JP3611505B2 - セルフ架橋性ゴム積層体 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セルフ架橋性ゴム積層体に関する。
【0002】
【従来の技術】
ゴム加工製品は、一般に、天然ゴム等の原料ゴムにカーボンブラック等の充填材と共に加硫剤や加硫促進剤が加えられたゴム組成物を加硫した加硫ゴム組成物によって形成されている。かかるゴム加工製品の製造過程においては、ニトロソアミンや有毒ガスを発生するという問題がある。
【0003】
そして、かかる問題が生じることがないゴム加工製品の製造方法として、セルフ架橋性ゴム組成物を用いたものが注目されつつある。セルフ架橋性ゴム組成物とは、特定の組み合わせの複数種のゴム組成物からなり、それらを混練加熱することによりゴムの架橋反応を起こすものであり、そのために加硫剤や加硫促進剤を添加する必要なくゴム加工製品の製造が可能となるものである。
【0004】
かかるセルフ架橋性ゴム組成物を用いたゴム加工製品の製造は、硫黄や過酸化物によってゴムの架橋反応を起こさせるものに比べて極めて画期的なものであり、種々の新しい特性を有するゴム加工製品の誕生が予想される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば押出成形機でセルフ架橋性ゴム組成物のゴム加工製品を成形する場合、複数種の帯状ゴム組成物を別個に成形機のフィーダに投入すると、各ゴム組成物が均等 にフィーダに供給されず、そのために各ゴム組成物の混合割合が不均一となって高品質のゴム加工製品を得ることができないという問題を生じる場合がある。また、予め複数種のゴム化合物を混練りしたものをその直後に予備成形したり、帯状ゴム組成物に形成して成形機に投入したのでは、混練り加工中やその後の保管中に架橋反応が進行したりするため、長期の保管が不可能であり、混練り後は早期に使用しなければならないし、混練り後分出しして保管し、成形ごとに予備成形したり帯状ゴム組成物に形成して使用する場合には、スコーチ焼けに似た現象を生じるという問題もある。
【0006】
本出願の目的は、成形機に供給される複数種のゴム組成物の混合割合が均一なものとなり、複数種のゴム組成物の練り合わせによる熱履歴が与えられず、また、長期間保管することができるようにするセルフ架橋性ゴム積層体を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するためには、セルフ架橋可能な組み合わせとなる複数のゴム組成物からなり、各ゴム組成物が単位量当たりに所定割合含まれるようにを積層接合一体化されたセルフ架橋性ゴム積層体を構成すればよい。そして、そのようなセルフ架橋性ゴム積層体を押出成形機や射出成形機等の混練機能付き成形機に投入して混合加熱することによりセルフ架橋させ工業製品を成形するようにすればよい。このようにすることにより、成形機に供給される複数種のゴム組成物の混合割合が均一なものとなり、高品質のゴム加工製品を得ることができる。加えて、複数種のゴム組成物の練り合わせによる熱履歴が与えられず、また、ゴム組成物同士が接合部のみで接触するだけであるので、接合一体化したセルフ架橋性ゴム積層体を比較的長期間保管することもできる。
【0008】
ここで、各ゴム組成物が単位量当たりに所定割合含まれるようにセルフ架橋性ゴム積層体を構成する手段としては、各ゴム組成物が単位長さ当たりに所定割合含まれている帯状体を形成することが挙げられ、より具体的構成としては、各ゴム組成物が帯状体の横断面においてそのゴム組成物の含有体積割合と同一割合の面積を占有するようにすることが挙げられる。なお、帯状体とは、いわゆるリボン状のものの他、紐状のものをも含む概念である。
【0009】
また、各ゴム組成物が単位量当たりに所定割合含まれるようにセルフ架橋性ゴム積層体を構成する手段として、各ゴム組成物が所定割合含まれる粒状体を形成するようにしてもよい。そして、その粒状体は、上記構成の帯状体を細断して形成してもよく、また、セルフ架橋性ゴム積層体を構成する組み合わせとなる複数のゴム組成物シートを積層して細断して形成してもよい。この場合、量産性という観点からは後者の方が望ましい。
【0010】
そして、上記セルフ架橋可能な組み合わせとなる複数のゴム組成物のそれぞれは、該ゴム組成物との組み合わせでセルフ架橋しない接合剤を介して該ゴム組成物との組み合わせでセルフ架橋する他のゴム組成物に積層接合一体化されていることが好ましい。かかる構成によれば、ゴム組成物の接合部においても相互の接触が回避され、接合一体化したセルフ架橋性ゴム積層体のより長期の保管が可能となるからである
【0011】
