JP3631326B2 - ゴム組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、他のジエン系ゴム組成物とのあいだの共架橋性および加硫接着性にすぐれたゴム組成物であって、イソブチレン−p−メチルスチレン共重合体の臭素化物が配合されてなるゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来からハロゲン化エラストマーは耐油性、耐オゾン分解性、耐摩耗性および低空気透過性などにすぐれた組成物を提供しうるため、多くの用途に適用されている。
【0003】
該ハロゲン化エラストマーのなかでもイソブチレン−p−メチルスチレン共重合体の臭素化物は、より低空気透過性にすぐれた組成物を提供しうるため、とくにタイヤの分野において、タイヤのインナーライナーおよびケース配合などに適用されるゴム組成物に用いられている。
【0004】
たとえば特開平7−233295号明細書においては、イソブチレン−p−メチルスチレン共重合体の臭素化物を含むゴム組成物と、タイヤのサイドウォールに用いられるような他のジエン系ゴム組成物とのあいだの共架橋性および加硫接着性の向上が図る技術が開示されており、ムーニースコーチおよび硬化速度などが良好で加工性にすぐれたゴム組成物をうるために、硬化剤として2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾールの有機ポリスルフィド誘導体を使用することが提案されている。
【0005】
しかし、実用的に充分な共架橋性および加硫接着性をうることはできなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような問題点に鑑み、本発明の目的は、他のジエン系ゴム組成物とのあいだの共架橋性および加硫接着性にすぐれ、さらに加工性に劣ることのないゴム組成物であってイソブチレン−p−メチルスチレン共重合体の臭素化物を含むゴム成分が配合されてなるゴム組成物をうることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、イソブチレン−p−メチルスチレン共重合体の臭素化物とジエン系ゴムとからなりイソブチレン−p−メチルスチレン共重合体の臭素化物とジエン系ゴムとの重量比が50〜100/50〜0であるゴム成分、p−トルエンチオールおよび/またはp−トリルジスルフィド、架橋剤および架橋促進剤が配合されてなるゴム組成物に関する。
【0008】
架橋促進剤としてはN,N′−ジエチルチオ尿素を用いるのが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明は、イソブチレン−p−メチルスチレン共重合体の臭素化物とジエン系ゴムとからなりイソブチレン−p−メチルスチレン共重合体の臭素化物とジエン系ゴムとの重量比が50〜100/50〜0であるゴム成分、p−トルエンチオールおよび/またはp−トリルジスルフィド、架橋剤および架橋促進剤が配合されてなるゴム組成物に関する。
【0010】
本発明においては、本発明のゴム組成物と他のジエン系ゴム組成物とを加硫接着させると、まず該ゴム組成物中のp−トルエンチオールおよび/またはp−トリルジスルフィドがそのメタ位で、架橋剤の存在下、イソブチレン−p−メチルスチレン共重合体の臭素化物と化学的に結合する。さらに該イソブチレン−p−メチルスチレン共重合体の臭素化物と結合したp−トルエンチオールおよび/またはp−トリルジスルフィドが、そのSH基部分で、他のジエン系ゴム組成物中のジエン系ゴム(以下、ジエン系ゴムBという)の炭素−炭素二重結合部分と化学的に結合する。したがって本発明のゴム組成物は他のジエン系ゴム組成物との共架橋性および加硫接着性にすぐれるのである。
【0011】
また、本発明のゴム組成物はイソブチレン−p−メチルスチレン共重合体の臭素化物単独のゴム成分からなってもよいが、ジエン系ゴムもそのゴム成分として含むばあい、本発明のゴム組成物と他のジエン系ゴム組成物との共架橋性および加硫接着性がより向上する。
【0012】
本発明に用いるイソブチレン−p−メチルスチレン共重合体の臭素化物としては、従来からタイヤのインナーライナーおよびケース配合に用いられているものが使用でき、市販のものとしては、たとえばエクソン化学社製のEXXPRO 90−10を好ましく用いることができる。
【0013】
本発明のゴム組成物におけるゴム成分中のジエン系ゴム(以下、ジエン系ゴムAという)としては、通常タイヤ用のゴム組成物に用いられるものであればよく、天然ゴム(NR)、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体(SBR)、EPDM、およびアクリロニトリル−ブタジエン共重合体(NBR)などがあげられ、これらを単独でまたは任意に組合せて用いてもよい。
【0014】
他のジエン系ゴム組成物のジエン系ゴムBは、主にタイヤのサイドウォールなどに用いられるものであればよく、天然ゴム、ブタジエンゴム、SBR、EPDMおよびNBRなどがあげられ、これらを単独でまたは任意に組合せて用いてよい。
