(57)【要約】【課題】ゴム組成物にフィラー、あるいは硫黄及び／又は加硫促進剤を大量に配合しなくても加工安定性を良好に確保し得るゴム組成物であって、加硫することにより、過酷な条件下、例えば高荷重下でも使用可能な高硬度ゴムを製造することができるゴム組成物を提供すること。【解決手段】ゴム成分１００重量部に対して、カーボンブラック５〜１２０重量部及び多糖類、好ましくは、多糖類として澱粉を５〜５０重量部含有することを特徴とするゴム組成物であって、好ましくは該ゴム成分として、ゴム成分１００重量部中にクロロプレンゴムを５０〜１００重量部含有するゴム組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム成分１００重量部に対して、カーボンブラック５〜１２０重量部及び多糖類を５〜５０重量部含有することを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】
前記多糖類が澱粉である請求項１記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記ゴム成分として、ゴム成分１００重量部中にクロロプレンゴムを５０〜１００重量部含有する請求項１又は２記載のゴム組成物。
【請求項４】
前記ゴム成分１００重量部に対して、硫黄０．５〜５重量部及び加硫促進剤０．５〜５重量部含有する請求項１〜３いずれか記載のゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム成分、カーボンブラック、及び多糖類を含有するゴム組成物に関し、特に加硫することにより高硬度ゴムが得られるゴム組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ゴム製品は過酷な条件下、例えば、高荷重下において使用されることが多く、市場において高荷重に耐え得るゴム製品、すなわち高荷重用ゴムとして使用し得る高硬度ゴムからなるゴム製品の要望が多くある。
【０００３】
ゴムを高硬度化する方法としては、例えば、ゴム組成物にフィラーを大量に配合する方法や、硫黄及び／又は加硫促進剤を大量に配合する方法がある。しかし、ゴム組成物にフィラーを大量に配合する方法では、ゴム組成物を混練する際の発熱が大きく、さらにゴム組成物の粘度上昇に伴い、例えば、ゴム組成物の混練の際、バンバリーミキサー等のトルクオーバーによりミキサー停止等が発生するという加工上の問題がある。加えて、カーボンブラックを大量に配合するとゴム組成物のスコーチタイムが早くなり、その結果、ゴム組成物の加工安定性が低下するという問題がある。
【０００４】
また、硫黄及び／又は加硫促進剤を大量に配合する方法では、硫黄及び／又は加硫促進剤のブルームが発生するという問題があり、さらに加硫促進剤の種類によっては、人体に有害なニトロソアミンを生じるという問題がある。加えて、硫黄及び／又は加硫促進剤を大量に配合すると、やはりゴム組成物のスコーチタイムが早くなり、その結果、ゴム組成物の加工安定性が低下するという問題がある。
【０００５】
ここで、高荷重下において使用されるゴム製品として、例えば、防振ゴムが挙げられるが、防振ゴムの中でも、エアスプリングに代表される耐オゾン性や耐候性が要求される防振ゴムにおいては、ゴム成分としてクロロプレンゴムが多く使用されている。しかし、ゴム成分としてクロロプレンゴムを含有するゴム組成物は、他のゴム種に比べて配合剤添加時のゴムの混練温度等により、ゴム組成物の物性、特にゴムの貯蔵安定性（スコーチタイム）や耐疲労性が大きく影響を受ける傾向にある。従って、ゴム成分としてクロロプレンゴムを含有するゴム組成物の加工安定性を良好に確保するためには、特に混練時の温度上昇を適切に抑制することが重要である。
【０００６】
下記特許文献１〜４では、ゴム成分、澱粉、シリカ及びシランカップリング剤を主として含有するゴム組成物、とりわけ上記成分を含有するタイヤ用ゴム組成物により、耐摩耗性、低燃費性及びウェットグリップ性に優れた加硫ゴムを製造することが記載されている。しかし、かかる特許文献は、ゴム組成物の加工安定性を良好に確保しつつ、加硫ゴムの高硬度化を図る方法を提供するものではない。
