JPS62129353A - 可塑化繊維組成物およびその製造方法 - Google Patents

可塑化繊維組成物およびその製造方法

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JPS62129353A
JPS62129353A JP61273827A JP27382786A JPS62129353A JP S62129353 A JPS62129353 A JP S62129353A JP 61273827 A JP61273827 A JP 61273827A JP 27382786 A JP27382786 A JP 27382786A JP S62129353 A JPS62129353 A JP S62129353A
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JP
Japan
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fibers
polymer
plasticizer
fiber
polymers
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JP61273827A
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English (en)
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ダグラス キヤメロン エドワーズ
ジエームス アラン クロスマン
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Polysar Ltd
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Polysar Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/18Plasticising macromolecular compounds

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

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】 本発明の分野 本発明はポリマーと41i紺物質との混合物およびそれ
らの製造方法に関する。さらに特別には、本発明は繊維
充填または繊維強化ポリマーの製造に使用するための繊
維組成物、かような繊維組成物の製造方法および繊維充
填または繊維強化ポリマーの製造にかような繊維組成物
を使用する方法に関する。
従来後(・tiの説明 プラスデックおよびゴl\の充填剤33 J:び(また
は)強化用物質とし使用するための多数の物質が当業界
では公知である。充填剤は通常殆/υど非強化用である
と考えられており、通常粒状無殿化合物々質から選ばれ
る。強化物質は、通常、粒状カーボンブラックおよびあ
る種の粒状無菌化合物から選ばれる。繊維物質は、ゴム
の各種の性質の改良のためおよび編織物強化のための要
求事項を減少さUるためにしばしばゴムコンパウドに添
加される。好適なかような繊維には、アスベス1へ、セ
ルロース繊維、ガラス繊維、綿おにびポリエステル並び
にレーヨンのような各種の合成右機械維が含まれる。m
atは例えばヂョツブ1〜ファイバーのような短繊維お
にび長繊維として(山量できる。かような繊維使用の重
要な特徴はボリマーマ!−リツクス中への繊維の配分で
ある。ポリマー71〜リツクス中へ繊維を十分に分散さ
けて実質的に均質な混合物を形成することは、特にフィ
ブリル化械帷の場合には、経斉的でない長いまたは苛酷
な゛混合方法に頼らないことには達成が困難である。例
えばフィブリル化アラミドポリマーのような、ポリマー
組成物を強化するのに最も好ましい物理的性質の組合せ
を提供する繊維には、多くの場合最も困難な分散問題が
存在する。
U、S、P、4,263.184には、ポリマーのラテ
ックスと繊維物質とを混合して湿潤された繊維混合物を
形成し、これと凝固剤とを混合して均質に予備分散され
た繊維組成物の製造が開示されている。
本発明の要約 ポリマーマトリックス中に分散させるための新規の繊維
組成物を提供することが本発明の目的である。
繊維強化ポリマー組成物の製造の新規の方法を提供する
ことが本発明の別の目的である。
本発明によって、繊維物質をポリマーマトリックスと接
触させる前に、選定された繊維物質と選定されたポリマ
ーマトリックスの両者に適合性のある可塑剤と接触させ
ることにJ:って、該繊維は簡単かつ効果的にボリマー
マ1〜リツクス中に分散できることが見出された。可塑
剤はm維塊中に分散し、可塑化された繊維組成物を生成
する。次いで、この組成物を、可塑剤にb適合性のある
ポリマー71−リツクスとHa合する。その結果どして
、ミルおJ:び密閉式ミキサーのような通常のポリマー
混合装置を緩和な条(+Fで経汎的に受入れられる混合
時間使用して均質tこ分i衣された繊維−ボリマー組成
物を製造できる。
例えば、本発明の一態嵯によって、セルロース繊維、無
機繊維、合成無1alli組および合成0機域1c並び
に前記の種類の繊維2種またはそれ以上の混合物から成
る群から選ばれる繊維100重倒部および加工温度で液
体であり、選ばれた繊維と適合性がある可塑稈1であっ
て、法可塑稈1でC1へ記の繊維を有効に湿潤さけるよ
うに繊維表面に実質的に均一に分散される11a記の可
塑剤約50〜約200重量部から成る強化用ポリマーの
ために’4jIll <Z可塑化繊維組成物が提供され
る。
本発明の他の態様によって、繊維物質を、加工温度で液
体であり、該繊維物質とポリマーとの両者に適合性のあ
る可塑剤の右ダJ量で処理し、可塑化された繊維物質と
