JP2537690B2

JP2537690B2 - エチレンプロピレンゴム系配合物

Info

Publication number: JP2537690B2
Application number: JP2067465A
Authority: JP
Inventors: 力三中田; 正隆笹山; 秀典林; 隆良斉木; 満正堀井; 正洽杉浦
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1996-09-25
Anticipated expiration: 2011-09-25
Also published as: EP0446952A1; CA2038359C; DE69124745D1; AU637467B2; CA2038359A1; US5231128A; AU7358091A; JPH03269037A; DE69124745T2; EP0446952B1

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、EPR系ゴム製品において、軟化剤等の配合
剤に起因するブリード発生を効果的に防止することがで
きるEPR系ゴム配合物に関する。特に、意匠性、触感性
等の見地から軟化剤のブリードを嫌うウエザストリツプ
等の自動車用ゴム製品の成形材料として好適なEPR系ゴ
ム配合物である。

以下の説明で、配合単位は、特に、とこわらない限
り、重量単位である。

本明細書で使用するポリマー略号の一覧を下記に示
す。

EPR…エチレンプロピレンゴム、 EPM…エチレンプロピレン二元共重合体、 EPDM…エチレンプロピレン非共役ジエン三元共重合体 IIR…ブチルゴム、 NR…天然ゴム、 CR…クロロプレンゴム、 PE…ポリエチレン、 PP…ポリプロピレン、ここでは、EPRの代表例として、主として硫黄加硫可
能なEPDMを例に採り説明するが、これに限られるもので
はない。

＜従来技術＞ EPDMは硫黄加硫可能であるが、主鎖に不飽和結合をも
たないため、耐オゾン性、耐熱老化性、耐候性などに優
れており、また、炭酸カルシウム、クレー等の無機充填
剤を、他のCR等の耐候性に優れたゴム材料に比して多量
に配合可能で、コスト的なメリツトもある。

このためEPDMゴム配合物は、各工業分野のゴム製品材
料として、幅広く使用されており、例えば、ウエザース
トリツプ等の自動車用ゴム製品の成形材料の主流となつ
ている。

＜発明が解決しようとする課題＞しかし、EPDM配合物は、無機質充填剤高充填タイプに
おいて、加工性の見地から、軟化剤を多量に配合した場
合、EPDMの非極性故に、軟化剤とのバランスがくずれ易
い。このため、軟化剤を多量に配合したEPDM配合物で成
形したゴム製品には、軟化剤を起因するブリードが発生
しやすく、ゴム製品の、意匠性、感触性を損なうことが
ある。この対策として、軟化剤を中心とした配合剤の種
類の変更や配合量の減量が試みられるが、加工性、コス
ト等の点で問題が多く、EPDMゴム製品におけるブリード
の発生を完全に防ぐことは困難であつた。

ここで、軟化剤とは、パラフイン系・ナフテン系・ア
ロマチツク系の石油系プロセス油の他に、植物系油脂
類、可塑剤等も含む概念である。

また、ブリードとは、軟化剤等の配合剤が、ゴム製品
の内部から表面ににじみ出す現象をいう。

本発明は、上記にかんがみて、EPR系ゴム製品に、軟
化剤を起因するブリード発生を容易に防止することがで
きるEPR配合物を提供することを目的とする。

なお、硫黄のブルーミング（ゴム製品の表面から配合
剤が表面に析出して結晶化する現象）を防止するため
に、ジエン系ゴムのゴム配合物に、硫黄とセピオライト
粉末を配合することにより、硫黄を不溶性硫黄としてセ
ピオライト結晶内部に吸着させる技術がある（特開昭59
−126442号公報参照）。しかし、当該技術は、セピオラ
イトを不溶性硫黄の支持担体として利用する試みであ
り、本発明のブリード防止の作用・効果と別異であり、
本発明の発明性に影響を与えるものではない。

＜課題を解決するための手段＞本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意開発
に努力をした結果、含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物を
EPR系配合物に配合した場合、当該ゴム配合物で成形し
たゴム製品に、軟化剤に起因するブリード発生を防止す
る作用を有することを知見し、本発明を完成するに至つ
た。

すなわち、本発明は、エチレンプロピレンゴム系ポリ
マー100部に対し軟化剤が５部以上配合されてなるEPR系
配合物において、含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物が前
記軟化剤に対して0.05〜0.5倍配合されてなる、ことを
特徴とする。

