JP2003342430A

JP2003342430A - ブチルゴムのパーオキシド硬化性コンパウンドを含んで成るハロゲンおよび硫黄不含成形品

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Publication number: JP2003342430A
Application number: JP2003138680A
Authority: JP
Inventors: Adam A Gronowski; アダム・エイ・グロノースキー; Susmita Bhattacharjee; サスミタ・バッタチャージー; Gabor Kaszas; ガーバー・カスザス
Original assignee: Bayer Inc
Current assignee: Bayer Inc
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2003-12-03
Anticipated expiration: 2023-05-16
Also published as: CA2386628A1; ES2250779T3; US20040006184A1; MXPA03004066A; BR0301584A; EP1362882A1; US6974851B2; CN1330697C; CN1458181A; DE60302279D1; TW200407375A; DE60302279T2; EP1362882B1; KR20030089466A; JP4786125B2; CA2386628C; RU2339659C2

Abstract

(57)【要約】【課題】パーオキシドを使用して充分に硬化された、
ハロゲン不含および硫黄不含成形品。【解決手段】少なくとも1つのコンパウンドを含んで
成る高純度用途の加硫成形品であって、該コンパウンド
が、a）少なくとも1つのC₄〜C₇イソモノオレフィンモノ
マー、少なくとも1つのC₄〜C₁₄マルチオレフィンモノマ
ーまたはβ−ピネン、少なくとも1つのマルチオレフィ
ン架橋剤および少なくとも1つの連鎖移動剤から誘導さ
れる反復単位を含んで成る少なくとも1つの弾性ポリマ
ーであって、60分間の還流下に沸騰シクロヘキサンに不
溶性の固形物15質量％未満を含有する少なくとも1つの
弾性ポリマー；b）少なくとも1つの充填剤；およびc）
パーオキシド硬化系、を含んで成る加硫成形品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、60分間の還流下に
沸騰シクロヘキサンに不溶性の固形物15質量％未満を含
有するブチルポリマーを含んで成る少なくとも1つのパ
ーオキシド硬化性コンパウンドを含んで成る、高純度用
途の成形品に関する。他の局面において、本発明は、60
分間の還流下に沸騰シクロヘキサンに不溶性の固形物15
質量％未満を含有するブチルポリマーを含んで成る少な
くとも1つのパーオキシド硬化性コンパウンドを含んで
成る、封止物および医療装置に関する。さらに他の局面
において、本発明は、60分間の還流下に沸騰シクロヘキ
サンに不溶性の固形物15質量％未満を含有するブチルポ
リマーを含んで成る少なくとも1つのパーオキシド硬化
性コンパウンドを含んで成る、燃料電池に関する。さら
に他の局面において、本発明は、ハロゲン不含および硫
黄不含成形品にも関する。

【０００２】

【従来の技術】ブチルゴムは、その優れた絶縁性および
気体遮断性で知られている。一般に、市販のブチルポリ
マーは、三塩化アルミニウムを典型例とするルイス酸型
触媒を使用して、低温カチオン重合法によって製造され
る。最も広く使用されている方法は、反応混合物の希釈
剤として塩化メチルを使用し、重合を−90℃未満程度の
温度で行って、希釈剤のスラリー中にポリマーを生成す
る。または、ポリマーの溶剤として作用する希釈剤（例
えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等のような炭化水
素）中にポリマーを生成することもできる。生成物ポリ
マーは、ゴム製造工業において一般的な方法を使用して
回収しうる。

【０００３】

【特許文献１】特開平６−１０７７３８（JP−A−10773
8／1994）

【特許文献２】特開平６−１７２５４７号公報（JP−A
−172547／1994）

【非特許文献１】Walkerら、「Journal of the Inst
itute of the Rubber Industry」,8（2）, 1974,
64−68参照

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】多くの用途において、
ブチルゴムは、硬化コンパウンドの形態で使用される。
ブチルゴムに一般に使用される加硫系は、硫黄、キノイ
ド、樹脂、硫黄供与体および低硫黄高性能加硫促進剤を
包含する。しかし、コンパウンドにおける硫黄残留物
は、好ましくない場合が多く、例えば、コンパウンドと
接する部分の腐蝕を助長する。

【０００５】冷却器の蓋または医療装置のような高性能
用途では、ハロゲンおよび硫黄不含コンパウンドを必要
とする。この場合に好ましい加硫系は、不利な残留物を
含有しない物品を製造するパーオキシドに基づく。さら
に、パーオキシド硬化コンパウンドは、硫黄硬化材料と
比較して、より高い耐熱性および他の利益を付与する。

