JP5554506B2 - 未加硫ゴム用防着剤パック - Google Patents
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Description
1)まず、生ゴム(天然ゴム、合成ゴムまたはそれらの混合物)を、素練りロール、バンバリーミキサー、プラチスケーター等で素練りを行い、ゴムに可塑性を与える。
2)次に、配合剤としてのカーボンブラック、硫黄、酸化亜鉛、促進剤、老化防止剤等を素練りゴムに混入しながら、オープンロールまたはバンバリーミキサーを使用して充分に混練する。
3)その後は、ゴムの用途に応じて、成型、加硫等の工程を経て、タイヤ、チューブ等のゴム製品を製造する。
このようなゴムの生産加工工程において、未加硫ゴムを次の成型や加硫等の工程に移行するまでの間、積み重ねて貯蔵することがあり、この場合にゴムの密着を防止する目的で密着防止剤(防着剤)が使用されている。
しかしながら、このような密着防止剤をゴムに塗布する際に発生する粉塵が作業環境を汚染させることが問題となっている。密着防止剤を水に懸濁させて使用するウェット法にしても、水に分散させる際に粉塵飛散が発生し作業環境を汚染する。また、ゴム表面に付着した後も、次の成型や加硫等の工程に移行するまでの間に粉落ちして粉塵が発生するといった問題もある。密着防止剤は基本的にはゴム製品にとって異物であり、微量の異物でもゴム製品の物理的性質に大きな影響を与える場合があるので、密着防止剤の作業環境への粉塵飛散は極力少ないことが望ましい。粉塵発生による作業環境の汚染を抑制する方法として、局所排気装置を設置する手段もあるが、設備投資費用が必要であるし根本的な解決にはならない。このような理由から粉塵飛散が少なく、防着性に優れる密着防止剤の開発が望まれている。
また、特許文献2には造膜性を有する水溶性高分子30〜90重量部と陰イオン活性剤または非イオン界面活性剤70〜10重量部とからなる防着用組成物が開示されている。この防着用組成物は、粉体を使用しないことを特徴としている。しかしながら、水溶性高分子と界面活性剤のみの組成では、防着用組成物を塗布したゴム面の滑り摩擦力が大きく作業現場でゴムが滑り難く作業性の低下が懸念される。またゴムの生産加工工程において凝集して乾固した凝固物が、ゴムに混入した場合、ゴムの練り工程でその凝固物が崩壊しないでゴム中に異物として残存し加硫ゴムの物理的性質を低下させる問題点があるため実用性にかける。
このように、特許文献1〜3の防着剤にはそれぞれ問題がある。したがって、粉塵飛散の問題を抱えつつも、従来の防着剤を使用せざるを得ないというのが現状であった。
すなわち、本発明の未加硫ゴム用防着剤パックは、水膨潤性粘土鉱物を必須成分とする微粉末を含有する防着性成分がけん化度80〜93モル%のポリビニルアルコールの水溶性フィルムにより包装されてなり、前記微粉末に占める前記水膨潤性粘土鉱物の重量割合が20〜80重量%であり、前記水溶性フィルムが包装材としての役割を終えた後も防着性を高める成分として機能するパックである。
水溶性フィルムの20℃における水に対する溶解時間が60秒以下であると好ましい。
水膨潤性粘土鉱物が、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイトおよびスチーブンサイトから選ばれる少なくとも1種から構成されるとさらに好ましい。
防着性成分が、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、セルロースエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アラビアガム、グアーガム、キサンタンガム、ポリアクリル酸ソーダおよび燐酸化でんぷんから選ばれる少なくとも1種の水溶性高分子をさらに含有し、微粉末を100重量部としたときに、水溶性高分子0.1〜90重量部であると好ましい。
本発明の防着処理された未加硫ゴムの製造方法では、本発明の未加硫ゴム用防着剤パックを用いるために、水に分散させて使用する際に粉塵発生を防止でき、効率よく優れた防着性を有する未加硫ゴムを製造できる。
本発明の未加硫ゴム用防着剤パック1は、たとえば図1に示すように、防着性成分2が水溶性フィルム3により包装されてなるパックである。
水溶性フィルムは、防着性成分を包装する包装材であり、けん化度80〜93モル%のポリビニルアルコールを必須とし、水溶性を有するフィルムである。