ポリマーとを混合することによって実質的に均質な可塑
化繊維物質組成物を製造する方法が提供される。
好ましい態様の説明 本発明において使用できるポリマーは、天然ゴムおよび
弾性および熱可塑性ポリマー物質の両者を含む広範囲の
種類の合成ポリマー物質から並ばれる。合成ポリマー物
質は、溶液重合、乳化重合、塊状組合などで製造された
ポリマーである。使用できる好適な弾性ポリマーの例に
は、天然ゴム、スチレン−ブタジエンコポリマー、ポリ
イソプレン、ブタジエン−アクリロニトリルコポリマー
、カルボキシル カルボキシル化ブタジェン−アクリ[1ニトリルポリマ
ー、クロロプレンを含むポリマー、エチレン−アクリル
酸ポリマー、アクリレ−[−ポリマーおよびコポリマー
のにうなアクリルモノマーを含むポリマー、エチレン−
プロピレンコポリマー、ポリブタジェン、スチレン−ブ
タジエンブロツクコポリマー、ブチルゴム(ポリイソブ
ブレンーイソブレン)並びにハロゲン化ブヂルゴム、E
 PDMゴム並びにハロゲン化EPDMゴム、シリコー
ンゴム(ポリシロキリン)、クロロスルホン化ポリエチ
レンなどである6本発明において使用でざる熱可塑性ポ
リマーには、ポリエチレン並びに1ヂレンの熱可塑性コ
ポリマー、プロピレン並びにプロピレンの熱可塑性コポ
リマー、ポリスチレン並びに耐衝撃性ポリスチレン、ポ
リブテン、ポリ塩化ビニル並びに塩化ビニルの熱可塑性
コポリマー、ポリ塩化ビニリデン並びに塩化ビニリデン
の熱可塑性コポリマー、スヂレンーアクリロニj〜リル
ボリマー、ブタジエン−スチレン−アクリロニトリルポ
リマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート
などが含まれる。
本発明において使用するポリマーの中で好ましいのは弾
性ポリマーであり、その中で好ましいのは、天然ゴム、
ポリマーの平均スヂレン含mが約15〜約40重量%で
あるスチレン−ブタジエンポリマー、平均スチレン含量
が約45〜60重量%である2種またはそれ以上のスチ
レン−ブタジエンポリマー混合物、アクリロニトリル含
邑が約20〜約50重伍%であるブタジエンーアクリロ
二]へリルボリマー、エチレンプロピレンコポリマー、
EP[)Mゴム並びにハロゲン化(塩素化または臭素化
)EPDMゴム、ブチルゴム並びにハロゲン化(塩素化
または臭素化)ブチルゴム、クロロスルホン化ポリエチ
レン、シリコーンゴム、ポリブタジェン、ポリイソプレ
ンおよびポリクロロプレンである。
本発明において使用でさるi8fi紺物質には、セルロ
ース、改質セルロース、綿、黄麻、木材バルブおよび1
ナイザル麻のにうなヒルロース繊維、アスベスi・およ
び無機ウールのような無機繊維、ガラス繊維、ガラス糸
のにうな合成無機繊維、レーヨン、ナイロン、ポリエス
テル、ポリプロピレンおにびアラミド繊維のにう’J含
成右礪繊紺が含まれる。好ましい繊維物質には、主繊維
に多数の微小直径のフィブリルが付着しているようなフ
ィブリル化されている繊維が特に含まれる。特に好まし
い繊維物質としては、1m2/9より大きい表面積を有
するケブラー( K[:VLAR )として公知のパラ
フェニレンテレフタルアミドアラミドポリマーであるフ
ィブリル化アラミド繊維である。湿潤バルブとして公知
の形態の好ましいケブラーは、約1〜約5#I、好まし
くは約2〜約4mの繊維長、約7〜約12TrL2/g
のBET表面積を有し、約40〜約60%の水を含有す
る。湿潤バルブの例は、デュポン社によッテマージ(m
erge ) #6F 1 04および#F205、そ
して、それぞれ450〜575および300〜425の
カナダ標準フリーネスを有すると説明されている。かよ
うな繊維物質は、水と混合でき、水中の僅か約2重足%
の濃度でも高い粘度の非常に潤いサスペンションが容易
に形成できる。繊維物質をそのまま、または湿潤バルブ
と連携している残留水を除去して使用すると、当業者が
実用的であると考えている条件下で該繊維物質と上記の
任意のポリマーとで均一な混合物を形成することは不可
能である(任意、の慣用のポリマー混合装置を使用して
)、前記の繊維はポリマー中に均一に分散されず、かつ
、ポリマーマトリックス中に繊維の凝集を生ずる。
本発明ににって、ポリマーと繊維との混合を行う前に、
繊維に好適な可塑剤を予め適用することによって、この
問題は大部分克服される。可塑剤はマトリックスを形成
するポリマーと繊維自体の両者との適合性に基づいて選
定される。繊維との適合性どは、可塑剤が容易にll維
を湿潤させ、その上に均質に分散し、繊維表面を有効に
被覆することの意味である。
好適な可塑^11は、炭化水素と主としてパラフィン系
、ナフテン系または芳香族の性状のものでよい鉱油;ポ
リブテン、ポリブタジェン、シリコーン油、ポリスチレ
ン、ポリイソプレンなとのような低分子量ポリマー;ジ
ブトキシエチルアジベー1へ、ジブチルもしくはジオク
チルフタレート、ジAクチルレバケ−1〜、ブチルオレ
エート、トリエチレングリコールジベンゾエートなとの
ようなカルボン酸エステル:トリクレジルホスフェ−1
−11−リスーb−クロロエヂルホスフエ−1−なとの
ような燐酸エステル;クマロンインデン樹脂、フェノー
ル樹脂、車台芳香族樹脂のような低分子は合点を有する
ものであり;液体ポリエーテル、液体ポリエーテル/ポ
リチオエーテル:塩素化パラフィン:天然油および樹脂
並びにロジンMIステル、水素化ロジン、松のタール、
トール油脂肪酸、1−−ル油脂肪酸エステル、エポキシ
化大豆油、テルペン、テルペン−フェノール樹脂のよう
な天然油および樹脂の誘導体から選ぶことができ、上記
に挙げたのはかような可塑剤の例であって、かような物
質に限定されない。好適な可塑剤は加工温度で液体であ
る、即ち、これらはポリマーが普通に加工される温度で
液体である。エラストマーポリマー用としては、かよう
な温度は通常、約150℃より低く、好ましくは約12
