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2017-82069樹脂組成物及びその製造方法、並びに樹脂組成物を含有するゴム組成物
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2017-82069(P2017-82069A)
(43)【公開日】2017年5月18日
(54)【発明の名称】樹脂組成物及びその製造方法、並びに樹脂組成物を含有するゴム組成物
(51)【国際特許分類】
   C08L 61/06 20060101AFI20170414BHJP
   C08L 93/00 20060101ALI20170414BHJP
   C08G 8/08 20060101ALI20170414BHJP
【FI】
   C08L61/06
   C08L93/00
   C08G8/08
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
【全頁数】20
(21)【出願番号】特願2015-210811(P2015-210811)
(22)【出願日】2015年10月27日
(71)【出願人】
【識別番号】000216243
【氏名又は名称】田岡化学工業株式会社
(72)【発明者】
【氏名】尾崎 文哉
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 伸行
【テーマコード(参考)】
4J002
4J033
【Fターム(参考)】
4J002AF03X
4J002CC03W
4J002CC06W
4J002GT00
4J033CA02
4J033CA12
4J033CA13
4J033CA29
4J033CB21
4J033CC01
4J033CD04
4J033HA02
4J033HA04
(57)【要約】
【課題】補強材で補強するゴム製品に用いられ、ゴムの加工工程において使用される接着剤用の樹脂組成物であって、該樹脂組成物の軟化点をブロッキングしない程度に十分低下させることにより、ゴムとの混練時に効率よく分散可能となる樹脂組成物、及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】カシューナッツシェル液が特異的にゴムの加工工程において使用される接着剤用の共縮合樹脂の軟化剤として使用可能であること、さらにはその使用により、得られる樹脂組成物の軟化点を効果的に低下させることが可能であることを見出した。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
以下一般式(1)
(Rは分岐を有しても良いアルキル基またはフェニル基を表す。)
で表されるフェノール類、レゾルシン及びホルムアルデヒド由来の構成単位を有する共縮合樹脂及びカシューナッツシェル液を含む樹脂組成物。
【請求項2】
樹脂組成物中のカシューナッツシェル液の含有量が5〜40重量%である請求項1記載の樹脂組成物。
【請求項3】
上記一般式(1)で表されるフェノール類がp−tert−ブチルフェノール、o−フェニルフェノール、p−tert−オクチルフェノール、クレゾールからなる群から選ばれる少なくとも一種である請求項1または2記載の樹脂組成物。
【請求項4】
上記一般式(1)で表されるフェノール類がp−tert−ブチルフェノール及びo−フェニルフェノールである請求項1〜3いずれか1項記載の樹脂組成物。
【請求項5】
以下(I)〜(III)の工程をこの順で含む、請求項1〜4いずれか一項記載の樹脂組成物の製造方法。
(I)アルカリ存在下、1種または2種以上の上記一般式(1)で表されるフェノール類とホルムアルデヒドとを反応させてフェノール類樹脂を得る工程。
(II)前記フェノール類樹脂とレゾルシンとを反応させ、上記一般式(1)で表されるフェノール類、レゾルシン及びホルムアルデヒド由来の構成単位を有する共縮合樹脂を得る工程。
(III)前記共縮合樹脂とカシューナッツシェル液とを混合する工程。
【請求項6】
(II)及び(III)工程を150℃以下で実施する請求項5記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項7】
請求項1〜4いずれか一項記載の樹脂組成物を含むゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アルキルフェノール等から得られる樹脂組成物の改良に関する。
【背景技術】
【0002】
タイヤ、ベルト、ホースなどのように、スチールコード類や有機繊維類等の補強材で補強する必要のあるゴム製品においては、ゴムと補強材との強固な接着が求められている。ゴムとの接着を行うため、補強材を種々の接着剤で処理する方法や、ゴムの加工工程において接着剤を他の各種配合剤とともに配合する方法が知られている。これらの中でも、ゴムの加工工程において接着剤を配合する方法は、補強材の接着剤処理の有無に関わらず、強固に加硫接着することが可能であるため広く採用されている。このようなゴムの加工工程において使用される接着剤として、p−tert−オクチルフェノール又はp−ノニルフェノールとホルマリン類を反応させ共縮合物を得、その共縮合物にレゾルシンを反応させた共縮合物(例えば特許文献1)や、p−tert−ブチルフェノール及びo−フェニルフェノールとホルマリン類とを反応させ共縮合物を得、その共縮合物にレゾルシンを反応させた共縮合物(例えば特許文献2)等が知られている。
【0003】
一方、ゴムの加工工程において使用される接着剤はゴム加工工程にて軟化することが求められている。例えば、接着剤としてフェノール系樹脂が良く用いられるタイヤ用ゴム分野においては、ゴム加工工程を通常170℃前後で実施することが知られている(例えば非特許文献1)。従って、ゴムの加工工程において使用される接着剤として用いられる樹脂については、その軟化点はゴム加工時の最大温度より十分低く、150℃以下であることが必須である。更には、該樹脂の使用時における分散性向上の観点からは、該樹脂が保存中にブロッキングしない程度に、軟化点は出来るだけ低くすることが好ましいとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平6−234824号公報
