JP2002105247A

JP2002105247A - 熱膨張型マイクロバルーン用ベース材及びマスターバッチ

Info

Publication number: JP2002105247A
Application number: JP2000302342A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Umehara; 哲哉梅原
Original assignee: Kishimoto Sangyo Co Ltd
Current assignee: Kishimoto Sangyo Co Ltd
Priority date: 2000-10-02
Filing date: 2000-10-02
Publication date: 2002-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ゴム軽量化用のマスターバッチを提供する。【解決手段】マイクロバルーン型発泡剤を包み込み、
これを母材（被分散）ゴム中に無理なくかつ均一に分散
させる分散剤として、分子は極性がなく環状そして多く
の２重結合を有し、しかもゴムの加硫で架橋を形成する
物質、具体的にはある種のトランスポリオクテネマーゴ
ムを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム軽量化のため
の技術に関し、特に熱膨張型マイクロバルーン用ベース
材とマスターバッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】材料費低減、より良好な使い易さや使い
ごこち、更には地球環境の保全や資源の有限性の再認識
等の面から、各分野において、軽量化あるいはより一層
の軽量化が重要な課題となっている。

【０００３】そしてこのことはゴムの分野においても同
じである。

【０００４】さて、このゴムの分野における軽量化とし
ては、引張強度、引裂強度、耐摩耗性等の機械的、物理
的強度、いわゆるゴム物性を向上させゴム製品自体を小
さくするという方向、方法の他に、材料自身の密度を小
さくするという方向、方法がある。

【０００５】ところで、製品の用途によっては、この密
度を小さくするという方法が重要となる。具体的には、
曲げ強さ、あるいは製品のたわみに制限がある場合にお
いては製品の厚さが重要となる。断熱性や吸震性が必要
な場合においても、製品の厚さが重要となる。更に、か
かる機械的あるいは純技術的な面でのゴム特性以外に
も、実用上厚さが重要な場合が多々ある。

【０００６】例えば、靴の底に使用する場合には、老人
やマラソンランナーの膝の負担に成らないこと、多少道
路に水たまりが在っても歩行に差し障りがないこととい
う実用上の要請は勿論のこと、履く人の少しでも背を高
く見せたいという願望に可能な限り沿う様にすること等
のいわば趣味的な要求を充たすため多少の厚さが必要で
ある。しかし、あまり厚くするとそのままでは靴が重く
なり、履き心地が悪くなる。

【０００７】その他、滑り止め性の向上、手触り感の向
上等が求められるような用途である。

【０００８】そして、これらの用途に応じて、材料自体
の密度を下げるためには、大きく分けて以下の４種の方
法がある。

【０００９】熱分解型の化学発泡剤を使用する。

【００１０】中空フィラーを添加する。

【００１１】ナフテンオイル等のオイル又は可塑剤
を高濃度に配合して、（高油展の）低比重ゴムとする。

【００１２】熱膨張型のマイクロバルーンを配合す
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
４つの方法には、いずれも以下の如き欠点あるいは技術
的な困難性がある。

【００１４】の熱分解型の化学発泡剤を使用する方法
は、ゴムはそのゴム物性を高めるため加硫剤等で架橋を
形成させるが、架橋反応の開始温度や反応速度と熱分解
物質による発泡の開始温度や速度を調整するのが困難で
ある。また、発泡剤によっては架橋と発泡の相互干渉も
生じうる。これらのため配合比に大きな制約が生じるだ
けでなく、製品の加工性、形状保持性、難燃性、吸水性
等に制限が生じ、ひいては製品の用途が限定される。

【００１５】の中空フィラーを添加する方法は、フィ
ラーそのものが中空ガラス球等の無機材料であり密度が
０．２〜０．７ｇ／ｃｃと大なため低密度化の効果が少
ない。また、特に低密度のフィラーの場合にそうである
が、混練時に破壊するものが生じるため、この面からも
効果が少ない。更に、伸び等のゴム物性も低下する。

【００１６】の高油展による低比重化や、かかるゴム
をブレンドをする方法は、グリーンストレングス（未加
硫時の強度）が低下し、成型性に難が生じる。更に、ブ
レンドの場合は、油展ゴムの比重が０．８７〜０．９３
であるため、軽量化の効果が少ない。

