JP7235515B2 - 高分子重合体組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、タイヤトレッドや制振材などに有用な高分子重合体組成物に関し、特にタイヤのトレッド部材に用いることで、転がり抵抗等の他の性能を悪化させること無く、ウェットグリップ性能を向上させることが可能であり、また幅広い温度域、特に高温領域において優れた制振性能を発揮しうる制振ゴムに有用な高分子重合体組成物に関するものである。
昨今、湿潤路面における車両の安全性を向上させるために、タイヤのウェットグリップ性能を向上させることが求められている。しかしながら、これまでの天然ゴム、ポリイソプレンゴムやポリブタジエンゴムは、優れた物理特性を有し、タイヤ部材のゴム成分として汎用されているが、一般にガラス転移温度が低いため、これらをゴム成分の主成分とするゴム組成物は0℃におけるtanδが低く、タイヤのトレッド部材に使用すると、タイヤのウェットグリップ性能が低下してしまうことが知られている。
ここで、低分子量ポリスチレン樹脂を含むタイヤが提案されている(特許文献1)。しかしながら、ここでの低分子量ポリスチレン樹脂は、主としてホットメルト用接着剤用途に用いられるものであり、タイヤ用組成物としての具体的な配合処方や実施例はまったく開示されていない。
また、スチレン-ブタジエン共重合ゴムを含むジエン系ゴムに対し、スチレン系熱可塑性エラストマーと粘着付与樹脂を配合したタイヤ用ゴム組成物も提案されている(特許文献2)。このタイヤ用ゴム組成物は、耐摩耗性を維持しつつ、初期グリップ性能および走行中のグリップ性能の向上が両立できるとされている。しかしながら、これらの軟化剤を配合した場合でも、初期グリップ性能と他の性能とのバランスが十分でなく、さらなる改善が求められている。
さらに、スチレン-ブタジエンゴムおよび必要に応じてブタジエンゴムを含むゴム成分100質量部に対し、シリカ0.5質量部以上、樹脂5質量部以上含有するゴム組成物により構成されたトレッドを備えた空気入りタイヤが提案されている(特許文献3)。
そして、この樹脂としては、各種の樹脂やその水素添加物であってもよいとの記載がある(同特許文献の段落「0024」)。
しかしながら、同特許文献において、樹脂として、スチレン系樹脂の水素添加物の具体的な記載はない。
一方、制振ゴムは、不要な振動を吸収するための材料として様々な分野で使用されている。特に近年では、例えば自動車用部品及び建材として多用されており、その場合にはより広い温度領域、とりわけ高温域で安定した振動吸収性能を発揮することが求められる。このような要求を満足させるために、従来、イソブチレン-イソプレン共重合体と、ポリスチレン-ビニルポリイソプレンブロック共重合体からなる熱可塑性エラストマーとからなるゴム組成物が提案されている(特許文献4)。しかしながら、このゴム組成物においても、高温領域で優れ、かつ、安定した制振性能を発揮しうる制振ゴムには至っていないのが現状である。
特許第6189864号公報 特開2017-101199号公報 特開2017-190364号公報 特開2007-70419号公報
本発明は、上記従来技術の問題を解決し、他の性能を悪化させること無く、ウェットグリップ性能を向上させることが可能なタイヤ用高分子重合体組成物を提供することにある。
また、本発明は、ゴム成分に、水添スチレン系樹脂を配合することにより、これまでよりもさらに高温領域で優れ、かつ、安定した制振性能を発揮しうる制振ゴムを提供することにある。
本発明は、以下の請求項1~11から構成される。
<請求項1>
(A)(A-1)共役ジエン系ゴムおよび/または(A-2)熱可塑性エラストマーからなる高分子重合体成分100重量部に対し、(B)GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフ)法のポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が500~10,000である水添スチレン系樹脂1~200重量部を配合した高分子重合体組成物。
<請求項2>
(A)成分100重量部に対し、さらに(C)無機充填剤を5~500重量部配合してなる請求項1記載の高分子重合体組成物。
<請求項3>
(A)成分100重量部に対し、さらに(D)架橋剤を1~100重量部配合してなる、請求項1または2記載の高分子重合体組成物。
<請求項4>
(A-1)共役ジエン系ゴムが、天然ゴム(NR)、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、アクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)、ポリイソプレンゴム(IR)、イソブチレン-イソプレンゴム(IIR)の群から選ばれた少なくとも1種である、請求項1~3いずれかに記載の高分子重合体組成物。
