JP6532078B2 - ゴム組成物及びそれから製造したタイヤ部品又は部材 - Google Patents
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Description
(1) ジエン系ゴムからなるゴム成分を含有し、前記ゴム成分における天然ゴム及び/又は合成イソプレンゴムの比率が70%以上であるゴム組成物であって、
前記ゴム組成物中、グリセリン脂肪酸エステル組成物を配合してなり、
前記グリセリン脂肪酸エステル組成物に含まれる硫黄原子の量が、グリセリン脂肪酸エステル1分子あたり1原子以下であり、
かつ、ゴム成分を100質量部として亜鉛華を3質量部以上、及び、有機酸コバルト塩を、ゴム成分を100質量部として1.0〜5.0部含むことを特徴とするゴム組成物。
(2) ゴム組成物中、さらに、ステアリン酸を含有し、
前記ゴム組成物において、ゴム成分を100質量部として、下記式(I)
(亜鉛華質量部)/(ステアリン酸質量部)<3.0 (I)
を満たすことを特徴とする(1)に記載のゴム組成物。
(3) さらに、ゴム成分を100質量部として硫黄を3質量部以上含んでいることを特徴とする(1)又は(2)のゴム組成物。
(4) さらに、ゴム成分を100質量部としてカーボンブラックを30質量部以上含んでいることを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1つのゴム組成物。
(5) グリセリン脂肪酸エステル組成物の配合量が、前記ゴム成分100質量部に対して0.5〜15質量部であり、前記脂肪酸の炭素数が8〜28であり、グリセリン脂肪酸エステル組成物が、グリセリン脂肪酸モノエステルとグリセリン脂肪酸ジエステルとを含み、グリセリン脂肪酸エステル組成物中、グリセリン脂肪酸モノエステル含有量が90質量%以下であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれか1つのゴム組成物。
(6) グリセリン脂肪酸エステル組成物中、前記グリセリン脂肪酸モノエステルの含有量が35〜90質量%であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれか1つのゴム組成物。
(8) グリセリン脂肪酸エステル組成物中、グリセリン脂肪酸モノエステル/グリセリン脂肪酸ジエステルの質量比が、0.5〜10であることを特徴とする(1)〜(7)のいずれか1つのゴム組成物。
(9) さらに、グリセリン脂肪酸エステル組成物中、グリセリン脂肪酸トリエステルの含有量が、10質量%以下であることを特徴とする(1)〜(8)のいずれか1つのゴム組成物。
(10) 前記ゴム成分100質量部に対して、グリセリン脂肪酸モノエステルを0.25〜10質量部配合してなる、(1)〜(9)のいずれか1つのゴム組成物。
(11) 更に、シランカップリング剤を配合することを特徴とする(1)〜(10)のいずれか1つのゴム組成物。
(12) (1)〜(11)のいずれか1つのゴム組成物から製造したタイヤ部品又は部材。
本発明のゴム組成物に用いるゴム成分は、ジエン系ゴムからなる。ジエン系ゴムには、天然ゴム(NR)及びジエン系合成ゴムが含まれる。ここで、天然ゴム(NR)としては、タイヤ用として一般に用いられているRSS、TSR#10、TSR#20などの他、恒粘度剤含有天然ゴム、高純度化天然ゴム、酵素処理天然ゴム、けん化処理天然ゴム等が挙げられる。恒粘度剤としては、例えば、硫酸ヒドロキシルアミン、セミカルバジド〔(NH2NHCONH)2〕、又はその塩、ヒドロキシルアミン、ヒドラジド化合物(例えば、プロピオン酸ヒドラジド)などを用いることができる。高純度化天然ゴムは、例えば天然ゴムラテックスを遠心分離にかけ、タンパク質等の非ゴム成分が除去された天然ゴムである。酵素処理天然ゴムは、プロテアーゼ、リパーゼ、ホスフォリパーゼ等の酵素により酵素処理された天然ゴムである。けん化処理天然ゴムは、アルカリ(例えば、NaOH)等でけん化処理された天然ゴムである。
合成イソプレンゴムには、特に制限がない。
これらのゴム成分は、一種単独で用いても、二種以上をブレンドして用いてもよい。
本発明に用いられるグリセリン脂肪酸エステルは、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、置換基を有したものであってもよい。
置換基としては、疎水性への影響の観点から、例えば、メチル、エチル、ハロゲン等が挙げられる。
〔グリセリン脂肪酸エステル組成物〕
本発明のグリセリン脂肪酸エステル組成物に含まれる硫黄原子の量は、分子内に存在するもの、分子を架橋する形でするもの及び遊離したものを含め、グリセリン脂肪酸エステル1分子あたり1原子以下である。
酸ジエステル、グリセリン脂肪酸トリエステルに分かれるものである。
