JPH1081785A - 粘土複合ゴム材料の製造方法 - Google Patents
粘土複合ゴム材料の製造方法Info
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- JPH1081785A JPH1081785A JP8255479A JP25547996A JPH1081785A JP H1081785 A JPH1081785 A JP H1081785A JP 8255479 A JP8255479 A JP 8255479A JP 25547996 A JP25547996 A JP 25547996A JP H1081785 A JPH1081785 A JP H1081785A
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- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ゴム中において，粘土鉱物を均一に分散させ
ることができる，粘土複合ゴム材料の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 粘土鉱物の無機イオンを有機オニウムイ
オンとイオン交換することにより粘土鉱物を有機化す
る。次に，有機化された粘土鉱物と，ゴム用プロセスオ
イル及び／又は可塑剤とを混合し，次に，ゴム材料と混
合することにより，上記粘土鉱物がゴム材料の中に均一
に分散した粘土複合ゴム材料を製造する。有機オニウム
イオンは炭素数が６以上であること，ゴム用プロセスオ
イルはパラフィン系オイル，ナフテン系オイル又はアロ
マ系オイルであること，可塑剤は，エステル系化合物，
リン酸エステル系化合物又はスルフォンアミド系化合物
であることが好ましい。
ることができる，粘土複合ゴム材料の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 粘土鉱物の無機イオンを有機オニウムイ
オンとイオン交換することにより粘土鉱物を有機化す
る。次に，有機化された粘土鉱物と，ゴム用プロセスオ
イル及び／又は可塑剤とを混合し，次に，ゴム材料と混
合することにより，上記粘土鉱物がゴム材料の中に均一
に分散した粘土複合ゴム材料を製造する。有機オニウム
イオンは炭素数が６以上であること，ゴム用プロセスオ
イルはパラフィン系オイル，ナフテン系オイル又はアロ
マ系オイルであること，可塑剤は，エステル系化合物，
リン酸エステル系化合物又はスルフォンアミド系化合物
であることが好ましい。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は，ゴム中に粘土鉱物を分子レベル
で分散させた粘土複合ゴム材料の製造方法に関する。
で分散させた粘土複合ゴム材料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】従来より，ゴム材料の機械的特性を改良す
るために，粘土鉱物の添加，混合が検討されている。例
えば，特開平１−１９８６４５号公報において，末端又
は側鎖にオニウムイオンを導入したオリゴマーを用いて
粘土鉱物の有機化を行い，これをゴム材料の中に混合す
る方法が開示されている。また，特開昭６０−４５４１
号公報においては，マイカを塩化アンモニウムや塩化コ
リンで処理した後にゴム材料に混練して，ゴム材料の中
にマイカを均一に分散させたゴム材料を得る方法が開示
されている。
るために，粘土鉱物の添加，混合が検討されている。例
えば，特開平１−１９８６４５号公報において，末端又
は側鎖にオニウムイオンを導入したオリゴマーを用いて
粘土鉱物の有機化を行い，これをゴム材料の中に混合す
る方法が開示されている。また，特開昭６０−４５４１
号公報においては，マイカを塩化アンモニウムや塩化コ
リンで処理した後にゴム材料に混練して，ゴム材料の中
にマイカを均一に分散させたゴム材料を得る方法が開示
されている。
【０００３】
【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の粘
土複合ゴム材料においては，以下の問題があった。ま
ず，前者の特開平１−１９８６４５号公報に開示された
技術では，オニウムイオンを導入したオリゴマーの調製
は，必ずしも容易ではなかった。また，粘土鉱物の層間
でオリゴマーを直ちに導入させようとするため，粘土鉱
物の層間の膨潤が不十分な場合があった。
土複合ゴム材料においては，以下の問題があった。ま
ず，前者の特開平１−１９８６４５号公報に開示された
技術では，オニウムイオンを導入したオリゴマーの調製
は，必ずしも容易ではなかった。また，粘土鉱物の層間
でオリゴマーを直ちに導入させようとするため，粘土鉱
物の層間の膨潤が不十分な場合があった。
【０００４】また，後者の特開昭６０−４５４１号公報
に開示された技術では，混練時にプロセスオイルを添加
