JP2020139009A - ゴム発泡体、その製造方法及びその用途 - Google Patents
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Abstract
Description
[1] クロロプレンゴム100重量部に対し、平均繊維径が10〜300nmで、平均繊維長が0.5〜200μmであって、リグニン含有量が20重量%以下で、セルロースのヒドロキシメチル基がカルボン酸又はカルボン酸塩で変性されていないセルロースナノファイバーを1〜7重量部含むゴム組成物の加硫物からなる発泡体。
[2] クロロプレンゴムが、クロロプレンゴム100重量部に対してカルボン酸又はカルボン酸のアルカリ金属塩を3〜7重量部含むことを特徴とする上記[1]に記載の発泡体。
[3] JIS―K―6253に記載の硬さ(Hs)とJIS―K―6268に記載の密度(ρ)の関係が密度0.2以上から0.6以下の範囲において、100ρ(1.2−ρ)+14≦Hsを満たすことを特徴とする上記[1]又は[2]のいずれかに記載の発泡体。
[4] 下記の工程1〜3を含む上記[1]〜[3]のいずれかに記載の発泡体の製造方法。
工程2:工程1で作製されたゴム組成物100重量部に対して、発泡剤を2〜15重量部配合し混練することによりコンパウンドを作製する工程
工程3:工程2で作製されたコンパウンドを 120〜180℃で5〜90分間加熱成形し、加硫発泡させる工程
[5] 工程1において、凍結凝固により水を除去することを特徴とする上記[4]に記載の発泡体の製造法。
[6] 工程1のセルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液の粘度が1500mPa・s以下であることを特徴とする上記[5]に記載の発泡体の製造方法。
[7] 工程1のセルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液の固形分が20重量%以上であることを特徴とする上記[4]〜[6]のいずれかに記載の発泡体の製造方法。
[8] 上記[1]〜[3]のいずれかに記載の発泡体からなるスポンジゴム。
工程2:工程1で作製されたゴム組成物100重量部に対して、発泡剤を2〜15重量部配合し混練することによりコンパウンドを作製する工程
工程3:工程2で作製されたコンパウンドを 120〜180℃で5〜90分間加熱成形し、加硫発泡させる工程
また、本発明の発泡体の製造するためのゴム組成物は、クロロプレンラテックスにセルロースナノファイバーの水分散体を混合し、セルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液を作製し、セルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液から水を除去することにより得ることができる。
単量体混合物としてクロロプレン100重量部に対して硫黄0.3重量部を加え、ロジン酸のカリウム塩4.0重量部、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合物のナトリウム塩0.5重量部、水酸化ナトリウム0.05重量部及び正燐酸ナトリウム1.0重量部、水100重量部を含む乳化水溶液と混合攪拌し乳化させ、これに過硫酸カリウム1.0重量部、アントラキノン−β−スルホン酸ナトリウム0.01重量部、水30重量部からなる重合触媒をポンプにより一定速度で添加し重合を行なった。重合は重合転化率70%になるまで重合触媒を添加して行ない、ここにチオジフェニルアミン0.01重量部、4−t−ブチルカテコール、2,2’−メチレンビス−4−メチル−6−t−ブチルフェノール0.05重量部、ジエチルヒドロキシルアミン0.1重量部、ラウリル硫酸ナトリウム0.05重量部、クロロプレン5.0重量部、水1.0重量部からなる重合停止剤を添加して重合を停止させた。続いて、これにテトラエチルチウラムジスルフィド2重量部のトルエン溶液をロジン酸カリウムで乳化した物、及びジブチルジチオカルバミン酸ナトリウム0.3重量部を添加し、ムーニー粘度が60になるまで40℃で解膠を行った後、減圧下でスチームストリッピングにより未反応のクロロプレンを除去回収し、クロロプレンゴムラテックスを得た。尚、得られたクロロプレンゴムラテックスのpHは11.3であった。
クロロプレンゴムラテックスに、セルロースナノファイバーの水分散体を所定量添加し、オートホモミキサー(プライミックス社製:PRIMIX)にて2,000rpmで10分間混合した。
粘度は、ビスメトロン粘度計(芝浦セムテック(株)社製:VD2)にて測定した。
使用した量から固形分あたりの濃度を算出した。
セルロースナノファイバーを含むクロロプレンゴム組成物中のクロロプレンゴム成分100重量部に対し、酸化マグネシウム(協和化学工業(株)製 キョーワマグ150)4重量部、ステアリン酸(日油(株)製)0.5重量部、酸化亜鉛(堺化学(株)製)5重量部、SRFカーボンブラック(東海カーボン(株)製 シーストS)30重量部、エチレンチオウレア(三新化学工業(株)製 サンセラー22―C)0.35重量部、OBSH(ユニロイヤルケミカル(株)製セロゲンOT)5重量部をオープンロール混練機にて添加し、セルロースナノファイバー含有クロロプレンゴムコンパウンドを得た。
得られたセルロースナノファイバー含有クロロプレンゴムコンパウンドを150℃で15分プレス加硫し、加硫発泡シートを作製した。
得られた加硫発泡シートの硬度(Hs)をJIS−K−6253に従い、タイプCデュロメータで評価した。さらに密度(ρ)をJIS−K−6268に従い、A法の条件にて評価した。
クロロプレンゴムラテックス(固形分:36.5%)に機械的解繊手段によって製造されたセルロースナノファイバーの水分散体(モリマシナリー社製 グレード:C−100 繊維径:30〜200nm、平均繊維長:100μm、固形分濃度:3重量% リグニン含有量:1重量%未満)を混合して10分間、上記の方法で撹拌しセルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液を得た。なお、セルロースナノファイバーの混合量は、固形分のゴム成分100重量部に対してセルロースの含有量2.5重量部となる量とした。得られたセルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液の粘度、固形分を表1に示す。セルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液の粘度は520mPa・s、固形分は28.7%であり、上記凍結、乾燥工程で問題なく、セルロースナノファイバーを含むクロロプレンゴム組成物が得られた。