ポリビニルアルコールは、ビニルエステルを重合して得られる重合体のけん化物である。ビニルエステルとしては、たとえば、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ステアリン酸ビニル、ピバリン酸ビニルおよびバーサティック酸ビニル等のビニルエステルが挙げられるが、工業生産性や1,2−グリコール結合の生成の容易さの点から、酢酸ビニルが好ましい。
ポリビニルアルコールは、酸化防止剤や紫外線吸収剤等の安定化剤や、可塑剤をさらに含有してもよい。可塑剤については、特に限定はないが、ポリビニルアルコールの相溶性の点から多価アルコール類が好ましい。多価アルコール類としては、生分解性の点から、グリセリン、トリメチロールプロパン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、プロピレングリコールが好ましく、1種または2種以上を併用してもよい。
ポリビニルアルコールの重合度については、特に限定はないが、未加硫ゴムに形成されるポリビニルアルコールの被膜強度の点からは、好ましくは500〜5000、より好ましくは700〜5000、さらに好ましくは900〜5000、特に好ましくは1000〜3000である。
水溶性フィルムの20℃における水に対する溶解時間については特に限定はないが、好ましくは60秒以下、より好ましくは1〜50秒、さらに好ましくは5〜40秒、特に好ましくは10〜30秒である。
水溶性フィルムの大きさについては、防着性成分の量に従って適宜設定されるので特に限定はないが、たとえば、図1で示す防着性成分を包装した状態の縦(cm)×横(cm)の大きさが、好ましくは(1〜120)cm×(1〜80)cm、より好ましくは(5〜100)cm×(2〜70)cm、さらに好ましくは(10〜90)cm×(5〜60)cm、最も好ましくは(20〜90)cm×(10〜60)cmである。
水溶性フィルムは、ポリビニルアルコール以外に後述の防着性成分を構成する種々成分を、防着性成分とは別に含有してもよい。
次に、水溶性フィルムにより包装される防着性成分を詳しく説明する。
防着性成分については、水膨潤性粘土鉱物を必須成分とする微粉末を含有する。微粉末と界面活性剤とを含有する組成物であると、未加硫ゴム表面への付着性に優れ防着性および滑性を発揮する効果が大きいために好ましい。防着性成分は水溶性高分子をさらに含有してもよい。
微粉末は、未加硫ゴム表面に付着して防着性および滑性を発揮する成分である。特に、防着性成分が水溶性高分子をさらに含有する場合は、水溶性高分子やポリビニルアルコールからなる被膜に含まれて防着性および滑性を発揮する成分である。
微粉末としては、水膨潤性粘土鉱物を必須成分とし、水膨潤性粘土鉱物以外の微粉末をさらに含むものでもよい。前記水膨潤性粘土鉱物としては、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチーブンサイト等が挙げられる。又、前記水膨潤性粘土鉱物以外の微粉末としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム等の炭酸塩;カオリン、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、クレー、タルク、マイカ、セリサイト等のケイ酸塩;硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の硫酸塩;シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、三酸化アンチモン、酸化チタン、ホワイトカーボン、酸化鉄等の金属酸化物;水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化鉄等の金属水酸化物;ベンガラ;カーボンブラック;グラファイト;オレイン酸カリウム、オレイン酸ナトリウム、ドデカン酸カリウム、ドデカン酸ナトリウム、牛脂硬化脂肪酸ナトリウム、牛脂硬化脂肪酸カリウム、ヤシ油脂肪酸ナトリウム、ヤシ油脂肪酸カリウム等の脂肪酸石鹸、ラウリン酸マグネシウム、ラウリン酸カルシウム、ラウリン酸亜鉛、ミリスチン酸マグネシウム、ミリスチン酸カルシウム、ミリスチン酸亜鉛、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸カルシウム、パルミチン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、トリオクタデカン酸アルミニウム、ジオクタデカン酸アルミニウム、モノオクタデカン酸アルミニウム、オクタデカン酸カルシウム、オクタデカン酸亜鉛、オクタデカン酸マグネシウム、オクタデカン酸バリウム等の金属石鹸;パラフィンワックス、マイクロクリスタンワックス、キャンデリラワックス、カルナバワックス、ライスワックス、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス、モンタンワックス、みつろう、ラウリン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、硬化ひまし油、12−ヒドロキシステアリン酸等のワックス;ポリスチレン樹脂;ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリル、ポリメチル(メタ)アクリレート等のアクリル樹脂等から構成されるものが挙げられる。なかでも、微粉末が、モンモリロナイトを必須成分とし、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、クレー、タルク、マイカ、ホワイトカーボン、脂肪酸石鹸、金属石鹸、ワックス、ポリスチレン樹脂およびアクリル樹脂から選ばれる少なくとも1種をさらに構成すると、防着性および滑性に優れた被膜を形成するので好ましい。
ここで、水膨潤性粘土鉱物とは、適量の水(たとえば、水膨潤性粘土鉱物100重量部に対して少なくとも30重量部以上の水)を含んでいる時に、粘性、可塑性および膨潤性を示す鉱物と定義される。本発明の防着性成分が微粉末として水膨潤性粘土鉱物を含有しているため、防着性成分は未加硫ゴム表面に容易に強固な被膜を形成することができる。特に、未加硫ゴム用防着剤パックが防着性成分として水膨潤性粘土鉱物を含む場合、未加硫ゴム用防着剤パックを水に配合して得られる分散液の粘度を上げ、被膜形成能をさらに高めることができる。
これらの水膨潤性粘土鉱物のうちでも、特に膨潤性が著しいことから、モンモリロナイトが好ましい。モンモリロナイトは2八面体型含水層状珪酸塩鉱物であり、ナトリウム、カルシウム、カリウム、マグネシウム、水素イオンなどを交換陽イオンとして含有する。これらの陽イオンは容易に交換される性質を有しており、かつ容易に水を取り込める性質も有している。交換陽イオンがナトリウムイオンであると、水和力で水分子を取り込みやすく、層間隔が増大し膨潤が著しい。
微粉末に占めるベントナイトの重量割合については、ゴム表面に対する被膜性を考慮すると、通常、20〜80重量%であり、さらに好ましくは30〜80重量%、特に好ましくは40〜80重量%、最も好ましくは50〜80重量%である。ベントナイトの重量割合が80重量%超であると、未加硫ゴム用防着剤パックを水に配合して得られる分散液のハンドリング性が低下する。一方、ベントナイトの重量割合が20重量%未満であると、防着性が低下する。
微粉末の粒度分布の変動係数CVは、特に限定されないが、好ましくは35%以下、さらに好ましくは30%以下、特に好ましくは25%以下である。変動係数CVは、以下に示す計算式(1)および(2)で算出される。
微粉末の比重については、特に限定はないが、未加硫ゴムへの付着性等を考慮すると、好ましくは0.5〜5、より好ましくは0.5〜4.5、さらに好ましくは0.5〜4、特に好ましくは0.6〜3.5、最も好ましくは0.7〜3である。
界面活性剤は、未加硫ゴムに対して「濡れ」を補助する成分である。界面活性剤が本発明の未加硫ゴム用防着剤パックに含まれていることによって、微粉末をより均一にゴム表面に被膜化できる。
ここで、「濡れ」とは、界面化学では固体または液体の表面にある一つの流体を他の液体で置換する現象と定義される。たとえば、固体/気体の界面が固体/液体の界面に置き換えられたとき、その固体は液体で濡れたという。したがって、本発明で濡れたと表現するときは、ゴム/空気の界面がゴム/本発明の未加硫ゴム用防着剤パックを水に配合して得られる、防着性成分とポリビニルアルコールと水とを含む分散液の界面に置き換えられたことを意味する。本発明で十分濡れていないと表現するときは、ゴム/空気の界面がゴム/未加硫ゴム用防着剤パック組成物の界面に完全に置き換えられていないことを意味する。
