WO2021132162A1 - ゴム成形体の製造方法 - Google Patents

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WO2021132162A1
WO2021132162A1 PCT/JP2020/047694 JP2020047694W WO2021132162A1 WO 2021132162 A1 WO2021132162 A1 WO 2021132162A1 JP 2020047694 W JP2020047694 W JP 2020047694W WO 2021132162 A1 WO2021132162 A1 WO 2021132162A1
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rubber
acrylic
screw
meth
extrusion molding
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PCT/JP2020/047694
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English (en)
French (fr)
Inventor
義雄 福峯
Original Assignee
日本ゼオン株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92Measuring, controlling or regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/02Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/06Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/10Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/12Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft
    • B29B7/14Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft with screw or helix
    • 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
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • 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
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/08Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a rubber molded product, and more particularly to a method for producing a rubber molded product capable of producing a rubber molded product having an excellent surface surface even after crosslinking with high productivity.
  • Acrylic rubber is a polymer whose main component is a unit derived from a (meth) acrylic acid ester monomer such as a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer or a (meth) acrylic acid alkoxyalkyl ester monomer.
  • a (meth) acrylic acid ester monomer such as a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer or a (meth) acrylic acid alkoxyalkyl ester monomer.
  • the rubber crosslinked product of acrylic rubber is made into a rubber molded body by, for example, extruding an acrylic rubber composition in which components such as carbon black and a crosslinking agent are added to a rubber component containing acrylic rubber by an extrusion molding machine. It is obtained by cross-linking the obtained rubber molded body (see, for example, Patent Document 1). In the technique of extrusion molding such an acrylic rubber composition, it is required to improve the extrusion processability and thereby produce a rubber molded product having an excellent surface surface.
  • the present invention has been made in view of such an actual situation, and an object of the present invention is to provide a rubber molded product capable of producing a rubber molded product capable of achieving an excellent surface surface even after crosslinking with high productivity. And.
  • the present inventor has used an extrusion molding machine to mold an acrylic rubber composition containing a rubber component containing acrylic rubber, carbon black, and a cross-linking agent.
  • a rubber molded body can be manufactured with high productivity, and have completed the present invention.
  • a rubber molded body is produced by molding an acrylic rubber composition containing a rubber component containing acrylic rubber, carbon black, and a cross-linking agent using an extrusion molding machine.
  • a method for producing a rubber molded body for molding the acrylic rubber composition using the extrusion molding machine is provided so as to satisfy the above conditions. 6.5 ⁇ 10 3 ⁇ C A ⁇ C D ⁇ 1.1 ⁇ 10 4 (1) 3.2 ⁇ 10 6 ⁇ C A ⁇ S D ⁇ S S ⁇ S P ⁇ 8.0 ⁇ 10 6 (2)
  • the acrylic rubber contains a (meth) acrylic acid ester monomer unit and a crosslinkable monomer unit, and is contained in the monomer unit constituting the acrylic rubber.
  • the content of the (meth) acrylic acid ester monomer unit is preferably 50% by weight or more, and the content of the crosslinkable monomer unit is preferably 0.1% by weight or more.
  • the crosslinkable monomer unit is a unit of an ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer.
  • the crosslinkable monomer unit is a unit of an ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated dicarboxylic acid monoester monomer.
  • the amount C A of the carbon black is preferably 40 ⁇ 120 phr.
  • the extrusion molding machine is a single-screw extrusion molding machine.
  • a method for producing a rubber crosslinked product which comprises a step of obtaining a rubber molded product and a step of cross-linking the rubber molded product by any of the above manufacturing methods.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an extrusion molding machine used in a method for manufacturing a rubber molded product according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a screw arranged inside the extruder.
  • the method for producing a rubber molded product of the present invention is A method for producing a rubber molded body by molding an acrylic rubber composition containing a rubber component containing acrylic rubber, carbon black, and a cross-linking agent using an extrusion molding machine.
  • the acrylic rubber composition is molded using the extrusion molding machine so as to satisfy the above conditions. 6.5 ⁇ 10 3 ⁇ C A ⁇ C D ⁇ 1.1 ⁇ 10 4 (1) 3.2 ⁇ 10 6 ⁇ C A ⁇ S D ⁇ S S ⁇ S P ⁇ 8.0 ⁇ 10 6 (2)
  • the acrylic rubber used in the production method of the present invention is a (meth) acrylic acid ester monomer as a main component (preferably having 50% by weight or more of all the monomer units constituting the acrylic rubber) in the molecule.
  • a (meth) acrylic acid ester monomer as a main component (preferably having 50% by weight or more of all the monomer units constituting the acrylic rubber) in the molecule.
  • the (meth) acrylic acid ester monomer forming the (meth) acrylic acid ester monomer unit which is the main component of the acrylic rubber used in the present invention is not particularly limited, and is, for example, a (meth) acrylic acid alkyl ester.
  • Monomers, (meth) acrylic acid alkoxyalkyl ester monomers and the like can be mentioned.
  • the (meth) acrylic acid alkyl ester monomer is not particularly limited, but is an ester of alkanol having 1 to 12 carbon atoms and (meth) acrylic acid ((meth) acrylic acid having an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms). Ester) is preferable, and an ester of an alkanol having 1 to 8 carbon atoms and (meth) acrylic acid (a (meth) acrylic acid ester having an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms) is more preferable, and an alkanol having 2 to 6 carbon atoms is more preferable. And an ester of (meth) acrylic acid (a (meth) acrylic acid ester having an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms) is more preferable.
  • (meth) acrylic acid alkyl ester monomer examples include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic.
  • examples thereof include n-butyl acid, isobutyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and cyclohexyl (meth) acrylate.
  • ethyl (meth) acrylate and n-butyl (meth) acrylate are preferable, and ethyl acrylate and n-butyl acrylate are more preferable. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the (meth) acrylic acid alkoxyalkyl ester monomer is not particularly limited, but has an ester of an alkoxyalkyl alcohol having 2 to 12 carbon atoms and an (meth) acrylic acid (having an alkoxyalkyl group having 2 to 12 carbon atoms).
  • (Meta) acrylic acid ester) is preferable, and an ester of an alkoxyalkyl alcohol having 2 to 8 carbon atoms and (meth) acrylic acid (a (meth) acrylic acid ester having an alkoxyalkyl group having 2 to 8 carbon atoms) is more preferable.
  • An ester of an alkoxyalkyl alcohol having 2 to 6 carbon atoms and a (meth) acrylic acid (a (meth) acrylic acid ester having an alkoxyalkyl group having 2 to 6 carbon atoms) is more preferable.
  • (meth) acrylic acid alkoxyalkyl ester monomer examples include methoxymethyl (meth) acrylic acid, ethoxymethyl (meth) acrylic acid, 2-methoxyethyl (meth) acrylic acid, and 2-methoxyethyl (meth) acrylic acid.
  • examples thereof include ethoxyethyl, 2-propoxyethyl (meth) acrylate, 2-butoxyethyl (meth) acrylate, 3-methoxypropyl (meth) acrylate, and 4-methoxybutyl (meth) acrylate.
  • 2-ethoxyethyl (meth) acrylate and 2-methoxyethyl (meth) acrylate are preferable, and 2-ethoxyethyl acrylate and 2-methoxyethyl acrylate are particularly preferable. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the (meth) acrylic acid ester monomer unit includes 30 to 100% by weight of the (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit and the (meth) acrylic acid alkoxyalkyl ester monomer. It is preferable to use one having a unit of 70 to 0% by weight.
  • the content of the (meth) acrylic acid ester monomer unit in the monomer unit constituting the acrylic rubber used in the present invention is preferably 50% by weight or more, more preferably 60% by weight or more. It is even more preferably 70 to 99.9% by weight, even more preferably 80 to 99.5% by weight, and particularly preferably 90 to 99% by weight. If the content of the (meth) acrylic acid ester monomer unit is too small, the weather resistance, heat resistance, and oil resistance of the obtained rubber crosslinked product may decrease.
  • the acrylic rubber used in the present invention may contain a crosslinkable monomer unit in addition to the (meth) acrylic acid ester monomer unit, if necessary.
  • the crosslinkable monomer forming the crosslinkable monomer unit is not particularly limited, and has, for example, an ⁇ , ⁇ -ethylene unsaturated carboxylic acid monomer, a monomer having an epoxy group, and a halogen atom. Monomers, diene monomers and the like can be mentioned.
  • the crosslinkable monomer ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated carboxylic acid can be used from the viewpoint of improving the scorch stability of the rubber composition of acrylic rubber, the heat resistance of the crosslinked rubber, and the compressive permanent strain property.
  • a monomer, a monomer having an epoxy group, and a monomer having a halogen atom are preferable, and an ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer and a monomer having an epoxy group are more preferable, and ⁇ , ⁇ -Ethoxyunsaturated carboxylic acid monomers are particularly preferred.
  • the ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer is not particularly limited, and is, for example, ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated monocarboxylic acid, ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated dicarboxylic acid, and ⁇ , ⁇ . -Examples include ethylenically unsaturated dicarboxylic acid monoesters.
  • the acrylic rubber can be made into a carboxyl group-containing acrylic rubber having a carboxyl group as a cross-linking point, whereby a rubber cross-linked product can be obtained. , The compression resistance and permanent strain resistance can be further improved.
  • the ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated monocarboxylic acid is not particularly limited, but ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated monocarboxylic acid having 3 to 12 carbon atoms is preferable, and specific examples thereof include acrylic acid and methacrylic acid. , ⁇ -Ethylacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid and the like.
  • the ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated dicarboxylic acid is not particularly limited, but ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated dicarboxylic acid having 4 to 12 carbon atoms is preferable, and specific examples thereof include fumaric acid and maleic acid.
  • the ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated dicarboxylic acid monoester is not particularly limited, but a monoester of ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated dicarboxylic acid having 4 to 12 carbon atoms and alkanol having 1 to 12 carbon atoms is preferable.
  • a monoester of an ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated dicarboxylic acid having 4 to 6 carbon atoms and an alkanol having 2 to 8 carbon atoms is more preferable, and a monoester of buthendioic acid having 4 carbon atoms and an alkanol having 2 to 6 carbon atoms. Esters are even more preferred.
  • Specific examples of ⁇ , ⁇ -ethylenic unsaturated dicarboxylic acid monoesters include butenediones such as monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, mono n-butyl fumarate, monomethyl maleate, monoethyl maleate, and mono n-butyl maleate.
  • Acid monochain alkyl ester butenedioic acid monoester having an alicyclic structure such as monocyclopentyl fumarate, monocyclohexyl fumarate, monocyclohexenyl fumarate, monocyclopentyl maleate, monocyclohexyl maleate, monocyclohexenyl maleate;
  • itaconic acid monoesters such as monomethyl itaconic acid, monoethyl itaconic acid, mono n-butyl itaconic acid, and monocyclohexyl itaconic acid.
  • ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated dicarboxylic acid monoester is preferable, butenedioic acid monochain alkyl ester or butendionic acid monoester having an alicyclic structure is more preferable, and monon-butyl fumaric acid and maleic acid are more preferable. Mono-n-butyl, monocyclohexyl fumarate, and monocyclohexyl maleate are more preferred, and mono n-butyl fumarate is particularly preferred.
  • These ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated carboxylic acid monomers can be used alone or in combination of two or more.
  • the dicarboxylic acid also includes those existing as anhydrides.
  • the monomer having an epoxy group is not particularly limited, and for example, an epoxy group-containing (meth) acrylic acid ester such as glycidyl (meth) acrylate; an epoxy group-containing ether such as allyl glycidyl ether and vinyl glycidyl ether; Can be mentioned.
  • the monomer having a halogen atom is not particularly limited, and for example, an unsaturated alcohol ester of a halogen-containing saturated carboxylic acid, a (meth) acrylic acid haloalkyl ester, a (meth) acrylic acid haloacyloxyalkyl ester, or (meth) acrylic.
