JPH09316239A - ゴム組成物 - Google Patents

ゴム組成物

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JPH09316239A
JPH09316239A JP13518696A JP13518696A JPH09316239A JP H09316239 A JPH09316239 A JP H09316239A JP 13518696 A JP13518696 A JP 13518696A JP 13518696 A JP13518696 A JP 13518696A JP H09316239 A JPH09316239 A JP H09316239A
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JP
Japan
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vulcanization
rubber composition
film material
rubber
resin
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Application number
JP13518696A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Cho
和弘 長
Takeshi Hamanaka
浜中  剛
Koji Nakaii
浩二 中飯
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴム組成物を加工、加硫する際に、ゴム組成
物に付与される温度領域に応じて、加硫速度を制御して
ゴム製品を得ることのできるゴム組成物を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 加硫剤または加硫促進剤の少なくともい
ずれか一方を芯材とし、無機物粉体を第1の膜材及び軟
化点が60℃以上の樹脂を第2の膜材として、前記芯材
の表面を前記第1の膜材でコーティングし、更に前記第
1の膜材を前記第2の膜材でコーティングしてなる粒状
物を含有することを特徴とするゴム組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はゴム組成物に関し、
詳しくは、タイヤ、防振ゴム、ベルト等のゴム製品に好
適に用いられ、加硫成形性を向上し得るゴム組成物に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般的にゴム製品は、天然ゴム、スチレ
ンブタジエンゴム等のゴム素原料にカーボンブラック等
補強剤、軟化剤、老化防止剤等および加硫反応をさせる
ための加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤等をバンバリー等
で混練りしてゴム組成物となし、それを熱プレス等で圧
力を加えて加熱(これを加硫という)して作る。これら
のゴム製品の製造工程においては、加硫工程のサイクル
タイムがその前後の工程に比べて長く、ゴム製品の生産
性の向上には加硫工程のサイクルタイムを短くする、す
なわち加硫時間を短縮することが不可欠となっている。
【0003】従来よりこの加硫時間を短縮するために、
種々の検討が行われてきた。例えば、ゴム組成物の配合
処方においては、加硫促進剤に加硫速度の速いものを選
択すること、またチウラム系の加硫促進剤を併用するこ
と等により、加硫時間を短くすることが試みられてい
る。一方、加工方法の面からは、ゴム組成物をできるだ
け高温でモールド内に注入する加工方法であるインジェ
クションによる加硫を採用することで、加硫時間を短く
することが行われており、従来の加硫工程では最も加硫
時間を短くできる加工方法であるとされている。所謂射
出成形法であるインジェクション加硫成形方法を適用し
た加硫工程においても、加硫時間短縮検討が進められて
おり、そのためにゴム組成物を金型に注入する前に、射
出成形機のプランジャー又はスクリュー内での予熱温度
を高くしたり、射出圧を上げて射出発熱を高くすること
等が検討されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように加硫促進剤の選択によりゴム組成物の加硫速度を
速くして加硫時間短縮を行った場合、確かに加硫時間を
短くすることができるが、同時に加硫温度以下の比較的
低温領域でも加硫反応が進行して、結果として、スコー
チしやすい不安定なゴム組成物になる。すなわち、次ぎ
のような現象が発生する。 1)混練り時に、上述の加硫反応が始まりゴム組成物の
高粘度化により正常にゴム組成物を混練することができ
なくなる。 2)混練した練りゴム組成物を放置した場合、短時間で
