JP5876322B2 - 固形天然ゴム、それを用いた天然ゴム組成物および架橋物 - Google Patents
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Description
天然ゴムラテックスを酸により凝固して、水分を絞りながらのシート成形、およびシートの水洗を行う従来の方法によると、天然ゴムに含まれるタンパク質が、水分と共に流出する。このため、従来の方法により得られる固形天然ゴムの窒素含有量は、0.5質量%程度である。これに対して、本発明の固形天然ゴムの窒素含有量は、0.6質量%以上である。窒素含有量が0.7質量%以上であると、より好適である。
本発明の天然ゴム組成物は、上記本発明の固形天然ゴムを含んで調製される。本発明の固形天然ゴム以外の材料としては、架橋剤、加硫促進剤、酸化亜鉛、加工助剤、補強材、老化防止剤、軟化剤等が挙げられる。架橋剤としては、通常、天然ゴムの架橋に用いられる硫黄(粉末硫黄、沈降硫黄、不溶性硫黄等)、または有機過酸化物を用いればよい。架橋剤として硫黄を用いた場合、硫黄の配合量は、固形天然ゴムの100質量部に対して、0.3質量部以上7質量部以下であるとよい。より好適には、1質量部以上5質量部以下である。硫黄の配合量が少ないと、架橋を充分に進行させることができない。反対に、硫黄の配合量が多いと、架橋点が多くなり、架橋密度が大きくなる。しかし、架橋点は熱により切断されやすい。このため、硫黄の配合量が多いと、架橋物の耐熱性が低下するおそれがある。この点、本発明の固形天然ゴムによると、残存タンパク質量が多い分、架橋密度が大きい架橋物を製造することができる。したがって、架橋密度を維持しながら、従来より硫黄の配合量を少なくして、架橋物の耐熱性を向上させることができる。
本発明の架橋物は、上記本発明の天然ゴム組成物を架橋してなる。すなわち、本発明の架橋物を製造するには、本発明の天然ゴム組成物を、例えば140〜170℃の温度下で5〜30分間保持して、架橋させればよい。
天然ゴムラテックスとして、パラゴムノキからタッピングにて採液したフィールドラテックスに、アンモニアを0.5質量%添加したものを使用した。まず、天然ゴムラテックスを、回転するドラムの外周面に吹き付けて、乾燥させた。ドラムの回転速度は、約1rpm(1分間に約1回転)であり、ドラムの外周面は、予め約180℃に加熱されている。吹き付けられた天然ゴムラテックスの液滴は、ドラムの回転と共に乾燥しながら互いに結着して、シート状に固形化される。次に、ドラムが約3/4回転したところで、形成されたシートを、ドラムの外周面から剥離した。このように、天然ゴムラテックスの吹き付け→乾燥→固形天然ゴムシートの剥離、という一連の工程を繰り返して、固形天然ゴムを製造した。得られた固形天然ゴム中の窒素含有量を、Perkin Elmer社製「2400II 全自動元素分析装置(CHNS/O)」により測定したところ、0.7質量%であった。
(1)補強材無しの場合
[実施例1]
まず、製造した固形天然ゴムを用い、JIS K6352(2005)の5.1の表1に規定される標準配合に従って、天然ゴム組成物を調製した。すなわち、固形天然ゴム100質量部と、酸化亜鉛2種(堺化学工業(株)製)6質量部と、加工助剤のステアリン酸(花王(株)製「ルナック(登録商標)S30」)0.5質量部と、加硫促進剤(三新化学工業(株)製「サンセラー(登録商標)NS−G」)0.7質量部と、硫黄(鶴見化学工業(株)製「サルファックスT−10」)3.5質量部と、をロールを用いて混練して、天然ゴム組成物を調製した。調製した天然ゴム組成物を、実施例1の組成物とした。
製造した固形天然ゴムに代えて、従来の方法により製造された固形天然ゴム「RSS#3」を素練りしたものを用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例1−1の組成物を調製した。使用した固形天然ゴム中の窒素含有量は、0.5質量%であった。そして、比較例1−1の組成物を、実施例1と同様に160℃±0.3℃下で架橋して、架橋時間に対するトルクの変化を測定した。また、比較例1−1の組成物を、140℃下、実施例1と同じ四種類の時間で架橋して、架橋物を製造した。そして、実施例1と同様に、得られた架橋物の引張試験を行った。
