JP2539227B2 - ゴム製品の製造法 - Google Patents

ゴム製品の製造法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ゴム製品の製造法、特に加硫にムラがな
く、均一性に優れたゴム製品の製造法に関する。
〔従来技術〕
従来、加硫ゴム製品の製造法の多くは、硫黄や加硫促
進剤などを配合したゴム組成物を適宜成形し、モールド
等を用いて、加圧下に加熱してゴム組成物を加硫、硬化
せしめる方法が一般的である。
しかしながら、通常、熱伝導率の低いゴムからなる成
形物は、その内部と外部とで加硫の程度を異にし(加硫
ムラ)、均一性に欠けたり、外部(または内部)から加
熱したときに、内部(または外部)が必要とされる加硫
状態に達するまでの時間が長くかかり過ぎるのが普通で
ある。したがって、得られるゴム製品の品質や性能にム
ラを生じ易く、生産性の上でも望ましくなく、これらの
解決はゴム工業における共通の課題であった。
このようなゴム製品の製造において、加硫の遅れる構
成部材の加硫時間を短縮する手段として、ゴム組成物に
配合する加硫促進剤の量を多くする方法、加硫促進効果
の高い促進剤を使用する方法などがあるが、これらはい
ずれもゴム組成物を所定の形状に加工する押出、圧延等
の工程で、所謂焼けが発生したり、加硫した後のゴム製
品の物性を低下させる等のため実用性に乏しかった。ま
た、ロートキュアーのように、ゴムシートやゴム被覆織
物の未加硫物を加熱ローラー間に通して予熱する方法が
あるが、この方法は硫黄がブルームしたり、タックの低
下を招き、次の工程で生産性が低下することが多い。
特公昭61−34368号公報に開示されているように、マ
イクロ波などの非電離性放射線を用いてゴム製品内部を
加硫工程以前に予熱する方法があるが、これは分子振動
による分子内発熱を利用したもので、電離性放射線の1
種である電子線を利用する本発明とは原理的に相違して
いる。
また、米国特許第2,933,441号明細書には、ゴム組成
物を成形した後、通常の加熱加硫を行い、次いで架橋の
不十分な部位にイオン照射し、モールドでの加硫時間の
短縮を図る方法が提案されている。これは、イオン照射
によるゴム分子の炭素−炭素結合による架橋反応を利用
したものであり、本発明の加硫促進剤の変性を誘発させ
るものとは原理的に相違し、かつ通常の熱加硫後にイオ
ン照射を行うことを要件としており、手段も相違する。
本発明者らは、電子線照射によるゴム組成物の加硫に
ついて鋭意、検討した結果、電子線照射の場合は、該ゴ
ム組成物に含まれる加硫促進剤の種類によってゴム組成
物の加硫速度が促進されるものとしないものがあり、電
子線が全ての加硫促進剤を活性化し、ゴムの加硫を促進
する効果を奏する訳ではないことを見出した。
すなわち、多くの各種加硫促進剤の中で、電子線照射
によってゴム組成物の加硫速度を速めるものは限られて
いるのである。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記従来のゴム製品の製造法、特に
加硫工程における加硫時間の短縮、加硫の均一性を向上
し、前記押出、圧延などにおける焼けやブルームなどの
発生のないゴム製品の製造法を提供することにある。
〔発明の構成〕
本発明は、スルフェンアミド系加硫促進剤を配合した
硫黄含有ゴム組成物またはその押出物、圧延物に加硫時
に供給される熱量に応じて、加硫よりも前の工程でその
加硫速度を適宜調整した後、モールドやブラダーなどか
らの熱伝導により、加硫するゴム製品または加硫罐での
加硫ゴム製品などのようにその周辺からの熱伝導によっ
て加硫することを特徴とするものである。
すなわち、本発明はゴムコンパウンド中で加硫促進剤
が電子線により開裂、分解等の諸反応により中間反応生
成物を生じ、この中間反応生成物により該ゴムコンパウ
ンドの加硫速度を促進させるものである。
本発明は、このような性能を有する加硫促進剤とし
て、スルフェンアミド系加硫促進剤をゴム組成物中に配
合するものである。
このスルフェンアミド系加硫促進剤の具体例として
は、たとえば、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾ
リルスルフェンアミド、N−オキシジエチレン−2−ベ
ンゾチアゾリルスルフェンアミド、N−t−ブチル−2
−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N−ジイソプ
ロピル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N,N
−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェン
アミドなどを挙げることができる。
本発明に使用するゴム組成物は、上記スルフェンアミ
ド系加硫促進剤を含有する限り、該スルフェンアミド系
