JP2004018682A - ゴム組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】スコーチ時間を延ばし、加硫時間を短縮でき、架橋密度が高く、高モジュラスである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、および芳香族カルボン酸塩を配合してなるゴム組成物。
【選択図】 なし
【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、および芳香族カルボン酸塩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、スコーチ時間を延ばし、加硫時間を短縮でき、架橋密度が高く、高モジュラスであるゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
モノオキシ安息香酸塩(p−オキシ安息香酸塩)を樹脂などと併用し、高温・高湿下における金属や繊維に対する接着性を改良する技術は、特開昭51−136734号公報、特開昭52−43851号公報、特開昭53−26878号公報および特開昭54−1356号公報などにより知られ、また、特定のゴムに、特定のアミノ安息香酸エステル、メチレンアクセプターおよびメチレンドナーを含有することにより、ゴムと金属との接着性に優れ、ワイヤコート素材として有用なゴムコンパウンドを得る技術も、特開平10−195240号公報により公知である。
【0003】
更に、脂肪族カルボン酸と芳香族カルボン酸とを酸化亜鉛等と混合、反応させて特定比率の前記各カルボン酸の亜鉛塩からなる混合物とすることにより、ゴムへの分散性に優れ、加硫時における長い加硫戻り時間と高い弾性率とを与える加硫促進剤を得る技術も、特開平2−169642号公報によって公知である。しかしながら、当該加硫促進剤は、加硫戻りを抑制し、弾性率は高いが加硫時間が延び、破断伸びが減少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】
よって、本発明では、脂肪族または脂環式カルボン酸のコバルト塩と共に、芳香族カルボン酸塩を加硫助剤として添加することにより、加硫ゴムの架橋密度を増大させ、モジュラスを高め、そして耐熱老化性などの物性も向上できるようなゴム組成物を提供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、および芳香族カルボン酸塩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、脂肪族または脂環式カルボン酸のコバルト塩を配合したジエン系ゴムに芳香族カルボン酸塩を併用添加すると、スコーチ時間を延ばし、加硫時間を短縮でき、架橋密度が高く、そして高モジュラスなゴム組成物が得られることを見出したものである。
【0007】
本発明のゴム組成物に用いられるジエン系ゴム成分としては、任意のジエン系ゴムが用いられ、例えば、天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(IR)、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、各種ポリブタジエンゴム(BR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)などのジエン系ゴムを単独で、あるいは任意のブレンドとして使用することができる。
【0008】
本発明のゴム組成物に配合される脂肪族または脂環式カルボン酸のコバルト塩は、ゴムの加硫促進活性剤として機能するが、当該コバルト塩を形成する有機酸としては、例えば、ネオデカン酸、ステアリン酸、ナフテン酸、ロジン酸、トール油酸、パルミチン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸が挙げられる。更に、かかる有機酸は、ホウ素含有有機酸であってもよい。例えば、ホウ酸三ネオデカン酸等が挙げられる。
【0009】
当該脂肪族または脂環式カルボン酸のコバルト塩の配合量(コバルト元素換算)としては、ジエン系ゴム成分100重量部に対して、0.05〜1重量部、好ましくは0.1〜0.3重量部が使用される。この配合量が0.05重量部未満では、所期のモジュラス増大効果が発揮できず、逆に1重量部を超えると、加工性が悪化したり、加硫ゴムの物性が著しく低下するため、好ましくない。
【0010】
本発明のゴム組成物に併用添加される加硫助剤としての芳香族カルボン酸塩を構成する芳香族カルボン酸としては、例えば、安息香酸;p−t−ブチル安息香酸、トルイル酸、エチル安息香酸、イソプロピル安息香酸、ジメチル安息香酸、トリメチル安息香酸などの、一般式RC6H4−COOH(Rは、C1〜C18のアルキル基)で示されるアルキル置換安息香酸類;フルオロ安息香酸、クロロ安息香酸、ブロモ安息香酸、ヨード安息香酸、ジクロロ安息香酸、ジブロモ安息香酸などのハロゲン置換安息香酸類;アニス酸、フェノキシ安息香酸、アセトキシ安息香酸などの一般式RO−C6H4−COOH(Rは、C1〜C18のアルキル基)で示されるアルコキシまたはアシルオキシ安息香酸類;フタル酸、テレフタル酸、クロロフタル酸、ジクロロフタル酸などの芳香族ジカルボン酸類;ナフタレンカルボン酸、アントラセンカルボン酸などの多環芳香族カルボン酸類が挙げられる。また、その塩成分としては、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挙げられる。これらの芳香族カルボン酸塩のうち、安息香酸塩の使用が好ましく、また当該塩としては、アンモニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛塩の使用が好ましい。
【0011】
当該芳香族カルボン酸塩の配合量は、ジエン系ゴム成分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適当である。この配合量が0.1重量部未満であると、スコーチ時間の延長、加硫時間の短縮といった効果が発揮できず、また、5重量部を超えると、加硫ゴムの物性が著しく低下するので、好ましくない。
【0012】
