(57)【要約】【課題】金型を修正することなく、加硫ゴムの硬化収縮率を調整して寸法規格を充たす加硫ゴム成形品の製造方法を提供する。【解決手段】金型内に未加硫ゴム組成物を充填して加熱、加硫する加硫ゴム成形品の製造方法であり、未加硫ゴム組成物に短繊維を添加し、前記短繊維の添加量を調整することにより、加硫ゴムの硬化収縮率を調整する製造方法とする。短繊維の添加量は、未加硫ゴム組成物を構成するゴム材料１００重量部に対して１０重量部以下であることが好ましい。【選択図】　　　　図１
2004107514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内に未加硫ゴム組成物を充填して加熱、加硫する加硫ゴム成形品の製造方法であって、
前記未加硫ゴム組成物に短繊維を添加し、前記短繊維の添加量を調整することにより、加硫ゴムの硬化収縮率を調整することを特徴とする加硫ゴム成形品の製造方法。
【請求項２】
前記短繊維の添加量は、未加硫ゴム組成物を構成するゴム材料１００重量部に対して１０重量部以下である請求項１に記載の加硫ゴム成形品の製造方法。
【請求項３】
前記短繊維が、繊維直径が０．１ｍｍ以下、繊維長さが１ｍｍ以下、Ｌ／Ｄが１０以上である請求項１又は２に記載の加硫ゴム成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型を利用した加硫ゴムの成形において、硬化収縮率を調整した加硫ゴム成形品の製造方法に関する。本発明の加硫ゴム成形品の製造方法は、特に大型の加硫ゴム成形品の製造に適する。
【０００２】
【従来の技術】
加硫ゴムの成形においては、金型内に未加硫ゴム組成物を充填し、加熱加硫させて成形品とすることは周知である。
【０００３】
ゴムは、未加硫ゴム組成物の状態から加硫ゴムになるに際して、１〜５％程度、硬化収縮する。従って、金型の設計においては、係る硬化収縮を見込んだ上で製品の寸法公差を考慮して金型キャビティーの寸法が設定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、金型には成形品に所定の凹凸を設けるために、凹凸パターンが形成される場合があり、係る凹凸パターンの存在により、ゴムの硬化収縮率は、予備実験の結果やこれまでの製造実績から予測される値と実際の製造結果では、必ずしも一致するものではない。また金型製作後にゴムの特性、例えば硬度、耐熱性、圧縮弾性率、曲げ弾性率、耐蝕性等の改良・変更を求められる場合があり、そのような場合には、ゴムの材料、充填剤、加硫剤や加硫促進剤の種類、配合量の変更が必要となる。ゴムの硬化収縮率は、これらのゴムの材料や加硫剤等の種類、配合比の変更により、当然変化するため、配合変更後の未加硫ゴム組成物を使用して製造した加硫ゴム成形品は、所定の寸法公差を充たさないものとなる。特に大型の加硫成形品においては、小さな成形品といわれるものであっても、最も大きな部分の寸法が１０００ｍｍになり、１％の硬化収縮率の変化は、加硫ゴム成形品において１０ｍｍの寸法変化を生じる。このような場合には、金型の修正が必要になるが、大型の金型の場合には、その修正費用が高額であると共に修正加工に時間がかかり、加硫ゴム成形品の納期が迫っている場合には、対応不可能となる。
【０００５】
本発明の目的は、金型を修正することなく、加硫ゴムの硬化収縮率を調整して寸法規格を充たす加硫ゴム成形品の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく、未加硫ゴム組成物が加硫硬化する際の硬化収縮率の調整方法について鋭意研究したところ、未加硫ゴム組成物の構成成分として短繊維を使用し、その添加量を調整することにより硬化収縮率を調整することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明は、金型内に未加硫ゴム組成物を充填して加熱、加硫する加硫ゴム成形品の製造方法であって、
前記未加硫ゴム組成物に短繊維を添加し、前記短繊維の添加量を調整することにより、加硫ゴムの硬化収縮率を調整することを特徴とする。
【０００８】
添加する短繊維を配向させることにより、短繊維の配向方向と配向方向と直交する方向との硬化収縮率に差を形成することも可能である。
【０００９】
前記短繊維の添加量は、未加硫ゴム組成物を構成するゴム材料１００重量部に対して１０重量部以下であることが好ましい。
【００１０】
短繊維の添加量が１０重量部を超えると補強性が強く発現される結果、加硫ゴムの特性の調整の自由度が低下する。短繊維の添加量は、未加硫ゴム組成物を構成するゴム材料１００重量部に対する添加量をＸとすると、０＜Ｘ≦１０である。即ち、短繊維を添加しないとごくわずかに規格寸法から逸脱する場合や規格寸法から逸脱する確率が高くなって不良率が高くなる場合には、短繊維の添加量は少量でよい。
【００１１】
前記短繊維が、繊維直径（Ｌ）が０．１ｍｍ以下、繊維長さが１ｍｍ以下、Ｌ／Ｄが１０以上であることが好ましく、繊維直径（Ｄ）は０．０１ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００１２】
