JPWO2018225372A1 - ゴム組成物、架橋ゴム組成物、ゴム物品及びタイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、特許文献1には、(A)天然ゴム、スチレン・ブタジエン共重合ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリルブタジエン共重合ゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴムおよびハロゲン化ブチルゴムから選ばれるゴム100重量部に対して、(B)炭水化物を0.5〜10重量部、(C)メトキシ化メチロールメラミン樹脂を0.5〜10重量部、及び(D)カルボン酸コバルト塩をコバルト量として0.05〜1重量部を配合することにより、スチールコードとの加硫接着における接着性及びゴムの硬度を改良する技術が開示されている。
また、特許文献2に開示された技術についても、加硫ゴム組成物の耐亀裂性や高温(100℃)時の破断伸びについては、十分な効果が得られておらず、さらなる改良が望まれていた。
上記構成を具えることによって、優れた耐亀裂性及び高温時の破断伸びを実現できる。
上記構成を具えることによって、優れた耐亀裂性及び高温時の破断伸びを実現できる。
上記構成を具えることによって、優れた耐亀裂性及び高温時の破断伸びを実現できる。
(ゴム組成物)
本発明のゴム組成物は、ゴム成分と、直鎖状多価アルコールと、環状多価アルコールとを含むゴム組成物である。
本発明のゴム組成物に配合されるゴム成分については、天然ゴム及び/又は合成ポリイソプレンを含むこと以外は、特に限定はされない。
ただし、後述する直鎖状多価アルコール及び環状多価アルコールによる添加剤との相互作用向上効果が得られ、より優れた耐亀裂性及び高温時の破断伸びを得ることができる点からは、前記ゴム成分は、天然ゴム及び合成ポリイソプレンを含むことが好ましく、天然ゴムを含むことがより好ましい。
また、前記ゴム成分におけるジエン系ゴムの含有量については、優れた低ロス性を維持するという点からは、50質量%以上であることが好ましく、100質量%であることが特に好ましい。
そして、本発明のゴム組成物は、上述したゴム成分に加えて、直鎖状多価アルコール及び環状多価アルコールをさらに配合してなることを特徴とする。
直鎖状多価アルコール及び環状多価アルコールが、それぞれ、前記ゴム成分中のゴム成分と添加剤との相互作用を高めることによって、耐亀裂性及び高温時の破断伸びを大きく向上できる。
具体的には、前記環状多価アルコールの含有量が、前記直鎖状多価アルコールの含有量の5質量%以下(環状多価アルコールの含有量(質量%)/直鎖状多価アルコールの含有量(質量%)×100%=5%以下)であることが好ましい。前記環状多価アルコールについては、耐亀裂性及び高温時の破断伸びの向上について高い効果を奏するものの、多く含有し過ぎた場合には、ゴム組成物のロスを上げる等の他のゴム特性を低下させるおそれがある。そのため、前記環状多価アルコールの含有量を上記範囲に限定することで、低ロス性等のゴム特性を悪化させることなく、より優れた耐亀裂性及び高温時の破断伸びを実現できる。
本発明のゴム組成物は、上述したゴム成分及び多価アルコールに加えて、充填材を配合することができる。
充填材を、前記ゴム成分とともに配合することで、低ロス性や耐摩耗性等の特性を向上できる。
ここで、前記カーボンブラックとしては、GPF、FEF、SRF、HAF、ISAF、IISAF、SAFグレード等のカーボンブラックが挙げられる。これらカーボンブラックは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
また、前記シリカとしては、湿式シリカ、乾式シリカ及びコロイダルシリカ等を用いることができる。これらシリカは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
nM・xSiOY・zH2O・・・ (I)
(式中、Mは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、並びに、これらの金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり;n、x、y及びzは、それぞれ1〜5の整数、0〜10の整数、2〜5の整数、及び0〜10の整数である。)
本発明のゴム組成物は、上述した、ゴム成分、多価アルコール及び充填材の他に、ゴム工業界で通常使用される配合剤、例えば、加硫剤、加硫促進剤、軟化剤、シランカップリング剤、老化防止剤、亜鉛華等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して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。
