JP2000265007A - 高剛性ゴム組成物 - Google Patents

高剛性ゴム組成物

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JP2000265007A
JP2000265007A JP7074399A JP7074399A JP2000265007A JP 2000265007 A JP2000265007 A JP 2000265007A JP 7074399 A JP7074399 A JP 7074399A JP 7074399 A JP7074399 A JP 7074399A JP 2000265007 A JP2000265007 A JP 2000265007A
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JP
Japan
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rubber
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rubber composition
thermoplastic elastomer
weight
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JP7074399A
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Yasuhisa Minagawa
康久 皆川
Kiyoshige Muraoka
清繁 村岡
Noriko Yagi
則子 八木
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0025Crosslinking or vulcanising agents; including accelerators

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工性に優れ、弾性率、強度、硬度のバラン
スに優れた高剛性ゴム組成物を提供する。 【解決手段】 ゴム100重量部に対して熱可塑性エラ
ストマー5〜100重量部およびゴムと熱可塑性エラス
トマーとの合計100重量部に対して5〜20重量部の
短繊維を配合してなる高剛性ゴム組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高剛性ゴム組成物
に関する。さらに詳しくは、ゴムに熱可塑性エラストマ
ーおよび短繊維を特定量配合した、加工性に優れ、弾性
率、強度、硬度のバランスに優れた高剛性ゴム組成物に
関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
から、空気入りタイヤにおいては、パンクなどの何らか
の原因でタイヤ内部に充填していた空気が極端に減って
しまった場合に、それに運転手が気づかずに長距離を走
行してしまい、タイヤサイドウォールに重大な破損を起
こし、事故につながる危険がある。そこで、この問題を
解決するためにタイヤサイドウォールを極端に厚くする
ことにより空気圧が低下しても走行可能な程度に剛性や
弾性を維持させた、いわゆるランフラットタイヤなどが
開発されている。
【0003】ところが、このランフラットタイヤはサイ
ドウォールが極端に厚いため、タイヤ重量の増加をもた
らすという問題がある。
【0004】一方、特開平6−192479号公報に
は、熱可塑性ポリアミド短繊維とジエン系ゴムとを化学
結合してなるマスターバッチゴムと、少なくとも1種の
ジエン系ゴムとからなるブレンドゴムに、樹脂硬化剤を
内添加したノボラック型変性フェノール系樹脂を含有さ
せたゴム組成物からなる高弾性率化、低ロス特性に優れ
たビードフィラーゴム組成物およびそれを用いた空気入
りタイヤが開示されており、特開平9−48210号公
報には、特定のポリアミド系短繊維を配合したゴム組成
物をタイヤ内面の空気透過防止層に用いることにより耐
空気透過性、コーナリング性能および耐久性に優れた空
気入りラジアルタイヤが開示されているが、加工性、弾
性率、強度、硬度のバランスに問題がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記問題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ゴムに熱可塑
エラストマーと特定量の短繊維を配合したゴム組成物
が、加工性に優れ、比重、弾性率、強度、硬度のバラン
スに優れることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0006】すなわち、本発明は、ゴム100重量部
(以下、部という)に対して熱可塑性エラストマー5〜
100部およびゴムと熱可塑性エラストマーとの合計1
00部に対して5〜20部の短繊維を配合してなる高剛
性ゴム組成物(請求項1)、短繊維が芳香族ポリアミド
である請求項1記載の高剛性ゴム組成物(請求項2)お
よび熱可塑性エラストマーがスチレン−ブタジエンブロ
ック共重合体である請求項1または2記載の高剛性ゴム
組成物(請求項3)に関する。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明に用いられるゴムとして
は、一般にタイヤ、空気バネ、ダンパー、防舷材など高
剛性が必要とされる製品などの製造に用いられるもので
あればとくに限定はないが、たとえば天然ゴム(N
R)、イソプレンゴム(IR)、クロロプレンゴム(C
R)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエ
