JP4974538B2

JP4974538B2 - Ｅｐｄｍ発泡体及びその製造方法

Info

Publication number: JP4974538B2
Application number: JP2006031818A
Authority: JP
Inventors: 暢慶小谷
Original assignee: Sanwa Kako Co Ltd
Current assignee: Sanwa Kako Co Ltd
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2006-02-09
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2026-02-09
Also published as: JP2007211118A

Description

本発明は、白色系又はカラーＥＰＤＭ発泡体及びその製造方法に関するものである。

従来から知られたゴム発泡体製品は、その使用目的に応じていくつかのゴム原料を混ぜ合わせ、これに配合剤を加え、加硫工程を経て製造されている。その中のエチレンプロピレンジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）は、耐熱性、耐トラッキング性や反発弾性がよい為その用途は極めて広く、一般ゴム製品、工業用ゴム製品、自動車用ゴム製品、建築用ゴム製品等に使用されている。例えば、ＥＰＤＭ発泡性組成物を金型内で加熱して1次加熱段階の予備処理を施した後、大型の金型枠内で加熱して２次加熱段階により製造する方法（特許第３１８１５４９号公報）が提案されている。

しかし、従来のＥＰＤＭ発泡体は補強剤にカーボンブラックを使用している為、発泡体の色を黒以外にすることができなかった。

従来、白色のＥＰＤＭゴム組成物を得る方法としては、酸化けい素、炭酸カルシウム、タルク、クレイなどの白色フィラーを配合したり（特開平１１−３１０６７３号公報）、シリカおよび活性化炭酸カルシウムを配合する方法（特開２０００−３０２２６８号公報）が知られている。
特開平１１−３１０６７３号公報特開２０００−３０２２６８号公報

しかしながら、上記特許はＥＰＤＭの固形物の特許であり、白色フィラーを既存のＥＰＤＭ発泡体に単純に配合するだけでは、発泡時にガス抜けや割れが生じ、正常な発泡体が得られなかった。

本発明者らは、高エチレンタイプのＥＰＤＭ樹脂と、高ムーニー粘度のＥＰＤＭ樹脂をブレンドし、さらに表面処理をした炭酸カルシウムを添加することにより、発泡時にガス抜けや割れが生じない、白色系又はカラーＥＰＤＭ発泡体およびその製造方法を開発した。

本発明に係るＥＰＤＭ発泡体は、高エチレンタイプのＥＰＤＭ樹脂と、高ムーニー粘度のＥＰＤＭ樹脂に表面処理をした炭酸カルシウムを添加し、軟化剤、充填剤、加硫促進剤、発泡剤及び加硫剤を添加混練して加熱、発泡して得られるものである。

上記発泡体において、高エチレンタイプのＥＰＤＭ樹脂のエチレン含有量は、６０〜７５重量％であることが好ましい。この条件を満たすと、発泡時のガス抜けや割れがなくなる。エチレン含有量が、６０重量％未満の場合は、ガス抜けが生じやすい。エチレン含有量が、７５重量％を超える場合は、割れが発生しやすい。

上記発泡体において、高ムーニー粘度タイプのＥＰＤＭ樹脂のムーニー粘度は、５５〜６５ＭＬ（１＋４）１００℃であることが好ましい。この条件を満たすと、発泡時のガス抜けや割れがなくなる。ムーニー粘度が５５ML（１＋４）１００℃未満の場合はガス抜けが生じやすい。ムーニー粘度が６５ML（１＋４）１００℃を超える場合は割れが発生しやすい。

本発明に係るＥＰＤＭ発泡体の製造方法は、高エチレンタイプのＥＰＤＭ樹脂７０〜９０重量部と、高ムーニー粘度のＥＰＤＭ樹脂３０〜１０重量部からなるゴム組成物に補強剤として表面処理をした炭酸カルシウム１０〜３０重量部を添加し、軟化剤、充填剤、加硫促進剤、発泡剤及び加硫剤を添加混練して加熱、発泡させるものである。

上記本発明の製造方法において、高エチレンタイプのＥＰＤＭ樹脂のエチレン含有量は、６０〜７５重量％であることが好ましい。この条件を満たすと、発泡時のガス抜けや割れがなくなる。エチレン含有量が、６０重量％未満の場合は、ガス抜けが生じやすい。エチレン含有量が、７５重量％を超える場合は、割れが発生しやすい。

上記本発明の製造方法において、高ムーニー粘度タイプのＥＰＤＭ樹脂のムーニー粘度は、５５〜６５ＭＬ（１＋４）１００℃であることが好ましい。この条件を満たすと、発泡時のガス抜けや割れがなくなる。ムーニー粘度が５５ML（１＋４）１００℃未満の場合はガス抜けが生じやすい。ムーニー粘度が６５ML（１＋４）１００℃を超える場合は割れが発生しやすい。

本発明の方法によれば、発泡体の色が黒色以外の、白色系ＥＰＤＭ発泡体が得られ、黄色や赤色等の顔料を添加すれば、黄色や赤色等のカラーＥＰＤＭ発泡体を得ることが出来る。

