JP2019026787A - 未加硫ゴム用防着剤組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】防着性能を維持しながら、環境負荷を低減した未加硫ゴム用防着剤組成物を提供する。【解決手段】水溶性高分子５０質量部〜９７質量部と界面活性剤３質量部〜５０質量部とからなる水溶成分１００質量部に対して、植物由来のデンプン粒子を５質量部〜５０質量部配合する。【選択図】なし

Description

本発明は、防着性能を維持しながら、環境負荷を低減した未加硫ゴム用防着剤組成物に関する。

ゴム製品（例えば、タイヤ用ゴム組成物）の生産加工工程では、未加硫ゴムを次の混合、成形、加硫等の工程に移行するまでの間にシート状にして積み重ねて保管することがある。このとき、未加硫ゴムどうしの密着を防止する目的で防着剤が使用されている（例えば、特許文献１を参照）。このような防着剤としては、例えば、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ベントナイト等の無機粒子を未加硫ゴムの表面に付着させて未加硫ゴムどうしの密着を防止するタイプが知られている。或いは、有機性成分を主体とした液状防着剤を塗布して未加硫ゴムの表面に固体膜を形成するタイプも知られている。尚、後者については、更に合成有機高分子からなるマイクロビーズを添加して、防着性能を高めることも提案されている。

このような防着剤は、例えば、水中に分散させて防着液を調製し、この防着液を未加硫ゴムの表面に吹き付けたり、防着液中に未加硫ゴムを浸漬し、水分を乾燥させて微粒子や固体膜のみが付着した状態にすることで使用される。

しかしながら、微粒子やマイクロビーズを用いる場合は、次の工程に移行するまでの間に粉落ちが生じて粉塵が発生し、この粉塵による作業環境の汚染が発生する虞がある。また、いずれの場合も防着剤の材質によって、環境負荷が大きかったり、高価で多用できないという問題があった。そのため、防着性能（ゴムに対する濡れ性、防着性、滑り性など）を維持しながら、飛散性や環境負荷について改善することが求められている。

特開２０１３‐１２４２９２号公報

本発明の目的は、防着性能を維持しながら、環境負荷を低減した未加硫ゴム用防着剤組成物を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の未加硫ゴム用防着剤組成物は、水溶性高分子５０質量部〜９７質量部と界面活性剤３質量部〜５０質量部とからなる水溶成分１００質量部に対して、植物由来のデンプン粒子が５質量部〜５０質量部配合されたことを特徴とする。

本発明のゴム組成物は、上述のように、水溶成分１００質量部に対して５質量部〜５０質量部のデンプン粒子が配合されているので、水溶成分によって得られる防着性に加えて、デンプン粒子が未加硫ゴムの表面に付着することによる防着性も付加されて、優れた防着性を発揮することができる。このとき、植物由来のデンプン粒子は、食用に用いられることもある環境負荷の少ない材質であるので、環境負荷を低減することができ、また、粉塵が飛散したとしても人体に対する影響を低減することができる。更に、各成分の配合量が上記のように設定されているので、植物由来のデンプン粒子を用いても、他の微粒子を用いた場合と同等以上の優れた防着性能（ゴムに対する濡れ性、防着性、滑り性）を発揮することができ、且つ、飛散性についても改善することができ、これら性能をバランスよく発揮することができる。

本発明では、デンプン粒子の粒径が５μｍ〜５０μｍであることが好ましい。このように粒径を設定することで、防着剤を水に分散させて使用する際に、防着剤（デンプン粒子）が沈降することを抑制することができ、実用性を高めることができる。尚、デンプン粒子は天然由来の成分であって粒径にばらつきがあるため、「デンプン粒子の粒径が５μｍ〜５０μｍである」とは、防着剤中に含まれるデンプン粒子のうち、粒径が５μｍ〜５０μｍの範囲に含まれる粒子が８０％以上であることを意味する。

本発明では、水溶性高分子が、アルギン酸ナトリウム、天然ガム類、セルロースエーテル、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングルコール、および、ポリエチレンオキシドから選ばれる少なくとも１種である仕様にすることもできる。

本発明では、界面活性剤が、ノニオン性界面活性剤および／またはアニオン性界面活性剤である仕様にすることもできる。

本発明の未加硫ゴム用防着剤組成物は、水溶性高分子と、界面活性剤と、植物由来のデンプン粒子とで構成される。未加硫ゴム用防着剤組成物自体は、固形または液状の組成物であり、使用時には、工業用水で例えば２重量％〜１０重量％の濃度に希釈されて使用される。以下の説明では、使用時（希釈時）に水溶する水溶性高分子と界面活性剤とを「水溶成分」と総称する。