【０００６】ブロモブチルゴムはパーオキシドで硬化し
うることが当業者によく知られている（例えば、Brydso
n「Rubber Chemistry」, 1978, p.318）。しかし、
硬化コンパウンドに残留するハロゲンは、冷却器の蓋の
ような高純度用途に好ましくない。ブロモブチルは高濃
度の安定剤および硬化遅延剤、例えばエポキシ化大豆油
またはステアリン酸カルシウムも含有する。これらの浸
出性化学物質は、医療用途におけるブロモブチルの使用
を制限する。一般的なブチルゴムの架橋および硬化にパ
ーオキシドを使用した場合、ゴムの主鎖が分解し、充分
に硬化した生成物が得られない。

【０００７】パーオキシド硬化性ブチルゴムを得る1つ
の方法は、JP−A−107738／1994に開示されているよう
に、ジビニルベンゼン（DVB）のようなビニル芳香族化
合物および有機パーオキシドと一緒に一般的なブチルゴ
ムを使用することである。部分架橋ブチルゴムを得るも
う1つの同様の方法は、JP−A−172547／1994に開示され
ているように、電子吸引基含有多官能価モノマー（エチ
レンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリア
クリレート、N,N'−m−フェニレンジマレイミド等）お
よび有機パーオキシドと一緒に、一般的なブチルゴムを
使用することである。これらの方法の不利な点は、得ら
れた化合物が、固体状態でゴムと充分に反応しなかった
低分子量試薬で汚染されて、架橋が減少することであ
る。さらに、一般的なブチルゴムにおけるパーオキシド
の作用によって、分解したゴムから低分子量化合物を生
成する場合もある。そのような化合物に基づく最終物品
は、該低分子量種の浸出および加速された老化のような
好ましくない特性を示す場合がある。

【０００８】現在の好ましい方法は、パーオキシドと架
橋しうる市販の予備架橋ブチルゴム、例えば商業的に入
手可能なBayer（商標）XL−10000（または、以前のXL−
20およびXL−50）を使用する方法である（例えば、Walk
erら、「Journal of theInstitute of the Rubber
Industry」,8（2）, 1974, 64−68参照）。XL−100
00は、重合段階において既にジビニルベンゼンと部分的
に架橋している。カチオンメカニズムによって行われる
この重合工程の間にパーオキシドは存在しない。これ
は、JP−A−107738／1994に開示されている部分架橋し
たブチルゴムよりかなり「透明な」生成物を生じる。後
者の場合、DVB分子の両方の官能基が反応してポリマー
鎖に組み込まれるように、充分に長い時間にわたって硬
化を継続しなければならない。

【０００９】該市販予備架橋ポリマーは多くの用途にお
いて優れた特性を示すが、それらは少なくとも50質量％
のゲル含有量を有し、これは、加硫の際に一般に使用さ
れる充填剤および硬化剤の均一分散を難しくする場合が
ある。これは、ゴム物品における不充分硬化領域および
過剰硬化領域の可能性を増加させ、その物理的性質を低
下させ予測できないものにする。さらに、このゴムのム
ーニー粘度は高く、一般に60〜70単位（125℃において
1’＋8’）であり、それによって、特に混合および分出
し段階において、顕著な加工上の問題を生じうる。

【００１０】このような問題を解決するために、加工性
を向上させるポリマーを予備架橋ブチルゴムに添加する
ことが多い。そのようなポリマーはゴム組成物の混合特
性または混練特性を向上させるのに特に有効である。そ
れらは、天然ゴム、合成ゴム（例えば、IR、BR、SBR、C
R、NBR、IIR、EPM、EPDM、アクリルゴム、EVA、ウレタ
ンゴム、シリコーンゴムおよびフルオロゴム）および熱
可塑性エラストマー（例えば、スチレン、オレフィン、
塩加ビニル、エステル、アミド、およびウレタン系）を
包含する。これらの加工性を向上させるポリマーは、部
分架橋ブチルゴム100重量部に対して、100重量部まで、
好ましくは50重量部まで、最も好ましくは30重量部まで
の量で使用される。しかし、他のゴムの存在は、ブチル
ゴムの前記の好ましい特性を減少させる。

【００１１】同時係属中のカナダ出願CA−2316741は、
ジイソブチレンのような連鎖移動剤の存在下に製造さ
れ、実質的にゲル不含の、向上した加工性を有するイソ
ブチレン、イソプレン、ジビニルベンゼン（DVB）のタ
ーポリマーを開示している。しかし、該出願は、パーオ
キシド硬化および高純度用途について記載していない。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は下記のものを含
んで成るコンパウンドを提供する： a. 少なくとも1つのC₄〜C₇イソモノオレフィンモノマ
ー、少なくとも1つのC₄〜C₁₄マルチオレフィンモノマー
またはβ−ピネン、少なくとも1つのマルチオレフィン
架橋剤および少なくとも1つの連鎖移動剤から誘導され
る反復単位を含んで成る少なくとも1つの弾性ポリマー
であって、60分間の還流下に沸騰シクロヘキサンに不溶
性の固形物15質量％未満を含有する少なくとも1つの弾
性ポリマー； b. 少なくとも1つの充填剤；および c. 高純度用途の成形品の製造に有用なパーオキシド硬
化系。

