説明

ゴム組成物

【課題】天然ゴムが本来有する物性を低下させることのない変性天然ゴムと、ブルーミング等の問題を生じる可能性のあるCTPのような加硫遅延剤を使用することなく、DCBSと同等以上の加硫遅延効果を有する加硫促進剤とを用いて、良好な引張特性を保持しつつ優れた作業性および低発熱性(低転がり抵抗性)を発揮し得るゴム組成物を提供すること。
【解決手段】天然ゴムラテックスに極性基含有単量体をグラフト重合させてなる変性天然ゴムを含むゴム成分と、式(I)で表されるスルフェンアミド系加硫促進剤と、硫黄とを含有してなる組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特定の単量体をグラフト重合させてなる変性天然ゴムと特定のスルフェンアミド系加硫促進剤とを含有してなり、天然ゴム本来の良好な物性を保持しつつ、優れた作業性および低発熱性(低転がり抵抗性)を発現するゴム組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
乗用車、トラック、バス、二輪車等のタイヤに用いられるゴム組成物には、種々の高い物性を有することが望まれる。こうしたゴム組成物のゴム成分として、機械的特性、低発熱性(低転がり抵抗性)、耐摩耗性に優れた天然ゴムが多く採用されている。しかしながら、一般に天然ゴムは、その加工性が合成ゴムと比較すると劣っており、また素練り時における臭気の発生や保存性の低下などの問題も有している。
【0003】
こうした中、天然ゴムが本来有する良好な粘弾性や引張特性(加硫物性)、低発熱性(低転がり抵抗性)を保持しつつ、上記のような問題を解決すべく、特定の単量体をグラフト重合させた変性天然ゴムが提案されている(特許文献1参照)。該変性天然ゴムを採用すれば、天然ゴム本来の優れた物性を発揮しつつ、臭気発生の低減や保存性の向上などを図ることができる。
【0004】
一方、タイヤのようなゴム製品を製造する際に不可欠な加硫促進剤としては、種々の物性の向上に寄与するスルフェンアミド系加硫促進剤が有用である。現在、市販されているスルフェンアミド系加硫促進剤の中で、最も加硫反応に遅効性を与える加硫促進剤としては、たとえば、N,N’−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(以下、「DCBS」と略す)が知られている。さらに、遅効性を必要するような場合には、スルフェンアミド系加硫促進剤と、N−(シクロヘキシルチオ)フタルイミド(以下、「CTP」と略す)のような加硫遅延剤とを併用することも行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2004−359717号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記のような特定の変性天然ゴムを採用した場合、従来の加硫促進剤を併用すると、ムーニー粘度が必要以上に上昇して良好な混練作業を実現できない傾向にあり、好適なムーニースコーチタイムを確保すると同時に良好な低発熱性(低転がり抵抗性)をも実現するのは困難な状況にあると考えられる。また、さらに上記のような加硫遅延剤を併用した場合には、加硫遅延剤の配合量によっては加硫ゴムの物理的物性に悪影響を及ぼし、かつ、加硫ゴムの外観の悪化などを引き起こすブルーミングの原因になるという問題が生じる。
【0007】
そこで、本発明は、天然ゴムが本来有する物性を低下させることなく良好な作業性と低発熱性(低転がり抵抗性)とを兼ね備えた変性天然ゴムと、ブルーミング等の問題を生じる可能性のあるCTPのような加硫遅延剤を使用することなく、DCBSと同等以上の加硫遅延効果を有する加硫促進剤とを用いて、良好な引張特性を保持しつつ優れた作業性および低発熱性を発揮し得るゴム組成物を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は、上記課題を解決すべく、特定の単量体をグラフト重合させてなる変性天然ゴムと特定の加硫促進剤とを併用したゴム組成物を見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明のゴム組成物は、天然ゴムラテックスに極性基含有単量体をグラフト重合させてなる変性天然ゴムを含むゴム成分と、式(I)で表されるスルフェンアミド系加硫促進剤と、硫黄とを含有してなることを特徴とする。
【0009】
【化1】

【0010】
(式(I)中、R1は、炭素数3〜12の分岐アルキル基を示し、R2は炭素数1〜10の直鎖アルキル基または炭素数3〜10の分岐アルキル基を示す。nは0または1を示し、xは1または2を示す。)。
【0011】
前記変性天然ゴムは、天然ゴムラテックスのゴム分100質量%中、極性基含有単量体を0.01〜10.0質量%の量で添加してグラフト重合させてなるものであってもよく、さらに凝固あるいは乾燥してもよい。
前記ゴム成分100質量部に対し、前記スルフェンアミド系加硫促進剤が0.1〜10質量部であり、かつ前記硫黄が0.3〜10質量部であるのが望ましい。
また、前記ゴム成分100質量%中、前記変性天然ゴムを10質量%以上の量で含むのが望ましい。
【0012】
前記式(I)中、R1がtert−アルキル基であり、R2が炭素数1〜6の直鎖アルキル基または炭素数3〜6の分岐アルキル基であり、かつnが0であってもよく、R1がtert−アルキル基であり、R2がメチル基、エチル基またはn−プロピル基であり、かつnが0であってもよい。
【0013】
さらに、前記変性天然ゴムを、前記ゴム成分100質量%中に10質量%以上、または50質量%以上100質量%未満の量で含んでもよい。
また、前記ゴム成分は、合成ゴムまたは前記変性天然ゴム以外の天然ゴムを含んでもよく、該合成ゴムはポリイソプレンゴムであるのが望ましい。
【発明の効果】
【0014】
本発明のゴム組成物によれば、天然ゴムが本来有する良好な物性を保持し得る変性天然ゴムと、DCBSと同等以上の加硫遅延効果を有する加硫促進剤とを併用してなるので、ムーニー粘度の上昇が効果的に抑制されて混練作業が容易となるとともに、適度なムーニースコーチタイムを保持することができる。また、良好な低発熱性(低転がり抵抗性)を発現し得る変性天然ゴムに起因して、ゴム組成物自体の低発熱性も向上させることができる。さらに、ブルーミング等の問題を生じる可能性のあるCTPのような加硫遅延剤を使用する必要がないため、加硫ゴムの物性に悪影響を及ぼすおそれもない。
【0015】
このように、これら変性天然ゴムと加硫促進剤との相乗効果により、良好な引張特性が阻害されることなく、優れた作業性と低発熱性とを兼ね備えたゴム組成物を得ることができる。
したがって、上記ゴム組成物を用いれば、こうした優れた引張特性、作業性および低発熱性(低転がり抵抗性)によって高性能なタイヤを容易に得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のゴム組成物は、天然ゴムラテックスに極性基含有単量体をグラフト重合させてなる変性天然ゴムを含むゴム成分と、式(I)で表されるスルフェンアミド系加硫促進剤と、硫黄とを含有してなることを特徴とする。
【化2】

【0017】
[変性天然ゴム]
