JP2009161653A - ゴム組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】アロマオイルの代わりに非石油系材料のテルペン樹脂を配合したときに、ヤケ等の品質劣化を起こさずに、アロマオイルを配合したときと同等のゴム加工性及び機械的特性を具備させるようにするゴム組成物を提供する。
【解決手段】ゴム成分100重量部に対し、液状テルペン樹脂1〜30重量部、ベンゾチアゾルスルフェンイミド系加硫促進剤0.1〜3.0重量部を含有し、前記液状テルペン樹脂の90℃での粘度が70mPa・s以下であり、数平均分子量Mnが400以下であることを特徴とする。
【選択図】なし
【解決手段】ゴム成分100重量部に対し、液状テルペン樹脂1〜30重量部、ベンゾチアゾルスルフェンイミド系加硫促進剤0.1〜3.0重量部を含有し、前記液状テルペン樹脂の90℃での粘度が70mPa・s以下であり、数平均分子量Mnが400以下であることを特徴とする。
【選択図】なし
Description
本発明は、ゴム組成物に関し、さらに詳しくは、ゴム加工用の軟化剤として使用されるアロマオイルの代わりに非石油系材料のテルペン樹脂を配合したときに、ヤケ等の品質劣化を起こさずに、アロマオイルを配合したときと同等のゴム加工性を具備させるようにする、特にタイヤ用に好適なゴム組成物に関する。
一般に、空気入りタイヤに使用するゴム組成物には、ゴムを柔軟にし加工性を改善するための軟化剤として、多環芳香族成分を含むアロマオイルが多く使用されている。しかし、アロマオイルは石油系材料であるため、二酸化炭素の排出規制などの環境問題の観点から、環境負荷が低い石油外資源(非石油系材料)に代替することが望まれている。
この対策として、特許文献1は、アロマオイルの代わりにテルペン樹脂を使用するようにしたゴム組成物を提案している。しかし、ゴム組成物にテルペン樹脂を配合した場合、ゴム組成物は、アロマオイル使用のゴム組成物に比べ低い温度で加硫が起きやすくなるため、ゴム組成物をシート状に予備成形するため押出・圧延成形などを行うと、ヤケ等の品質劣化を生ずるという問題があった。また、ゴム組成物を柔軟に軟化する効果が不十分になることがあり、この場合には練りが不足するため加硫ゴムの引張強さ等の機械的特性が低下する問題というがあった。
したがって、ゴム組成物において、アロマオイルを単にテルペン樹脂で置換しただけでは、従来のアロマオイルを使用した場合と同等のゴム加工性及び機械的特性を得ることは実質的には不可能であった。
特開2006−160813号公報
本発明の目的は、アロマオイルの代わりに非石油系材料のテルペン樹脂を配合したときに、ヤケ等の品質劣化を起こさずに、アロマオイルを配合したときと同等のゴム加工性及び機械的特性を具備させるようにするゴム組成物を提供することにある。
上記目的を達成する本発明のゴム組成物は、ゴム成分100重量部に対し、液状テルペン樹脂1〜30重量部、ベンゾチアゾルスルフェンイミド系加硫促進剤0.1〜3.0重量部を含有し、前記液状テルペン樹脂の90℃での粘度が70mPa・s以下であり、数平均分子量Mnが400以下であることを特徴とする。
前記ベンゾチアゾルスルフェンイミド系加硫促進剤は、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾルスルフェンイミドであるとよい。また、前記ゴム成分は天然ゴム及び/又はエポキシ化天然ゴムであるとよい。このゴム組成物は、タイヤ用ゴム組成物に好適である。
本発明のゴム組成物は、ゴム成分100重量部に対し、非石油系材料の液状テルペン樹脂1〜30重量部のほかに、ベンゾチアゾルスルフェンイミド系加硫促進剤0.1〜3.0重量部を配合する構成にし、かつ液状テルペン樹脂を90℃での粘度が70mPa・s以下であり、数平均分子量Mnが400以下にしたので、ゴム組成物を効果的に軟化してアロマオイルを配合した場合と同等のゴム加工性を与えると共に、テルペン樹脂に起因する加硫の促進を抑制するため予備成形の際にヤケ等の品質劣化を起こすことがない。また、ゴム組成物の粘度を低くして練り性を向上するので加硫ゴムの引張強さをアロマオイルを配合した場合と同等にすることができる。
本発明のゴム組成物において、ゴム成分は、特に制限されるものではないが、非石油系材料が好ましく、特に天然ゴム及び/又はエポキシ化天然ゴムを使用するとよい。天然ゴム及びエポキシ化天然ゴムは、特にタイヤ用ゴム組成物として使用する場合、空気入りタイヤに要求される性能を十分に確保することができる。