【００１３】本発明の他の局面は、高純度用途に有用な
加硫ゴム部品である。本発明のさらに他の局面は、冷却
器の蓋であって、該動的手段と該静的構造物との間の結
合点に挿入される実質的にゲル不含の該パーオキシド硬
化性コンパウンドを含んで成る冷却器の蓋である。本発
明のさらに他の局面は、実質的にゲル不含の該パーオキ
シド硬化性コンパウンドを含んで成る医療装置である。

【００１４】

【発明を実施の形態】本発明は、ブチルゴムポリマーに
関する。「ブチルゴム」、「ブチルポリマー」および
「ブチルゴムポリマー」という用語は、本明細書におい
て同義語的に使用される。ブチルゴムを使用する先行技
術は、C₄〜C₇イソモノオレフィンモノマーおよびC₄〜C
₁₄マルチオレフィンモノマーまたはβ−ピネンを含んで
成るモノマー混合物を反応させることによって製造され
るポリマーに関するが、本発明は、少なくとも1つのC₄
〜C₇イソモノオレフィンモノマー、少なくとも1つのC₄
〜C₁ ₄マルチオレフィンモノマーまたはβ−ピネン、少
なくとも1つのマルチオレフィン架橋剤および少なくと
も1つの連鎖移動剤から誘導される反復単位を含んで成
る弾性ポリマーに特に関する。本発明のブチルポリマー
は優先的に非ハロゲン化しうる。

【００１５】本発明に関して「実質的にゲル不含」とい
う用語は、シクロヘキサン（60分間の還流下）に不溶性
の固形物を15質量％未満、好ましくは10質量％未満、特
に5質量％未満で含有するポリマーを意味するものと理
解される。本発明は、どのような特定のC₄〜C₇イソモノ
オレフィンモノマーにも限定されない。好ましいC₄〜C₇
モノオレフィンは、イソブチレン、2−メチル−1−ブテ
ン、3−メチル−1−ブテン、2−メチル−2−ブテン、4
−メチル−1−ペンテンおよびそれらの混合物である。
最も好ましいC₄〜C₇イソモノオレフィンモノマーはイソ
ブチレンである。

【００１６】さらに、本発明は、どのような特定のC₄〜
C₁₄マルチオレフィンにも限定されない。しかし、共役
または非共役C₄〜C₁₄ジオレフィンが特に好ましい。好
ましいC₄〜C₁₄モルチオレフィンモノマーは、イソプレ
ン、ブタジエン、2−メチルブタジエン、2,4−ジメチル
ブタジエン、ピペリリン（piperyline）、3−メチル−
1,3−ペタジエン、2,4−ヘキサジエン、2−ネオペンチ
ルブタジエン、2−メチル−1,5−ヘキサジエン、2,5−
ジメチル−2,4−ヘキサジエン、2−メチル−1,4−ペン
タジエン、2−メチル−1,6−ヘプタジエン、シクロペン
タジエン、メチルシクロペンタジエン、シクロヘキサジ
エン、1−ビニルシクロヘキサジエンまたはそれらの混
合物である。最も好ましいC₄〜C₁₄マルチオレフィンモ
ノマーはイソプレンである。

【００１７】さらに、本発明は、どのような特定のマル
チオレフィン架橋剤にも限定されない。好ましくは、マ
ルチオレフィン架橋剤は、マルチオレフィン炭化水素化
合物である。この例は、ノルボルナジエン、2−イソプ
ロペニルノルボルネン、5−ビニル−2−ノルボルネン、
1,3,5−ヘキサトリエン、2−フェニル−1,3−ブタジエ
ン、ジビニルベンゼン、ジイソプロペニルベンゼン、ジ
ビニルトルエン、ジビニルキシレンまたは前記化合物の
C₁〜C₂₀アルキル置換誘導体である。より好ましくは、
マルチオレフィン架橋剤は、ジビニルベンゼン、ジイソ
プロペニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシ
レンまたは前記化合物のC₁〜C₂₀アルキル置換誘導体で
ある。最も好ましくは、マルチオレフィン架橋剤は、ジ
ビニルベンゼンまたはジイソプロペニルベンゼンであ
る。

【００１８】当業者に理解されるように、好ましいマル
チオレフィンモノマーおよびマルチオレフィン架橋剤の
化学式は部分的に一致する。当業者は、これらの化合物
の違いは、官能性の違いであることを理解する。モノマ
ーは、一次元で連鎖を成長させる傾向があるが、架橋剤
は、2つまたはそれ以上の鎖と反応する傾向がある。化
合物が所定条件下に、架橋剤として反応するかまたはモ
ノマーとして反応するかは、いくつかの極めて限定され
た予試験によって、簡単に、間違いなく、直接的に判断
できる。架橋剤濃度の増加は、ポリマーにおける架橋密
度の、直接的に関係する増加を生じるが、モノマー濃度
の増加は、同じように架橋密度に影響を与えることは一
般にない。好ましいマルチオレフィンモノマーは、反応
混合物中に5モル％までの量で存在する場合に架橋を生
じない。

