(57)【要約】【課題】粘度、耐スコーチ性、硬度等のゴム物性を良好に維持し、ゴムの流れ性能も良好なゴム組成物の提供。【解決手段】ゴム成分、シリカ、ジエチレングリコールおよび硫黄を含有し、酸化マグネシウムを含有しないゴム組成物であって、  前記ゴム成分のうち１０質量％以上がクロロプレンゴムであり、  前記シリカの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して２〜１５質量部であり、  前記ジエチレングリコールの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して０．１〜２．０質量部であり、  前記硫黄の含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して０．１〜１．５質量部であるゴム組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム成分、シリカ、ジエチレングリコールおよび硫黄を含有し、酸化マグネシウムを含有しないゴム組成物であって、
前記ゴム成分のうち１０質量％以上がクロロプレンゴムであり、
前記シリカの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して２〜１５質量部であり、
前記ジエチレングリコールの含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して０．１〜２．０質量部であり、
前記硫黄の含有量が、前記ゴム成分１００質量部に対して０．１〜１．５質量部であるゴム組成物。
【請求項２】
前記ゴム成分１００質量部に対して、更に、ジチオモルフォリンを０．５〜２．０質量部含有する請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
ゴム成分、シリカ、ジエチレングリコールおよび硫黄を含有し、酸化マグネシウムを含有しないゴム組成物であって、
前記ゴム成分のうち１０質量％以上がクロロプレンゴムであり、
前記ゴム組成物の３０ｇを１１０℃のギアオーブン内に９０分間放置し、その後の前記ゴム組成物をオリフィス径が１．５ｍｍのスパイダーモールドに仕込み、１２０℃下で１０分間、０．０５ＭＰａの面圧で押し出した際の押出量が４．０ｇ以上となる、ゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物、より詳しくはクロロプレン系ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、地上に設置される道路橋等では、一定距離間隔で道路の伸縮を吸収するための隙間部を形成し、この隙間部、すなわち、道路橋の継ぎ目部分には、伸縮部を備えたゴム状弾性体からなる継手部材が設けられている。
【０００３】
このような継手部材を形成するゴム材料には耐候性と耐摩耗性が必要とされ、クロロプレン系のゴム材料が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
また、このような継手部材は、複雑な構造をした金物（モールド）に未加硫のゴムを仕込み、プレスすることにより細部までゴムを押し流し、鋼材と加硫接着させたものを用いている。
そのため、複雑なモールドの構造によっては、その端部まで未加硫のゴムが流れていかず、鋼材との接着不良が起こりやすいという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２５７０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、粘度、耐スコーチ性、硬度等のゴム物性を良好に維持し、ゴムの流れ性能も良好なゴム組成物の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ゴム成分、シリカ、ジエチレングリコールおよび硫黄を特定量含有し、酸化マグネシウムを含有しないゴム組成物が、粘度、耐スコーチ性、硬度等のゴム物性を良好に維持でき、ゴムの流れ性能も良好となることを知見し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（３）を提供する。
【０００７】
（１）ゴム成分、シリカ、ジエチレングリコールおよび硫黄を含有し、酸化マグネシウムを含有しないゴム組成物であって、
上記ゴム成分のうち１０質量％以上がクロロプレンゴムであり、