＜手段の詳細な説明＞以下、本発明の手段について、より詳細に説明をす
る。

（１）本発明に使用するEPRには、エチレンとプロピ
レンの二元共重合体（EPM）と、エチレンとプロピレン
に、硫黄加硫可能なように非共役ジエンを共重合させた
三元共重合体（EPDM）とを含む。

また、EPR系というときは、EPRを主成分とし、他のII
R、NR等の非極性汎用ゴム、さらには、PE、PP等のオレ
フイン系樹脂とのブレンドポリマーも含む。

そして、当該EPR系配合物には、エチレンプロピレン
ゴム系ポリマー100部に対して軟化剤が５部以上配合さ
れていることが前提である。５部未満では、ゴム製品に
ブリードが発生するおそれがなく、以下に説明する含水
珪酸マグネシウムをゴム配合物中に配合する必要がな
い。なお、通常、EPDMゴム配合物における軟化剤の配合
量の上限は、エチレンプロピレンゴム系ポリマー100部
に対して、150部である。

（２）本発明に用いられる含水珪酸マグネシウム質粘
土鉱物（以下単に「粘土鉱物」という。）とは、含水珪
酸マグネシウムを主成分とし、その表面に反応性に富む
水酸基を有するものであり、繊維径が0.005〜0.6μｍ程
度の繊維の集合体であり、各繊維間には、平均細孔径20
〜300Åの繊維隙間である細孔（トランジシヨナルポ
ア）が存在するとともに、繊維内には、６〜10Å程度の
長方形の断面を持つ繊維に平行な細孔（チヤンネル）が
存在するものである。

具体的には、組成式:Mg₈Si₁₂O₃₀（OH）_４（OH₂）
_４（H₂O）_８で示されるセピオライト（Sepiolite）、組
成式:Mg₅Si₈O₂₀（OH）_２（OH₂）_４（H₂O）_４で示される
パリゴルスカイト（Palygorskite）等がある。なお、こ
の粘土鉱物は、マグネシウムあるいは珪素の一部がアル
ミニウム、鉄、ニッケル、ナトリウム等に置換されてい
る場合もあり、パリゴルスカイトはアルミニウムを若干
含んでいる。

また、通称で、マウンテンコルク（Mountain cor
k）、マウンテンウツド（Mountain wood）、マウンテン
レザー（Mountain leather）、海泡石（Meerschaum）、
アタパルジヤイト（Attapulgite）等と呼ばれる粘土鉱
物が該当する。

本発明には、これらの一種または二種以上の混合物を
用いることができるが、該粘土鉱物は長さが10μｍ以下
でアスペクト比（繊維長／繊維径）が100以下の範囲内
にある微結晶の集合体であることが好ましい。

長さが10μｍ以下でアスペクト比（繊維長／繊維径）
が100以下の範囲内にある微結晶の集合体である粘土鉱
物は、微結晶繊維同士の絡み合いによつて生じる、平均
細孔径20〜300Åの細孔（トランジシヨナルポア）が多
いため、ブリード防止効果が大きい上に、アスペクト比
が小さいために、ゴム物性に与える影響も少ない。

繊維長が10μｍより長く、アスペクト比（繊維長／繊
維径）が100より大きな粘土鉱物は、ブリード防止効果
が小さいために配合量を多くする必要があるが、ゴム物
性に影響を与えずに、配合量を多くすることは困難であ
る。

上記粘土鉱物中で、セピオライトは結晶内の細孔径お
よび比表面積が大きく、ブリード防止効果が大きい。該
セピオライトには、結晶度の良いものと結晶度の悪いも
のがあり、前者をα型セピオライト、後者をβ型セピオ
ライトと称する。α型セピオライトは、結晶度が良いた
めに細孔容積はβ型より小さく、また、繊維状で産出す
るものも多い。一方、β型セピオライトは、一般に土状
ないし塊状の、微結晶の集合体で産出し、結晶度が悪い
ために格子欠陥なども多く、平均細孔径20〜100Åの細
孔（トランジシヨナルポア）が増加し、細孔容積が増
え、大きな比表面積を有するので、ブリード防止効果が
大きく、ゴム物性に与える影響が少ない。

上記粘土鉱物は、200メツシユ以下の微粉末状の形で
用いることが好ましい。200メツシユ以下の方が、ブリ
ード防止効果を発揮しやすく、ゴム物性に与える影響が
少ない。

