JPS60139729A - 強化ゴム組成物の製造法 - Google Patents

強化ゴム組成物の製造法

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JPS60139729A
JPS60139729A JP58244814A JP24481483A JPS60139729A JP S60139729 A JPS60139729 A JP S60139729A JP 58244814 A JP58244814 A JP 58244814A JP 24481483 A JP24481483 A JP 24481483A JP S60139729 A JPS60139729 A JP S60139729A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、生産性1.加工性が優れ、しかも加硫物の
強度およびモジュラスが優れた新規な強化ゴム組成物の
製造法に関するものである。
従来、タイヤの各部材に使用される強化ゴム組成物に1
.加硫可能なゴムにナイロン、ポリエステル、ビニロン
々との短繊維を配合することによって製造されている。
しかし、こうして得られる強化ゴム組成物は、繊維径が
大きく、繊維とゴムとの結合を有さす、このため加硫物
の強度およびモジュラス、特に高伸長時でのモジ−ラス
および強度が充分で1r、1.なく、より一層モジュラ
スおよび強度の優れた加硫物を与える強化ゴム組成物の
開発が望まれている。
そこで、繊維形成能を有するポリマーとゴムとを混練し
、その後混練物を押出すエラストマー強化方法および強
化エラストマー組成物が提案された(特開昭53−’8
682号公報)。しかし、この方法によっても、太い繊
維とフィルムが生成し。
繊維界面でのゴムとポリマー(繊維)との結合がないた
め、加硫物の引張強さ、高伸長時でのモジ−ラスおLび
他種基材との接着力を示す剥離強度が小さく、タイヤ部
材として使用可能な強化ゴム組成物をイ4Iることかで
きないのである。
そこで、この発明者らは、加硫1ケ能なゴム100重量
部と分子量200000未満のナイロン1〜70重量部
と、ゴムとナイロンとの合itt lo 。
重耽部当り0.2〜2,5型骨部のレゾール型アルキル
フェノールホルムアルデヒド系樹脂の初期縮合物とを、
ナイロンの融点以上でかつ270℃以下の温度で混練し
、得られた混練物を、ナイロンの融点以上でかつ270
℃以下の温度で押出し、押出物をナイロンの融点より低
い温度で延伸する強化ゴム組成物の製造法を提案した(
特願昭56=176428号)。
しかし7.この方法は、ナイロンとゴムとをグラフトす
るさいに加熱するとゴムと反応するレゾール剪アルキル
フェノール樹脂を使用するため、グラフト反応の調節が
むつかしく好適に使用できるゴムが天然ゴムに限定され
、ゴム中に径の大きいナイロン繊維が含量れる場合があ
り、しかもナイロンとゴムとの割合が重歇比で70;1
00より多くなるとナイロンのフィルム4に物ができる
だめ。
ナイロン含量の少ない強化ゴム組成物しか得られず、こ
のためこの方法によって得られる癲化コ゛ム糾酸物をマ
スターバンチとして用いだコ゛ム製品が害゛6高となり
、その品質も充分満足のいくものではないという欠点を
有している。
この発明者らは、前述の欠点を有しない強化ゴム組成物
の製造法を提供することを目的として鋭意研究した結果
、この発明を完成した。
すなわち、この発明は、粘着付与剤を配合した加硫可能
な合成ゴム(但し、ブタジェンゴムおよびスチレンフリ
ジエンゴムなどのフリジエン系コ゛ムを除く)を連続相
とし、これにポリマー分子中に−8−NH−基を有する
熱可塑性ポリマーの微細な繊維状物を分散せしめ、かつ
該gic維状物の界面においてHf■Heポリマーと合
成ゴムとをノボラック型フェノール樹脂を介してグラフ