しているが，前記処理をしたマイカはプロセスオイルと
なじみが悪く，プロセスオイルの添加量を増加するとマ
イカが分散しにくくなるという不具合があった。
に開示された技術では，混練時にプロセスオイルを添加
しているが，前記処理をしたマイカはプロセスオイルと
なじみが悪く，プロセスオイルの添加量を増加するとマ
イカが分散しにくくなるという不具合があった。
【０００５】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，ゴム
中において，粘土鉱物を均一に分散させることができ
る，粘土複合ゴム材料の製造方法を提供しようとするも
のである。
中において，粘土鉱物を均一に分散させることができ
る，粘土複合ゴム材料の製造方法を提供しようとするも
のである。
【０００６】
【課題の解決手段】請求項１の発明は，粘土鉱物の無機
イオンを有機オニウムイオンとイオン交換することによ
り粘土鉱物を有機化し，次に，有機化された粘土鉱物
と，ゴム用プロセスオイル及び／又は可塑剤とを混合
し，次に，ゴム材料と混合することにより，上記粘土鉱
物がゴム材料の中に均一に分散した粘土複合ゴム材料を
製造することを特徴とする粘土複合ゴム材料の製造方法
である。
イオンを有機オニウムイオンとイオン交換することによ
り粘土鉱物を有機化し，次に，有機化された粘土鉱物
と，ゴム用プロセスオイル及び／又は可塑剤とを混合
し，次に，ゴム材料と混合することにより，上記粘土鉱
物がゴム材料の中に均一に分散した粘土複合ゴム材料を
製造することを特徴とする粘土複合ゴム材料の製造方法
である。
【０００７】本発明の作用及び効果について説明する。
粘土鉱物は通常，水中において優れた膨潤性を示すが，
有機溶媒の中においては膨潤し難い。そこで，本発明の
ように粘土鉱物の層間に存在するＮａイオンやＬｉイオ
ン等の無機イオンを，有機オニウムイオンとイオン交換
することにより粘土鉱物を有機化すると，粘土鉱物が疎
水化される。そのため，疎水性の有機溶媒の中で粘土鉱
物の層間を膨潤させることができる。
粘土鉱物は通常，水中において優れた膨潤性を示すが，
有機溶媒の中においては膨潤し難い。そこで，本発明の
ように粘土鉱物の層間に存在するＮａイオンやＬｉイオ
ン等の無機イオンを，有機オニウムイオンとイオン交換
することにより粘土鉱物を有機化すると，粘土鉱物が疎
水化される。そのため，疎水性の有機溶媒の中で粘土鉱
物の層間を膨潤させることができる。
【０００８】次に，上記のごとく有機化された粘土鉱物
の層間にゴム用プロセスオイル及び／又は可塑剤を入り
込ませ，その後，ゴム材料に混練する。これにより，従
来粘土鉱物の分散が困難であったゴム材料に対しても，
粘土鉱物を大きな層間距離をもって均一に分散させるこ
とができる。
の層間にゴム用プロセスオイル及び／又は可塑剤を入り
込ませ，その後，ゴム材料に混練する。これにより，従
来粘土鉱物の分散が困難であったゴム材料に対しても，
粘土鉱物を大きな層間距離をもって均一に分散させるこ
とができる。
【０００９】その理由は，以下のように考えられる。即
ち，図１に示すごとく，粘土鉱物７を有機オニウムイオ
ン６により有機化することにより，粘土鉱物７の層間に
空間的に多くのスペースが形成される。そのため，その
層間にゴム用プロセスオイル及び／又は可塑剤１を取り
込むことができる。
ち，図１に示すごとく，粘土鉱物７を有機オニウムイオ
ン６により有機化することにより，粘土鉱物７の層間に
空間的に多くのスペースが形成される。そのため，その
層間にゴム用プロセスオイル及び／又は可塑剤１を取り
込むことができる。
【００１０】そして，ゴム用プロセスオイルや可塑剤は
ゴム材料との親和性が良好である。そのため，ゴム材料
がゴム用プロセスオイル及び／又は可塑剤となじみ，粘
土鉱物の層間に浸入してくる。それ故，粘土鉱物の層間
が著しく膨潤する。従って，粘土鉱物は，ゴム材料の中
において均一に分散することができる。
ゴム材料との親和性が良好である。そのため，ゴム材料
がゴム用プロセスオイル及び／又は可塑剤となじみ，粘
土鉱物の層間に浸入してくる。それ故，粘土鉱物の層間
が著しく膨潤する。従って，粘土鉱物は，ゴム材料の中
において均一に分散することができる。
【００１１】また，上記のごとく粘土鉱物がゴム材料に
おいて均一に分散することにより，ガス，水等に対する
遮断性が向上する。また，シリケート層近傍のゴム分子
の運動が拘束される。そのため，粘土複合ゴム材料の力
学的特性に良好な影響を与える。
おいて均一に分散することにより，ガス，水等に対する
遮断性が向上する。また，シリケート層近傍のゴム分子
の運動が拘束される。そのため，粘土複合ゴム材料の力
学的特性に良好な影響を与える。
【００１２】本発明により製造された粘土複合ゴム材料
は，通常のゴム材料の各種用途に利用することができ
る。特に，水やガス等に対するバリヤー性や，ゴム材料
の力学的性質の改良が要求されている場合に利用する
