JP6700865B2 - 籾摺りロールおよび該籾摺りロールの製造方法 - Google Patents
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Description
表面にゴム層を有する籾摺りロールであり、
該ゴム層が、
下記要件(A−1)および(A−2)を満たすエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(A)を0〜99重量部と、
下記要件(B−1)および(B−2)を満たすエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(B)を1〜100重量部と(ただし、共重合体(A)と共重合体(B)の合計を100重量部とする)、
下記要件(C−1)を満たすフィラー(C)(ただし、カーボンブラックを除く)を、共重合体(A)と共重合体(B)の合計100重量部に対して、1〜100重量部とを含有する組成物からなることを特徴とする。
表面にゴム層を有する籾摺りロールの製造方法であり、
該製造方法が、
下記要件(A−1)および(A−2)を満たすエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(A)を0〜99重量部と、
下記要件(B−1)および(B−2)を満たすエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(B)を1〜100重量部と(ただし、共重合体(A)と共重合体(B)の合計を100重量部とする)、
下記要件(C−1)を満たすフィラー(C)(ただし、カーボンブラックを除く)を、共重合体(A)と共重合体(B)の合計100重量部に対して、1〜100重量部とを含有する組成物を、架橋剤(D)の存在下で架橋してゴム層を得る工程を含むことを特徴とする。
以下、本発明の表面にゴム層を有する籾摺りロールおよび該籾摺りロールの製造方法について具体的に説明する。
本発明の籾摺りロールは、心材部の表面にゴム層を有する。該ゴム層は、特定のエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(A)と、特定のエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(B)と、特定のフィラー(C)(ただし、カーボンブラックを除く)とを、それぞれ特定量で含有する組成物からなる。また、該ゴム層は、該組成物を架橋剤(D)の存在下で架橋して得られる架橋物からなることが好ましい。
本発明に係るエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(A)は、エチレンから導かれる構成単位と、炭素数3以上、好ましくは炭素数3〜20のα−オレフィンから導かれる構成単位と、非共役ポリエンから導かれる構成単位を含み、下記要件(A−1)および(A−2)を満たす共重合体ゴムである。該共重合体(A)は、下記要件(A−1)〜(A−3)を満たすことが好ましい。
該共重合体(A)は、エチレン(E)に由来する構成単位を通常40〜70重量%、好ましくは43〜65重量%、より好ましくは45〜55重量%で含み、α−オレフィン(O)に由来する構造単位を通常30〜60重量%、好ましくは35〜57重量%、より好ましくは45〜55重量%で含む(ただし、エチレン(E)に由来する構成単位とα−オレフィン(O)に由来する構造単位を100重量%とする)。非共役ポリエン(P)に由来する構造単位は、エチレン(E)に由来する構成単位とα−オレフィン(O)に由来する構造単位100重量%に対して、通常1.0〜20.0重量%であり、好ましくは3.0〜15.0重量%であり、より好ましくは4.0%〜14.0重量%の量で含まれる。上記範囲にあると、物性と生産効率のため好ましい。
該共重合体(A)は、ASTM D 1646に準じて測定して得られた、100℃におけるムーニー粘度ML(1+4)(100℃)が、通常1〜50、より好ましくは10〜50、さらに好ましくは30を超えて50以下の範囲にある。ムーニー粘度が上記範囲にあると、良加工性を示すため好ましい。
該共重合体(A)は、135℃、デカリン中で測定される極限粘度〔η〕が、通常1.0〜5.0dl/g、好ましくは1.0〜4.0dl/gである。
本発明に係るエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(B)は、エチレンから導かれる構成単位と、炭素数3以上、好ましくは炭素数3〜20のα−オレフィンから導かれる構成単位と、非共役ポリエンから導かれる構成単位を含み、下記要件(B−1)および(B−2)を満たす共重合体ゴムである。該共重合体(B)は、下記要件(B−1)〜(B−3)を満たすことが好ましい。
