JP2009242690A

JP2009242690A - ゴム材料及びその製造方法

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Publication number: JP2009242690A
Application number: JP2008093218A
Authority: JP
Inventors: Gunpei Katsumura; 軍平勝村; Mitsuo Kurashige; 充雄倉茂; Rikio Watanabe; 力夫渡辺
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2009-10-22

Abstract

【課題】貯蔵時等において互いに接着しにくいペレット状のゴム材料及び貯蔵時等において互いに接着しにくいペレット状のゴム材料の製造方法を提供する。
【解決手段】加硫処理が行われていないエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）１１からなるゴム材料１０であって、メチルセルロース（ＭＣ）又はメチルセルロース誘導体（例えば、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ））からなり、厚さが０．５〜３０μｍの皮膜１２を全面に有し、ペレット状であることを特徴とするゴム材料である。
【選択図】図１

Description

本発明は、貯蔵時等において互いに接着しにくいペレット状のゴム材料及びそのゴム材料の製造方法に関するものである。

従来、混練加工等に用いられる原料ゴムは、約数十ｋｇのベール状で供給されることが一般的であり、使用に際しては、計量のための切断が必要となっていることから、原料ゴムの計量工程の自動化の妨げとなっている。
計量工程の自動化のため、原料ゴムのペレット化が考えられるが、原料ゴムは、常温において互いに接着しやすいことから、せっかく原料ゴムをペレット化しても、貯蔵中等に互いに接着してしまい、計量時には塊状となっていて自動計量が行えない。

そこで、特許文献１〜３に記載のように、ペレット状の、原料ゴムあるいは配合ゴムを互いに接着しないように（互着防止）した非互着性ゴムペレットが提案されている。

しかし、特許文献１、２に記載のように、ペレットの表面にポリエチレン粉末等の防着剤をまぶしたものは、時間が経つとともに防着剤が原料ゴムの中に取り込まれ、防着性が低下してしまい、互いに接着してしまうことがある上に、粉状の防着剤を表面に付着させていることから、作業環境が悪化する懸念もあった。
また、特許文献３に記載のように、配合ゴムの表面に熱可塑性樹脂の膜を設けたものは、ペレットを製造するための工程（粉砕工程、被覆工程、冷却工程、裁断工程等）が多くなり、煩雑になる上に、熱可塑性樹脂の膜を設けた後で、ペレット状に裁断することから、小口には熱可塑性樹脂の膜が設けられず、配合ゴムが露出していた。
特開昭６０−７１６５１号公報特開２０００−５２３３５号公報特開２００７−９１９９１号公報

そこで、本発明は、貯蔵時等において互いに接着しにくいペレット状のゴム材料及び貯蔵時等において互いに接着しにくいペレット状のゴム材料の製造方法を提供することを目的とする。

Ａ．ゴム材料
上記目的を達成するため、本発明のゴム材料は、加硫処理が行われていないゴム材料であって、メチルセルロース又はメチルセルロース誘導体からなる皮膜を全面に有し、ペレット状であることを特徴としている。

Ｂ．ゴム材料の製造方法
上記目的を達成するため、本発明のゴム材料の製造方法は、加硫処理が行われていないゴム材料をペレット状に粉砕し、前記ゴム材料にメチルセルロース又はメチルセルロース誘導体の水溶液を塗布した後、前記ゴム材料を乾燥して表面にメチルセルロース又はメチルセルロース誘導体からなる皮膜を設けることを特徴としている。

本発明における各要素の態様を以下に例示する。
本明細書において、加硫処理は、ゴムを加硫（架橋）するために人為的に加熱等して行う処理をいい、貯蔵時等の熱履歴等により一部が架橋することは含まない。

１．ゴム材料
ゴム材料としては、特に限定はされないが、原料ゴムであってもよいし、配合ゴムであってもよい。エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴムの原料ゴム又はエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴムの配合ゴムであることが好ましい。