本発明に用いる変性天然ゴムは、天然ゴムラテックスに極性基含有単量体を添加し、さらに重合開始剤を加えた後、グラフト重合させることにより得られるグラフト重合生成物である。該重合は、特に乳化重合により行うのが好適である。このように上記変性天然ゴムは、極性基含有単量体を天然ゴムラテックスにグラフト重合させてなるものであるので、引張特性等の天然ゴム本来の物理特性が良好に保持されている。また、グラフト重合させるべき単量体が極性基を有するので、後述するスルフェンアミド系加硫促進剤との親和性が高く、該加硫促進剤と相まって所望の効果を発揮し得るゴム組成物を得ることができる。なお、この極性基により臭気の原因となる物質が捕捉されるものと推定され、素練り時等に発生しがちな臭気の低減にも効果を発揮し得る。さらに、極性基含有単量体の天然ゴム分子へのグラフト重合により、該天然ゴム分子の立体構造が若干低下し、静的な結晶化速度が大幅に遅くなり、保存性の向上だけでなく加工性の向上にも寄与するものと考えられる。ここで、上記変性天然ゴムとしては、硫黄加硫が可能な二重結合を有している天然ゴムであればよく、上述と同様の効果を充分に発揮し得る。
【0018】
グラフト重合生成物はさらに凝固させてもよく、或いは凝固後さらに真空乾燥機、エアドライヤー、ドラムドライヤー等の通常の乾燥機を用いて乾燥させてもよい。
【0019】
上記天然ゴムラテックスとしては通常のものを採用することができ、具体的にはフィールドラテックス、アンモニア処理ラテックス、遠心分離濃縮ラテックス、界面活性剤や酵素で処理した脱蛋白ラテックスおよびこれらを組合せたもの等を挙げることができる。
【0020】
上記グラフト重合させる極性基含有単量体としては、分子内に少なくとも一つの極性基を有する単量体であれば特に制限されない。かかる極性基としては、具体的には、アミノ基、イミノ基、ニトリル基、アンモニウム基、イミド基、アミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、エポキシ基、オキシカルボニル基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、含窒素複素環基および含酸素複素環基を好適に挙げられる。これら極性基を含有する単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0021】
アミノ基含有単量体としては、1分子中に第1級、第2級および第3級アミノ基から選ばれる少なくとも1つのアミノ基を有する重合性単量体がある。なかでも、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート等のような第3級アミノ基含有単量体が特に好ましい。これらアミノ基含有単量体は単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0022】
第1級アミノ基含有単量体としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、4−ビニルアニリン、アミノメチル(メタ)アクリレート、アミノエチル(メタ)アクリレート、アミノプロピル(メタ)アクリレート、アミノブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0023】
第2級アミノ基含有単量体としては、(1)アニリノスチレン、β−フェニル−p−アニリノスチレン、β−シアノ−p−アニリノスチレン、β−シアノ−β−メチル−p−アニリノスチレン、β−クロロ−p−アニリノスチレン、β−カルボキシ−p−アニリノスチレン、β−メトキシカルボニル−p−アニリノスチレン、β−(2−ヒドロキシエトキシ)カルボニル−p−アニリノスチレン、β−ホルミル−p−アニリノスチレン、β−ホルミル−β−メチル−p−アニリノスチレン、α−カルボキシ−β−カルボキシ−β−フェニル−p−アニリノスチレン等のようなアニリノスチレン類、(2)アニリノフェニルブタジエン、1−アニリノフェニル−1,3−ブタジエン、1−アニリノフェニル−3−メチル−1,3−ブタジエン、1−アニリノフェニル−3−クロロ−1,3−ブタジエン、3−アニリノフェニル−2−メチル−1,3−ブタジエン、1−アニリノフェニル−2−クロロ−1,3−ブタジエン、2−アニリノフェニル−1,3−ブタジエン、2−アニリノフェニル−3−メチル−1,3−ブタジエン、2−アニリノフェニル−3−クロロ−1,3−ブタジエン等のアニリノフェニルブタジエン類、(3)N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−(4−アニリノフェニル)メタクリルアミド等のN−モノ置換(メタ)アクリルアミド類等が挙げられる。
【0024】
第3級アミノ基含有単量体としては、N,N−ジ置換アミノアルキルアクリレート、N,N−ジ置換アミノアルキルアクリルアミドおよびピリジル基を有するビニル化合物等が挙げられる。
【0025】
上記N,N−ジ置換アミノアルキルアクリレートとしては、例えばN,N−ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノブチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノブチル(メタ)アクリレート、N−メチル−N−エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジブチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジブチルアミノブチル(メタ)アクリレート、N,N−ジヘキシルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジオクチルアミノエチル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルフォリン等のアクリル酸またはメタクリル酸のエステル等が挙げられる。特に、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジオクルアミノエチル(メタ)アクリレート、N―メチル―N−エチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が好ましい。
【0026】
上記N,N−ジ置換アミノアルキルアクリルアミドとしては、例えばN,N−ジメチルアミノメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノブチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノブチル(メタ)アクリルアミド、N―メチル―N−エチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジブチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジブチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジブチルアミノブチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジヘキシルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジヘキシルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジオクチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のアクリルアミド化合物またはメタクリルアミド化合物等が挙げられる。特に、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジオクチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等が好ましい。