<請求項5>
(A-2)熱可塑性エラストマーが、水添1,2-ポリブタジエン、水添スチレン-ブタジエン共重合体、水添スチレン-イソプレン共重合体、エチレン-プロピレンエラストマー、スチレングラフトエチレン-プロピレンエラストマー、熱可塑性ポリエステルエラストマー、およびエチレン系アイオノマー樹脂の群から選ばれた少なくとも1種である、請求項1~4いずれかに記載の高分子重合体組成物。
<請求項6>
(B)水添スチレン系樹脂が、スチレン系樹脂を水素化して、芳香環の少なくとも一部を脂環に変化させたものである、請求項1~5いずれかに記載の高分子重合体組成物。
<請求項7>
(C)無機充填剤が、ガラス繊維、表面化学処理ガラス繊維、カーボン繊維、グラファイト、金属繊維、および酸化チタンの群から選ばれた少なくとも1種の繊維状充填剤、もしくはガラスバルーン、フライアッシュバルーン、およびシリカバルーンの群から選ばれた少なくとも1種の中空充填剤、あるいは軟質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、表面処理炭酸カルシウム、タルク、水酸化マグネシウム、マイカ、クレー、硫酸バリウム、天然ケイ素、合成ケイ素、シリカ、およびカーボンブラックの群から選ばれた少なくとも1種である、請求項1~6いずれかに記載の高分子重合体組成物。
<請求項8>
(D)架橋剤が、硫黄系架橋剤であり、硫黄と加硫促進剤との組み合わせからなる、請求項1~7いずれかに記載の高分子重合体組成物。
<請求項9>
請求項1~8いずれかに記載の高分子重合体組成物をトレッド部材に用いたタイヤ。
<請求項10>
請求項1~8いずれかに記載の高分子重合体組成物からなる制振材。
<請求項11>
請求項1~8いずれかに記載の高分子重合体組成物を用いたゴムベルト。
本発明によれば、特定のゴム成分および/またはエラストマー成分に対して、水添スチレン系樹脂を特定量配合してなり、タイヤのトレッド部材に用いることで、転がり抵抗等の他の性能を悪化させること無く、ウェットグリップ性能を向上させることが可能なタイヤ用高分子重合体組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、特定のゴム成分および/またはエラストマー成分に対して、水添スチレン系樹脂を特定量配合してなり、従来に比して顕著に高い温度領域で優れた制振性能を発揮する制振材用の高分子重合体組成物を提供することができる。
本発明の高分子重合体組成物は、(A)(A-1)共役ジエン系ゴムおよび/または(A-2)熱可塑性エラストマーからなる高分子重合体成分100重量部に対し、比較的低分子量の(B)水添スチレン系樹脂1~200重量部を配合した高分子重合体組成物であり、さらに必要に応じて(C)無機充填剤や、(D)架橋剤などが配合されていてもよい。以下、本発明の高分子重合体組成物を、構成要件別に詳述する。
(A)成分
(A-1)共役ジエン系ゴム
(A-1)としては、例えば天然ゴム(NR)、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、アクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)、ポリイソプレンゴム(IR)、イソブチレン-イソプレンゴム(IIR)などの共役ジエン系重合体が挙げられるが、共役ジエン系ゴムの範疇に入るものはすべて含まれる。
(A-1)共役ジエン系ゴムのポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、通常、200,000~400,000程度である。
ここで、Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)による測定値を基に標準ポリスチレン換算で測定した値である。
(A)成分中、(A-1)共役ジエン系ゴムの割合は、100~0重量%、好ましくは90~60重量%[ただし、(A-1)+(A-2)=100重量%]である。
ここで、(A)成分中に、(A-1)共役ジエン系ゴムが100重量%の場合には、得られる組成物はタイヤトレッドなどに好適であり、60~90重量%の場合には、得られる組成物はタイヤサイドウォールや制振ゴム、防振ゴム、防音材などに好ましい。
(A-2)熱可塑性エラストマー
(A-2)熱可塑性エラストマーとしては、例えば、水添1,2-ポリブタジエン、水添スチレン-ブタジエン共重合体、水添スチレン-イソプレン共重合体、エチレン-プロピレンエラストマー、スチレングラフトエチレン-プロピレンエラストマー、熱可塑性ポリエステルエラストマー、およびエチレン系アイオノマー樹脂などが挙げられるが、そのほか、熱可塑性エラストマーの範疇に属するものはすべて含まれると広義に解釈すべきである。