【００１９】さらに、本発明は、どのような特定の連鎖
移動剤にも限定されない。しかし、連鎖移動剤は、好ま
しくは、強い連鎖移動剤であるべきであり、即ち、生長
ポリマー鎖と反応し、それのさらなる生長を停止させ、
次に、新しいポリマー鎖を開始させうるべきである。連
鎖移動剤の種類および量は、架橋剤の量に依存する。架
橋剤の低濃度において、少ない量の連鎖移動剤および／
または弱い連鎖移動剤を使用しうる。しかし、架橋剤の
濃度を増加した場合、連鎖移動剤濃度を増加すべきであ
り、および／または強い連鎖移動剤を選択すべきであ
る。弱い連鎖移動剤の使用は、溶媒混合物の極性が減少
しすぎ、工程を高コストにしうる故に、避けるべきであ
る。連鎖移動剤の強度は、慣例的に決められる（例え
ば、J. Macromol. Sic.−Chem., A1（6）, p.995−
1004（1967）参照）。移動定数と称される数値は、その
強度を表す。この文書に記載されている数値によれば、
1−ブテンの移動定数は0である。連鎖移動剤は、少なく
とも10、より好ましくは少なくとも50の移動係数を有す
るのが好ましい。有効な連鎖移動剤の非制限的な例は、
ピペリレン、1−メチルシクロヘプテン、1−メチル−1
−シクロペンテン、2−エチル−1−ヘキセン、2,4,4−
トリメチル−1−ペンテン、インデンおよびそれらの混
合物である。最も好ましい連鎖移動剤は、2,4,4−トリ
メチル−1−ペンテンである。

【００２０】好ましくは、重合させるモノマー混合物
は、65〜98.98質量％の少なくとも1つのC₄〜C₇イソモノ
オレフィンモノマー、1.0〜20質量％の少なくとも1つの
C₄〜C₁ ₄マルチオレフィンモノマーまたはβ−ピネン、
0.01〜15質量％の多官能価架橋剤、および0.01〜10質量
％の連鎖移動剤を含んで成る。より好ましくは、モノマ
ー混合物は、72〜98.9質量％のC₄〜C₇イソモノオレフィ
ンモノマー、1.0〜10質量％のC₄〜C₁₄マルチオレフィン
モノマーまたはβ−ピネン、0.05〜10質量％の多官能価
架橋剤、および0.05〜8質量％の連鎖移動剤を含んで成
る。最も好ましくは、モノマー混合物は、85〜98.85質
量％のC₄〜C₇イソモノオレフィンモノマー、1.0〜5質量
％のC₄〜C₁₄マルチオレフィンモノマーまたはβ−ピネ
ン、0.1〜5質量％の多官能価架橋剤、および0.05〜5質
量％の連鎖移動剤を含んで成る。全てのモノマーの合計
が100質量％になることは当業者に明らかである。

【００２１】モノマー混合物は、少量の1つまたはそれ
以上の付加的重合性コモノマーを含有してよい。例え
ば、モノマー混合物は、少量のスチレンモノマー、例え
ば、p−メチルスチレン、スチレン、α−メチルスチレ
ン、p−クロロスチレン、p−メトキシスチレン、インデ
ン（インデン誘導体を含む）およびそれらの混合物を含
有してよい。スチレンモノマーが存在する場合、モノマ
ー混合物の5.0質量％までの量で使用するのが好まし
い。C₄〜C₇イソモノオレフィンモノマーおよび／または
C₄〜C₁₄マルチオレフィンモノマーまたはβ−ピネンの
量を、それに応じて調節して、合計100質量％にする。
モノマー混合物におけるさらに他のモノマーの使用も可
能であるが、当然、それらがモノマー混合物中の他のモ
ノマーと共重合しうることを条件とする。

【００２２】本発明は、モノマー混合物の特定の製造法
および重合法に限定されない。この種の重合は、当業者
によく知られており、前記の反応混合物を触媒系と接触
させることを一般に含んで成る。重合は、ブチルモノマ
ーの製造に一般的な温度、例えば−100℃〜＋50℃で行
うのが好ましい。ポリマーは、溶液重合法またはスラリ
ー重合法によって製造しうる。重合は好ましくは、懸濁
液において行われる（スラリー法）（例えば、Ullmann'
s Encyclopedia of Industrial Chemistry（Fifth,
Completely Revised Edition, 第A23巻；Elversら
編、290−292参照）。本発明のポリマーは、好ましくは
5〜40単位、より好ましくは7〜35単位のムーニー粘度ML
（125℃において1＋8）を有する。

