JPS62124133A - 粉箔鉛を含有するゴム組成物 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は防音、割振、Ｘ１ｆＱａ蔽、海中生物付着防止
、防食等の特性を有する粉箔鉛を含有するゴム組成物に
関する。

〔従来技術〕

従来、粉末、粉糸状の鉛及び鉛化合物をゴムに配合し、
例えばＪＩＳ　Ｚ−４８０１ｒ　Ｘ線じゃへい用官給ゴ
ムシート及び官給塩化ビニルシート」、特願昭６０−４
０４５８号「金属箔粉含有装飾用フィルムｊなどに記載
されているようにＸ線防禮用シート、防音シート、制振
材等に用いられていることは公知のことである。而して
こうした目的に配合される鉛粉末は通常アトマイズ法、
スタンプミル法あるいはボールミル法によって製造され
たものが使用されている。このような従来の方法によっ
て製造された鉛粉末は製造工程中あるいは保管中にその
表面が酸化されて暗灰色又は黒灰色を呈するものである
。従ってこれら１表面に酸化皮膜を有する鉛粉をゴムに
配合したものは配合量に限界があり、例えば配合ゴムに
対し容積率１５％以上の鉛粉量を配合すると、生地が硬
くなり均一な分散が得られなかった。

従ってこのような従来性われている鉛を混入したゴム組
成物は上述の如き使用目的を達成するに当って当然効果
の限界が存在した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記の問題点を有利に解決し、その本来の使用
目的の効果を数倍も向上せしめ、新たな有効使用分野を
も可能としたものであり、即ち、その表面に酸化皮膜の
ほとんど存在しない活性な金属表面を有する粉箔鉛を配
合ゴムに配合し多重積層配列せしめたことにより従来の
鉛配合ゴムに比較し、顕著に相違する特性を有するゴム
組成物としたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

即ち本発明の要旨とするところは、配合ゴムに対し、そ
の表面に酸化皮膜がほとんど存在しない粉箔鉛を容積分
率が１５〜８５％存在し、該粉箔鉛がほとんど積層して
配列されていることを特徴とするコ゛ム組成物にある。

本発明でいう粉箔鉛とは厚さが略０．０６〜１．　Ｏｍ
ａｔで大きさがほぼ４〜３２５メツシユの間のものがほ
ぼ８０係以上を占め、見掛密度はほぼ平均２、５　ｇｒ
／ｃｍ３以下の鱗片状の鉛をいう。

本発明でいう配合ゴムとは主材となるゴムに対し目的に
応じて適宜常用のゴム配合剤、例えば補強剤、充填剤、
軟化剤、架橋剤、架橋助剤、滑剤、酸化防止剤等をゴム
に添加したものである。こうした配合ゴムに対し粉箔鉛
をその容積分率が１５〜７５チとなるように添加して所
要のゴム組成物とするものである。

而して、本発明においてゴム内に積層せしめる粉箔鉛は
その表面に酸化皮膜が殆ど存在しない（略０、１チ以下
）、銀白色の活性な金属表面を有する粉箔であり、この
ような粉箔鉛は、例えば特願昭６０−１５３，７４５号
「鱗片粉鉛を製造する方法」によって得られる鱗片粉鉛
を使用するものである。

これは重量の揃った鉛をその面心立方結晶構造の滑り面
に沿って粉砕し箔を生成せしめるに際し、ゴム配合剤で
ある脂肪酸類を、粉砕助剤兼酸化防止剤（以下助砕剤と
いう）として使用し、鉛箔の活性な銀白色の破砕面生成
と同時にこの助砕剤で表面を被覆したものを特に使用す
るものである。

本発明において粉箔鉛を製造するさいの助砕剤としては
主として有機化合物の助砕剤を用いるものであって炭化
水素系として流動・９ラフイン、天然パラフィン、マイ
クロワックス、合成パラフィン、低分子量ポリエチレン
（ポリエチレンワックス）塩素化炭化水素フルオロカル
ボン等がある。

又脂肪酸系のものとして高級脂肪酸、オキシ脂肪酸及び
それらの誘導体等がある。又脂肪酸アミド系のものとし
て脂肪酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド等がある
。又エステル系のものとして脂肪酸低級アルコールエス
テル、脂肪酸多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリ
コールエステル等がある。又アルコール系のものとして
多価アルコール、ポリグリコール、ポリグリセロール等
がある。又金属石けんとしてステアリン酸鉛、ステアリ
ン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カ
ルシウム、ステアリン酸カドミニウムこれらの助砕剤は
微粉末又は液状のものであり、特に微粉末においては粒
子相互間において凝集しにくいものが好ましい。また上
記の助砕剤は単独又は二種以上の複数の組み合わせによ
って適宜選択することも有効である。