(A)成分中、(A-2)熱可塑性エラストマーの割合は、0~100重量%、好ましくは10~40重量%[ただし、(A-1)+(A-2)=100重量%]である。
ここで、(A)成分中に、(A-2)熱可塑性エラストマーが0重量%の場合には、得られる組成物はタイヤトレッドなどに好適であり、10~40重量%の場合には、得られる組成物はタイヤサイドウォールや制振ゴム、防振ゴム、防音材などに好ましい。
(B)水添スチレン系樹脂
本発明の組成物中に、(B)水添スチレン系樹脂を配合することにより、従来のテルペン樹脂、石油系樹脂、ロジン系樹脂や、テルペンフェノール樹脂を添加する手法に比べて、ウェットグリップ性能、ドライグリップ性能及び耐久性を高次元にバランスよく改善することができる。
すなわち、(B)水添スチレン系樹脂は、水素添加により二重結合やスチレン由来の芳香環が少なくなるため、ジエン系ゴム中の該樹脂の分散性が大きく高まると共に、架橋剤の硫黄を吸着せずにゴムの架橋を促進し、ゴムポリマー間の架橋位置を均一化して加硫後のゴム組成物のモジュラスを大きくする。更に、ゴムの架橋が均一かつタイトになることにより耐久性、ブロー性も良好となる。
本発明に用いる水添スチレン系樹脂は、スチレン系樹脂を水素化して、芳香環の少なくとも一部を脂環に変化させたものである。スチレン系樹脂は、スチレン系単量体を付加重合又はスチレン系単量体と他の単量体とを付加共重合することによって得られる。付加重合反応は公知の方法に従って行うことができ、例えば、リビングアニオン重合触媒を用いて溶液重合する方法、カチオン重合触媒を用いる方法、ラジカル重合開始剤を用いる方法などで付加重合することができる。スチレン系単量体としては、スチレン、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、2-メチルスチレン、3-メチルスチレン、4-メチルスチレン、4-フェニルスチレンなどが挙げられる。
本発明に用いる水添スチレン系樹脂は、その分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)が、500~10,000、好ましくは1,000~7,000、さらに好ましくは、1,500~5,000である。重量平均分子量が500未満では、得られる組成物の耐久性が劣り、一方重量平均分子量が、10,000を超えると得られる組成物のグリップ性の改善効果が劣る場合がある。
本発明に用いられる(B)水添スチレン系樹脂は、上記スチレン系樹脂中のスチレン系単量体由来の芳香環を水素添加して得られる。水素添加の方法は従来公知のもので特に限定されない。
例えば、本発明に用いる(B)水添スチレン系樹脂は、スチレン系単量体を(共)重合させた後、水素添加反応させて、分子中の不飽和結合を飽和結合に変えたものであることが好ましい。水素添加反応は、公知の水素化触媒の存在下で、水素を吹き込んで行う。水素化触媒としては、酢酸コバルト/トリエチルアルミニウム、ニッケルアセチルアセトナート/トリイソブチルアルミニウム、チタノセンジクロリド/n-ブチルリチウム、ジルコノセンジクロリド/sec-ブチルリチウム、テトラブトキシチタネート/ジメチルマグネシウムのごとき遷移金属化合物/アルキル金属化合物の組合せからなる均一系触媒;ニッケル、パラジウム、白金などの不均一系金属触媒;ニッケル/シリカ、ニッケル/けい藻土、ニッケル/アルミナ、パラジウム/カーボン、パラジウム/シリカ、パラジウム/けい藻土、パラジウム/アルミナのごとき金属触媒を担体に担持してなる不均一系固体担持触媒などが挙げられる。
芳香環の水素添加率は特に限定されないが、0.1~100%、好ましくは1~90%である。芳香環の水素添加率0.1%未満では、水素添加による特性が十分発現されない。
ここで、芳香環の水素添加率(水添率)は、IR(赤外線分光光度計)によるスチレン化合物由来の吸光度のピーク高さから、下記式により、算出される値である。
水添率(%)={(C-D)/C}×100
C:水素添加前の芳香環由来の吸光度ピーク高さ
D:水素添加後の芳香環由来の吸光度ピーク高さ
なお、(B)水添スチレン系樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
(B)水添スチレン系樹脂の配合量は、(A)成分100重量部に対し、1~200重量部、好ましくは5~40重量部である。1重量部未満では、ウェットグリップ性の改善効果が現れにくく、一方200重量部を超えると、耐摩耗性や加工性が低下する。
(C)充填剤
