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技術 ゴム組成物

出願人 第一工業製薬株式会社
発明者 寺内真奈美藤瀬圭一
出願日 2015年7月9日 (4年2ヶ月経過) 出願番号 2015-138044
公開日 2017年1月26日 (2年7ヶ月経過) 公開番号 2017-019922
状態 特許登録済
技術分野 高分子組成物
主要キーワード ジチオカルバミン酸化合物 アンモニア化合物 ビニル基含有シランカップリング剤 洗浄頻度 メルカプト基含有シランカップリング剤 SBR チオウレア化合物 平均エステル化度
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年1月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

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課題

流動性に優れ、金型汚染が抑制されたゴム組成物を提供する。

解決手段

ゴム(A)および糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)を含有するゴム組成物である。前記ゴム組成物は、ゴム(A)100質量部に対して、糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)を0.5〜20質量部含有することが好ましい。また、前記糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)における糖類が、二糖および糖アルコールから選択される少なくとも1種であることが好ましい。

概要

背景

イヤホースベルト防振ゴムなどに使用するゴム組成物には、流動性を付与することを目的として可塑剤などが配合されている。このような可塑剤としては、アジピン酸エステルフタル酸エステルが開示されている。

概要

流動性に優れ、金型汚染が抑制されたゴム組成物を提供する。ゴム(A)および糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)を含有するゴム組成物である。前記ゴム組成物は、ゴム(A)100質量部に対して、糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)を0.5〜20質量部含有することが好ましい。また、前記糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)における糖類が、二糖および糖アルコールから選択される少なくとも1種であることが好ましい。なし

目的

本発明は、流動性に優れ、金型の汚染を抑制できるゴム組成物を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

ゴム(A)および糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)を含有するゴム組成物

請求項2

ゴム(A)100質量部に対して、糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)を0.5〜20質量部含有する請求項1に記載のゴム組成物。

請求項3

前記糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)における糖類が、二糖および糖アルコールから選択される少なくとも1種である、請求項1または2に記載のゴム組成物。

請求項4

前記糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)における脂肪族モノカルボン酸が、炭素数2〜6の脂肪族モノカルボン酸である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のゴム組成物。

請求項5

請求項1〜4のいずれか1項に記載のゴム組成物を加硫してなるゴム。

技術分野

0001

本発明は、ゴム組成物に関するものである。

背景技術

0002

イヤホースベルト防振ゴムなどに使用するゴム組成物には、流動性を付与することを目的として可塑剤などが配合されている。このような可塑剤としては、アジピン酸エステルフタル酸エステルが開示されている。

先行技術

0003

特開2005−350535号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、アジピン酸エステルやフタル酸エステルは、ゴム表面へのブリードアウトが起こりやすく、金型汚染する原因となる。その結果、金型の洗浄頻度が増加し、製造効率が低下するため、その改善が求められている。そこで、本発明は、流動性に優れ、金型の汚染を抑制できるゴム組成物を提供するものである。

課題を解決するための手段

0005

本発明に係るゴム組成物は、ゴム(A)および糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)を含有するものである。

0006

本発明に係るゴム組成物は、ゴム(A)100質量部に対して、糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)を0.5〜20質量部含有することが好ましい。

0007

本発明に係るゴム組成物は、糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)における糖類が、二糖および糖アルコールから選択される少なくとも1種であることが好ましい。

0008

本発明に係るゴム組成物は、糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)における脂肪族モノカルボン酸が、炭素数2〜6の脂肪族モノカルボン酸であることが好ましい。

0009

本発明に係るゴムは、前記ゴム組成物を加硫したものである。

発明の効果

0010

本発明によれば、流動性に優れ、金型の汚染を抑制できるゴム組成物を得ることができる。

0011

本実施形態のゴム組成物は、ゴム(A)および糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)を含有する。

0012

本発明に用いるゴム(A)としては、例えば、天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(IR)、スチレンブタジエンゴムSBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、ニトリルゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴムなどが挙げられる。これらのゴムは、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。

0013

本発明に用いる糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)における糖類としては、例えば、糖および糖アルコールなどが挙げられる。糖としては、例えば、グルコースフルクトースガラクトースおよびマンノースなどの単糖スクロースラクトースマルトースおよびトレハロースなどの二糖、セルロースアミロースおよびキチンなどの多糖などが挙げられる。また、糖アルコールとしては、ソルビトールマンニトールマルチトールおよびエリスリトールなどが挙げられる。これらのうち、比較的入手が容易であることから、二糖および糖アルコールが好ましく、ショ糖がより好ましい。

0014

本発明に用いる糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)における脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、酢酸プロピオン酸ブタン酸ペンタン酸ヘキサン酸などが挙げられる。これらの脂肪族モノカルボン酸は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらのうち、金型の汚染をより抑制することができることから、炭素数2〜6の脂肪族モノカルボン酸が好ましく、炭素数2〜4の脂肪族モノカルボン酸がより好ましく、炭素数2〜3の脂肪族モノカルボン酸がさらに好ましい。