  • examples thereof include acid (haloacetylcarbamoyloxy) alkyl esters, halogen-containing unsaturated ethers, halogen-containing unsaturated ketones, halomethyl group-containing aromatic vinyl compounds, halogen-containing unsaturated amides, and haloacetyl group-containing unsaturated monomers.
  • the monomer having a halogen atom preferably contains a chlorine atom as the halogen atom.
  • the unsaturated alcohol ester of the halogen-containing saturated carboxylic acid include vinyl chloroacetate, vinyl 2-chloropropionate, and allyl chloroacetate.
  • Specific examples of the (meth) acrylic acid haloalkyl ester include chloromethyl (meth) acrylic acid, 1-chloroethyl (meth) acrylic acid, 2-chloroethyl (meth) acrylic acid, and 1,2-dichloroethyl (meth) acrylic acid. , 2-Chloropropyl (meth) acrylate, 3-chloropropyl (meth) acrylate, and 2,3-dichloropropyl (meth) acrylate.
  • (meth) acrylic acid haloacyloxyalkyl ester examples include (meth) acrylic acid 2- (chloroacetoxy) ethyl, (meth) acrylic acid 2- (chloroacetoxy) propyl, and (meth) acrylic acid 3- (chloro). Examples thereof include acetoxy) propyl and 3- (hydroxychloroacetoxy) propyl (meth) acrylate.
  • (meth) acrylic acid (haloacetylcarbamoyloxy) alkyl ester examples include 2- (chloroacetylcarbamoyloxy) ethyl (meth) acrylic acid and 3- (chloroacetylcarbamoyloxy) propyl (meth) acrylic acid. Can be mentioned.
  • halogen-containing unsaturated ether examples include chloromethyl vinyl ether, 2-chloroethyl vinyl ether, 3-chloropropyl vinyl ether, 2-chloroethyl allyl ether, 3-chloropropyl allyl ether and the like.
  • halogen-containing unsaturated ketone examples include 2-chloroethyl vinyl ketone, 3-chloropropyl vinyl ketone, 2-chloroethyl allyl ketone and the like.
  • halomethyl group-containing aromatic vinyl compound examples include p-chloromethylstyrene, m-chloromethylstyrene, o-chloromethylstyrene, and p-chloromethyl- ⁇ -methylstyrene.
  • halogen-containing unsaturated amide examples include N-chloromethyl (meth) acrylamide.
  • haloacetyl group-containing unsaturated monomer examples include 3- (hydroxychloroacetoxy) propylallyl ether and p-vinylbenzylchloroacetic acid ester.
  • diene monomer examples include conjugated diene monomers such as 1,3-butadiene, isoprene, and piperylene; non-conjugated diene monomers such as etilidennorbornene and dicyclopentadiene; dicyclopentadienyl (meth) acrylate. , Esters of (meth) acrylic acid such as 2-dicyclopentadienylethyl (meth) acrylic acid and alkenol; and the like.
  • the content of the crosslinkable monomer unit in the monomer unit constituting the acrylic rubber used in the present invention is preferably 0.01% by weight or more, more preferably 0.01 to 20% by weight, and further. It is preferably 0.1 to 10% by weight, even more preferably 0.5 to 5% by weight, and particularly preferably 1 to 3% by weight.
  • the acrylic rubber used in the present invention contains other monomers copolymerizable with these. It may have a unit.
  • the other such copolymerizable monomer is not particularly limited, but is limited to an aromatic vinyl monomer, ⁇ , ⁇ -ethylenic unsaturated nitrile monomer, acrylamide-based monomer, ⁇ , ⁇ -. Examples thereof include ethylenically unsaturated dicarboxylic acid diester monomers and other olefin-based monomers.
  • aromatic vinyl monomer examples include styrene, ⁇ -methylstyrene, and divinylbenzene.
  • Examples of the ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated nitrile monomer include acrylonitrile and methacrylonitrile.
  • Examples of the acrylamide-based monomer include acrylamide and methacrylamide.
  • the ⁇ , ⁇ -ethylenic unsaturated dicarboxylic acid diester monomer is a maleic acid dialkyl ester such as dimethyl maleate or din-butyl maleate having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms; fumaric acid.
  • Dialkyl esters of fumaric acid such as dimethyl and din-butyl fumarate having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms; dicyclopentyl maleate and dicycloalkyl maleate such as dicyclohexyl maleate and cycloalkyl.
  • a group having 4 to 16 carbon atoms a dicycloalkyl ester of fumaric acid such as dicyclopentyl fumarate and dicyclohexyl fumarate having a cycloalkyl group having 4 to 16 carbon atoms; dimethyl itaconate, di-itaconate Itaconic acid dialkyl ester such as n-butyl having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms: an itaconic acid dicycloalkyl ester such as dicyclohexyl itaconate having a cycloalkyl group having 4 to 16 carbon atoms. ; And so on.
  • olefin-based monomers include ethylene, propylene, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl acetate, ethyl vinyl ether, and butyl vinyl ether.
  • copolymerizable monomers can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the units of these other copolymerizable monomers in the monomer units constituting the acrylic rubber used in the present invention is preferably 49.9% by weight or less, more preferably 29.9. It is 0% by weight or less, more preferably 15% by weight or less, still more preferably 9% by weight or less, and particularly preferably 4.5% by weight or less.
  • the acrylic rubber used in the present invention has a Mooney viscosity (ML1 + 4,100 ° C.) in the range of 10 to 150, preferably in the range of 20 to 100, and more preferably in the range of 25 to 70.
  • Mooney viscosity ML1 + 4,100 ° C.
  • the glass transition temperature (Tg) of the acrylic rubber used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 0 ° C. or lower, more preferably ⁇ 5 ° C. or lower, still more preferably ⁇ 10 ° C. or lower.
  • the lower limit of the glass transition temperature (Tg) is not particularly limited, but is preferably ⁇ 80 ° C. or higher, preferably ⁇ 60 ° C. or higher, and more preferably ⁇ 40 ° C. or higher.
  • the acrylic rubber used in the present invention can be produced by copolymerizing (radical polymerization) the above-mentioned monomers by using known methods such as emulsion polymerization, suspension polymerization, solution polymerization and bulk polymerization. .. Among these polymerization methods, emulsion polymerization is preferable, and in the case of emulsion polymerization, it is preferable to carry out the polymerization at a low temperature (100 ° C. or lower) and at normal pressure from the viewpoint of facilitating the production of acrylic rubber. Further, in the emulsion polymerization, in addition to the emulsifier and the polymerization initiator, a commonly used polymerization auxiliary material can be used.
  • the emulsifier is not particularly limited, and is, for example, a polyoxyethylene alkyl ether such as polyoxyethylene dodecyl ether, a polyoxyethylene alkylphenol ether such as polyoxyethylene nonylphenyl ether, and a polyoxyethylene alkyl such as polyoxyethylene stearate ester.
  • a polyoxyethylene alkyl ether such as polyoxyethylene dodecyl ether
  • a polyoxyethylene alkylphenol ether such as polyoxyethylene nonylphenyl ether
  • a polyoxyethylene alkyl such as polyoxyethylene stearate ester.
  • Nonionic emulsifiers such as esters, polyoxyethylene sorbitan alkyl esters, polyoxyethylene polyoxypropylene copolymers; salts of fatty acids such as myristic acid, palmitic acid, oleic acid, linolenic acid, alkylbenzene sulfone such as sodium dodecylbenzene sulfonate Higher alcohol sulfates such as acid salts, sodium lauryl sulfates, higher phosphoric acid ester salts such as sodium alkylphosphates, anionic emulsifiers such as alkylsulfosuccinates; alkyltrimethylammonium chlorides, dialkylammonium chlorides, benzylammonium chlorides, etc.
  • Cationic emulsifiers Cationic emulsifiers; and the like.
  • the amount of the emulsifier used is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monomer used for the polymerization.
  • the polymerization initiator is not particularly limited, but is an azo compound such as azobisisobutyronitrile; an organic peroxide such as diisopropylbenzene hydroperoxide, cumene hydroperoxide, paramentan hydroperoxide, and benzoyl peroxide; Inorganic peroxides such as sodium sulfate, potassium persulfate, hydrogen peroxide, and ammonium persulfate; and the like can be used. These polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the polymerization initiator used is preferably 0.001 to 1.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomer used for the polymerization.
  • the organic peroxide and the inorganic peroxide as the polymerization initiator are preferably used as the redox-based polymerization initiator in combination with the reducing agent.
  • the reducing agent used in combination is not particularly limited, but is a compound containing a metal ion in a reduced state such as ferrous sulfate, sodium hexamethylenediamine tetraacetate, and ferrous naphthenate; ascorbic acid and sodium ascorbate.
  • Ascorbic acid (salt) such as potassium ascorbate
  • erythorbic acid (salt) such as erythorbic acid, sodium elisorbate, potassium erythorbate
  • sugars sulfites such as sodium hydroxymethanesulfite; sodium sulfite, potassium sulfite, sulfite Sodium bisulfite, sodium aldehyde, sodium hydrogen sulfite, potassium hydrogen sulfite sulfite
  • reducing agents can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the reducing agent used is preferably 0.0003 to 0.1 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymerization initiator.
  • polymerization auxiliary materials usually used in the production of acrylic rubber, for example, a molecular weight adjusting agent, a particle size adjusting agent, a chelating agent, an oxygen scavenger, etc.
  • Polymerization auxiliary materials can be used.
  • the acrylic rubber composition used in the production method of the present invention contains a rubber component containing acrylic rubber, carbon black, and a cross-linking agent.
  • the content ratio of acrylic rubber in the rubber component may be appropriately selected according to the purpose of use, but is preferably 30% by weight or more, more preferably 50% by weight or more, still more preferably 70% by weight or more, and further. More preferably, it is 90% by weight or more, and particularly preferably 100% by weight (that is, an embodiment in which a rubber component substantially composed of acrylic rubber is used).
  • the rubber other than the acrylic rubber constituting the rubber component is not particularly limited, but is natural rubber, polybutadiene rubber, polyisoprene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, silicon rubber, fluororubber, olefin elastomer, styrene type.
  • examples thereof include elastomers, vinyl chloride-based elastomers, polyester-based elastomers, polyamide-based elastomers, polyurethane-based elastomers, and polysiloxane-based elastomers.
  • the carbon black is not particularly limited, but examples thereof include furnace black, acetylene black, thermal black, channel black, and graphite. Among these, it is preferable to use furnace black, and specific examples thereof include SAF, ISAF, ISAF-HS, ISAF-LS, IISAF-HS, HAF, HAF-HS, HAF-LS, MAF, and FEF. Can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the condition is that the following equation (1) is satisfied. 6.5 ⁇ 10 3 ⁇ C A ⁇ C D ⁇ 1.1 ⁇ 10 4 (1)
  • the total pitch number SP which will be described later
  • And amount C A of the carbon black, the DBP oil absorption C D of the carbon black, may satisfy the above expression (1) preferably satisfies the following formula (3), satisfying the following formula (4) Is more preferable.
  • the value of "C A ⁇ C D" is too small, the surface skin rubber molded and cross-linked rubber product obtained would be deteriorated, the value of "C A ⁇ C D" is too large, an acrylic rubber molding Productivity is reduced.
  • the amount C A carbon black [phr; per hundred rubber] are included in the acrylic rubber composition, the amount relative to 100 parts by weight of the rubber component containing an acrylic rubber (unit is "part by weight"), and carbon in relation to the DBP oil absorption C D black, as long as it satisfies the above formula (1), but is preferably 40 ⁇ 120 phr, more preferably 45 ⁇ 100 phr, more preferably from 50 ⁇ 80 phr.
  • the DBP oil absorption of C D of the carbon black, in relation to the amount C A of the carbon black, the present invention may be one satisfying the above formula (1), preferably 50 ⁇ 200 cc / 100 g, more preferably 70 It is ⁇ 180 cc / 100 g, more preferably 80 to 160 cc / 100 g, and particularly preferably 95 to 140 cc / 100 g.
