JP2007177122A

JP2007177122A - 発泡剤マスターバッチおよび発泡剤分散ゴム組成物

Info

Publication number: JP2007177122A
Application number: JP2005378499A
Authority: JP
Inventors: Rikio Watanabe; 力夫渡辺; Tomoaki Okita; 智昭沖田
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-07-12

Abstract

【課題】ゴム中に発泡剤が凝集物を形成することなく均一に分散するようにし、発泡ゴム成形品における粗大な気泡の発生を防ぎ、意匠性の向上（ブツ低減、表面肌維持）を図るための発泡剤マスターバッチおよび発泡剤分散ゴム組成物を提供する。
【解決手段】プロセスオイル配合ゴム中に粉粒状の発泡剤を分散させた発泡剤マスターバッチであり、ここでのプロセスオイル含有率は７〜２１重量％である。及び、そのマスターバッチと加硫系ゴム薬剤マスターバッチをゴムコンパウンドに混合・混練して製造した発泡剤分散ゴム組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、ゴムを発泡させた発泡ゴム成形品を成形するための発泡剤分散ゴム組成物と、発泡剤分散ゴム組成物の製造に用いる発泡剤マスターバッチに関するものである。

ウエザストリップ等の発泡ゴム成形品は、ゴムに発泡剤を配合した発泡剤分散ゴム組成物により成形される。均質な発泡ゴム成形品を得るためには、組成物のゴム中に発泡剤を均一に分散させることが重要である。一般に発泡剤は粉粒状であり、従来はこの粉粒状の発泡剤をゴムに直接配合して混練機で混練することにより発泡剤分散ゴム組成物を製造していた。そして、この発泡剤分散ゴム組成物を用い、例えばウエザストリップなどを押出成形していた。

しかし、粉粒状の発泡剤をゴムに直接配合して混練しても均一に分散しにくく、分散の不均一な発泡剤分散ゴム組成物により成形したウエザストリップには所々に粗大な気泡が発生する。この粗大な気泡は成形品表面を膨れさせていわゆるブツと呼ばれる肌欠陥を生じさせる（意匠性が低下）。また、エア不良や引張伸びの低下も生じ問題となる。

そこで、ゴム中の発泡剤の分散を均一にするため、次のような対策が検討されている。特許文献１には、ＰＰ（ポリプロピレン）とＥＰＤＭ（エチレン-プロピレン-ジエン三共重合体）に発泡剤を高濃度に配合・混練して発泡剤マスターバッチを作成し、成形用のＰＰとＥＰＤＭに発泡剤マスターバッチを配合し混練して発泡剤の分散したポリマー組成物を作成し、この組成物により自動車の内装材等を成形することが記載されている。このように、発泡剤をマスターバッチにしてポリマーに配合することにより、ポリマー中の発泡剤の分散状態が良好になるとされている。

特許文献２は細かい気泡で発泡したゴム成形品の問題に言及している。すなわち、ウエザストリップの取付基部を、抜け力を確保しつつ軽量化を図るために細かい気泡で発泡させるには、粒子径の小さい発泡剤を使用する必要があるが、粒子径の小さい発泡剤はそのままでは均一に分散しにくいという問題を指摘している。そして、ゴムでコーティングした発泡剤を成形用のゴムに配合することにより、粒子径の小さい発泡剤であっても分散が均一になるとされている。

特許文献３には、粉粒状の発泡剤と帯電防止剤とをゴムに混合・混練した発泡剤マスターバッチを製造し、そのマスターバッチをゴムコンパウンドで混練して製造した発泡剤分散ゴム組成物が記載されている。
特開平５−９３２５特開２００３−２９１７４４特願平２００５−１０００７６

特許文献１では、発泡剤分散ゴム組成物を得る方法として発泡剤マスターバッチを用いているが、マスターバッチを製造する際に発泡剤の一部が凝集してマスターバッチ中に発泡剤の凝集物を形成する可能性がある。このようなマスターバッチを成形用のゴムコンパウンドに配合すると、マスターバッチ中の発泡剤凝集物がそのままゴム中に移行し凝集物が発生してしまう。

