(57)【要約】【課題】フォームを得る主原料としてラテックスゴムを、架橋剤として有機過酸化物を夫々使用して得られる液状原料に対して、ゲル化剤の添加後に直ちに密閉成形型内に注入し、空気との接触を遮断することで架橋させて脱硫黄化を図りつつ、低密度とし得るラテックスフォームおよびその製造方法を提供する。【解決手段】天然または合成或いはこれらの混合からなるラテックスゴム、架橋剤、亜鉛華その他所要の原料を混合したラテックスフォーム原料Ｍを架橋・硬化させて得られるラテックスフォームにおいて、前記架橋剤として有機過酸化物を使用した前記ラテックスフォーム原料Ｍを密閉成形型１２中で架橋させて脱硫黄化を図る。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然または合成或いはこれらの混合からなるラテックスゴム、架橋剤、亜鉛華その他所要の原料を混合したラテックスフォーム原料（Ｍ）を架橋・硬化させて得られるラテックスフォームにおいて、
前記架橋剤として有機過酸化物を使用した前記ラテックスフォーム原料（Ｍ）を密閉成形型（１２）中で架橋させて脱硫黄化を図った
ことを特徴とするラテックスフォーム。
【請求項２】
前記有機過酸化物の添加量は、天然または合成ラテックスゴム１００重量部に対して、０．５〜１０重量部の範囲に設定される請求項１記載のラテックスフォーム。
【請求項３】
前記亜鉛華の添加量は、天然または合成ラテックスゴム１００重量部に対して、３〜１０重量部の範囲に設定される請求項１または２記載のラテックスフォーム。
【請求項４】
最終的に得られるラテックスフォームの密度は、少なくとも０．０５〜０．７０ｇ／ｃｍ３に設定される請求項１〜３の何れかに記載のラテックスフォーム。
【請求項５】
主原料である天然または合成或いはこれらの混合からなるラテックスゴムを準備し、
このラテックスゴム１００重量部に対し、架橋剤としての有機過酸化物０．５〜６重量部と所要の副原料とを充分に混合して液状原料とし、
この液状原料１００重量部に対し、ゲル化剤１〜１０重量部を添加して混合することでゲル化したラテックスフォーム原料（Ｍ）を得て、
前記ゲル化したラテックスフォーム原料（Ｍ）を密閉成形型（１２）で加熱して架橋・硬化を進行さることで、脱硫黄化の図られたラテックスフォームを製造するようにした
ことを特徴とするラテックスフォームの製造方法。
【請求項６】
前記有機過酸化物として、一分半減期が１６０℃以下である物質が使用される請求項５記載のラテックスフォームの製造方法。
【請求項７】
前記ゲル化剤として、ケイフッ化ナトリウムの如きケイフッ化系物質が使用される請求項５または６記載のラテックスフォームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ラテックスフォームおよびその製造方法に関し、更に詳細には、ゴムを素材とするフォームの架橋剤として一般的な硫黄に換えて、有機過酸化物を使用することにより、脱硫黄化を図り、該硫黄の使用による各弊害を皆無とし得るラテックスフォームと、該フォームを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に使用されているゴムを素材としたフォーム（以下、ゴム系フォームと云う）は、そのゴム物性が発現する優れたクッション性、圧縮性およびシール性等の特徴故、一般家電製品の振動低減材およびシール材として好適に使用されている。前記ゴム系フォームは、前述の優れた各特徴を発現させるゴム物性を、硫黄等の架橋剤による、所謂架橋構造によって達成している。前記架橋構造としては、前記硫黄加硫によるモノスルフィド架橋、ジスルフィド架橋その他ポリスルフィド架橋等の硫黄架橋、各種過酸化物の使用によるパーオキサイド架橋、オキシム架橋、金属架橋、その他塩架橋等の樹脂架橋等が挙げられ、前記ゴム系フォームには前述の如く、硫黄による架橋が一般的である。
【０００３】
しかし、前述の硫黄加硫による架橋の場合、得られるゴム系フォーム中において残った未反応硫黄分等と、該フォームからなるシール材との接触部材とが反応して、硫化銀または硫化銅等の硫化化合物となる、所謂硫黄汚染を引き起こしてしまう。これにより、前記汚染された部材の材質強度が低下したり、変色する等の問題が生じてしまう。また、前記硫黄加硫による架橋は、耐熱性が余り良好ではなく、長期的な使用形態が想定される家電製品でありかつ発熱を伴う部位近傍の部材としては、その採用が困難であった。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】
