JPS62113518A - ゴム又はプラスチツク成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、成形による金型汚染を可及的に防止し、能率
よく低コストでゴム又はプラスチック成形品を成形する
ことができるゴム又はプラスチック成形品の製造方法に
関する。

近年、ゴムやプラスチック成形品を成形する場合に、合
理化、省人化が強く要望されているが、従来より金型を
用いたゴム成形品及びプラスチック成形品の製造工程に
おいて、その成形時に比較的短期間で金型に汚染が生じ
ることが大きな問題となりており、合理化、省人化の障
害になっている。例えば、タイヤの加硫成形工程におい
て金型汚染が起ると、この汚染物によりタイヤの外観、
性能が著しく損われるという問題が生じ、タイヤの外観
、性能を維持するためには、金型汚染の進行度合に応じ
て一定期間毎に生産を中断し、人手によりしかもかなり
の手間を要して金型を洗浄しなければならないという問
題がある。

従って、この金型汚染を防止することは、一定期間毎に
生産を中断して金型を洗浄する必要がなくなり、或いは
洗浄のための期間を延ばすことができるので、人手削減
、時間短縮につながり、ゴムやプラスチック成形の合理
化、省人化が可能になるため、従来、金型表面に離型剤
を塗布する方法、メッキを施す方法、セラミック処理を
行なう方法、フッ素樹脂をコーティングする方法、窒化
処理を行なう方法等、ゴム又はプラスチック成形材料が
接触する金型内表面に表面処理を施すことにより、金型
汚染対策を行なってきた。しかしながら、離型剤を塗布
する方法、メッキを施す方法は、はとんど金型汚染を抑
制し得す、また、セラミック処理を行なう方法は、金型
汚染をある程度抑制する効果はあるものの、金型表面に
形成されるセラミック材料の表面処理層が比較的厚く、
寸法精度上の問題を生じる上に、これら方法により表面
処理された金型は高価なものとなる。しかも、一旦、こ
れら表面処理された金型が汚染されると洗浄が困難であ
り、金型が再使用可能なまでに洗浄を行なうと金型を損
傷してしまう危険性が大きいなどの欠点を有する。他方
、窒化処理を行なう方法は、窒化処理が通常高温で行な
われるために、金型の寸法精度に狂いが生じ易く、組合
せ金型の場合には表面処理を窒化処理を行なう方法で行
なうと、金型が損傷して使用不可となる場合も生じるな
どの点から、寸法精度をそれほど必要とせず、比較的単
純な形状の成形品に対する金型の表面処理を行なう場合
等にしか適用し得ないなど、その適用は実用上はなはだ
しく制限されており、しかも、金型汚染を抑制する効果
も離を剤を塗布する方法、メッキを施す方法と大差はな
く、その効果が十分満足するものに達していないという
欠点を有する。更に、メッキを施す方法、セラミック処
理を行なう方法、フッ素樹脂をコーティングする方法、
窒化処理を行なう方法等の表面処理方法は、かなりの技
術を要し、その処理も面倒である上、設備コストも大き
なものになる。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、ゴム又は
プラスチック成形品の成形時、特に加圧加熱により発生
する金型汚染を可及的に防止し得、このため金製洗浄の
期間を延長することができて、優れた外観、形状のゴム
やプラスチック成形品を効率よく製造でき、しかも金型
の寸法精度を損なうことなく簡単に表面処理した金型を
用いてゴノ・又はプラスチック成形品を安価に成形し得
、かつ金型洗浄も容易なゴム又はプラスチック成形品力
製造方法を提供することを目的とする。

問題点を解決するだめの手段及び作用 本発明者らｉｔ、上記目的を達成するため、鋭意検討を
行なった結果、金型表面を、分子内に珪素原子とイソシ
アネート基とを併有する化合物もしくは該化合物を配合
した組成物かｂなる表面処理剤にて表面処理することに
より、ゴムやプラスチック成形品の成形時における汚染
が著しく減少し、この金型を用いることによってゴムや
プラスチック成形品を能率よく成形し得ることを知見し
た。