本発明において、水溶性高分子は、主に、防着剤に濡れ性や滑り性等の防着性能を付与したり、デンプン粒子を未加硫ゴムの表面に付着させるバインダーとして機能する。水溶性高分子としては、アルギン酸ナトリウム、天然ガム類、セルロースエーテル、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシドを例示することができる。これら水溶性高分子の中では、特に、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシドを用いることが好ましい。これら水溶性高分子は、単独または任意のブレンドとして使用することができる。水溶性高分子の配合量は、水溶成分１００質量部中に５０質量部〜９７質量部である。水溶性高分子の配合量が５０質量部よりも少ないと、濡れ性が低下する。水溶性高分子の配合量が９７質量部よりも多いと、塗膜の乾燥性が低下する。

本発明において、界面活性剤は、親油基が未加硫ゴムに対する付着性を示すことで、主に、他の成分を未加硫ゴムの表面に付着させる役割を担う。界面活性剤としては、ノニオン性界面活性剤および／またはアニオン性界面活性剤を例示することができる。ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンモノラウレート等のポリオキシアルキレン脂肪酸エステルを例示することができる。アニオン性界面活性剤としては、例えばオレイン酸ナトリウム等の脂肪酸塩、ラウリル硫酸ナトリウム、ステアリル硫酸ナトリウム等のアルキル硫酸エステル塩を例示することができる。これら界面活性剤の中では、特に、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンモノラウレート等のポリオキシアルキレン脂肪酸エステルを用いることが好ましい。これら界面活性剤は、単独または任意のブレンドとして使用することができる。界面活性剤の配合量は、水溶成分１００質量部中に３質量部〜５０質量部である。界面活性剤の配合量が３質量部よりも少ないと、濡れ性や防着性が低下する。界面活性剤の配合量が５０質量部よりも多いと、塗膜の乾燥性が低下する。

本発明において、植物由来のデンプン粒子は、未加硫ゴムの表面に付着して、未加硫ゴムの表面を覆うことで、未加硫ゴムどうしが密着することを防止する機能を有する。植物由来のデンプン粒子は、食用に用いられることもある環境負荷の少ない材質であるので、環境負荷を低減するには有利である。また、防着処理工程中や処理後の未加硫ゴムの保管中にデンプン粒子の粉塵が飛散したとしても、人体に対する影響を低減することができる。このような植物由来のデンプン粒子としては、馬鈴薯でん粉、コーンスターチ、タピオカでん粉、小麦でん粉、緑豆でん粉、米でん粉、サゴでん粉を例示することができる。尚、本発明の植物由来のデンプン粒子としては、前述の各種でん粉に対してエステル化、エーテル化、酸化等の処理を施した所謂加工でん粉を用いることもできる。これら植物由来のデンプン粒子は、単独または任意のブレンドとして使用することができる。植物由来のデンプン粒子の配合量は、水溶成分１００質量部に対して５質量〜５０質量部である。植物由来のデンプン粒子の配合量が５質量部よりも少ないと、デンプン粒子の配合量が少なすぎるため、防着性や滑り性を高める効果が充分に得られない。デンプン粒子の配合量が５０質量部よりも多いと、デンプン粒子の付着量が過剰になり、飛散性が低下する。

植物由来のデンプン粒子は、比重が水よりも重く、水中に分散させて使用する際には沈降が生じ易い虞がある。そのため、より微細な粒子を用いることが好ましい。具体的には、植物由来のデンプン粒子の粒径が５μｍ〜５０μｍであることが好ましい。このように粒径を設定することで、防着剤を水に分散させて使用する際に、防着剤（デンプン粒子）が沈降することを抑制する（沈降速度を遅くする）ことができ、実用性を高めることができる。特に、上記粒径の範囲を満たすデンプン粒子であれば、従来の無機系粒子等からなる防着剤を水中に分散させる際に用いる従来の撹拌機等を流用することも可能となる。このような粒径のデンプン粒子としては、例えば、コーンスターチ、タピオカでん粉、小麦でん粉を例示することができ、前述の植物由来のデンプン粒子の中でもこれらを用いることが好ましい。デンプン粒子の粒径が５０μｍよりも大きいと、沈降が生じ易くなり、分散性が低下する。尚、粒径が５μｍよりも小さいデンプン粒子は天然には存在しない。

更に、上述した配合剤以外にも、水溶性高分子と界面活性剤を主体とする未加硫ゴム用防着剤組成物に一般的に使用される各種添加剤を配合することができる。これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。

