(1−メチルヘプチ
ル)−p−フェニレンジアミン、N,N’−ビス(1,
4−ジメチルペンチル)−p−フェニレンジアミン、
N,N’−ビス(1−エチル−3−メチルペンチル)−
p−フェニレンジアミン、N−(1,3−ジメチルブチ
ル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン、フェ
ニルヘキシル−p−フェニレンジアミン、フェニルオク
チル−p−フェニレンジアミン等のp−フェニレンジア
ミン類等が挙げられる。
【0046】これらの中でも、特に4,4’−ビス
(α,α−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン、N,
N’−ジ−2−ナフチル−p−フェニレンジアミンが好
ましい。これらの化合物は、単独で、あるいは2種以上
組み合わせて用いることができる。フェノール系老化防
止剤としては、通常ゴムに使用されるフェノール系老化
防止剤が用いられ、その添加量は、本発明の目的を損な
わない範囲であれば、特に制限はない。
【0047】フェノール系老化防止剤としては、具体的
には、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノー
ル、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ
−5−t−ブチルフェニル)ブタン、4,4’−ブチリ
デン−ビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノー
ル)、2,2’−チオ−ビス(4−メチル−6−t−ブ
チルフェノール)、n−オクタデシル 3−(4−ヒド
ロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)プロピオネ
ート、テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−t−
ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メ
タン、ペンタエリスリトール−テトラキス[3−(3,
5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピ
オネート]、トリエチレングリコール−ビス[3−(3
−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)
プロピオネート]、1,6−ヘキサンジオール−ビス
[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェ
ニル)プロピオネート]、2,4−ビス(n−オクチル
チオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチ
ルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、1,3,5−
トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベン
ジル)イソシアヌレート、2,2−チオ−ジエチレンビ
ス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフ
ェニル)プロピオネート]、N,N’−ヘキサメチレン
−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒド
ロシンナムアミド、2,4−ビス[(オクチルチオ)メ
チル]−o−クレゾール、3,5−ジ−t−ブチル−4
−ヒドロキシベンジル−ホスホネート−ジエチルエステ
ル、テトラキス[メチレン(3,5−ジ−t−ブチル−
4−ヒドロキシヒドロシンナメイト)]メタン、3,9
−ビス[2−{3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ
−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,1
−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサ
スピロ[5.5]ウンデカン等を挙げることができる。
中でも、特にテトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ
−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネー
ト]メタン、3,9−ビス[2−{3−(3−t−ブチ
ル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニ
ルオキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,
10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカンが好ま
しい。
【0048】イオウ系老化防止剤としては、通常ゴムに
使用されるイオウ系老化防止剤が用いられ、その添加量
は、本発明の目的を損なわない範囲であれば、特に制限
