JPH06184363A - 低ニトロソアミン発生のゴム促進剤/加硫剤、それを含有する組成物、および該組成物を加硫した加硫ゴム - Google Patents

低ニトロソアミン発生のゴム促進剤/加硫剤、それを含有する組成物、および該組成物を加硫した加硫ゴム

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JPH06184363A
JPH06184363A JP5230229A JP23022993A JPH06184363A JP H06184363 A JPH06184363 A JP H06184363A JP 5230229 A JP5230229 A JP 5230229A JP 23022993 A JP23022993 A JP 23022993A JP H06184363 A JPH06184363 A JP H06184363A
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vulcanizing
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vulcanizing agent
accelerator
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ランビル・シン・ビルディ
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/36Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゴム製品の製造および使用時におけるニトロ
ソアミン害を最小化する。 【構成】 各RがC5-18の分岐アルキルである式R2
CS−またはR2NS−の基を有するジアルキルジチオ
カルバミン酸金属または他のかかる化合物よりなるゴム
促進剤/加硫剤、該促進剤/加硫剤を含有する組成物、
該組成物を加硫した加硫ゴム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ゴム製品の製造および
使用時におけるニトロソアミン害を最小化するのに適し
たゴム促進剤/加硫剤、該促進剤/加硫剤を含有してな
る組成物、該組成物を加硫して得られる加硫ゴムに関す
る。
【0002】
【従来の技術】今日、ゴム製造で用いられている窒素化
学品のあるもの、促進剤の多くはニトロソアミンを生じ
る可能性があり、そのうちの多くは強力な発癌性物質で
ある。典型的なかかる化学品はモルホリノ(ジ)チオベ
ンズチアゾール、ジチオモルホリン、テトラメチルチウ
ラムジスルフィドおよびジメチルジチオカルバミン酸亜
鉛を包含する。それらは、4−ニトロソモルホリンおよ
びジメチルニトロソアミンを生じ、共にいくつかの国で
規制の対象とされている。
【0003】かかる有害なニトロソアミンの生起を減少
させる観点より、種々のアプローチが採用されてきた。
例えば、ある場合には、例えば、イソプロピルキサント
ゲン酸亜鉛によって活性化されたジイソプロピルキサン
トゲンジスルフィドによって、窒素化学品を使用するこ
となくゴムを加硫することができる;EP−A−018
4301参照。もう1つのアプローチは、発癌性ニトロ
ソアミンを形成しないアミンに基づく化学品、例えば、
ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛、テトラベンジルチ
ウラムジ−およびテトラ−スルフィド(EP−A−02
84649、EP−A−0284650、DE−A−4
027114およびEP−A−0406603参照)ま
たはα−炭素原子上に不安定水素を欠くアミンの誘導体
(シュピーゲルハルダー(Spiegelhalder))を使用するこ
とである。さらなるアプローチは、製造段階でニトロソ
アミン分解剤を含ませることである。かかる分解剤は、
典型的には、第一級アミン類、アンモニアまたはアスコ
ルビン酸である:EP−A−0455009およびEP
−A−0463465参照。
【0004】これらのアプローチは、ある種の不利を有
する。例えば、キサントゲンスルフィドの場合、窒素共
働剤が、しばしば、満足すべき加硫ゴム特性を達成する
のに必須である。非発癌性ニトロソアミンを形成するア
ミンは、その特別の構造のために該当し、これらの同一
