JP5553545B2 - ゴム組成物 - Google Patents
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Description
このゴム−金属複合材料が高い補強効果を発揮し信頼性を得るためには、ゴム−金属補強材間に安定した経時変化の少ない接着が必要である。
しかしながら、これらの特許文献1及び2に記載されるスルフェンアミド系加硫促進剤には、ゴム物性のみの記載であり、接着性能についての記載や示唆はないものであり、しかも、本発明のスルフェンアミド化合物がゴム用の加硫促進剤として新規に用いることができることについては全く記載も示唆もないものである。
例えば、レゾルシン、または、レゾルシンとホルマリンを縮合して得られるレゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂(RF樹脂)を耐湿熱接着性向上の目的で配合したゴム組成物が知られている(例えば、特許文献6参照)。このRF樹脂等を配合することでスチールコードとゴムとの耐湿熱接着性は、確かに飛躍的に向上するものである。
しかしながら、レゾルシンやRF樹脂は極性が非常に高いためゴムとの相溶性に乏しく、混合、配合、貯蔵等の条件によって、配合ゴムの経時変化が大きく、安定した耐熱接着性、湿熱接着性を発現させることができない点に課題があり、更に、ゴム劣化耐久性を更に向上できない点にも課題がある。
(1) ゴム成分と、下記一般式(I)で表されるスルフェンアミド系加硫促進剤と、少なくとも1つの水酸基を置換基にもつ2又は3置換ベンゼン環を含む化合物と、メチレン基供与体とを含有してなることを特徴とするゴム組成物。
(3) 少なくとも1つの水酸基を置換基にもつ2又は3置換ベンゼン環を含む化合物が下記一般式(II)で表される化合物である上記(1)に記載のゴム組成物。
(5) 一般式(I)で表されるスルフェンアミド系加硫促進剤の含有量がゴム成分100質量部に対し、0.1〜10質量部である上記(1)に記載のゴム組成物。
(6) 少なくとも1つの水酸基を置換基にもつ2又は3置換ベンゼン環を含む化合物の含有量がゴム成分100質量部に対し、0.1〜6質量部である上記(1)又は(3)に記載のゴム組成物。
(7) メチレン基供与体の含有量がゴム成分100質量部に対し、0.5〜5質量部である上記(1)又は(4)に記載のゴム組成物。
(8) 硫黄の含有量がゴム成分100質量部に対し、0.3〜10質量部である上記(2)に記載のゴム組成物。
(9) 前記ゴム組成物における一般式(I)中のR1及びR2における分岐アルキル基は、α位に分岐を有する上記(1)に記載のゴム組成物。
(10) 前記ゴム組成物における一般式(I)中のR1は、tert−ブチル基であり、n=0である上記(1)に記載のゴム組成物。
(11) 前記ゴム組成物における一般式(I)中のR1は、tert−ブチル基であり、R2は、炭素数1〜6の直鎖アルキル基又は炭素数3〜6の分岐アルキル基であり、R3〜R6は、水素原子である上記(1)に記載のゴム組成物。
(12) 前記ゴム組成物における一般式(I)中のR1は、tert−ブチル基であり、n=0であり、R2は、炭素数1〜6の直鎖アルキル基又は炭素数3〜6の分岐アルキル基であり、R3〜R6は、水素原子である上記(1)に記載のゴム組成物。
(13) 前記ゴム組成物における一般式(I)中のR1は、tert−ブチル基であり、n=0であり、R2はメチル基、エチル基、n−プロピル基であり、R3〜R6は、水素原子である上記(1)に記載のゴム組成物。
(14) 前記ゴム組成物における一般式(I)中のR1は、tert−ブチル基であり、n=0であり、R2はエチル基であり、R3〜R6は、水素原子である上記(1)に記載のゴム組成物。
(15) 更に、コバルト及び/又はコバルトを含有する化合物を含有する上記(1)に記載のゴム組成物。
(16) コバルト及び/又はコバルトを含有する化合物の含有量がコバルト量として、ゴム成分100質量部に対し、0.03〜3質量部である上記(15)に記載のゴム組成物。
(17) コバルトを含有する化合物が、有機酸のコバルト塩である上記(15)又は(16)に記載のゴム組成物。
(18) 更に、シリカを含有する上記(1)〜(17)の何れか一つに記載のゴム組成物。
(19) シリカの含有量がゴム成分100質量部に対し、0.5〜10質量部である上記(18)に記載のゴム組成物。
(20) ゴム成分が、天然ゴム及びポリイソプレンゴムの少なくとも一方を含む上記(1)〜(19)の何れか一つに記載のゴム組成物。
