JPH1087900A - ゴム組成物 - Google Patents
ゴム組成物Info
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Abstract
加硫後の耐屈曲疲労性に優れると共に、軽量化を可能に
したゴム組成物の提供。 【解決手段】 このゴム組成物は、ジエン系ゴムに対し
ポリオレフィン系樹脂の変性重合体を配合してなる。
Description
性、耐屈曲疲労性、耐カット性に優れると共に、軽量化
を可能にしたゴム組成物に関する。
ト、防振ゴム、防舷材、靴底等を構成するゴム組成物と
して、耐カット性を向上させるためにジエン系ゴムにプ
ロピレン−エチレンブロック共重合体を配合したものが
提案されている(特公平7-122005号公報) 。
ック共重合体のようなポリオレフィン系樹脂をジエン系
ゴムに配合すると、耐カット性は向上するものの未加硫
時の加工性、加硫後の耐屈曲疲労性が低下するという欠
点があった。
ット性ばかりでなく未加硫時の加工性、加硫後の耐屈曲
疲労性に優れると共に、軽量化を可能にしたゴム組成物
を提供することである。
ジエン系ゴム100重量部に対し、ポリオレフィン系樹
脂を不飽和カルボン酸で変性した変性重合体を1〜50
重量部配合してなることを特徴とする。このようにジエ
ン系ゴムにポリオレフィン系樹脂の変性重合体を配合し
たため、耐カット性を向上させることができる。
ン系樹脂を配合してシートにすると、その未加硫ゴム組
成物シートのオープンロールへの巻き付きやシートのエ
ッジ部の切れ、シート表面のザラつきが生じたりして未
加硫時の加工性が悪化する。本発明では、ポリオレフィ
ン系樹脂の変性重合体を用いているため、このような未
加硫時の加工性の悪化が生じることはない。
ィン系樹脂を配合すると加硫後の耐屈曲疲労性が低下し
てしまう。本発明では、ポリオレフィン系樹脂の変性重
合体を用いているため、このような耐屈曲疲労性の低下
を防止することができる。そのうえ、上記のように耐カ
ット性を向上させることができるため、製品の強度が高
いので製品の薄肉化が可能となるから製品の軽量化を図
ることができる。また、ポリオレフィン系樹脂の変性重
合体は比重が比較的小さいため、これを配合したコンパ
ウンド(ゴム組成物)は比重が小さくなるので、この面
からも製品の軽量化をはかることができる。なお、製品
を薄肉化すると、一般に未加硫半製品のコシがなくな
り、作業性悪化・製品バランス悪化が生じるが、本発明
ではグリーンモジュラスが向上するので、このような悪
化がもたらされることはない。
例えば、天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(I
R)、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)、又はこれらの1種以上の
混合物である。また、ポリオレフィン系樹脂が、ポリエ
チレン(低密度から高密度にわたる各種密度のポリエチ
レン、超高分子量ポリエチレンなど)、ポリプロピレ
ン、プロピレン−エチレン共重合体(ブロック共重合
体、ランダム共重合体等各種)、ポリブテン、ポリオク
テン、これらの相互共重合体、エチレン−酢酸ビニル共
重合体(EVA)、エチレン−アクリル酸共重合体(E
AA)、エチレン−アクリル酸エチル共重合体(EE
A)、エチレン−アクリル酸メチル共重合体(EM
A)、エチレン−メタアクリル酸メチル共重合体(EM
MA)、又はエチレン−メタアクリル酸共重合体(EM
AA)である。
は、不飽和カルボン酸である。この不飽和カルボン酸と
しては、例えば、下記式を有するマレイン酸、フマル
酸、アクリル酸、クロトン酸、メタアクリル酸、イタコ
ン酸、又はその酸無水物を挙げることができる。変性は
常法によって行えばよい。また、変性割合は0.1〜
0.3重量%でよい。
ン酸で変性した変性重合体は、例えば、ポリエチレンと
マレイン酸のグラフト共重合体、エチレン−アクリル酸