本発明のゴム組成物には、他にカーボンブラックやシリカ等の補強剤、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用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、添加剤の配合量も当該分野での一般的な量とすることができる。
【0013】
【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。
【0014】
実施例1〜6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を測定、評価した。
【0015】
試験サンプルの作製
所定の硫黄および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。
【0016】
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)と最大トルクを測定した。
<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。自動比重計(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(M100)、破断強度および破断伸びを測定した。
【0017】
結果を表1に示す。
【表1】
【0018】
【発明の効果】
上記表1の結果によれば、脂肪族カルボン酸コバルト塩のみを添加すると、モジュラスは増大するがスコーチ時間が著しく短くなることを示している。しかし、本発明により脂肪族カルボン酸コバルト塩と安息香酸塩を併用添加すると、スコーチ時間の延長、加硫時間の短縮、膨潤度の低下(架橋密度の増大)およびモジュラスの増大が発現し、有用なゴム組成物が得られることがわかる。
【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、スコーチ時間を延ばし、加硫時間を短縮でき、架橋密度が高く、高モジュラスであるゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
モノオキシ安息香酸塩(p−オキシ安息香酸塩)を樹脂などと併用し、高温・高湿下における金属や繊維に対する接着性を改良する技術は、特開昭51−136734号公報、特開昭52−43851号公報、特開昭53−26878号公報および特開昭54−1356号公報などにより知られ、また、特定のゴムに、特定のアミノ安息香酸エステル、メチレンアクセプターおよびメチレンドナーを含有することにより、ゴムと金属との接着性に優れ、ワイヤコート素材として有用なゴムコンパウンドを得る技術も、特開平10−195240号公報により公知である。
【0003】
更に、脂肪族カルボン酸と芳香族カルボン酸とを酸化亜鉛等と混合、反応させて特定比率の前記各カルボン酸の亜鉛塩からなる混合物とすることにより、ゴムへの分散性に優れ、加硫時における長い加硫戻り時間と高い弾性率とを与える加硫促進剤を得る技術も、特開平2−169642号公報によって公知である。しかしながら、当該加硫促進剤は、加硫戻りを抑制し、弾性率は高いが加硫時間が延び、破断伸びが減少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】
よって、本発明では、脂肪族または脂環式カルボン酸のコバルト塩と共に、芳香族カルボン酸塩を加硫助剤として添加することにより、加硫ゴムの架橋密度を増大させ、モジュラスを高め、そして耐熱老化性などの物性も向上できるようなゴム組成物を提供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、および芳香族カルボン酸塩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、脂肪族または脂環式カルボン酸のコバルト塩を配合したジエン系ゴムに芳香族カルボン酸塩を併用添加すると、スコーチ時間を延ばし、加硫時間を短縮でき、架橋密度が高く、そして高モジュラスなゴム組成物が得られることを見出したものである。
【0007】
本発明のゴム組成物に用いられるジエン系ゴム成分としては、任意のジエン系ゴムが用いられ、例えば、天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(IR)、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、各種ポリブタジエンゴム(BR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)などのジエン系ゴムを単独で、あるいは任意のブレンドとして使用することができる。
【0008】
本発明のゴム組成物に配合される脂肪族または脂環式カルボン酸のコバルト塩は、ゴムの加硫促進活性剤として機能するが、当該コバルト塩を形成する有機酸としては、例えば、ネオデカン酸、ステアリン酸、ナフテン酸、ロジン酸、トール油酸、パルミチン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸が挙げられる。更に、かかる有機酸は、ホウ素含有有機酸であってもよい。例えば、ホウ酸三ネオデカン酸等が挙げられる。
【0009】
当該脂肪族または脂環式カルボン酸のコバルト塩の配合量(コバルト元素換算)としては、ジエン系ゴム成分100重量部に対して、0.05〜1重量部、好ましくは0.1〜0.3重量部が使用される。この配合量が0.05重量部未満では、所期のモジュラス増大効果が発揮できず、逆に1重量部を超えると、加工性が悪化したり、加硫ゴムの物性が著しく低下するため、好ましくない。
【0010】