  • the cross-linking agent is not particularly limited, and is, for example, a polyvalent amine compound such as a diamine compound and a carbonate thereof; sulfur; a sulfur donor; a triazinethiol compound; a polyvalent epoxy compound; an ammonium organic carboxylate salt; an organic peroxide.
  • Conventionally known cross-linking agents such as: dithiocarbamic acid metal salt; polyvalent carboxylic acid; quaternary onium salt; imidazole compound; isocyanuric acid compound; can be used. These cross-linking agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the cross-linking agent is preferably selected as appropriate according to the type of the cross-linking monomer unit.
  • the acrylic rubber used in the present invention has an ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer unit as a crosslinkable monomer unit, a polyvalent amine compound as a crosslinker, And its carbonates are preferred.
  • the polyvalent amine compound and its carbonate are not particularly limited, but a polyvalent amine compound having 4 to 30 carbon atoms and a carbonate thereof are preferable.
  • Examples of such a polyvalent amine compound and a carbonate thereof include an aliphatic polyvalent amine compound, a carbonate thereof, and an aromatic polyvalent amine compound.
  • the aliphatic polyvalent amine compound and its carbonate are not particularly limited, and examples thereof include hexamethylenediamine, hexamethylenediamine carbamate, and N, N'-dicinnamylidene-1,6-hexanediamine. Of these, hexamethylenediamine carbamate is preferable.
  • the aromatic polyvalent amine compound is not particularly limited, and is, for example, 4,4'-methylenedianiline, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether.
  • the content of the cross-linking agent in the acrylic rubber composition used in the present invention is preferably 0.001 to 20 parts by weight, more preferably 0.1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component containing acrylic rubber. Parts, more preferably 0.1 to 5 parts by weight, particularly preferably 0.2 to 4 parts by weight.
  • the acrylic rubber composition further contains a cross-linking accelerator.
  • the cross-linking accelerator is not particularly limited, but when the acrylic rubber has a carboxyl group as a cross-linking group and the cross-linking agent is a polyvalent amine compound or a carbonate thereof, a guanidine compound. , Diazabicycloalkene compounds, imidazole compounds, quaternary onium salts, tertiary phosphine compounds, aliphatic monovalent secondary amine compounds, aliphatic monovalent tertiary amine compounds and the like can be used.
  • guanidine compounds, diazabicycloalkene compounds, and aliphatic monovalent secondary amine compounds are preferable, and guanidine compounds and diazabicycloalkene compounds are particularly preferable.
  • These basic cross-linking accelerators can be used alone or in combination of two or more.
  • guanidine compound examples include 1,3-di-o-tolylguanidine, 1,3-diphenylguanidine and the like.
  • diazabicycloalkene compound examples include 1,8-diazabicyclo [5.4.0] unde-7-sen, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] no-5-nen, and the like. ..
  • Specific examples of the imidazole compound include 2-methylimidazole and 2-phenylimidazole.
  • Specific examples of the quaternary onium salt include tetra n-butylammonium bromide and octadecyltri n-butylammonium bromide.
  • tertiary phosphine compound include triphenylphosphine and tri-p-tolylphosphine.
  • the aliphatic monovalent secondary amine compound is a compound in which two hydrogen atoms of ammonia are replaced with an aliphatic hydrocarbon group.
  • the aliphatic hydrocarbon group that replaces the hydrogen atom is preferably one having 1 to 30 carbon atoms.
  • Specific examples of the aliphatic monovalent secondary amine compound include dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, diallylamine, diisopropylamine, di-n-butylamine, di-t-butylamine, di-sec-butylamine, dihexylamine, and dihexylamine.
  • Examples thereof include heptylamine, dioctylamine, dinonylamine, didecylamine, diundecylamine, didodecylamine, ditridecylamine, ditetradecylamine, dipentadecylamine, disetylamine, di-2-ethylhexylamine, and dioctadecylamine.
  • the aliphatic monovalent tertiary amine compound is a compound in which all three hydrogen atoms of ammonia are replaced with an aliphatic hydrocarbon group.
  • the aliphatic hydrocarbon group that replaces the hydrogen atom is preferably one having 1 to 30 carbon atoms.
  • Specific examples of the aliphatic monovalent tertiary amine compound include trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, triallylamine, triisopropylamine, tri-n-butylamine, tri-t-butylamine, tri-sec-butylamine, and trihexylamine. , Triheptylamine, trioctylamine, trinonylamine, tridecylamine, triundecylamine, tridodecylamine and the like.
  • the content of the cross-linking accelerator in the acrylic rubber composition is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 7.5, based on 100 parts by weight of the rubber component containing acrylic rubber. It is by weight, more preferably 1 to 5 parts by weight.
  • the acrylic rubber composition may be blended with an anti-aging agent, if necessary.
  • the antiaging agent is not particularly limited, but is phenyl- ⁇ -naphthylamine, phenyl- ⁇ -naphthylamine, p- (p-toluenesulfonylamide) -diphenylamine, 4,4'-bis ( ⁇ , ⁇ -dimethylbenzyl) diphenylamine.
  • the anti-aging agent can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the antioxidant in the acrylic rubber composition is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 15 parts by weight, more preferably 0.05, based on 100 parts by weight of the rubber component containing acrylic rubber. It is up to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 5 parts by weight.
  • a compounding agent usually used in the rubber processing field can be blended in addition to each of the above components.
  • a compounding agent include a reinforcing filler such as silica; a non-reinforcing filler such as calcium carbonate and clay; a light stabilizer; a scorch inhibitor; a plasticizer; a processing aid; an adhesive; a lubricant; Lubricants; flame retardants; fungicides; antistatic agents; colorants; etc.
  • the blending amount of these blending agents is not particularly limited as long as the purpose and effect of the present invention are not impaired, and an amount suitable for the blending purpose can be appropriately blended.
  • the acrylic rubber composition of the present invention is prepared by blending the above-mentioned rubber component containing acrylic rubber with carbon black, a cross-linking agent, and various other compounding agents used as necessary, and using an open roll, a Banbury mixer, various kneaders, and the like. It is prepared by mixing, kneading, and then further kneading using a kneading roll.
  • the blending order of each component is not particularly limited, but after sufficiently mixing the components that are difficult to react or decompose with heat, the cross-linking agent, which is a component that easily reacts or decomposes with heat, is mixed at a temperature at which the reaction or decomposition does not occur. It is preferable to mix in a short time.
  • the method for producing a rubber molded product of the present invention is A method for producing a rubber molded body by molding an acrylic rubber composition containing a rubber component containing acrylic rubber, carbon black, and a cross-linking agent using an extrusion molding machine.
  • the acrylic rubber composition is molded using the extrusion molding machine so as to satisfy the above conditions. 6.5 ⁇ 10 3 ⁇ C A ⁇ C D ⁇ 1.1 ⁇ 10 4 (1) 3.2 ⁇ 10 6 ⁇ C A ⁇ S D ⁇ S S ⁇ S P ⁇ 8.0 ⁇ 10 6 (2)
  • FIG. 1 is a schematic view showing an extrusion molding machine used in a method for manufacturing a rubber molded product according to an embodiment of the present invention.
  • the acrylic rubber composition is extruded by exemplifying the case where the extrusion molding machine according to the embodiment shown in FIG. 1 is used as the extrusion molding machine used in the method for producing the rubber molded product of the present invention.
  • a method for obtaining a rubber molded product will be described.
  • the extrusion molding machine 1 has a drive unit 2 and a single barrel 3 composed of 11 divided barrel blocks 31 to 41. Further, a screw 6 shown in FIG. 2 is arranged inside the barrel 3, and among the barrel blocks constituting the barrel 3, the downstream side of the barrel block 41 located on the most downstream side is inside the barrel 3.
  • a die 5 for molding the kneaded acrylic rubber composition into a predetermined shape is connected, and a rubber molded product having a predetermined shape can be extruded.
  • the die 5 may be provided with a cutter for cutting the extruded rubber molded product to a predetermined size.
  • FIG. 1 illustrates a configuration in which the barrel 3 is composed of 11 barrel blocks 31 to 41, but the number of barrel blocks is not particularly limited and is larger than that shown in FIG. It may be, or it may be less.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a screw arranged inside the extrusion molding machine 1. Inside the barrel 3, one screw 6 as shown in FIG. 2 is arranged. That is, the extrusion molding machine 1 is a single-screw extrusion molding machine. A driving means such as a motor housed in a driving unit 2 (see FIG. 1) is connected to the base end of the screw 6 in order to drive the screw 6, whereby the screw 6 is rotatably held. ..
  • the shape of the screw 6 is not particularly limited, and examples thereof include a full-flight type double-threaded screw.
  • the acrylic rubber composition is charged into such an extrusion molding machine 1, and the charged acrylic rubber composition is subjected to a shearing force due to the rotation of the screw 6 in the barrel 3. While kneading, it can be fed to the downstream side and pushed from the die 5 as a rubber molded body having a predetermined shape.
  • the diameter of the screw 6 of the extrusion molding machine 1 is set to SD [mm], and extrusion molding is performed.
  • the diameter SD of the screw 6 of the extrusion molding machine 1 is the outer diameter of the screw 6 of the extrusion molding machine 1 (the diameter of the peak portion of the screw-shaped groove portion and the peak portion of the screw 6).
  • the value of "C a ⁇ S D ⁇ S S ⁇ S P " is as long as it satisfies the above formula (2), preferably 20 ⁇ 200 mm, more preferably 30 ⁇ 150 mm, more preferably 50 ⁇ 100 mm, Particularly preferably, it is 65 to 85 mm.
  • Rotational speed S S of the screw 6 of the extruder 1 is a rotating speed of the screw 6 during extrusion molding of the acrylic rubber composition, preferably from 5 ⁇ 60 rpm, more preferably 10 ⁇ 50 rpm, more preferably from 15 to It is 45 rpm.
  • the total number of pitches S P output screw 6 of the extruder 1 is the total number of parts of the mountain which constitute the screw 6, preferably 10 to 50, more preferably 15 to 45, more preferably 20 to 40, Particularly preferably, it is 27 to 37.
  • the total number of pitches S P output screw 6 of the extruder 1 is 32, in the longitudinal direction of the screw 6, the total number of mountain portion of the screw 6 is that 32.
  • the length S L of the screw 6 is preferably 400 ⁇ 3000 mm, more preferably 700 ⁇ 2500 mm, more preferably Is 1000 to 2000 mm, particularly preferably 1050 to 1350 mm.
  • the groove depth of the screw 6 is not particularly limited, but is preferably 4 to 12 mm, more preferably 5 to 11 mm, and even more preferably 6 to 10 mm.
  • the temperature of the screw 6 when extrusion molding is performed by the extrusion molding machine 1 is not particularly limited, but is preferably 50 to 110 ° C, more preferably 60 to 100 ° C, and even more preferably 70 to 100 ° C.
  • the temperature of the cylinder constituting the barrel 3 is preferably 50 to 110 ° C, more preferably 60 to 100 ° C, still more preferably 70 to 100 ° C.
  • the temperature of the die 5 is preferably 60 to 120 ° C, more preferably 70 to 110 ° C, still more preferably 80 to 110 ° C.
  • the rubber crosslinked product of the present invention is obtained by cross-linking a rubber molded product obtained by the above-mentioned production method of the present invention.
  • the rubber crosslinked product of the present invention can be produced by subjecting the rubber molded product obtained by the above-mentioned production method of the present invention to a cross-linking reaction by heating and fixing the shape as a rubber crosslinked product.
  • the cross-linking temperature is usually 130 to 220 ° C., preferably 150 to 190 ° C.
  • the cross-linking time is usually 2 minutes to 10 hours, preferably 3 minutes to 5 hours.
  • a method used for cross-linking rubber such as oven heating, steam heating, microwave heating, and hot air heating may be appropriately selected.
  • the rubber molded body has a hose shape, it can be made into a rubber crosslinked product by inserting a mandrel inside the hose-shaped rubber molded body and heating with the mandrel inserted. ..