【特許文献2】特開2015−52097公報
【0005】
【非特許文献1】日本ゴム協会紙 Vol.73(2000)、No.9、p488−493
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、補強材で補強するゴム製品に用いられ、ゴムの加工工程において使用される接着剤用の樹脂組成物であって、該樹脂組成物の軟化点をブロッキングしない程度に十分低下させることにより、ゴムとの混練時に効率よく分散可能となる樹脂組成物及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、課題解決に向けて鋭意検討した結果、通常ゴムの加工用途に使用されるプロセスオイルを軟化剤として使用した場合、前述した共縮合樹脂との相溶性が悪いため、混合すると樹脂層とオイル層の分離が起こり、軟化剤としての効果を十分に得ることができず、さらには、相溶性が悪いことにより樹脂組成物がブロッキングを起こし、工業的に製造が困難になるといった問題が生じる場合があることを見出す一方で、カシューナッツシェル液が特異的に前記共縮合樹脂の軟化剤として使用可能であること、さらにはその使用により、得られる樹脂組成物の軟化点を効果的に低下させることにより、混練時のゴムへの分散性が改善可能となると同時に、保管時のブロッキングを回避可能であることを見出した。具体的には以下の発明を含む。
【0008】
〔1〕
以下一般式(1)
【0009】
【化1】
(Rは分岐を有しても良いアルキル基またはフェニル基を表す。)
で表されるフェノール類、レゾルシン及びホルムアルデヒド由来の構成単位を有する共縮合樹脂及びカシューナッツシェル液を含む樹脂組成物。
【0010】
〔2〕
樹脂組成物中のカシューナッツシェル液の含有量が5〜40重量%である〔1〕記載の樹脂組成物。
【0011】
〔3〕
上記一般式(1)で表されるフェノール類がp−tert−ブチルフェノール、o−フェニルフェノール、p−tert−オクチルフェノール、クレゾールからなる群から選ばれる少なくとも一種である〔1〕または〔2〕記載の樹脂組成物。
【0012】
〔4〕
上記一般式(1)で表されるフェノール類がp−tert−ブチルフェノール及びo−フェニルフェノールである〔1〕〜〔3〕いずれか一項記載の樹脂組成物。
【0013】
〔5〕
以下(I)〜(III)の工程をこの順で含む、〔1〕〜〔4〕いずれか一項記載の樹脂組成物の製造方法。
(I)アルカリ存在下、1種または2種以上の上記一般式(1)で表されるフェノール類とホルムアルデヒドとを反応させてフェノール類樹脂を得る工程。
(II)前記フェノール類樹脂とレゾルシンとを反応させ、上記一般式(1)で表されるフェノール類、レゾルシン及びホルムアルデヒド由来の構成単位を有する共縮合樹脂を得る工程。
(III)前記共縮合樹脂とカシューナッツシェル液とを混合する工程。
【0014】
〔6〕
(II)および(III)工程を150℃以下で実施する〔5〕記載の樹脂組成物の製造方法。
【0015】
〔7〕
〔1〕〜〔4〕いずれか一項記載の樹脂組成物を含むゴム組成物。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、補強材で補強するゴム製品に用いられ、ゴムの加工工程において使用される接着剤用の樹脂組成物の軟化点をブロッキングしない程度に十分低下させることが可能となるので、混練時に該樹脂組成物がゴムへ効率よく分散し、その結果、ゴムと補強材との接着を強固にすることが可能な樹脂組成物が提供可能となる。また、本発明の樹脂組成物は、軟化点が150℃よりも大幅に低い為、ゴム混練終了時の混練物の温度が通常の170℃前後となる配合に加え、ゴム混練終了時の混練物の温度がより低い工程での配合が可能となることから、ゴム組成物作成時の樹脂組成物配合のタイミングがより柔軟になるといった特徴も有する。
【発明を実施するための形態】
【0017】
<本発明の樹脂組成物に含まれる共縮合樹脂>
以下、本発明について詳細に説明する。本発明の樹脂組成物に含まれる共縮合樹脂は主鎖中に以下式(2)
【0018】
【化2】
(Rは分岐を有しても良いアルキル基またはフェニル基を表す。)
で示されるフェノール類由来の構成単位、以下式(3)
【0019】
【化3】
で示されるレゾルシン由来の構成単位およびホルムアルデヒド由来の構成単位を必ず含んでいることを特徴とする。なお、これら構成単位は通常、共縮合樹脂主鎖中に含まれるが、側鎖中に含まれる場合もある。
【0020】
これら構成単位の内、上記式(2)で示されるフェノール類由来の構成単位として例えば、上記式(2)における置換基Rとして、分岐を有しても良い炭素数1〜12のアルキル基またはフェニル基が例示され、原料の入手性等の観点から、メチル基、tert−ブチル基、tert−オクチル基、フェニル基が好ましい。これらフェノール類由来の構成単位は1種あるいは2種以上含まれていても良い。
【0021】
なお、各国の法規制により一部のアルキルフェノールについては工業的に使用が困難となる場合があることから、法規制を受ける可能性が低く、かつ、共縮合樹脂自身の軟化点を比較的低くすることが可能な、p−tert−ブチルフェノールとo−フェニルフェノールとの2種類のフェノール類由来の構成単位を有する共縮合樹脂がより好ましい。p−tert−ブチルフェノールとo−フェニルフェノールとの、2種類のフェノール類由来の構成単位を有する共縮合樹脂とする場合、その比率は、p−tert−ブチルフェノール由来の構成単位1モルに対し、o−フェニルフェノール由来の構成単位を0.5〜6倍モルとすることが好ましく、1.5〜6倍モルとすることがより好ましい。0.5倍モルより多くすることにより、共縮合樹脂自身の軟化点が十分に低くなり、6倍モル以下とすることにより、より安価に共縮合樹脂が製造可能となる。
【0022】
これら構成単位の比率として例えば、レゾルシン由来の構成単位はフェノール類由来の構成単位の合計量1モルに対し通常0.5〜2.0倍モル含まれる。0.5倍モル以上の含有量とすることにより、混練時にゴムに配合して使用するゴムと補強材との接着剤としての能力を向上させることが可能となり、2.0倍モル以下の含有量とすることにより、工業的容易に製造が可能となる。また、ホルムアルデヒド由来の構成単位(メチレン基及び/又はジメチレンエーテル基)はフェノール類由来の構成単位の合計量1モルに対し、通常1〜2倍モル含まれる。ホルムアルデヒド由来の結合基を1倍モル以上含むことにより、共縮合樹脂の製造コストを低減することが可能となる。
