JP7360882B2 - ゴム組成物、複合体、ホース、コンベヤベルト、クローラおよびタイヤ - Google Patents
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Description
ゴム-金属間接着促進剤とを含み、
前記ゴム成分は、ゴム成分100質量部当たり、クロロプレンゴムを少なくとも10質量部含み、
前記ゴム-金属間接着促進剤は、脂肪族カルボン酸の金属塩(1)および一般式(A):[(RCOO)xMO]3Zで表される化合物(2)からなる群より選択される1種以上を含み、
前記脂肪族カルボン酸の金属塩(1)の脂肪族カルボン酸は、炭素数が2~25であり、
前記脂肪族カルボン酸の金属塩(1)の金属は、ビスマス、亜鉛、銅、アンチモン、銀、ニオブまたはジルコニウムであり、
前記一般式(A)中、(RCOO)は、炭素数2~25の脂肪族カルボン酸の残基であり、Mは、ビスマス、亜鉛、銅、アンチモン、銀、ニオブまたはジルコニウムであり、xは、1以上かつ(Mの価数-1)の整数であり、Zは、下記式(z-1)~(z-4)から選択される構造である、ゴム組成物である。
本発明に係るゴム組成物は、
ゴム成分と、
ゴム-金属間接着促進剤とを含み、
前記ゴム成分は、ゴム成分100質量部当たり、クロロプレンゴムを少なくとも10質量部含み、
前記ゴム-金属間接着促進剤は、脂肪族カルボン酸の金属塩(1)および一般式(A):[(RCOO)xMO]3Zで表される化合物(2)からなる群より選択される1種以上を含み、
前記脂肪族カルボン酸の金属塩(1)の脂肪族カルボン酸は、炭素数が2~25であり、
前記脂肪族カルボン酸の金属塩(1)の金属は、ビスマス、亜鉛、銅、アンチモン、銀、ニオブまたはジルコニウムであり、
前記一般式(A)中、(RCOO)は、炭素数2~25の脂肪族カルボン酸の残基であり、Mは、ビスマス、亜鉛、銅、アンチモン、銀、ニオブまたはジルコニウムであり、xは、1以上かつ(Mの価数-1)の整数であり、Zは、下記式(z-1)~(z-4)から選択される構造である、ゴム組成物である。
本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分100質量部当たり、クロロプレンゴム(CR)を少なくとも10質量部含む。
本発明に係るゴム組成物は、ゴム-金属間接着促進剤を含む。そして、当該ゴム-金属間接着促進剤は、脂肪族カルボン酸の金属塩(1)および一般式(A):[(RCOO)xMO]3Zで表される化合物(2)からなる群より選択される1種以上を含み、当該脂肪族カルボン酸の金属塩(1)の脂肪族カルボン酸は、炭素数が2~25であり、当該脂肪族カルボン酸の金属塩(1)の金属は、ビスマス、亜鉛、銅、アンチモン、銀、ニオブまたはジルコニウムであり、一般式(A)中、(RCOO)は、炭素数2~25の脂肪族カルボン酸の残基であり、Mは、ビスマス、亜鉛、銅、アンチモン、銀、ニオブまたはジルコニウムであり、xは、1以上かつ(Mの価数-1)の整数であり、Zは、下記式(z-1)~(z-4)から選択される構造である。
脂肪族カルボン酸の金属塩(1)(以下、単に「金属塩(1)」ということがある)は、炭素数2~25の脂肪族カルボン酸と金属との化学反応によって形成される金属塩である。金属塩(1)は、本発明のゴム組成物において、ゴム-金属間接着促進剤として働く。ここで、当業者には明らかなように、上記金属塩(1)は、脂肪族カルボン酸アニオンと、金属カチオンとから形成される金属塩であるが、本明細書では、説明の便宜上、金属塩(1)を形成している脂肪族カルボン酸アニオンおよび金属カチオンをそれぞれ、単に脂肪族カルボン酸および金属という。
化合物(2)は、一般式(A):[(RCOO)xMO]3Zで表される構造を有する。化合物(2)は、本発明のゴム組成物において、ゴム-金属間接着促進剤として働く。
化合物(2)とゴム成分との相溶性およびゴム組成物と金属材料との接着性の観点から、脂肪族カルボン酸の炭素数は、2以上である。また、化合物(2)の合成の容易さおよびゴム組成物と金属材料との接着性の観点から、脂肪族カルボン酸の炭素数は、25以下である。ここで、本発明において、脂肪族カルボン酸の炭素数とは、脂肪族カルボン酸のカルボキシル基の炭素を含む数を言う。
本発明に係るゴム組成物は、シリカをさらに含んでいてもよい。これにより、より良好なゴム-金属間の接着性が得られる。シリカは、特に限定されず、公知の未変性シリカまたは変性シリカから適宜選択すればよい。