該共重合体(B)は、エチレン(E)に由来する構成単位を、通常70重量%を超えて99重量%以下、好ましくは70〜90重量%、より好ましくは70〜85重量%で含み、α−オレフィン(O)に由来する構造単位を通常1重量%以上30重量%未満、好ましくは10〜30重量%、より好ましくは15〜30重量%で含む(ただし、エチレン(E)に由来する構成単位とα−オレフィン(O)に由来する構造単位を100重量%とする)。非共役ポリエン(P)に由来する構造単位は、エチレン(E)に由来する構成単位とα−オレフィン(O)に由来する構造単位100重量%に対して、通常1.0〜20.0重量%であり、好ましくは3.0〜15.0重量%、より好ましくは4.0〜14.0重量%の量で含まれる。上記範囲にあると、物性と生産効率のため好ましい。
該共重合体(B)は、ASTM D 1646に準じて測定して得られた、100℃におけるムーニー粘度ML(1+4)(100℃)が、通常1〜90、より好ましくは1〜60、さらに好ましくは1〜30の範囲にある。ムーニー粘度が上記範囲にあると、良加工性および良物性を示すため好ましい。
該共重合体(B)は、135℃、デカリン中で測定される極限粘度〔η〕が、通常1.0〜5.0dl/g、好ましくは1.0〜4.0dl/gである。
該共重合体(A)および該共重合体(B)は、たとえば、チーグラーナッタ触媒やメタロセン触媒など公知の重合用触媒を用いて製造することができる。重合方法としても特に限定されず、溶液重合、懸濁重合、バルク重合法などの液相重合法、気相重合法、その他公知の重合方法で行うことができる。また、これらの共重合体は、本発明の効果を奏する限り限定されず、市販品としても入手可能である。市販品としては、たとえば、エクソンモービル社製のVistalon(登録商標)、住友化学(株)社製のエスプレン(登録商標)、三井化学(株)社製の三井EPT(登録商標)が挙げられる。
本発明に係る組成物に含まれる成分の一つであるフィラー(C)は、SRF、GPF、FEF、MAF、HAF、ISAF、SAF、FT、MT等のカーボンブラックと異なり、下記要件(C−1)を満たす限り、通常、合成ゴムの補強材として使用されているものを用いることができる。該フィラー(C)は、下記要件(C−1)〜(C−2)を満たすことが好ましい。
該フィラーは、平均粒子径が、通常10〜50μmであり、好ましくは分散性と物性のバランスの理由から、20〜40μmである。本発明において、平均粒子径とは、レーザー回折式粒度分布測定装置(レーザー回折・散乱法に基づく粒度分布測定装置)を用いて測定した積分分布曲線から求めた50%相当粒子径d50を意味する。
フィラー(C)の比表面積は、本発明の効果を奏する限り特に限定されないが、通常5〜120m2/gであることが好ましい。本発明においては、剛性向上の効果から、シリカを好ましく用いることができる。
本発明に係る組成物は、該共重合体(A)を通常0〜99重量部、好ましくは0〜90重量部、より好ましくは0〜60重量部、さらにより好ましくは加工性の理由から0〜50重量部と、該共重合体(B)を通常1〜100重量部、好ましくは10〜100重量部、より好ましくは40〜100重量部、さらにより好ましくは、より高い硬度とフィラーに対するより良好な分散性が得られる理由から50〜100重量部を含有する(ただし、共重合体(A)と共重合体(B)の合計を100重量部とする)。また、該組成物は、フィラー(C)を、該共重合体(A)と該共重合体(B)の合計100重量部に対して、通常1〜100重量部、好ましくは30〜100重量部、より好ましくは高硬度を達成するとの理由から40〜100重量部を含有する。
本発明に係る組成物には、該共重合体(A)、該共重合体(B)およびフィラー(C)に加え、架橋剤(D)を配合してもよい。架橋の際に使用される架橋剤としては、イオウ、イオウ化合物などの加硫剤や、有機過酸化物が挙げられる。該架橋剤は、本発明の効果を奏する限り特に限定されないが、該共重合体(A)および該共重合体(B)の合計100重量部に対して、好ましくは0.1〜20重量部であり、より好ましくは0.3〜5重量部の割合で配合される。
架橋剤の一つとして、加硫の際に使用される加硫剤としては、イオウ、イオウ化合物が挙げられる。イオウとしては、具体的には、粉末イオウ、沈降イオウ、コロイドイオウ、表面処理イオウ、不溶性イオウなどが挙げられる。
