JP2007046058A - マイクロカプセル化ゴム添加剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被覆材で被覆されてマイクロカプセルの形態にされている少なくとも1つのゴム添加剤を含有するゴム添加剤組成物において、前記被覆材は、120〜140℃の温度までは、ゴム又はゴム混合物中で不溶であり、かつ、ワックス、パラフィン、ポリエチレン、エチレン−ビニルアセテートコポリマー、ポリビニルアルコール及びそれらの混合物からなる群から選択され;前記マイクロカプセルは、1〜75μmの大きさを有し、前記マイクロカプセルは、低温融解性ワックス様物質によって互いに結合され、0.1〜10mmの大きさのビーズを形成していることを特徴とする。
【選択図】なし
Description
更に、上記第2の課題を解決するために、本発明の第2の視点により、ゴム添加剤組成物の製造方法が提供される。この製造方法は、液化した、溶解した、懸濁した又は乳化した形態にある少なくとも1つのゴム添加剤及び被覆材を含有する混合物を固化せしめてマイクロカプセルを形成すること、前記マイクロカプセルは、前記被覆材で被覆された前記少なくとも1つのゴム添加剤で構成され、かつ1〜75μmの大きさを有し、及び前記被覆材は、120〜140℃の温度までは、ゴム又はゴム混合物中で不溶であり、かつ、ワックス、パラフィン、ポリエチレン、エチレン−ビニルアセテートコポリマー、ポリビニルアルコール及びそれらの混合物からなる群から選択されること、及び前記固化されたマイクロカプセルは、低温融解性ワックス様物質をスプレーすることよって、0.1〜10mmの大きさのビーズに変換されていることを特徴とする(形態10・基本構成2)。
更に、上記第3の課題は、本発明の第3の視点により、形態1〜9のゴム添加剤組成物を用いて製造されたゴムによって解決される(形態13・基本構成3)。
(形態1) 上掲基本構成1。
(形態2) 上記形態1の組成物において、前記添加剤は、加硫化試薬、とりわけ加硫剤、加硫促進剤及び加硫促進活性剤から選択されることが好ましい。
(形態3) 上記形態1又は2の組成物において、前記添加剤は、硫黄、とりわけ結晶性硫黄であることが好ましい。
(形態4) 上記形態1〜3の組成物において、前記加硫促進剤は、キサンテート、ジチオカルバメート、テトラメチルチウラムジスルフィド及びその他のチウラム、チアゾール、スルフェンアミド、グアニジン、チオウレア誘導体並びにアミン誘導体からなる群から選択されることが好ましい。
(形態5) 上記形態1〜4の組成物において、前記被覆材は、120〜140℃の温度まで、とりわけおよそ130℃の温度までは、ゴム又はゴム混合物内で不溶であることが好ましい。
(形態6) 上記形態1〜5の組成物において、前記被覆材は、120〜140℃以上の温度、とりわけ130℃以上の温度では、ゴム又はゴム混合物内で、可溶であるか又は融解することが好ましい。
(形態7) 上記形態1〜6の組成物において、前記マイクロカプセルは、1〜75μm、より好ましくは3〜30μm、最も好ましくは5〜8μmの大きさを持つことが好ましい。
(形態8) 上記形態1〜7の組成物において、カプセル内の前記添加剤は、液体及び/又は固体であることが好ましい。
(形態9) 上記形態1〜8の組成物において、a)99〜40重量%、より好ましくは80〜50重量%、最も好ましくは70〜60重量%の添加剤、及びb)1〜60重量%、より好ましくは20〜50重量%、最も好ましくは30〜40重量%の被覆材を含有することが好ましい。
(形態10) 上掲基本構成2。
(形態11) 上記形態10の方法において、前記混合物は、回転機に導入され、外方向への移動の際に固化し、マイクロカプセルを形成することが好ましい。
(形態12) 上記形態10の方法において、前記混合物は、流動床、乳濁液又は懸濁液中で、スプレードライ、沈殿法又は冷却安置法により、マイクロカプセルを形成することが好ましい。
(形態13) 上掲基本構成3。
(a)99〜40重量%、より好ましくは80〜50重量%、最も好ましくはおよそ70〜60重量%の添加剤及び、
(b)1〜60重量%、より好ましくは20〜50重量%、最も好ましくはおよそ30〜40重量%の被覆材。
回転盤法での2-メルカプト-ベンゾチアゾール(MBT)のマイクロカプセル化
市販のMBT粉末をまず衝撃式ミル(impact mill)で5μmの平均粒子径に粉砕した。得られた微粉末を、融点がおよそ125℃でモル質量がおよそ1600g/molのポリエチレンワックス(ヴェストワックス A 616、ヒュルス社の商品)と7対3の質量比で混合して溶かし、135℃で回転盤へ導き、冷却塔中でこの物質を微粒子化した。直径およそ5μmの目的のマイクロカプセルに加えて、より細かいポリエチレンワックスの粒子も得られたが、これはサイクロン(cyclone)を通して分離され、このプロセスに戻された。