セルロースナノファイバーの混合量を、固形分のゴム成分100重量部に対してセルロースナノファイバーの含有量が5重量部となる量にした以外は実施例1と同様にセルロースナノファイバー含有クロロプレンゴムコンパウンド及び加硫発泡シートを得て、硬さおよび密度を測定した。試験結果を表1に示す。表1から、セルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液の粘度は1200mPa・s、固形分は23.8%であり、凍結、乾燥工程で問題はなかった。硬さは49、密度は0.32で高硬度かつ低密度であった。
セルロースナノファイバーの混合量を、固形分のゴム成分100重量部に対してセルロースナノファイバーの含有量が1重量部となる量にした以外は実施例1と同様にセルロースナノファイバー含有クロロプレンゴムコンパウンド及び加硫発泡シートを得て、硬さおよび密度を測定した。試験結果を表1に示す。表1から、セルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液の粘度は110mPa・s、固形分は32.9%であり、凍結、乾燥工程で問題はなかった。硬さは45、密度は0.37で高硬度かつ低密度であった。
セルロースナノファイバーの混合量を、固形分のゴム成分100重量部に対してセルロースナノファイバーの含有量が10重量部となる量にした以外は実施例1と同様にセルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液を得た。得られたセルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液の粘度が3020mPa・s、固形分は18.1%であり、凍結後のフィルム平滑性、強度に問題があり、セルロースナノファイバーを含むクロロプレンゴム組成物が得られなかった。
セルロースナノファイバーの混合量を、固形分のゴム成分100重量部に対してセルロースナノファイバーの含有量が0.5重量部となる量にした以外は実施例1と同様にセルロースナノファイバー含有クロロプレンゴムコンパウンド及び加硫発泡シートを得て、硬さおよび密度を測定した。試験結果を表1に示す。表1から、セルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液の粘度は50mPa・s、固形分は34.6%であり、凍結、乾燥工程で問題はなかった。硬さは44、密度は0.38で高硬度と低密度を両立できなかった。
セルロースナノファイバーを混合しなかった以外は、実施例1と同様にクロロプレンゴムコンパウンド及び加硫発泡シートを得て、硬さおよび密度を測定した。試験結果を表1に示す。硬さは43、密度は0.39で高硬度と低密度を両立できなかった。
OBSHの混合量を2重量部となる量にした以外は、比較例3と同様にクロロプレンゴムコンパウンド及び加硫発泡シートを得て、硬さおよび密度を測定した。試験結果を表1に示す。硬さは48、密度は0.52で高硬度と低密度を両立できなかった。
OBSHの混合量を8重量部となる量にした以外は、比較例3と同様にクロロプレンゴムコンパウンド及び加硫発泡シートを得て、硬さおよび密度を測定した。試験結果を表1に示す。硬さは33、密度は0.23で高硬度と低密度を両立できなかった。
セルロースナノファイバーをリグニン含有のリグノセルロースナノファイバー(モリマシナリー社製 グレード:L−45 繊維径:50〜300nm 平均繊維長:45μm 固形分濃度:3重量% リグニン含有量:約30重量%)にした以外は実施例1と同様にセルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液の作製を実施したが、その作製工程中においてゴムが析出し、セルロースナノファイバーを含むクロロプレンゴムが得られなかった。
Claims (8)
- クロロプレンゴム100重量部に対し、平均繊維径が10〜300nmで、平均繊維長が0.5〜200μmであって、リグニン含有量が20重量%以下で、セルロースのヒドロキシメチル基がカルボン酸又はカルボン酸塩で変性されていないセルロースナノファイバーを1〜7重量部含むゴム組成物の加硫物からなる発泡体。
- クロロプレンゴムが、クロロプレンゴム100重量部に対してカルボン酸又はカルボン酸のアルカリ金属塩を3〜7重量部含むことを特徴とする請求項1に記載の発泡体。
- JIS―K―6253に記載の硬さ(Hs)とJIS―K―6268に記載の密度(ρ)の関係が密度0.2以上から0.6以下の範囲において、100ρ(1.2−ρ)+14≦Hsを満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の発泡体。
- 下記の工程1〜3を含む請求項1〜3のいずれかに記載の発泡体の製造方法。
工程1:pHが10〜14のクロロプレンラテックスに、平均繊維径が10〜300nmで、平均繊維長が0.5〜200μmであって、リグニン含有量が20重量%以下で、セルロースのヒドロキシメチル基がカルボン酸又はカルボン酸塩で変性されていないセルロースナノファイバーの水分散体を混合しセルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液を作製し、セルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液から水を除去しゴム組成物を析出させた後、熱風乾燥することによりゴム組成物を作製する工程
工程2:工程1で作製されたゴム組成物100重量部に対して、発泡剤を2〜15重量部配合し混練することによりコンパウンドを作製する工程
工程3:工程2で作製されたコンパウンドを 120〜180℃で5〜90分間加熱成形し、加硫発泡させる工程 - 工程1において、凍結凝固により水を除去することを特徴とする請求項4に記載の発泡体の製造法。
- 工程1のセルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液の粘度が1500mPa・s以下であることを特徴とする請求項4又は5に記載の発泡体の製造方法。
- 工程1のセルロースナノファイバー分散ゴムラテックス混合液の固形分が20重量%以上であることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の発泡体の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の発泡体からなるスポンジゴム。
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