WO2013161969A1 - ゴム成形体の製造方法 - Google Patents

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WO2013161969A1
WO2013161969A1 PCT/JP2013/062300 JP2013062300W WO2013161969A1 WO 2013161969 A1 WO2013161969 A1 WO 2013161969A1 JP 2013062300 W JP2013062300 W JP 2013062300W WO 2013161969 A1 WO2013161969 A1 WO 2013161969A1
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rubber
compound
molded body
formula
rubber composition
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PCT/JP2013/062300
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智和 渡邉
鉄夫 大日向
菜穂子 北嶋
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ニチアス株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/22Compounds containing nitrogen bound to another nitrogen atom
    • C08K5/23Azo-compounds
    • 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
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0014Use of organic additives
    • C08J9/0028Use of organic additives containing nitrogen
    • 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
    • C08J3/24Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • 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
    • C08J2321/00Characterised by the use of unspecified rubbers

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a rubber molded body.
  • a synthetic rubber having a C ⁇ C unsaturated hydrocarbon in the structure is imparted with excellent elasticity by cross-linking polybutadienes constituting the butadiene rubber with a cross-linking agent.
  • a sulfur compound is used as a crosslinking agent for a long time.
  • the sulfur-cross-linked one has a C—S covalent bond. Since the CS covalent bond is a very strong bond, the synthetic rubber crosslinked with the sulfur compound is excellent in that not only the elastic modification but also excellent heat resistance is imparted.
  • Patent Document 1 discloses that 5 to 25 parts by weight of sulfur, 5 to 200 parts by weight of phenol resin, and 5 to 40 parts by weight of a blowing agent with respect to 100 parts by weight of NBR having a bound acrylonitrile amount of 31% or more.
  • the vibration-damping material is characterized by comprising a foam having a tan ⁇ greater than 0.25, obtained by heating and foaming a foamable rubber composition.
  • CC covalent bond is a stronger bond than the CS covalent bond
  • a peroxide is used as a cross-linking agent in order to further improve heat resistance.
  • Patent Document 2 describes a rubber composition characterized by containing NBR or hydrogenated NBR having a nitrile content of 36% or less, calcined clay and an organic peroxide.
  • the method of using a peroxide as a crosslinking agent in a rubber composition can be performed in an atmospheric atmosphere because radicals (COO.) Generated in the crosslinking reaction easily react with oxygen in the atmosphere.
  • the reaction is performed in an inert gas atmosphere (inert atmosphere) such as nitrogen.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a rubber molding using a compound different from the compound used as a conventional crosslinking agent.
  • a method for producing a rubber molded body according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is a method for producing a rubber molded body, which has a rubber component and a structure represented by the following formula (I): And a compound used as a crosslinking agent for the rubber component, in a rubber composition having a sulfur content of 2.0 wt% or less, and crosslinking the rubber component by decomposing the compound It is characterized by including.
  • is a monovalent organic group
  • is —N ⁇ N—
  • is hydrogen or a monovalent organic group.
  • the rubber composition may not contain a crosslinking agent other than the compound.
  • the rubber composition may not contain a sulfur compound, a peroxide, a quinoid compound, a phenol resin compound, maleimide, and polysulfide.
  • the rubber composition may not contain a radical scavenger that captures radicals derived from the compound.
  • the rubber composition may not contain an amine compound, a phenol compound, and zinc oxide.
  • the cross-linking step may be performed in an air atmosphere. In the crosslinking step, the rubber composition may be foamed and the rubber component may be crosslinked by decomposing the compound, and the rubber molded body may be a foam.
  • the rubber component may have a weight average molecular weight of 1,000 to 1,000,000.
  • the present invention is characterized in that a compound having a structure represented by the following formula (I) is used as a crosslinking agent for a rubber composition.
  • is a monovalent organic group
  • is —N ⁇ N—
  • is hydrogen or a monovalent organic group.
  • the crosslinking agent is a compound that links (crosslinks) rubber components, which are polymers contained in the rubber composition, and causes a reaction that changes physical and chemical properties.
  • a compound having a structure represented by the above formula (I) is decomposed when given energy (energy will be described in detail later).
  • the compound having the structure represented by the above formula (I) decomposes to generate a radical of ⁇ which is a monovalent organic group in the formula (I), thereby crosslinking the rubber component contained in the rubber composition.
  • ⁇ radicals a radical of ⁇ which is a monovalent organic group in the formula (I)
  • the ⁇ radical may act as a crosslinking initiator in a crosslinking reaction between rubber components. That is, a compound having a structure represented by the formula (I) may be used as a crosslinking initiator for a rubber composition. In this case, the structure derived from the structure ⁇ in the formula (I) is not included in the structure of the rubber molded body.
  • a compound having a structure represented by the formula (I) may be used as a co-crosslinking agent for a rubber composition. That is, a compound having a structure represented by the formula (I) may be used as a co-crosslinking agent for a rubber composition.
  • the rubber molded body to be molded contains at least a structure derived from the structure ⁇ in the formula (I) in the crosslinked portion in the structure. And the said structure (alpha) will not be contained in parts other than the bridge
  • ⁇ in the above formula (I) may be a monovalent organic group.
  • the compound having the structure represented by the above formula (I) by applying energy to a compound having the structure represented by the above formula (I), the compound is decomposed.
  • the compound having the structure represented by the formula (I) decomposes to generate a radical of ⁇ that is a monovalent organic group in the formula (I), thereby crosslinking the rubber component contained in the rubber composition.
  • the rubber components contained in the rubber composition are cross-linked with each other.
  • the ⁇ radical may act as a crosslinking initiator in a crosslinking reaction between rubber components. That is, a compound having a structure represented by the formula (I) may be used as a crosslinking initiator for a rubber composition. In this case, the structure derived from the structure ⁇ in the formula (I) is not included in the structure of the rubber molded body.
  • the compound having the structure represented by the formula (I) may be used as a co-crosslinking agent for the rubber composition. That is, a compound having a structure represented by the formula (I) may be used as a co-crosslinking agent for a rubber composition.
  • the rubber molded body to be molded contains at least a structure derived from the structure ⁇ in the formula (I) in the crosslinked portion in the structure. And the said structure (gamma) will not be contained in parts other than the bridge
  • the energy required for cross-linking of the rubber component contained in the rubber composition is substantially the same as the energy generated by the radical of the monovalent organic group ⁇ contained in the formula (I). That is, the energy required to crosslink the rubber component is substantially the same as the energy required to decompose the compound having the structure represented by formula (I). And the energy required for decomposition
  • the energy required for the decomposition of the compound having the structure represented by the formula (I) substantially coincides with the energy for breaking the bond between ⁇ and the carbon atom directly bonded in the formula (I).
  • the crosslinking reaction of the rubber component contained in the rubber composition is started separately when the energy required for the decomposition of each crosslinking agent is reached. There is a possibility that the cross-linking of the molded body becomes non-uniform.
  • the rubber composition may not contain a crosslinking agent other than the compound having the structure represented by the formula (I).
  • this method may be a method in which only a compound having a structure represented by the above formula (I) is used as a crosslinking agent for the rubber composition.
  • this method uses a compound having a structure represented by the above formula (I) as a crosslinking agent of the rubber composition, which does not contain a sulfur compound, a peroxide, a quinoid compound, a phenol resin compound, maleimide, and polysulfide. It may be a method.
  • this invention is good also as a method of using only 1 type of the compound which has a structure shown by a formula (I) as a crosslinking agent of a rubber composition.
  • the peroxide in the present invention has a peroxide structure (—O—O—) as contained in the percarboxylic acid structure (—C ( ⁇ O) —O—O—) or the like in the structure.
  • the quinoid compound includes, for example, p-quinone dioxime (Barnock GM-P (made by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)) and p, p′-dibenzoylquinone dioxime (Barnock DGM (made by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)). Can be mentioned.
  • the phenol resin compound is a resin obtained by synthesizing a phenol or a phenol such as cresol and formaldehyde under a catalyst as a raw material, for example, an alkylphenol resin (Tactrol 201 manufactured by Taoka Chemical Co., Ltd.), Halogenated alkylphenol formaldehyde resin (Tacicol 250-I, manufactured by Taoka Chemical Co., Ltd.).
  • the method using a peroxide as a cross-linking agent for a rubber composition is easy to deactivate an inert gas atmosphere because COO radicals (COO.) Derived from the peroxide are easily deactivated by oxygen. It is necessary to carry out a crosslinking reaction in (inert atmosphere). That is, the method using a peroxide as a crosslinking agent for a rubber composition cannot perform a reaction in an air atmosphere (the air atmosphere will be described in detail later).
  • the method of using the compound having the structure represented by the formula (I) as a crosslinking agent for the rubber composition is different from the conventional crosslinking method using COO radicals (COO.) Derived from peroxide. Therefore, it may be performed in an air atmosphere.
  • the method for producing a rubber molded body according to the present embodiment includes a rubber component and a compound having a structure represented by the above formula (I) and used as a crosslinking agent for the rubber component, and having a sulfur content.
  • the rubber composition of 2.0 wt% or less includes a crosslinking step of crosslinking the rubber component by decomposing the compound.
  • the compound having the structure represented by the formula (I) generates at least ⁇ radicals by decomposing. That is, ⁇ is a monovalent organic group that generates a radical when the compound having the structure represented by formula (I) is decomposed. More specifically, the compound having the structure represented by the formula (I) breaks the bond between ⁇ - ⁇ and ⁇ - ⁇ to generate at least ⁇ radicals when given energy. . That is, ⁇ is a monovalent organic group that generates a radical when energy is applied to the rubber composition and the compound is decomposed, including the compound having the structure represented by the formula (I).
  • ⁇ which is a monovalent organic group in the compound represented by the formula (I) may have at least one electron withdrawing group in the structure thereof.
  • the compound having the structure represented by formula (I) is easily decomposed, and as a result, ⁇ radicals are easily generated. That is, when ⁇ has at least one electron-withdrawing group in its structure, the compound having the structure represented by the formula (I) can be heated between ⁇ and ⁇ by applying energy from the outside such as heating. Will be easily cut.
  • Examples of the electron withdrawing group contained in the structure of ⁇ include a functional group having a monovalent heterocyclic structure such as an amino group, a nitrile group, a carboxyl group, a nitroso group, an alkoxy group, a halogen group, and a thionyl group.
