JP7315411B2 - Rubber composition, vulcanizate and molded article of said rubber composition - Google Patents

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Description

クロロプレンゴムは、機械的特性や耐オゾン性、耐薬品性に優れており、その特性を活かして自動車部品、接着剤、各種工業ゴム部品など広範囲な分野に用いられている。また、近年、工業用ゴム部品に要求される性能が著しく高まっており、前述した機械的特性や耐オゾン性、耐薬品性の向上に加えて、ゴムの発熱性の低減や耐スコーチ性、耐摩耗性なども求められている。 Chloroprene rubber has excellent mechanical properties, ozone resistance, and chemical resistance, and is used in a wide range of fields such as automobile parts, adhesives, and various industrial rubber parts, taking advantage of these properties. In addition, in recent years, the performance required for industrial rubber parts has increased significantly, and in addition to the above-mentioned improvements in mechanical properties, ozone resistance, and chemical resistance, reduction in rubber heat build-up, scorch resistance, and abrasion resistance are also required.

ゴムの発熱性を低減させる技術としては、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体ゴム等のエラストマー、α,β-エチレン性不飽和カルボン酸の金属塩、BET比表面積が25m/g以下の酸化マグネシウム、及び有機過酸化物系架橋剤を含有してなる低発熱性ゴム組成物(特許文献1参照)が知られている。また、ゴム成分に特定の低発熱性カーボンブラックを含有させたゴム組成物(特許文献2参照)や、所定の性質を有する高分子量成分と、所定の性質を有する低分子量成分とを混合して得られる変性共役ジエン系重合体(特許文献3参照)が知られている。 Known techniques for reducing the heat build-up of rubber include elastomers such as acrylonitrile-butadiene copolymer rubbers, metal salts of α,β-ethylenically unsaturated carboxylic acids, magnesium oxide having a BET specific surface area of 25 m 2 /g or less, and a low heat build-up rubber composition containing an organic peroxide cross-linking agent (see Patent Document 1). Further, a rubber composition containing a specific low-heat-generating carbon black in a rubber component (see Patent Document 2), and a modified conjugated diene-based polymer obtained by mixing a high-molecular-weight component having predetermined properties and a low-molecular-weight component having predetermined properties (see Patent Document 3) are known.

一方で、耐スコーチ性や耐摩耗性に優れたクロロプレンゴムの開発も切望されている。耐スコーチ性を改善する技術としては、クロロプレンゴム100重量部に対して、ジチオカルバミン酸のアミン塩を1~10重量部とチウラム系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤及びスルフェンアミド系加硫促進剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物0.1~5重量部を含有するゴム組成物が知られている(特許文献4参照)。また、前述した特許文献3にも、ゴムの耐摩耗性を改善する技術が記載されている。 On the other hand, development of chloroprene rubber excellent in scorch resistance and wear resistance is also desired. As a technique for improving scorch resistance, a rubber composition containing 1 to 10 parts by weight of an amine salt of dithiocarbamic acid and 0.1 to 5 parts by weight of at least one compound selected from the group consisting of thiuram-based vulcanization accelerators, guanidine-based vulcanization accelerators, thiazole-based vulcanization accelerators and sulfenamide-based vulcanization accelerators is known per 100 parts by weight of chloroprene rubber (see Patent Document 4). Also, the aforementioned Patent Document 3 also describes a technique for improving the abrasion resistance of rubber.

特開平9-268239号公報JP-A-9-268239 特開平10-130424号公報JP-A-10-130424 特開2010-121086号公報JP 2010-121086 A 特開2016-141736号公報JP 2016-141736 A

しかしながら、特許文献1から特許文献4に記載される技術だけでは、耐スコーチ性や耐摩耗性に優れると共に、発熱性を低減させることが出来ないという問題点がある。 However, the techniques described in Patent Documents 1 to 4 alone have the problem that the scorch resistance and wear resistance are excellent and the heat buildup cannot be reduced.

そこで、本発明では、耐スコーチ性や耐摩耗性に優れ、かつ、発熱性が低減された加硫物が得られるゴム組成物、その加硫体及び成形品を提供することを主目的とする。 Accordingly, the main object of the present invention is to provide a rubber composition, a vulcanized product thereof, and a molded product from which a vulcanized product having excellent scorch resistance and wear resistance and reduced heat build-up can be obtained.

本願発明者らは、かかる課題を解決するために鋭意研究を行った結果、硫黄変性クロロプレンゴムの分子末端に特定の構造を導入し、充填剤として用いられるカーボンブラックの平均粒子径を特定の範囲にすることで耐スコーチ性や耐摩耗性に優れ、かつ、発熱性を低減することに成功し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive research to solve such problems, the inventors of the present application introduced a specific structure to the molecular end of the sulfur-modified chloroprene rubber, and made the average particle size of the carbon black used as a filler within a specific range. By doing so, they succeeded in achieving excellent scorch resistance and wear resistance, and reduced heat build-up, and completed the present invention.

即ち、本発明は、分子末端に化学式1及び化学式2で表される構造のうち少なくとも1種を有する硫黄変性クロロプレンゴムであって化学式1で表される末端官能基(A)と化学式2で表される末端官能基(B)の質量比率(B/A)が0~6かつ硫黄変性クロロプレンゴム100質量部中の末端官能基(A)と末端官能基(B)の質量合計量(A+B)が0.1~0.6質量部である硫黄変性クロロプレンゴム100質量部と、
平均粒子径が15~80nmであるカーボンブラック25~55質量部と、を含有するゴム組成物である。
(式中、R、Rはそれぞれ水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基又は置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアリールチオ基を示す。R、Rはそれぞれ同一のものでもよく、異なるものでも良い。また、R、Rは互いに結合して置換基を有する環を形成しても良い。)
(式中、Rは水素原子、又は置換基を有しても良い炭素数1~4のアルキル基を示す。)
That is, the present invention provides a sulfur-modified chloroprene rubber having at least one of the structures represented by chemical formulas 1 and 2 at the molecular end, wherein the mass ratio (B/A) of the terminal functional group (A) represented by chemical formula 1 and the terminal functional group (B) represented by chemical formula 2 is 0 to 6, and the total mass amount (A+B) of the terminal functional group (A) and the terminal functional group (B) in 100 parts by mass of the sulfur-modified chloroprene rubber is 0.1 to 0.6 parts by mass. 100 parts by mass of chloroprene rubber;
A rubber composition containing 25 to 55 parts by mass of carbon black having an average particle size of 15 to 80 nm.
(In the formula, R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, a cyano group, an optionally substituted alkyl group, or an optionally substituted arylthio group. R 1 and R 2 may be the same or different, and R 1 and R 2 may combine with each other to form a ring having a substituent.)
(In the formula, R 3 represents a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)

硫黄変性クロロプレンゴム100質量部中の末端官能基(A)の量は0.05~0.4質量部であることが好ましく、硫黄変性クロロプレンゴム100質量部中の末端官能基(B)の量は0~0.4質量部であることが好ましい。 The amount of the terminal functional group (A) in 100 parts by mass of the sulfur-modified chloroprene rubber is preferably 0.05 to 0.4 parts by mass, and the amount of the terminal functional group (B) in 100 parts by mass of the sulfur-modified chloroprene rubber is preferably 0 to 0.4 parts by mass.

ゴム組成物は、硫黄変性クロロプレンゴム100質量部に対してチアゾールを0.0005~0.01質量部含有することが好ましい。
チアゾールとしては、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-シクロヘキシル-4-メチル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-シクロヘキシル-4,5-ジメチル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N-ジシクロヘキシル-1,3-ベンゾチアゾール-2-スルフェンアミド、N-(tert-ブチル)-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N-ジイソプロピル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、4,5-ジヒドロチアゾール-2-スルフェンアミド、N-シクロヘキシル-4,5-ジヒドロチアゾール-2-スルフェンアミド、N-オキシジエチルベンゾチアゾール-2-スルフェンアミド、2-(4’-モルフォリニルジチオ)ベンゾチアゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール、4,5-ジヒドロ-2メルカプトチアゾール、ジベンジルチアゾリルジスルフィド、2-(モルホリノジチオ)ベンゾチアゾールから選ばれる少なくとも一種の化合物が好ましい。
The rubber composition preferably contains 0.0005 to 0.01 parts by mass of thiazole with respect to 100 parts by mass of sulfur-modified chloroprene rubber.
Thiazoles include N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulfenamide, N-cyclohexyl-4-methyl-2-benzothiazolesulfenamide, N-cyclohexyl-4,5-dimethyl-2-benzothiazolesulfenamide, N,N-dicyclohexyl-1,3-benzothiazole-2-sulfenamide, N-(tert-butyl)-2-benzothiazolesulfenamide, N,N-diisopropyl-2-benzothiazolesulfenamide. , 4,5-dihydrothiazole-2-sulfenamide, N-cyclohexyl-4,5-dihydrothiazole-2-sulfenamide, N-oxydiethylbenzothiazole-2-sulfenamide, 2-(4′-morpholinyldithio)benzothiazole, 2-mercaptobenzothiazole, 4,5-dihydro-2-mercaptothiazole, dibenzylthiazolyl disulfide, and 2-(morpholinodithio)benzothiazole. is preferred.

ゴム組成物は、硫黄変性クロロプレンゴム100質量部に対してアルキルキサントゲンジスルフィドを0~1.5質量部含有させることが好ましい。
アルキルキサントゲンジスルフィドとしては、ジメチルキサントゲンジスルフィド、ジエチルキサントゲンジスルフィド、ジプロピルキサントゲンジスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド、ジブチルキサントゲンジスルフィドから選ばれる少なくとも一種の化合物が好ましい。
The rubber composition preferably contains 0 to 1.5 parts by mass of alkylxanthogen disulfide per 100 parts by mass of sulfur-modified chloroprene rubber.
The alkylxanthogen disulfide is preferably at least one compound selected from dimethylxanthogen disulfide, diethylxanthogen disulfide, dipropylxanthogen disulfide, diisopropylxanthogen disulfide, and dibutylxanthogen disulfide.

ゴム組成物に含まれるチアゾール(C)とアルキルキサントゲンジスルフィド(D)の質量比率(D/C)は0~1000に調整することが好ましい。ゴム組成物に含まれる硫黄変性クロロプレンゴムのムーニー粘度は、20~80に調整することが好ましい。 The mass ratio (D/C) of thiazole (C) and alkylxanthogen disulfide (D) contained in the rubber composition is preferably adjusted to 0-1,000. The Mooney viscosity of the sulfur-modified chloroprene rubber contained in the rubber composition is preferably adjusted to 20-80.

前記カーボンブラックは、DBP吸収量が50~150ml/100gであることが好ましく、ヨウ素吸着量が20~150mg/gであることが好ましい。 The carbon black preferably has a DBP absorption of 50 to 150 ml/100 g and an iodine adsorption of 20 to 150 mg/g.