トせしめることを特徴とする強化ゴム組成物の製造法に
関する。
細である強化ゴム組成物を得ることができる。
また、この発明の方法によれば、生産性、加工性が優れ
ており、低伸長時および高伸長時のモジュラス、引張強
度、接着性の優れた加硫物を与える強化ゴム組成物を得
ることができる。
この発明の方法においては、加硫可能な合成コ゛ム(但
し、ブタジェンゴムおよびスチレンブタジェンゴム々ど
のブタジェン系コ゛ムを除く)に粘着付与剤を配合する
ことが必要である。
前記の合成ゴムとしては、加硫、することによってゴム
弾性体を与えるフリジ:Cンコ゛ム(BR)お、Lびス
チレンフリジエンゴム(:: l(r()などのフ゛タ
ジエン系ゴムを除くすべての合成コ゛ムを使用すること
ができ1例えば、イソプレンコ゛ム(工R)。
クロロプレンゴム(CR);ブチルゴム(ilR,)。
塩素化ブチルゴム(CI I R) 、 交素化プチル
コ゛ム(BITR)、エチレンプロ(ビレンコ゛ム(、
E PDM)、これらの混合物を挙げることができる。
これらの合成ゴムの中でもインプレンコ゛ム(IR)。
ブチルゴム(IIR)およびエチレンプロピレンゴム(
EPDM)が好ましい。
また、前記の粘着付与剤と17では、前記の合成ゴムと
の相溶性に優れており合成ゴムに対して粘着付与の効果
を有する非反応性ないしは極めて反応性の低い(すなわ
ち、加熱によっては合成ゴムと実質的に反応しない)す
べての粘着付与剤を使用することができ9例えば、クマ
ロンインデン樹脂などのクマロン樹脂、非反応性フェノ
ール樹脂などの非反応性フェノールホルムアルデヒド樹
脂。
アルキルフェノールアセチレン系樹脂、テルペン・フェ
ノール樹脂、ポリテルペン樹脂、炭化水素系粘着化樹脂
やポリブテンなどの石油系炭化水素樹脂、樹脂酸亜鉛な
どのロジン誘導体、これらの混合物を挙げることができ
る。
前記の合成ゴム(但し、BRおよびSBRを除く)(以
下、単に合成ゴムと略記することもある)と粘着付与剤
との配合割合は9合成ゴム100重哨・部に対し、て粘
着付与剤0.5〜20重喰部、特に0.5〜10重量部
が好ましい。
この発明の方法においては、特定の加硫可能な合成ゴム
に粘着付与剤を配合することによって。
合成ゴムを使用するにも拘らずポリマー分子中に−6−
NH−基を有する熱可塑性ポリマーを微細な繊維状物と
してゴム中に分散せしめることができるのである。
この発明の方法においては、前記の粘着付与剤を配合し
た加硫可能な合りyゴムを連続相とし、これにポリマー
分子中に−6−NH−基を有する熱可塑性ポリマーの微
細々繊維状物を分散せしめることが必要である。
前記の熱可塑性ポリマーとしては、ポリマー分子中に−
6−NH−基を有するすべての樹脂を使用することがで
き9例えば、融点が190〜235℃。
好ましくは190〜225℃、4.!Iに好1しくは2
00〜220℃の、ナイロン0.ナイロン610゜ナイ
ロンi2.+イロン611.−1−イロン612などの
ナイロン、ポリへブタメチレン尿素、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
を挙げることができる。これらの熱可塑性ポリマーの中
でもナイロンが軽量しい。
前記の合成ゴムと熱可塑性ポリマーとの配合割合は1合
成ゴム100重量部に対して熱可塑性ポリマー1〜20
0重一部、特に30〜200重量部が軽重しい。
この発明の方法においては1合成ゴム中に特定の熱可i
+i17性ポリマーの微細な繊維状物を分散せしめるこ
とによって、加研物の引張強さが大きく他種基旧との接
着力が大きいゴム組成物を得ることができるのである。
前記の熱可塑性ポリマーの微細々漕M1状物は、平均径
が0.05〜0.8μであり。
その90市鍍チ以上が1μ以下の径であり1円形断面で
、繊維長がlOμ以上でかつその90重量%以上が1’