  • the rubber crosslinked product of the present invention may be further heated for secondary cross-linking.
  • the secondary cross-linking varies depending on the heating method, cross-linking temperature, shape and the like, but is preferably carried out for 1 to 48 hours.
  • the heating method and heating temperature may be appropriately selected.
  • the rubber cross-linked product of the present invention is, for example, an oil hose such as an engine oil hose, an ATF hose, or a brake hose, an air hose such as a turbo air hose, a mission control hose, or an exhaust hose, or a radiator hose. , Suitable for various hoses such as heater hoses and air conditioner hoses.
  • ⁇ Monomer composition of acrylic rubber The composition of each monomer unit contained in the acrylic rubber was confirmed by 1 H-NMR measurement, and the content of the carboxyl group in the acrylic rubber was the potential difference between the acrylic rubber dissolved in acetone and the potassium hydroxide solution. It was calculated by performing titration.
  • Extrusion amount in extrusion molding The extrusion weight (g / 20 seconds) per 20 seconds when extrusion molding was performed using the acrylic rubber composition was measured as the extrusion amount. It can be judged that the larger the value of the extrusion amount, the better the productivity.
  • the extrusion amount is shown as a relative value when the value of Comparative Example 2 is 100.
  • ⁇ Discharge temperature of rubber molded product The temperature of the rubber molded product discharged from the die 5 when extrusion-molded using the acrylic rubber composition was measured with a contact-type thermometer.
  • ⁇ Manufacturing example 1> (Manufacturing of acrylic rubber) A polymerization reactor equipped with a thermometer and a stirrer was charged with 200 parts of water, 2 parts of sodium lauryl sulfate, 64 parts of ethyl acrylate, and 34.6 parts of n-butyl acrylate, and degassed under reduced pressure and replaced with nitrogen 3 times. After sufficiently removing oxygen, emulsion polymerization was started at 20 ° C. under normal pressure by adding 1.4 parts of mono-n-butyl fumarate and 0.006 part of paramentan hydroperoxide, and the reaction was carried out for 5 hours. And polymerized until the polymerization conversion rate reached about 90%.
  • the obtained emulsion polymerization solution was coagulated with a calcium chloride solution, washed with water, and dried to obtain acrylic rubber.
  • the polymer composition of the obtained acrylic rubber was 64.0% by weight of ethyl acrylate, 34.6% by weight of n-butyl acrylate, and 1.4% by weight of mono-n-butyl fumarate.
  • the Mooney viscosity (ML1 + 4,100 ° C.) of the obtained acrylic rubber was 33.
  • the acrylic rubber composition obtained above is extruded using a single-screw extrusion molding machine 1 (trade name "EMR-V75D16", manufactured by EM Giken Co., Ltd.) shown in FIG. Shaped rubber molded products were continuously produced.
  • the conditions for extrusion molding were as follows.
  • the amount of the carbon black C A 65 phr DBP oil absorption of carbon black C D: 101cc / 100g Diameter S D of screw 6 of extrusion molding machine 1: 75 mm Rotational speed of the screw 6 of the extruder 1 S S: 30 rpm The total number of pitches of the screw 6 of the extruder 1 S P: 32 Shape of screw 6 of extrusion molding machine 1: Full flight type double-threaded screw Groove depth of screw 6 of extrusion molding machine 1: 7.5 mm Flight pitch of screw 6 of extrusion molding machine 1: 75 mm The length of the screw 6 of the extruder 1 S L: 1200 mm Temperature of screw 6 of extrusion molding machine 1: 80 ° C Temperature of cylinders constituting barrel 3 of extrusion molding machine 1: 80 ° C.
  • the obtained hose-shaped rubber molded body was cut to a length of 50 mm, and a 30 mm ⁇ SUS metal rod (mandrel) was inserted into the inner surface side of the cut hose-shaped rubber molded body, and the metal made of SUS was inserted.
  • a hose-shaped rubber crosslinked product was obtained by heating with the rod inserted in an oven at 170 ° C. for 1 hour. Then, with respect to the obtained crosslinked rubber product, the surface surface of the crosslinked rubber product was evaluated according to the above method. The results are shown in Table 1.
  • Example 2 and 3 Except that one of the of the rotational speed S S of the screw 6 of the amount C A and extruder 1 of HAF carbon black was changed as shown in Table 1, in the same manner as in Example 1, a rubber molded article and cross-linked rubber I got a thing and evaluated it in the same way. The results are shown in Table 1.
  • Example 4 Rubber in the same manner as in Example 1 except that 50 parts of MAF carbon black (trade name "Seast 116", manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd., DBP oil absorption: 135 cc / 100 g) was used instead of 65 parts of HAF carbon black. A molded product and a crosslinked rubber product were obtained and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 2.
  • MAF carbon black trade name "Seast 116", manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd., DBP oil absorption: 135 cc / 100 g
  • Example 9 Rubber in the same manner as in Example 1 except that 65 parts of FEF carbon black (trade name "Seast SO", manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd., DBP oil absorption: 115 cc / 100 g) was used instead of 65 parts of HAF carbon black. A molded product and a crosslinked rubber product were obtained and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 3.
  • FEF carbon black trade name "Seast SO", manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd., DBP oil absorption: 115 cc / 100 g
  • Example 10 and 11 Except that one or both of the rotational speed S S of the screw 6 of the amount C A and extruder 1 of FEF carbon black was changed as shown in Table 3, in the same manner as in Example 9, a rubber molded article and A rubber crosslinked product was obtained and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 3.
  • the acrylic rubber composition when extruded using an extruder, the "6.5 ⁇ 10 3 ⁇ C A ⁇ C D ⁇ 1.1 ⁇ 10 4 " conditions, and so as to satisfy the "3.2 ⁇ 10 6 ⁇ C a ⁇ S D ⁇ S S ⁇ S P ⁇ 8.0 ⁇ 10 6 " conditions, when performing extrusion molding, the resulting rubber molded Both the body and the crosslinked rubber product had excellent surface texture, and the amount of extrusion during extrusion molding was large, resulting in excellent productivity (Examples 1 to 11).
  • the acrylic rubber composition when extruded using an extruder, the condition of "6.5 ⁇ 10 3 ⁇ C A ⁇ C D ⁇ 1.1 ⁇ 10 4 ", and "3.2 ⁇ 10 6 ⁇ C a ⁇ S D ⁇ S S ⁇ S P ⁇ 8.0 ⁇ 10 6 "of the conditions of, if not satisfied either one or both, are of rubber molded and cross-linked rubber obtained Either one or both of them resulted in inferior surface skin, or the amount of extrusion during extrusion molding was small, resulting in inferior productivity (Comparative Examples 1 to 27).

Abstract

