JPH05230287A

JPH05230287A - 難燃性ゴム組成物

Info

Publication number: JPH05230287A
Application number: JP6977392A
Authority: JP
Inventors: Junichi Yamagishi; 淳一山岸; Takatsugu Hashimoto; 隆次橋本; Kazuo Yagawa; 一夫矢川; Kazuo Hachitani; 和郎蜂谷
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1992-02-19
Filing date: 1992-02-19
Publication date: 1993-09-07

Abstract

(57)【要約】【構成】天然ゴム及び／又はポリイソプレンゴム５０
〜８７重量部、コバルト化合物触媒で重合されたポリブ
タジエンゴム１０〜３０重量部、ニトリル基含有エラス
トマー３〜４５重量部よりなるゴム成分１００重量部を
含む、ゴム組成物に対して、赤リン１〜２４重量％を配
合し、赤リンとニトリル基含有エラストマーの合計が６
０重量％以下である加硫可能なゴム組成物で、酸素指数
が１９．８〜２７．５の範囲内である難燃性ゴム組成
物。【効果】耐破壊性、耐摩耗性などゴム物性本来の性能
を実質的に全く損うことなしに、有効な難燃性を付与し
たゴム組成物であり、火災防止機能を必要とするタイ
ヤ、工業用品に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両火災等の延焼、ある
いは車両火災自体を防止することが可能な難燃性ゴム組
成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】赤リンがゴム等のエラストマーの難燃剤
として有効であることは公知である。赤リンは一般にマ
トリックスの炭化を促進し、表面炭化層を形成すること
により酸素を遮断し難燃性をもたらす。さらにリンがメ
タリン酸を経て、ポリリン酸になり、この粘繹で不揮発
性の保護皮膜が酸素を遮断し、難燃性をもたらすという
メカニズムが提唱されている。すなわち赤リンの難燃効
果は炭化促進と皮膜効果の併用によって発現するもので
ある。

【０００３】しかし単独添加では大量添加しなければ十
分な難燃性は得られず、大量添加すれば、カーボンブラ
ック等と異なりゴムへの補強性もないので、耐久性、強
度等の低下を来す。本発明者らの一部は、先に赤リンに
対し、ニトリル基を分子内に有するエラストマーを配合
することによって、その相乗効果で、赤リンの配合量を
大幅に減少させても、難燃性が低下せず、その配合量の
減少によって、ゴム組成物本来の耐久性、強度等の低下
も回避できることを知見し、特願平３−３１８５６２号
で出願している。

【０００４】しかし、通常１種以上の難燃剤が添加され
たゴム組成物は、その難燃剤の配合量が増せば増す程、
難燃性は向上するが、ゴム組成物の破壊性、摩耗性の低
下は避けることができない。この事実から、タイヤで使
用するゴム組成物は、その物性低下を押さえるため、難
燃剤の量を減少させることとなり、酸素指数の低下をま
ねく結果になる。

【０００５】原料ゴムとして、天然ゴム・イソプレンゴ
ム系、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム、ポリブタジ
エン等のジエン系ゴムの中で、耐破壊性に効果のある天
然ゴム・イソプレンゴム系、耐摩耗性に効果のあるポリ
ブタジエンを組み合わせることにより、難燃剤、難燃助
剤の量を減少させずに、破壊、摩耗の低下を防ごうと試
みたが、天然ゴム、イソプレンゴム系を増せば、耐破壊
性は向上するが、総ゴム重量分は１００であり、難燃剤
等の重量分を減らさないとすれば、ポリブタジエン成分
が少なくなる方向となり、耐摩耗性は向上せず、酸素指
数は高いが、耐摩耗性が低い結果となる。逆に耐摩耗性
を向上させるべく、ポリブタジエンゴム重量分を増す
と、天然ゴム・イソプレン系ゴム重量分が減るため、耐
破壊性が向上しない。

【０００６】特開昭６２−１７９５４２号公報には、固
有粘度（η）が３．０〜６．０で且つシス１‐４構造の
ポリブタジエン７０〜３０重量部と、固有粘度（η）が
０．６〜１．４で且つシス１‐４構造のポリブタジエン
３０〜７０重量部を配合したポリスチレン樹脂のゴム成
分として、耐衝撃性及び光沢等の改良された耐衝撃性ポ
リスチレン系樹脂を与えるポリブタジエンゴム組成物が
開示されており、コバルト系触媒も使用されている。し
かしポリブタジエンゴムの分子特性を改良して、配合重
量分が少なくて耐摩耗性を改良することについては何等
記載されていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、酸素
指数の低下をまねかないため、難燃剤、難燃助剤の配合
量を減少させることなく、耐破壊性、耐摩耗性の両者の
低下を防いだ難燃ゴム組成物を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するため鋭意研究を行った結果、ゴム配合中の原
料ゴムの一部であるポリブタジエンゴムの分子特性を改
質することにより、耐摩耗性を改良しつつ、耐破壊性も
改良し、ひいては、難燃性とも両立せしめ得ることを見
い出し本発明を完成した。