ンゴム(BR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブ
チルゴム(X−IIR)、アクリロニトリル−ブタジエ
ンゴム(NBR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム
(EPDM)、ポリノルボルネン、エピクロロヒドリン
ゴムなどが具体例としてあげられる。これらは単独で用
いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらのうち
では、強度が要求されるという点から、天然ゴムやSB
Rを主成分として用いるのが好ましい。
【0008】本発明に用いられる熱可塑エラストマー
は、ゴム組成物の特性を低下させずに、加工時の温度、
すなわち100℃以上、さらには120℃以上において
は柔らかく、ゴム組成物のムーニー粘度を低下させ、加
工性を向上させるための成分である。また、実施時、す
なわち室温〜80℃においてゴムと同等以上に硬く、そ
の添加によるゴム組成物の剛性の低下を防ぎ、強度、硬
度を維持することができるものである。ムーニー粘度の
低下のみを狙うのであれば、従来からのオイルをいれる
という方法で解決するのであるが、それでは強度や硬度
がさがり高剛性ゴムではなくなってしまう。なお、ここ
でいう熱可塑性エラトマーとは、80℃以上で可塑化す
るが、室温(40℃以下)では、架橋を行なわなくても
形を保持しつづけるものをいう。
【0009】前記加工時の温度以上では柔らかいとは、
配合ゴムのムーニー粘度(ML(1+4)130℃)が
30〜60、さらには35〜55であることをいい、実
施時においては硬いとは、熱可塑性エラストマーの軟化
点が80〜130℃、さらには90〜120℃であるこ
とをいう。
【0010】前記熱可塑エラストマーとしては、前記の
ごとき性質を有するものであればとくに限定なく使用す
ることができる。たとえばスチレン−ブタジエンブロッ
ク共重合体、スチレン−イソプレンブロック共重合体、
熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性ポリオレフィン(たと
えば住友化学(株)製の住友TPE(商品名)シリーズ
など)などがあげられる。これらは単独で用いてもよ
く、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのう
ちでは、スチレン−ブタジエンブロックコポリマーが、
ゴムとの相溶性がよいという点で好ましい。
【0011】前記スチレン−ブタジエンブロックコポリ
マーとしては、スチレン単位が15〜45重量%のもの
が、室温付近での硬さ、高温での流動性の点から好まし
い。また、形態としては、とくに限定はなく、一般的な
スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体であればよ
い。
【0012】前記熱可塑性エラストマーの使用量は、前
記ゴム100部に対して、5〜100部、好ましくは5
〜95部である。該使用量が100部をこえると、熱可
塑性エラストマーがマトリックスになるため、加硫がで
きず、加硫後の形状が安定しない。
【0013】なお、熱可塑性エラストマーを使用するこ
とによる明確な効果を得ることができる点から、前記ゴ
ム100部に対して5部以上、さらには10部以上、と
くには15部以上使用するのが好ましい。
【0014】本発明において、ゴム組成物の強度を向上
させるために用いられる短繊維は、平均直径が0.1〜
100μm、さらには0.5〜30μmで、実質的に円
形断面のものが好ましく、また、平均繊維長が50〜5
000μm、さらには100〜3000μmのものが好
ましい。
【0015】前記短繊維としては、たとえばケブラー
(R)(ケブラー(R)はデュポン社の登録商標であ
る)(ポリ−p−フェニレンテレフタラミド)などの芳
香族ポリアミド、ナイロン6、ナイロン610、ナイロ
ン12、ナイロン611、ナイロン612などの脂肪族
ポリアミド、ポリヘプタメチレン尿素、ポリウンデカメ
チレン尿素などのポリ尿素やポリウレタンなどのポリマ
ー分子中に−C(=O)−NH−基を有する熱可塑性ポ
リマーなどがあげられる。これらは単独で用いてもよ
く、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのう
ちでは芳香族ポリアミド、なかでもケブラー(R)が、
耐熱性の点から好ましい。
【0016】前記短繊維の使用量は、前記ゴムと熱可塑
性エラストマーとの合計100部に対して5〜20部、
好ましくは5〜18部、さらに好ましくは5〜13部で
ある。該使用量が5部未満になると、補強効果が充分で
なく、20部をこえると、引張伸びが50%以下とな
り、実用的でなくなる。
【0017】なお、本発明の高剛性ゴム組成物には、そ
のほかの成分として本発明の効果を損わない範囲で、シ
リカ、カーボンブラックなどの充填剤、プロセスオイ
ル、ワックス、ステアリン酸、酸化亜鉛、硫黄、加硫促
進剤などを適宜使用してもよい。
【0018】本発明の高剛性ゴム組成物の製造方法には
とくに限定はなく、前記成分を配合してバンバリーミキ
サー、オープンロールなどを用いて常法により製造すれ
ばよい。製造する際の各成分の配合方法にもとくに限定
はなく、たとえばゴム、熱可塑性エラストマーおよび短
繊維を別々に配合してもよいし、あらかじめゴムと短繊
維の混合されたものとゴム、熱可塑性エラストマーなど
と配合してもよい。
【0019】本発明の高剛性ゴム組成物は、たとえばタ
イヤ用サイドウォール、タイヤ用ビードエイペックスな
どとして好適に用いることができ、また、タイヤ内面ま
たはタイヤトレッドとブレーカーとの間に用いて空気入
