JP6880573B2 - 加硫ゴム組成物の劣化評価方法 - Google Patents
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Description
前記架橋密度が、1H多量子NMR法を用いて測定した残余双極子相互作用定数から評価されることが好ましい。
前記加硫ゴム組成物がフィラーを含むことが好ましい。
なお、タイヤの各部材等の各種加硫ゴム組成物において、支配的な劣化原因は熱と機械疲労のいずれか一方であることが多く、例えば、タイヤのブレーカーでは、熱での劣化が支配的(機械疲労での劣化は無視可能)であり、これにより、本発明の劣化評価方法によって、加硫ゴム組成物の劣化状態を正確に評価できると考えられる。
また、後述の方法では、残余双極子相互作用定数の標準偏差から、加硫ゴム組成物の架橋密度分布も評価可能である。仮に熱での劣化と機械疲労での劣化が均等に起こった場合でも、加硫ゴム組成物が劣化すると、架橋密度分布は増大する傾向があるため、この点を含めて劣化状態を評価することも可能である。
(1)1H多量子NMR法により、多量子増大曲線を得る。
(2)実験で得られた多量子増大曲線に対して、残余双極子相互作用定数(Dres)と残余双極子相互作用定数の標準偏差(σ)を変数として、上記式(I)の理論曲線でフィッティングを行う。
(Dresの変化率(%))=
{|(劣化後加硫ゴム組成物のDres)−(劣化前加硫ゴム組成物のDres)|/(劣化前加硫ゴム組成物のDres)}×100
{|(劣化後加硫ゴム組成物の架橋密度)−(劣化前加硫ゴム組成物の架橋密度)|/(劣化前加硫ゴム組成物の架橋密度)}×100
NR:TSR20
カーボンブラック:コロンビアカーボン社製のStatex N220(N2SA:114m2/g、DBP吸油量:114cm3/100g、pH:7.5、揮発分:1.8質量%)
オイル:(株)ジャパンエナジー製のX−140(アロマオイル)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック224(ポリ(2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン))
酸化亜鉛:東邦亜鉛(株)製の銀嶺R
ステアリン酸コバルト:大日本インキ化学工業(株)製のcost−F(コバルト含有量:9.5質量%、ステアリン酸含有量:90.5質量%)
硫黄:四国化成(株)製のミュークロンOT−20(20%オイル含有不溶性硫黄)
加硫促進剤:フレキシス(株)製のサントキュアーTBSI(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンイミド)
(ベース練り工程1)
表1の配合処方に従い、(株)神戸製鋼所製の1.7Lバンバリーミキサーに、NRと、30質量部程度のカーボンブラックとを投入して2分間混練りした後、残りのカーボンブラックと、オイルと、老化防止剤と、酸化亜鉛とを投入して更に3分間混練りし、150℃で排出することで、マスターバッチを得た。
(ベース練り工程2)
得られたマスターバッチにステアリン酸コバルトを添加し、上記バンバリーミキサーで3分間混練りし、130℃で排出することで、混練り物を得た。
(仕上げ練り工程)
得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールで2分間混練りし、105℃で排出することで、未加硫ゴム組成物を得た。
(加硫工程)
スチールコードを得られた未加硫ゴム組成物で被覆してブレーカーの形状に成形したのち、他のタイヤ部材と貼り合せ、150℃で30分間加硫することで劣化前試験用タイヤ(タイヤサイズ:11R22.5)を作製した。
得られた劣化前試験用タイヤのブレーカーから切り出した加硫ゴム組成物を劣化前加硫ゴム組成物とした。
異なる条件下で、中国で約一年間(夏を含む)ロードテストを行い、劣化した試験用タイヤをそれぞれ劣化後試験用タイヤA〜Cとした。
得られた劣化後試験用タイヤA〜Cのブレーカーから切り出した加硫ゴム組成物をそれぞれ劣化後加硫ゴム組成物A〜Cとした。
劣化後加硫ゴム組成物A〜Cに発生した劣化の度合いを、以下の基準にしたがって評価した。×は劣化が大きく、○はほぼ劣化していない。
(基準)
×:1cm以上の亀裂または切断が見られる。
△:1cm未満の亀裂または切断が見られる。
○:肉眼では、亀裂または切断が確認できない。
ブルカー社製のBruker AVANCE400(測定周波数:400.1 MHz)を用いて、劣化前加硫ゴム組成物及び劣化後加硫ゴム組成物A〜C(サンプル量:4mg)の1H多量子NMR法(積算回数:16回)を行い、多量子増大曲線を得た。なお、照射磁場強度100kHz、測定温度50℃の条件で測定した。
(架橋密度の変化率(%))=
{|(各劣化後加硫ゴム組成物A〜CのDres)−(劣化前加硫ゴム組成物のDres)|/(劣化前加硫ゴム組成物のDres)}×100
劣化後試験用タイヤA〜Cの摩耗率を以下の式で計算し、結果を表2に示した。
(摩耗率)(%)=[1−{(劣化後試験用タイヤA〜Cの残溝量)/(劣化前試験用タイヤの残溝量)}]×100
Claims (6)
- 加硫ゴム組成物の架橋密度の上昇変化から熱による劣化状態を評価する加硫ゴム組成物の熱劣化の評価方法であって、
前記架橋密度が、 1 H多量子NMR法を用いて測定した残余双極子相互作用定数から評価され、
前記加硫ゴム組成物は、タイヤ用部材であり、
前記 1 H多量子NMR法は、照射磁場強度が75kHz以上、測定温度が前記加硫ゴム組成物のガラス転移点よりも30℃以上の条件で測定される熱劣化の評価方法。 - 前記加硫ゴム組成物が、天然ゴム、ブタジエンゴム及びスチレンブタジエンゴムからなる群より選択される少なくとも1種のジエン系ゴムを含む請求項1記載の熱劣化の評価方法。
- 前記加硫ゴム組成物がフィラーを含む請求項1又は2記載の熱劣化の評価方法。
- 加硫ゴム組成物の架橋密度の下降変化から機械疲労による劣化状態を評価する加硫ゴム組成物の機械疲労劣化の評価方法であって、
前記架橋密度が、 1 H多量子NMR法を用いて測定した残余双極子相互作用定数から評価され、
前記加硫ゴム組成物は、タイヤ用部材であり、
前記 1 H多量子NMR法は、照射磁場強度が75kHz以上、測定温度が前記加硫ゴム組成物のガラス転移点よりも30℃以上の条件で測定される機械疲労劣化の評価方法。 - 前記加硫ゴム組成物が、天然ゴム、ブタジエンゴム及びスチレンブタジエンゴムからなる群より選択される少なくとも1種のジエン系ゴムを含む請求項4記載の機械疲労劣化の評価方法。
- 前記加硫ゴム組成物がフィラーを含む請求項4又は5記載の機械疲労劣化の評価方法。
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