この範囲を逸脱する繊維は、硬化収縮率の調整に有効でないか、あるいは加硫ゴムの特性を大きく変化させてしまうために好ましくない場合が有る。即ち繊維長さが１ｍｍを超え、Ｌ／Ｄが１０を超えると補強効果が強く現れすぎる。繊維直径は、０．００１ｍｍ（１μｍ）以上であることが好ましく、繊維長さは０．０１ｍｍ以上、Ｌ／Ｄは３以上であることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に使用する短繊維を構成する材料は、特に限定されるものではなく、具体的には、ポリプロピレン繊維等のポリオレフィン繊維、ナイロン−６、ナイロン−６，６等のポリアミド繊維、ＰＥＴ，ＰＢＴ等のポリエステル繊維、アラミド繊維、綿、麻等の天然繊維、レーヨン、カーボン繊維、ガラス繊維等が例示される。これらの短繊維に対してゴムとの接着性を改善するために、表面処理を行うことは好適な態様である。係る表面処理としてはプライマー処理、カップリング剤処理、コロナ放電処理等が例示される。
【００１４】
使用するゴム材料としては、公知のゴム材料が限定なく使用可能であり、用途に応じて適宜選択される。具体的には、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ウレタンゴム等が例示される。
【００１５】
上記のゴム材料には、短繊維に加えて他の充填剤、加工助剤、可塑剤ないしプロセスオイル等、並びに加硫剤、加硫促進剤を混練して未加硫ゴム組成物が調整される。
【００１６】
充填剤としては公知の充填剤が限定なく使用可能である。具体的には、シリカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等の無機化合物、カーボンブラック、マイカ等が例示される。その他、老化防止剤、パラフィンワックス等のオゾン劣化防止剤、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛等の加工助剤等が必要に応じて添加される。
【００１７】
加硫剤としては、イオウ、過酸化物が限定なく使用可能であり、過酸化物としては、公知の過酸化物は限定なく使用可能であり、具体的には次ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド等が例示される。イオウを加硫剤とした場合には、通常は公知の加硫促進剤が併用される。
【００１８】
上記の原材料から未加硫ゴム組成物を得る方法としては、公知の方法を使用する。例えば、加硫剤と加硫促進剤を除いた成分をバンバリーミキサー等を使用して混練してマスターバッチとし、該マスターバッチを冷却した後に混練ロール、ニーダー等の用いて加硫剤と加硫促進剤を混練することにより、未加硫ゴム組成物が得られる。
【００１９】
未加硫ゴム組成物を押出機を使用してリボン状ないしシート状に押し出すと、押出方向の短繊維の配向率が高くなり、短繊維の配向方向とその直交方向で硬化収縮率が異なる。従って、金型を使用して加硫ゴム成形品を製造する場合に、１方向とその直交方向で硬化収縮率を異なる数値に設定したい場合には、押出機を使用して未加硫ゴム組成物シートを作製し、硬化収縮率を小さくしたい方向と短繊維の配向方向を一致させるなどの短繊維配向方向を適宜設定して金型内に充填することにより、かかる目的に対応することができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。
（短繊維配合量と硬化収縮率の関係の測定）
天然ゴム５０重量部、ＳＢＲ１５００（ＪＳＲ製）５０重量部、ＨＡＦカーボン５０重量部、プロセスオイル１０重量部、ステアリン酸２重量部、亜鉛華１号５重量部、老化防止剤３Ｃ（川口化学工業）１重量部と、ナイロン−６，６短繊維（繊維直径１０μｍ、長さ３００μｍ）を、ゴム原料（天然ゴム＋ＳＢＲ）１００重量部に対して変量（０、３、５、８、１０重量部）して使用し、バンバリーミキサーにてマスターバッチを作製した。
マスターバッチを冷却後にニーダーを使用して加硫促進剤ＢＢＳを０．８重量部、イオウを１．７重量部添加混練して未加硫ゴム組成物を得た。これを押出機を使用してシート状の未加硫ゴム組成物とし、このそれぞれの未加硫ゴム組成物を、２０ｃｍ×１５ｃｍ×２ｍｍ（厚さ）の金型を使用して１５０℃にて２０分加硫してシート状の成形体とし、硬化収縮率を測定した。この場合、短繊維はシートの押出方向に配向しており、配向方向とその直交方向の硬化収縮率を測定した。短繊維の添加量と硬化収縮率の関係を図１にグラフにて示した。短繊維の添加量は、ゴム原料１００重量部に対する重量部にて表示した。硬化収縮率は、
硬化収縮率＝１００（Ｌ−Ｒ）／Ｌ（％）
Ｌ：金型キャビティー縦長さ
Ｒ：加硫ゴム成形品縦長さ
にて求めた。
【００２１】
（実施例）
金型キャビティーが横３０６０ｍｍ×縦２０４０ｍｍの長方形で、深さが１０ｍｍであり、底面に断面が１０ｍｍの正方形の溝を１０ｍｍ間隔で、金型の長方形の辺と４５度の角度をなすように格子状に形成した金型を使用し、上記の（短繊維配合量と硬化収縮率の関係の測定）において作製した短繊維の添加量が３重量部の未加硫ゴム組成物シートを、押出方向が金型の横方向となるように配設して圧縮、加熱して成形を行い、表面に格子状の凹凸を有する加硫ゴム成形品を作製した。加硫条件は、加硫温度１５０℃、加硫時間５０分であった。
得られた加硫ゴム成形品は、横寸法が３００９〜３０００ｍｍ、縦寸法が２００６〜２０００ｍｍ（硬化収縮率１．６５％〜１．９５％）であり、この製品の規格である横３０００±１０ｍｍ，横２０００±１０ｍｍを共に充たすものであった。
【００２２】
（比較例）
短繊維を添加しない未加硫ゴム組成物を使用して実施例と同じ条件で加硫ゴム成形品を製造したところ、横寸法が３０１７〜２９８６ｍｍ，縦寸法が２００７〜１９９１ｍｍであり、縦（短軸方向）は規格を充たしたが、横（長軸方向）は規格を充たさなかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】短繊維の添加量と加硫ゴム成形品の硬化収縮率の関係を示したグラフ
【図１】
2004107514.tif 000003