JP3560440B2 - スチールコード−ゴム接着性ゴム組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スチールコードとゴムとの接着性を高めたゴム組成物に関し、特には、黄銅めっきが施されたスチールコードとの加硫直後の接着性（以下「初期接着性」と称する場合がある）を損なうことなく、耐熱接着性が大幅に改善されたスチールコード−ゴム接着性ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車タイヤやコンベヤベルト等のゴム物品の性能を向上させるため、スチールコードが補強材として使用されている。一般に、かかるスチールコードには、その補強効果、つまりゴムとの接着力を高めるため黄銅めっきが施されている。また、ゴム組成物には、ゴムとスチールコードとの接着力を向上させるため、接着促進剤、例えば有機酸コバルト塩が配合されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、今日では、スチールコードにより補強されたタイヤにおいて、その耐久性に対する要求は増々高くなってきている。例えば、タイヤ走行によって発生する熱により、また場合によっては高湿度下の熱により、タイヤ補強材としてのスチールコードとゴムとの接着性が低下し、タイヤ故障の原因となることが知られているが、従来技術においては、最近の厳しいタイヤ使用条件下では十分なタイヤの耐久性が得られなくなってきている。
【０００４】
また、スチールコード−ゴム接着性ゴム組成物においては、タイヤ加硫直後の接着力、つまり初期接着力を確保するため、黄銅めっきコードとゴムとの間の接着を促進するため、上述のように一般には有機酸コバルト塩が接着促進剤として配合されているが、かかる有機酸コバルト塩を用いた接着系では熱により接着力が低下し、いわゆる耐熱接着性が十分に満足できるレベルにないのが現状である。
【０００５】
また、その他の金属の有機酸塩、例えば、亜鉛、ニッケルなどの有機酸塩を使用した場合には、特に加硫直後の接着力が劣ることが知られている。そのため、コバルト以外の金属の有機酸塩を接着促進剤として実用化するには至っていない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、初期接着性を損なうことなく耐熱接着性が改善されたスチールコード−ゴム接着性ゴム組成物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、有機酸コバルト塩に代えてジメルカプトチアジアゾールの一置換体を使用することにより上記目的を達成し得ること見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明のスチールコード−ゴム接着性ゴム組成物は、天然ゴムおよび／または合成イソプレンゴムを５０重量％以上含有するゴム成分１００重量部に対し、０．２〜５重量部のジメルカプトチアジアゾールの一置換体および／またはその水和物と、３〜８重量部の硫黄とが配合されてなることを特徴とするものである。
【０００９】
従来の有機酸コバルト塩は、黄銅めっきコード−ゴム接着系において、その接着界面層にＣｕ_ｘＳの生成によるアンカー効果を促進する作用を有している。このため、初期接着性を高めることが可能となる。しかし、加硫後の熱による劣化により、接着界面層の肥大化を助長する傾向があるため、有機酸コバルト塩を用いた接着系では耐熱老化接着性に問題があった。そこで本発明者は、耐熱老化接着性に優れた、コバルト系以外の接着系を見出すべく、−ＳＨ基含有化合物に着目して検討を重ねた。これは、−ＳＨ基は、金属表面と反応する性質を有するとともに、ポリマー中の二重結合とも反応する性質を有するため、分子内に−ＳＨ基を２つ以上有する化合物は、金属とゴムポリマーを化学的に結合させる作用があると考えたからである。分子内に−ＳＨ基を２つ有する２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアヂアゾ−ルは構造的に上記効果が期待できると考え、これについて検討を行ったところ、かかる化合物は反応性が高いため、練り中、もしくは加硫初期にそれ自身がゲル化するなど、著しくスコーチ性が悪く、作業性に問題があることが分かった。そこで本発明者はさらに検討を重ね、当該化合物を一置換体に誘導したところ、両端の官能基の反応性が異なることによりゲル化が抑制され、スコーチ性の問題が解消されるとともに、良好な耐熱老化接着性が得られることを見出した。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に使用されるジメルカプトチアジアゾールは、好ましくは２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾールである。また、その一置換体としては、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、アンモニウム塩、亜鉛塩等が挙げられる。かかるジメルカプトチアジアゾールの一置換体および／またはその水和物は、ゴム成分１００重量部に対し、０．２〜５重量部、好ましくは０．３〜１．０重量部配合される。０．２重量部未満ではコード−ゴム間の接着性の改良効果が小さく、一方５重量部を超えると作業性に問題が出てくる。
【００１１】
また、本発明のゴム組成物においては、ゴム成分として、天然ゴム、合成イソプレンゴム若しくは両者の混合物が全ゴム成分の５０重量％以上である。５０重量％未満になるとスチールコードとの初期接着性が低下し、好ましくない。この条件を満たす限り、他のジエン系ゴム、例えば、スチレンブタジエンゴム、ポリブタジエンジエンゴム等を混合することができる。
【００１２】
さらに、本発明のゴム組成物においては、ゴム成分１００重量部に対し、硫黄が３〜８重量部、好ましくは４〜６重量部配合される。この配合量が３重量部未満ではスチールコードとの接着性が不十分であり、一方、８重量部を超えると過加硫となり、やはり接着性が低下する。
【００１３】
ところで、本発明のゴム組成物には、カーボンブラックやシリカ等の充填剤、アロマオイル等の軟化剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤等、通常のゴム工業で使用される配合剤を通常の配合量で適宜配合することができるのは勿論のことである。
【００１４】
なお、本発明のゴム組成物と接着されるスチールコードは、ゴムとの接着を良好にするために黄銅、亜鉛、あるいはこれらにニッケルやコバルトを含有する金属でめっき処理されていることが好ましく、特に好ましくは黄銅めっき処理が施されていることである。その撚り構造は特に制限されるべきものではない。
【００１５】
【実施例】
以下に、本発明を実施例および比較例により具体的に説明する。
実施例１〜４，比較例１
下記の表１に示す配合処方に従い、各種ゴム組成物を調製した。得られたゴム組成物について、下記の試験を行った。
【００１６】
（ムーニー粘度、ムーニースコーチタイム）
未加硫ゴムの作業性を評価するため、ムーニー粘度およびムーニースコーチタイムを測定した。試験はＪＩＳ−Ｋ−６３００−９４に準拠して行った。評価は比較例１の値を１００とした指数により表わした。ムーニー粘度は、数値が小さいほど、ムーニースコーチタイムは大きいほど結果が良好である。
【００１７】
（初期接着性）
表面に黄銅めっきが施されたスチールコード（１×５構造、素線径：０．２３ｍｍ）を、供試未加硫ゴムに埋設したスチールコード−ゴム複合体を１６０℃×２０分間加硫し、試験サンプルを製作した。これをＡＳＴＭ−Ｄ−２２２９−９３ａに準拠してスチールコードをひき抜き、そのときの引き抜き力を測定し、初期接着性を評価した。評価は、比較例１の値を１００として指数表示した。数値が大なるほど結果が良好であることを示す。
【００１８】
（耐熱接着性）
初期接着試験に用いたのと同様の試験サンプルを１００℃のギヤオーブンに１５日間放置した後、初期接着性の評価と同様にして接着性を評価した。
得られた結果を下記の表１に併記する。
【００１９】
【表１】

