JPH04233949A - 弾性体中の繊維の本来の場所での生成のために溶媒を使用すること - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエラストマー、即ち弾性
体中での繊維のその場での形成による繊維強化弾性体を
製造する方法、およびその方法により作られた強化弾性
体に関する。

【０００２】

【従来の技術】多くの製品の製造において短繊維強化弾
性体を使用することはこの技術分野において知られてい
る。先行技術の繊維強化弾性体は弾性体に結晶性繊維を
ドライブレンドする方法、弾性体に熱可塑性重合体をメ
ルトブレンドする方法、または弾性体中で繊維形成性成
分を反応させることにより弾性体中で繊維を形成する方
法などさまざまな方法を使用して製造される。たとえば
、米国特許第４，２６３，１８４号および同第４，８３
３，１９１号明細書を参照されたい。

【０００３】繊維を弾性体中にドライブレンドすること
は困難であって、（もし注意深く監視しないならば）ド
ライブレンドすることによりもたらされる摩擦は混合の
間に弾性体の過熱および劣化をもたらす可能性がある。 また、メルトブレンドは弾性体の劣化温度以上の融点を
持つ熱可塑性重合体は使用できない点で制限される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】高融点（２００℃以上
）または高ガラス転移温度（１５０℃以上）を有する高
性能重合体を繊維状で弾性体中へ誘導する方法の必要が
この技術分野に存在する。高性能重合体とは良好な機械
的性質および熱安定性を持つ重合体を意味する。本発明
の１つの目的はそのような方法を提供することである。

【０００５】本発明の他の目的は次の記述および特許請
求の範囲から明らかになるであろう。

【０００６】

【課題を解決するための手段】高性能重合体繊維を弾性
体中で、その場で形成する方法が提供される。この方法
は溶媒中に高性能重合体を少なくとも部分的に溶解させ
て溶媒／重合体混合物（または溶液）を得る工程、その
混合物を混合機中の熱弾性体に添加する工程、混合機の
せん断を利用して混合の間に前記高性能重合体を繊維状
の補強粒子に形成する工程、および弾性体からゴムの混
合温度で溶媒を蒸発またはストリッピングする工程を含
んでなる。繊維形成性重合体は高溶融性熱可塑性樹脂ま
たは高ガラス転移温度（Ｔｇ）を有する重合体から成る
ことができる。好ましくは、重合体は溶媒／重合体混合
物の約５〜３０重量％を占める。

【０００７】また、本発明の方法によって作られる繊維
強化弾性体も提供される。本発明の強化弾性体は、繊維
なしに作られた対照コンパウンドよりモジュラスが１０
〜１５０％改善をされていることが示される。このモジ
ュラスの改善は繊維含有量に実質的に比例する。

【０００８】本発明の方法において、高性能重合体は溶
媒と混合されて溶媒／重合体混合物を形成する。弾性体
（たとえばゴム）は別個に従来のブラベンダー混合機中
で従来の方法で配合される。溶媒／重合体混合物が混合
または配合の間に混合機中の弾性体に添加され、その中
に非常に迅速に、均質に分散せしめられる。配合中ゴム
の温度は一般に約６１〜２００℃（１４２〜３９２°Ｆ
）であって、この温度は溶媒を迅速に蒸発させ、重合体
を弾性体中に合体させるのを可能にする。蒸発させられ
た溶媒は、従来の手段（たとえばフードまたは真空排気
装置）により混合物からストリッピングされる（放出さ
せられる）。混合機のせん断は合体された重合体を繊維
の形に伸長させる。このせん断で繊維が若干の配向され
るだろう。

【０００９】本発明の繊維形成性重合体は、高融点熱可
塑性樹脂または高ガラス転移温度を有する重合体のよう
な高性能重合体であることができる。このような重合体
の例としては、ポリフェニレンオキシド、ポリエステル
、ポリアリーレート、ポリカーボネート、ポリエーテル
イミド、ポリアミド、酢酸セルロース、酢酸・酪酸セル
ロース、およびそれらの混合物が挙げられる。使用でき
る溶媒は特定の重合体に対して相容性であればどのよう
な溶媒または可塑剤であってもよく、メチルエチルケト
ン、クロロホルム、アセトン、塩化メチレンおよびそれ
らの混合物、並びにそのような溶媒と他の極性溶媒たと
えばメタノールおよびジメチルホルムアミドどの混合物
であることができる。