本発明では、前述したゴム組成物を加硫させた加硫物、及び、ゴム組成物を成形後又は成形時に加硫して得た成形品を提供する。 The present invention provides a vulcanizate obtained by vulcanizing the rubber composition described above, and a molded article obtained by vulcanizing the rubber composition after or during molding.

本発明によれば、耐スコーチ性や耐摩耗性に優れ、かつ、発熱性が低減された加硫物が得られるゴム組成物、その加硫体及び成形品が得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rubber composition from which a vulcanizate with excellent scorch resistance and abrasion resistance and reduced heat build-up can be obtained, its vulcanizate and molded article are obtained.

以下、本発明を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。 Preferred embodiments for carrying out the present invention will be described below. It should be noted that the embodiments described below are examples of representative embodiments of the present invention, and the scope of the present invention should not be construed narrowly.

本発明のゴム組成物は、特定構造の分子末端を有する硫黄変性クロロプレンゴムと、特定の平均粒子径を有するカーボンブラックを含有するものである。 The rubber composition of the present invention contains a sulfur-modified chloroprene rubber having a specific molecular end structure and carbon black having a specific average particle size.

<硫黄変性クロロプレンゴム>
硫黄変性クロロプレンゴムは、硫黄の存在下で、2-クロロ-1,3-ブタジエン(以下「クロロプレン」とも称する)単独又はクロロプレンと他の単量体とを乳化重合して主鎖に硫黄を導入した硫黄変性クロロプレン重合体を、チアゾールを用いて可塑化したラテックス、及び、このラテックスを一般的な方法で乾燥洗浄して得られた硫黄変性クロロプレンゴムを包含する。以下、硫黄変性クロロプレンゴムの製造工程に沿って、詳細に説明する。
<Sulfur modified chloroprene rubber>
Sulfur-modified chloroprene rubber includes a latex obtained by plasticizing a sulfur-modified chloroprene polymer obtained by emulsion-polymerizing 2-chloro-1,3-butadiene (hereinafter also referred to as "chloroprene") alone or chloroprene and other monomers into the main chain to introduce sulfur into the main chain in the presence of sulfur, and a sulfur-modified chloroprene rubber obtained by drying and washing this latex by a general method. The manufacturing process of the sulfur-modified chloroprene rubber will be described in detail below.

<重合工程>
硫黄変性クロロプレンゴムは、クロロプレンと硫黄、必要に応じてクロロプレンと共重合可能な単量体を乳化重合して重合液を得る。
<Polymerization process>
A sulfur-modified chloroprene rubber is obtained by emulsion polymerization of chloroprene, sulfur, and, if necessary, a monomer copolymerizable with chloroprene to obtain a polymerization liquid.

クロロプレンと共重合可能な単量体としては、例えば、2,3-ジクロロ-1,3-ブタジエン、1-クロロ-1,3-ブタジエン、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、イソプレン、ブタジエン、並びにメタクリル酸及びこれらのエステル類などがあり、2種以上を併用することもできる。これらの単量体を用いる場合は、得られる硫黄変性クロロプレンゴムの特性を損なわない範囲で用いることが好ましく、クロロプレンを含む全単量体中10質量%以下とすることが好ましい。これらの単量体の使用量が10質量%を超えると、得られる硫黄変性クロロプレンゴムの耐熱性が向上しない場合や、加工性が低下する場合もある。 Monomers copolymerizable with chloroprene include, for example, 2,3-dichloro-1,3-butadiene, 1-chloro-1,3-butadiene, styrene, acrylonitrile, methacrylonitrile, isoprene, butadiene, methacrylic acid and esters thereof, and two or more thereof can be used in combination. When these monomers are used, they are preferably used within a range that does not impair the properties of the resulting sulfur-modified chloroprene rubber, and the amount is preferably 10% by mass or less based on the total monomers including chloroprene. If the amount of these monomers used exceeds 10% by mass, the heat resistance of the resulting sulfur-modified chloroprene rubber may not improve, or the workability may deteriorate.

これらの単量体のうち、例えば、2,3-ジクロロ-1,3-ブタジエンを用いると、得られる硫黄変性クロロプレンゴムの結晶化速度を遅くすることができる。結晶化速度が遅い硫黄変性クロロプレンゴムは、低温環境下においてもゴム弾性を維持することができ、例えば、低温圧縮永久歪みを改善することが可能となる。 Among these monomers, use of, for example, 2,3-dichloro-1,3-butadiene can slow down the crystallization rate of the obtained sulfur-modified chloroprene rubber. Sulfur-modified chloroprene rubber with a slow crystallization rate can maintain rubber elasticity even in a low-temperature environment, and can improve, for example, low-temperature compression set.

乳化重合に際して、添加する硫黄(S)の量は、重合させる単量体の合計100質量部に対して、0.01~0.6質量部が好ましく、0.1~0.5質量部がより好ましい。硫黄(S)の量が0.01質量部未満であると、得られる硫黄変性クロロプレンゴムの機械的特性や動的特性が得られない場合がある。一方、硫黄(S)の量が0.6質量部を超えると、得られる硫黄変性クロロプレンゴムの金属への粘着性が強くなりすぎて加工できなくなる場合がある。 In emulsion polymerization, the amount of sulfur (S 8 ) added is preferably 0.01 to 0.6 parts by mass, more preferably 0.1 to 0.5 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the total monomers to be polymerized. If the amount of sulfur (S 8 ) is less than 0.01 parts by mass, the obtained sulfur-modified chloroprene rubber may not have sufficient mechanical properties and dynamic properties. On the other hand, if the amount of sulfur (S 8 ) exceeds 0.6 parts by mass, the resulting sulfur-modified chloroprene rubber may have too strong adhesion to metals and may not be processed.

乳化重合に用いる乳化剤としては、クロロプレンの乳化重合に用いることが可能な公知の乳化剤や脂肪酸類を、1種又は2種以上、自由に選択して用いることができる。乳化剤としては、具体的には、ロジン酸類、芳香族スルフォン酸ホルマリン縮合物の金属塩、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルフォン酸カリウム、アルキルジフェニルエーテルスルフォン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルスルフォン酸カリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルフォン酸ナトリウム、ポリオキシプロピレンアルキルエーテルスルフォン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルフォン酸カリウム、ポリオキシプロピレンアルキルエーテルスルフォン酸カリウム等がある。この中でも特に、ロジン酸類を用いることが好ましい。なお、ここにロジン酸類とは、ロジン酸又は不均化ロジン酸、あるいは不均化ロジン酸のアルカリ金属塩、もしくはこれらの化合物などを意味する。好適に用いられる乳化剤としては、不均化ロジン酸のアルカリ金属塩と、炭素数が6~22である飽和又は不飽和の脂肪酸の混合物からなるアルカリ石鹸水溶液である。不均化ロジン酸の構成成分としては、例えば、セスキテルペン、8,5-イソピマル酸、ジヒドロピマル酸、セコデヒドロアビエチン酸、ジヒドロアビエチン酸、デイソプロピルデヒドロアビエチン酸、デメチルデヒドロアビエチン酸などがある。 As the emulsifier used in the emulsion polymerization, one or more of known emulsifiers and fatty acids that can be used in the emulsion polymerization of chloroprene can be freely selected and used. Specific examples of emulsifiers include rosin acids, metal salts of aromatic sulfonic acid formalin condensates, sodium dodecylbenzene sulfonate, potassium dodecylbenzene sulfonate, sodium alkyldiphenyl ether sulfonate, potassium alkyldiphenyl ether sulfonate, sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfonate, sodium polyoxypropylene alkyl ether sulfonate, potassium polyoxyethylene alkyl ether sulfonate, and potassium polyoxypropylene alkyl ether sulfonate. Among these, it is particularly preferable to use rosin acids. Here, rosin acids mean rosin acid, disproportionated rosin acid, alkali metal salts of disproportionated rosin acid, or compounds thereof. A suitable emulsifier is an aqueous alkaline soap solution comprising a mixture of an alkali metal salt of disproportionated rosin acid and a saturated or unsaturated fatty acid having 6 to 22 carbon atoms. Examples of disproportionated rosin acid constituents include sesquiterpene, 8,5-isopimaric acid, dihydropimaric acid, secodehydroabietic acid, dihydroabietic acid, deisopropyldehydroabietic acid, demethyldehydroabietic acid and the like.

乳化重合開始時の水性乳化液のpHは、10.5以上であることが望ましい。ここで、水性乳化液とは、乳化重合開始直前の、クロロプレン及びクロロプレンと共重合可能な単量体、乳化剤、硫黄(S)等との混合液である。これらの単量体や硫黄(S)等の後添加、分割添加等によりその組成が変わる場合も包含される。pH10.5以上にすることで、乳化剤としてロジン酸類を用いた場合に、重合中のポリマー析出等を防止し、安定的に重合を制御することが可能となる。なお、水性乳化液のpHは、乳化重合時に存在している水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどのアルカリ成分量により調整できる。 The pH of the aqueous emulsion at the start of emulsion polymerization is desirably 10.5 or higher. Here, the aqueous emulsion is a mixture of chloroprene, a monomer copolymerizable with chloroprene, an emulsifier, sulfur (S 8 ), and the like, immediately before emulsion polymerization is started. A case in which the composition is changed by post-addition or divisional addition of these monomers, sulfur (S 8 ), etc. is also included. By adjusting the pH to 10.5 or higher, when rosin acids are used as emulsifiers, it is possible to prevent polymer precipitation during polymerization and to stably control polymerization. The pH of the aqueous emulsion can be adjusted by adjusting the amount of alkaline components such as sodium hydroxide and potassium hydroxide present during emulsion polymerization.

乳化重合の重合温度は重合制御性と生産性の観点から0~55℃、好ましくは30~55℃である。 The polymerization temperature for emulsion polymerization is 0 to 55°C, preferably 30 to 55°C, from the viewpoint of polymerization controllability and productivity.

重合開始剤としては通常のラジカル重合で用いられる過硫酸カリウム、過酸化ベンゾイル、過硫酸アンモニウム、過酸化水素などを用いることができる。重合は重合率60~95%、好ましくは70~90%の範囲で行われ、ついで重合禁止剤を加えて停止させる。 As the polymerization initiator, potassium persulfate, benzoyl peroxide, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, etc., which are used in ordinary radical polymerization, can be used. Polymerization is carried out at a rate of polymerization of 60 to 95%, preferably 70 to 90%, and then terminated by adding a polymerization inhibitor.

