(57)【特許請求の範囲】
【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。
【請求項２】
予め予備練り混練法によりゴムとゴム１００重量部に対して膨張性黒鉛１０〜２００重量部とのマスターバッチを製造し、その後に該マスターバッチとゴムとを混練し、ゴム１００重量部に対して膨張性黒鉛１〜３０重量部が均一に分散することを特徴とする請求項１に記載の難燃性ゴム組成物の製造方法。
【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１００〜４００μｍ程度の比較的大粒径の結晶で、室温から８００〜１０００℃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１００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、５ｍｍφ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２ｍｍの試料を得た。この試料を用い、ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１（１９７５）に準拠し、３号ダンベル、引張速度５００ｍｍ／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１５ｒｐｍ／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】
0003661285.tif 000002
【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】
0003661285.tif 000003
【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】
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【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。