【００２３】例として、1つの態様において、不活性脂
肪族炭化水素希釈剤（例えばn−ヘキサン）、ならびに
過半量（80〜99モル％）のハロゲン化ジアルキルアルミ
ニウム（例えば、塩化ジエチルアルミニウム）、少量
（1〜20モル％）の二ハロゲン化モノアルキルアルミニ
ウム（例えば、二塩化イソブチルアルミニウム）および
少量（0.01〜10ppm）の、水、アルミノキサン（例えば
メチルアルミノキサン）およびそれらの混合物を含む群
から選択される少なくとも1つの物質を含んで成る触媒
混合物の存在下に、重合を行う。当然、ブチルポリマー
の製造に一般に使用される他の触媒系を使用して本発明
に有用なブチルポリマーを製造することもできる（例え
ば、Joseph P. Kennedy,「Cationic Polymerization
of Olefins： A Critical Inventory」, John
Wiley ＆ Sons, Icn.（^C）1975,10−12参照）

【００２４】重合は、連続的および不連続的の両方で行
うことができる。連続操作の場合、下記の3つの供給流
れを使用して重合を行う： I）溶媒／希釈剤＋イソモノオレフィン（好まし
くはイソブテン）； II）マルチオレフィン（好ましくは、ジエン、イソプ
レン）、多官能価架橋剤および連鎖移動剤； III）触媒。不連続操作の場合、例えば下記のように重合を行う：反
応温度に予め冷却した反応器に、溶剤または希釈剤およ
びモノマーを装填する。次に、重合の熱が問題なく放散
しうるように、開始剤を希釈溶液の形態で供給する。反
応の進行を熱の放出によって監視しうる。

【００２５】コンパウンドは、少なくとも1つの活性ま
たは不活性充填剤をさらに含んで成る。充填剤は特に下
記のものである： − 高分散シリカ、シリケート溶液の沈降またはハロゲ
ン化珪素の火炎加水分解によって製造、比表面積5〜100
0m²／g、一次粒度10〜400nm；該シリカは、Al、Mg、C
a、Ba、Zn、ZrおよびTiの酸化物のような他の金属酸化
物との混合酸化物として存在する場合もある； − 合成珪酸塩、例えば、珪酸アルミニウムおよび珪酸
マグネシウムまたは珪酸カルシウムのようなアルカリ土
類金属珪酸塩、BET比表面積20〜400m²／g、一次粒径10
〜400nm； − 天然珪酸塩、例えば、カオリンおよび他の天然シリ
カ； − ガラス繊維およびガラス繊維製品（マット類、押出
物）またはガラス微小球； − 金属酸化物、例えば、酸化亜鉛、酸化カルシウム、
酸化マグネシウムおよび酸化アルミニウム； − 金属炭酸塩、例えば、炭酸マグネシウム、炭酸カル
シウムおよび炭酸亜鉛； − 金属水酸化物、例えば、水酸化アルミニウムおよび
水酸化マグネシウム； − カーボンブラック；この場合に使用されるカーボン
ブラックは、ランプブラック、ファーネスブラックまた
はガスブラック法によって製造され、好ましくはBET（D
IN 66 131）比表面性20〜200m²／gを有する、例え
ば、SAF、ISAF、HAF、FEFまたはGPFカーボンブラック； − ゴムゲル、特に、ポリブタジエン、ブタジエン／ス
チレンコポリマー、ブタジエン／アクリロニトリルコポ
リマーおよびポリクロロプレンに基づくゴムゲル；また
はそれらの混合物。

【００２６】好ましい無機充填剤の例は、シリカ、シリ
ケート、クレー、例えば、ベントナイト、石膏、アルミ
ナ、二酸化チタン、タルク、これらの混合物等を包含す
る。これらの無機粒子は、それらの表面にヒドロキシル
基を有して、それらを親水性および疎油性にしている。
これは、充填剤粒子とテトラポリマーとの良好な相互作
用を達成することをより困難にする。多くの目的のため
に、好ましい無機質は、シリカ、特に、珪酸ナトリウム
の二酸化炭素沈降によって製造されるシリカである。本
発明に使用するのに好適な乾燥非晶質シリカ粒子は、1
〜100ミクロン、好ましくは10〜50ミクロン、最も好ま
しくは10〜25ミクロンの平均凝集粒度を有する。10体積
％未満の凝集粒子だけが、5ミクロン未満または50ミク
ロンを超える寸法であるのが好ましい。好適な非晶質乾
燥シリカは、さらに、DIN（ドイツ工業規格）66131によ
って測定されるBET表面積50〜450m²／g、およびDIN 53
601によって測定されるDBP吸収150〜400g／100gシリ
カ、およびDIN ISO 787／11によって測定される乾燥
損失0〜10質量％を一般に有する。好適なシリカ充填剤
は、HiSil（商標）210、HiSil（商標）233およびHiSil
（商標）243の商品名で、PPG Industries Inc.から入
手可能である。Bayer AGからのVulkasil（商標）Sおよ
びVulkasil（商標）Nも好適である。