スコーチしてしまい、次ぎのゴム製品の加硫工程ではゴ
ム製品の生産をすることができなくなる。 3)又、加硫前のカレンダー等のシート圧延工程等の前
処理時、このゴム組成物の加硫が始まり、正常なゴム組
成物のシートが得られない。また、高速加硫促進剤の選
定により加硫速度を速くした場合、加硫ゴム特性(耐熱
性、耐疲労性等)を悪化させる場合も生じる。
【0005】これらのゴム製品の成形法の1つである射
出成形法、即ちインジェクション加硫方法においては、
加硫時間を短縮するためにゴム組成物の予備加熱温度を
高くする、又は射出圧力を上げて射出発熱を高くするこ
と等により、ゴム組成物をさらに高温で金型に注入し加
硫時間の短縮を試みることも行われているが、金型に射
出注入する前にゴム組成物が加硫を始めて流動性が悪く
なり、このゴム組成物を金型内に注入することができな
くなるという問題もあった。
【0006】又、このような問題を解決する手段として
特開昭48−25042に示すように、加硫反応をさせ
るための加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤等の表面を高分
子の皮膜で被覆した配合剤、すなわちマイクロカプセル
状に成形した、所謂カプセル化配合剤をゴム素原料に混
練したゴム組成物を用いれば、加硫速度を制御すること
ができるとする知見もある。しかしながら、この方法に
おいては、皮膜材料が樹脂等の高分子物質であるため、
加硫温度以下の低温領域でも、芯材たる加硫剤などがゴ
ム素原料に移行して加硫が進行してしまうことがあっ
た。
【0007】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、ゴム組成物を加工、加硫する際に、ゴム組成物に付
与される温度領域に応じて、加硫速度を制御してゴム製
品を得ることのできるゴム組成物を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意検討を重ねた結果、加硫剤、加硫
促進剤の表面に無機物粉末をコーティングして第1の膜
材を形成した後、更に樹脂からなる第2の膜材を第1の
膜材の表面にコーティングした粒状物を使用すること
で、内包された芯材たる加硫剤又は加硫促進剤がコーテ
ィングされた膜材を移行通過するまで加硫反応を遅らせ
ることを見いだし、本発明を完成した。すなわち、本発
明の請求項1に記載のゴム組成物は、加硫剤または加硫
促進剤の少なくともいずれか一方を芯材とし、無機物粉
体を第1の膜材及び軟化点が60℃以上の樹脂を第2の
膜材として、前記芯材の表面を前記第1の膜材でコーテ
ィングし、更に前記第1の膜材を前記第2の膜材でコー
ティングしてなる粒状物を含有することを特徴としてい
る。又、本発明の請求項2に記載のゴム組成物は、前記
第2の膜材が熱可塑性樹脂からなることを特徴としてい
る。又、本発明の請求項3に記載のゴム組成物は、前記
第1の膜材の無機物粉体の平均粒径が5μm以下である
ことを特徴としている。又、本発明の請求項4に記載の
ゴム組成物は、前記粒状物の粒径が100μm以下であ
ることを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】加硫剤、加硫促進剤の表面に無機
物をコーティングして粒状物となし、直接反応するポリ
マーと接触させないことにより加硫反応を抑えることが
できる。ただし、表面にコーティングした無機物は造膜
性がない等により、ゴム素原料に混練り等することで、
加硫剤または加硫促進剤表面から比較的容易にはがれて
しまい、加硫速度を抑える効果が発揮できなくなる。そ
こで、さらに樹脂をコーティングすることで加硫剤また
は加硫促進剤表面から容易にはがれなくすることが可能
となり、加硫速度を抑えることができる。また、加硫温
度近辺での溶融又は軟化等によって破壊され易い樹脂を
選択することにより、加硫温度では樹脂が溶融又は破壊
して無機物もそれにより分散されて、その結果加硫剤ま
たは加硫促進剤がゴム素原料と接触して加硫反応が起こ
る。従って低温では加硫が起こらない(または非常起こ
りにくい)で、高温になると加硫が始まるという加硫制
御が可能となる。従って、従来では使用できないような
高速加硫になる加硫促進剤を使用することにより、加硫
温度領域では加硫速度が速く低温領域では加硫速度が遅
くスコーチしないゴム組成物にすることが可能となる。
【0010】本発明のコーティングする無機物は、シリ
カ、酸化チタン等加硫反応に対して不活性な物質であれ
ばよい。無機物の粒径は、加硫剤または加硫促進剤の表
面全体を隙間なく覆うために小さい方が望ましい。ま
た、加硫ゴムの物性への影響を抑えるためにも粒径が小
さい方が望ましい。実用的には、5μm以下望ましくは
1μm以下の無機物が推奨される。
【0011】本発明において用いられるコーティングす
る膜材の樹脂としては、以下のものが好ましい。コーテ