【0027】
また、アミノ基の代わりに含窒素複素環基であってもよい。含窒素複素環としては、例えばピロール、ヒスチジン、イミダゾール、トリアゾリジン、トリアゾール、トリアジン、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、インドール、キノリン、プリン、フェナジン、プテリジン、メラミン等が挙げられる。含窒素複素環は、他のヘテロ原子を環中に含んでいてもよい。
【0028】
ピリジル基を有するビニル化合物としては、例えば2−ビニルピリジン、3−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、5−メチル−2−ビニルピリジン、5−エチル−2−ビニルピリジン等が挙げられる。特に、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン等が好ましい。
【0029】
ニトリル基含有単量体としては、例えば(メタ)アクリロニトリル、シアン化ビニリデン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0030】
ヒドロキシル基含有単量体としては、1分子中に少なくとも1つの第1級、第2級および第3級ヒドロキシル基を有する重合性単量体が挙げられる。かかる単量体としては、例えばヒドロキシル基含有不飽和カルボン酸系単量体、ヒドロキシル基含有ビニルエーテル系単量体、ヒドロキシル基含有ビニルケトン系単量体等が挙げられる。具体的には、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のようなポリアルキレングリコール(アルキレングリコール単位数が、たとえば2−23である)のモノ(メタ)アクリレート類;N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド等のヒドロキシル基含有不飽和アミド類;o−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、p−ヒドロキシスチレン、o−ヒドロキシ―α―メチルスチレン、m−ヒドロキシ―α―メチルスチレン、p−ヒドロキシ―α―メチルスチレン、p−ビニルベンジルアルコール等のヒドロキシル基含有ビニル芳香族化合物類;(メタ)アクリレート類が挙げられる。これらの中で、ヒドロキシル基含有不飽和カルボン酸系単量体、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類、ヒドロキシル基含有ビニル芳香族化合物が好ましく、特にヒドロキシル基含有不飽和カルボン酸系単量体が好ましい。ヒドロキシル基含有不飽和カルボン酸系単量体としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸等のエステル、アミド、無水物等の誘導体が挙げられ、特にアクリル酸、メタクリル酸等のエステル化合物が好ましい。
【0031】
カルボキシル基含有単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、テトラコン酸、桂皮酸等の不飽和カルボン酸類;またはフタル酸、琥珀酸、アジピン酸等の非重合性多価カルボン酸と、(メタ)アリルアルコール、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有不飽和化合物とのモノエステルのような遊離カルボキシル基含有エステル類およびその塩等が挙げられる。これらの中で、不飽和カルボン酸類が特に好ましい。かかる単量体は単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0032】
エポキシ基含有単量体としては、例えば(メタ)アリルグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−オキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これら単量体は単独で用いてもよく、2種以上以上組み合わせて用いてもよい。
【0033】
グラフト重合用の開始剤としては、特に限定はなく、種々の開始剤、たとえば乳化重合用の開始剤を用いることができ、その添加方法についても特に限定はない。一般に用いられる開始剤の例としては、過酸化ベンゾイル、過酸化水素、クメンヒドロパーオキサイド、tert−ブチルヒドロパーオキサイド、ジーtert−ブチルパーオキサイド、2,2−アゾビスイソブチロニトリル、2,2−アゾビス(2−ジアミノプロパン)ヒドロクロライド、2,2−アゾビス(2−ジアミノプロパン)ジヒドロクロライド、2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等が挙げられる。なお、重合温度を低減させるためには、レドックス系の重合開始剤を用いるのが好ましい。かかるレドックス系重合開始剤に用いる過酸化物と組合せる還元剤としては、たとえばテトラエチレンペンタミン、メルカプタン類、酸性亜硫酸ナトリウム、還元性金属イオン、アスコルビン酸等が挙げられる。特に、tert−ブチルヒドロパーオキサイドとテトラエチレンペンタミンとの組合せがレドックス系重合開始剤として好ましい。
【0034】
上記グラフト重合は、極性基含有単量体を天然ゴムラテックス中に添加し、所定の温度で撹拌しながら重合させる。一般的には、乳化重合によるのが望ましい。この場合、予め極性基含有単量体に水と乳化剤を加え、充分に乳化させたものを天然ゴムラテックスに添加してもよいし、極性基含有単量体を直接天然ゴムラテックスに添加し、必要に応じて単量体の添加前または添加後に乳化剤を添加してもよい。乳化剤としては、特に限定されず、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等のようなノニオン系の界面活性剤が挙げられる。
【0035】
上記極生基含有単量体は、上記天然ゴムラテックス100質量%中、0.01〜10.0質量%の量で添加するのが望ましい。また、極性基含有単量体のグラフト量についても、天然ゴムラテックスのゴム分に対し、0.01〜5.0質量%、好ましくは0.1〜2.0質量%の量であるのが望ましい。極性基含有単量体のグラフト量が0.01質量%未満であると、所望の効果が充分に得られないおそれがある。また、グラフト量が5.0質量%を超えると、天然ゴム本来の引張特性などの良好な特性が必要以上に低下するおそれがある。上記範囲内の添加量であれば、上記グラフト量を実現することができる。
【0036】
このように上記変性天然ゴムを用いれば、後述する特定のスルフェンアミド系加硫促進剤とも相まって、ゴム組成物に良好な引張特性だけでなく、優れた作業性と低発熱性を付与することができる。
【0037】
[ゴム成分]
本発明のゴム組成物には、ゴム成分として上記変性天然ゴムが含まれる。上記特定の変性天然ゴムは、ゴム成分100質量%中に、10質量%以上の量、好ましくは50〜100質量%未満の量で含まれ、残部が合成ゴムであるのが望ましい。上記特定の変性天然ゴムの含有量が上記範囲外の量であると、所望の物性を有するゴム組成物が得られない場合がある。
【0038】