【００２７】本発明のコンパウンドにおいて、カーボン
ブラックおよび無機充填剤の組み合わせを使用するのが
有利でありうる。この組み合わせにおいて、無機充填剤
／カーボンブラックの比率は、一般に0.05〜20、好まし
くは0.1〜10である。本発明のゴム組成物は、カーボン
ブラックを20〜200重量部、好ましくは30〜150重量部、
より好ましくは40〜100重量部の量で含有するのが一般
に有利である。

【００２８】コンパウンドは、少なくとも1つのパーオ
キシド硬化系をさらに含んで成る。本発明は、特定のパ
ーオキシド硬化系に限定されない。例えば、無機または
有機パーオキシドが好適である。好ましいパーオキシド
は、有機パーオキシド、例えば、ジアルキルパーオキシ
ド、ケタールパーオキシド、アラルキルパーオキシド、
パーオキシドエーテル、パーオキシドエステル、例え
ば、ジ−tert−ブチルパーオキシド、ビス−（tert−ブ
チルペルオキシイソプロピル）ベンゼン、ジクミルパー
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）ヘキセン−（3）、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、ベンゾイルパーオキシド、tert−ブチルクミルパー
オキシドおよびtert−ブチルペルベンゾエートである。
一般に、コンパウンド中のパーオキシドの量は、1〜10p
hr（ゴム100当たり）、好ましくは4〜8phrである。次の
硬化は、100〜200℃、好ましくは130〜180℃の温度で一
般に行われる。パーオキシドは、ポリマー結合形態で適
用するのが有利な場合もある。好適な系は、商業的に入
手可能であり、例えばRhein Chemie Rheinau GmbH,
Dからの、Polydispersion T（VC）D−40 P（ポリマ
ー結合ジ−tert−ブチルペルオキシイソプロピルベンゼ
ン）である。

【００２９】好ましくないが、コンパウンドは、他の天
然または合成ゴム、例えば、BR（ポリブタジエン）、AB
R（ブタジエン／アクリル酸−C₁〜C₄アルキルエステル
コポリマー）、CR（ポリクロロプレン）、IR（ポリイソ
プレン）、スチレン含有量1〜60質量％のSBR（スチレン
／ブタジエンコポリマー）、アクリロニトリル含有量5
〜60質量％のNBR（ブタジエン／アクリロニトリルコポ
リマー）、HNBR（部分または完全水素化NBRゴム）、EPD
M（エチレン／プロピレン／ジエンコポリマー）、FKM
（フルオロポリマーまたはフルオロゴム）、および前記
ポリマーの混合物をさらに含みうる。

【００３０】本発明のゴム組成物は、ゴム工業において
既知のゴム用の補助剤、例えば反応促進剤、加硫促進
剤、加硫促進助剤、酸化防止剤、起泡剤、老化防止剤、
熱安定剤、光安定剤、オゾン安定剤、加工助剤、可塑
剤、粘着付与剤、発泡剤、染料、顔料、ワックス、増量
剤、有機酸、抑制剤、金属酸化物、および活性剤、例え
ば、トリエタノールアミン、ポリエチレングリコール、
ヘキサントリオール等をさらに含有しうる。ゴム補助剤
は、目的とする使用に特に依存して、一般的な量で使用
される。一般的な量は、例えば、ゴムに基づいて0.1〜5
0質量％である。組成物は、0.1〜20phrの有機脂肪酸、
好ましくは、分子中に1つ、2つまたはそれ以上の炭素二
重結合を有する不飽和脂肪酸をさらに含んで成るのが好
ましく、分子中に少なくとも1つの共役炭素−炭素二重
結合を有する共役ジエン酸を10質量％またはそれ以上で
含有するのがさらに好ましい。好ましくは、それらの脂
肪酸は、炭素原子8〜22個、より好ましくは12〜18個を
有する。そのような脂肪酸の例は、ステアリン酸、パル
ミチン酸、オレイン酸、およびそれらのカルシウム、亜
鉛、マグネシウム、カリウムおよびアンモニウム塩であ
る。

