JPH08501338A - 天然ゴムおよびエポキシ化天然ゴムを含むゴム組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 天然ゴムおよびエポキシ化天然ゴム成分を含む弾性組成物が提供される。既知の組成物と較べて、この組成物は、軽減された油膨潤と油吸収、より小さい永久歪、より小さい弾性率および高い引裂き強度を達成した。形状をテープ状にした場合、この組成物は、レッグバンド、水着および他の衣類のひも並びに輪郭として極めて有用である。

Description

【発明の詳細な説明】 天然ゴムおよびエポキシ化天然ゴムを含むゴム組成物発明の分野 本発明は、天然ゴムおよびエポキシ化天然ゴムの混合物を含むエラストマー組 成物に関する。発明の背景 弾性材料を必要とする種々の立場から、広範囲の天然および合成ゴムが開発さ れてきた。特に要請の強い多くの分野で、性状が適切に混ざりあった天然および 合成ゴム混合物が所望されてきた。例えば、自動車のタイヤは、しばしば、最も 一般的な合成エラストマーであるスチレンーブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブ タジエンゴム（ＢＲ）、さらには天然ゴムさえも含む。通常天然ゴムに付随する 特性、すなわち、摩耗耐性、レジリエンス、良好な高温および低温性能および引 裂き強度は、タイヤや同様な過酷な取り扱いを受ける応用物にとって理想的であ る。 しかしながら、他の分野では、強度についての要請は低いが、エラストマーと して他の厳しい要件が求められる。例えば衣料産業では、密着型衣類に用いられ るエラストマーは固有の要件を有する。この要件には、低伸縮率、高い寸法安定 性（物品の形状保持のため）、低い永久歪（衣類のぴったり感が失われないため ）、および引裂き抵抗性（縫針で刺した ときに引き裂かれるのを防ぐため）が含まれる。このような要件は、例えば水着 の場合に高まる。この領域では、衣類のぴったり感に加えて、このような衣類は 、大量の日光、プールの水の塩素、塩水並びに汗および日焼け止めローションに よってもたらされる油に曝されることになろう。 衣類に弾性を付与するために、一般に選択されるエラストマーは天然ゴム（シ ス−１，４−ポリイソプレン）である。これは、優れた伸び特性を提供し、加工 して柔軟にすることができ、極めて良好な引裂き抵抗を有し強靭である。しかし ながら、それは特に日光、油または塩素に対して耐性に欠ける。衣料において天 然ゴムに代わる一般的な合成代替物は、ネオプレンテープであるが、これは、油 、オゾン、摩耗および溶媒に対して優れた抵抗性を有する。残念ながら、ネオプ レンは、天然ゴムほど弾性がなく、２５％に達するまで伸ばしたとき永久歪を生 じるが、これははなはだしく衣類をゆがめる。また、ネオプレンは天然ゴムより はるかに高価で、さらにその高い比重のために収量が低い。 最近、新規なタイプのエラストマーが利用できるようになった。すなわちエポ キシ化天然ゴム（ＥＮＲ）であるが、通常これは、ペルオキシカルボン酸で天然 ゴムラテックスを化学的に修飾して得られる。この修飾によって得られる重要な 利点は、炭化水素油および溶媒による膨張に対して耐性が増すことである。ＥＮ Ｒはまた、優れた引張り強さと疲れ特性を有する。さらに、カップリング剤がな くともシリカ充填剤で高度の補強が得られる。しかしながら、エポキシ化天然ゴ ムの表面特性（すなわち外観と感触）は天然ゴムのそれと一致せず、エポキシ化 天然ゴムは衣類としては理想的とはいえない。エポキシ化天然ゴムはまた、理由 の一つとして縫針により引き裂かれる傾向があるため、天然ゴムより縫製が困難 である。ＥＮＲはまた、不適当なほど永久歪が高い。 天然ゴムとエポキシ化天然ゴムの両方の長所を利用するためには、ハイブリッ ドが理想的である。しかし、天然ゴム中のイソプレン単位の水素とＥＮＲ中のエ ポキシ化イソプレン部分のオキシラン酸素との間の特異的相互反応は弱いことが 分かった。以前の試験では、この２つの材料は十分に混合できないことが示され た。試作混合物で適切な均質性がなければ、自動車のタイヤや履物のような利用 のために必要な一貫した特性を有する混合物を形成することが困難であつた。日 本特許願1962年第126737号では、ＥＮＲと天然ゴムとの組成物が開示されている が、タイヤの溝形の製作にカーボンブラックと油を高い百分率で必要とする。 したがって、本発明の目的は、天然ゴムとエポキシ化天然ゴムの両方の優れた 性質を有する、衣類の弾性付与に用いる組成物を提供することである。 