【００１７】の型の熱熱膨張型のマイクロバルーンを
添加する方法は、母材あるいはマトリックスとしての被
配合（母材）ゴム中へのマイクロバルーンの分散性に難
がある。すなわち、マイクロバルーンはどうしても形
状、寸法等がある程度不均であるため、安息角が大き
く、互いにくっつき固まり易い性質がある。その結果、
母材ゴム中で、マイクロバルーン相互がこすれあうこ
と、更にその混入により母材の粘度も増大することのた
めバンバリーミキサー等のせん断圧力により薄膜の有機
物質からなるマイクロバルーンの外殻が破裂し、これら
のため製品中の熱熱膨張型のマイクロバルーンの分散が
悪く、均一な発泡体ができない。

【００１８】また、一般的に膨張したマイクロバルーン
の混入によるゴム物性の低下も生じる。

【００１９】当然それらの解決を図るため、製品の用途
の制限が少なく効果も大きいと思われる上記との方
法を組み合せたり、の方法でマイクロカプセルを分散
させる界面活性剤を見出したり開発したりすることもな
されている。

【００２０】しかしながら、上記との方法を組み合
わせても熱膨張型のマイクロカプセルの分散性は改善さ
れず、その改善のために界面活性剤を添加すると、今度
は熱膨張型のマイクロカプセルが全てゴム内部に留まら
ず、ゴムの外側に逃げてしまう。

【００２１】更に、特別な界面活性剤の選択、何か他の
手段の開発等も研究されたり、検討されたりしている
が、種々問題があるのが現状である。すなわち、例えば
界面活性剤の量が多ければ密度の低下に負に作用しかね
ない。たとえ均一に分散したとしても、ゴムそのものの
加工性等が低下しては話にならない。更にコスト的な制
約もある。また、製品も用途によっては、手触り感が良
好なこと等他の性質をも要求されるが、それも充たす必
要がある。

【００２２】更にまた、製品によってはゴム中にカーボ
ンブラック、ホワイトカーボン、ベンガラ、酸化チタ
ン、炭酸カルシウム、顔料等を配合、混入することも多
いが、この場合でも良好な軽量化を達成したいという要
請も強い。

【００２３】これらのため、製品の用途が拡くかつ軽量
化の効果も大きい上記の方法を中心にして各種の用途
や製品に要求される性能、コスト等の面から充分実用に
耐える低密度で優れたゴムの開発が望まれていた。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の課題を解
決するためなされたものであり、熱膨張型のマイクロバ
ルーンを化学架橋させるゴム中に均一に分散させるため
の物理的、化学的、機械的な機構を究明し、その結果良
好なベース材を見出したものである。

【００２５】また併せて、膨張したマイクロバルーンが
混入してもゴム物性が低下しない物理的、化学的な機構
を究明し、それをも充たすベース材を見出したものであ
る。

【００２６】また、上記２つに併せて、好ましい混入
（配合）手段、混入方法、混入したゴム製品の用途、他
の樹脂への応用等をなしたものである。具体的には、以
下のような構成としている。

【００２７】請求項１記載の発明においては、熱膨張型
マイクロバルーンをゴムや熱可塑性エラストマーやそれ
らの混合物中に、均一かつ無理なく分散させるベース材
は、その分子が（ＣＨ₂）_nなる炭化水素が２重結合を
介して相互に多数、環状あるいは４以上の正多角形状に
結合したものである。このため、分子は界面活性剤と異
なり、極性基がないだけでなく、形状も針や棒状でなく
いわば輪ゴム状なので、母材のゴム等の極性基の有無に
無関係に主に物理的、機械的作用で球状の熱膨張型マイ
クロバルーンの周囲表面をとりかこみ相互に離間させ、
更にはこれを母材中に均一に分散させる。この際、融点
は約５４℃程度であるため、いわば潤滑油的な作用をも
なし、熱膨張型マイクロバルーン間に滲み込むだけでな
く、機械的に練っている最中にその相互の接近をも阻止
する。更に、界面活性剤と異なり母材のゴムの可塑性等
に悪影響を与えないため、母材中へ熱膨張型マイクロバ
ルーンを混入する際にも無理が生じない。ひいては、練
っている最中にマイクロバルーンのバンバリーミキサー
等の混練機の剪断作用や相互の接触による破裂も生じな
い。