【特許文献１】特開２００５−１３３０２５号公報
【特許文献２】特開２００５−１５４５８６号公報
【特許文献３】特開２００５−２７２５０７号公報
【特許文献４】特開２００６−３０６９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、加工安定性の良好なゴム組成物であって、加硫することにより高硬度ゴムを製造することができるゴム組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下に示すゴム組成物により上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対して、カーボンブラック５〜１２０重量部及び多糖類を５〜５０重量部含有することを特徴とする。
【００１０】
上記ゴム組成物は、所定量のゴム成分、カーボンブラック及び多糖類を含有することにより、ゴム組成物のスコーチタイムを早めることなく、加硫ゴムの高硬度化が可能となる。すなわち、ゴム組成物の加工安定性を良好に確保しつつ、加硫ゴムの高硬度化が可能となる。
【００１１】
上記ゴム組成物におけるカーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００重量部に対して５〜１２０重量部である。好ましくは、３０〜１００重量部であり、より好ましくは、５０〜８０重量部である。かかる配合量が５重量部未満では、カーボンブラックの補強効果が充分に得られず、１２０重量部を超えると、発熱性、ゴム混合性及び加工時の作業性等が悪化し、さらにゴム組成物のスコーチタイムが早くなる傾向にある。
【００１２】
ここで、フィラーとしてシリカをゴム組成物中に含有する場合は、ゴム組成物の加工安定性の向上と、加硫後のゴムの高硬度化とを両立することができない傾向にある。このため、本発明に係るゴム組成物中のシリカの含有量は少ないことが好ましく、さらには、シリカをゴム組成物中に含有しないことがより好ましい。
【００１３】
上記ゴム組成物において、かかる多糖類の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して５〜５０重量部である。好ましくは、５〜４０重量部であり、より好ましくは、５〜３０重量部である。かかる配合量が５重量部未満では、加硫ゴムを高硬度化する効果が充分に得られず、５０重量部を超えると、加硫ゴムの引張特性等のゴム物性が悪化し、さらにゴム組成物のスコーチタイムが早くなる傾向にある。
【００１４】
上記ゴム組成物において、前記多糖類が澱粉であることが好ましい。かかるゴム組成物により、ゴム組成物のスコーチタイムを早めることなく、加硫ゴムをより高硬度化することが可能となる。
【００１５】
上記ゴム組成物において、前記ゴム成分として、ゴム成分１００重量部中にクロロプレンゴムを５０〜１００重量部含有することが好ましい。より好ましくは、ゴム成分１００重量部中にクロロプレンゴムを７０〜１００重量部、さらに好ましくは、ゴム成分としてクロロプレンゴムを単独で使用する。ゴム成分として所定量のクロロプレンゴムを含有し、さらにカーボンブラック及び多糖類を含有することにより、そのゴム組成物を混練する際の温度上昇を適切に抑制することが可能となる。これにより、ゴム組成物のスコーチタイムを早めることなく、加硫ゴムの耐候性、耐オゾン性、耐熱老化性及び耐薬品性を良好に確保しつつ、かつ加硫ゴムのさらなる高度化が可能となる。
【００１６】
上記ゴム組成物において、前記ゴム成分１００重量部に対して、有機加硫剤０．５〜５重量部及び加硫促進剤０．５〜５重量部含有することが好ましい。かかるゴム組成物においては、ゴム組成物の加工安定性をさらに良好に確保することができ、加えて加硫ゴムをより高硬度化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明におけるゴム成分としては、ジエン系ゴムを主成分とするゴム成分、すなわち、ジエン系ゴムをゴム成分中５０％以上含有するゴム成分とするものが、得られる加硫後のゴムの各特性、その応用性や汎用性の観点から好ましい。
【００１８】
