JPH0572414B2 - - Google Patents

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JPH0572414B2
JPH0572414B2 JP59209601A JP20960184A JPH0572414B2 JP H0572414 B2 JPH0572414 B2 JP H0572414B2 JP 59209601 A JP59209601 A JP 59209601A JP 20960184 A JP20960184 A JP 20960184A JP H0572414 B2 JPH0572414 B2 JP H0572414B2
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HORISAA FUINANSHARU SAABISHIIZ
HORISAA FUINANSHARU SAABISHIIZU SA
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HORISAA FUINANSHARU SAABISHIIZ
HORISAA FUINANSHARU SAABISHIIZU SA
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/205Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase
    • C08J3/21Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase the polymer being premixed with a liquid phase
    • C08J3/212Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase the polymer being premixed with a liquid phase and solid additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/005Processes for mixing polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2321/00Characterised by the use of unspecified rubbers

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
発明の分野 本発明は繊維補強ゴム状重合体の製造方法に関
するものである。 従来の技術の記載 ゴム状重合体の補強という概念は既に周知であ
る。この補強のために種々の繊維および繊維状物
質が使用された。“Chemical Abstracts”、1979
年、Vol.90、abstract90:40010tには、ニトリル
ゴム等のゴム類のための補強材としてアルアミド
(aramid)短繊維が使用できることが開示されて
いる。米国特許第4263184号明細書には、予備分
散を行つた均質な繊維組成物が開示されている
が、この組成物の製法は、重合体のラテツクスと
繊維状材料とを混合して湿潤状態の繊維混合物を
生成させ、この湿潤状態の繊維混合物を凝固剤と
混合して前記の予備分散繊維組成物を生成させる
ことからなるものである。 特に、慣用混合条件下にゴムに繊維を添加して
混合する操作を行つた場合には、ゴムからなるマ
トリツクス中に繊維を分散状態で含有する均質な
分散物を得ることは困難であるが、このことは当
業界で周知である。 発明の要旨 本発明は、1種またはそれ以上の炭化水素溶媒
にゴム状重合体を溶解してなる溶液を調製し、こ
の溶液にパラフエニレンテレフタルアミド重合体
繊維を混合し、前記溶媒を除去することによつて
繊維補強ゴム状重合体を回収し、前記の繊維は、
前記溶液との混合の前にけば立て操作を行つたも
のであり、このけば立て操作は該繊維を封入型容
器(Containment Vessel)内で撹拌することか
らなるものであり、この繊維の平均の長さは約1
−5mm、BET表面積は1m2/gより大なる値で
あり、該繊維の量(乾燥繊維の量で示す)は約1
−20重量部(前記重合体100重量部当り)である