(21) ゴム成分が、50質量%以上の天然ゴム及び残部を合成ゴムよりなる上記(1)〜(19)の何れか一つに記載のゴム組成物。
本発明のゴム組成物は、ゴム成分と、下記一般式(I)で表されるスルフェンアミド系加硫促進剤と、少なくとも1つの水酸基を置換基にもつ2又は3置換ベンゼン環を含む化合物と、メチレン基供与体とを含有してなることを特徴とするものである。
好ましくは、スチールコード等の金属補強材への接着性の点から、天然ゴム及びポリイソプレンゴムの少なくとも一方を含むことが好ましく、更に、ベルトゴムの耐久性の点から、ゴム成分が、50質量%以上の天然ゴム及び残部を上記の少なくとも1種の合成ゴムよりなることが望ましい。
更に、上記一般式(I)で表されるスルフェンアミド系加硫促進剤の中で、特に、R1が、tert−ブチル基であり、x=1又は2、n=0であり、R2は直鎖がより好ましいが、直鎖の中でもメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基であり、最も好ましいのはメチル基、エチル基であり、R3〜R6が好ましくは水素原子であるスルフェンアミド化合物を加硫促進剤として用いることが接着性と加硫遅延効果の点で最も好ましい。これらのスルフェンアミド系加硫促進剤は、本発明で初めて加硫促進剤として用いられるものであり、かつ、従来のスルフェンアミド系加硫促進剤の中で、最も加硫反応に遅効性を与える加硫促進剤として知られるN,N−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド以上の加硫遅延効果を有しながら十分な加硫促進能力を両立するものであり、しかも、スチールコード等の金属補強材との直接加硫接着における接着耐久性に優れている。そのため、肉厚のゴム製品や、スチールコード等の金属補強材との直接加硫接着における接着耐久性に優れたコーティング用等のゴム組成物に好適に使用することができる。
上記一般式(I)で表される化合物のR1の具体例としては、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソアミル基(イソペンチル基)、ネオペンチル基、tert−アミル基(tert−ペンチル基)、イソヘキシル基、tert−ヘキシル基、イソヘプチル基、tert−ヘプチル基、イソオクチル基、tert−オクチル基、イソノニル基、tert−ノニル基、イソデシル基、tert−デシル基、イソウンデシル基、tert−ウンデシル基、イソドデシル基、tert−ドデシル基などが挙げられる。
これらの中でも、加硫速度、接着性、人体蓄積性等の点から、R1はα位に分岐を有することが好ましく、更に好ましくは、好適なスコーチタイムが得られるなどの効果の点から、炭素数3〜12のtert−アルキル基が好ましく、特に、tert−ブチル基、tert−アミル基(tert−ペンチル基)、tert−ドデシル基、トリイソブチル基、中でもtert−ブチル基が合成面、原料入手の観点から経済的に優れており、しかも、DCBS(DZ)と同等の加硫速度が得られ、かつ、更なる接着性の点から特に望ましい。
上記一般式(I)で表される化合物のR2の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基,tert−ブチル基、n−アミル基(n−ペンチル基)、イソアミル基(イソペンチル基)、ネオペンチル基、tert−アミル基(tert−ペンチル基)、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、n−ヘプチル基、イソヘプチル基、n−オクチル基、イソ−オクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基などが挙げられる。これらの中でも、合成のし易さや原材料コストなどの効果の点から、炭素数1〜8の直鎖又は炭素数3〜8の分岐アルキル基、更に炭素数1〜6の直鎖又は炭素数3〜6の分岐アルキル基であることが好ましく、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基が好ましい。R2が炭素数3〜10の分岐アルキル基である場合は、加硫速度、接着性、低人体蓄積性等の点から、R2はα位に分岐を有することが好ましい。