ジエン系ゴムとしては、天然ゴム及びジエン系合成ゴムが挙げられ、ジエン系合成ゴムとしては、例えばクロロプレンゴム、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ゴム、ブチルゴム、アクリルニトリルブタジエンゴム等が挙げられる。
【００１９】
本発明に用いられるゴム成分は、上記ジエン系ゴムのうちの１種あるいは２種以上をブレンドして用いることができ、例えばクロロプレンゴム単独、又はクロロプレンゴムと他の天然ゴム又はジエン系合成ゴムとのブレンドが挙げられる。
【００２０】
カーボンブラックとしては、例えばＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ等が用いられる。カーボンブラックは、加硫後のゴムの硬度、補強性、低発熱性等のゴム特性を調整し得る範囲で使用することができる。
【００２１】
本発明における多糖類とは、アミロースの繰り返し単位と分子鎖構造を構成するアミロペクチンの繰り返し単位からなる糖類を意味し、具体的には、とうもろこし澱粉（コーンスターチ）、小麦澱粉、米澱粉、馬鈴薯澱粉、甘藷澱粉及びタピオカ澱粉等の澱粉；デキストリン、リン酸化澱粉、エーテル化澱粉及びアミノ化澱粉等の澱粉誘導体等が挙げられる。
【００２２】
硫黄としては、通常のゴム用硫黄であれば用いることができ、その配合量はゴム成分１００重量部に対して、０．５〜５重量部であり、好ましくは１〜３重量部である。硫黄の配合量が０．５重量部未満では、加硫後のゴムの架橋結合が不足して、充分なゴム硬度が得られない場合がある。また、５重量部を超えると、ゴム組成物のスコーチタイムが早くなり、加工安定性が悪化する傾向にある。
【００２３】
加硫促進剤としては、通常のゴム用加硫促進剤であれば用いることができ、例えば、スルフェンアミド系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤、チオウレア系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤、ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤等の加硫促進剤を単独、又は適宜混合して使用しても良い。加硫促進剤の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、０．５〜５重量部であり、好ましくは１〜３重量部である。加硫促進剤の配合量が０．５重量部未満では、充分なゴム硬度が得られない場合がある。また、５重量部を超えると、ゴム組成物のスコーチタイムが早くなり、加工安定性が悪化する傾向にある。
【００２４】
また、本発明のゴム組成物は、上記ゴム成分、カーボンブラック、多糖類、硫黄及び加硫促進剤と共にクレー、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ステアリン酸、加硫促進助剤、加硫遅延剤、有機過酸化物、老化防止剤、ワックスやオイル等の軟化剤、加工助剤等の通常ゴム工業で使用される配合剤を、本発明の効果を損なわない範囲において適宜配合し用いることができる。
【００２５】
例えば、老化防止剤としては、ゴム用として通常用いられる、芳香族アミン系老化防止剤、アミン−ケトン系老化防止剤、モノフェノール系老化防止剤、ビスフェノール系老化防止剤、ポリフェノール系老化防止剤、ジチオカルバミン酸塩系老化防止剤、チオウレア系老化防止剤等の老化防止剤を単独、又は適宜混合して使用しても良い。
【００２６】
本発明のゴム組成物は、上記ゴム成分、カーボンブラック及び多糖類、必要に応じて、硫黄、加硫促進剤、クレー、アロマオイル、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ステアリン酸、老化防止剤等を、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等の通常のゴム工業において使用される混練機を用いて混練りすることにより得られる。
【００２７】