即ち、本発明者らは、まず上述した金型汚染の原因が金
型表面に存在する金属酸化物や金属水酸化物とゴム又は
プラスチック成形材料に含まれる、例えばビニル基、ア
、１１コール性及びフェノール性水酸基、アミン基、ニ
トロ基等の化学的に活性な官能基との結合にあると想定
し、金型汚染抑止のためには、金型表面の金属酸化物や
金属水酸化物を不活性化すること、これら金属酸化物や
金属水酸化物と前記したゴム又はプラスチック成形材料
に含まれる化学的に活性な官能基との結合を遮断するこ
とが重要であるという観点に基づき、有効に金型汚染を
防止できる表面処理剤につき検討を行なりた結果、表面
処理剤として珪素原子とインシアネート基とを併有する
化合物もしくは該化合物を配合した組成物を用いて金型
を表面処理すると、金型表面に表面処理層が強固に形成
され、このように表面処理された金型表面は化学的に不
活性で、汚染を有効に防止し得て、金型洗浄期間を顕著
に延長できることを見い出した。例えば、前記の処理を
施した金型はシリコーン系離型剤で処理した場合に比較
して金型洗浄期間が３倍程度延長し、生産性を著しく増
大させることができる。

しかも、この表面処理された金型は、ゴムやプラスチッ
ク成形品に対する離型性に優れ、更に金型が汚染された
場合にも容易に金型の洗浄再生が可能であり、またかか
る表面処理は金型の寸法精度を損なうことがなく、表面
処理層の厚さ等を容易に調整し得、簡単にかつ安価に金
型の表面処理を行なうことができることを知見し、本発
明を完成するに至りたものである。

従って、本発明は、ゴム又はプラスチック成形材料を金
型内に供給してゴム又はプラスチック成形品を製造する
方法において、前記金型として、内表面の少なくとも一
部を分子内に珪素原子とインシアネート基とを併有する
化合物もしくは該化合物を配合した組成物からなる表面
処理剤にて表面処理したものを用いたゴム又はプラスチ
ック成形品の製造方法を提供するものである。

以下、本発明を更に詳しく説明する。

まず、本発明のゴム又はプラスチック成形品の製造方法
は、ゴム又はプラスチック材料を成形材料として用いる
ものであるが、本発明のゴム又はプラスチック成形品の
製造方法に用いられるゴム及びプラスチック材料に特に
制限はない。

本発明のゴム又はプラスチック成形品の製造方法に弔い
ら、れるゴム材料の具体例を挙げると、天然ゴム（ＮＲ
）、および構造式中に炭素−炭素二重結合を有する合成
ゴム、例えばイソプレン、ブタジェン、クロロプレン等
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（ＩＲ）、ポリブタジェンゴム（ＢＲ）、Ｊリクロ
ロゾレンゴム等、前記共役ジエン化合物とスチレン、ア
クＩＪ　Ｏニトリル、ビニルピリジン、アクリル酸、メ
タクリル酸、アルキルアクリレート類、アルキルメタク
リレート類等のビニル化合物との共重合体であるスチレ
ンブタジェン共重合ゴム（ＳＢＲ）　、ビニルピリジン
ブタジェンスチレン共重合ゴム、アクリロニトリルブタ
ジェン共重合ゴム、アクリル酸ブタジェン共重合ゴム、
メタアクリル酸ブタジェン共重合ゴム、メチルアクリレ
ートプタジエ／共重合コ０ム、メチルメタクリレートブ
タジェン共重合ゴム等、エチレン、プロピレン、インブ
チレン等のオレフィン類とジエン化合物との共重合体、
具体的にはイソブチレンイソプレン共重合ゴム（ＩＩＲ
）などの共重合体、オレフィン類と非共役ツエンとの共
重合体（ＥＰＤＭ）　、具体的にはエチレン、プロピレ
ン、シクロペンタジェン三元共重合体、エチレンプロピ
レン−５−エチリデン−２−ノ１ゲルネン三元共重合体
、エチレンプロピレンー１．４−へキサジエン三元共重
合体などの共重合体、シクロオレフィンを開環重合させ
て得られるポリインテナマー等の４リアルケナマー、ポ
リエピクロロヒドリンゴム等のオキシラン環の開環重合
によって得られるゴム、ポリプロピレンオキシドゴム等
、及びクロルスルフォン化チリエチレン、塩素化イソブ
チレンイソプレン共重合ゴム（Ｃ１−Ｉ　ＩＲ）　。