アクリルゴムを含むゴム成分と、カーボンブラックと、架橋剤とを含有するアクリルゴム組成物を、押出成形機を用いて成形することで、ゴム成形体を製造するための方法であって、前記アクリルゴム組成物中に含まれるカーボンブラックの配合量をCA[phr]とし、前記カーボンブラックのDBP吸油量をCD[cc/100g]とし、前記押出成形機のスクリューの直径をSD[mm]とし、前記押出成形機のスクリュー回転数をSS[rpm]とし、前記押出成形機のスクリューの総ピッチ数をSPとした場合に、下記式(1)および下記式(2)を満たすように、前記押出成形機を用いた、前記アクリルゴム組成物の成形を行うゴム成形体の製造方法を提供する。 6.5×103≦CA×CD≦1.1×104 (1) 3.2×106≦CA×SD×SS×SP≦8.0×106 (2)

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係り、さらに詳しくは、架橋後においても、優れた表面肌を実現できるゴム成形体を高い生産性にて製造可能なゴム成形体の製造方法に関する。
 アクリルゴムは、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体や(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル単量体などの(メタ)アクリル酸エステル単量体に由来の単位を主成分とする重合体であり、一般に耐熱性、耐油性および耐オゾン性に優れたゴムとして知られており、架橋剤を配合し、ゴム架橋物とすることで、自動車関連の分野などで広く用いられている。
 アクリルゴムのゴム架橋物は、たとえば、アクリルゴムを含むゴム成分に、カーボンブラックや架橋剤等の成分を加えたアクリルゴム組成物を押出成形機にて押出成形することで、ゴム成形体とし、得られたゴム成形体を架橋することにより得られる(たとえば、特許文献1参照)。このようなアクリルゴム組成物を押出成形する技術においては、押出加工性を良好なものとし、これにより、表面肌に優れたゴム成形体を製造することが求められている。
 しかしながら、上記特許文献1に記載の技術など従来の技術においては、表面肌に優れたゴム成形体を高い生産性にて製造することや、架橋後においても、優れた表面肌を維持できるゴム成形体を製造することについて検討されていなかった。
特開2002-220505号公報
 本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、架橋後においても、優れた表面肌を実現できるゴム成形体を高い生産性にて製造可能なゴム成形体を提供することを目的とする。
 本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、アクリルゴムを含むゴム成分と、カーボンブラックと、架橋剤とを含有するアクリルゴム組成物を、押出成形機を用いて成形する際に、アクリルゴム組成物中に含まれるカーボンブラックの配合量C、カーボンブラックのDBP吸油量C、押出成形機のスクリューの直径S、押出成形機のスクリュー回転数S、および、押出成形機のスクリューの総ピッチ数Sを、特定の範囲とすることにより、得られるゴム成形体を架橋後においても、優れた表面肌を実現できるものとすることができ、しかも、このようなゴム成形体を高い生産性にて製造可能であることを見出し、本発明を完成させるに至った。
 すなわち、本発明によれば、アクリルゴムを含むゴム成分と、カーボンブラックと、架橋剤とを含有するアクリルゴム組成物を、押出成形機を用いて成形することで、ゴム成形体を製造するための方法であって、
 前記アクリルゴム組成物中に含まれるカーボンブラックの配合量をC[phr]とし、前記カーボンブラックのDBP吸油量をC[cc/100g]とし、前記押出成形機のスクリューの直径をS[mm]とし、前記押出成形機のスクリュー回転数をS[rpm]とし、前記押出成形機のスクリューの総ピッチ数をSとした場合に、下記式(1)および下記式(2)を満たすように、前記押出成形機を用いた、前記アクリルゴム組成物の成形を行うゴム成形体の製造方法が提供される。
  6.5×10≦C×C≦1.1×10   (1)
  3.2×10≦C×S×S×S≦8.0×10   (2)
 本発明のゴム成形体の製造方法において、前記アクリルゴムが、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位および架橋性単量体単位を含有し、前記アクリルゴムを構成する単量体単位中における、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有量が50重量%以上であり、前記架橋性単量体単位の含有量が0.1重量%以上であることが好ましい。
 本発明のゴム成形体の製造方法において、前記架橋性単量体単位が、α,β-エチレン性不飽和カルボン酸単量体の単位であることが好ましい。
 本発明のゴム成形体の製造方法において、前記架橋性単量体単位が、α,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸モノエステル単量体の単位であることが好ましい。
 本発明のゴム成形体の製造方法において、前記カーボンブラックの配合量Cが、40~120phrであることが好ましい。
 本発明のゴム成形体の製造方法において、前記押出成形機が、単軸の押出成形機であることが好ましい。
 また、本発明によれば、上記いずれかの製造方法により、ゴム成形体を得る工程と、前記ゴム成形体を架橋する工程とを備えるゴム架橋物の製造方法が提供される。
 本発明によれば、架橋後においても、優れた表面肌を実現できるゴム成形体を高い生産性にて製造可能なゴム成形体を提供することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係るゴム成形体の製造方法に用いる押出成形機を示す概略図である。 図2は、押出成形機の内部に配置されるスクリューを示す概略図である。
 本発明のゴム成形体の製造方法は、
 アクリルゴムを含むゴム成分と、カーボンブラックと、架橋剤とを含有するアクリルゴム組成物を、押出成形機を用いて成形することで、ゴム成形体を製造するための方法であって、
 前記アクリルゴム組成物中に含まれるカーボンブラックの配合量をC[phr]とし、前記カーボンブラックのDBP吸油量をC[cc/100g]とし、前記押出成形機のスクリューの直径をS[mm]とし、前記押出成形機のスクリュー回転数をS[rpm]とし、前記押出成形機のスクリューの総ピッチ数をSとした場合に、下記式(1)および下記式(2)を満たすように、前記押出成形機を用いた、前記アクリルゴム組成物の成形を行うものである。
  6.5×10≦C×C≦1.1×10   (1)
  3.2×10≦C×S×S×S≦8.0×10   (2)
<アクリルゴム>
 まず、本発明の製造方法において用いるアクリルゴムについて説明する。
 本発明で用いるアクリルゴムは、分子中に、主成分(アクリルゴムを構成する全単量体単位中、好ましくは50重量%以上有するものを言う。)としての(メタ)アクリル酸エステル単量体〔アクリル酸エステル単量体および/またはメタクリル酸エステル単量体の意。以下、(メタ)アクリル酸メチルなど同様。〕単位を含有するゴム状の重合体である。
 本発明で用いるアクリルゴムの主成分である(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を形成する(メタ)アクリル酸エステル単量体としては、特に限定されないが、たとえば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体、および(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル単量体などを挙げることができる。
 (メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体としては、特に限定されないが、炭素数1~12のアルカノールと(メタ)アクリル酸とのエステル(炭素数1~12のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル)が好ましく、炭素数1~8のアルカノールと(メタ)アクリル酸とのエステル(炭素数1~8のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル)がより好ましく、炭素数2~6のアルカノールと(メタ)アクリル酸とのエステル(炭素数2~6のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル)がさらに好ましい。
 (メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、および(メタ)アクリル酸シクロヘキシルなどが挙げられる。これらの中でも、(メタ)アクリル酸エチル、および(メタ)アクリル酸n-ブチルが好ましく、アクリル酸エチル、およびアクリル酸n-ブチルがより好ましい。これらは1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。
 (メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル単量体としては、特に限定されないが、炭素数2~12のアルコキシアルキルアルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル(炭素数2~12のアルコキシアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル)が好ましく、炭素数2~8のアルコキシアルキルアルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル(炭素数2~8のアルコキシアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル)がより好ましく、炭素数2~6のアルコキシアルキルアルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル(炭素数2~6のアルコキシアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル)がさらに好ましい。
 (メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル単量体の具体例としては、(メタ)アクリル酸メトキシメチル、(メタ)アクリル酸エトキシメチル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-エトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-プロポキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸3-メトキシプロピル、および(メタ)アクリル酸4-メトキシブチルなどが挙げられる。これらの中でも、(メタ)アクリル酸2-エトキシエチル、および(メタ)アクリル酸2-メトキシエチルが好ましく、アクリル酸2-エトキシエチル、およびアクリル酸2-メトキシエチルが特に好ましい。これらは1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。
 本発明で用いるアクリルゴムにおいては、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位として、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位30~100重量%、および(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル単量体単位70~0重量%からなるものを用いることが好ましい。
 本発明で用いるアクリルゴムを構成する単量体単位中における、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有量は、好ましくは50重量%以上であり、より好ましくは60重量%以上であり、さらに好ましくは70~99.9重量%、さらにより好ましくは80~99.5重量%、特に好ましくは90~99重量%である。(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有量が少なすぎると、得られるゴム架橋物の耐候性、耐熱性、および耐油性が低下するおそれがある。
 本発明で用いるアクリルゴムは、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位に加えて、必要に応じて、架橋性単量体単位を含有していてもよい。架橋性単量体単位を形成する架橋性単量体としては、特に限定されないが、たとえば、α,β-エチレン性不飽和カルボン酸単量体、エポキシ基を有する単量体、ハロゲン原子を有する単量体、ジエン単量体などが挙げられる。架橋性単量体としては、アクリルゴムのゴム組成物のスコーチ安定性やゴム架橋物の耐熱性、圧縮永久歪み性をより高めることができるという観点より、α,β-エチレン性不飽和カルボン酸単量体、エポキシ基を有する単量体、ハロゲン原子を有する単量体が好ましく、α,β-エチレン性不飽和カルボン酸単量体、エポキシ基を有する単量体がより好ましく、α,β-エチレン性不飽和カルボン酸単量体が特に好ましい。
 α,β-エチレン性不飽和カルボン酸単量体としては、特に限定されないが、たとえば、α,β-エチレン性不飽和モノカルボン酸、α,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸、およびα,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸モノエステルなどが挙げられる。α,β-エチレン性不飽和カルボン酸単量体を用いることにより、アクリルゴムを、カルボキシル基を架橋点として持つカルボキシル基含有アクリルゴムとすることができ、これにより、ゴム架橋物とした場合における、耐圧縮永久歪み性をより高めることができる。
 α,β-エチレン性不飽和モノカルボン酸としては、特に限定されないが、炭素数3~12のα,β-エチレン性不飽和モノカルボン酸が好ましく、その具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、α-エチルアクリル酸、クロトン酸、およびケイ皮酸などが挙げられる。
 α,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸としては、特に限定されないが、炭素数4~12のα,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸が好ましく、その具体例としては、フマル酸、マレイン酸などのブテンジオン酸;イタコン酸;シトラコン酸;クロロマレイン酸;などが挙げられる。
 α,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸モノエステルとしては、特に限定されないが、炭素数4~12のα,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸と炭素数1~12のアルカノールとのモノエステルが好ましく、炭素数4~6のα,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸と炭素数2~8のアルカノールとのモノエステルがより好ましく、炭素数4のブテンジオン酸と炭素数2~6のアルカノールとのモノエステルがさらに好ましい。α,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸モノエステルの具体例としては、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸モノn-ブチル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノn-ブチルなどのブテンジオン酸モノ鎖状アルキルエステル;フマル酸モノシクロペンチル、フマル酸モノシクロヘキシル、フマル酸モノシクロヘキセニル、マレイン酸モノシクロペンチル、マレイン酸モノシクロヘキシル、マレイン酸モノシクロヘキセニルなどの脂環構造を有するブテンジオン酸モノエステル;イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸モノn-ブチル、イタコン酸モノシクロヘキシルなどのイタコン酸モノエステル;などが挙げられる。