そのため、前述の硫黄加硫による架橋における欠点である耐熱性および汚染性を改善するため、例えばＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）の如き有機過酸化物によるパーオキサイド架橋物が好適に採用されている。しかしながら、前記過酸化物架橋の場合、以下の欠点が指摘される。すなわち、
▲１▼前記過酸化物架橋による反応速度は、前述の硫黄加硫による架橋の反応速度と比較して大きいため、その制御が困難であった。
▲２▼前述の大きい反応速度と、過酸化物が有する強い酸化作用とにより、架橋反応完了後に残留した該過酸化物が、反応途中の発泡剤等を酸化させてしまう。これにより、充分な発泡倍率、すなわち密度の小さなゴム系フォームの製造を好適に製造し得なかった。
【０００５】
【発明の目的】
この発明は、前述した従来技術に係るラテックスフォームに関して内在していた欠点に鑑み、これを好適に解決すべく提案されたものであって、フォームを得る主原料としてラテックスゴムを、架橋剤として有機過酸化物を夫々使用して得られる液状原料に対して、ゲル化剤の添加後に直ちに密閉成形型内に注入し、空気との接触を遮断することで架橋させて脱硫黄化を図りつつ、低密度とし得るラテックスフォームおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本願の発明に係るラテックスフォームは、天然または合成或いはこれらの混合からなるラテックスゴム、架橋剤、亜鉛華その他所要の原料を混合したラテックスフォーム原料を架橋・硬化させて得られるラテックスフォームにおいて、
前記架橋剤として有機過酸化物を使用した前記ラテックスフォーム原料を密閉成形型中で架橋させて脱硫黄化を図ったことを特徴とする。
【０００７】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本願の別の発明に係るラテックスフォームの製造方法は、主原料である天然または合成或いはこれらの混合からなるラテックスゴムを準備し、
このラテックスゴム１００重量部に対し、架橋剤としての有機過酸化物０．５〜６重量部と所要の副原料とを充分に混合して液状原料とし、
この液状原料１００重量部に対し、ゲル化剤１〜１０重量部を添加して混合することでゲル化したラテックスフォーム原料を得て、
前記ゲル化したラテックスフォーム原料を密閉成形型で加熱して架橋・硬化を進行さることで、脱硫黄化の図られたラテックスフォームを製造するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るラテックスフォームおよびその製造方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下に説明する。本願の発明者は、ゴムを素材としたフォームを製造する際に、ラテックスゴムを主原料とし、ここに架橋剤として有機過酸化物を使用することで、所謂硫黄加硫架橋によっては達成が困難な、耐熱性の向上および硫黄汚染性の低減をなし得ると共に、低い密度を有するフォームが容易に得られることを知見したものである。
【０００９】
本発明の好適な実施例に係る脱硫黄が図られたラテックスフォーム（以下、単にラテックスフォームと云う）は、図１に示すような製造工程を経て好適に製造されている。前記製造工程は、原料調整工程Ｓ１、ゲル化工程Ｓ２、注入工程Ｓ３、加熱工程Ｓ４および最終工程Ｓ５から基本的に構成されている。
【００１０】
また、前記各工程Ｓ１〜Ｓ５については、例えば図２に示すような製造装置３０により好適に実施される。前記製造装置３０は、前記原料調整工程Ｓ１およびゲル化工程Ｓ２を実施し、主原料たるラテックスゴムに対して必要とされる架橋剤としての有機過酸化物、亜鉛華、エアーおよびゲル化剤等の必要とされる各添加物を所要量混合・混練してラテックスフォーム原料Ｍを得る混合タンク３３および混合装置３４からなる原料調整部３２と、混練された該ラテックスフォーム原料Ｍを計量しつつ、所望のキャビティ形状を有する成形型である密閉発泡成形型１２に注入する注入部３６、該ラテックスフォーム原料Ｍが注入され、密閉状態とされた該密閉発泡成形型１２に加熱を行ない、該ラテックスフォーム原料Ｍの架橋反応を進行させ、所要形状のラテックスフォーム１０を成形する複数の密閉成形型１２が整列的に配置されると共に、図示しない駆動源により該成形型１２を移送するベルトコンベア等の移送手段３９および該移送手段３９の移送経路途中に配置され、移送中の該成形型１２全体に加熱等により架橋・硬化を行ない得る加熱機構４０を有する加熱部３８とから基本的に構成される。なお、前記密閉成形型１２としては、得るべきラテックスフォーム１０の外部輪郭形状に合致するキャビティ形状（内部輪郭形状）を有する成形型が好適に使用される。