はない。イオウ系老化防止剤としては、具体的には、2
−メルカプトベンゾイミダゾール、2−メルカプトベン
ゾイミダゾールの亜鉛塩、2−メルカプトメチルベンゾ
イミダゾール、2−メルカプトメチルベンゾイミダゾー
ルの亜鉛塩、2−メルカプトメチルイミダゾールの亜鉛
塩等のイミダゾール系老化防止剤;ジミリスチルチオジ
プロピオネート、ジラウリルチオジプロピオネート、ジ
ステアリルチオジプロピオネート、ジトリデシルチオジ
プロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス
(β−ラウリル−チオプロピオネート)等の脂肪族チオ
エーテル系老化防止剤等を挙げることができる。これら
の中でも、特に2−メルカプトベンゾイミダゾール、2
−メルカプトベンゾイミダゾールの亜鉛塩、2−メルカ
プトメチルベンゾイミダゾール、2−メルカプトメチル
ベンゾイミダゾールの亜鉛塩、ペンタエリスリトール−
テトラキス(β−ラウリル−チオプロピオネート)が好
ましい。
【0049】前記加工助剤としては、通常のゴムの加工
に使用される加工助剤を使用することができる。具体的
には、リノール酸、リシノール酸、ステアリン酸、パル
ミチン酸、ラウリン酸等の高級脂肪酸;ステアリン酸バ
リウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等
の高級脂肪酸の塩;前記高級脂肪酸のエステル類等が挙
げられる。このような加工助剤は、ゴム成分100重量
部に対して、通常10重量部以下、好ましくは5重量部
以下の割合で用いられるが、要求される物性値に応じて
適宜最適量を決定することが望ましい。
【0050】本発明で用いるゴム組成物中には、架橋助
剤を配合してもよい。架橋助剤としては、具体的には、
イオウ;p−キノンジオキシム等のキノンジオキシム系
化合物;ポリエチレングリコールジメタクリレート等の
メタクリレート系化合物;ジアリルフタレート、トリア
リルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等のア
リル系化合物;マレイミド系化合物;ジビニルベンゼン
等が挙げられる。イオウを架橋助剤として用いるとき
は、架橋による粘度上昇率の制御、金属腐食性、電気製
品の接触不良防止、耐熱老化性の点で、その添加する量
は、ゴム成分100gに対して、1×10-2mol以下
であることが望ましい。
【0051】本発明で用いるゴム組成物中には、加硫促
進剤を配合してもよい。加硫促進剤としては、具体的に
は、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフ
ェンアミド、N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾ
ールスルフェンアミド、N,N−ジイソプロピル−2−
ベンゾチアゾールスルフェンアミド、2−メルカプトベ
ンゾチアゾール、2−(2,4−ジニトロフェニル)メ
ルカプトベンゾチアゾール、2−(2,6−ジエチル−
4−モルホリノチオ)ベンゾチアゾール、ジベンゾチア
ジルジスルフィド等のチアゾール系化合物;ジフェニル
グアニジン、トリフェニルグアニジン、ジオルソニトリ
ルグアニジン、オルソニトリルバイグアナイド、ジフェ
ニルグアニジンフタレート等のグアニジン化合物;アセ
トアルデヒド−アニリン反応物、ブチルアルデヒド−ア
ニリン縮合物、ヘキサメチレンテトラミン、アセトアル
デヒドアンモニア等のアルデヒドアミン及びアルデヒド
−アンモニア系化合物;2−メルカプトイミダゾリン等
のイミダゾリン系化合物;チオカルバニリド、ジエチル
チオユリア、ジブチルチオユリア、トリメチルチオユリ
ア、ジオルソトリルチオユリア等のチオユリア系化合
物;テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチ
ルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスル
フィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、ペンタメ
チレンチウラムテトラスルフィド等のチウラム系化合
物;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−n−ブチルジチオカルバミン酸
亜鉛、エチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ブチル
フェニル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セレ
ン、ジメチルジチオカルバミン酸テルル等のジチオカル
バミン酸塩系化合物;ジブチルキサントゲン酸亜鉛等の
ザンテート系化合物;酸化亜鉛(亜鉛華)などの化合物
を挙げることができる。
【0052】加硫促進剤は単独で用いてもよいが、2種
類以上を組み合わせて用いることが好ましい。加硫促進
剤としてイオウ原子を含む加硫促進剤を用いるときは、
架橋による粘度上昇率の制御、金属腐食性、電気製品の
接触不良防止、耐熱老化性の点で、その添加する量は、
ゴム成分100gに対して、1×10-2mol以下であ