生産性の面から、重合率は60%以上が好ましい。また、得られる硫黄変性クロロプレンゴムの加工性に影響を及ぼす分岐構造の発達やゲルの生成を抑制する観点から、重合率は95%以下が好ましい。重合体の重合禁止剤としては、例えばジエチルヒドロキシアミン、チオジフェニルアミン、4-第三ブチルカテコール、2,2’-メチレンビス-4-メチル-6-第三-ブチルフェノールなどがある。重合禁止剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 From the viewpoint of productivity, the polymerization rate is preferably 60% or more. Moreover, from the viewpoint of suppressing the development of branched structures and the formation of gels that affect the processability of the obtained sulfur-modified chloroprene rubber, the polymerization rate is preferably 95% or less. Polymerization inhibitors include, for example, diethylhydroxyamine, thiodiphenylamine, 4-tert-butylcatechol, 2,2'-methylenebis-4-methyl-6-tert-butylphenol and the like. A polymerization inhibitor may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

<可塑化工程>
可塑化工程は、前記重合工程で得られた重合液にチアゾールを添加し、重合液中の硫黄変性クロロプレン重合体の主鎖に存在するポリスルフィド結合(S~S)と添加されたチアゾールが反応することで、添加したチアゾールに由来する前記化学式1で表される末端官能基(A)を形成しながら、硫黄変性クロロプレン重合体を切断、解重合する工程である。以下、硫黄変性クロロプレン重合体を切断、解重合するために用いる薬品を可塑化剤とする。
<Plasticization process>
In the plasticizing step, thiazole is added to the polymerization solution obtained in the polymerization step, and the added thiazole reacts with the polysulfide bonds (S 2 to S 8 ) present in the main chain of the sulfur-modified chloroprene polymer in the polymerization solution, thereby forming the terminal functional group (A) represented by the chemical formula 1 derived from the added thiazole, and cutting and depolymerizing the sulfur-modified chloroprene polymer. Hereinafter, a chemical used for cutting and depolymerizing the sulfur-modified chloroprene polymer is referred to as a plasticizer.

添加するチアゾールの種類は、公知のチアゾールを1種又は2種以上、自由に用いることができる。本発明では特にN-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-シクロヘキシル-4-メチル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-シクロヘキシル-4,5-ジメチル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N-ジシクロヘキシル-1,3-ベンゾチアゾール-2-スルフェンアミド、N-(tert-ブチル)-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N-ジイソプロピル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、4,5-ジヒドロチアゾール-2-スルフェンアミド、N-シクロヘキシル-4,5-ジヒドロチアゾール-2-スルフェンアミド、N-オキシジエチルベンゾチアゾール-2-スルフェンアミド、2-(4’-モルフォリニルジチオ)ベンゾチアゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール、4,5-ジヒドロ-2メルカプトチアゾール、ジベンジルチアゾリルジスルフィド、2-(モルホリノジチオ)ベンゾチアゾールから選ばれる少なくとも一種の化合物であることが好ましい。 As for the type of thiazole to be added, one or two or more known thiazoles can be freely used. In the present invention, in particular N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulfenamide, N-cyclohexyl-4-methyl-2-benzothiazolesulfenamide, N-cyclohexyl-4,5-dimethyl-2-benzothiazolesulfenamide, N,N-dicyclohexyl-1,3-benzothiazole-2-sulfenamide, N-(tert-butyl)-2-benzothiazolesulfenamide, N,N-diisopropyl-2-benzothiazolesulfenamide, 4 ,5-dihydrothiazole-2-sulfenamide, N-cyclohexyl-4,5-dihydrothiazole-2-sulfenamide, N-oxydiethylbenzothiazole-2-sulfenamide, 2-(4'-morpholinyldithio)benzothiazole, 2-mercaptobenzothiazole, 4,5-dihydro-2-mercaptothiazole, dibenzylthiazolyl disulfide, and 2-(morpholinodithio)benzothiazole. is preferred.

チアゾールの添加量は、重合液中の硫黄変性クロロプレン重合体100質量部に対して、0.2~3質量部が好ましい。チアゾールの添加量を0.2質量部以上とすることで、得られる加硫物の耐スコーチ性及び耐摩耗性を向上させることができる。また、チアゾールの添加量を3質量部以下とすることで、適度なムーニー粘度の硫黄変性クロロプレンゴムを得ることができ、その結果、加硫成形性を向上させることができる。 The amount of thiazole to be added is preferably 0.2 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the sulfur-modified chloroprene polymer in the polymerization liquid. By adding 0.2 parts by mass or more of thiazole, the scorch resistance and abrasion resistance of the obtained vulcanizate can be improved. Also, by setting the amount of thiazole to be added to 3 parts by mass or less, a sulfur-modified chloroprene rubber having an appropriate Mooney viscosity can be obtained, and as a result, vulcanization moldability can be improved.

可塑化工程では、可塑化剤としてアルキルキサントゲンジスルフィドを併用することもできる。重合液中において、アルキルキサントゲンジスルフィドは、チアゾールと反応し、チアゾールやアルキルキサントゲンジスルフィド単体と比較し、よりポリスルフィド結合との反応性が高い反応物を形成しムーニー粘度調整を容易にする。反応物は硫黄変性クロロプレン重合体のポリスルフィド結合と反応することで、末端官能基(A)と添加したアルキルキサントゲンジスルフィドに由来する前記化学式2で表される末端官能基(B)を形成する。前記の可塑化工程により得られた硫黄変性クロロプレンゴムの加硫物は耐スコーチ性が良好になり、得られる加硫物の耐摩耗性、及び発熱性の物性バランスも良好となる。添加するアルキルキサントゲンジスルフィドは、公知のアルキルキサントゲンジスルフィドを1種又は2種以上、自由に用いることができ、特に、ジメチルキサントゲンジスルフィド、ジエチルキサントゲンジスルフィド、ジプロピルキサントゲンジスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド、ジブチルキサントゲンジスルフィドから選ばれる少なくとも一種の化合物を用いることが好ましい。 In the plasticizing step, an alkylxanthogen disulfide can also be used in combination as a plasticizer. In the polymerization solution, the alkylxanthogen disulfide reacts with thiazole to form a reactant having higher reactivity with polysulfide bonds than thiazole or alkylxanthogen disulfide alone, thereby facilitating Mooney viscosity adjustment. The reactant reacts with the polysulfide bond of the sulfur-modified chloroprene polymer to form the terminal functional group (A) and the terminal functional group (B) represented by the chemical formula 2 derived from the added alkylxanthogen disulfide. The vulcanizate of the sulfur-modified chloroprene rubber obtained by the plasticizing step has good scorch resistance, and the resulting vulcanizate has a good balance of physical properties such as wear resistance and heat build-up. As the alkylxanthogen disulfide to be added, one or more known alkylxanthogen disulfides can be freely used, and in particular, it is preferable to use at least one compound selected from dimethylxanthogen disulfide, diethylxanthogen disulfide, dipropylxanthogen disulfide, diisopropylxanthogen disulfide, and dibutylxanthogen disulfide.

アルキルキサントゲンジスルフィドを用いる場合、その添加量は特に限定されないが、重合液中の重合体100質量部に対して、0~6質量部添加することが好ましく、より好ましくは0.5~3である。アルキルキサントゲンジスルフィドの添加量を該範囲内とすることで、得られるゴム組成物のムーニー粘度制御が一層容易となり、得られる加硫物の耐スコーチ性及び耐摩耗性が一層向上し、発熱性が一層低減される。 When alkylxanthogen disulfide is used, the amount added is not particularly limited, but it is preferably added in an amount of 0 to 6 parts by mass, more preferably 0.5 to 3 parts by mass, per 100 parts by mass of the polymer in the polymerization liquid. By setting the amount of the alkyl xanthogen disulfide within this range, it becomes easier to control the Mooney viscosity of the resulting rubber composition, the scorch resistance and abrasion resistance of the resulting vulcanizate are further improved, and the heat buildup is further reduced.

前記可塑化工程を経た重合液を、一般的な方法で、冷却、pH調整、凍結、乾燥等を行って、硫黄変性クロロプレンゴムを得る。得られた硫黄変性クロロプレンゴムは、その100質量部中に前記化学式1で表される末端官能基(A)を0.05~0.4質量部含有することを特徴とする。末端官能基(A)の含有量を調整するには可塑化工程で添加するチアゾールの量や可塑化工程の可塑化時間及び可塑化温度を調整すれば良い。末端官能基(A)の含有量を該範囲内とすることで、得られる加硫物の耐スコーチ性及び耐摩耗性が向上し、発熱性の低減に資する。 The polymerized liquid that has undergone the plasticizing step is subjected to cooling, pH adjustment, freezing, drying, and the like by a general method to obtain a sulfur-modified chloroprene rubber. The obtained sulfur-modified chloroprene rubber is characterized by containing 0.05 to 0.4 parts by mass of the terminal functional group (A) represented by the chemical formula 1 in 100 parts by mass. The content of the terminal functional group (A) can be adjusted by adjusting the amount of thiazole added in the plasticizing step and the plasticizing time and plasticizing temperature in the plasticizing step. By setting the content of the terminal functional group (A) within this range, the scorch resistance and abrasion resistance of the obtained vulcanizate are improved, which contributes to the reduction of heat build-up.

得られた硫黄変性クロロプレンゴムは、その100質量部に対して、未反応のチアゾールを0.0005~0.01質量部残存させることで、得られる加硫物の耐スコーチ性及び耐摩耗性が向上し、発熱性の低減に資する。未反応のチアゾールの残存量を調整するには、可塑化工程で添加するチアゾールの量や可塑化工程の可塑化時間及び可塑化温度を調整すれば良い。 By leaving 0.0005 to 0.01 parts by mass of unreacted thiazole with respect to 100 parts by mass of the obtained sulfur-modified chloroprene rubber, the resulting vulcanizate has improved scorch resistance and abrasion resistance, which contributes to a reduction in heat build-up. The amount of unreacted thiazole remaining can be adjusted by adjusting the amount of thiazole added in the plasticizing step and the plasticizing time and plasticizing temperature in the plasticizing step.