 OOOμ以下の繊維長である。
さらに、この発明の方法においては、前記繊維状物の界
面において前記ポリマーと合成ゴムとをノボラック型フ
ェノール樹脂(以下、単にノボラックと略記することも
ある)を介してグラフトせしめることが必要である。
前記のノボラックとは、それ自体公知の触媒。
例えば硫酸、塩酸、リン酸、シーウ酸などの酸を触Wと
して、フェノール、ビスフェノール類ナトのフェノール
類とホルムアルデヒド(パラホルムアルデヒドでもよい
)とを縮合Iy’、L1;:させることによって得られ
る可溶可融の樹脂およびその変形物(変性物)である。
ノボラックとして9例えば。
ノボラック型フェノールホルムアルデヒド初期縮合物、
ノボラック型ラクタム−ビスフェノールF−ホルムアル
デヒド初期縮合物、ノボラック型スチレン化フェノール
−フェノール−ホルムアルデヒド初期縮合物などを好適
に使用できる。
この発明の方法において、 ’、#l+硫可能な合成ゴ
ム10.0重量部と、前記熱可塑性ポリマーl−200
甫:ダ一部と、粘着付与剤0.5〜20重…部と、これ
ら合成ゴムと熱可塑性ポリマーとの合計量100重吐部
当り0.2〜5重量部のノボラックと、ノボラック10
0重号部当り1〜50重叶部の加熱時ktlホルムアル
デヒドを発生しうる化合物(ボルムアルデヒド供与体)
とを熱可塑性ポリマーの融点以上の温度、特に熱可塑性
ポリマーの融点より5℃以上高く260℃以下の温度で
、ブラベンダープラストグラフ、バンバリーミキサ−、
ロール。
押出機など4−用いて1〜30分間、特に1〜]5分間
混練!7.混練物を特に熱可塑性ポリマーの融点以上で
かつ270℃以下の温度で押出し、ついで巻きlldる
ことによって、前記合成ゴムを連続相とし、前記熱可塑
性ポリマーを微細な繊維状物としてゴノ・中に分散せj
〜め、かつ該繊維状物の界面において前記熱可申件ポリ
マーと合成ゴムとをノボラックを介してグラフトぜしめ
ることが軽重しい。前記の方法において、押出しだスト
ランドを巻きJ収り(引き取り)、ついでこのストラン
ドを熱可塑性ポリマーの融点より低い温度で圧延(また
は延伸)してもよい。
前記のホルムアルデヒド供与体としては、加熱によりホ
ルムアルデヒドを発生する化合物が使用される。例えば
、ホルムアルデヒド供与体として。
ヘキザメチレンテトラミン、アセトアルデヒドア?H ンモニア: (CH,、−CH−NH2)3.パラホル
ムアルデヒド、(t−ポリオキシメチレン、多1曲メチ
ロールメラミンi←!i体、オキサゾリジン誘導体、多
価メチロール化アセチレン尿素などが挙けられる。
前記の方法において、各成分を混練装置に添加混練する
方法には特に制限(d、jrいが、混練装置に先ず合成
ゴムと必要ならば老化1(1)重刑を投入して未練し、
さらに熱可塑性ポリマーを投入して溶融さす、ついで粘
着付与剤およrトノボラックを投入してさらに混線後、
最後にホルムアルデヒド供与体を投入して]〜30分間
晶練L−て各成分を混練する方法が好適に採用される。
前記の方法によって、粘着付力剤を配合した合成ゴム中
に前記熱可塑性ポリマーを微細に均一に分散さぜること
かでき1合成ゴムと前記熱可塑性ポリマーとをノボラッ
クを介j7てクラフトさせることができる。
この発明の方法において、粘ノt’F (・j−リ剤を
配合した合成ゴム中に分散せしめた熱用i)ijJMポ
リマーの微細な陽維状物の■■゛に対するg i:it
’/ i:lG状物にノボラックを介してグラフトして
いる合成ゴムの重数の割合(合成ゴム/熱可塑性ポリマ
ーの微細な繊x、1ト状物)で示されるグラフト率か5
〜30重嫉係。
特にlO〜30重量係と重量ように熱可塑性ポリマーと
合成ゴムとがノボラックを介してグラフトしていること
が軽重しい。
また、前記の方法においては、各成分の混練および押出
り、の際に合成ゴムのゲル化防止の目的で。