粉箔鉛を製造する際に、上述の如き助砕剤を使用するも
のであるが、例えばステアリン酸、ステアリン酸鉛、ス
テアリン酸アルミニウムを助砕剤として使用した粉箔鉛
を夫々ゴムに添加してゴム組成物を作成し物性値、分散
性を測定したが、はぼ同じ結果が得られ、助砕剤の種類
によるゴム組成物の影響は認められなかった。

また１本発明に使用する粉箔鉛は、従来製造されている
、表面に酸化皮膜を有する暗灰色又は黒灰色の箔片を還
元処理して、酸化皮膜を除去し、更に必要に応じ表面活
性化処理を施し、銀白色の活性な面をなした鉛箔を直ち
に欠配の条件を満足する酸化防止剤で被覆したものを用
いることもできる。即ちこの酸化防止剤としては、ゴム
に配合した場合、ゴム配合剤としても好適なものの中か
ら選択使用するものであυ、例えばプロセス油、ゴム用
可塑剤、植物油等の液状ゴム用軟化剤あるいはゴムの加
工温度以下の融点をもつゴム用滑剤例えば、高級脂肪酸
類、金属石けん、パラフィン類、ポリエチレングリコー
ル、低分子量ポリエチレン等があり、またゴム溶液、例
えばゴム糊、ゴムラテックス、ゴム用接着剤等も含まれ
る。これらの配合剤及びゴム溶液はゴム中に添加した場
合、ゴム中に均一に分散されて従来使用されているゴム
配合物として有効に挙動する。

また、本発明の配合ゴムとしては通常ゴム工業において
使用されるゴムはすべて使用対象となるものであり例え
ば、天然ゴム系ゴム、ブタジェン系コム、ポリインプレ
ン系ゴム、クロロプレン系ゴム、インブチレン系ゴム、
オレフィン系ゴム、シリコン系ゴム、アクリル系ゴム、
ウレタン系カム、弗素系ゴム、ポリノル？−ネンゴム等
をｉｔ選釈使用する。

本発明におけるゴム組成物は、その用途、機能性、加工
性、価格等によって必要に応じて架橋を行うことができ
る。架橋を行う場合は必要に応じてゴム配合物の通常の
架橋方法を用いることもできる。

更に、本発明でいう積層とは粉箔鉛を配合ゴム中に均一
に分散させる操作の結果、内部において一定方向に粉箔
鉛が多数のほぼ層状をなして配列していることをいう。

この場合、この積層化は配合ゴムと粉箔鉛との混合時に
混練ロール間を繰返し通過する際に粉箔鉛が多数のほぼ
平行する層となって配列される。この他にバンバリーミ
キサ−、ヘンシェルミキサー等による混合作業、特にカ
レンダー等による圧延作業によって積層率が向′上する
。これらの他に押出機による押出作業、射出成形機によ
る成型作業あるいは振動成形機による揺動作業、電磁場
内における極性利用による配列等によっても有効に積層
せしめることができ、適宜必要に応じてこれらの方法を
選択するものである。

この積層配列の説明として、本発明の実施例において、
積層率として示すが、これは粉箔鉛を含有するコ゛ム組
成物の断面において、粉箔鉛が一定方向乃至その方向と
略３０度以内の角度で層状に多重積層配列している割合
を実体顕微鏡により実測し、その比率を俤で示したもの
をいう。本発明においてほとんど積層というのは例えば
第２図に示すように実体顕微鏡の倍率２５倍において目
視で観察し念結果、はぼ７０％以上の粉箔鉛の配列をい
う。

而して、本発明において上述の如き、酸化防止皮膜であ
り、同時にゴム配合剤である被膜で被覆された粉箔鉛が
ゴムに配合されると、それらの皮膜はゴム中に拡散し、
本来のゴム配合物としての挙動を示すものであり、同時
に活性な粉箔鉛表面がゴム成分と接触し、その界面のデ
ィトの発生を防止し、独自の結着力を示し独特の諸効果
を示すものである。