非イオン界面活性剤としては、たとえば、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルエーテル;ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル;ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノオレエート等のポリオキシアルキレン脂肪酸エステル;ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノオレエート等のソルビタン脂肪酸エステル;ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート等のポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル;グリセリンモノステアレート、グリセリンモノパルミテート、グリセリンモノラウレート等のグリセリン脂肪酸エステル;等のポリオキシアルキレン硬化ひまし油;アセチレンアルコール;アセチレングリコール及びアセチレングリコールのアルキレンオキサイド付加物;ポリオキシアルキレンソルビトール脂肪酸エステル;ポリグリセリン脂肪酸エステル;アルキルグリセリンエーテル;ポリオキシアルキレンコレステリルエーテル;アルキルポリグルコシド;ショ糖脂肪酸エステル;ポリオキシアルキレンアルキルアミン;オキシエチレンーオキシプロピレンブロックポリマー等が挙げられ、1種または2種以上を併用してもよい。なかでも、非イオン性界面活性剤が、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン硬化ひまし油、アセチレングリコールおよびアセチレングリコールのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも1種であると、ゴム表面に対して優れた濡れを発現するので好ましい。
陽イオン界面活性剤としては、たとえば、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化ラウリルトリメチルアンモニウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム等のアルキルトリメチルアンモニウム塩;ジアルキルジメチルアンモニウム塩;トリアルキルメチルアンモニウム塩、アルキルアミン塩が挙げられ、1種または2種以上を併用してもよい。
界面活性剤の配合割合については、特に限定はないが、微粉末100重量部に対して、好ましくは1〜60重量部、さらに好ましくは1〜50重量部、特に好ましくは1〜40重量部、最も好ましくは1〜30重量部である。界面活性剤の量が微粉末100重量部に対し60重量部超であると、未加硫ゴム用防着剤パックを水に配合して分散液を調製した場合に起泡が発生し易くなり好ましくない。一方、界面活性剤の量が1重量部未満であると、ゴム表面に対する濡れを向上させる効果が少なく、微粉末の被膜が不均一になり防着性および滑性が低下し好ましくない。
本発明の未加硫ゴム用防着剤パックの防着性成分は、水溶性高分子をさらに含有してもよい。水溶性高分子は、未加硫ゴム表面に被膜を形成して防着性および滑性を発揮する成分である。水溶性フィルムを構成するポリビニルアルコールも被膜を形成する成分であるが、被膜の造膜性を向上させ、さらに防着性および滑性を向上するためには、防着性成分が水溶性高分子をさらに含有することが好ましい。
でんぷん類としては、特に限定はないが、たとえば、小麦でんぷん、コーンスターチ、ばれいしょでんぷん、かんしょでんぷん、タピオカでんぷん、小麦粉でんぷん、酸化でんぷん、酢酸でんぷん、燐酸でんぷん、カルボキシメチルスターチ、カルボキシエチルスターチ、ヒドロキシエチルスターチ、陽性でんぷん、シアノエチル化でんぷん、ジアルデヒドでんぷん、燐酸化でんぷん等が挙げられる。
天然ガム類としては、特に限定はないが、たとえば、タラカントガム、アラビアガム、グアーガム、キサンタンガム、ブリティッシュガム、グルコマンナン、ジェランガム、タラガム、ローカストビーンガム、カラギナン、ウェランガム、ダイユータンガム、タマリンドガム、タマリンドシードガム、トラガントガム、ラムザンガム、サクシノグリカン、カラヤガム、ペクチン等が挙げられる。
蛋白類としては、特に限定はないが、たとえば、ゼラチン、カゼイン、コラーゲン等が挙げられる。
