JP4122104B2

JP4122104B2 - ゴムプロセス油及びゴム組成物

Info

Publication number: JP4122104B2
Application number: JP05018199A
Authority: JP
Inventors: 正司中村; 千里遠藤
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2019-02-26
Also published as: JP2000248119A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴムプロセス油及びゴム組成物に関し、さらに詳しくは、多環芳香族化合物含有量が少なく、かつ性能の優れたゴムプロセス油及びそれを含有するゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴムプロセス油は、ゴムの可塑性を高めたり、加硫ゴムの硬度を低下させて加工性を改良するために配合される油で、ゴムとの相溶性が要求される。
一方、石油製品の環境への影響が大きな問題となっており、ゴムプロセス油においても製品の安全性が求められ、多環芳香族化合物含有量が３重量％未満の高精製鉱油の使用が要求されている。しかし、従来から存在する多環芳香族化合物含有量を３重量％未満まで鉱油を精製したものを使用すると、芳香族系ゴムとの相溶性が悪く、ゴムに配合した場合、加硫ゴムにおいてオイルがブリードし、加硫ゴムの熱老化物性を低下させるという問題があった。また、作業性の面からは、粘度を従来油程度に比較的低く維持する必要もあった。したがって、多環芳香族化合物含有量が３重量％未満で、従来油の粘度を維持し、かつ芳香族系ゴムとの相溶性に優れたゴムプロセス油が望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記観点からなされたもので、多環芳香族化合物含有量が３重量％未満で、従来油の粘度を維持し、かつ芳香族系ゴムの相溶性に優れたゴムプロセス油、及び、それが配合された加硫ゴムにおいてブリードがなく、熱老化物性に優れたゴム組成物を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、特定の物性及び性状を有する油が上記の目的を満足する優れたゴムプロセス油となることを見出し、本発明を完成したものである。
すなわち、本発明の要旨は下記の通りである。
（１）▲１▼多環芳香族化合物含有量が３重量％未満であり、▲２▼１００℃における動粘度が２０〜３２ｍｍ²／ｓの範囲にあり、▲３▼引火点（ＣＯＣ）が２３０℃以上であり、▲４▼５容量％留出温度が３７０〜５３０℃であり、かつ▲５▼ＡＳＴＭＤ２００７（クレーゲル分析）による芳香族化合物含有量が２５〜３５重量％及び極性化合物含有量が１５〜２０重量％であることを特徴とするゴムプロセス油。
（２）ゴム組成物全量基準で、ゴムに上記（１）記載のゴムプロセス油を１０〜２５重量％配合してなるゴム組成物。
（３）ゴムの５０重量％以上がスチレン・ブタジエンゴムである上記（２）記載のゴム組成物。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について詳細に説明する。
まず、本発明のゴムプロセス油について説明する。
本発明のゴムプロセス油は、製造方法に応じて多種多様な組成や性状のものとして実現することができるが、少なくとも、前記▲１▼〜▲５▼の条件すべて満足することが肝要であり、順に説明する。
【０００６】
▲１▼多環芳香族化合物含有量
本発明のゴムプロセス油の多環芳香族化合物含有量は、上記のように、環境の問題から３重量％未満であらねばならない。ヨーロッパでは、鉱油の発癌性の尺度として、英国石油学会（Institute of Petroleum、以下ＩＰと略す。）によるＩＰ３４６／９２法により測定される多環芳香族化合物含有量があり、３重量％以上では取扱いに制限を受けており、ここでいう多環芳香族化合物含有量の値もＩＰ３４６／９２法によって測定されたものである。
【０００７】
▲２▼粘度
本発明のゴムプロセス油は、１００℃における動粘度が２０〜３２ｍｍ²／ｓの範囲にあることが肝要であり、中でも２５〜３１ｍｍ²／ｓの範囲にあるものが好ましい。粘度が低すぎると、加硫ゴムの常態物性が従来油に比べ低下し、また熱老化時の油分蒸発により熱老化物性が劣り好ましくない。逆に高すぎると流動性が低く、取扱いに難点がある。
【０００８】
▲３▼引火点（ＣＯＣ）
本発明のゴムプロセス油は、引火点（ＣＯＣ）が２３０℃以上であることが必要であり、好ましくは２５０℃以上である。引火点が低すぎると、取扱い時に引火する可能性が高くなり、その防止設備が必要となり好ましくない。なお、引火点はＡＳＴＭＤ９２により測定される値である。
【０００９】
▲４▼５容量％留出温度
本発明のゴムプロセス油は、その５％容量％留出温度が３７０〜５３０℃であることが必要であり、好ましくは、４００〜４５０℃である。この５容量％留出温度が低すぎると、熱老化時の油分蒸発により熱老化物性が劣り好ましくない。一方、高すぎると、油の粘度が高くなり作業性の点から好ましくない。なお、５容量％留出温度は、ＪＩＳＫ２２５４の蒸留試験方法（ガスクロ法）により測定される値である。