【００１０】本発明の方法に使用できる弾性体は、従来
の混合装置でブレンドできるどのような弾性体を包含す
る。そのような弾性体の例はポリイソプレン、天然ゴム
、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、ハロブチルゴ
ム、ニトリルゴム、ポリブタジエンゴム、ポリスチレン
ブタジエンゴムなどである。

【００１１】

【実施例】本発明を次の実施例を参照して更に説明する
。

【００１２】実施例１ クロロホルム中のポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）１
０％溶液をブラベンダー中のポリシス１，４イソプレン
４５ｇに約１４０℃でゆっくり添加した。試料を５分間
混合し排出させた。排出させた弾性体はＰＰＯを８．７
ｐｈｒ含有していた。この繊維含有弾性体を次のように
さらに配合するために使用した。

【００１３】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　ｐｈｒ　　　　　　成分
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　化
学名　　　　　　　　　　　　　　　　種類　　　　　
　量　　ｌ．デュバリック　　　　　　　　シス−１，
４−ポリイソプレン　　　　弾性体　　１００（Ｄｕｖ
ａｌｉｃ） 　　またはナトシン　　　　 （Ｎａｔｓｙｎ） ２．ピグ（Ｐｉｇ）　　　　　　カーボンブラック　　
　　　　　　　　　　　　　　充填剤　　　　４５　　
　　７７９ ３．サーディン　　　　　　　　　　石油プロセスオイ
ル　　　　　　　　　　　　　　可塑剤　　　　　　９
（Ｓａｒｄｉｎｅ） ４．ゾンフラックス　　　　　　Ｎ−フェニル−Ｎ′（
１，３−　　　　抗分解剤　　　　２（Ｚｏｎｊｌａｘ
）　　　　　　ジメチル／ブチル）Ｎ−フェニル−　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｐ−フ
ェニレンジアミン　　５．ナイラックス　　　　　　　
　ジアリール−ｐ−フェニレン　　　　　　　　抗分解
剤　　１（Ｎａｉｌａｘ）　　　　　　　　ジアミン６
．サンオライト　　　　　　　　パラフィン系／ミクロ
　　　　　　　　　　　　　　加工助剤　　１（Ｓｕｎ
ｏｌｉｔｅ）　　　　クリスタリンワックス７．ステラ
ックス　　　　　　　　ステアリン酸　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　活性化剤　　３（Ｓｔｅ
ｒａｘ） ブラベンダー配合 高性能重合体（たとえばＰＰＯ）を上記したようにエラ
ストマー１００部の上部に添加した。１２０℃油浴を使
用する、７０ｒｐｍでのブラベンダー混合を非生産用物
質（ｎｏｎ−ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅｓ）（成分１〜７）
に使用した。混合時間は５分であり、降下温度はおおよ
そ１３２℃（２７０°Ｆ）であった。

【００１４】これらの非生産的混合を、ミキサー中の非
生産用物質を再充填しそして次の成分を添加することに
よりさらに配合するために使用した。

【００１５】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　ｐｈｒ　　　　成分　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　化学名　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　種類　　　　　
　量　　８．ピグ１　　　　　　　　　　　　　　酸化
亜鉛　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　活
性化剤　　　　３９．スポンバックス　　　　２（モル
フォリノ−チオ）　　　　　　　　促進剤　　　　０．
８（Ｓｐｏｎｂａｘ）　　　　ベンゼンチアゾール１０
．フェナックス　　　　Ｎ，Ｎ′−ジフェニルグアニジ
ン　　促進剤　　　　０．４（Ｐｈｅｎａｘ） １１．ピグ４　　　　　　　　　　イオウ　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　加硫剤　　
　　１．６生産的混合〔非生産用物質＋促進剤および加
硫剤（成分８〜１１）〕を外部過熱なしで５０ｒｐｍで
３分間行なった。配合された弾性体を１５０℃で硬化さ
せた。強化された弾性体（ナトシンまたはデュバリック
）の加硫ゴムの物性を、繊維強化重合体の添加なしで製
造した上記組成から成る対照コンパウンドの物性と比較
した。