ことを特徴とする繊維補強ゴム状重合体の製造方
法に関するものである。 本発明において使用できるゴム状重合体は、炭
化水素溶媒に容易に溶解し得るゴム状合成重合
体、もしくは前記溶媒中に溶かしてなる溶液の形
で容易に入手し得るゴム状合成重合体である。こ
のようなゴム状合成重合体の例にはポリブタジエ
ン、ポリイソプレン、イソブチレン−イソプレン
(ブチル)重合体、ブロモブチル重合体、クロロ
ブチル重合体、スチレン−ブタジエン重合体、エ
チレン−プロピレン重合体およびエチレン−プロ
ピレン−共共役ジエン重合体があげられる。この
ような重合体は一般に固体物質であつて、そのム
ーニー粘度(ML1+8;100℃または125℃)は
約30−80である。適当な炭化水素溶媒の例にはヘ
キサン、ヘプタン、オクタンの如き脂肪族アルカ
ン;ベンゼン、トルエン、キシレンの如き芳香族
炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサンの如
き環式炭化水素;これらの炭化水素の混合物;こ
れらの炭化水素と他種炭化水素(たとえばペンタ
ン、ブテン−1、ブテン−2)との混合物があげ
られる。前記の重合体は、公知の溶解方法に従つ
て炭化水素溶媒に溶解することによつて溶液にす
ることができ、あるいは前記重合体は、炭化水素
溶媒中で重合反応等によつて生成させることがで
きる。この重合体を炭化水素溶媒中で重合反応等
によつて生成させる場合には、たとえば、ポリブ
タジエン、ポリイソプレン、エチレン−プロピレ
ン重合体、エチレン−プロピレン−非共役ジエン
重合体等を上記方法で生成させる場合には、この
溶液は、重合反応操作に使用される他種物質の一
部または全部を含むものであつてよく、しかして
前記他種物質の例には残留単量体、重合変改剤
(modifiers)、残留触媒等があげられる。一般に、
この重合系から得られた溶液は、1種またはそれ
以上のアルコールの如き重合停止剤を含むであろ
う。 前記パラフエニレンテレフタルアミド重合体繊
維は公知であつて、“KEVLER”なる商標名で市
販されている。この繊維は、アルアミド繊維とし
て知られている種類に属する繊維である。好まし
いアルアミド繊維は、含水パルプ(湿潤パルプ)
として知られている形態のものであつて、その繊
維長は約1−5mm、BET表面積は1m2/gより
大であり、好ましくは約7−12m2/gであり、含
水量は約40−60重量%である。この含水パルプの
例には、DuPont社によつてマージ(merge)
#6F104および#F205として記載されているもの
があげられるが、これらの含水パルプのフリーネ
ス(カメダ規格)はそれぞれ450−575および300
−425である。この繊維はその市販品をそのまま
使用でき、あるいは、存在水分の少なくとも一部
を除去するために乾燥操作を行つてもよい。該繊
維は、その市販品をそのまま使用するのが好まし
い。本発明の一具体例では、この繊維を前記重合
体溶液と混合する前に、該繊維にけば立て操作を
行い、これによつて該繊維のからみ合いをほぐし
て各繊維をそれぞれ別々に分けるのである。この
けば立て操作はこの繊維を封入型容器
(containment vessel)に入れて羽根車型撹拌機
等によつて撹拌することにより行なう。この封入
型容器は、該繊維を各個体に分ける操作が充分に
実施できる程度の大きさのものであることが好ま
しい。これらのアルアミド繊維は主繊維体と、そ
れに付着した多数のフイブリル(その直径は非常
に小さい)とからなるものであるが、このフイブ
リルは互いにからみ合う傾向を有するので、各繊
維を他の繊維から完全に分離するのは決して容易
ではない。しかしながら、前記のけば立て操作に
よれば、本方法に適した程度の各繊維の相互分離
が充分達成できる。本発明の別の具体例では、前
記繊維と重合体溶液とを含有する混合物に剪断撹
拌操作を行うことによつて、この繊維が重合体溶
液との混合物の形で存在するときに該繊維の大部
分をそれぞれ各々の繊維に分離することができ
る。 前記の重合体溶液およびアルアミド繊維は該繊
維を該重合体溶液に添加することによつて、ある
いは、該重合体溶液を該繊維に添加することによ
つて混合できる。この混合操作では、該重合体溶
液全体にわたつて該繊維を充分に分散させるため
に、混合物を充分撹拌するのがよい。該重合体溶
液中に繊維が局部的に凝集するのを避けるため
