JP2004018687A

JP2004018687A - ゴム組成物

Info

Publication number: JP2004018687A
Application number: JP2002175802A
Authority: JP
Inventors: Junichiro Natori; 名取　潤一郎; Tomohiro Awane; 阿波根　朝浩; Kazunori Ishikawa; 石川　和憲
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2002-06-17
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】高剛性で、かつ伸びを確保したスチールコードとの接着性に優れたゴム組成物を提供する。
【解決手段】ジエン系ゴムに、脂肪族または脂環式カルボン酸のコバルト塩、安息香酸塩、カーボンブラック、ノボラック型フェノール樹脂およびメチレン基供与体を配合してなるゴム組成物。
【選択図】　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム組成物に関し、更に詳細には、高剛性で、かつ伸びを確保したスチールコードとの接着性に優れたゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
先行技術として、ゴム組成物の初期および老化後の破断物性を大きくしてタイヤの耐久性を改善するために、天然ゴム、または天然ゴム１００重量部に天然ゴム以外のジエン系ゴムをブレンドした原料ゴム１００重量部に対して、カーボンブラック５０〜９０重量部、硫黄４．５〜１０重量部、有機酸コバルト０．０１〜０．８重量部（Ｃｏ換算）、メタクレゾールを８０重量％以上含むメタクレゾール樹脂０．２〜１０重量部を配合してなるゴム組成物が、特開２０００−２３３６０３号公報により提案され、また、ゴム１００重量部に対し、有機酸コバルト０．５重量部以上とモノオキシ安息香酸０．５重量部以上とを併用してなる、加硫することにより金属材料との接着を良好にしたゴム組成物、更に、当該ゴム組成物にアルキルフェノール系樹脂およびクレゾールホルマリン系樹脂の一種または二種の０．５重量部以上を加えることにより、繊維材料との接着性、および加硫前後の接着力の耐湿性をも向上させたゴム組成物が、特開昭５２−４３８５１号公報により提案されている。
【０００３】
更には、弾性を高めつつ、耐破壊性、低発熱性、接着性、作業性の良好なゴム組成物を得るため、ゴム成分に、特定のビスマレイミドのうち少なくとも一種とノボラック型フェノール樹脂とメチレン基供与体としてのヘキサメチレンテトラミンおよび特定のメチロール化メラミン誘導体の少なくとも一種を配合してなるゴム組成物が、特開２００１−２２６５２８号公報により提案され、また、ゴム成分１００重量部当たり、Ｄ−フルクトースやラクトースなどの炭水化物を０．５〜１０重量部、メトキシ化メチロールメラミン樹脂を０．５〜１０重量部およびカルボン酸コバルト塩をＣｏ量として０．００５〜１重量部配合してなる、接着性能に優れ、高硬度、高弾性のスチールコード用ゴム組成物が、特開平７−１１８４５７号公報により提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ベルトコートコンパウンドには高い剛性が求められるが、剛性を上げると伸びが低下して耐疲労性が悪化する。その結果、ベルトの端部でセパレーションが起こり、タイヤに不具合が発生する。また、剛性を上げる手段としては、Ｎ_２ＳＡが大きく（つまり、粒径が小さく）、ＤＢＰ吸油量が多い（つまり、ストラクチャーが大きい）カーボンブラックを配合すればよいが、そうすると混練中に大量のラジカルが発生してゲル化が促進される。その結果、加硫時間が短縮され、加硫ゴムの強度は増大するがスコーチ時間が短縮され、伸びが減少し、スチールコードに対する接着性も低下してしまう。一方、伸びを大きくするには、ジエン系ゴムにフェノール系の樹脂を配合すればよいが、高伸張モジュラスが低下し、加硫が遅れ、架橋密度も低下してしまう。したがって、本発明では、かかる各種の配合剤を総合的に駆使して、当該ゴム組成物に高剛性と高い伸びを付与することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ジエン系ゴムに、脂肪族または脂環式カルボン酸のコバルト塩、安息香酸塩、カーボンブラック、ノボラック型フェノール樹脂およびメチレン基供与体を配合してなるゴム組成物が提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明では、ゴム組成物における、粒径が小さくストラクチャーの大きなカーボンブラックの配合によるゲル化、およびスチールコードに対する接着性の低下をフェノール系樹脂で抑制し、当該樹脂の配合によって低下する架橋密度を安息香酸塩で高めることによって、スコーチ時間を短縮することなく強度の増大と伸びの回復、接着性の保持が可能となることを見出したものである。
【０００７】
本発明のゴム組成物における脂肪族または脂環式カルボン酸のコバルト塩は、当該ゴム組成物の金属材料との接着性を高める目的で配合するものであり、その配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、コバルト元素換算で０．０５〜１．０重量部、好ましくは０．１〜０．３重量部とすることが好適である。
【０００８】
上記脂肪族または脂環式カルボン酸のコバルト塩としては、例えば、ナフテン酸コバルト、ステアリン酸コバルト、オレイン酸コバルト、リノール酸コバルト、リノレイン酸コバルト、パルミチン酸コバルト、ネオデカン酸コバルト、ロジン酸コバルト、トール油酸コバルト等が使用されるが、更にホウ素含有有機酸のコバルト塩、例えば、ホウ酸三ネオデカン酸コバルト等が用いられてもよい。
【０００９】
本発明のゴム組成物における安息香酸塩は、フェノール樹脂の配合によって低下する架橋密度を高める目的で配合するものであり、その配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、０．１〜５重量部、好ましくは０．５〜３重量部とすることが好適である。
【００１０】
