JPH1036572A - 難燃性ゴム組成物及びその製造方法 - Google Patents

難燃性ゴム組成物及びその製造方法

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JPH1036572A
JPH1036572A JP19480496A JP19480496A JPH1036572A JP H1036572 A JPH1036572 A JP H1036572A JP 19480496 A JP19480496 A JP 19480496A JP 19480496 A JP19480496 A JP 19480496A JP H1036572 A JPH1036572 A JP H1036572A
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幸彦 原田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴムに膨脹性黒鉛が均一に分散された難燃
性ゴム組成物を提供する。 【解決手段】ゴム100重量部に対し、膨脹性黒鉛10
〜200重量部よりなるマスターバッチを予め製造し、
ゴム100重量部に対し、膨脹性黒鉛1〜30重量部に
なるよう該マスターバッチを用いてなることを特徴とす
る難燃性ゴム組成物を製造し、用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電線・電纜、ホー
ス、ガスケット、シーラント、ゴムパッキン等の工業用
ゴム用途に用いられる難燃性ゴム組成物である。
【0002】
【従来の技術】従来より、鱗片状及び土塊状の粒状形態
を持つ膨脹性黒鉛を難燃性付与剤として利用する試みが
なされてきた。しかし、その膨脹性黒鉛の持つ特異な粒
状形態がもたらす、ゴム配合物への分散の悪さによる種
々の問題、例えば、押出製品の表面に見られる表面肌荒
れ、型物製品の表面に見られる斑点発生等の問題、さら
には機械的強度の低下等から、膨脹性黒鉛の持つ難燃性
を十分に活かすことが出来なかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる課題に
鑑みてなされたもので、その目的は、ゴムに膨脹性黒鉛
が均一に分散された難燃性ゴム組成物を提供することで
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、この様な
状況に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、ゴムに膨脹性黒鉛
を均一に分散させるため、予備練り混練法により、予め
ゴムと膨脹性黒鉛とのマスターバッチを製造し、しかる
後に該マスターバッチとゴムとを混練することで、ゴム
配合物中に膨脹性黒鉛が均一に分散された難燃性ゴム組
成物を製造出来ることを見い出し、本発明を完成させる
に至った。
【0005】即ち本発明は、ゴム100重量部に対し、
膨脹性黒鉛10〜200重量部よりなるマスターバッチ
を予め製造し、ゴム100重量部に対し、膨脹性黒鉛1
〜30重量部になるよう該マスターバッチを用いてなる
ことを特徴とする難燃性ゴム組成物及びその製造方法で
ある。
【0006】以下、本発明を詳細に説明する。
【0007】本発明におけるゴムは、特に限定するもの
ではなく、例えば天然ゴム(NR)あるいはスチレン・
ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、
ブチルゴム(IIR)、クロロプレンゴム(CR)、ア
クリロニトリル・ブタジエンゴム(NBR)、エチレン
・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)等の各種合成ゴ
ムが挙げられる。
【0008】本発明における膨脹性黒鉛は、六方晶系の
六角板状偏平結晶で、鱗片状及び土塊状の粒状形態を有
している。膨脹性黒鉛は、平均粒径が100〜400μ
m程度の比較的大粒径の結晶で、室温から800〜10
00℃への急速な加熱によって、結晶C軸方向に100
〜300倍程度の加熱膨脹を生じる性質を有する。加熱
膨脹時にそれぞれの粒子が多孔質の炭化物を形成し、そ
の結果、酸素の侵入及び熱伝導を遮断することで難燃性
効果を有するものである。
【0009】本発明におけるマスターバッチは、ゴム1
00重量部に対し膨脹性黒鉛10〜200重量部よりな
るものであるが、膨脹性黒鉛が10重量部未満の場合、
難燃性ゴム組成物の製造に用いるマスターバッチの配合
比率が高くなり、その他の配合剤の分散の均一性が阻害
される恐れがある。膨脹性黒鉛が200重量部を越える
場合は、マスターバッチ製造における混練作業におい
て、スコーチトラブルの恐れがあり、好ましくない。
【0010】本発明において、膨脹性黒鉛の均一な分散
を可能とする手段として、予め予備練り混練法によりゴ
ムと膨脹性黒鉛とのマスターバッチを製造し、しかる後
に該マスターバッチとゴムとを混練し、膨脹性黒鉛が均
一に分散された難燃性ゴム組成物を製造する方法につい