  • the electron withdrawing group that ⁇ has is a functional group selected from the group consisting of an amino group, a nitrile group, a carboxyl group, a nitroso group, an alkoxy group, a halogen group, and a functional group having a monovalent heterocyclic structure. It may be there.
  • the halogen group may be a Br group, an F group, a Cl group, or an I group.
  • these electron-withdrawing groups are directly bonded to a carbon atom that is directly bonded to ⁇ in the structure of ⁇ included in the compound represented by the formula (I).
  • the bond between ⁇ and ⁇ in the compound represented by the formula (I) becomes more easily broken when energy is applied from the outside, and the radical of ⁇ is generated more quickly. It will be. As a result, the rubber composition is rapidly crosslinked.
  • ⁇ in the formulas ( ⁇ -1) to ( ⁇ -5) is a monovalent organic group that generates a radical when the compound having the structure represented by the formula (I) is decomposed.
  • the following specific examples are merely examples, and the structure of ⁇ is not limited thereto.
  • hydrogen or ⁇ which is a monovalent organic group in the compound represented by the above formula (I) may be a monovalent organic group.
  • the compound having the structure represented by the formula (I) may generate a ⁇ radical by decomposing. That is, ⁇ may be a monovalent organic group that generates a radical when the compound having the structure represented by formula (I) is decomposed.
  • the compound having the structure represented by formula (I) may break the bond between ⁇ and ⁇ to generate a ⁇ radical when energy is applied. That is, ⁇ is hydrogen or a monovalent organic group that gives energy to a rubber composition containing a compound having the structure represented by formula (I) and generates radicals when the compound is decomposed. It is good as well. Alternatively, ⁇ may be a monovalent organic group that gives energy to a rubber composition containing a compound having the structure represented by formula (I) and generates a radical when the compound is decomposed. .
  • When ⁇ is a monovalent organic group, it may have at least one electron withdrawing group in the structure of ⁇ .
  • the compound having the structure represented by the formula (I) When ⁇ has at least one electron withdrawing group in its structure, the compound having the structure represented by the formula (I) is easily decomposed, and as a result, the radical of ⁇ is easily generated. That is, when ⁇ has at least one electron-withdrawing group in its structure, the compound having the structure represented by the formula (I) can be heated between the ⁇ and ⁇ by applying external energy such as heating. Will be easily cut.
  • Examples of the electron withdrawing group contained in the structure of ⁇ include a functional group having a monovalent heterocyclic structure such as an amino group, a nitrile group, a carboxyl group, a nitroso group, an alkoxy group, a halogen group, and a thionyl group.
  • the electron withdrawing group possessed by ⁇ is a functional group selected from the group consisting of an amino group, a nitrile group, a carboxyl group, a nitroso group, an alkoxy group, a halogen group, and a functional group having a monovalent heterocyclic structure. It may be there.
  • the halogen group may be a Br group, an F group, a Cl group, or an I group.
  • these electron-withdrawing groups are directly bonded to a carbon atom that is directly bonded to ⁇ in the structure of ⁇ of the compound represented by the formula (I).
  • the bond between ⁇ and ⁇ in the compound represented by the formula (I) becomes more easily broken when energy is applied from the outside, and the ⁇ radical is generated more quickly. It will be. As a result, the rubber composition is rapidly crosslinked.
  • ⁇ represented by the formulas ( ⁇ -1) to ( ⁇ -5) is a monovalent organic group that generates a radical when the compound having the structure represented by the formula (I) is decomposed.
  • the following specific examples are merely examples, and the structure of ⁇ is not limited to these.
  • the energy given to the rubber composition may be given by irradiation with energy rays or may be given by heating.
  • the energy rays are, for example, electromagnetic waves, radiation, electron beams, ultraviolet rays, and infrared rays.
  • the crosslinking step in the method for producing a rubber molded body according to the present embodiment may be performed by crosslinking the rubber component by applying energy to decompose the compound having the structure represented by the formula (I).
  • the compound having the structure represented by the above formula (I) may be heated and decomposed to crosslink the rubber component, or the compound having the structure represented by the above formula (I) may be converted into energy. It is good also as crosslinking of a rubber component by irradiating and heating and decomposing a line.
  • the crosslinking step in the method for producing a rubber molded body according to the present embodiment is performed by heating the compound having the structure represented by the above formula (I) to a temperature equal to or higher than the decomposition temperature of the compound to decompose the rubber component.
  • Crosslinking may be performed.
  • the decomposition temperature of the compound is the bond between ⁇ - ⁇ and / or ⁇ - ⁇ in the formula (I) when only the compound having the structure represented by the formula (I) is heated alone. The temperature at which the bond between is broken.
  • the decomposition temperature of the compound will be described in detail later.
  • the decomposition temperature of the compound in the present invention is determined using a differential scanning calorimeter (DSC) (TPA SCII2 manufactured by Rigaku Corporation), and the endothermic start temperature (inflection point). ) was measured.
  • DSC differential scanning calorimeter
  • the decomposition temperature of the compound is assumed that the bond between ⁇ - ⁇ and / or the bond between ⁇ - ⁇ in formula (I) is cleaved at the endothermic onset temperature (inflection point) measured using DSC. It was.
  • the rubber composition in the method for producing a rubber molded body according to the present embodiment may not include a radical scavenger that traps radicals derived from a compound having a structure represented by the formula (I).
  • the radical derived from the compound having the structure represented by the formula (I) is an ⁇ radical and / or a ⁇ radical.
  • the radical scavenger is a compound that inhibits the reaction between the rubber component and the radical by capturing the radical derived from the compound having the structure represented by the formula (I).
  • Examples of the radical scavenger that captures radicals derived from the compound having the structure represented by the formula (I) include amine compounds, phenol compounds, and zinc oxide. That is, the rubber composition in the method for producing a rubber molded body according to the present embodiment may not contain an amine compound, a phenol compound, and zinc oxide.
  • the amine compound in the above description is a compound in which at least one hydrogen atom of ammonia is substituted with a hydrocarbon group, and examples thereof include urea and biurea.
  • the phenol compound is a compound in which at least one of hydrogen atoms of phenol is substituted with a hydrocarbon group.
  • some of the radical scavengers described above lower the decomposition temperature of the compound having the structure represented by the formula (I). That is, the decomposition temperature of the compound having the structure represented by the formula (I) is lowered by mixing with a chemical substance such as zinc oxide or urea.
  • the compound having the structure represented by the formula (I) can act as a crosslinking agent in the presence of a chemical substance that reduces the decomposition temperature of the compound having the structure represented by the formula (I). Inhibited, i.e., cannot be used as a cross-linking agent.
  • the rubber composition used in the method for producing a rubber molded body of the present embodiment has an ⁇ - ⁇ formula (I) when only the compound having the structure represented by formula (I) is heated alone. It may be free of chemicals that lower the temperature at which the bond between and / or the bond between ⁇ - ⁇ is broken.
  • the rubber composition used in the method for producing a rubber molded body of the present embodiment has an ⁇ - ⁇ formula (I) when only the compound having the structure represented by formula (I) is heated alone.
  • the temperature at which the bond between and / or the bond between ⁇ and ⁇ is broken may be lowered, the metal oxide may not be included, and / or the amine compound may not be included.
  • a chemical substance that lowers the temperature at which the bond between ⁇ and ⁇ and / or the bond between ⁇ and ⁇ is broken is added to the rubber composition as long as the effects of the present invention are not impaired. It is good as well.
  • Manganese, copper oxide, calcium oxide, calcium peroxide, potassium perchlorate, potassium nitrate, activated carbon and the like can be mentioned.
  • the rubber composition used in the present embodiment may contain manganese dioxide, copper oxide, calcium oxide, calcium peroxide, potassium perchlorate, potassium nitrate, or activated carbon.
  • the energy required for the decomposition of the compound having the structure represented by the formula (I) takes a specific value corresponding to the structure of the compound.
  • the energy required for the decomposition of the compound having the structure represented by the formula (I) substantially coincides with the energy for breaking the bond between ⁇ - ⁇ and / or ⁇ - ⁇ in the formula (I).
  • the crosslinking reaction of the rubber composition is started separately when the energy required for the decomposition of each crosslinking agent is reached, and the rubber molded body is crosslinked. There is a risk of non-uniformity.
  • the rubber composition in the method for producing a rubber molded body according to the present embodiment may not contain a crosslinking agent other than the compound having a structure represented by the formula (I).
  • the rubber composition in the present embodiment may not contain a sulfur compound, peroxide, quinoid compound, phenol resin compound, maleimide, and polysulfide as a crosslinking agent.
  • the rubber composition in this embodiment is good also as not containing a sulfur compound, a peroxide, a quinoid compound, a phenol resin compound, a maleimide, and polysulfide.
  • the rubber composition in this embodiment is good also as including only 1 type of the compound which has a structure shown by the said Formula (I) as a crosslinking agent.
  • the rubber component contained in the rubber composition can be appropriately used as long as it has a weight average molecular weight of 1,000 to 1,000,000.
  • the type of rubber component is not particularly limited.
  • nitrile rubber nitrile butadiene rubber: NBR
  • isoprene rubber isoprene rubber: IR
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • BR butadiene rubber
  • the compound having the structure represented by the above formula (I) is a nitrile rubber (nitrile butadiene rubber: NBR), isoprene rubber (isoprene rubber: IR), styrene-butadiene rubber (SBR), or butadiene rubber (BR). It is good also as using as a crosslinking agent of the rubber composition containing the rubber component selected from the group which consists of.
  • the rubber component contained in the rubber composition may contain 20 wt% or more of an unsaturated bond represented by —C ⁇ C— in the structure.
  • a crosslinking step for crosslinking the rubber composition can be easily performed. .
  • the rubber component contained in the rubber composition may have a weight average molecular weight of 3000 to 1000000, 3000 to 500000, or 10,000 to 500000.
  • the weight average molecular weight of the rubber component contained in the rubber composition is 1000 or less, the progress of the crosslinking reaction is suppressed. That is, it is not preferable because the rubber component, which is a polymer contained in the rubber composition, is linked (crosslinked) to suppress a reaction that changes physical and chemical properties.
