JPH066644B2 - 粉末ゴム及びその製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は機械的性質の優れた粉末ゴム及びその製法に関
するものである。詳しくは無機塩基性物質で被覆した粉
末ゴム及びその製法に関する。

近年、従来から使用されているベール状ゴムあるいはチ
ップ状ゴムと形態が異なる粉末状ゴムが開発されてい
る。この粉末状であるという特徴を利用した粉末ゴムの
用途は多く、多方面に渡って使用されている。例えば、
道路舗設や屋外施工等に使用されているアスファルトに
ゴムを添加してアスファルトの改質が行われているが、
この一般的改質方法としては、水を５０％程度含むゴム
ラテックスを添加して行われている。この方法では水の
蒸発操作が必要であるが、粉末ゴムを使用すればこの操
作が不要であり、且つ粉末状であるためにアスファルト
への溶解が極めて速い。あるいは金属、木材、皮革、ゴ
ム、プラスチック等の接着に使用されるゴム系接着剤の
製法はゴムと配合剤類とを練りロール、バンバリーミキ
サー等で混練りし、次にその混練り物を有機溶剤へ数時
間以上掛けて溶解する方法により行われているが、粉末
ゴムを用いれば、パウダーミキサー等で配合剤類とを混
合するだけでよく、上記した混練り工程が不要であり、
且つ粉末状であるために有機溶剤への溶解が極めて速
く、その混合物を有機溶剤に直接添加溶解してゴム系接
着剤を製造することが出来る。

しかしながら、粉末ゴムは、種々の用途に使用されつつ
あるものの、すべてに満足できるものではない。その一
例としては、粉末ゴムの機械的性質である。例えば、ア
スファルトの改質材として使用した場合、アスファルト
性状はそれなりに向上するものの、アスファルトとの混
合に際して、分散状態が悪く、十分なアスファルト性状
の向上は計れていない。また、単に粉末ゴムを用いて製
造した接着剤は被着体とのぬれが悪く、接着強度が低い
などが挙げられる。このため、粉末ゴムの機械的性質の
向上が強く要望されている。

そこで本発明者らは、かかる問題を克服した粉末ゴム及
びその製造法を提供することを目的に、鋭意研究を重ね
た結果、粉末ゴムに塩基性物質を被覆した粉末ゴムは著
しく機械的性質が向上することを知得し、本発明を完成
した。

以下本発明を詳細に説明する。本発明の塩基性物質を被
覆した粉末ゴムは、これまで達成されなった機械的性質
を著しく向上させた粉末ゴムであり、その製法は粉末ゴ
ムを塩基性物質を含む溶液で処理する方法である。

本発明に使用される粉末ゴムは、化学的方法によって得
られた粉末ゴムである。一般に粉末ゴムは物理的手段あ
るいは化学的方法によって製造される。物理的方法によ
て製造される粉末ゴムとしては、ペール状ゴムを粉砕、
破砕により粉末化したゴム、ゴムラテックスをスプレー
乾燥、フラッシュ乾燥、冷凍法等により粉末化したゴム
がある。化学的方法によって製造される粉末ゴムとして
は、凝固、共沈、マイクロカプセル法またはポリマーイ
オンコンプレックス法等により粉末化したゴムがある。
本発明の粉末ゴムとしてはこのうちポリマーイオンコン
プレックス法により得られた粉末ゴムでなければならな
い。即ち、塩基性物質を被覆した粉末ゴムはポリマーイ
オンコンプレックス法以外の物理的手段あるいは化学的
方法によって製造された粉末ゴムの場合では、粉末ゴム
の機械的性質は向上しない。

ポリマーイオンコンプレックス法によって得られる粉末
ゴムとしては、通常の方法でよく、例えば特開昭５３−
７３２４４号に記載されているアニオン性もしくはノニ
オン性のゴムラテックスにアニオン性水溶性高分子を混
合し、次に該アニオン性水溶性高分子とコアセルベーシ
ョンを起生しうるカチオン性高分子、陽イオン界面活性
剤等を混合し、ゴムラテックスからゴム粒子を分散させ
た後、合成樹脂エマルジョンを添加混合し、脱水乾燥し
て得られる粉末ゴムがある。