ィングする樹脂は、加硫温度以下では溶融、破壊等しな
いでカプセル構造を維持でき、加硫温度以上では樹脂が
溶融又は軟化等物性低下により破壊する樹脂を使用す
る。溶融又は軟化等により破壊する温度が80〜200
℃、実用的には、100〜180℃、望ましくは120
〜170℃のものであればポリマー構造に制限はない。
このような樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリウレタン、ブタジエン樹脂、ポリブテン樹脂、
ポリスチレン、EVA(エチレン酢酸ビニル共重合
体)、EEA(エチレンアクリル酸共重合体)、ポリカ
ーボネート、メタクリル樹脂などが好適であり、更に好
ましくは、ポリエチレン、ポリウレタン、ブタジエン樹
脂、ポリスチレンである。又、コーティングする樹脂の
膜厚は、混練等加硫の前工程で破壊しない範囲でできる
かぎり薄いほうが望ましく、コーティングする樹脂の強
度にもよるが、コーティングした芯材の加硫剤の重量の
5〜30%、望ましくは5〜15%である。5%未満で
は加硫の前工程で破壊する危険性が高く、5%未満にす
る必要がある場合には樹脂の強度の高いものを選択する
必要がある。又、30%超では、加硫温度での軟化等に
よる物性低下が充分大きくなければ破壊が起こらない場
合があるために、樹脂の選択が必要になる。
【0012】膜材でコーティングした加硫剤、加硫促進
剤の粒状物の粒径は、100μm以下、更に好ましくは
50μm以下が推奨される。100μm超の場合、低温
で遅くする効果は十分に発揮できるが、加硫した物性が
著しく低下する。
【0013】本発明のゴム組成物に使用される粒状物の
膜材を形成する製膜方法としては、一般に知られるマイ
クロカプセル化する方法が採択され、例えば、層分離法
(高分子溶液からその高分子に富んだ層が分離する現
象、即ちコアセルベーションを利用したカプセル化方
法)、液中乾燥法(芯物質が乳化又は分散されている壁
膜物質溶液を、水又は油の媒体中に分散し、然る後、攪
拌下、加熱又は減圧によって、壁膜物質が溶解している
溶剤を除去して、カプセル膜を形成させる方法)、気中
懸濁法(芯物質−粉末−を気流によって流動化し懸濁さ
せて、懸濁粒子表面に膜材を溶解させた溶液を噴霧す
る。懸濁化空気を加熱して溶媒を蒸発させてカプセル膜
を形成させる方法)及び噴霧乾燥法(膜材を溶解させた
溶液に芯物質を懸濁させて、その溶液を噴霧、微粒子化
して瞬間的に乾燥させて、カプセル化膜を形成させる方
法)などが好適である。
【0014】本発明のゴム組成物のゴム素原料として
は、天然ゴム、SBR、BR、IR、CR、IIR、N
BR等の通常のゴム素原料を挙げることができる。
【0015】本発明のゴム組成物には、ゴム素原料10
0重量部に対して、カーボンブラック10〜150重量
部が配合される。カーボンブラックは充填剤として用い
られるものであり、これによって諸物性の改良効果が大
きくなる。使用されるカーボンブラックとしては、FE
F、SRF、HAF、ISAF、SAF等のカーボンブ
ラックが挙げられる。又、充填剤としてカーボンブラッ
クに替えてシリカ等の無機物粉体であってもかまわな
い。
【0016】本発明のゴム組成物には、加硫剤が使用さ
れ、加硫剤は、イオウが一般的であるがその他過酸化物
等特に制約はない。
【0017】又、本発明のゴム組成物には、加硫促進剤
が使用され、加硫促進剤は、MBT(2−メルカプトベ
ンゾチアゾール)、CBS(N−シクロヘキシル−2−
ベンゾチアジルスルフェンアミド)、MBTS(ジベン
ゾチアジルジスルフィド)等のチアゾール系、TMTD
(テトラメチルチウラムジスルフィド)等チウラム系等
特に制約はない。
【0018】本発明のゴム組成物は、ロール、インター
ナルミキサー等の混練り機を用いて混練りすることによ
って得られ、成形加工後、加硫を行って防振ゴム、ベル
ト、ホース、タイヤその他工業品などの用途にも用いる
ことができるが、特に防振ゴムとして好適に使用され
る。
【0019】
【実施例】以下に実施例及び比較例により本発明をより
具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定される
ものではない。
【0020】[実施例] 粒状物の調製 平均粒径0.5μmのシリカを15重量%分散させた分
散液中に加硫剤のイオウ又は加硫促進剤のMBTSを懸
濁させた後、この懸濁液をスプレードライヤーで90℃
の雰囲気中で噴霧して乾燥させて、表面にシリカがコー
ティングされた粒状物の加硫剤又は加硫促進剤を作製す
る。次ぎに、更にそれを、熱可塑性ポリウレタンエラス
トマー(軟化点95℃)をMEK(メチルエチルケト
ン)(溶媒)に溶解させた10%溶液に懸濁させた後、
この懸濁液をスプレードライヤーで60℃の雰囲気中に
噴霧して乾燥させて、粒状物のサンプル1〜4を得た。
表1にその組成を示す。表1においては、例えば、サン