合成ゴムに老化防出剤1例え+4.N−(3−メタクリ
ロイルオキシ−2−ヒドーロキシプロビル)−N’−フ
ェニル−p−フェニルレンジアミン、フェニル−α−ナ
フチルアミン、フェニル−β−ナフチルアミン、N、N
’−ジフェニル−p−フ二二しンジアミン、N−インプ
ロピル−N′−フェニル−p−フェニレンジアミン、N
−シクロヘキシル−N’−フェニル−p−フェニレンジ
アミン、2.6−ジ第三ブチル−4−メチルフェノール
、2.6−ジ第三ブチル−α−ジメチルアミン−p−ク
レゾール。
2 、2’ ”−−ジヒドロキシ−3,3′−ビス(α
−メチルシクロヘキシル)−5,5’−ジメチル・ジフ
ェニルメタンなどの低揮発性の老化防出剤を配合するこ
とが軽重しい。
前記の方法において混練物は、吐出口の形状が円形まj
r、 &:、を矩形のダイ、たとえば円形ダイ、矩形ダ
イを通して紐状(まブではシート状)に押出すことがで
きる。円形ダイを使用する。用台は、その吐出口の内径
が0.1〜5m〃、吐出口の長さと吐出口の内径の叱(
L/D)が1〜20であることが好捷しく、矩形ダイ4
・使用する場合は、そのスリット間隙が0.1〜5態、
1]が0.2〜・200闘、ダイランドの長さが10〜
20 yns ”Cあることが好ましい。
上記の各オφのダイの中でも円形ダイを使用することが
好ましい。円形ダイとしては、1つの吐出口を有するも
のや、多数の吐出口を有するもの(マルチホールドタイ
プ)が使用できる。
混練物の押出しに当っては公知の押出し機、たとえはス
クリュ一式押出し機を用い、スクリュー先端部の温度を
前記熱可塑性ポリマーの融点以上でかつ270℃以下の
温度に、ダイの温度を前記熱可塑性ポリマーの融点以上
でかつ270℃以下。
特に前記熱可塑性ポリマーの融点より5℃以上高くかつ
260℃以下の温度に設定して混線物を押し出すことが
好ましい。
との発1明における強化ゴム組成物は、前記のようにし
て++1出口から押し出された押出し物であるストラン
ドを、無緊張T1たは緊張しつつ軽重しくけ連届;して
緊張をかけつつ、空冷、水冷、冷却したメタノールのよ
うな合成ゴムち・よび熱可塑性ポリマーに対する不活性
な有機溶剤による冷却。
あるいd、吐出口から引き取り機(巻き取り機ともいう
)斗での距離を長くする方法などによって熱可塑性ポリ
マーの融点より低い温度に冷却し、それ自体公知の方法
によって9例えばボビンあるいは巻き11′y、リロー
ルなどの巻き取り機に1〜100m/分、灯′ましくは
5〜10.0 m7分 のスピードで巻き取ることによ
って得ることができる。ストランドを引き取るときの巻
き取り機の温度は0〜100℃が好ましい。前記の方法
において、ストランドを延伸する場合には、ストランド
を、前述のような冷却、延伸1巻き取りの工程によって
強化ゴム組成物を得ることができる。
この発明の方法によれば、熱可塑性ポリマーと合成ゴム
とのノボラックを介してのグラフト反応が効率よく行な
われ、押出時にストランドの切断が起りにくいので長時
間の連続j)1(転ができ、しかも疲労特性の優れた加
硫物を−りえる強化ゴム組成物を製造できる。
この発明の方法によって得ら)1.る強化ゴム組成物は
、数秒であるいは加硫可能なゴムとブレンドして使用し
て、低伸長時および高伸長時のモジコラス、引張強度、
各種部材との接着性および疲労特性の優れた加硫物を与
えることができるので。
その優れた特性を第11用して、ベルト、カーカス。
ビードなどのタイヤ内部部材、トレッド、サイドウオー
ルなどのタイヤ外部部材、ベルト、ホースなとの工業用
品、はき物素材などの用途に使用することができる。
つぎに実施例、比較例および参考例を示す。
実施例、比較例および参考例において得られた(強化)
ゴム組成物を評価するために行なった加硫物の物性試験
は、J I S K6301に従って測定した。