に、適切な混合を行う目的で撹拌を実施するのが
好ましい。前記の重合体溶液との混合の前に前記
繊維にけば立て操作を行つた場合には、混合操作
のときに撹拌を行うことによつて、繊維が所望通
り分散した混合物が得られる。一方、前記の重合
体溶液との混合の前に前記繊維にけば立て操作を
行わなかつた場合には、該繊維を所望通りに分散
させるために、前記混合物に剪断撹拌を行うこと
が必要である。前記重合体溶液中における前記の
繊維の存在は該溶液の粘度上昇の原因となる。し
たがつて、この混合物の粘度を適切な範囲内の値
に維持するために、炭化水素溶媒中の重合体の濃
度は約15重量%以下(ここに“15重量%”は、重
合体と溶媒との合計量100重量部当り重合体が15
重量部存在することを意味する)であることが好
ましく、約12重量%以下であることが最も好まし
い。 アルアミド繊維の添加量(繊維の乾燥重量で示
す)は約1−20重量部(重合体100重量部当り)
である。繊維を約20部より多く使用すると、該重
合体中に該繊維を充分均質に分散させることが非
常に困難であることが見出された。好ましくは、
該繊維の添加量は約2−12重量部(重合体100重
量部当り)である。 前記の如き比較的簡単な手段によつてアルアミ
ド繊維が前記重合体溶液と混合できることは、ま
ことに驚くべきことである。この繊維は、塊状
(bulk)重合体中には決して容易に分散できな
い。なぜならば該繊維がからみ合つてしまうから
である。この繊維は、容易に入手し得る慣用炭化
水素溶媒には不溶である。 繊維と重合体溶液との混合物から溶媒を慣用手
段によつて除去できる。この慣用手段の例には、
僅かに高めの温度において真空下に蒸発させるこ
と、熱湯および水蒸気と接触させ、次いで水分含
有湿潤生成物を乾燥させること、および、前記の
繊維と重合体との混合物をアルコールの如き非溶
媒と接触させることによつて繊維補強重合体を沈
澱させること(後者の重合体は其後に、残留溶媒
等の除去のために乾燥できる)があげられる。 本発明に従つて得られる繊維補強ゴム状重合体
は、このような種類の重合体の通常の用途と同じ
用途に使用でき、特に高度の生強度(green
strength)および高度の引裂抵抗が要求される用
途に有利に使用できる。この繊維補強ゴム状重合
体は一般に、他の補強剤たとえばカーボンブラツ
ク、可塑剤、粘着剤、安定剤、硬化用活性化剤等
と常法に従つて混合して使用される。このように
してコンパウンドの形にされた重合体は、たとえ
ば高温に加熱すること等によつて硬化(加硫)で
きる。 以下に記載の実施例において、“部”は特に断
わらない限りすべて“重量部”を意味する。コン
パウンドおよび硬化生成物の試験は、ASTMに
規定された試験方法に従つて行われた。 例 1 ポリブタジエン試料を重合操作によつて調製
し、これを重合体溶液の形で使用し、この溶液に
アルアミド繊維を添加した。この重合体は、3本
のボトルを使用して、第表に記載の条件下に製
造した。重合反応を60分間実施した後に、このボ
トルにエタノール/イソプロパノール混合物5ml
を添加して重合反応を速やかに停止した。酸化防
止剤を添加し、各ボトルの内容物を、第表中に
示された量のKEVLAR繊維を含有する1ガロン
缶に移した。このKEVLAR繊維は、平均長約4
mm、マージ番号6F104、フリーネス(カナダ規
格)450−575、BET表面積約10m2/g、含水率
約53%の含水パルプであつた。この繊維を、高速
混合器(ブレンダー)に入れて剪断力適用処理を
約15分間行うことによつてけば立たせた。この繊
維および重合体を含む溶液を45分間以内の時間に
わたつて撹拌した。重合体溶液と繊維との混合物
である試料を観察したが、繊維が均質分散状態で
含まれており、繊維凝集体はごく僅かしか存在し
ないことが確認された。
【表】 例 2 ポリブタジエン試料をシクロヘキサンに溶解し
て重合体溶液を生成させた。ここで使用したポリ
ブタジエンは、市販品である“TAKTENE(登
録商標)1203”であつて、そのシス−1,4含量
は約98%、ムーニー粘度(ML1+4;100℃)は
41であつた。このポリブタジエン120gをシクロ
ヘキサン600g中に入れ、この重合体が溶けるま
で振とう操作を続けることによつて重合体溶液を
作つた。使用された繊維は、例1に記載の
KEVLARであつた。これを例1記載の方法でけ
ば立たせた。この繊維を前記重合体に添加し、次