前記可塑化工程において、アルキルキサントゲンジスルフィドを用いる場合、得られる硫黄変性クロロプレンゴム中に存在する前記化学式2で表される末端官能基(B)の含有量は特に限定されない。例えば、前記可塑化工程において、重合液中の重合体100質量部に対して、アルキルキサントゲンジスルフィドを0~6質量部添加した場合、得られる硫黄変性クロロプレンゴムには、その100質量部に対して、末端官能基(B)を0~0.4質量部含有し、未反応のアルキルキサントゲンジスルフィドを0~1.5質量部含有する。末端官能基(B)の含有量や未反応のアルキルキサントゲンジスルフィドの量を調整するにはアルキルキサントゲンジスルフィドの添加量や可塑化工程の時間及び可塑化温度を調整すれば良い。末端官能基Bの含有量を該範囲内とすることで、得られる加硫物の耐スコーチ性及び耐摩耗性が向上し、発熱性の更なる低減に資する。 When alkylxanthogen disulfide is used in the plasticizing step, the content of the terminal functional group (B) represented by Chemical Formula 2 present in the resulting sulfur-modified chloroprene rubber is not particularly limited. For example, in the plasticizing step, when 0 to 6 parts by mass of alkyl xanthogen disulfide is added to 100 parts by mass of the polymer in the polymerization liquid, the resulting sulfur-modified chloroprene rubber contains 0 to 0.4 parts by mass of the terminal functional group (B) and 0 to 1.5 parts by mass of unreacted alkyl xanthogen disulfide per 100 parts by mass of the polymer. The content of the terminal functional group (B) and the amount of unreacted alkylxanthogen disulfide can be adjusted by adjusting the amount of alkylxanthogen disulfide added and the time and temperature of the plasticizing step. By setting the content of the terminal functional group B within this range, the scorch resistance and abrasion resistance of the resulting vulcanizate are improved, contributing to further reduction of heat buildup.

末端官能基(A)の含有量と、末端官能基(B)の含有量の質量比(B/A)は、0~6であり、かつ末端官能基(A)と末端官能基(B)の含有量の質量合計(A+B)は0.1~0.6である。質量比(B/A)が6を超えてしまうと得られる加硫物の耐スコーチ性や耐発熱性が低下する。質量合計(A+B)が0.1に満たないと得られる硫黄変性クロロプレンゴムの耐スコーチ性、耐摩耗性、耐発熱性が低下し、質量合計(A+B)が0.6を超えると得られる硫黄変性クロロプレンゴムのムーニー粘度の低下が著しく実用的でない。 The mass ratio (B/A) of the content of the terminal functional group (A) to the content of the terminal functional group (B) is 0 to 6, and the total mass (A+B) of the content of the terminal functional group (A) and the terminal functional group (B) is 0.1 to 0.6. If the mass ratio (B/A) exceeds 6, the scorch resistance and heat generation resistance of the resulting vulcanizate will be reduced. If the total mass (A+B) is less than 0.1, the resulting sulfur-modified chloroprene rubber has reduced scorch resistance, abrasion resistance, and heat resistance.

硫黄変性クロロプレンゴム中の末端官能基(A)及び末端官能基(B)の含有量は以下の手順にて定量できる。
得られた硫黄変性クロロプレンゴムをベンゼンとメタノールで精製し、再度凍結乾燥して測定用試料とした。得られた測定用試料を、JIS K-6239に従ってH-NMR測定を行った。得られた測定データを、溶媒とした重水素化クロロホルム中のクロロホルムのピーク(7.24ppm)を基準に補正し、補正した測定データに基づいて、7.72~7.83ppmと1.30~1.45ppmとにピークトップを有するピークの面積を算出する。
The content of terminal functional groups (A) and terminal functional groups (B) in the sulfur-modified chloroprene rubber can be quantified by the following procedure.
The resulting sulfur-modified chloroprene rubber was purified with benzene and methanol, and freeze-dried again to obtain a sample for measurement. The obtained sample for measurement was subjected to 1 H-NMR measurement according to JIS K-6239. The obtained measurement data is corrected based on the peak (7.24 ppm) of chloroform in deuterated chloroform used as a solvent, and based on the corrected measurement data, the area of the peak having the peak top at 7.72 to 7.83 ppm and 1.30 to 1.45 ppm is calculated.

さらに、未反応のチアゾールの含有量(C)と、未反応のアルキルキサントゲンジスルフィドの含有量(D)の比(D/C)は、0~1000であることが好ましい。含有量の比(D/C)を該範囲内とすることで、得られる加硫物の耐摩耗性、耐スコーチ性、及び発熱性の物性バランスが一層良好となる。 Furthermore, the ratio (D/C) of the unreacted thiazole content (C) to the unreacted alkylxanthogen disulfide content (D) is preferably 0-1,000. By setting the content ratio (D/C) within this range, the resulting vulcanizate has a better balance of physical properties such as wear resistance, scorch resistance, and heat build-up.

硫黄変性クロロプレンゴムに含まれる未反応のチアゾールの含有量(C)と、未反応のアルキルキサントゲンジスルフィドの含有量(D)は以下の手順にて定量できる。
得られた硫黄変性クロロプレンゴム1.5gをベンゼン30mlで溶解した後、メタノール60mlを滴下し、ゴム成分を析出させ溶媒から分離し非ゴム分を溶媒可溶成分として回収した。析出したポリマー分に対し、再度、同様の手順でベンゼン溶解及びメタノール滴下を行い、ゴム成分を分離し、非ゴム分を同様に溶媒可溶成分として回収し、1回目と2回目の溶媒を混合して200mlに定容、これを測定用試料とした。測定用試料を液体クロマトグラフ(LC 日立製作所製 ポンプ:L-6200、L-600 UV検出器:L-4250)に20μL注入した。LCの移動相はアセトニトリル及び水の比率を変化させながら使用し、1ml/minの流量で流した。カラムはInertsil ODS-3(φ4.6×150mm 5μm GLサイエンス製)を用いた。チアゾール(測定波長:300nm)、アルキルキサントゲンジスルフィド(測定波長:280nm)のピーク検出時間を標準液で確認し、そのピーク面積から求めた検量線により定量値を求めた。本定量値と、分析に用いたサンプル量の比較により、硫黄変性クロロプレンゴムに含まれる未反応のチアゾール及び未反応のアルキルキサントゲンジスルフィドの含有量を求めた。
The unreacted thiazole content (C) and the unreacted alkylxanthogen disulfide content (D) contained in the sulfur-modified chloroprene rubber can be quantified by the following procedures.
After 1.5 g of the obtained sulfur-modified chloroprene rubber was dissolved in 30 ml of benzene, 60 ml of methanol was added dropwise to separate the rubber component from the solvent and recover the non-rubber component as a solvent-soluble component. The precipitated polymer portion was again dissolved in benzene and added dropwise to methanol in the same procedure to separate the rubber component, and the non-rubber component was similarly recovered as a solvent-soluble component. 20 μL of the sample for measurement was injected into a liquid chromatograph (LC manufactured by Hitachi Ltd., pump: L-6200, L-600 UV detector: L-4250). The mobile phase of LC was used while changing the ratio of acetonitrile and water, and flowed at a flow rate of 1 ml/min. Inertsil ODS-3 (φ4.6×150 mm, 5 μm, manufactured by GL Sciences) was used as a column. The peak detection times of thiazole (measurement wavelength: 300 nm) and alkylxanthogen disulfide (measurement wavelength: 280 nm) were confirmed with standard solutions, and quantitative values were obtained from calibration curves obtained from the peak areas. The contents of unreacted thiazole and unreacted alkylxanthogen disulfide contained in the sulfur-modified chloroprene rubber were determined by comparing this quantitative value with the sample amount used for analysis.

硫黄変性クロロプレンゴムのムーニー粘度は、特に限定されないが、20~80の範囲に調整することが好ましい。硫黄変性クロロプレンゴムのムーニー粘度を該範囲に調整することによって、得られる硫黄変性クロロプレンゴムの加工性を維持することができる。
硫黄変性クロロプレンゴムのムーニー粘度を調整するには、可塑化剤の添加量や可塑化工程の時間及び可塑化温度を調整すれば良い。
Although the Mooney viscosity of the sulfur-modified chloroprene rubber is not particularly limited, it is preferably adjusted in the range of 20-80. By adjusting the Mooney viscosity of the sulfur-modified chloroprene rubber to this range, the processability of the obtained sulfur-modified chloroprene rubber can be maintained.
In order to adjust the Mooney viscosity of the sulfur-modified chloroprene rubber, the addition amount of the plasticizer, the plasticizing process time and the plasticizing temperature may be adjusted.

硫黄変性クロロプレンゴムには、貯蔵時のムーニー粘度変化を防止するため、少量の安定剤を含有させることもできる。本発明に用いることができる安定剤の種類は、クロロプレンゴムに用いることが可能な公知の安定剤を1種又は2種以上、自由に選択して用いることができる。例えば、フェニル-α-ナフチルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、2,6-ジ-ターシャリー-ブチル-4-フェニルフェノール、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-ターシャリー-ブチルフェノール)、及び4,4’-チオビス-(6-ターシャリー-ブチル-3-メチルフェノール)などがある。これらの安定剤のうち、4,4’-チオビス-(6-ターシャリー-ブチル-3-メチルフェノールが好ましい。 The sulfur-modified chloroprene rubber may also contain a small amount of stabilizer to prevent Mooney viscosity change during storage. As for the type of stabilizer that can be used in the present invention, one or two or more known stabilizers that can be used for chloroprene rubber can be freely selected and used. Examples include phenyl-α-naphthylamine, octylated diphenylamine, 2,6-di-tert-butyl-4-phenylphenol, 2,2'-methylenebis(4-methyl-6-tert-butylphenol), and 4,4'-thiobis-(6-tert-butyl-3-methylphenol). Among these stabilizers, 4,4'-thiobis-(6-tert-butyl-3-methylphenol is preferred.

<カーボンブラック>
カーボンブラックは、得られる成形品の耐摩耗性を向上させるために硫黄変性クロロプレンゴムに添加するものである。カーボンブラックは、JIS Z8901に準拠して電子顕微鏡を用いて観察した平均粒子径が15nm~80nmであるものが好ましく、より好ましくは20nm~50nmの範囲のものである。平均粒子径が上記範囲を外れると、十分な補強効果が得られず得られる加硫物の耐摩耗性を向上することができない。
<Carbon Black>
Carbon black is added to the sulfur-modified chloroprene rubber in order to improve the abrasion resistance of the resulting molded article. The carbon black preferably has an average particle size of 15 nm to 80 nm, more preferably 20 nm to 50 nm, as observed with an electron microscope according to JIS Z8901. If the average particle size is out of the above range, a sufficient reinforcing effect cannot be obtained and the wear resistance of the resulting vulcanizate cannot be improved.

また、カーボンブラックはJIS K6217-4に準拠して測定したフタル酸ジブチル(以下DBPという)吸収量が50ml/100g~150ml/100gのものが好ましく、より好ましくは80ml/100g~140ml/100gのものである。DBP吸収量が150ml/100gを超えると、ゴム組成物の耐スコーチ性が低下し、動的環境下におけるゴム組成物の発熱性の上昇を引き起こしてしまう。DBP吸収量が50ml/100gに満たないと得られる加硫物の耐摩耗性が向上しない。 Carbon black preferably has a dibutyl phthalate (hereinafter referred to as DBP) absorption of 50 ml/100 g to 150 ml/100 g, more preferably 80 ml/100 g to 140 ml/100 g, as measured according to JIS K6217-4. When the DBP absorption exceeds 150 ml/100 g, the scorch resistance of the rubber composition is lowered, causing an increase in heat build-up of the rubber composition under dynamic environments. If the DBP absorption is less than 50 ml/100 g, the resulting vulcanizate will not have improved abrasion resistance.