加硫促進剤としては、具体的には、N-シクロヘキシル-2- ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-オキシジエチレン-2- ベンゾチアゾ−ルスルフェンアミド、N,N-ジイソプロピル-2- ベンゾチアゾ−ルスルフェンアミドなどのスルフェンアミド系化合物;2-メルカプトベンゾチアゾール、2-(2',4'-ジニトロフェニル)メルカプトベンゾチアゾール、2-(4'- モルホリノジチオ)ベンゾチアゾール、ジ-2-ジベンゾチアジルジスルフィド(MBTS)等のチアゾール系化合物;ジフェニルグアニジン、ジオルソトリルグアニジン、ジオルソニトリルグアニジン、オルソニトリルバイグアナイド、ジフェニルグアニジンフタレート等のグアニジン化合物;アセトアルデヒド- アニリン反応物、ブチルアルデヒド- アニリン縮合物、ヘキサメチレンテトラミン、アセトアルデヒドアンモニア等のアルデヒドアミンまたはアルデヒド−アンモニア系化合物;2-メルカプトイミダゾリン等のイミダゾリン系化合物;チオカルバニリド、ジエチルチオユリア、ジブチルチオユリア、トリメチルチオユリア、ジオルソトリルチオユリア等のチオユリア系化合物;テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、ペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等のチウラム系化合物;ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジ-n-ブチルジチオカルバミン酸亜鉛(ZnBDC)、エチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ブチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジメチルジチオカルバミン酸セレン、ジメチルジチオカルバミン酸テルル等のジチオ酸塩系化合物;ジブチルキサントゲン酸亜鉛等のザンテート系化合物;亜鉛華(酸化亜鉛)等の化合物を挙げることができる。
架橋剤の一つである有機過酸化物としては、通常ゴムの過酸化物加硫に使用されるものであればよい。具体的には、ジクミルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキシ-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、t-ブチルヒドロパーオキサイド、t-ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシン)ヘキシン-3、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-モノ(t-ブチルパーオキシ)-ヘキサン、α,α'-ビス(t-ブチルパーオキシ-m-イソプロピル)ベンゼンなどが挙げられる。中でも、ジクミルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキシ-3,3,5-トリメチルシクロヘキサンが好ましく用いられる。これらの有機過酸化物は、1種または2種以上組み合わせて用いられる。
本発明に係る組成物には、性能に応じて、その他に、一般にゴム製品の製造で用いられる各種公知の添加剤、たとえば、軟化剤、老化防止剤、加工助剤、アルコキシシラン化合物、活性剤、反応抑制剤、着色剤、分散剤、難燃剤、可塑剤、酸化防止剤、スコーチ防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、防カビ剤、素練促進剤、粘着付与剤、界面活性剤などを適宜選定し、適切な配合量で配合してもよい。
軟化剤としては、通常ゴムに使用される軟化剤を用いることができる。
老化防止剤を使用すれば、さらに材料寿命を長くすることが可能である。このことは、通常のゴムの場合と同様である。
加工助剤としては、通常のゴムの加工に使用される化合物を使用することができる。具体的には、リシノール酸、ステアリン酸、パルチミン酸、ラウリン酸等の高級脂肪酸、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の高級脂肪酸塩、リシノール酸エステル、ステアリン酸エステル、パルチミン酸エステル、ラウリン酸エステル等の高級脂肪酸エステル類などが挙げられる。
界面活性剤としては、通常のゴムの加工に使用される化合物を使用することができる。具体的には、ジ−n−ブチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、モノエラノールアミン、トリエタノールアミン、「アクチングB(吉富製薬株式会社製)、「アクチングSL(吉富製薬株式会社製)等のアミン類、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、レシチン、トリアリルートメリテート、脂肪族および芳香族カルボン酸の亜鉛化合物(例;「Struktol activator 73」、「Struktol IB 531」、「Struktol FA541」 Schill&Seilacher社製)、「ZEONET ZP」(日本ゼオン株式会社製)、オクタデシルトリメチルアンモニウムブロミド、合成ハイドロタルサイト、特殊四級アンモニウム化合物(例;「アーカード2HF」(ライオン・アクゾ株式会社製)等が挙げられる。
