JP6962132B2

JP6962132B2 - ゴム組成物

Info

Publication number: JP6962132B2
Application number: JP2017206833A
Authority: JP
Inventors: 良樹内田; 晃幸服部
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2017-10-26
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2037-10-26
Also published as: JP2019077814A

Description

本発明は、ゴム組成物に関するものであり、特にジエン系ゴムと環状有機化合物との相溶性に優れ、振動吸収性、粘着性、接着性、加工性、さらにはタイヤとした際のウェットグリップ性に優れることが期待され、タイヤ、防振ゴム、ベルト、ホース、履物、接着剤、粘着テープ等の各種用途で使用可能なものとなる。

ゴムの物性や加工性を向上することを目的に、ゴムに樹脂を配合し、組成物とすることが提案されている。中でも、タイヤ性能を向上するため、ゴムに相溶性の高い水素添加樹脂を配合することでウェットグリップ性を改良する方法が提案されている（例えば特許文献１〜４参照）。

特開２００８−１７４６９６号公報特開２００９−１３８０２５号公報特開２０１１−８８９８８号公報特開２０１１−８８９９８号公報

しかし、特許文献１〜４に提案の方法では、まだまだゴム成分と樹脂の相溶性が低いため、ゴム組成物の物性が不十分であったり、粘度が高いため加工性が悪化するという課題を有するものであった。

そこで、本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を進めた結果、特定の環状有機化合物とジエン系ゴム成分とを配合するゴム組成物の相溶性が著しく改善することを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明は、ジエン系ゴム１００重量部対して、少なくとも環状有機化合物５〜１００重量部を含んでなるゴム組成物であって、該環状有機化合物が、下記一般式（１）で示される脂環族単位および下記一般式（２）で示される芳香族単位を含む脂環族−芳香族化合物、フルオレン系化合物、テトラリン系化合物並びにアダマンタン系化合物からなる群から選択される少なくとも１種の環状有機化合物である、ことを特徴とするゴム組成物に関するものである。

（ここで、Ｒ_１は、それぞれ独立して炭素数１〜６のアルキル基を示す。）

（ここで、Ｒ_２は、それぞれ独立して炭素数１〜６アルキル基を示す。）
以下に、本発明を詳細に説明する。

本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、少なくとも環状有機化合物５〜１００重量部を含んでなるゴム組成物である。

本発明のゴム組成物を構成するジエン系ゴムとしては、炭素・炭素二重結合を有するジエン系ゴムに属する範疇のものであれば制限はなく、例えば天然ゴム（ＮＲと記す場合もある。）、ポリイソプレンゴム（ＩＲと記す場合もある。）、ポリブタジエンゴム（ＢＲと記す場合もある。）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲと記す場合もある。）、スチレン−イソプレン系ゴム等が挙げられる。これらは単独で使用しても混合して使用しても良い。また、加硫を施したものであってもよい。その際には、特にタイヤ用として適したものとなることからスチレン−ブタジエンゴム５０重量％以上含むジエン系ゴムとして用いることが好ましい。ジエン系ゴムの製造方法は特に制限されず、アニオン重合品であっても、乳化重合品であっても良い。その分子量やミクロ構造は特に制限されず、アミン、アミド、シリル、アルコキシシリル、カルボキシル、ヒドロキシル基等で末端変性されていても、エポキシ化されていてもよい。中でも特に環状有機化合物との相溶性に優れ、性能に優れるゴム組成物を容易に提供できることからＳＢＲであることが好ましい。

本発明のゴム組成物は、その目的が達成される限りにおいて、他のゴム、樹脂等を含んでもいてもよく、例えばフッ素系ゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレン共重合体、ウレタン系ゴム等が挙げられる。

本発明のゴム組成物を構成する環状有機化合物としては、上記一般式（１）で示される脂環族単位および上記一般式（２）で示される芳香族単位を含む脂環族−芳香族化合物、フルオレン系化合物、テトラリン系化合物並びにアダマンタン系化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の環状有機化合物である。ここで、該脂環族−芳香族化合物、フルオレン系化合物、テトラリン系化合物、アダマンタン系化合物以外のものである場合、ゴム組成物とした際の相溶性に劣るものとなり、振動吸収性、粘着性、接着性、加工性等の効果を達成することができない。