【００２８】また、ゴムの加硫に際して、ベース材自体
が炭化水素系の物質かつ２重結合を多数有するため、同
時にいわば立体的に架橋を形成し、母材の低密度化を図
りつつのゴム特性向上に寄与する。

【００２９】請求項２記載の発明においては、請求項１
記載のベース材の分子を構成する炭化水素（ＣＨ₂）_n
のｎは６であり、請求項３記載の発明においては更に
（ＣＨ ₂）₆なる炭化水素を連続して、例えば１０個有
してなる。

【００３０】１．３−ブタジエンから１．５−シクロオ
クタジエンを合成し、メタセシス重合反応してシクロオ
クテンをトランスポリオクテネマーとしたことによる。
なお、メタセシス（触媒、重合反応等）については、
「化学大辞典（Ｋ．Ｋ．東京化学同人刊）」、「大学院
錯体化学（講談社刊）」等に記載されている周知事
実、技術なのでその説明は省略する。

【００３１】請求項４記載の発明においては、ベース材
はメタセシス反応により合成され、分子は環状若しくは
４以上の正多角形状であるトランスポリオクテネマーゴ
ムである。なお、トランスとシスの割合は、大凡８０対
２０であるが、これは重合反応の制御等によりある程度
変更可能である。

【００３２】請求項５記載の発明においては、請求項１
から請求項４のいずれかに記載した発明のベース材２０
部以上８０部以下、（好ましくは４０部から７５部の
間）と、熱膨張型マイクロバルーン８０部以下２０部以
上、（好ましくは、２５部以上６０部以下）とを含んだ
マスターバッチとしている。

【００３３】これにより、各ユーザーは例えばペレット
状のマスターバッチを購入して、自分のゴム製品や熱可
塑性エラストマーの軽量化のため、母材ゴム等に混入、
配合等することとなる。この際、既に熱膨張型マイクロ
バルーンの周囲にはベース材の層が在るため、母材中へ
の分散、混入のために母材（被配合材、主材料）と共に
練る際に、熱膨張型マイクロバルーン相互の接触等がな
い。また、ペレット状であると、母材への投与時や混入
時に熱膨張型マイクロバルーンが飛散するのが防止され
る。以上の他、マスターバッチには、助剤としてのナフ
テン系のオイル、その他エチレンビスステアロアマイド
等の外部潤滑剤、ＤＯＰ等の可塑剤が少量、例えばマス
ターバッチ１００部に対して０．１〜１部程度混入され
ていたりもする。

【００３４】また、母材ゴム中には何か他の目的のた
め、カーボンブラック、ホワイトカーボン、顔料等が配
合されていても良いのは勿論である。

【００３５】請求項６記載の発明においては、請求項１
から請求項４までのベース剤０．５部以上８０部以下、
熱膨張型の（そして膨張済の）マイクロバルーン２部以
上２０部以下、母材のゴム１００部からなる発泡型のゴ
ムとしている。なお、ベース剤が多いときには、相溶性
の悪い複数の種類のゴムの相溶剤の役をも担うことが可
能である。

【００３６】請求項７記載の発明においては、請求項６
記載の発泡型のゴム１０２．５部以上２００部以下と、
カーボンブラック等のフィラー０部以上４００部以下と
からなるゴム靴底若しくは自転車用タイヤ等のゴム製品
としている。

【００３７】これにより、フィラー、特にカーボンブラ
ックにより耐摩耗性が向上し、膨張したマイクロバルー
ンにより、滑り防止効果が発揮される。そして勿論軽量
かつ他のゴム特性も良好なゴム靴底、自転車用のタイヤ
となった。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態に
基づいて説明する。

【００３９】（第１の実施の形態）本実施の形態は、ゴ
ム中へ熱膨張型のマイクロバルーンを適切に分散させる
ベース材とこれらを使用したゴム発泡用マスターバッチ
に関する。

【００４０】本実施の形態で使用した熱膨張型のマイク
ロバルーンは、エクスパンセル（ＥＸＰＡＮＣＥＬ）と
いう商品名で市販されているものである。これは、外殻
はメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）とアクリルニトリル
（ＡＮ）とメタクリル酸アクリロニトリル（ＭＡＮ）と
の熱可塑性のターポリマからなり、更にその表面に官能
基を結合させたものやシロキサンにて処理したものであ
る。またその内部の膨張のための液状炭化水素として
は、液状イソペンタン又は液状イソブタンを使用するも
のである。