他の目的は、該組成物が塩素、塩水および油に対して高い耐性を有し、さらに 低い永久歪、スナッグギャザーおよび日光照射耐性をもっていることである。 本発明のさらに別の目的は、費用効率が高いにもかかわらず、所望の特性を有 する組成物を提供することである。発明の要旨 前述の目的のために、下記に述べる比率で混合された天然ゴムとエポキシ化天 然ゴム成分を含む弾性組成物が提供される。テープ状にした場合、この組成物は 、レッグバンド、水着および他の衣類のひもや輪郭に極めて有用である。 前述および他の目的並びに利点は、以下の好ましい実施態様の詳細な記述によ って当業者には明らかとなろう。好ましい実施態様の詳細な説明 本発明によれば、天然ゴム成分およびエポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）成分を含 む組成物が提供される。通常、エポキシ化天然ゴムは、例えば過安息香酸、過フ タル酸、過酢酸のような酸で溶液中でエポキシ化される。最も一般的に利用可能 なＥＮＲの２形態は、ＥＮＲ２５（２５モル％がエポキシ化）およびＥＮＲ５０ （５０モル％がエポキシ化）で、現在のところ、マレーシアの Guthrie, Inc. から入手できる。その他の等級のエポキシ化天然ゴムを用いてもよい。 天然ゴム成分は、好ましくはくず原料形として供給される。天然ゴムおよびエ ポキシ化天然ゴムは、ＢＡＮＢＵＲＹの内部加熱式ミキサー中で、２つの成分が 均質な混合物となるように十分な時間混合されるが、混合はあくまで顆粒レベル で生じるものであり、分子レベルで生じるものではないと考えられる。得られた 混合物は高度の均質性を有する。他の慣用的なミキサー、例えば開放型粉砕ミキ サー、ゴム粉砕機、ブラベンダーミキサー、双スクリュー付き連続ミキサーもま た 使用できる。 混合している間に、残りの成分を添加する。これら成分には、促進剤、酸化防 止剤、早期加硫抑制剤、補強繊維、顔料、染料およびプロセスオイルが含まれる が、これらに限られるものではない。これら、およびその他の加工補助剤は、用 いた特定の混合方法に従い通常の態様で添加される。特定の成分とゴム１００に 対するそれらの割合を表１に示す。ゴム混合に通常用いられるまた別の加硫／促 進剤の組み合わせを用いても、同様な結果が得られるであろう。 記載すべき充填剤は、タルク、炭酸カルシウムまたは他の軟充填剤が可能で、 これは二酸化チタンを含むことができる が、これは完全にまたは部分的にシリカ充填剤および／または粘土で置換されて いてもよい。いくつかの応用例では、ゴム１００に対して６０部まで充填剤を用 いることができる。 活性剤は、好ましくは酸化亜鉛およびステアリン酸を含む。促進剤は、好まし くは二硫化ベンゾチアジルおよび二硫化ジモルホリノを含む。加硫剤は、好まし くは硫黄および二硫化アルキルフェノールを含む。 本発明の別の実施態様では、メタクリレートグラフトＮＲ（ＭＧＮＲ）が融和 性改善剤として添加される。天然ゴムおよびエポキシ化天然ゴムの両方が、相手 方に対するよりもＭＧＮＲに対してより優れた融和性を示し、したがって、ＭＧ ＮＲは、天然ゴムとエポキシ化天然ゴムの隣接する顆粒間の結合を改善する架橋 として作用する。ＭＧＮＲ以外の融和剤もまた用いることができるが、これらは 、好ましくは例えば、用いられる天然ゴムと融和する少なくとも１個のセグメン トと、エポキシ化天然ゴムと融和する少なくとも１個のセグメントとを有するグ ラフト共重合体またはブロック共重合体である。その例はＳＩＳ（スチレン−イ ソプレン−スチレン）共重合体である。 ＥＮＲの好ましいエポキシ化レベルは５０である。種々のエポキシ化レベルを 有するＥＮＲを製造することができるので、ＥＮＲの量が以下の式を満たすこと が好ましい： 式中、％ｍｏｌ（ＥＮＲ）は、ＥＮＲのエポキシ化レベルの モル％で、ｐｐｈ（ＥＮＲ）はゴム１００に対するＥＮＲの割合である。エポキ シ化レベルが種々変動しながらなお等式が満たされているとき、ｐｐｈ（ＥＮＲ ）は約３５から約７５の範囲内にあることが好ましい。 表２から分かるように、本発明の好ましい組成物および他の好例は、天然ゴム 単独もしくはネオプレンと同様かまたはより良好な弾性を提供する。この２種の 組成物の油耐性は、天然ゴム単独よりも２から１０倍良好である （サンプルの 体積増加（油膨潤％）と時間経過後の重量の％増加（油吸収％）により測定）。 この油特性は既知の方法、例えば数時間油中に浸漬することによって求めること ができる。 表２に示したように、本組成物は、天然ゴム単独またはネオプレンのいずれに 対してもより小さい弾性率を示す。