【0015】
また、本発明のゴム組成物と他のジエン系ゴム組成物との親和性を考慮して共架橋性および加硫接着性がより向上するという点、耐老化性および耐熱性という点から、ジエン系ゴムBが主にSBRからなるばあいジエン系ゴムAはSBRであるのがよく、低発熱性という点から好ましくはジエン系ゴムBがNRであってジエン系ゴムAがNRであるのがよい。
【0016】
本発明のゴム組成物におけるゴム成分中のイソブチレン−p−メチルスチレン共重合体の臭素化物とジエン系ゴムAとの重量比は、空気透過性を低くするという点から50〜100/50〜0であればよく、接着性を上げるという点から好ましくは50〜80/50〜20、さらに、低空気透過性と接着性を両立させるという点から好ましくは65〜75/35〜25であるのがよい。
【0017】
本発明のゴム組成物において、p−トルエンチオールおよび/またはp−トリルジスルフィドは硬化剤としてはたらく。これらは単独でまたは併用して用いてもよい。
【0018】
本発明においては、本発明のゴム組成物中のイソブチレン−p−メチルスチレン共重合体の臭素化物と化学的に結合し、かつ他のジエン系ゴム組成物中のジエン系ゴムBと化学的に結合し、また、イソブチレン−P−メチルスチレン共重合体の臭素化合物とジエン系ゴムAとを化学的に結合させるという作用を有するものを硬化剤という。また、イソブチレン−P−メチルスチレン共重合体の臭素化合物とジエン系ゴムAをそれぞれ単独で架橋させるという作用を有するものを架橋剤といい、硬化剤ならびに架橋剤の作用を促進するという作用を有するものを架橋促進剤という。しかし、本発明のゴム組成物の組成によっては、硬化剤が架橋剤または架橋促進剤としてはたらくばあい、架橋剤が架橋促進剤としてはたらくばあいなどがある。
【0019】
本発明のゴム組成物におけるp−トルエンチオールおよび/またはp−トリルジスルフィドの配合割合としては、該ゴム組成物と他のジエン系ゴム組成物との共架橋性および加硫接着性の向上を妨げず、かつ該ゴム組成物が混練り時に硬くなりすぎて加工性が低下しない範囲であればよく、ゴム成分100重量部に対して0.5〜10重量部、機械的特性の向上という点から好ましくは1〜5重量部、さらにコストを低くするという点からとくに好ましくは1〜3重量部であるのがよい。
【0020】
本発明における架橋剤としては、従来のものを用いることができ、たとえばイオウ、ZnO、ジアミンおよびフェノールホルムアルデヒド樹脂などがあげられ、これらを単独でまたは任意に組合せて用いてもよい。とくに、本発明のゴム組成物がジエン系ゴムAを含まないばあいはZnOのみを用いるだけでよく、ジエン系ゴムAを含むばあいはZnOだけでなくイオウも用いるのが好ましい。
【0021】
本発明のゴム組成物における架橋剤の配合割合は、該ゴム組成物と他のジエン系ゴム組成物との共架橋性および加硫接着性の向上を妨げず、かつ該ゴム組成物が混練り時に硬くなりすぎて加工性が低下しない範囲であればよく、ゴム成分100重量部に対して0.5〜10重量部、接着性の向上という点から好ましくは0.5〜5重量部、さらに機械的強度の向上という点からとくに好ましくは1〜3重量部であるのがよい。
【0022】
架橋促進剤としては、従来のものを用いることができ、たとえばステアリン酸、MgO、DM(ジベンゾチアジルジスルフィド)、EUR(N,N′−ジエチルチオ尿素)、アルキルフェノールジスルフィド(アトケム(Atochem)社製のバルタック(Vultac)5)、EZ(ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛)などがあげられ、これらを単独でまたは任意に組合わせて用いてもよい。
【0023】
本発明のゴム組成物における架橋促進剤の配合割合は、該ゴム組成物と他のジエン系ゴム組成物との共架橋性および加硫接着性の向上を妨げず、かつ該ゴム組成物が混練り時に硬くなりすぎて加工性が低下しない範囲であればよく、ゴム成分100重量部に対して0.2〜5重量部、接着力を上げるという点から好ましくは0.5〜3重量部、さらに機械的強度の向上という点からとくに好ましくは0.5〜2重量部であるのがよい。
【0024】
とくに、架橋促進剤としてEURを用いるばあい、加硫速度が速くなる点で好ましいが、配合割合が多すぎると混練り時に本発明のゴム組成物が硬くなり、かつ加硫接着性も低下するため、その配合割合はゴム成分100重量部に対して0.5〜2重量部であるのが好ましい。
【0025】
また、本発明のゴム組成物は、通常のゴム組成物が含みうる配合剤、たとえばプロセスオイル、ミネラルオイル、カーボンブラックなどの充填剤、軟化剤および老化防止剤などを、えられるゴム組成物の共架橋性、加硫接着性および加工性を妨げない範囲で、必要に応じて適宜配合してもよい。
【0026】
本発明のゴム組成物は通常の方法で調製および加硫されてよいが、バンバリーミキサーで混練りして、温度(150℃以上)と圧力(20kgf/cm2以上)をかけてプレス加硫するのが好ましい。