加硫促進剤以外の加硫促進剤、たとえばチウラム系、グ
ァニジン系加硫促進剤などを併用することができる。そ
して、該スルフェンアミド系加硫促進剤の配合量として
は、ゴム組成物中のゴムの種類や配合組成、併用する加
硫促進剤の有無またはその種類によって相違する。
また、本発明に使用するゴム組成物の主要成分である
ゴムおよび必須成分の硫黄の配合量についても、特に限
定されるものではない。ゴムとしては、公知の加硫可能
な各種天然ゴムの外に各種の合成ゴム、たとえばスチレ
ン−ブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、
アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、ブタジエ
ンゴム(BR)、ブチルゴム(IIR)、エチレン・プロピ
レンゴム(EPM,EPR)、エチレン・プロピレンターポリ
マー(EPT,EPDM)などを使用することができる。さら
に、該ゴム組成物には、通常のゴム組成物に配合される
各種の配合剤、たとえば補強剤、充填剤、可塑剤、老化
防止剤、カーボンブラック、その他の顔料などを配合す
ることができる。
このようにゴム製品の種類およびその要求特性に応じ
て上記各種添加剤の配合されたゴム組成物は、公知の押
出、射出、圧延などの工程を経由し、適宜所定の形状に
加工され、しかる後電子線照射される。勿論、成形前の
ゴム組成物に予め電子線を照射した後、押出、射出、圧
延などの工程を経由せしめて、適宜所定の形状に加工し
てもよい。
これらの場合の電子線の照射条件としては、照射対象
である成形品を構成するゴム組成物の組成や該成形品の
形状、厚さなどによって相違するが、加速電圧を少なく
とも100KeV以上、吸収線量を2〜15Mradの範囲内にする
のがよい。この加速電圧、吸収線量が小さ過ぎると、本
発明の目的とする電子線による加硫促進の効果が不十分
になるし、また大き過ぎると、製品のゴム物性を低下さ
せることがあるため好ましくない。
以下、実施例により本発明の効果をさらに具体的に説
明する。
本発明において、電子線吸収線量、加硫促進性は次の
測定法により測定した値である。
電子線吸収線量: 富士写真フィルム(株)製のFTR−125(三酢酸セルロ
ース)をゴムシート面に貼付けて測定した。
加硫促進性: 第1図のレオメーター曲線、すなわち、所定強度、量
の電子線を照射したゴム組成物についてレオメーターを
用いてそのトルク(Kg−cm)を測定し、最大トルクと最
小トルクとの間を100等分し、トルクが最小トルクを起
点に5/100上昇した時間をt5、30/100上昇した時間を
t30、95/100上昇した時間をt95として示した。
第2図は、本発明になるゴム組成物の1例について、
該ゴム組成物の加硫速度(t30)の値を電子線の吸収線
量に対してプロットした図である。図から、吸収線量が
大きくなるにつれて、加硫速度が速くなることが判る。
実施例1〜3、比較例1〜3 天然ゴム 100 重量部 カーボンブラック(HAF) 45 重量部 油 6 重量部 硫黄 2.5重量部 に、表1に示す各種スルフェンアミド系化合物および加
硫促進剤をそれぞれ1重量部配合し、これらのゴム組成
物をB型バンバリーミキサーで混練した後、厚さ1mm厚
のゴムシートを作製し、これに500KeV、5Mradの電子線
を照射した。なお、電子線照射および未照射サンプルに
ついては、該照射の有無以外は同一履歴を経過するよう
に十分に留意した。
電子線照射前と後のレオメーター曲線を測定し、表1
に示した。なお、表1の照射前および照射後の欄中、括
弧内の数値は、照射前のt5,t30,t95の値をそれぞれ100
とし、それらに対応する照射後のt5,t30,t95の値の相対
値(指数)を示す。
表1から、本発明のスルフェンアミド系加硫促進剤を
含有する実施例1〜3のゴム組成物はいずれも、比較例
1〜3のスルフェンアミド系加硫促進剤とは異なる加硫
促進剤を配合したゴム組成物に比べて電子線照射により
加硫速度が速くなる。
実施例4 第3図は、代表的なタイヤの半断面構造であり、図に
おいて、1はキャップトレッド部、2はサイドウォール
部、3はビード部、4はカーカス層4−1,4−2,4−3か
らなるカーカス部、5はブレーカー部、6はインナーラ
イナー部である。
この第3図に示すような構造を有する大型タイヤ3000
−51のクラウンセンター部として、クラウンセンター断
面のインナーライナー位置aからトレッド上端の位置b
までの相対ゲージの変化に対応させて、第4図の相対ゲ
ージ−電子線吸収線量の比率曲線図で示される関係を満
足するように、本発明のスルフェンアミド系加硫促進剤
を配合したゴム組成物からなるゴム部材(ゴムシート、
ゴム被覆繊維材料など)に電子線を照射した後、多数枚
積層し、グリーンタイヤを作製した。このグリーンタイ
ヤを通常のモールドに入れて加硫した。
勿論、該クラウンセンター部以外の各部位についても