5℃より低い。熱可塑性樹脂用としては、かような加工
温度は杓250℃までである。
選定したマトリックスポリマーが炭化水素エラストマー
のときは、可塑剤として炭化水素油の使用が好ましい。
この油は、パラフィン系油、芳香族油またはナフテン系
油でよく、とのポリマーにとの油を選ぶかは当業界で公
知である。スチレン−ブタジエンコポリマー、ポリブタ
ジェンおよび天然ゴムと共に使用するときは、芳香族油
がこれらと高度の相溶性があるため特に芳香族油の使用
が好ましい。選定したマトリックスポリマーが、ブチル
ゴムもしくはハロゲン化ブチルゴムまたはエチレン−プ
ロピレンコポリマーのときは、パラフィン系油が特に好
ましい。EPDMゴム用には、ナフテン系油が特に好ま
しい。これに加えてこれらの種類の油は本発明で使用す
るのに好適なフィブリル化繊維、狛にフィブリル化アラ
ミド繊維と十分な適合性である。
選定したマトリックスポリマーが、ブタジエンーアクリ
ロニ1〜リル ゴム状コポリマーの」;うな耐油性ポリ
マーのとき、好ましい1+J塑剤は、二1n拮性有機酸
のC〜C12ニスデル、燐酸エステル、ポリエーテルお
よびポリエーテル/ポリチオエーテルである。これらの
うちで最も好ましいのは、比較的容易な入手性および比
較的低価格のためジオクチルフタレートが最も好ましい
が、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、セバシン
酸、アジピン酸なとの同様な液体ジエステルも技術的に
実質的に同様に有効である。好ましくいボスフェートエ
ステルは、トリクレジルホスフェートである。
この場合にも、これらのすべての種類の可塑剤は、本発
明において使用される好ましいフィブリル化繊維と十分
な適合性を有する。
選定した71−リツクスボリマーがクロブチルまたはブ
ロモブチルのときは、炭化水素油可塑剤が好ましい。選
定した71ヘリツクスポリマーがポリクロロプレンまた
はクロロスルホン化ポリエチレンのとき、好適な可塑剤
には炭化水素油おj;び高分子量エーテルおよびエステ
ルが含まれる。
選定したマトリックスポリマーがシリコーンゴムのとき
は、可塑剤としてシリコーン油が好ましいが、所望なら
ば上記した他の種類ら使用できる。
シリコーン油も本発明に43いて使用される好ましいフ
ィブリル化繊維と十分な適合性を有する。
繊維に添加される可塑剤の吊は、繊維素材全体に均質に
分散し、フィブリル化繊維表面の外部を有効に被覆する
のに十分であることが好ましい。
重量に基づいて、好適な可塑剤:乾燥繊用邑比は、約0
.5:1〜約2.1:1、好ましくは約0.8:1〜約
1.25:1である。
繊維素材全体に可塑剤の実質的に均質な分散および表面
湿潤が得られる限り、繊維素材への可塑剤の配合方法は
必須事項ではない。繊維の液体可塑剤浴中への浸漬、可
塑剤の吹付、可塑剤の表面塗布などが可能である。通常
は、繊維素材をシーI〜に形成してかような可塑剤処理
を行い、そして、適用される可塑剤の量を重量差におっ
て監視する。
所望ならば可塑剤を揮発性溶剤で希釈するか、繊維に適
用時にエマルションとして適用して、分散の均一性をさ
らに促進させてもよい。可塑剤を水性エマルションとし
て適用する場合には、最終のポリマー−繊維混合物中の
過度の含水量を防止するために、可塑剤の適用前に繊維
を乾燥させ、その侵に可塑剤を適用するのが好ましい。
かように形成された111ff−可塑剤組成物は、標準
条件下で例えばミル上、パンバリミキサー中なとのよう
な標準の混合装置中にd3いてポリマーと混合し、比較
的短114間でポリマーマトリック全体に良好な繊維の
分散体を生成させることができる。
ポリマーおよびI!維動物質混合物中のl!維動物質温
度は、ポリマー1001帛部当り約0.25〜約100
重量部のIII物質、好ましくは0.25〜20、最も
好ましくはポリマー100市量部当り2〜12重間部の
繊維物質である。ポリマーマトリックス内に凝IJ物お
よびI’ l鬼J  (clumps)を形成する繊維
、特にフィブリル化アラミドyA維の普通の傾向は大部
分克服される。本弁明は作用なとの方式の理論的考察に
iよ決して拘束される積りはないが、繊維上にお番プる
可塑剤の存在は、たとえ、繊維がフィブリル化状態にあ
ってら繊維を他のm維から容易に分離され易くするもの
と考えられている。ポリマーマトリックスとの混合の進
行に伴い、可塑剤はポリマーと緊密に結合し、効果的に
1a維表面から去るが、この段階では混合作用によって
t[素材は粘稠なポリマーマトリックス全・体に実質的
に分散されており、そのため、繊維塊の再凝集は有効に
妨げられる。いずれにしても、繊維をポリマーと可塑剤
との混合物に添加した場合、または、可塑剤をポリマー
とU&維との混合物に添加した場合には同じ程度の繊維
の分散は得られないことは事実である。本発明の右利な
効果を挙げるためには、最初に可塑^11を繊維と結合
さV、次いで、この組合けとポリマーどを温合させるこ
とが必要である。かように寸れば、繊維の凝集は大部分
道tJられ、満足な混合時間内に大きい繊維−ボリマー
表面接触面積の最大の利点を達成できる。
ポリマーと繊維物質との混合物は、前記の種類が適用で
きる各種の自動車製品、タイA7、機械内装品4rとの
ようなポリマー自体のための普通の多数の最終用途に使
用できる。例えば、ケブラー繊維−スチレンーブタジエ
ン混合物は、限定はされないがアペックス(^pex)
  [時々、充填剤またはビーズ充填剤と呼ばれるビー
ズワイヤー(beadwit’e)の上部区域である〕
として、トレッド(tread )と側壁との下部のカ
ーカス(Carcass )保護層として、耐切断性お
よび耐かぎ裂き性を改善するための側壁成分として、ア
ンダートレッド(時々ベースと呼ばれる)において、特
に農業用なとのタイA7におt」るオン/オフ荷重に対
して改善された耐切断性を付与する用途を含むタイヤ構
