JPS629254B2

JPS629254B2 -

Info

Publication number: JPS629254B2
Application number: JP55014311A
Authority: JP
Inventors: Sadao Kumasaka; Shigeo Horikoshi
Original assignee: Toyo Rubber Chemical Industrial Co Ltd
Current assignee: Toyo Quality One Corp
Priority date: 1980-02-08
Filing date: 1980-02-08
Publication date: 1987-02-27
Also published as: JPS56111658A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は低密度ゴム気泡体の製法に関する。
従来から、ゴム気泡体の製法としては押出し機に
よる押出し発泡の外、プレス法と称してゴム原料
に架橋剤、発泡剤その他必要に応じて各種助剤、
充填剤を加えて混練し、これを加硫缶などに入れ
て加圧、加熱したのち、一挙に脱型して発泡させ
る方法が公知となつている。しかしながらこうし
た方法で得られたゴム気泡体は低発泡、高密度品
で、プレス法によつて出来たものでさえゴムの原
料種によつて差異はあつても、発泡倍率は高々３
〜６倍、最低密度でも0.17〜0.3程度でこれを超
えた高発泡、最低密度化の実施は不可能とされて
いた。これをプレス法についてみれば、従来の発
泡倍率を超えた高発泡とするため原料シートの中
に多量の発泡剤を配合すると、加圧、加熱後の脱
型に当つて型内の気泡体が一挙に膨張炸裂して切
れぎれに飛散するという現象が起り、製品化が達
成されなかつた。それ故、従来は発泡剤の配合量
を例えば数パーセントに抑え低発泡、高密度製品
とする外はなかつた。

発明者らは、ゴム気泡体の上述した現状を打開
してそこに従来にない高発泡、低密度製品の開発
に以前から研究して来たが、いずれも成功に至ら
なかつた。そこで観点を変えてその製造方法につ
いて更に研究したところ、ゴム気泡体原料を型内
に保持したままで金型を冷却するという手段を採
用することによつてゴム発泡剤成形型の破裂を大
巾に低減出来る事実を突きとめ、これを出発点と
して多くの実験を重ねた。その結果、ここに所期
した著しく高発泡、低密度のゴム気泡体を得るこ
とに成功し、最終的にこの発明を完成した。

すなわちこの発明は、成形型内に、天然または
合成のゴム100重量部と発泡剤15〜80重量部と架
橋剤0.5〜15重量部を含むゴム気泡体原料を混ね
りしてシート状としたものを略充満するように充
填し、その後この成形型を被蓋で強固に閉塞して
加圧し、さらにこれを150〜200℃で加熱し、発泡
剤を分解させると共に架橋を進行させ、次にゴム
気泡体原料を型内に保持したままで成形型を60〜
100℃の温度まで強制冷却し、ついで成形型の被
蓋を開放して一挙にゴム気泡体を得ることを特徴
とする。以下にこの発明の詳細を説明する。