て規定するものである。該マスターバッチは、ゴムと膨
脹性黒鉛との混合物からのみ構成されることが重要であ
り、予備練り混練配合中に、軟化剤及び/又は可塑剤を
添加させてはならない。しかし、円滑な予備練り混練を
助ける目的から少量のワックス類等の加工助剤を添加す
ることについては何等妨げるものではない。難燃性ゴム
組成物中の膨脹性黒鉛の配合量は、ゴム100重量部に
対し、1〜30重量部である。分散性、難燃性を考慮す
ると5重量部〜20重量部が好ましい。この膨脹性黒鉛
の添加が1重量部未満では、十分な難燃性が得られず、
30重量部を越えると、本発明を持ってしても十分な分
散が出来ないため、肌荒れ不良、機械的強度の著しい低
下が発生する。
【0011】本発明においては、マスターバッチに使用
されるゴムと難燃性ゴム組成物に用いるゴムとは、同種
又は異種のゴムであることを制限をするものではなく、
用途・目的に応じて、使い分ければ良い。
【0012】本発明における軟化剤は、特に限定するも
のでは無く、例えば、菜種油、大豆油、綿実油、ひまし
油、あまに油、パインオイル、パインタール等に代表さ
れる植物油系軟化剤やパラフィン系プロセスオイル、ナ
フテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル等に
代表される鉱物油系軟化剤等が挙げられる。また、可塑
剤は、特に限定するものではなく、例えば、ジ−(2−
エチルヘキシル)フタレート、ジ−(2−エチルヘキシ
ル)セバケート、ジ−(2−エチルヘキシル)アジペー
ト、ジブチルフタレート、トリ−(2−エチルヘキシ
ル)トリメリテート、トリ・クレジル・ホスフェート等
が挙げられる。さらに、ワックス類は特に限定するもの
ではなく、例えば、パラフィンワックス、木ロウ、蜜ロ
ウ等が挙げられる。
【0013】本発明におけるマスターバッチの製造方法
は、特に限定するものではなく、例えば、混練機器はバ
ンバリーミキサー、インターミックス、ニーダー、オー
プンロール等の混練機器を使用することができる。例え
ば、バンバリーミキサーによる混練の場合は、該混練機
器にゴムを投入し、投入直後に上昇した負荷トルクの動
きに注意し、膨脹性黒鉛の投入と共に一旦上昇したトル
クが再び低下を始め、安定になった段階で混練を止め、
マスターバッチとして取り出す。オープンロールの場合
も、例えばオープンロールでゴムバンドを作り、ロール
上部のバンクが円滑に動いている状態で、所定の膨脹性
黒鉛を徐々に添加し、マスターバッチとして取り出す。
この混練において、混練中のゴムの粘弾性を維持し、膨
脹性黒鉛の均一な分散を行うために、必要に応じて、混
練機器に冷却水を通す等、一般に用いられている混練操
作を行うことができる。
【0014】本発明における難燃性ゴム組成物の製造
は、混練機器を特に限定するものではなく、例えばマス
ターバッチの製造と同様、一般に用いられているバンバ
リーミキサー、インターミックス、ニーダー、オープン
ロール等の混練機器が使用出来る。また混練法について
も、特に定めるものでは無いが、マスターバッチに用い
たゴムと難燃性ゴム組成物に用いるゴムとの均一なブレ
ンドを図る意味で、出来るだけ初期に両者の混練を完了
させるべく努める、すなわちゴムの素練り時にマスター
バッチも合わせて投入し、混練することが望ましい。
【0015】本発明においては、得られた難燃性ゴム組
成物は、通常使用される加硫方式ならびに加硫機により
加硫が出来る。
【0016】本発明では、難燃性ゴム組成物の膨脹性黒
鉛については、その配合量を規定するが、その他の配合
剤について、制限するものでは無く、通常使用されてい
るものが使用出来る。例えば、老化防止剤、補強性充填
剤、加工助剤、加硫剤、加硫促進剤等を添加しても良
い。
【0017】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、これは本発明の理解を助けるための例であり、本発
明の要旨を越えない限りこれら実施例により制限を受け
るものではない。
【0018】<押出成形品の評価>難燃性ゴム組成物を
ブラベンダー社製プラスチコーダー押出機械を用い、5
mmφ口金、スクリュー回転数20rpmで棒状に押出
成形し、その成形品の表面状態(表面肌、光沢性)を目
視により評価した。
【0019】<引張試験>得られた難燃性ゴム組成物を
三重工業(株)製スチーム加熱式プレス加硫機を用い、
170℃×10分×50kg/cm2で加硫し、厚さ2
mmの試料を得た。この試料を用い、JIS K 63
01(1975)に準拠し、3号ダンベル、引張速度5
00mm/分にて、引張強さ(TB)、伸び(EB)を測
定した。
【0020】<難燃性(酸素指数)>引張試験と同様な
試料を用い、JIS K 7201(1972)に準拠
して酸素指数を測定した。
【0021】<表面斑点数>引張試験と同様な試料を用
い、分散性の不良を示す銀色の斑点の数を1cm2範囲
で、目視にて測定した。
【0022】製造例1 マスターバッチの製造 表1に示す配合に従い、オープンロール(東洋精機