メチル−無水マレイン酸三元共重合体などである。
100重量部に対し、上記ポリオレフィン系樹脂を上記
不飽和カルボン酸で変性した変性重合体を1〜50重量
部配合してなる。変性重合体が1重量部未満では目的と
する効果を得ることができない。50重量部を超えると
未加硫時の加工性が悪化してしまう。この配合に際して
は、ジエン系ゴムとの混練をよくするために変性重合体
を粒径100μm以下の粉体品として用いるのがよい。
また、この配合に際しては、カーボンブラック、酸化亜
鉛、ステアリン酸、ワックス、老化防止剤、プロセス
油、加硫促進剤、硫黄等のゴム配合に通常用いられてい
る配合剤を適宜配合することができる。
表1に示す配合成分のうち(重量部)、加硫促進剤と硫
黄以外の原料を混合してマスターバッチを作製した。混
合時間は3.5分で放出温度は160℃であった。この
マスターバッチにオープンロールにて残りの配合剤を添
加し、未加硫のゴム組成物のシートを調製した。表2に
は、表1で用いるポリオレフィン系樹脂の種類を示す。
表1の配合による未加硫のゴム組成物のロール加工性及
びシートの仕上がり状態について比較した結果を表3に
示す。
レフィン系樹脂(樹脂A、樹脂B、樹脂C)を配合した
ゴム組成物(比較例1、2、3)はオープンロールへの
巻き付きが悪く、作業性に支障をきたし、かつシートの
仕上がりに問題があるのに対して、マレイン酸変性ポリ
オレフィン系樹脂である樹脂Dと樹脂Eを配合したゴム
組成物(実施例1、2)はいずれも良好な状態であった
(ゴムにポリオレフィン系樹脂を配合すると、未加硫ゴ
ム組成物のオープンロールへの巻き付きや、シートのエ
ッジ部が切れたり表面がザラついたりして、加工性が悪
化するが、変性ポリオレフィン系樹脂を配合したゴム組
成物は加工性を改良することが判る)。
の配合により得られた未加硫のゴム組成物を金型内で1
60℃にて15分間加圧加熱し、加硫ゴム組成物の試験
片を作製した。得られた試験片を用いて、JIS K6
260に従い、試験温度23℃において屈曲亀裂成長試
験を行なった。この結果を表4に示す。
レフィン系樹脂を配合した加硫ゴム組成物(比較例4〜
6)は屈曲疲労による亀裂長さが20mmに達するまでの
屈曲回数が70×103 〜100×103 回であるのに
対して、マレイン酸変性ポリオレフィン系樹脂である樹
脂Dを配合したもの(実施例3)は150×103 回、
樹脂Eを配合したもの(実施例4)は200×103 回
であり、耐屈曲疲労性能が大幅に改良される(ゴムにポ
リオレフィン系樹脂を配合すると加硫ゴム組成物の耐屈
曲疲労性が低下するが、変性ポリオレフィン系樹脂を配
合すると耐屈曲疲労性が向上することが判る)。
(E′)・タイヤにおける実車耐外傷性:密閉性ミキサ
ーにて、表5に示す配合成分のうち(重量部)、加硫促
進剤と硫黄以外の原料を混合してマスターバッチを作製
した。混合時間は3.5分で放出温度は160℃であっ
た。このマスターバッチにオープンロールにて残りの配
合剤を添加し、未加硫のゴム組成物を調製した(比較例
7〜9、実施例5〜6)。これらのゴム組成物につき、
グリーンモジュラス、動的弾性率(E′)、タイヤにお
ける実車耐外傷性を評価した。この結果を表5に示す。
品のコシがなくなり、成型作業性の悪化や半製品運搬中
の変形による不良が起こりやすくなる。グリーンモジュ
ラスが高いゴム組成物はコシがでるので、この問題が改
善される。
耐外傷性(耐カット性)がある。この耐外傷性はゴムの
粘弾性特性、特に動的弾性率(E′)と相関している。
動的弾性率(E′)が高いゴムは耐外傷性に優れる。
部を薄肉化できるため軽量化できる。
ジュラス) 表5の配合による未加硫のゴム組成物を金型内で100
℃、1分間の冷プレスによりシートに作製し、この未加
硫ゴム組成物シートについてJIS K6251(3号
ダンベルを使用)に従い室温にて引張試験を実施し、5
0%及び100%の変形モジュラスを求めた。
(樹脂D)を配合したもの(実施例5〜6)は、ポリオ
レフィン系樹脂未加硫配合のもの(比較例7)及び超高
