JP2008179742A - エラストマー組成物、その製造方法、及び該組成物を用いた字消し - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バイオマスプラスチックからなるマトリックス中に、架橋天然ゴム粒子が島状に分散されていることを特徴とするエラストマー組成物、及びこれを基材として用いた字消しである。
【選択図】なし
Description
現在の社会システムは経済的な豊かさや便利さを生み出してきたが、一方では自然の浄化能力を超えた廃棄物や二酸化炭素を排出し、地球温暖化、有害物質等の環境問題を深刻化させている。
例えば、天然ゴムと生分解性プラスチックとからなるゴム製造用組成物(実施例では加硫剤、加硫促進剤を使用)(特許文献1)、生分解性材料とエポキシ化ポリイソプレンと、必要により、更に架橋剤を混合してえられる生分解性材料組成物(特許文献2)、天然ゴムに生分解性樹脂と充填剤とを添加した生分解性ゴム組成物(特許文献3)、結晶性ポリ乳酸と、天然ゴム、ポリイソプレンから選ばれたゴム成分とからなるポリ乳酸系樹脂組成物(特許文献4)、ポリ乳酸からなる連続相中に天然ゴム等からなる分散相が均一に微分散されたポリマーブレンド材料(特許文献5)等が挙げられる。
このうち塩ビ字消し、非塩ビ字消しは字消し市場の9割超を占め、これらを構成する高分子材料や可塑剤、軟化剤はいずれも石油等の化石資源由来の材料であり、これらの字消しを利用し続けることは上記循環型社会形成の趣旨に反する。
これに対し、天然ゴム字消しは、天然ゴムや植物油から製造されるサブ(ファクチス)等のバイオマスを活用しており、循環型社会形成の趣旨に合致したものである(特許文献6、非特許文献1)。
また、従来の天然ゴム字消しは、硫黄、酸化亜鉛等の加硫剤や加硫促進剤を使用するのに対し、本発明の字消しはこのような薬剤を使用しないため、安全性も高い。
バイオマスプラスチックとして再生可能な資源である生分解性のものを用いることにより、一層環境適応型のエラストマー組成物とすることができる。
充填剤の配合量は、天然ゴムとバイオマスプラスチックの混合物100重量部に対して10〜1000重量部添加することができる。好ましくは50〜500重量部である。10重量部未満では充填剤の添加効果が十分でなく、一方、1000重量部を越えると組成物が硬くなり、十分なゴム弾性が発現せず、例えば字消しの基材として使用した場合に十分な消字性能が発揮されない傾向がある。
高剪断下で混練できる混練機としては、二軸混練押出機、バンバリーミキサー、加圧ニーダー、ミキシングロール等が挙げられるが、好ましくは二軸混練押出機が用いられる。
バイオマスプラスチックの溶融温度以上とは、バイオマスプラスチックの溶融温度より10〜50℃高い温度が好ましく、また、ゴム架橋剤の架橋温度以上とは、ゴム架橋剤の架橋温度より5〜20℃高い温度が好ましい。
本発明のエラストマー組成物が従来の加硫や架橋したものに比べ、このようなユニークな物性を有する理由としては、高剪断下で混練されることにより、ゴム成分が切断されることによるものと考えられる。
表2に示す材料の内、天然ゴム、軟化剤、充填材を予め加圧ニーダーで混練し、ロールを用いてゴム架橋剤を添加してゴム混練物を得た。得られたゴム混練物は5mm角程度のペレット状に裁断した。次に、テクノベル社製二軸押出機KZW−15TW−60(同方向完全噛合型、スクリュー径15mm、L/D=60)を用いて、ゴム混練物ペレットとバイオマスプラスチックペレットを表2に示した配合比率になるよう各々定量供給器で供給し、スクリュー回転数400rpmで混練した。混練温度はバイオマスプラスチックの融点(170℃)以上かつゴム架橋温度(180℃)以上となるようにシリンダー温度を120〜190℃に設定した。
得られた組成物ペレットを一軸押出機(シリンダー温度90〜110℃、ヘッド温度120℃)にて角棒状に押出成形し、裁断して字消しを作製した。
硬さは「JIS S 6050プラスチック字消し」に従い、C型硬度計(高分子計器製タイプC硬度計)を用いて測定した。
また、消字率は下記の方法にて測定した。
(1)試料を厚さ5mmの板状に切り、試験紙との接触部分を半径6mmの円弧に仕上げたものを試験片とした。
(2)試験片を着色紙に対して垂直に、しかも着色線に対して直角になるように接触させ、試験片におもりとホルダの質量の和が0.5kgとなるようにおもりを載せ、150±10cm/minの速さで着色部を4往復摩消させた。
(3)濃度計(DENSITOMETER PDA65 sakura社製)によって、着色紙の非着色部分の濃度を0として、着色部及び摩消部の濃度をそれぞれ測定した。
(4)消字率は次の式によって算出した。
消字率(%)=(1−(摩消部の濃度÷着色部の濃度))×100
表3に示す材料を用い、2本ロールを用いて天然ゴムに全ての配合材を練り込んでゴム混練物を得た。得られたゴム混練物を所定の金型の寸法に合わせて予備成形し、熱プレスを用いて130℃、20分の条件で加硫、成形を行った。得られたゴム成形物を所定の寸法に裁断して字消しを得た。
Claims (15)
- バイオマスプラスチックからなるマトリックス中に、架橋天然ゴム粒子が島状に分散されていることを特徴とするエラストマー組成物。
- バイオマスプラスチックが生分解性バイオマスプラスチックであることを特徴とする請求項1記載のエラストマー組成物。
- バイオマスプラスチックと天然ゴムとゴム架橋剤をバイオマスプラスチックの溶融温度以上で且つゴム架橋剤の架橋温度以上において、高剪断下で混練することにより、前記バイオマスプラスチックからなるマトリックス中に、前記架橋ゴム粒子が分散されていることを特徴とするエラストマー組成物の製造方法。
- バイオマスプラスチックが生分解性バイオマスプラスチックであることを特徴とする請求項3記載のエラストマー組成物の製造方法。
- バイオマスプラスチックからなるマトリックス中に、架橋天然ゴム粒子が島状に分散されているエラストマー組成物からなることを特徴とする字消し。
- バイオマスプラスチックが生分解性バイオマスプラスチックであることを特徴とする請求項5記載の字消し。
- 天然ゴム50〜99重量%、バイオマスプラスチックが50〜1重量%、及びゴム架橋剤が天然ゴム100重量部に対し0.1〜5重量部であることを特徴とする請求項5又は6記載の字消し。
- 更に、軟化剤を含有することを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の字消し。
- 軟化剤がバイオマス由来であることを特徴とする請求項8記載の字消し。
- 軟化剤が動植物油、これに由来する可塑剤から選ばれることを特徴とする請求項8又は9記載の字消し。
- 軟化剤が天然ゴムとバイオマスプラスチックとの合計100重量部に対して1〜200重量部であることを特徴とする請求項8〜10のいずれか1項に記載の字消し。
- 更に、充填剤を含有することを特徴とする請求項5〜11のいずれか1項に記載の字消し。
- 充填剤がバイオマス由来であることを特徴とする請求項12記載の字消し。
- 充填剤が貝殻粉末、卵殻粉末から選ばれる請求項12又は13記載の字消し。
- 充填剤が天然ゴムとバイオマスプラスチックとの合計100重量部に対して10〜1000重量部であることを特徴とする請求項12〜14のいずれか1項に記載の字消し。
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