いで空気駆動撹拌機を用いて約40分間混合した。
この混合操作の間に約20分間にわたつてシクロヘ
キサンを300g追加した。この混合物から溶媒を
約60℃の温度において真空下に除去する操作を24
時間行うことによつて、繊維補強重合体を回収し
た。 回収された繊維補強重合体にカーボンブラツク
(工業規格#4)50部、酸化亜鉛3部、ステアリ
ン酸2部、硫酸1.5部およびN−第3ブチル−2
−ベンゾチアゾールスルフエンアミド0.9部を添
加し、ゴム用2本ロールミルで混合してコンパウ
ンドを調製した。このコンパウンドをシートの形
に成形し、硬化操作を160℃において25分間行つ
た。この硬化生成物を製造する実験の結果および
シートの形にコンパウンドの生強度に関するデー
タを第表に示す。
【表】
【表】 例 3 EPDMおよびブチル重合体の試料をシクロヘ
キサンに溶解した。このEPDMは結合エチレン
を約60重量%含有し、かつ結合エチリデンノルボ
ルネンを約5重量%含有し、そのムーニー粘度
(ML1+8;100℃)は約30であつた。前記ブチ
ル重合体は結合イソプレンを約1.6モル%含有し、
残りはイソブチレンであり、ムーニー粘度
(ML1+12;125℃)は約50であつた。 この重合体溶液は重合体を約14.3重量%(重合
体および溶媒の重合基準)含むものであつた。実
験室用混合器にシクロヘキサン400mlを入れ、前
記の重合体溶液の約1/3を添加し、撹拌を低速度
で開始した。第表に示された量のKEVLAR繊
維を、約5分間を要して添加し、次いで、残りの
重合体溶液を約30分間にわたつて徐々に添加し、
少し速い速度で撹拌を行つた。残りの重合体溶液
の添加完了後に、撹拌を最高速度で約2分間行
い、次いで停止した。混合器の内容物を皿に移
し、真空下に70℃において約16時間乾燥してシク
ロヘキサンを除去した。 この重合体−繊維混合物に第表に記載の配合
処方に従つて各成分を混合してコンパウンドを作
り、160℃において硬化処理を行い、得られた硬
化生成物に種々の試験を行つた。得られた結果を
第表に示す。該表において、“W”は肌目と一
致する方向を意味し、“A”は肌目を横切る方向
を意味する。“MBT”はメルカプトベンゾチア
ゾールを表わし、“TMTD”はテトラメチルチウ
ラムジサルフアイドを表わす。
【表】
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ゴム状重合体がポリブタジエン、ポリイソプ
    レン、イソブチレン−イソプレン重合体、ブロモ
    ブチル重合体、クロロブチル重合体、スチレン−
    ブタジエン重合体、エチレン−プロピレン重合
    体、エチレン−プロピレン−非共役ジエン重合体
    から成る群から選択され、1種またはそれ以上の
    炭化水素溶媒に15重量%以下のゴム状重合体を溶
    解してなる溶液を調製し、この溶液にパラフエニ
    レンテレフタルアミド重合体繊維を混合し、前記
    溶媒を除去することによつて繊維補強ゴム状重合
    体を回収し、前記の繊維は、前記溶液との混合の
    前にけば立て操作を行つたものであり、このけば
    立て操作は該繊維を封入型容器内で攪拌すること
    からなるものであり、この繊維の平均の長さは1
    −5mm、BET表面積は1m2/gより大なる値で
    あり、該繊維の量(乾燥繊維の量で示す)は1−
    20重量部(前記重合体100重量部当り)であるこ
    とを特徴とする繊維補強ゴム状重合体の製造方
    法。 2 前記のパラフエニレンテルフタルアミド重合
    体繊維が7−12m2/gのBET表面積を有するも
    のであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    に記載の方法。 3 前記の繊維の量が2−12重量部(重合体100
    重量部当り)であることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項または第2項に記載の方法。
JP59209601A 1983-10-06 1984-10-05 繊維補強ゴム状重合体の製法 Granted JPS6096632A (ja)

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