分子量ポリエチレン(樹脂A)を配合したもの(比較例
8〜9)と比べて大幅にグリーンモジュラスが高いこと
がわかる。
で160℃にて15分間加圧加熱し、加硫ゴム組成物の
試験片を作製した。この試験片を東洋精機製レオグラフ
−ソリッドを用いて予備伸長10%、20Hzの±2%の
動ひずみ、室温にて粘弾性試験を実施し、動的弾性率
(E′)を求めた。
(樹脂D)を配合したもの(実施例5〜6)は、ポリオ
レフィン系樹脂未配合のもの(比較例7)及び超高分子
量ポリエチレン(樹脂A)を配合したもの(比較例8〜
9)と比べて大幅にE′が高いことがわかる。タイヤにおける実車耐外傷性の測定 表5の配合による未加硫のゴム組成物をタイヤのサイド
ウォールの概略形状(図1参照)に押出してグリーンタ
イヤを成型加硫した。
一対のビードコア3およびビードフィラー4の廻りにタ
イヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられており、
トレッド5ではカーカス層1の外側にベルト層6がタイ
ヤ1周に亘って配置されている。2はサイドウォールで
ある。
00ccの小型乗用車Xに装着し、空気圧を200kPa と
して、図2に示すように、高さ100mmの鋼鉄製の縁石
Yを進入角度30°で乗り越えさせた(縁石乗り越し試
験)。この時速度を10km/hから1.0km/hのステップ
で変化させ、サイドウォールゴムが破損しない限界速度
を調べ、耐外傷性を評価した。データはポリオレフィン
系樹脂を配合していないゴムの限界速度を100とした
指数表示とした(値が大きいほど耐外傷性に優れてい
る)。
(樹脂D)を配合したもの(実施例5〜6)は、ポリオ
レフィン系樹脂未配合のもの(比較例7)及び超高分子
量ポリエチレン(樹脂A)を配合したもの(比較例8〜
9)と比べて実車耐外傷性が優れることがわかる。
ム組成物がジエン系ゴムに対しポリオレフィン系樹脂の
変性物を配合して構成されるために、未加硫時の加工
性、耐屈曲疲労性、耐カット性に優れると共に、軽量化
が可能であり、さらに、グリーンモジュラスをも向上さ
せることができる。
工業用ベルト、防振ゴム、防舷剤、靴底等のゴム製品を
構成するのに有用であり、特にタイヤのサイド部やビー
ドフィラー部を構成するのに最適である。
の子午線方向半断面図である。
説明図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 ジエン系ゴム100重量部に対し、ポリ
オレフィン系樹脂を不飽和カルボン酸で変性した変性重
合体を1〜50重量部配合してなるゴム組成物。 - 【請求項2】 前記ジエン系ゴムが、天然ゴム、ポリイ
ソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジ
エン共重合体ゴム、又はこれらの1種以上の混合物であ
る請求項1記載のゴム組成物。 - 【請求項3】 前記ポリオレフィン系樹脂が、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、プロピレン−エチレン共重合
体、ポリブテン、ポリオクテン、これらの相互共重合
体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリ
ル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、
エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−メタ
アクリル酸メチル共重合体、又はエチレン−メタアクリ
ル酸共重合体である請求項1又は2記載のゴム組成物。 - 【請求項4】 前記不飽和カルボン酸が、マレイン酸、
フマル酸、アクリル酸、クロトン酸、メタアクリル酸、
イタコン酸、又はその酸無水物である請求項1〜3のい
ずれか1項記載のゴム組成物。
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