上記セルフ架橋可能な組み合わせとなる複数のゴム組成物が、エポキシ化天然ゴム組成物(以下「ENR」という)とクロロスルホン化ポリエチレンゴム組成物(以下「CSM」という)とであって、上記ENRと上記CSMとの質量混合比(ENR/CSM)が50/50〜95/5、好ましくは50/50〜75/25であり、且つ含有するゴム成分100質量部に対してシリカを2〜80質量部、好ましくは5〜70質量部含むものであれば、透明であって蛍光発色すると共に、十分な補強性を有し且つ振動減衰特性に優れるセルフ架橋性ゴムからなるゴム加工製品を得ることができる。かかるゴム加工製品としては、家庭用品、自動車の内装、路上景観物等を挙げることができる。
【0012】
ここで、ENR/CSMを50/50〜95/5としているが、ENR/CSMが50/50より小さくなる、即ちCSMが50質量%よりリッチになると、ゴム硬さが高くなりすぎてゴム加工製品が脆化することとなる。他方、ENR/CSMが95/5より大きくなる、即ちENRが95質量%よりリッチになると、ENRに対するCSMの量が少なくなりすぎるため、セルフ架橋が適正に行われないものとなってしまうと共に、ゴムの透明性(蛍光顔料を添加した場合には蛍光発色性)が低下することとなる。好ましくは、ENR/CSM=50/50〜75/25であり、この範囲では加工性も良好であり、耐候性も付与されることとなるのでさらによい。
【0013】
また、含有するゴム成分100質量部に対するシリカの含有量を2〜80質量部としているが、2質量部より少なくなると、シリカのゴム補強効果が十分に発現されず、ゴム加工製品を構成するゴム組成物の強度が低くなってしまうこととなる。かかる観点より5質量部以上とすることが好ましい。他方、80質量部より多くなると、ゴム硬さが高くなりすぎてゴム加工製品が脆化することとなる。かかる観点より70質量部以下とすることが好ましい。
【0014】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、成形機に供給される複数種のゴム組成物の混合割合が均一なものとなり、高品質のゴム加工製品を得ることができ、加えて、複数種のゴム組成物の練り合わせによる熱履歴が与えられず、また、ゴム組成物同士が接合部のみで接触するだけであるので、接合一体化したセルフ架橋性ゴム積層体を比較的長期間保管することもできる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
(実施形態1)
図1〜2は、実施形態1に係るゴム加工製品の製造工程を示す。
<材料準備工程>
エポキシ化天然ゴムを原料ゴムとしてシリカ及びその他のゴム薬品を混練りしたエポキシ化天然ゴム組成物(ENR)を第1マスターバッチ1として準備する。同様にして、クロロスルホン化ポリエチレンゴム組成物(CSM)を第2マスターバッチ2として準備する。このとき、ENR及びCSMのうち少なくとも一方には蛍光顔料を添加する。また、第1及び第2マスターバッチ1,2は、第1マスターバッチ(ENR)/第2マスターバッチ(CSM)が50/50〜95/5となるように混合することにより、含有するゴム成分100質量部に対してシリカを2〜80質量部含むようにそれぞれを構成する。
<分出し工程>
第1及び第2マスターバッチ1,2のそれぞれに、図1に示すように、ロールミキサー3,3で熱入れ加工を施す。次いで、熱入れ加工を施した塊状の第1及び第2マスターバッチ1,2をそれぞれ分出し装置(押出成形機等)4,4に投入して帯状に分出し、パレテーナ5,5に採取する。
<接合工程>
帯状に分出しした第1及び第2マスターバッチ1,2をそれぞれ押出成形機6,6に投入して再び帯状に押出加工する。次いで、押出加工した第1及び第2マスターバッチ1,2をそれぞれ凹凸加工装置7,7に通し、幅方向に延びる突条が長手方向に所定ピッチで形成されるように加工する。この凹凸加工装置7は、図3に示すように、一対のプーリ7a,7aに巻き掛けられた第1平ベルト7bと、別の一対のプーリ7c,7cに巻き掛けられ、幅方向に延びる断面矩形の突条7c,7c,…が外周面に所定ピッチで設けられた第2平ベルト7dとで各帯状のマスターバッチ1(2)を挟持して送り出すことにより、連続的に一方の帯表面に断面矩形の凹凸を形成するように構成されたものである。そして、凹凸形成加工した第1マスターバッチ1を接合剤塗布装置8に通し、その凹凸面にトランス−1,4−ポリブタジエンのゴム糊を接合剤として塗布する。ゴム糊を塗布した第1マスターバッチ1を、凹凸形成加工した第2マスターバッチ2と共に接合装置9に通し、図4に示すように、両マスターバッチの凹凸を嵌め合わせ、これを冷却機10で冷却して形成されたセルフ架橋性ゴム積層体の帯状体11をパレテーナ12に採取する。このとき、帯状の第1及び第2マスターバッチ1,2は、帯状体11における単位長さ当たりのENRとCSMの質量混合比ENR/CSMが50/50〜95/5となるようにそれぞれを形成する。