懸濁法でのジベンゾチアジルジスルフィド(MBTS)のマイクロカプセル化
平均粒子径5.3μmの市販のMBTS粉末(フレクシス(Flexsys)社、ブリュッセル)1.0Kgを、界面活性剤としてのアルキルベンゼンスルホネート(マーロン(Marlon)A365、ヒュルス社の陰イオン性界面活性剤)0.05Kg及び水2.0Kgを加えて、アンカースターラー(anchor stirrer)を持つV4A攪拌器で攪拌しながら70℃まで加熱し、70℃に加熱したおよそ1600g/molのモル質量のポリエチレンワックス(ヴェストワックスA616、ヒュルス社の低分子量低圧法ポリエチレン、融点125℃)0.28Kgを含むシクロヘキサン溶液1.0Kgに加えた。シクロヘキサンの代わりにn−ヘプタンを使用することもできる。
得られた分散液は強く攪拌しながら20℃に冷却すると、本発明のマイクロカプセルが個々の促進剤結晶の周囲に形成された。最終産物の単離は、例えば、グラット(Glatt)社、D−79859 Binzenが提供するような伝統的な流動床乾燥機でのスプレードライによりなされた。1.24Kgのマイクロカプセル化促進剤が得られ、収率は93%であった。促進剤の含有量は75.1重量%であった。
水性懸濁液内での沈殿法によっては製造されない促進剤及び加硫剤は、有利には次の方法によりマイクロカプセル化することができる。例えば衝突式ミルのようば好適な粉砕機によって、任意的に窒素ガスのような保護ガスの存在下で、平均粒子径5μmに粉砕した粒子を融点が125℃のPEワックスのn−ヘプタン飽和溶液に懸濁し、完全に混合した後、スプレードライ法に付すると、本発明のマイクロカプセルがこの方法により形成された。この方法は、極性の化学構造のためにn−ヘプタンには殆ど或いは全く溶解しない全ての促進剤及び加硫剤に好適である。有利には、シクロヘキサンも使用することができる。
ポリビニルアルコールによるエマルジョン法での硫黄のマイクロカプセル化
市販の粉砕した硫黄3.00KgをV4Aスチール製の10〜1気圧反応器に、生水6.55Kg、アルキルベンゼンスルホネート(マーロンA365、ヒュルス社の陰イオン性界面活性剤)0.15Kg、ナフタレンスルホン酸縮合物(「Tamol」(登録商標)NN9104、BASF社のゴム混和性界面活性剤ないし分散補助剤)0.15Kg及びポリビニルアルコール(Mowiol 8-88、クラリアント社(D−65926、フランクフルト)の商品)0.30Kgと共に導入し、組み込まれたアンカースターラーでの攪拌により均一にした。反応器を蒸気で128℃に加熱した。組み込まれた観察窓を通して、ボイラー中で測定された2.6barの蒸気圧で、硫黄がおよそ30分後に融解したのが観察された。更に、10分間のローター-ステーター(rotor-stator)ミキサー(Dispax)による攪拌及びポンピング(pumping round)の後、70℃に加熱された窒素との空気循環系で作動する流動床スプレードライの加熱ラインにより、生じたエマルジョンは微粒子化された(atomized)。およそ50分後スプレー法は終了した。水の蒸発のため、使用済み空気の温度は58〜60℃に低下した。得られた製品は、黄茶色の微粉末であった。収量は2.37Kgであり、収率66%に相当する。製品の硫黄含有量は81重量%であった。
ポリエチレンワックスによるエマルジョン法での硫黄のマイクロカプセル化
市販の粉砕した硫黄3.00Kgを、V4Aスチール製の10−1気圧反応器に、生水6.55Kg、アルキルベンゼンスルホネート(マーロンA365、ヒュルス社の陰イオン性界面活性剤)0.15Kg、ナフタレンスルホン酸縮合物(「Tamol」(登録商標)NN9104、BASF社のゴム混和性界面活性剤ないし分散補助剤)0.15Kg及びおよそ1600g/molのモル質量で融点およそ125℃のポリエチレンワックス(ヴェストワックスA616、ヒュルス社の低分子量低圧法ポリエチレン)0.30Kgと共に導入し、組み込まれたアンカースターラーでの攪拌により均一にした。反応器は蒸気で温度128℃に加熱された。組み込まれた観察窓を通して、ボイラー中で測定された2.6bar蒸気圧で、硫黄がおよそ30分後に融解したのが観察された。更に、10分間のローター-ステーター(rotor-stator)ミキサー(Dispax)による攪拌及びポンピング(pumping round)の後、70℃に加熱された窒素との空気循環系で作動する流動床スプレードライの加熱ラインにより、生じたエマルジョンは微粒子化された(atomized)。およそ50分後スプレー法は終了した。水の蒸発のため、使用済みの空気の温度は58〜60℃に低下した。得られた製品は、黄茶色の微粉末であった。収量は2.27Kgであり、収率63%に相当する。製品の硫黄含有量は82重量%であった。