特に好ましくは、好適なムーニースコーチタイムが得られかつ高いスチールコード接着が得られる点で、上記炭素数の分岐アルキル基よりも上記炭素数の直鎖アルキル基が望ましい。これは分岐になると加硫が更に遅れるため生産性が低下したり、直鎖アルキル基と同じ炭素数で比較した場合接着性が低下するためである。これらの中でも、炭素数4以下の直鎖アルキル基であるメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基が最も望ましい。
また、上記一般式(I)で表されるスルフェンアミド化合物中のR3〜R6は、水素原子、炭素数1〜4の直鎖アルキル基又はアルコキシ基、炭素数3〜4の分岐のアルキル基又はアルコキシ基であり、これらは同一であっても異なっていてもよく、なかでも、R3とR5が、炭素数1〜4の直鎖アルキル基又はアルコキシ基、炭素数3〜4の分岐のアルキル基又はアルコキシ基であることが好ましい。また、R3〜R6が、炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ基の場合、炭素数1であることが好ましく、水素原子であることが特に好ましい。好ましいいずれの場合も、化合物の合成のし易さ及び加硫速度が遅くならないためである。
上記一般式(I)で表されるスルフェンアミド化合物のR3〜R6の具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基,tert−ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基,tert−ブトキシ基が挙げられる。
上記ベストモードとなる組み合わせは、薬品の凝縮性を評価する簡易メジャーの一つであるオクタノール/水分配係数(logPOW)の数値から確認することができる。本発明では、このlogPの値は小さいほど、上記加硫速度、接着性能確保、人体蓄積性のバランスがより良好となる。
本発明(後述する実施例等を含む)において、上記オクタノール/水分配係数(logP)の測定は、JIS Z 7260−117(2006)に準拠して、高速液体クロマトグラフィー法により実施することができ、下記式により定義される。
logP=log(「Co」/「Cw」)
C0:1−オクタノール層中の被験物質濃度
Cw:水層中の被験物質濃度
以上のように、本発明に用いる上記一般式(I)で表されるスルフェンアミド化合物の中で好ましい化合物から更に好ましい化合物を順番にまとめてみると、具体的には、ムーニースコーチタイムが早くなりすぎず加工時にゴム焦げを起こさず、作業性の低下、かつ接着性の低下を回避する点等から、1)上記一般式(I)のR1は、tert−ブチル基であり、n=0、R2は、炭素数1〜10の直鎖アルキル基又は炭素数3〜10の分岐アルキル基であり、R3〜R6は、水素原子であるもの、2)上記一般式(I)中のR1は、tert−ブチル基であり、nは0又は1の整数、R2は、炭素数1〜6の直鎖アルキル基又は炭素数3〜6の分岐アルキル基であり、R3〜R6は、水素原子であるもの、3)上記一般式(I)中のR1は、tert−ブチル基であり、n=0であり、R2は、炭素数1〜6の直鎖アルキル基又は炭素数3〜6の分岐アルキル基であり、R3〜R6は、水素原子であるもの、4)上記一般式(I)中のR1は、tert−ブチル基であり、n=0であり、R2は炭素数4以下の直鎖アルキル基(好ましくは炭素数3以下の直鎖アルキル基)であり、R3〜R6は、水素原子であるもの、5)上記一般式(I)中のR1は、tert−ブチル基であり、n=0であり、R2は炭素数2以下の直鎖アルキル基(メチル基、エチル基)であり、R3〜R6は、水素原子であるものが好ましいものとなる(降順する程、好適なスルフェンアミド化合物となる)。
なお、上記一般式(I)で表されるスルフェンアミド化合物中のR1が炭素数3〜12の分岐アルキル基以外の各官能基(例えば、n−オクタデシル基等)や炭素数が12を超える分岐アルキル基である場合、また、R2が炭素数1〜10の直鎖又は炭素数3〜10の分岐アルキル基以外の各官能基(例えば、n−オクタデシル基等)や炭素数10を超える直鎖又は分岐アルキル基である場合、更にR3〜R6が上記範囲外の各官能基、各炭素数の範囲外である場合、更にまた、nが2以上の場合には、本発明の目的の効果を発揮することが少なく、好適なムーニースコーチタイムが遅くなり加硫時間が長くなることによる生産性低下、若しくは、接着性が低下したり、または、促進剤としての加硫性能やゴム性能が低下したりすることがある。更に、xが3以上では、安定性の点で好ましくない。また、上記一般式(I)で表されるスルフェンアミド化合物中のR1、R2がそれぞれ分岐アルキル基である場合に、α位以外に分岐を有するもの、例えば、2−エチルヘキシル、2−エチルブチルなどの場合には、加硫速度、接着性能確保、人体蓄積性のバランスが悪化する傾向となるので、α位に分岐があることが望ましい。