本発明の高分子重合体組成物は、(A)(A-1)共役ジエン系ゴムおよび/または(A-2)可塑性エラストマーならびに(B)水添スチレン系樹脂を主成分とするが、これに加えて、さらに(C)充填剤を配合することができる。
本発明の組成物において、補強用の(C)充填剤としては、ガラス繊維、表面化学処理ガラス繊維、カーボン繊維、グラファイト、金属繊維、および酸化チタンの群から選ばれた少なくとも1種の繊維状充填剤、もしくはガラスバルーン、フライアッシュバルーン、およびシリカバルーンの群から選ばれた少なくとも1種の中空充填剤、あるいは軟質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、表面処理炭酸カルシウム、タルク、水酸化マグネシウム、マイカ、クレー、硫酸バリウム、天然ケイ素、合成ケイ素、シリカ、およびカーボンブラックの群から選ばれた少なくとも1種が挙げられる。
これら補強性充填剤は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
(C)充填剤の配合量は、マトリックス成分である(A)成分100重量部に対し、5~500重量部、好ましくは20~200重量部である。5重量部未満であると、ゴム組成物への強度と耐久性の改善効果が低い。一方、500重量部を超える場合には加工性が悪く充填剤の分散性の低下を招き均一な強度と耐久性を保てなくなる。
(D)架橋剤
本発明の組成物には、さらに(D)架橋剤を配合することができる。
本発明で使用する(D)架橋剤としては、例えば硫黄を用いることが出来る。硫黄としては、粉末硫黄、沈降硫黄、不溶性硫黄、コロイド硫黄、表面処理硫黄などが使用でき、また加熱によって硫黄を生成させる化合物としてテトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィドなどが使用できる。
硫黄や加熱により、硫黄を生成させる化合物に併用する加硫促進剤としては、例えばテトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラメチルチウラムモノスルフィド(TMTM)、N-オキシジエチレン-2-ベンゾチアゾリル・スルフェンアミド(OBS)、N-シクロヘキシリル-2-ベンゾチアゾリル・スルフェンアミド(CBS)、ジベンソチアジルスルフィド(MBTS)、2-メルカプトベンゾチアゾ-ル(MBT)、ジンクジ-n-ブチルジオカ-バイト(ZnBDC)、ジンクジメチルジチオカ-バイト(ZnMDC)などである。
硫黄系の(D)架橋剤の配合量は、(A)成分100重量部に対して1~100重量部、好ましくは1~10重量部である。1重量部未満の場合、架橋度が不足し、架橋後の硬度および剛性が低下し、一方100重量部を超える場合、架橋後に弾性体としてのゴム組成物の実用性が損なわれる。また、充分なスコーチタイムの確保ができなくなる恐れがある。
なお、(D)架橋剤としては、そのほか、有機過酸化物を用いることもできる。
有機過酸化物としては、ジクミルペルオキシド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルペルオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキシン-3、ジ-t-ブチルペルオキシド、ジ-t-ブチルペルオキシ-3,3,5-トリメチルシクロヘキサンおよびt-ジブチルヒドロペルオキシド等を例示できる。これらのうち、ジクミルペルオキシド、ジ-t-ブチルペルオキシドおよびジ-t-ブチルペルオキシ-3,3,5-トリメチルシクロヘキサンが好ましい。
有機過酸化物の配合量は、(A)成分100重量部に対し、通常、1~15重量部、好ましくは1~10重量部程度である。
加硫剤として有機過酸化物を用いる場合、加硫助剤の併用が好ましい。加硫助剤としては硫黄およびp-キノンジオキシム等のキノンジオキシム系;エチレングリコールジメタクリレートおよびトリメチロールプロパントリメタクリレート等のアクリル系;ジアリルフタレートおよびトリアリルイソシアヌレート等のアリル系;その他マレイミド系;ジビニルベンゼン等が挙げられる。
加硫助剤の配合量は、使用する有機過酸化物1モルに対して、通常0.5~2モル、好ましくは0.5~1.5モル、より好ましくはほぼ等モルの量とするのが望ましい。
さらに、本発明の組成物は、予備成形し、電子線照射により架橋させることもできる。この架橋する場合は、予備成形された組成物に、0.1~10MeVのエネルギーを有する電子線を、吸収線量が通常0.5~35Mrad、好ましくは0.5~20Mrad、より好ましくは1~10Mradになるように照射すればよい。