 これらの中でも、α,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸モノエステルが好ましく、ブテンジオン酸モノ鎖状アルキルエステル、または脂環構造を有するブテンジオン酸モノエステルがより好ましく、フマル酸モノn-ブチル、マレイン酸モノn-ブチル、フマル酸モノシクロヘキシル、およびマレイン酸モノシクロヘキシルがさらに好ましく、フマル酸モノn-ブチルが特に好ましい。これらのα,β-エチレン性不飽和カルボン酸単量体は、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。なお、上記単量体のうち、ジカルボン酸には、無水物として存在しているものも含まれる。
 エポキシ基を有する単量体としては、特に限定されないが、たとえば、(メタ)アクリル酸グリシジルなどのエポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル;アリルグリシジルエーテルおよびビニルグリシジルエーテルなどのエポキシ基含有エーテル;などが挙げられる。
 ハロゲン原子を有する単量体としては、特に限定されないが、たとえば、ハロゲン含有飽和カルボン酸の不飽和アルコールエステル、(メタ)アクリル酸ハロアルキルエステル、(メタ)アクリル酸ハロアシロキシアルキルエステル、(メタ)アクリル酸(ハロアセチルカルバモイルオキシ)アルキルエステル、ハロゲン含有不飽和エーテル、ハロゲン含有不飽和ケトン、ハロメチル基含有芳香族ビニル化合物、ハロゲン含有不飽和アミド、およびハロアセチル基含有不飽和単量体などが挙げられる。なお、ハロゲン原子を有する単量体としては、ハロゲン原子として、塩素原子を含有するものであることが好ましい。
 ハロゲン含有飽和カルボン酸の不飽和アルコールエステルの具体例としては、クロロ酢酸ビニル、2-クロロプロピオン酸ビニル、およびクロロ酢酸アリルなどが挙げられる。
 (メタ)アクリル酸ハロアルキルエステルの具体例としては、(メタ)アクリル酸クロロメチル、(メタ)アクリル酸1-クロロエチル、(メタ)アクリル酸2-クロロエチル、(メタ)アクリル酸1,2-ジクロロエチル、(メタ)アクリル酸2-クロロプロピル、(メタ)アクリル酸3-クロロプロピル、および(メタ)アクリル酸2,3-ジクロロプロピルなどが挙げられる。
 (メタ)アクリル酸ハロアシロキシアルキルエステルの具体例としては、(メタ)アクリル酸2-(クロロアセトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2-(クロロアセトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸3-(クロロアセトキシ)プロピル、および(メタ)アクリル酸3-(ヒドロキシクロロアセトキシ)プロピルなどが挙げられる。
 (メタ)アクリル酸(ハロアセチルカルバモイルオキシ)アルキルエステルの具体例としては、(メタ)アクリル酸2-(クロロアセチルカルバモイルオキシ)エチル、および(メタ)アクリル酸3-(クロロアセチルカルバモイルオキシ)プロピルなどが挙げられる。
 ハロゲン含有不飽和エーテルの具体例としては、クロロメチルビニルエーテル、2-クロロエチルビニルエーテル、3-クロロプロピルビニルエーテル、2-クロロエチルアリルエーテル、および3-クロロプロピルアリルエーテルなどが挙げられる。
 ハロゲン含有不飽和ケトンの具体例としては、2-クロロエチルビニルケトン、3-クロロプロピルビニルケトン、および2-クロロエチルアリルケトンなどが挙げられる。
 ハロメチル基含有芳香族ビニル化合物の具体例としては、p-クロロメチルスチレン、m-クロロメチルスチレン、o-クロロメチルスチレン、およびp-クロロメチル-α-メチルスチレンなどが挙げられる。
 ハロゲン含有不飽和アミドの具体例としては、N-クロロメチル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。
 ハロアセチル基含有不飽和単量体の具体例としては、3-(ヒドロキシクロロアセトキシ)プロピルアリルエーテル、p-ビニルベンジルクロロ酢酸エステルなどが挙げられる。
 ジエン単量体としては、1,3-ブタジエン、イソプレン、およびピペリレンなどの共役ジエン単量体;エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエンなどの非共役ジエン単量体;(メタ)アクリル酸ジシクロペンタジエニル、(メタ)アクリル酸2-ジシクロペンタジエニルエチルなどの(メタ)アクリル酸とアルケノールとのエステル;などが挙げられる。
 本発明で用いるアクリルゴムを構成する単量体単位中における、架橋性単量体単位の含有量は、好ましくは0.01重量%以上であり、より好ましくは0.01~20重量%、さらに好ましくは0.1~10重量%、さらにより好ましくは0.5~5重量%、特に好ましくは1~3重量%である。架橋性単量体単位の含有量を上記範囲とすることにより、得られるゴム架橋物の機械的特性や耐熱性を良好なものとしながら、耐圧縮永久歪み性をより適切に高めることができる。
 また、本発明で用いるアクリルゴムは、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位、および必要に応じて用いられる架橋性単量体単位に加えて、これらと共重合可能な他の単量体の単位を有していてもよい。このような共重合可能な他の単量体としては、特に限定されないが、芳香族ビニル単量体、α,β-エチレン性不飽和ニトリル単量体、アクリルアミド系単量体、α,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸ジエステル単量体、その他のオレフィン系単量体などが挙げられる。
 芳香族ビニル単量体としては、スチレン、α-メチルスチレン、ジビニルベンゼンなどが挙げられる。
 α,β-エチレン性不飽和ニトリル単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどが挙げられる。
 アクリルアミド系単量体としては、アクリルアミド、メタクリルアミドなどが挙げられる。
 α,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸ジエステル単量体としては、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジn-ブチルなどのマレイン酸ジアルキルエステルであってアルキル基の炭素数が1~18のもの;フマル酸ジメチル、フマル酸ジn-ブチルなどのフマル酸ジアルキルエステルであってアルキル基の炭素数が1~18のもの;マレイン酸ジシクロペンチル、マレイン酸ジシクロヘキシルなどのマレイン酸ジシクロアルキルエステルであってシクロアルキル基の炭素数が4~16のもの;フマル酸ジシクロペンチル、フマル酸ジシクロヘキシルなどのフマル酸ジシクロアルキルエステルであってシクロアルキル基の炭素数が4~16のもの;イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジn-ブチルなどのイタコン酸ジアルキルエステルであってアルキル基の炭素数が1~18のもの:イタコン酸ジシクロヘキシルなどのイタコン酸ジシクロアルキルエステルであってシクロアルキル基の炭素数が4~16のもの;などが挙げられる。
 その他のオレフィン系単量体としては、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテルなどが挙げられる。
 共重合可能な他の単量体は、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。本発明で用いるアクリルゴムを構成する単量体単位中における、これら共重合可能な他の単量体の単位の含有量は、好ましくは49.9重量%以下であり、より好ましくは29.9重量%以下、さらに好ましくは15重量%以下、さらにより好ましくは9重量%以下、特に好ましくは4.5重量%以下である。
 また、本発明で用いるアクリルゴムは、ムーニー粘度(ML1+4,100℃)が、10~150の範囲であり、好ましくは20~100の範囲、より好ましくは25~70の範囲である。ムーニー粘度を上記範囲とすることにより、アクリルゴムの加工性と強度特性を高度にバランスさせることができる。
 本発明で用いるアクリルゴムのガラス転移温度(Tg)は、特に限定されないが、好ましくは0℃以下であり、より好ましくは-5℃以下、さらに好ましくは-10℃以下である。また、ガラス転移温度(Tg)の下限は、特に限定されないが、好ましくは-80℃以上、好ましくは-60℃以上、より好ましくは-40℃以上である。ガラス転移温度(Tg)を上記範囲とすることにより、アクリルゴムを、耐熱性、および耐寒性のバランスにより優れたものとすることができる。
 本発明で用いるアクリルゴムは、上記した単量体を、乳化重合、懸濁重合、溶液重合、塊状重合などの公知の方法を採用して共重合(ラジカル重合)することにより製造することができる。これらの重合方法のなかでも、乳化重合が好ましく、乳化重合に際しては、アクリルゴムの製造を容易にする観点から、重合を低温(100℃以下)、かつ、常圧で行うことが好ましい。また、乳化重合に際しては、乳化剤、重合開始剤に加えて、通常用いられる重合副資材を使用することができる。
 乳化剤としては、特に限定されないが、たとえば、ポリオキシエチレンドデシルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンステアリン酸エステルなどのポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合体等のノニオン性乳化剤;ミリスチン酸、パルミチン酸、オレイン酸、リノレン酸などの脂肪酸の塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル硫酸ナトリウムなどの高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステルナトリウムなどの高級燐酸エステル塩、アルキルスルホコハク酸塩等のアニオン性乳化剤;アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、ジアルキルアンモニウムクロライド、ベンジルアンモニウムクロライド等のカチオン性乳化剤;などを挙げることができる。乳化剤の使用量は、重合に用いる単量体100重量部に対して、好ましくは0.1~10重量部、より好ましくは0.5~5重量部である。
 重合開始剤としては、特に限定されないが、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物;ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、パラメンタンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等の有機過酸化物;過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過酸化水素、過硫酸アンモニウム等の無機過酸化物;などを用いることができる。これらの重合開始剤は、それぞれ単独で、あるいは2種類以上を組み合わせて使用することができる。重合開始剤の使用量は、重合に用いる単量体100重量部に対して、好ましくは0.001~1.0重量部である。
 なお、重合開始剤としての有機過酸化物および無機過酸化物は、還元剤と組み合わせて、レドックス系重合開始剤として使用することが好ましい。組み合わせて用いる還元剤としては、特に限定されないが、硫酸第一鉄、ヘキサメチレンジアミン四酢酸鉄ナトリウム、ナフテン酸第一銅等の還元状態にある金属イオンを含有する化合物;アスコルビン酸、アスコルビン酸ナトリウム、アスコルビン酸カリウムなどのアスコルビン酸(塩);エリソルビン酸、エリソルビン酸ナトリウム、エリソルビン酸カリウムなどのエリソルビン酸(塩);糖類;ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウムなどのスルフィン酸塩;亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸水素ナトリウム、アルデヒド亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウムの亜硫酸塩;ピロ亜硫酸ナトリウム、ピロ亜硫酸カリウム、ピロ亜硫酸水素ナトリウム、ピロ亜硫酸水素カリウムなどのピロ亜硫酸塩;チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウムなどのチオ硫酸塩;亜燐酸、亜燐酸ナトリウム、亜燐酸カリウム、亜燐酸水素ナトリウム、亜燐酸水素カリウムの亜燐酸(塩);ピロ亜燐酸、ピロ亜燐酸ナトリウム、ピロ亜燐酸カリウム、ピロ亜燐酸水素ナトリウム、ピロ亜燐酸水素カリウムなどのピロ亜燐酸(塩);ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレートなどが挙げられる。これらの還元剤は単独でまたは2種以上を組合せて用いることができる。還元剤の使用量は、重合開始剤100重量部に対して、好ましくは0.0003~0.1重量部である。
 また、アクリルゴムの製造に際しては、乳化剤、重合開始剤に加えて、アクリルゴムの製造において通常用いられる重合副資材、たとえば、分子量調整剤、粒径調整剤、キレート化剤、酸素捕捉剤等の重合副資材を使用することができる。
<アクリルゴム組成物>
 次いで、本発明の製造方法において用いるアクリルゴム組成物について説明する。
 本発明の製造方法において用いるアクリルゴム組成物は、アクリルゴムを含むゴム成分と、カーボンブラックと、架橋剤とを含有する。
 ゴム成分中における、アクリルゴムの含有割合は、使用目的に応じて適宜選択すればよいが、好ましくは30重量%以上であり、より好ましくは50重量%以上、さらに好ましくは70重量%以上、さらにより好ましくは90重量%以上、特に好ましくは100重量%(すなわち、ゴム成分として、実質的にアクリルゴムのみからなるものを用いた態様)である。
 ゴム成分を構成するアクリルゴム以外のゴムとしては、特に限定されないが、天然ゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン-ブタジエンゴム、アクリロニトリル-ブタジエンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリシロキサン系エラストマーなどが挙げられる。
 カーボンブラックとしては、特に限定されないが、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、グラファイトなどが挙げられる。これらのなかでも、ファーネスブラックを用いることが好ましく、その具体例としては、SAF、ISAF、ISAF-HS、ISAF-LS、IISAF-HS、HAF、HAF-HS、HAF-LS、MAF、FEFなどが挙げられる。これらは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
 また、本発明においては、アクリルゴム組成物中に配合するカーボンブラックの配合量をC[phr]とし、カーボンブラックのDBP吸油量をC[cc/100g]とした場合に、これらが、下記式(1)を満たす条件とする。