実施例において用いたノボラックの製造例を以下に示す
3゜ 以下の記載において5部は重1部を示す。
ノボラック型フェノール−ホルムアルデヒド初jυj縮
合物(以下単に550PL ということもある) 蓚酸を触媒として使用し、フェノールとノくラホルムア
ルデヒドとを縮合させて得た軟化点1’06℃、水分含
屋:’0.12重量%、フリーフェノール含量0.13
重吐チの粉末結晶であ、るノボラック型フェノール−ホ
ルムアルデヒド初期縮合物(明相化成(株)製、商品名
550PL) 実施例1 100℃、15Jrpmにセットしたバンバリーミキサ
−中にインプレンゴム(クラプレンI’RIO)をコo
o部投入し、30秒間素練後、N−(3−メタクリロイ
ルオキシ−2−ヒドロキシプロピル)’、−N’−フェ
ニルーp−フ二二レンジアミン〔ノックラックG−1)
’1.0部および6−ナイロン(融点221℃、分子量
=”0.000 )100部を投入し、3分間混線、つ
いで粘着付与剤として非反応性フェノール・ホルムアル
デヒドIt 脂の一種であるタマノル51O(荒用林産
化学工業(株))を2部、さらに550 、P L 1
.5部を投入し、2分間混練後、ヘキサメチレンテトラ
ミン0゜15部を投入し、2.5分間混練(この間バン
バリー内の濡鹿は約23’O℃まで上シス)シ、混練物
をダンプした。この混線物を、ノズルの内径2闘。
L、/D が2,6ホールの3.、Om々φ 押出機を
用いてグイ設定温度245℃で紐状に押出し、ストラン
ドを3m下のガイドロールを経て、ボビンにドラフト比
10で20m/分の速度で巻き取って1強化ゴム組成物
(マスターバンチ)を得た。
分別、グラフト率測定 実施例1で得られた強化ゴム組成物2tをベンゼン20
0 yneに室温で添加し1強化ゴム組成物中のゴム分
を溶解させ、得られたスラリーを室温で遠心分離して溶
液部分と沈殿部分とに分けた。沈殿部分について前記の
操作を7回縁りかえし行なった後、沈殿部分を乾燥して
ナイロン繊維状物を得だ。このナイロン繊維状物をフェ
ノールとオルソジクロルベレゼンの1:3(重量比)の
混合溶媒に溶解させて IHの核磁気共鳴スペクトル(
NMR)で分析(内部標準テトラメチルシラン)シ。
NMRチャ〜トからIRに起因するメチル基およびメチ
レンノー:、6−ナイロンに起因するCO基に隣接した
メチレン基、NH基に隣接したメチレン基および他の3
個のメチレン基の各々のピークについて、切り取り面−
法により6−ナイロンとIRとのモル比をめて、グラフ
ト率を算出した。
まだ、前記のナイロン繊維状物の形状を、繊維状物約2
00本について100.00倍の倍率で走査型顕微鏡を
用いて測定1〜だ。繊維状物は断面円形の極めて細い短
繊維状物であった。結果をまとめて第1表に示す。
評価試験 実施例]で得られた強化ゴム組成物を下記に示した配合
により、150℃で40分間加硫し、物性を測定し、た
。結果を第1表に示す。
カーボンブラック(ISAF) 50部プロセスオイル
 5部 亜鉛華 5部 ステアリン酸 3部 N−フェニル〜N′−イソプロピル−p−フェニレンジ
アミン(81C)NA) )、、2部 2.2.4− )リメチルーl、2−ジヒドロキシリン
市合物(・1品名:ノノクランク224) 0.8部ジ
ベンゾチアジルジザルファイド o、6HBN、’N’
Nジーェニルグアニジン 0.2部碕、黄 2.5部 実施例2〜4 えた(但し、ヘキサメチレンテトラミンの量は550P
Lに対して10重+J %である。以下同じ)他は実施
例1と同様に実施した。結果を捷とめてめ1表に示す。
比較例1 タマノル510を加えない他&1実施例1と同様に実施
した。結果をまとめて第1表に示す。
参考例1 天然ゴムとIRとの割合を実施例1と同様にした加硫物
の物性を第1表に示す。
実施例5〜7 バンバリーミキサ−に投入する6−ナイロン。
