JP2018065313A - 金型洗浄用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】シリカの配合量が多いゴム組成物の成型による汚れにも、優れた洗浄効果を発揮する金型洗浄用ゴム組成物を提供すること。【解決手段】天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴムを２０質量％以上含むゴム成分１００質量部に対して、吸着剤を２０〜１００量部、アミノアルコール系化合物を１０〜２５質量部、アルキルエステル化合物を１〜１０質量部含有する金型洗浄用ゴム組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、金型洗浄用ゴム組成物に関する。

タイヤ加硫時に使用する金型は、ローカバー表面にブルームした配合剤や、ローカバーを加熱した際に発生した油分（ヒューム）などの付着、堆積などにより金型が汚染されるため、定期的な金型洗浄が必要である。

タイヤ加硫時に使用する金型の洗浄方法としては、ショットブラスト、レーザー、ドライアイスによる洗浄が一般的である。しかしながら、ショットブラストによる洗浄およびレーザーによる洗浄では、金型を冷却後、加硫機から取り外して行わなければならず、金型の冷却や入れ替え作業に時間がかかるという問題がある。また、ドライアイスによる洗浄では、金型から剥がれ落ちた汚染物が金型内に残り、洗浄後の金型で作製したタイヤに汚染物が付着してしまう恐れがある。

これらの問題を解決するため、洗浄剤成分を添加した未加硫ゴム組成物（未加硫の金型洗浄用ゴム組成物）を加熱加圧することにより、金型に付着した汚染物を該ゴム組成物に転写して除去する洗浄方法が知られている。しかし、シリカの配合量が多いゴム組成物の成型による汚れの場合、金型の洗浄が不十分であるという問題がある。

特許文献１には、所定のゴム成分および所定の洗浄剤成分を用いることにより、シリカの配合量が多いゴム組成物の成型による汚れに対して洗浄効果を改良した金型洗浄用ゴム組成物が開示されている。しかしながら、金型洗浄用ゴム組成物に洗浄剤成分を多く配合しすぎると、洗浄剤成分がゴム表面にブリードし、金型洗浄用ゴム組成物が金型に押し当てられる力が不十分となることで、かえって洗浄効果が低下してしまうという問題がある。

特開２０００−３３４７４７号公報

本発明は、シリカの配合量が多いゴム組成物の成型による汚れにも、優れた洗浄効果を発揮する金型洗浄用ゴム組成物を提供することを目的とする。

本発明は、天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴムを２０質量％以上含むゴム成分１００質量部に対して、吸着剤を２０〜１００量部、アミノアルコール系化合物を１０〜２５質量部、アルキルエステル化合物を１〜１０質量部含有する金型洗浄用ゴム組成物に関する。

前記アミノアルコール系化合物が、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、３−アミノプロパノールからなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。

前記吸着剤が、シリカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛からなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。

前記金型洗浄用ゴム組成物が、さらに、ゴム成分１００質量部に対して有機過酸化物を０．５〜１０質量部含有することが好ましい。

本発明の金型洗浄用ゴム組成物によれば、加硫機から金型を外すことなく金型を洗浄でき、生産性を維持しながら、シリカの配合量が多いゴム組成物の成型による汚れにも、優れた洗浄効果を発揮する金型洗浄用ゴム組成物を提供することができる。

本発明の金型洗浄用ゴム組成物は、所定のゴム成分、吸着剤、アミノアルコール系化合物、およびアルキルエステル化合物を含有する。

前記ゴム成分は、所定量の天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴムを含むことを特徴とする。

天然ゴムとしては特に限定されず、例えばＳＩＲ２０、ＲＳＳ３、ＴＳＲ２０などの天然ゴム（ＮＲ）が挙げられる。なお、本願明細書における天然ゴムは、脱タンパク質天然ゴム（ＤＰＮＲ）、高純度天然ゴム（ＨＰＮＲ）や、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、水素添加天然ゴム（ＨＮＲ）、グラフト化天然ゴム等の改質天然ゴムも含むものである。