造の各種の面に使用できる。
ポリマーと繊維物質との混合物は、また1種またはそれ
以上の相溶性ポリマーとの混合物中においても使用でき
る。例えば、これを繊維を含有しないポリマーと混合し
て100部の全ポリマー当り比較的少ない吊の繊維物質
を含有する最終混合物を製造することができる。
これを説明すると、スチレン−ブタジエンポリマーと繊
維物質との混合物を、繊維を含有しないスヂレンーブタ
ジエンボリマーと混合して、通常のように配合するか、
クロロプレンとtli紺物質とから成るポリマーをクロ
ロプレンを含み、繊維物質を含まないポリマーとΩ合し
、通常のように配合する、またはブタジエン−アクリロ
ニトリルポリマーと繊維物質との混合物を4Ii紺を含
有しないポリ塩化ビニルと混合し、通常のように配合す
る、またはスヂレンーブタジエンボリマーとmm物質と
の混合物を、繊維物質を含まないポリブタジェンおよび
天然ゴムのいずれかまたは両者と混合して通常のように
配合することができる。これらのすべての使用において
、ポリマー−繊維物質混合物は、充填剤、エキステンダ
ーまたは可塑剤、酸化防止剤またはオゾン亀裂防止剤な
とのようなゴム配合成分と、および加硫活性助剤と通常
のようにゴム用ロール機または密閉式ミキサーを使用し
て配合できる。配合混合物は造形し、次いで、約140
〜約250℃で約5分〜約2時間加熱するような一定時
間高められた温度に維持することによって加硫する。
本発明のポリマー−繊維物質を含有する加硫ゴムは、繊
維を含イ1しない同じポリマーと比較したとき改善され
た性質を何する。かような改善された性質には、1種ま
たはそれ以上の改善された寸法安定性、低または中程度
の変形に対する増加された弾性率および実質的に増+J
11された引裂抵抗が含まれる。
次の実施例によって本発明を説明するが、これが本発明
を限定するものと解釈すべきではない。
別記しない限り、すべての部は重量部である。
これらの特定の実施例において全実施例を通じて使用さ
れる湿潤ラップ繊維は、デュポンケブラー29アラミド
バルブ、マージ6F205 2廐のものである。ポリマ
ー混合物中の繊維の分散は1Uの混合物試料をプレコブ
レス(Prcco 1)ress)中において6000
j!b伺重下100’Cで1.5分間加圧してうすい層
にし、肉眼観察にJ二つて評価した。直径約10cmの
シートが得られ、うすい色で十分透明であり、もし存在
すれば繊維の則りまたはマットは見え、そして、それら
の寸法も概略測定できる。
実施例1 ワーリングブレンダーを使用して、1びの試料(乾燥基
準)の繊維を100戒の水中に分散ざVた。分散液を8
01.のねし込ギャップ句ビンに入れた。75gのサン
テン(Sunthene) 480 (ナフテン系)油
を添加し、栓をしたビンを手ではげしく振とうした。繊
維が完全に油相中に移ったことが観察された。濾紙によ
り濾過して繊維を回収した。油湿潤繊維を減圧炉中80
℃で乾燥させて残留水を除去した。乾燥重量は6.9g
であった。
混合物をa紙の間にはさIυでハ0圧して重量が29に
なるまで油含聞を減少させた。1qられた生成物は油と
繊維のほぼ等重量部の混合物であった。
この生成物1gをミクロミル上で5gのスヂレンーブク
ジエンゴム状ポリマーSBR[クリリン(KIIYIt
NE) 1502 ]に添加した。連続的3/4カツ1
〜で3分間ロール練りを行った。混合物を最終的に4回
沿層(edgcw i So )に通し、シートにした
。(qられた生成物は非常に良好に分散された外観であ
った。上記のような検査用試料では、1 nvn寸法未
満の小さいマット約12個の存在を除いては均一な分散
体であることが示された。この結果は、乾燥繊維を油な
しでSBRと同じ条件下で湿練したものの観察結果と比
較して著しくすぐれた品質の分散体が1!?られること
を示している。
実施例2 デュポン社から受入れたままの湿潤ラップ繊維の試料を
減圧炉中80℃で乾燥させて水を除去し  −た。乾燥
シート1g試料に滴下方式で17のリンテン480曲を
直接添加し、浦がほぼ均一に繊維を被Tfiづるように
した。11られた混合物を、連続的3/4カッl−で4
分間ミクロミル上でクリリン1502 (5g>中に練
込み、混合物を沿層に4回通し、シートにした。検査用
試料を前記のように調製した。分散は非常に良好な外観
であり、最大1酬寸法の10個の肉眼で児えるマットが
あった。
実施例3 他の代表的可塑剤を使用し、木質的に実施例2を繰返し
た。この実施例では、可塑剤を等小間の好適な揮発性溶
剤で希釈し、乾燥ラップシートの湿潤を確実にした。繊
維試料は、約5cmX7.5cmの寸法を有するシーI
−形!I!(厚さ約0.5m>であった。希釈した可塑
剤は使い捨ビペツ1−を使用し、繊維に添加し、ff1
fiは拝上で観察した。この方法では均一な湿潤のため
の手段であるが適用の間揮発性溶剤の蒸発によって複雑
になる。添加された可塑剤の実際の重量は溶剤の蒸発後
(減圧炉77℃で)に秤量によって測定する。
次の表に使用した物質および繊Iff/可塑剤混合物の
最終組成を示す。
1法 3−1   パラフィン系油          n−
ヘキサン 1/ 1.08[リンバール(Sunpar
)2280 ]3−2   ナフテン系油      
     n−ヘキサン 1/ 1.06(サンテン4
80) 3−3   芳香族油             日−
ヘキリーン 1/1.12[サンデツクス(Sunde
x)8125コ3−4  7タル酸エステル     
    Et 011     1/ 1.07(ジオ
クチル フタレート) 3−5   アジピン酸エステル        Et
 Oll      1/ 1.06(ジオクチル ア
ジペート) 3−6   脂肪酸エステル          Et
 011     1/1.03[ハーコフレックス(
llercoflex)60013−7   エーテル