後ゴム物性の過度の低下(貯蔵弾性率の低下等)を防ぐ観点から、好ましくは10質量%以下であり、より好ましくは5質量%以下であり、更に好ましくは3質量%以下であり、生産性の観点から、0.3質量%以上であってもよい。
1)上記エステル化法やエステル交換法などにおいて、脂肪酸成分とグリセリン成分の仕込み比率を変えることで、エステル化の平衡組成を制御する方法。グリセリンについては、さらに蒸留により取り除くことが出来る。但し、反応特性上、グリセリン脂肪酸モノエステル量の上限は約65質量%前後と考えられる。
2)エステル化法やエステル交換法で得られた反応生成物をさらに分子蒸留などにより分別留去し、高純度(通常95質量%以上)のグリセリン脂肪酸モノエステルを取り出す方法。
3)上記2)の手法で得た高純度グリセリン脂肪酸モノエステルを1)の手法で得られる中純度グリセリン脂肪酸モノエステルと任意の割合で混合することにより、比較的高純度領域(およそ65〜95質量%程度)のグリセリン脂肪酸モノエステルを得る方法。
尚、GPCの測定条件は、下記の通りである。
〔GPCの測定条件〕
GPCの測定は下記測定装置を用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を毎分0.6ml/分の流速で流し、40℃の恒温槽中でカラムを安定させた。そこにTHFに溶解した1質量%の試料溶液10μlを注入して測定を行った。
検出器:RI-8022(東ソー(株)製)
測定装置:HPLC-8220 GPC(東ソー(株)製)
分析カラム:TSK-GEL SUPER H1000 2本及びTSK-GEL SUPER H2000 2本を直列に連結(東ソー(株)製)
同様に、グリセリン脂肪酸エステル組成物中のジグリセライド含有量は、グリセリン、モノグリセライド、ジグリセライド及びトリグリセライドの合計に対するジグリセライドのGPC分析における面積割合を意味する。
本発明のゴム組成物における、亜鉛華は、特に制限がなく、市販されているものを用いることができる。ゴム成分100質量部に対する亜鉛華の配合量は、3質量部以上、より好ましくは5質量部以上であり、耐破壊強度の観点から、好ましくは12.0質量部以下、より好ましくは10.0質量部以下である。
〔ステアリン酸〕
本発明のゴム組成物における、ステアリン酸は、特に制限がなく、市販されているものを用いることができる。ゴム成分100質量部に対するステアリン酸の配合量は、好ましくは1質量部以上、より好ましくは1.5質量部以上であり、耐破壊強度の観点から、好ましくは5.0質量部以下、より好ましくは2.5質量部以下である。
本発明のゴム組成物における、ステアリン酸は、前記ゴム組成物において、ゴム成分を100質量部として、下記式(I)
(亜鉛華質量部)/(ステアリン酸質量部)<3.0 (I)
を満たす量加えられることが好ましい。
〔有機酸コバルト塩〕
本発明のコバルト塩の例としては、パルミチン酸コバルト又はステアリン酸コバルト等の脂肪酸コバルト、酢酸コバルト、安息香酸コバルト、ナフテン酸コバルト、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が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
〔カーボンブラック〕
本発明では、補強性充填剤として、カーボンブラック等を併用できる。
〔ゴム組成物〕
本発明のゴム組成物には、ゴム成分、グリセリン脂肪酸エステル及び亜鉛華の他に、ゴム工業界で通常使用される配合剤、例えば、老化防止剤、軟化剤、ステアリン酸、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫剤等を、本発明の目的を阻害しない範囲内で適宜選択して配合することができる。これら配合剤としては、市販品を好適に使用することができる。
本発明のゴム組成物は、例えば、上記混合物をロール、インターナルミキサー等の混練り機を用いて混練り、熱入れ、押出等することにより得られる。本発明のゴム組成物は、成形加工後、加硫を行い、カーカス、サイドウォール、タイヤのビード部分等のタイヤ部材の用途に好適に用いることができる。
下記表1に示す配合処方で常法により、ゴム組成物を調製した。表2中の上欄に、製造例で得た各グリセリン脂肪酸エステル組成を記載した。また、表1及び表 中の当該グリセリン脂肪酸エステル組成の欄以下の数値は、質量部である。
得られた各ゴム組成物について、下記測定方法により、未加硫ゴム粘度、ゴム耐久性及び接着性の測定を行った。
〔未加硫ゴム粘度及び製造作業性測定方法〕
未加硫ゴム粘度は、JIS K 6300−1:2001(ムーニー粘度)に準拠して行った。
製造作業性の評価は、比較例1の値である83より低い粘度の値である場合を○とした。
〔ゴム耐久性の測定方法〕