【００３１】好ましくは高温で（但し、25〜200℃に変
化しうる）、最終コンパウンドの成分を混合する。一般
に、混合時間は1時間を超えず、通常2〜30分間で充分で
ある。混合は、密閉式ミキサー、例えばバンバリーミキ
サーまたはハーケ(Haake)またはブラベンダー小型密閉
式ミキサーで行うのが好適である。ニ本ロールミルミキ
サーもエラストマーにおける添加剤の高分散を与える。
押出機も、高混合を与え、短い混合時間を可能にする。
混合は2段階またはそれ以上で行うことができ、異なる
装置、例えば、1段階は密閉式ミキサー、もう1段階は押
出機で行うことができる。しかし、混合段階の間に、好
ましくない予備架橋（スコーチ）が起きないように注意
すべきである。配合および加硫については下記も参照：
Encyclopedia of Polymer Science and Engineeri
ng、第4巻、p.66以下（配合）、および第17巻、p.666以
下（加硫）。

【００３２】さらに、本発明は、該実質的ゲル不含パー
オキシド硬化性コンパウンドを含んで成る高純度用途の
加硫ゴム成形品も提供する。該ゴム成形品を好適とする
多くの高純度用途が存在し、そのような用途の例は、医
薬の容器、特にガラスまたはプラスチック製バイアルの
栓およびシール、チューブ、注射器の部品、医療および
非医療用途のバッグ、冷却器の蓋および燃料電池のシー
ル、電子装置の部品、特に絶縁部品、電解質含有容器の
シールおよび部品である。下記の実施例によって本発明
をさらに説明する。

【００３３】

【実施例】重合の希釈剤として作用する塩化メチル（Do
w Chemical）、およびイソブチレンモノマー（Matheso
n、99％）を、蒸気相を凝縮することによって反応器に
移した。塩化アルミニウム（99.99％）、イソプレン（9
9％）および2,4,4−トリメチル−1−ペンテン（97％）
は、Aldrichから入手した。Aldrichからの抑制剤除去使
い捨てカラムを使用して、抑制剤をイソプレンから除去
した。市販ジビニルベンゼン（約64％）はDow Chemica
lから入手した。

【００３４】駆動ユニット（Plasticorder（商標）Type
PL−V151）およびデータインターフェースモジュール
から成る、C.W.Brabenderからの小型密閉式ミキサー（B
rabender MIM）を使用して、カーボンブラック（IRB
＃7）を含有するコンパウンド、およびパーオキシド（D
I−CUP 40C, Struktol Canada Ltd.）の混合物を行
った。

【００３５】ムーニー粘度試験を、ASTM標準D−1646に
よって、Monsanto MV 2000 Mooney Viscometerで行
った。ムービングダイレオメーター（MDR）試験を、AST
M標準D−5289によって、Monsanto MDR 2000 （E）で
行った。上部ダイは、1度の小さい弧で振動した。60分
間の還流下に沸騰するシクロヘキサンに試料を入れた後
に、ポリマーの溶解度を測定した。

【００３６】実施例１商業的入手可能なブチルポリマー（Bayer（商標）Butyl
402、イソブチレンとイソプレンとのコポリマー）
を、下記の配合表によって配合した：ブチル系ポリマー： 100phr カーボンブラック（IRB＃7）： 50phr パーオキシド（DI−CUP 40C）： 1.0phr

【００３７】ブラベンダー密閉式ミキサー（容量約75c
c）において混合を行った。開始温度は60℃、混合速度
は50rpmであった。下記の工程で行った： 0分：ポリマーの添加 1.5分：カーボンブラックの漸増的添加 7.0分：パーオキシドの添加 8.0分：混合物の取り出し

【００３８】得られたコンパウンド（コンパウンド1）
を、狭いニップ間隙で、ミル（6”x12”）に6回通し
た。コンパウンドをMDR試験にかけて、硬化特性を測定
した。MDRプロットを図1に示す。

【００３９】実施例２ 50mLの三角フラスコに、0.45gのAlCl₃、次に100mLの塩
化メチルを−30℃で添加した。得られた溶液を−30℃で
30分間撹拌し、次に、−95℃に冷却し、このようにして
触媒溶液を形成した。オーバーヘッド攪拌機を取り付け
た2000mLのガラス反応器に、塩化メチル900mLを−95℃
で、次に、イソブチレン100.0mLを−95℃で、イソプレ
ン3.0mLを室温で、市販DVB4.0mLを室温で、および2,4,4
−トリメチル−1−ペンテン3.0mLを室温で添加した。反
応混合物を−95℃に冷却し、触媒溶液10.0mLを添加し
て、反応を開始した。

【００４０】反応を、乾燥窒素雰囲気においてMBRAUN
（商標）ドライボックスで行った。いくらかの水酸化ナ
トリウムを含有するエタノール10mLを反応混合物に添加
することによって、反応を5分後に停止した。得られた
ポリマーを水蒸気凝固し、6”x12”ミルで約105℃で乾
燥し、次に、真空炉で50℃で恒量に乾燥した。ゴムのム
ーニー粘度は7.5単位（125℃において1’＋8’）、シク
ロヘキサンにおける溶解度は98.0質量％であった。実施
例1と同じ配合表および方法を使用してポリマーを配合
した。コンパウンド（コンパウンド2）をMDR試験にかけ
て、硬化特性を測定した。MDRプロットを図1に示す。