  • the rubber molded body obtained by the method for manufacturing a rubber molded body according to the present embodiment may have a tensile elongation at break of 10% or more (296K), or preferably 50% or more (296K). .
  • the tensile elongation at break is measured in accordance with ASTM D-1708.
  • the compound having the structure represented by the formula (I) is 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. It may be contained in part.
  • the compound having the structure represented by the formula (I) may be contained in an amount of 3 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component.
  • the sulfur content contained in the rubber composition in the method for producing a rubber molded body according to this embodiment is determined to be 2.0 wt% or less. Moreover, the sulfur content contained in the rubber composition may be 1.0 wt% or less, or may be 0.25 wt% or less. Furthermore, the rubber composition may not contain a sulfur component.
  • the sulfur compound does not act as a crosslinking agent because the amount of the sulfur compound is small in the rubber composition.
  • the rubber molded body obtained by the method for manufacturing a rubber molded body according to this embodiment is a rubber molded body having a sulfur content of 2.0 wt% or less.
  • the rubber molded body obtained by the method for producing a rubber molded body of the present invention is more preferably a rubber molded body having a sulfur content of 1.0 wt% or less, and a rubber having a sulfur content of 0.25 wt% or less. It is particularly preferable that it is a molded body.
  • the metal parts in contact with the rubber molded body may be discolored and corroded, resulting in an increase in electrical resistance, which may cause a decrease in so-called poisoning. There is.
  • the sulfur content of the molded rubber is measured by ion chromatography (Ion Chromatograph ICS-1500, manufactured by Nippon Dionex) and combustion pretreatment device (Mitsubishi Chemical Analytech, combustion pretreatment device AQF-100).
  • ion Chromatograph ICS-1500 manufactured by Nippon Dionex
  • combustion pretreatment device Mitsubishi Chemical Analytech, combustion pretreatment device AQF-100.
  • an inorganic anion column IonPac AS12A manufactured by Nippon Dionex Co., Ltd.
  • the sulfur component contained in the rubber molding was separated and quantified using ion chromatography using an electric conductivity detector. went.
  • the analysis method of the sulfur content of the rubber molded body described above is not limited to the above method, and for example, the sulfur component may be separated using another column.
  • the rubber molded body obtained by the method for manufacturing a rubber molded body according to the present embodiment may be a rubber molded body having a free sulfur content of 0.1 wt% or less.
  • the rubber molded body obtained by the method for producing a rubber molded body of the present invention is more preferably a rubber molded body having a free sulfur of 0.05 wt% or less, and a rubber molded body having a free sulfur of 0.01 wt% or less. Is particularly preferred.
  • free sulfur is sulfur in a state where the chemical bond is weak and / or not chemically bonded among the sulfur contained in the rubber molded body, heat from the outside, moisture, or Sulfur that is in a state where it is easily physically transferred from the rubber molded body by an organic solvent or the like.
  • the measurement of free sulfur of the rubber molded body in the present invention was performed by ICP emission analysis using ICP-MS (ICP-AES ICPS-1000IV manufactured by Shimadzu Corporation). More specifically, after 1 g of the rubber molded body to be analyzed, which has been weighed, is placed in a cylindrical glass filter, this is set in a Soxhlet extractor and 80 ° C./6 hours with 80 ml of methanol solvent. Extraction was performed. After extraction, methanol as an extraction solvent was removed with an evaporator, and the mixture was allowed to stand at 23 ° C./8 hours to obtain an extract.
  • ICP-MS ICP-AES ICPS-1000IV manufactured by Shimadzu Corporation
  • test solution was introduced into ICP-MS and quantitative analysis of free sulfur was performed. That is, a test solution obtained by pretreatment that is atomized by a coaxial nebulizer is introduced into a cyclone chamber into plasma generated using an ICP-MS high frequency generator (output: 1200 W), and excited to emit light. Then, the emitted light is spectrally separated by an ICP-MS spectrometer, the emission intensity at a quantitative wavelength of 182.037 nm is detected by a photomultiplier tube, and the obtained electric signal is processed, thereby calculating the abundance of sulfur (that is, The amount of free sulfur) was determined. Free sulfur was quantified using a calibration curve method (0 to 20 ppm).
  • the sulfur content contained in the compound having the structure represented by the above formula (I) may be 0.1 wt% or less, 0.05 wt% or less, and 0. It is good also as being 01 wt% or less.
  • the compound having a structure represented by the above formula (I) may not contain a sulfur component.
  • is a monovalent organic group and may not contain sulfur in the structure.
  • is hydrogen or a monovalent organic group, and the structure of ⁇ may not contain sulfur.
  • the crosslinking step in the method for producing a rubber molded body according to this embodiment will be described.
  • the crosslinking step in the method for producing a rubber molded body according to the present embodiment may be performed in an air atmosphere.
  • COO radicals (COO.) Derived from the peroxide are easily deactivated by oxygen. It is necessary to carry out the crosslinking reaction in an inert gas atmosphere (inert atmosphere). That is, the method using a peroxide as a cross-linking agent for a rubber composition cannot perform a reaction in an air atmosphere.
  • the compound having the structure represented by the above formula (I) used in the method for producing a rubber molded body according to the present embodiment has an ⁇ radical or a ⁇ radical derived from the compound, Since it is not deactivated by oxygen, the rubber component contained in the rubber composition can be crosslinked in an air atmosphere.
  • the cross-linking step in the method for producing a rubber molded body according to the present embodiment can be continuously performed on the conveying device.
  • the conveying device here include a belt conveyor installed in a production line.
  • the air atmosphere in the present invention indicates an air atmosphere containing oxygen. That is, it represents an atmosphere in which COO radicals (COO.) Derived from peroxides conventionally used as crosslinking agents are deactivated.
  • the air atmosphere in the present invention may be an air atmosphere, an air atmosphere containing about 80 vol% nitrogen and about 20 vol% oxygen, and the volume content of oxygen may be It may be in an air atmosphere of 10 vol% or more, 3 vol% or more, or 1 vol% or more.
  • the crosslinking step may be to foam the rubber composition and to crosslink the rubber component by decomposing the compound having the structure represented by the above formula (I).
  • the rubber molded body may be a foam. That is, the rubber molded body may be a porous body having a plurality of voids inside.
  • the crosslinking step decomposes the compound having the structure represented by the above formula (I) to foam the rubber composition and crosslink the rubber component.
  • the rubber molded body may be a foam, and the thickness of the rubber molded body may be 0.050 mm or more. Moreover, the thickness of the said rubber molded object is good also as being 0.065 mm or more, and good also as being 0.150 mm or more.
  • the crosslinking step decomposes the compound having the structure represented by the above formula (I) to foam the rubber composition and crosslink the rubber component.
  • the rubber molded body may be a foam, and the foaming ratio of the rubber molded body may be 1.2 times or more. Further, the foaming ratio of the rubber molded body may be 1.3 times or more, or may be 1.9 times or more.
  • the expansion ratio is calculated by the volume after foaming of the rubber molded body / the volume when there is no void inside the rubber molded body.
  • the rubber composition used in the present embodiment is carbon black, calcium carbonate, silica, alumina, silicate mineral (for example, mica, talc, etc.), barium sulfate, and the like within the range not impairing the effects of the present invention. It is good also as containing fillers, such as an organic reinforcement material, or anti-aging agent.
  • rubber compositions (R1 to R17) shown in Tables 1A to 1C were prepared.
  • the compounds used as cross-linking agents in Tables 1A to 1C are represented by ⁇ structures represented by the following ( ⁇ -1) to ( ⁇ -6) and ( ⁇ -1) to ( ⁇ -3): It has a chemical structure combining a ⁇ structure and ⁇ structures represented by ( ⁇ -1) to ( ⁇ -6).
  • Rubber compositions R1 to R10 shown in Tables 1A and 1B are obtained by changing the type of compound used as a crosslinking agent, with the rubber component being NBR (N237 manufactured by JSR).
  • NBR N237 manufactured by JSR
  • ADCA azodicarbonamide
  • the rubber compositions R11 to R17 shown in Table 1C are compounds in which the compound used as a crosslinking agent is azodicarbonamide (ADCA) and the types of rubber components are changed.
  • ADCA azodicarbonamide
  • N260S manufactured by JSR is NBR having a CN unit of 15 wt%
  • N241 manufactured by JSR is NBR having 29 wt% of CN
  • N237 manufactured by JSR is NBR having 34 wt% of a CN unit.
  • N222L manufactured by JSR is an NBR having a CN unit of 43 wt%.
  • Rubber composition No. Each of R1 to R17 was kneaded with a rubber component and a compound used as a cross-linking agent with an 8-inch open roll, placed in a 50 mm ⁇ 50 mm ⁇ 2 mm mold, and press molded to obtain an uncrosslinked rubber sheet. Then, the uncrosslinked rubber sheet was placed in a hot-air circulating gear oven and subjected to heat treatment at a predetermined temperature, time.
  • the heat treatment gives energy to the rubber composition in the present invention, decomposes the compounds shown in Tables 1A to 1C, and uses the compound as a crosslinking agent for the rubber composition. This corresponds to a crosslinking step for crosslinking the rubber component.
  • the heat treatment was carried out in the air atmosphere (about 80 vol% nitrogen, about 20 vol% oxygen) and in an inert gas (nitrogen) atmosphere in each case.
  • Table 2 shows the temperature and time of the heat treatment in this example and the decomposition temperature of the compound used as the crosslinking agent.
  • the decomposition temperature of a compound means that when only each compound is heated alone, the bond between ⁇ structure and ⁇ structure and / or the bond between ⁇ structure and ⁇ structure in the compound is broken. Temperature. As shown in Table 2, the heat treatment temperature in this example is higher than the decomposition temperature of the compound.
  • the decomposition temperature of the compound in the present invention was measured by measuring the endothermic start temperature (inflection point) using a differential scanning calorimeter (DSC) (TPA SCII2 manufactured by Rigaku Corporation). That is, the endothermic start temperature (inflection point) of the compound obtained by DSC measurement was taken as the decomposition temperature of the compound.