【００１１】
（原料調整工程Ｓ１について）
前記原料調整部３２で行なわれる前記原料調整工程Ｓ１は、得るべきラテックスフォーム１０の各原料を混合・攪拌して液状のラテックスフォーム原料Ｍを得るための工程である。具体的には、各原料を混合する混合タンク３３によって行なわれる。ここでは、ラテックスフォーム１０を得るための各原料のうちゲル化剤およびセルを形成するエアー等のガス以外の物質、すなわち主原料となる天然または合成或いはこれらを混合したラテックスゴム、架橋剤である有機過酸化物、亜鉛華、起泡剤、気泡安定剤並びに老化防止剤等といった副原料とが混合される。そして前記ラテックスゴムに対して、前記各副原料が加えられることで、液状ラテックスフォーム原料（以下、液状原料と云う）が得られる。
【００１２】
前記ラテックスフォームの主原料であるラテックスゴムとしては、ＮＢＲラテックス、ＳＢＲラテックス、クロロプレンゴム（ＣＲ）またはＮＲラテックスゴム等の天然または合成のラテックスゴムが単独、または混合して使用される。
【００１３】
前記各副原料の添加量としては、主原料である前記ラテックスゴム１００重量部に対して、架橋剤である有機過酸化物が０．５〜１０重量部、起泡剤が２〜６重量部、気泡安定剤が０．５〜１．５重量部、老化防止剤が１〜５重量部並びに亜鉛華が３〜１０重量部程度が夫々好適である。なお、前記副原料の種類および添加される量については、一例であり、前述の主原料の種類、一度に調整される原料の量等により、従来公知のものから適宜選択された副原料が必要量だけ使用される。
【００１４】
前記有機過酸化物としては、ジアミルパーオキサイド、パーオキシカーボネート、パーオキシエステル、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイドまたはハイドロパーオキサイド等の一般的な物質が好適に使用される。添加量が前述の０．５〜１０重量部の範囲以外となると、充分な架橋構造が形成されなかったり、過剰な有機過酸化物の存在によって他の原料が酸化されてしまい、その結果、良好なフォームが得られなくなってしまう。
【００１５】
また前記有機過酸化物については、架橋剤として作用する他に、各種原料を酸化させてしまう原因物質でもある。このため、前記有機過酸化物が長時間に亘って原料系内に残留すると、夫々の物質が果たすべき機能が阻害されたりするため、基本的には自己の高い酸化作用によって自己還元（分解）され、酸化作用の弱い状態へと変化する度合いの強い物質が好適に使用される。前記酸化作用の持続性を評価する指標として、一分半減期が好適に採用されるが、本発明においてはこの指標が１６０℃以下である物質が好適である。これは、後述する加熱段階Ｓ４において実施される、１８０℃程度の加熱で使用されている有機過酸化物が効率良く分解されて、ラテックスフォーム１０を得るための反応を阻害しなくなるためである。ここで半減期とは、一定温度における有機過酸化物の分解温度を示す指標であり、基となる該有機過酸化物が分解してしまうことでその活性酸素量が１／２になるまでに要する時間を指す。従って、「一分半減期が１６０℃」とは、１分間で活性酸素量が１／２となるための温度が１６０℃である状態を指す。
【００１６】
（ゲル化工程Ｓ２について）
前記ゲル化工程Ｓ２は、前記原料調整工程Ｓ１で得られた液状原料に所要のエアーまたは窒素等の各種不活性ガス（以下、エアーと呼称する）およびゲル化剤を添加し、充分に混合させて気泡状態にすると共に、ゲル化されたラテックスフォーム原料Ｍを得るための工程である。通常は前記原料調整工程Ｓ１で得られ、ポンプ等の供給手段３４ａで供給される液状原料と、図示しない手段により計量されて供給されるエアーと、同じく図示しない手段により計量されると共に、ポンプ等の供給手段３４ｂで供給されるゲル化剤とをミキシングヘッド等の混合装置３４により充分に混合することで実施される。