と，本発明の効果を最も有効に発揮させることができ
る。
は，通常のゴム材料の各種用途に利用することができ
る。特に，水やガス等に対するバリヤー性や，ゴム材料
の力学的性質の改良が要求されている場合に利用する
と，本発明の効果を最も有効に発揮させることができ
る。
【００１３】次に，本発明の詳細について説明する。上
記粘土鉱物としては，ゴム用プロセスオイル及び／又は
可塑剤との接触面積が大きいものを用いることが好まし
い。これにより，粘土鉱物の層間をより大きく膨潤させ
ることができる。具体的には，粘土鉱物の陽イオンの交
換容量は，５０〜２００ミリ等量／１００ｇであること
が好ましい。５０ミリ等量／１００ｇ未満の場合には，
オニウムイオンの交換が十分に行われず，粘土鉱物の層
間を膨潤させることが困難な場合がある。一方，２００
ミリ等量／１００ｇを越える場合には，粘土鉱物の層間
の結合力が強固となり，層間を膨潤させることが困難と
なる場合がある。
記粘土鉱物としては，ゴム用プロセスオイル及び／又は
可塑剤との接触面積が大きいものを用いることが好まし
い。これにより，粘土鉱物の層間をより大きく膨潤させ
ることができる。具体的には，粘土鉱物の陽イオンの交
換容量は，５０〜２００ミリ等量／１００ｇであること
が好ましい。５０ミリ等量／１００ｇ未満の場合には，
オニウムイオンの交換が十分に行われず，粘土鉱物の層
間を膨潤させることが困難な場合がある。一方，２００
ミリ等量／１００ｇを越える場合には，粘土鉱物の層間
の結合力が強固となり，層間を膨潤させることが困難と
なる場合がある。
【００１４】上記粘土鉱物としては，例えば，モンモリ
ロナイト，サポナイト，ヘクトライト，バイデライト，
スティブンサイト，ノントロナイト等のスメクタイト系
粘土鉱物，バーミキュライト，ハロイサイト又は膨潤性
フッ素マイカ等を用いる。天然のものでも，合成された
ものでもよい。
ロナイト，サポナイト，ヘクトライト，バイデライト，
スティブンサイト，ノントロナイト等のスメクタイト系
粘土鉱物，バーミキュライト，ハロイサイト又は膨潤性
フッ素マイカ等を用いる。天然のものでも，合成された
ものでもよい。
【００１５】上記粘土鉱物は，有機オニウムイオンとイ
オン交換することにより有機化される。上記有機オニウ
ムイオンは，炭素数が６以上であることが好ましい。更
に好ましくは炭素数が６〜４０，特に好ましくは炭素数
が６〜３０である。これにより，ゴム用プロセスオイル
及び／又は可塑剤と共に，粘土鉱物の層間を良好に膨潤
させることができる。
オン交換することにより有機化される。上記有機オニウ
ムイオンは，炭素数が６以上であることが好ましい。更
に好ましくは炭素数が６〜４０，特に好ましくは炭素数
が６〜３０である。これにより，ゴム用プロセスオイル
及び／又は可塑剤と共に，粘土鉱物の層間を良好に膨潤
させることができる。
【００１６】上記有機オニウムイオンとしては，例え
ば，ヘキシルアンモニウムイオン，オクチルアンモニウ
ムイオン，２−エチルヘキシルアンモニウムイオン，ド
デシルアンモニウムイオン，オクタデシルアンモニウム
イオン，ジオクチルジメチルアンモニウムイオン，トリ
オクチルアンモニウムイオン，又はジステアリルジメチ
ルアンモニウムイオン等を用いることができる。
ば，ヘキシルアンモニウムイオン，オクチルアンモニウ
ムイオン，２−エチルヘキシルアンモニウムイオン，ド
デシルアンモニウムイオン，オクタデシルアンモニウム
イオン，ジオクチルジメチルアンモニウムイオン，トリ
オクチルアンモニウムイオン，又はジステアリルジメチ
ルアンモニウムイオン等を用いることができる。
【００１７】更に，粘土鉱物は，有機オニウムイオンに
より有機化した後に，極性基を含むオリゴマーと混合
し，加熱する等の処理し，しかる後にゴム用プロセスオ
イル及び／又は可塑剤で膨潤させてもよい。上記極性基
を含むオリゴマーとしては，例えば，水添ポリブタジエ
ンオリゴマー（三菱化学製のポリテールＨ等），ポリイ
ソプレンオリゴマー（クラレ製のＬＩＲ５０６等）を用
いることが出来る。
より有機化した後に，極性基を含むオリゴマーと混合
し，加熱する等の処理し，しかる後にゴム用プロセスオ
イル及び／又は可塑剤で膨潤させてもよい。上記極性基
を含むオリゴマーとしては，例えば，水添ポリブタジエ
ンオリゴマー（三菱化学製のポリテールＨ等），ポリイ
ソプレンオリゴマー（クラレ製のＬＩＲ５０６等）を用
いることが出来る。
【００１８】次に，有機化された粘土鉱物は，ゴム用プ
ロセスオイル及び／又は可塑剤と混合する。ここに，上
記ゴム用プロセスオイルとは，ゴムの加工性を改善する
ために用いる石油系油類をいう。
ロセスオイル及び／又は可塑剤と混合する。ここに，上
記ゴム用プロセスオイルとは，ゴムの加工性を改善する
ために用いる石油系油類をいう。
【００１９】上記ゴム用プロセスオイルは特に限定しな
い。例えば，請求項２の発明のように，上記ゴム用プロ
セスオイルは，パラフィン系オイル，ナフテン系オイル