/チオエーテル      Et 011     1
/ 1.08[プラスチカトール(PlaStikat
Or) OT上記混合物各1gをミクロミル上で5gの
クリシン1502に添加した。ロール練り条件は次のよ
うに標準化したニ ー V温で開始、冷水通水。
−添加およびロール練りのためのミル聞き0.45mm
、溶層通過のため0.16m。
−前ロール18rpmバックロール22 rom。
ロール練り時間は!fi雑の添加に続いて30秒間隔の
3/4カツトを伴い4分であった。混合物を溶層に4回
通し、シートにした。
可塑剤−繊維混合物に加えて、比較のために対照試料(
可塑剤なしの0.5g乾燥したi!iil潤ラップ繊う
)を加えた。最終バッグ千mは予想値の1%以内であっ
た。
混合物の1gのシー1−試料を前記のように加圧した。
vA察された結果を第2表に示す。
第2表 (s ) 3−1   10   19  2.5x 2   2
93−2   4    1G2xl     203
−3   0    3   .7x、7    33
−4   8   252x1    333−5  
 8   31  2.2X2   393−6   
6   35  3x2   413−7   4  
 38  3  x、5   42対照  >55  
  >50  5  ×2.5   >100これらの
結果は、nJ塑剤−繊維混合物はすべて乾燥繊維より良
好にS[3R中に分散され、可塑剤として芳香族油を使
用したとき最良の分散が得られたことを示している。
実施例4 実施例3と同じ可塑剤とIli帷との混合物であるがS
BRの代りにブタジエンーアクリロニl〜リルコポリマ
ーゴム「クリナ゛ツク(KItYNAC)34.501
を使用して木質的に実施例3を繰返した。観察結果を第
3表に示す。
第3表 サンバール2280   26 26  4x2  5
2サンテン480    35  >50  9x  
1.5  >85サンデツクス8125  34  >
50  4X 2   >84ジオクチルフタレート0
  5  1x、5   5ジオクチルアジペート5 
29  3.5x、5 34ハーコフレツクス600 
5 33  2.5x2  38ブラスチカトールOT
  9 48  3x  1.5 57なし     
   12  >50  2x 2   >62これら
の結果は、二1〜リルゴムの場合には鉱油可塑剤の存在
は、対照より測定しつるほど良好な分散度が得られない
ことを示している。極性可塑剤は顕著に良好であり、ジ
オクチルフタレー1へが特に顕著である。
実施例5 S[3R+芳香族油(リンデツクス8125)および二
]−リル+ジAクチルフタレ−1−(DOP>の組成物
について可塑剤含量を変化さVて実施例3を木質的に繰
返した。油を溶剤(それぞれローヘキサンおよびエチル
アルコール)で希釈する方法は続けた。表示装入邑は可
塑剤/I維比0.5/1.0.75/lおよび1.5/
1と変化させた。実際の比は溶剤除去後に油−i’1i
fa繊維を前記のように秤洛することによって測定した
この試験にはネオブレンW(ポリクロロプレン)を加え
た。繊維装入伍はすべての場合前記のように1Qphr
であった。観察結果を第4表に示す。
第4表 SBR(1502)     サンデツクス8125 
 5  5   25  2x1   3ONB+?(
34,50)    DOP        5  4
   8  2X2  12ネオブレンW   サンデ
ツクス8125  5  4   >50  2x  
、s  >54ネオブレンW    DOP     
     5  15   >50  4x1   >
55SBR(1502)     サンデツクス812
5  7.5 3   26  2x  、7  29
NBR(34,50)    DOP        
  7.5Q    5  2X、3  5ネオブレン
W   サンデツクス8125  7.5 10   
46  3X1   56ネオブレンW    DOP
          7.5 6   >50  4x
1   >56SBR(1502)     サンγツ
クス8125  15  0   1G   1x、2
  16Halt(34,50)    DOP   
       15  1   5  2x、5   
GネオプレンW   ザンデツクス8125  15 
14    ’30  1.5x6  44ネオブレン
W    DOP          15  8  
 24  4x3   32実施例6 ブラベンダー(Brabender )密閉式ミキサー
を使用して大規模に実験を行った。速度77 rl’1
mおよび■u始湯温度約25℃、カムローターを有する
ブラベンダーを使用した。すべての場合、混合物はポリ
マー50に繊維59および可塑剤5qから成っていた。
本発明におtプる若干の実験では、乾燥繊維を混合操作
前に可塑剤で処理した。対照実験で分かるように他の実
験では、成分を異なる順序で混合した。実験の詳細は次
の通りである:ゴムの半分を装入し、次いで半分の油処
理繊維を装入した。残余量のゴムおよび油/I!i紺を
全装入IIS間1.5分℃交Hに装入した。ざらに4分
間混合を続けた。最終湿度は84°Cであった。混合物
を冷4″×9″ミルに巻旬け、3/4カッ1−および4
@の溶層通過を行い、次いでシートにした。
実験6−2−ニトリルゴムトOOP 全般的方法は、装入を55秒で完了したのを除いて実験
6−1と同じであった。最終温度は92℃であった。
実験6−3(対照)−3BR(−サンデックスゴムを最
初に装入し、次いで、乾燥繊維法に油を装入した。全装
入時間は2分であ、った。上記のように混合をさらに4
分間続け、最終温度は80℃であった。ミルの仕上げ方
法は実験6−1および6−2と同様に行った。
実験6−4(対照)−二トリルゴム+DOP方法は、実
験6−3と同じであった。装入時間は2.5分であり、