【００４１】そして、各タイプにより多少の相違がある
が、大凡粒径１０μｍ、密度１０００〜１２００ｋｇ／
ｍ³程度の球状の微粒子が、１００℃〜２００℃の加熱
により各４０μｍ、２０〜３０ｋｇ／ｍ³程度のずっと
大きな形状、そして低密度の球状の粒子となるものであ
る。

【００４２】次にこの原理であるが、加熱により内部の
液状炭化水素が気化して軟化した外殻を押し拡げ、更に
室温にもどしても外殻は膨張した形状を保持しつつ冷却
固化しているため膨張したままの形状、寸法を保持する
ことによる。なお、用途により材料、寸法、加熱温度等
はある程度選択が可能である。

【００４３】また、各種樹脂中に適量かつ適切に分散し
て混入させて膨張させたならば、密度の低下のみなら
ず、樹脂の各種特性を維持しつつ圧縮性、滑り止め性、
制振性、手触り感等の性質が改善される。ただし、これ
らについては言わば周知技術なので、これ以上の説明は
省略する。

【００４４】次にベース材であるが、本実施の形態では
ベステネマーあるいはベステネマー８０１２という商品
名で市販されているトランスポリオクテネマーを使用し
た。これは、具体的には１．２ポリブタジエンを１．５
シクロオクタジエンを経てシクロオクテン化し、更に開
環メタセシス触媒を使用して重合させて製造したもので
ある。このため、図１に示すごとき分子構造を有する。

【００４５】本図にて明瞭に示すように分子形状は環状
あるいは正多（四）角形状であり、しかもシクロオクテ
ンの２重結合が重合反応中も保持されるため、８番目の
炭素原子毎に２種結合が在る構造の炭水化物である。

【００４６】更にこの２重結合のトランスとシスの割合
は８０対２０、そして融点は５４℃であるが、これは重
合反応を制御することによりある程度変更可能である。
なお、トランス量を増すと融点が上昇する。

【００４７】なお、より分子量が大、そしてトランスと
シスの割合が６０対４０等の物（ベステネマー６２１
３）も製造可能である。

【００４８】更に界面活性剤と異なり極性基を有してい
ない。このため、ゴムへ混入しても熱膨張型マイクロバ
ルーンの均一な分散性やゴムの練性を損なう程の可塑化
による加工性への悪影響はない。さて、このベステネマ
ーは分子が環状であるため、それ自身の密度も２０℃で
０．５３ｇ／ｃｃと小さく、ゴムの低密度化に好まし
い。更にまた、それ自体が熱膨張型マイクロバルーンを
練り込む温度で液化し、この融点での流動性に富む。更
に分子の形状と２重結合の存在によりゴムとしての特性
をも有するものである。

【００４９】なお、ゴム中へ配合された場合には、ゴム
の加硫に際して単に自身もゴムと架橋を形成するだけで
なく、自身の分子の環状構造中に多数の２重構造を有す
るため架橋が立体的となり、ゴム特性の改善に大きな効
果を発揮するものである。ただし、このベステネマーそ
のものもいわゆる周知物質であるため、これ以上の詳し
い説明は省略する。

【００５０】以下、低密度化用のマスターバッチの製造
方法を、熱膨張型マイクロバルーンとベステネマーの混
合を中心にして説明する。

【００５１】先ず最初に、ラボテストで行なった。

【００５２】１）オープンロールにて６０〜７０℃で
１ｍｉｎ程度ベステネマーを溶融させ、併せて練った。

【００５３】２）７０部のベステネマーに対して３０
部のエクスパンセルを約５分かけて練りつつ少量づつ添
加した。

【００５４】３）添加終了後、両材料の混合からなる発
泡用マスターバッチをカットしてシート状にし、除熱後
ペレタイザーにてカットしてペレット状とした。なお、
この状態での密度は０．８３ｇ／ｃｃであった。

【００５５】なおまた、この状態でのマスターバッチを
１６０℃、１０分で発泡させると密度は０．０３２ｇ／
ｃｃであった。

【００５６】（第２の実施の形態）本実施の形態もゴム
発泡用マスターバッチに関する点は先の実施の形態と同
じであるが、両材料を練り易くするためナフテン系オイ
ルを少量添加したものである。