このような方法に使用される天然又は合成ゴムも特に制
限はなく、例えば天然ゴム、あるいは従来の乳化重合法
で製造されるイソプレン、ブタジエン、クロロブレン等
の共役ジエン化合物の単独重合体であるポリイソプレン
ゴム、ポリブタジエンゴム、ポリクロロプレンゴム；前
記共役ジエン化合物とスチレン、アクリロニトリル、ビ
ニルピリジン、アクリル酸、メタアクリル酸、アルキル
アクリレート、アルキルメタアクリレート等のビニル化
合物との共重合体であるスチレンブタジエン共重合ゴ
ム、アクリロニトリルブタジエン共重合ゴム、ビニルピ
リジンブタジエンスチレン共重合ゴム、アクリル酸ブタ
ジエン共重合ゴム、メチルアクリレートブタジエン共重
合ゴム、メチルメタアクリレートブタジエン共重合ゴム
等；エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィ
ン類とジエン化合物との共重合体であるイソブチレンイ
ソプレン共重合ゴム等のアニオン性もしくはノニオン性
のラテックスから得られる粉末ゴムの単独もしくは混合
物等がある。

また、本発明で云う塩基性物質とは無機塩基性物質であ
って、無機塩基性物質としては周期律第一族Ａに属する
アルカリ金属の水酸化物、または周期律第二族Ａに属す
るアルカリ土類金属の水酸化物であって、例えば水酸化
リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化ルビジウム、水酸
化バリウム、水酸化カルシウム等の単独もしくはこれら
の混合物である。

本発明の粉末ゴムに被覆される塩基性物質は粉末ゴム粒
子に、0.1重量％以上２３重量％迄被覆されるが、好ま
しくは１〜１７重量％、更に好ましくは、３〜９重量％
の範囲に於いて被覆されるのがよい。0.1重量％未満で
は塩基性物質が粉末ゴム粒子を完全に被覆し得ないし、
２３重量％を越えてもその効果はあまり改善されない。
本発明の粉末ゴムが優れた機械的性質を示し理由として
は、ポリマーイオンコンプレックス法によって得られた
粉末ゴムが、被覆された塩基性物質によって改質される
ためであろうと考えられる。

本発明で云う塩基性物質を含む溶液とは水もしくはアル
コール溶液もしくはそれらの混合物をいう。そして、そ
のアルコール溶液としては、炭素数１〜２０の脂肪族ア
ルコールの一価から三価のアルコールであって、例えば
メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、
ペンタノール、ヘキサノール、エチレングリコール、ジ
メチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロ
ール等およびこれらの異性体を挙げることが出来る。そ
してこれらのアルコールは単独もしくは混合物として用
いることが出来、更には水との混合物として使用しても
よい。これらの塩基性物質を含む溶液は粉末ゴム１００
重量部に対して0.1重量部〜５００重量部位迄、好まし
くは１０〜１００重量部、更に好ましくは２０〜６０重
量部の範囲に於いて使用する。0.1重量部未満では本発
明の製法によって得られる粉末ゴムの機械的性質は向上
しない。その理由として、塩基性物質を含む溶液が粉末
ゴム粒子表面に十分に付着せず、粉末ゴム粒子表面を十
分被覆しないものと考えられる。

また、５００重量部を越えて使用しても、その効果はあ
まり変らず、工業的に効果はない。

本発明の粉末ゴムを製造する方法は、ポリマーイオンコ
ンプレックス法によって得られた粉末ゴムと塩基性物質
を含む溶液、あるいは粉末ゴムと塩基性物質あよび水も
しくはアルコール溶液をパウダーミキサー等でブレンド
する方法、あるいは塩基性物質を含む溶液に粉末ゴムを
浸漬する方法等で処理し、次に得られた混合物あるいは
浸漬物から水もしくはアルコール溶液を分離すれば本発
明の粉末ゴムを得ることが出来る。特に被覆処理に於い
て注意を必要とする点は、パウダーミキサー等によるブ
レンドに際してはミキサーの回転翼を高速回転すると粉
末ゴムが塊状となる場合があり注意を必要とする。ま
た、ブレンド温度あるいは浸漬温度は塩基性物質の被覆
効果を高めるために、粉末ゴムがその形態を保つ範囲に
於いて可能な限り高い方が良い。上記の混合物から水も
しくはアルコール溶液を分離する方法は特に制限される
ものではなく、遠心分離法あるいは粉末ゴムがブロック
化しない程度の温度で加熱蒸発させる方法等によって行
うことが出来る。

これらの方法は、使用するポリマーイオンコンプレック
ス法によって得られた粉末ゴムが、塩基性物質を含む溶
液に不溶解性であって使用する粉末ゴムの形態を保った
状態で本発明の粉末ゴムを製造することが出来ることが
特徴である。そして塩基性物質を含む溶液の選択は本発
明の粉末ゴムの用途によって適宜決められる。このよう
に本発明で得られる粉末ゴムの用途としては、例えばア
スファルト改質材、接着剤、樹脂改質材、塗料、ゴム用
品、シーリング材などに使用出来る。