以上の本発明の組成物には、上記(A)~(D)分のほかに、ゴム工業界で通常使用される配合剤、例えば、軟化剤、老化防止剤、カップリング剤などを、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して、通常の配合量の範囲内で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。
本発明の組成物は、上記(A)~(B)成分、さらに(C)~(D)成分など、必要に応じて適宜選択した各種配合剤を配合して、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。
また、本発明の組成物を用いたタイヤは、上述した本発明の高分子重合体組成物をトレッド部材に用いたものである。本発明のタイヤは、上述の組成物をトレッド部材に用いて生タイヤを成形し、常法に従って生タイヤを加硫することで製造できる。なお、本発明のタイヤのトレッド部材には、上述の組成物が用いられているため、本発明のタイヤは、転がり抵抗等の他の性能が十分に確保されている上、ウェットグリップ性能が特に良好である。また、本発明のタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
また、本発明の組成物を用いて、制振材を製造するには、例えば(A)~(D)成分、及び他の配合剤を、バンバリー型ミキサー、加圧ニーダー、オープンロールなど一般のゴム配合物に対して使用される混合方法を用いて混合し、このようにして得られる未架橋配合物は、カレンダー、ロール、押し出し機等を利用して、たとえばシート状に成形した後、熱空気などの熱媒体中で架橋に供される。
さらに、本発明の高分子重合体組成物を用いてゴムベルトを作成するには、本発明の重合体組成物を構成する各成分の所定量をバンバリーミキサー、ロールなどの混練機を用いて通常通り混合し、その後はベルトのカバーゴムとしてベルト本体と同時に、又は別々に金型等に装入して、所定温度時間で加硫して硬化すればよい。
以上の本発明の組成物の架橋温度は、120℃~200℃、好ましくは140℃~180℃の範囲の熱空気中で加熱して架橋を行う。このときに、特に加圧する必要はなく、大気圧下で架橋することが可能である。
<タイヤトレッド評価>
次に、実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に何ら制約されるものではない。
<スチレン系樹脂aの合成>
フラスコにトルエン500g、塩化アルミニウム触媒15gを仕込み、窒素気流下攪拌を行い、1時間かけてスチレン500gを滴下した。その間フラスコ内の温度を20℃に保った。滴下終了後、水洗により脱触媒を行い、得られた反応油を減圧蒸留してトルエンを留去させ、樹脂500gを得た。重量平均分子量は2,500、軟化点は101℃であった。
<水添スチレン系樹脂(1)~(3)の合成>
水添スチレン系樹脂(1)
上記で得られたスチレン系樹脂aを500g、シクロヘキサンを1000g、および粉末状の安定化ニッケル触媒10gをオートクレーブに仕込み、次いで、これを密閉し、雰囲気を窒素ガスで置換した後、水素ガスを導入した。そして攪拌しながら加熱し、150℃となったところで、水素の圧力を50kg/cmとし、吸収された水素を補うことで圧力を50kg/cmに保ちながら8時間反応させた。反応後触媒をろ過し、減圧蒸留にて溶媒を留去して、水添スチレン系樹脂を得た。軟化点は117℃、芳香環の水添率は75%であった。
水添スチレン系樹脂(2)
水添スチレン系樹脂(1)と同様にして、水素添加反応を4時間行った。軟化点は、111℃、芳香環の水添率は50%であった。
水添スチレン系樹脂(3)
水添スチレン系樹脂(1)と同様にして、水素添加反応を3時間行った。軟化点は、107℃、芳香環の水添率は25%であった。
<スチレン系樹脂bの合成>
フラスコにトルエン500g、塩化アルミニウム触媒15gを仕込み、窒素気流下攪拌を行い、1時間かけてスチレン350gとα-メチルスチレン150gの混合液を滴下した。その間フラスコ内の温度を20℃に保った。滴下終了後、水洗により脱触媒を行い、得られた反応油を減圧蒸留してトルエンを留去させ、樹脂500gを得た。重量平均分子量は1,660、軟化点は90℃であった。
<水添スチレン系樹脂(4)~(6)の合成>
水添スチレン系樹脂(4)
上記で得られたスチレン系樹脂bを500g、シクロヘキサンを1,000g、および粉末状の安定化ニッケル触媒10gをオートクレーブに仕込み、次いで、これを密閉し、雰囲気を窒素ガスで置換した後、水素ガスを導入した。そして攪拌しながら加熱し、150℃となったところで、水素の圧力を50kg/cmとし、吸収された水素を補うことで圧力を50kg/cmに保ちながら8時間反応させた。反応後触媒をろ過し、減圧蒸留にて溶媒を留去して、水添スチレン系樹脂を得た。軟化点は106℃、芳香環の水添率は75%であった。
水添スチレン系樹脂(5)