水溶性高分子の配合割合については、特に限定はないが、微粉末100重量部に対して、好ましくは0.1〜90重量部、さらに好ましくは0.1〜60重量部、特に好ましくは0.0.5〜50重量部、最も好ましくは0.5〜30重量部である。水溶性高分子の量が微粉末100重量部に対し90重量部超であると、未加硫ゴム用防着剤パックを水に配合して得られる分散液の粘度が高くなりすぎてハンドリング性が低下し、また、未加硫ゴム表面に形成した被膜の乾燥性に優れないことがある。一方、微粉末の量が0.5重量部未満であると、防着性および滑性を向上させる効果が小さくなることがある。
本発明の未加硫ゴム用防着剤パックの防着性成分は、上記で説明した各成分以外に、消泡剤や多価アルコール等をさらに含有していてもよい。
多価アルコールとしては特に限定はないが、たとえば、グリセリン、1,3−ブタンジオール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ペンチレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、ソルビトール、マルチトール、スクロース、エリスリトール、キシリトール等が挙げられ、1種または2種以上を併用してもよい。
防着性成分の調製方法については、特に限定はない。上記で説明した防着性成分を構成する各成分を同時に混合してもよく、成分ごとに順番に混合してもよく、予めいくつかの成分を混合しておいて残りの成分を後で添加混合等してもよい。
未加硫ゴム用防着剤パックの製造方法については、特に限定はなく、たとえば、防着性成分を構成する成分を予め混合して防着性成分を調製し、水溶性フィルムでパックする方法;防着性成分を構成する成分を水溶性フィルムの袋に添加してパックする方法;防着性成分を構成する成分を水溶性フィルム上に載せパック(包装)する方法等を挙げることができる。
包装機械としては、たとえば、水溶性フィルムから袋を製造しながら、防着性成分を充填する製袋充填機;水溶性フィルムを加工して予め製造しておいた袋に防着性成分を充填する給袋充填機等の自動フィルム包装機械等を挙げることができる。
製袋充填機としては、たとえば、横ピロー包装機、縦ピロー包装機、フィルム二つ折り式三方シール包装機、フィルム二つ折り式四方シール包装機、フィルム二枚合わせ式四方シール包装機等を挙げることができる。
また、未加硫ゴム用防着剤パックの製造方法において、真空包装、ガス置換包装、収縮包装など補助技術を適用しても構わない。
本発明の防着処理された未加硫ゴムの製造方法は、未加硫ゴム用防着剤パックを用いて、防着性成分を成形加工された未加硫ゴムの表面に付着させる処理工程を含む製造方法である。
成形加工された未加硫ゴムにおいて、それを製造する際の成形加工方法やその形状等について、特に限定はない。成形加工方法としては、たとえば、カレンダーロールシート成形法、ローラーヘッドシート成形法、押出シート成形法、ラム押出成形法、スクリュー押出成形法、圧縮成形法、注入成形法、射出成形法等を挙げることができる。また、成形加工された未加硫ゴムの形状としては、たとえば、シート状、フィルム状、ホース状、チューブ状、スポンジ状、パッキン、ベルト、靴底等を挙げることができる。
処理工程で用いる分散液を調製する際、未加硫ゴム用防着剤パックの配合割合については、特に限定はないが、水の配合量を100重量部としたときに、未加硫ゴム用防着剤パックは、好ましくは0.5〜10重量部、さらに好ましくは0.5〜8重量部、特に好ましくは0.5〜6重量部、最も好ましくは0.5〜4重量部である。未加硫ゴム用防着剤パックが水100重量部に対して10重量部超であると、防着性成分や水溶性フィルムに由来するポリビニルアルコールがゴム表面に付着する量が多くなり、水分の乾燥に要する時間が長くなるので、実用的でない。一方、未加硫ゴム用防着剤パックが水100重量部に対して0.5重量部未満であると、ゴムに対する濡れが不十分で防着性が低下することがある。
分散液のpHは特に限定はないが、好ましくは5〜12、さらに好ましくは5〜10、特に好ましくは6〜9、最も好ましくは6〜8である。分散液のpHが5未満または12超であると、ハンドリング性に欠ける場合があり好ましくない。
防着性成分の分散液を未加硫ゴムの表面に付着させた後、ゴム表面を乾燥する工程を実施してもよい。ゴム表面を乾燥する方法としては、特に限定はないが、たとえば、熱風機やブローヒーターなどから槽内に熱風を送ることで乾燥させる熱風乾燥;水分を減圧の変化で乾燥させる真空乾燥;バレル乾燥;スピン乾燥;吸引乾燥;マランゴニー乾燥;赤外線乾燥等が挙げられる。これらのうちでも、熱風乾燥が、コスト安であるため好ましい。
このようにして製造された防着処理された未加硫ゴムでは、次の成型、加硫等の工程に移行するまでの間、積み重ねて貯蔵する場合に、未加硫ゴム同士の密着を防止することができる。