また、上記各成分の配合方法は特に限定されず、硫黄及び加硫促進剤等の加硫系成分以外の配合成分を予め混練してマスターバッチとし、残りの成分を添加してさらに混練する方法、各成分を任意の順序で添加し混練する方法、全成分を同時に添加して混練する方法等のいずれでもよい。
【００２８】
上記各成分を混練し、成形加工した後、加硫を行うことで、高硬度ゴムを得ることができる。かかる高硬度ゴムは、高荷重下で使用される用途、例えば、自動車用防振ゴムを始めとして、鉄道車両用防振ゴム、産業機械用防振ゴム、建築用免震ゴム、免震ゴム支承等の防振、免震ゴムに好適に用いることができる。
【実施例】
【００２９】
以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明する。
【００３０】
（ゴム組成物の調製）
クロロプレンゴム１００重量部に対して、表１の配合処方に従い、実施例１〜３及び比較例１〜３のゴム組成物を配合し、通常のバンバリーミキサーを用いて混練し、ゴム組成物を調整した。表１に記載の各配合剤を以下に示す。
【００３１】
ａ）クロロプレンゴム  （「デンカクロロプレンＤＣＲ−３６」、電気化学工業社製）
ｂ）カーボンブラック  ＧＰＦ  （「シーストＶ」、東海カーボン社製）
ｃ）多糖類  とうもろこし澱粉  （「でんぷん粉」、関東化学社製）
ｄ）クレー  （「ハードトップクレー」、白石カルシウム社製）
ｅ）アロマオイル  （「プロセスＸ−１４０」、ジャパンエナジー社製）
【００３２】
ｆ）酸化亜鉛  （「亜鉛華３号」、三井金属鉱業社製）
ｇ）酸化マグネシウム  （「キョウワマグ１５０」、協和化学工業社製）
ｈ）ステアリン酸  （「工業用ステアリン酸」、花王社製）
ｉ）老化防止剤  Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン（「ノクラック６Ｃ」、大内新興化学工業社製）
ｊ）硫黄  （「５％オイル処理硫黄」、細井化学工業社製）
ｋ）加硫促進剤
（Ａ）ＥＴＵ（エチレンチオウレア）（「アクセル２２−Ｓ」、川口化学工業社製）
（Ｂ）テトラメチルチウラムモノスルフィド（「ノクセラーＴＳ」、大内新興化学工業社製）
【００３３】
（評価）
評価は、各ゴムを所定の金型を使用して１５０℃にて３０分加熱、加硫して得られたゴムについて行った。
【００３４】
＜加工安定性＞
ＪＩＳ−Ｋ  ６３００−１に準拠し、１２５℃におけるＳｃｏ（ｔ５）を測定した。Ｓｃｏ（ｔ５）の値が低いほど、スコーチタイムが早くなる。かかるスコーチタイムが早いゴム組成物は、保存時又は製造時において早期加硫が起こり易く、加工安定性が悪いことを示す。
【００３５】
＜硬度＞
ＪＩＳ−Ｋ  ６２５３に準拠し、タイプＡデュロメーターにて硬度を測定した。
【００３６】
＜引張特性＞
ＪＩＳ−Ｋ  ６２５１に準拠し、３号ダンベルを使用して作製した加硫ゴムサンプルの１００％伸張モジュラス（Ｍ１００（ＭＰａ））、３００％伸張モジュラス（Ｍ３００（ＭＰａ））、引張強さ（ＴＢ（ＭＰａ））及び伸び（ＥＢ（％））を測定した。結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
2009073981.tif 000002
【００３８】
表１の結果より、実施例１のゴム組成物は、比較例１のゴム組成物とスコーチタイムが同等であるが、その加硫ゴムのゴム硬度及びモジュラスは、比較例１のゴム組成物の加硫ゴムに比べて高い。また、実施例２のゴム組成物は、比較例１のゴム組成物よりもスコーチタイムが遅くなっており、その加硫ゴムのゴム硬度は比較例１のゴム組成物の加硫ゴムに比べて高い。さらに、実施例３のゴム組成物は、比較例１のゴム組成物に比べてスコーチタイムが若干早くなるものの、その加硫ゴムのゴム硬度及びモジュラスは比較例１のゴム組成物の加硫ゴムに比べてかなり高い。このように、実施例１〜３のゴム組成物は加工安定性が良好であり、さらに加硫することにより高硬度ゴム得られることがわかる。
【００３９】
一方、比較例２のゴム組成物は多糖類に替えてカーボンブラックを増量することにより、その加硫ゴムの高硬度化が図れるものの、ゴム組成物のスコーチタイムが早くなる傾向にあり、さらに比較例３のゴム組成物は多糖類に替えてクレーを含有するため、その加硫ゴムの高硬度化が充分でないことがわかる。