本発明の粉箔鉛を配合ゴム中に添加したときの配合ゴム
と粉箔鉛との関係を説明すると、この粉箔鉛は配合ゴム
中への分散が極めて容易で、練ゴムの未加硫時の硬さが
硬くならず（即ちムーニー粘度がアトマイズ法によるも
のと比べて低く、かつ鉛蓋が増加してもあまり増加しな
い）、配合ゴムに対して粉箔鉛が容積分率で略７５チ程
度まで容易に添加可能であり、ゴムとしての柔軟性を示
し、配合物の物性面では破断時の伸びが大きく、硬さ及
び引張応力が小さいという特徴をもつ上に更に大きな特
徴Ｆｉ鱗片状であるために極めて良好な多重積層配列す
ることである。

次に上述の如き特徴を有する粉箔鉛がゴム中においてい
かなる挙動を示すかについて述べる。

一般にゴム用補強剤は粒子が細かく、比表面積が大きく
、ま念吸着能力が高いことが特徴であり、ゴムに対して
ファーネスブラック、シリカやハードクレーなどが用い
られる。これに対して補強性の低い、すなわち粒径が大
きく、比表面積が小さく吸着能力の低い、例えば重質炭
酸カルシウムやソフトクレーなとは増量剤と呼ばれ多量
の充填が可能である。

配合ゴム中に酸化皮膜を有する従来法による表面に酸化
皮膜のある鉛粉末あるいは船内（Ｐｂ　、０４）やりサ
ージ（ｐｂｏ　）などの如き鉛酸化物が存在した場合、
その極性が本発明の粉箔鉛より大きく。

ゴム分子の拘束力が大きくなる。そのため従来法による
鉛粉末や鉛酸化物は多量充填が困難となる。

しかるに本発明の粉箔鉛では表面にほとんど酸化膜が存
在しないので、極性が小さく、極性によるゴムの拘束力
がなく、また上述の如く粒子径も略４〜３２５メツシー
が８０チ以上とかなシ大きいので、酸化皮膜のほとんど
ない新鮮な金属面を保持したままでゴムに添力ｎ＋入？
−Ｊ−Ａ；妬払イ勾巨ｔなり配合ゴムに対して粉箔鉛を
容積分率で略７５チまで添加する多量配合が達成可能と
なる。而してゴムに添加された粉箔鉛はゴムと良好な結
着性を示し表面には酸化皮膜が殆ど存在せず、例えば０
〜４０チの微小変形における動的試験で繰返し伸長によ
る低伸長応力の変化を測定した結果でもその変化はごく
僅少にとどまった。

上述の如く本発明はゴムに表面に酸化皮膜を殆ど存在し
ない粉箔鉛を有効に多重積層充填せしめたものであり、
これにもとづき以下説明する如く配合ゴムと粉箔鉛間に
微小変形における良好な結着性を示し、本発明の目的を
達する有効な特性を示すものである。

次だ本発明において使用する粉箔鉛の添加量を容積分率
で略１５〜７５チに限定するが、その理由は実施例の第
３表及び第４表にも示すよ、うに本発明の目的の範囲内
の遮音テスト及びＸ線遮蔽テストの結果で容積分率１５
チ以下ではその効果は顕著ではない。また容積分率７５
係以上ではゴムへの添加は可能であるが、混線後の生地
が硬すぎてかつ伸びが極端に減少しているためカレンダ
ーなどの成形加工が困難であり、製品としての実用性が
少ないので上限を７５％と限定す′る。

容積分率１５％以上になると多重積層された粉箔鉛が配
合ゴム中に均一に分散されていてしかも鱗片状で形状も
大きく、面としての拡がりをもち、Ｘ線や発生音に対す
る遮蔽効果が顕著に大きくなる。

本発明のゴム組成物における粉箔鉛の積層率は練りロー
ルによる混練り後にほぼ７０％となり、混練り後さらに
カレンダー操作等による加工操作後では９０％以上とな
る。粉箔鉛の添加量は使用目的と特性とを勘案して容積
分率１５％乃至容積分率７５チの範囲内で適宜選択する
。本発明の粉箔鉛は通常使用されるこの技術分野の混練
方法及び添加順序によって容易に混練が可能であり、分
散が均一で多重積層充填１■も密にかつ理想的に配列さ
れている（第２図参照）。

