JP2018131565A - ゴム組成物、コンパウンド、加硫物及びゴムロール - Google Patents

Abstract

【課題】 良好な加工性と高い硬さ、および優れた耐摩耗性を有するＣＳＭ製ゴムロールが得られるゴム組成物、コンパウンドおよび加硫物を提供するものである。【解決手段】 ゴム成分として、少なくともクロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）およびブタジエンゴム（ＢＲ）を含む組成物であって、ゴム成分のうち、ＣＳＭが５０〜９８重量部、ＮＢＲが１〜２５重量部、ＢＲが１〜２５重量部（ゴム成分の合計は１００重量部）であることを特徴とするゴム組成物を用いる。【選択図】 なし

Description

本発明は、加工性に優れるコンパウンドに用いられるゴム組成物、コンパウンド、より硬さの高い加硫物及びこれよりなるゴムロールに関するものである。

ゴムロールは、製鉄、フィルム、製紙、などの製造ラインの様々な工程で用いられている。
ゴムロールに使用されるゴムとしては天然ゴム（ＮＲ）や、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）などの各種合成ゴムが要求物性に応じて選定されている。

ゴムロールを作成する際にはコンパウンドを作製し、加工する必要があるため、良好な加工性が要求される。一般的にコンパウンドの粘度が低く、また適度な粘着性を有することで良好な加工性が得られる。コンパウンド粘度の低減には、ムーニー粘度の低いゴムの選定や、軟化剤・可塑剤などのオイル添加をするのが一般的である。しかし、硬さの高いロールを得るにはカーボン等の無機フィラーの増量やハイスチレン等、ゴムよりも硬い樹脂の添加、軟化剤・可塑剤などのオイル添加量の減量を行うのが一般的であり、無機フィラーの添加はコンパウンドを高粘度化する。また、樹脂は低温では硬さはを維持できるが、高温では軟化してしまうという問題がある。更に、軟化剤・可塑剤などのオイル減量によりコンパウンドの粘度は高くなる。よって、加工性と硬さは相反するのが一般的である。

これに対し、加工性に優れ、硬さを向上させる検討がなされている（例えば、特許文献１〜特許文献３）。特許文献１では、ＮＲや、ＩＲ、ＩＩＲ、ＳＢＲ１００重量部に対し、７０−９０重量部の平均粒径４０μｍ以下のカーボンブラックを配合し硬さを向上し、更に熱可塑性であるノボラック型変性フェノール樹脂を５−２０重量部用いることで加工性を付与しているが、カーボンブラックの配合部数が多いため耐摩耗性が劣り、また、黒以外のロールには適用できない。特許文献２では、ＩＩＲやＥＰＤＭに対し、２０−２００重量部の不活性シリカ系の白色フィラーを用いることで、加工性に優れ、硬さの高いロールを得ているが、不活性シリカには補強効果が無いため、依然としてカーボンブラックが必要であった。また、特許文献３では熱硬化性を有するジアリルフタレートプレポリマーを用いることで、ノンカーボンにより硬さの高いロールを作成しているが、硬さは７０−８０程度であり十分では無かった。特許文献４では、エラストマーとレゾール型樹脂に、活性ゼオライトを加えることで、加硫速度が速くなるとしているが、加工性や硬さに関する記述は無く、前述のように無機物質であるゼオライトを添加する事でコンパウンドの加工性は低下すると予想される。

ポリエチレンを塩素化及びクロロスルホン化して得られるクロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）や、アルキル鎖を有するアルキル化クロロスルホン化ポリエチレン（ＡＣＳＭ）は、耐オゾン性，耐候性，耐熱性，耐油性，耐薬品性、耐摩耗性に優れるため、ゴムロール用のゴムとして非常に有用である。しかし未加硫コンパウンドの粘着性が劣るため、良好な加工性を得るためには、コンパウンドの低粘度化に加えタックを付与する必要がある。そのため、ＣＳＭを用いて硬さの高いロールを得ようとする場合、その加工性確保が課題であった。

特開平０５−９８０８１号公報 特開平０６−８０８２８号公報 特開平１１−２４１７１９号公報 特開２０１２−８２４２２号公報

本発明はこの問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い硬さおよび優れた耐摩耗性を有するＣＳＭ製ゴムロールが得られる、ゴム組成物、コンパウンド及びその加硫物を提供するものである。