上記シリカの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して２〜１５質量部であり、
上記ジエチレングリコールの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して０．１〜２．０質量部であり、
上記硫黄の含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して０．１〜１．５質量部であるゴム組成物。
【０００８】
（２）上記ゴム成分１００質量部に対して、更に、ジチオモルフォリンを０．５〜２．０質量部含有する上記（１）に記載のゴム組成物。
【０００９】
（３）ゴム成分、シリカ、ジエチレングリコールおよび硫黄を含有し、酸化マグネシウムを含有しないゴム組成物であって、
上記ゴム成分のうち１０質量％以上がクロロプレンゴムであり、
上記ゴム組成物の３０ｇを１１０℃のギアオーブン内に９０分間放置し、その後の上記ゴム組成物をオリフィス径が１．５ｍｍのスパイダーモールドに仕込み、１２０℃下で１０分間、０．０５ＭＰａの面圧で押し出した際の押出量が４．０ｇ以上となる、ゴム組成物。
【発明の効果】
【００１０】
以下に説明するように、本発明によれば、粘度、耐スコーチ性、硬度等のゴム物性を良好に維持し、ゴムの流れ性能も良好なゴム組成物を提供することができる。
そのため、本発明のゴム組成物は、道路や橋における伸縮継手部材として好適に用いることができ、非常に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明の第１の態様に係るゴム組成物（以下、「本発明のゴム組成物」ともいう。）は、ゴム成分、シリカ、ジエチレングリコールおよび硫黄を含有し、酸化マグネシウムを含有しないゴム組成物であって、
上記ゴム成分のうち１０質量％以上がクロロプレンゴムであり、
上記シリカの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して２〜１５質量部であり、
上記ジエチレングリコールの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して０．１〜２．０質量部であり、
上記硫黄の含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して０．１〜１．５質量部であるゴム組成物である。
次に、本発明のゴム組成物に含有するゴム成分、シリカ、ジエチレングリコールおよび硫黄について説明する。
【００１２】
＜ゴム成分＞
本発明のゴム組成物に含有する上記ゴム成分は、その１０質量％以上がクロロプレンゴムであれば特に限定されない。
上記ゴム成分におけるクロロプレンゴムの含有量は、１０質量％以上であれば１００質量％であってもよいが、１５〜５０質量％であるのが好ましく、２０〜４０質量％であるのがより好ましい。
また、クロロプレンゴム以外のゴムとしては、具体的には、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）等の他のジエン系ゴムが挙げられる。
【００１３】
本発明においては、上記ゴム成分として、クロロプレンゴムおよび天然ゴムを併用するのが好ましく、具体的には、例えば、クロロプレンゴムを２０〜４０質量％含有し、天然ゴムを６０〜８０質量％含有するゴム成分が挙げられる。
【００１４】
＜シリカ＞
本発明のゴム組成物に含有する上記シリカは、従来公知のものを使用することができる。
シリカとしては、具体的には、例えば、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ等を挙げることができる。
また、シリカは、平均凝集粒径が、５〜５０μｍのものが好ましく、５〜３０μｍのものがより好ましい。
【００１５】
本発明においては、ゴム組成物におけるシリカの含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して２〜１５質量部であり、５〜１５質量部であるのが好ましく、７〜１２質量部であるのがより好ましい。
【００１６】
＜ジエチレングリコール＞
本発明のゴム組成物に含有する上記ジエチレングリコールは、（ＣＨ2ＯＨＣＨ2）2Ｏの化学式で表される化合物である。上記ジエチレングリコールとしては、日本触媒社製の市販品を用いることができる。
【００１７】
本発明においては、上記ジエチレングリコールの含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して、０．１〜２．０質量部であり、０．５〜１．５質量部であるのが好ましく、０．７〜１．２質量部であるのがより好ましい。