水添スチレン系樹脂(4)と同様にして、水素添加反応を4時間行った。軟化点は、99℃、芳香環の水添率は50%であった。
水添スチレン系樹脂(6)
水添スチレン系樹脂(4)と同様にして、水素添加反応を2時間行った。軟化点は、94℃、芳香環の水添率は25%であった。
実施例1~6
以下に実施例および比較例において用いた各種薬品を示す。
E-SBR(乳化重合SBR):JSR製 1502 結合スチレン量23.5% ムーニー粘度ML1+4(100℃)=52(M)
BR:JSR製 T700 cis1,4結合95% ムーニー粘度ML1+4(100℃) =42(M)
カーボンブラック:CABOT製 ショウブラックN-330L HAF NSA 75m2/g DBP102ml/100g
シリカ:EVONIK製 ULTRASIL VN3 NSA 175m2/g
老化防止剤:川口化学製 アンテージ6C(6PPD)、川口化学製 アンテージRD (TMQ)
酸化亜鉛:和光純薬製試薬 純度99%
ステアリン酸:和光純薬製試薬 純度95%
シランカップリング剤:EVONIK製 Si75 ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド
粘着付与樹脂:水添スチレン系樹脂(1)~(6)
硫黄粉末:和光純薬製試薬 純度98%
加硫促進剤:川口化学製 アクセルCZ(CBS)、アクセルD(DPG)
表1および2に示す配合内容のうち、硫黄粉末と加硫促進剤を除く各種薬品を、東洋精機製 ラボプラストミル4C150バンバリーミキサーにて混練りした。続いて硫黄粉末、加硫促進剤を添加し、仕上げ練りを行うことで未加硫ゴムを得た。
得られた未加硫ゴム組成物を150℃の条件下で30分間プレス加硫することにより、実施例1~6の加硫ゴム組成物を作製し、粘弾性試験および引張り試験を行った。
比較例1~3
比較のために粘着付与樹脂に、YSレジンPX1000、YSレジンSX100、あるいはSYLVARES SA85をそれぞれ使用した以外は、全て実施例と同じ条件で行った。
<粘弾性試験>
作成した試験片を幅4.5mm、長さ40mm、厚さ0.5mmに切り出し(株)ユービーエム製 粘弾性装置DVE-V4を用いて、JIS K 6394に基づき、周波数10Hz、平均歪み3.0%、歪み振幅±0.5、チャック間距離10mmで-75℃~180℃の温度範囲で0℃及び60℃での損失正接tanδを測定した。0℃でのtanδが大きいほどウェットグリップ特性において優れていることを示し、60℃のtanδが小さいほど転がり抵抗が低く省燃費特性において優れることを示す。
<引張り試験>
加硫ゴム組成物からなる3号ダンベル型試験片を用いて、JIS K 6251「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム-引張り特性の求め方」に準じて引張り試験を実施し、破断時伸びEB(%)を測定した。EBが大きいほど、フィラーが分散しゴム強度に優れ、耐久性に優れることを示す。
Figure 0007235515000001

Figure 0007235515000002
表1および2より、水添スチレン系樹脂(1)~(6)を配合した実施例は、従来の樹脂(YSレジンPX1000、YSレジンSX100、SYLVARES SA85)を配合した比較例に比べ、低燃費性能およびウェットグリップ性が向上することがわかる。
<防振ゴム評価>
実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に何ら制約されるものではない。
実施例7~12
以下に実施例および比較例において用いた各種薬品を示す。
IIR:JSR製 BUTYL065 ムーニー粘度ML1+4(125℃)=32(M)
SIPS:クラレ製 ポリスチレン-ビニルポリイソプレンブロック共重合体 ハイブラー5127 スチレン量 20%
粘着付与樹脂:水添スチレン系樹脂(1)~(6)
酸化亜鉛:和光純薬製試薬 純度99%
ステアリン酸:和光純薬製試薬 純度95%
加硫剤:川口化学製 アクターQ(QO)
加硫促進剤:川口化学製 アクセルDM(MBTS)
表3および4に示す配合内容のうち、加硫剤と加硫促進剤を除く各種薬品を、東洋精機製 ラボプラストミル4C150バンバリーミキサーにて混練りした。続いて加硫剤と加硫促進剤を添加し、仕上げ練りを行うことで未加硫ゴムを得た。
得られた未加硫ゴム組成物を150℃の条件下で30分間プレス加硫することにより、実施例7~12の加硫ゴム組成物を作製し、動的粘弾性を測定した。
比較例4~6
比較のために粘着付与樹脂として、YSレジンPX1000、YSレジンSX100、SYLVARES SA85をそれぞれ使用した以外は、全て実施例と同じ条件で行った。
<粘弾性試験>