<成形工程>
図2(a)に示すように、第1及び第2マスターバッチ1,2を接合して採取されたセルフ架橋性ゴム積層体の帯状体11を裁断機13で細断する。このとき、細断したペレットには、相互の密着を防止するために表面に防着剤としての炭酸カルシウム粉を付着させる。そして、これを秤量装置14で所定量計量して射出成形機15や高速せん断型押出成形機16等のホッパに投入する。そして、セルフ架橋性ゴム積層体を混練加熱してセルフ架橋させることにより所定形状に成形する。このようにしてENR/CSMが50/50〜95/5であり、含有するゴム成分100質量部に対してシリカを2〜80質量部含み、且つ透明で蛍光発色するゴム加工製品を得ることができる。
【0016】
または、図2(b)に示すように、第1及び第2マスターバッチ1,2を接合して採取されたセルフ架橋性ゴム積層体の帯状体11をそのまま連続的に射出成形機15や高速せん断型押出成形機16等のホッパに投入するようにしてゴム加工製品を得る。
【0017】
上記構成によって製造されたセルフ架橋性ゴム製のゴム加工製品は、透明であって蛍光発色すると共に、十分な補強性を有し且つ振動減衰特性に優れるものとなっている。
【0018】
また、第1及び第2マスターバッチ1,2を接合一体化して、それぞれが単位長さ当たりに所定割合含まれるセルフ架橋性ゴム積層体の帯状体11を形成し、その帯状体11又は帯状体11を細断した粒状体を成形機15,16に投入して混合加熱することによりセルフ架橋させ、それによって所定形状のゴム加工製品を成形しているので、成形機15,16に供給される第1及び第2マスターバッチ1,2の混合割合が均一なものとなり、得られるゴム加工製品は高品質なものとなる。
【0019】
また、セルフ架橋性ゴム積層体の帯状体11は、第1及び第2マスターバッチ1,2の練り合わせによる熱履歴が与えられず、また、両者が接合剤を介して接合一体化し、接合部においても相互の接触が回避されているので、保管中の架橋反応の進行が防止され、極めて長期の保管が可能である。
(実施形態2)
図5は、実施形態2に係るゴム加工製品の製造工程における接合工程を示す。なお、その他の工程の構成は実施形態1と同一である。また、実施形態1と同一部は同一の符号で示す。
【0020】
この接合工程では、帯状に分出しされた第1マスターバッチ1及び接合剤17としてのトランス−1,4−ポリブタジエンをクロスヘッド押出成形機18に投入し、表面が接合剤17で被覆された帯状の第1マスターバッチ1を成形する。次いで、その帯状の第1マスターバッチ1を第2マスターバッチ2が供給される外層押出成形機19に投入し、接合剤17を介して第2マスターバッチ2で被覆された第1マスターバッチ1からなるセルフ架橋性ゴム積層体の帯状体11を成形し、これを冷却機10で冷却した後パレテーナ12に採取する。このとき、成形されるセルフ架橋性ゴム積層体の帯状体11断面において、第1及び第2マスターバッチ1,2のそれぞれが占める面積の割合を、セルフ架橋性ゴム積層体における各マスターバッチ1(2)の含有体積割合に等しくなるようにする。そうして、単位長さ当たりのENRとCSMの質量混合比ENR/CSMが50/50〜95/5となるように帯状体11を構成する。
【0021】
作用・効果は実施形態1と同一である。
(実施形態3)
図6は、実施形態3に係るゴム加工製品の製造工程を示す。なお、実施形態1と同一部は同一の符号で示す。
<材料準備工程>
実施形態1と同一の第1及び第2マスターバッチ1,2を準備し、それぞれをシート状に加工する。
<接合工程>
シート化した第1及び第2マスターバッチ1,2を熱融着や接合剤を使用して積層し、セルフ架橋性ゴム積層体の積層シート20を形成する。また、第1及び第2マスターバッチ1,2の各シートを交互に多層に積層して積層シートを形成してもよい。このとき、積層シート20断面において、第1及び第2マスターバッチ1,2のそれぞれが占める面積の割合を、セルフ架橋性ゴム積層体における各マスターバッチ1(2)の含有体積割合に等しいものとする。そうして、ENRとCSMの質量混合比ENR/CSMが50/50〜95/5となるように積層シート20を構成する。
<細断工程>
積層シート20を、ハニカム状又は格子状の押し切り刃が設けられた裁断プレス21で細断することにより、セルフ架橋性ゴム積層体の粒状体(ペレット)22を作成する。このとき、細断した粒状体22には、相互の密着を防止するために表面に防着剤としての炭酸カルシウム粉を付着させる。
<成形工程>
セルフ架橋性ゴム積層体の粒状体22を秤量装置で所定量計量して射出成形機や高速せん断型押出機等のホッパに投入する。そして、セルフ架橋性ゴム積層体を混練加熱することによりセルフ架橋させ、それによって所定形状に成形し、透明で蛍光発色するゴム加工製品を得る。