ジエン系合成ゴムとしては、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）などが挙げられる。これらのゴム成分は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、耐熱性に優れるという理由から、ＥＰＤＭが好ましい。

エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）は、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）に第三ジエン成分を含むものであり、第三ジエン成分として、炭素数５〜２０の非共役ジエン、例えば、１，４−ペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、１，５−ヘキサジエン、２，５−ジメチル−１，５−ヘキサジエンおよび１，４−オクタジエンのほか、１，４−シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエンなどの環状ジエン、さらに５−エチリデン−２−ノルボルネン、５−ブチリデン−２−ノルボルネン、２−メタリル−５−ノルボルネンおよび２−イソプロペニル−５−ノルボルネンなどのアルケニルノルボルネンなどが使用できる。加工性が向上するという理由からは、第三ジエン成分として５−エチリデン−２−ノルボルネン（ＥＮＢ）を含むＥＰＤＭが好ましい。

天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴムのゴム成分中の含有量は、２０質量％以上であり、５０質量％以上が好ましく、１００質量％であってもよい。天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴムの含有量が２０質量％未満の場合は、ゴム物品本体との共加硫性を確保できない傾向がある。

また、前記ゴム成分には、前記天然ゴムおよびジエン系合成ゴム以外にも、通常ゴム工業で使用されるゴム成分を含有することができるが、ゴム物品本体との共加硫性の観点から、天然ゴムおよびジエン系合成ゴム以外のゴム成分は含有しないことが好ましい。

前記吸着剤としては、シリカ、活性アルミナ、活性炭、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、ベントナイト、ケイソウ土などが挙げられ、これらの吸着剤を単独で用いることも、２種以上を組み合わせて用いることもできる。なかでも、シリカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛からなる群から選ばれる少なくとも１種を用いることが好ましく、特に、金型を洗浄後、金型洗浄用ゴム組成物を取り出す際に途中で切れて金型に残らないよう、補強性のあるシリカを用いることが好ましい。

吸着剤のゴム成分１００質量部に対する含有量は、２０質量部以上であり、３０質量部以上が好ましく、４０質量部以上がさらに好ましい。吸着剤の含有量が２０質量部未満の場合は、金型洗浄用ゴム組成物の破壊強度が低く、汚染物を金型表面から剥ぎ取るという吸着剤による効果が十分に発揮されない恐れがある。また、吸着剤の含有量は、１００質量部以下であり、９０質量部以下が好ましく、７０質量部以下がより好ましい。吸着剤の含有量が１００質量部を超える場合は、金型洗浄用ゴム組成物の粘度が高くなり過ぎて洗浄の際に金型の細部まで金型洗浄用ゴム組成物が流れず、洗浄されない部分が残ってしまう恐れがある。

前記アミノアルコール系化合物としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジブチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ−メチル−ジエタノールアミン、２−アミノ−２−メチルプロパノール、３−アミノプロパノール、２−アミノプロパノールなどが挙げられ、これらのアミノアルコール系化合物を単独で用いることも、２種以上を組み合わせて用いることもできる。なかでも、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、３−アミノプロパノールからなる群から選ばれる少なくとも１種が好ましく、３−アミノプロパノールがより好ましい。

アミノアルコール系化合物のゴム成分１００質量部に対する含有量は、１０質量部以上であり、１３質量部以上が好ましく、１５質量部以上がさらに好ましい。アミノアルコール系化合物の含有量が１０質量部未満の場合は、洗浄効果に劣る傾向がある。また、アミノアルコール系化合物の含有量は、２５質量部以下であり、２３質量部以下が好ましい。アミノアルコール系化合物の含有量が２５質量部を超える場合は、金型洗浄用ゴム組成物の破壊強度が低下し、金型を洗浄後、金型洗浄用ゴム組成物を取り出す際に途中で切れて金型に残ってしまうという問題、過剰なアミノアルコール系化合物が金型洗浄用ゴム組成物の表面にブリードし、金型洗浄用ゴム組成物が金型に押し当てられる力が不十分となったり、金型表面にアミノアルコール系化合物が残ったりすることで、かえって洗浄効果が低下してしまうという問題がある。