加えて、カーボンブラックはJIS K6217-1に準拠してヨウ素吸着量が20ml/g~150ml/gのものが好ましく、より好ましくは50ml/g~150ml/gのものが好ましい。ヨウ素吸着量が20ml/gに満たないと得られる加硫物の耐摩耗性が向上しない。 In addition, the carbon black preferably has an iodine adsorption amount of 20 ml/g to 150 ml/g, more preferably 50 ml/g to 150 ml/g, according to JIS K6217-1. If the iodine adsorption amount is less than 20 ml/g, the wear resistance of the resulting vulcanizate will not improve.

カーボンブラックの添加量は、硫黄変性クロロプレンゴム100質量部に対して25~55質量部である。カーボンブラックの配合量が25質量部に満たないと得られる加硫物の耐摩耗性が向上せず、55質量部を超えてしまうと得られる加硫物の耐スコーチ性が低下してしまう。カーボンブラックの添加量は、好ましくは25~45質量部、さらに好ましくは30~40質量部である。これらの範囲にすると得られる加硫物の耐摩耗性及び耐スコーチ性がさらに向上するため好ましい。 The amount of carbon black added is 25 to 55 parts by mass with respect to 100 parts by mass of sulfur-modified chloroprene rubber. If the amount of carbon black is less than 25 parts by mass, the wear resistance of the resulting vulcanizate will not be improved, and if it exceeds 55 parts by mass, the scorch resistance of the resulting vulcanizate will be reduced. The amount of carbon black added is preferably 25 to 45 parts by mass, more preferably 30 to 40 parts by mass. These ranges are preferable because the wear resistance and scorch resistance of the resulting vulcanizates are further improved.

<加硫物・成形品>
加硫物及び成形品は、前述したゴム組成物、金属化合物及び可塑剤などを、ロールやバンバリーミキサーなどで混合した後、目的に応じた形状に成形加工して、成形時又は成形後に加硫して得られるものである。成形方法は、特に限定されるものではないが、プレス成形、射出成形及び押出成形などを適用することができる。例えば、成形体が伝動ベルト、コンベアベルト、空気バネ、シール、パッキン、防振材、ホース、ゴムロールなどである場合は、プレス成形や射出成形、押出成形により形成することができる。
<Vulcanized product/molded product>
The vulcanizate and molded article are obtained by mixing the rubber composition, the metal compound, the plasticizer, etc. described above with a roll or a Banbury mixer, molding the mixture into a desired shape, and vulcanizing during or after molding. The molding method is not particularly limited, but press molding, injection molding, extrusion molding, and the like can be applied. For example, when the molded article is a power transmission belt, conveyor belt, air spring, seal, packing, anti-vibration material, hose, rubber roll, etc., it can be formed by press molding, injection molding, or extrusion molding.

金属化合物は、ゴム組成物の加硫速度の調整や、ゴム組成物の脱塩酸反応によって生じる塩化水素などの塩素源を吸着して、ゴム組成物が劣化することを抑制するために添加するものである。金属化合物としては、例えば、亜鉛、チタン、マグネシウム、鉛、鉄、ベリリウム、カルシウム、バリウム、ゲルマニウム、ジルコニウム、バナジウム、モリブテン、タングステンなどの酸化物や水酸化物を用いることができる。これらの金属化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The metal compound is added to adjust the vulcanization speed of the rubber composition and to adsorb chlorine sources such as hydrogen chloride generated by the dehydrochlorination reaction of the rubber composition to suppress deterioration of the rubber composition. Examples of metal compounds that can be used include oxides and hydroxides of zinc, titanium, magnesium, lead, iron, beryllium, calcium, barium, germanium, zirconium, vanadium, molybdenum, and tungsten. These metal compounds may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

金属化合物の添加量は、特に限定されないが、硫黄変性クロロプレンゴム100質量部に対して、3~15質量部の範囲が好ましい。金属化合物の添加量をこの範囲に調整することにより、得られるゴム組成物の機械的強度を向上させることができる。 The amount of the metal compound added is not particularly limited, but is preferably in the range of 3 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the sulfur-modified chloroprene rubber. By adjusting the amount of the metal compound to be added within this range, the mechanical strength of the obtained rubber composition can be improved.

可塑剤は、ゴム組成物の硬度を下げて、その低温特性を改良するために添加するものである。また、ゴム組成物を用いてスポンジを製造する際に、その風合いを向上させることもできる。可塑剤としては、例えば、ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペート{アジピン酸ビス(2-エチルヘキシル)}、ホワイトオイル、シリコンオイル、ナフテンオイル、アロマオイル、トリフェニルフォスフェート、及びトリクレジルフォスフェートなどがある。これらの可塑剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 A plasticizer is added to reduce the hardness of the rubber composition and improve its low temperature properties. In addition, when the rubber composition is used to manufacture a sponge, the feel of the sponge can be improved. Examples of plasticizers include dioctyl phthalate, dioctyl adipate {bis(2-ethylhexyl) adipate}, white oil, silicone oil, naphthenic oil, aromatic oil, triphenyl phosphate, and tricresyl phosphate. These plasticizers may be used alone or in combination of two or more.

可塑剤の添加量は、特に限定されないが、硫黄変性クロロプレンゴム100質量部に対して、50質量部以下の範囲が好ましい。可塑剤の添加量をこの範囲に調整することにより、得られるゴム組成物の引き裂き強度を維持しつつ、上述の効果を発揮することができる。 The amount of the plasticizer to be added is not particularly limited, but is preferably in the range of 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the sulfur-modified chloroprene rubber. By adjusting the amount of the plasticizer to be added within this range, the above effects can be exhibited while maintaining the tear strength of the resulting rubber composition.

以下、ゴム組成物の用途例を説明する。
(伝動ベルト)
伝動ベルトは、巻掛け伝動装置に使われる機械要素で、原動車から従動車に動力を伝達する部品である。軸にセットされたプーリーにかけて用いられることが多い。軽量性、静音性、軸角度の自由度などに優れるため、自動車、一般産業用など、機械全般に幅広く使用されている。ベルトの種類も多様化しており、平ベルト、コンベアベルト、タイミングベルト、Vベルト、リブベルト、丸ベルトなどが機械用途に応じて使い分けられている。効率的に動力を伝達するため、高い張力でかけられたベルトが回転変形を繰り返すことから、天然ゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴムなどのエラストマー材料が使用されている。優れたゴム物性を有するため、クロロプレンゴムは自動車、一般産業用などに採用されているが、クロロプレンゴムは成形段階でしばしばスコーチを引き起こすことが知られており、スコーチタイムを伸ばすことは重要な技術課題である。また、ベルトは持続的に動的環境で使用されるから、製品の信頼性向上のため、耐摩耗性や耐発熱性に優れた材料が求められている。
Application examples of the rubber composition are described below.
(transmission belt)
A transmission belt is a mechanical element used in a winding transmission, and is a component that transmits power from a driving wheel to a driven wheel. It is often used over a pulley set on the shaft. It is widely used in general machinery such as automobiles and general industries because it is lightweight, quiet, and has excellent degrees of freedom in terms of shaft angle. The types of belts are also diversified, and flat belts, conveyor belts, timing belts, V-belts, ribbed belts, round belts, etc. are used according to machine applications. Elastomer materials such as natural rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, and hydrogenated nitrile rubber are used because belts under high tension undergo repeated rotational deformation in order to efficiently transmit power. Due to its excellent rubber physical properties, chloroprene rubber is used in automobiles and general industrial applications, but it is known that chloroprene rubber often causes scorching during the molding process, and extending the scorch time is an important technical issue. In addition, since belts are used continuously in a dynamic environment, there is a demand for materials with excellent wear resistance and heat resistance in order to improve product reliability.

本発明のゴム組成物は、伝動ベルトの耐スコーチ性と耐摩耗性及び耐発熱性を高めることが可能である。これにより、従来の硫黄変性クロロプレンゴムでは困難であった生産性と耐久性に優れたベルトを製造することが可能である。 The rubber composition of the present invention can improve the scorch resistance, wear resistance, and heat build-up resistance of transmission belts. As a result, it is possible to manufacture a belt with excellent productivity and durability, which has been difficult with conventional sulfur-modified chloroprene rubber.

(空気バネ)
空気バネは、圧縮空気の弾力性を利用したバネ装置である。自動車やバス、トラックなどのエアサスペンションなどに利用される。ベローズ型とスリーフ事型(ダイヤフラム型の一種)があり、いずれもピストンを空気室内に侵入させて空気圧を高めることができる。クロロプレンゴムは成形段階でしばしばスコーチを引き起こすことが知られており、スコーチタイムを伸ばすことは重要な技術課題である。また、空気バネは持続的に動的環境で使用されるから、製品の信頼性向上のため、耐摩耗性や耐発熱性に優れた材料が求められている。
(air spring)
An air spring is a spring device that utilizes the elasticity of compressed air. It is used in air suspensions for automobiles, buses and trucks. There are bellows type and sleeve type (a type of diaphragm type), both of which can increase the air pressure by inserting the piston into the air chamber. It is known that chloroprene rubber often causes scorching during molding, and extending the scorch time is an important technical issue. In addition, since air springs are continuously used in dynamic environments, there is a demand for materials with excellent wear resistance and heat resistance in order to improve product reliability.

本発明のゴム組成物は、空気バネの耐スコーチ性と耐摩耗性及び耐発熱性を高めることが可能である。これにより、従来の硫黄変性クロロプレンゴムでは困難であった生産性と耐久性に優れた空気バネを製造することが可能である。 The rubber composition of the present invention can improve the scorch resistance, wear resistance and heat build-up resistance of air springs. As a result, it is possible to manufacture an air spring with excellent productivity and durability, which has been difficult with conventional sulfur-modified chloroprene rubber.

(ホース)
ホースは、屈曲可能な管であり水まきなどの際に自由に屈曲し、可搬性、移動性を必要とする作業に用いられる。また、金属パイプなど硬質な管と比較して、変形による疲労破壊を起こしにくいことから、自動車の配管など、振動をともなう部位の配管に使用される。中でも、最も一般的なのがゴムホースである。ゴムホースは、送水用、送油用、送気用、蒸気用、油圧用高・低圧ホースなどがある。クロロプレンゴムは高圧の流体の圧力に耐えうる良好な機械的特性を理由として、主として油圧用高圧ホースに使用されている。
(hose)
A hose is a bendable tube that bends freely when watering or the like, and is used for work that requires portability and mobility. In addition, compared to hard pipes such as metal pipes, it is less likely to cause fatigue failure due to deformation, so it is used for piping in parts that are subject to vibration, such as automobile piping. Among them, rubber hoses are the most common. Rubber hoses include water, oil, air, steam, and high/low pressure hoses for hydraulic pressure. Chloroprene rubber is mainly used in hydraulic high pressure hoses because of its good mechanical properties to withstand the pressure of high pressure fluids.