【0022】
かかる構成によれば、帯状体を裁断する場合に比べてセルフ架橋性ゴム積層体の粒状体を容易に量産することができる。
【0023】
その他の作用・効果は実施形態1と同一である。
(その他の実施形態)
上記実施形態1では、帯状体11の長さ方向に断面矩形の凹凸を形成するようにして、第1及び第2マスターバッチ1,2を嵌め合うようにしたが、図7に示すように、断面三角形の凹凸を形成するようにしてもよい。
【0024】
また、上記実施形態1では、帯状の第1及び第2マスターバッチ1,2の長さ方向に凹凸を形成するようにしたが、図8(a)に示すように、幅方向に凹凸を形成するようにしてもよい。この場合、接合工程において、第1及び第2マスターバッチをそれぞれ帯状に押出加工するときの押出成形機4の口金4aとして、図9に示すように、形成する凹凸に対応した押出孔を有するものを使用すればよい。なお、その場合長手方向に凹凸を形成するための凹凸形成装置7,7は不要である。また、形成されるセルフ架橋性ゴム積層体の帯状体の断面において、第1及び第2マスターバッチ1,2のそれぞれが占める面積の割合を、セルフ架橋性ゴム積層体における各マスターバッチの含有体積割合に等しいものとすれば、所定混合割合で均質なゴム加工製品を成形することができる。ここで、リボン幅方向に形成する凹凸形状は、図8(a)に示すものに限られず、図8(b)〜(e)に示すものであってもよい。
【0025】
また、帯状の第1及び第2マスターバッチ1,2の接合形態については、それぞれに凹凸形状を形成して相互に嵌め合うようにしたものに限られず、図10(a)〜(d)に示すように、一方を他方に嵌めるようにしてもよく、単に両者を貼り合わせるだけであってもよい。
【0026】
また、上記実施形態1及び2では、帯状の第1及び第2マスターバッチ1,2を一体に接合して採取し、その一体物を射出成形機15等の成形機に投入するようにしたが、帯状の第1及び第2マスターバッチ1,2を別個に採取し、図11に示すように、送りロール23,23,…等を用いて成形機(押出成形機)24のフィーダに投入される寸前に一体化させるようにしてもよい。
【0027】
【実施例】
(試験評価1)
<試験評価用サンプル>
以下の例1〜5に係るシート状の架橋ゴム組成物を準備した。
【0028】
−例1−
エポキシ化天然ゴムを原料ゴムとして、原料ゴム100質量部に対してシリカ(日本シリカ社製 ニプシールVN3)35質量部、架橋活性助剤1.1質量部、オイル(なたね油)5質量部、ステアリン酸1質量部及び蛍光顔料(住友化学社製 ホワイトフルアーPSN)2質量部を添加して混練りし、これをマスターバッチA(比重1.160)とした(配合は表1参照)。
【0029】
また、原料ゴムをクロロスルホン化ポリエチレンゴム(デュポン社製 ハイパロン40)としたことを除いてはマスターバッチAと同一構成のゴム組成物を混練りし、マスターバッチB(比重1.290)とした(配合は表1参照)。
【0030】
そして、押出成形機を用いてマスターバッチA及びBのそれぞれを帯状に成形し、帯状に成形されたマスターバッチA及びBを接合一体化することによってセルフ架橋性ゴム積層体の帯状体を形成した。このとき、セルフ架橋性ゴム積層体の帯状体においてマスターバッチAとマスターバッチBとの質量比が83.3:16.7(体積比 84.7:15.3)となるように、それぞれの帯状のマスターバッチを成形した(表2参照)。すなわち、帯状のマスターバッチA及びBのそれぞれの断面積の比が混合体積比である84.7:15.3となるようにした。
【0031】
このセルフ架橋性ゴム積層体の帯状体を押出成形機に投入し、混練加熱することによりセルフ架橋させ、シート状の架橋ゴム組成物を成形し、これを例1とした。ゴムの色調は黄色であった。
【0032】
−例2−
マスターバッチAとマスターバッチBとの質量比を75.0:25.0(体積比 77.0:23.0)としたことを除いては、例1と同一構成の架橋ゴム組成物を例2とした(表2参照)。ゴムの色調は青黄色であった。
【0033】
−例3−
マスターバッチAとマスターバッチBとの質量比を66.6:33.4(体積比 69.0:31.0)としたことを除いては、例1と同一構成の架橋ゴム組成物を例3とした(表2参照)。ゴムの色調は黄色であった。
【0034】
−例4−
マスターバッチAとマスターバッチBとの質量比を50.0:50.0(体積比 52.7:47.3)としたことを除いては、例1と同一構成の架橋ゴム組成物を例4とした(表2参照)。ゴムの色調は飴色であった。
【0035】
−例5−
マスターバッチAとマスターバッチBとの質量比を33.4:66.6(体積比 35.7:64.3)としたことを除いては、例1と同一構成の架橋ゴム組成物を例5とした(表2参照)。ゴムの色調は褐色であった。