臭素化イソブチレンイソプレン共重合コ９ム（Ｂｒ−Ｉ
ＩＲ）等の各種ゴムのハロダン化物、並びにこれら天然
ゴム、合成ゴムのブレンドゴムなどが挙ケラレ、これら
ゴムは、通常、ゴム成形品の目的、用途などに応じてカ
ーゼンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、硫酸カルシ
ウム、クレイ、ケイソウ土、マイカ等の充填剤、鉱物油
、植物油、合成可塑剤等の軟化剤、加硫促進助剤、老化
防止剤、硫黄、ジチオジモルフォリン・チウラム等の有
機イオウ化合物、過酸化物、キノイド、金属塩、金属酸
化物、ポリアミン、ヘキサメチレンテトラミン等の架橋
剤などを配合してゴム組成物として用いられる。

また、プラスチック材料としては、ポリエチレン、ポリ
プロピレン等の？リオレフィン、ポリスチレン等の芳香
族重合体、ポリ酢酸ビニル、デ１）ビニルアルコール、
ポリビニルアセタール等のビニル重合体、ポリメタクリ
ル酸エステル、？リアクリル酸誘導体等のアクリル系ポ
リマー、ポリエーテル、ポリエステル、エチルセルロー
ス、カルゲキシルメチルセルロース等のセルロースｍ合
体、ポリアクリロニトリル、ナイロン等のポリアミド１
、ｔｆリイミｒ１ポリ塩化ビニル、Ｉリフルオロエチレ
ン（フッｘｍ脂＞等のハロゲン化ポリマー、？リスルホ
ンなどの１種又は２種以上のブレンドからなる熱可塑性
樹脂、フェノール樹脂、工Ｉキシ樹脂、アルキッド樹脂
、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン、シリコン樹
脂などの１種又は２種以上の熱硬化性樹脂のいずれの樹
脂も用いられ、通常これら樹脂に樹脂の材質及びプラス
チック成形品の目的、用途などに応じて、木粉、カオリ
ン、シリカ等の充填剤、ジオクチルフタレート等の可塑
剤、着色剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線防止剤、帯電
防止剤などを配合して樹脂組成物として用いられる。

本発明のゴム又はプラスチック成形品の製造方法におい
て用いられる金型は、成形品の形状及び成形方法などＶ
Ｃ応じて、内部構造、精度、材質（過電金型に用いられ
ている機械構造用炭素鋼、クロムモリブデン鋼、炭素工
具鋼、アルミニウム、アルミニウム合金等）などが選定
されるが、本発明は、これら金型につき、分子内に珪素
原子とインシアネート基とを併有する化合物もしくは該
化合物を配合した組成物からなる表面処理剤にてその内
表面の少なくとも一部を表面処理したものを用いるもの
である。

ここで、本発明に係る表面処理剤の主成分として使用す
る分子内に珪素原子とインシアネート基とを併有する化
合物は、特に制限されないが、例えば、下記式（１）〜
（４） ％式％（１） （式中、Ｒ１はアルキル基を表わし、ｎは正数である。

） ＣＴ（３ＣＨ３ （式中、Ｒ２けアルキレン基を表わし、ｐ、ｑは正数で
ある。） ＣＨ３ （式中、ｒ　ｌ　１１−１　ｔは正数である。）で示さ
れる化合物等の珪素原子とイソシアネート基とを併有す
る脂肪族系化合物、下記式（５）　、　（６）（式中ｉ
は１〜５の正数である。） （式中ｊは１〜５の正数である。） で示される化合物等の珪素原子とインシアネート基とを
併有する芳香族系化合物、下記一般式（７）、（８）％
式％（７） （式中Ｕは１〜４．ｖは１〜３の正数で、Ｒはメチル、
エチル、ビニル、フェニル等の置換基を有スるか又は未
置換の飽和又は不飽和の脂肪族又は芳香族の炭化水素基
、Ａはアルキレン基等の二価の炭化水素基、−Ｏ−、−
Ｓ　−、−Ｃ−などを表わす。）で示される珪素原子と
インシアネート基とが直接結合した化合物、もしくはこ
れらの化合物の縮合物、又は無水珪酸やポリシロキサン
化合物と上記式の化合物との縮合物などが挙げられる。

より具体的には、 ｓｉ＋Ｎｃｏ）４．Ｈ，Ｃ−８ｉ＋ＮＣ０）、、（Ｈ３
ｃ＋２Ｓｉ＋ＮＣｏ・（ｕｓＣ＋５ｓｔ　　ＮＣＯ、Ｈ
５Ｃｒ　ｓｔ÷ＮＣ０）ｓ　、　（Ｈ５Ｃ２＋２　Ｓ　
ｔ÷ＮＣＣ・’（ａ５ｃ２−）−，５ｔ−ＮＣＯ、Ｈ，
Ｃ３−ｓｔ＋Ｎｃｏ）、　４防ｓ＋＋Ｎｃｏ＞。