ることが望ましい。
【0053】また、本発明で用いるゴム組成物中には、
本発明の目的を損なわない範囲で、公知の他のゴムをブ
レンドして用いることができる。このような他のゴムと
しては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)等
のイソプレン系ゴム、ブタジエンゴム(BR)、スチレ
ン−ブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブ
タジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)等
の共役ジエン系ゴムを挙げることができる。
【0054】更に、従来公知のエチレン・α−オレフィ
ン系共重合体を用いることもでき、例えばエチレン・プ
ロピレンランダム共重合体(EPR)、前記エチレン・
α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(A)以外の
エチレン・α−オレフィン・ポリエン共重合体(例えば
EPDM等)を用いることができる。
【0055】ゴム組成物及び加硫ゴム発泡体の調製 未加硫ゴム組成物から加硫ゴム発泡体を製造するには、
通常一般のゴムを加硫(架橋)・発泡するときと同様
に、未架橋・未発泡の配合ゴムを一度調製し、次いで、
この配合ゴムを意図する形状に成形した後に架橋・発泡
を行えばよい。前記加硫ゴム発泡体の製造に際しては、
前記架橋・発泡を、周期律表第6族の元素(酸素を除
く)からなる単体及び/又は化合物を含む、下記に示す
ような塗布液で表面処理した後に行うことが好ましい。
【0056】(塗布液)目的の熱空気存在下でのパーオ
キサイド加硫を充分に行い、かつ製品表面へのイオウ粉
末の付着を防止する点から、前記周期律表第6族の元素
(酸素を除く)からなる単体及び/又は化合物の塗布液
中の濃度又は混合割合は5〜80重量%であることが好
ましい。
【0057】前記周期律表第6族の元素(酸素を除く)
としては、例えばイオウ、セレニウム(セレン)、テル
リウム(テルル)、ポロニウムのカルコゲン(酸素族元
素)が挙げられる。本発明で用いる周期律表第6族の元
素(酸素を除く)からなる化合物としては、本発明の目
的を達成しうるものであれば制限はない。
【0058】前記周期律表第6族の元素(酸素を除く)
からなる化合物のうち、イオウ化合物としては、例え
ば、塩化イオウ、二塩化イオウ等の無機イオウ化合物;
N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェン
アミド(CBS)、N−オキシジエチレン−2−ベンゾ
チアゾールスルフェンアミド(OBS)、N−t−ブチ
ル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド(BB
S)、N,N−ジイソプロピル−2−ベンゾチアゾール
スルフェンアミド、2−メルカプトベンゾチアゾール
(MBT)、2−(2,4−ジニトロフェニル)メルカ
プトベンゾチアゾール、2−(4−モルホリノジチオ)
ベンゾチアゾール、2−(2,6−ジエチル−4−モル
ホリノチオ)ベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジス
ルフィド等のチアゾール系化合物;チオカルバニリド、
ジエチルチオウレア(EUR)、ジブチルチオウレア、
トリメチルチオウレア、ジオルソトリルチオウレア、エ
チレンチオウレア等のチオウレア系化合物;テトラメチ
ルチウラムモノスルフィド(TMTM)、テトラメチル
チウラムジスルフィド(TMTD)、テトラエチルチウ
ラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィ
ド、テトラキス(2−エチルヘキシル)チウラムジスル
フィド(TOT)、ジペンタメチレンチウラムテトラス
ルフィド(TRA)等のチウラム系化合物;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−n−ブチルジチオカルバミン酸亜鉛(ZnBD
C)、エチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ブチル
フェニル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セレ
ン、ジメチルジチオカルバミン酸テルル、ジエチルジチ
オカルバミン酸テルル等のジチオカルバミン酸塩;モル
ホリンジスルフィド、アルキルフェノールジスルフィド
等のジスルフィド化合物;ザンテート系化合物;並びに
次式(I):
【0059】
【化3】 [式中、Rは、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数1
〜4のアルコキシ基であり、R1は、炭素数1〜4のア
ルキル基又はフェニル基であり、nは、0、1又は2で
あり、R2は、炭素数1〜6の2価の直鎖状又は分岐状
の炭化水素基であり、R3は、炭素数6〜12のアリー
レン基であり、m及びpは、それぞれ0又は1であり、
かつ、mとpとが同時に0となることはなく、qは、1
又は2であり、Bは、qが1であるとき−SCN又は−