本発明者は、このような背景の下、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、ゴム分としてＣＳＭとＮＢＲおよびＢＲを用いることでコンパウンド加工時の作業性を向上させ、更には得られるゴム製品の硬さおよび耐摩耗性を向上できることを見出した。即ち、本発明は、ＣＳＭ５０〜９８重量部、ＮＢＲ１〜２５重量部、ＢＲ１〜２５重量部を含むゴム組成物、当該ゴム組成物と添加剤を含むコンパウンド及びその加硫物、並びにゴムロールである。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明のゴム組成物は、ゴム成分として、少なくともＣＳＭ、ＮＢＲおよびＢＲを含み、ゴム成分のうち、ＣＳＭが５０〜９８重量部、ＮＢＲが１〜２５重量部、ＢＲが１〜２５重量部（ゴム成分の合計は１００重量部）である。このゴム組成物に添加剤を添加しコンパウンドとし、コンパウンドを加硫して加硫物として使用できる。ゴム組成物のＮＢＲおよびＢＲが少ないとコンバウンドにした場合の加工性が劣り、多くなると加硫物にした場合の耐摩耗性が低下するため、ＮＢＲおよびＢＲは各々１重量部以上２５重量部以下が好ましく、５重量部以上２０重量部以下がより好ましい。

本発明のＣＳＭとは、ポリエチレンをクロロスルホン化したもので、各種製品が市販されている。ＣＳＭの種類は特に限定するものでは無いが、アルキル鎖を有するアルキル化ＣＳＭ（ＡＣＳＭ）はより耐摩耗性に優れ好ましい。

本発明のＮＢＲとは、ブタジエンとアクリロニトリルの共重合体からなり、各種製品が市販されている。

本発明のＢＲとは、ブタジエンの重合体であり、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）と天然ゴム（ＮＲ）とならぶ代表的な汎用ゴムで、各種製品が市販されている。

本発明のコンパウンドは、上記ゴム組成物と添加剤を含み、ムーニー粘度が１００未満である。コンパウンドのムーニー粘度が１００以上であると、ハンドリングに劣り、作業性が低下する。

本発明のゴム組成物及びコンパウンドの混合方法は特に限定するものでは無く、オープンロール、バンバリーミキサー、ニーダー等、一般にゴムを混練する手法にて実施し、例えば、他の添加剤と同時に混合し、混練すれば良い。

本発明のゴム組成物に添加する添加剤としては、充填剤、加工助剤、受酸剤、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤などが挙げられ、必要に応じて顔料や粘着付与樹脂などを用いることもある。

本発明のゴム組成物の充填剤としては特に限定するものでは無いが、非黒色のゴムロールを作成する際には、適度な活性を有するシリカを用いることで、炭酸カルシウムやクレー等の無機充填剤よりも高い硬さを得ることができる。使用量は特に限定するものでは無いが、通常ゴム１００重量部に対し１０重量部〜７０重量部程度を用いる。

加工助剤は特に限定するものでは無く、各種の物を用いることができる。例えば、各種ワックスや脂肪酸類が挙げられる。通常はゴム１００重量部に対し、１０重量部以下を用い、複数を併用することも多い。

受酸剤は限定するものでは無く、各種の物を用いることができる。例えば、酸化マグネシウムや、酸化鉛などが挙げられる。

加硫促進剤は特に限定するものでは無く、各種の物を用いることができる。例えば、チオウレア系の化合物や過酸化物などが挙げられる。

老化防止剤は特に限定するものでは無く、各種の物を用いることができる。例えば、フェノール系化合物などが挙げられる。

可塑剤各種の物を用いることができる。例えば、パラフィンやオイルなどが挙げられる。

顔料としては酸化チタン、粘着付与樹脂としては熱可塑性樹脂などが挙げられる。

得られたコンパウンドを成型し、加熱加圧処理を行うことにより加硫物が得られる。得られた加硫物は、硬さ（ＪＩＳ−Ｋ６２５３）が８０（ＪＩＳ−Ａ）以上であることが好ましい。コンパウンドは、金型、押出し、射出などの方法で所望の形状に成形した後に、熱や高周波によって加硫させることができる。それらの条件は特に限定するものではないが、例えば、本発明のコンパウンドは鉄芯に巻きつけた後に１５０〜２００℃にて加硫させることでゴムロールとすることができる。