上記のように特定の変性天然ゴムと併用されるゴム成分としては、合成ゴムが好適であるが、そのほか通常の天然ゴム(上記変性天然ゴム以外の変性天然ゴムを含む)も併用することができる。合成ゴムとしてはジエン系合成ゴムが好適であり、より具体的には、例えばスチレン−ブタジエン共重合体(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、ポリイソプレンゴム(IR)、ブチルゴム(IIR),エチレン−プロピレン共重合体及びこれらの混合物等が挙げられる。なかでもより加工性を向上させるという観点から、ポリイソプレンゴムが好適である。
【0039】
[スルフェンアミド系加硫促進剤]
本発明に用いる上記式(I)で表されるスルフェンアミド系加硫促進剤は、下記式(X)で表される従来のスルフェンアミド系加硫促進剤であるDCBSと同等の加硫遅延効果を有しており、かつ、ムーニー粘度の上昇を効果的に抑制するとともに好適なムーニースコーチタイムをも確保することができる。
【0040】
【化3】

【0041】
本発明において、上記式(I)で表されるスルフェンアミド系加硫促進剤中のRは、炭素数3〜12の分岐アルキル基を示す。R1が炭素数3〜12の分岐アルキル基であれば、上記スルフェンアミド系加硫促進剤の加硫促進性能が良好である。
【0042】
1としては、具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、トリイソブチル基、sec−ブチル基,tert−ブチル基、イソアミル基(イソペンチル基)、ネオペンチル基、tert−アミル基(tert−ペンチル基)、イソヘキシル基、tert−ヘキシル基、イソヘプチル基、tert−ヘプチル基、イソオクチル基、tert−オクチル基、イソノニル基、tert−ノニル基、イソデシル基、tert−デシル基、イソウンデシル基、tert−ウンデシル基、イソドデシル基、tert−ドデシル基などが挙げられる。これらの中でも、好適なムーニースコーチタイムが得られるなどの効果の点から、炭素数1〜12のtert−アルキル基が好ましく、特に、tert−ブチル基、tert−アミル基(tert−ペンチル基)、tert−ドデシル基、トリイソブチル基が好ましく、中でもtert−ブチル基が、合成面、原料入手の観点から経済的に優れており望ましい。
【0043】
上記式(I)で表されるスルフェンアミド系加硫促進剤中のnは、0または1を示し、合成のし易さや原材料コストなどの効果の点から、0であるのが好ましい。また式(I)中のxは1または2の整数を示す。xが3以上になると反応性が高くなり過ぎるためスルフェンアミド系加硫促進剤の安定性が低下し、作業性が悪化するおそれがある。
【0044】
これらは、R1に隣接する−N−の近傍にかさ高い基が存在するほど、良好なムーニースコーチタイムを付与できる傾向にあるためと推定される。したがって、たとえば上記式(I)中のR1がtert−ブチル基であり、nが0であると、R1がシクロヘキシル基であり、nが0であるDCBSと比べて、−N−の近傍は前者の方がよりかさ高く、より好適なムーニースコーチタイムを付与し得るものと考えられる。
【0045】
本発明において、上記式(I)で表されるスルフェンアミド系加硫促進剤中のR2は、炭素数1〜10の直鎖アルキル基または炭素数3〜10の分岐アルキル基を表す。R2が炭素数1〜10の直鎖または炭素数3〜10の分岐アルキル基であれば、上記スルフェンアミド系加硫促進剤の加硫促進性能が良好である。
【0046】
2としては具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基,tert−ブチル基、n−アミル基(n−ペンチル基)、イソアミル基(イソペンチル基)、ネオペンチル基、tert−アミル基(tert−ペンチル基)、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、n−ヘプチル基、イソヘプチル基、n−オクチル基、イソ−オクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基などが挙げられる。これらの中でも、合成のし易さや原材料コストなどの効果の点から、炭素数1〜8の直鎖または炭素数3〜8の分岐アルキル基であるのが好ましく、さらに炭素数1〜6の直鎖または炭素数3〜6の分岐アルキル基であるのがより好ましく、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基が挙げられる。特に、好適なムーニースコーチタイムが得られる点で、上記炭素数の分岐アルキル基よりも上記炭素数の直鎖アルキル基が好ましくい。これは分岐アルキル基であると加硫がさらに遅れるため、生産性が低下するおそれがある。これらの中でも、メチル基、エチル基、n−プロピル基が最も望ましい。
【0047】
したがって、上記式(I)中のR2がHのような従来のスルフェンアミド系加硫促進剤であると、加硫速度が速すぎるおそれがある。また、R2がシクロヘキシル基のようなかさ高い基や上記範囲外の長鎖の基であるような従来のスルフェンアミド系加硫促進剤であると、逆に加硫速度が遅すぎる傾向にある。
【0048】
ムーニースコーチタイムが早くなりすぎず加工時にゴム焦げを起こさず、作業性の低下を回避し得る点等から、上記スルフェンアミド系加硫促進剤の中で好ましい態様からさらに好ましい態様を順番にまとめてみると、具体的には、1)上記式(I)中のR1がtert−アルキル基であり、R2が炭素数1〜10の直鎖アルキル基または炭素数3〜10の分岐アルキル基であり、n=0であるもの、2)上記式(I)中のR1がtert−アルキル基であり、R2が炭素数1〜6の直鎖アルキル基または炭素数3〜6の分岐アルキル基であり、nが0または1であるもの、3)上記式(I)中のR1がtert−アルキル基であり、R2が炭素数1〜6の直鎖アルキル基または炭素数3〜6の分岐アルキル基であり、n=0であるもの、4)上記式(I)中のR1がtert−アルキル基であり、R2がメチル基、エチル基、またはn−プロピル基のいずれかであり、n=0であるものが好ましいものとなる(降順する程、好適なスルフェンアミド系加硫促進剤となる)。
【0049】
なお、上記式(I)で表されるスルフェンアミド系加硫促進剤中のR1が炭素数3〜12の分岐アルキル基以外の各官能基(例えば、n−オクタデシル基等)や炭素数が12を超える分岐アルキル基である場合、また、R2が炭素数1〜10の直鎖または分岐アルキル基以外の各官能基(例えば、n−オクタデシル基等)や炭素数10を超える直鎖または分岐アルキル基である場合、さらにnが2以上の場合には、本発明の目的の効果を充分に発揮し得ず、ムーニースコーチタイムが好適な範囲を超えて遅くなり加硫時間が必要以上に長くなることによって、生産性が低下したり、または促進剤としての加硫性能やゴム性能が低下したりするおそれがある。さらに、xが3以上であると、安定性の点で好ましくない。
【0050】