アロマオイルの代替として使用する非石油系材料のテルペン樹脂としては、粘度及び数平均分子量が特定された液状テルペン樹脂を使用する。液状テルペン樹脂の90℃での粘度は70mPa・s以下であり、好ましくは20〜50mPa・sである。粘度が70mPa・sを超えると、ゴム組成物に配合したときに、ゴム組成物の粘度が高くなりゴム加工性が悪化する。また、ゴム加工性の悪化に伴い練りが悪くなり、加硫後の引張強さが低下することがある。本発明において、テルペン樹脂の粘度は、JIS K 7117−1に準拠して、温度90℃で測定する値とする。
液状テルペン樹脂の数平均分子量Mnは400以下であり、好ましくは200〜350である。液状テルペン樹脂の数平均分子量Mnが400を超える場合には、ゴム組成物に配合したときに、ゴム組成物の粘度が高くなりゴム加工性が悪化し、練りの悪化に伴い加硫ゴムの引張強さが低下する。本発明において、テルペン樹脂の数平均分子量Mnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)を使用し、テトラヒドロフラン(THF)に溶解させたサンプルをGPC測定し、標準ポリスチレン換算で求める値とする。
液状テルペン樹脂の配合量は、ゴム成分100重量部に対し1〜30重量部、好ましくは2〜15重量部である。液状テルペン樹脂の配合量が1重量部未満の場合には、ゴム組成物を軟化する効果が十分に得られず、ゴム加工性が悪化する。逆に30重量部を超える場合には、ゴム組成物の加硫後の引張強さが低下することがある。
液状テルペン樹脂と共に併用する加硫促進剤は、ベンゾチアゾルスルフェンイミド系加硫促進剤である。ベンゾチアゾルスルフェンイミド系加硫促進剤は、ゴム組成物の加硫速度を適度に遅延させる作用を有し、特に液状テルペン樹脂と共に使用するときに、温度140〜190℃に設定される加硫温度になる前に加硫が起らないようにすることができる。
すなわち、液状テルペン樹脂を、通常用いられるベンゾチアゾルスルフェンアミド系加硫促進剤と共に配合した場合、得られるゴム組成物は加硫速度が速く、また、押出・圧延成形などの予備成形加工時の低い温度でもヤケ等の品質劣化が発生してしまう。これに対し、ベンゾチアゾルスルフェンイミド系加硫促進剤は、液状テルペン樹脂と共に配合したゴム組成物をシート状に押出・圧延成形するときに、加硫の進行を抑制し、早期加硫を起こしたり、ヤケなどの不具合を起こしたりすることがない。
加硫促進剤は、ベンゾチアゾルスルフェンイミド系加硫促進剤であれば、特に制限されるものではないが、例えば、N−エチル−2−ベンゾチアゾルスルフェンイミド、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾルスルフェンイミド、N−シクロへキシル−2−ベンゾチアゾルスルフェンイミドが好ましく、とりわけN−t−ブチル−2−ベンゾチアゾルスルフェンイミドが好ましい。また、ベンゾチアゾルスルフェンイミド系加硫促進剤はアルコキシ基で置換されたフェニル基を有するものであってもよい。このようなアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等を挙げることができる。例えば、N−エチル−(4−メトキシ−2−ベンゾチアゾル)スルフェンイミド、N−エチル−(6−メトキシ−2−ベンゾチアゾル)スルフェンイミド、N−エチル−(4−エトキシ−2−ベンゾチアゾル)スルフェンイミド、N−エチル−(6−エトキシ−2−ベンゾチアゾル)スルフェンイミド、N−エチル−(4−ブトキシ−2−ベンゾチアゾル)スルフェンイミド、N−エチル−(6−ブトキシ−2−ベンゾチアゾル)スルフェンイミド、N−t−ブチル−(4−メトキシ−2−ベンゾチアゾル)スルフェンイミド、N−t−ブチル−(6−メトキシ−2−ベンゾチアゾル)スルフェンイミド、N−t−ブチル−(4−エトキシ−2−ベンゾチアゾル)スルフェンイミド、N−t−ブチル−(6−エトキシ−2−ベンゾチアゾル)スルフェンイミド、N−t−ブチル−(4−ブトキシ−2−ベンゾチアゾル)スルフェンイミド、N−t−ブチル−(6−ブトキシ−2−ベンゾチアゾル)スルフェンイミド、N−シクロへキシル−(4−メトキシ−2−ベンゾチアゾル)スルフェンイミド、N−シクロへキシル−(6−メトキシ−2−ベンゾチアゾル)スルフェンイミド、N−シクロへキシル−(4−エトキシ−2−ベンゾチアゾル)スルフェンイミド、N−シクロへキシル−(6−エトキシ−2−ベンゾチアゾル)スルフェンイミド、N−シクロへキシル−(4−ブトキシ−2−ベンゾチアゾル)スルフェンイミド、N−シクロへキシル−(6−ブトキシ−2−ベンゾチアゾル)スルフェンイミドを例示することができる。