この発明に用いられる原料ゴムは、天然ゴムの
外広く一般の合成ゴムまたはこれらのブレンドを
いう。合成ゴムの事例としては、アクリルニトリ
ルブタジエンゴム（NBR）、クロロプレンゴム
（CR）、イソプレンゴム（IR）、スチレンブタジ
エンゴム（SBR）、エチレンプロピレンジエン共
重合体ゴム（EPDM）などである。これらのゴム
に配合される発泡剤も従来の合成樹脂発泡体やゴ
ム気泡体の製造に用いられている発泡剤のいずれ
も使用可能で、例えばアソジカーボンアミド、ジ
ニトロソペンタメチレンテトラミン、Ｐ−トルエ
ンスフオニルヒドラジン、アゾビスイソブチロニ
トリル、ジアゾアミノアゾベンゼン、トルエンス
ルホニルセミカルバジドである。これらの発泡剤
の使用量は、使用する主原料の天然又は合成ゴム
の種類、得ようとする気泡体の密度等にもよる
が、原料ゴム100重量部に対し15〜80重量部を用
いる。これが15重量部に満たないと充分なる高発
泡体とならず、80重量部を超えると気泡破れを生
じたり、或いは反発弾性の優れた気泡体が出来て
こない。従来、こうした方法で配合される発泡剤
が、５〜８重量部が通例であつたところからすれ
ば、略10倍もの量の配合が可能となつたことが本
発明の大きな特徴の一つである。発泡剤の外に架
橋剤を必要とする。架橋剤についてもイオウその
他特に限定はないが、好ましくは有機過酸化物で
ある。例示すればジクルミパーオキサイド、２・
５−ジメチル−２・５ジ（ターシヤリーブチル）
パーオキサイド、１・３ビス（ターシヤルブチル
パーオキシ−イソプロピル）ベンゼン、ｍ−オク
チルデジルアジドホルメート、ターシヤリーブチ
ルパーオキシクメン等である。これらの厳密な使
用量は、用いる原料ゴム、発泡剤の種類その他の
条件で定まり一律には決定出来ないが、原料ゴム
100重量部に対し0.5〜15重量部の範囲が好まし
い。発泡剤、架橋剤の外に任意成分として各種の
ものが配合される。例示すれば充填剤としてカー
ボンブラツク、クレー、炭酸カルシウム、白鉛華
その他、各種老化防止剤、発泡助剤として尿素、
ステアリン酸、ラウリン酸、サルチル酸、酸化亜
鉛などの金属酸合物、その他着色剤である。

上記の原料はこれをロール、ミキサーなどの混
練機で十分に混練し、これをシート状とする。混
練は、上述の原料の中で予め架橋剤を除いた他の
全ての原料を、例えば表面温度20〜120℃のロー
ルを用いて略15〜60分をかけて十分混練したの
ち、更に架橋剤を加えて５分程度混練して、最終
的なゴムシート原料とする。ここにおけるゴムシ
ートは金型内に収納される厚さとすることが必要
であるが、金型内には複数枚を重ねて収納するこ
とも出来るので、必ずしも金型内の厚み寸法と同
じにする必要はない。

こうして出来た原料ゴムシートは、その後これ
を金型内形状と略一致する形状として金型内に充
填し、上型で被蓋をし、金型の上下から加圧す
る。原料ゴムシートの金型内充填は、金型内容積
に略充満するようにして行なう。金型内形状は任
意でよいが、加圧、加熱して発泡後、金型を開放
すると発泡成形型が金型内から一挙に体積膨張し
つつ飛び出るので、金型内に突起のあるものは好
ましくなく、出来ればやや上広型の開口をしてい
るものがよい。金型はこれを上下から加圧してお
くが、これにはプレス機を用いるのがよい。更に
好ましくはプレス機のアタツチメントに金型の上
型、下型を予め固定し、これを上下に操作するこ
とによつて金型の開閉を行う方法である。混練し
た原料ゴムシートを上述の金型に充填するに際
し、予めこれを熟成させることなく、ただちに充
填して次の加圧、加熱操作を行つても、この発明
では差支えない。即ち、従来のゴム気泡体の製法
においては、混練成形したゴムシートを用いて発
泡させるに当り、加圧、加熱工程に移る前必ず一
昼夜程度の熟成を不可欠としていたが、本発明に
よればこの熟成は必ずしも必要でなく、混練にひ
きつづきただちに発泡工程を行つても気泡荒れ、
気泡破れといつた現象が生ぜず、連続一貫生産が
可能である。金型内に原料が充填されると、次に
これを加圧、加熱する。ここにおける加熱温度は
大体使用した発泡剤の分解温度によつて定まる
が、おおよそ150〜200℃である。加圧の圧力は、
100〜170Kg／cm²の範囲内で略十分である。次に、
発泡剤の分解が十分完了したところで、金形型を
そのまま一たん冷却する。ここにおける冷却温度
は、使用する原料ゴム、発泡剤の種類およびその
使用量、架橋剤の種類およびその使用量その他に
よつて定めるもので、一律に定めることは出来な
いが、大体加熱発泡時の温度150〜200℃から60〜
100℃の温度まで温度降下させる。この冷却は自
然冷却でなく強制冷却とし、例えば金型のジヤケ
ツトに水を送るなどして行う。その他送風などの
手段も用いられる。この冷却によつて、発泡剤の
分解により金型内に発生したガスの圧力は低下す
るとともに、ポリマー分子間の強度も適度な強度
に保たれた状態となる。この状態下で金型を開放
する。するとそれと同時にゴム気泡体が型内から
飛び出して、その瞬間体積は一挙に膨張されるこ
とになる。これによつて本願発明になる低密度気
泡体が完成される。こうして出来たゴム気泡体の
密度は、従来の0.17〜0.3とは格段に相違して大
巾に低密度となつて、0.03更にはそれ以下にも達
する。これを発泡倍率でみれば、従来発泡倍率が
高々３〜７倍であつたものが、この発明によると
略25〜35倍にも達することになつた。