本発明のゴム組成物は、ホースの耐スコーチ性と耐摩耗性及び耐発熱性を高めることが可能である。これにより、従来の硫黄変性クロロプレンゴムでは困難であった生産性と耐久性に優れた空気バネを製造することが可能である。 The rubber composition of the present invention can improve the scorch resistance, wear resistance and heat build-up resistance of hoses. As a result, it is possible to manufacture an air spring with excellent productivity and durability, which has been difficult with conventional sulfur-modified chloroprene rubber.

以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例は、本発明の代表的な実施例の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。 The present invention will be described in more detail below based on examples. It should be noted that the examples described below are examples of representative examples of the present invention, and the scope of the present invention should not be construed narrowly.

<実施例1>
<硫黄変性クロロプレンゴム>
内容積30リットルの重合缶に、クロロプレン100質量部、硫黄0.55質量部、純水120質量部、不均化ロジン酸カリウム(ハリマ化成株式会社製)4.00質量部、水酸化ナトリウム0.60質量部、β-ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩(商品名デモールN:花王株式会社製)0.6質量部を添加した。重合開始前の水性乳化剤のpHは12.8であった。重合開始剤として過硫酸カリウム0.1質量部を添加し、重合温度40℃にて窒素気流下で重合を行った。転化率85%となった時点で重合禁止剤であるジエチルヒドロキシアミンを加えて重合を停止させ、クロロプレンの重合液を得た。
<Example 1>
<Sulfur modified chloroprene rubber>
To a polymerization can having an internal volume of 30 liters, 100 parts by mass of chloroprene, 0.55 parts by mass of sulfur, 120 parts by mass of pure water, 4.00 parts by mass of disproportionated potassium rosinate (manufactured by Harima Chemicals Co., Ltd.), 0.60 parts by mass of sodium hydroxide, and 0.6 parts by mass of β-naphthalenesulfonic acid formalin condensate sodium salt (trade name Demol N: manufactured by Kao Corporation) were added. The pH of the aqueous emulsifier before initiation of polymerization was 12.8. 0.1 part by mass of potassium persulfate was added as a polymerization initiator, and polymerization was carried out at a polymerization temperature of 40° C. under a nitrogen stream. When the conversion rate reached 85%, diethylhydroxyamine as a polymerization inhibitor was added to terminate the polymerization to obtain a chloroprene polymerization solution.

得られた重合液に、溶剤としてクロロプレン単量体5質量部、可塑化剤としてN-シクロヘキシルベンゾチアゾール-2-スルフェンアミド(商品名「ノクセラーCZ」大内新興化学工業株式会社製)1質量部及びジイソプロピルキサントゲンジスルフィド(商品名「サンビットDIX」三新化学工業株式会社製)2質量部、分散剤としてβ-ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩0.05質量部、乳化剤としてラウリル硫酸ナトリウム0.05質量部からなる可塑化剤乳化液を添加し、可塑化前の硫黄変性クロロプレン重合体ラテックスを得た。 To the resulting polymerization solution, 5 parts by mass of a chloroprene monomer as a solvent, 1 part by mass of N-cyclohexylbenzothiazole-2-sulfenamide (trade name "Noccellar CZ" manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and 2 parts by mass of diisopropyl xanthogen disulfide (trade name "Sanbit DIX" manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) as a plasticizer, 0.05 parts by mass of sodium salt of β-naphthalenesulfonic acid formalin condensate as a dispersant, and 0 part by mass of sodium lauryl sulfate as an emulsifier. 05 parts by mass of a plasticizer emulsion was added to obtain a sulfur-modified chloroprene polymer latex before plasticization.

ここで、β-ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩は、汎用に用いられる分散剤であり、少量添加することで安定性が向上し、製造過程において凝集や析出をすることなく、安定的にラテックスを製造することができる。また、本実施例では、乳化重合後の重合液に可塑化剤を添加しているが、その際、より安定した可塑化を可能とするため、溶剤として添加したクロロプレンに可塑化剤を溶解させた可塑化剤液に、ラウリル硫酸ナトリウムを添加して乳化状態にしたものを添加した。 Here, the sodium salt of the β-naphthalenesulfonic acid formalin condensate is a dispersant used for general purposes, and the stability is improved by adding a small amount, and the latex can be stably produced without aggregation or precipitation during the production process. Further, in this example, a plasticizer was added to the polymerization liquid after emulsion polymerization. At that time, in order to enable more stable plasticization, an emulsified state was added by adding sodium lauryl sulfate to a plasticizer liquid obtained by dissolving the plasticizer in chloroprene added as a solvent.

得られた硫黄変性クロロプレン重合体ラテックスを減圧蒸留して未反応の単量体を除去し、撹拌しながら温度50℃で1時間保持して可塑化し、可塑化後のラテックスを得た(以下、この可塑化後のラテックスを「ラテックス」と略称する。)。 The resulting sulfur-modified chloroprene polymer latex was distilled under reduced pressure to remove unreacted monomers, and the mixture was plasticized by holding at a temperature of 50° C. for 1 hour while stirring to obtain a plasticized latex (hereinafter, this plasticized latex is abbreviated as “latex”).

得られたラテックスを冷却し、常法の凍結-凝固法で重合体を単離して硫黄変性クロロプレンゴムを得た。
得られた硫黄変性クロロプレンゴムの末端官能基は、硫黄変性クロロプレンゴム100質量部に対し、化学式3で表されるN-シクロヘキシルベンゾチアゾール-2-スルフェンアミドに由来する末端官能基(A)が0.15質量部及び、化学式4で表されるジイソプロピルキサントゲンジスルフィドに由来する末端官能基(B)が0.14質量部であった。また、末端官能基の質量比率(B/A)は0.93で、質量合計量(A+B)は0.29であった。
The resulting latex was cooled, and the polymer was isolated by a conventional freeze-coagulation method to obtain a sulfur-modified chloroprene rubber.
Regarding the terminal functional groups of the obtained sulfur-modified chloroprene rubber, 0.15 parts by mass of the terminal functional group (A) derived from N-cyclohexylbenzothiazole-2-sulfenamide represented by chemical formula 3 and 0.14 parts by mass of the terminal functional group (B) derived from diisopropylxanthogen disulfide represented by chemical formula 4 were found with respect to 100 parts by mass of the sulfur-modified chloroprene rubber. Moreover, the mass ratio (B/A) of terminal functional groups was 0.93, and the total mass amount (A+B) was 0.29.

<ムーニー粘度の測定>
前記で得られた硫黄変性クロロプレンゴム(生ゴム)について、JIS K 6300-1に準拠して、L型ロータの予熱時間1分、回転時間4分、試験温度100℃にてムーニー粘度の測定を行った。
<Measurement of Mooney viscosity>
The Mooney viscosity of the sulfur-modified chloroprene rubber (crude rubber) obtained above was measured according to JIS K 6300-1 with an L-type rotor preheating time of 1 minute, a rotation time of 4 minutes, and a test temperature of 100°C.

<評価用のサンプルの作製>
前記で得られた硫黄変性クロロプレンゴムと、表1に記載した化合物を、8インチロールを用いて混合し、160℃で20分間プレス架橋して評価用のサンプルを作製した。
<Preparation of sample for evaluation>
The sulfur-modified chloroprene rubber obtained above and the compounds listed in Table 1 were mixed using an 8-inch roll and press-crosslinked at 160° C. for 20 minutes to prepare samples for evaluation.

表1に記載した化合物は以下の通り
滑剤・加工助剤1:新日本理化株式会社製 ステアリン酸50S
老化防止剤:大内新興化学工業製 ノクラックAD-F
酸化マグネシウム:協和化学工業株式会社製 キョーワマグ30
滑剤・加工助剤2:三菱ケミカル株式会社製 アマイドAP-1
ワックス:大内新興化学株式会社製 サンノック
加硫剤:堺化学工業株式会社製 酸化亜鉛2種
カーボンブラックA:旭カーボン社製 旭#70 平均粒子径28nm、ヨウ素吸着量80mg/g、DBP吸収量101ml/100g
The compounds listed in Table 1 are as follows: lubricant/processing aid 1: stearic acid 50S manufactured by New Japan Chemical Co., Ltd.
Antiaging agent: Nocrac AD-F manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.
Magnesium oxide: Kyowamag 30 manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.
Lubricant/processing aid 2: Amide AP-1 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
Wax: manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Co., Ltd. Sannok vulcanizing agent: manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd. Type 2 zinc oxide Carbon black A: manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd. Asahi #70 average particle size 28 nm, iodine adsorption amount 80 mg / g, DBP absorption amount 101 ml / 100 g

<実施例2~8及び比較例1~3>
可塑化剤の添加量を変更して得られた硫黄変性クロロプレンゴムを用いた以外は、実施例1と同様の方法にて評価サンプルを作製した。
<Examples 2 to 8 and Comparative Examples 1 to 3>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that a sulfur-modified chloroprene rubber obtained by changing the amount of plasticizer added was used.

<実施例9>
可塑化剤であるN-シクロヘキシルベンゾチアゾール-2-スルフェンアミドの添加量を1質量部から0.3質量部とし、可塑化の保持時間を1時間から3時間に変更して得られた硫黄変性クロロプレンゴムを用いた以外は、実施例1と同様の方法にて評価サンプルを作製した。
<Example 9>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1, except for using a sulfur-modified chloroprene rubber obtained by changing the amount of N-cyclohexylbenzothiazole-2-sulfenamide, which is a plasticizer, from 1 part by mass to 0.3 parts by mass and changing the holding time of plasticization from 1 hour to 3 hours.

<実施例10>
可塑化剤であるN-シクロヘキシルベンゾチアゾール-2-スルフェンアミドの添加量を1質量部から1.5質量部とし、可塑化の保持時間を1時間から15分に変更して得られた硫黄変性クロロプレンゴムを用いた以外は、実施例1と同様の方法にて評価サンプルを作製した。
<Example 10>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1, except for using a sulfur-modified chloroprene rubber obtained by changing the amount of N-cyclohexylbenzothiazole-2-sulfenamide, which is a plasticizer, from 1 part by mass to 1.5 parts by mass and changing the holding time of plasticization from 1 hour to 15 minutes.