及びアロマ系オイルのグループから選ばれる１種又は２
種以上であることが好ましい。これにより，粘土鉱物の
層間をより大きく膨潤させることができる。
い。例えば，請求項２の発明のように，上記ゴム用プロ
セスオイルは，パラフィン系オイル，ナフテン系オイル
及びアロマ系オイルのグループから選ばれる１種又は２
種以上であることが好ましい。これにより，粘土鉱物の
層間をより大きく膨潤させることができる。
【００２０】上記パラフィン系オイルとしては，例え
ば，出光興産製のＰＸ−９０，ＰＷ−９０，ＰＳ−９
０，ＰＷ−３８０等を用いる。上記ナフテン系オイルと
しては，例えば，富士興産製のフレックス１４００Ｎ，
日本サン石油のサンセン４５９，出光興産製のＮＳ−１
００，出光興産製のＮＭ−２８０等を用いる。上記アロ
マ系オイルとしては，例えば，出光興産製のＡＣ−４６
０，ＡＨ−５８等を用いることができる。これらのゴム
用プロセスオイルの中，特に，ナフテン系オイルが，粘
土鉱物の層間の膨潤性及びゴム材料との相溶性の点で，
良好である。
ば，出光興産製のＰＸ−９０，ＰＷ−９０，ＰＳ−９
０，ＰＷ−３８０等を用いる。上記ナフテン系オイルと
しては，例えば，富士興産製のフレックス１４００Ｎ，
日本サン石油のサンセン４５９，出光興産製のＮＳ−１
００，出光興産製のＮＭ−２８０等を用いる。上記アロ
マ系オイルとしては，例えば，出光興産製のＡＣ−４６
０，ＡＨ−５８等を用いることができる。これらのゴム
用プロセスオイルの中，特に，ナフテン系オイルが，粘
土鉱物の層間の膨潤性及びゴム材料との相溶性の点で，
良好である。
【００２１】上記可塑剤としては，特に限定しない。例
えば，請求項３の発明のように，上記可塑剤は，エステ
ル系化合物，リン酸エステル系化合物及びスルフォンア
ミド系化合物のグループから選ばれる１種又は２種以上
であることが好ましい。これにより，粘土鉱物の層間を
より大きく膨潤させることができる。
えば，請求項３の発明のように，上記可塑剤は，エステ
ル系化合物，リン酸エステル系化合物及びスルフォンア
ミド系化合物のグループから選ばれる１種又は２種以上
であることが好ましい。これにより，粘土鉱物の層間を
より大きく膨潤させることができる。
【００２２】上記エステル系化合物としては，例えば，
ジブチルフタレート，ブチルベンジルフタレート，エチ
ルフタリルエチルグリコレート，ジブチルセバケート，
メチルアセチルリシノレート，ジ−２−エチルヘキシル
アジペート，ジ−２−エチルヘキシルアゼレート等を用
いる。上記リン酸エステル系化合物としては，例えば，
トリブチルホスフェート等を用いる。上記スルホンアミ
ド系化合物としては，例えば，Ｎ−ブチルベンゼンスル
ホンアミド等を用いる。
ジブチルフタレート，ブチルベンジルフタレート，エチ
ルフタリルエチルグリコレート，ジブチルセバケート，
メチルアセチルリシノレート，ジ−２−エチルヘキシル
アジペート，ジ−２−エチルヘキシルアゼレート等を用
いる。上記リン酸エステル系化合物としては，例えば，
トリブチルホスフェート等を用いる。上記スルホンアミ
ド系化合物としては，例えば，Ｎ−ブチルベンゼンスル
ホンアミド等を用いる。
【００２３】例えば，請求項４の発明のように，上記ゴ
ム材料は，天然ゴム，イソプレンゴム，クロロプレンゴ
ム，スチレンゴム，ニトリルゴム，エチレン−プロピレ
ンゴム，ブタジエンゴム，スチレン−ブタジエンゴム，
ブチルゴム，エピクロルヒドリンゴム，アクリルゴム，
ウレタンゴム，フッ素ゴム及びシリコーンゴムのグルー
プから選ばれる１種又は２種以上であることが好まし
い。
ム材料は，天然ゴム，イソプレンゴム，クロロプレンゴ
ム，スチレンゴム，ニトリルゴム，エチレン−プロピレ
ンゴム，ブタジエンゴム，スチレン−ブタジエンゴム，
ブチルゴム，エピクロルヒドリンゴム，アクリルゴム，
ウレタンゴム，フッ素ゴム及びシリコーンゴムのグルー
プから選ばれる１種又は２種以上であることが好まし
い。
【００２４】次に，上記有機化された粘土鉱物と，ゴム
用プロセスオイル及び／又は可塑剤との混合比は，上記
有機化された粘土鉱物１０に対して１から１００である
ことが好ましい。これにより，粘土鉱物の層間をより大
きく膨潤させることができる。一方，上記混合比が粘土
鉱物１０に対して１未満の場合には，粘土鉱物の層間を
大きく膨潤させることが困難となる場合がある。逆に，
１００を越える場合には，ゴムの物性が低下するおそれ
がある。
用プロセスオイル及び／又は可塑剤との混合比は，上記
有機化された粘土鉱物１０に対して１から１００である
ことが好ましい。これにより，粘土鉱物の層間をより大
きく膨潤させることができる。一方，上記混合比が粘土
鉱物１０に対して１未満の場合には，粘土鉱物の層間を
大きく膨潤させることが困難となる場合がある。逆に，
１００を越える場合には，ゴムの物性が低下するおそれ
がある。
【００２５】有機オニウムイオンとイオン交換するに当