SHであり、qが2であるとき−Sx−(式中、xは2
〜8の整数である。)である。]で示されるアルコキシ
シラン化合物が挙げられ、特に前記式(I)で示される
アルコキシシラン化合物の少なくとも1種類を用いるこ
とが好ましい。
【0060】前記式(I)において、R又はR1で示さ
れる炭素数1〜4のアルキル基としては、例えばメチル
基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−
ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル
基が挙げられる。Rで示される炭素数1〜4のアルコキ
シ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポ
キシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブト
キシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基が挙げられ
る。
【0061】前記式(I)において、R2で示される炭
素数1〜6の2価の直鎖状又は分岐状の炭化水素基とし
ては、例えばメチレン基、ジメチルメチレン基、エチレ
ン基、ジメチルエチレン基、トリメチレン基、テトラメ
チレン基、1,2−シクロヘキシレン基、1,4−シク
ロヘキシレン基等のアルキレン基;シクロヘキシリデン
基等のアルキリデン基;ジフェニルメチレン基、ジフェ
ニルエチレン基等のアリールアルキレン基が挙げられ
る。R3で示される炭素数6〜12のアリーレン基とし
ては、例えばフェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリ
レン基が挙げられる。
【0062】前記式(I)で示されるアルコキシシラン
化合物のうち、当該式中のBが−S 4−である、下記の
ようなトリアルコキシシラン化合物が好ましく用いられ
る。 (1)ビス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]テ
トラスルフィド (CH3O)3Si−(CH23−S4−(CH23−S
i(OCH33 (2)ビス[3−(トリエトキシシリル)プロピル]テ
トラスルフィド (C25O)3Si−(CH23−S4−(CH23−S
i(OC253 (3)ビス[3−(トリプロポキシシリル)プロピル]
テトラスルフィド (C37O)3Si−(CH23−S4−(CH23−S
i(OC373
【0063】前記化合物のうち、特に前記(2)のビス
[3−(トリエトキシシリル)プロピル]テトラスルフ
ィドが好ましい。前記塗布液中には、周期律表第6族の
元素(酸素を除く)からなる化合物として、次式(I
I):
【0064】
【化4】(R−O−CS−S−)nn+ (II) (式中、Rは炭素数1〜30のアルキル基であり、nは
1〜3の整数であり、M n+はn価の金属イオン又はアン
モニウムイオンである。)で示されるキサントゲン酸塩
系加硫促進剤を添加してもよい。塗布液中の前記キサン
トゲン酸塩系加硫促進剤の濃度は、通常0.1重量%未
満、好ましくは0.09重量%、更に好ましくは0.0
1以下である。
【0065】前記周期律表第6族の元素(酸素を除く)
からなる単体及び/又は化合物は、固体及び液体のいず
れであっても、水及び/又は有機溶媒と混合して、好ま
しくは溶解及び/又は懸濁化して用いることができる。
この塗布液に用いる溶媒としては、前記周期律表第6族
の元素(酸素を除く)からなる単体及び/又は化合物を
溶解しうる溶媒、又は溶解することはできないが、ミキ
サー等で撹拌して懸濁状態で使用可能になるような溶
媒、具体的には、水;メタノール、エタノール、イソプ
ロピルアルコール等のアルコール、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、クロロホルム等の有機溶媒又はこれらの
混合溶媒が挙げられる。
【0066】また、前記周期律表第6族の元素(酸素を
除く)からなる単体及び/又は化合物がアルコキシシラ
ン化合物のように液体である場合、又はイオウもしくは
イオウ化合物のように溶融するものである場合には、溶
媒を用いることなく、液体となる条件下で用いることも
できる。なお、塩化イオウのように刺激臭のある油状液
体等の場合には、ベンゼン等の溶媒に2〜4重量%に希
釈して用いることが好ましい。
【0067】また、各種の界面活性剤を溶媒に添加して
前記の単体及び/又は化合物を溶解又は懸濁化してもよ
い。前記界面活性剤としては、例えばアルキルベンゼン
スルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、硫酸アル
キルポリオキシエチレン塩が挙げられる。また、ステア
リン酸アルミニウム、寒天、カラギーナン等の増粘剤を
塗布液に添加してもよい。塗布液による表面処理方法と
しては、押し出し機の口金部にインサートする、あるい
は刷毛による塗布、ディッピング、噴霧等の方法が挙げ
られるが、連続的に塗布する場合には、ディッピングに
よる表面処理方法が好ましい。