550 P Lおよびタマノル510の量を第2表に示
すように変えた他は実施例1と同様に実施した。
結果を寸とめて第2表に示す。
比較例2 バンバリーミキサ−に投入する6−ナイロン。
550 P t、およびタマノル510の量を第2表に
示す」二うに変えた他は実施例1と同様に実施した。
結果を捷とめて第2表に示す。
実施例8〜i ’1 粘着伺ち剤の種類を変えた他は実施例2と同様に実施E
また。結果をまとめて第3表に示す。
実へ′1:例]2〜・13 合Tr9ゴノ、の種類と、6−ナイロン、550PLお
よびタマノル510の借を第4表に示すように徐乏−だ
他It、゛実施例1と同様に実施l−だ。結果をまとめ
て第4表に示す。
以上の各実施例において、 21.’1曲連続的(Cス
トランドを引き増つだがストランドの切断はいずれも全
く起らなかった。
弔゛許出願人 宇部興産株式会社 手続補正書 昭和59年11月7日 特許庁長官 殿 1 事件の表示 特願昭58−244814号 2 発明の名称 強化ゴム組成物の製造法 6 補正をする者 事件との関係 特許出願人 郵便番号 755 山口県宇部市西本町1丁目12番32号(0’20) 
宇部興産株式会社 4 補正命令の日付 補正命令はない。
5 袖11の対象 明細1iJの発明の詳細な説明の欄 6、 袖II子の内容 (1)明細書の第20ページ末行の、「加えない他は」
の記載を「加えず6ナイロンと工Rとの割合を110:
100(重量比)に変えた他は」に補正する。
(2)明細書の第22ページ第1表の比較例1の6ナイ
ロンの量についての記載を「100」から「110」に
補正する。
以 上

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)粘着付与剤を配合した加硫可能な合成ゴム(但し
    、ブタジェンゴムおよびスチレンブタジェンゴムなどの
    ブタジェン系ゴムを除く)を連続相とし、これにポリマ
    ー分子中に−8−NH−基を有する熱可塑性ポリマーの
    微細な繊維状物を分散せしめ、かつ該繊維状物の界面に
    おいて前記ポリマーと合成ゴムとをノボラック型フェノ
    ール樹脂を介してグラフトせしめることを特徴とする強
    化ゴム組成物の製造法。
  2. (2)加硫可能な合成ゴムがインプレンゴム(IR)、
    ブチルゴム(I IR)またはエチレンプロピレンゴム
    (FPDM)であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の強化ゴム組成物の製造法。
  3. (3)加硫可能な合成ゴム(但し、ブタジェンゴムおよ
    びスチレンブタジェンゴムなどのブタジェン系ゴムを除
    ()100重量部と、ポリマー分子♀ 巾に一〇−NH−基を有する熱可塑性ポリマー1〜20
    0型針部と、粘着付与剤0.5〜20重量部と。 これら合成ゴムと熱可塑性ポリマーとの合計、f4.1
    00重階部当り0,2〜5重騎部のノボラック型フェノ
    ール樹脂と、ノボラック型フェノール樹脂lOO重階部
    当り1〜50重4■部の加熱時にホルムアルデヒドを発
    生しうる化合物、!:を熱可塑性ボ・リマーの融点以上
    の温度で混練し、混練物を押出し。 ついで巻き取ることによって、前記合成ゴムを連続相と
    し、前記熱可塑性ポリマーを微細な繊維状物としてゴム
    中に分散せしめ、かつ該繊維状物の界面において前記熱
    可塑性ポリマーと合成ゴムとをノボラック型フェノール
    樹脂を介してグラフトせしめることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の強化ゴム組成物の製造法。
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