こうした理想的かつ緻密な多重積層配列により、ゴム中
に殆ど点として存在している従来法による鉛粉末と比較
して遮音、制振、Ｘ線遮蔽の効果が顕著であり、しかも
、厚さが従来使用されていた容積分率３８チの表面に酸
化皮膜のある粉末鉛を配合したゴム組成物と比べて、例
えば本発明の粉箔鉛を容積分率３８チ添加したゴム組成
物では半分の厚さでも十分な効果を示し、従来果たし得
ない目的も容易に達成でき、一方顕著な軽量化をも図る
ことが可能である。また特筆すべき効果はこの配合物が
柔軟性をもつための取扱いの容易さと低周波における遮
音効果である。即ち従来使用されている鉛板及び鉛箔あ
るいはそれらを用いた積層体は、復元性に乏しく、平滑
さを保持することはむづかしい。それに比べて本発明の
ゴム組成物は高い配合率でも、柔軟性に富み、シートを
貼り付けるときにも加工しやすく１作業性に富むのでそ
の実用上の効果は大きい。また遮音テストでは粉箔鉛の
添加量が大きくなればなる程遮音効果がよくなるのは積
層数の増加とゴム中の鉛の密度の増加の点から当然のこ
とである。しかも鉛板（比較例８参照のこと）２ｍと本
発明の本発明例１乃至本発明例５の遮音テスト（第３表
）を比較すると、１ｇのゴム組成物のシートは開放時め
ｄＢ値との差が大きく、特に容積分率３０１％以上の粉
箔鉛を含有したシートではほぼ鉛板２ＩＩ１１Ｌに近い
性能金示し、例えば容、積分率４７．９チの粉箔鉛を添
加したゴム組成物ではＡの厚さで鉛板に匹敵する効果を
示すものである。特に周波数１１０Ｈｚ以下の低周波に
おいてその効果が著しいことがわかった。

また従来法の容積分率３８チの粉末鉛を添加したゴム配
合物による厚さＩＢのシートと本発明による容積分率３
８チの粉箔鉛を添加したゴム組成物の厚さ１隨のシート
ラ比較すると、本発明のシートとの差は僅かであるが、
低周波における遮音効果は優れている。また前者は、前
述の如く大量充填は殆ど出来ないので、本発明の如く多
量配合ゴム組成物は従来に実現できなかった新しい効果
の分野を開いたものである。即ち同じ厚さの鉛板と遮音
性、Ｘ線防護性、割振性において略同等に近い効果を有
すると共に、取扱い易さ、加工性作業性の点でも柔軟性
、平滑性のために数段優れた有益な効果を有するもので
ある。

〔発明の実施例〕

以下実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例における遮音テストの評価方法及びＸ線テストの
評価方法は欠配の通りである。

遮音テストの評価方法 試験装置： （１）木箱の周面及び底面に遮音シートに貼付け、上部
は開放状態とした遮音テスト製電その内部に各種周波数
を発生する音源を収納した。

（２）騒音計　ＮＡ−０９型　リオン（株）製試験条件
： （１）　　温度：　２５℃ （２）場所：　密閉室内 ｘ＃Ｊテストの評価方法 試験条件：（１）温度＝　２５℃ （２）角度二　〇 実施例１ 第１−１表及び第２−１表に塩素化サチルゴムを主材と
する配合ゴムに対し粉箔鉛の配合ｉ−を示した実施例及
び比較例を示す。何れも混線には６インチミキシングロ
ールを用いカレンダーテ夫々１ｍｇの厚さに成形した。

得られた配合物は熱プレスを用いて１６７℃で２０分間
加圧加熱し物性、積層率、分散性全測定した。

以上のデータから本発明のゴム組成物は２Ｍの鉛板と比
べて、１咽のシートにおいてもかなりの効果を有し、同
じ２ｔｔｍのシートではほぼ同等の遮音効果を有する。

シートとしての取扱いでは鉛は鉄製のワクを使用しない
と装置との間に隙間があって効果が発揮できず、取扱い
がむつかしい。これに対して本願のゴム組成物によるシ
ートは極めて柔軟性と可撓性に富み取扱いが簡単であっ
た。