【0068】加硫ゴム発泡体の好ましい調製方法 本発明で用いるゴム組成物は、例えば、バンバリーミキ
サー、ニーダー、インターミックスのようなインターナ
ルミキサー(密閉式混合機)類により、エチレン・α−
オレフィン・非共役ポリエン共重合体、ゴム補強剤、無
機充填剤、軟化剤等の添加剤を80〜170℃の温度で
2〜20分間混練した後、有機過酸化物、発泡剤、発泡
助剤をオープンロールのようなロール類、あるいはニー
ダーを使用して、必要に応じて架橋助剤を追加混合し、
ロール温度40〜80℃で5〜30分間混練した後、分
出しすることにより調製することができる。
【0069】前記のようにして調製されたゴム組成物
は、ゴム用押出機により意図する形状とし、前記周期律
表第6族の元素(酸素を除く)からなる単体及び/又は
化合物を含む塗布液にディッピングし、未加硫ゴム表面
の細部に薄膜を形成させ、引き続き押出材料を加硫槽内
に導入し、140〜270℃の温度で1〜30分間加熱
することにより、加硫することができる。加硫の工程
は、通常連続的に実施される。加硫槽における加熱方法
としては、熱空気加硫槽(HAV)、ガラスビーズ流動
床、マイクロ波加硫装置(UHF)、スチーム等の加熱
手段を用いることができる。この際、マイクロ波加硫装
置(UHF)と熱空気加硫槽(HAV)の組み合わせか
らなる連続ラインを用いると、製品の単位時間当りの架
橋を充分に行うことができ、かつ、製品外観が優れた加
硫ゴムを得やすい。
【0070】加硫ゴム製品成形体の製造に際しては、ゴ
ム用押出機と熱空気加硫槽(HAV)の間に、押出し製
品表面に塗布液を塗布するための装置、例えば塗布液を
貯めておいた槽を配置し、押出し未加硫ゴム材料をこの
装置中に通すことにより、複雑な形状をした製品の細部
に塗布液を均一に塗布し、押出し製品表面に塗布液の薄
膜ができるように、押出速度と塗布液濃度を調整するこ
とで、表面のデグラデーションを引き起こすことなくパ
ーオキサイド架橋が可能な未加硫ゴム成形体を得ること
ができる。塗布液を均一に塗布して、塗布液の膜を形成
することにより、耐圧縮永久歪性、耐熱性、強度特性等
の特性に優れる成形体は得ることができる。
【0071】また、発泡スポンジを得るためには、ガス
圧力と粘度の最適な関係を得ることが好ましい。加硫ゴ
ムの場合は、加硫の状態によって、刻々と粘度が変化す
る(高くなる)ため、発泡ガス発生のタイミングにあわ
せて最適な粘度にするための加硫速度の制御は難しい。
特に、有機過酸化物は、ある特定の温度で急激にラジカ
ルを発生するため、粘度上昇率も高く、発泡スポンジを
得ることは極めて難しい技術である。
【0072】本発明者らは、押出機から押出されて、最
初に通過させる加硫槽の温度を低めに制御する加工法よ
って良好な発泡スポンジを得ることができることを見出
した。UHF加硫槽を用い、その槽温度を低目にしなが
ら、電磁誘導機を用いて、未加硫ゴム材料の内部から暖
め、かつ、材料の温度は低目の温度に制御することによ
って、未加硫ゴムの粘度上昇率を制御する加工法が好ま
しい。
【0073】具体的には、前記架橋を行うにあたり、押
出機と、押出された未加硫ゴムの表面に塗布液を塗布す
る装置と、その後に架橋するための連続加硫槽からなる
加硫ラインを用い、連続加硫槽の入り口温度を出口温度
よりも10〜80℃低く設定することにより良好な加硫
ゴム発泡体が得られる。
【0074】また、発泡速度と加硫速度のタイミングを
合わせるために、有機過酸化物にイオウ、イオウ原子を
含む加硫促進剤、又はイオウ系、フェノール系もしくは
アミン系の老化防止剤をゴム成分100gに対して、1
×10-2mol以下、好ましくは1×10-3〜8×10
-3mol配合した未加硫ゴム組成物を、110℃でのス
コーチ時間t5が3〜15分になるような加硫速度で、
架橋(加硫)することが好ましい。
【0075】加硫ゴム発泡体 以上のようにして得られる加硫ゴム発泡体は、HBの鉛
筆による鉛筆硬度試験で表面に傷が全く付かず、かつ、
発泡体の比重が0.03〜0.6であり、吸水率が1〜
500%である。本発明の加硫ゴム発泡体は、HBの鉛
筆による鉛筆硬度試験で表面に傷が全く付かないという
性質を有することにより、酸素によってゴム発泡体がデ
グラデーションしていないことを示しており、耐熱性、
耐候性に優れる発泡体が得られる。
【0076】また、発泡体の比重が0.03〜0.6で
あるいう性質を有することにより、シール性良好な製品
となる。発泡体の比重は、好ましくは0.1〜0.3で
ある。従来、LCM(liquid curing method)法により、
連続的な過酸化物架橋が可能であったが、LCM法は、
高比重の溶融塩(硝酸カリウム、硝酸ナトリウム等)中
で架橋を行うことから、(浮力の強い)低比重の発泡体
を作製することは困難であった。このため従来、比重
0.17以下の発泡体を過酸化物架橋により得ることは
できなかった。
【0077】また、本発明の加硫ゴム発泡体は、金属腐
食性、電気部品の通電性の点で、イオウ含量がゴム成分
100gに対して、1×10-2mol以下であることが
好ましい。吸水率が1〜500%であるいう性質を有す
ることにより、シール性が優れる。また、本発明の加硫
ゴム発泡体は、シール性の点で、アスカーC硬度が0.