  6.5×10≦C×C≦1.1×10   (1)
 本発明によれば、カーボンブラックの配合量Cと、カーボンブラックのDBP吸油量Cとを上記式(1)を満たすものとし、かつ、後述するように、アクリルゴム組成物を用いて、押出成形機によりゴム成形体を製造する際における、カーボンブラックの配合量Cと、押出成形機のスクリューの直径S、押出成形機のスクリュー回転数S、および、押出成形機のスクリューの総ピッチ数Sとを、後述する式(2)を満たすものとすることで、架橋後においても、優れた表面肌を実現できるゴム成形体を高い生産性にて製造可能なものとすることができるものである。
 カーボンブラックの配合量Cと、カーボンブラックのDBP吸油量Cとは、上記式(1)を満たせばよいが、下記式(3)を満たすことが好ましく、下記式(4)を満たすことがより好ましい。「C×C」の値が小さすぎると、得られるゴム成形体およびゴム架橋物の表面肌が悪化してしまい、「C×C」の値が大きすぎると、アクリルゴム成形体の生産性が低下してしまう。
  6.5×10≦C×C≦1.0×10   (3)
  6.5×10≦C×C≦9.0×10   (4)
 カーボンブラックの配合量C[phr;per hundred rubber]は、アクリルゴム組成物中に含まれる、アクリルゴムを含むゴム成分100重量部に対する配合量(単位は、「重量部」)であり、カーボンブラックのDBP吸油量Cとの関係で、上記式(1)を満たすものであればよいが、好ましくは40~120phrであり、より好ましくは45~100phr、さらに好ましくは50~80phrである。
 また、カーボンブラックのDBP吸油量C[cc/100g]は、カーボンブラック100gが吸収するDBP(ジブチルフタレート)の量(単位は、「cc」)であり、JIS K6221に基づいて測定される。カーボンブラックのDBP吸油量Cは、カーボンブラックの配合量Cとの関係で、上記式(1)を満たすものであればよいが、好ましくは50~200cc/100gであり、より好ましくは70~180cc/100g、さらに好ましくは80~160cc/100g、特に好ましくは95~140cc/100gである。
 架橋剤としては、特に限定されないが、たとえば、ジアミン化合物などの多価アミン化合物、およびその炭酸塩;硫黄;硫黄供与体;トリアジンチオール化合物;多価エポキシ化合物;有機カルボン酸アンモニウム塩;有機過酸化物;ジチオカルバミン酸金属塩;多価カルボン酸;四級オニウム塩;イミダゾール化合物;イソシアヌル酸化合物;などの従来公知の架橋剤を用いることができる。これらの架橋剤は、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。架橋剤としては、架橋性単量体単位の種類に応じて適宜選択することが好ましい。
 これらのなかでも、本発明で用いるアクリルゴムが、架橋性単量体単位としてのα,β-エチレン性不飽和カルボン酸単量体単位を有する場合には、架橋剤として、多価アミン化合物、およびその炭酸塩を用いることが好ましい。
 多価アミン化合物、およびその炭酸塩としては、特に限定されないが、炭素数4~30の多価アミン化合物、およびその炭酸塩が好ましい。このような多価アミン化合物、およびその炭酸塩の例としては、脂肪族多価アミン化合物、およびその炭酸塩、ならびに芳香族多価アミン化合物などが挙げられる。
 脂肪族多価アミン化合物、およびその炭酸塩としては、特に限定されないが、たとえば、ヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンカーバメート、およびN,N’-ジシンナミリデン-1,6-ヘキサンジアミンなどが挙げられる。これらの中でも、ヘキサメチレンジアミンカーバメートが好ましい。
 芳香族多価アミン化合物としては、特に限定されないが、たとえば、4,4’-メチレンジアニリン、p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-(m-フェニレンジイソプロピリデン)ジアニリン、4,4’-(p-フェニレンジイソプロピリデン)ジアニリン、2,2-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、4,4’-ジアミノベンズアニリド、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、m-キシリレンジアミン、p-キシリレンジアミン、および1,3,5-ベンゼントリアミンなどが挙げられる。これらの中でも、2,2’-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパンが好ましい。
 本発明で用いるアクリルゴム組成物中における、架橋剤の含有量は、アクリルゴムを含むゴム成分100重量部に対して、好ましくは0.001~20重量部、より好ましくは0.1~10重量部、さらに好ましくは0.1~5重量部、特に好ましくは0.2~4重量部である。架橋剤の含有量を上記範囲とすることにより、ゴム弾性を充分なものとしながら、ゴム架橋物としての機械的強度を優れたものとすることができる。
 また、アクリルゴム組成物は、さらに架橋促進剤を含有していることが好ましい。架橋促進剤としては、特に限定されないが、アクリルゴムが、架橋性基としてのカルボキシル基を有するものであり、かつ、架橋剤が多価アミン化合物、またはその炭酸塩である場合には、グアニジン化合物、ジアザビシクロアルケン化合物、イミダゾール化合物、第四級オニウム塩、第三級ホスフィン化合物、脂肪族一価二級アミン化合物、および脂肪族一価三級アミン化合物などを用いることができる。これらのなかでも、グアニジン化合物、ジアザビシクロアルケン化合物、および脂肪族一価二級アミン化合物が好ましく、グアニジン化合物およびジアザビシクロアルケン化合物が特に好ましい。これらの塩基性架橋促進剤は、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。
 グアニジン化合物の具体例としては、1,3-ジ-o-トリルグアニジン、1,3-ジフェニルグアニジンなどが挙げられる。ジアザビシクロアルケン化合物の具体例としては、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデ-7-セン、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノ-5-ネンなどが挙げられる。イミダゾール化合物の具体例としては、2-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾールなどが挙げられる。第四級オニウム塩の具体例としては、テトラn-ブチルアンモニウムブロマイド、オクタデシルトリn-ブチルアンモニウムブロマイドなどが挙げられる。第三級ホスフィン化合物の具体例としては、トリフェニルホスフィン、トリ-p-トリルホスフィンなどが挙げられる。
 脂肪族一価二級アミン化合物は、アンモニアの水素原子の二つを脂肪族炭化水素基で置換した化合物である。水素原子と置換する脂肪族炭化水素基は、好ましくは炭素数1~30のものである。脂肪族一価二級アミン化合物の具体例としては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジアリルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ-n-ブチルアミン、ジ-t-ブチルアミン、ジ-sec-ブチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、ジウンデシルアミン、ジドデシルアミン、ジトリデシルアミン、ジテトラデシルアミン、ジペンタデシルアミン、ジセチルアミン、ジ-2-エチルヘキシルアミン、およびジオクタデシルアミンなどが挙げられる。
 脂肪族一価三級アミン化合物は、アンモニアの三つの水素原子全てを脂肪族炭化水素基で置換した化合物である。水素原子と置換する脂肪族炭化水素基は、好ましくは炭素数1~30のものである。脂肪族一価三級アミン化合物の具体例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリアリルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ-n-ブチルアミン、トリ-t-ブチルアミン、トリ-sec-ブチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、トリウンデシルアミン、およびトリドデシルアミンなどが挙げられる。
 アクリルゴム組成物中における、架橋促進剤の含有量は、アクリルゴムを含むゴム成分100重量部に対して、好ましくは0.1~10重量部であり、より好ましくは0.5~7.5重量部、さらに好ましくは1~5重量部である。架橋促進剤の含有量を上記範囲とすることにより、得られるゴム架橋物の引張強度および耐圧縮永久歪み性をより向上させることができる。
 また、アクリルゴム組成物には、必要に応じて老化防止剤を配合してもよい。老化防止剤としては、特に限定されないが、フェニル-α-ナフチルアミン、フェニル-β-ナフチルアミン、p-(p-トルエンスルホニルアミド)-ジフェニルアミン、4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン、N,N-ジフェニル-p-フェニレンジアミン、N-イソプロピル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、ブチルアルデヒド-アニリン縮合物などのアミン系老化防止剤;2-メルカプトベンズイミダゾールなどのイミダゾール系老化防止剤;6-エトキシ-2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリンなどのキノリン系老化防止剤;などが挙げられる。これらの中でも、アミン系老化防止剤が好ましい。
 老化防止剤は、1種単独で、または2種以上を併せて使用することができる。アクリルゴム組成物中にける、老化防止剤の含有量は、特に限定されないが、アクリルゴムを含むゴム成分100重量部に対して、好ましくは0.01~15重量部、より好ましくは0.05~10重量部、さらに好ましくは0.1~5重量部である。
 また、本発明の製造方法で用いるアクリルゴム組成物は、上記各成分以外に、ゴム加工分野において通常使用される配合剤を配合することができる。このような配合剤としては、たとえば、シリカなどの補強性充填剤;炭酸カルシウムやクレーなどの非補強性充填材;光安定剤;スコーチ防止剤;可塑剤;加工助剤;粘着剤;滑剤;潤滑剤;難燃剤;防黴剤;帯電防止剤;着色剤;などが挙げられる。これらの配合剤の配合量は、本発明の目的や効果を阻害しない範囲であれば特に限定されず、配合目的に応じた量を適宜配合することができる。
 本発明のアクリルゴム組成物は、上述したアクリルゴムを含むゴム成分に、カーボンブラック、架橋剤、およびその他必要に応じて用いられる各種配合剤を配合し、オープンロール、バンバリーミキサー、各種ニーダーなどで混合、混練し、次いで、混練ロールを用いて、さらに混練することなどにより調製される。
 各成分の配合順序は、特に限定されないが、熱で反応や分解しにくい成分を充分に混合した後、熱で反応や分解しやすい成分である架橋剤などを、反応や分解が起こらない温度で短時間に混合することが好ましい。
<ゴム成形体の製造方法>
 本発明のゴム成形体の製造方法は、
 アクリルゴムを含むゴム成分と、カーボンブラックと、架橋剤とを含有するアクリルゴム組成物を、押出成形機を用いて成形することで、ゴム成形体を製造するための方法であって、
 前記アクリルゴム組成物中に含まれるカーボンブラックの配合量をC[phr]とし、前記カーボンブラックのDBP吸油量をC[cc/100g]とし、前記押出成形機のスクリューの直径をS[mm]とし、前記押出成形機のスクリュー回転数をS[rpm]とし、前記押出成形機のスクリューの総ピッチ数をSとした場合に、下記式(1)および下記式(2)を満たすように、前記押出成形機を用いた、前記アクリルゴム組成物の成形を行うものである。
  6.5×10≦C×C≦1.1×10   (1)
  3.2×10≦C×S×S×S≦8.0×10   (2)
 図1は、本発明の一実施形態に係るゴム成形体の製造方法に用いる押出成形機を示す概略図である。以下においては、本発明のゴム成形体の製造方法に用いる押出成形機として、図1に示す一実施形態に係る押出成形機を使用する場合を例示して、アクリルゴム組成物を押出成形して、ゴム成形体を得る方法について説明する。
 図1に示すように、一実施形態に係る押出成形機1は、駆動ユニット2、および分割された11個のバレルブロック31~41で構成される単一のバレル3を有する。また、バレル3の内部には、図2に示すスクリュー6が配置されており、バレル3を構成するバレルブロックのうち、最も下流側に位置するバレルブロック41の下流側には、バレル3内で混錬されたアクリルゴム組成物を、所定の形状に成形するためのダイ5が接続され、所定の形状を有するゴム成形体を押出すことができる。ダイ5には、押し出されたゴム成形体を所定のサイズにカットするためのカッターが備えられていてもよい。なお、図1には、バレル3として、11個のバレルブロック31~41からなる構成を例示したが、バレルブロックの数は、特に限定されるものではなく、図1に示す態様よりも多いものとしてもよいし、また、少ないものとしてもよい。
 図2は、押出成形機1の内部に配置されるスクリューを示す概略図である。バレル3の内部には、図2に示すようなスクリュー6が一本配置されている。すなわち、押出成形機1は、単軸の押出成形機である。スクリュー6の基端には、これを駆動するために、駆動ユニット2(図1参照)に格納されたモータなどの駆動手段が接続されており、これによりスクリュー6は回転駆動自在に保持される。スクリュー6の形状は、特に限定されないが、たとえば、フルフライト型の2条スクリューなどが挙げられる。
 本発明のゴム成形体の製造方法においては、このような押出成形機1に、アクリルゴム組成物を投入し、投入されたアクリルゴム組成物を、バレル3内で、スクリュー6の回転によるせん断力により混練しつつ、下流側に送り、ダイ5より、所定の形状を有するゴム成形体として押すことできる。
 そして、本発明のゴム成形体の製造方法においては、このような押出成形機1を用いた押出成形を行う際において、押出成形機1のスクリュー6の直径をS[mm]とし、押出成形機1のスクリュー6の回転数をS[rpm]とし、押出成形機1のスクリュー6の総ピッチ数をSとした場合に、これらと、アクリルゴム組成物中に含まれるカーボンブラックの配合量C[phr]との関係を、下記式(2)を満たすものとする。
  3.2×10≦C×S×S×S≦8.0×10   (2)
 本発明においては、上述したように、カーボンブラックの配合量Cと、カーボンブラックのDBP吸油量Cとを上述した式(1)を満たすものとし、かつ、アクリルゴム組成物を用いて、押出成形機1によりゴム成形体を製造する際における、カーボンブラックの配合量Cと、押出成形機1のスクリュー6の直径S、押出成形機1のスクリュー6の回転数S、および、押出成形機1のスクリュー6の総ピッチ数Sとを、上記式(2)を満たすものとすることで、架橋後においても、優れた表面肌を実現できるゴム成形体を高い生産性にて製造可能なものとすることができるものである。
 カーボンブラックの配合量Cと、押出成形機1のスクリュー6の直径S、押出成形機1のスクリュー6の回転数S、および、押出成形機1のスクリュー6の総ピッチ数Sとは、上記式(2)を満たせばよいが、下記式(5)を満たすことが好ましく、下記式(6)を満たすことがより好ましい。「C×S×S×S」の値が小さすぎると、生産性が低下してしまい、一方、「C×S×S×S」の値が大きすぎると、得られるゴム架橋物とした場合における表面肌が悪化してしまう。