【0023】
これら構成単位の比率は、例えば本発明で得られる樹脂組成物をNMRを用い分析することにより決定可能である。具体的には、樹脂組成物をNMRにて分析し、得られた分析結果の内、各構成単位に由来する積分値やケミカルシフトからその比率を決定する方法が例示される。
【0024】
本発明の樹脂組成物に含まれる共縮合樹脂中には、必要に応じ、前述した構成単位以外の構成単位を含むことができる。このような構成単位の例として、一般的にゴムの加工工程において使用される接着剤として用いられる共縮合樹脂の原料である、各種アルデヒド由来の構成単位が例示される。
【0025】
本発明の樹脂組成物に含まれる共縮合樹脂の軟化点は通常、150℃以下であり、80〜150℃であることが好ましく、80〜140℃であることがより好ましく、中でも90〜130℃であることが特に好ましい。軟化点を150℃以下とすることにより、カシューナッツシェル液と混合し樹脂組成物とする際に、十分な量のカシューナッツシェル液との混合が可能となり、その結果、樹脂組成物の軟化点を十分に低減することができる。また、軟化点を80℃以上とすることにより、ブロッキングの発生をより低減することが可能となる。
【0026】
<本発明の樹脂組成物>
本発明で使用されるカシューナッツシェル液(Cashew Nut Shell Liquid,以下、CNSLとも記載する)とは、カシューナッツの殻から得られる天然植物液である。カシューナッツシェル液は、飽和または不飽和の炭化水素側鎖を有するフェノール誘導体で構成される混合物である。特にその成分として、アナカルド酸、カルダノール、カルドール(カードルとも呼ぶ)、メチルカルドール(メチルカードルとも呼ぶ)を主に含む。カシューナッツシェル液の調製法としては加熱法と溶剤抽出法があるが、通常、工業用カシューナッツシェル液は加熱処理される。この加熱処理によりアナカルド酸は脱炭酸され、カルダノールに変換されるため、カルダノールとカルドール、メチルカルドールが主成分となることから、一般的に入手可能な工業用カシューナッツシェル液の組成比率(重量%)はカルダノール(75〜85%)、カルドール(15〜20%)、メチルカルドール(1〜5%)である。なお、本発明においてカシューナッツシェル液とは、カシューナッツシェル液を分離精製することにより該液に含まれる各成分を適宜調整したものや、カシューナッツシェル液に別の成分を加えず、その一部を重合させたカシューナッツシェルポリマーも含む。
【0027】
工業的に入手可能なカシューナッツシェル液として例えば、東北化工株式会社製 カシュー液体製品(CNSL、LB−7000、LB−7250、CD−5L)、TAN HOA HOP PHAT Co.,Ltd社製CNSLなどが挙げられる。これらのカシューナッツシェル液は単独で使用してもよいし、必要に応じて2種類以上を混合して使用することも可能である。
【0028】
本発明の樹脂組成物中のカシューナッツシェル液の含有量は、通常、樹脂組成物の総量に対し5〜40重量%であり、好ましくは10〜30重量%である。含有量を40重量%以下とすることにより、樹脂組成物のブロッキングや、ゴム用接着剤としての性能の低下を低減することが可能となり、含有量を5重量%以上とすることによって、軟化点の低減効果が十分に発揮される。
【0029】
また、本発明の樹脂組成物は必要に応じカシューナッツシェル液以外の、本発明の樹脂組成物に含まれる共縮合樹脂と相溶性のある軟化剤を含んでいても良い。このような軟化剤として例えば、一般的にゴムの加工工程において使用されるクマロン樹脂等が例示される。
【0030】
本発明の樹脂組成物の軟化点として例えば150℃以下であり、中でも80℃〜140℃であることが好ましく、90℃〜120℃であることが特に好ましい。本発明の樹脂組成物を通常の混練温度である170℃程度でゴムへ混練する場合、軟化点は150℃以下であれば十分であるが、混練中のレゾルシンの蒸散を抑制する目的で100〜130℃の低温で混練を行う場合、軟化点を混練温度より低い120℃以下としなければ分散性不良の問題が発生する場合があり、その結果、ゴムと補強材との接着剤としての性能が十分に発現されない場合がある。また、80℃より低いと、保存中にブロッキングする場合がある。
【0031】
本発明の樹脂組成物に含まれる遊離レゾルシンの含有量は8重量%以下であることが好ましい。8重量%以下とすることで、ゴム混練時のレゾルシンの蒸散を抑えることが可能であり、作業環境上好ましい。
【0032】
本発明の樹脂組成物に含まれる、遊離レゾルシン以外の未反応モノマーである上記一般式(1)で表されるフェノール類や反応で使用した残存溶媒の総量は、5重量%以下であることが好ましく、3重量%以下であることがさらに好ましい。5重量%以下とすることで未反応モノマーや残存溶媒に由来する臭気が低減可能であり、併せて揮発性有機化合物が低減されるため環境上好ましい。
【0033】
<本発明の樹脂組成物の製造方法>
本発明の樹脂組成物は、上記一般式(1)で表されるフェノール類、レゾルシン及びホルムアルデヒド由来の構成単位を有する共縮合樹脂とカシューナッツシェル液とを混合することによって得られる。前記共縮合樹脂は、前述の特許文献1(特開平6−234824号公報)、特許文献2(特開2015−52097号公報)等、公知の方法で製造したものを用いることができる。なお、共縮合樹脂の製造工程(上記一般式(1)で表されるフェノール類、レゾルシン及びホルムアルデヒドの反応工程)で通常の有機溶媒と同様にカシューナッツシェル液を使用した場合、カシューナッツシェル液が上記一般式(1)で表されるフェノール類、レゾルシン及びホルムアルデヒドとの反応に影響を及ぼすためか、得られる樹脂組成物の物性が変化し、ゴムに配合し、ゴム組成物とした際に、加硫後のゴムが柔らかくなるなどゴムと補強材との接着剤として不適となる場合がある。
【0034】