  • DSC differential scanning calorimeter
  • TPA SCII2 manufactured by Rigaku Corporation
  • the rubber molded body after the heat treatment was cut into ⁇ 13 mm ⁇ 2 mm, immersed in a good solvent of the rubber component at 23 ° C. for 24 hours, and the presence or absence of dissolution of the rubber molded body in the good solvent was visually confirmed. If the rubber composition is cross-linked, the rubber molded body after cross-linking is not dissolved in a good solvent. Therefore, depending on whether or not the rubber molded body was dissolved in a good solvent, it was confirmed that ⁇ : it did not dissolve in the good solvent and cross-linking progressed, x: it was dissolved in the good solvent and cross-linking did not proceed. The presence or absence of crosslinking was evaluated in two stages. The evaluation results are shown in Table 3 below.
  • the rubber composition No. R1 to R6 were confirmed to be cross-linked under an inert gas (nitrogen) atmosphere. Also, rubber composition No. All of the rubber component contained in R1 to R6 and the compound used as a crosslinking agent have a sulfur content of 0.25 wt% or less, and the obtained rubber molding has a sulfur content of 0.25 wt%. Hereinafter, free sulfur was 0.1 wt% or less.
  • the rubber composition No. R1 to R5 were confirmed to be cross-linked even in an air atmosphere, and the resulting rubber molding had a free sulfur content of 0.1 wt% or less.
  • R11 to R17 are compounds having a structure represented by the formula (I) as a cross-linking agent, in an air atmosphere (about 80 vol% nitrogen, about 20 vol% oxygen) and an inert gas (nitrogen) atmosphere, respectively. It was confirmed that the crosslinking proceeded even under the crosslinking conditions.
  • NBR rubber component: N237 manufactured by JSR
  • carbon black filler: N990 manufactured by Cancarb
  • ADCA crosslinking agent 12 parts by weight
  • a rubber composition containing 10 parts by weight is kneaded with an 8-inch open roll into a 50 mm ⁇ 50 mm ⁇ predetermined thickness (0.026 to 0.159 mm) mold. It was then press-molded to obtain an uncrosslinked rubber sheet. Then, the uncrosslinked rubber sheet was placed in a hot-air circulating gear oven and subjected to heat treatment at a predetermined temperature, time, and foaming and rubber component crosslinking were simultaneously performed.
  • the thickness of the uncrosslinked rubber sheet and the thickness of the rubber molded body after the crosslinking step were measured, and the foaming state and the expansion ratio were confirmed.
  • the crosslinking step was performed so that the length and breadth of the uncrosslinked rubber sheet and the length and breadth of the rubber molded body after the crosslinking step did not change. Therefore, the expansion ratio can be determined by the thickness of the rubber molded body after foaming / the thickness of the uncrosslinked rubber sheet before foaming.
  • Table 4 shows the thickness of the uncrosslinked rubber sheet before foaming (rubber thickness before foaming) and the thickness of the rubber molded body after the crosslinking step in which foaming and crosslinking of the rubber component were simultaneously performed (rubber thickness before foaming). ) And the measurement results.
  • the foamed state in Table 4 indicates that there is no foaming: there are no voids or only a few voids inside the rubber molding, partial foaming: there are some voids inside the rubber molding, complete foaming: rubber Evaluation was performed with the presence of voids in the molded body and the expansion ratio of 2 or more.
  • the crosslinking step performs the foaming and crosslinking of the rubber component by giving energy to the rubber composition and decomposing the compound having the structure represented by the formula (I)
  • the crosslinking step The later rubber molded body had voids inside, and the thickness of the rubber molded body was 0.050 mm or more.
  • the thickness of the rubber molded body was 0.150 mm or more
  • the expansion ratio of the rubber molded body was 2.0 times or more.
  • the crosslinking step performs the foaming and crosslinking of the rubber component by decomposing the compound having the structure represented by the above formula (I)
  • the rubber molded body has voids therein, and the rubber molded body The expansion ratio was 1.2 times or more.

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Abstract

 従来の架橋剤として用いられていた化合物とは異なる化合物を利用してゴム成形体を製造する方法を提供する。 ゴム成形体の製造方法であって、ゴム成分と、下記の式(I)で示される構造を有し、前記ゴム成分の架橋剤として使用される化合物と、を含む、硫黄含有量が2.0wt%以下であるゴム組成物において、前記化合物を分解させることにより、前記ゴム成分の架橋を行う架橋工程を含む、ことを特徴とするゴム成形体の製造方法。 α-β-γ・・・(I) (式(I)において、αは一価の有機基であり、βは-N=N-であり、γは水素もしくは一価の有機基である。)

Description

ゴム成形体の製造方法
 本発明は、ゴム成形体の製造方法に関する。
 例えば、ブタジエンゴムに代表されるような、構造中にC=C不飽和炭化水素を有する合成ゴムは、ブタジエンゴムを構成するポリブタジエン同士を架橋剤によって互いに架橋することによって、優れた弾性が付与される。
 ゴム組成物を架橋する方法としては、古くから硫黄化合物が架橋剤として用いられることが一般的に知られている。硫黄化合物が架橋剤として用いられた場合、硫黄架橋されたものはC-Sの共有結合をすることとなる。そして、C-S共有結合はとても強固な結合であるため、硫黄化合物によって架橋された合成ゴムは、弾性改質のみならず優れた耐熱性が付与されるという点で優れたものである。