たっては，例えば，粘土鉱物を水によく分散させ，そこ
へ有機オニウムイオンを添加して，有機化された粘土鉱
物を調製する。有機化された粘土鉱物と，ゴム用プロセ
スオイル及び／又は可塑剤とを混合するに当たっては，
その混合時の温度は室温でもよいが，１５０℃まで温度
を上昇させて行うことが好ましい。これにより，有機化
された粘土鉱物が，効率よく膨潤する。
たっては，例えば，粘土鉱物を水によく分散させ，そこ
へ有機オニウムイオンを添加して，有機化された粘土鉱
物を調製する。有機化された粘土鉱物と，ゴム用プロセ
スオイル及び／又は可塑剤とを混合するに当たっては，
その混合時の温度は室温でもよいが，１５０℃まで温度
を上昇させて行うことが好ましい。これにより，有機化
された粘土鉱物が，効率よく膨潤する。
【００２６】次に，膨潤した粘土鉱物を，ゴム材料と混
練する。この場合，ミキシングロール，バンバリミキ
サ，二軸押出機等の混練装置を用いることが好ましい。
これにより，効率よく混練を行うことができる。この
中，特に，ミキシングロールが適している。混練時の温
度は，室温から１５０℃までの範囲であることが好まし
い。これにより，十分に混練することができる。
練する。この場合，ミキシングロール，バンバリミキ
サ，二軸押出機等の混練装置を用いることが好ましい。
これにより，効率よく混練を行うことができる。この
中，特に，ミキシングロールが適している。混練時の温
度は，室温から１５０℃までの範囲であることが好まし
い。これにより，十分に混練することができる。
【００２７】また，混練の際には，通常のゴム材料の混
練時に添加するカーボンブラック，加硫剤，加硫促進剤
等を適量加えることができる。膨潤した粘土鉱物とゴム
材料との混練物は，プレス成形等の通常のゴム加硫成形
を行うことにより，成形品を製造することができる。
練時に添加するカーボンブラック，加硫剤，加硫促進剤
等を適量加えることができる。膨潤した粘土鉱物とゴム
材料との混練物は，プレス成形等の通常のゴム加硫成形
を行うことにより，成形品を製造することができる。
【００２８】
実施形態例１ 本発明の実施形態例は，粘土複合ゴム材料の製造方法で
ある。この粘土複合ゴム材料の製造方法の概要を説明す
ると，まず，粘土鉱物の無機イオンを有機オニウムイオ
ンとイオン交換することにより粘土鉱物を有機化する。
次に，有機化された粘土鉱物を得る。次いで，この粘土
鉱物と，ゴム用プロセスオイルとを混合し，次に，ゴム
材料と混合する。これにより，上記粘土鉱物がゴム材料
の中に均一に分散した粘土複合ゴム材料を得る。
ある。この粘土複合ゴム材料の製造方法の概要を説明す
ると，まず，粘土鉱物の無機イオンを有機オニウムイオ
ンとイオン交換することにより粘土鉱物を有機化する。
次に，有機化された粘土鉱物を得る。次いで，この粘土
鉱物と，ゴム用プロセスオイルとを混合し，次に，ゴム
材料と混合する。これにより，上記粘土鉱物がゴム材料
の中に均一に分散した粘土複合ゴム材料を得る。
【００２９】粘土鉱物としては，ナトリウム型モンモリ
ロナイト（山形県産，イオン交換容量１２０ｍｅｑ／１
００ｇ）を用いた。有機オニウムイオンとしては，炭素
数３８のジステアリルジメチルアンモニウムイオンを用
いた。ゴム用プロセスオイルとしては，フレックス１４
００Ｎ（富士興産製）を用いた。ゴム材料としては，天
然ゴムを用いた。
ロナイト（山形県産，イオン交換容量１２０ｍｅｑ／１
００ｇ）を用いた。有機オニウムイオンとしては，炭素
数３８のジステアリルジメチルアンモニウムイオンを用
いた。ゴム用プロセスオイルとしては，フレックス１４
００Ｎ（富士興産製）を用いた。ゴム材料としては，天
然ゴムを用いた。
【００３０】次に，上記粘土複合ゴム材料の製造方法の
詳細について説明する。まず，モンモリロナイト２０．
０ｇを８０℃の水２０００ｍｌに分散させた。次に，ジ
ステアリルジメチルアンモニウムクロライド２１．０ｇ
を８０℃の水１５００ｍｌに溶解した。上記の分散液と
溶解液とを一気に混合した。その沈澱物を８０℃の水で
２回洗浄して，ジステアリルジメチルアンモニウムイオ
ンにより有機化されたモンモリロナイトを得た。これ
を，以下，ＤＳＤＭ−モンモリロナイトという。
詳細について説明する。まず，モンモリロナイト２０．
０ｇを８０℃の水２０００ｍｌに分散させた。次に，ジ
ステアリルジメチルアンモニウムクロライド２１．０ｇ
を８０℃の水１５００ｍｌに溶解した。上記の分散液と
溶解液とを一気に混合した。その沈澱物を８０℃の水で
２回洗浄して，ジステアリルジメチルアンモニウムイオ
ンにより有機化されたモンモリロナイトを得た。これ
を，以下，ＤＳＤＭ−モンモリロナイトという。
【００３１】灼残法により求めたＤＳＤＭ−モンモリロ
ナイトの中の無機含有量は，５４．２重量％であった。
Ｘ線回折法により，ＤＳＤＭ−モンモリロナイトの層間
距離を測定して，膨潤挙動を観察した。ＤＳＤＭ−モン
モリロナイトの層間距離は３６．５Åであった。