未加硫ゴム用防着剤パックを水に配合して得られる分散液のa(g)をアルミシートに秤取し(但し、a(g)は2〜3gの範囲)、110℃で0.5時間保った後の恒量に達した残留物の質量がb(g)である場合に、分散液の不揮発分濃度を下式にしたがって算出する。
未加硫ゴム用防着剤パックの不揮発分濃度(wt%)=(b/a)×100
測定装置として、ブルックフィールド型粘度計(BL型、東機産業株式会社製)を用いて20℃、12rpm、ローターNo.3の条件で粘度を測定する。
未加硫ゴム用防着剤パックを水に配合して得られる分散液に100℃の温度に加熱した天然ゴム試験片を浸漬してすぐに引き上げ、ゴム表面が乾くまでの時間を目視にて測定する。下部に液溜まりができるがこれは全ての試験片に出来るので無視し、この状態に至るまでを乾燥時間として測定する。乾燥時間が100秒以下であれば、次の工程に移行するまでの待ち時間が少なく、乾燥性が良い。乾燥時間が100秒超であれば、次の工程に移行するまでの待ち時間が長く、作業性に支障をきたすため乾燥性が良くない。
未加硫ゴム用防着剤パックを水に配合して得られる分散液に100℃の温度に加熱した天然ゴム試験片を浸漬してすぐに引き上げる。試験片が風乾したら2枚を重ね合わせ、1000kg/m2の荷重をかけ40℃の恒温槽に24時間放置する。恒温槽から出した試験片を室温まで空冷し、引張り試験機テンシロン(PT−200N型、ミネベア株式会社)を用いて100mm/minの速度下で剥離抗力(N/mm)を測定した。剥離抗力が小さいほど剥がしやすく、防着性(防着力)が高い。剥離抗力が0.05N/mm以下の場合、大きな負荷なく未加硫ゴム同士を剥がすことができ、防着性が高い。剥離抗力が0.05N/mm超の場合、未加硫ゴム同士を剥がす時の負荷が大きく、防着性が低い。さらに剥離抗力が0.1N/mm超の場合、ゴム同士が密着して剥離が困難である。
未加硫ゴム用防着剤パックを水に配合して得られる分散液に100℃の温度に加熱した天然ゴム試験片を浸漬してすぐに引き上げる。試験片が風乾したら500gの分銅を載せ、摩擦測定機(TR−2、東洋精機製作所株式会社製)を用いて分銅がゴム上を滑る際の摩擦抗力を測定した。摩擦抗力が小さいほど分銅がゴム上を滑りやすく、滑性に優れる。摩擦抗力が7N/mm以下の場合、大きな負荷なく分銅がゴム上を滑り、滑性が優れる。剥離抗力が7N/mm超の場合、分銅がゴム上を滑りにくく、滑性が劣る。さらに剥離抗力が10N/mm超の場合、分銅がゴム上を滑りにくく、滑性がさらに劣る。
天然ゴム試験片10×10cmを準備し、初期重量(W1)を測定した。未加硫ゴム用防着剤パックを水に配合して得られる分散液に、100℃に加熱されたゴム試験片を2回連続で浸漬してすぐに引き上げた。試験片が風乾したらその重量(W2)を測定した。さらに試験片の各6面をたわしで15回強くこすった後の試験片の重量(W3)を測定した。防着処理ゴムの粉付着量および粉飛散量は下記の式により計算される。
防着処理ゴムの粉付着量(mg/100cm2)=W2−W1
防着処理ゴムの粉飛散量(mg/100cm2)=W2−W3
防着処理ゴムの粉付着量が大きいほど、ゴムに混入する未加硫ゴム用防着剤パックの量が多くなり、ゴムの物理的性質に悪影響を与える。粉付着量が10mg/100cm2以下であれば、ゴムの物理的性質に大きな悪影響を与えず、好ましい。粉付着量が10mg/100cm2超であれば、ゴムの物理的性質に悪影響を与える場合があり好ましくない。
防着処理ゴムの粉飛散量が大きいほど、ゴム表面から粉落ちした粉塵による飛散問題が大きくなる。粉飛散量が1mg/100cm2未満であれば、粉塵発生の問題を大幅に低下できて、好ましい。粉飛散量が1mg/100cm2超であれば、ゴム表面から粉落ちした粉塵による飛散が発生し好ましくない。
ポリビニルアルコールの水溶性フィルムを20mm×20mmの大きさに切断し、スライドマウントに挟んだ。これを20℃で撹拌しながら水800ml中に浸漬して、フィルム片が完全に溶解して見えなくなるまでの時間を測定し、水溶性フィルムの溶解時間とする。水溶性フィルムの溶解時間が60秒以下であれば、未加硫ゴム用防着剤パックが水に速く分散して、好ましい。水溶性フィルムの溶解時間が60秒超であれば、未加硫ゴム用防着剤パックの水への分散が遅れ作業効率が悪化するので好ましくない。
全ての測定には、天然ゴムを用いた。用いた天然ゴムの比重は0.92であり、ムーニー粘度は45〜100である。