１−１．原料ゴム
原料ゴムとしては、特に限定はされないが、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン共重合ゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、ウレタンゴム（Ｕ）等又はこれらの二種以上からなるものが例示できる。

１−２．配合ゴム
配合ゴムとしては、特に限定はされないが、上記原料ゴムに、補強剤、充填剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、着色剤等の配合剤を少なくとも一種含むものである。

２．メチルセルロース又はメチルセルロース誘導体
メチルセルロース又はメチルセルロース誘導体は、水溶性であることから、メチルセルロース又はメチルセルロース誘導体の溶媒として、水を用いることができる。

２−１．メチルセルロース（ＭＣ）
メチルセルロースとしては、特に限定はされないが、一般的に市販されているものであってもよいし、特殊なものであってもよい。

２−２．メチルセルロース誘導体
メチルセルロース誘導体としては、特に限定はされないが、ヒドロキシエチルメチルセルロース（ＨＥＭＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）等が例示できる。

３．メチルセルロース又はメチルセルロース誘導体の水溶液
メチルセルロース又はメチルセルロース誘導体の水溶液の濃度、すなわち、水溶液中のメチルセルロース又はメチルセルロース誘導体の含有率としては、特に限定はされないが、１〜２０質量％であることが好ましい。
メチルセルロース又はメチルセルロース誘導体の水溶液の温度、すなわち、液温としては、特に限定はされないが、２０〜８０℃であることが好ましい。
メチルセルロース又はメチルセルロース誘導体の水溶液の粘度としては、特に限定はされないが、５０〜５０００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。

４．ペレット
ペレット状、すなわち、形態がペレット状であるゴム材料の形状としては、特に限定はされないが、球状、片状、柱状等が例示できる。また、不定形状であってもよい。
大きさとしては、特に限定はされないが、ペレット状物の端部間の最長長さで０．１〜２０ｍｍであることが好ましい。

５．粉砕方法
ペレット状に粉砕する方法としては、特に限定はされないが、一軸回転剪断式粉砕機等を使用する方法が例示できる。

６．皮膜
皮膜の厚さとしては、特に限定はされないが、０．５〜３０μｍであることが好ましく、より好ましくは、１〜２０μｍである。また、皮膜の厚さは、ペレット状物の全面で均一であってもよいし、不均一であってもよい。従って、皮膜の厚さが不均一の場合には、略全体の皮膜の厚さが上記範囲の厚さであり、一部が上記範囲から外れていてもよい。

７．塗布方法
水溶液を塗布する方法としては、特に限定はされないが、エアースプレー、エアーレススプレー、シャワーコート、ドブ付け等が例示できる。また、エアースプレー等のスプレー塗布を行う場合には、ペレット状物の全面に塗布できるよう、ペレット状物を有底筒状等の回転体に入れ、この回転体を回転して、ペレット状物を回転体中で転がしながら行うことが好ましい。

８．乾燥
乾燥するための温度としては、特に限定はされないが、溶媒の水を効率よく除去でき且つゴム材料への影響が少ないことから、８０〜２００℃であることが好ましい。

本発明によれば、貯蔵時等において互いに接着しにくいペレット状のゴム材料及び貯蔵時等において互いに接着しにくいペレット状のゴム材料の製造方法を提供することができる。

加硫処理が行われていないエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴムであって、
メチルセルロース又はメチルセルロース誘導体からなり、厚さが０．５〜３０μｍの皮膜を全面に有し、ペレット状であることを特徴とするゴム材料。

図１に示すように、本発明のゴム材料１０は、メチルセルロース又はメチルセルロース誘導体からなる皮膜１２を全面に有し、加硫処理が行われていないペレット状のエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）１１からなっている。