製造した固形天然ゴムに代えて、従来の方法により製造された固形天然ゴム「CV(Constant Viscosity)50」を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例1−2の組成物を調製した。使用した固形天然ゴム中の窒素含有量は、0.5質量%であった。そして、比較例1−2の組成物を、実施例1と同様に160℃±0.3℃下で架橋して、架橋時間に対するトルクの変化を測定した。また、比較例1−2の組成物を、140℃下、実施例1と同じ四種類の時間で架橋して、架橋物を製造した。そして、実施例1と同様に、得られた架橋物の引張試験を行った。
[実施例2]
実施例1の組成物を調製した材料に、さらに、補強材のカーボンブラック(HAF)35質量部を加えて、実施例2の組成物を調製した。この場合、酸化亜鉛2種の配合量を5質量部、ステアリン酸の配合量を2質量部、硫黄の配合量を2.25質量部に、変更した。本配合も、JIS K6352(2005)の5.1の表1に規定される標準配合に従うものである。そして、実施例1と同様に、実施例2の組成物を架橋して、架橋曲線の測定および架橋物の引張試験を行った。
比較例1−1の組成物を調製した材料に、さらに、補強材のカーボンブラック(HAF)35質量部を加えて、比較例2−1の組成物を調製した。この場合、実施例2と同様に、酸化亜鉛2種の配合量を5質量部、ステアリン酸の配合量を2質量部、硫黄の配合量を2.25質量部に、変更した。そして、比較例1−1と同様に、比較例2−1の組成物を架橋して、架橋曲線の測定および架橋物の引張試験を行った。
比較例1−2の組成物を調製した材料に、さらに、補強材のカーボンブラック(HAF)35質量部を加えて、比較例2−2の組成物を調製した。この場合、実施例2と同様に、酸化亜鉛2種の配合量を5質量部、ステアリン酸の配合量を2質量部、硫黄の配合量を2.25質量部に、変更した。そして、比較例1−2と同様に、比較例2−2の組成物を架橋して、架橋曲線の測定および架橋物の引張試験を行った。
まず、補強材を含まない組成物の架橋特性について説明する。図1に、補強材無しの各組成物を架橋した場合の架橋曲線を示す。図1に示す架橋曲線からわかるように、本発明の固形天然ゴムを用いた実施例1の組成物を架橋した場合、従来の固形天然ゴムを用いた比較例1−1、1−2の組成物を架橋した場合と比較して、トルクの上昇が速くなり、かつ、トルクの最大値も大きくなった。このことは、tc(10)に対して最大トルク値をプロットした図2のグラフからも明らかである。ここで、tc(10)は、10%架橋時間(架橋開始点)である。図2に示すように、実施例1の組成物を架橋した場合において、tc(10)が最も短くなり、かつ、最大トルク値が最も大きくなった。これより、実施例1の組成物の架橋速度は、比較例1−1、1−2の組成物の架橋速度よりも、大きいことがわかる。また、実施例1の架橋物の架橋密度は、比較例1−1、1−2の架橋物の架橋密度よりも、大きいことがわかる。
図5に、補強材無しの各架橋物における架橋時間と100%伸び引張応力(100%モジュラス)との関係を示す。図6に、補強材有りの各架橋物における架橋時間と100%モジュラスとの関係を示す。
Claims (4)
- 120℃以上200℃以下に加熱された基材表面に天然ゴムラテックスを吹き付けて該基材表面に該天然ゴムラテックスをドット状に付着させ、水溶性の非ゴム成分を流出させずに乾燥して製造され、窒素含有量が0.6質量%以上であることを特徴とする固形天然ゴム。
- 前記天然ゴムラテックスの凝固、凝固物の水分絞り出しおよび水洗を行わずに製造される請求項1に記載の固形天然ゴム。
- 請求項1または請求項2に記載の固形天然ゴムを含む天然ゴム組成物。
- 請求項3に記載の天然ゴム組成物を架橋してなる架橋物。
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