(57)【要約】【課題】植物より得られたセルロール繊維からなるパルプをゴム組成物中に混入する場合の分散性の改善に関するものであり、ゴム中へのパルプの分散方法とその方法を用いたパルプ配合ゴム組成物を提供する。【解決手段】ゴム組成物中に植物より得られたセルロール繊維からなるパルプを分散させる方法において、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、エポキシ化合物、ポリビニルピロリドン等に代表される水に可溶な化合物を０．５〜１５ｗｔ％の範囲で水中に含んだ分散液にセルロール繊維からなるパルプを投入して撹拌し、その後脱水乾燥させたものをゴム中に配合分散させてなる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム組成物中に植物より得られたセルロール繊維からなるパルプを分散させる方法において、水に可溶な化合物を０．５〜１５ｗｔ％の割合で水中に分散させた分散液にセルロール繊維からなるパルプを投入して撹拌し、その後脱水乾燥させたものをゴム中に配合分散させてなることを特徴とするパルプの分散方法。
【請求項２】
水に可溶な化合物が、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、エポキシ化合物、ポリビニルピロリドンの中から選ばれてなる少なくとも一種の化合物である請求項１記載のパルプの分散方法。
【請求項３】
ゴム組成物中に植物より得られたセルロール繊維からなるパルプを分散させたパルプ配合ゴム組成物において、水に可溶な化合物を０．５〜１５ｗｔ％の割合で水中に分散させた分散液にセルロール繊維からなるパルプを投入して撹拌し、その後脱水乾燥させたものをゴム中に配合分散させてなることを特徴とするパルプ配合ゴム組成物。
【請求項４】
水に可溶な化合物が、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、エポキシ化合物、ポリビニルピロリドンの中から選ばれてなる少なくとも一種の化合物である請求項３記載のパルプ配合ゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材、藁、バガス、笹、葦などより得られたセルロール繊維からなるパルプを短繊維としてゴム組成物中に混入する場合の分散性の改善に関するものであり、ゴム中へのパルプの分散方法とその方法を用いたパルプ配合ゴム組成物に係る。
【背景技術】
【０００２】
近年、ゴム工業分野で部品の高機能、高性能化に伴って、厳しい使用環境にも耐えうるゴム製品が望まれている。ゴム製品は、原料ゴムの選定及び配合剤等の組み合わせによりその特性が定まるが、補強性、耐摩耗性等を改善する目的で短繊維を配合することが一般的になっている。
【０００３】
例えば自動車部品に用いられるゴム製品の中に動力伝動用ベルトがあり、自動車のエアーコンプレッサーやオルタネータ等の補機駆動の動力伝達に広く利用されている。ベルトの種類を挙げればローエッジベルトのＶ芯ゴムやＶリブドベルトのリブゴムとして、短繊維が配合されたゴムが用いられている。Ｖリブドベルトでは、リブ部に綿、ナイロン、ビニロン、レーヨン、アラミド繊維などの短繊維群をベルト幅への配向性を保って埋設することにより、ベルトの摩擦伝動部の耐側圧性高め、更に埋設した短繊維の一部を積極的に摩擦伝動部の両側壁面に露出させることによって、耐摩耗性を向上させている。
【０００４】
更に、埋設した短繊維の一部をベルト側面に意図的に突出させることによって、リブ部の摩擦性能及び粘着による発音の抑止効果を狙った伝動ベルトも提案されている。
【０００５】
また、上記ベルトの効果をさらによいものとするために摩擦伝動部の両側壁面に突出させる短繊維として、とくにアラミド繊維を用いることにより、アラミド繊維特有の耐摩擦性によりベルト自体の耐久性の向上を意図した伝動ベルトが、例えば特許文献１に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１−１６４８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
アラミド繊維やナイロン繊維を代表とする短繊維を配合することにより、ゴム組成物の物性を向上させることができ、高性能なゴム製品を得ることができる。しかし、最近になって石油資源の枯渇の問題や廃棄物による自然への影響等の環境上の問題から、世間では石油を原料とした合成繊維ではなく天然繊維を用いるといった試みがなされている。ゴム中に配合する短繊維を天然繊維としてもゴム物性としては向上させることができるが、木材パルプ、コットンリンター、麻、稲、木材、藁、竹、バガス、笹や葦などの植物素材から得られるセルロース繊維からなるパルプは繊維が複雑に絡み合った状態であり、ゴム中に配合して混練りした場合、これらのパルプがゴム中で固まりになってしまうという問題があった。このような撚りがかかっていたりして複雑に絡み合った繊維は、糸自体を解いて単糸にしてやる必要があり、こうしてやらないと分散性にかけて、ゴム中で短繊維が固まりになって分散不良となることがあった。