Ｈ５７ＣＩＢ　　８１４ＮＣＯ）ｓ　　　’　　　ＣＨ
２＝ＣＨＳｌ　＋ＮＣ０）３Ｃ１Ｈ２Ｃ−８ｉ＋ＮＣ０
）、　　　　＝　　　（Ｆ２Ｏ−＋３Ｓｉ　−Ｎｅ。

ＮＣＯＮｅ。

ＣＨ，ＣＨ。

Ｎｅｏ　　　　ＮＣＯ 等の化合物などが挙げられる。

これら化合物はその１種を単独で又は２種以上の混合物
として使用することができるが、これらの化合物の中で
はケイ素原子にイソシアネート基が直接結合したものが
好ましく、化合物中のインシアネートの数は３以下、と
りわけ３の場合が特に好ましい。

本発明に係る表面処理剤は、上記分子内に珪素原子とイ
ンシアネート基とを併有する化合物もしくは該化合物を
配合した組成物からなるものであるが、この場合、組成
物としては、これら分子内に珪素原子とインシアネート
基とを併有する化合物に加えて、金型表面との接着性を
向上するために、ポリウレタン合成時に用いられるトリ
エチレンジアミン、Ｎ−へキサメチルトリエチレンテト
ラミン等のアミン峯触媒、Ｃｕ　、Ｐｂ　＋Ｚｎ及びナ
フテン酸亜鉛、第二２−エチルヘキソエート鉄等の金属
及び金属化合物系触媒などを配合することができ、また
、ゴム及びプラスチック成形品との離型性金型表面処理
層の耐熱性等の耐久性などの向上のためにオルガノ？リ
シロキサン及び変性オルガノポリシロキサン、アルコー
ル、フェノール、カルボン酸、酸無水物等を添加しても
良い。更に金型の腐食防止のために各種安定剤、これら
化合物の溶解、希釈による表面処理層の膜厚制御等のた
めに、例えば、ｎ−ヘキサン等の飽和炭化水素系溶媒、
ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒、クロロ
ホルム、クロルベンゼン、アセトン、メチルエチルケト
ン、アセトフェノン、ジエチルエーテル、酢酸メチル等
の飽和炭化水素及び芳Ｐｌ族炭化水’１ｔｔ−ハロゲン
、カルボニル、エーテル、エステル等のインシアネート
基に対して化学的に不活性な官能基又は結合基で置換し
た飽和炭化水素及び芳香族炭化水素の誘導体からなる溶
媒をト：゛いても良い。

上述したように、本発明に係る表面処理剤は、ａ、金型
表面に表面処理層を強固に形成し得ること、 ５０表面処理後の表面処理層による金型からのゴム又は
プラスチック成形品の離型性に優れ、金型の汚染在防止
性の高いこと・ Ｃ０優れた外観、形状を有し、かつ寸法精度の良い成形
品が得られる程度に表面処理層が十分薄膜であること、 ６０表面処理後の表面処理層が十分に固化していること
、 ｅ、金型を腐食しないこと、 ｆ０表面処理した金型が耐熱性に優れていることなどの
基本機能を十分に配慮したものであるが、特に上記ｃ、
ｄ、ｅ、ｆの基本機能は溶媒を用いたり、上述した添加
物を用いたり、表面処理方法等を選定することにより、
より一層効果的に実現される。

ここで、本発明に係る表面処理した金型を得るに際して
は、表面処理する金型表面が金属の場合、あるいは金属
の酸化物、水酸化物の被膜で覆われている場合のいずれ
の場合でも差支えなく、表面処理方法についても特に制
限はないが、上記ｃ　＋　ｄ等の基本機能を留意して、
表面処理層が膜均一性を失なうことなく、また、表面処
理剤の高分子化。

脱溶媒等による十分な固化のために、例えば、スプレー
コーティング、ディッピング、あるいは簡便なへケ塗り
等の手段により金型表面に表面処理層を形成し、次いで
徐々に昇温加熱を施すなどの表面処理方法を採用するこ
とが好ましい。なお、上記表面処理剤、脱溶媒等の固化
処理に必要な処理温度、処理時間等の処理条件について
も、表面処理剤の種類等に応じて異なるが、これら処理
条件としては、処理温度室温〜２００℃が好適である。