【００５７】先の実施の形態と同じく、主材料はエクス
パンセル３０部とベステネマー７０部であるが、これに
対して、ナフテン系オイルを０．１〜０．２部ベステネ
マーを練る際に添加した。これにより、エクスパンセル
との練り性が向上した。

【００５８】また、０．０１〜０．５重量％の滑剤を入
れても、練り性等に悪影響はなかった。なお、発泡性や
密度等もナフテン系オイル等の添加量が少ないため実用
上同一であった。

【００５９】（第３の実施の形態）本実施の形態は、実
機、量産段階での製造方法である。

【００６０】ベステネマー８０１２を７０ｋｇ、ナフテ
ン系オイルを０．２ｋｇ、エチレンビスステアロアミド
を少量、エクスパンセル０９２ＤＵ−１２０を３０ｋｇ
を順に容量５００Ｌのスーパーミキサー（（株）カワタ
製）に投入し、４５℃以上に温度上昇しない攪拌速度
（約３６０ｒｐｍ）で約１分間の混合を行なった。

【００６１】次いで、上記で混合したものを二軸スクリ
ュー押出し機（池貝（株）社製、ＧＴ−１１０）に入
れ、シリンダー温度５０℃、スクリュー回転数３０ｒｐ
ｍ、ダイス部の温度８０℃の条件で混練し、直径３〜
３．５ｍｍに押出した。

【００６２】そして、ダイスから押出したストランド
は、ダイス出口に取付けられた回転カッターで直ちにホ
ットカットした。更にホットカット直後のペレットは六
角形の回転体を備えたペレットクーラーに入れ回転させ
ながら５０℃以下の温度になるまで冷却し、同時に外部
潤滑剤として、０．４％のエチレンビスステアロアマイ
ドを撒布し、ペレットに付着させた。ホットカット直後
のペレットの温度は溶融温度に近く、そのままでは相互
にくっついてしまう可能性があるため、その防止を図っ
たものである。

【００６３】本実施の形態のマスターバッチも、先の２
つの実施の形態と同様、良好なマスターバッチとなっ
た。

【００６４】（第４の実施の形態）本実施の形態は、ゴ
ムへの配合に関する。

【００６５】先の第３の実施の形態のゴム発泡用マスタ
ーバッチを実際にＳＢＲ（スチレン・ブタジエン・ゴ
ム）９９部に対して１部の割でバンバリーを使用して混
入した。この際、マスターバッチは母材のゴム中に均一
に分散し、またグリーンストレングスが低下する等の不
具合も生じなかった。更に、ベステネマー、プロセルオ
イルとしてのナフテン系オイルを使用して粉末状のエク
スパンセルを相互に接合しているため、あるいはペレッ
ト状のマスターバッチであるため、ＳＢＲへの混入時に
エクスパンセルの粉末が飛び散るということもなかっ
た。なお、滑剤や外部潤滑剤の悪影響がなかったのは勿
論である。

【００６６】次いで、ゴムの加硫を兼ねて１８０℃の温
度に５分間晒してエクスパンセルを膨張させた。これに
より製品の密度は約７０％となった。

【００６７】また、製品の材料としての発泡ゴムの各種
ゴム特性も極めて良好であった。

【００６８】さてそれらの理由であるが、以下の作用の
結果と考えられる。

【００６９】先ず、マイクロバルーンの分散であるが、１）界面活性剤と異なり極性を有さないため、母材とし
てのゴムを可塑化する等の悪作用がない。ひいては、熱
膨張型マイクロバルーンを分散させるためゴムを練って
いる際中にこれがゴム内部に留まらず、外部に全て逃げ
てしまうことはない。

【００７０】２）本来がゴムであるため、物理的に母材
のゴムとのなじみが良好である。また練っている温度で
も純粋な液体でなく半流動の油に近い上に環状であるた
め、固体であり、棒状のポリマーと異なり、固体のマイ
クロバルーン間に入り込み易い。このため、概念的には
図２の（１）に示すように、最初は大きなマイクロバル
ーン１個、１個の隙間に小さなベステネマー分子２が入
り込んで行く。