好ましくは、更なる接着性能の点から、N−メチル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミド、N−エチル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミド、N−n−プロピル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミド、N−イソプロピル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミド、N−イソブチル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミド、N−sec−ブチル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミドが好ましい。
これらの中でも、特に、最も長いスコーチタイムと優れた接着性能を有する点で、N−メチル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミド、N−エチル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミド、N−n−プロピル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミドを用いることが望ましい。
これらの化合物は、1種でも組み合わせて使用してもよい。また、N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾ−ルスルフェンアミド(TBBS)、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾ−ルスルフェンアミド(CBS)、ジベンゾチアゾリルジスルフィド(MBTS)などの汎用の加硫促進剤と組み合わせて使用することも可能である。
すなわち,対応するアミンと次亜塩素酸ソーダの反応によりあらかじめ調製したN−クロロアミンとビス(ベンゾチアゾ−ル−2−イル)ジスルフィドを、アミンおよび塩基存在下、適切な溶媒中で反応させる。塩基としてアミンを用いた場合は、中和を行い、遊離のアミンに戻した後、得られた反応混合物の性状に従って、ろ過、水洗、濃縮、再結晶など適切な後処理をおこなうと、目的とするスルフェンアミドが得られる。
本製造方法に用いる塩基としては,過剰量用いた原料アミン,トリエチルアミンなどの3級アミン、水酸化アルカリ,炭酸アルカリ、重炭酸アルカリ、ナトリウムアルコキシドなどが挙げられる。特に、過剰の原料アミンを塩基として用いたり、3級アミンであるトリエチルアミンを用いて反応を行い、水酸化ナトリウムで生成した塩酸塩を中和し、目的物を取り出した後、ろ液からアミンを再利用する方法が望ましい。
本製造方法に用いる溶媒としては、アルコールが望ましく、特にメタノールが望ましい。
この加硫促進剤の含有量が0.1質量部未満であると、十分に加硫しなくなり、一方、10質量部を越えると、ブルームが問題となり、好ましくない。
一般式(II)で表される化合物の含有量がゴム成分100質量部に対して、0.1質量部未満であると、ゴムと金属材との接着性が低下し、一方、6質量部を越えると、ブルームの点で好ましくない。
メチロール化メラミン誘導体としては、例えば、下記一般式(IV)で表される各メチロール化メラミン誘導体の少なくとも1種が挙げられる。
このメチレン基供与体の含有量がゴム成分100質量部に対して、0.5質量部未満であると、十分な弾性率が得られず、一方、5質量部を越えると、湿熱説着生が低下し、また、加硫速度が遅くなり、好ましくない。
この硫黄の含有量が0.3質量部未満であると、更なる十分な加硫を発揮しせることがなくなり、一方、10質量部を越えると、ゴムの老化性能が低下し、好ましくない。
用いることができるコバルトを含有する化合物としては、有機酸のコバルト塩、無機酸のコバルト塩である塩化コバルト、硫酸コバルト、硝酸コバルト、リン酸コバルト、クロム酸コバルトの少なくとも1種が挙げられる。
好ましくは、更なる初期接着性能の向上の点から、有機酸のコバルト塩の使用が望ましい。