作成した試験片を幅4.5mm、長さ40mm、厚さ1mmに切り出し(株)ユービーエム製 粘弾性装置DVE-V4を用いて、周波数100Hz、初期歪み0.2%、チャック間距離10mmで-75℃~180℃の温度範囲で測定した。その結果を表3および4に示す。損失正接tanδが高く、温度領域が広いほど振動減衰特性において優れることを示す。
Figure 0007235515000003

Figure 0007235515000004
表3および4より、水添スチレン系樹脂(1)~(6)を配合した実施例は、従来の樹脂(YSレジンPX1000、YSレジンSX100、SYLVARES SA85)を配合した比較例に比べ、広範な温度領域で振動減衰特性を有していることが分かる。
本発明の高分子重合体組成物は、例えばタイヤのトレッド部材に用いることで、転がり抵抗等の他の性能を悪化させること無く、ウェットグリップ性能を向上させることが可能なタイヤ用高分子重合体組成物として、また従来に比して顕著に高い温度領域で優れた制振性能を発揮する制振材用の高分子重合体組成物として有用である。
また、本発明の高分子重合体組成物は、オイルホース、燃料ホース、ガスホース、ブレーキホース等のホース類、これらホースのカバー類、パッキング、ガスケット、O-リング、ベルト、ライニング、オイルシール、ダストブーツ等の工業用部品、航空機、自動車の部品の製造に好適に用いられる。また、自動車のバンパー、外装用モール、ウィンドシール用ガスケット、ドアシール用ガスケット、トランクシール用ガスケット、ルーフサイドレール、エンブレム、インナーパネル、コンソールボックス等の内外装表皮材、ウエザーストリップ、レザーシート、航空機・船舶用のシール材及び内外装表皮材等、土木・建築用のシール材、内外装表皮材あるいは防水シート材等、一般機械・装置用のシール材等、弱電部品のパッキンあるいはハウジング等、医療用機器部品、電線、日用雑貨品、スポーツ用品等の一般加工品にも幅広く利用することができる。
さらに、本発明の高分子重合体組成物は、トレッドのほか、サイドウォール、カーカスなどのタイヤ用途などの成形品として好適に用いることができ、また、本発明の組成物からなる成形品は、ベルト、ホース、防振ゴム、制振材、防音材、電線被覆材、各種履き物、おもちゃ、まな板や(包丁)グリップなどの家庭・雑貨用品、カーマット、バンパー、マッドガード、イナパネ表皮やサイドモールなどの自動車内・外装用品や、さらには本発明の組成物を織布および/または不織布と一体化させた自動車内装構成物、タイルやカーマット、絨毯などに使われるバッキング材、輸液チューブやシリンジなどの医療用品などのその他の工業用品にも好適に用いることができる。
さらにまた、本発明の組成物を用いて、大きな衝撃の加わる環境下や激しい振動が伴う環境下など、高度なクッション性、耐衝撃性あるいは制振性が要求される分野の製品・部材などの成形品、住宅の免震用ゴム、バイク・自転車のハンドルグリップ、ステップ、動力工具のグリップ、道路工事用の空圧削岩機、地固め用ランマ等のグリップ、ゴルフクラブ、テニスラケット、野球バットなどの打撃を伴う各種スポーツ用具のグリップ、歩行用杖の路面との接触時に生じる衝撃吸収用などに好適に使用できる。さらに、弾球遊技機における遊技球の過度の反発に対する防止用に好適に使用できる。



Claims (7)

  1. (A)(A-1)共役ジエン系ゴムおよび/または(A―2)熱可塑性エラストマーからなる高分子重合体成分100重量部に対し、(B)GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフ)法のポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が500~10,000である水添スチレン系樹脂であって、かつ当該水添スチレン系樹脂がスチレン系樹脂を水素化して、芳香環の少なくとも一部を脂環に変化させたものであり、かつ当該スチレン系樹脂がスチレンを付加重合することによって得られる水添スチレン系樹脂1~200重量部、(C)無機充填剤を5~500重量部、さらに(D)架橋剤として、硫黄と加硫促進剤との組み合わせからなり、かつ硫黄の配合量が1~100重量部、あるいは、有機過酸化物と加硫助剤との組み合わせからなり、有機過酸化物の配合量が1~15重量部、を配合してなる、高分子重合体組成物。
  2. (A-1)共役ジエン系ゴムが、天然ゴム(NR)、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、アクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)、ポリイソプレンゴム(IR)、イソブチレン-イソプレンゴム(IIR)の群から選ばれた少なくとも1種である、請求項1に記載の高分子重合体組成物。