【００１６】ある特定の物性について本発明のコンパウ
ンドを試験すると、本発明によって作られた弾性体組成
物が次のように対照コンパウンド（繊維なし）を超える
改善を示すことを確認された： 対照を超える引張モジュラスの改善％ ５０％伸びで　　　　　　　　　　　　　　８７％１０
０％伸びで　　　　　　　　　　　　１２９％２００％
伸びで　　　　　　　　　　　　１０４％３００％伸び
で　　　　　　　　　　　　　　４８％実施例　　２ 酢酸・酪酸セルロース２５ｇを混合溶媒（４：１／アセ
トン：メタノール）２００ｍｌに溶解した。溶液を１２
５℃および４０ＲＰＭに設定されたブラベンダー装置中
のポリ（シス−１，４−イソプレン）２００ｇにゆっく
り添加した。混合を５分間行なった。得られた弾性体を
実施例１に記載した処方によって配合した。硬化した試
料は次の通り非−繊維質の対照を超える改良された引張
モジュラスを有する。

【００１７】対照を超える引張モジュラスの改善％５０
％伸びで　　　　　　　　　　　　　　４３％１００％
伸びで　　　　　　　　　　　　　　２６％２００％伸
びで　　　　　　　　　　　　　　４０％３００％伸び
で　　　　　　　　　　１７．６％実施例　　３ クロロホルム中のポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）２
０％溶液をブラベンダー中のポリ（シス−１，４−ポリ
イソプレン）に約１４０℃で添加した。試料を５分間混
合して排出した。弾性体はＰＰＯを９ｐｈｒを含有して
た。得られた弾性体を実施例１に記載した配合処方を使
用して配合した。加硫ゴムの物性は次のように引張モジ
ュラスの改善を示した。

【００１８】対照を超える引張モジュラスの改善％５０
％伸びで　　　　　　　　　　　　　　９７％１００％
伸びで　　　　　　　　　　　　１０３％２００％伸び
で　　　　　　　　　　　　　　６６％３００％伸びで
　　　　　　　　　　　　　　５０％本発明の特定の実
施態様を説明し記述したが、この技術分野に精通した者
は、本発明が本発明の精神から離れることなく様々に修
正および実施し得ることを認めるであろう。本発明は前
記特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　次の工程： （ａ）重合体を溶媒中に少なくとも部分的に溶解して重
   合体／溶媒混合物を得る工程； （ｂ）前記混合物を熱弾性体に混合機中での弾性体の配
   合中に添加する工程； （ｃ）混合の間に混合機のせん断を利用して前記の重合
   体を繊維に形成する工程；および （ｄ）ゴム混合温度で前記溶媒を蒸発およびストリッピ
   ングする工程を含んでなる重合体繊維を弾性体中でその
   場で形成する方法。
2. 【請求項２】　　前記重合体を高溶融性熱可塑性樹脂と
   して選択する工程を含む請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】　　前記重合体を高いガラス転移温度を有
   する重合体として選択する工程を含む請求項１記載の方
   法。
4. 【請求項４】　　前記重合体をポリフェニレンオキシド
   、ポリエステル、ポリアリーレート、ポリエーテルイミ
   ド、ポリアミド、酢酸セルロース、酢酸・酪酸セルロー
   ス、ポリカーボネート、およびそれらの混合物よりなる
   群から選択する工程を含む請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】　　重合体を５〜３０重量％含むように重
   合体／溶媒混合物を調製する工程を含む請求項１記載の
   方法。
6. 【請求項６】　　前記繊維が弾性体中でその場で形成さ
   れたものであって、その際該繊維を形成する重合体は重
   合体／溶媒混合物にて前記弾性体に導入され、前記繊維
   は高性能重合体である、繊維強化弾性体。
7. 【請求項７】　　前記繊維が約２００℃以上の融点を有
   する請求項６記載の繊維強化弾性体。
8. 【請求項８】　　前記繊維が約１５０℃以上のガラス転
   移温度を有する請求項６記載の繊維強化弾性体。
9. 【請求項９】　　繊維なし対照化合物より１０〜１５０
   ％のモジュラスの改善が達成されている請求項６記載の
   繊維強化弾性体。