<実施例11>
可塑化剤であるジイソプロピルキサントゲンジスルフィドの添加量を2質量部から4質量部とし、可塑化の保持時間を1時間から15分に変更して得られた硫黄変性クロロプレンゴムを用いた以外は、実施例1と同様の方法にて評価サンプルを作製した。
<Example 11>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that a sulfur-modified chloroprene rubber obtained by changing the addition amount of diisopropylxanthogen disulfide as a plasticizer from 2 parts by mass to 4 parts by mass and changing the holding time of plasticization from 1 hour to 15 minutes was used.

<実施例12>
可塑化剤としてN-シクロヘキシルベンゾチアゾール-2-スルフェンアミドをN-シクロヘキシル-4-メチル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド:(Chemieliva pharma & Chem Co.,LTD製)に変更して得られた硫黄変性クロロプレンゴムを用いた以外は、実施例1と同様の方法にて評価サンプルを作製した。得られた硫黄変性クロロプレンゴムの末端官能基は、前記化学式4で表されるジイソプロピルキサントゲンジスルフィドに由来するキサントゲン末端種A0.17質量部に加え、化学式5で表されるN-シクロヘキシル-4-メチル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミドに由来するチアゾール末端種Bが0.15質量部であった。
<Example 12>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that a sulfur-modified chloroprene rubber obtained by changing N-cyclohexylbenzothiazole-2-sulfenamide as a plasticizer to N-cyclohexyl-4-methyl-2-benzothiazolesulfenamide: (manufactured by Chemieliva Pharma & Chem Co., Ltd.) was used. The terminal functional groups of the obtained sulfur-modified chloroprene rubber included 0.17 parts by mass of xanthogen terminal species A derived from diisopropyl xanthogen disulfide represented by chemical formula 4, and 0.15 parts by mass of thiazole terminal species B derived from N-cyclohexyl-4-methyl-2-benzothiazolesulfenamide represented by chemical formula 5.

<実施例13>
可塑化剤としてジイソプロピルキサントゲンジスルフィドをジエチルキサントゲンジスルフィド:(Sigma-Aldrich社製)に変更して得られた硫黄変性クロロプレンゴムを用いた以外は、実施例1と同様の方法で評価サンプルを作製した。得られた硫黄変性クロロプレンゴムの末端官能基は、前記化学式3で表されるN-シクロヘキシルベンゾチアゾール-2-スルフェンアミドに由来するチアゾール末端種Aが0.16質量部と、化学式6で表されるジエチルキサントゲンジスルフィドに由来するキサントゲン末端種Bが0.13質量部であった。
<Example 13>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that a sulfur-modified chloroprene rubber obtained by changing diisopropylxanthogen disulfide as a plasticizer to diethylxanthogen disulfide (manufactured by Sigma-Aldrich) was used. The terminal functional groups of the obtained sulfur-modified chloroprene rubber were 0.16 parts by mass of thiazole terminal species A derived from N-cyclohexylbenzothiazole-2-sulfenamide represented by chemical formula 3 and 0.13 parts by mass of xanthogen terminal species B derived from diethylxanthogen disulfide represented by chemical formula 6.

<実施例14>
可塑化剤としてN-シクロヘキシルベンゾチアゾール-2-スルフェンアミドをN-シクロヘキシル-4-メチル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミドとし、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィドをジエチルキサントゲンジスルフィドに変更して得られた硫黄変性クロロプレンゴムを用いた以外は、実施例1と同様の方法にて評価サンプルを作製した。得られた硫黄変性クロロプレンゴムの末端官能基は、前記化学式5で表されるN-シクロヘキシル-4-メチル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミドに由来するチアゾール末端種Bが0.14質量部と、前記化学式6で表されるジエチルキサントゲンジスルフィドに由来するキサントゲン末端種Bが0.16質量部であった。
<Example 14>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that a sulfur-modified chloroprene rubber obtained by changing N-cyclohexylbenzothiazole-2-sulfenamide to N-cyclohexyl-4-methyl-2-benzothiazolesulfenamide as a plasticizer and changing diisopropylxanthogen disulfide to diethylxanthogen disulfide was used. The terminal functional groups of the obtained sulfur-modified chloroprene rubber were 0.14 parts by mass of thiazole terminal species B derived from N-cyclohexyl-4-methyl-2-benzothiazolesulfenamide represented by Chemical Formula 5 and 0.16 parts by mass of xanthogen terminal species B derived from diethylxanthogen disulfide represented by Chemical Formula 6.

<比較例4>
可塑化剤として、N-シクロヘキシルベンゾチアゾール-2-スルフェンアミドとジイソプロピルキサントゲンジスルフィドをテトラエチルチウラムジスルフィドに変更し、その添加量を2.5質量部に変更して得られたクロロプレンゴムを用いた以外は、実施例1と同様の方法にて評価サンプルを作製した。得られた硫黄変性クロロプレンゴムの末端官能基は、化学式7で表されるテトラエチルチウラムジスルフィドに由来する末端官能基が0.26質量部であった。
<Comparative Example 4>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that a chloroprene rubber obtained by changing N-cyclohexylbenzothiazole-2-sulphenamide and diisopropylxanthogen disulfide as plasticizers to tetraethylthiuram disulfide and changing the amount added to 2.5 parts by mass was used. The terminal functional groups of the obtained sulfur-modified chloroprene rubber were 0.26 parts by mass of terminal functional groups derived from tetraethylthiuram disulfide represented by Chemical Formula 7.

<実施例15>
カーボンブラックAをカーボンブラックB(商品名「旭#60UG」旭カーボン社製 平均粒子径43nm、ヨウ素吸着量40mg/g、DBP吸収量110ml/100g)に変更した以外は、実施例1と同様の方法にて評価サンプルを作製した。
<Example 15>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that carbon black A was changed to carbon black B (trade name “Asahi #60UG” manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd., average particle size 43 nm, iodine adsorption amount 40 mg / g, DBP absorption amount 110 ml / 100 g).

<実施例16>
カーボンブラックAをカーボンブラックC(商品名「旭#95」旭カーボン社製 平均粒子径17nm、ヨウ素吸着量150mg/g、DBP吸収量127ml/100g)に変更した以外は、実施例1と同様の方法にて評価サンプルを作製した。
<Example 16>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that carbon black A was changed to carbon black C (trade name “Asahi #95” manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd., average particle size 17 nm, iodine adsorption amount 150 mg / g, DBP absorption amount 127 ml / 100 g).

<実施例17>
カーボンブラックAをカーボンブラックD(商品名「旭#50」旭カーボン社製 平均粒子径80nm、ヨウ素吸着量23mg/g、DBP吸収量63ml/100g)に変更した以外は、実施例1と同様の方法にて評価サンプルを作製した。
<Example 17>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that carbon black A was changed to carbon black D (trade name “Asahi #50” manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd., average particle size 80 nm, iodine adsorption amount 23 mg / g, DBP absorption amount 63 ml / 100 g).

<実施例18>
カーボンブラックAをカーボンブラックE(商品名「旭#52」旭カーボン社製 平均粒子径60nm、ヨウ素吸着量19mg/g、DBP吸収量128ml/100g)に変更した以外は、実施例1と同様の方法にて評価サンプルを作製した。
<Example 18>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that carbon black A was changed to carbon black E (trade name “Asahi #52” manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd., average particle size 60 nm, iodine adsorption amount 19 mg / g, DBP absorption amount 128 ml / 100 g).

<実施例19>
カーボンブラックAをカーボンブラックF(商品名「アサヒサーマル」旭カーボン社製 平均粒子径80nm、ヨウ素吸着量24mg/g、DBP吸収量28ml/100g)に変更した以外は、実施例1と同様の方法にて評価サンプルを作製した。
<Example 19>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that carbon black A was changed to carbon black F (trade name “Asahi Thermal” manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd., average particle size 80 nm, iodine adsorption amount 24 mg / g, DBP absorption amount 28 ml / 100 g).

<実施例20>
カーボンブラックAをカーボンブラックG(商品名「旭F-200GS」旭カーボン社製 平均粒子径38nm、ヨウ素吸着量55mg/g、DBP吸収量180ml/100g)に変更した以外は、実施例1と同様の方法にて評価サンプルを作製した。
<Example 20>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that carbon black A was changed to carbon black G (trade name “Asahi F-200GS” manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd., average particle size 38 nm, iodine adsorption amount 55 mg / g, DBP absorption amount 180 ml / 100 g).

<比較例5>
カーボンブラックAの添加量を40質量部から20質量部に変更した以外は、実施例1と同様の方法にて評価サンプルを作製した。
<Comparative Example 5>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of carbon black A added was changed from 40 parts by mass to 20 parts by mass.

<比較例6>
カーボンブラックAの添加量を40質量部から60質量部に変更した以外は、実施例1と同様の方法にて評価サンプルを作製した。
<Comparative Example 6>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of carbon black A added was changed from 40 parts by mass to 60 parts by mass.

<比較例7>
カーボンブラックAをカーボンブラックH(商品名「旭#15」旭カーボン社製 平均粒子径122nm、ヨウ素吸着量11mg/g、DBP吸収量41ml/100g)に変更した以外は、実施例1と同様の方法にて評価サンプルを作製した。
<Comparative Example 7>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1 except that carbon black A was changed to carbon black H (trade name “Asahi #15” manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd., average particle size 122 nm, iodine adsorption amount 11 mg / g, DBP absorption amount 41 ml / 100 g).

<耐摩耗性の評価>
前記で作製した各サンプルについて、JIS K 6264-2に準拠して、DIN摩耗試験を行った。
<Abrasion resistance evaluation>
Each sample prepared above was subjected to a DIN abrasion test in accordance with JIS K 6264-2.

<耐スコーチ性の評価>
前記で作製した各サンプルについて、JIS K 6300-1に準拠して、ムーニースコーチ試験を実施した。
<Evaluation of scorch resistance>
A Mooney scorch test was performed on each of the samples prepared above in accordance with JIS K 6300-1.

<発熱性>
発熱性の評価は、グッドリッチフレクソメーター(Goodrich Flexometer:JIS K 6265)により行った。グッドリッチフレクソメーターは、加硫ゴム等の試験片に動的繰り返し負荷を加えて、試験片内部の発熱による疲労特性を評価する試験方法であって、詳しくは、一定の温度条件で試験片に静的初期荷重を加え、更に一定振幅の正弦振動を加え、時間の経過と共に変化する試験片の発熱温度やクリープ量を測定するものである。試験方法はJIS K 6265に準拠し、50℃、歪み0.175インチ、荷重55ポンド、振動数毎分1,800回の条件で発熱量(ΔT)を測定した。
<Pyrogenicity>
Pyrogenicity was evaluated using a Goodrich Flexometer (JIS K 6265). The Goodrich flexometer is a test method that applies a dynamic repeated load to a test piece such as vulcanized rubber and evaluates the fatigue characteristics due to heat generation inside the test piece. Specifically, a static initial load is applied to the test piece under constant temperature conditions, and a sinusoidal vibration of a constant amplitude is applied to measure the heat generation temperature and creep amount of the test piece that change over time. The test method conforms to JIS K 6265, and the calorific value (ΔT) was measured under the conditions of 50° C., strain of 0.175 inches, load of 55 pounds, and frequency of vibration of 1,800 times per minute.