本発明に係る組成物は、該共重合体(A)、該共重合体(B)およびフィラー(C)と、必要に応じて架橋剤(D)と共に、たとえば、軟化剤などの一般にゴム製品の製造で用いられる各種公知の添加剤から一般的なゴム配合物の製造方法によって調製することができる。
本発明に係るゴム層は、該組成物からなる。また、該ゴム層は、該組成物を架橋剤(D)の存在下で架橋した架橋物からなることが好ましい。特に、該ゴム層が加硫物からなる場合には、該ゴム層中にイオン凝集塊が形成されることから、該ゴム層は、高剛性で、優れた機械特性(伸び性)とゴム弾性を併せ持つ。そのため、ゴム層を薄肉化して、所望の物性(特に、耐摩耗性および耐久性)を有することが可能となるため、特に好ましい。
ゴム層は、ライスロールの心材部を予めセットした金型に、前記のゴム組成物を射出成形し、架橋することによって成形される。
本発明の籾摺りロールは、心材部の表面に該ゴム層を有する。通常、籾摺りロールは、心材部の表面にゴム層を焼き付けた後、その表面を研磨加工や仕上げ加工などを施すことによって得られる。心材部としては、たとえば、金属製の金具ドラムなど、従来公知の籾摺りロールで使用されている心材部を用いることができる。心材部の材質としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、鉄、モリブデン、チタン等が挙げられる。また、心材部の形状やサイズも特に限定されず、従来品と同様、籾摺りロールを取り付ける籾摺り機の仕様や、JIS規格(JIS B 9214:もみすり用ゴムロール)に合わせて適宜設定できる。
籾摺りロールは、例えば、下記(1)及び(2)の工程を経ることにより製造することができる。
本発明の籾摺りロールは、2個の籾摺りロールを1組にして、従来公知のゴムロール式の籾摺り機(たとえば、農業用脱穀機)に取り付けて使用する。
エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(A)として、三井化学(株)社製三井EPT(登録商標)4045M(エチレンに由来する構成単位:45重量%、ジエンに由来する構造単位:7.6重量%、ムーニー粘度ML(1+4)(100℃)(ASTM D 1646):45)を用いた。
エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(B)として、三井化学(株)社製三井EPT(登録商標)K9720(エチレンに由来する構成単位:77重量%、ジエンに由来する構造単位:10.4重量%、ムーニー粘度ML(1+4)(100℃)(ASTM D 1646):20)を用いた。
フィラー(C)として、東ソー・シリカ社製Silica VN3 GRType(一次粒子径:15nm、二次凝集体の粒子径:18μm、比表面積:200m2/g)を用いた。
加硫成形体の平らな部分を重ねて12mmとし、JIS K6253に従い硬度(デュロメーターA硬度)を測定した。
加硫成形体をJIS K6251に従い、測定温度23℃、引張速度500mm/分の条件で引張試験を行い、25%伸張時のモジュラス(M25)、50%伸張時のモジュラス(M50)、100%伸張時のモジュラス(M100)、200%伸張時のモジュラス(M200)、300%伸張時のモジュラス(M300)、破断時強度(TB)および破断伸び(EB)を測定した。
加硫成形体を用いて、JIS−K6264−2:2005に準拠して、直径16.0±0.2mm、厚さ6mm以上の円盤状の試験片を作製し、該試験片について、DIN摩耗試験機を用いて、直径150.0±0.2mm、長さ500mmのドラムを40回/分で回転させ、荷重1kgfで、摩耗距離を40.0±0.2mとしたときの摩耗量(DIN摩耗量:単位mg)を測定した。
シート状試料を20mm×20mm×2mmtのサイズに切り取った後、JIS K 6258(1993)に従い、トルエンに37℃×72時間浸漬して膨潤させ、Flory−Rehnerの式(B)により、有効網目鎖密度(架橋密度)を算出した。
加硫成形体からサンプルを打ち抜いて試験片を作成した。このサンプルについて、動的粘弾性試験機を用いて貯蔵弾性率G’の歪率依存性を測定した。測定条件は、次の通りである。
サンプル:2mmシートを直径25mmの円状に打ち抜いて使用。
歪率:0.01%〜10%
周波数:10Hz
得られた歪率0.01%における貯蔵弾性率G’をG’(0.01%)、歪率1.00%における貯蔵弾性率G’をG’(1.00%)として、フィラー分散性指標FDI(%)を次の式(1)から算出した。