構造はゴム中での促進作用に関しては不利である。ニト
ロソアミン分解剤は、分解させてその効果を喪失させる
ことを意図するニトロソ種から容易に分離できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
不利を解消した低ニトロソアミン発生のゴム促進剤/加
硫剤、該促進剤/加硫剤を含有する組成物、および該組
成物を加硫して得られる加硫ゴムを提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、発癌性物質非
形成アミンに由来するものよりも効果的で、エイムス試
験でニトロソアミン陰性を与えることができるアミンに
由来し、ゴムに高溶解性で、かくして、アミンへのニト
ロソ化剤の接近およびアミンおよび/またはニトロソア
ミンのゴムからヒトの接触があり得る媒質(例えば、作
業場雰囲気、接触流体)への移動を最小化するゴム用促
進剤の発見に基づいてなされたものである。アミンおよ
び/またはニトロソアミンの低利用性に与える汚染物の
影響は両化合物の低揮発性である。
【0007】本発明の促進剤はR2NH型のジ(分岐ア
ルキル)アミンから誘導される。これらの促進剤は式R
2NCS−またはR2NS−の基を有する。Rは5〜18
個、好ましくは、6〜15個の炭素原子を有する。最も
好ましくは、該アミンは商業的に容易に入手できるジ
(C9アルキル)アミンであり、それは、主として分岐
アミンジ(3,5,5−トリメチルヘキシル)アミンより
なり、以後、便宜のためにジイソノニルアミンと記載す
る。
【0008】驚くべきことに、かかるアミンに基づく促
進剤は、重量−重量ベースおよびモル−モルベースの双
方にて、通常の促進剤と比較して、強力な促進剤作用を
有することが判明した。
【0009】本発明で用いる好ましい促進剤は、式I (R2NCSS)nM I [式中、Mは亜鉛または銅(n=2)、鉄またはビスマス
(n=3)、ナトリウムまたはカリウム(n=1)、または
テルル(n=4)のごとき金属を意味する。]で示される
ジチオカルバマートである。本発明の範囲内で利用でき
る類似の促進剤化合物は対応するアミン塩である。すな
わち、Mがジイソノニルアミン、ジベンジルアミンまた
は他の非発癌性アミン、苛酷な条件下でのみニトロソア
ミンを与えるトリエチルアミンのごときトリアルキルア
ミン、または不安定な非発癌性ニトロソアミンを形成す
る第一級アミンである式Iのものである(すべての場合
において、n=1である)。
【0010】本発明で用いる他の促進剤は、式 R2NCS(S)xCSNR2(x=1,2または3ある
いは6まで)で示される対応チウラムスルフィド、式 R2NCSNR'R" [式中、R’およびR”は、RまたはR’は水素であり
得、R”はメチル、エチル、ブチル、ベンジルまたはシ
クロヘキシルのごときいずれかの都合良いアルキル、シ
クロアルキルまたはアラルキル基であるように同一であ
る]で示される対応チオウレア、および式 R2NCS.SyR"' [式中、yは1または2であり得、R"'は2−メルカプ
トベンズチアゾール、2−メルカプトチアゾリン等の残
基である]で示される対応する混合スルフィドである。
【0011】本発明で用いるのに適した他の促進剤は、
ジチオジイソノニルアミン、S−(ジイソノニルチオカ
ルバミル) O,O−ジアルキルジチオホスフェート、
O,O−ジアルキルジチオホスフェートとのジイソノニ
ルアミンの塩および亜鉛もしくは銅ジアルキルジチオホ
スフェートのジイソノニルアミン複合体を包含する。
【0012】本発明の組成物は、ゴムおよび該組成物の
0.1ないし5重量%の促進剤よりなる。通常の添加剤
を存在させることもできる。また、硫黄を含ませること
もできる。用いることができる添加剤およびゴムのタイ
プはEP−A−0184301に記載されている。
【0013】本発明で用いる化合物の誘導体の非発癌性
を証明するために、N−ニトロソジイソノニルアミン、
N−ニトロソジベンジルアミンおよびジイソノニルジチ
オカルバミン酸亜鉛をエイムス試験により突然変異誘発
性につきテストした。細菌株TA1535、TA153
7、TA1538、TA98およびTA100に対する
毒性についての予備試験において、5000μg用量で
ニトロソジベンジルアミンおよびジイソノニルジチオカ