【0036】
【表1】
Figure 0003611505
【0037】
【表2】
Figure 0003611505
【0038】
<試験評価方法>
各例に係る架橋ゴム組成物のシートからテストピースを打ち抜き、JIS K6301の加硫ゴム物理試験方法に準じて引張試験を実施し、それぞれの引張強さと破断伸びとを求めた。同様に引裂試験も実施し、それぞれの引裂強さを求めた。
【0039】
また、JIS K6255の加硫ゴムのリュプケ振子による反発弾性試験方法に準じて反発弾性試験を実施し、それぞれの反発弾性率を求めた。
【0040】
さらに、JIS K6253の加硫ゴムの硬さ試験方法に準じて硬さ試験を実施し、それぞれのゴム硬さ(JIS A)を求めた。
【0041】
そして、それぞれの蛍光発色性を肉眼で観察した。
<試験評価結果>
試験評価結果を表3に示す。
【0042】
同表によれば、ENRリッチ(例1)からCSMリッチ(例5)になるに従ってゴム硬さが上昇し、ENR/CSM=50/50よりもCSMリッチとなるとゴムライクな感触から樹脂に近くなった。それに伴い、破断伸びは減少した。引張強さはENR/CSM=66.6/33.4(=2:1)(例3)付近で極大となっているのが分かる。また、反発弾性率は柔軟性の失われるENR/CSM=66.6/33.4〜50/50(例3〜4)の付近で極小ピークを生じ、硬度の上昇した例5では上昇に転じている。さらに、引裂強さはENR/CSM=50/50(例4)付近を極大とするなだらかなピークを生じているのが分かる。また、蛍光発色性は、例1〜3では青緑色の蛍光発色が観察され、例4,5では弱い蛍光発色しか観察されなかった。これは、硬化に伴い、褐色となり(例5)、透明性が失われたことに起因すると考えられる。
【0043】
【表3】
Figure 0003611505
【0044】
(試験評価2)
<試験評価用サンプル>
以下の例6〜10に係るシート状の架橋ゴム組成物を準備した。
【0045】
−例6−
エポキシ化天然ゴムを原料ゴムとして、原料ゴム100質量部に対してオゾン老化防止剤(精工化学社製 サンタイトC)2質量部、シリカ(日本シリカ社製 ニプシールVN3)35質量部、炭酸カルシウム(白石工業社製 白艶華CC)20質量部、架橋活性助剤2質量部、可塑剤A(エポキシ系可塑剤)10質量部、可塑剤B(DOP)5質量部及びステアリン酸1質量部を添加して混練りし、れをマスターバッチC(比重1.224)とした(配合は表4参照)。このゴム生地の色は白色となった。
【0046】
また、クロロスルホン化ポリエチレンゴム(デュポン社製 ハイパロン40)を原料ゴムとして、原料ゴム100質量部に対してISAFカーボンブラック(新日鉄化学社製 ニテロン#300)20質量部、受酸剤5質量部、オゾン老化防止剤(精工化学社製 サンタイトC)2質量部、シリカ(日本シリカ社製 ニプシールVN3)35質量部、炭酸カルシウム(白石工業社製 白艶華CC)40質量部、架橋活性助剤2質量部、オイル(なたね油)15質量部、可塑剤B(DOP)20質量部及びステアリン酸1質量部を添加して混練りし、これをマスターバッチD(比重1.390)とした(配合は表4参照)。このゴム生地の色は黒色となった。
【0047】
マスターバッチC、D配合物は、いずれも押出成形用配合であり、可塑性を増して押出成形性を改良している。また、ゴム生地の色(白色、黒色)の違いや色調でブレンド比の違いや混練状態の良否を判断できるようにしている。
【0048】
そして、押出成形機を用いてマスターバッチC及びDのそれぞれを帯状に成形し、帯状に成形されたマスターバッチA及びBを接合一体化することによってセルフ架橋性ゴム積層体の帯状体を形成した。このとき、セルフ架橋性ゴム積層体の帯状体においてマスターバッチCとマスターバッチDとを質量比が83.3:16.7(体積比 80.4:19.6)となるように、それぞれの帯状のマスターバッチを成形した(表5参照)。すなわち、帯状のマスターバッチA及びBのそれぞれの断面積の比が混合体積比である80.4:19.6となるようにした。
【0049】
このセルフ架橋性ゴム積層体の帯状体を押出成形機に投入し、混練加熱することによってセルフ架橋させ、シート状の架橋ゴム組成物を成形し、これを例6とした。
【0050】
−例7−
マスターバッチAとマスターバッチBとの質量比を75.0:25.0(体積比 71.2:28.8)としたことを除いては、例6と同一構成の架橋ゴム組成物を例7とした(表5参照)。
【0051】
−例8−
マスターバッチAとマスターバッチBとの質量比を66.6:33.4(体積比 62.2:37.8)としたことを除いては、例6と同一構成の架橋ゴム組成物を例8とした(表5参照)。
【0052】
−例9−
