JP5011737B2 - 発泡ゴム組成物 - Google Patents

Description

本発明は、発泡ゴム組成物に関し、さらに詳しくは、気泡の潰れを防止する高硬度化を、成形加工性を向上しながら可能にする発泡ゴム組成物に関する。

クロロプレンゴムは、難燃性、耐油性などに優れているため、これに独立気泡を含むようにした発泡ゴムは、自動車部品等の工業用部品として、さらに、吸音材や緩衝材などの用途に広く使用されている。発泡ゴムの成形は、発泡剤を配合した未加硫ゴムを金型に入れ、加熱下で加硫・発泡成形する方法が一般的である（例えば、特許文献１参照）。

しかし、このようにして得た発泡ゴムは高い圧力が負荷される苛酷な条件下に使用される用途では、内部の気泡が潰れて所期の性能が得られなくなるという問題がある。

この対策としては加硫後の発泡ゴムを高硬度化することが有効である。従来、ゴムを高硬度化する方法としては、未加硫ゴムにカーボンブラックや充填剤を多量に配合したり、フェーノール樹脂又はエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を配合する方法がある。しかし、これらの方法は、ゴムが焼けやすく、押出工程で加熱されると一層加硫が進みやすくなり、貯蔵安定性に欠けるという欠点がある。特に、フェノール樹脂を配合する方法（例えば、非特許文献１参照）では、成形時にフェノール樹脂自身が３次元網目架橋構造を形成するためムーニースコーチタイムが４〜６分程度と極めて短いために、成形作業時間の制約が大きく、成形作業性が劣るという問題があった。
特開昭５３−２６８６３号公報 金子秀男著「応用ゴム加工技術１２講（下巻）」大成社、ｐ．８３〜８８

本発明の目的は、気泡の潰れを防止する高硬度化を、成形加工性を向上しながら可能にする発泡ゴム組成物を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の発泡ゴム組成物は、吸音材又は緩衝材に使用する発泡ゴム組成物であって、クロロプレンゴム１００重量部に、スチレン含量５０〜９０重量％のスチレン−ブタジエン共重合体を１０〜８０重量部と、有機発泡剤又はマイクロバルーンを１〜１０重量部とを配合したことを特徴とする。

本発明の発泡ゴム組成物は、クロロプレンゴム１００重量部に、高硬度化の配合剤としてスチレン含量５０〜９０重量％のスチレン−ブタジエン共重合体を１０〜８０重量部配合したことにより、従来のフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を使用した場合よりもムーニースコーチタイムを長くし成形作業性を向上しながら、加硫・発泡成形後の高硬度化を可能にすることができる。したがって、高圧力が負荷される環境下にも発泡ゴム内部の気泡を潰れ難くすることができる。

本発明の発泡ゴム組成物において、クロロプレンゴムを高硬度化する配合剤としてスチレン含量５０〜９０重量％のスチレン−ブタジエン共重合体を使用する。

スチレン−ブタジエン共重合体は、スチレン含量を５０〜９０重量％にする。好ましくはスチレン含量５５〜８５重量％のハイスチレン樹脂がよく、発泡ゴムの硬度をさらに高くすることができる。

スチレン−ブタジエン共重合体の配合量としては、クロロプレンゴム１００重量部に１０〜８０重量部、好ましくは２５〜７５重量部配合する。スチレン−ブタジエン共重合体の配合量が１０重量部未満であると気泡の潰れを防止するような発泡ゴムの高硬度化を行うことができなくなり、８０重量部を超えるとゴム弾性がなくなり、かつ成形加工性が低下する。

本発明の発泡ゴム組成物を加硫成形した後の発泡ゴム成形体は、ＪＩＳ−Ａ硬度が好ましくは７０以上、より好ましくは７５〜１１０にするとよい。ＪＩＳ−Ａ硬度をこのような範囲内にすることにより、高圧力が負荷された場合でも、気泡が潰れずに発泡ゴム成形体を維持することができ好ましい。なお、ＪＩＳ−Ａ硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して測定する値である。