上記一般式(1)で表されるフェノール類、レゾルシン及びホルムアルデヒド由来の構成単位を有する共縮合樹脂とカシューナッツシェル液との混合は、前記記載の公知の方法で得られた共縮合樹脂とカシューナッツシェル液とを容器に入れた後、共縮合樹脂とカシューナッツシェル液とが十分に混ざりあう温度(例えば100℃〜150℃)まで加熱し、必要に応じ撹拌することにより、共縮合樹脂とカシューナッツシェル液とが十分に混ざりあった状態とすることによって実施される。前記混合操作を実施する際、容器を常圧あるいは減圧とし、共縮合樹脂に含まれる未反応モノマー(上記一般式(1)で表されるフェノール類、レゾルシン、ホルムアルデヒド)や反応で使用した溶媒を留去しても良い。また、本発明の樹脂組成物を固体として得る場合は、前述のように混合した樹脂組成物を冷却固化することによって得られる。
【0035】
以上のようにして得られた本発明の樹脂組成物は、ゴム組成物への練り込みによりゴムと各種補強材との接着剤として利用可能である。特に補強材との加硫接着において有効である。かかる補強材としては、ナイロン、レーヨン、ポリエステル、アラミド等の有機繊維類、真鍮メッキしたスチールコード、亜鉛メッキしたスチールコード等のスチールコード類が例示される。中でも真鍮メッキしたスチールコードとの加硫接着において特に有効である。なお、本発明の樹脂組成物は単独、あるいは必要に応じ2種類以上の樹脂組成物を混合し、上述した用途に使用することもできる。
【0036】
<本発明の樹脂組成物を含むゴム組成物>
続いて、本発明の樹脂組成物を含むゴム組成物について詳述する。
【0037】
本発明のゴム組成物は上述した本発明の樹脂組成物とゴム成分と充填剤とイオウとを混練して得られる。これらとともに加硫促進剤、酸化亜鉛、メチレンドナー化合物や有機コバルト化合物を混練することが好ましい。
【0038】
本発明の樹脂組成物の使用量は通常、ゴム成分100重量部あたり0.5〜10重量部の範囲で用いられる。中でも1〜5重量部の範囲が好ましい。0.5重量部より少ない場合補強材とゴムとの接着剤として有用に作用せず、10重量部より多い場合、前記作用に問題はないが添加量に見合う作用が発現せず経済的に好ましくない。
【0039】
本発明で使用されるゴム成分としては、天然ゴム、エポキシ化天然ゴム、脱蛋白天然ゴムおよびその他の変性天然ゴムのほか、ポリイソプレンゴム(IR)、スチレン・ブタジエン共重合ゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、アクリロニトリル・ブタジエン共重合ゴム(NBR)、イソプレン・イソブチレン共重合ゴム(IIR)、エチレン・プロピレン−ジエン共重合ゴム(EPDM)、ハロゲン化ブチルゴム(HR)等の各種の合成ゴムが例示されるが、天然ゴム、スチレン・ブタジエン共重合ゴム、ポリブタジエンゴム等の高不飽和性ゴムが好ましく用いられる。特に好ましくは天然ゴムである。また、天然ゴムとスチレン・ブタジエン共重合ゴムの併用、天然ゴムとポリブタジエンゴムの併用等、数種のゴム成分を組み合わせることも有効である。
【0040】
天然ゴムの例としては、RSS#1、RSS#3、TSR20、SIR20等のグレードの天然ゴムを挙げることができる。エポキシ化天然ゴムとしては、エポキシ化度10〜60モル%のものが好ましく、例えばクンプーラン ガスリー社製ENR25やENR50が例示できる。脱蛋白天然ゴムとしては、総窒素含有率が0.3重量%以下である脱蛋白天然ゴムが好ましい。変性天然ゴムとしては天然ゴムにあらかじめ4−ビニルピリジン、N,N,−ジアルキルアミノエチルアクリレート(例えばN,N,−ジエチルアミノエチルアクリレート)、2−ヒドロキシアクリレート等を反応させた極性基を含有する変性天然ゴムが好ましく用いられる。
【0041】
SBRの例としては、日本ゴム協会編「ゴム工業便覧<第四版>」の210〜211頁に記載されている乳化重合SBRおよび溶液重合SBRを挙げることができる。とりわけ溶液重合SBRが好ましく用いられ、更には日本ゼオン社製「ニッポール(登録商標)NS116」等の4,4’−ビス−(ジアルキルアミノ)ベンゾフェノンを用いて分子末端を変性した溶液重合SBR、JSR社製「SL574」等のハロゲン化スズ化合物を用いて分子末端を変性した溶液重合SBR、旭化成社製「E10」、「E15」等シラン変性溶液重合SBRの市販品や、ラクタム化合物、アミド化合物、尿素系化合物、N,N−ジアルキルアクリルアミド化合物、イソシアネート化合物、イミド化合物、アルコキシ基を有するシラン化合物(トリアルコキシシラン化合物等)、アミノシラン化合物のいずれかを単独で用いて、または、スズ化合物とアルコキシ基を有するシラン化合物や、アルキルアクリルアミド化合物とアルコキシ基を有するシラン化合物等、前記記載の異なった複数の化合物を2種以上用いて、それぞれ分子末端を変性して得られる分子末端に窒素、スズ、ケイ素のいずれか、またはそれら複数の元素を有する溶液重合SBRが、特に好ましく用いられる。
【0042】
BRの例としては、シス1,4結合が90%以上の高シスBRやシス結合が35%前後の低シスBR等の溶液重合BRが例示され、高ビニル含量の低シスBRは好ましく用いられる。更には日本ゼオン製「Nipol(登録商標)BR 1250H」等スズ変性BRや、4,4’−ビス−(ジアルキルアミノ)ベンゾフェノン、ハロゲン化スズ化合物、ラクタム化合物、アミド化合物、尿素系化合物、N,N−ジアルキルアクリルアミド化合物、イソシアネート化合物、イミド化合物、アルコキシ基を有するシラン化合物(トリアルコキシシラン化合物等)、アミノシラン化合物のいずれかを単独で用いて、または、スズ化合物とアルコキシ基を有するシラン化合物や、アルキルアクリルアミド化合物とアルコキシ基を有するシラン化合物等、前記記載の異なった複数の化合物を2種以上用いて、それぞれ分子末端を変性して得られる分子末端に窒素、スズ、ケイ素のいずれか、またはそれら複数の元素を有する溶液重合BRが、特に好ましく用いられる。これらBRは通常は天然ゴムとのブレンドで使用される。
【0043】
上述したゴム成分としては天然ゴムが好ましく、ゴム成分に占める天然ゴムの割合は70重量%以上であることが好ましい。
【0044】
本発明で使用される充填剤としては、ゴム分野で通常使用されているカーボンブラック、シリカ、タルク、クレイ、水酸化アルミニウム、酸化チタン等が例示され、これら充填剤は1種、あるいは必要に応じ2種以上を混合して使用しても良い。これら充填剤としてはカーボンブラック及びシリカが好ましく用いられ、更にはカーボンブラックがより好ましく使用される。特に、充填剤に占めるカーボンブラックの割合は70重量%以上であることが好ましい。