【０００８】
ゴム中に短繊維の塊があるとその塊が核となって亀裂が早期に発生し、早期に寿命を迎えてしまうといった問題もあった。
【０００９】
そこで、本発明はこのような問題を解決し、上記のようなセルロール繊維からなるパルプにおけるゴム組成物中への分散性を改善し、例えばベルトとした場合に走行後のクラックが発生する時間を延長してベルト寿命を延ばすことができるパルプのゴムへの分散方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記のような目的を達成するために本発明の請求項１では、ゴム組成物中に植物より得られたセルロール繊維からなるパルプを分散させる方法において、水に可溶な化合物を０．５〜１５ｗｔ％の割合で水中に分散させた分散液にセルロール繊維からなるパルプを投入して撹拌し、その後脱水乾燥させたものをゴム中に配合分散させてなることを特徴とする。
【００１１】
請求項２では、水に可溶な化合物が、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、エポキシ化合物、ポリビニルピロリドンの中から選ばれてなる少なくとも一種の化合物である請求項１記載の短繊維の分散方法としている。
【００１２】
請求項３では、ゴム組成物中に植物より得られたセルロール繊維からなるパルプを分散させたパルプ配合ゴム組成物において、水に可溶な化合物を０．５〜１５ｗｔ％の割合で水中に分散させた分散液にセルロール繊維からなるパルプを投入して撹拌し、その後脱水乾燥させたものをゴム中に配合分散させてなることを特徴とする。
【００１３】
請求項４では、水に可溶な化合物が、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、エポキシ化合物、ポリビニルピロリドンの中から選ばれてなる少なくとも一種の化合物である請求項３記載のパルプ配合ゴム組成物としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１によると、植物より得られたセルロールからなるパルプを水に可溶な化合物を０．５〜１５ｗｔ％の割合で水中に分散させた分散液で処理するという過程を経てゴム中に投入して混練りするものであり、絡み合ったパルプが前記分散液の作用により解かれて分散し、それを乾燥させたものをゴム中に配合することによって、セルロール繊維からなるパルプがゴム中に均質に分散することができ、ゴム組成物の物性を向上させることができる。
【００１５】
請求項２によると、水に可溶な化合物としてポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、エポキシ化合物、ポリビニルピロリドンを挙げており、よりパルプの分散性のよりゴム組成物を得ることができる。
【００１６】
請求項３によると、請求項１と同様に植物より得られたセルロールからなるパルプを水に可溶な化合物を０．５〜１５ｗｔ％の割合で水中に分散させた分散液で処理するという過程を経てゴム中に投入して混練りするものであり、絡み合ったパルプが前記分散液の作用により解かれて分散し、それを乾燥させたものをゴム中に配合することによって、セルロール繊維からなるパルプがゴム中に均質に分散することができ、ゴム組成物の物性を向上させることができる。
【００１７】
請求項４によると、請求項２と同様に水に可溶な化合物としてポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、エポキシ化合物、ポリビニルピロリドンを挙げており、よりパルプの分散性のよりゴム組成物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明では、ゴム中に植物より得られるセルロース繊維からなるパルプを均質に分散させて良好な物性のパルプ配合ゴム組成物を得るために、パルプの分散方法として水に通うな化合物を０．５〜１５ｗｔ％の割合で水中に分散させた分散液に少なくとも短繊維を含むパルプを投入して撹拌し、その後脱水乾燥させたものをゴム中に配合分散させるセルロース繊維からなるパルプの分散方法であり、更にはそのようにして得られたパルプ分散ゴム組成物である。
【００１９】
