(57)【要約】【課題】耐摩耗性と低発熱化を実現することで、高耐久性を有し、摩擦係数を容易に調整することができる、ゴム組成物を提供する。【解決手段】ゴム弾性を有する高分子材料からなるゴム組成物であって、該ゴム組成物には、該高分子材料１００重量部に対して、平均一次粒子径が１〜５０μφのコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドの粉体が１０〜５０重量部混合分散されており、かつ、該粉体に、該粉体の重量に対してアミド系溶剤が０．０１〜６重量％付着していることを特徴とするゴム組成物とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム弾性を有する高分子材料からなるゴム組成物であって、該ゴム組成物には、該高分子材料１００重量部に対して、平均一次粒子径が１〜５０μφのコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドの粉体が１０〜５０重量部混合分散されており、かつ、該粉体に、該粉体の重量に対してアミド系溶剤が０．０１〜６重量％付着していることを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】
アミド系溶剤がＮ−メチル−２−ピロリドンである請求項１記載のゴム組成物。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載のゴム組成物で製造されたタイヤ、ベルト、またはホース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤやベルト、ホースに好適に用いられる、耐久性を向上させたゴム組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ゴム補強や性能向上を狙ってゴム組成物にアラミド短繊維やアラミド粒子を配合することは良く知られた方法である。
例えば、特許文献１に例示されるようにアラミド短繊維をゴムに配合し、ゴムの耐摩耗性を向上させることが例示される。しかしながら、アラミド繊維はゴム中分散性が悪く、１０部以上配合しようとすると、混練に時間が多くかかったり、品質にバラツキが生じたりする。
【０００３】
また、特許文献２には、ゴム組成物にアラミド粒子を配合することが開示されているが、実質メタアラミド粒子を用いて防振特性を向上させることが記載されているものの、本発明者が検討したところ、同特許文献に記されたゴム組成物は、耐久性や摩擦調整の効果が十分なものではない。
【０００４】
特許文献３にもゴム組成物にアラミド粒子を配合することが開示されている。しかしながら、同特許文献発明では、耐摩耗性が発現する１０部以下での配合であり、耐久性や摩擦調整効果が得られるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３４６４９３８号公報
【特許文献２】特開平０８−１８８６７７号公報
【特許文献３】特開２００８−１５０４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、耐摩耗性と低発熱化を実現することで、高耐久性を有し、摩擦係数を容易に調整することができる、ゴム組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らが検討した結果、上記課題は、特定の溶剤を付着させたとき達成できることを見出した。かくして本発明によれば、ゴム弾性を有する高分子材料からなるゴム組成物であって、該ゴム組成物には、該高分子材料１００重量部に対して、平均一次粒子径が１〜５０μφのコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドの粉体が１０〜５０重量部混合、分散されており、かつ、該粉体に、該粉体の重量に対してアミド系溶剤が０．０１〜６重量％付着していることを特徴とするゴム組成物が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ゴム弾性を有する高分子材料にアミド系溶剤が０．０１〜６％含まれていることを特徴とするコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドからなる平均一次粒子径が１〜５０μφの粉体を添加することによって、ゴムの圧縮側損失正接（ｔａｎδ）を低減し、これにより低発熱を実現することができる。また、耐摩耗性を向上させ、摩擦係数を下げる効果があり、摩擦伝動、しゅう動性を制御できる効果がある。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明で使用するゴム弾性を有する高分子材料とは、ゴム弾性を発揮できる高分子材料であれば、特に規定するものではない。例えば、アクリルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、多硫化ゴム、天然ゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴムなどが挙げられ、これらを単独で用いても良いし、ブレンドして用いても良い。
