(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽イオン系界面活性剤と、トリフルオロメタンスルホン酸塩及び過塩素酸塩から選ばれる強酸塩とを含有してなり、ゴムと混練して使用されるゴム用添加剤。
【請求項２】
陽イオン系界面活性剤と強酸塩との割合が、５０/５０〜９５/５（陽イオン系界面活性剤/強酸塩：重量比）である、請求項１記載のゴム用添加剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム用添加剤及びそれが用いられたゴム組成物に関する。更に詳しくは、帯電防止性に優れ、ゴムの色相に悪影響を与えがたいゴム用添加剤及びそれが用いられたゴム組成物に関する。本発明のゴム組成物は、例えば、安全靴、作業靴等の靴底等の製造の際に好適に使用しうるものである。
【０００２】
【従来の技術】
分子内に不飽和結合を有するモノマーを重合させることによって得られたゴムに帯電防止性を付与する方法としては、例えば、カーボンブラック等の導電性粉体をゴムに添加する方法、界面活性剤をゴム成形体の表面に塗布する方法、界面活性剤をゴムに添加する方法等が知られている。
【０００３】
しかしながら、導電性粉体をゴムに添加した場合には、ゴムが不透明化し、また導電性粉体が有する色彩によってゴム自体の色彩が決定されるため、色彩の自由度の幅が狭いという欠点がある。例えば、導電性粉体として、カーボンブラックを使用した場合には、黒色以外の色彩の調整が困難となるという欠点がある。また、十分な導電性を発現させるためには、通常、導電性粉体をゴムに対して３０〜４０重量％という大量で使用しなければならないという欠点がある。
【０００４】
また、界面活性剤をゴム成形体の表面に塗布した場合には、他の物体との接触や洗浄等によって経時とともに帯電防止性が低下するという欠点があり、界面活性剤をゴムに添加した場合には、十分な帯電防止性を発現させるだけの量をゴムに添加すれば、ゴムが不透明化するとともに、ゴム表面にべとつきが発生するという欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ゴム本来の色相や透明性を阻害させがたく、自由な色彩で着色することが可能であり、更に優れた導電性をゴムに付与するとともにゴム表面のべとつきを発生しがたいゴム用添加剤及びそれが用いられたゴム組成物を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
（１）界面活性剤及び強酸塩を含有してなるゴム用添加剤、並びに
（２）前記ゴム用添加剤及びゴムを含有してなるゴム組成物
に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
界面活性剤としては、例えば、陽イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、陰イオン系界面活性剤、ベタイン系界面活性剤等が挙げられる。これらの中では、陽イオン系界面活性剤及び非イオン系界面活性剤からなる群より選ばれた１種以上は、ゴムへの相溶性及びゴムへの導電性の付与の観点から好ましい。
【０００８】
陽イオン系界面活性剤の具体例としては、トリメチルエチルアンモニウム、ジメチルエチルラウリルアンモニウム、トリメチルラウリルアンモニウム、ジメチルエチルステアリルアンモニウム等のテトラアルキルアンモニウム、ジメチルヒドロキシエチルラウリルアンモニウム等のトリアルキルヒドロキシアルキルアンモニウム、ジアルキルジヒドロキシアルキルアンモニウム等の第４級アンモニウムのアルキル硫酸塩、過塩素酸塩、アルキルリン酸塩が挙げられ、これらは、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。これらの中では、第４級アンモニウムのアルキル硫酸塩は、耐熱性及びゴムへの相溶性の観点から好ましい。
【０００９】
非イオン系界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンジメチルアミン、ポリオキシエチレンジエチルアミン、ポリオキシプロピレンジメチルアミン、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンジメチルアミン等のアルキルアミン、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のアルキルフェノール、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル等の高級アルコール等のエチレンオキサイド及び／又はプロピレンオキサイド付加物等が挙げられ、これらは、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。これらの中では、ポリオキシエチレンジメチルアミン及びポリオキシエチレンジエチルアミンは、ゴムへの相溶性及び単位添加量あたりの導電率が高いので、好ましい。
【００１０】
陰イオン系界面活性剤の具体例としては、ラウリルスルホン酸ナトリウム、デシル硫酸ナトリウム等のアルキルスルホン酸金属塩、ラウリルスルホン酸トリエタノールアミン等のアルキルスルホン酸アルカノールアミン塩等が挙げられ、これらは、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００１１】
ベタイン系界面活性剤の具体例としては、アルキルカルボキシベタイン、アルキルスルホベタイン等が挙げられる。
【００１２】
強酸塩としては、例えば、トリフルオロメタンスルホン酸塩、過塩素酸塩等が挙げられ、これらは、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００１３】