植物より得られたセルロース繊維からなるパルプは繊維同士が複雑に絡み合っていることから単にゴム中に投入して混練りしただけでは分散性が悪く、ゴム中でパルプが塊となってしまい分散不良になることがあったが、パルプに本発明の処理を行うことによってゴムへの分散がよくなりセルロース繊維からなるパルプを全体に均質に分散したゴム組成物を得ることができる。
【００２０】
本発明で使用するポリマーとしては、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、硫黄変性または非硫黄変性のクロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、エチレン・プロピレン・ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、あるいはオレフィン系、エステル系、ウレタン系の熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。
【００２１】
また、本発明で用いる植物より得られたセルロース繊維の例としては、木材、藁、竹、バガス、笹や葦などの植物繊維を挙げることができる。昨今、石油資源の枯渇の問題が注目されている中でアラミド繊維やポリアミド繊維、ポリエステル繊維等の代用としてこれらの繊維をゴム中にパルプとして配合するものである。
【００２２】
本発明では前記植物より得られたセルロース繊維からなるパルプを処理するための分散液として、水に可溶な化合物を０．５〜１５ｗｔ％の割合で水中に分散させた分散液を用いる。ここでいう水に可溶な化合物の例としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、エポキシ化合物、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を挙げることができ、これらの中から選ばれてなる少なくとも１種の化合物を水中に分散させて、乳濁液もしくは縣濁液としたものをパルプの処理液として使用する。これらの化合物がセルロース繊維からなるパルプの表面に付着することによって短繊維同士の絡み合いが解けてばらばらになり、ゴム中に配合したときに全体に均質にパルプを分散することができるものである。
【００２３】
水に可溶な化合物の水中に分散している量が、０．５ｗｔ％未満であるとセルロース繊維からなるパルプのゴム中での分散が悪くなってしまい、１５ｗｔ％を超えるとゴムに対するなじみが悪くなるので好ましくない。
【００２４】
次に、本発明の実施例と本発明の範囲から外れた比較例のゴム組成物を作成して、ゴム中へのパルプの分散状況を比較した。
【実施例】
【００２５】
（実施例１）
実施例１として、ポリエチレンオキシドを５ｗｔ％の割合で水中に分散させた分散液中に広葉樹の木材パルプを投入して１５分間撹拌し、ろ過して乾燥機で乾燥させた。エチレン・プロピレン・ジエンモノマー１００質量部に対して前記で得られたパルプを１０質量部の割合で配合し、オープンロールで混練した後に１．０ｍｍ厚みのシートとした。シートを観察してパルプの分散状態を確認した。その結果を表１に示す。
【００２６】
（実施例２）
実施例１として、ポリエチレンオキシドを２０ｗｔ％の割合で水中に分散させた分散液中に広葉樹の木材パルプを投入して１５分間撹拌し、ろ過して乾燥機で乾燥させた。エチレン・プロピレン・ジエンモノマー１００質量部に対して前記で得られたパルプを１０質量部の割合で配合し、オープンロールで混練した後に１．０ｍｍ厚みのシートとした。シートを観察してパルプの分散状態を確認した。その結果を表１に示す。
【００２７】
（比較例１）
比較例１として、広葉樹の木材パルプを、そのままエチレン・プロピレン・ジエンモノマー１００質量部に対して１０質量部の割合で配合し、オープンロールで混入して１．０ｍｍ厚みのシートとした。シートを観察してパルプの分散状態を確認した。
【００２８】
【表１】
2008274065.tif 000002
【００２９】
表１の結果からわかるように水に可溶な化合物としてポリエチレンオキシドを分散させた分散液にて処理を行ったパルプを配合した実施例１のゴム組成物は、ゴム中のパルプの分散も良好であるという結果が出ている。実施例２はポリエチレンオキシドの割合が２０ｗｔ％と好ましい範囲を超えて多くなっていることにより、分散状態が多少悪くなっているものと考えられる。また、全く処理を行わずにゴムに配合した比較例では分散状態が悪いという結果になっている。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
自動車用や一般産業用のゴム製品に適用することができる、石油資源を使用しない環境負荷の少ない天然の繊維材料であるパルプを分散よく配合したゴム組成物を提供することができる。