【００１０】
▲５▼芳香族化合物含有量，極性化合物含有量
本発明のゴムプロセス油の芳香族化合物含有量は、２５〜３５重量％であることが必要であり、好ましくは２６〜３２重量％であり、さらに好ましくは２６〜２９重量％である。この芳香族化合物含有量が高すぎると、多環芳香族含有量が３重量％以上となる可能性が高くなり好ましくない。また、低すぎると、ゴムとの相溶性が悪く、プロセス油を配合した加硫ゴムにブリードが発生し、常態物性及び熱老化物性も劣り好ましくない。
【００１１】
極性化合物含有量については、１５〜２０重量％であることが必要であり、好ましくは１６〜２０重量％である。極性物質が多すぎると、ゴムに配合したときにゴム物性を損なう恐れがあり、少なすぎると、ゴムとの相溶性が悪く、加硫ゴムにブリードが発生する可能性がある。なお、ここでいう全芳香族化合物含有量と極性化合物含有量はＡＳＴＭＤ２００７（クレーゲル分析法）で測定される値である。
本発明のゴムプロセス油は、上記のように少なくとも上記▲１▼〜▲５▼の条件を満足していれば、これら以外の一般物性や性状等については特に制限はない。
【００１２】
次に、本発明のゴムプロセス油の好適な製造方法について説明する。
先ず、原油として、パラフィン基系原油，ナフテン基系原油，および混合基系原油いずれも使用できるが、ナフテン基系原油が好ましい。
目的とするゴムプロセス油は、該原油から、基本的には、減圧蒸留工程、溶剤抽出工程からなるプロセスによって製造される。
原油の常圧蒸留操作によって得られた残油を常套の減圧蒸留操作によりアスファルテン１重量％以下の残油を得、該残油２０〜９０容量％（好ましくは４０〜８０容量％）と３重量％未満の多環芳香族化合物を有する潤滑油基油１０〜８０容量％（好ましくは２０〜６０容量％）とを混合し、その混合原料を溶剤抽出処理して、ラフィネートを本発明のゴムプロセス油して得ることができる。
【００１３】
上記の潤滑油基油としては、一般的な潤滑油精製工程で得られる鉱油系のもの、すなわち、各種原油の常圧蒸留、減圧蒸留、脱れき工程等により得られた留分を溶剤精製、水素化精製あるいは水素化分解などの各工程、また必要に応じて脱ろう工程により精製したものを用いることができる。
上記の溶剤抽出処理は、一般に、フルフラール，フェノール，Ｎ−メチルピロリドンなどの溶剤を使用し、温度５０〜１２０℃（好ましくは６０〜１００℃）、溶剤／油（重量比）０．５〜３．０（好ましくは０．８〜２．０）の条件で行われる。
【００１４】
得られたラフィネートは、このままでもゴムプロセス油として使用できるが、必要に応じ蒸留処理、脱ろう処理、二次仕上げなどにより更に高性能のゴムプロセス油とすることができる。
上記の方法により前記▲１▼〜▲５▼の条件を満足する本発明のゴムプロセス油を効率よく製造することができる。
【００１５】
最後に、本願の第二発明のゴム組成物について説明する。
ゴム組成物は、ゴムに、組成物全量基準で、１０〜２５重量％配合することによって得られる。該ゴムの種類は、特に制限がなく、天然ゴムあるいは合成ゴムのいずれであってもよい。合成ゴムとしては、例えば、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン・クロロプレンゴム（ＳＣＲ）、スチレン・イソプレンゴム（ＳＩＲ）、イソブチレン・イソプレンゴム（ＩＩＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレン・プロピレン・ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）などを挙げることができる。中でも、ＳＢＲ，ＳＣＲ，ＳＩＲなどの芳香族系ゴムが好ましく、特にＳＢＲを５０重量％以上含むゴムが好ましい。
このようにして得られた本発明のゴムプロセス油を配合したゴム組成物は、オイリブリードがなく、熱老化物性に優れたものである。
【００１６】
【実施例】
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、これらの実施例になんら制限されるものではない。
（１）ゴムプロセス油の調製
〔実施例１〕
アスファルテン分が０．３重量％を含有する鉱油系減圧残渣油に４０℃における動粘度９０ｍｍ²／ｓの多環芳香族化合物０．５重量％を有する潤滑油基油を４０容量％混合し、ついで溶剤としてフルフラールを使用し、温度８０℃、溶剤／油（重量比）１．０の条件で溶剤抽出を行った。得られたラフィネートをゴムプロセス油とした。その物性と性状を第１表に示す。
【００１７】
〔実施例２〕
アスファルテン分が０．３重量％を含有する鉱油系減圧残渣油に４０℃における動粘度９０ｍｍ²／ｓの多環芳香族化合物０．５重量％を有する潤滑油基油を４０容量％混合し、ついで溶剤としてフルフラールを使用し、温度８０℃、溶剤／油（重量比）１．５の条件で溶剤抽出を行った。得られたラフィネートをゴムプロセス油とした。その物性と性状を第１表に示す。
〔比較例１〕
従来品（芳香族系市販油Ａ）の物性と性状を第１表に示す。
【００１８】
【表１】