本発明のゴム組成物に併用添加される加硫助剤としての芳香族カルボン酸塩を構成する芳香族カルボン酸としては、例えば、安息香酸;p−t−ブチル安息香酸、トルイル酸、エチル安息香酸、イソプロピル安息香酸、ジメチル安息香酸、トリメチル安息香酸などの、一般式RC6H4−COOH(Rは、C1〜C18のアルキル基)で示されるアルキル置換安息香酸類;フルオロ安息香酸、クロロ安息香酸、ブロモ安息香酸、ヨード安息香酸、ジクロロ安息香酸、ジブロモ安息香酸などのハロゲン置換安息香酸類;アニス酸、フェノキシ安息香酸、アセトキシ安息香酸などの一般式RO−C6H4−COOH(Rは、C1〜C18のアルキル基)で示されるアルコキシまたはアシルオキシ安息香酸類;フタル酸、テレフタル酸、クロロフタル酸、ジクロロフタル酸などの芳香族ジカルボン酸類;ナフタレンカルボン酸、アントラセンカルボン酸などの多環芳香族カルボン酸類が挙げられる。また、その塩成分としては、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挙げられる。これらの芳香族カルボン酸塩のうち、安息香酸塩の使用が好ましく、また当該塩としては、アンモニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛塩の使用が好ましい。
【0011】
当該芳香族カルボン酸塩の配合量は、ジエン系ゴム成分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適当である。この配合量が0.1重量部未満であると、スコーチ時間の延長、加硫時間の短縮といった効果が発揮できず、また、5重量部を超えると、加硫ゴムの物性が著しく低下するので、好ましくない。
【0012】
本発明のゴム組成物には、他にカーボンブラックやシリカ等の補強剤、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用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、添加剤の配合量も当該分野での一般的な量とすることができる。
【0013】
【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。
【0014】
実施例1〜6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を測定、評価した。
【0015】
試験サンプルの作製
所定の硫黄および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。
【0016】
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)と最大トルクを測定した。
<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。自動比重計(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(M100)、破断強度および破断伸びを測定した。
【0017】
結果を表1に示す。
【表1】
【0018】
【発明の効果】
上記表1の結果によれば、脂肪族カルボン酸コバルト塩のみを添加すると、モジュラスは増大するがスコーチ時間が著しく短くなることを示している。しかし、本発明により脂肪族カルボン酸コバルト塩と安息香酸塩を併用添加すると、スコーチ時間の延長、加硫時間の短縮、膨潤度の低下(架橋密度の増大)およびモジュラスの増大が発現し、有用なゴム組成物が得られることがわかる。
Claims (3)
- 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、および芳香族カルボン酸塩を配合してなるゴム組成物。
- 前記芳香族カルボン酸塩が安息香酸塩である、請求項1に記載のゴム組成物。
- 前記芳香族カルボン酸の塩がアンモニウム、コバルト、ニッケルおよび亜鉛の群から選ばれる、請求項1または2に記載のゴム組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002175738A JP2004018682A (ja) | 2002-06-17 | 2002-06-17 | ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002175738A JP2004018682A (ja) | 2002-06-17 | 2002-06-17 | ゴム組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004018682A true JP2004018682A (ja) | 2004-01-22 |
Family
ID=31174303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002175738A Pending JP2004018682A (ja) | 2002-06-17 | 2002-06-17 | ゴム組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004018682A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3293224A1 (en) | 2016-08-29 | 2018-03-14 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Rubber composition |
US10563041B2 (en) | 2016-09-23 | 2020-02-18 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Rubber composition for coating steel cord and tire |
-
2002
- 2002-06-17 JP JP2002175738A patent/JP2004018682A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3293224A1 (en) | 2016-08-29 | 2018-03-14 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Rubber composition |
US10563041B2 (en) | 2016-09-23 | 2020-02-18 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Rubber composition for coating steel cord and tire |
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