【００１０】
なお、これらゴムには、主成分であるゴム以外に、カーボンブラック、シリカ等の無機充填剤、クマロン樹脂、フェノール樹脂等の有機充填剤、ナフテン系オイル等の軟化剤、老化防止剤、加硫助剤、加工助剤等を必要に応じて含ませてもよい。特に無機充填剤を添加したゴム組成物を用いることが本発明の効果をより得ることができる。
【００１１】
本発明で用いる粉体の粒子はゴム組成物によって１〜５０μφの間で調整されるものであるが、分散性がよく、かつｔａｎδを下げやすい粒径は１〜３０μφの範囲である。また、製造時の難易を考えると４〜３０μφの範囲がさらに好ましい。
【００１２】
本発明においては、アミド系溶剤はコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド粉体に０．０１〜６％の範囲で含まれるが、好ましくは０．０５〜３％、さらに好ましくは０．１〜２％、特に好ましくは０．５〜２％の範囲である。アミド系溶剤が少なすぎると、ゴム混練時の分散及び、ｔａｎδ低減効果に直接関与すると考えられるゴムとのインタラクションを損なう。逆にアミド系溶剤が多すぎると、ゴムの種類によってはゴムを膨潤させてしまい、ゴム物性を変質させてしまう場合があり、好ましくない。
【００１３】
本発明のゴム組成物はゴム弾性を発揮できる高分子材料すなわちゴムポリマー１００重量部に対して上記粉体を１０〜５０重量部配合することによって得られる。１０重量部より少なければ、耐摩耗性向上において、十分な効果を得られない。また５０重量部よりも多ければ、混練りする工程において粉体が分散しにくいというデメリットがある。上記粉体の配合量は、高分子材料１００重量部に対して好ましくは１１〜５０重量部であり、より好ましくは１１〜３０重量部である。
【００１４】
本発明で得られるゴム組成物は前述のアミド系溶剤を０．０１〜６％重量％含有または付着するコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドからなる粉体を含むことによって、優れた耐久性を示す。具体的に述べると、該粉体を含まないゴム組成物に比べて、ゴムの摩擦係数低減、発熱性低減（ｔａｎδ低減）、耐摩耗性向上の効果が得られる。これはゴムよりも高い弾性率を有するコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドが通常繊維化する際に高延伸・高配向する前に、粉体状にされ、なおかつその中にアミド系溶剤が０．０１〜６％含まれていることによって、ゴムマトリックスに均一に分散し、実現される。
【００１５】
また、本発明ではアラミドの中でもコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドを用いることでより高い効果を得る。アラミドでよく知られているのはパラ系ではポリパラフェニレンテレフタルアミドであり、メタ系ではポリメタフェニレンイソフタルアミドであるが、これらと比較すると同じ粒子径の場合、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド粉体が最も高い効果を得ることが分かっている。
【００１６】
これらの表面はアミド系溶剤が染み出すことによって十分な効果を得るが、ゴムとのインタラクションをさらに高めることでより高い効果を得る。処理剤としてはゴムマトリックスの種類にもよるが、スチレン・ブタジエンの共重合ポリマー、ウレタンポリマーなどが好適に用いられる。また、通常ゴムと繊維の接着剤として用いられるレゾルシン・ホルマリン・ラテックス（ＲＦＬ）でもよい。また、アミド系溶剤の含有量または付着量が５０重量部に近くなる場合は、ポリエチレンワックスで処理してやることにより、粉体の分散性が非常に良くなる。
【００１７】
本発明で用いられるコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドからなる粉体は紡糸用のコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドからなるドープを半乾半湿式紡糸法により凝固液中に押し出し、凝固液から凝固糸として引き取ることで製造される。
【００１８】
ドープの溶媒は、アミド系溶剤を用い、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン等を例示することができるが、取り扱い性や安定性等の点から、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが最も優れている。
【００１９】
よって、本発明において、アミド系溶剤を０．０１〜６重量％付着または含有させたコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド粉体に方法としては、上記の凝固糸の水洗工程において、水洗の条件を調整することによって容易に製造することができる。水洗方法は、均一に水洗する方法として、０．１〜１％のアミド系溶剤に浸漬し引き上げる方法や、ウォータージェットで吹き付ける方法などが好ましく例示される。