1〜50であることが好ましい。
【0078】本発明に用いるゴム組成物は、架橋速度が
速く生産性に優れ、HAV(ホットエアー加硫槽)、U
HF(極超短波電磁波)等の熱空気架橋が可能であり、
しかも、耐圧縮永久歪性、耐熱性、耐金属腐食性、耐汚
染性等の特性に優れる加硫ゴム発泡体を提供することが
できる。
【0079】本発明の加硫ゴム発泡体は、前記のような
効果を有するので、自動車用シールスポンジ、家電用シ
ールスポンジ、土木建築用シールスポンジ、自動車用断
熱スポンジ、家電用断熱スポンジ、土木建築用断熱スポ
ンジ、自動車用クッションスポンジ、家電用クッション
スポンジ、土木建築用クッションスポンジ、自動車用難
燃スポンジ、家電用難燃スポンジ、土木建築用難燃スポ
ンジ、自動車用プロテクトスポンジ、家電用プロテクト
スポンジ、土木建築用プロテクトスポンジの用途に広く
用いられる。家電製品では、電気接触不良を引き起こす
イオウ成分のないあるいは少ない発泡ゴムシール製品と
して用いられる。
【0080】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を更に
具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を何ら限定
するものではない。なお、実施例及び比較例で用いた共
重合体及び得られた架橋スポンジの物性の測定方法は、
以下のとおりである。
【0081】[135℃のデカリン中で測定した極限粘
度[η]]135℃のデカリン中でFitz-Simons型粘度
計を用いた一点法により求めた。 [ヨウ素価]共重合体のヨウ素価は、滴定法により求め
た。 [スコーチ時間t5]JIS K6300に準拠して測
定した。
【0082】[比重測定]熱空気架橋したチューブ状の
スポンジゴムから20mm×20mmの試験片を打ち抜
き、表面の汚れをアルコールで拭き取った。この試験片
を25℃雰囲気下で自動比重計[(株)東洋精機製作所
製:M−1型]を用いて、空気中と純水中の質量差から
比重測定を行い、スポンジゴムの比重を算出した。
【0083】[吸水率]熱空気架橋したチューブ状のス
ポンジゴムから20mm×20mmの試験片を打ち抜
き、水面下50mmの位置で125mmHgまで減圧
し、3分間保持した。続いて、その試験片を大気中に戻
して3分経過後、吸水した試験片の重量を測定し、以下
の計算式から吸水率を算出した。 吸水率(%)=[(W2―W1)/W1]×100 W1:浸漬前の試験片重量(g) W2:浸漬後の試験片重量(g)
【0084】[圧縮永久歪試験]JIS K6262
(1993)に従い、圧縮永久歪試験を行った。この試
験条件は100℃×22時間である。 [耐熱老化性試験]JIS K6257に準拠して、1
00℃の温度下、22時間の空気加熱老化を行い、老化
後の破断時の引張強度(TB)、伸び(EB)を測定し、
老化させていないオリジナルの値に対する保持率(%)
で示した。
【0085】[鉛筆硬度試験]HBの鉛筆を用いて、製
品表面をひっかき、傷の有無を評価する。 [製品表面の粘着性]製品の表面を成形直後に(温度2
00℃)マイナスドライバーにて強くひっかき、削れ状
態を観察した。 5;全く削れのない状態 4;ところどころ削れる状態 3;室温下では削れがない状態(成形直後は傷がつく) 2;室温下でところどころ削れる状態 1;室温下で削れが付く状態 *削れ易さ 成形直後>>>室温下
【0086】[耐金属腐食試験]湿度80%、温度50
℃の恒温槽中で、純度98%以上の銅板(1mm×10
0mm×100mm)の上に連続加硫成形で得た製品を
10mm×10mm切り出して乗せ、更に、200gの
重りを乗せたポリエチレンの板(20g)をこの試料の
上に乗せて圧縮し、72時間後の金属腐食状態を官能試
験により評価する。
【0087】 5:全く金属腐食がなく、オリジナルの状態と同等 4:若干金属表面の輝きが低下、但し、腐食はない 3:表面が変色している 2:緑青が所々みられる 1:緑青が発生し、表面腐食が発生。ゴム製品との固着
も発生。
【0088】[イオウ含量]ASTM D297−77
に従い、加硫ゴム製品から試料70mgを採取し、得ら
れた全イオウ量からゴム成分100g当たりの全イオウ
量(mol)を算出した。配合 実施例及び比較例では、表1に示す配合系を用いた。
【0089】
【表1】
【0090】(実施例1〜7及び比較例1〜2) 高発
泡スポンジ製品 共重合体としては、以下に示すEPT−1を用いた。 EPT−1:エチレン・プロピレン・5−エチリデン−
2−ノルボルネンランダム共重合体、エチレン/プロピ
レンのモル比=65/35、ヨウ素価=22、135℃
のデカリン中で測定した極限粘度[η]=2.2dl/
g EPT−1のヘキサン溶液のヘキサン溶媒含有量を、こ
のゴム100重量部に対して7重量部の量に調整し、ヘ
キサン溶媒を含むゴム組成物を得た。