  4.5×10≦C×S×S×S≦7.6×10   (5)
  5.0×10≦C×S×S×S≦7.1×10   (6)
 押出成形機1のスクリュー6の直径Sは、押出成形機1のスクリュー6の外径(スクリュー6のネジ形状の溝の部分と山の部分とのうち、山の部分の直径)であり、「C×S×S×S」の値が上記式(2)を満たすものであればよいが、好ましくは20~200mm、より好ましくは30~150mm、さらに好ましくは50~100mm、特に好ましくは65~85mmである。
 押出成形機1のスクリュー6の回転数Sは、アクリルゴム組成物を押出成形する際のスクリュー6の回転数であり、好ましくは5~60rpm、より好ましくは10~50rpm、さらに好ましくは15~45rpmである。
 また、押出成形機1のスクリュー6の総ピッチ数Sは、スクリュー6を構成する山の部分の総数であり、好ましくは10~50、より好ましくは15~45、さらに好ましくは20~40、特に好ましくは27~37である。なお、たとえば、押出成形機1のスクリュー6の総ピッチ数Sが32である場合には、スクリュー6の長手方向において、スクリュー6の山の部分の総数が32ということとなる。
 なお、押出成形機1により押出成形を行う際のその他の条件としては、特に限定されないが、たとえば、スクリュー6の長さSは、好ましくは400~3000mm、より好ましくは700~2500mm、さらに好ましくは1000~2000mm、特に好ましくは1050~1350mmである。また、スクリュー6の溝深さは、特に限定されないが、好ましくは4~12mm、より好ましくは5~11mm、さらに好ましくは6~10mmである。
 また、押出成形機1により押出成形を行う際における、スクリュー6の温度は、特に限定されないが、好ましくは50~110℃、より好ましくは60~100℃、さらに好ましくは70~100℃であり、バレル3を構成するシリンダーの温度は、好ましくは50~110℃、より好ましくは60~100℃、さらに好ましくは70~100℃である。さらに、ダイ5の温度は、好ましくは60~120℃、より好ましくは70~110℃、さらに好ましくは80~110℃である。
<ゴム架橋物>
 本発明のゴム架橋物は、上述した本発明の製造方法により得られるゴム成形体を架橋してなるものである。
 本発明のゴム架橋物は、上述した本発明の製造方法により得られるゴム成形体を、加熱することにより架橋反応を行い、ゴム架橋物として形状を固定化することにより製造することができる。架橋温度は、通常、130~220℃、好ましくは150~190℃であり、架橋時間は、通常、2分~10時間、好ましくは3分~5時間である。加熱方法としては、オーブン加熱、蒸気加熱、マイクロ波加熱、および熱風加熱などのゴムの架橋に用いられる方法を適宜選択すればよい。たとえば、ゴム成形体が、ホース形状のものである場合には、ホース形状のゴム成形体の内側にマンドレルを挿入し、マンドレルを挿入した状態で加熱することで、ゴム架橋物とすることができる。
 また、ゴム架橋物の形状、大きさなどによっては、本発明のゴム架橋物は、さらに加熱して二次架橋を行ってもよい。二次架橋は、加熱方法、架橋温度、形状などにより異なるが、好ましくは1~48時間行う。加熱方法、加熱温度は適宜選択すればよい。
 そして、このようにして得られる本発明のゴム架橋物は、たとえば、エンジンオイルホース、ATFホース、ブレーキホース等のオイルホース、ターボエアーホース、ミッションコントロールホース、排気ホース等のエアー系ホース、ラジエターホース、ヒーターホース、エアコンホースなどの各種ホース類に好適に用いられる。
 以下に、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。以下において、特記しない限り「部」は重量基準である。なお、試験、評価は以下によった。
<アクリルゴムの単量体組成>
 アクリルゴム中に含まれる各単量体単位の組成については、H-NMR測定により確認し、アクリルゴム中のカルボキシル基の含有量は、アクリルゴムをアセトンに溶解し、水酸化カリウム溶液で電位差滴定を行うことにより算出した。
<ムーニー粘度(ML1+4,100℃)>
 JIS K6300の未架橋ゴム物理試験法のムーニー粘度試験に従って、測定温度100℃におけるアクリルゴムのムーニー粘度(ML1+4、100℃)を測定した。
<ゴム成形体およびゴム架橋物の表面肌>
 ゴム成形体およびゴム架橋物の表面肌を目視にて観察し、以下の基準で評価した。
  ○:表面が、平滑であり、かつ、光沢がある。
  △:表面に、凹凸および小皺のいずれも観測されないが、光沢がない。
  ×:表面に、凹凸または小皺が観測された。
<押出成形における押出量>
 アクリルゴム組成物を用いて押出成形した際における、20秒当たりの押出重量(g/20秒)を押出量として測定した。押出量の値が大きいほど生産性に優れていると判断できる。なお、押出量は、比較例2の値を100とした場合における相対値で示した。
<ゴム成形体の排出温度>
 アクリルゴム組成物を用いて押出成形した際に、ダイ5から排出されたゴム成形体の温度を、接触式の温度計にて測定した。
<製造例1>
(アクリルゴムの製造)
 温度計、攪拌装置を備えた重合反応器に、水200部、ラウリル硫酸ナトリウム2部、アクリル酸エチル64部、アクリル酸n-ブチル34.6部を仕込み、減圧脱気および窒素置換を3度行って酸素を十分に除去した後、フマル酸モノn-ブチル1.4部、パラメンタンハイドロパーオキサイド0.006部を加えて、常圧下、温度20℃で乳化重合を開始し、5時間反応させ、重合転化率約90%に達するまで重合した。そして、得られた乳化重合液を、塩化カルシウム溶液で凝固させ、水洗し、乾燥させることによりアクリルゴムを得た。得られたアクリルゴムの重合体組成は、アクリル酸エチル単位64.0重量%、アクリル酸n-ブチル単位34.6重量%、およびフマル酸モノn-ブチル単位1.4重量%であった。また、得られたアクリルゴムのムーニー粘度(ML1+4,100℃)は、33であった。
<実施例1>
(アクリルゴム組成物の調製)
 バンバリーミキサーを用いて、製造例1で得られたアクリルゴム100部に、HAFカーボンブラック(商品名「シースト3」、東海カーボン社製、DBP吸油量:101cc/100g)65部、可塑剤(商品名「アデカサイザーRS735」、アデカ社製)5部、ステアリン酸2部、エステル系ワックス(商品名「グレッグG-8205」、大日本インキ化学工業社製、滑剤)1部、4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン(商品名「ノクラックCD」、大内新興化学工業社製、老化防止剤)2部、および第1級アルキルアミン(商品名「リポミン18D」、ライオンスペシャリティケミカルズ社製)1部を添加して、50℃で5分間混合した。次いで、得られた混合物を50℃のロールに移した。これに、架橋剤としてヘキサメチレンジアミンカーバメート(商品名「Diak#1」、デュポンダウエラストマー社製、脂肪族多価アミン化合物)0.5部、および架橋促進剤として1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン-7-エン(DBU)(商品名「RHENOGRAN XLA-60」、RheinChemie社製、DBU60%(ジンクジアルキルジホスフェート塩になっている部分を含む))2部を配合し、混練することにより、アクリルゴム組成物を得た。
 次いで、上記にて得られたアクリルゴム組成物について、図1に示す単軸の押出成形機1(商品名「EMR-V75D16」、EM技研社製)を用いて押出成形を行うことで、ホース状のゴム成形体を連続的に生産した。なお、押出成形の条件は、下記の通りとした。
  カーボンブラックの配合量C:65phr
  カーボンブラックのDBP吸油量C:101cc/100g
  押出成形機1のスクリュー6の直径S:75mm
  押出成形機1のスクリュー6の回転数S:30rpm
  押出成形機1のスクリュー6の総ピッチ数をS:32
  押出成形機1のスクリュー6の形状:フルフライト型の2条スクリュー
  押出成形機1のスクリュー6の溝深さ:7.5mm
  押出成形機1のスクリュー6のフライトピッチ:75mm
  押出成形機1のスクリュー6の長さS:1200mm
  押出成形機1のスクリュー6の温度:80℃
  押出成形機1のバレル3を構成するシリンダーの温度:80℃
  押出成形機1のダイ5の温度:90℃
  ダイ5のダイス径:33mm
  ダイ5のニップル径:30mm
 そして、押出成形時の押出量および得られたホース状のゴム成形体の表面肌を上記した方法にしたがって、評価した。結果を表1に示す。
 次いで、得られたホース状のゴム成形体を、長さ50mmに切断し、切断したホース状のゴム成形体の内面側に、30mmφのSUS製の金属棒(マンドレル)を差し込み、SUS製の金属棒を差し込んだ状態で、170℃のオーブン中で、1時間加熱することで、ホース状のゴム架橋物を得た。そして、得られたゴム架橋物について、ゴム架橋物の表面肌を上記した方法にしたがって、評価した。結果を表1に示す。
<実施例2,3>
 HAFカーボンブラックの配合量Cおよび押出成形機1のスクリュー6の回転数Sのうち一方を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして、ゴム成形体およびゴム架橋物を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
<比較例1~6>
 HAFカーボンブラックの配合量Cおよび押出成形機1のスクリュー6の回転数Sのうち一方あるいは両方を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして、ゴム成形体およびゴム架橋物を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
<実施例4>
 HAFカーボンブラック65部に代えて、MAFカーボンブラック(商品名「シースト116」、東海カーボン社製、DBP吸油量:135cc/100g)50部を使用した以外は、実施例1と同様にして、ゴム成形体およびゴム架橋物を得て、同様に評価を行った。結果を表2に示す。
<実施例5~8>
 MAFカーボンブラックの配合量Cおよび押出成形機1のスクリュー6の回転数Sのうち一方あるいは両方を表2に示すように変更した以外は、実施例4と同様にして、ゴム成形体およびゴム架橋物を得て、同様に評価を行った。結果を表2に示す。
<比較例7~12>
 MAFカーボンブラックの配合量Cおよび押出成形機1のスクリュー6の回転数Sのうち一方あるいは両方を表2に示すように変更した以外は、実施例4と同様にして、ゴム成形体およびゴム架橋物を得て、同様に評価を行った。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
<実施例9>
 HAFカーボンブラック65部に代えて、FEFカーボンブラック(商品名「シーストSO」、東海カーボン社製、DBP吸油量:115cc/100g)65部を使用した以外は、実施例1と同様にして、ゴム成形体およびゴム架橋物を得て、同様に評価を行った。結果を表3に示す。
<実施例10,11>
 FEFカーボンブラックの配合量Cおよび押出成形機1のスクリュー6の回転数Sのうち一方あるいは両方を表3に示すように変更した以外は、実施例9と同様にして、ゴム成形体およびゴム架橋物を得て、同様に評価を行った。結果を表3に示す。
<比較例13~18>
 FEFカーボンブラックの配合量Cおよび押出成形機1のスクリュー6の回転数Sのうち一方あるいは両方を表3に示すように変更した以外は、実施例9と同様にして、ゴム成形体およびゴム架橋物を得て、同様に評価を行った。結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
<比較例19>
 HAFカーボンブラック65部に代えて、SRFカーボンブラック(商品名「シーストS」、東海カーボン社製、DBP吸油量:68cc/100g)50部を使用するととともに、押出成形機1のスクリュー6の回転数Sを15rpmに変更した以外は、実施例1と同様にして、ゴム成形体およびゴム架橋物を得て、同様に評価を行った。結果を表4に示す。
<比較例20~27>
 SRFカーボンブラックの配合量Cおよび押出成形機1のスクリュー6の回転数Sのうち一方あるいは両方を表4に示すように変更した以外は、比較例19と同様にして、ゴム成形体およびゴム架橋物を得て、同様に評価を行った。結果を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表1~表4に示すように、アクリルゴム組成物について、押出成形機を用いて押出成形する際に、「6.5×10≦C×C≦1.1×10」の条件、および「3.2×10≦C×S×S×S≦8.0×10」の条件を満たすように、押出成形を行った場合には、得られるゴム成形体およびゴム架橋物のいずれも、表面肌に優れたものとなり、また、押出成形時の押出量も多く、生産性に優れるものであった(実施例1~11)。
 一方、アクリルゴム組成物について、押出成形機を用いて押出成形する際に、「6.5×10≦C×C≦1.1×10」の条件、および「3.2×10≦C×S×S×S≦8.0×10」の条件のうち、いずれか一方、あるいは両方を満たさない場合には、得られるゴム成形体およびゴム架橋物のいずれか一方、または両方が、表面肌に劣るものとなる結果となったり、あるいは、押出成形時の押出量が少なく、生産性に劣るものとなる結果となった(比較例1~27)。
  1… 押出機
  2… 駆動ユニット
  3… バレル
  31~41… バレルブロック
  5… ダイ
  6… スクリュー

Claims (7)

  1.  アクリルゴムを含むゴム成分と、カーボンブラックと、架橋剤とを含有するアクリルゴム組成物を、押出成形機を用いて成形することで、ゴム成形体を製造するための方法であって、
     前記アクリルゴム組成物中に含まれるカーボンブラックの配合量をC[phr]とし、前記カーボンブラックのDBP吸油量をC[cc/100g]とし、前記押出成形機のスクリューの直径をS[mm]とし、前記押出成形機のスクリュー回転数をS[rpm]とし、前記押出成形機のスクリューの総ピッチ数をSとした場合に、下記式(1)および下記式(2)を満たすように、前記押出成形機を用いた、前記アクリルゴム組成物の成形を行うゴム成形体の製造方法。
      6.5×10≦C×C≦1.1×10   (1)
      3.2×10≦C×S×S×S≦8.0×10   (2)
  2.  前記アクリルゴムが、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位および架橋性単量体単位を含有し、
     前記アクリルゴムを構成する単量体単位中における、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有量が50重量%以上であり、前記架橋性単量体単位の含有量が0.1重量%以上である請求項1に記載のゴム成形体の製造方法。
  3.  前記架橋性単量体単位が、α,β-エチレン性不飽和カルボン酸単量体の単位である請求項2に記載のゴム成形体の製造方法。
  4.  前記架橋性単量体単位が、α,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸モノエステル単量体の単位である請求項3に記載のゴム成形体の製造方法。
  5.  前記カーボンブラックの配合量Cが、40~120phrである請求項1~3のいずれかに記載のゴム成形体の製造方法。
  6.  前記押出成形機が、単軸の押出成形機である請求項1~5のいずれかに記載のゴム成形体の製造方法。
  7.  請求項1~6のいずれかに記載の製造方法により、ゴム成形体を得る工程と、
     前記ゴム成形体を架橋する工程とを備えるゴム架橋物の製造方法。
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