【００７１】次に、図２の（２）に示すようにマイクロ
バルーン１の外表面にベスネテネマー２の層ができ、こ
れがマイクロバルーン相互の接触を防止する。（概念的
には、石鹸分子が垢の周りを取り囲む様なものと思われ
る。但し、機構的には極性、電気でなく物理的、機械的
な作用である。このため、輪ゴム状のベステネマー分子
がマイクロバルーンの表面にいわば貼り付く。）次に、熱膨張型マイクロバルーンの発泡であるが、１）熱膨張型マイクロバルーンの外殻は、ガスバリーア
ー性のある熱可塑性樹脂である。このため、液状炭化水
素は気化しても内部にとどまり、母材ゴムやそれに添加
された硫黄や外殻の周囲のベステネマーと反応したり等
しない。

【００７２】２）外殻そのものが熱可塑性であり、その
周囲にベステネマーが在るため、熱膨張型マイクロバル
ーンの外殻は母材ゴム中の硫黄等の加硫剤との好ましか
らざる反応がない。

【００７３】最後に、加硫後の製品の機械的性質を中心
としたゴム特性であるが、１）ベステネマー自体が環状の分子の各部に２重結合を
有するゴムであるため、図３の（１）に示すようにベス
テネマー相互及び母材のゴムと複数カ所でいわば立体的
に架橋を形成する。この際、母材、膨張したマイクロバ
ルーンの外周部のベステネマー等の架橋密度の不揃いも
生じない。これにより機械強度が向上する。なお本図３
において、黒い太線は分子を示す。そして２はベステネ
マー分子であり、３は線状高分子であり、４は線状低分
子である。また、細い線５は、硫黄による架橋を示す。
なお、本図３の（２）は線状高分子の場合である。ま
た、（３）は線状低分子の場合である。実際には、長大
なゴム分子が存在する（図示せず）ため必ずしもこの様
とは限らないであろうが、ともかく（２）や（３）の場
合には架橋による分子相互の結合やゴム分子との結合、
更にはマイクロバルーンの存在による母材ゴムの架橋密
度の不揃いの補償には自ずと制限が生じるものと思われ
る。

【００７４】２）膨張したマイクロバルーンそのもの
が、厚さが大よそ０．１μｍの樹脂の殻からなる中空球
であり、このため弾性、吸震性に富む。更に、膨張によ
り製品ゴムの表面に凹凸が生じ、これが滑り止め等固有
の効果を発揮する。

【００７５】次に、ＥＰＤＭ等他種のゴムに使用した
り、マスターバッチの混入率を０．５重量％から３重量
％までかえて試験を行なったが、いずれも軽量しかも良
好なゴム特性を有する製品となった。

【００７６】（第５の実施の形態）本実施の形態は、ベ
ステネマーに相溶剤の役をも担わせたものである。

【００７７】製品によっては、唯一種のゴムでは充分な
性能を有さないため異なる種類のゴムや樹脂を配合（ブ
レンド）することは良くなされることである。しかしな
がら、ゴムや樹脂の種類によっては、例えばＮＢＲ（ア
クリロニトリル−ブタジエンゴム）とＥＰＴ、ＥＰＤＭ
（エチレンプロピレンジエンターポリマー）とでは、Ｓ
Ｐ値（溶解度係数）が互いに違うため相溶性がない。し
かしながら、ベステネマーは低分子であるため、ＳＰ値
に無関係にどのようなゴムポリマーにも溶ける。その後
の加硫時に、ベステネマーはＮＢＲ分子、ＥＰＤＭ分子
の何れとも架橋鎖を形成することにより、ＳＰ値の異な
るポリマーを融合させる。その結果、ベステネマーの含
有比の大なマスターバッチは、低密度化のみならず相溶
性の低い上記両ゴムに良好な相溶性を与えることともな
る。

【００７８】このため、本実施の形態では、先の第３の
実施の形態に比較して、ベステネマーの割合の多いマス
ターバッチを使用した。具体的には、耐候性は悪いが耐
油性の良好なＮＢＲ５０部と、耐油性は悪いが耐候性の
良好なＥＰＤＭ５０部に、ベステネマー８０部、熱熱膨
張型マイクロバルーン１０部が配合されることとなるよ
うにマスターバッチを配合した。