  3. (A-2)熱可塑性エラストマーが、水添1,2-ポリブタジエン、水添スチレン-ブタジエン共重合体、水添スチレン-イソプレン共重合体、エチレン-プロピレンエラストマー、スチレングラフトエチレン-プロピレンエラストマー、熱可塑性ポリエステルエラストマー、およびエチレン系アイオノマー樹脂の群から選ばれた少なくとも1種である、請求項1に記載の高分子重合体組成物。
  4. (C)無機充填剤が、ガラス繊維、表面化学処理ガラス繊維、カーボン繊維、グラファイト、金属繊維、および酸化チタンの群から選ばれた少なくとも1種の繊維状充填剤、もしくはガラスバルーン、フライアッシュバルーン、およびシリカバルーンの群から選ばれた少なくとも1種の中空充填剤、あるいは軟質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、表面処理炭酸カルシウム、タルク、水酸化マグネシウム、マイカ、クレー、硫酸バリウム、天然ケイ素、合成ケイ素、シリカ、およびカーボンブラックの群から選ばれた少なくとも1種である、請求項1~3いずれかに記載の高分子重合体組成物。
  5. 請求項1~4いずれかに記載の高分子重合体組成物をトレッド部材に用いたタイヤ。
  6. 請求項1~4いずれかに記載の高分子重合体組成物からなる制振材。
  7. 請求項1~4いずれかに記載の高分子重合体組成物からなるゴムベルト。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7122957B2 (ja) * 2018-12-21 2022-08-22 ヤスハラケミカル株式会社 繊維強化熱可塑性樹脂組成物、およびそれから得られる成形体
JP2020105387A (ja) * 2018-12-27 2020-07-09 Toyo Tire株式会社 タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP7182460B2 (ja) * 2018-12-27 2022-12-02 Toyo Tire株式会社 タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP7263656B2 (ja) * 2018-12-27 2023-04-25 Toyo Tire株式会社 タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP7182459B2 (ja) * 2018-12-27 2022-12-02 Toyo Tire株式会社 タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP6919744B1 (ja) * 2020-04-27 2021-08-18 住友ゴム工業株式会社 タイヤ
JP7140179B2 (ja) 2020-12-14 2022-09-21 横浜ゴム株式会社 ゴム組成物

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015513321A (ja) 2012-01-18 2015-05-07 イーストマン ケミカル カンパニー 低分子量ポリスチレン樹脂ならびにその製造方法及び使用方法
JP2015189802A (ja) 2014-03-27 2015-11-02 株式会社ダイセル シート状透明封止材及びその製造方法
JP2018002904A (ja) 2016-07-04 2018-01-11 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物
JP2018131516A (ja) 2017-02-14 2018-08-23 東ソー株式会社 タイヤ用ゴム組成物

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015513321A (ja) 2012-01-18 2015-05-07 イーストマン ケミカル カンパニー 低分子量ポリスチレン樹脂ならびにその製造方法及び使用方法
JP2015189802A (ja) 2014-03-27 2015-11-02 株式会社ダイセル シート状透明封止材及びその製造方法
JP2018002904A (ja) 2016-07-04 2018-01-11 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物
JP2018131516A (ja) 2017-02-14 2018-08-23 東ソー株式会社 タイヤ用ゴム組成物

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