本発明でいうＥＰＤＭ樹脂とは、エチレンプロピレンジエン共重合体ゴムであり、エチレン含有量６０〜７５重量％およびムーニー粘度５５〜６５ＭＬ（１＋４）１００℃のものが好ましい。

本発明でいう補強剤には、表面処理をした炭酸カルシウムが用いられ、その表面処理剤には脂肪酸等がある。また、その粒子径は１００ｎｍ以下であることが好ましい。１００ｎｍを越える粒子径を添加すると、発泡体のホールの原因になる。その添加量はＥＰＤＭ樹脂１００重量部に対して１０〜３０重量部添加することが好ましい。炭酸カルシウムの添加量が上記範囲未満である場合、補強効果に劣り、上記範囲を越えて添加する場合、発泡成形を阻害し、満足な発泡体が得られない。

本発明でいう軟化剤とは、プロセスオイル、可塑剤、パラフィンワックス、流動性パラフィン等のゴムとの相溶性が良いものであり、ゴム成分１００重量部に対して、１０〜２００重量部、好ましくは３０〜１００重量部含むことが望ましい。軟化剤の添加量が上記範囲未満である場合、発泡体の柔軟性が乏しくなり、上記範囲を越えて添加する場合、発泡成形を阻害し、満足な発泡体が得られない。

本発明でいう充填剤とは、クレー、タルク、酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、シリカ等である。

本発明でいう加硫促進剤とは、チアゾール系の２−メルカプトベンゾチアゾール等；グアニジン系のジフェニルグアニジン等；チウラム系のテトラメチルチウラムジスルフィドまたはジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等；ジチオカルバメート系のジブチルジチオカルバミン酸亜鉛等のゴムに常用されるものである。

本発明でいう発泡剤とは、アゾ系化合物のアゾジカルボンアミド、バリウムアゾジカルボキシレート等；ニトロソ系化合物のジニトロソペンタメチレンテトラミン、トリニトロトリメチルトリアミン等；ヒドラジッド系化合物のｐ，ｐ‘−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジッド等；スルホニルセミカルバジッド系化合物のｐ，ｐ‘−オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジッド、トルエンスルホニルセミカルバジッド等である。

本発明でいう加硫剤とは、硫黄粉、硫黄化合物のアルキルフェノールジスルフィド等；有機過酸化物のジクミルパーオキサイド等である。

本発明において、発泡助剤を発泡剤の種類に応じて添加することができる。発泡助剤としては尿素を主成分とした化合物、酸化亜鉛、酸化鉛等の金属酸化物、サリチル酸、ステアリン酸等を主成分とする化合物、即ち高級脂肪酸あるいは高級脂肪酸の金属化合物などがある。

本発明のＥＰＤＭ発泡体の製造方法は、用いた発泡剤や加硫剤などによる発泡温度や加硫開始温度などにより、従来公知の方法及び適宜の条件で行うことができる。特に好ましい方法及び条件を下記に記述する。

高エチレンタイプのＥＰＤＭ樹脂７５重量部と、高ムーニー粘度のＥＰＤＭ樹脂２５重量部からなるゴム組成物に表面処理をした炭酸カルシウム１５重量部を添加し、周知の軟化剤、充填剤、加硫促進剤、発泡剤、発泡助剤及び加硫剤を添加し、これをミキシングロール、加圧式ニーダー、押出機等によって練和する。次いで、得られた発泡性樹脂組成物をプレス中の金型に充填し、一定時間加圧下に９０〜１１５℃で加熱し、未加硫ゴムをスコーチ状態にし、かつ、発泡剤を部分的に分解し、好ましくは、発泡倍率１．０〜１．２の中間発泡体を生成させる。次いで、該中間発泡体を常圧下にて密閉系でない直方体型などの所望の形状の型内に入れ、１２０〜１４０℃で加熱し、発泡剤及び加硫剤を完全に分解させて発泡体を得る。

以上のようにして得られた気泡体（いわゆる独立気泡体）は、次いで例えば等速二本ロール等により圧縮変形を加えることによって気泡膜は破壊され、気泡が連通化されて連続気泡体が得られる。等速二本ロールの表面に無数の小さい針を設けるか、又は等速二本ロールの前及び／又は後に無数の小さい針を設けたロールを配置して、該気泡体の表面に無数の小孔を開けることによって、気泡の連通化を促進させることができる。