上記に示した種々の物性の測定において、比較例が未加硫ゴム用防着剤パックに関しない場合は、その比較例の防着性成分について測定を行った。
実施例および比較例で用いた、ポリビニルアルコールの水溶性フィルムおよび微粉末の物性を以下に示す。
1)ポリビニルアルコールの水溶性フィルム
水溶性フィルムの重合度はいずれも2000である。
2)微粉末
ベントナイト:比重2.5、平均粒子径10μm
炭酸カルシウム:比重2.6、平均粒子径10μm
クレー:比重2.5、平均粒子径10μm
ステアリン酸カルシウム:比重1.1、平均粒子径10μm
炭酸マグネシウム:比重2.5、平均粒子径10μm
ホワイトカーボン:比重2.1、平均粒子径10μm
カオリン:比重2.6、平均粒子径10μm
マイカ:比重2.7、平均粒子径10μm
タルク:比重2.7、平均粒子径10μm
ラウリン酸ナトリウム:比重0.9、平均粒子径10μm
パラフィンワックス:比重0.9、平均粒子径8μm
カルナバワックス:比重1.0、平均粒子径7μm
ポリエチレンワックス:比重0.9、平均粒子径5μm
ポリスチレン樹脂:比重1.1、平均粒子径5μm
ポリメチルメタクリレート樹脂:比重1.0、平均粒子径5μm
ベントナイト50g、炭酸カルシウム25g、ステアリン酸カルシウム25g、POE(25)ラウリルエーテル20g、アルキルベンゼンスルホン酸ソーダ塩10g、ヒドロキシエチルセルロース3gを均一に混合して、防着性成分を得た。
けん化度86〜90%、厚さ40μm、溶解時間40秒のポリビニルアルコールの水溶性フィルム0.06g(大きさ:約3cm×約1.5cm)を準備し、この水溶性フィルムで、防着性成分1.94gをパックして、総重量2gの未加硫ゴム用防着剤パックを得た。
得られた分散液に100℃に加熱された天然ゴム試験片を浸漬してすぐに引き上げた。ゴム表面が乾くまでの時間を目視にて測定したところ、乾燥時間は24秒であり乾燥性に優れていた。ゴム試験片が風乾したら2枚を重ね合わせ、1000kg/m2の荷重をかけ40℃の恒温槽に24時間放置した。剥離抗力は0.010N/mmであり、負荷なく剥離することができ、防着性が優れていた。また、摩擦抗力は3.6N/mmで、滑性が優れていた。粉付着量は5.6mg/100cm2、粉飛散量は0.3mg/100cm2で、脱落による粉塵発生の問題が大幅に低減されていた。
実施例2、3及び5〜14、参考例1〜9では、実施例1において、表1、表2および表3に示すように組成をそれぞれ変更する以外は、実施例1と同様に未加硫ゴム用防着剤パックをそれぞれ得て、物性等も実施例1と同様に評価した。その結果をそれぞれ表1、表2および表3に示す。実施例2、3及び5〜14は水に分散させる際の粉塵発生が防止され、また未加硫ゴムに対する接着性に優れ脱落による粉塵発生の問題が大幅に低減されており、防着性および滑性に優れていた。
なお、実施例9において、水溶性高分子成分として配合したポリビニルアルコールのけん化度は90〜94%であった。
ベントナイト50g、炭酸カルシウム25g、ステアリン酸カルシウム25g、POE(25)ラウリルエーテル20g、アルキルベンゼンスルホン酸ソーダ塩10g、ヒドロキシエチルセルロース3gを均一に混合して、防着性成分を得た。
防着性成分をイオン交換水100gに攪拌しながら加え、水中に均一に分散した分散液を得た。分散液は、不揮発分濃度2.0wt%、分散液粘度13mPa・sであった。分散液を作製する際に粉塵が発生し、周囲環境を汚染した。
実施例1と比較して、分散液を作製する際の粉塵飛散が発生し、脱落による粉塵飛散が劣っていた。
比較例2〜7では、比較例1において、表4に示すように組成をそれぞれ変更する以外は、比較例1と同様に防着性成分をそれぞれ得て、物性等も比較例1と同様に評価した。その結果をそれぞれ表4に示す。実施例2〜7と比較して、分散液を作製する際の粉塵飛散が発生し、脱落による粉塵飛散が劣っていた。
ベントナイト50g、炭酸カルシウム25g、ステアリン酸カルシウム25g、POE(25)ラウリルエーテル20g、アルキルベンゼンスルホン酸ソーダ塩10g、ヒドロキシエチルセルロース3gを均一に混合して、防着性成分組成物を得た。
けん化度99%以上、厚さ40μm、溶解時間3000秒の水溶性ポリビニールフィルム0.06g(大きさ:約3cm×約1.5cm)を準備し、この水溶性フィルムで、防着性成分1.94gをパックして、総重量2gの未加硫ゴム用防着剤パックを得た。