ベンゾチアゾルスルフェンイミド系加硫促進剤の配合量は、ゴム成分100重量部に対し、0.1〜3.0重量部であり、好ましくは0.5〜1.5重量部である。配合量が0.1重量部未満の場合、ゴム組成物の加硫工程における加硫速度を適正にすることが難しくなる。配合量が3.0重量部を超える場合、スコーチ性(加工性)が悪化したり、破断伸びが低下する。
ゴム組成物には、カーボンブラックやシリカなどの補強剤(フィラー)、加硫又は架橋剤、老化防止剤、可塑剤などのゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。
本発明のゴム組成物はゴム製品一般に適用が可能であるか、特にタイヤ用のケーシングコンパウンドとして使用するとき、最も優れた効果を発揮する。
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
ゴム組成物として、表1に示す配合からなる8種類のゴム組成物(実施例1〜3、比較例1〜5)を、硫黄及び加硫促進剤1若しくは加硫促進剤2を除く成分を1.8Lの密閉型ミキサーで3〜5分間混練し、放出したマスターバッチに、硫黄及び加硫促進剤1若しくは加硫促進剤2を加えて8インチのオープンロールで混練してゴム組成物を得た。このゴム組成物の一部を下記に示す加硫速度試験及びムーニー粘度試験に供した。
次いで、このゴム組成物の残部を150mm×150mm×2mmの金型中で、150℃、30分間プレス加硫して試験片(加硫ゴムシート)を作製し、下記に示す引張試験に供した。
加硫速度(T30):
得られたゴム組成物をJIS K6300−2に準拠し、ロータレス加硫試験機を使用し温度160℃において得られるトルクと加硫時間との加硫曲線から求めた最大トルクの30%に達する迄の加硫時間(T30)を測定した。得られた結果は、加硫時間の逆数を比較例1の値を100とする指数で表わし表1に示した。この指数が大きいほど加硫速度が速いことを意味する。
得られたゴム組成物をJIS K6300−2に準拠し、ロータレス加硫試験機を使用し温度160℃において得られるトルクと加硫時間との加硫曲線から求めた最大トルクの30%に達する迄の加硫時間(T30)を測定した。得られた結果は、加硫時間の逆数を比較例1の値を100とする指数で表わし表1に示した。この指数が大きいほど加硫速度が速いことを意味する。
ムーニー粘度(ML1+4):
得られたゴム組成物をJIS K6300に準拠して、ムーニー粘度計にてL型ロータ(38.1mm系、5.5mm厚)を使用し、予熱時間1分、ロータの回転時間4分、100℃、2rpmの条件で測定した。得られた結果は、比較例1の値を100とする指数で表わし表1に示した。この指数が大きいほど粘度が大きいことを意味する。
得られたゴム組成物をJIS K6300に準拠して、ムーニー粘度計にてL型ロータ(38.1mm系、5.5mm厚)を使用し、予熱時間1分、ロータの回転時間4分、100℃、2rpmの条件で測定した。得られた結果は、比較例1の値を100とする指数で表わし表1に示した。この指数が大きいほど粘度が大きいことを意味する。
引張強さ:
得られた加硫ゴムシートをJIS K6251に準拠して、3号ダンベルに打抜き、500mm/分の引張速度にて引張試験を行い、引張強さを測定した。得られた結果は、比較例1の値を100とする指数で表わし表1に示した。この指数が大きいほど引張強さが大きいことを意味する。
得られた加硫ゴムシートをJIS K6251に準拠して、3号ダンベルに打抜き、500mm/分の引張速度にて引張試験を行い、引張強さを測定した。得られた結果は、比較例1の値を100とする指数で表わし表1に示した。この指数が大きいほど引張強さが大きいことを意味する。
なお、表1において使用した原材料の種類を下記に示す。
NR:天然ゴム(TSR−20)
エポキシ化NR:エポキシ化天然ゴム(RRIM製ENR−25)
液状テルペン樹脂:ヤスハラケミカル社製ダイマロン(90℃の粘度が35mPa・s、数平均分子量Mnが300)
テルペン樹脂:ヤスハラケミカル社製PX#200(90℃の粘度が100mPa・s、数平均分子量Mnが600)
加硫促進剤1:N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾルスルフェンイミド、フレキシス社製TBSI
加硫促進剤2:N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾルスルフェンアミド、大内新興化学工業社製ノクセラーNS−P
アロマオイル:昭和シェル石油社製デゾレックス3号
カーボンブラック:東海カーボン社製シーストV