【００４１】前記実施例は、実質的ゲル不含ポリマー
は、一般的なブチルゴムと異なり、パーオキシド硬化性
であることを示す。同時に、連鎖移動剤の存在下に得ら
れるこのポリマーは、ムーニー粘度および不溶性画分に
おいても、市販の予備架橋ポリマーと顕著に異なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１および２で製造したコンパウンド1
およびコンパウンド2のMDRプロットを示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者サスミタ・バッタチャージーカナダ、エヌ７ティ・４エス４、オンタリオ、サーニア、ダービー・レイン10番、アパートメント906 (72)発明者ガーバー・カスザスカナダ、エヌ６シー・３ゼット６、オンタリオ、ロンドン、リッドアウト・ストリート・サウス359番Ｆターム(参考） 4J002 BB171 BB181 EK036 EK046 EK056 EK066 FD017 FD146 GQ01 GT00 4J100 AA06P AA08P AA09P AA17P AS01Q AS02Q AS03Q AS11Q AS15Q BC32Q BC33Q CA04 DA36 DA62 JA44 JA51 JA58 5H026 AA02 EE18 HH05 HH10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも1つのコンパウンドを含んで
成る高純度用途の加硫成形品であって、該コンパウンド
が、 a. 少なくとも1つのC₄〜C₇イソモノオレフィンモノマ
ー、少なくとも1つのC₄〜C₁₄マルチオレフィンモノマー
またはβ−ピネン、少なくとも1つのマルチオレフィン
架橋剤および少なくとも1つの連鎖移動剤から誘導され
る反復単位を含んで成る少なくとも1つの弾性ポリマー
であって、60分間の還流下に沸騰シクロヘキサンに不溶
性の固形物15質量％未満を含有する少なくとも1つの弾
性ポリマー； b. 少なくとも1つの充填剤；および c. パーオキシド硬化系；を含んで成る加硫成形品。
【請求項２】該コンパウンドにおいて、C₄〜C₇イソモ
ノオレフィンモノマーが、イソブチレン、2−メチル−1
−ブテン、3−メチル−1−ブテン、2−メチル−2−ブテ
ン、4−メチル−1−ペンテンおよびそれらの混合物から
成る群から選択される請求項1に記載の成形品。
【請求項３】該コンパウンドにおいて、C₄〜C₁₄マル
チオレフィンモノマーが、イソプレン、ブタジエン、2
−メチルブタジエン、2,4−ジメチルブタジエン、ピペ
リリン、3−メチル−1,3−ペタジエン、2,4−ヘキサジ
エン、2−ネオペンチルブタジエン、2−メチル−1,5−
ヘキサジエン、2,5−ジメチル−2,4−ヘキサジエン、2
−メチル−1,4−ペンタジエン、2−メチル−1,6−ヘプ
タジエン、シクロペンタジエン、メチルシクロペンタジ
エン、シクロヘキサジエン、1−ビニルシクロヘキサジ
エンおよびそれらの混合物から成る群から選択される請
求項1または2に記載の成形品。
【請求項４】該コンパウンドにおいて、マルチオレフ
ィン架橋剤が、ノルボルナジエン、2−イソプロペニル
ノルボルネン、5−ビニル−2−ノルボルネン、1,3,5−
ヘキサトリエン、2−フェニル−1,3−ブタジエン、ジビ
ニルベンゼン、ジイソプロペニルベンゼン、ジビニルト
ルエン、ジビニルキシレンおよび前記化合物のC₁〜C₂₀
アルキル置換誘導体から成る群から選択される請求項1
〜3のいずれか1つに記載の成形品。
【請求項５】連鎖移動剤が、ピペリレン、1−メチル
シクロヘプテン、1−メチル−1−シクロペンテン、2−
エチル−1−ヘキセン、2,4,4−トリメチル−1−ペンテ
ン、インデンおよびそれらの混合物から成る群から選択
される請求項1〜4のいずれか1つに記載の成形品。
【請求項６】該コンパウンドにおいて、パーオキシド
系が有機パーオキシドである請求項1〜5のいずれか1つ
に記載の成形品。
【請求項７】成形品がハロゲン不含および硫黄不含で
ある請求項1〜6のいずれか1つに記載の成形品。
【請求項８】凝縮器の蓋の形態の、請求項1〜7のいず
れか1つに記載の成形品。
【請求項９】医療装置の形態の、請求項1〜7のいずれ
か1つに記載の成形品。
【請求項１０】請求項1〜7のいずれか1つに記載の成
形品を有して成る医療装置。
【請求項１１】請求項1〜7のいずれか1つに記載の成
形品を有して成る燃料電池。