また、本発明の金型洗浄用ゴム組成物は、界面活性剤効果を高めるという理由からアルキルエステル化合物を配合する。前記アルキルエステル化合物としては特に限定されないが、ポリオキシエチレンオレイン酸エステルなどが挙げられる。なかでも、洗浄効果が高いという理由からは、ポリエチレングリコールオレイン酸モノエステルが好ましい。

アルキルエステル化合物のゴム成分１００質量部に対する含有量は、１質量部以上であり、３質量部以上が好ましい。アルキルエステル化合物の含有量が１質量部未満の場合は、洗浄効果に劣る傾向がある。また、アルキルエステル化合物の含有量は、１０質量部以下であり、８質量部以下が好ましい。アルキルエステル化合物の含有量が１０質量部を超える場合は、過剰なアルキルエステル化合物が金型洗浄用ゴム組成物の表面にブリードし、金型洗浄用ゴム組成物が金型に押し当てられる力が不十分となったり、金型表面にアルキルエステル化合物が残ったりすることで、かえって洗浄効果が低下する傾向がある。

本発明の金型洗浄用ゴム組成物には、前記成分以外にも、液状ＢＲなどの液状ポリマー、グリコール類、有機過酸化物、ステアリン酸などの有機酸、水、オイルなどの軟化剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合することができる。

前記グリコール類を含有することで、洗浄効果をより高めることができる。グリコール類としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどが挙げられ、これらのグリコール類を単独で用いることも、２種以上を組み合わせて用いることもできる。なかでも、ポリエチレングリコールが好ましい。

グリコール類を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、洗浄効果が十分に発揮され、かつ、過剰なグリコール類が金型洗浄用ゴム組成物の表面にブリードし難いという理由から、１〜５質量部が好ましい。

前記有機過酸化物は、ゴム成分を架橋することができる。有機過酸化物としては、例えば、ジクミルパーオキサイド、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイドなどが挙げられ、これらの有機過酸化物を単独で用いることも、２種以上を組み合わせて用いることもできる。なかでも、ジクミルパーオキサイドが好ましい。

有機過酸化物を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、加硫速度の観点から、０．５質量部以上が好ましく、１質量部以上がより好ましく、３質量部以上がさらに好ましい。また、有機過酸化物の含有量は、加硫速度の観点から、１０質量部以下が好ましく、８質量部以下がより好ましく、５質量部以下がさらに好ましい。

本発明の金型洗浄用ゴム組成物は、例えば、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどの一般的なゴム工業で使用される公知の混練機で、前記各成分を混練りする方法など、一般的な金型洗浄用ゴム組成物の製造方法により製造できる。

本発明の金型洗浄用ゴム組成物は、タイヤを始めとするあらゆるゴム製品を加硫する金型の洗浄に好適に使用される。また、洗浄方法は特に限定されず、例えば、未加硫のゴム製品と同様の形状に金型洗浄用ゴム組成物を調製し、通常の加硫操作によって実施する方法、金型洗浄用ゴム組成物を、例えば１〜５ｍｍ位のシート状にして未加硫のゴム製品の表面に貼り付けたり、幅狭長尺のゴムストリップにして未加硫のゴム製品に巻回したりすることで、未加硫のゴム製品の表面に金型洗浄ゴム層を設け、加硫操作を実施する方法などが挙げられる。過剰なアミノアルコール系化合物などが洗浄後、金型表面に残り難く、金型の洗浄効果に優れるという理由から、上記のようなゴム製品の表面に金型洗浄ゴム層を設けて加硫操作を実施する洗浄方法とすることが好ましい。

本発明の金型洗浄用ゴム組成物を、金型の洗浄に用いることで、加硫機から金型を取り外さずに金型洗浄を実施することができるため、金型の冷却や入れ替え作業を行う必要が無く、金型洗浄にかかる時間を削減することができる。また、汚染物を金型洗浄用ゴム組成物に転写して除去するため、汚染物が金型内に残ることが無く、洗浄後の金型で作製したタイヤに汚染物が付着してしまうことを抑制できる。さらに、本発明の金型洗浄用ゴム組成物は優れた金型洗浄効果を発揮するため、洗浄回数を削減することができ、ゴム製品の加硫生産性を向上させることができる。