ゴムの耐久性は伸張疲労耐久性を用いた評価を行った。具体的には、JIS K 6251
:2010に記載されるダンベル状3号形のサンプルを用いて、80℃の条件の下、0-150%伸長を繰り返し、破断するまでの回数を計数とした。その結果を、比較例1の破断回数「100」を基準としてインデックス表示し、100以上を○とした。
〔接着性の測定方法〕
実施例に記載のゴム組成物とブラスメッキスチールコードを用いて155℃30分の条件で加硫を行い作成した接着サンプルを用いて、剥離試験を実施し表面のゴム被覆率をCRA(CORD RUBBER ADHESION)ゴム付きとして判定した。
評価は、70以上を○とした。
*1 天然ゴム RSS#3
*2 老化防止剤 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、商品名「ノクラック6C」〔大内新興化学工業社製〕
*3 老化防止剤 2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン重合体、商品名「ノンフレックスRD−S」〔精工化学社製〕
*4 有機酸コバルト塩 ナフテン酸コバルト 商品名「Co-NAPHTHENATE」 DIC社製
*5 脂肪酸金属塩 商品名「STRUKTOL WB16」 ストラクトール社製
*6 加硫促進剤 N−(tert−ブチル)−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、商品名「サンセラーCM−G」〔三新化学工業社製〕
*7 加硫促進剤 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
上記表1から明らかなように、本発明範囲となる実施例1〜6のゴム組成物は、本発明の範囲外となる比較例1〜6に較べて、未加硫ゴム粘度、ゴム耐久性及び接着性評価結果から、未加硫ゴムの粘度を上げず、また、耐久性及び接着性も良好となるゴム組成物となることが判明した。
Claims (10)
- ジエン系ゴムからなるゴム成分を含有し、前記ゴム成分における天然ゴム及び/又は合成イソプレンゴムの比率が70%以上であるゴム組成物であって、
前記ゴム組成物中、グリセリン脂肪酸エステル組成物を配合してなり、
前記グリセリン脂肪酸エステル組成物に含まれる硫黄原子の量が、グリセリン脂肪酸エステル1分子あたり1原子以下であり、
グリセリン脂肪酸エステル組成物の配合量が、前記ゴム成分100質量部に対して0.5〜15質量部であり、
かつ、ゴム成分を100質量部として亜鉛華を3質量部以上、及び、有機酸コバルト塩を、ゴム成分を100質量部として1.0〜5.0部、ゴム成分を100質量部として硫黄を3質量部以上含むことを特徴とするゴム組成物。 - ゴム組成物中、さらに、ステアリン酸を含有し、
前記ゴム組成物において、ゴム成分を100質量部として、下記式(I)
(亜鉛華質量部)/(ステアリン酸質量部)<3.0 (I)
を満たすことを特徴とする請求項1に記載のゴム組成物。 - さらに、ゴム成分を100質量部としてカーボンブラックを30質量部以上含んでいることを特徴とする請求項1又は2に記載のゴム組成物。
- グリセリン脂肪酸エステル組成物中、前記グリセリン脂肪酸モノエステルの含有量が35〜90質量%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のゴム組成物。
- グリセリン脂肪酸エステル組成物中、グリセリン脂肪酸ジエステルの含有量が10〜65質量%であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のゴム組成物。
- グリセリン脂肪酸エステル組成物中、グリセリン脂肪酸モノエステル/グリセリン脂肪酸ジエステルの質量比が、0.5〜10であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のゴム組成物。
- さらに、グリセリン脂肪酸エステル組成物中、グリセリン脂肪酸トリエステルの含有量が、10質量%以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のゴム組成物。
- 前記ゴム成分100質量部に対して、グリセリン脂肪酸モノエステルを0.25〜10質量部配合してなる、請求項1〜7のいずれか1項に記載のゴム組成物。
- 更に、シランカップリング剤を配合することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のゴム組成物。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載のゴム組成物から製造したタイヤ部品又は部材。
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