【0045】
カーボンブラックとして、例えば、日本ゴム協会編「ゴム工業便覧<第四版>」の494頁に記載されるものが挙げられ、HAF(High Abrasion Furnace)、SAF(Super Abrasion Furnace)、ISAF(Intermediate SAF)、FEF(Fast Extrusion Furnace)、MAF、GPF(General Purpose Furnace)、SRF(Semi−Reinforcing Furnace)等のカーボンブラックが好ましい。タイヤトレッド用ゴム組成物にはCTAB表面積40〜250m/g、窒素吸着比表面積20〜200m/g、粒子径10〜50nmのカーボンブラックが好ましく用いられ、CTAB表面積70〜180m/gであるカーボンブラックが更に好ましく、その例としてはASTMの規格において、N110、N220、N234、N299、N326、N330、N330T、N339、N343、N351等である。またカーボンブラックの表面にシリカを0.1〜50重量%付着させた表面処理カーボンブラックも好ましい。更には、カーボンブラックとシリカの併用等、数種の充填剤を組み合わせることも有効である。
【0046】
シリカとしては、CTAB比表面積50〜180m/gや、窒素吸着比表面積50〜300m2/gのシリカが例示され、東ソー・シリカ(株)社製「AQ」、「AQ−N」、デグッサ社製「ウルトラジル(登録商標)VN3」、「ウルトラジル(登録商標)360」、「ウルトラジル(登録商標)7000」、ローディア社製「ゼオシル(登録商標)115GR」、「ゼオシル(登録商標)1115MP」、「ゼオシル(登録商標)1205MP」、「ゼオシル(登録商標)Z85MP」、日本シリカ社製「ニップシール(登録商標)AQ」等の市販品が好ましく用いられる。また通常充填剤としてシリカを用いる場合にはビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド(デグッサ社製「Si−69」)、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド(デグッサ社製「Si−75」)、ビス(3−ジエトキシメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−ジエトキシメチルシリルプロピル)ジスルフィド、オクタンチオ酸S−[3−(トリエトキシシリル)プロピル]エステル(ジェネラルエレクトロニックシリコンズ社製「NXTシラン」)からなる群から選択される1種以上のシランカップリング剤等、シリカと結合可能なケイ素等の元素またはアルコシキシラン等の官能基を有する化合物を添加することが好ましい。
【0047】
水酸化アルミニウムとしては、窒素吸着比表面積5〜250m/g、DOP給油量50〜100ml/100gの水酸化アルミニウムが例示される。
【0048】
かかる充填剤の使用量として例えば、ゴム成分100重量部あたり10〜120重量部の範囲が好ましい。特に好ましいのは30〜70重量部である。
【0049】
本発明で使用される硫黄成分としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、及び高分散性硫黄等が挙げられる。通常は粉末硫黄が好ましく、タイヤのベルト用部材等の硫黄量が多いタイヤ部材に用いる場合には不溶性硫黄が好ましい。硫黄成分の使用量は特に限定されるものではないが、ゴム成分100重量部あたり1〜10重量部の範囲が好ましい。タイヤのベルト用部材等では5〜10重量部の範囲が好ましい。
【0050】
本発明で使用される加硫促進剤の例としては、ゴム工業便覧<第四版>(平成6年1月20日社団法人 日本ゴム協会発行)の412〜413ページに記載されているチアゾール系加硫促進剤、スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤が挙げられる。
【0051】
具体的には、例えば、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(CBS)、N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(BBS)、
N,N−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド(DCBS)、2−メルカプトベンゾチアゾール(MBT)、ジベンゾチアジルジスルフィド(MBTS)、ジフェニルグアニジン(DPG)が挙げられる。中でも、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(CBS)、N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(BBS)、N,N−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド(DCBS)、またはジベンゾチアジルジスルフィド(MBTS)とジフェニルグアニジン(DPG)とを併用することが好ましい。
【0052】
加硫促進剤の使用量として例えば、ゴム成分100重量部あたり0.5〜3重量部の範囲が好ましい。中でも0.5〜1.2重量部の範囲が特に好ましい。
【0053】
酸化亜鉛の使用量として例えば、ゴム成分100重量部あたり3〜15重量部の範囲が好ましい。中でも5〜10重量部の範囲が特に好ましい。
【0054】
本発明で使用されるメチレンドナー化合物として例えば、ヘキサメチレンテトラミン、ヘキサキス(メトキシメチル)メラミン、ペンタキス(メトキシメチル)メチロールメラミン、テトラキス(メトキシメチル)ジメチロールメラミン等のゴム工業において通常使用されているものを挙げることができる。中でもヘキサキス(メトキシメチル)メラミン単独又はそれを主成分とする混合物が好ましい。これらのホルムアルデヒド発生剤は、それぞれ単独で、又は組み合わせて用いることができ、その配合量は前記ゴム成分100重量部に対し、0.5〜4重量部程度の範囲が好ましく、1〜3重量部程度の範囲がより好ましい。