 例えば、特許文献1には、結合アクリロニトリル量が31%以上のNBRの100重量部に対して、5~25重量部の硫黄、5~200重量部のフェノールレジン及び5~40重量部の発泡剤を配合してなる発泡性ゴム組成物を加熱、発泡せしめて得られた、0.25よりも大なるtanδを有する発泡体からなることを特徴とする制振材について記載がされている。
 また、C-C共有結合はC-S共有結合よりも、さらに強固な結合でものであるため、更なる耐熱性の向上のために、架橋剤として過酸化物が用いられることが知られている。
 例えば、特許文献2には、ニトリル含有量36%以下のNBRまたは水素化NBRと、焼成クレーおよび有機過酸化物を含有してなることを特徴とするゴム組成物について記載がされている。
特開平11-49896号公報 特開2001-354806号公報
 ところで、近年、ゴム成形体からの遊離硫黄を低減させることが、例えば自動車産業等から強く要請されている。このため、架橋剤として硫黄化合物を用いることなく、ゴム成形体を製造する方法の確立が望まれている。
 また、過酸化物をゴム組成物における架橋剤として使用する方法は、架橋反応において発生するラジカル(COO・)は大気中の酸素と容易に反応するため、大気雰囲気化で反応を行うことができず、例えば窒素等の不活性ガス雰囲気化(イナート雰囲気化)で反応を行うこととなる。
 このため、一般的に過酸化物架橋を行うには、不活性ガスにて閉じられた空間を準備することが必要である。そして、過酸化物架橋を、閉じられた空間で行う場合には、おのずと生産方式はバッチ方式を採用することとなり、いわゆる連続方式の生産工程を採ることが困難なものとなる。また、常に反応場を不活性ガス雰囲気化(イナート雰囲気化)としさえすれば、解放空間にて過酸化物架橋を行ことが理論的には可能であるが、所定の不活性ガスを供給し続けることが必要となり、ゴム成形体の製造コストは増大することとなる。上記のような事情を鑑みて、架橋剤として過酸化物を用いることなく、ゴム成形体を製造する方法の確立が望まれている。
 上記のような状況を踏まえ、発明者らは様々な化合物についてゴム組成物の架橋剤として利用する新たな方法について、また、ゴム成形体の製造方法について鋭利検討を行った。
 本発明は、従来の架橋剤として用いられていた化合物とは異なる化合物を利用してゴム成形体を製造する方法を提供することを目的の一つとする。また、本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述によって明らかにする。
 上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係るゴム成形体の製造方法は、ゴム成形体の製造方法であって、ゴム成分と、下記の式(I)で示される構造を有し、前記ゴム成分の架橋剤として使用される化合物と、を含む、硫黄含有量が2.0wt%以下であるゴム組成物において、前記化合物を分解させることにより、前記ゴム成分の架橋を行う架橋工程を含む、ことを特徴とする。
 α-β-γ・・・(I)
(式(I)において、αは一価の有機基であり、βは-N=N-であり、γは水素もしくは一価の有機基である。)
 また、前記ゴム組成物は、前記化合物以外の架橋剤を含まないこととしてもよい。また、前記ゴム組成物は、硫黄化合物、過酸化物、キノイド化合物、フェノール樹脂化合物、マレイミド、及びポリサルファイドを、含まないこととしてもよい。また、前記ゴム組成物は、前記化合物に由来するラジカルを捕捉するラジカル捕捉剤を、含まないこととしてもよい。また、前記ゴム組成物は、アミン化合物、フェノール化合物、及び酸化亜鉛を、含まないこととしてもよい。また、前記架橋工程は、大気雰囲気下において行うこととしてもよい。また、前記架橋工程は、前記化合物を分解させることにより、前記ゴム組成物の発泡及び前記ゴム成分の架橋を行い、前記ゴム成形体は、発泡体であることとしてもよい。また、前記ゴム成分は、重量平均分子量が1000~1000000であることとしてもよい。
 本発明によれば、従来の架橋剤として用いられていた化合物とは異なる化合物を利用してゴム成形体を製造する方法が提供される。
 本発明は、下記の式(I)で示される構造を有する化合物を、ゴム組成物の架橋剤として使用することを特徴とする。
 α-β-γ・・・(I)
(式(I)において、αは一価の有機基であり、βは-N=N-であり、γは水素もしくは一価の有機基である。)
 ここで、架橋剤とは、ゴム組成物に含有される高分子であるゴム成分同士を連結(架橋)し、物理的、化学的性質を変化させる反応を引き起こす化合物である。
 例えば、上記式(I)にて示される構造を有する化合物は、エネルギー(エネルギーについては後に詳細に説明を行う)が与えられることによって、分解する。上記式(I)にて示される構造を有する化合物は、分解することによって式(I)中の一価の有機基であるαのラジカルを発生させ、ゴム組成物に含まれるゴム成分の架橋を行う架橋反応を引き起こす。すなわち、ゴム組成物に含まれるゴム成分は、αのラジカルと反応する。これによって、ゴム組成物に含まれるゴム成分同士は互いに架橋する。
 例えば、αのラジカルは、ゴム成分同士の架橋反応における、架橋開始剤として作用することとしてもよい。すなわち、式(I)にて示される構造を有する化合物を、ゴム組成物の架橋開始剤として使用することとしてもよい。この場合、式(I)中の構造αに由来する構造は、ゴム成形体の構造中に含まれることはない。
 また、例えば、式(I)で示される構造を有する化合物は、ゴム組成物の共架橋剤として使用することとしてもよい。すなわち、式(I)にて示される構造を有する化合物を、ゴム組成物の共架橋剤として使用することとしてもよい。この場合、成形されるゴム成形体は、その構造中の架橋部分に少なくとも式(I)中の構造αに由来する構造を含有することとなる。そして、当該構造αは、ゴム成形体の架橋部分以外の部分には含まれないこととなる。
 また、上記式(I)中のγは、一価の有機基であることとしてもよい。例えば、上記式(I)にて示される構造を有する化合物にエネルギーを与えることによって、当該化合物は分解する。上記式(I)にて示される構造を有する化合物は、分解することによって式(I)中の一価の有機基であるγのラジカルを発生させ、ゴム組成物に含まれるゴム成分の架橋を行う架橋反応を引き起こす。すなわちゴム組成物に含まれるゴム成分は、γのラジカルと反応する。これによって、ゴム組成物に含まれるゴム成分同士は互いに架橋することとなる。
 例えば、γのラジカルは、ゴム成分同士の架橋反応における、架橋開始剤として作用することとしてもよい。すなわち、式(I)にて示される構造を有する化合物を、ゴム組成物の架橋開始剤として使用することとしてもよい。この場合、式(I)中の構造γに由来する構造は、ゴム成形体の構造中に含まれることはない。
 また例えば、式(I)で示される構造を有する化合物は、ゴム組成物の共架橋剤として使用することとしてもよい。すなわち、式(I)にて示される構造を有する化合物を、ゴム組成物の共架橋剤として使用することとしてもよい。この場合、成形されるゴム成形体は、その構造中の架橋部分に少なくとも式(I)中の構造γに由来する構造を含有することとなる。そして、当該構造γは、ゴム成形体の架橋部分以外の部分には含まれないこととなる。
 本方法において、ゴム組成物に含まれるゴム成分の架橋に要するエネルギーは、式(I)中に含まれる一価の有機基αのラジカルが発生するエネルギーとほぼ一致する。すなわち、ゴム成分を架橋するのに要するエネルギーは、式(I)で示される構造を有する化合物の分解に要するエネルギーとほぼ一致する。そして、化合物の分解に要するエネルギーは、その化合物の構造に応じた固有の値をとる。
 例えば、式(I)で示される構造を有する化合物の分解に要するエネルギーは、式(I)中のβと直接結合する炭素原子との結合を切断するエネルギーとほぼ一致する。ここで、複数種の架橋剤が併用された場合、それぞれの架橋剤の分解に要するエネルギーに達した時点にてゴム組成物に含まれるゴム成分の架橋反応が別々に開始されることとなり、ゴム成形体の架橋が不均一なものとなるおそれがある。
 したがって、本方法においては、式(I)で示される構造を有する化合物以外の化合物を、架橋剤として併用しないことが好ましい。すなわち、ゴム組成物は、式(I)で示される構造を有する化合物以外の架橋剤を含まないこととしてもよい。
 また、本方法は、上記式(I)で示される構造を有する化合物のみをゴム組成物の架橋剤として使用する方法とすることとしてもよい。また、本方法は、硫黄化合物、過酸化物、キノイド化合物、フェノール樹脂化合物、マレイミド、及びポリサルファイドを含まず、上記式(I)で示される構造を有する化合物をゴム組成物の架橋剤として使用する方法とすることとしてもよい。また、本発明は、式(I)で示される構造を有する化合物の一種のみをゴム組成物の架橋剤として使用する方法とすることとしてもよい。
 ここで、本発明における過酸化物とは、構造中に過カルボン酸構造(-C(=O)-O-O-)等に含まれるような、ペルオキシド構造(-O-O-)を有する化合物である。また、キノイド化合物とは、例えば、p-キノンジオキシム(バルノックGM-P 大内新興化学工業社製)、p,p´-ジベンゾイルキノンジオキシム(バルノックDGM 大内新興化学工業社製)が挙げられる。また、フェノール樹脂化合物とは、フェノール、あるいはクレゾールなどのフェノール類と、ホルムアルデヒドと、を原料として触媒下において合成して得た樹脂であり、例えば、アルキルフェノール樹脂(タッキロール201 田岡化学工業社製)、ハロゲン化アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂(タッキロール250-I 田岡化学工業社製)が挙げられる。
 そして、例えば、過酸化物をゴム組成物の架橋剤として使用した方法は、当該過酸化物に由来するCOOラジカル(COO・)が酸素によって容易に失活してしまうため、不活性ガス雰囲気化(イナート雰囲気化)にて架橋反応を行うことが必要である。すなわち、過酸化物をゴム組成物の架橋剤として使用した方法は、大気雰囲気下(大気雰囲気下については後に詳細に説明を行う)にて反応を行うことはできない。
 これに対し、式(I)で示される構造を有する化合物をゴム組成物の架橋剤として使用する方法は、過酸化物に由来するCOOラジカル(COO・)を利用した従来の架橋方法とは異なるものであるため、大気雰囲気下にて行うこととしてもよい。
 以下、上記にて説明した、式(I)で示される構造を有する化合物をゴム組成物の架橋剤として使用することを特徴とする方法を適用したゴム成形体の製造方法の具体的な態様について、詳細に説明を行う。
 本実施形態に係るゴム成形体の製造方法は、ゴム成分と、上記式(I)で示される構造を有し、前記ゴム成分の架橋剤として使用される化合物と、を含む、硫黄含有量が2.0wt%以下であるゴム組成物において、前記化合物を分解させることにより、前記ゴム成分の架橋を行う架橋工程を含む、ことを特徴とする。
 はじめに、本実施形態においてゴム組成物の架橋剤として使用される、上記式(I)にて示される構造を有する化合物について説明を行う。
 式(I)にて示される構造を有する化合物は、分解することによって、少なくともαのラジカルを発生する。すなわち、αは、式(I)で示される構造を有する化合物を分解させたときに、ラジカルを発生させる一価の有機基である。より具体的に説明を行うと、式(I)にて示される構造を有する化合物は、エネルギーが与えられるとα-β間、β-γ間の結合を切断し、少なくともαのラジカルを発生する。すなわち、αは、式(I)で示される構造を有する化合物を含む、ゴム組成物にエネルギーを与え、前記化合物を分解させたときに、ラジカルを発生させる一価の有機基である。