本発明において、上記式(I)で表されるスルフェンアミド系加硫促進剤の代表例としては、N−メチル−N−t−ブチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド(BMBS)、N−エチル−N−t−ブチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド(BEBS)、N−n−プロピル−N−t−ブチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−イソプロピル−N−t−ブチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−n−ブチル−N−t−ブチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド(BBBS)、N−イソブチル−N−t−ブチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−sec−ブチル−N−t−ブチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−メチル−N−イソアミルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−エチル−N−イソアミルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−n−プロピル−N−イソアミルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−イソプロピル−N−イソアミルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−n−ブチル−N−イソアミルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−イソブチル−N−イソアミルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−sec−ブチル−N−イソアミルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−メチル−N−tert−アミルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−エチル−N−tert−アミルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−n−プロピル−N−tert−アミルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−イソプロピル−N−tert−アミルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−n−ブチル−N−tert−アミルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−イソブチル−N−tert−アミルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−sec−ブチル−N−tert−アミルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−メチル−N−tert−ヘプチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−エチル−N−tert−ヘプチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−n−プロピル−N−tert−ヘプチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−イソプロピル−N−tert−ヘプチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−n−ブチル−N−tert−ヘプチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−イソブチル−N−tert−ヘプチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、N−sec−ブチル−N−tert−ヘプチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド等が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上混合して用いてもよい。
【0051】
これらのなかでも、最も長いムーニースコーチタイムを有する点で、N−メチル−N−t−ブチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド(BMBS)、N−エチル−N−t−ブチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド(BEBS)、N−n−プロピル−N−t−ブチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミドが好ましく、BEBSがより好ましい。
【0052】
これらスルフェンアミド系加硫促進剤は、N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド(TBBS)、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)、ジベンゾチアゾリルジスルフィド(MBTS)などの汎用の加硫促進剤と組み合わせて使用することも可能である。
【0053】
上記スルフェンアミド系加硫促進剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対し、0.1〜10質量部、好ましくは0.5〜5.0質量部、さらに好ましくは0.8〜2.5質量部の量である。この加硫促進剤の含有量が0.1質量部未満であると、充分に加硫しなくなるおそれがあり、一方、10質量部を超えると、ブルームが問題となるおそれがあり好ましくない。
【0054】
上記スルフェンアミド系加硫促進剤の製造方法としては、下記方法を好ましく挙げることができる。
【0055】
すなわち、対応するアミンと次亜塩素酸ソーダの反応によりあらかじめ調製したN−クロロアミンとビス(ベンゾチアゾール−2−イル)ジスルフィドを、アミンおよび塩基存在下、適切な溶媒中で反応させる。塩基としてアミンを用いた場合は、中和を行い、遊離のアミンに戻した後、得られた反応混合物の性状に従って、ろ過、水洗、濃縮、再結晶など適切な後処理をおこなうと、目的とするスルフェンアミドが得られる。
【0056】
本製造方法に用いる塩基としては,過剰量用いた原料アミン、トリエチルアミンなどの3級アミン、水酸化アルカリ,炭酸アルカリ、重炭酸アルカリ、ナトリウムアルコキシドなどが挙げられる。特に、過剰の原料アミンを塩基として用いたり、3級アミンであるトリエチルアミンを用いて反応を行い、水酸化ナトリウムで生成した塩酸塩を中和し、目的物を取り出した後、ろ液からアミンを再利用する方法が望ましい。
【0057】
本製造方法に用いる溶媒としては、アルコールが望ましく、特にメタノールが望ましい。
例えば、N−エチル−N−t−ブチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド(BEBS)では、N−t−ブチルエチルアミンに次亜塩素酸ナトリウム水溶液を0℃以下で滴下し、2時間攪拌後油層を分取した。ビス(ベンゾチアゾール−2−イル)ジスルフィド、N−t−ブチルエチルアミンおよび前述の油層を、メタノ−ルに懸濁させ、還流下2時間攪拌した。冷却後、水酸化ナトリウムで中和し、ろ過、水洗、減圧濃縮した後、再結晶することで目的とするBEBS(白色固体)を得ることができる。
【0058】
[硫黄]