また、低周波数における効果が特に優れており、鉛板と
同等の効果を有し、一般市販のウレタン遮音材と比べる
と著しい効果を有することがわかる。

第１図に本試験の装置を示す。

図中１は音源、２は遮音測定用箔、３は内張した鉛板、
４は試料シート、５は騒音計を示す。

遮音テストに用いたゴム組成物シート断面（実施例２）
の実体顕微鏡の写真図を第２図に又比較例４の同写真を
第３図に示す。

第１−１表及び第１−２表に示す本発明例１〜５及び比
較例１〜８のシートを用い夫々厚さを０．２５簡及び０
１簡に調整して第４表の測定値を得た。

Ｘ線遮断テストの結果、３００部以上の粉箔鉛を添加す
ると、かなりｑ断効果を有し５００部以上添加すると、
鉛板の遮蔽効果にほぼ近い数値を示すことがわかった。

実施例２ 助砕剤の種類による粉箔鉛と塩素化ブチルとの配合例及
び物性値全第５表に示す。

以上の結果より助砕剤の種類による粉箔鉛の影砦は全く
ないことが誌められた。

実施例３ 塩素化ブチルゴムのカーがンブラック配合例及び物性値
を第６表に示す。

下記配合にもとづき、６インチミキシングロールを用い
て混練を行い、同ロールを用いて厚さ２箇のシートに成
形し、熱プレスを用いて１６７℃の温度で２０分間加圧
加熱した。測定値を下記の第６表に示す。

実施例４ クロロプレンゴムのカーボン配合物と粉箔鉛との配合例
及び物性値を第７表に示す。下記の配合例によって、６
インチミキシングロールを用いて混練を行い、同ロール
で２閣シートに成形した。

得られた配合物シートは熱プレスを用いて１６７℃の温
度で２０分間加圧加熱した。

実施例５ クロロプレンゴムと粉箔鉛のカーボン配合物における架
橋剤の種類の比較例及びその特性値を第８表に示す。下
記の配合例にもとづき６インチミキシングロールを用い
て混線を行い、同じロールで２咽シートに成形した。得
られた配合物シートは熱プレスを用いて１６７℃の温度
で１０分間加圧加熱した。

実施例６　シリコンゴムと粉箔鉛との配合例及び物性値
を第９表に示す。下記の配合例にもとづき、６インチミ
キシングロールを用いて混線を行い、同ロールで厚さ２
瓢のシートに成形した。得られた配合物シートは熱プレ
スを用いて１７０℃の温度で２０分間加圧加熱した。

実施例７　塩素化ブチルコ゛ムを主材とする配合ゴムと
酸化鉛との配合例と物性値を第１０表に示す。

下記の配合例にもとづき６インチミキシングロールを用
いて混線を行い、同じロールで２閣シートに成形した。

得られた配合物シートは熱プレスを用いて１６７℃の温
度で２０分間加圧加熱した。

上記に示すとおり酸化鉛は１５００部充填する場合光′
＊はできるが、ゴムがざ０ゾロとなってシート成形不可
能であった・ また、本発明のゴム組成物は単独でシート状あるいはチ
ューブ状等の形状で使用することは当然であるが、粉箔
鉛を含まない同種又は異種ポリマーのゴム組成物との積
層体、粉箔鉛の添加量の異なるゴム組成物との８を屠体
あるいは合成樹脂、不織布、織布等との積層体また金属
板等と接着剤を介して貼り合わせた積ｌｄ体とすること
も有効である。

〔発明の効果〕

本発明のゴム組成物は上述の如く、活性な金属鉛表面を
有する粉箔鉛を多重にしかも均一に多重積層配列せしめ
ると同時に、ゴム分子と粉箔鉛との間に微小変形におけ
る良好な結着力を生ずる効果によシ、柔軟性、屈曲性等
のゴムとしての重性を損うことなく、防音１割振、Ｘ線
遮蔽、放射線遮蔽、海中生物付着防止、防食等において
、従来のものでは果し得ない極めて顕著な効果を示すも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で用いた遮音テスト試験装置の断面図、
第２図は本発明によって得られた粉箔鉛５００重量部含
有したゴム組成物（実施例２）の断面組織を示す実体顕
微鏡写真図（Ｘ２５）、第３図は従来例で市販鉛粉末（
アトマイズ法、２００メツシュ通過）５００重量部を含
有したゴム組成物（比較例４）の断面組織を示す実体顕
微鏡写真図（Ｘ２５）である。 １：音源　　　　　　２：遮音測定用箱３：内張した鉛
板　　４：試料シート ５：騒音計 第１図 １：＠３原 ２〕遮＠　Ｅ！’ｌだＦＩＡ箱 〈３〕　内弓１−１几ｌ辷金６オ、兵、４：試料ソート ’％５：　Ｊｌ’　４旨　言↑ 第　３５と

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 配合ゴムに対しその表面に酸化皮膜がほとんど存在しな
   い粉箔鉛をその容積分率で１５乃至７５％存在し、該粉
   箔鉛がほとんど積層して配列されていることを特徴とす
   る粉箔鉛を含有するゴム組成物。