 ここで、式(I)にて示される化合物における一価の有機基であるαは、その構造中に少なくとも一つの電子吸引基を有することとしてもよい。αがその構造中に少なくとも一つの電子吸引基を有することによって、式(I)にて示される構造を有する化合物は容易に分解し、結果、αのラジカルは発生し易くなる。すなわち、αがその構造中に少なくとも一つの電子吸引基を有することによって、式(I)にて示される構造を有する化合物は加熱等、外部からエネルギーが加えられることで、αとβとの間の結合を容易に切断することとなる。
 そして、αのラジカルが容易に発生されることとなると、ゴム組成物に含まれるゴム成分の架橋は促進されることとなる。
 αの構造中に含まれる電子吸引基としては、例えば、アミノ基、ニトリル基、カルボキシル基、ニトロソ基、アルコキシ基、ハロゲン基、及びチオニル基等の一価の複素環構造を有する官能基等が挙げられる。すなわち、αが有する電子吸引基は、アミノ基、ニトリル基、カルボキシル基、ニトロソ基、アルコキシ基、ハロゲン基、及び、一価の複素環構造を有する官能基からなる群から選択される官能基であることとしてもよい。また、ハロゲン基とは、Br基、F基、Cl基、または、I基であることとしてもよい。
 また、これらの電子吸引基が、式(I)にて示される化合物が有するαの構造中において、βと直接結合する炭素原子と直接結合することは更に好ましい。このような場合、式(I)にて示される化合物におけるαとβとの間の結合は、外部よりエネルギーが付与された際に、より切れやすいものとなり、αのラジカルをより速やかに生成することとなる。結果、ゴム組成物の架橋が速やかに行われることとなるからである。
 以下に、式(I)にて示される化合物が有するαの構造の具体例を下記式(α-1)乃至(α-5)に示す。式(α-1)乃至(α-5)にて示されるαは、式(I)で示される構造を有する化合物を分解させたときに、ラジカルを発生させる一価の有機基である。なお、下記具体例は単に一例であり、αの構造はこれらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 加えて、上記式(I)にて示される化合物における、水素、もしくは、一価の有機基であるγは、一価の有機基であることとしてもよい。また、式(I)にて示される構造を有する化合物は、分解することによって、γのラジカルを発生することとしてもよい。すなわち、γは、式(I)で示される構造を有する化合物を分解させたときに、ラジカルを発生させる一価の有機基であることとしてもよい。
 より具体的に説明を行うと、式(I)にて示される構造を有する化合物は、エネルギーが与えられるとβ-γ間の結合を切断し、γのラジカルを発生することとしてもよい。すなわち、γは、水素、もしくは、式(I)で示される構造を有する化合物を含むゴム組成物にエネルギーを与え、前記化合物を分解させたときにラジカルを発生させる一価の有機基、であることとしてもよい。または、γは、式(I)で示される構造を有する化合物を含むゴム組成物にエネルギーを与え、前記化合物を分解させたときに、ラジカルを発生させる一価の有機基であることとしてもよい。
 そして、γが一価の有機基である場合、γの構造中に少なくとも一つの電子吸引基を有することとしてもよい。γがその構造中に少なくとも一つの電子吸引基を有することによって、式(I)にて示される構造を有する化合物は容易に分解し、結果、γのラジカルは発生し易くなる。すなわち、γがその構造中に少なくとも一つの電子吸引基を有することによって、式(I)にて示される構造を有する化合物は加熱等、外部からエネルギーが加えられることで、βとγとの間の結合を容易に切断することとなる。
 γの構造中に含まれる電子吸引基としては、例えば、アミノ基、ニトリル基、カルボキシル基、ニトロソ基、アルコキシ基、ハロゲン基、及びチオニル基等の一価の複素環構造を有する官能基等が挙げられる。すなわち、γが有する電子吸引基は、アミノ基、ニトリル基、カルボキシル基、ニトロソ基、アルコキシ基、ハロゲン基、及び、一価の複素環構造を有する官能基からなる群から選択される官能基であることとしてもよい。また、ハロゲン基とは、Br基、F基、Cl基、または、I基であることとしてもよい。
 また、これらの電子吸引基が、式(I)にて示される化合物が有するγの構造中において、βと直接結合する炭素原子と直接結合することは更に好ましい。このような場合、式(I)にて示される化合物におけるβとγとの間の結合は、外部よりエネルギーが付与された際に、より切れやすいものとなり、γのラジカルをより速やかに生成することとなる。結果、ゴム組成物の架橋が速やかに行われることとなるからである。
 以下に、式(I)にて示される化合物が有するγの構造の具体例を下記式(γ-1)乃至(γ-5)に示す。式(γ-1)乃至(γ-5)にて示されるγは、式(I)で示される構造を有する化合物を分解させたときに、ラジカルを発生させる一価の有機基である。なお、下記具体例は単に一例であり、γの構造はこれらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 本実施形態に係るゴム成形体の製造方法において、ゴム組成物に与えられるエネルギーは、エネルギー線の照射によって与えられることとしてもよいし、加熱によって与えられることとしてもよい。また、上記エネルギー線とは、例えば、電磁波、放射線、電子線、紫外線、赤外線である。
 すなわち、本実施形態に係るゴム成形体の製造方法における架橋工程は、上記式(I)で示される構造を有する化合物を、エネルギーを与え分解させることにより、ゴム成分の架橋を行うこととしてもよいし、上記式(I)で示される構造を有する化合物を、加熱し分解させることにより、ゴム成分の架橋を行うこととしてもよいし、上記式(I)で示される構造を有する化合物を、エネルギー線の照射及び加熱し分解させることにより、ゴム成分の架橋を行うこととしてもよい。
 また、本実施形態に係るゴム成形体の製造方法における架橋工程は、上記式(I)で示される構造を有する化合物を、当該化合物の分解温度以上に加熱し、分解させることにより、ゴム成分の架橋を行うこととしてもよい。
 ここで、化合物の分解温度とは、式(I)にて示される構造を有する化合物のみが単独で加熱された際の、式(I)のα―βの間の結合及び/又はβ―γの間の結合が切断される温度をいう。ここで、化合物の分解温度については後に詳細に説明を行うが、本発明における化合物の分解温度は、示差走査熱量計(DSC)(リガク社製 TPA SCII2)を使用し、吸熱開始温度(変極点)を測定することにより求められたものである。すなわち、DSCを用いて測定された吸熱開始温度(変極点)において式(I)のα―βの間の結合及び/又はβ―γの間の結合が切断されるものとして、化合物の分解温度とした。
 ところで、本実施形態に係るゴム成形体の製造方法におけるゴム組成物は、式(I)で示される構造を有する化合物に由来するラジカルを捕捉するラジカル捕捉剤を含まないこととしてもよい。上記説明したように、式(I)で示される構造を有する化合物に由来するラジカルは、αのラジカル及び/又はγのラジカルである。ここで、ラジカル補足剤とは、式(I)で示される構造を有する化合物に由来するラジカルを捕捉することによって、ゴム成分と、当該ラジカルとの反応を阻害する化合物である。
 式(I)で示される構造を有する化合物に由来するラジカルを捕捉するラジカル捕捉剤は、例えば、アミン化合物、フェノール化合物、酸化亜鉛等が挙げられる。すなわち、本実施形態に係るゴム成形体の製造方法におけるゴム組成物は、アミン化合物、フェノール化合物、及び酸化亜鉛を含まないこととしてもよい。ここで、上記の説明におけるアミン化合物とは、アンモニアの水素原子の少なくとも1つを炭化水素基で置換した化合物であり、例えば尿素、ビ尿素が挙げられる。また、フェノール化合物とは、フェノールの水素原子の少なくとも1つを炭化水素基で置換した化合物である。
 ここで、上記説明を行ったラジカル捕捉剤のうちの幾つかは、式(I)で示される構造を有する化合物の分解温度を低下させる。すなわち、式(I)で示される構造を有する化合物の分解温度は、例えば、酸化亜鉛や尿素等の化学物質と混合されることによって低下する。
 換言すると、式(I)にて示される構造を有する化合物は、式(I)にて示される構造を有する化合物の分解温度を低減する化学物質との共存下においては、架橋剤としての作用が阻害され、すなわち、架橋剤として使用することができないことがある。
 よって、本実施形態のゴム成形体の製造方法に用いられるゴム組成物は、式(I)にて示される構造を有する化合物のみが単独で加熱された際の、式(I)のα―βの間の結合及び/又はβ―γの間の結合が切断される温度を低下させる化学物質を含まない、こととしてもよい。
 また、式(I)にて示される構造を有する化合物のみが単独で加熱された際の、式(I)のα―βの間の結合及び/又はβ―γの間の結合が切断される温度を低下させる化学物質としては、アミン化合物、及び一部の金属酸化物が挙げられる。
 よって、本実施形態のゴム成形体の製造方法に用いられるゴム組成物は、式(I)にて示される構造を有する化合物のみが単独で加熱された際の、式(I)のα―βの間の結合及び/又はβ―γの間の結合が切断される温度を低下させる、金属酸化物を含まない、及び/又は、アミン化合物を含まないこととしてもよい。
 なお、式(I)で示される構造を有する化合物に由来するラジカルを捕捉するラジカル捕捉剤、あるいは、式(I)にて示される構造を有する化合物のみが単独で加熱された際の、式(I)のα―βの間の結合及び/又はβ―γの間の結合が切断される温度を低下させる化学物質は、本発明の効果を損なわない範囲においては、ゴム組成物に添加されることとしてもよい。
 また、ゴム組成物においてラジカル捕捉剤として作用せず、式(I)のα―βの間の結合及び/又はβ―γの間の結合が切断される温度を低下させる化学物質としては、二酸化マンガン、酸化銅、酸化カルシウム、過酸化カルシウム、過塩素酸カリウム、硝酸カリウム、活性炭等が挙げられる。本実施形態に用いられるゴム組成物においては、二酸化マンガン、酸化銅、酸化カルシウム、過酸化カルシウム、過塩素酸カリウム、硝酸カリウム、又は、活性炭を含むこととしてもよい。
 次に、本実施形態に係るゴム成形体の製造方法において、複数種の架橋剤を併用する場合について説明を行う。
 上述のように、式(I)で示される構造を有する化合物の分解に要するエネルギーは、その化合物の構造に応じた固有の値をとる。例えば、式(I)で示される構造を有する化合物の分解に要するエネルギーは、式(I)中のα―β間、及び/又は、β―γ間の結合を切断するエネルギーとほぼ一致する。ここで、複数種の架橋剤が併用された場合、それぞれの架橋剤の分解に要するエネルギーに達した時点にてゴム組成物の架橋反応が別々に開始されることとなり、ゴム成形体の架橋が不均一なものとなるおそれがある。
 よって、本実施形態において、式(I)で示される構造を有する化合物以外の化合物を、架橋剤として併用しないことが好ましい。よって、本実施形態に係るゴム成形体の製造方法におけるゴム組成物は、式(I)で示される構造を有する化合物以外の架橋剤を含まないこととしてもよい。また、例えば、本実施形態におけるゴム組成物は、架橋剤としての、硫黄化合物、過酸化物、キノイド化合物、フェノール樹脂化合物、マレイミド、及びポリサルファイドを含まないこととしてもよい。また、本実施形態におけるゴム組成物は、硫黄化合物、過酸化物、キノイド化合物、フェノール樹脂化合物、マレイミド、及びポリサルファイドを含まないこととしてもよい。また、本実施形態におけるゴム組成物は、架橋剤として上記式(I)で示される構造を有する化合物の一種のみ含むこととしてもよい。