最終温度は95℃であった。
実験6−5(対ff1) −8BR1502+lJ−ン
テツクス8125 この実験ではゴムを最初に装入し、次いで、油そして最
侵に繊維を装入した。装入時間は3分10秒であり、最
終温度は85°Cであった。ミルの仕上は前記と同様に
(1つだ。
実験6−’6(対照)−二1−リルゴムートDOP実験
方法は実1A6−5と同じであった。装入時間は3.5
分であり、最終温度は96°Cであった。
観察結果を第5表に示す。
胆請 6−I    5BIt /サンデツクス  油面処理
  10   45  5x2   55繊維 6−2    NBR/DOP        油面処
理  0   7   tx、2   7繊維 6−3    SBR/サンデツクス  ポリマー−3
2>50  8X2   >82m雑−油 6−4   NBII /DOP       ポリマ
ー−13>50  4x3   >63繊維−曲 G−53BIil /サンデツクス  ポリマー−25
>50  11x5   >75油−繊維 (i−ONOR/DOP       ポリマー−32
>50  11x2   >82油−繊維 実施例7 繊維−ボリマー混合物をバンバリーミキ4ノー中で行う
大規模実験を行った。フィブリル化アラミド繊1(ケブ
ラー)を使用した。可塑剤はジオクチルフタレートであ
り、ポリマーはブタジエン−アクリロニトリルコポリマ
ーにトリル)ゴムであった。
製造業者から供給されたケブラー湿ラップを減圧炉中8
0℃で定量になるまで乾燥させた。乾燥シートの一部分
に手でDOP処理した、最初にシートの片面に次いで他
の面に刷毛で少量を添加し、乾燥ケブラーと同重量のD
 O+)が均一に吸着されるまで行った。乾燥繊維の一
部は対照として処理せずに残した。
実験7−1 モデルBバンバリーを77 rpmの速度で使用した。
、0分で1 ooogの二l・リルボリマークリナツク
34.50を装入した。、冷水の栓を間さ連続的に通し
た。1/2分でラム(ram)を昇け、約12X12c
mの個々のシー1−の迅1!lI#[[20Offの添
加を開始した。添加が完了した2分後にラムを下ろした
。6分で生成物を排出した。最終バッチ温度は114℃
であった。混合物を10〃X20″ミル上でロールに巻
付【プ、約2分間連続3/4カツトで混合した。次いで
、シートにした。
この作業で得られた試料の小部分を保留し、検査した。
大部分の繊維は分散されていたが、約5X2mまでの寸
法範囲の相当多数の非分子li ’U集物が残留してい
た。1o×10cIIlの面積に推定平均寸法3xQ、
7mmの48周の凝集物が含有されていた。
実験7−2 この実験では、ポリマーの1/2を最初に装入し、次い
で全部の処理Xfi帷(1個の大きいチャンクに圧締し
た)、次いでポリマーの残部を装入しそしてラムを下ろ
した。2分でラムを約15秒で上げ、シュー1〜を検査
し、ラムを再び下ろした。
4分で混合物をIIE出させた。最終温度は113℃で
あった。
このバッチをミルにかり上記のようにシー1〜にした。
この場合には大部分の繊維は良く分散されていた。非分
散凝集物は実験7−1からの混合物中のらのより平均し
て寸法が小さかった。10×10cmシートに44個の
凝集物が含まれ、最大が8×3#であり、推定平均寸法
は1.Ox0.5胴であった。
実験7−3一対照 この場合には未処理繊維を使用した。ポリマー装入儀が
1100gおよび繊維装入量(この場合は乾燥)が10
0gであったのを除いて実験7−1と同じ方法であった
。最終バッチ温度は116°Cであった。
この実験では繊維は分散せず、平均寸法的6×4(イ)
を有する大きい凝集物として残留した。
実施例8 慣用のゴム混合用ロール機を使用して本発明によるポリ
マー−繊維混合物の製造実験を行った。
ポリマーおよび前処理繊維は実施例7と同じであった。
ロールIは6 X 12 ”寸法であり、冷水循環で操
作した。
この最初の実験では、400!l?の二1−リルゴム(
クリナック34.50)をパッド状に昏倒け、80Jの
処理繊維を徐々に添加した。あまり急速な添加は、混合
物がロールから落下するのが観察された。添加は回転バ
ンクを組積するのに十分な遅い速度に保った。全時間8
分を要した。
この方法では良好な結果が得られた。若干の凝集物が残
留した;10×10cm面積に22個の凝集物が含まれ
、最大のものは2×0.8mmであり平均は1.5X0
.4mと概算された。
第2の実験では、実施例7−2においてバンバリー混合
によって形成した生成物を出発物質として使用し、これ
以上のミリングが分散を改善させ、残留凝集物を減少さ
せるかどうかを検討した。混合物200gを6″×12
″のロール機で連続的3/4カッ1−で4分間混練した
この方法によって大きい肉眼で見える凝集物の数および
寸法の両者が減少した。1010X10の面積に27個
の凝集物が含まれ、最大は3×0.5mMであり、推定
平均は1.5X0.5sであった。
第3の実験では、実施例7の実験7−3の生成物すなわ
ち未処理繊維を使用した。ロール練り方法を繰返した。
このロール練りによって凝集物の寸法が減少した(平均
寸法的2×4Hに)、シかし、微小尺度では繊維は本質
的に分散されずに残っていた。
実施例9 乾燥ケブラーフィブリル化バルブ繊維のシートをダウコ
ーニングシリコーン油Q4−2737を表面に滴下分布
させることにJ:って処理した。この油は繊維を湿潤さ
せ、81維マl−リツクス中に吸収されることが観察さ
れた。シリコーン油:繊維の重量圧は1:5〜1であっ
た。
カムローターを備え、室温で75 romで作動するブ
ラベンダー プラスデコーダー(BrabenderP
lasticordcr)混合機に、55りのシリコー
ンゴム(ダウコーニング(3R−30)を装入した。
13.75gの油−処理ケブラーm維を直ちに添加した
。22LJのシリカ充填剤し1部分を処1!!!繊維と