〔比較例1〕
MIXTRON BB MIXER(神戸製鋼所社製、BB−4型、容積2.95L、ローター4WH)を用いて、共重合体(A)100重量部に対して、シリカ(C)を105重量部、カップリング剤としてシリコン(Si69、Evonik社製)を1重量部、界面活性剤としてポリエチレングリコール(PEG#4000、三洋化成工業(株)製)を1重量部、加硫促進助剤として酸化亜鉛(亜鉛華、#1、ハクスイテック社製)を5重量部、加工助剤としてステアリン酸を1重量部、軟化剤としてプロセスオイル(ダイアナプロセスオイルPS−430、出光興産社製))を15重量部混練して、加硫する前の組成物を得た。混練条件は、ローター回転数が50rpm、フローティングウェイト圧力が3kg/cm2、混練時間が5分間で行い、混練排出温度は145℃であった。
比較例1において、共重合体(A)100重量部を、共重合体(A)60重量部および共重合体(B)40重量部として、シリカ(C)105重量部を、80重量部とした以外は、比較例1と同様に行った。結果を表1に示す。
比較例1において、共重合体(A)100重量部を、共重合体(B)100重量部として、シリカ(C)105重量部を、50重量部とした以外は、比較例1と同様に行った。結果を表1に示す。
Claims (5)
- 表面にゴム層を有する籾摺りロールであり、
該ゴム層が、
下記要件(A−1)および(A−2)を満たすエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(A)を0〜60重量部と、
下記要件(B−1)および(B−2)を満たすエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(B)を40〜100重量部と(ただし、共重合体(A)と共重合体(B)の合計を100重量部とする)、
下記要件(C−1)を満たすフィラー(C)(ただし、カーボンブラックを除く)を、共重合体(A)と共重合体(B)の合計100重量部に対して、1〜100重量部とを含有する組成物からなる
ことを特徴とする籾摺りロール。
(A−1)エチレン(E)に由来する構成単位を40〜70重量%で含む。
(A−2)ASTM D 1646に準じて測定して得られた、100℃におけるムーニー粘度ML(1+4)(100℃)が1〜50である。
(B−1)エチレン(E)に由来する構成単位を、70重量%を超えて99重量%以下で含む。
(B−2)ASTM D 1646に準じて測定して得られた、100℃におけるムーニー粘度ML(1+4)(100℃)が1〜90である。
(C−1)平均粒子径が10μm〜50μmである。 - 前記組成物が、さらに架橋剤(D)を含有することを特徴とする請求項1に記載の籾摺りロール。
- 前記架橋剤(D)が加硫剤であり、該加硫剤を、前記共重合体(A)と前記共重合体(B)の合計100重量部に対して、0.1〜20重量部含有する、請求項2に記載の籾摺りロール。
- 前記ゴム層のJIS K6253に準拠して測定したデュロメーターA硬度が10〜100である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の籾摺りロール。
- 表面にゴム層を有する籾摺りロールの製造方法であり、
該製造方法が、
下記要件(A−1)および(A−2)を満たすエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(A)を0〜60重量部と、
下記要件(B−1)および(B−2)を満たすエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体(B)を40〜100重量部と(ただし、共重合体(A)と共重合体(B)の合計を100重量部とする)、
下記要件(C−1)を満たすフィラー(C)(ただし、カーボンブラックを除く)を、共重合体(A)と共重合体(B)の合計100重量部に対して、1〜100重量部とを含有する組成物を、架橋剤(D)の存在下で架橋してゴム層を得る工程を含むことを特徴とする籾摺りロールの製造方法。
(A−1)エチレン(E)に由来する構成単位を40〜70重量%で含む。
(A−2)ASTM D 1646に準じて測定して得られた、100℃におけるムーニー粘度ML(1+4)(100℃)が1〜50である。
(B−1)エチレン(E)に由来する構成単位を、70重量%を超えて99重量%以下で含む。
(B−2)ASTM D 1646に準じて測定して得られた、100℃におけるムーニー粘度ML(1+4)(100℃)が1〜90である。
(C−1)平均粒子径が10μm〜50μmである。
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