用いることができる有機酸のコバルト塩としては、例えば、ナフテン酸コバルト、ステアリン酸コバルト、ネオデカン酸コバルト、ロジン酸コバルト、バーサチック酸コバルト、トール油酸コバルト等の少なくとも1種を挙げることができ、また、有機酸コバルトは有機酸の一部をホウ酸で置き換えた複合塩でもよく、具体的には、市販のOMG社製の商品名「マノボンド」等も用いることができる。なお、スチール(金属材)・ゴム接着反応において、コバルトを含むものであれば、脂肪酸等のコバルト塩でなくとも、接着性能は向上するものとなる。
これらのコバルト量の含有量が0.03質量部未満では、更なる接着性を発揮することができず、一方、3質量部を越えると、老化物性が大きく低下し、好ましくない。
用いることができるシリカは、特に制限はなく、例えば、湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等が挙げられるが、中でも破壊特性優れる湿式シリカが好ましい。また、カーボンブラックの無機充填剤と併用して用いることができる。
このシリカの含有量が0.5質量部未満では、シリカ含有の効果を発揮することができず、一方、10質量部を越えると、ゴムの破壊特性が低下し、好ましくない。
本発明のゴム組成物では、自動車用タイヤ、コンベアベルト、ホース等、特に強度が要求されるゴム製品、具体的には、ゴムを補強し強度、耐久性を向上させる目的で、スチールコード等の金属補強材をゴム組成物で被覆したゴム−金属複合材料用に好適に適用することができる。
また、コバルト(単体)及び/又はコバルトを含有する化合物を更に含有するゴム組成物では、更に、タイヤや工業用ベルト等のゴム製品に用いられるスチールコード等の金属補強材との接着耐久性に優れるゴム組成物が得られるものとなる。
更に、シリカを含有するゴム組成物では、硬化性フェノールとして機能するレゾルシン系化合物とメチレン基供与体との反応を促進し、更に高分子量化してゴム組成物の高弾性化を更に発揮せしめるものとなる。
下記各製造例で得られた加硫促進剤のオクタノール/水分配係数(logP)を、JIS Z 7260−117(2006)に準拠して、高速液体クロマトグラフィー法により測定した。高速液体クロマトグラフィーは、島津製作所社製のものを使用した。
N−t−ブチルエチルアミン16.4g(0.162mol)に12%次亜塩素酸ナトリウム水溶液148gを0℃以下で滴下し、2時間攪拌後油層を分取した。ビス(ベンゾチアゾ−ル−2−イル)ジスルフィド39.8g(0.120mol)、N−t−ブチルエチルアミン24.3g(0.240mmol)および前述の油層を、メタノ−ル120mlに懸濁させ、還流下2時間攪拌した。冷却後、水酸化ナトリウム6.6g(0.166mol)で中和し、ろ過、水洗、減圧濃縮した後、再結晶することで目的とするN−エチル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミドを41.9g(収率66%)の白色固体(融点60〜61℃)として得た。
得られたN−エチル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミドのスペクトルデータを以下に示す。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ=1.29(t,3H,J=7.1Hz,CH3(エチル))、1.34(s,9H,CH3(t−ブチル))、2.9−3.4(br−d,CH2)、7.23(1H,m)、7.37(1H,m)、7.75(1H,m)、7.78(1H,m):13C−NMR(100MHz,CDCl3)δ=15.12、28.06、47.08、60.41、120.70、121.26、123.23、125.64、134.75、154.93、182.63:質量分析(EI、70eV):m/z;251(M+−CH4)、167(M+−C6H14N)、100(M+−C7H5NS2):IR(KBr,cm−1):3061,2975,2932,2868,1461,1429,1393,1366,1352,1309,1273,1238,1198,1103,1022,1011,936,895,756,727。
このN−エチル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミドのオクタノール/水分配係数(logP)は、4.9であった。