【0055】
本発明で使用される有機コバルト化合物として例えば、ナフテン酸コバルト、ステアリン酸コバルト等の酸コバルト塩や、脂肪酸コバルト・ホウ素錯体化合物(例えば、商品名「マノボンドC(登録商標)」:ローディア社製)等が挙げられる。有機コバルト化合物の使用量は、前記ゴム成分100重量部に対し、コバルト含量にして0.05〜0.4重量部の範囲が好ましい。
【0056】
本発明のゴム組成物は従来よりゴム分野で用いられている各種の配合剤を配合し、混練することも可能である。かかる配合剤としては、例えば、老化防止剤、オイル、リターダー、しゃく解剤、ステアリン酸等が挙げられる。
【0057】
上記の老化防止剤としては、例えば日本ゴム協会編「ゴム工業便覧<第四版>」の436〜443頁に記載されるものが挙げられる。中でも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(6PPD)、アニリンとアセトンの反応生成物(TMDQ)、ポリ(2,2,4−トリメチル−1,2−)ジヒドロキノリン)(松原産業社製「アンチオキシダントFR」)、合成ワックス(パラフィンワックス等)、植物性ワックスが好ましく用いられる。
【0058】
上記のオイルとしては、プロセスオイル、植物油脂等が挙げられる。プロセスオイルとしては、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル等が挙げられる。
【0059】
上記のリターダーとしては、無水フタル酸、安息香酸、サリチル酸、N−ニトロソジフェニルアミン、N−(シクロヘキシルチオ)−フタルイミド(CTP)、スルホンアミド誘導体、ジフェニルウレア、ビス(トリデシル)ペンタエリスリトール−ジホスファイト等が例示され、N−(シクロヘキシルチオ)−フタルイミド(CTP)が好ましく用いられる。
【0060】
<本発明の樹脂組成物を含むゴム組成物の製造方法>
本発明の樹脂組成物を含むゴム組成物は、例えば以下の方法により得ることが出来る。
【0061】
(A)充填剤とゴム成分を混練する工程
充填剤とゴム成分の混練はバンバリーミキサー等の密閉式混練装置を用いて行うことが出来る。かかる混練は、通常、発熱を伴い、混練終了時の温度が140℃〜180℃の範囲であることが好ましく、150℃〜170℃の範囲であることが、さらに好ましい。混練時間は5分〜10分程度である。
【0062】
(B)Aの工程で得た混練物と硫黄成分と加硫促進剤を混練する工程
Aの工程で得た混練物と硫黄成分と加硫促進剤の混練は、例えばバンバリーミキサー等の密閉式混練装置やオープンロールを用いて行うことが出来る。混練終了時の混練物の温度が30℃〜100℃であることが好ましく、60℃〜90℃であることがより好ましい。混練時間は通常5〜10分程度である。
【0063】
本発明の樹脂組成物は軟化点が低い為、(A)または(B)の工程で加えることが可能となるが、好ましくは(A)の工程で加える。
【0064】
酸化亜鉛、老化防止剤、オイル、脂肪酸類、しゃく解剤を用いる場合、これらは(A)の工程で加えることが好ましい。
【0065】
リターダーを用いる場合、(B)の工程で加えることが好ましい。
【0066】
こうして得られた本発明の樹脂組成物を含むゴム組成物は、特に補強材との加硫接着において有効である。かかる補強材としては、ナイロン、レーヨン、ポリエステル、アラミド等の有機繊維類、真鍮メッキしたスチールコード、亜鉛メッキしたスチールコード等のスチールコード類が例示される。中でも真鍮メッキしたスチールコードとの加硫接着において特に有効である。
【0067】
本発明の樹脂組成物を含むゴム組成物を補強材と共に成形し、加硫工程を経ることでゴムと補強材が強固に接着したゴム製品を得ることが出来る。加硫工程は120℃〜180℃で行うことが好ましい。加硫工程は常圧又は加圧下で行われる。
【実施例】
【0068】
以下、実施例と比較例を示すことで本発明をより具体的に説明する。本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。なお、以下製造例、実施例及び比較例に記載される各成分の含有量、残留溶媒量、遊離モノマー量は、特に断りのない限り、得られた共縮合樹脂、又はカシューナッツシェル液を含む樹脂組成物中全量に対する当該物質の重量%である。
【0069】
共縮合樹脂、樹脂組成物の分析および性能評価は以下のようにして行った。
〔1〕樹脂の平均分子量の測定
共縮合樹脂、樹脂組成物の平均分子量に関しては、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレン換算重量平均分子量として算出した。
使用機器 :HLC−8220GPC(東ソー製)
カラム : TSK ガードカラム SUPER HZ−L(東ソー製)
+TSK−GEL SUPER HZ1000(4.6mmφ×150mm)
+TSK−GEL SUPER HZ2500(4.6mmφ×150mm)
+TSK−GEL SUPER HZ4000(4.6mmφ×150mm)
カラム温度:40℃
注入量 :10μL
キャリアーおよび流速 :テトラヒドロフラン 0.35mL/min
サンプル調製:本発明の共縮合樹脂または樹脂組成物約0.02gをテトラヒドロフラン20mLに溶解。
【0070】
〔2〕遊離モノマー、残留溶媒の測定
遊離モノマー含有量及び残留溶媒含有量については、以下の条件に基づくガスクロマトグラフィーにより定量を行った。
使用機器 :島津製作所社製 ガスクロマトグラフ GC−14B
カラム :ガラスカラム外径5mm×内径3.2mm×長さ3.1m
充填剤 :充填剤 Silicone OV−17 10% Chromosorb WHP 80/100mesh, max.temp.340℃
カラム温度:80℃→280℃
気化室温度:250℃
検出器温度:280℃
検出器 :FID
キャリアー:N(40ml/min)
燃焼ガス :水素(60kPa), 空気(60kPa)
注入量 :2μL
本発明の共縮合樹脂又は樹脂組成物1g、標品としてアニソール0.05gをアセトン10mLに溶解させ上記条件にて分析した。内部標準法(GC−IS法)により、共縮合樹脂又は樹脂組成物中の残留溶媒、遊離モノマーの含有量(%)を定量した。