本発明に用いる硫黄は、加硫剤として作用するものであり、その含有量は、ゴム成分100質量部に対し、0.3〜10質量部、好ましくは1.0〜7.0質量部、より好ましくは3.0〜7.0質量部の量である。硫黄の含有量が上記下限値未満であると、充分に加硫しなくなるおそれがあり、一方、上記上限値を超えると、ゴムの老化性能が低下するおそれがあり好ましくない。
【0059】
[ゴム組成物]
本発明のゴム組成物には、上記変性天然ゴムを含むゴム成分、上記スルフェンアミド系加硫促進剤および硫黄のほか、さらに充填剤を配合するのが好ましい。充填剤としては特に限定されるものではないが、カーボンブラック、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、クレー、炭酸カルシウムなど通常ゴム工業に用いられるものが使用できる。
【0060】
カーボンブラックを配合する場合、上記変性天然ゴムを含むゴム成分100質量部に対して、窒素吸着比表面積(N2AS)が80m2/g以上、好ましくは100m2/g以上、またはDBP吸油量(n−ジブチルフタレート吸油量)が110ml/100g以下、好ましくは90ml/100g以下のカーボンブラックを、20〜100質量部の量で配合するのが望ましい。
【0061】
すなわち、本発明における変性天然ゴムを用いた場合には、窒素吸着比表面積が80m2/g以上の微粒径のカーボンブラック、或いはDBP吸油量が100ml/100g以下の低ストラクチャーのカーボンブラックを配合しても、従来の天然ゴムを用いたときに比べて、カーボンブラックの分散性を向上させることができ、ゴム組成物の加工性だけでなく、耐摩耗性や低発熱性等の物性を大幅に改善することもできる。
【0062】
上記カーボンブラックとしては特に制限はなく、従来ゴムの補強用充填材として慣用されているものの中から任意のものを選択して用いることができる。具体的には、例えばFEF、SRF、HAF、ISAF、SAF等が挙げられる。耐摩耗性の点からは、HAF、ISAF、SAFが好ましい。
【0063】
また、シリカを配合する場合、上記変性天然ゴムを含むゴム成分100質量部に対して、20〜80質量部の量で配合するのが好ましい。すなわち、上記変性天然ゴムに、シリカを配合した場合には、従来の天然ゴムを用いるよりも、シリカの分散性や、配合物の収縮性を大幅に向上させることができ、ゴム組成物の加工性だけでなく、耐摩耗性や低発熱性等の物性をも著しく改善することもできる。
【0064】
上記シリカとしては特に限定されないが、湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカが好ましい。このような充填剤は、単独でまたは二つ以上のものを混合して用いることもできる。
【0065】
本発明のゴム組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により、さらに通常ゴム工業界で用いられる各種薬品、例えばプロセス油、老化防止剤、スコーチ防止剤、亜鉛華、ステアリン酸などを含有させることができる。
【0066】
本発明のゴム組成物は、上記各成分を、たとえば、バンバリーミキサー、ニーダー等により混練りすることにより製造することができる。
【0067】
[ゴム組成物の用途]
本発明におけるゴム組成物は、特にタイヤ用ゴムとして好適に使用され、例えばトレッドゴム(キャップゴム,ベースゴムを含む)、サイドゴム、プライゴム、ビードフィラーゴムなどあらゆるタイヤ部材に適用することができる。
【0068】
タイヤ部材としては、特にタイヤケース部材及びタイヤトレッドに好適に用いられる。ここで、タイヤケース部材とは、トレッドゴムを除く全てのゴム部材が含まれるが、特にタイヤ内部部材が好ましく、例えばベルトコーティングゴム、カーカスプライコーティングゴム、プライ間のスキージーゴム、トレッドとベルト間のクッションゴム、ビードフィラーなどが挙げられる。
【0069】
本発明のゴム組成物は良好な引張特性を保持しつつ、著しく作業性および低発熱性が向上されているため、タイヤケース部材、例えばベルトやカーカスプライゴムのコーティングゴムに適用した場合には、走行後のタイヤにおける低発熱性、コードセパレーション性、ゴム/コード接着性、ゴムの機械的特性(切断時伸びの保持率など)などの優れた物性を良好に保持した製品を、効率的かつ容易に製造することが可能となり、生産性の向上にも寄与することとなる。
【0070】
また、本発明におけるゴム組成物を、タイヤトレッドに適用した場合には、トレッドゴムの耐摩耗性、低発熱性、耐テアー性などを著しく向上させることができる。
【0071】
なお、本発明のゴム組成物は、タイヤ以外にも、防振ゴム、ベルト、ホースその他の工業品等の用途にも適用可能である。
【実施例】
【0072】
以下、本発明について、実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
なお、ムーニー粘度(ML1+4)、ムーニースコーチタイム(ts)、破断時の伸び(Eb)と応力(Tb)、300%伸張時の引張応力(M300)、低発熱性の評価方法については、以下の方法にしたがって行った。
【0073】
《ムーニー粘度、ムーニースコーチタイムの評価方法》
JIS K 6300−1:2001に準拠して行った。
なお、評価は、比較例1の値を100として指数表示した。ムーニー粘度は、値が小さいほど混練時の作業性が良好であることを示し、ムーニースコーチタイムは、値が大きいほど混練後の作業性が良好であることを示す。
【0074】
《破断時の伸びと応力、300%伸張時の引張応力の測定:引張特性の評価》
ゴム組成物を145℃で60分間加硫して得た加硫ゴムに対し、JIS K 6301−1995(3号形試験片)に準拠して25℃にて測定試験を行い、破断時の伸び(Eb)と応力(Tb)、並びに300%伸張時の引張応力(M300)を測定し、それぞれ比較例1のゴム組成物を100として指数表示した。これらの値が大きい程、引張特性に優れることを示す。
【0075】
《低発熱性の評価》
ゴム組成物を145℃で30分間加硫して得られた厚さ2mmのスラブシートから、幅5mm、長さ40mmで切り出したシートを用い、スペクトロメーター(上島製作所(株)製)にて、チャック間10mm、初期歪200μm、動的歪1%、周波数52Hz、測定温度25℃の条件下、損失正接(tanδ)を測定し、比較例1を100として指数表示した。値が小さい程、低発熱性が良好であることを示す。
【0076】
[製造例1:N−メチル−N−t−ブチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド(加硫促進剤1)の合成]
N−t−ブチルメチルアミン14.1g(0.162mol)に12%次亜塩素酸ナトリウム水溶液148gを0℃以下で滴下し、2時間攪拌後油層を分取した。ビス(ベンゾチアゾール−2−イル)ジスルフィド39.8g(0.120mol)、N−t−ブチルメチルアミン24.3g(0.240mmol)および前述の油層を、メタノ−ル120mlに懸濁させ、還流下2時間攪拌した。冷却後、水酸化ナトリウム6.6g(0.166mol)で中和し、ろ過、水洗、減圧濃縮した後、再結晶することで目的とするBMBSを46.8g(収率82%)の白色固体(融点56〜58℃)として得た。
【0077】
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ=1.32(9H,s,CH3(t−ブチル))、3.02(3H,s,CH3(メチル))、7.24(1H,m)、7.38(1H,m)、7.77(1H,m)、7.79(1H,m).