【００１７】
前記ゲル化剤は、直径０．５〜５．０μｍ程度の粒子の懸濁液状態、すなわちラテックス状態をなすラテックスゴムの粒子の化学的安定性を低下させると共に、凝集させて、所謂ゲル化状態とするための物質であり、一般的にはケイフッ化ナトリウム（ＳＳＦ）、ケイフッ化カリウムまたはケイフッ化カルシウム等のケイフッ化系物質等を水溶液状態とした液状物が使用される。そしてその添加量としては、前記液状原料１００重量部に対して１〜１０重量部程度が好適である。この添加量が前述の範囲外となると、好適なゲル化を発現できないことにより、具体的にはゲル化の完了に必要な時間（以下、ゲル化時間と云う）が長くなり過ぎたり、短くなり過ぎてとまうことにより、何れも好適なラテックスフォームが得られなくなってしまう。また、前記ゲル化剤としては、殊に前述のケイフッ化ナトリウムが、ゲル化開始時間等の反応制御が容易であることから好適に使用されている。
【００１８】
前記亜鉛華は、架橋剤として使用される有機過酸化物により長くなってしまうゲル化時間を調整して、好適な時間内で該ゲル化を完了するための効果を奏する物質である。この亜鉛華の作用により、後述（［００１９］）する如く、セル径も好適に制御し得る。そのため、前記亜鉛華の添加（使用）量は、通常の硫黄架橋によるラテックスフォームへの添加量に較べて過剰に使用される。なお、一般に前記亜鉛華は、硫黄加硫の促進、すなわち硫黄加硫速度の向上のために使用されるものであるが、本発明の如く、ラテックスゴム１００重量部に対して３〜１０重量部程度であれば問題のない使用が可能である。また、前記ゲル化剤の添加量を１０重量部を越えるものとしても、ゲル化時間の短縮は可能であるが、前記ラテックスフォーム原料ＭとのｐＨバランスが崩れて良好なフォーム体が形成されないため、好適には採用されない。
【００１９】
また前述のゲル化の完了により、前記ラテックスフォーム原料Ｍ中にあるエアーは気泡として保持されることになる。この気泡は、そのまま最終的に得られるラテックスフォーム１０のセルとなるため、該気泡の大きさはセル径を決定することになる。前記気泡径は、基本的に前記ゲル化時間に依存している。すなわち、ゲル化時間が長ければ、その間に前記ゲル化原料中に混合された気泡が互いに接触し合って合一して巨大化したり、該ゲル化原料外へ排出されることになってしまうので、該ゲル化時間が短い程、小さなセル径とし得る。従って、前記セル径は前記亜鉛華およびゲル化剤の添加量によって大きく影響を受ける。
【００２０】
本ゲル化工程Ｓ２で液状原料に対して混合されるエアーは、得るべきラテックスフォーム１０を構成する気泡を形成するものであり、従って該エアーの添加量を調整することで、得られるラテックスフォーム１０の発泡倍率、すなわち密度が決定される。この密度の設定は非常に容易であり、具体的には得るべきラテックスフォーム１０の密度と、前記ラテックスフォーム原料Ｍが注入される密閉成形型１２の内容積とから、注入される該ラテックスフォーム原料Ｍの重量を算出し、この重量において該密閉成形型１２の内容積となるようにエアー量を設定すればよい。すなわち本発明に係るラテックスフォームによれば、これまでの有機過酸化物架橋を用いたゴム系フォームにより達成が困難であった、０．０５〜０．７０ｇ／ｃｍ３といった、所謂低密度のラテックスフォームが好適に製造可能となっている。
【００２１】
（注入工程Ｓ３について）
前記注入部３６で実施される注入工程Ｓ３は、前述の原料調整工程Ｓ１およびゲル化工程Ｓ２を経て得られるラテックスフォーム原料Ｍを、前記密閉成形型１２内に注入し、該成形型１２を形締めする工程である。前記密閉成形型１２は、後述（［００２４］）する加熱工程Ｓ４で加熱により架橋・硬化されるラテックスフォーム原料Ｍと、空気（酸素）との接触機会を減少させ、架橋剤たる有機過酸化物の自己還元による分解を抑制するために用いられるものである。従って、前記密閉成形型１２に注入されるラテックスフォーム原料Ｍの量は、該原料Ｍと空気との接触を極力なくすよう、該成形型１２の内容積と略一致することが好ましい。
【００２２】