亜鉛華:正同化学工業社製酸化亜鉛3種
ステアリン酸:日本油脂社製ビーズステアリン酸YR
老化防止剤:精工化学社製オゾノン6C
硫黄:細井化学工業社製油処理硫黄
エポキシ化NR:エポキシ化天然ゴム(RRIM製ENR−25)
液状テルペン樹脂:ヤスハラケミカル社製ダイマロン(90℃の粘度が35mPa・s、数平均分子量Mnが300)
テルペン樹脂:ヤスハラケミカル社製PX#200(90℃の粘度が100mPa・s、数平均分子量Mnが600)
加硫促進剤1:N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾルスルフェンイミド、フレキシス社製TBSI
加硫促進剤2:N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾルスルフェンアミド、大内新興化学工業社製ノクセラーNS−P
アロマオイル:昭和シェル石油社製デゾレックス3号
カーボンブラック:東海カーボン社製シーストV
亜鉛華:正同化学工業社製酸化亜鉛3種
ステアリン酸:日本油脂社製ビーズステアリン酸YR
老化防止剤:精工化学社製オゾノン6C
硫黄:細井化学工業社製油処理硫黄
Claims (4)
- ゴム成分100重量部に対し、液状テルペン樹脂1〜30重量部、ベンゾチアゾルスルフェンイミド系加硫促進剤0.1〜3.0重量部を含有し、前記液状テルペン樹脂の90℃での粘度が70mPa・s以下であり、数平均分子量Mnが400以下であるゴム組成物。
- 前記ベンゾチアゾルスルフェンイミド系加硫促進剤が、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾルスルフェンイミドである請求項1に記載のゴム組成物。
- 前記ゴム成分が天然ゴム及び/又はエポキシ化天然ゴムである請求項1又は2に記載のゴム組成物。
- タイヤ用のゴム組成物である請求項1,2又は3に記載のゴム組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008000447A JP2009161653A (ja) | 2008-01-07 | 2008-01-07 | ゴム組成物 |
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JP2009161653A true JP2009161653A (ja) | 2009-07-23 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013031340A1 (ja) * | 2011-08-26 | 2013-03-07 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
CN105778191A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-07-20 | 德施普科技发展温州有限公司 | 一种制造复合橡胶垫的组合物及其制备方法 |
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2008
- 2008-01-07 JP JP2008000447A patent/JP2009161653A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2013031340A1 (ja) * | 2011-08-26 | 2013-03-07 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
JP2013064102A (ja) * | 2011-08-26 | 2013-04-11 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
US8865803B2 (en) | 2011-08-26 | 2014-10-21 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Rubber composition for tires, and pneumatic tire |
CN105778191A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-07-20 | 德施普科技发展温州有限公司 | 一种制造复合橡胶垫的组合物及其制备方法 |
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