13C−NMR(100MHz,CDCl3)δ=27.3、41.9、59.2、120.9、121.4、123.3、125.7、135.0、155.5、180.8.
質量分析(EI,70eV)m/z;252(M+)、237(M+−CH3)、223(M+−C26)、195(M+−C49)、167(M+−C512N)、86(M+−C74NS2)。
【0078】
[製造例2:N−エチル−N−t−ブチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド(BEBS、加硫促進剤2)の合成]
N−t−ブチルメチルアミンの代わりにN−t−ブチルエチルアミン16.4g(0.162mol)を用いて実施例1と同様に行い、BEBSを41.9g(収率66%)の白色固体(融点60〜61℃)として得た。
得られたBEBSのスペクトルデータを以下に示す。
【0079】
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ=1.29(t,3H,J=7.1Hz,CH3(エチル))、1.34(s,9H,CH3(t−ブチル))、2.9−3.4(br−d,CH2)、7.23(1H,m)、7.37(1H,m)、7.75(1H,m)、7.78(1H,m).
13C−NMR(100MHz,CDCl3)δ=15.12、28.06、47.08、60.41、120.70、121.26、123.23、125.64、134.75、154.93、182.63.
質量分析(EI、70eV):m/z;251(M+−CH4)、167(M+−C614N)、100(M+−C75NS2):IR(KBr,cm-1):3061,2975,2932,2868,1461,1429,1393,1366,1352,1309,1273,1238,1198,1103,1022,1011,936,895,756,727。
【0080】
[製造例3:N−n−プロピル−N−t−ブチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド(加硫促進剤3)の合成]
N−t−ブチルメチルアミンの代わりにN−n−プロピル−t−ブチルアミン18.7g(0.162mol)を用いて実施例1と同様に行い、N−n−プロピル−N−t−ブチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミドを白色固体(融点50〜52℃)として得た。
【0081】
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ=0.92(t,J=7.3Hz,3H),1.34(s,9H),1.75(br,2H),3.03(brd,2H),7.24(t,J=7.0Hz,1H),7.38(t,J=7.0Hz,1H),7.77(d,J=7.5Hz,1H),7.79(d,J=7.5Hz,1H).
13C−NMR(100MHz,CDCl3)δ=11.7,23.0,28.1,55.3,60.4,120.7,121.3,123.3,125.7,134.7,154.8,181.3.
【0082】
[製造例4:N−i−プロピル−N−t−ブチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド(加硫促進剤4)の合成]
N−t−ブチルメチルアミンの代わりにN−i−プロピル−t−ブチルアミン18.7g(0.162mol)を用いて実施例1と同様に行い、N−i−プロピル−N−t−ブチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミドを白色固体(融点68〜70℃)として得た。
【0083】
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ=1.20−1.25(dd,(1.22ppm:J=6.4Hz,1.23ppm:J=6.4Hz)6H),1.37(s,9H),3.78(m,J=6.3Hz,1H),7.23(t,J=7.0Hz,1H),7.38(t,J=7.0Hz,1H),7.77(d,J=7.5Hz,1H),7.79(d,J=7.5Hz,1H).
13C−NMR(100MHz,CDCl3)δ=22.3,23.9,29.1,50.6,61.4,120.6,121.2,123.2,125.6,134.5,154.5,183.3.
【0084】
[製造例5:N,N−ジ−i−プロピルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド(加硫促進剤5)の合成]
N−t−ブチルメチルアミンの代わりにN−ジ−i−プロピルアミン16.4g(0.162mol)を用いて実施例1と同様に行い、N,N−ジ−i−プロピルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミドを白色固体(融点57〜59℃)として得た。
【0085】
1H−NMR(400MHz,CDCl)δ=1.26(d,J=6.5Hz,12H),3.49(dq,J=6.5Hz,2H),7.24(t,J=7.0Hz,1H),7.37(t,J=7.0Hz,1H),7.75(d,J=8.6Hz,1H),7.79(d,J=8.6Hz,1H).
13C−NMR(100MHz,CDCl3)δ=21.7,22.5,55.7,120.8,121.3,123.4,125.7,134.7,155.1,182.2.
質量分析(EI,70eV),m/z266(M+),251(M+−15),218(M+−48),209(M+−57),182(M+−84),167(M+−99),148(M+−118),100(M+−166:base).
【0086】
[製造例6:N−n−ブチル−N−t−ブチルベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド(加硫促進剤6)の合成]
N−t−ブチルメチルアミンの代わりにN−t−ブチル−n−ブチルアミン20.9g(0.162mol)を用いて実施例1と同様に行い、BBBSを42.4g(収率60%)の白色固体(融点55〜56℃)として得た。
【0087】
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ=0.89(3H,t,J=7.32Hz,CH3(n−Bu))、1.2−1.4(s+m,11H,CH3(t−ブチル)+CH2(n−ブチル))、1.70(br.s,2H,CH2)、2.9−3.2(br.d,2H,N−CH2)、7.23(1H,m)、7.37(1H,m)、7.75(1H,m)、7.78(1H,m).
13C−NMR(100MHz,CDCl3)δ=14.0、20.4、27.9、31.8、53.0、60.3、120.6、121.1、123.1、125.5、134.6、154.8、181.2.