【0071】
〔3〕軟化点の測定
JIS−K2207に準拠した方法により測定した。
【0072】
<製造例1>
「p−tert−ブチルフェノール、o−フェニルフェノール及びレゾルシン由来の構成単位を含む共縮合樹脂の合成」
還流冷却器および温度計を備えた四つ口セパラブルフラスコに、純度37%のホルマリン360.0g(4.44mol)、p−tert−ブチルフェノール60.0g(0.40mol)、o−フェニルフェノール340.0g(2.00mol)を順に加えた。その後、内温40℃まで昇温し、24%水酸化ナトリウム水溶液120.0g(0.72mol)を添加し、発熱が収まるまで攪拌した。発熱が収まったのを確認した後、内温65℃まで昇温し、同温度にて2時間反応した。
反応終了後、30%硫酸105.9g(0.32mol)、シュウ酸二水和物4.53(0.036mol)を加え0.2時間撹拌後、硫酸ナトリウム50.0gを加え0.2時間撹拌後静置し、水層を除去した。
続いて、レゾルシン369.6g(3.36mol)を加え、内温110℃まで昇温し、微減圧下(92kPa)で2時間かけて脱水を行った。この間内温は115℃から118℃まで上昇した。続いて、内温125℃まで昇温し、1時間脱水(92kPa)を行った。続いて、内温140℃まで昇温し、1時間脱水(92kPa)を行った。その後、内温145〜150℃まで昇温し、1時間保温することで水を留去した。その後、内温140〜150℃に保ったまま16kPaまで減圧し、水をさらに留去することで、褐色の共縮合樹脂817gを得た。
共縮合樹脂の平均分子量:2200、軟化点:125℃、遊離p−tert−ブチルフェノール分:0.0%、遊離o−フェニルフェノール分:1.7%、遊離レゾルシン分:7.9%。
【0073】
<実施例1>
還流冷却器および温度計を備えた四つ口セパラブルフラスコに、製造例1で得た共縮合樹脂160.0g、工業用カシューナッツシェル液(TAN HOA HOP PHAT Co.,Ltd製 CNSL)(常温で油状)40.0gを順に加えた。その後、内温140℃まで昇温し、内温140〜150℃で保温しながら1時間攪拌し、共縮合樹脂とカシューナッツシェル液とが均一になるように混合した。その後、金属製バット上に取り出し、常温まで冷却し、乳鉢で粗砕し、カシューナッツシェル液を含む褐色の樹脂組成物197.8gを得た。
カシューナッツシェル液を含む樹脂組成物の平均分子量:2060、軟化点:93℃、遊離p−tert−ブチルフェノール:0.0%、遊離o−フェニルフェノール:1.1%、遊離レゾルシン:6.5%、カシューナッツシェル液の含量:20%。
【0074】
<実施例2>
還流冷却器および温度計を備えた四つ口セパラブルフラスコに、純度37%のホルマリン180.0g(2.22mol)、p−tert−ブチルフェノール30.0g(0.20mol)、o−フェニルフェノール170.0g(1.00mol)を順に加えた。その後、内温40℃まで昇温し、24%水酸化ナトリウム水溶液80.0g(0.48mol)を添加し、発熱が収まるまで攪拌した。発熱が収まったのを確認した後、内温65℃まで昇温し、同温度にて2時間反応した。
反応終了後、30%硫酸70.5g(0.22mol)、シュウ酸二水和物3.02(0.024mol)を加え0.2時間撹拌後、硫酸ナトリウム25.0gを加え0.2時間撹拌後静置し、水層を除去した。
続いてレゾルシン171.6g(1.56mol)を加え、内温110℃まで昇温し、微減圧下(92kPa)で2時間かけて脱水を行った。この間内温は115℃から118℃まで上昇した。続いて、内温125℃まで昇温し、1時間脱水(92kPa)を行った。続いて、内温140℃まで昇温し、1時間脱水(92kPa)を行った。その後、内温145〜150℃まで昇温し、1時間保温することで水を留去した。
その後、工業用カシューナッツシェル液(TAN HOA HOP PHAT Co.,Ltd製 CNSL)(常温で油状)98.8gを加え、内温140〜150℃に保ったまま16kPaまで減圧し、褐色の樹脂組成物493gを得た。
カシューナッツシェル液を含む樹脂組成物の平均分子量:2231、軟化点:99℃、遊離p−tert−ブチルフェノール分:0.0%、遊離o−フェニルフェノール分:1.3%、遊離レゾルシン分:5.6%、カシューナッツシェル液の含量:20%。
【0075】
<製造例2>
製造例1において、フェノール類とホルマリンとの反応を65℃3時間とし、レゾルシンとの反応で使用したレゾルシンの量を316.8g(2.88mol)とする以外は製造例1と同様に反応を行い、褐色の共縮合樹脂769gを得た。
共縮合樹脂の平均分子量:3116、軟化点:142℃、遊離p−tert−ブチルフェノール分:0.0%、遊離o−フェニルフェノール分:1.0%、遊離レゾルシン分:5.0%。
【0076】
<実施例3>
還流冷却器および温度計を備えた四つ口セパラブルフラスコに、製造例2で得た共縮合樹脂160.0g、工業用カシューナッツシェル液(TAN HOA HOP PHAT Co.,Ltd製 CNSL)(常温で油状)40.0gを順に加えた。その後、内温140℃まで昇温し、内温140〜150℃で保温しながら1時間攪拌することで、共縮合樹脂とカシューナッツシェル液が均一になるように混合した。その後、金属製バット上に取り出し、常温まで冷却し、乳鉢で粗砕し、カシューナッツシェル液を含む褐色の樹脂組成物199.0gを得た。
カシューナッツシェル液を含む樹脂組成物の平均分子量:2884、軟化点:109℃、遊離p−tert−ブチルフェノール:0.0%、遊離o−フェニルフェノール:0.8%、遊離レゾルシン:4.1%、カシューナッツシェル液の含量:20%。
【0077】
<実施例4>
還流冷却器および温度計を備えた四つ口セパラブルフラスコに、製造例1で得た共縮合樹脂135.0g、工業用カシューナッツシェル液(TAN HOA HOP PHAT Co.,Ltd製 CNSL)(常温で油状)15.0gを順に加えた。その後、内温140℃まで昇温し、内温140〜150℃で保温しながら1時間攪拌することで、共縮合樹脂とカシューナッツシェル液が均一になるように混合した。その後、金属製バット上に取り出し、常温まで冷却し、乳鉢で粗砕し、カシューナッツシェル液を含む褐色の樹脂組成物147.2gを得た。