さらに、軟化剤を配合する場合には、ゴム成分100質量部に対して、30質量部以下で配合することが好ましく、10質量部以下で配合することがより好ましい。
なお、本発明のゴム組成物の製造方法は、特に限定はされない。例えば、ゴム成分と、直鎖状多価アルコールと、環状多価アルコールと、任意に配合されるその他の配合剤等とを、公知の方法で、配合し、混錬することで得ることができる。
本発明の架橋ゴム組成物は、上述した本発明のゴム組成物を架橋してなることを特徴とする。
得られた架橋ゴム組成物は、耐亀裂性及び高温時の破断伸びに優れる。
なお、架橋の条件については、特に限定はされず、例えば公知の加硫条件によって加硫処理を行うことができる。該加硫処理の条件としては、例えば、100℃以上、好ましくは125〜200℃、より好ましくは130〜180℃の温度で加硫処理が行われる。
本発明のゴム物品は、上述した本発明のゴム組成物又は架橋ゴム組成物を用いたことを特徴とする。本発明のゴム組成物をゴム物品の材料として含むことで、優れた他耐亀裂性及び高温時の破断伸びを実現できる。
前記ゴム物品については、特に限定はされず、タイヤ、ベルト、ホース、ゴムクローラ、防振ゴム、免震ゴム等が挙げられる。
本発明のタイヤは、上述した本発明のゴム組成物又は架橋ゴム組成物を用いたことを特徴とする。本発明のゴム組成物をタイヤ材料として含むことで、優れた耐亀裂性及び高温時の破断伸びを実現できる。
前記ゴム組成物を適用する部位については、タイヤの中でもサイドウォール部又はトレッドに適用することが好ましい。本発明のゴム組成物をサイドウォール部やトレッドに用いたタイヤは、耐亀裂性及び高温時の破断伸びに優れ、タイヤ寿命の向上に寄与できる。
なお、本発明のタイヤは、上述した本発明のゴム組成物をタイヤ部材のいずれかに用いる以外特に制限は無く、常法に従って製造することができる。なお、該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。
表1に示す配合に従って、常法で配合・混練することで、ゴム組成物のサンプルを調製した。
(実施例2−1〜2−5、比較例2−1〜2−3)
表2に示す配合に従って、常法で配合・混練することで、ゴム組成物のサンプルを調製した。
得られたそれぞれのゴム組成物のサンプルについて、以下の評価(1)〜(4)を行った。
各サンプルのゴム組成物を、145℃で33分間加硫して加硫ゴムを得た。得られた加硫ゴムに対し、粘弾性測定装置[レオメトリックス社製]を用い、温度50℃、歪み5%、周波数15Hzで損失正接(tanδ)を測定した。
評価は、測定したtanδの逆数を算出し、実施例1−1〜1−5、比較例1−1〜1−4については、比較例1−1のサンプルのtanδの逆数を100としたときの指数比で表示し、表1に示す。実施例2−1〜2−5、比較例2−1〜2−3については、比較例2−1のサンプルのtanδの逆数を100としたときの指数比で表示し、表2に示す。なお、表1、2中の数値は、この値が大きいほど低ロス性が良好であることを示す。
得られたそれぞれのゴム組成物のサンプルについて、加硫処理を施した後、リング状の試験片に加工し、引張速度300mm/minでの引張試験をJIS K6251:2010に準拠して行い、加硫ゴム試験片の100℃での破断伸びを測定した。
評価は、実施例1−1〜1−5、比較例1−1〜1−4については、比較例1−1のサンプルの破断伸びを100としたときの指数比で表示し、表1に示す。実施例2−1〜2−5、比較例2−1〜2−3については、比較例2−1のサンプルの破断伸びを100としたときの指数比で表示し、表2に示す。なお、表1、2中の数値は、この値が大きいほど破断伸びが大きく良好であることを示す。
得られたそれぞれのゴム組成物のサンプルについて、加硫処理を施した後、引張試験装置(株式会社島津製作所)を使用し、JIS K6252-1に従い、トラウザ形で引き裂き強度を測定した。
実施例1−1〜1−5、比較例1−1〜1−4については、比較例1−1のサンプルの引き裂き強度を100としたときの指数比で表示し、表1に示す。実施例2−1〜2−5、比較例2−1〜2−3については、比較例2−1のサンプルの引き裂き強度を100としたときの指数比で表示し、表2に示す。なお、表1、2中の数値は、大きいほど耐亀裂性が良好であることを示す。
得られたそれぞれのゴム組成物のサンプルについて、キュラストメーター(JSR(株)製)を用いて評価した。即ち、キュラストメーターによるねじりトルクの最大値と最小値との差の10%+最小値に達するまでの時間(T10)を測定した。