ルバミン酸亜鉛ですべての株につき沈澱が観察されたに
も拘わらず、すべての3種の化合物は、5000μg/
プレートまでおよびそれを含む用量にて非毒性であっ
た。関連するコロニーのカウントは、代謝活性化してお
よびそれなくして、0、50、150、500、150
0、5000μg/プレートの用量で測定し、復帰突然
変異体コロニーカウントの対照値を超えての増加は、5
種の菌株につき、5つのテスト用量のいずれにおいても
記録されなかった。
【0014】菌株の突然変異性をチェックする試験にお
いて、4000μg/プレートにおけるジメチルニトロ
ソアミンは、TA1535およびTA100に対し、代
謝活性化の後、突然変異誘発性であった。N−エチル−
N'−ニトロ−N−ニトロソグアニジンは、共に代謝活
性化なしで、5.0μg/プーレトにてTA1535に
対し、5.0μg/プーレトにてTA100に対し、わ
ずかに突然変異誘発性であった。
【0015】
【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明をさらに詳し
く説明する。実施例1ないし4 各々、実施例1ないし4として、式Iの金属ジイソノニ
ルジチオカルバマート(M=Zn、n=2;M=Bi、
n=3;M=Fe、n=3;M=Cu、n=2)をジイ
ソノニルアミンから調製し、天然ゴムにおける促進剤と
して試験した。以下の処方を用いた: 重量部 天然ゴムSMR CV 100.0 酸化亜鉛 5.0 ステアリン酸 1.0 酸化防止剤WSP 1.0 活性化炭酸カルシウム 50.0 SRFブラック 5.0 硫黄 2.5 促進剤 0.8
【0016】160℃にて、モンサント(Monsanto)レ
オグラフは、すべての4種の促進剤は満足できるもので
あることを示した。レオロジーデータは、以下の通りで
あった。
【0017】
【表1】
【0018】実施例5 硫黄を省略し、ジイソノニルジチオカルバミン酸金属を
加硫剤としての3重量部のテトライソノニルチウラムテ
トラスルフィドで置き換える以外は、実施例1と同一の
天然ゴム処方を用いた。得られたレオグラフは、テトラ
イソノニルチウラムテトラスルフィド(R2NCSS4
SNR2)が、金属ジイソノニルジチオカルバマート/
硫黄系と同程度効率的なほど速くはないものの、天然ゴ
ムを硬化させるであろうことを示した。
【0019】実施例6 ジイソノニルジチオカルバミン酸亜鉛およびジブチルジ
チオカルバミン酸亜鉛を、以下の処方から調製したキャ
ストラテックスフィルムで比較した。 ベース・ミックス: 60%高アンモニアラテックス 167.00 30%カプリル酸カリウム溶液 0.67 20%水酸化カリウム溶液 1.00 60%硫黄分散液 2.50
【0020】ベース・ミックスは、 A.0.50pphrのジイソノニルジチオカルバミン
酸亜鉛 B.1.00pphrのジイソノニルジチオカルバミン
酸亜鉛 C.0.50pphrのジブチルジチオカルバミン酸亜
鉛 と混合した。
【0021】抽出のF.D.A.およびB.G.A.法を共に
用いるGC/TEAによって、フィルムA、BおよびC
の試料、ならびに乾燥したベース・ミックスDの試料を
ニトロソアミンおよびニトロソ化可能アミンにつき分析
した。F.D.A.法におけるジクロロメタン抽出を用
い、N−ニトロソジブチルアミンのみが、以下のごとく
に検出された。 A.21.7ppb;B.31.0ppb;C.335.0ppb;D.
26.6ppb
【0022】明らかに、ベース・ミックスは、少量のN
−ニトロソジブチルアミンで汚染しており、実質量のN
−ニトロソジブチルアミンはジブチルジチオカルバミン
酸亜鉛促進剤に由来する。
【0023】B.G.A.法におけるごとく人工唾液抽出
を用い、より汚染するニトロソアミンが検出された
(n.d.=検出されず): A B C D N−ニトロソジメチルアミン(NDMA) n.d. 1.1 n.d. 1.2 N−ニトロソジエチルアミン(NDEA) n.d. n.d. n.d. n.d. N−ニトロソジブチルアミン(DNBA) 4.9 7.5 83.0 4.4 N−ニトロソピペリジン(NPIP) 0.7 1.3 n.d. 0.8 N−ニトロソモルホリン(NMOR) 4.7 4.1 4.5 5.0 N−ニトロソジイソノニルアミン(NDイソNA) n.d. n.d. n.d. n.d.