同時に、そして、追加部分もその後直ちに添加した。最
初の操作で約3/4のシリカを装入した。2分間の混合
後バッチを取出し、そして、再び装入した。残余mのシ
リカを添加し、2分間湿合を続けた。このバッチをざら
に同様な方法で2回の2分混合処理を行い合計8分聞混
合した。
この混合物をゴム用2木ロール橢を使用し、シートにし
た。36cm×18cmのシートには、僅か@個の欠陥
が含まれているに過ぎず、全体の繊維分散は侵に分類さ
れた。
実施例10 次の配合に従って組成物を製造した。
実験番号         10−1 10−2.1O
−3N週 S B R1502+00  100  100N33
0カーホン7ラツ’)  50  50  50ケブラ
ー1iIff−1010 サンデツクス8125    10  10  10ス
テアリン酸        1.5 1.5 1.5サ
ンl−フレックス13    .5  .5  .5サ
ンドフレツクス77    .5  .5  .5l5 DPG            、2  .2  .2
酸化亜鉛         3 3 3サントキユア−
MS      1.2 1.2 1.2硫黄    
       2 2 2この配合物は各々の場合40
L3のポリマーに基づいた。A部の成分を、カムロータ
ーを備え、7Q rpmで運転され室温で開始されるブ
ラベンダープラスヂコーダー混合機中で混合した。ポリ
マーを最初に装入した。配合物No、 1においては、
約1.5分の間に他の成分と共に油おにびノコ−ボンブ
ラックを装入し、バッチを4分で取出した13本発明の
代表例である配合物No、 2においては、乾燥繊維の
シートにピペットからの滴下添加で油をシー1〜全体に
分布さlてから繊維とサンデックス8125を混合した
。配合物N011と同様にポリマーを装入し、そして油
処理m維を直ちに添加した。カーボンブラックおよび他
の成分は次の1゜5分の間に装入し、合計4分後に混合
物をりl出した。対照である混合物No、3は、繊維お
よび油を予め混合することなく同時にミキリー中に装入
したのを除いて前記と同様に製造した。
B部成分は、各々の場合4分間で実験用冷2木ロール様
に添加した。完成配合物はロール機■に巻付け、列理方
向を確立するためカットなしでさらに2分間混練した。
混練したシートからの微小シート試料25mm×62姻
×1−を160°Cで10分間をJl[]圧硬化させた
。かようにして、シートの長さ方向に平行で長さ方向に
直角の列理(grain )配向を有す〜る数枚のシー
トを製作した。これらのシートから微小ダンベル試験片
を打夫き、慣用方法を使用して、応カー歪試験に処した
。破壊された引張試験片は肉眼検査のため保留した。配
合物No、 3からの試験片の破れた端に黄色の非分散
繊維凝集物の存在は非常に明瞭であったが、配合物N0
22からの試験片中の比較少数、かつはるかに小さい凝
集物を発見するためにはさらに厳密な検査を要した。
引張・血さ、伸びおよび100%モジュラス値を統計的
分析に処し、その結果を第6表に示す。この表において
、nは試験したダンベル試験片数であり、又は平均値で
あり、Sは結果の標準rA差である。標準線差値に反映
されているように引張強さおよび伸びのデータのばらつ
きはゴム中における不均質性度の標示である。本発明の
方法(配合物No、 2 )では、対照(配合物No、
3)に比較してはるかに減少した標準編差と一致してい
ることが分かる。
」潰

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ポリマーの強化用として有用である可塑化繊維組
    成物であつて、セルロース繊維、無機繊維、合成有機繊
    維および合成無機繊維並びに2種またはそれ以上の前記
    の種類の繊維の混合物から成る群から選ばれる繊維10
    0重量部、および加工温度で液体であり、前記の選ばれ
    た繊維と適合性である可塑剤であり、該可塑剤で前記の
    繊維表面を有効に湿潤させるように該繊維表面に実質的
    に均質に分散される前記の可塑剤約50〜約200重量
    部から成ることを特徴とする前記の組成物。
  2. (2)前記の繊維が、1m^2/gより大きい表面積を
    有するパラフェニレンテレフタルアミドポリマーのアラ
    ミド繊維、レーヨン、ナイロン、ポリエステルおよびポ
    リプロピレンから選ばれるフィブリル化繊維であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の組成物。
  3. (3)前記の可塑剤が、繊維100重量部当り約80〜
    約125重量部の量で存在することを特徴とする特許請
    求の範囲第2項に記載の組成物。
  4. (4)前記の可塑剤が、炭化水素と鉱油、低分子量ポリ
    マー、カルボン酸エステル、燐酸エステル、約150℃
    より低い融点を有する低分子量合成樹脂、液体ポリエス
    テル、液体ポリエーテル/ポリチオエーテル、塩素化パ
    ラフィン、天然油および樹脂並びにそれらの誘導体から
    選ばれることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
    の組成物。
  5. (5)前記の可塑剤が、パラフィン系、ナフテン系およ
    び芳香族油から選ばれる炭化水素油であることを特徴と
    する特許請求の範囲第4項に記載の組成物。
  6. (6)前記の可塑剤が、ジブトキシエチルアジペート、
    ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジオクチ
    ルセバケート、ブチルオレエート、およびトリエチレン
    グリコールジベンゾエートから選ばれるカルボン酸のエ
    ステルであることを特徴とする特許請求の範囲第4項に