以上この発明によれば、金型内で加圧、加熱し
発泡剤が分解すると共に架橋も進行したゴム気泡
体原料を、脱型に先立つて一たん冷却してから金
型を開放して取り出すため、これによつて型内の
内圧が低下し、しかもゴム発泡剤の保形性も高め
られると推考される原因で、多量の発泡剤の使用
にもとづく高発泡、低密度の新しいゴム気泡体
が、脱型に当つての炸裂、飛散ということなく製
造出来るようになつた。かかる低密度気泡体は、
少量の原料で同一体積の気泡体となるばかりでな
く、そのクツシヨン性、反発弾性もすぐれている
ところから、その用途はすでに現在広く考えられ
ている。具体的には、各種クツシヨン材、バネ代
替材、浮材、自動車部材、保温、保冷材、衝撃吸
収材等である。

実施例１アクリルニトリルブタジエンゴム（NBR）
100重量部カーボンブラツク 20重量部ステアリン酸 3.0 〃プロセスオイル 10 〃ジオクチルフタレート 10 〃アゾジカーボンアミド 25 〃酸化亜鉛５〃老化防止剤（ノクラツク224、大内新興化学社商
品名） 1.5 〃イオウ 0.5 〃以上原料中のイオウを除く原料を、あらかじめ
表面温度30℃のロールで55分間混練し、ひきつづ
きこれにイオウを加え５分混練し厚さ５mmのゴム
シートとした。これをタテ145mm、ヨコ225mmの大
きさにカツトし、深さ12mmでタテ150mm、ヨコ230
mmの内形状の金型に３枚入れて、この上から被蓋
をしてこの型をプレス機で上下から170Kg／cm²で
加圧し、そのまま金型のジヤケツトに加熱蒸気を
導入して金型側温で170℃に加熱して10分間保持
した。その後前記プレスの加熱蒸気を除去し、代
えてここに水を入れて５分間保持したところ、金
型側温度で85℃になつた。然るのち、前記プレス
を開放したところ、ゴム気泡体が金型上方に飛出
してこの発明になる気泡体を一挙に得た。この気
泡体の密度は0.031で、その外形は金型内形状と
略同一で、亀裂、炸裂は全くなかつた。また、そ
の気泡体のクツシヨン性、反発性も良好であつ
た。

実施例２クロロプレンゴム 100重量部カーボンブラツク 20 〃ステアリン酸 3.0 〃ジオクチルフタレート 10 〃アゾジカーボンアミド 16 〃酸化亜鉛７〃老化防止剤（ノクラツク810NA） 1.0 〃充填剤（白鉛華DD） 10 〃マグネシア 4.0 〃上記原料を、混練時間を40分とし、ロール温度
40℃とした外は実施例１と同様にして厚さ5.5mm
のゴムシートとした。これを実施例１と同様の大
きさにカツトし、実施例１と同様の金型に３枚入
れて、実施例１と同様に加熱、加圧した。但し、
加熱温度170℃、圧力170Kg／cm²、時間８分。その
後これを実施例１と同様にして冷却した。このと
きの冷却時間６分、降下した金型温度85℃。