プル4は、加硫促進剤MBTSを芯材とし、その表面を
シリカを第1の膜材、熱可塑性ポリウレタンエラストマ
ーを第2の膜材として、これらの膜材で芯材をコーティ
ングした粒状物を調製したもので、粒状物を100重量
%としたときに芯材が72重量%、シリカの膜材が15
重量%、熱可塑性ポリウレタンエラストマーの膜材が1
3重量%であることを示す。
【0021】[比較例]加硫剤のイオウ又は加硫促進剤
のMBTSそのものをそれぞれ単味で使用したものであ
る。
【0022】
【表1】
【0023】1)配合処方 実施例としては、サンプル1〜4以外をバンバリーミキ
サーで混練してマスターバッチを作成し、このマスター
バッチを冷却後、4インチロールにてマスターバッチと
サンプル1〜4をそれぞれ混練して調製した。また、比
較例としては、イオウ、MBT、MBTS単味以外をバ
ンバリーミキサーで混練してマスターバッチを作成し、
このマスターバッチを冷却後、4インチロールにてマス
ターバッチとイオウ、MBT、MBTS単味をそれぞれ
混練して調製した。これらの配合処方、加硫速度、耐ス
コーチ性、物性等の評価結果は表2に示す。
【0024】
【表2】
【0025】2)評価結果 ア)未加硫ゴム特性(加硫速度) 加硫速度はキュラストメーター(JSR III 型)を用
いて評価した。即ち、キュラストメーターによるねじり
トルクの最大値と最小値との差の10%+最小値に達す
るまでの時間をT10、90%+最小値に達するまでの
時間をT90とした。このときの測定温度は105℃、
165℃である。比較例2の通り、イオウに樹脂のみを
コーティングしたものはほとんど加硫速度を変化させる
ことができない。又、比較例3の通り、イオウに無機物
のみをコーティングしたものでもほとんど加硫速度を変
化することができない。これはゴムに混練することによ
り表面にコーティングしたシリカが剥れてしまったため
と思われる。実施例1、2のように、まずシリカをコー
ティングして、その上に熱可塑性ポリウレタンエラスト
マーをコーティングすることにより、低温(105℃)
では加硫速度が比較例1に比べて非常に遅く、加硫温度
(165℃)では比較例1とあまり変わらなくすること
ができる。また、加硫促進剤MBTSより高速の加硫促
進剤MBTを使用することにより、比較例1に比べて低
温(105℃)では加硫速度が遅く(従ってスコ−チし
にくく)、加硫温度(165℃)では加硫速度が速いゴ
ムとすることができる。
【0026】イ)加硫ゴム特性 硬度、強伸度についての測定法は、JIS 6301に
準拠した。表2に示すように、加硫ゴム特性は、シリカ
をコ−ティングした上に樹脂をコーティングした加硫促
進剤または加硫剤を使用したものは、全て比較例1と同
等である。
【0027】
【発明の効果】ゴム組成物を加工、加硫する際に、ゴム
組成物に付与される温度領域に応じて、加硫速度を制御
してゴム製品を得ることのできるゴム組成物を提供する
ことができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加硫剤または加硫促進剤の少なくともい
    ずれか一方を芯材とし、無機物粉体を第1の膜材及び軟
    化点が60℃以上の樹脂を第2の膜材として、前記芯材
    の表面を前記第1の膜材でコーティングし、更に前記第
    1の膜材を前記第2の膜材でコーティングしてなる粒状
    物を含有することを特徴とするゴム組成物。
  2. 【請求項2】 前記第2の膜材が熱可塑性樹脂からなる
    ことを特徴とする請求項1に記載のゴム組成物。
  3. 【請求項3】 前記第1の膜材の無機物粉体の平均粒径
    が5μm以下であることを特徴とする請求項1乃至2い
    ずれか1項に記載のゴム組成物。
  4. 【請求項4】 前記粒状物の粒径が100μm以下であ
    ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記
    載のゴム組成物。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002191720A (ja) * 2000-12-26 2002-07-10 Sumitomo Rubber Ind Ltd ゴルフボールおよびその製造方法
JP2005538231A (ja) * 2002-09-10 2005-12-15 シル・プリュス・ザイラッハー・アクチェンゲゼルシャフト ゴム製造のためのマイクロカプセル及びその製造方法
KR20220068543A (ko) * 2020-11-19 2022-05-26 넥센타이어 주식회사 레진으로 코팅된 가류 촉진제를 포함하는 타이어 고무 조성물 및 이를 포함하는 타이어

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