本発明は、上述した表面処理剤にて金型表面を表面処理
した金型を用いて成形することにより、ゴム又はプラス
チック成形品を製造するものであるが、この表面処理し
た金型を用いて製造する場合の加熱、加圧等の成形条件
、金型内への成形材料の充填方法などけ、表面処理をし
ていない通常の金型を用いて製造する場合の条件、方法
などがそのまま採用し得る。なお、本発明においては。

このように表面処理した金型にそのまま成形材料を供給
して成形を行なうようにしてもよいが、必要により上記
表面処理した金型に更に離型剤を塗布し、これに成形材
料を供給して成形するようにしてもよい。

発明の詳細 な説明したように、本発明のゴム又はプラスチック成形
品の製造方法は、分子内に珪素原子とインシアネート基
とを併有する化合物もしくは該化合物を配合した組成物
からなる表面処理剤にて表面処理した金型を用いて成形
したことにより、金型の汚染が可及的に防止され、従っ
て金型の洗浄回数が大幅に削減できる上、ゴム又はプラ
スチック成形品金離壓性良く製造することができ、かつ
製造後の汚染した金型洗浄も容易であり、合理化、省人
化の効果によりゴム又はプラスチック成形品を能率よく
製造し得るのみならず、金型の処理も非常に簡単であり
、本発明の製造方法により成形品の外観・性能を大幅に
向上することができるという効果を示し、また成形加工
に使用し得るゴム及びプラスチック成形材料の種類を問
わず、圧縮成形法、トランスファ成形法、押出し成形法
、射出成形法などのいずれの成形法においても成形条件
を変えることなくゴム又はプラスチック成形品の製造を
行なうことができ、従って、タイヤ、防振ゴム、防舷材
等のゴム成形品やプラスチック成形品の製造ＶＣ好適に
用いられるものである。

以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に示すが
、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。

〔実施例１〜３．比較例１．２〕 第１表に示す組成の表面処理剤により表面処理をしたタ
イヤ成形用金型を用い、常法に従ってゴム系成形材料に
よりタイヤを加硫成形する製造を繰返し行なった。また
、比較のために表面処理をしていないタイヤ成形用金型
及びシリコーン系離型剤により表面処理をしたタイヤ成
形用金型を用いて、上記と同様にしてタイヤの製造を繰
返し行なった。

このタイヤ製造を繰返し行なうと上記のすべてのタイヤ
成形用金型が汚染され、タイヤの外観、性能の維持のた
めに洗浄が必要となったが、一定繰返し回数内での洗浄
頻度を表面処理をしていないタイヤ成形用金型を用いて
製造した場合の洗浄頻度を求め、上記各種金型を用いて
製造した場合のゴム成形品の製造方法に対する汚染防止
度合を評価した。

以上の評価結果を第１表に併記する。

第１表 但し、上記第１表において表面処理剤Ａはメチルトリイ
ソシアノシラン、表面処理剤Ｂはソメチルソイソシアノ
シラン、表面処理剤Ｃはメチルトリイソシアノシアン１
００　重量ｍ、ゴム１００１００Ｏ部、　シラノール含
有シリコーンオイル（粘度；３５１ｃｓｔ）　３０重量
部、ジプチル錫ラウレート３重量部よりなる組成物であ
る。また、表面処理剤Ａ〜Ｃによる処理は１６０℃で１
時間熱処理したものである。

第１表の結果から、タイヤの製造に際し、本発明の製造
法に従い、分子内に珪素原子とインシアネート基とを併
有する化合物もしくはこの化合物を配合した組成物から
なる表面処理剤にて表面処理した金型を用いて製造した
場合は、表面処理をしていない金型あ、るいはシリコー
ン系離型剤を用いて表面処理した金型を用いて製造した
場合に比し、汚染防止度合が数段優れていることが判明
し、本発明の効果が確認された。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ゴム又はプラスチック成形材料を金型内に供給してゴム
   又はプラスチック成形品を製造する方法において、前記
   金型として、内表面の少なくとも一部を分子内に珪素原
   子とイソシアネート基とを併有する化合物もしくは該化
   合物を配合した組成物からなる表面処理剤にて表面処理
   したものを用いたことを特徴とするゴム又はプラスチッ
   ク成形品の製造方法。