【００７９】その結果、両ゴムが均一に相溶して耐油
性、耐候性に優れ、しかも均一に分散し膨張したマイク
ロバルーンのため軽量なゴムとなった。

【００８０】（第６の実施の形態）本実施の形態は、靴
底や自転車のタイヤに使用するためカーボンブラックを
も分散させたゴムに関する。

【００８１】既にカーボンブラックを３０重量％混入し
たゴム中に先の第３の実施の形態のマスターバッチを重
量にして１．５％配合した。

【００８２】この場合も、単に熱膨張型マイクロバルー
ンが均一に分散するだけでなく、その周囲、外表面に存
在するベステネマー分子層のためカーボンブラックとの
接触も防止され、このため接触による破壊も生じなかっ
た。

【００８３】次に、カーボンブラックの重量％を１５〜
４０まで変化させ、その他ホワイトカーボンを配合した
ゴム等の各種フィラーを含んだゴムでも実験を行なった
が、いずれも良好な性能を示した。

【００８４】（第７の実施の形態）本実施の形態は、製
品に関する。

【００８５】ＮＢＲ（日本ゼオン（株）Ｎｉｐｐｏｌ
１０４２）を３０ｋｇ、ＢＲ（宇部興産（株）ＵＢＥＰ
ＯＬ−ＢＲ１５０Ｌ）を３０ｋｇ、油展ＳＢＲ（日本ゼ
オン（株）Ｎｉｐｐｏｌ１７７８Ｊ）を４０ｋｇ、カ
ーボンブラック、亜鉛華等を１００℃〜１５０℃でバン
バリーミキサーにて５〜１０分混練した。次に、その練
り生地をオープンロールにかけ、硫黄、加硫促進剤Ｄ
Ｍ、Ｄの順に添加していき、シート出しし、適当な大き
さにカットした。そして、カットしたシートをプレスに
かけ、加硫温度１７０〜１８０℃にて靴底の形状にプレ
ス成型した。

【００８６】当初、エクスパンセル単味で３重量％添加
したが、ゴム底のある一ケ所に集中し、凝集破壊を起こ
し、製品に欠けが生じた。次に、ゴム用加工助剤（化学
名、界面活性剤処理された特殊脂肪酸エステル〔品名：
ＫＥＮＧＡＲＤ３００−Ｐ、製造メーカー：（株）サ
ンケムテック〕）を３重量％、エクスパンセル３重量％
を添加してエクスパンセルの分散性を向上させようと試
みたが、ゴム全体が可塑化されすぎた為、エクスパンセ
ルがゴム内部に留まらず、すべてゴムの外部へ逃げてし
まった。

【００８７】最後に、エクスパンセルとベステネマーが
重量で３０対７０のマスターバッチを１０重量％添加
し、上記製造方法にて靴底を製造し、その性状を観察し
た。その結果、外観状態は良好であり、また破断面のル
ーペ観察により均一かつ良好な発泡状態が観察され、目
標通り、比重０．８から０．６以下に軽量することがで
きた。

【００８８】以上、本発明をその幾つかの実施の形態に
基づいて説明してきたが、本発明は何もこれらに限定さ
れないのは勿論である。すなわち、例えば以下のように
していても良い。

【００８９】１）母材は、シリコンゴム、天然ゴム、ク
ロロプレンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム、アク
リルゴム、ＥＰＴ等のゴムだけでなく、数十度の温度で
混合可能なＥＶＡ、熱可塑性エラストマーとしている。

【００９０】２）加硫の程度は、製品の用途により種々
変化させている。

【００９１】３）将来の需要の拡大、技術の発達等の下
で、分散材として実施の形態で使用したものと異なる、
例えば（ＣＨ₂）_nのｎが６と異なったり、（ＣＨ₂）
₆の個数が１１以上のベステネマー相応物質を使用して
いる。

【００９２】４）練り性向上のため添加するオイルは、
パラフィン系のオイルやアロマーオイル等としている。

【００９３】５）マスターバッチは、必要に応じてアフ
ターブレンドを行なうようにしている。

【００９４】

【発明の効果】以上の説明で判るように、本発明によれ
ば、マイクロバルーン型膨張剤を各種ゴム材料中に簡単
な工程で均一に分散させることが可能となる。これによ
り、各種ゴム製品はそのゴム特性を維持しつつその密度
が大幅に低下する。