必要に応じ、上記クラウンセンター部と同様なゲージと
相対電子線吸収線量との比率を満足するようにした。
得られたタイヤ各部の加硫度合を第5図の該タイヤク
ラウン部のインナーライナー位置aからトレッド上端の
位置bまでの相対ゲージと等価加硫度(CE)との関係線
図に示した。第5図中、斜線部分は過加硫の度合を示し
ている。図から、該タイヤの各部分は適正度合の改善さ
れた加硫になていることが判る。また、加硫時間も短縮
されている。
第6図中、〜は加硫程度の進み方を時間を追って
示した等高線図であり、中心部付近の加硫が遅れること
を示している。
は未照射時の過加硫(オーバーキュアー)領域を示し、 は照射時の過加硫領域を示している。
事実、タイヤの耐久性を示すTKPH値(ton−Km/hour)
も8%向上した。
ここで、TKPH値(ton−Km/hour)とは、一定荷重、一
定速度でタイヤを走行させるとタイヤの温度はやがて平
衡に達するが、タイヤの耐久性の上からは、この温度は
できるだけ低い方が望ましい。そこで、ある限界温度を
設定して、この温度に到達する荷重と速度を乗じた値を
上記のTKPH値(ton−Km/hour)とし、この値によりタイ
ヤの耐久性を表したもので、TKPH値(ton−Km/hour)の
値が大きい程、タイヤの耐久性は優れている。
また、該大型タイヤ3000−51の加硫時間は、電子線未
照射のタイヤに比べて約25%短縮することが判った。
〔発明の効果〕
以上の通り、本発明方法は、電子線照射によるゴム組
成物の加硫を具体化したもので、ゴム製品を製造する場
合の従来のゴム加硫における問題点であった、所謂、焼
けやブルームを未然に防止することができる。そして、
ゴム製品の加硫時間を効果的に短縮し得る結果として、
該ゴム製品の生産性を向上することがてきる。
また、タイヤの例にみられるように、ゴム部材が複数
個からなる、各種多様なゴム製品の場合は、各部材に対
する電子線の照射条件を変更して各部材の加硫速度を変
更することにより、製品全体としての加硫を均一化し
て、品質、性能に優れたゴム製品を製造することがで
き、その工業化の意義は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ゴム組成物の加硫性能を評価するためのレオ
メーター曲線の1例を示す図、第2図は本発明のゴム組
成物の1例における電子線吸収線量と加硫速度との関係
を示す図、第3図は本発明になるゴム組成物を使用して
作成したタイヤの1例を示す半断面図、第4図は第3図
のタイヤのクラウン部の相対的電子線吸収線量とゲージ
との関係を示す図、第5図は第5図のタイヤ各部の加硫
度合を示す等価加硫度と相対ゲージとの関係を示す図で
ある。 1……キャップトレッド部、2……サイドウォール部、
3……ビード部、4,4−1,4−2,4−3……カーカス部、
5……ブレーカー部、6……インナーライナー部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 30:00 (56)参考文献 特開 昭57−84836(JP,A) 特開 昭55−114607(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】モールドなどからの熱伝導により加硫する
    ゴム製品において、ゴム製品を構成するゴム部材のう
    ち、少なくとも1層以上を硫黄とスルフェンアミド系加
    硫促進剤を含有するゴム組成物を用いて所定の形状に加
    工した後、加硫時に供給される熱量に応じて、加硫工程
    よりも前工程で電子線を照射して加硫速度を調整するこ
    とを特徴とするゴム製品の製造法。
JP18099587A 1987-07-22 1987-07-22 ゴム製品の製造法 Expired - Lifetime JP2539227B2 (ja)

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DE3824627A DE3824627A1 (de) 1987-07-22 1988-07-20 Verfahren zur herstellung eines gummiproduktes
FR888809787A FR2618374B1 (fr) 1987-07-22 1988-07-20 Procede de fabrication de produits en caoutchouc par vulcanisation au moyen d'une irradiation ionisante
CA000572576A CA1336969C (en) 1987-07-22 1988-07-20 Process for the production of rubber products

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