実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらのみに限定して解釈されるものではない。

実施例および比較例で使用した各種薬品について説明する。
ＥＰＤＭ：住友化学（株）製のＥＰＤＭ６０１Ｆ（第三ジエン成分：ＥＮＢ）
ＮＲ：ＴＳＲ−２０
液状ＢＲ：ＣＲＡＹ ＶＡＬＬＥＹ社製のＲｉｃｏｎ１００
シリカ：エボニックデグサ社製のウルトラシル ＶＮ３
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛
炭酸カルシウム：竹原化学工業（株）製のネオライトＳＳ
酸化チタン：チタン工業（株）製のＫＲ−３１０
アミノアルコール系化合物１：東京化成工業（株）製の３−アミノプロパノール
アミノアルコール系化合物２：東京化成工業（株）製のモノエタノールアミン
アミノアルコール系化合物３：東京化成工業（株）製のジエタノールアミン
アルキルエステル化合物：ライオン（株）製のリオノンＭＯ−６０（ポリエチレングリコールオレイン酸モノエステル）
ポリエチレングリコール：ライオン（株）製のＰＥＧ＃２００
ステアリン酸：日油（株）製のステアリン酸 椿
有機過酸化物：日油（株）製のパークミルＤ（ジクミルパーオキサイド）

実施例および比較例
表１および２の配合内容に従い調製した未加硫の各金型洗浄用ゴム組成物を、巾狭長尺のゴムストリップおよび巾広の平板状ゴム材に成形した。乗用車用タイヤ（１７５／６５Ｒ１５ ８４Ｈ ＥＣ２０３）のローカバーを成形機ドラムにはめ込み、インフレートした状態で、サイドウォール部からトレッドショルダー部に前記ゴムストリップをストリップワインド（ＳＴＷ）方式で螺旋状に旋回し、次に、トレッド中央部に前記平板状ゴム材を一周巻きして、表面に金型洗浄ゴム層を設けた試験用金型洗浄用カバーを得た。

得られた各試験用金型洗浄用カバーを、シリカ配合量の多い乗用車用タイヤ１０００本を加硫した後の金型を装着したプラテン式の加硫機を用いて、１６５℃、２０分間の条件で加硫し、下記金型洗浄効果試験を行った。結果を表１および２に示す。なお、洗浄前に加硫したシリカ配合量の多い乗用車用タイヤのトレッドおよびサイドウォールの配合内容を表３に示す。

＜金型洗浄効果試験＞
各試験用金型洗浄用カバー加硫後の金型を目視で観察し、以下の基準で評価した。
◎：金型に汚染物の付着が全く見られず、十分に洗浄できている
○：金型に汚染物の付着がわずかに見られるが、十分に洗浄できている
△：金型に汚染物の付着が一部に見られ、洗浄が不十分である
×：金型に多くの汚染物の付着が見られ、洗浄が不十分である

表１および２の結果より、本発明の金型洗浄用ゴム組成物は、加硫機から金型を外すことなく金型を洗浄でき、生産性を維持しながら、シリカの配合量が多いゴム組成物の成型による汚れにも、優れた洗浄効果を発揮する金型洗浄用ゴム組成物であることがわかる。

Claims (4)

1. 天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴムを２０質量％以上含むゴム成分１００質量部に対して、
   吸着剤を２０〜１００量部、
   アミノアルコール系化合物を１０〜２５質量部、
   アルキルエステル化合物を１〜１０質量部含有する金型洗浄用ゴム組成物。
2. 前記アミノアルコール系化合物が、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、３−アミノプロパノールからなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１記載の金型洗浄用ゴム組成物。
3. 前記吸着剤が、シリカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛からなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１または２記載の金型洗浄用ゴム組成物。
4. さらに、ゴム成分１００質量部に対して有機過酸化物を０．５〜１０質量部含有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の金型洗浄用ゴム組成物。