高エチレンタイプのＥＰＤＭ樹脂（商品名：エスプレン５１２Ｆ、エチレン含有量６５重量％、住友化学株式会社製）７５重量部と、高ムーニー粘度のＥＰＤＭ樹脂（商品名：エスプレン６００Ｆ、ムーニー粘度６３ＭＬ（１＋４）１００℃、５０％油展、住友化学株式会社製）２５重量部、脂肪酸の表面処理を施したコロイド炭酸カルシウム（平均粒子径５０ｎｍ）１５重量部、プロセスオイル５５重量部、タルク３５重量部、充填剤（物質名：重質炭酸カルシウム）６５重量部、アゾジカルボンアミド２５重量部、硫黄粉３重量部、発泡助剤（物質名：尿素系複合剤）６重量部及び加硫促進剤（２−メルカプトベンゾチアゾール）５重量部からなる組成物を１１０℃に加熱された、プレス内の金型（３０×１５０×１５０ｍｍ）に充填し、１００ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で４５分間加熱し、中間発泡体（３２×１５５×１５５ｍｍ）を生成した。

次いで、中間発泡体を気密でない金型（８０×４７０×４７０ｍｍ）の略中央に載置し、１２５℃で８０分間加熱して取り出し、発泡体（８０×５００×５００ｍｍ）を得た。

得られた発泡体をロール間隔２０ｍｍに設定した等速二本ロールの間を５回通化させて気泡膜を破壊させ、気泡の連通化を行った。

得られた発泡体の見掛け密度は７３ｋｇ／ｍ^３、連続気泡率８０〜１００％であり、白色の弾力性のあるＥＰＤＭ発泡体が得られた。

ＥＰＤＭ樹脂の比率を高エチレンタイプ９０重量部と、高ムーニー粘度タイプ１０重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。

得られた発泡体の見掛け密度は７５ｋｇ／ｍ^３であり、白色の弾力性のあるＥＰＤＭ発泡体が得られた。

ＥＰＤＭ樹脂の比率を高エチレンタイプ７０重量部と、高ムーニー粘度タイプ３０重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。

得られた発泡体の見掛け密度は７６ｋｇ／ｍ^３であり、白色の弾力性のあるＥＰＤＭ発泡体が得られた。

表面処理をされた炭酸カルシウムを３０重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、発泡体を得た。

得られた発泡体の見掛け密度は７６ｋｇ／ｍ^３であり、白色の弾力性のあるＥＰＤＭ発泡体が得られた。
比較例１

ＥＰＤＭ樹脂の比率を高エチレンタイプ９５重量部と、高ムーニー粘度タイプ５重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させたが、ガス抜けがひどく、満足な発泡体を得ることが出来なかった。
比較例２

ＥＰＤＭ樹脂の比率を高エチレンタイプ６５重量部と、高ムーニー粘度タイプ３５重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させたが、割れがひどく、満足な発泡体を得ることが出来なかった。
比較例３

表面処理をされた炭酸カルシウムを５重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させたが、収縮がひどく、満足な発泡体を得ることが出来なかった。
比較例４

表面処理をされた炭酸カルシウムを４０重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させたが、割れがひどく、満足な発泡体を得ることが出来なかった。
比較例５

表面処理をされた炭酸カルシウムの粒子径を１５０ｎｍ（商品名：Ｖｉｇｏｔ−１５、表面脂肪酸処理、白石工業株式会社製）１５重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させたが、収縮がひどく、満足な発泡体を得ることが出来なかった。

以上のように、本発明の方法によれば、白色系ＥＰＤＭ発泡体を製造できる。また、黄色や赤色等の顔料を添加すれば、黄色や赤色等のＥＰＤＭ発泡体を得ることが出来る。本発明の方法によって製造された白色系ＥＰＤＭ発泡体は、断熱材やクッション材等の工業用途以外に、多様な色を作ることができることから、雑貨等の用途に適用できる。

Claims

エチレン含有量が６０〜７５重量％である高エチレンタイプのＥＰＤＭ樹脂７０〜９０重量部と、ムーニー粘度が５５〜６５ＭＬ（１＋４）１００℃であり、４０〜６０％油展されている高ムーニー粘度のＥＰＤＭ樹脂３０〜１０重量部からなるゴム組成物に補強剤として表面処理をした粒子径が１００ｎｍ以下である炭酸カルシウム１０〜３０重量部を添加し、軟化剤、充填剤、加硫促進剤、発泡剤および加硫剤を添加混練して加熱、発泡させてなるＥＰＤＭ発泡体。
前記炭酸カルシウムの表面処理剤が脂肪酸であり、粒子径が１００ｎｍ以下である請求項１記載の発泡体。
エチレン含有量が６０〜７５重量％である高エチレンタイプのＥＰＤＭ樹脂７０〜９０重量部と、ムーニー粘度が５５〜６５ＭＬ（１＋４）１００℃であり、４０〜６０％油展されている高ムーニー粘度のＥＰＤＭ樹脂３０〜１０重量部からなるゴム組成物に補強剤として表面処理をした粒子径が１００ｎｍ以下である炭酸カルシウム１０〜３０重量部を添加し、軟化剤、充填剤、加硫促進剤、発泡剤および加硫剤を添加混練して加熱、発泡させてなるＥＰＤＭ発泡体の製造方法。
前記炭酸カルシウムの表面処理剤が脂肪酸であり、粒子径が１００ｎｍ以下である請求項３記載の発泡体の製造方法。