【００１８】
本発明においては、上記シリカと上記ジエチレングリコールとを上述した含有量で併用することにより、粘度、耐スコーチ性、硬度等のゴム物性を良好に維持し、ゴムの流れ性能を良好なものとすることができる。
この効果は、ジエチレングリコールの配合によりシリカの分散が良好になったことにより得られる効果であると考えられるが、後述する［実施例］に示す比較例３と実施例１との対比からも明らかなように、１１０℃のギアオーブン内に９０分間放置した後のゴムの流れ性能が格段に良好になる点は顕著な効果である。
【００１９】
また、本発明においては、上記シリカおよび上記ジエチレングリコールのゴム組成物における分散性を向上させる観点から、上記シリカおよび上記ジエチレングリコールは、上記シリカ１００質量部に対して上記ジエチレングリコールを１００〜２００質量部の割合で配合した混合物として配合されるのが好ましい。
【００２０】
＜硫黄＞
本発明のゴム組成物に含有する上記硫黄は、加硫剤として従来公知のものを使用することができる。
上記硫黄としては、具体的には、例えば、粉末イオウ、沈降性イオウ、高分散性イオウ、表面処理イオウ、不溶性イオウ等が挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２１】
本発明においては、上記硫黄の含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して、０．１〜１．５質量部であり、０．２〜１．０質量部であるのが好ましく、０．２〜０．７質量部であるのがより好ましい。
【００２２】
本発明のゴム組成物は、酸化マグネシウムを含有しないゴム組成物である。
本発明においては、酸化マグネシウムを配合しないことにより、ゴムの流れ性能を良好なものとすることができる。この効果は、後述する［実施例］に示す比較例１と比較例２との対比からも分かるが、酸化マグネシウムがクロロプレン系のゴム組成物において受酸剤として一般的に配合されるものであることを考慮すると、非常に意外な効果である。
【００２３】
また、本発明のゴム組成物は、上記硫黄とともに、ジチオモルフォリンを併用するのが好ましい。
上記ジチオモルフォリンを併用することにより、得られる本発明のゴム組成物の耐スコーチ性を損なうことなく、硬度等のゴム物性がより良好となる。
本発明においては、上記ジチオモルフォリンの含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して、０．５〜２．０質量部であるのが好ましく、０．５〜１．５質量部であるのがより好ましい。
【００２４】
更に、本発明のゴム組成物は、無機充填剤を含有するのが好ましく、その具体例としては、カーボンブラック、Ｔ−クレー、カオリンクレー、ろう石クレー、セリサイトクレー、焼成クレー、けいそう土、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、タルク、石英とカオリナイトとの凝集体等が挙げられる。
これらのうち、ゴムの補強効果が優れ、本発明のゴム組成物の加硫後のモジュラス、引張強さ、切断時伸び、せん断弾性率が優れる理由から、カーボンブラックであるのが好ましい。
本発明においては、上記カーボンブラックの含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して、２５〜４５質量部であるのが好ましく、３０〜４０質量部であるのがより好ましい。
【００２５】
本発明のゴム組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて、その他の添加剤を含有することができる。
上記添加剤としては、例えば、スコーチ防止剤、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤、軟化剤、加硫助剤、難燃剤、耐候剤、耐熱剤等が挙げられる。
【００２６】
スコーチ防止剤としては、具体的には、例えば、Ｎ−（シクロヘキシルチオ）フタルイミド等が挙げられる。
本発明においては、上記スコーチ防止剤の含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して、０．５質量部以下であるのが好ましい。
【００２７】