0015

前記糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)の具体的な化合物としては、ショ糖酢酸エステル、ショ糖プロピオン酸エステル、ショ糖ブタン酸エステル、ショ糖ペンタン酸エステル、ショ糖ヘキサン酸エステルなどが挙げられる。

0016

前記糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)は、1分子中に平均2.5〜8個の脂肪族モノカルボン酸エステル基を有することが好ましい。上記範囲内とすることにより、金型表面の汚染をより抑制することができる。上記脂肪族モノカルボン酸エステル基の平均数は、4.0〜8.0であることがより好ましく、5.0〜8.0であることがさらに好ましい。

0017

糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)は、融点が70〜150℃であることが好ましく、75〜120℃であることがより好ましく、80〜100℃であることがさらに好ましい。

0018

本発明に用いる糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)の製造方法は特に限定されないが、例えば、糖類と脂肪族モノカルボン酸を脱水縮合反応させる方法、糖類と無水脂肪族モノカルボン酸を反応させる方法、糖類と脂肪族モノカルボン酸ハロゲン化物とを反応させる方法などが挙げられる。これらのうち、平均エステル化度の制御が容易であることから、糖類と無水脂肪族モノカルボン酸を反応させる方法が好ましい。

0019

また、上記反応で得られた糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)を、公知の方法により精製してもよい。精製方法としては、例えば、再結晶による精製などが挙げられ、具体的には、糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル結晶と上記反応液とを混合し、冷却する方法などが挙げられる。

0020

ゴム組成物における糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)の含有量は、ゴム(A)100質量部に対して0.5〜20質量部であることが好ましい。上記範囲内とすることにより、流動性がより優れるとともに、金型の汚染をより抑制することができる。上記含有量は、ゴム(A)100質量部に対して1〜15質量部であることがより好ましく、2〜10質量部であることがさらに好ましい。

0021

本発明のゴム組成物における糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)の含有量は、0.1〜20質量%であることが好ましい。上記範囲内とすることにより、流動性がより優れるとともに、金型の汚染をより抑制することができる。上記含有量は、0.2〜15質量%であることがより好ましく、0.5〜10質量%であることがさらに好ましい。

0022

本発明のゴム組成物は、さらに、フィラー加硫剤加硫促進剤加硫助剤シランカップリング剤老化防止剤酸化防止剤などを含有することができる。

0023

フィラーとしては、例えば、カーボンブラックシリカクレータルクマイカ炭酸カルシウム水酸化マグネシウム水酸化アルミニウム硫酸バリウム酸化チタンガラス繊維繊維状フィラーガラスバルーン有機充填剤などが挙げられる。フィラー(C)の含有量は、ゴム(A)100質量部に対して20〜150質量部であることが好ましく、25〜100質量部であることがより好ましい。

0024

加硫剤としては、例えば、硫黄硫黄化合物などが挙げられる。加硫剤の含有量は、ゴム(A)100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましい。

0025

加硫促進剤としては、例えば、加硫促進剤(E)としては、例えば、1,3−ジフェニルグアニジンなどのグアニジン化合物、N−(tert−ブチル)−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミドおよびN−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドなどのスルフェンアミド系化合物、テトラブチルチウラムジスルフィドなどのチウラム化合物が挙げられる。また、チアゾール化合物チオウレア化合物ジチオカルバミン酸化合物アルデヒドアミン化合物、アルデヒド−アンモニア化合物イミダゾリン化合物キサンテート化合物なども使用できる。加硫促進剤の含有量は、ゴム(A)100質量部に対して0.1〜10質量部であることが好ましい。

0026

加硫助剤としては、例えば、ステアリン酸などの脂肪酸亜鉛華などの金属酸化物ステアリン酸亜鉛などの脂肪酸金属塩が挙げられる。加硫助剤の含有量は、ゴム(A)100質量部に対して0.1〜15質量部であることが好ましい。

0028

スルフィド基含有シランカップリング剤としては、例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピルテトラスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリメトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィドなどが挙げられる。

0029

メルカプト基含有シランカップリング剤としては、例えば、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシランなどが挙げられる。

0030

ビニル基含有シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリエトキシシランビニルトリメトキシシランなどが挙げられる。

0031

アミノ基含有シランカップリング剤としては、例えば、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。

0032

グリシドキシ基含有シランカップリング剤としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどが挙げられる。

0033

ニトロ基含有シランカップリング剤としては、例えば、3−ニトロプロピルトリメトキシシラン、3−ニトロプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。

0034

クロロ基含有シランカップリング剤としては、例えば、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、2−クロロエチルトリメトキシシラン、2−クロロエチルトリエトキシシランなどが挙げられる。

0035

シランカップリング剤の含有量は、ゴム(A)100質量部に対して0.1〜30質量部であることが好ましく、0.5〜20質量部がより好ましい。

0036

老化防止剤としては、例えば、アミンケトン系老化防止剤、イミダゾール系老化防止剤、アミン系老化防止剤フェノール系老化防止剤硫黄系老化防止剤及びリン系老化防止剤などが挙げられる。