マイクロカプセル化添加剤の製造
前記各実施例のいずれか一つにより製造されたマイクロカプセルは、方法の次の段階で、ペンタエリスリトール-テトラ-ステアレート(pentaerythritol-tetra-stearate)又は鉱油のような低温融解性、ワックス様物質0.227Kgをスプレーすることにより、流動床反応器(マイクロカプセル化添加剤2.27Kg)へ移され、最初に得られた粉末は、マイクロカプセルから0.1〜10mmの大きさのビーズ(beads)に変換された。これらは、実際上もはやダスト(dust)を含まず、自由流動性でありかつそれ故機械的に計量することができた。
ビーズと結合しているワックス様物質の低融点のために、マイクロカプセルは引き続いてゴム混合物へ混入される間に再び元の形態で放出された。
Claims (13)
- 被覆材(b)で被覆されてマイクロカプセルの形態にされている少なくとも1つのゴム添加剤(a)を含有するゴム添加剤組成物において、
前記被覆材(b)は、120〜140℃の温度までは、ゴム又はゴム混合物中で不溶であり、かつ、ワックス、パラフィン、ポリエチレン、エチレン−ビニルアセテートコポリマー、ポリビニルアルコール及びそれらの混合物からなる群から選択され;
前記マイクロカプセルは、1〜75μmの大きさを有し、
前記マイクロカプセルは、低温融解性ワックス様物質によって互いに結合され、0.1〜10mmの大きさのビーズを形成していること
を特徴とするゴム添加剤組成物。 - 前記添加剤(a)は、加硫剤、加硫促進剤及び加硫促進活性剤から選択されること
を特徴とする請求項1に記載の組成物。 - 前記添加剤(a)は、硫黄であること
を特徴とする請求項1又は2に記載の組成物。 - 前記加硫促進剤は、キサンテート、ジチオカルバメート、テトラメチルチウラムジスルフィド及びその他のチウラム、チアゾール、スルフェンアミド、グアニジン、チオウレア誘導体並びにアミン誘導体からなる群から選択されること
を特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の組成物。 - 前記被覆材(b)は、120〜140℃の温度までは、ゴム又はゴム混合物内で不溶であること
を特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の組成物。 - 前記被覆材(b)は、120〜140℃以上の温度では、ゴム又はゴム混合物内で、可溶であるか又は融解すること
を特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の組成物。 - 前記マイクロカプセルは、1〜75μmの大きさを持つこと
を特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の組成物。 - カプセル内の前記添加剤は、液体及び/又は固体であること
を特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の組成物。 - a)99〜40重量%の添加剤、及び
b)1〜60重量%の被覆材
を含有すること
を特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載の組成物。 - ゴム添加剤組成物の製造方法であって、
液化した、溶解した、懸濁した又は乳化した形態にある少なくとも1つのゴム添加剤及び被覆材を含有する混合物を固化せしめてマイクロカプセルを形成すること、
前記マイクロカプセルは、前記被覆材で被覆された前記少なくとも1つのゴム添加剤で構成され、かつ1〜75μmの大きさを有し、及び前記被覆材は、120〜140℃の温度までは、ゴム又はゴム混合物中で不溶であり、かつ、ワックス、パラフィン、ポリエチレン、エチレン−ビニルアセテートコポリマー、ポリビニルアルコール及びそれらの混合物からなる群から選択されること、及び
前記固化されたマイクロカプセルは、低温融解性ワックス様物質をスプレーすることよって、0.1〜10mmの大きさのビーズに変換されていること
を特徴とする製造方法。 - 前記混合物は、回転機に導入され、外方向への移動の際に固化し、マイクロカプセルを形成すること
を特徴とする請求項10に記載の方法。 - 前記混合物は、流動床、乳濁液又は懸濁液中で、スプレードライ、沈殿法又は冷却安置法により、マイクロカプセルを形成すること
を特徴とする請求項10に記載の方法。 - 請求項1〜9の何れか一項のゴム添加剤組成物を用いて製造されたゴム。
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