【０００９】すなわち本発明は（１）天然ゴム及び／又はポリイソプレンゴム５
０〜８７重量部、コバルト化合物触媒を用いて重合されたポリブタジ
エンゴム１０〜３０重量部、ニトリル基含有エラストマー３〜４５重量部よりな
るゴム成分１００重量部を含有してなるゴム組成物に対
して、赤リン１〜２４重量％を配合してなり、ニトリル基
含有エラストマーと赤リンの合計がゴム組成物に対して
６０重量％以下である加硫可能なゴム組成物であって、
酸素指数が１９．８〜２７．５の範囲内にある難燃性ゴ
ム組成物であり、

【００１０】（２）該ニトリル基含有エラストマーの
ニトリル基含有量が１５〜３０重量％である前項（１）
記載の難燃性ゴム組成物であり、

【００１１】（３）該ポリブタジエンの重量平均分子
量が５０万〜８０万であり、重量平均分子量Ｍｗ／数平
均分子量Ｍｎ（分子量分布）が１．８〜２．５である前
項（１）記載の難燃性ゴム組成物である。

【００１２】本発明は、特願平３−３１８５６２号にく
らべて、原料ゴムにおいて天然ゴム・イソプレンゴム系
ゴムにポリブタジエン系ゴムを１０〜３０重量部を加
え、しかもこのポリブタジエン系ゴムがコバルト化合物
触媒を用いて重合されたポリブタジエンゴムである点に
特徴がある。即ちポリブタジエン系ゴムの配合量とその
分子特性が重要である。

【００１３】本発明において、天然ゴム・ポリイソプレ
ン系ゴムは、原料ゴム全体を１００重量部として、５０
〜８０重量部である。５０重量部未満であると、耐破壊
性が低下し、８０重量部超であると耐摩耗性が低下す
る。ポリブタジエン系ゴムは、原料ゴム全体に対し１０
〜３０重量部配合するが、１０重量部未満では耐摩耗性
が低下し、３０重量部超であると耐破壊性が低下する。

【００１４】ポリブタジエン系ゴムの分子特性として、
重合触媒、分子量、及び分子量分布があるが、ポリブタ
ジエン系ゴムの配合量を少くして、耐摩耗性を向上させ
るには、触媒についてはコバルト化合物系触媒を使用
し、重量平均分子量が５０万〜８０万であり、分子量分
布即ち重量平均分子量Ｍｗ／数平均分子量Ｍｎが１．８
〜２．５であることが好ましい。

【００１５】ニトリル基含有エラストマーについては、
ニトリル基含有量が１５〜３０重量％であるエラストマ
ーを、ゴム成分全体１００重量部に対し、３〜４５重量
部を配合する。ニトリル基含有エラストマーとしてはア
クリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）が好ましく用
いられる。ゴム組成物全体に対し、赤リン１〜２４重量
％及びニトリル基含有エラストマーの合計がゴム組成物
中６０重量％以下で、酸素指数を１９．８〜２７．５の
範囲とすることができる。酸素指数の定義及び測定方法
はＪＩＳＫ７２０１による。

【００１６】ゴム配合剤としては、補強剤としてのカー
ボンブラックの他各種充填剤、軟化剤、加硫剤、加硫促
進剤、加硫促進助剤、老化防止剤等のゴム薬品は全て用
いることができる。カーボンブラックとしてはＩＳＡＦ
が好ましいが、その他ＳＡＦ、Ｎ３３９等も使用でき
る。

【００１７】本発明の難燃性ゴム組成物は、トレッド、
サイドウォール部以外の各部材にも適用できることは勿
論であり、トレッド、サイドウォールの一方のみに適用
してもよい。

【００１８】

【実施例】以下に実施例によって、本発明を更に具体的
に説明するが、本発明は、この実施例によって何等限定
されるものではない。タイヤサイズとして１０００Ｒ２
０のスチールラジアルを使用し、トレッド及びサイドウ
ォールに各種難燃ゴム組成物を適用し、タイヤの難燃性
を評価した。各実施例、比較例のタイヤを標準リムに装
着し、一旦標準空気圧を充填し、タイヤをリムに十分定
着させた後、車両に装着したのと同様の状態に軸を水平
に保持し、ブタンガスバーナーを用い、バーナーの火口
をタイヤトレッドの下約５cmの位置に固定し、火炎温度
約１０００℃、火炎の高さ約１０cm、幅１０cm、厚さ約
１cmの炎で１５分間加熱した後ガスバーナーの炎を消
し、何分後に自己消火したか、あるいは燃焼を継続し、
完全燃焼に至ったかのテストにより評価した。