トリフルオロメタンスルホン酸塩の具体例としては、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸ナトリウム、トリフルオロメタンスルホン酸カリウム、トリフルオロメタンスルホン酸マグネシウム等が挙げられ、これらは、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。これらの中では、単位添加量あたりの効率が高く、耐酸化性及びゴムへの相溶性に優れていることから、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムが好ましい。
【００１４】
過塩素酸塩の具体例としては、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸マグネシウム等が挙げられ、これらは、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。これらの中では、過塩素酸リチウムは、単位添加量あたりの効率が高く、ゴムへの相溶性に優れるていることから好ましい。
【００１５】
本発明において好適な界面活性剤と強酸塩との組合せは、ゴムへの相溶性の観点から、界面活性剤が陽イオン系界面活性剤であり、耐酸化性を呈し、塩素を含有していないため焼却処分が容易であることから、強酸塩がトリフルオロメタンスルホン酸塩である組合せが好ましく、耐熱性を高める観点から界面活性剤がアルキル硫酸第４級アンモニウムであり、ゴムへの相溶性を高める観点から強酸塩がトリフルオロメタンスルホン酸リチウムである組合せがより好ましい。
【００１６】
界面活性剤と強酸塩との割合（界面活性剤／強酸塩：重量比）は、界面活性剤及び強酸塩の種類やゴム用添加剤の用途等によって異なるので一概には決定することができないが、通常、導電性を高め、色相変化を防ぐ観点から、好ましくは５／９５〜９９／１、より好ましくは８０／２０〜９７／３、更に好ましくは５０／５０〜９５／５である。
【００１７】
界面活性剤及び強酸塩を混合することにより、本発明のゴム用添加剤を得ることができる。なお、ゴム用添加剤には、必要により、他のゴム配合剤、例えば硫黄、加硫促進剤、プロセスオイル、老化防止剤等を適宜配合することができる。その添加量は、ゴム用添加剤中、５重量％以下であることが好ましい。
【００１８】
本発明のゴム組成物は、ゴム用添加剤を含有するものである。ゴム組成物は、ゴム、ゴム用添加剤、及び必要により任意成分を混合することによって得ることができる。
【００１９】
ゴムの代表例としては、天然ゴム、イソプレンゴム（合成天然ゴム）、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、ブチルゴム等のジエン系ゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の非ジエン系ゴムが挙げられ、これらは、それぞれ単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００２０】
本発明のゴム用添加剤は、色相変化しやすいジエン系ゴムに対して色相の変化を抑制する効果が大きいことから、ゴムの中でもジエン系ゴムに対して好適に使用することができる。ジエン系ゴムの中では、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム及びニトリルゴム（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）がより好ましく、ニトリルゴムが特に好ましい。
【００２１】
ゴム用添加剤の量は、ゴム組成物の用途等によって異なるので一概には決定することができない。通常、ゴム用添加剤の量は、ゴム１００重量部に対して、導電性を十分に付与する観点から、好ましくは０．２重量部以上、より好ましくは１重量部以上、更に好ましくは５重量部以上であり、またゴム組成物からなる成形体表面のべとつきを抑制する観点から、好ましくは２０重量部以下、より好ましくは１５重量部以下、更に好ましくは１０重量部以下である。これらの観点から、ゴム用添加剤の量は、ゴム１００重量部に対して、好ましくは０．２〜２０重量部、より好ましくは１〜１５重量部、更に好ましくは５〜１０重量部である。
【００２２】
任意成分としては、例えば、顔料や染料等の着色剤、加硫剤、加硫促進剤、軟化剤、老化防止剤、加工助剤等が挙げられる。任意成分の量は、ゴム組成物の用途等によって異なるので一概には決定することができない。従って、かかるゴム組成物の用途等に応じて任意成分の量を適宜調節することが好ましい。
【００２３】
本発明のゴム組成物は、通常のゴム製造法、例えば、バンバリーミキサー等でゴム、ゴム用添加剤及び必要により任意成分を混練することによって製造することができる。
【００２４】
なお、ゴム組成物を製造する際には、ゴム中にゴム用添加剤が均一に分散するようにするために、更に有機溶媒を混合することが好ましい。
【００２５】
有機溶媒の種類は、使用されるゴムの種類等に応じて適宜選択することが好ましい。
【００２６】
有機溶媒の例としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、１, ４−ブタンジオール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のアルコールやグリコール及びその誘導体、ステアリン酸ブチル、オレイン酸メチル等のエステル、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート等の炭酸エステル等が挙げられる。これらの中では、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル及びジエチレングリコールジメチルエーテルがゴムにおけるゴム添加剤の分散性に優れる観点から好ましい。