スチレン含量５０〜９０重量％のスチレン−ブタジエン共重合体は上記のように発泡ゴム組成物の高硬度化に寄与するだけでなく、ムーニースコーチタイムを延長化する作用を行う。ムーニースコーチタイムとしては好ましくは８分以上、より好ましくは１０分〜２０分と長くすることができる。このため成形作業時間に余裕を与え、成形加工性を向上することができる。なお、ムーニースコーチタイムは、ＪＩＳ Ｋ６３００−１に基づき温度１２５℃において、粘度が最低値から、最低値と最高値の差の５％増加するまでの時間（分）とする。

本発明の発泡ゴム組成物は独立気泡を包含することで特徴づけられ、その気泡の形成は、有機発泡剤又はマイクロバルーンを用いればよい。その配合量としては、ゴム１００重量部に１〜１０重量部、好ましくは１〜５重量部を配合するとよい。発泡剤の配合量をこのような範囲内にすると、より適度な発泡倍率の発泡ゴム組成物が得られ好ましい。

有機発泡剤は、特に限定されるものではなく、ニトロソ化合物、アゾ化合物、スルホニルヒドラジド系化合物等が好ましく、なかでもアゾ化合物がより好ましい。アゾ化合物はアゾジカルボソアミド、アゾビスイソブチルニトリル、ジアゾアミノベンゼン等が挙げられ、ニトロソ化合物はＮ，Ｎ′−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ′−ジメチル−Ｎ，Ｎ′−ジニトロソテレフタルアミド等が挙げられ、スルホニルヒドラジド系化合物は、ベンゼンスルホニルヒドラジド、トルエンスルホニルヒドラジド等が挙げられる。また、その他に、ｐ−トルエンスルホニルアジド、４，４′−ジフェニルスルホニルアジド、４，４′−オキシビスベンゾソスルホニルヒドラジド等の有機発泡剤を用いることもできる。これらは単独で若しくは２種以上併せて用いられる。特に好ましくは、加熱上昇、温度によるガス発生量の点から、アゾジカルボソアシドを用いるとよい。

また、マイクロバルーンは、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を殻とする微細な中空体である。なお、マイクロバルーンを使用した場合、ポリマー殻が発泡ゴム中に残ることから、本発明では有機発泡剤を使用する方が好ましい。

本発明の発泡ゴム組成物には、上記成分のほかに、必要に応じてさらに他の配合剤を添加することができる。例えば、加硫促進剤、加硫促進助剤、発泡遅延剤、発泡助剤、ゴム補強剤、老化防止剤、紫外線吸収剤等が好ましく挙げられる。

特に、ナフテン油を配合することにより、ムーニースコーチタイムを長くすることができる。ナフテン油の配合量としては、クロロプレンゴム１００重量部に対して、２〜２０重量部が好ましく、より好ましくは５〜１５重量部にするとよい。

本発明において、発泡ゴム組成物は高硬度の板状体やシート状物に加工することができる。加工方法としては、未加硫の発泡ゴム組成物からシートを成形し、これを金型のキャビティに入れ、加熱して加硫・発泡成形する。シート成形は、未加硫の発泡ゴム組成物を温度６０〜１１０℃の練りロール、バンバリーミキサー、ニーダー等により混練して調製し、これを温度５０〜９０℃の押出機、ロール、圧延機等により所定の厚みとなるようにシート成形することが好ましい。

本発明の発泡ゴム組成物は、フェノール樹脂を配合した場合よりもムーニースコーチタイムを長くするため、未加硫シートの保存安定性を高くすることができる。

未加硫シートの加硫・発泡に使用する場合の金型キャビティの厚みとしては、未加硫シートの厚みに対して発泡倍率（発泡代の厚み）が、１０％〜４０％になるように設定することが好ましい。発泡倍率を１０％〜４０％にすると、吸音材や緩衝材などに使用する場合に吸音と緩衝の性能を両立して発揮することができる。