然るのち前記にプレスを開放したところ、ここ
に密度0.050の低密度気泡体を一挙に得た。外観
は実施例１と同様であつた。またその反発弾性も
すぐれていた。

実施例３スチレンブタジエンゴム（SBR） 100重量部カーボンブラツク 40 〃ステアリン酸 3.0 〃プロセスオイル 20 〃アゾジカーボンアミド 18 〃酸化亜鉛５〃老化防止剤（ノクラツク810NA） 1.5重量部イオウ 1.2 〃上記原料を、混練時間を30分とし、ロール温度
40℃とした外は実施例１と同様にして厚さ５mmの
ゴムシートとした。これを実施例１と同様の大き
さに切断し、実施例１と同様の金型に３枚入れ
て、実施例１と同様に加熱、加圧した。但し、加
熱温度は150℃、圧力170Kg／cm²、時間12分。その
後これを実施例１と同様にして冷却した。このと
きの冷却時間12分、降下した金型温度85℃。

然るのち前記プレスを開放したところ、ここに
密度0.044の低密度気泡体を一挙に得た。外観、
反発弾性とも実施例１のものと同様であつた。

実施例４イソプレンゴム（IR） 100重量部カーボンブラツク 40 〃ステアリン酸 3.0 〃プロセスオイル 20 〃アジゾカーボンアミド 18重量部酸化亜鉛５〃老化防止剤（ノクラツク810NA） 1.5 〃イオウ 1.2 〃上記原料を、混練時間を20分とし、ロール温度
50℃とした外は実施例１と同様にして厚さ５mmの
ゴムシートとした。これを実施例と同様の大きさ
にカツトし、実施例１と同様にして金型に３枚入
れて実施例１と同様に加熱、加圧した。但し、加
熱温度160℃、圧力170Kg／cm²、時間８分。その後
これを実施例１と同様にして冷却した。このとき
の冷却時間７分、降下した金型温度80℃。

然るのち、前記プレスを開放したところ、ここ
に密度0.032の低密度気泡体を一挙に得た。外
観、反発弾性ともに実施例１のものと同様であつ
た。

実施例５エチレンプロピレンジエン共重合体ゴム
100 重量部カーボンブラツク 15重量部ステアリン酸 2.0 〃プロセスオイル 10 〃アゾジカーボンアミド 25 〃酸化亜鉛５〃ジクミルパーオキサイド 5.3 〃上記原料を混練時間を30分とし、ロール温度50
℃とした外は実施例１と同様にして厚さ５mmのゴ
ムシートとした。これを実施例１と同様の大きさ
にカツトし、実施例１と同様にして金型に３枚入
れて実施例１と同様に加熱、加圧した。但し、加
熱温度165℃、圧力170Kg／cm²、時間14分。その後
これを実施例１と同様にして冷却した。このとき
の冷却時間３分、降下した金型温度100℃。

然るのち前記プレスを開放したところ、ここに
密度0.033の低密度気泡体を一挙に得た。

実施例６エチレンプロピレンジエン共重合体ゴム
100重量部カーボンブラツク 15重量部ステアリン酸 2.0 〃プロセスオイル 15 〃アゾジカーボンアミド 35 〃酸化亜鉛 3.0 〃ジクミルパーオキサイド 5.3 〃上記原料を混練時間を30分とし、ロール表面温
度50℃とした外は実施例１と同様にして厚さ５mm
のゴムシートとした。これを実施例１と同様の大
きさにカツトし、実施例１と同様にして金型に３
枚入れて実施例１と同様にして加熱した。また、
このときの冷却時間10分、降下した金型温度90
℃。

然るのち前記プレスを開放したところ、ここに
密度0.02の低密度気泡体を一挙に得た。

Claims

【特許請求の範囲】

１成形型内に、天然または合成のゴム100重量
部と発泡剤15〜80重量部と架橋剤0.5〜15重量部
を含むゴム気泡体原料を混ねりしてシート状とし
たものを略充満するように充填し、その後この成
形型を被蓋で強固に閉塞して加圧し、さらにこれ
を150〜200℃で加熱して発泡剤を分解させると共
に架橋を進行させ、次にゴム気泡体原料を型内に
保持したままで成形型を60〜100℃の温度まで強
制冷却し、ついで成形型の被蓋を開放して一挙に
ゴム気泡体を得ることを特徴とする低密度ゴム気
泡体の製法。