その油膨潤および油吸収特性もまた天然ゴム より低く、他の好例では両方の場合より低い。 ＥＮＲ−ＮＲ組成物の永久歪（すなわち非回復性の伸び） は、ネオプレンのそれの半分で、天然ゴム単独の場合よりも低い。表には示さな かったが、本組成物の引裂き強度はＥＮＲ単独のそれより大きい。水着として用 いられる最も一般的なエラストマーは、光や塩素を含むプールの水に長時間曝さ れると黄色に変化するが、ＥＮＲ−ＮＲは青色に近づき、ＥＮＲ−ＮＲ組成物の 美的魅力が増す。 したがって、本発明の組成物は、いくつかの最適な特性を同時に達成する製品 の作成に特に有用である。従来の組成物は１つまたは２つの特性に関する利点を 提供したが、一方他のものを欠いていた。特に、この組成物は、小さい油膨潤と 油吸収、小さい永久歪、小さい弾性率および大きい引裂き強度という有利な特性 を有する物品で使用することができる。好ましい実施態様では、本発明の組成物 は衣類（例えば水着）に使用できるであろうが、このようなものは、本組成物の 強化された特性を利用することとなろう。 ここに記載した実施態様は、本発明の目的および利点を完璧に達成することが できるが、これらの実施態様は詳細な説明のために記載されたのであって、発明 の範囲を制限するためではないことは理解されよう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラッセル，ウィリアム，イー アメリカ合衆国ロードアイランド州02480, ミドルタウン，ピー・オー・ボックス・ 4549

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．エラストマー組成物であって、該組成物は、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ） 成分と天然ゴム成分とを含み、該ＥＮＲ成分の量が下式、 （式中、％ｍｏｌ（ＥＮＲ）はエポキシ化されたＥＮＲのモル％を示し、ｐｐｈ （ＥＮＲ）はゴム１００に対するＥＮＲの割合を示し、ｐｐｈ（ＥＮＲ）は約３ ５から約７５部の間である。） で与えられ、該組成物は、さらに非補強充填剤成分を全ゴム１００に対して約７ から約４０部の割合で含む、エラストマー組成物。 ２．グラフト共重合体およびブロック共重合体から成る群から選ばれる共重合体 成分をさらに含み、該共重合体が融和剤として作用する、請求の範囲第１項のエ ラストマー組成物。 ３．前記共重合体がメタクリレートグラフト天然ゴムである、請求の範囲第２項 のエラストマー組成物。 ４．前記％ｍｏｌ（ＥＮＲ）が約５０で、前記ｐｐｈ（ＥＮＲ）が約４７である 、請求の範囲第３項のエラストマー組成物。 ５．前記共重合体の量が全ゴム１００に対して約５部である、請求の範囲第４項 のエラストマー組成物。 ６．前記％ｍｏｌ（ＥＮＲ）が約５０である請求の範囲第１ 項のエラストマー組成物。 ７．前記ｐｐｈ（ＥＮＲ）が約５０である請求の範囲第６項のエラストマー組成 物。 ８．前記天然ゴムのゴム１００に対する割合が実質的にＥＮＲの量と等しい、請 求の範囲第７項のエラストマー組成物。 ９．前記非補強充填剤成分が、ゴム１００に対して約３０部の量の鉱物充填剤で ある、請求の範囲第１項のエラストマー組成物。 10．前記非補強充填剤が、二酸化チタン、シリカ、粘土、タルク、炭酸カルシウ ムおよびその混合物から成る群から選ばれるものである、請求の範囲第９項のエ ラストマー組成物。 11．軽減された油膨潤および油吸収、より小さい永久歪、より小さい弾性率およ び高い引裂き強度を有する製品であって、該製品は、エポキシ化天然ゴム（ＥＮ Ｒ）成分および天然ゴム成分を含み、該ＥＮＲ成分の量が下式、 （式中、％ｍｏｌ（ＥＮＲ）はエポキシ化されたＥＮＲのモル％を示し、ｐｐｈ （ＥＮＲ）はゴム１００に対するＥＮＲの割合を示し、ｐｐｈ（ＥＮＲ）は約３ ５から約７５部の間である。） によって与えられる製品。 12．ゴム１００に対して約７から約４０部の範囲で非補強充填剤成分をさらに含 む請求の範囲第１１項の製品。 13．グラフト共重合体およびブロック共重合体から成る群か ら選ばれる共重合体成分を含み、該共重合体が融和剤として作用する、請求の範 囲第１２項の製品。 14．前記共重合体がメタクリレートグラフト天然ゴムである、請求の範囲第１３ 項の製品。 15．前記非補強充填剤成分が、ゴム１００に対して約３０部の量の鉱物充填剤で ある、請求の範囲第１４項の製品。 16．前記非補強充填剤が、二酸化チタン、シリカ、粘土、タルク、炭酸カルシウ ムおよびその混合物から成る群から選ばれるものである、請求の範囲第１５項の 製品。