【００１９】
（２）ゴム組成物の物性評価
実施例及び比較例のゴムプロセス油を用い、下記の要領で一般的なタイヤトレッド用ＳＢＲ配合にてゴム練り・加硫を行い、常態物性、フリード性及び熱老化物性を評価した。その結果を第３表、第４表に示す。
・ゴム練り配合
配合剤と配合割合について第２表に示す。
【００２０】
【表２】

【００２１】
・ゴム練り
バンバリーミキサーにて配合剤▲１▼を１分間練り可塑化させた後配合剤▲２▼〜▲５▼を混合し、バンバリーミキサーで４分間素練りした。その後二本ロールにて配合剤▲６▼▲７▼を混合し１０分間混練りし未加硫ゴムを得た。
・加硫
未加硫ゴムを加硫プレスにて１４５℃、６０分の条件で加硫し、厚さ２ｍｍのゴムシートを得た。
・物性評価
得られた加硫ゴムシートからＪＩＳ３号ダンベル状試験片を作成し、加硫ゴムの常態物性及び熱老化（１００℃，９６Ｈｒ）後の熱老化物性を評価した。
【００２２】
【表３】

【００２３】
【表４】

【００２４】
以上の結果から実施例１，２は比較例１の従来油を配合した場合のゴム物性に比較的近い物性を示し、ブリードの発生もないことがわかる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のゴムプロセス油は、多環芳香族化合物含有量が３重量％未満で、従来油の粘度を維持し、かつ芳香族系ゴムの相溶性に優れ、また、それが配合された加硫ゴムはブリードがなく、熱老化物性に優れている。

Claims

（１）多環芳香族化合物含有量が３重量％未満であり、（２）１００℃における動粘度が２０〜３２ｍｍ²／ｓの範囲にあり、（３）引火点（ＣＯＣ）が２３０℃以上であり、（４）５容量％留出温度が３７０〜５３０℃であり、かつ（５）ＡＳＴＭＤ２００７（クレーゲル分析）による芳香族化合物含有量が２５〜３５重量％及び極性化合物含有量が１５〜２０重量％であることを特徴とするゴムプロセス油。
（Ａ）アスファルテン分が１重量％以下の鉱油系減圧残渣油２０〜９０容量％と（Ｂ）３重量％未満の多環芳香族化合物を有する潤滑油基油１０〜８０容量％の混合油を溶剤抽出処理して得られるラフィネートを含む、請求項１に記載のゴムプロセス油。
（Ａ）アスファルテン分が１重量％以下の鉱油系減圧残渣油２０〜９０容量％と（Ｂ）３重量％未満の多環芳香族化合物を有する潤滑油基油１０〜８０容量％の混合油を溶剤抽出処理して得られるラフィネートを蒸留処理、脱ろう処理、二次仕上げから選ばれる一種以上の処理をすることで得られる精製ラフィネートを含む、請求項１に記載のゴムプロセス油。
ゴム組成物全量基準で、ゴムに請求項１〜３のいずれかに記載のゴムプロセス油を１０〜２５重量％配合してなるゴム組成物。
ゴムの５０重量％以上がスチレン・ブタジエンゴムである請求項４記載のゴム組成物。
（Ａ）アスファルテン分が１重量％以下の鉱油系減圧残渣油２０〜９０容量％と（Ｂ）３重量％未満の多環芳香族化合物を有する潤滑油基油１０〜８０容量％の混合油を溶剤抽出処理して得られるラフィネートを用いることを特徴とする、以下の（１）〜（５）を満たすプロセス油の製造方法。
（１）多環芳香族化合物含有量が３重量％未満
（２）１００℃における動粘度が２０〜３２ｍｍ ² ／ｓ
（３）引火点（ＣＯＣ）が２３０℃以上
（４）５容量％留出温度が３７０〜５３０℃
（５）ＡＳＴＭＤ２００７（クレーゲル分析）による芳香族化合物含有量が２５〜３５重量％、かつ極性化合物含有量が１５〜２０重量％