そこで、メチルセルロース等によるエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）の物性等への影響を調べるため、エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴムの配合ゴム（加硫剤等が配合されているもの）にメチルセルロース（ＭＣ）又はヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）の添加量を変更（それぞれ２水準：Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）したもの、及び、エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴムの配合ゴムそのもの（Ｃ１）の物性等を測定し、配合及びその結果を次の表１に示す。また、ポリエチレン（ＰＥ）を添加したもの（３水準：Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）についても、配合及び圧縮永久ひずみの測定結果を表１に示す。さらに、ＭＣ、ＨＰＭＣ及びＰＥの添加量と圧縮永久ひずみとの関係のグラフを図２に示す。
なお、表１の配合欄の単位は質量部である。配合欄には記載がないが、エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴムとして、その配合ゴムを用いたことから、各試料には、加硫剤等の配合剤が配合されており、その配合量は各試料とも同じである。

本影響調査に用いたメチルセルロース（ＭＣ）は、２０℃における２質量％の水溶液の粘度が５９６ｍＰａ・ｓとなるものである。
また、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）は、２０℃における２質量％の水溶液の粘度が２２１ｍＰａ・ｓとなるものである。

各試料について、以下のようにして測定を行った。
なお、各試料には、表１の配合に従い混練したものを用いた。

ａ．ムーニースコーチ特性
ムーニースコーチ特性は、ＪＩＳＫ６３００−１に準拠し、最低ムーニー粘度（Ｖｍ）及びムーニースコーチ時間（ｔ_５）を測定した。

ｂ．加硫特性
加硫特性は、ＪＩＳＫ６３００−２に準拠し、トルクの最小値（ＭＬ）、トルクの最大値（ＭＨ）、誘導時間（Ｔ１０）及び９０％加硫時間（Ｔ９０）を測定した。

ｃ．常態物性
１７０℃で１０分間の加熱により加硫した試験片の硬さ（ＨＡ）、引張強さ（ＴＢ）、切断時伸び（ＥＢ）、伸び１００％時の引張応力（Ｍ１００）、伸び２００％時の引張応力（Ｍ２００）、伸び３００％時の引張応力（Ｍ３００）、比重及び圧縮永久ひずみをそれぞれ測定した。
硬さ（ＨＡ）は、ＪＩＳＫ６２５３に準拠し、タイプＡデュロメータを用いて行った。
引張強さ（ＴＢ）、切断時伸び（ＥＢ）、伸び１００％時の引張応力（Ｍ１００）、伸び２００％時の引張応力（Ｍ２００）及び伸び３００％時の引張応力（Ｍ３００）はＪＩＳＫ６２５１に準拠して行った。
比重は、ＪＩＳＫ６２６８に準拠し、水中置換で行った。
圧縮永久ひずみ（Ｃｓ）は、ＪＩＳＫ６２６２に準拠し、７０℃で２２時間の試験条件で行った。

以上の結果より、程度の差はあるものの、メチルセルロース（ＭＣ）又はヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）をエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）に添加することで、エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）の物性等に影響があった。
圧縮永久ひずみについては、図２に示すように、ポリエチレンを添加すると、その値は大きくなり（ヘタリやすくなる）、しかも添加量が多くなるほど大きくなった。一方、メチルセルロース又はヒドロキシプロピルメチルセルロースを添加すると、圧縮永久ひずみの値は、小さくなり（ヘタリにくくなる）、しかも添加量が多くなるほど小さくなった。

次に、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）の皮膜を全面に有するペレット状のエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）（原料ゴム）の実施例（皮膜の厚さが異なる３種類）及びヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）の皮膜を有さないペレット状のエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）（原料ゴム）の比較例について、互着試験を行った。