【0091】このゴム組成物を1.667kg/hrで
二軸式三段ベント付押出機に導入するとともに、押出機
のポリオレフィン樹脂供給部より、ポリエチレン[商品
名:ミラソン68、三井化学(株)製、密度:0.92
1g/cm3、MFR(ASTM D1238、190
℃、2.14kg):1.6g/10分]のペレットを
0.333kg/hrで押出機内に導入し、EPT−1
とポリエチレンとを混練、脱溶媒し、得られたゴムを押
出機の先端でペレット状に切断し、ブレンド物(I)の
ペレットを2.0kg/hrの速度で得た。
【0092】得られたブレンド物(I)におけるポリエ
チレンとEPT−1とのブレンド重量比は、20/10
0であった。得られたブレンド物(I)中におけるポリ
エチレンの平均分散粒径を、電子顕微鏡[商品名 H−
8100(200KV)、(株)日立製作所製]を用い
て、下記の要領で調製したサンプルについて測定したと
ころ、平均分散粒径は0.01μm以下であった。得ら
れたブレンド物(I)を用いて表1に示す配合物からな
るゴム組成物を調製し、容量16リットルのバンバリー
ミキサー[(株)神戸製鋼所製]で混練した。この混練
は充填率72%で行った。
【0093】混練方法は、先ずブレンド物(I)を30
秒素練りし、次いで、亜鉛華[商品名:3号、堺化学工
業(株)製]、ステアリン酸、ポリエチレングリコール
[商品名:PEG#4000、日本油脂(株)製]、ス
テアリン酸亜鉛、重質炭酸カルシウム[商品名:ホワイ
トンSB、白石カルシウム(株)製]、パラフィン系プ
ロセスオイル[商品名:ダイアナプロセスPW−38
0、出光興産(株)製]、及び必要に応じて、フェノー
ル系老化防止剤(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチル
フェノール、商品名:ノクラック200、大内新興化学
工業(株)製)(配合系1)、加硫促進剤(ジベンゾチ
アジルジスルフィド、商品名:ノクセラーDM、大内新
興化学工業(株)製)(配合系2)又はイオウ(配合系
3)を入れ、最後にカーボンブラック[商品名:旭#5
0G、旭カーボン(株)製]を投入して4分間混練し、
排出した。排出後のコンパウンド温度は165℃であっ
た。
【0094】次に、このコンパウンドを、14インチオ
ープンロ−ル(前ロールの表面温度50℃、後ロールの
表面温度50℃、前ロールの回転数16rpm、後ロー
ルの回転数18rpm)に巻き付けて、有機過酸化物、
架橋助剤、アゾ系発泡剤[商品名:ビニホールAC#L
Q、永和化成(株)製]を入れ6分間混練した後、混練
物を厚み10mm、幅70mmのリボン状に分出し、直
径50mmゴム用押出機に投入した。その後、押出し未
加硫ゴム材料を、図1に示すディッピング槽(以下に示
す組成の塗布液を10リットル含有)中に通し、ライン
1あるいはライン2で連続的に通しながら図2に示す形
状の高発泡スポンジ製品を得た。なお、形状が不揃いの
場合には、図2に示す形状になるように切り出し圧縮永
久歪測定用試料とした。
【0095】塗布液の組成(重量%比) (1)粉末イオウ(10)/水(85.8)/界面活性
剤(4.2) (2)粉末イオウ(5)/アルコキシシラン化合物(9
5) (3)アルコキシシラン化合物(のみ) (4)セレン(5)/アルコキシシラン化合物(80)
/イソプロピルアルコール(15) 粉末イオウ:軽井沢精練所社製 アルコキシシラン化合物:ビス[3−(トリエトキシシ
リル)プロピル]テトラスルフィド[デグサ・ヒュルス
社製、商品名Si−69] セレン:住友金属社製 界面活性剤:ポリメタクリル酸(2.0)/ドデシルト
リメチルアンモニウムブロミド(2.2)(当該処方
は、水溶性高分子の最新技術:シーエムシー刊、堀内照
夫、p.23(2000)を参考とした。)
【0096】塗布液の作成方法 秤量したイオウ又はセレンを水中に添加し、界面活性剤
を加えた後、充分に攪拌し、イオウ又はセレンを懸濁化
させる。あるいは、アルコキシシラン化合物を溶液のベ
ースとしてここに粉末イオウを機械的に分散させる。場
合によって、アルコール等で薄める。
【0097】ディッピング槽(図1) 押し出された未加硫ゴムに傷がつかないように、入り
口、出口にローラーを設けてある。また、アルコールに
溶解しないイオウ、セレン等を製品表面に付着させるた
めに、槽内を循環あるいは攪拌する装置を設けてある。
【0098】成形条件 押出機ヘッド温度80℃として、 ライン1:HAV加硫槽(10m)250℃で2m/分
の速度で成形した。 ライン2:UHF加硫槽出口温度が200℃となるよう
にマイクロ波出力を調整した。UHF加硫槽の温度(入
り口温度に相当)は、200℃とした。その後連続的に
HAV加硫槽(10m)を用いて加硫し、その槽内温度
は250℃に設定した。 ライン3:HAV加硫槽(3m、120℃(入り口温度