得られた分散液に100℃に加熱された天然ゴム試験片を浸漬してすぐに引き上げた。ゴム表面が乾くまでの時間を目視にて測定したところ、乾燥時間は24秒であり乾燥性に優れていた。ゴム試験片が風乾したら2枚を重ね合わせ、1000kg/m2の荷重をかけ40℃の恒温槽に24時間放置した。剥離抗力は0.011N/mmであり、負荷なく剥離することができ、防着性が優れていた。また、摩擦抗力は3.6N/mmで、滑性が優れていた。粉付着量は5.8mg/100cm2、粉飛散量は1.2mg/100cm2で、粉飛散量が1mg/100cm2超であり、脱落による粉塵飛散が発生した。
実施例1と比較して、分散液を作製するために時間を要するので作業効率が悪く、脱落による粉塵飛散が劣っていた。
比較例9〜14では、比較例8において、表5に示すように水溶性フィルムをそれぞれ変更する以外は、比較例8と同様に未加硫ゴム用防着剤パックをそれぞれ得て、物性等も比較例8と同様に評価した。その結果をそれぞれ表5に示す。
比較例9〜11では、実施例1と比較して、分散液を作製するために時間を要するので作業効率が悪く、脱落による粉塵飛散が劣っていた。
比較例12〜14では、実施例1と比較して、脱落による粉塵飛散が悪化した。
2 防着性成分
3 水溶性フィルム
Claims (10)
- 水膨潤性粘土鉱物を必須成分とする微粉末を含有する防着性成分がけん化度80〜93モル%のポリビニルアルコールの水溶性フィルムにより包装されてなり、
前記微粉末に占める前記水膨潤性粘土鉱物の重量割合が20〜80重量%であり、
前記水溶性フィルムが包装材としての役割を終えた後も防着性を高める成分として機能する、
未加硫ゴム用防着剤パック。 - 前記水溶性フィルムの厚さが100μm以下である、請求項1に記載の未加硫ゴム用防着剤パック。
- 前記水溶性フィルムの20℃における水に対する溶解時間が60秒以下である、請求項1または2に記載の未加硫ゴム用防着剤パック。
- 前記防着性成分が、界面活性剤をさらに含有する組成物からなり、前記微粉末を100重量部としたときに、前記界面活性剤1〜60重量部である、請求項1〜3のいずれかに記載の未加硫ゴム用防着剤パック。
- 前記水膨潤性粘土鉱物が、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイトおよびスチーブンサイトから選ばれる少なくとも1種から構成される、請求項1〜4のいずれかに記載の未加硫ゴム用防着剤パック。
- 前記界面活性剤が非イオン性界面活性剤および/またはアニオン性界面活性剤である、請求項4または5に記載の未加硫ゴム用防着剤パック。
- 前記非イオン性界面活性剤が、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン硬化ひまし油、アセチレングリコールおよびアセチレングリコールのアルキレンオキサイド付加物から選ばれる少なくとも1種であり、前記アニオン性界面活性剤が、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩、高級脂肪酸アミドスルホン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステル塩および長鎖スルホコハク酸塩から選ばれる少なくとも1種である、請求項6に記載の未加硫ゴム用防着剤パック。
- 前記防着性成分が、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、セルロースエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アラビアガム、グアーガム、キサンタンガム、ポリアクリル酸ソーダおよび燐酸化でんぷんから選ばれる少なくとも1種の水溶性高分子をさらに含有し、前記微粉末を100重量部としたときに、前記水溶性高分子0.1〜90重量部である、請求項4〜7のいずれかに記載の未加硫ゴム用防着剤パック。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の未加硫ゴム用防着剤パックを用いて、前記防着性成分を成形加工された未加硫ゴムの表面に付着させる処理工程を含む、防着処理された未加硫ゴムの製造方法。
- 前記処理工程を、水100重量部に対して前記未加硫ゴム用防着剤パック0.5〜10重量部を配合した分散液に前記未加硫ゴムを浸漬して行う、請求項9に記載の防着処理された未加硫ゴムの製造方法。
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