ナイトの中の無機含有量は，５４．２重量％であった。
Ｘ線回折法により，ＤＳＤＭ−モンモリロナイトの層間
距離を測定して，膨潤挙動を観察した。ＤＳＤＭ−モン
モリロナイトの層間距離は３６．５Åであった。
【００３２】次に，上記ＤＳＤＭ−モンモリロナイトを
１．０ｇと，フレックス１４００Ｎを１．０ｇとを，８
０℃で１２時間混合した。これにより，粘土複合材料を
得た。次に，Ｘ線回折法により粘土複合材料におけるモ
ンモリロナイトの層間距離を測定したところ，４６．５
Åであった。このことから，ゴム用プロセスオイルを添
加することにより，無添加の場合に比べて，モンモリロ
ナイトの層間距離が拡大し，膨潤することがわかった。
そして，これは，モンモリロナイトの層間にゴム用プロ
セスオイルが浸入したことを示している。
１．０ｇと，フレックス１４００Ｎを１．０ｇとを，８
０℃で１２時間混合した。これにより，粘土複合材料を
得た。次に，Ｘ線回折法により粘土複合材料におけるモ
ンモリロナイトの層間距離を測定したところ，４６．５
Åであった。このことから，ゴム用プロセスオイルを添
加することにより，無添加の場合に比べて，モンモリロ
ナイトの層間距離が拡大し，膨潤することがわかった。
そして，これは，モンモリロナイトの層間にゴム用プロ
セスオイルが浸入したことを示している。
【００３３】次に，上記の粘土複合材料２０重量部（う
ち，粘土鉱物１０重量部）に対して，天然ゴム１００重
量部，亜鉛華３重量部，イオウ２．２５重量部，及び加
硫促進剤２重量部を添加し，これらを均一に混練し，混
練物を得た。この混練は，ＡＳＴＭ Ｄ ３１８４に準
拠し，ロールで行った。
ち，粘土鉱物１０重量部）に対して，天然ゴム１００重
量部，亜鉛華３重量部，イオウ２．２５重量部，及び加
硫促進剤２重量部を添加し，これらを均一に混練し，混
練物を得た。この混練は，ＡＳＴＭ Ｄ ３１８４に準
拠し，ロールで行った。
【００３４】この混練物は，１６０℃，１０分間の条件
で加硫させ，厚さ２ｍｍのシートを成形した。このシー
トからダンベル３号の試験片を切り出し，引張り試験を
行なった。その結果，２７．５ＭＰａの引張り強さであ
った。また，透過型電子顕微鏡によりシートを観察する
と，厚さ１ｎｍのケイ酸塩層（モンモリロナイト）がゴ
ム中に均一に分散していた。また，同様にして厚さ０．
５ｍｍのシートを成形し，水透過率を評価した。その結
果，３．９×１０-5ｇ・ｍｍ／ｍｍ2 ・ｄａｙであっ
た。
で加硫させ，厚さ２ｍｍのシートを成形した。このシー
トからダンベル３号の試験片を切り出し，引張り試験を
行なった。その結果，２７．５ＭＰａの引張り強さであ
った。また，透過型電子顕微鏡によりシートを観察する
と，厚さ１ｎｍのケイ酸塩層（モンモリロナイト）がゴ
ム中に均一に分散していた。また，同様にして厚さ０．
５ｍｍのシートを成形し，水透過率を評価した。その結
果，３．９×１０-5ｇ・ｍｍ／ｍｍ2 ・ｄａｙであっ
た。
【００３５】（比較例１）本例においては，粘土複合材
料を添加しないで，ゴム材料からなるシートを製造し
た。即ち，天然ゴム１００重量部，亜鉛華３重量部，イ
オウ２．２５重量部，及び加硫促進剤２重量部を均一に
混練し，その混練物を上記実施形態例１と同様にシート
に成形した。このシートの引張り強さは，２２．７ＭＰ
ａであった。また，水透過率は６．５×１０-5ｇ・ｍｍ
／ｍｍ2 ・ｄａｙであった。
料を添加しないで，ゴム材料からなるシートを製造し
た。即ち，天然ゴム１００重量部，亜鉛華３重量部，イ
オウ２．２５重量部，及び加硫促進剤２重量部を均一に
混練し，その混練物を上記実施形態例１と同様にシート
に成形した。このシートの引張り強さは，２２．７ＭＰ
ａであった。また，水透過率は６．５×１０-5ｇ・ｍｍ
／ｍｍ2 ・ｄａｙであった。
【００３６】実施形態例２ 本例においては，可塑剤を用いて粘土複合ゴム材料を製
造した。粘土鉱物はオクタデシルアンモニウムイオンに
より有機化した。可塑剤としてはメチルアセチルリシノ
レートを用い，ゴム材料としてはＥＰＤＭ（エチレンプ
ロピレンジエンターポリマーを意味する。以下，同様）
（日本合成ゴム製，商品名ＥＰ２２）を用いた。
造した。粘土鉱物はオクタデシルアンモニウムイオンに
より有機化した。可塑剤としてはメチルアセチルリシノ
レートを用い，ゴム材料としてはＥＰＤＭ（エチレンプ
ロピレンジエンターポリマーを意味する。以下，同様）
（日本合成ゴム製，商品名ＥＰ２２）を用いた。
【００３７】上記粘土複合ゴム材料の製造方法について
説明する。まず，モンモリロナイト２０．０ｇを８０℃
の水２０００ｍｌに分散させた。次に，オクタデシルア
ンモニウムクロライド８．８ｇを８０℃の水１５００ｍ
ｌに溶解した。上記の分散液と溶解液とを一気に混合
し，その沈澱物を８０℃の水で２回洗浄して，オクタデ
シルアンモニウムイオンにより有機化されたモンモリロ
ナイトを得た。以下，これをＣ１８−モンモリロナイト
という。