各試料は次のようにして作成した。
各試料に用いたペレット状のエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）（原料ゴム）は、ベール状のＥＰＤＭを粉砕機を用いて直径約８ｍｍの略球形にしたものである。
その後、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）の含有量が３質量％の水溶液にドブ付けし、熱風（約１００℃）を吹き付け乾燥して、厚さが６．０８μｍのＨＰＭＣの皮膜を全面に有するペレット状のＥＰＤＭを得て、これを実施例１の試料とした。
同じく、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）の含有量が２質量％の水溶液にドブ付けし、熱風（約１００℃）を吹き付け乾燥して、厚さが２．６６μｍのＨＰＭＣの皮膜を全面に有するペレット状のＥＰＤＭを得て、これを実施例２の試料とした。
同じく、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）の含有量が１質量％の水溶液にドブ付けし、熱風（約１００℃）を吹き付け乾燥して、厚さが２．２９μｍのＨＰＭＣの皮膜を全面に有するペレット状のＥＰＤＭを得て、これを実施例３の試料とした。
同じく、水にドブ付けし、熱風（約１００℃）を吹き付け乾燥して、これを比較例の試料とした。
各実施例に用いたＨＰＭＣは、上記の影響調査で用いたＨＰＭＣと同じものである。

上記のようにして作成した試料の互着試験は、次のようにして行った。
１）内径が７５ｍｍで高さが８０ｍｍの紙製の筒５１に試料５０を１５０ｇ充填した。
２）図３ａに示すように、充填した試料５０の上に、直径が７３ｍｍの円形の鉄板５２を介在させて、４ｋｇｆ（１ｋｇｆは９．８Ｎ）の荷重５３をかけた。
３）この状態で４０℃のエアーオーブン中に４８時間静置した。
４）静置後、荷重５３を取り除き、筒５１を持ち上げた。
５）図３ｂに示すように、筒５１を持ち上げても充填されている試料５０が抜け（落下し）なかったので、鉄板５２の中央部を強く押して試料５０を抜け（落下）させた。
６）図３ｃに示すように、抜け（落下し）た試料の状態（塊の状態）を目視にて評価した。
なお、評価基準を次の表２に示す。

互着試験の結果としては、表２の評点で、実施例１は６点、実施例２は５点、実施例３は５点、及び、比較例は４点であった。

上記互着試験の結果より、厚さが２μｍ以上のＨＰＭＣの皮膜を全面に有する実施例（全て）は、ＨＰＭＣの皮膜を有さない比較例と違い、試料が互いに接着しにくくなった（評点５点以上）。特に皮膜の厚さが６μｍ以上である実施例１は、比較例より、互着試験の評点で２点（４点から６点に）向上した。

本発明の実施例によれば、次の（ａ）〜（ｅ）の効果か得られる。
（ａ）貯蔵時等において、ペレット状のゴム材料１０が互いに接着しにくくなり、互着を防止できる。
（ｂ）互着が防止できることにより、ゴム材料１０の計量工程の自動化が図れる。
（ｃ）ポリエチレンの皮膜を設けたものと違い、加硫後のゴムの圧縮永久ひずみへの悪影響がなくなる。
（ｄ）図４に示すように、粉砕工程及び塗布・乾燥工程のみの簡易な設備で製造できることから、工程の簡略化が図れる。
（ｅ）水溶液の塗布により皮膜を設けることから、作業環境の悪化が生じない。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。

本発明の実施例のゴム材料の断面模式図である。圧縮永久ひずみと添加量との関係を示すグラフである。互着試験の説明図である。本発明の製造工程の説明図である。

符号の説明

１０ゴム材料
１１エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴム
１２皮膜

Claims

加硫処理が行われていないゴム材料であって、
メチルセルロース又はメチルセルロース誘導体からなる皮膜を全面に有し、ペレット状であることを特徴とするゴム材料。
前記皮膜の厚さが０．５〜３０μｍである請求項１記載のゴム材料。
前記ゴム材料がエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴムの原料ゴムである請求項１又は２記載のゴム材料。
前記ゴム材料がエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴムの配合ゴムである請求項１又は２記載のゴム材料。
加硫処理が行われていないゴム材料をペレット状に粉砕し、
前記ゴム材料にメチルセルロース又はメチルセルロース誘導体の水溶液を塗布した後、
前記ゴム材料を乾燥して表面にメチルセルロース又はメチルセルロース誘導体からなる皮膜を設けることを特徴とするゴム材料の製造方法。