マスターバッチAとマスターバッチBとの質量比を50.0:50.0(体積比 45.2:54.8)としたことを除いては、例6と同一構成の架橋ゴム組成物を例9とした(表5参照)。
【0053】
−例10−
マスターバッチAとマスターバッチBとの質量比を33.4:66.6(体積比 29.2:70.8)としたことを除いては、例6と同一構成の架橋ゴム組成物を例10とした(表5参照)。
【0054】
【表4】
Figure 0003611505
【0055】
【表5】
Figure 0003611505
【0056】
<試験評価方法>
各例に係る架橋ゴム組成物について、試験評価1と同様にして引張試験、引裂試験、反発弾性試験及び硬さ試験を実施した。
<試験評価結果>
試験評価結果を表6に示す。
【0057】
同表によれば、ゴム硬さは試験評価1と同様にENRリッチからCSMリッチになるに従って上昇している。マスターバッチC、Dは押出成形性を改良した高可塑化配合であり、マスターバッチA、Bよりも、引張強さ、引裂強さともに低下した値となったが、ブレンド比と物性値との関係はマスターバッチA、Bと同一の傾向の関係となった。一方、破断伸びは可塑性が向上したのに伴い上昇している。反発弾性率は、高充填配合となったため、マスターバッチA、Bのもの(試験評価1)より低く、より高減衰を具現したものとなっているが、反面、透明性は失われている。これらのマスターバッチC、Dを以下の押出実験に使用して評価を行った。
【0058】
【表6】
Figure 0003611505
【0059】
(試験評価3)
<試験評価用サンプル>
以下の例11〜14に係るシート状の架橋ゴム組成物を準備した。
−例11−
試験評価2において使用したマスターバッチC及びDを、質量混合比が75.0:25.0(体積比 71.2:28.8)となるように、ロールミキサーで混練りし、そのセルフ架橋性ゴム積層体の練りゴムを3日間常温雰囲気下に保管した。そして、その3日間保管したセルフ架橋性ゴム積層体の練りゴムをトランスファー成形機に投入してシート状の架橋ゴム組成物を成形し、これを例11とした。
−例12−
試験評価2において使用したマスターバッチC及びDを、質量混合比が75.0:25.0(体積比 71.2:28.8)となるようにロールミキサーで混練りした後、ロールミキサーから切り出して帯状に成形し、それをすぐに射出成形機に投入したことを除いては例11と同一構成のシート状の架橋ゴム組成物を成形し、これを例12とした。
−例13−
成形した帯状のセルフ架橋性ゴム積層体の練りゴムを成形後3日間常温雰囲気下に保管して射出成形を行ったことを除いては例12と同一構成のシート状の架橋ゴム組成物を成形し、これを例13とした。
−例14−
ロールミキサーで混練りした後押出成形機で帯状に成形したことを除いては例13と同一構成のシート状の架橋ゴム組成物を成形し、これを例14とした。
<試験評価方法>
各例に係る架橋ゴム組成物の外観観察及び引張試験を実施した。引張試験は試験評価1と同様の要領で行った。
<試験評価結果>
例11〜14に係る各架橋ゴム組成物の外観状態とその客観評価、試験評価1における例7の引張強さ(TB0)及び破断伸び(EB0)に対する引張強さ(TB)及び破断伸び(EB)の百分率を表7に示す。
【0060】
同表によれば、両マスターバッチを混練した直後に成形した例12の場合には、例7と同等特性の架橋ゴム組成物を得ることができたが、混練後3日保管した例11,13及び14の場合には、例7とは引張特性が異なり、外観表面にチャタリングやフローマークが現れた架橋ゴム組成物が成形されたということが分かる。これは、混練りした状態で保管することにより架橋反応が進行し、架橋密度の不均一な架橋ゴム組成物が成形されたためであると考えられる。
【0061】
【表7】
Figure 0003611505
【0062】
(試験評価4)
<試験評価方法>
試験評価2において使用したマスターバッチC及びマスターバッチDのそれぞれを帯状に押出成形した。このとき、マスターバッチCとマスターバッチDとの質量比が75.0:25.0(体積比 71.2:28.8)となるように、それぞれのマスターバッチを成形した。すなわち、帯状のマスターバッチC及びDのそれぞれの断面積の比が混合体積比である71.2:28.8となるようにした。
【0063】
そして、それぞれのマスターバッチを別個に射出成形機のフィーダに投入し、シート状の架橋ゴム組成物を射出成形した。この成形を25回実施して成形上の不具合パターンを分類し、各不具合パターンの一例については、外観観察及び引張試験を実施した。引張試験は試験評価1と同様の要領で行った。
<試験評価結果>
25回実施した成形において5つの不具合パターンが観察された。(不具合1〜5)。その不具合の内容は以下の通りである。
【0064】
−不具合1−