0038

本発明のゴム組成物は、発明の効果を阻害しない範囲で、糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)以外の可塑剤、滑剤ワックス光安定剤スコーチ防止剤加工助剤顔料色素等の着色剤難燃剤帯電防止剤艶消し剤ブロッキング防止剤紫外線吸収剤離型剤発泡剤抗菌剤防カビ剤香料等の添加剤を1種又は2種以上含有していてもよい。

0039

本発明のゴム組成物の製造方法は、ゴム(A)および糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)を混合できる方法であれば特に限定されない。このような方法としては、例えば、開放型2軸混錬機やニーダーなどの混錬機を用いて混合する方法が挙げられる。

0040

前記製造方法において、ゴム(A)および糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)の混合温度は100〜270℃であることが好ましい。

0041

本発明における加硫ゴムは、前記ゴム組成物を加硫したものである。加硫方法は特に限定されず、例えば、硫黄による加硫方法、過酸化物による加硫方法などが挙げられる。

0042

次に、実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

0043

本実施例では、糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)として、下記製造例1〜4で得られる糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(b−1)〜(b−4)を用いた。

0044

(製造例1)
攪拌装置還流冷却器温度計および窒素ガス導入管を備えた500mLセパラブルフラスコ加熱用オイルバスに装着した。このセパラブルフラスコを用いて、ショ糖50g(0.15モル)、ピリジン570g(7.20モル)および無水酢酸120g(1.18モル)を混合し、窒素ガスを10mL/分の流量でバブリングさせながら70℃で2時間反応させ、ピリジン、未反応の無水酢酸および副生する酢酸を減圧下で留去した。得られた残留物メタノール220gを加えて混合し、−5℃で18時間静置することにより結晶を析出させた。この溶液をろ過して析出した結晶を取り出して−5℃のメタノール30gで洗浄し、さらに減圧下、45℃で8時間乾燥することにより、糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(b−1)[ショ糖酢酸エステル、平均エステル化度7.9、融点85℃]を得た。なお、平均エステル化度は1H−NMRによって求めた。

0045

(製造例2)
製造例1において、無水酢酸の使用量を92g(0.90モル)とした以外は同様の操作を行い、糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(b−2)[ショ糖酢酸エステル、平均エステル化度6.0、融点85℃]を得た。

0046

(製造例3)
製造例1において、無水酢酸の使用量を61g(0.60モル)とした以外は同様の操作を行い、糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(b−3)[ショ糖酢酸エステル、平均エステル化度4.0、融点86℃]を得た。

0047

(製造例4)
製造例1において、無水酢酸に代えて無水プロピオン酸154g(1.18モル)とした以外は同様の操作を行い、糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(b−4)[ショ糖プロピオン酸エステル、平均エステル化度7.9、融点88℃]を得た。

0048

また、本実施例で用いた糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)以外の成分は下記のとおりである。

0049

<ゴム(A)>
(a−1)天然ゴム(TSR20)
(a−2)スチレンブタジエンゴム(商品名:Nipol NS116R、日本ゼオン社製)

0050

<その他の成分(C)>
(c−1)シリカ(フィラー、商品名:ZEOSIL 1165MP、ローディアジパン社製)
(c−2)カーボンブラック(フィラー、商品名:シースト7HM、東海カーボン社製)
(c−3)硫黄(加硫剤)
(c−4) N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(加硫促進剤)
(c−5)ステアリン酸(加硫助剤)
(c−6)亜鉛華(加硫助剤、商品名:亜鉛華1号、三井金属鉱業社製)
(c−7)シランカップリング剤(商品名:Si69、デグッサ社製)
(c−8) N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン(老化防止剤)
(c−9)ジオクチルアジペート比較例用可塑剤)

0051

(実施例1〜7、比較例1〜2)
表1に示す割合で各材料を混合し、これを均一に混練することにより、ゴム組成物を得た。得られたゴム組成物を用いて、流動性およびブリードアウトの有無を下記の方法で評価した。結果を表1に示す。

0052

(流動性)
得られたゴム組成物の粘度を、JIS K6300−1に準じて測定した。比較例1のゴム組成物の粘度を100とした場合の各ゴム組成物の粘度を算出し、評価結果とした。

0053

金型汚染性
ゴム組成物を厚さ2mmの金型に投入し、180℃で1時間加硫し、加硫ゴムを取り出す操作を10回繰り返した後の金型表面を目視で確認し、下記の基準で評価した。
A:金型表面に曇り汚れの付着がない
B:金型表面に曇りが見られる
C:金型表面に汚れの付着がある

0054

実施例

0055

表1から明らかなように、本発明のゴム組成物は流動性に優れ、金型の汚染が抑制されている。一方、比較例1のように糖類の脂肪族モノカルボン酸エステル(B)を用いない場合には流動性が劣っている。また、比較例2のようにアジピン酸エステルを用いた場合は、金型が汚染されている。

0056

本発明のゴム組成物は、タイヤ、ホース、ベルト、防振ゴムなどのゴム製品使用可能である。

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