りタイヤの製造にも供される。
【0020】
【実施例】以下、本発明の高剛性ゴム組成物を実施例に
基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらにの
みに限定されるものではない。
【0021】なお、実施例および比較的で用いる原料お
よび評価方法を以下に示す。
【0022】SBR1502:スチレン−ブタジエンゴ
ム(日本合成ゴム(株)製のSBR1502(商品
名)、スチレン単位23.5重量%) TR2825:スチレン−ブタジエン−スチレンブロッ
ク共重合体(熱可塑性エラストマー)(JSR社製のT
R2825(商品名)、スチレン単位23重量%、MF
R(200℃、5kg)5) 6F722:天然ゴムとケブラー(R)繊維の混合物
(東レ・デュポン社製の6F722(商品名)、天然ゴ
ム70重量%、ケブラー(R)繊維30重量%) ISAF N220:カーボンブラック(三菱化学
(株)製のダイヤブラックI(商品名)) ステアリン酸:日本油脂(株)製の桐 酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号 硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄 促進剤NS:大内新興化学工業(株)製のノクセラーN
【0023】(ムーニー粘度およびスコーチタイム)所
定の未加硫ゴム組成物のムーニー粘度およびスコーチタ
イム(t10)をJIS K6300にしたがって島津製
作所(株)製のMV202を用いて、130℃で測定し
た。
【0024】(引張特性)所定の加硫ゴムを用いてJI
S K6301にしたがって引張応力(M100、M2
00、M300)、引張強さ(TB)および伸び(E
B)測定した。
【0025】(スプリング硬さ)Hs(JIS A)を
測定した。
【0026】実施例1〜4および比較例1〜5 表1、2記載の成分(ただし、硫黄および加硫促進剤を
除く)を表1、2記載の割合で配合した組成物をバンバ
リーミキサーを用いて100〜150℃で5分間混練し
た。得られた混練物に硫黄および加硫促進剤を表1、2
記載の割合で加えてロールにより40〜60℃で5分間
練り込んだ未加硫ゴム組成物を、170℃で12分間加
硫することにより、加硫ゴムを得た。
【0027】前記未加硫ゴム組成物および加硫ゴムを用
いて前記評価を行なった。結果を表1、2に示す。
【0028】
【表1】
【0029】
【表2】
【0030】表1および2に示すように、ゴムにケブラ
ー(R)繊維と熱可塑性エラストマーをいれた実施例1
〜4では、ムーニー粘度が充分にさがり、かつ強度はさ
がらず、硬度においてはあがっていくという傾向を示し
ている。
【0031】一方、ゴムにケブラー(R)繊維のみをい
れていったときには、比較例2からわかるとおり、ケブ
ラー(R)繊維が5部未満になると、強度(M100)
はあがるが充分ではなく、5部以上いれると、強度の著
しい上昇がみられる(比較例3、4)。また、20部以
上いれると(比較例5)、引張伸びが50%となり、実
用的でなくなる。しかしながらこれらの比較例はいずれ
もムーニー粘度が高く、加工性に問題がある。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、加工性、弾性率、強度
および硬度のバランスに優れた高剛性ゴム組成物を得る
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J002 AC011 AC031 AC061 AC071 AC081 AC091 AC121 BB012 BB151 BB181 BB241 BK001 BP012 CE001 CH041 CK013 CK022 CL013 CL033 CL063 FA043 FD010 FD020 FD140 FD150 GN01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゴム100重量部に対して熱可塑性エラ
    ストマー5〜100重量部およびゴムと熱可塑性エラス
    トマーとの合計100重量部に対して5〜20重量部の
    短繊維を配合してなる高剛性ゴム組成物。
  2. 【請求項2】 短繊維が芳香族ポリアミドである請求項
    1記載の高剛性ゴム組成物。
  3. 【請求項3】 熱可塑性エラストマーがスチレン−ブタ
    ジエンブロック共重合体である請求項1または2記載の
    高剛性ゴム組成物。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002002683A1 (de) * 2000-07-04 2002-01-10 Bayer Aktiengesellschaft Kautschukmischungen mit polyharnstoff-füllstoffen
JP2002187987A (ja) * 2000-12-19 2002-07-05 Jsr Corp ゴム組成物
KR100965992B1 (ko) * 2008-10-06 2010-06-24 금호타이어 주식회사 타이어용 비드필러 고무 조성물
JP2014105238A (ja) * 2012-11-26 2014-06-09 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2014105292A (ja) * 2012-11-28 2014-06-09 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ

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