 次に、本実施形態に係るゴム成形体の製造方法に用いられるゴム組成物について更に詳細に説明を行う。ゴム組成物に含まれるゴム成分は、重量平均分子量が1000~1000000であるものであれば適宜用いることができる。ゴム成分の種類については、特に制限はないが、例えば、ニトリルゴム(ニトリルブタジエンラバー:NBR)、イソプレンゴム(イソプレンラバー:IR)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、もしくは、ブタジエンゴム(BR)であることとしてもよい。
 すなわち、上記式(I)にて示される構造を有する化合物は、ニトリルゴム(ニトリルブタジエンラバー:NBR)、イソプレンゴム(イソプレンラバー:IR)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、もしくは、ブタジエンゴム(BR)からなる群から選択されるゴム成分を含むゴム組成物の架橋剤として使用することとしてもよい。
 また、ゴム組成物に含まれるゴム成分は、その構造中に-C=C-にて示される不飽和結合を20wt%以上含むこととしてもよい。ゴム組成物に含まれるゴム成分が、その構造中に-C=C-にて示される不飽和結合を20wt%以上含むことによって、ゴム組成物の架橋を行う架橋工程を容易に行うことができる。
 また、ゴム組成物に含まれるゴム成分は、その構造中に-C=C-にて示される不飽和結合を30wt%以上含むこととしてもよいし、40wt%以上含むこととしてもよいし、50wt%以上含むこととしてもよいし、55wt%以上含むこととしてもよい。ゴム組成物に含まれるゴム成分が、その構造中に-C=C-にて示される不飽和結合を多く含めば含むほど、ゴム組成物の架橋を行う架橋工程をより容易に行うことができる。また、ゴム組成物に含まれるゴム成分は、その構造中に-C=C-にて示される不飽和結合を90wt%以下含むこととしてもよい。
 また、ゴム組成物に含まれるゴム成分は、重量平均分子量が、3000~1000000であることとしてもよいし、3000~500000であることとしてもよいし、10000~500000であることとしてもよい。ゴム組成物に含まれるゴム成分の重量平均分子量が、1000以下である場合、架橋反応の進行は抑制される。すなわち、ゴム組成物に含有される高分子であるゴム成分同士を連結(架橋)し、物理的、化学的性質を変化させる反応が抑制され好ましくない。
 本実施形態に係るゴム成形体の製造方法によって得られるゴム成形体は、引張破断伸び特性が、10%以上(296K)であることとしてもよいし、50%以上(296K)であることは好ましい。また、当該引張破断伸びは、ASTM D-1708に準拠して測定されるものである。
 本実施形態に係るゴム成形体の製造方法に用いられるゴム組成物においては、式(I)にて示される構造を有する化合物は、上述のゴム成分100重量部に対し、1重量部~30重量部含有されることとしてもよい。また、式(I)にて示される構造を有する化合物は、上述のゴム成分100重量部に対し、3重量部~30重量部含有されることとしてもよい。
 ここで、本実施形態に係るゴム成形体の製造方法において、ゴム組成物は、硫黄成分を出来るだけ含まないものを用いることが望ましい。これは、ゴム成形体の遊離硫黄を低減する必要があるからである。そして、ゴム成形体の遊離硫黄を低減するためには、ゴム成形体の原料となるゴム組成物に硫黄成分を出来るだけ含まないことが求められる。
 したがって、本実施形態に係るゴム成形体の製造方法におけるゴム組成物に含まれる硫黄含有量は、2.0wt%以下であることとした。また、ゴム組成物に含まれる硫黄含有量は、1.0wt%以下であることとしてもよいし、0.25wt%以下であることとしてもよい。更に、ゴム組成物は、硫黄成分を含まないこととしてもよい。
 また、ゴム組成物に2.0wt%以下硫黄化合物が仮に含まれていたとしても、当該硫黄化合物はゴム組成物において配合量が少ないものであるため、架橋剤として作用するものではない。
 上記、ゴム組成物を用いた場合、本実施形態に係るゴム成形体の製造方法によって得られるゴム成形体は、硫黄含有量が2.0wt%以下のゴム成形体である。また、本発明のゴム成形体の製造方法によって得られるゴム成形体は、硫黄含有量が1.0wt%以下のゴム成形体であることはより好ましく、硫黄含有量が0.25wt%以下のゴム成形体であることは特に好ましい。
 ゴム成形体に硫黄が2.0wt%を超えて含まれると、当該ゴム成形体と接触した金属部品は変色、腐食し、結果として電気的な抵抗が増加する、いわゆる被毒の減少を引き起こすおそれがある。
 ここで、ゴム成形体の硫黄含有量の分析方法について説明を行う。本発明におけるゴム成形体の硫黄含有量の測定は、イオンクロマトグラフィー(日本ダイオネクス社製 イオンクロマトグラフ ICS-1500)および燃焼前処理装置(三菱化学アナリテック社製 燃焼前処理装置 AQF-100)を使用し、分離カラムは無機陰イオンカラム(日本ダイオネクス社製 IonPac AS12A)を用い、電気伝導度ディテクターを用いて、ゴム成形体中に含まれる硫黄成分を、イオンクロマトグラフィーを用いて分離、定量を行った。
 なお、上記説明を行ったゴム成形体の硫黄含有量の分析方法は、上記方法に限られず、例えば、他のカラムを用いて硫黄成分の分離を行うこととしてもよい。
 また、本実施形態に係るゴム成形体の製造方法によって得られるゴム成形体は、遊離硫黄が0.1wt%以下のゴム成形体であることとしてもよい。また、本発明のゴム成形体の製造方法によって得られるゴム成形体は、遊離硫黄が0.05wt%以下のゴム成形体であることはより好ましく、遊離硫黄が0.01wt%以下のゴム成形体であることは特に好ましい。
 また、本発明における、遊離硫黄とは、ゴム成形体に含有される硫黄のうち、化学結合が弱い、及び/又は、化学結合がされていない状態の硫黄で、外部からの熱、水分、あるいは、有機溶剤等によって物理的に当該ゴム成形体から移行しやすい状態にある硫黄である。
 ここで、ゴム成形体の遊離硫黄の分析方法について説明を行う。本発明におけるゴム成形体の遊離硫黄の測定は、ICP-MS(島津製作所社製 ICP-AES ICPS-1000IV)を使用し、ICP発光分析法により行った。より具体的に説明を行うと、1g秤量された分析対象であるゴム成形体を、円筒ガラスフィルタの中に入れた後、これをソックスレ抽出器にセットし、メタノール溶媒80mlで80℃/6時間、抽出を行った。抽出後、抽出溶媒であるメタノールをエバポレータで除き、23℃/8時間放置し、抽出物を得た。次に当該抽出物と、硝酸10mlと、過塩素酸5mlと、を混合した溶液を調製し、過塩素酸の白煙が発生するまで当該溶液を加熱した。当該加熱後、更に放冷され室温に戻された溶液にイオン交換水を加え、正確に全体量を100mlとした検液を得た。
 そして、当該検液をICP-MSに導入し、遊離硫黄の定量分析を行った。すなわち、ICP-MSの高周波発生装置(出力1200W)を用いて発生するプラズマに、同軸型ネブライザーで霧状にした前処理によって得られた検液をサイクロンチャンバー内に導入し、励起発光させる。そして、当該発光をICP-MSの分光器でスペクトル分離し、定量波長182.037nmにおける発光強度を光電子倍増管で検出し、得られた電気信号を演算処理することによって、硫黄の存在量(すなわち遊離硫黄の量)を求めた。遊離硫黄の定量は、検量線法(0~20ppm)を用いて行った。
 また、本実施形態に係るゴム成形体の製造方法において、架橋剤として用いられる上記式(I)で示される構造を有する化合物はその構造中に硫黄成分を出来るだけ含まないものを用いることが望ましい。したがって、上記式(I)で示される構造を有する化合物に含まれる硫黄含有量は、0.1wt%以下であることとしてもよいし、0.05wt%以下であることとしてもよいし、0.01wt%以下であることとしてもよい。更に、上記式(I)で示される構造を有する化合物は、硫黄成分を含まないこととしてもよい。
 すなわち、上記式(I)において、αは一価の有機基であり構造中に硫黄を含まないこととしてもよい。また、式(I)において、γは水素もしくは一価の有機基であり、γの構造中に硫黄を含まないこととしてもよい。
 また、本実施形態に係るゴム成形体の製造方法において、ゴム組成物に含まれるゴム成分も、式(I)で示される構造を有する化合物と同様に、構造中に硫黄成分を出来るだけ含まないものを用いることが望ましい。したがって、ゴム組成物に含まれるゴム成分中の硫黄含有量は、0.1wt%以下であることとしてもよいし、0.05wt%以下であることとしてもよいし、0.01wt%以下であることとしてもよい。更に、ゴム組成物に含まれるゴム成分は、硫黄成分を含まないこととしてもよい。
 次に、本実施形態に係るゴム成形体の製造方法における、架橋工程について説明を行う。本実施形態に係るゴム成形体の製造方法における、架橋工程は、大気雰囲気下において行うこととしてもよい。
 上述したように、例えば、過酸化物をゴム組成物の架橋剤として使用した従来の架橋方法は、当該過酸化物に由来するCOOラジカル(COO・)が酸素によって容易に失活してしまうため、不活性ガス雰囲気化(イナート雰囲気化)にて架橋反応を行うことが必要である。すなわち、過酸化物をゴム組成物の架橋剤として使用した方法は、大気雰囲気下にて反応を行うことはできない。
 これに対し、本実施形態に係るゴム成形体の製造方法に使用される、上記式(I)にて示される構造を有する化合物は、当該化合物に由来するαのラジカル、あるいはγのラジカルは、酸素によって失活することがないため、大気雰囲気下において、ゴム組成物に含まれるゴム成分の架橋を行うことができる。
 これによって、本実施形態に係るゴム成形体の製造方法における、架橋工程は、搬送装置上で連続的に行うことができる。ここでいう搬送装置とは、製造ラインに設置されるベルトコンベア等が例示される。
 また、本発明における大気雰囲気下とは、酸素を含有する大気雰囲気下を示すこととする。すなわち、従来架橋剤として用いられている過酸化物に由来するCOOラジカル(COO・)が失活する大気雰囲気下を示すこととする。例えば、本発明における大気雰囲気下は、空気雰囲気下であることとしてもよいし、窒素約80vol%、酸素約20vol%を含有する大気雰囲気下であることとしてもよいし、酸素の体積含有率が10vol%以上、3vol%以上、あるいは1vol%以上の大気雰囲気下であることとしてもよい。
 また、架橋工程は、上記式(I)で示される構造を有する化合物を分解させることにより、ゴム組成物の発泡及びゴム成分の架橋を行いうこととしてもよい。これによって、ゴム成形体は、発泡体であることとしてもよい。すなわち、ゴム成形体は、内部に複数の空隙を有する多孔体であることとしてもよい。
 式(I)で示される構造を有する化合物は、分解することによって、式(I)で示される構造中のβに由来する窒素ガスが発生することとなる。そして、当該窒素ガスは、式(I)で示される構造中のα(及び/又はβ)に由来する、αのラジカル(及び/又はβのラジカル)の発生と同じタイミングで、発生することとなる。発泡体であるゴム成形体、すなわち、発泡ゴム成形体を製造する場合、式(I)で示される構造を有する化合物を架橋剤として使用することによって、理想的なタイミングでゴム成分の架橋と、ゴム組成物の発泡と、を行うこととなる。