に相当))とHAV加硫槽(7m、200℃(出口温度
に相当))が直列につながれた成形ライン 以上のようにして得られた製品について、前記の評価試
験を行った。結果を表2に示す。
【0099】
【表2】
【0100】加硫系:加硫速度制御(有機過酸化物架橋
及びその助剤) 有機過酸化物1:パークミルD、日本油脂(株)製;ジ
クミルペルオキシド 有機過酸化物2:パーヘキサ3M、日本油脂(株)製;
1,1−ビス(tert−ブチルペルオキシ)−3,3,5
−トリメチルシクロヘキサンを炭酸カルシウム等で40
%に希釈したもの 有機過酸化物3:パーヘキサ25B、日本油脂(株)
製;2,5−ジメチル−2,5−ジ−(tert−ブチルペ
ルオキシ)ヘキサン 架橋助剤A:サンセラーTT、三新化学(株)製;テト
ラメチルチウラムジスルフィド 架橋助剤B:サンセラーM、三新化学(株)製;2−メ
ルカプトベンゾチアゾール 架橋助剤C:サンセラーMB、三新化学(株)製;2−
メルカプトベンゾイミダゾール 有機過酸化物1、2及び3の添加量は、いずれも100
gのEPT−1に対して0.01molであり、架橋助
剤A、B及びCの添加量は、いずれも100gのEPT
−1に対して0.5gである。
【0101】
【発明の効果】本発明によれば、パーオキサイド架橋系
での連続架橋成形が可能となる。本発明の加硫ゴム発泡
体は、これまでにない良好な耐圧縮永久歪性、耐熱性を
有しており、また、家電製品や自動車、建材用として用
いられる金属製品において金属を腐食させない発泡製品
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例で用いたディッピング槽を示す図であ
る。
【図2】実施例で製造した高発泡スポンジ製品の形状を
示す図である。
【符号の説明】
1 押出機 2 ディッピング槽 3 熱空気加硫槽(HAV) 4 引取り機
フロントページの続き Fターム(参考) 4F074 AA06 AA12 AA13 AA14 AA17 AA24 AA25 BA03 BA04 BA05 BA06 BA13 BA14 BA15 BA16 BA17 BA18 BA19 BA91 BB02 DA35 DA47

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 HBの鉛筆による鉛筆硬度試験で表面に
    傷が全く付かず、かつ、発泡体の比重が0.03〜0.
    6であり、吸水率が1〜500%であることを特徴とす
    る加硫ゴム発泡体。
  2. 【請求項2】 ゴム成分100gに対して、イオウ含量
    が1×10-2mol以下である請求項1記載の加硫ゴム
    発泡体。
  3. 【請求項3】 過酸化物架橋で得られる請求項1又は2
    記載の加硫ゴム発泡体。
  4. 【請求項4】 前記過酸化物架橋を、周期律表第6族の
    元素(酸素を除く)からなる単体及び/又は化合物を含
    む塗布液で表面処理した後に行う請求項3記載の加硫ゴ
    ム発泡体。
  5. 【請求項5】 前記周期律表第6族の元素(酸素を除
    く)からなる化合物が次式(I): 【化1】 [式中、Rは炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数1〜
    4のアルコキシ基であり、R1は炭素数1〜4のアルキ
    ル基又はフェニル基であり、nは0、1又は2であり、
    2は炭素数1〜6の2価の直鎖状又は分岐状の炭化水
    素基であり、R3は炭素数6〜12のアリーレン基であ
    り、m及びpは、それぞれ0又は1であり、かつ、mと
    pとが同時に0となることはなく、qは1又は2であ
    り、Bは、qが1であるとき−SCN又は−SHであ
    り、qが2であるとき−Sx−(式中、xは2〜8の整
    数である。)である。]で示されるアルコキシシラン化
    合物の少なくとも1種である請求項4記載の加硫ゴム発
    泡体。
  6. 【請求項6】 前記架橋を行うにあたり、押出機と、押
    出された未加硫ゴムの表面に塗布液を塗布する装置と、
    その後に架橋するための連続加硫槽からなる加硫ライン
    を用い、連続加硫槽の入り口温度を出口温度よりも10
    〜80℃低く設定することにより得られる請求項4又は
    5記載の加硫ゴム発泡体。
  7. 【請求項7】 イオウ、イオウ原子を含む加硫促進剤、
    又はイオウ系、フェノール系もしくはアミン系の老化防
    止剤をゴム成分100gに対して、1×10 -2mol以
    下配合した未加硫ゴム組成物を、110℃でのスコーチ
    時間t5が3〜15分になるような加硫速度で、加硫し
    て得られる請求項1記載の加硫ゴム発泡体。
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