説明する。まず，モンモリロナイト２０．０ｇを８０℃
の水２０００ｍｌに分散させた。次に，オクタデシルア
ンモニウムクロライド８．８ｇを８０℃の水１５００ｍ
ｌに溶解した。上記の分散液と溶解液とを一気に混合
し，その沈澱物を８０℃の水で２回洗浄して，オクタデ
シルアンモニウムイオンにより有機化されたモンモリロ
ナイトを得た。以下，これをＣ１８−モンモリロナイト
という。
【００３８】なお，灼残法により求めたＣ１８−モンモ
リロナイトの無機含有量は，６９．５重量％であった。
Ｘ線回折法によりＣ１８−モンモリロナイトの層間距離
を測定したところ，層間距離は２２．５Åであった。
リロナイトの無機含有量は，６９．５重量％であった。
Ｘ線回折法によりＣ１８−モンモリロナイトの層間距離
を測定したところ，層間距離は２２．５Åであった。
【００３９】次に，モンモリロナイトを１．０ｇ，メチ
ルアセチルリシノレートを１．０ｇ添加し，８０℃で４
時間混合した。これにより，粘土複合材料を得た。Ｘ線
回折法により粘土複合材料におけるモンモリロナイトの
層間距離を測定したところ，５０．７Åであった。この
ことから，可塑剤を添加することにより，無添加の場合
に比べてモンモリロナイトの層間距離が拡大し，膨潤す
ることがわかる。これは，モンモリロナイトの層間に可
塑剤が浸入したことを示している。
ルアセチルリシノレートを１．０ｇ添加し，８０℃で４
時間混合した。これにより，粘土複合材料を得た。Ｘ線
回折法により粘土複合材料におけるモンモリロナイトの
層間距離を測定したところ，５０．７Åであった。この
ことから，可塑剤を添加することにより，無添加の場合
に比べてモンモリロナイトの層間距離が拡大し，膨潤す
ることがわかる。これは，モンモリロナイトの層間に可
塑剤が浸入したことを示している。
【００４０】次に，粘土複合材料２０重量部（うち，粘
土鉱物５重量部）に対して，ＥＰＤＭ１００重量部，カ
ーボン（旭カーボン＃７０）２０重量部，亜鉛華３重量
部，イオウ１．５重量部，加硫促進剤１重量部を添加
し，これらを均一に混練し，混練物を得た。この混練
は，ＡＳＴＭ Ｄ ３５６８に準拠し，ロールで行っ
た。
土鉱物５重量部）に対して，ＥＰＤＭ１００重量部，カ
ーボン（旭カーボン＃７０）２０重量部，亜鉛華３重量
部，イオウ１．５重量部，加硫促進剤１重量部を添加
し，これらを均一に混練し，混練物を得た。この混練
は，ＡＳＴＭ Ｄ ３５６８に準拠し，ロールで行っ
た。
【００４１】この混練物は，１６０℃，３０分間の条件
で加硫させ，厚さ２ｍｍのシートを成形した。このシー
トからダンベル３号の試験片を切り出し，引張り強度を
測定したところ，２０ＭＰａであった。また，透過型電
子顕微鏡によりシートを観察すると，厚さ１ｎｍのケイ
酸塩層（モンモリロナイト）がゴム中に均一に分散して
いた。また，同様にして厚さ０．５ｍｍのシートを成形
し，水透過率を評価した。その結果，１．０×１０-6ｇ
・ｍｍ／ｍｍ2 ・ｈｒであった。
で加硫させ，厚さ２ｍｍのシートを成形した。このシー
トからダンベル３号の試験片を切り出し，引張り強度を
測定したところ，２０ＭＰａであった。また，透過型電
子顕微鏡によりシートを観察すると，厚さ１ｎｍのケイ
酸塩層（モンモリロナイト）がゴム中に均一に分散して
いた。また，同様にして厚さ０．５ｍｍのシートを成形
し，水透過率を評価した。その結果，１．０×１０-6ｇ
・ｍｍ／ｍｍ2 ・ｈｒであった。
【００４２】（比較例２）本例においては，粘土複合材
料を添加しないで，ゴム材料からなるシートを製造し
た。即ち，ＥＰＤＭ１００重量部，カーボン２０重量
部，亜鉛華３重量部，イオウ１．５重量部，及び加硫促
進剤１重量部を均一に混練し，その混練物を上記実施形
態例２と同様にシートに成形した。このシートの引張り
強さは１２．０ＭＰａであった。また，水透過率は１．
２×１０-6ｇ・ｍｍ／ｍｍ2 ・ｄａｙであった。
料を添加しないで，ゴム材料からなるシートを製造し
た。即ち，ＥＰＤＭ１００重量部，カーボン２０重量
部，亜鉛華３重量部，イオウ１．５重量部，及び加硫促
進剤１重量部を均一に混練し，その混練物を上記実施形
態例２と同様にシートに成形した。このシートの引張り
強さは１２．０ＭＰａであった。また，水透過率は１．
２×１０-6ｇ・ｍｍ／ｍｍ2 ・ｄａｙであった。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば，ゴム中において，粘土
鉱物を均一に分散させることができる，粘土複合ゴム材
料の製造方法を提供することができる。
鉱物を均一に分散させることができる，粘土複合ゴム材
料の製造方法を提供することができる。
【図１】本発明における，粘土複合ゴム材料の説明図。
１．．．ゴム用プロセスオイル及び／又は可塑剤， ６．．．有機オニウムイオン， ７．．．粘土鉱物，