【００２０】
製造された凝固糸は水洗され、乾燥された後、ミルによって１〜５０μｍに粉砕されることで、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド粉体製造することができる。
【００２１】
コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドからなるドープから凝固液に押し、凝固糸を引き取る半乾半湿式紡糸法については、さらに、特公平１−１５６０５号公報、特公平１−１５６０６号公報に記載された方法を採用することができる。
【００２２】
上記方法により製造された粉体は、公知の方法によりゴム弾性を有する高分子材料に配合することによって、本発明のゴム組成物を製造することができる。
また、本発明によって得られたゴム組成物は、タイヤ、ベルト、ホースなどの高耐久性が求められる用途に用いることで、その性能を十分に発揮することができる。その際、タイヤ、ベルト、ホースの製造方法は、従来公知の方法を用いることができる。
【実施例】
【００２３】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
なお、実施例中の各評価項目の測定値は下記の測定方法にしたがって求めた。
【００２４】
（１）アミド系溶剤付着量
コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド樹脂を熱分解ＧＣＭＳでアミド系溶剤を定量した。
【００２５】
（２）分散性
ゴムコンパウンドを混練後、１ｍｍ厚のシートに目視でフィラーの分散性を判定。均一分散したものを○、１ｍ２中に１〜５個の凝集物が観察されたら△、６個以上で×とした。
【００２６】
（３）摩擦係数、耐磨耗性試験
各ゴム組成物を１６０℃×２０分の条件で加硫して得られた厚さ７ｍｍのゴムシートから、幅５ｍｍ、長さ１５ｍｍのブロックを切り出して試料とした。オリエンテック株式会社製のピンオンディスク摩擦摩耗試験機を用い荷重５Ｋｇ、周速１００ｒｐｍ条件下、ステンレス板上回転させたときの摩擦係数を測定した。同様のサンプル形状、装置で、ディスク側を３２０番のサンドペーパーに替えて回転摩耗させ、摩耗量を測定した。摩耗量をアラミド粉体添加なしのサンプルを１００とする比をインデックス表示した。このインデックスが低い方が、耐磨耗性が良い。
【００２７】
（４）損失正接（ｔａｎδ）
耐磨耗性試験と同様の厚さ７ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ１５ｍｍのブロックを圧縮測定用チャックに挟み、オリエンテック株式会社製粘弾性測定装置を用い、荷重：１２００ｇｆ、動的歪：１０％、周波数：１０Ｈｚ、測定温度：２０℃と１００℃の条件下で、ゴム組成物の損失正接（ｔａｎδ）を測定した。
【００２８】
（５）判定
分散性が△〜○、摩擦係数、耐磨耗性、損失正接（ｔａｎδ）がＰＰＯＰＴＡ粉体添加なしのサンプルに比べて１０％以上改善したものを○とした。
【００２９】
［実施例１〜７、比較例２〜５］
特公平１−１５６０５号公報実験例１と同様の方法により、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドのＮ−メチル−２−ピロリドン（以下ＮＭＰと称することがある）を溶剤としたドープ（濃度６％）を作成し、これを特公平１−１５６０５号公報の実施例実験例１に記載の半乾半湿式紡糸法により１％のＮ−メチル−２−ピロリドン水溶液の凝固液中に１０００ホールの紡糸口金から押し出し、１０分間凝固液に浸漬させた後、凝固液から単繊維径１００μφの凝固糸として引き取り、これをミルによって３０分間粉砕し４．９μφサイズのコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド粉体ＴＮ-Ｐ１を作成した。凝固液への浸漬時間を１秒〜５分に変更しＴＮ−Ｐ２からＴＮ−Ｐ４を、ミルの粉砕時間を１〜１０分に変更しＴＮ−Ｐ５からＴＮ−７を作成した。評価で用いたゴム組成物中の各成分の配合量と、上記粉体の分散性、ゴム組成物の摩擦係数、摩耗性、損失正接（ｔａｎδ）試験結果を表２に示す。
【００３０】
［比較例１］
コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド粉体を添加せずに前述と同様のサンプルを作成した。ゴム組成物中の各成分の配合量と、上記粉体の分散性、ゴム組成物の摩擦係数、摩耗性、損失正接（ｔａｎδ）試験結果を表２に示す。
【００３１】
【表１】
2011032431.tif 000002
【００３２】
【表２】
2011032431.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明によれば、耐摩耗性と低発熱による高耐久性を有し、摩擦係数を容易に調整することのできるゴム組成物を提供することができる。このため、このゴム組成物を使用することにより、優れた耐久性や用途に適した摩耗係数を有するタイヤやベルト、ホースが得られる。