本発明に係るゴム組成物は、フェノール樹脂をさらに含んでいてもよい。これにより、より良好なゴム-金属間の接着性が得られる。フェノール樹脂は、特に限定されず、公知のフェノール樹脂から適宜選択すればよい。
本発明に係るゴム組成物は、酸化マグネシウムをさらに含んでいてもよい。これにより、コバルト塩を含有するゴム組成物と同等以上のゴム-金属間の接着性に加えて、ゴム組成物の優れた切断時引張強さも得られる。
本発明に係るゴム組成物には、上記必須成分の他、ゴム組成物に配合される公知の添加剤を適宜配合してもよい。このような添加剤としては、例えば、フィラー(例えば、カーボンブラック)、加硫剤(架橋剤)、加硫促進剤、加硫遅延剤、老化防止剤、補強剤、軟化剤、加硫助剤、着色剤、難燃剤、滑剤、発泡剤、可塑剤、加工助剤、酸化防止剤、スコーチ防止剤、紫外線防止剤、帯電防止剤、着色防止剤およびオイルなどが挙げられる。これらは、それぞれ、1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明に係る複合体は、上記いずれかのゴム組成物と金属部材との、複合体である。これにより、コバルト塩を含有するゴム組成物と同等以上のゴム-金属間の接着性を有する。
本発明に係るホースは、上記いずれかのゴム組成物または複合体を用いた、ホースである。これにより、コバルト塩を含有するゴム組成物と同等以上のゴム-金属間の接着性を有する。
本発明に係るコンベヤベルトは、上記いずれかのゴム組成物または複合体を用いた、コンベヤベルトである。これにより、コバルト塩を含有するゴム組成物と同等以上のゴム-金属間の接着性を有する。
本発明に係るクローラは、上記いずれかのゴム組成物または複合体を用いた、クローラである。これにより、コバルト塩を含有するゴム組成物と同等以上のゴム-金属間の接着性を有する。
本発明に係るタイヤは、上記いずれかのゴム組成物または複合体を用いた、タイヤである。これにより、コバルト塩を含有するゴム組成物と同等以上のゴム-金属間の接着性を有する。
CR:デンカ社製の商品名「デンカクロロプレンDCR-36」
NR:RSS3号
SBR:JSR社製の商品名「JSR 1500」
BR:宇部興産社製の商品名「UBEPOL VCR(登録商標)」
ネオデカン酸ビスマス:脂肪族カルボン酸の金属塩(1)に相当
ネオデカン酸亜鉛:脂肪族カルボン酸の金属塩(1)に相当
ステアリン酸コバルト:DIC社製の商品名「Co-STEARATE」
ネオデカン酸コバルト:DIC社製の商品名「DICNATE(登録商標)5000」
カーボンブラック:旭カーボン社製の商品名「旭#50」
シリカ:東ソー・シリカ社製の商品名「Nipsil(登録商標)AQ」
フェノール樹脂:住友ベークライト社製の商品名「スミライトレジン(登録商標)PR-12687」
酸化マグネシウム:協和化学工業社製の商品名「キョーワマグ(登録商標)30」
硫黄:鶴見化学工業社製の商品名「SULFAX(登録商標)5」
加硫促進剤:大内新興化学工業社製の商品名「ノクセラーNS」、N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
亜鉛華:東邦亜鉛社製の商品名「銀嶺(登録商標)SR」
金属ワイヤー:直径0.30mm、長さ100mmのブラスメッキ(Cu:質量63%、Zn:37質量%、メッキ付着量4g/kg)スチールワイヤー
表1に示す配合(硫黄および加硫促進剤を除く)で、インターナルミキサーを用いて混錬物の温度が170℃になるまで混練りした後、その混合物を40℃以下まで冷却した。次いで、その混合物に硫黄および加硫促進剤を添加して、未加硫のゴム組成物を得た。
得られた未加硫のゴム組成物のうちの2つをそれぞれ縦150mm、横150mm、厚さ2mmのシートに圧延成型し、それぞれに金属ワイヤーを7本隙間なく並べて、167℃、15分の条件で加硫して、加硫ゴムを含むゴム-金属複合体の試験サンプルを得た。
上記の加硫ゴムを含むゴム-金属複合体の試験サンプルについて、金属ワイヤーのうち、両端の2本を除く5本をまとめて一定の力でペンチで引っ張った。同じ試験をもう1つの試験サンプルについても行った。そして、引っ張った後の金属ワイヤー表面の加硫ゴムの被覆率(%)を測定した。結果を表1に示す。被覆率の値が大きいほど、ゴム-金属間の接着性が良好であることを示し、2回とも80%以上の場合、接着性は合格である。表1中、記号「/」の左側が1回目の試験結果、記号「/」の右側が2回目の試験結果を表す。