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 誠 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 月ケ瀬 あずさ 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 臼杵 有光 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 岡田 茜 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 宮本 康司 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 市川 昌好 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 竹内 勝政 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 渡辺 一成 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 粘土鉱物の無機イオンを有機オニウムイ
オンとイオン交換することにより粘土鉱物を有機化し，
次に，有機化された粘土鉱物と，ゴム用プロセスオイル
及び／又は可塑剤とを混合し，次に，ゴム材料と混合す
ることにより，上記粘土鉱物がゴム材料の中に均一に分
散した粘土複合ゴム材料を製造することを特徴とする粘
土複合ゴム材料の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１において，上記ゴム用プロセス
オイルは，パラフィン系オイル，ナフテン系オイル及び
アロマ系オイルのグループから選ばれる１種又は２種以
上であることを特徴とする粘土複合ゴム材料の製造方
法。 - 【請求項３】 請求項１又は２において，上記可塑剤
は，エステル系化合物，リン酸エステル系化合物及びス
ルフォンアミド系化合物のグループから選ばれる１種又
は２種以上であることを特徴とする粘土複合ゴム材料の
製造方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項において，
上記ゴム材料は，天然ゴム，イソプレンゴム，クロロプ
レンゴム，スチレンゴム，ニトリルゴム，エチレン−プ
ロピレンゴム，ブタジエンゴム，スチレン−ブタジエン
ゴム，ブチルゴム，エピクロルヒドリンゴム，アクリル
ゴム，ウレタンゴム，フッ素ゴム及びシリコーンゴムの
グループから選ばれる１種又は２種以上であることを特
徴とする粘土複合ゴム材料の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25547996A JP3377159B2 (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | 粘土複合ゴム材料の製造方法 |
| US08/921,575 US5936023A (en) | 1996-09-04 | 1997-09-02 | Method of manufacturing composite material of clay mineral and rubber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25547996A JP3377159B2 (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | 粘土複合ゴム材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1081785A true JPH1081785A (ja) | 1998-03-31 |
| JP3377159B2 JP3377159B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=17279341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25547996A Expired - Fee Related JP3377159B2 (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | 粘土複合ゴム材料の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5936023A (ja) |
| JP (1) | JP3377159B2 (ja) |
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1997
- 1997-09-02 US US08/921,575 patent/US5936023A/en not_active Expired - Fee Related
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