質量分析(EI,70eV)、m/z294(M+)、279(M+−CH3)、237(M+−C49)、167(M+−C818N)、128(M+−C74NS2):IR(neat):1707cm-1,3302cm-1
【0088】
[製造例7:変性天然ゴム(NR−1)の製造]
(1)天然ゴムラテックスの変性反応工程
フィールドラテックスをラテックスセパレーター(斎藤遠心工業製)を用いて回転数7500rpmで遠心分離して乾燥ゴム濃度60%の濃縮ラテックスを得た。この濃縮ラテックス1000gを、撹拌機、温調ジャケットを備えたステンレス製反応容器に投入し、予め10mlの水と90mgの乳化剤(エマルゲン1108,花王株式会社製)をN,N−ジエチルアミノエチルメタクリレート3.0gに加えて乳化したものを990mlの水とともに添加し、これらを窒素置換しながら30分間撹拌した。次いで、重合開始剤としてtert−ブチルヒドロパーオキサイド1.2gとテトラエチレンペンタミン1.2gとを添加し、40℃で30分間反応させることにより、変性天然ゴムラテックスを得た。
【0089】
(2)凝固、乾燥工程
次いで、ギ酸を添加してpHを4.7に調整することにより、変性天然ゴムラテックスを凝固させた。このようにして得た固形物をクレーパーで5回処理し、シュレッダーに通してクラム化し、熱風式乾燥機により110℃で210分間乾燥して変性天然ゴム(NR−1)を得た。このようにして得た変性天然ゴム(NR−1)の重量から極性基含有単量体としてのN,N−ジエチルアミノエチルメタクリレートの転化率は100%であることが確認された。また、該変性天然ゴム(NR−1)を石油エーテルで抽出し、さらにアセトンとメタノールの2:1混合溶媒で抽出することによりホモポリマーの分離を行ったところ、抽出物の分析からホモポリマーは検出されず、添加した単量体の100%が天然ゴム分子に導入されていることを確認した。なお、グラフト量は天然ゴムラテックスのゴム分に対し、10質量%であった。
【0090】
[実施例1〜8]
2200mlのバンバリーミキサーを使用して、上記製造例で得た変性天然ゴム(NR−1)、上記製造例で得た加硫促進剤、硫黄、その他の配合剤を表1に示す配合処方で混練り混合して、未加硫のゴム組成物を調製し、上記の方法したがって、ムーニー粘度、ムーニースコーチタイム、破断時の伸び(Eb)と応力(Tb)、300%伸張時の引張応力(M300)を測定した。結果を表1に示す。
【0091】
[比較例1〜3]
変性天然ゴム(NR−1)の代わりに通常の天然ゴム(NR−2)(RSS#3素練りゴム、未変性天然ゴム)を用い、或いは加硫促進剤として従来のもの(加硫促進剤A:DCBS)を用いた以外、実施例1にしたがってゴム組成物を調製し、各項目につき測定した。結果を表1に示す。
【0092】
【表1】

【0093】
※1:旭#70L(N326)、旭カーボン
※2: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(株)製)
※3:N,N’−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド(ノクセラーDZ、大内新興化学工業(株)製)
【0094】
表1の結果によれば、実施例1〜8はいずれも、従来の天然ゴムと従来の加硫促進剤とを併用した比較例1、加硫促進剤のみ従来のものを用いた比較例2、および天然ゴムのみ従来のものを用いた比較例3に比べ、良好なムーニー粘度とムーニースコーチタイムを発揮するだけでなく、良好な引張特性を有するとともに、優れた加工性と低発熱性を兼ね備えるゴム組成物であることがわかる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
天然ゴムラテックスに極性基含有単量体をグラフト重合させてなる変性天然ゴムを含むゴム成分と、式(I)で表されるスルフェンアミド系加硫促進剤と、硫黄とを含有してなることを特徴とするゴム組成物;
【化1】

(式(I)中、R1は、炭素数3〜12の分岐アルキル基を示し、R2は炭素数1〜10の直鎖アルキル基または炭素数3〜10の分岐アルキル基を示す。nは0または1を示し、xは1または2を示す。)。
【請求項2】
前記変性天然ゴムが、天然ゴムラテックスのゴム分100質量%中、極性基含有単量体を0.01〜10.0質量%の量で添加してグラフト重合させてなる請求項1に記載のゴム組成物。
【請求項3】
前記変性天然ゴムが、さらに凝固されてなる請求項1または2に記載のゴム組成物。
【請求項4】
前記変性天然ゴムが、さらに乾燥されてなる請求項3に記載のゴム組成物。
【請求項5】
前記ゴム成分100質量部に対し、前記スルフェンアミド系加硫促進剤が0.1〜10質量部であり、かつ前記硫黄が0.3〜10質量部である請求項1〜4のいずれかに記載のゴム組成物。
【請求項6】
前記式(I)中、R1がtert−アルキル基であり、R2が炭素数1〜6の直鎖アルキル基または炭素数3〜6の分岐アルキル基であり、かつnが0である請求項1〜5のいずれかに記載のゴム組成物。
【請求項7】
前記式(I)中、R1がtert−アルキル基であり、R2がメチル基、エチル基またはn−プロピル基であり、かつnが0である請求項1〜6のいずれかに記載のゴム組成物。
【請求項8】
前記ゴム成分100質量%中、前記変性天然ゴムを10質量%以上の量で含む請求項1〜7のいずれかに記載のゴム組成物。
【請求項9】
前記ゴム成分100質量%中、前記変性天然ゴムを50質量%以上100質量%未満の量で含む請求項項1〜8のいずれかに記載のゴム組成物。
【請求項10】
前記ゴム成分が、合成ゴムまたは前記変性天然ゴム以外の天然ゴムを含む請求項1〜9のいずれかに記載のゴム組成物。
【請求項11】
前記合成ゴムがポリイソプレンゴムである請求項10に記載のゴム組成物。

【公開番号】特開2010−163494(P2010−163494A)
【公開日】平成22年7月29日(2010.7.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−4980(P2009−4980)
【出願日】平成21年1月13日(2009.1.13)
【出願人】(000005278)株式会社ブリヂストン (11,469)
【Fターム(参考)】