以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

表１に示す配合剤を表１に記載の配合量で混合することで１０種類の未加硫ゴム用防着剤組成物（従来例１、実施例１〜７、比較例１〜２）を調製し、それぞれを工業用水で５重量％の濃度に希釈することで防着液を得た。また、未加硫ゴム（天然ゴム／ブタジエンゴム）を温度８０〜１２０℃のオープンロールで練り出して、未加硫ゴムシート（長さ１５０ｍｍ、幅６００ｍｍ、厚さ５ｍｍ）を得た。練り出された直後の未加硫ゴムシート（１００℃）を、上述の各防着液（４５℃）の槽に約１秒間浸漬した。その後、ゴムシートをすばやく垂直に引き上げ、室温下において垂直状態で静置し、自然乾燥することで、防着処理を行った。尚、表１において、「デンプン粒子１」とはコーンスターチ（粒径：６μｍ〜２５μｍ（平均１４μｍ））であり、「デンプン粒子２」とはタピオカでん粉（粒径：５μｍ〜３５μｍ（平均２０μｍ））であり、「デンプン粒子３」とは小麦でん粉（粒径：１０μｍ〜３５μｍ（平均２１μｍ））であり、「デンプン粒子４」とはサゴでん粉（粒径：１０μｍ〜６０μｍ（平均４０μｍ））であり、「デンプン粒子５」とは馬鈴薯でん粉（粒径：１５μｍ〜１００μｍ（平均４０μｍ））であり、「無機粒子」とはタルク粉（粒径：１μｍ〜１００μｍ（平均６０μｍ））である。

各未加硫ゴム用防着剤組成物について、防着性、滑り性、飛散性を下記に示す方法で測定し、表１に併せて表示した。

防着性
上記の防着処理を行った未加硫ゴムシートを６０ｍｍ×１５０ｍｍの試験片にカットして、２枚の試験片を重ね合わせた積層状態とし、その積層状態にある試験片に対して、一方の面から垂直方向に１ｔ／ｍ² の荷重をかけ、６０℃の雰囲気下で、１２時間放置した。その後、試験片を室温に戻し、引張り試験機（ＡＧＳ−５００Ｄ型、ＳＨＩＭＡＤＺＵ）を用いて１８０°剥離試験を行い、引っ張り速度３００ｍｍ／ｍｉｎで剥離抗力（Ｎ／ｃｍ）を測定した。評価結果は、下記「〇」「△」「×」の３段階として示した。
〇：剥離抗力が２．０Ｎ／ｃｍ以下（大きな負荷なくゴムシートを剥がすことがで き、防着性能は良好である。）
△：剥離抗力が２．０Ｎ／ｃｍ超３．０Ｎ／ｃｍ以下（ゴムシートを剥がす時の負 荷が大きく、防着性能は不良である。）
×：剥離抗力が３．０Ｎ／ｃｍ超（ゴムシートは密着しており、通常の作業現場で の剥離は困難である。）

滑り性
上記防着処理を行った未加硫ゴムシートを６０ｍｍ×１５０ｍｍの試験片にカットして、アクリル板上に置いた後、アクリル板を徐々に傾斜させていき、試料が動き出すときのアクリル板の地面に対する角度（滑り角度）を測定した。評価結果は、下記「〇」「×」の２段階として示した。
○：滑り角度が５０°未満
×：滑り角度が５０°以上

飛散性
防着処理後（乾燥後）の試験片の重量（Ｗ１）を測定し、且つ、試験片の各６面をたわしで１５回ずつ強くこすった後の試験片の重量（Ｗ２）を測定し、防着剤の粉末飛散量を下記の式により算出し、飛散性を評価した。
粉末飛散量（ｍｇ／１００ｃｍ² ）＝Ｗ１−Ｗ２
この粉末飛散量が大きいほど、未加硫ゴム表面から粉落ちした粉塵による飛散問題が大きく、飛散性が低いことを意味する。評価結果は、下記「〇」「×」の２段階として示した。
〇：粉飛散量が１ｍｇ／１００ｃｍ² 以下（粉塵の飛散は生じない。）
×：粉飛散量が１ｍｇ／１００ｃｍ² 超（粉落ちした粉塵の飛散が懸念される。）

表１から明らかなように、実施例１〜７はいずれも従来例１に対して防着性および滑り性を良好に維持しながら飛散性を改善した。また、実施例１〜７は植物由来のデンプン粒子を用いているので環境負荷を低減した。一方、比較例１はデンプン粒子の配合量が少なすぎるため、防着性および滑り性が低下した。比較例２はデンプン粒子の配合量が多すぎるため飛散性が悪化した。

Claims (2)

1. 水溶性高分子５０質量部〜９７質量部と界面活性剤３質量部〜５０質量部とからなる水溶成分１００質量部に対して、植物由来のデンプン粒子が５質量部〜５０質量部配合されたことを特徴とする未加硫ゴム用防着剤組成物。
2. 前記デンプン粒子の粒径が５μｍ〜５０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の未加硫ゴム用防着剤組成物。