該脂環族−芳香族化合物としては、上記一般式（１）で示される脂環族単位と上記一般式（２）で示される芳香族単位を含んでなるものであり、該脂環族単位としては、例えばシクロヘキシル単位、メチルシクロヘキシル単位、ジメチルシクロヘキシル単位、エチルシクロヘキシル単位、ブチルシクロヘキシル単位等を挙げることができ、該芳香族単位としては、例えばフェニル単位、メチルフェニル単位、ジメチルフェニル単位、エチルフェニル単位、ブチルフェニル単位等を挙げることができ、その配合割合としては、該脂環族単位の比率が５０〜９９モル％であるものであることが好ましい。そして、具体的例示としては、１，４−ジシクロヘキシルベンゼン、ジ（メチルシクロヘキシル）ベンゼン、ジ（ブチルシクロヘキシル）ベンゼン等を挙げることができる。

フルオレン系化合物としては、例えばフルオレン、パーヒドロフルオレン及びこれらのアルキル置換体が挙げられる。

テトラリン系化合物としては、例えばテトラリン、デカリン及びこれらのアルキル置換体が挙げられる。

アダマンタン系化合物としては、例えばアダマンタン及びこれらのアルキル置換体が挙げられる。

該環状有機化合物の配合量としては、ジエン系ゴム１００重量部に対して５〜１００重量部であり、好ましくは５〜５０重量部、さらに好ましくは５〜２０重量部である。環状有機化合物の配合量が５重量部未満である場合、環状有機化合物の配合効果が発現せず、振動吸収性、粘着性、接着性、加工性の向上効果が得られない。一方、環状有機化合物の配合量が１００重量部を超える場合、相溶性に劣るゴム組成物となり分散不良、加工性の悪化を引き起こす。

本発明のゴム組成物の製造方法としては、特に制限はなく、例えば溶液混合、溶融混合、固相混合等の一般的なブレンド法等により製造することができる。

本発明のゴム組成物は、さらに通常樹脂組成物やゴム組成物に配合される添加剤を配合していてもよい。例えば、石油樹脂等の樹脂、硫黄を始めとする架橋剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、ステアリン酸、亜鉛華、可塑剤、オイル、老化防止剤、シリカやカーボンブラック等のフィラーなどの配合剤を加えても良い。これらの配合剤としては市販品を好適に使用することができる。

さらに、本発明のゴム組成物は、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて、通常樹脂組成物、ゴム組成物に配合される添加剤、例えばフェノール系抗酸化剤、リン系抗酸化剤、硫黄系抗酸化剤、ラクトン系抗酸化剤、紫外線吸収剤、顔料、炭酸カルシウム、ガラスビーズなどを配合しても良い。

本発明のゴム組成物は、相溶性に優れ。振動吸収性、粘着性、接着性、加工性、さらにはタイヤとした際のウェットグリップ性に優れることが期待され、タイヤ、防振ゴム、ベルト、ホース、履物、接着剤、粘着テープ等の各種用途で使用可能なものとなる。

以下に、実施例および比較例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例において用いた原料、分析、試験法は下記の通りである。

原料
スチレン−ブタジエンゴム（ＪＳＲ（株）製、（商品名）ＳＬ５５２）（以下、ＳＢＲと記す。）
スチレン−イソプレンブロック共重合体ゴム（ＪＳＲ（株）製、（商品名）ＨＰＲ３５０Ｒ）（以下、ＳＩＳと記す。）
１，４−ジシクロヘキシルベンゼン（以下、ＤＣＨＢと記す。）；和光純薬製試薬。
アダマンタン（以下、ＡＤＭと記す。）；和光純薬製試薬。
フルオレン（以下、ＦＬと記す。）；和光純薬製試薬。
パーヒドロフルオレン（以下、ＨＦＬと記す。）；アルドリッチ製試薬。
テトラリン（以下、ＴＬと記す。）；和光純薬製試薬。
デカリン（以下、ＤＬと記す。）；和光純薬製試薬。
脂肪族／芳香族共重合系石油樹脂（東ソー株式会社製、（商品名）ペトロタック１３０Ｖ）（以下、ＰＲ−１と記す。）。
芳香族系石油樹脂（東ソー株式会社製、（商品名）ペトコールＬＸ）（以下、ＰＲ−２と記す。）。