加硫促進剤としては、具体的には、例えば、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＣＢＳ）などのスルフェンアミド類；メルカプトベンゾチアゾールなどのチアゾール類；テトラメチルチウラムモノスルフィドなどのチウラム類；ステアリン酸；等が挙げられる。
老化防止剤としては、具体的には、例えば、ＴＭＤＱなどのケトン・アミン縮合物；ＤＮＰＤなどのアミン類；スチレン化フェノールなどのモノフェノール類；等が挙げられる。
可塑剤としては、具体的には、例えば、フタル酸誘導体（例えば、ＤＢＰ、ＤＯＰ等）、セバシン酸誘導体（例えば、ＤＢＳ等）のモノエステル類等が挙げられる。
軟化剤としては、具体的には、例えば、パラフィン系オイル（プロセスオイル）等が挙げられる。
【００２８】
本発明のゴム組成物の製造（調製）方法は、特に限定されないが、例えば、上述した各成分を配合した未加硫ゴム組成物を、公知の方法、装置を用いて、混練等により調製できる。
【００２９】
本発明の第２の態様に係るゴム組成物は、ゴム成分、シリカ、ジエチレングリコールおよび硫黄を含有し、酸化マグネシウムを含有しないゴム組成物であって、
上記ゴム成分のうち１０質量％以上がクロロプレンゴムであり、
上記ゴム組成物の３０ｇを１１０℃のギアオーブン内に９０分間放置し、その後の上記ゴム組成物をオリフィス径が１．５ｍｍのスパイダーモールドに仕込み、１２０℃下で１０分間、０．０５ＭＰａの面圧で押し出した際の押出量が４．０ｇ以上となる、ゴム組成物である。
ここで、「１１０℃のギアオーブン内に９０分間放置する」という条件は、本発明の第２の態様に係るゴム組成物を伸縮継手部材として用いる場合にモールドへ仕込む際の製造時の熱履歴を想定したものである。
また、「１２０℃下で１０分間、０．０５ＭＰａの面圧」という条件は、モールド内に仕込まれ、加硫を開始したゴム組成物の流動性（押出性）を確保できる条件である。
更に、本発明においては、上記押出量は、上述した条件下で、上記スパイダーモールドとしてＤＥＳＥＮＣＯ社製のＡＳＴＭ Ｓｐｉｄｅｒ Ｍｏｌｄ（オリフィス径：１．５ｍｍ）を用いて測定した値である。
そして、上記押出量が４．０ｇ以上となれば、成形用金型中の複雑なパターンの空間を容易に満たすことができると判断でき、ゴム組成物のゴムの流れ性能が十分に優れているといえる。
【００３０】
図１に、上記スパイダーモールドの模式的な斜視図を示す。
図１において、符号１０は、スパイダーモールドの全体を表し、蓋部１１と、ゴム組成物の仕込み部１２を設けた上側モールド１３と、ゴム受部である下側モールド１４とを具備するものである。また、上記スパイラルモールドのオリフィス径（１．５ｍｍ）とは、仕込み部１２の底部中央に位置し、仕込んだゴム組成物が蓋部１１に設けられた注入部１５により押し出されて下側モールド１４へ流出するオリフィス（穴）（図示せず）の直径をいう。
【００３１】
このような本発明の第２の態様に係るゴム組成物は、本発明の第１の態様に係るゴム組成物と同様、上述したゴム成分、シリカ、ジエチレングリコールおよび硫黄を含有し、酸化マグネシウムを含有しないゴム組成物であるが、上記押出量が４．０ｇ以上となれば、シリカ、ジエチレングリコールおよび硫黄の含有量は特に限定されない。
【００３２】
次に、本発明の第１および第２の態様に係るゴム組成物の好適な使用態様である伸縮継手部材について詳述する。
伸縮継手部材は、［背景技術］において記載したように、複雑な構造をした金物（モールド）に未加硫のゴムを仕込み、プレスすることにより細部までゴムを押し流し、鋼材と加硫接着させたものを用いている。
【００３３】
図２に、本発明の第１および第２の態様に係るゴム組成物の好適な使用態様である伸縮継手部材を含む道路橋の継ぎ目部分の模式的な断面図を示す。
図２において、符号１は道路橋の継ぎ目部分の全体を表し、符号２はアンカープレートを表し、符号３は側板を表し、符号４は第一伸縮継手部材を表す。また、符号５は荷重支持板を表し、符号６は第二伸縮継手部材を表し、符号７はアンカーバーを表し、符号８は道路橋を表す。
ここで、第一伸縮継手部材４は複雑な構造をした金物（モールド）を用いて形成する必要があるため、本発明の第１および第２の態様に係るゴム組成物を用いることにより好適に形成することができる。
【００３４】
また、本発明の第１および第２の態様に係るゴム組成物は、本出願人が特開２００３−１９３４１１号公報の中で提案している道路橋伸縮装置の弾性盤やゴム層としても好適に使用することができる。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明を実施例に従ってより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００３６】