【００９５】更に、加硫に際してベース材自体がいわば
立体的にゴムと架橋を形成するため、軽量化にもかかわ
らず、伸び、引張強度、引裂強度等、ゴム物性が維持さ
れ、更に寸法安定性も良好である。

【００９６】また、製品の表面に膨張したマイクロバル
ーンによる凹凸が生じるためすべり止め防止効果が発揮
でき、更につや消し効果も生じる。

【００９７】また、いわば多孔型となるため、断熱性や
吸震性も大きくなる。

【００９８】更に、圧縮永久歪性が少ない。

【００９９】これらのため、単に軽量化されたゴム材料
として靴底、制震用ゴム板等に用いることが可能なだけ
でなく、自転車等のタイヤ、運搬ベルト、防舷材、荷台
用ゴムマット、ゴルフ場の歩路用マット、軽量ローラ、
階段用スリップ防止マット、キャスタ、雑貨用ゴム引
布、テニスのラケットや野球のバットやゴルフのクラブ
等の運動用器具にも利用可能となる。

【０１００】また、ゴムに留まらず各種樹脂への応用も
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態で使用したベステネマーの分子構
造を示す図である。

【図２】マイクロバルーンの外周をベステネマーが囲
っていく様子を概念的に示す図である。

【図３】加硫に際して、ベステネマーが言わば立体的
に架構を形成しているのを概念的に示す図である。

【符号の説明】

１熱膨張型マイクロバルーン２ベステネマー分子３線状高分子４線状低分子５架橋

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｋ 7/22 Ｃ０８Ｋ 7/22 Ｃ０８Ｌ 65/00 Ｃ０８Ｌ 65/00 // Ａ４３Ｂ 13/04 Ａ４３Ｂ 13/04 Ａ 13/12 13/12 ＡＦターム(参考） 4F050 AA01 AA06 BA03 BA43 BA55 HA53 HA73 HA82 HA85 JA27 4F070 AA05 AA06 AA09 AA13 AA16 AA26 AA32 AA53 AA60 AB16 AC73 AC83 AD03 AD05 AE30 FA03 FA15 FA17 FB04 FB06 FC03 FC04 FC05 4F074 AA06 AA07 AA08 AA14 AA25 AA43 AA48 AA49 AA78 AA90 AA98 AE07 CB61 CB74 CB84 CB85 CC22W DA36 DA40 DA45 DA59 4J002 AC00W AC01W AC06W AC07W AC09W BB06W BB15W BG04W BG06Y BG10Y BG11Y CE00X CK02W CP03W DA036 DE106 FA09Y FD016 GC00 GN01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱膨張型マイクロバルーンをゴム若しく
は熱可塑性エラストマーに均一に分散させるベース材で
あって、分子は（ＣＨ₂）_nなる炭化水素が２重結合を介して相
互に多数環状若しくは正多角形状に結合してなること特
徴とするベース材。
【請求項２】前記ベース材は、炭化水素（ＣＨ₂）_nのｎが６である分子からなること
を特徴とする請求項１記載のベース材。
【請求項３】前記ベース材は、（ＣＨ₂）₆からなる炭化水素を連続して有する分子か
らなることを特徴とする請求項１若しくは請求項２記載
のベース材。
【請求項４】熱膨張型マイクロバルーンをゴム若しく
は熱可塑性エラストマーに均一に分散させるベース材で
あって、メタセシス反応により合成された環状若しくは正多角形
状のトランスポリオクテネマーゴムであることを特徴と
するベース材。
【請求項５】請求項１から請求項４のいずれかに記載
した発明のベース材２０部以上８０部以下と、熱膨張型マイクロバルーン８０部以下２０部以上とを含
んでいることを特徴とするマスターバッチ。
【請求項６】請求項１から請求項４記載のいずかの発
明のベース材０．５部以上８０部以下と、熱膨張型マイクロバルーン２部以上２０部以下と、ゴム１００部からなることを特徴とする発泡型ゴム材。
【請求項７】請求項１から請求項４記載のいずれかの
発明のベース材０．５部以上８０部以下と、熱膨張型マイクロバルーン２部以上２０部以下と、ゴム１００部と、フィラー０〜４００部とからなることを特徴とするゴム
靴底若しくは自転車用タイヤ等のゴム製品。