振動吸収性・相溶性評価
粘弾性測定装置（レオメトリックス社製）を使用し、温度−１００〜１００℃、昇温速度２℃／分、周波数１０Ｈｚ、剪断モードでｔａｎδを測定し、ｔａｎδのピーク値（高さ）を振動吸収性の指標として評価した。また、相溶性については、基準として環状有機化合物を添加していないＳＢＲ単独の比較例１、ＳＩＳ単独の比較例４の測定値（ｔａｎδ）を基準値（１００）として設定し、それぞれの系における該基準値に対する相対値が大きい程、相溶性が良好であると判断した。
相溶性指数＝（（測定ｔａｎδ値）／（比較例１又は４のｔａｎδ））×１００
実施例１
バイアル瓶（２０ｍｌ）にＳＢＲを１００重量部、ＤＣＨＢを２０重量部加え、スターラーを用いてトルエン１０００重量部に溶解した。アルミカップ上に溶液を流延し、窒素気流下で予備乾燥後、４０℃で真空乾燥し、ゴム組成物を得た。

得られたゴム組成物はｔａｎδ値が高く振動吸収性に優れると共に相溶性にも優れるものであった。その結果を表１に示す。

実施例２，３
ＤＣＨＢの代わりに、ＦＬ，ＴＬを用いた以外は、実施例１と同様の方法によりゴム組成物を得た。

比較例１
ＳＢＲのみで粘弾性を測定した。その結果を表１に示す。

比較例２，３
ＤＣＨＢの代わりに、ＰＲ−１、ＰＲ−２を用いた以外は、実施例１と同様の方法により組成物を得た。その結果を表１に示す。

実施例４
ＳＢＲの代わりにＳＩＳを用いた以外は、実施例１と同様の方法によりゴム組成物を得た。

得られたゴム組成物はｔａｎδ値が高く振動吸収性に優れると共に相溶性にも優れるものであった。その結果を表２に示す。

実施例５〜８
ＤＣＨＢの代わりに、ＡＤＭ，ＦＬ，ＨＦＬ，ＤＬを用いた以外は、実施例５と同様の方法によりゴム組成物を得た。

比較例４
ＳＩＳのみで粘弾性を測定した。その結果を表２に示す。

比較例５，６
ＤＣＨＢの代わりに、ＰＲ−１、ＰＲ−２を用いた以外は、実施例４と同様の方法により組成物を得た。その結果を表２に示す。

本発明はゴム組成物は、相溶性に優れることからタイヤ、防振ゴム、ベルト、ホース、履物、接着剤、粘着テープ等に使用可能となり、その産業的価値は極めて高いものである。

Claims

ジエン系ゴム１００重量部対して、少なくとも環状有機化合物５〜１００重量部を含んでなるゴム組成物であって、該環状有機化合物が、１，４−ジシクロヘキシルベンゼン，ジ（メチルシクロヘキシル）ベンゼン，ジ（ブチルシクロヘキシル）ベンゼン並びにパーヒドロフルオレン，テトラリン，デカリン，アダマンタン及びそのアルキル置換体からなる群から選択される少なくとも１種の環状有機化合物である、ことを特徴とするゴム組成物。
ジエン系ゴムが、スチレン−ブタジエンゴム５０重量％以上含むジエン系ゴムであることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
加硫ゴムであ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。
トレッドが請求項３に記載のゴム組成物より構成されることを特徴とするタイヤ。