(株)製 8インチロール、回転比;前ロール15rp
m/後ロール17rpm)を用い、初めにゴムのバンク
(ゴムの溜まり)を作り、且つバンクのスムースな回転
が続くようロール間隙の調整を行い、次に膨脹性黒煙を
徐々に加えロール温度50℃で15分間混練しマスター
バッチを得た。これにより、8種類のマスターバッチを
得た。
【0023】
【表1】
【0024】実施例1 表2に示す配合に従い、製造例1で製造されたマスター
バッチ−1と各種原料とをオープンロールにて混練し、
難燃性ゴム組成物を得た。この混練は、初めに原料ゴム
をロールに巻き付け、マスターバッチを少量づつ添加し
た後、一旦分出して薄通し作業を行い、次に、表2に示
す各種配合剤を段々と加え、ロール温度50℃で20分
間混練し、難燃性ゴム組成物を得た。亜鉛華、加硫促進
剤ETUについては、ゴム組成物のスコーチ安定性を図
るため、混練作業の最後に添加した。
【0025】この難燃性ゴム組成物を用い、押出成形品
の評価、引張試験、表面斑点数、難燃性(酸素指数)等
を測定・評価し、その結果を表2に示した。押出成形品
の表面状態は平滑肌で光沢に優れ、引張試験、表面斑点
数、難燃性(酸素指数)等も満足するものであった。
【0026】
【表2】
【0027】実施例2〜実施例7 表1、表2に示す配合に従い、実施例1と同様に難燃性
ゴム組成物の製造を行い、押出成形品の評価、引張試
験、表面斑点数、難燃性(酸素指数)等を測定・評価
し、その結果を表2に示した。押出成形品の表面状態は
平滑肌で光沢に優れ、引張試験、表面斑点数、難燃性
(酸素指数)等も満足するものであった。
【0028】比較例1、比較例2 表1、表3に示すように、マスターバッチを用いずに、
実施例1と同様に難燃性ゴム組成物の製造を行い、押出
成形品の評価、引張試験、表面斑点数、難燃性(酸素指
数)等を測定・評価し、その結果を表3に示した。押出
成形品の評価、引張試験、表面斑点数等は満足するもの
が得られなかった。
【0029】
【表3】
【0030】比較例3 表1、表3の配合に従い、実施例1と同様に難燃性ゴム
組成物の製造を行い、押出成形品の評価、引張試験、表
面斑点数、難燃性(酸素指数)等を測定・評価し、その
結果を表3に示した。難燃性(酸素指数)等は満足する
ものが得られなかった。
【0031】比較例4、比較例5 表1、表3の配合に従い、実施例1と同様に難燃性ゴム
組成物の製造を行い、押出成形品の評価、引張試験、表
面斑点数、難燃性(酸素指数)等を測定・評価し、その
結果を表3に示した。押出成形品の評価、表面斑点数、
引張試験等は満足するものが得られなかった。
【0032】参考例1、参考例2 表3の配合に従い、実施例1と同様に難燃性ゴム組成物
の製造を行い、押出成形品の評価、引張試験、表面斑点
数、難燃性(酸素指数)等を測定・評価し、その結果を
表3に示した。難燃性(酸素指数)等は満足するものが
得られなかった。
【0033】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の難燃性ゴム組成物は、押出加工成形において平滑で光
沢のある押出成形品を提供し、また型加硫成形において
も、加硫物の表面に銀色斑点等の荒れのほとんどあるい
は全く認められないものを提供でき、電線・電纜、ホー
ス、ガスケット、シーラント、ゴムパッキン等、平滑な
表面状態や難燃性を必要とする用途に有用である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ゴム100重量部に対し、膨脹性黒鉛10
    〜200重量部よりなるマスターバッチを予め製造し、
    ゴム100重量部に対し、膨脹性黒鉛1〜30重量部に
    なるよう該マスターバッチを用いてなることを特徴とす
    る難燃性ゴム組成物。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の難燃性ゴム組成物の製造
    方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001316525A (ja) * 2000-05-02 2001-11-16 Denki Kagaku Kogyo Kk クロロプレン系ゴム組成物
US7087670B2 (en) 2000-05-19 2006-08-08 Bayer Aktiengesellschaft Flame-resistant intumescent mixtures
CN104011122A (zh) * 2011-12-29 2014-08-27 凡世通建筑产品公司 具有可膨胀石墨作为阻燃剂的屋顶膜
US10415249B2 (en) * 2014-07-03 2019-09-17 Firestone Building Products Co., LLC EPDM roofing membranes with expandable graphite as flame retardant

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