【００１９】表１、表２に各難燃ゴム組成物のゴム成
分、難燃助剤を記載した（各々ゴム成分を１００重量部
としての重量部で示す）難燃剤は、このゴム成分１００
重量部を含有して、それに以下のカーボンブラック等を
含むゴム組成物中の重量％で示す。その他の成分として
は、ゴム成分１００重量部に対しカーボンブラック（ＩＳＡＦ）４６重量部ステアリン酸２重量部亜鉛華３．５重量部加硫促進剤（ＣＺ）１．０重量部硫黄１．５重量部を添加した。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】実施例１〜３は、いずれも瞬時に消炎し、
良好であった。比較例１はポリブタジエンゴムを３０重
量部超の５３重量部を使用しているので、触媒はニッケ
ル触媒であるにも拘らず耐摩耗性は良好であるが、ＮＲ
が３０重量部と減少することになるので、耐破壊性が劣
る。比較例２はポリブタジエンゴムを３０重量部に減少
させたが、ＮＲはまだ５３重量部にしかならないので耐
破壊性がやはり劣り、同配合の実施例２と比較してニッ
ケル触媒を使用しているので、ＢＲが同量にも拘らず耐
摩耗性も劣る。ニッケル触媒を使用した場合のポリブタ
ジエンゴム（ＢＲ）の重量平均分子量は４８万、Ｍｗ／
Ｍｎは３．８であった。

【００２３】比較例３はＢＲを２０重量部と減少させた
ので、ＮＲは６３重量部となり耐破壊性は改良された
が、ＢＲの量が不足し、ニッケル触媒を使用しているこ
ともあり、耐摩耗性が劣る。比較例４はＢＲを５０重量
部と増量し、コバルト触媒を使用しているので耐摩耗性
は良好であるが、ＮＲが３３重量部と減り、耐破壊性が
劣る。コバルト触媒を使用した場合のポリブタジエンゴ
ム（ＢＲ）の重量平均分子量は６０万、Ｍｗ／Ｍｎは
２．２であった。比較例５はＢＲを配合していないの
で、耐摩耗性が著しく劣る。比較例６はＮＲを配合して
いないので、耐破壊性が著しく劣る。比較例７，８は実
施例３に対応して、赤リン、ニトリル基含有エラストマ
ーを増量しているので、実施例３と同様、難燃性は著し
く向上しているが、比較例７はＢＲが、コバルト触媒の
ものであるが赤リンとＮＢＲの合計が３０重量％超とな
る関係上、配合量が少くなり、耐摩耗性が劣る。比較例
８はＢＲが配合されてないので、耐摩耗性は著しく劣
る。対照例は、難燃助剤のＮＢＲを配合していないの
で、難燃性が不合格である。ＮＢＲとＢＲの分、ＮＲを
大量に配合できるので、耐破壊性は優れ、耐摩耗性もま
ずまずであるが、本発明の目的である難燃性が達せられ
ない。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、耐破壊性、耐摩耗性な
どゴム物性本来の性能を実質的に全く損なうことなし
に、有効な難燃性を付与することができる。そればかり
でなく、ハロゲン系難燃剤を使用した場合に比較して、
燃焼時の低発煙性をも得られる。本発明の難燃性ゴムを
用いた製品は火災防止機能を与えることができるため、
工業用品、タイヤ等火災防止機能が強く望まれる分野で
極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はタイヤの半分の断面立面図で、本発明の
難燃性ゴム組成物を特に使用するトレッド、サイドウォ
ール部を示したものである。

【符号の説明】

１トレッド２インナーライナー３サイドウォール４カーカスプライ５ベルト６ビードワイヤー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】天然ゴム及び／又はポリイソプレン
ゴム５０〜８７重量部、コバルト化合物触媒を用いて重合されたポリブタジ
エンゴム１０〜３０重量部、ニトリル基含有エラストマー３〜４５重量部よりな
るゴム成分１００重量部を含有してなるゴム組成物に対
して、赤リン１〜２４重量％を配合してなり、ニトリル基
含有エラストマーと赤リンの合計がゴム組成物に対して
６０重量％以下である加硫可能なゴム組成物であって、
酸素指数が１９．８〜２７．５の範囲内にある難燃性ゴ
ム組成物。
【請求項２】該ニトリル基含有エラストマーのニトリ
ル基含有量が１５〜３０重量％である請求項１記載の難
燃性ゴム組成物。
【請求項３】該ポリブタジエンの重量平均分子量が５
０万〜８０万であり、重量平均分子量Ｍｗ／数平均分子
量Ｍｎ（分子量分布）が１．８〜２．５である請求項１
記載の難燃性ゴム組成物。