【００２７】
有機溶媒の量は、ゴムにゴム用添加剤が均一に分散するようにする観点及びゴムの機械的強度を保持し、ゴム組成物からなる成形体表面のべとつきを抑制する観点から、ゴム、ゴム用添加剤及び任意成分の合計量１００重量部に対して、好ましくは０．１〜１０重量部、より好ましくは０．２〜５重量部である。
【００２８】
かくして、ゴム、ゴム用添加剤及び任意成分を、必要により有機溶媒とともに混合したり、加熱溶融混練することにより、ゴム組成物を得ることができる。
【００２９】
本発明のゴム用組成物は、例えば、射出成形、押出成形、ブロー成形等により、所望形状を有する成形体に成形することができる。
【００３０】
【実施例】
実施例１〜２及び比較例１〜４（但し、実施例１は参考例である。）
５吋試験ロール機〔嶋津機械（株）製、ロール部非加熱、２４回転／分〕内に、アクリロニトリル−ブタジエンゴム〔日本ゼオン（株）製、商品名:DN-3350〕１００重量部、補強剤としてホワイトカーボン〔日本アエロジル工業（株）製、商品名：アエロジル２００〕５重量部、混練助剤としてステアリン酸０．２重量部及び加硫剤〔日本油脂（株）製、商品名：パーブチルＰ〕１重量部の順で投入した後、５分間混練りした。
【００３１】
次に、得られた混練物１００重量部に対し、表１に示すゴム用添加剤を徐々に添加した後、５分間混練りした。
【００３２】
得られた混合物を縦１５ｃｍ、横１５ｃｍ、厚さ２ｍｍのモールド内に充填し、藤機工油圧プレス〔藤設備工業（株）製、商品名、常用圧力：２０．５９ＭＰａ（２１０ｋｇ／ｃｍ2 ）〕にて１６０℃で３０分間加硫させることにより、ゴム組成物からなる成形体を得た。
【００３３】
なお、表１に記載の界面活性剤、強酸塩及び導電性粉体の各略号は、以下のことを意味する。
〔界面活性剤〕
ＫＡ−１：ポリオキシエチレンアルキルアミン〔花王（株）製、商品名：アミート１０５〕
ＫＡ−２：エチル硫酸エチルラウリルジメチルアンモニウム
【００３４】
〔強酸塩〕
ＳＡ−１：トリフルオロメタンスルホン酸リチウムの３３重量％プロピレンカーボネート溶液
【００３５】
なお、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムは、常温で固体であるので、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム：プロピレンカーボネート（重量比）が約１：２となるように、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムをプロピレンカーボネートに溶解させて溶液として使用した。表１に記載のＳＡ−１の重量部は、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムとプロピレンカーボネートとの合計重量部を表す。
【００３６】
〔導電性粉体〕
ＣＢ：カーボンブラック〔三菱化学（株）製、商品名：ダイヤカーボンＥ〕
【００３７】
次に、各実施例及び各比較例で得られたゴム組成物の物性を以下の方法に従って調べた。その結果を表１に示す。
【００３８】
〔体積固有抵抗〕
ゴム組成物の成形体からテストピース（縦７０ｍｍ×横７０ｍｍ×厚さ２ｍｍ）を切り出し、２５℃の恒温室に１週間放置した後、高絶縁抵抗計〔（株）横河ヒューレット・パッカード製、型番：４３２９Ａ〕を用いてテストピースの体積固有抵抗を測定した。
【００３９】
〔色相〕
ゴム組成物の成形体からテストピース（縦７０ｍｍ×横７０ｍｍ×厚さ２ｍｍ）を切り出し、２５℃の恒温室に１週間放置した後、そのゴム組成物の成形体の表面の色相と、ＪＩＳ  Ｋ  ００７１−２に基づいて調整された比色標準液とを目視で比較して評価した。
【００４０】
〔表面のべとつき〕
ゴム組成物の成形体を２５℃の恒温室に１週間放置した後、その成形体を手指で触り、添加剤のブリードの有無を確認した。
【００４１】
【表１】
0004092131.tif 000002
【００４２】
表１に示された結果から、各実施例で得られたゴム組成物は、いずれも、本発明のゴム用添加剤が用いられているので、体積固有抵抗が低く、ゴムが、着色しやすいジエン系ゴムであっても色相が低く良好であり、また表面のべとつきの発生がないことがわかる。
【００４３】
これに対して、比較例１〜３で得られたゴム組成物は、いずれも、体積固有抵抗が高いことがわかる。また、比較例２で得られたゴム組成物は、色相が測定範囲外となるほど透明性が失われていることがわかる。比較例３で得られたゴム組成物は、表面べとつきが発生するという欠点を有し、比較例４で得られたゴム組成物は、体積固有抵抗が低いものの、色相が高いという欠点を有することがわかる。
【００４４】
一般に、ガードナー色相の値が大きくなるにしがって光の透過率が低下し、黒味を帯びるようになるため、着色をすることが困難となる。比較例４で得られたゴム組成物の色相は１６であり、その外観がほぼ黒色であるため、着色加工を施すことができないことがわかる。これに対して、実施例１〜２で得られたゴム組成物の色相は１３以下であるので、透明性が保持されており、着色加工を施すことができることがわかる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明のゴム用添加剤は、ゴム本来の色相や透明性をほとんど阻害することがないので、ゴムに自由な色彩で着色することが可能である。また、本発明のゴム用添加剤が添加されたゴム組成物は、優れた導電性を発現するとともに、その成形体表面においてべとつきを発生させがたいという優れた効果を奏する。