    記載の組成物。
  7. (7)前記の可塑剤が、ポリエーテルおよびポリエーテ
    ル/ポリチオエーテルから選ばれることを特徴とする特
    許請求の範囲第4項に記載の組成物。
  8. (8)前記の繊維が、セルロース、ガラス繊維、アスベ
    ストおよび無機ウールから選ばれることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項に記載の組成物。
  9. (9)ポリマーと繊維物質との混合物の製造方法であつ
    て: セルロース繊維、無機繊維、合成無機繊維、合成有機繊
    維および2種またはそれ以上の前記の種類の繊維の混合
    物から成る群から選ばれる繊維100重量部を、加工温
    度で液体である可塑剤約50〜約200重量部で処理す
    ることによつて実質的に可塑化された繊維物質組成物を
    形成し、該可塑化繊維物質組成物を、天然ゴムおよび合
    成エラストマーまたは熱可塑性ポリマー物質と混合する
    ことから成り、前記の可塑剤が選ばれたフィブリル化繊
    維と適合性であり、そして、その可塑剤で前記の繊維表
    面を湿潤させるのに有効なように該繊維上に均質に分散
    するものであることを特徴とする前記の方法。
  10. (10)前記の繊維物質を、ポリマー100重量部当り
    約0.25〜約100重量部の量で使用することを特徴
    とする特許請求の範囲第9項に記載の方法。
  11. (11)前記の繊維が、1m^2/gより大きい表面積
    を有するパラフェニレンテレフタルアミドポリマーのア
    ラミド繊維、レーヨン、ナイロン、ポリエステルおよび
    ポリプロピレンから選ばれるフィブリル化繊維であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第9項に記載の方法。
  12. (12)前記の繊維を、セルロース、ガラス繊維、アス
    ベストおよび無機ウールから選ぶことを特徴とする特許
    請求の範囲第10項に記載の方法。
  13. (13)前記のポリマーが、天然ゴムまたはスチレン−
    ブタジエンコポリマー、ポリイソプレン、ブタジエン−
    アクリロニトリルコポリマー、カルボキシル化スチレン
    −ブタジエンポリマー、カルボキシル化ブタジエン−ア
    クリロニトリルポリマー、クロロプレンを含むポリマー
    、アクリルモノマーを含むポリマー、エチレン−プロピ
    レンコポリマー、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエ
    ンブロツクコポリマー、ブチルゴム並びにハロゲン化ブ
    チルゴム、EPDMゴム並びにハロゲン化 EPDMゴム、シリコーンゴムおよびクロロスルホン化
    ポリエチレンから選ばれる合成エラストマーポリマーで
    あることを特徴とする特許請求の範囲第10項に記載の
    方法。
  14. (14)前記のポリマーが、ポリエチレン並びにエチレ
    ンの熱可塑性コポリマー、ポリプロピレン並びにプロピ
    レンの熱可塑性コポリマー、ポリスチレン並びに耐衝撃
    性ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニル並び
    に塩化ビニルの熱可塑性コポリマー、ポリ塩化ビニリデ
    ン並びに塩化ビニリデンの熱可塑性コポリマー、スチレ
    ン−アクリロニトリルポリマー、ブタジエン−スチレン
    −アクリロニトリルポリマー、ポリエステル、ポリアミ
    ドおよびポリカーボネートから選ばれる合成熱可塑性ポ
    リマー物質であることを特徴とする特許請求の範囲第1
    0項に記載の方法。
  15. (15)前記の可塑剤が、炭化水素と鉱油、低分子量ポ
    リマー、カルボン酸のエステル、燐酸エステル、約15
    0℃より低い融点を有する低分子量合成樹脂、液体ポリ
    エーテル、液体ポリエーテル/ポリチオエーテル、塩素
    化パラフィン、天然油並びに樹脂およびそれらの誘導体
    から選ばれることを特徴とする特許請求の範囲第9項に
    記載の方法。
  16. (16)前記の繊維が、1m^2/gより大きい表面積
    を有するパラフェニレンテレフタルアミドのアラミド繊
    維であり、前記の可塑剤が、炭化水素油および、天然ゴ
    ム、スチレン−ブタジエンコポリマー、ポリブタジエン
    、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、エチレン−プロ
    ピレンコポリマー、EPDM、ポリクロロプレンおよび
    クロロスルホン化ポリエチレンから選ばれるポリマーで
    あることを特徴とする特許請求の範囲第9項に記載の方
    法。
  17. (17)前記の繊維が、1m^2/gより大きい表面積
    を有するパラフェニレンテレフタルアミドポリマーのア
    ラミド繊維であり、前記の可塑剤が、二塩基性有機酸の
    C_4〜C_1_2エステル、燐酸エステル、ポリエー
    テルおよびポリエーテル/ポリチオエーテルであり、そ
    して、前記のポリマーが、ブタジエン−アクリロニトリ
    ルコポリマーであることを特徴とする特許請求の範囲第
    9項に記載の方法。
  18. (18)前記の繊維が、1m^2/gより大きい表面積
    を有するパラフェニレンテレフタルアミドポリマーのア
    ラミド繊維であり、前記の可塑剤がシリコーン油であり
    、そして、前記のポリマーがシリコーンゴムであること
    を特徴とする特許請求の範囲第9項に記載の方法。
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