前記安息香酸塩としては、安息香酸のマグネシウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、アミン、亜鉛、ニッケル、コバルト、アンモニウム塩等が使用されるが、このうち、特に安息香酸のアンモニウム、コバルト、ニッケルおよび亜鉛塩の使用が好ましい。
【００１１】
本発明のゴム組成物には、ゴム成分１００重量部に対して、１０〜１００重量部、好ましくは３０〜９０重量部、より好ましくは５０〜７０重量部のカーボンブラックが配合される。当該カーボンブラックとしては、ゴムコンパウンドの剛性を上げるために、Ｎ_２ＳＡが大きく、かつＤＢＰ吸油量の多いカーボンブラックを使用することが好適であり、特に、Ｎ_２ＳＡが７９〜１３０ｍ^２／ｇおよびＤＢＰ吸油量が９０〜１５０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを使用することが好ましい。
【００１２】
更に、本発明のゴム組成物には、当該ゴム組成物を高伸長化し、かつ接着性を上げる目的で、ノボラック型フェノール樹脂とメチレン基供与体が配合されるが、その配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、当該フェノール樹脂成分が０．１〜５．０重量部、好ましくは１〜３重量部の量で用いられる。そして、メチレン基供与体は、ノボラック型フェノール樹脂に対して、２０〜１００重量％の割合で使用することが好ましい。
【００１３】
上記メチレン基供与体としては、ヘキサメチレンテトラミンおよびメチロール化メラミン誘導体が使用でき、当該メチロール化メラミン誘導体としては、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン、ヘキサキス−（メトキシメチル）メラミン、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリメチル−Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリメチロールメラミン、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリメチロールメラミン、Ｎ−メチロールメラミンＮ，Ｎ´−（メトキシメチル）メラミン、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリブチル−Ｎ，Ｎ′，Ｎ″−トリメチロールメラミン等が挙げられ、これらを単独で、あるいは組み合わせて使用することができる。これらのうち、特に、ヘキサメトキシメチルメラミンの使用が好ましい。
【００１４】
本発明のゴム組成物には、加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、充填剤、軟化剤、可塑剤等のタイヤ用または一般のゴム組成物に配合される各種配合剤および添加剤を配合することができ、これら配合剤、添加剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、一般的な量とすることができる。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例および比較例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことは言うまでもない。
【００１６】
実施例１〜４および比較例１〜４
以下の表１に示す配合例を用いて各例に示すゴム組成物を得、その未加硫物性および加硫物性、並びに接着性を測定、評価した。
【００１７】
試験片および試験体の作製
以下の表１に示す硫黄と加硫促進剤を除く配合成分を１．８リットルの密閉型ミキサーで３〜５分間混練し、１６５±５℃の温度に達したときに放出したマスターバッチに硫黄および加硫促進剤を加え、８インチのオープンロールで混練してゴム組成物を得た。このゴム組成物の一部を未加硫物性の「スコーチ試験」および「加硫試験」用の測定サンプルに供し、次いで、残余のゴム組成物の一部を１５ｃｍ×１５ｃｍ×０．２ｃｍの金型中において１４８℃で、３０分間プレス加硫して各試験片（ゴムシート）を作製し、これを加硫物性の「膨潤度測定」および「引張強度試験」に供した。また、前記で得た残余のゴム組成物にブラス鍍金スチールコードを埋め込み、１４８℃で４５分間加硫して試験体を作製し、これを「接着試験」に供した。
【００１８】
試験方法
＜未加硫物性＞
１）スコーチ時間：ＪＩＳ　Ｋ６３００に準拠して、１２５℃にて粘度が５ポイント上昇する時間（分）を測定した。
２）加硫試験：ＪＩＳ　Ｋ６３００に準拠して、１４８℃にて９５％加硫度に達する時間（分）を測定した。
＜加硫物性＞
１）膨潤度：２０ｍｍ×２５ｍｍ×２ｍｍに切断した試験片を、室温にて大過剰のトルエンに４８時間浸漬し膨潤させる。自動比重系（東洋精機製；ＤＥＮＳＩＭＥＴＥＲ−Ｈ）にて重量・比重を測定し、膨潤前後の体積を算出した。膨潤度は、以下の式に従って算出した。
［膨潤後体積］／［膨潤前体積］
２）引張強度：ＪＩＳ　Ｋ６３０１に準拠して、１００％モジュラス（ＭＰａ）、破断強度（ＭＰａ）および破断伸び（％）を測定した。
＜接着試験＞
ＡＳＴＭ　２２２９に準拠して、引抜力（接着力Ｎ）とゴム付き（ゴム被覆率％）の評価を実施した。ブランク試験は、加硫接着後に試験を行い、高温・高
湿度試験は、７０℃、９６％湿度下に２週間放置後に試験を行った。
【００１９】
結果を表１に示す。
【表１】

【００２０】
【発明の効果】
表１の結果によると、本発明のゴム組成物では、スコーチ時間を延ばし、高弾性でかつ伸びを確保した上、加硫時間を短縮し、スチールコードとの接着性にも優れていることが判る。よって、本発明のゴム組成物は、特に、ベルトコート用ゴム組成物として極めて有用である。

Claims

ジエン系ゴムに、脂肪族または脂環式カルボン酸のコバルト塩、安息香酸塩、カーボンブラック、ノボラック型フェノール樹脂およびメチレン基供与体を配合してなるゴム組成物。
前記安息香酸塩がアンモニウム、コバルト、ニッケルまたは亜鉛からなる塩である、請求項１に記載のゴム組成物。
前記カーボンブラックのＮ_２ＳＡが７９〜１３０ｍ^２／ｇ、およびＤＢＰ吸油量が９０〜１５０ｍｌ／１００ｇである、請求項１または２に記載のゴム組成物。