【0024】人工唾液抽出物をニトロソ化してニトロソ
化可能アミンを測定すると、結果は以下の通りであっ
た: A B C D NDMA n.d. 91.4 4.7 33.9 NDEA n.d. 6.1 3.5 1.9 NDBA 172.0 84.3 3210.0 40.8 NPIP n.d. n.d. n.d. n.d. NMOR 3.3 n.d. 4.5 n.d. NDイソNA n.d. n.d. n.d. n.d.
【0025】結果は、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛
は、それで硬化させたフィルムの抽出物に対してニトロ
ソジブチルアミンおよびジブチルアミン双方を貢献する
が、ジイソノニルジチオカルバミン酸亜鉛はニトロソジ
イソノニルアミンまたはそのジイソノニルアミン前駆体
を1ppb(これは、この方法でのニトロソジイソノニ
ルアミンの検出限界である)よりも多くは放出しないこ
とを示す。結果は、他のニトロソアミンによる汚染を示
すことに注意すべきであり、これは、本発明が解決を望
む問題の現実を強調する。
【0026】
【発明の効果】本発明により、ゴム製品の製造および使
用時におけるニトロソアミン害を最小化するのに適した
ゴム促進剤/加硫剤、該促進剤/加硫剤を含有する組成
物、および該組成物を加硫して得られる加硫ゴムが提供
される。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各RがC5-18分岐アルキルである式R2
    NCS−またはR2NS−で示される基を有する化合物
    よりなるゴム促進剤/加硫剤。
  2. 【請求項2】 各RがC919である請求項1記載のゴ
    ム促進剤/加硫剤。
  3. 【請求項3】 各Rが3,5,5−トリメチルヘキシルで
    ある請求項2記載のゴム促進剤/加硫剤。
  4. 【請求項4】 該化合物がジチオカルバマート、チウラ
    ムスルフィド、チオウレアまたは混合スルフィドである
    請求項1〜3いずれか1に記載のゴム促進剤/加硫剤。
  5. 【請求項5】 該化合物がジアルキルジチオカルバミン
    酸金属である請求項4記載のゴム促進剤/加硫剤。
  6. 【請求項6】 該金属が銅、ビスマス、ナトリウム、テ
    ルルまたは亜鉛である請求項5記載のゴム促進剤/加硫
    剤。
  7. 【請求項7】 該化合物がジイソノニルジチオカルバミ
    ン酸亜鉛である請求項6記載のゴム促進剤/加硫剤。
  8. 【請求項8】 ゴムおよび請求項1〜7いずれか1に記
    載の化合物よりなる組成物。
  9. 【請求項9】 0.1ないし5重量%の該化合物よりな
    る請求項8記載の組成物。
  10. 【請求項10】 さらに硫黄よりなる請求項8または9
    記載の組成物。
  11. 【請求項11】 請求項8ないし10いずれか1に記載
    の組成物の加硫によって得られた加硫ゴム。
JP5230229A 1992-09-16 1993-09-16 低ニトロソアミン発生のゴム促進剤/加硫剤、それを含有する組成物、および該組成物を加硫した加硫ゴム Pending JPH06184363A (ja)

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DE (1) DE69324749T2 (ja)
DK (1) DK0588559T3 (ja)
ES (1) ES2130231T3 (ja)
GB (1) GB9219618D0 (ja)
GR (1) GR3030547T3 (ja)
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GR3030547T3 (en) 1999-10-29
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ES2130231T3 (es) 1999-07-01
EP0588559A2 (en) 1994-03-23
DK0588559T3 (da) 1999-11-01
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