この際の粉砕は、ハンマーミル、振動ミル、レイモン
ドミル、ピンミル、ボールミル、ミキサーなどを用い、
所望する粒径に乾式粉砕あるいは湿式粉砕し、必要があ
れば分級を行つてもよい。

また、これらを仮焼して用いてもよい。

上記粘土鉱物の配合量は、軟化剤に対して、0.05〜0.
5倍量とする。

粘土鉱物の配合量が0.05倍量未満では、ブリード抑止
効果を奏し難く、0.5倍量を超えてもブリード抑止効果
の増大を望めず、かえつて、ゴム物性が低下して望まし
くない。

（３）本発明のゴム配合物は、本発明の目的を損なわ
ない範囲で一般的なゴムに使用するカーボンブラツク、
加硫剤等を始めとする各種配合剤（副資材）を配合する
ことができる。

本発明のゴム配合物の調製方法は、一般的なゴム配合
と同様な方法で行うことができる。

具体的には、ポリマー（EPR）に粘土鉱物、軟化剤、
補強剤（カーボンブラツク）、加硫剤などの各種配合剤
を秤量して配合を行い、バンバリーミキサー、インター
ミツクス、ニーダーなどの密閉式混練機、練りロール機
などの混練機で混合する混練工程と、混練工程で作られ
たゴム配合物の練り生地を押出・加硫又は成形型の中で
される成形・加硫工程により製造することができる。

＜発明の作用・効果＞本発明のEPR系ゴム配合物は、上記の如く、含水珪酸
ケイ酸マグネシウム質粘土鉱物を特定量配合することに
より、EPR系ゴム製品に、軟化剤に起因するブリード発
生を容易に防止することができる。

このブリード防止の効果のメカニズムについては、未
だ必ずしも明らかでないが、次のように考えられる。

一般に軟化剤は、ゴムの組織中に浸透して、その柔軟
性を広げるものであつて、通常、液体である。したがつ
て、軟化剤の配合が適正量を超えると、ゴム中からゴム
製品表面に移行してにじみ出す、いわゆるブリード現象
を起こしやすい。

一方、本発明に用いられる粘土鉱物は、細孔径が６〜
10Åの細孔と20〜300Åのトランジシヨナルポアとの二
種類の細孔を有する。この粘土鉱物における、トランジ
シヨナルポアが、軟化剤を毛管凝縮するとともに、６〜
10Åの細孔も軟化剤を収着する作用を奏する。従って、
EPR配合物の軟化剤の保持力（配合適正量）が増大す
る。

なお、軟化剤が極性を有する場合は、粘土鉱物表面の
水酸基により、軟化剤の拡散が遅くなり、上記軟化剤に
対する保持力がさらに増大する。

また、粘土鉱物がβ型セピオライトの場合は、上記二
種類の細孔に加えて、平均細孔径20〜100Åのトランジ
シヨナルポアが増加するため、さらに上記軟化剤に対す
る保持力が増大するものである。

＜実施例＞以下、本発明の効果を確認するために行なつた、実施
例・比較例について説明をする。

第１表に示した配合処方に従つて、各実施例・比較例
のゴム配合物を得た。

まず、硫黄および加硫促進剤を除く各配合剤を1.8
密閉型混練機でミキシング後、硫黄および加硫促進剤を
投入し、16インチオープンロールで混練して練り生地を
得た。

続いて、該練り生地から、加硫プレス成形（150℃×3
0分間）で、各テストピースを調製した。

得られた各テストピースの硬さ、引張り強さ、伸びを
JIS K6301に準拠して測定した。また、各テストピース
室温で30日間放置した後、表面状態を観察し、ブリード
の有無を、目視により調べた。

第１表に示す測定結果から、本発明のゴム配合物は、
優れたブリード抑止効果を奏することが分る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者林秀典愛知県西春日井郡春日村大字落合字長畑１番地豊田合成株式会社内 (72)発明者斉木隆良愛知県西春日井郡春日村大字落合字長畑１番地豊田合成株式会社内 (72)発明者堀井満正愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者杉浦正洽愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１株式会社豊田中央研究所内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エチレンプロピレンゴム系ポリマー100重
量部に対し軟化剤が５重量部以上配合されてなるエチレ
ンプロピレンゴム系配合物において、含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物が前記軟化剤に対して
0.05〜0.5重量倍配合されてなる、ことを特徴とするエチレンプロピレンゴム系配合物。