特許文献２では発泡剤をゴムでコーティングする方法を用いている。この方法では混合時に発泡剤の一部が凝集して発泡剤凝集物を形成する可能性があり、その発泡剤凝集物が成形用のゴム中に移行してしまう。

特許文献３では発泡剤が帯電防止剤の存在下で分散している発泡剤マスターバッチを用いている。この方法では発泡剤の凝集防止効果は認められるが表面肌が低下してしまう。

本発明の目的は、ゴム中に発泡剤が凝集物を形成することなく均一に分散するようにし、発泡ゴム成形品における粗大な気泡の発生を防ぎ、意匠性の向上（ブツ低減、表面肌維持）を図るための発泡剤マスターバッチおよび発泡剤分散ゴム組成物を提供することである。

上記の課題を解決するために本発明は次の手段を採った。
（１）少なくともゴムと粉粒状の発泡剤とプロセスオイルからなり発泡剤が分散している発泡剤マスターバッチにおいて、プロセスオイル含有率が７〜２１重量％である発泡剤マスターバッチ。
（２）発泡剤マスターバッチと加硫系ゴム薬剤マスターバッチをゴムコンパウンドに混合・混練して製造する発泡剤分散ゴム組成物。

以下、本発明の各要素について説明する。

[ゴム]
ゴムとしては特に限定されないがＥＰＤＭ、ＥＰＲ、ＳＢＲ、ＩＲ、ＮＢＲ、ＣＲ等の各種ゴムを例示できる。このうちＥＰＤＭが好適に使用できる。
［発泡剤］
粉粒状の発泡剤としては有機系熱分解型発泡剤、無機系熱分解型発泡剤、有機系反応型発泡剤、無機系反応型発泡剤、有機系物理発泡剤、無機系物理発泡剤等を例示できる。このうちの熱分解型発泡剤としては、４，４′−オキシビスベンゼンスルフォニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（Ｎ，Ｎ´−ＤＰＴ）、ｐ−トルエンスルフォニルヒドラジド（ＴＳＨ）、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＺＤＮ）等が例示できる。これらの内で熱分解温度が１５０〜１７０℃のものが望ましく代表的なものとしてＯＢＳＨがある。

発泡剤の平均粒子径は、特に限定されないが、例えば平均気泡径３０〜１００μｍの普通の気泡を得るためには、平均粒子径２〜１５μｍが好ましく、平均気泡径３０〜５０μｍの細かい気泡を得るためには、平均粒子径２〜６μｍが好ましい。

発泡剤による発泡倍率は特に限定されず、１．０２〜１．５５の範囲のいわゆる微発泡でもよいし、それ以上の普通の発泡でもよい。従って、発泡剤の配合量は所望の発泡倍率に応じて適宜設定でき、発泡剤マスターバッチにおいてはゴム１００重量部に対して２５〜４００重量部が好ましく、発泡剤分散ゴム組成物においてはゴム１００重量部に対して０．２〜３重量部が好ましい。
［プロセスオイル］
プロセスオイルにはパラフィン系、オレフィン系、ナフテン系があるが、パラフィン系プロセスオイルが好適である。

発泡剤マスターバッチ中の軟化剤含有率は７〜２１重量％であり、好ましくは１０〜１８重量％である。

発泡剤マスターバッチのムーニー粘度（60℃ML₁₊₄）は４０〜６５であり、好ましくは４８〜６２である。ムーニー粘度はJISK6300-1に準じて測定した。

発泡剤マスターバッチの割合はゴムコンパウンド中のゴム１００重量部に対し０．５〜４重量部である。

加硫系ゴム薬剤マスターバッチとしては加硫促進剤をゴム中に分散させたもの、加硫剤[イオウ、バルノックＲ(４，４’-ジチオジモルホリン)など]をゴム中に分散させたもの、あるいは加硫促進剤と加硫剤の両者をゴム中に分散させたものがある。

ゴムコンパウンドとは発泡剤マスターバッチと加硫系ゴム薬剤マスターバッチを混合する前のものを言う。

本発明によれば、ゴム中に発泡剤が凝集物を形成することなく均一に分散し、発泡ゴム成形品における粗大な気泡の発生を防ぎ、意匠性向上（ブツ低減、表面肌維持）を図ることができる。