１）Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン
２）Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアジリルスルフェンアミド
３）２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾールのモノナトリウム塩
４）２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾールのモノカリウム塩
５）２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾールのモノジシクロアミン塩

６）２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾールのモノ亜鉛塩
【００２０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明のスチールコード−ゴム接着性ゴム組成物においては、従来法である有機酸コバルト塩に代えてジメルカプトチアジアゾール一置換体を使用したことにより、従来使用されてきた有機酸コバルト塩の問題点であった耐熱接着力が大幅に向上するとともに、初期接着性においても優れた効果を得ることができる。従って、本発明のゴム組成物においては、これに補強材としてスチールコードが使用されたタイヤやコンベヤベルト等のゴム物品の耐久性を大幅に向上させることができる。

Claims (3)

1. 天然ゴムおよび／または合成イソプレンゴムを５０重量％以上含有するゴム成分１００重量部に対し、０．２〜５重量部のジメルカプトチアジアゾールの一置換体および／またはその水和物と、３〜８重量部の硫黄とが配合されてなることを特徴とするスチールコード−ゴム接着性ゴム組成物。
2. 前記ジメルカプトチアジアゾールが２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾールである請求項１記載のスチールコード−ゴム接着性ゴム組成物。
3. 前記チアヂアゾールの一置換体がナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、アンモニウム塩、亜鉛塩からなる群から選ばれる請求項１または２記載のスチールコード−ゴム接着性ゴム組成物。