N−t−ブチルエチルアミンの代わりにN−t−ブチルメチルアミン14.1g(0.162mol)用いて製造例1と同様に行い、N−メチル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミドを46.8g(収率82%)の白色固体(融点56〜58℃)として得た。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ=1.32(9H,s,CH3(t−ブチル))、3.02(3H,s,CH3(メチル))、7.24(1H,m)、7.38(1H,m)、7.77(1H,m)、7.79(1H,m):13C−NMR(100MHz,CDCl3)δ=27.3、41.9、59.2、120.9、121.4、123.3、125.7、135.0、155.5、180.8:質量分析(EI,70eV)m/z;252(M+)、237(M+−CH3)、223(M+−C2H6)、195(M+−C4H9)、167(M+−C5H12N)、86(M+−C7H4NS2)。
このN−メチル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミドのオクタノール/水分配係数(logP)は、4.5であった。
N−t−ブチルエチルアミンの代わりにN−n−プロピル−t−ブチルアミン18.7g(0.162mol)を用いて製造例1と同様に行い、N−n−プロピル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミドを白色固体(融点50〜52℃)として得た。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ:0.92(t,J=7.3Hz,3H),1.34(s,9H),1.75(br,2H),3.03(brd,2H),7.24(t,J=7.0Hz,1H),7.38(t,J=7.0Hz,1H),7.77(d,J=7.5Hz,1H),7.79(d,J=7.5Hz,1H)。
13C−NMR(100MHz,CDCl3)δ:11.7,23.0,28.1,55.3,60.4,120.7,121.3,123.3,125.7,134.7,154.8,181.3.
このN−n−プロピル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミドのオクタノール/水分配係数(logP)は、5.3であった。
N−t−ブチルエチルアミンの代わりにN−i−プロピル−t−ブチルアミン18.7g(0.162mol)を用いて製造例1と同様に行い、N−i−プロピル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミドを白色固体(融点68〜70℃)として得た。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ:1.20−1.25(dd,(1.22ppm:J=6.4Hz,1.23ppm:J=6.4Hz)6H),1.37(s,9H),3.78(m,J=6.3Hz,1H),7.23(t,J=7.0Hz,1H),7.38(t,J=7.0Hz,1H),7.77(d,J=7.5Hz,1H),7.79(d,J=7.5Hz,1H)。
13C−NMR(100MHz,CDCl3)δ:22.3,23.9,29.1,50.6,61.4,120.6,121.2,123.2,125.6,134.5,154.5,183.3.
このN−i−プロピル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミドのオクタノール/水分配係数(logP)は、5.1であった。
N−t−ブチルエチルアミンの代わりにN−ジ−i−プロピルアミン16.4g(0.162mol)を用いて製造例1と同様に行い、N,N−ジ−i−プロピルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミドを白色固体(融点57〜59℃)として得た。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)d1.26(d,J=6.5Hz,12H),3.49(dq,J=6.5Hz,2H),7.24(t,J=7.0Hz,1H),7.37(t,J=7.0Hz,1H),7.75(d,J=8.6Hz,1H),7.79(d,J=8.6Hz,1H).13C−NMR(100MHz,CDCl3)d21.7,22.5,55.7,120.8,121.3,123.4,125.7,134.7,155.1,182.2.
質量分析(EI,70eV),m/z266(M+),251(M+−15),218(M+−48),209(M+−57),182(M+−84),167(M+−99),148(M+−118),100(M+−166:base).