【0027】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明するが、これらのみに限定されるものではない。
【0028】
実施例1〜3
表1に示す配合割合で、まずゴム成分、カーボンブラックおよびミネラルオイルをバンバリーを用いて100℃で4分間混練りして混練物1〜3をえた。ついで、該混練物1〜3を表1に示す配合割合でp−トルエンチオールおよび/またはp−トリルジスルフィドならびに架橋剤および架橋促進剤とともにロールを用いて50℃で5分間混練りし、厚さ2mm、幅200mm、長さ500mmの、本発明のゴム組成物からなるゴムシート1〜3をえた。
【0029】
なお、ミネラルオイルとしては(株)ジャパンエナジー製のミネラルオイルを、カーボンブラックとしては三菱化学(株)製のダイヤブラックHを、DMおよびEURとしては大内新興化学工業(株)製のものを用いた。
【0030】
【表1】
【0031】
[評価方法]
本発明のゴム組成物の、他のジエン系ゴム組成物との共架橋性および加硫接着性を評価するために、以下のように、前記ゴムシート1〜3とジエン系ゴム組成物からなるシートとを加硫接着した後に、その剥離強度(接着強度)を測定した。剥離強度が高いほど共架橋性および加硫接着性にすぐれている。
【0032】
まず、天然ゴムおよびブタジエンゴムの、重量比が40:60のブレンド物(カーボン50phr、硫黄および促進剤などを含む)から2mm厚のゴムシートをロールで作り、それを所定の大きさ(15cm×8cm)に切りゴムシートを作成した。ついで剥離強度測定用サンプルを作製するために、図1に示すようにゴムシート1とジエン系ゴムシート2とを密着させ、界面で剥離が始まるようにマイラーシート4および厚織5からなる挿入部材を挿入して、160℃で30分間、100kgf/cm2のプレス圧で加硫接着させた。なお、3はトップ反であって、剥離の際にゴムシートが切れてしまわないように補強するためのものであり、サンプルと同時に加硫できるものであればよい。本発明では厚さ2mm、長さ15cm、幅8cmのものでポリエステル系樹脂をゴムびきしたものを用いた。マイラーシート4は、加硫時にゴムシート1とジエン系ゴムシート2が全面で接着してしまわないようにするためのものであり、180℃以上の融点をもつものであればよい。本発明では厚さ0.05mm、長さ4cm、幅8cmのものでポリエチレンテレフタレートからなるものを用いた。厚織5は接着界面での剥離をはじめるために挿入するものであり、本発明では厚さ0.5mm、長さ8cm、幅8cmのものでナイロン系樹脂からなるものを用いた。
【0033】
以上のようにしてえた剥離強度測定用サンプルについてインテスコ社製の引張試験機を用いて剥離強度を測定した。結果を表2に示す。
【0034】
また、本発明のゴム組成物の加工性を評価するために、JIS K 6300にしたがいムーニー粘度(ML1+4(130℃))およびスコーチタイム(T10)(分)を測定した。結果を表2に示す。ムーニー粘度が小さいほど加工性がよく、スコーチタイムが短すぎると取扱いが難しく加工性に劣る。
【0035】
比較例1〜2
表1に示す配合割合にかえ、実施例1〜3と同様にして比較ゴムシート1〜2をえた。ただし、比較例1ではp−トルエンチオールまたはp−トリルジスルフィドを用いず、比較例2ではかわりに、従来用いられている2,5−メルカプト−1,3,4−チアジアゾールを用いた。
【0036】
ついで、該比較ゴムシート1〜2を用い、実施例1〜3と同様にして剥離強度測定用サンプルを作製して剥離試験を行なった。結果を表2に示す。
【0037】
【表2】
【0038】
表2からわかるように、実施例1〜3の本発明のゴム組成物は、p−トルエンチオールまたはp−トリルジスルフィドを用いない比較例1〜2のゴム組成物に比べてジエン系ゴムとの剥離強度、つまり接着強度が高く、共架橋性および加硫接着性にすぐれており、加工性に劣ることもない。
【0039】
【発明の効果】
本発明によれば、他のジエン系ゴム組成物とのあいだの共架橋性および加硫接着性にすぐれたゴム組成物をうることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】剥離強度の測定のために作製したサンプルの概略断面図である。
【符号の説明】
1 ゴムシート
2 ジエン系ゴムシート
3 トップ反
4 マイラーシート
5 厚織
Claims (2)
- イソブチレン−p−メチルスチレン共重合体の臭素化物とジエン系ゴムとからなりイソブチレン−p−メチルスチレン共重合体の臭素化物とジエン系ゴムとの重量比が50〜100/50〜0であるゴム成分、p−トルエンチオールおよび/またはp−トリルジスルフィド、架橋剤および架橋促進剤が配合されてなるゴム組成物。
- 架橋促進剤がN,N′−ジエチルチオ尿素である請求項1記載のゴム組成物。
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