評価は、実施例1−1〜1−5、比較例1−1〜1−4については、比較例1−1のT10を100としたときの指数比で表示し、表1に示す。実施例2−1〜2−5、比較例2−1〜2−3については、比較例2−1の空気入りT10を100としたときの指数比で表示し、表2に示す。なお、表1、2中の数値は、小さいほど加硫時間が短く、結果が良好であることを意味する。
*2)キシリトール:和光純薬工業株式会社製、水酸基数:5、XOH/XC=1
*3)ソルビトール:関東化学株式会社製、水酸基数:6、XOH/XC=1
*4)グルコース:和光純薬工業株式会社製、水酸基数:5、XOH/XC=0.83
*5)キシロース:和光純薬工業株式会社製、水酸基数:4、XOH/XC=0.8
*6)カーボンブラック:N234、三菱化学株式会社製、「DIABLACK N234」
*7)ステアリン酸:千葉脂肪酸株式会社製
*8)酸化亜鉛:ハクスイテック株式会社製
*10)ワックス:精工化学株式会社製、「Selected microcrystalline wax」
*11)樹脂:日本合成樹脂株式会社製、「DCPD resin」
*12)老化防止剤:N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン、大内新興化学工業株式会社製、「ノクラック6C」
*13)加硫促進剤A:N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、大内新興化学工業株式会社製、「NOCCELER CZ-G」
*14)加硫促進剤B:ジベンゾチアジルヂスルフィド、三新化学工業株式会社製
また、環状多価アルコールの添加により引き裂き強さが大きく改善されるものの、低ロス性は悪化する傾向にあることがわかった。一方、直鎖多価アルコールのみの場合は、引き裂きの改善量は小さくなり、粘度が高くなる傾向もみられたことから、直鎖状多価アルコールと環状多価アルコールを同時に適量使用することが重要であることがわかった。
Claims (12)
- 天然ゴム及び/又は合成ポリイソプレンを30質量%以上含むゴム成分と、該ゴム成分100質量部に対して合計10質量部未満の、直鎖状多価アルコール及び環状多価アルコールとを配合してなることを特徴とする、ゴム組成物。
- 前記直鎖状多価アルコール及び前記環状多価アルコールは、いずれも、3つより多くの水酸基を有することを特徴とする、請求項1に記載のゴム組成物。
- 前記直鎖状多価アルコール及び前記環状多価アルコールは、いずれも、炭素原子の数に対する水酸基の数の割合が0.5を超えることを特徴とする、請求項1又は2に記載のゴム組成物。
- 前記直鎖状多価アルコール及び前記環状多価アルコールの融点が、いずれも、160℃未満であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のゴム組成物。
- 前記直鎖状多価アルコール及び前記環状多価アルコールの合計含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して、1〜4質量部であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のゴム組成物。
- 前記環状多価アルコールの含有量が、前記直鎖状多価アルコールの含有量の5質量%以下であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のゴム組成物。
- 前記環状多価アルコールの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して、0.15質量部未満であることを特徴とする、請求項5又は6に記載のゴム組成物。
- 前記環状多価アルコールの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して、0.03質量部未満であることを特徴とする、請求項7に記載のゴム組成物。
- 前記環状多価アルコールが、環状単糖であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載のゴム組成物。
- 前記直鎖状多価アルコールが、キシリトール、ソルビトール、マンニトール及びガラクチトールからなる群より選択される少なくとも一種であることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載のゴム組成物。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする、ゴム物品。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする、タイヤ。
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