JPH1087900A

JPH1087900A - ゴム組成物

Info

Publication number: JPH1087900A
Application number: JP8239542A
Authority: JP
Inventors: Katsuhito Yamakawa; 賀津人山川
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1996-09-10
Publication date: 1998-04-07
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: JP3601915B2

Abstract

(57)【要約】【課題】耐カ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

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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
を可能にしたゴム組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、タイヤ、ゴムホース、工業用ベル
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) 。

【０００３】しかしながら、プロピレン−エチレンブロ
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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐カ
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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のゴム組成物は、
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。

【０００６】また、一般にジエン系ゴムにポリオレフィ
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。

【０００７】さらに、一般にジエン系ゴムにポリオレフ
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。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明で用いるジエン系ゴムは、
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。

【０００９】ポリオレフィン系樹脂を変性する変性剤
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。

【００１０】

【化１】

【００１１】ポリオレフィン系樹脂をこの不飽和カルボ
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。

【００１２】本発明のゴム組成物は、上記ジエン系ゴム
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。

【００１３】

【実施例】未加硫ゴム組成物の加工性：密閉型ミキサーにて、
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。

【００１４】

【表１】

【００１５】

【表２】

【００１６】

【表３】

【００１７】表３から明らかなように、未変性のポリオ
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）。

【００１８】加硫ゴム組成物の耐屈曲疲労性：表１
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、ＪＩＳＫ６
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。

【００１９】

【表４】

【００２０】表４から明らかなように、未変性のポリオ
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）。

【００２１】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：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。

【００２２】グリーンモジュラス向上のメリット製品の軽量化のために薄肉化すると、未加硫状態の半製
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。

【００２３】動的弾性率（Ｅ′）の向上のメリットタイヤサイドゴムに要求される重要な性能の一つとして
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。

【００２４】実車耐外傷性の向上のメリット耐外傷性が高いと、傷が付きにくいので、タイヤサイド
部を薄肉化できるため軽量化できる。

【００２５】

【表５】

【００２６】未加硫ゴムシートの引張試験（グリーンモ
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ＪＩＳＫ６２５１（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。

【００２７】表５から、マレイン酸変性ポリエチレン
（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。

【００２８】動的弾性率（Ｅ′）の測定表５の配合による未加硫のゴム組成物のシートを金型内
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。

【００２９】表５から、マレイン酸変性ポリエチレン
（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。

【００３０】図１において、カーカス層１の端部が左右
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。

【００３１】このようにして製造した実験タイヤを１５
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）。

【００３２】表５から、マレイン酸変性ポリエチレン
（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。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ゴ
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。

【００３４】このゴム組成物は、タイヤ、ゴムホース、
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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のゴム組成物が適用されるタイヤの一例
の子午線方向半断面図である。

【図２】縁石乗り越し試験を実施する場合の一例を示す
説明図である。

【符号の説明】

１カーカス層２サイドウォール３ビードコア４ビードフィラー５トレッド６ベルト層

Claims

【特許請求の範囲】

【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。