ここで使用される前記密閉成形型１２としては、開閉可能で、かつ形締め閉成時にその内部に得るべきラテックスフォーム１０の外部輪郭形状に合致するキャビティ形状を画成する上下２つの半体１２ａ，１２ａから構成されているものが好適に使用される。また前記ラテックスフォーム原料Ｍについては、前述（［００２０］）の如く、該フォームを構成する気泡を形成するエアーが既に前記ゲル化工程Ｓ２で混合されているため、この後の各工程Ｓ４およびＳ５による体積変動は殆ど考慮する必要がない。従って、前記密閉成形型１２の内容積と、注入されるラテックスフォーム原料Ｍの量とを略一致させることによる弊害はない。なお、後述（［００２４］）する加熱工程Ｓ４によって、ラテックスフォーム原料Ｍ内のエアーは膨張しようとするが、該ラテックスフォーム原料Ｍが注入される前記密閉成形型１２は、形締めにより圧力下にあるため問題とはならない。
【００２３】
このように、前記ラテックスフォーム原料Ｍは、前記密閉成形型１２内に注入され、該成形型１２のキャビティ形状に合致した外部輪郭形状を有するラテックスフォーム１０とされる。このため、前記密閉発泡成形型１２として複数個の割型等の従来公知の方法を使用すれば、複雑な３次元形状を有するラテックスフォーム１０を容易に製造し得る。なお、前記ラテックスフォーム原料Ｍの注入は、架橋剤である有機過酸化物分解の抑制および流動性確保の観点から、前述のゲル化工程Ｓ２の直後に実施することが好ましい。
【００２４】
（加熱工程Ｓ４について）
前記加熱工程Ｓ４は、前記密閉成形型１２に注入されたラテックスフォーム原料Ｍの架橋が充分に進行するに足る加熱を行ない、架橋・硬化反応を進行・完了させてラテックスフォーム１０とするため、例えばトンネル式加熱炉の如き加熱手段４０を有する加熱部３８によって実施される工程である。この工程に使用される加熱手段としては、前述のトンネル式加熱炉の他、前記密閉成形型１２ごとラテックスフォーム原料Ｍに充分な加熱を施し、架橋・硬化させ得るものであれば、如何なるものでも採用可能である。殊に前述のトンネル式加熱炉と、ベルトコンベアーの如き移送手段３９とを使用する場合、夫々ラテックスフォーム原料Ｍを注入した密閉成形型１２複数個に対して、連続的に加熱処理を実施し得るため、製造コスト等を低減し得る。
【００２５】
（最終工程Ｓ５について）
最終的に施される前記最終工程Ｓ５は、前記密閉成形型１２中に得られたラテックスフォーム１０を、該成形型１２から脱型すると共に、所要の後加工および検査等を実施する工程であり、この工程Ｓ５を経ることで最終製品たるラテックスフォーム１０が完成する。なお、本工程Ｓ５における完成したラテックスフォーム１０を、前記密閉成形型１２内から容易に脱型させるため、前記注入工程Ｓ３に先立って、該成形型１２内部に所定の離形剤を付与するようにしてもよい。この離形剤としては、前記ラテックスフォーム原料Ｍの架橋・硬化反応に悪影響を与えない、例えばオレイン酸カリウム（石鹸）といった物質が好適である。
【００２６】
このようにして得られるラテックスフォームは、硫黄加硫による架橋がなされないため、該硫黄が成分中に含有されることによる低い耐熱性、高い硫黄汚染性を回避し得る。このようなラテックスフォームは、一般家電製品の振動低減材およびシール材や、コピー機等のＯＡ機器部材として、殊に好適に利用し得る。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係るラテックスフォームおよびその製造方法によれば、フォームを得る主原料としてラテックスゴムを、架橋剤として有機過酸化物を夫々使用して得られる液状原料に対して、ゲル化剤の添加後に直ちに密閉成形型内に注入し、空気との接触を遮断することで架橋させるようにしたので、脱硫黄化により耐熱性および耐硫黄汚染性が良好となり、かつ低密度であるラテックスフォームを製造し得る。また亜鉛華の使用により、ゲル化時間の好適な制御も可能となり、セル径等のラテックスフォームとして重要な指標を任意とし得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に係るラテックスフォームの製造工程を示すフローチャート図である。
【図２】実施例に係るラテックスフォームの製造装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１２  密閉成形型
Ｍ  ラテックスフォーム原料
【図１】
2004149671.tif 000003
【図２】
2004149671.tif 000004