本発明のゴム組成物を用いたコンパウンドは加工性に優れ、その加硫物及び加硫物からなるゴムロールは高い硬さ、および優れた耐摩耗性を有する。

以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

＜コンパウンド作業性＞
オープンロールにおける作業性を評価した。過度な粘着や粘着不足により作業に手間取ることが無いものを良好とした。

＜コンパウンド粘度の測定＞
配合処方に従い混練した後、コンパウンドのムーニー粘度（ＭＬ（１＋４）１００℃）をＪＩＳ Ｋ６３００に従い測定した。

＜加硫物の作成＞
配合処方に従い混練した後、１５０℃で５０分プレス加硫した。
＜加硫物の硬さ＞
得られた加硫シートの硬さを、ＪＩＳ Ｋ６２５３に従い測定した。

＜耐摩耗性＞
ＤＩＮ摩耗試験（ＪＩＳ Ｋ６２６４）に従い測定した。

実施例１
ＣＳＭとしてＴＯＳＯ−ＣＳＭ ＴＳ−４３０（東ソー（株）製、ムーニー粘度４６ＭＬ（１＋４）１００℃）８０重量部、ＮＢＲとしてＪＳＲ Ｎ２３０Ｓ（ＪＳＲ（株）製、ムーニー粘度５６ＭＬ（１＋４）１００℃）１０重量部、ＢＲとしてＪＳＲ ＢＲ０１（ＪＳＲ（株）製、ムーニー粘度４５ＭＬ（１＋４）１００℃）１０重量部をオープンロールにて混練しゴム組成物とした。次に表１に示す配合処方にて混練し、コンパウンドを作成し、コンパウンド粘度を測定した。更に、加硫物の硬さと耐摩耗性を測定した。

結果を表２に示す。コンパウンド粘度は低く加工性に優れ作業性は良好で、硬さは８０以上、摩耗減量も少なく、耐摩耗性は良好であった。

実施例２
ＣＳＭをアルキル化ＣＳＭ ｅｘｔｏｓ ＥＴ−８０１０（東ソー（株）製、ムーニー粘度４１ＭＬ（１＋４）１００℃）に変更した以外は実施例１に従ってコンパウンド粘度、硬さ、耐摩耗性を評価した。結果を表２に示す。コンパウンド粘度は低く加工性に優れ作業性は良好で、硬さも８０以上であり、摩耗減量も少なく、耐摩耗性は良好であった。

実施例３
使用するＡＣＳＭを７０重量部、ＮＢＲ１５重量部、ＢＲ１５重量部に変更した以外は実施例１に従い、コンパウンド粘度、硬さ、耐摩耗性を評価した。結果を表２に示す。コンパウンド粘度は低く加工性に優れ作業性は良好で、硬さも８０以上であり、摩耗減量も少なく、耐摩耗性は良好であった。

比較例１
ＡＣＳＭ１００重量部を用い、ＮＢＲおよびＢＲを用いなかった以外は実施例１に従い、コンパウンド粘度、硬さ、耐摩耗性を評価した。結果を表２に示す。コンパウンド粘度が高く、加工性に劣り作業性が劣り、摩耗減量が増加し、耐摩耗性が劣った。

比較例２
ＮＢＲを用いず、ＡＣＳＭ９０重量部、ＢＲ１０重量部とした以外は実施例１に従い、コンパウンド粘度、硬さ、耐摩耗性を評価した。結果を表２に示す。コンパウンド粘度が高く、加工性に劣り作業性が劣った。

比較例３
ＢＲを用いず、ＡＣＳＭ９０重量部、ＮＢＲ１０重量部とした以外は実施例１に従い、コンパウンド粘度、硬さ、耐摩耗性を評価した。結果を表２に示す。コンパウンド粘度が高く、加工性に劣り作業性が劣り、摩耗減量が増加し、耐摩耗性が劣った。

比較例４
使用するＡＣＳＭを４０重量部、ＮＢＲ３０重量部、ＢＲ３０重量部に変更した以外は実施例１に従い、コンパウンド粘度、硬さ、耐摩耗性を評価した。結果を表２に示す。摩耗減量が増加し、耐摩耗性が劣った。

Claims (7)

1. ゴム成分として、少なくともクロロスルホン化ポリエチレン（以下、ＣＳＭという。）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）およびブタジエンゴム（ＢＲ）を含む組成物であって、ゴム成分のうち、ＣＳＭが５０〜９８重量部、ＮＢＲが１〜２５重量部、ＢＲが１〜２５重量部（ゴム成分の合計は１００重量部）であることを特徴とするゴム組成物。
2. ＮＢＲが５〜２０重量部、ＢＲが５〜２０重量部であることを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
3. ＣＳＭがアルキル化クロロスルホン化ポリエチレンであることを特徴とする請求項１又は２に記載のゴム組成物。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のゴム組成物と添加剤を含み、ムーニー粘度が１００未満であることを特徴とするコンパウンド。
5. 請求項４の記載のコンパウンドの加硫物。
6. 硬さ（ＪＩＳ−Ｋ６２５３）が８０（ＪＩＳ−Ａ）以上であることを特徴とする請求項５に記載の加硫物。
7. 請求項５又は６に記載の加硫物からなるゴムロール。