得られた未加硫のゴム組成物を167℃、15分の条件で加硫した後、JIS K 6251に準拠して、加硫ゴムの切断時引張強さ(Tb)と切断時伸び(Eb)を測定した。結果を表1に示す。TbとEbの値が大きいほど、ゴム組成物の耐久性が良好であることを示す。
ゴム組成物の配合を表1に示す配合に変更したこと以外は、実施例1と同様に未加硫ゴム組成物を調製し、加硫ゴムを含むゴム-金属間接着性試験および耐久性評価を行った。結果を表1に示す。
Claims (18)
- ゴム成分と、
ゴム-金属間接着促進剤と、
酸化マグネシウムとを含み、
前記ゴム成分は、ゴム成分100質量部当たり、クロロプレンゴムを少なくとも10質量部含み、
前記ゴム-金属間接着促進剤は、脂肪族カルボン酸の金属塩(1)および一般式(A):[(RCOO)xMO]3Zで表される化合物(2)からなる群より選択される1種以上を含み、
前記脂肪族カルボン酸の金属塩(1)の脂肪族カルボン酸は、炭素数が2~25であり、
前記脂肪族カルボン酸の金属塩(1)の金属は、ビスマス、亜鉛、銅、アンチモン、銀、ニオブまたはジルコニウムであり、
前記一般式(A)中、(RCOO)は、炭素数2~25の脂肪族カルボン酸の残基であり、Mは、ビスマス、亜鉛、銅、アンチモン、銀、ニオブまたはジルコニウムであり、xは、1以上かつ(Mの価数-1)の整数であり、Zは、下記式(z-1)~(z-4)から選択される構造であり、
前記ゴム-金属間接着促進剤の配合量が、ゴム成分100質量部当たり、0.5~20質量部であり、
前記酸化マグネシウムの配合量が、ゴム成分100質量部当たり、0.3~6質量部であり、
ただし、前記化合物(2)において、Mが亜鉛であり、かつ、Zが式(z-1)である場合を除く、ゴム組成物。
- 前記ゴム成分が、ゴム成分100質量部当たり、クロロプレンゴムを90質量部以下含む、請求項1に記載のゴム組成物。
- シリカをさらに含む、請求項1または2に記載のゴム組成物。
- フェノール樹脂をさらに含む、請求項1~3のいずれか一項に記載のゴム組成物。
- 前記ゴム成分が、クロロプレンゴムと、天然ゴム、スチレンブタジエンゴムおよびブタジエンゴムからなる群より選択される1種以上との組合せである、請求項1~4のいずれか一項に記載のゴム組成物。
- 前記ゴム-金属間接着促進剤が、前記脂肪族カルボン酸の金属塩(1)を含み、前記脂肪族カルボン酸の金属塩(1)の金属が、ビスマスまたは亜鉛である、請求項1~5のいずれか一項に記載のゴム組成物。
- 前記ゴム-金属間接着促進剤が、前記脂肪族カルボン酸の金属塩(1)を含み、前記脂肪族カルボン酸の金属塩(1)の脂肪族カルボン酸が、脂肪族モノカルボン酸または脂肪族ジカルボン酸である、請求項1~6のいずれか一項に記載のゴム組成物。
- 前記脂肪族カルボン酸の金属塩(1)の脂肪族カルボン酸が、炭素数2~20の飽和脂肪族モノカルボン酸である、請求項7に記載のゴム組成物。
- 前記飽和脂肪族モノカルボン酸が、2-エチルヘキサン酸、ネオデカン酸、ヘキサデカン酸またはオクタデカン酸である、請求項8に記載のゴム組成物。
- 前記ゴム-金属間接着促進剤が、前記化合物(2)を含み、前記一般式(A)中、Mが、ビスマスまたは亜鉛である、請求項1~9のいずれか一項に記載のゴム組成物。
- 前記ゴム-金属間接着促進剤が、前記化合物(2)を含み、前記一般式(A)中、Zが、前記式(z-1)で表される構造である、請求項1~10のいずれか一項に記載のゴム組成物。
- 前記ゴム-金属間接着促進剤が、前記化合物(2)を含み、前記一般式(A)中、(RCOO)が、炭素数2~20の飽和脂肪族モノカルボン酸の残基である、請求項1~11のいずれか一項に記載のゴム組成物。
- 前記飽和脂肪族モノカルボン酸が、2-エチルヘキサン酸、ネオデカン酸、ヘキサデカン酸またはオクタデカン酸である、請求項12に記載のゴム組成物。
- 請求項1~13のいずれか一項に記載のゴム組成物と金属部材との、複合体。
- 請求項14に記載の複合体を用いた、ホース。
- 請求項14に記載の複合体を用いた、コンベヤベルト。
- 請求項14に記載の複合体を用いた、クローラ。
- 請求項14に記載の複合体を用いた、タイヤ。
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