（実施例１および２、比較例１〜５）
下記第１表に示す組成（単位は質量部）になるように、各化合物を配合してＢ型バンバリーミキサーにて５分間混練し、未加硫のゴム組成物を調製した。
得られた各ゴム組成物の物性を下記に示す方法に従って測定した。結果を下記第１表に示す。
【００３７】
＜ムーニー粘度＞
得られた未加硫の各ゴム組成物について、ＪＩＳ Ｋ６３００−１−２００１に準じて、Ｌ形ロータを使用し、予熱時間１分、試験温度１２５℃の条件で、ムーニー粘度測定した。
【００３８】
＜ムーニースコーチ＞
得られた未加硫の各ゴム組成物について、ＪＩＳ Ｋ６３００−１−２００１に準じて、Ｌ形ロータを使用し、予熱時間１分、試験温度１２５℃の条件で、ムーニー粘度を連続的に測定した。ムーニー粘度の最低値をＶｍとした。また、ムーニー粘度がＶｍから５ポイント上昇するまでのムーニースコーチ時間（分）を測定した。
結果を第１表に示す。ムーニースコーチ時間は、スコーチ（ゴム焼け）の指標であり、長い方が好ましい。
【００３９】
＜硬度＞
得られた未加硫の各ゴム組成物を１４８℃のプレス成型機を用い、面圧３．０ＭＰａの圧力下で６０分間加硫して、２ｍｍ厚の加硫シートを作製した。
この加硫シートを２枚重ねたものについて、ＪＩＳ Ｋ６２５３−１９９７の「タイプＡデュロメータ硬さ試験」に準じて、ショアＡ硬度を測定した。
【００４０】
＜ランボーン摩耗抵抗指数（耐摩耗性）＞
得られた未加硫の各ゴム組成物を１４８℃のプレス成型機を用い、面圧３．０ＭＰａの圧力下で６０分間加硫して、ＪＩＳ Ｋ６２６４−２:2005の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−耐摩耗性の求め方−」の「９．３  試験片」に準ずる形状の試験片を作製した。
作製した試験片について、同ＪＩＳの「９．４  試験方法」に記載の条件のうち、スリップ率を５０％、荷重を１５Ｎに変更した試験を行った。
【００４１】
＜ゴムの流れ性能＞
（初期）
得られた未加硫の各ゴム組成物の３０ｇをスパイダーモールド（型式：ＡＳＴＭ Ｓｐｉｄｅｒ Ｍｏｌｄ、オリフィス径：１．５ｍｍ）に仕込み、１２０℃下で１０分間、０．０５ＭＰａの面圧で押し出した際の押出量を測定した。
（処理後）
得られた未加硫の各ゴム組成物の３０ｇを１１０℃のギアオーブン内に９０分間放置し、その後のゴム組成物をスパイダーモールド（型式：ＡＳＴＭ Ｓｐｉｄｅｒ Ｍｏｌｄ、オリフィス径：１．５ｍｍ）に仕込み、１２０℃下で１０分間、０．０５ＭＰａの面圧で押し出した際の押出量を測定した。
【００４２】
【表１】
2010065105.tif 000002
【００４３】
第１表中の各成分は、以下のものを使用した。
・クロロプレンゴム：ショウプレンＧＳ、昭和電工社製
・天然ゴム：ＳＴＲ２０、ＴＥＣＫ ＢＥＥ ＨＡＮＧ社製
・カーボンブラック：ダイヤブラックＩ、三菱化学社製
・シリカ：ニップシールＶＮ３、東ソー・シリカ社製
・ジエチレングリコール：日本触媒社製
・酸化マグネシウム：キョウワマグ１５０、協和化学工業社製
・スコーチ防止剤：リターダーＣＴＰ、大内新興化学社製
・硫黄：粉末イオウ、細井化学工業社製
・ジチオモルフォリン：バルノックＲ、大内新興化学工業社製
【００４４】
第１表から明らかなように、ゴム成分、シリカ、ジエチレングリコールおよび硫黄を特定量含有し、酸化マグネシウムを含有しないゴム組成物（実施例１および２）は、粘度、耐スコーチ性、硬度等のゴム物性を良好に維持し、ゴムの流れ性能も良好となることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、スパイダーモールドの模式的な斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１および第２の態様に係るゴム組成物の好適な使用態様である伸縮継手部材を含む道路橋の継ぎ目部分の模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  道路橋の継ぎ目部分
２  アンカープレート
３  側板
４  第一伸縮継手部材
５  荷重支持板
６  第二伸縮継手部材
７  アンカーバー
８  道路橋
１０  スパイダーモールド
１１  蓋部
１２  仕込み部
１３  上側モールド
１４  下側モールド（ゴム受部）
１５  注入部
【図１】
2010065105.tif 000003
【図２】
2010065105.tif 000004