以下、実施例により本発明を説明するが、これらの実施
例のみに限定されるものではない。

なお、以下の実施例で使用したポリマーイオンコンプレ
ックス法により製造した粉末ゴムは特開昭５３−７３２
４４号の製法によった。また、部はすべて重量部であ
る。

実施例１ ポリクロロプレンゴムラテックス（商品名「スカイプレ
ンＢ−３０」のラテックス、東洋曹達工業（株）製）を
乾燥重量が３５重量％になるように調整し、ゴムラテッ
クス２０部にアルギン酸ソーダの１％水溶液２０部を加
え、次に酢酸の１０％水溶液を添加し、pH4.5にした。
この混合液をポリオキシエチレン牛脂アルキルプロピレ
ンジアミン0.1％水溶液２００部に添加した。次に微粉
末状に分離したゴムをデカンテーションにより洗浄した
後、ゴムが微粉末状に分散した水溶液中にポリエチレン
エマルジョンをゴムラテックスの乾燥重量に対して６重
量％になるように加えて混合し、脱水乾燥を行い、平均
粒径0.5mmの粉末クロロプレンゴム（以下粉末ＣＲと云
う）を得た。

次にこの得られた粉末ＣＲを、該粉末ＣＲ１００部に対
してエタノール溶液２０部と水酸化カリウム２部からな
る混合溶液に添加し、室温に於いてパウダーミキサーで
混合した。次に４０℃ギヤーオーブン中で乾燥を行い、
水酸化カリウムを被覆した粉末ゴムを得た。第１図にこ
の粉末ゴム粒子表面の走査型電子顕微鏡写真（倍率５０
０倍を示す）、第２図に上記のポリマーイオンコンプレ
ックス法により得た粉末ＣＲ粒子表面の走査型電子顕微
鏡写真（倍率５００倍）を示す。

実施例２ 粒径が0.35〜0.71mmの実施例１で得た粉末ＣＲ４００ｇ
を３パウダーミキサーに入れ、次に常温でパウダーミ
キサーの回転翼を回転させながら、水酸化ナトリウム３
０ｇを溶解した水溶液２３０ｇを添加し、攪拌を行っ
た。次にその混合物をパッドに広げ、４０℃のギヤーオ
ーブン中で乾燥を行った。得られた粉末ゴムは４３０ｇ
で、その粒径は0.35〜0.71mmのものが９１wt％、0.71mm
以上が９wt％であった。

なお、粒径の測定は自動振とう篩機を使用して、粉末ゴ
ムを分級し、粉末ゴムが通過した篩目の大きさを粒径と
した。

実施例３〜６および比較例1,2 本発明の粉末ゴムを使用してアスファルトの改質を行っ
た。

攪拌翼をもつステンレス容器中でストレートアスファル
ト（６０〜８０）を１６０℃に加熱し、アスファルトを
攪拌しながらアスファルト１００部当り実施例１で得た
粉末ゴムを４部添加した。１０分間攪拌を行い、アスフ
ァルト−ゴム混合物を得た。この混合物の針入度、軟化
点および伸度の測定をJIS K 2207に従って、６０℃絶対
粘度の測定をJAA 001に従って、把握力、粘結力の測定
を日本道路協会方法（昭・５２）アスファルトのタフネ
ス・テナスティ試験方法に従って行った。測定結果を実
施例５として表１に示す。実施例６は実施例２、実施例
７は実施例３、実施例８は実施例４で得た粉末ゴムを各
々使用した。

比較例１は実施例１のポリマーイオンコンプレックス法
で得た粉末ＣＲを使用し、実施例３〜６と同様な方法に
より測定した。

表１から、本発明の粉末ゴムを使用することにより、ア
スファルト−ゴム混合物の伸度、６０℃絶対粘度、把握
力、粘結力が著しく向上していることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一態様である粉末ＣＲの粒子表面構造
を示す電顕写真、第２図は粉末ＣＲの粒子表面構造を示
す電顕写真である。 電顕写真はいずれも５００倍である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリマーイオンコンプレックス法により得
   た粉末ゴムに周期律第一族Ａに属するアルカリ金属の水
   酸化物または第二族Ａに属するアルカリ土類金属の水酸
   化物から選ばれる無機塩基性物質を０．１重量％以上２
   ３重量％迄被覆してなる粉末ゴム。
2. 【請求項２】ポリマーイオンコンプレックス法により得
   た粉末ゴム１００重量部に対し、周期律第一族Ａに属す
   るアルカリ金属の水酸化物または第二族Ａに属するアル
   カリ土類金属の水酸化物から選ばれる無機塩基性物質
   ０．１重量部以上を含む溶液で処理することを特徴とす
   る無機塩基性物質を０．１以上２３重量％迄被覆した粉
   末ゴムの製法。