<結果>
実施例の結果を下記の表1に、比較例の結果を下記の表2に示す。
<Results>
The results of Examples are shown in Table 1 below, and the results of Comparative Examples are shown in Table 2 below.

<考察>
表1~表3に示す通り、実施例1~20の評価サンプルは、耐スコーチ性や耐摩耗性に優れ、かつ、発熱性が低減されることが確認できた。チアゾールを用いていても、生ゴム中の末端官能基の含有量の合計(A+B)が0.6質量部を超える比較例1については、ムーニー粘度が低すぎて、評価サンプルを作製することができなかった。
<Discussion>
As shown in Tables 1 to 3, it was confirmed that the evaluation samples of Examples 1 to 20 were excellent in scorch resistance and abrasion resistance and had reduced heat build-up. Even if thiazole was used, the Mooney viscosity was too low for Comparative Example 1, in which the total content (A+B) of the terminal functional groups in the raw rubber exceeded 0.6 parts by mass, and an evaluation sample could not be prepared.

実施例で比較すると、末端官能基(A)が0.4質量部以下である実施例1は、末端官能基(A)が0.4質量部を超える実施例4に比べて耐摩耗性に優れ、発熱性がより低減していた。また、実施例1は、末端官能基(B)が0.4質量部を超える実施例5に比べてスコーチタイムがより長くなり、耐摩耗性に優れ、発熱性がより低減していた。
硫黄変性クロロプレンゴム中のチアゾール(C)の含有量とアルキルキサントゲンジスルフィド(D)の含有量の質量比率(D/C)1000以下である実施例2は、質量比率(D/C)が1000を超える実施例8に比べてスコーチタイムがより長くなり、耐摩耗性に優れ、発熱性がより低減していた。
また、実施例15は充填剤であるカーボンブラックのDBP吸収量が150ml/100gを超える実施例20に比べてスコーチタイムがより長くなり、発熱性がより低減していた。実施例17については、DBP吸収量が50ml/100g以下である実施例19に比べて耐摩耗性に優れていた。
実施例18は、充填剤であるカーボンブラックのヨウ素吸着量が20mg/gに満たなかったことから、実施例1と比較して耐摩耗性が劣っていた。
When comparing the examples, Example 1 in which the terminal functional group (A) is 0.4 parts by mass or less has excellent wear resistance and heat build-up compared to Example 4 in which the terminal functional group (A) exceeds 0.4 parts by mass. In addition, Example 1 had a longer scorch time, excellent wear resistance, and lower heat build-up than Example 5, in which the terminal functional group (B) exceeded 0.4 parts by mass.
Example 2, in which the mass ratio (D/C) of the content of thiazole (C) and the content of alkylxanthogen disulfide (D) in the sulfur-modified chloroprene rubber is 1000 or less, had a longer scorch time, excellent wear resistance, and lower heat buildup than Example 8, in which the mass ratio (D/C) exceeded 1000.
Moreover, in Example 15, the scorch time was longer and the heat build-up was further reduced than in Example 20, in which the DBP absorption of carbon black as a filler exceeded 150 ml/100 g. Example 17 was superior in wear resistance to Example 19, which had a DBP absorption of 50 ml/100 g or less.
In Example 18, the iodine adsorption amount of the carbon black used as the filler was less than 20 mg/g, so the wear resistance was inferior to that in Example 1.

Claims (12)

化学式1及び化学式2で表される構造のうち少なくとも化学式1で表される構造を分子末端に有する硫黄変性クロロプレンゴムであって化学式1で表される末端官能基(A)と化学式2で表される末端官能基(B)の質量比率(B/A)が0~6かつ硫黄変性クロロプレンゴム100質量部中の末端官能基(A)と末端官能基(B)の合計量(A+B)が0.1~0.6質量部である硫黄変性クロロプレンゴム100質量部と、
平均粒子径が15~80nmであるカーボンブラック25~55質量部と、を含有するゴム組成物であって、
前記カーボンブラックのヨウ素吸着量が40~150mg/gである、ゴム組成物
(式中、R、Rはそれぞれ水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基又は置換基を有しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアリールチオ基を示すか、また、R、Rは互いに結合して環を形成しても良い。 、R はそれぞれ同一のものでもよく、異なるものでも良い。
(式中、Rは水素原子、又は置換基を有しても良い炭素数1~4のアルキル基を示す。)
A sulfur-modified chloroprene rubber having at least a structure represented by Chemical Formula 1 among the structures represented by Chemical Formula 1 and Chemical Formula 2 at the molecular end, wherein the mass ratio (B/A) of the terminal functional group (A) represented by Chemical Formula 1 and the terminal functional group (B) represented by Chemical Formula 2 is 0 to 6, and the total amount (A + B) of the terminal functional group (A) and the terminal functional group (B) in 100 parts by mass of the sulfur-modified chloroprene rubber is 0.1 to 0.6 parts by mass. 100 parts by mass of len rubber;
A rubber composition containing 25 to 55 parts by mass of carbon black having an average particle diameter of 15 to 80 nm ,
The rubber composition, wherein the carbon black has an iodine adsorption amount of 40 to 150 mg/g .
(In the formula, R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, a cyano group, an optionally substituted alkyl group, or an optionally substituted arylthio group, or R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a ring . R 1 and R 2 may be the same or different.)
(In the formula, R 3 represents a hydrogen atom or an optionally substituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
硫黄変性クロロプレンゴム100質量部中の末端官能基(A)の量が0.05~0.4質量部である請求項1に記載のゴム組成物。 The rubber composition according to claim 1, wherein the amount of the terminal functional group (A) is 0.05 to 0.4 parts by mass in 100 parts by mass of the sulfur-modified chloroprene rubber. 硫黄変性クロロプレンゴム100質量部中の末端官能基(B)の量が0~0.4質量部である請求項1又は請求項2記載のゴム組成物。 3. The rubber composition according to claim 1, wherein the amount of the terminal functional group (B) in 100 parts by mass of the sulfur-modified chloroprene rubber is 0 to 0.4 parts by mass. 硫黄変性クロロプレンゴム100質量部に対して、さらに、チアゾールを0.0005~0.01質量部含有する請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のゴム組成物。 4. The rubber composition according to any one of claims 1 to 3, further comprising 0.0005 to 0.01 parts by mass of thiazole with respect to 100 parts by mass of the sulfur-modified chloroprene rubber. チアゾールが、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-シクロヘキシル-4-メチル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-シクロヘキシル-4,5-ジメチル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N-ジシクロヘキシル-1,3-ベンゾチアゾール-2-スルフェンアミド、N-(tert-ブチル)-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N-ジイソプロピル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、4,5-ジヒドロチアゾール-2-スルフェンアミド、N-シクロヘキシル-4,5-ジヒドロチアゾール-2-スルフェンアミド、N-オキシジエチルベンゾチアゾール-2-スルフェンアミド、2-(4'-モルフォリニルジチオ)ベンゾチアゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール、4,5-ジヒドロ-2メルカプトチアゾール、ジベンジルチアゾリルジスルフィド、2-(モルホリノジチオ)ベンゾチアゾールから選ばれる少なくとも一種の化合物である請求項4に記載のゴム組成物。 thiazole is N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulfenamide, N-cyclohexyl-4-methyl-2-benzothiazolesulfenamide, N-cyclohexyl-4,5-dimethyl-2-benzothiazolesulfenamide, N,N-dicyclohexyl-1,3-benzothiazole-2-sulfenamide, N-(tert-butyl)-2-benzothiazolesulfenamide, N,N-diisopropyl-2-benzothiazolesulfenamide, at least one compound selected from 4,5-dihydrothiazole-2-sulfenamide, N-cyclohexyl-4,5-dihydrothiazole-2-sulfenamide, N-oxydiethylbenzothiazole-2-sulfenamide, 2-(4′-morpholinyldithio)benzothiazole, 2-mercaptobenzothiazole, 4,5-dihydro-2-mercaptothiazole, dibenzylthiazolyl disulfide, and 2-(morpholinodithio)benzothiazole; A rubber composition according to claim 4. 硫黄変性クロロプレンゴム100質量部に対して、さらに、アルキルキサントゲンジスルフィドを0~1.5質量部含有する、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のゴム組成物。 6. The rubber composition according to any one of claims 1 to 5, further comprising 0 to 1.5 parts by mass of an alkylxanthogen disulfide with respect to 100 parts by mass of the sulfur-modified chloroprene rubber. アルキルキサントゲンジスルフィドが、ジメチルキサントゲンジスルフィド、ジエチルキサントゲンジスルフィド、ジプロピルキサントゲンジスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド、ジブチルキサントゲンジスルフィドから選ばれる少なくとも一種の化合物である請求項6に記載のゴム組成物。 7. The rubber composition according to claim 6, wherein the alkylxanthogen disulfide is at least one compound selected from dimethylxanthogen disulfide, diethylxanthogen disulfide, dipropylxanthogen disulfide, diisopropylxanthogen disulfide and dibutylxanthogen disulfide. 硫黄変性クロロプレンゴムに含まれるチアゾール(C)とアルキルキサントゲンジスルフィド(D)の質量比率(D/C)が0~1000である、請求項6又は請求項7に記載のゴム組成物。 8. The rubber composition according to claim 6, wherein the mass ratio (D/C) of thiazole (C) and alkylxanthogen disulfide (D) contained in the sulfur-modified chloroprene rubber is 0-1000. 硫黄変性クロロプレンゴムのJIS K 6300-1に準拠して、L型ロータの予熱時間1分、回転時間4分、試験温度100℃にて測定したムーニー粘度が20~80である、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のゴム組成物。 The rubber composition according to any one of claims 1 to 8, which has a Mooney viscosity of 20 to 80 measured at a test temperature of 100° C. at a test temperature of 100° C. with an L-type rotor preheating time of 1 minute and a rotation time of 4 minutes in accordance with JIS K 6300-1 for sulfur-modified chloroprene rubber. カーボンブラックのDBP吸収量が50~150ml/100gである請求項1から請求項9のいずれかに記載のゴム組成物 10. The rubber composition according to any one of claims 1 to 9, wherein the carbon black has a DBP absorption of 50 to 150 ml/100 g . 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のゴム組成物からなる加硫物。 A vulcanizate comprising the rubber composition according to any one of claims 1 to 10 . 請求項11に記載の加硫物からなる成形品。 A molded article made from the vulcanizate according to claim 11 .
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