マスターバッチDの帯状体がフィーダ部で徐々に細くなっていってしまい、最終的に切断した。成形品表面はべと付きがある。
【0065】
−不具合2−
マスターバッチCの帯状体が優先的に射出成形機に供給されてマスターバッチCの溜まりが形成され、それによってマスターバッチDの帯状体の進入通路が塞がれた。成形品表面はべと付きがある。
【0066】
−不具合3−
マスターバッチDの帯状体が優先的に射出成形機に供給された。成形品表面は硬い。
【0067】
−不具合4−
マスターバッチCの帯状体がフィーダ部で切断し、マスターバッチDの帯状体のみが射出成形機に供給された。架橋反応が起こっておらず、成形品表面は強力な粘着性を有する。
【0068】
−不具合5−
マスターバッチCの帯状体がフィーダ部で切断し、マスターバッチDの帯状体のみが射出成形機に供給された。架橋反応が起こっておらず、成形品表面は強力な粘着性を有する。
【0069】
また、各不具合パターンの一例の外観状態とその客観評価、試験評価2における例7の引張強さ(TB0)及び破断伸び(EB0)に対する引張強さ(TB)及び破断伸び(EB)の百分率を表8に示す。
【0070】
同表より明らかなように、いずれの不具合パターンでも、均一割合でマスターバッチC及びDを混合した例7とは大きく異なる引張特性を呈していることが分かる。これは、マスターバッチC及びDの成形機への供給量が不均一となったために、架橋ゴム組成物の構成が例7と異なるものとなってしまったためであると考えられる。
【0071】
【表8】
Figure 0003611505
【0072】
(試験評価5)
<試験評価サンプル>
以下の例15及び16に係るシート状の架橋ゴム組成物を準備した。
−例15−
試験評価1において使用したマスターバッチA及びBのそれぞれを帯状に押出成形した。このとき、各マスターバッチは、図4に示すような長手方向に嵌め合い接合可能なものに成形した。また、マスターバッチAとマスターバッチBとの単位長さ当たりの質量比が50.0:50.0(体積比 52.7:47.3)となるように、それぞれを成形した。
【0073】
そして、両マスターバッチを成形機のフィーダ寸前で嵌め合わせて接合し、それを射出成形機に投入して混練加熱することによりセルフ架橋させ、シート状の架橋ゴム組成物を成形し、これを例15とした。なお、射出成形は帯状体を成形した日の30日後に行った。
−例16−
マスターバッチA及びBのそれぞれを、図8(a)に示すような幅方向に嵌め合い接合可能なものに成形したことを除いて例15と同一構成のシート状の架橋ゴム組成物を成形し、これを例16とした。
<試験評価方法>
各例に係る架橋ゴム組成物の外観観察及び引張試験を実施した。引張試験は試験評価1と同様の要領で行った。
<試験評価結果>
例15及び16に係る各架橋ゴム組成物の外観状態とその客観評価、試験評価1における例4の引張強さ(TB0)及び破断伸び(EB0)に対する引張強さ(TB)及び破断伸び(EB)の百分率を表9に示す。
【0074】
同表によれば、2つの帯状のマスターバッチを凹凸形状による嵌め合い接合一体化することにより、両マスターバッチの混合割合の不均一を生じることなく、例4と同等特性の架橋ゴム組成物を得ることができるということが分かる。
【0075】
【表9】
Figure 0003611505
【0076】
(試験評価6)
<試験評価サンプル>
以下の例17〜21に係るシート状の架橋ゴム組成物を準備した。
−例17−
試験評価2において使用したマスターバッチC及びDをそれぞれ帯状に押出成形した。このとき、両マスターバッチは、図10(c)に示すような同幅のフラットなリボン状に成形した。また、マスターバッチCとマスターバッチDとの質量比が75.0:25.0(体積比 71.2:28.8)となるように、それぞれを成形した。すなわち、帯状のマスターバッチC及びDのそれぞれの断面積の比が混合体積比である71.2:28.8となるようにした。そして、両マスターバッチを融着して接合一体化させることによりセルフ架橋性ゴム積層体の帯状体を成形し、成形した帯状体を常温雰囲気下で30日間保管した。
【0077】
そして、成形後30日間保管した帯状体を射出成形機に投入してシート状の架橋ゴム組成物を射出成形し、これを例17とした。
【0078】
−例18−
帯状の両マスターバッチを接合剤としてのクマロン樹脂(プロセスレジンA−81)を介して接合したことを除いては例17と同一構成のシート状の架橋ゴム組成物を射出成形し、これを例18とした。
【0079】
−例19−
帯状の両マスターバッチを接合剤としての炭化水素樹脂(クイントンA−100)を介して接合したことを除いては例17と同一構成のシート状の架橋ゴム組成物を射出成形し、これを例19とした。
【0080】
−例20−