 また、本実施形態のゴム成形体の製造方法において、架橋工程が、上記式(I)にて示される構造を有する化合物を分解させることにより、ゴム組成物の発泡及びゴム成分の架橋を行う場合、ゴム成形体は発泡体であり、当該ゴム成形体の厚さは0.050mm以上であることとしてもよい。また、当該ゴム成形体の厚さは0.065mm以上であることとしてもよいし、0.150mm以上であることとしてもよい。
 また、本実施形態のゴム成形体の製造方法において、架橋工程が、上記式(I)にて示される構造を有する化合物を分解させることにより、ゴム組成物の発泡及びゴム成分の架橋を行う場合、ゴム成形体は発泡体であり、当該ゴム成形体の発泡倍率は1.2倍以上であることとしてもよい。また、当該ゴム成形体の発泡倍率は1.3倍以上であることとしてもよいし、1.9倍以上であることとしてもよい。ここで、発泡倍率は、ゴム成形体の発泡後の体積/ゴム成形体の内部に空隙を有さない場合の体積、にて算出される。
 また、本実施形態に用いられるゴム組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、カーボンブラック、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、珪酸塩鉱物(例えば、マイカ、タルク等)、硫酸バリウム、及び、有機補強材等の充填材、又は老化防止剤等を含むこととしてもよい。
 以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、これらの実施例は本発明の実施形態を具体的に説明するものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
 まず、表1A~1Cに示されるゴム組成物(R1~R17)を調製した。表1A~1C中の架橋剤として使用される化合物は、下記の(α-1)乃至(α-6)にて示されるα構造、(β-1)乃至(β-3)にて示されるβ構造、および(γ-1)乃至(γ-6)にて示されるγ構造らを組み合わせた化学構造を有するものである。
 表1A、1Bに示されるゴム組成物R1~R10は、ゴム成分をNBR(JSR社製N237)とし、架橋剤として使用される化合物の種類をそれぞれ変更したものである。例えば、ゴム組成物R1は、NBR(JSR社製N237)100重量部に対し、架橋剤として使用される化合物であるアゾジカルボンアミド(ADCA)が12重量部配合されたものである。
 また、表1Cに示されるゴム組成物R11~17は架橋剤として使用される化合物をアゾジカルボンアミド(ADCA)とし、ゴム成分の種類をそれぞれ変更したものである。ここで、JSR社製N260Sは、CN単位が15wt%のNBRであり、JSR社製N241は、CN単位が29wt%のNBRであり、JSR社製N237は、CN単位が34wt%のNBRであり、JSR社製N222Lは、CN単位が43wt%のNBRである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 ゴム組成物No.R1~R17のそれぞれを、ゴム成分、架橋剤として使用される化合物を8インチオープンロールで混練し、50mm×50mm×2mmの金型に入れプレス成形し、未架橋のゴムシートとした。そして、当該未架橋のゴムシートを熱風循環式ギアオーブンに入れ、所定の温度、時間、熱処理を行った。
 上記熱処理は、本発明における、ゴム組成物にエネルギーを与え、表1A~1Cに示される化合物を分解させて、前記化合物をゴム組成物の架橋剤として使用することにより、前記ゴム組成物に含まれるゴム成分の架橋を行う架橋工程に相当するものである。本実施例では、当該熱処理を大気雰囲気下(窒素約80vol%、酸素約20vol%)、不活性ガス(窒素)雰囲気下、それぞれの場合において、架橋工程を行った。
 本実施例における熱処理の温度、時間、および架橋剤として使用される化合物の分解温度を、下記表2に示す。ここで、化合物の分解温度とは、それぞれの化合物のみが単独で加熱された際の、化合物中のα構造―β構造の間の結合及び/又はβ構造―γ構造の間の結合が切断される温度をいう。表2にて示されるように、本実施例における熱処理温度は、化合物の分解温度よりも高い温度である。
 ここで、化合物の分解温度の測定方法について説明を行う。本発明における化合物の分解温度の測定は、示差走査熱量計(DSC)(リガク社製 TPA SCII2)を使用し、吸熱開始温度(変極点)を測定することにより行った。すなわち、DSC測定によって得られた、化合物の吸熱開始温度(変極点)を、当該化合物の分解温度とした。よりDSC測定の具体的な条件について説明を行うと、測定対象となる化合物10mgを、アルミニウム試料皿に置き、10℃/minの条件で昇温を行い、標準試料をβ-Alとして、吸熱開始温度(すなわち分解温度)を測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 熱処理後のゴム成形体を、φ13mm×2mmに切りだし、ゴム成分の良溶媒中、23℃、24時間浸漬し、ゴム成形体の良溶媒への溶解有無を目視で確認した。仮にゴム組成物の架橋が行われている場合、架橋後のゴム成形体は、良溶媒には溶解しないこととなる。したがって、ゴム成形体の良溶媒への溶解有無によって、○:良溶媒に溶解せず、架橋が進行したことが確認された、×:良溶媒に溶解し、架橋が進行しなかったことが確認された、の二段階にて架橋の有無の評価を行った。下記の表3に評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 表3にて示されるように、ゴム組成物No.R1~R6は、不活性ガス(窒素)雰囲気下において架橋が進んでいることが確認された。また、ゴム組成物No.R1~R6に含まれるゴム成分、および架橋剤として用いられる化合物のいずれも、硫黄の含有量が0.25wt%以下のものであり、得られたゴム成形体の硫黄含有量は0.25wt%以下、遊離硫黄は0.1wt%以下であった。
 また、表3にて示されるように、ゴム組成物No.R1~R5は、大気雰雰囲気下においても架橋が進んでいることが確認され、得られたゴム成形体の遊離硫黄は0.1wt%以下であった。
 また、表3にて示されるように、異なるゴム成分を含有するゴム組成物No.R11~R17は、式(I)で示される構造を有する化合物を架橋剤として使用した場合、大気雰囲気下(窒素約80vol%、酸素約20vol%)、不活性ガス(窒素)雰囲気下、それぞれの架橋条件下においても架橋が進んでいることが確認された。
 次に、NBR(ゴム成分:JSR社製N237)100重量部と、カーボンブラック(充填材:キャンカーブ社製N990)50重量部と、式(I)で示される構造を有する化合物(架橋剤:ADCA)12重量部と、を含有するゴム組成物を準備して、当該ゴム組成物を8インチオープンロールで混練し、50mm×50mm×所定厚(0.026~0.159mm)の金型に入れプレス成形し、未架橋のゴムシートとした。そして、当該未架橋のゴムシートを熱風循環式ギアオーブンに入れ、所定の温度、時間、熱処理を行い、発泡及びゴム成分の架橋を同時に行った。
 そして、未架橋のゴムシートの厚さと、架橋工程後のゴム成形体の厚さと、を測定し、発泡状態および発泡倍率を確認した。本実施例では、未架橋のゴムシートの縦横長さと、架橋工程後のゴム成形体の縦横長さと、が変化しないように架橋工程を行った。よって、発泡倍率は、発泡後のゴム成形体の厚さ/発泡前の未架橋のゴムシートの厚さ、によって求めることができる。
 表4は、発泡前の未架橋のゴムシートの厚さ(発泡前ゴム厚さ)と、発泡及びゴム成分の架橋を同時に行った架橋工程後のゴム成形体の厚さ(発泡前ゴム厚さ)と、を測定した結果を示すものである。表4における発泡状態は、発泡なし:ゴム成形体の内部には空隙が存在しない若しくはほんの僅かな空隙しか存在しない、部分発泡:ゴム成形体の内部に一部空隙が存在する、完全発泡:ゴム成形体の内部に空隙が存在し、発泡倍率は2倍以上である、で評価を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
 表4に示されるように、架橋工程が、ゴム組成物にエネルギーを与え、式(I)にて示される構造を有する化合物を分解させることにより、発泡及びゴム成分の架橋を行う場合、架橋工程後のゴム成形体は内部に空隙を有し、当該ゴム成形体の厚さは0.050mm以上であった。また、ゴム成形体の厚さが0.150mm以上である場合、当該ゴム成形体の発泡倍率は2.0倍以上であった。また、架橋工程が、上記式(I)にて示される構造を有する化合物を分解させることにより、発泡及びゴム成分の架橋を行う場合、ゴム成形体は内部に空隙を有し、前記ゴム成形体の発泡倍率は1.2倍以上であった。

Claims (11)

  1.  ゴム成形体の製造方法であって、
     ゴム成分と、下記の式(I)で示される構造を有し、前記ゴム成分の架橋剤として使用される化合物と、を含む、硫黄含有量が2.0wt%以下であるゴム組成物において、前記化合物を分解させることにより、前記ゴム成分の架橋を行う架橋工程を含む、ことを特徴とするゴム成形体の製造方法。
     α-β-γ・・・(I)
    (式(I)において、αは一価の有機基であり、βは-N=N-であり、γは水素もしくは一価の有機基である。)
  2.  前記ゴム組成物は、前記化合物以外の架橋剤を含まない、ことを特徴とする請求項1に記載のゴム成形体の製造方法。
  3.  前記ゴム組成物は、硫黄化合物、過酸化物、キノイド化合物、フェノール樹脂化合物、マレイミド、及びポリサルファイドを、含まない、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のゴム成形体の製造方法。
  4.  前記ゴム組成物は、前記化合物に由来するラジカルを捕捉するラジカル捕捉剤を、含まない、ことを特徴とする請求項1乃至3いずれか一項に記載のゴム成形体の製造方法。
  5.  前記ゴム組成物は、アミン化合物、フェノール化合物、及び酸化亜鉛を、含まない、ことを特徴とする請求項1乃至4いずれか一項に記載のゴム成形体の製造方法。
  6.  前記架橋工程は、大気雰囲気下において行う、ことを特徴とする請求項1乃至5いずれか一項に記載のゴム成形体の製造方法。
  7.  前記架橋工程は、前記化合物を分解させることにより、前記ゴム組成物の発泡及び前記ゴム成分の架橋を行い、
     前記ゴム成形体は、発泡体である、ことを特徴とする請求項1乃至6いずれか一項に記載されたゴム成形体の製造方法。
  8.  前記ゴム成分は、重量平均分子量が1000~1000000である、ことを特徴とする請求項1乃至7いずれか一項に記載されたゴム成形体の製造方法。
  9.  下記の式(I)で示される構造を有する化合物を、ゴム組成物の架橋剤として使用する、
    ことを特徴とする方法。
     α-β-γ・・・(I)
    (式(I)において、αは一価の有機基であり、βは-N=N-であり、γは水素もしくは一価の有機基である。)
  10.  ゴム成分と、下記の式(I)で示される構造を有し、前記ゴム成分の架橋剤として使用される化合物と、を含み、
     硫黄含有量が2.0wt%以下である、ことを特徴とするゴム組成物。
     α-β-γ・・・(I)
    (式(I)において、αは一価の有機基であり、βは-N=N-であり、γは水素もしくは一価の有機基である。)
  11.  請求項1乃至8いずれか一項に記載のゴム成形体の製造方法によって製造された、ことを特徴とするゴム成形体。
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