本発明の好ましい態様は、プロセスオイル配合ＥＰＤＭ中に粉粒状の発泡剤（ＯＢＳＨ）を分散させた発泡剤マスターバッチであり、ここでのプロセスオイル含有率は７〜２１重量％である。及び、そのマスターバッチと加硫系ゴム薬剤マスターバッチをゴムコンパウンドに混合・混練して製造した発泡剤分散ゴム組成物である。

表１にプロセスオイル（出光興産PW-380）を変量した発泡剤マスターバッチの配合表を、ゴムコンパウンドの配合表を表２に示す。

発泡剤が分解しない温度（１００℃以下）で4分間ニーダーで混練して、発泡剤マスターバッチを製造した。
発泡剤分散ゴム組成物は、ゴムコンパウンド中のＥＰＤＭ１００重量部に対し、加硫系ゴム薬剤マスターバッチ６重量部[加硫促進剤(ノクセラーBZ＝1.5重量部、ノクセラーCZ＝1.5重量部)、加硫剤(イオウ＝1重量部）]とプロセスオイル変量の発泡剤マスターバッチ（試料１〜試料５）２重量部をオープンロールで混合・混練して得た。（練り生地を適宜切り落とし・切り返し、３〜４分間ロール練り。練り量は５０Kg〜１００Kg／回）
発泡剤分散ゴム組成物での外観評価結果を表３に示す。評価項目は発泡剤凝集塊の有無、製品ブツの有無、製品表面肌である。尚、発泡剤マスターバッチの混練加工性も評価した。
[評価方法]
（１）発泡剤凝集塊の有無
発泡剤分散ゴム組成物をストレーナー（２００メッシュ）に通し、ストレーナーのヘッド圧力値で評価した。
○：ストレーナーでのヘッド圧力２００ｋｇ／ｃｍ^２以下
△：〃２００ｋｇ／ｃｍ^２を越え２５０ｋｇ／
ｃｍ^２未満
×：〃２５０ｋｇ／ｃｍ^２以上
（２）製品ブツの有無
○ ：製品１ｍ長当たりにブツなし（外観評価）
× ：製品１ｍ長当たりにブツあり（外観評価）
（３）製品表面肌
目視（限度見本を基準とする）
（４）発泡剤マスターバッチの混練加工性
○ ：ニーダー練りの開始後１分未満でトルク上昇
△ ：ニーダー練りの開始後１分以上〜４分未満でトルク上昇
× ：ニーダー練りの開始後４分経過後にトルク上昇なし
プロセスオイル含有率１０〜２２重量％の発泡剤マスターバッチを用いた発泡剤分散ゴム組成物は、発泡剤凝集塊がなく粗大な気泡の発生を防ぐことができ、製品ブツのない外観が得られた。一方、プロセスオイル含有率が５重量％の発泡剤マスターバッチを用いた時は、発泡剤が凝集し製品ブツが発生した。また、プロセスオイル含有率が多くなるほど、発泡剤マスターバッチ製造時の混練加工性が悪くなる傾向にある。
（表１）

（表２）

（表３）

Claims

少なくともゴムと粉粒状の発泡剤とプロセスオイルからなり発泡剤が分散している発泡剤マスターバッチにおいて、プロセスオイルの含有率が７〜２１重量％である発泡剤マスターバッチ。
前記ゴムがＥＰＤＭ（エチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体）である請求項１記載の発泡剤マスターバッチ。
ムーニー粘度（60℃ML₁₊₄）が４０〜６５である請求項１、２記載の発泡剤マスターバッチ
前記発泡剤の平均粒子径が２〜１５μｍである請求項１記載の発泡剤マスターバッチ。
請求項1記載の発泡剤マスターバッチと加硫系ゴム薬剤マスターバッチをゴムコンパウンドに混合・混練して製造する発泡剤分散ゴム組成物。
前記発泡剤マスターバッチ割合が前記ゴムコンパウンド中のゴム100重量部に対し０．５〜４重量部である請求項５記載の発泡剤分散ゴム組成物。