加硫・発泡成形時の加硫・発泡温度は、従来から知られているものでよく１００〜１８０℃、好ましくは１３０〜１６０℃でよい。

本発明の発泡ゴム成形体は、吸音材又は緩衝材に使用する。

以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定されるものではない。

〔実施例１〜８及び比較例１、２〕
下記に列記されたゴム、原材料の中から、それぞれ表１の実施例１〜８、比較例１、２に記載する配合割合において、先ず加硫助剤、亜鉛華及び有機発泡剤を除く原材料を、容量２０リットルのニーダーミキサーにて約１５分間混合した後、このゴム混合物を１８インチ練りロールに巻きつけて加硫助剤、亜鉛華及び有機発泡剤を添加し温度７０℃以下で約１０分間混練し発泡ゴム組成物を得た。
・クロロプレンゴム；昭和電工デュポン社製ネオプレンＷＲＴ
・ハイスチレン樹脂；日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ ２０５７Ｓ
・水素添加スチレン系重合体；旭化成工業社製タフテックＰ２０００
・粉末ポリエチレン；旭化成工業社製サンファインＬＨ
・フェノール樹脂；住友デュレス社製クレゾール／フェノールホルムアルデヒド樹脂
・青ペトロラタム；山文油化社製ペトロラタムＹＲ
・ナフテン油；日本石油社製コウモレックス２号

また、以下の配合剤は、実施例１〜８及び比較例１、２について共通に配合した。
・酸化マグネシウム； ４重量部（協和化学工業社製キョウワマグ１５０）
・カーボンブラック；４０重量部（中部カーボン社製カーボンＦＥＦ ＨＴＣ−１００）
・ステアリン酸； １．５重量部（日本油脂社製ビーズステアリン酸）
・老化防止剤； １重量部（大内新興化学社製ノクラック６Ｃ）
・加硫遅延剤； ２重量部（三新化学社製サンセラーＴＳ−Ｇ）
・加硫助剤； １重量部（三新化学社製サンミックス２２−８０Ｅ）
・亜鉛華； ５重量部（正同化学社製亜鉛華３号）
・有機発泡剤； ２重量部（永和化成社製ビニホールＡＣ＃３）

得られた発泡ゴム組成物について、それぞれ下記の測定方法によりムーニースコーチタイムと、成形後の発泡ゴムのＪＩＳ−Ａ硬度を評価したところ、表１に記載の結果が得られた。

本発明の発泡ゴム組成物（実施例１〜８）は、加硫成形後にＪＩＳ−Ａ硬度７０以上を得ながらムーニースコーチタイムが長く成形加工性に優れることが確認された。また、未加硫成形シートの貯蔵安定性にも優れ、実施例２の発泡ゴム組成物は、温度４０℃、湿度
６５ＲＨ％の状態で６週間貯蔵後の加硫・発泡成形も良好に行うことができることが認められた。

これに対して、比較例２は、ムーニースコーチタイムが実施例１〜８に比べていずれも短かった。さらに、比較例２の未加硫成形シートを温度４０℃、湿度６５ＲＨ％の状態で１週間貯蔵すると、加硫・発泡が困難となることが確認され、貯蔵安定性に劣ることがわかった。

〔ムーニースコーチタイム〕
発泡ゴム組成物のムーニースコーチタイムは、ＪＩＳ Ｋ６３００−１に基づいて、温度１２５℃において、粘度が最低値から、最低値と最高値の差の５％増加するまでの時間（分）を測定した。

〔ＪＩＳ−Ａ硬度〕
発泡ゴム組成物を押出機にて、温度５４℃で厚み９ｍｍになるように押出成形し未加硫ゴムシートを得た。未加硫ゴムシートを所定の長さに切断して、厚み１２ｍｍ（発泡代３ｍｍ）の額縁状金型枠の中に入れ、温度１５０℃、圧力１．２ＭＰａの条件で１時間、加硫発泡成形を行い、発泡倍率２５％の発泡ゴム成形体を得た。得られた発泡ゴム成形体をＪＩＳ Ｋ ６２５３に準じて、ＪＩＳ−Ａ硬度を測定した。

Claims (3)

1. 吸音材又は緩衝材に使用する発泡ゴム組成物であって、クロロプレンゴム１００重量部に、スチレン含量５０〜９０重量％のスチレン−ブタジエン共重合体を１０〜８０重量部と、有機発泡剤又はマイクロバルーンを１〜１０重量部とを配合した発泡ゴム組成物。
2. 前記クロロプレンゴム１００重量部に、ナフテン油２〜２０重量部を配合した請求項１に記載の発泡ゴム組成物。
3. 加硫成形後のＪＩＳ−Ａ硬度が７０以上である請求項１または２に記載の発泡ゴム組成物。