帯状の両マスターバッチを接合剤としてのトランス−1,4−イソプレン樹脂を介して接合したことを除いては例17と同一構成のシート状の架橋ゴム組成物を射出成形し、これを例20とした。
【0081】
−例21−
帯状の両マスターバッチを接合剤としてのハイスチレン樹脂(JSR 0066)を介して接合したことを除いては例17と同一構成のシート状の架橋ゴム組成物を射出成形し、これを例21とした。
<試験評価方法>
各例に係る架橋ゴム組成物の外観観察及び引張試験を実施した。引張試験は試験評価1と同様の要領で行った。
<試験評価結果>
例17〜22に係る各架橋ゴム組成物の外観状態とその客観評価、試験評価2における例7の引張強さ(TB0)及び破断伸び(EB0)に対する引張強さ(TB)及び破断伸び(EB)の百分率を表10に示す。
【0082】
同表によれば、帯状の両マスターバッチの接合に関して、融着による接合又は接合剤を使用した接合のいずれを適用した場合であっても成形品たる架橋ゴム組成物の特性に大きな影響は及ばないことが分かる。これは、帯状体の成形後30日程度の保管は、接合剤を使用しなくても可能であることを意味するものである。また、接合剤を使用した場合には、さらに長期間の保管後の使用においても何ら成形性に問題ないことが期待される。
【0083】
【表10】
Figure 0003611505

【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1に係るゴム加工製品の製造工程における材料準備工程から分出し工程までを示す説明図である。
【図2】実施形態1に係るゴム加工製品の製造工程における接合工程から成形工程までを示す説明図である。
【図3】凹凸加工装置の概略構成図である。
【図4】実施形態1に係る第1及び第2マスターバッチを接合一体化した帯状体の斜視図である。
【図5】実施形態2に係るゴム加工製品の製造工程における接合工程を示す説明図である。
【図6】実施形態3に係るゴム加工製品の製造工程を示す説明図である。
【図7】他の実施形態に係るセルフ架橋性ゴム積層体の帯状体(長さ方向嵌合)の斜視図である。
【図8】他の実施形態に係るセルフ架橋性ゴム積層体の帯状体(幅方向嵌合)の斜視図又は断面図である。
【図9】押出成形機の口金部分の斜視図である。
【図10】他の実施形態に係るセルフ架橋性ゴム積層体の帯状体の断面図である。
【図11】成形機投入直前における第1及び第2マスターバッチの接合の説明図である。
【符号の説明】
1 第1マスターバッチ
2 第2マスターバッチ
3 ロールミキサー
4 分出し装置
4a 口金
5,12 パレテーナ
6 押出成形機
7 凹凸加工装置
7a,7c プーリ
7b 第1平ベルト
7d 突条
7e 第2平ベルト
8 接合剤塗布装置
9 接合装置
10 冷却機
11 帯状体
13 裁断機
14 秤量装置
15 射出成形機
16 高速せん断型押出成形機
17 接合剤
18 クロスヘッド押出成形機
19 外層成形機
20 積層シート
21 裁断プレス
22 粒状体
23 送りロール
24 成形機

Claims (5)

  1. 混練加熱されることによりセルフ架橋するセルフ架橋性ゴム積層体であって、
    セルフ架橋可能な組み合わせとなる複数のゴム組成物からなり、各ゴム組成物が単位量当たりに所定割合含まれるように積層接合一体化されていることを特徴とするセルフ架橋性ゴム積層体
  2. 請求項において、
    上記積層接合一体化された複数のゴム組成物のそれぞれが単位長さ当たりに所定割合含まれている帯状体に形成されていることを特徴とするセルフ架橋性ゴム積層体
  3. 請求項において、
    上記帯状体の横断面において、上記各ゴム組成物は、該ゴム組成物の含有体積割合と同一割合の面積を占有していることを特徴とするセルフ架橋性ゴム積層体
  4. 請求項のいずれか一において、
    上記セルフ架橋可能な組み合わせとなる複数のゴム組成物のそれぞれは、ゴム組成物との組み合わせでセルフ架橋しない接合剤を介して該ゴム組成物との組み合わせでセルフ架橋する他のゴム組成物に積層接合一体化されていることを特徴とするセルフ架橋性ゴム積層体
  5. 請求項のいずれか一において、
    上記セルフ架橋可能な組み合わせとなる複数のゴム組成物は、エポキシ化天然ゴム組成物(ENR)及びクロロスルホン化ポリエチレンゴム組成物(CSM)であると共に、該エポキシ化天然ゴム組成物(ENR)と該クロロスルホン化ポリエチレンゴム組成物(CSM)との質量比(ENR/CSM)が50/50〜95/5であり、
    且つ含有するゴム成分100質量部に対してシリカを2〜80質量部含むことを特徴とするセルフ架橋性ゴム積層体。
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