N−t−ブチルエチルアミンの代わりにN−t−ブチル−n−ブチルアミン20.9g(0.162mol)を用いて製造例1と同様に行い、N−n−ブチル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミドを42.4g(収率60%)の白色固体(融点55〜56℃)として得た。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ=0.89(3H,t,J=7.32Hz,CH3(n−Bu))、1.2−1.4(s+m,11H,CH3(t−ブチル)+CH2(n−ブチル))、1.70(br.s,2H,CH2)、2.9−3.2(br.d,2H,N−CH2)、7.23(1H,m)、7.37(1H,m)、7.75(1H,m)、7.78(1H,m);13C−NMR(100MHz,CDCl3)δ:14.0、20.4、27.9、31.8、53.0、60.3、120.6、121.1、123.1、125.5、134.6、154.8、181.2.
質量分析(EI,70eV)、m/z294(M+)、279(M+−CH3)、237(M+−C4H9)、167(M+−C8H18N)、128(M+−C7H4NS2):IR(neat):1707cm−1,3302cm−1
このN−n−ブチル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミドのオクタノール/水分配係数(logP)は、5.8であった。
2200mlのバンバリーミキサーを使用して、ゴム成分、硫黄、上記製造例1〜6で得た各加硫促進剤、レゾルシン、有機酸コバルト塩、その他の配合剤を下記表1及び表2に示す配合処方で混練り混合して未加硫のゴム組成物を調製し、以下の方法で、ムーニー粘度、ムーニースコーチタイム、弾性率、耐老化性(保持率)、各接着性能(耐熱接着性、湿熱接着性)を以下に示す方法で評価した。
これらの結果を下記表1及び表2に示す。
JIS K 6300−1:2001に準拠して行った。
なお、評価は、比較例1の値を100として指数表示した。ムーニー粘度は、値が小さいほど作業性が良好であることを示し、ムーニースコーチタイムは、値が大きい程、作業性が良好であることを示す。
上記ゴム組成物を160℃で60分間加硫して得た加硫ゴムに対し、JIS K6301−1995(3号形試験片)に準拠して25℃にて測定試験を行い、100%伸張時の引張応力を測定し、比較例1のゴム組成物の引張応力を100として指数表示した。指数値が大きい程、引張応力が高く、弾性率も高いことを示す。
上記ゴム組成物を160℃で60分間加硫して得た加硫ゴムに対し、JIS K6301−1995(3号形試験片)に準拠して、老化前と老化後の伸びEb(%)を測定し、下記式にて保持率を算出した。保持率が大きい程、耐老化特性が高く良好であることを示す。なお、上記老化は、上記加硫ゴムを100℃にて24時間空気中で放置劣化することにより行われた。
保持率=100×〔(老化後のEb)/(老化前のEb)〕
黄銅(Cu;63質量%、Zn;37質量%)メッキしたスチールコード(1×5構造、素線径0.25mm)を12.5mm間隔で平行に並べ、該スチールコードを上下両側から上記未加硫ゴム組成物でコーティングし、これを直ちに160℃で20分間加硫して、幅12.5mmのサンプルを作製した。次に、ASTM−D−2229に準拠して、該サンプルのスチールコードを引き抜き、ゴムの被覆状態を目視で観察し、被覆率を0〜100%で表示して、各接着性の指標とした。数値が大きい程、接着性が高く良好であることを示す。
耐熱接着性は、各サンプルを100℃のギヤオーブンに15日、30日間放置した後に、上記試験法にて、スチールコードを引き抜き、ゴムの被覆状態を目視で観察し、0〜100%で表示し、各熱接着性の指標とした。数値が大きい程、耐熱接着性に優れていることを示す。
また、湿熱接着性は、加硫後、70℃、100%RH、4日間の湿熱条件下で老化させた後に測定した結果である。
*1:シリカ(東ソー・シリカ社製、商品名「ニップシール」)
*2:N−フェニル−N´−1,3−ジメチルブチル―p−フェニレンジアミン
(大内新興化学工業社製、商品名:ノクセラー6C)
*3:N,N´−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド
(大内新興化学工業社製、商品名:ノクセラーDZ)
*4:N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド
(大内新興化学工業社製、商品名:ノクセラーCZ)
*5:OMG社製、商品名:マノボンドC22.5、コバルト含有量22.5質量%
*6:N−メチル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミド
*7:N−エチル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミド
*8:N−n−プロピル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミド
*9:N−i−プロピル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミド
*10:N,N−ジ−i−プロピルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミド
*11:N−n−ブチル−N−t−ブチルベンゾチアゾ−ル−2−スルフェンアミド
*12:BR01
*13:SBR#1778
Claims (18)
- 一般式(I)で表されるスルフェンアミド系加硫促進剤の含有量がゴム成分100質量部に対し、0.1〜10質量部である請求項1に記載の金属補強材接着用ゴム組成物。
- 少なくとも1つの水酸基を置換基にもつ2又は3置換ベンゼン環を含む化合物の含有量がゴム成分100質量部に対し、0.1〜6質量部である請求項1に記載の金属補強材接着用ゴム組成物。
- メチレン基供与体の含有量がゴム成分100質量部に対し、0.5〜5質量部である請求項1に記載の金属補強材接着用ゴム組成物。
- 硫黄の含有量がゴム成分100質量部に対し、0.3〜10質量部である請求項1に記載の金属補強材接着用ゴム組成物。
- 前記ゴム組成物における一般式(I)中のR1及びR2における分岐アルキル基は、α位に分岐を有する請求項1に記載の金属補強材接着用ゴム組成物。
- 前記ゴム組成物における一般式(I)中のR1は、tert−ブチル基であり、n=0である請求項1に記載の金属補強材接着用ゴム組成物。
- 前記ゴム組成物における一般式(I)中のR1は、tert−ブチル基であり、R2は、炭素数1〜6の直鎖アルキル基又は炭素数3〜6の分岐アルキル基であり、R3〜R6は、水素原子である請求項1に記載の金属補強材接着用ゴム組成物。
- 前記ゴム組成物における一般式(I)中のR1は、tert−ブチル基であり、n=0であり、R2は、炭素数1〜6の直鎖アルキル基又は炭素数3〜6の分岐アルキル基であり、R3〜R6は、水素原子である請求項1に記載の金属補強材接着用ゴム組成物。
- 前記ゴム組成物における一般式(I)中のR1は、tert−ブチル基であり、n=0であり、R2はメチル基、エチル基、n−プロピル基であり、R3〜R6は、水素原子である請求項1に記載の金属補強材接着用ゴム組成物。
- 前記ゴム組成物における一般式(I)中のR1は、tert−ブチル基であり、n=0であり、R2はエチル基であり、R3〜R6は、水素原子である請求項1に記載の金属補強材接着用ゴム組成物。
- 更に、コバルト及び/又はコバルトを含有する化合物を含有する請求項1に記載の金属補強材接着用ゴム組成物。
- コバルト及び/又はコバルトを含有する化合物の含有量がコバルト量として、ゴム成分100質量部に対し、0.03〜3質量部である請求項12に記載の金属補強材接着用ゴム組成物。
- コバルトを含有する化合物が、有機酸のコバルト塩である請求項12又は13に記載の金属補強材接着用ゴム組成物。
- 更に、シリカを含有する請求項1〜14の何れか一つに記載の金属補強材接着用ゴム組成物。
- シリカの含有量がゴム成分100質量部に対し、0.5〜10質量部である請求項15に記載の金属補強材接着用ゴム組成物。
- ゴム成分が、天然ゴム及びポリイソプレンゴムの少なくとも一方を含む請求項1〜16の何れか一つに記載の金属補強材接着用ゴム組成物。
- ゴム成分が、50質量%以上の天然ゴム及び残部を合成ゴムよりなる請求項1〜16の何れか一つに記載の金属補強材接着用ゴム組成物。
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