カシューナッツシェル液を含む樹脂組成物の平均分子量:2077、軟化点:112℃、遊離p−tert−ブチルフェノール:0.0%、遊離o−フェニルフェノール:1.2%、遊離レゾルシン:7.2%、カシューナッツシェル液の含量:10%。
【0078】
<実施例5>
還流冷却器および温度計を備えた四つ口セパラブルフラスコに、製造例1で得た共縮合樹脂85.1g、工業用カシューナッツシェル液(TAN HOA HOP PHAT Co.,Ltd製 CNSL)(常温で油状)4.5gを順に加えた。その後、内温140℃まで昇温し、内温140〜150℃で保温しながら1時間攪拌することで、共縮合樹脂とカシューナッツシェル液が均一になるように混合した。その後、金属製バット上に取り出し、常温まで冷却し、乳鉢で粗砕し、カシューナッツシェル液を含む褐色の樹脂組成物88.3gを得た。
カシューナッツシェル液を含む樹脂組成物の平均分子量:2184、軟化点:120℃、遊離p−tert−ブチルフェノール:0.0%、遊離o−フェニルフェノール:1.2%、遊離レゾルシン:7.5%、カシューナッツシェル液の含量:5%。
【0079】
<実施例6>
還流冷却器および温度計を備えた四つ口セパラブルフラスコに、製造例2で得た共縮合樹脂140.0g、工業用カシューナッツシェル液(TAN HOA HOP PHAT Co.,Ltd製 CNSL)(常温で油状)60.0gを順に加えた。その後、内温140℃まで昇温し、内温140〜150℃で保温しながら1時間攪拌することで、共縮合樹脂とカシューナッツシェル液が均一になるように混合した。その後、金属製バット上に取り出し、常温まで冷却し、乳鉢で粗砕し、カシューナッツシェル液を含む褐色の樹脂組成物198gを得た。
カシューナッツシェル液を含む樹脂組成物の平均分子量:3187、軟化点:109℃、遊離p−tert−ブチルフェノール:0.0%、遊離o−フェニルフェノール:0.7%、遊離レゾルシン:3.6%、カシューナッツシェル液の含量:30%。
【0080】
<比較例1>
還流冷却器および温度計を備えた四つ口セパラブルフラスコに、製造例1で得た共縮合樹脂45.0g、ナフテン系プロセスオイル5.0gを順に加えた。その後、内温140℃まで昇温し、内温140〜150℃で保温しながら2時間攪拌したが、共縮合樹脂との相溶性が悪く、プロセスオイルの一部が分離したままであった。その後、金属製バット上に取り出し、分離したナフテン系プロセスオイルを含む樹脂組成物49.5gを得た。分析・評価には分離したオイルの無い部分を選択して用いた。
ナフテン系プロセスオイルを含む樹脂組成物の平均分子量:1898、軟化点:124℃、遊離p−tert−ブチルフェノール:0.0%、遊離o−フェニルフェノール:1.5%、遊離レゾルシン:7.3%、プロセスオイルの含量(分離部含む):10%。
【0081】
<比較例2>
還流冷却器および温度計を備えた四つ口セパラブルフラスコに、製造例1で得た共縮合樹脂45.0g、パラフィン系プロセスオイル5.0gを順に加えた。その後、内温140℃まで昇温し、内温140〜150℃で保温しながら2時間攪拌したが、共縮合樹脂との相溶性が悪くプロセスオイルの一部が分離したままであった。その後、金属製バット上に取り出し、分離したパラフィン系プロセスオイルを含む樹脂組成物49.2gを得た。分析、評価には分離したオイルの無い部分を選択して用いた。
パラフィン系プロセスオイルを含む樹脂組成物の平均分子量:1722、軟化点:123℃、遊離p−tert−ブチルフェノール:0.0%、遊離o−フェニルフェノール:1.5%、遊離レゾルシン:7.2%、プロセスオイルの含量(分離部含む):10%。
【0082】
<比較例3>
還流冷却器および温度計を備えた四つ口セパラブルフラスコに、製造例1で得た共縮合樹脂160.0g、ガムロジン40.0gを順に加えた。その後、内温140℃まで昇温し、内温140〜150℃で保温しながら2時間攪拌したところ、透明な樹脂液となった。その後、金属製バット上に取り出し、常温まで冷却した所、部分的に白濁が見られる、ガムロジンを含む樹脂組成物196.9gを得た。
ガムロジンを含む樹脂組成物の平均分子量:1425、軟化点:122℃、遊離p−tert−ブチルフェノール:0.0%、遊離o−フェニルフェノール:1.3%、遊離レゾルシン:7.4%、ガムロジンの含量:20%。
【0083】
以下に、上記実施例1〜6及び比較例1〜3で得られた樹脂組成物の組成、軟化点、及び樹脂の均一性・ブロッキング性の評価結果を示す。なお、樹脂の均一性及びブロッキング性は以下の通り評価を行った。
【0084】
<樹脂組成物の均一性>
○:共縮合樹脂と軟化剤(カシューナッツシェル液、各オイル又はガムロジン)の相溶性が良好であり、常温で固体の均一な樹脂組成物が得られた。
×:共縮合樹脂と軟化剤の相溶性が悪く、常温で固体の均一な樹脂組成物が得られなかった。
【0085】
<樹脂組成物のブロッキング性(互着性)>
各試料を粉砕して微粉末とした後、約5gずつチャック付ポリ袋に秤とり、40℃95%RHのオーブン中で1〜3日間静置し、粒の状態を確認した。
◎:3日後までに粒同士の互着なし。粉状を保持した。
○:3日後までに固まりはできるが、容易に解すことが可能な程度。
△:3日後までに、一部の粒同士がくっついた。
×:1日後までに、粒同士がくっ付き一体となった。
【0086】
【表1】
【0087】
2.上記実施例で得られた樹脂組成物を用いたゴム組成物の製造例及び物性評価
<上記実施例で得られた樹脂組成物を含む未加硫ゴム組成物の製造>
樹脂接着剤として、上記実施例2、3、4及び6で製造した樹脂組成物、及び該樹脂組成物の物性を比較するため、従来品として市販品の樹脂接着剤であるSUMIKANOL620(田岡化学工業社製)、カシューナッツシェル液を含まない、製造例2で製造した共縮合樹脂、及びブランクとして樹脂接着剤を使用せず未加硫ゴム組成物を次の方法にて製造した。
【0088】
以下表2に示す配合に従い、まず、トーシン製加圧式ニーダーで不溶性硫黄、加硫促進剤およびメチレンドナーを除く成分を添加混合し、160℃に達した時点で排出した(工程A)。次いで、得られた混合物に、60℃に保温した関西ロール製6インチオープンロールで不溶性硫黄、加硫促進剤およびメチレンドナーを添加混合して、スチールコード被覆用ゴム組成物を調製した(工程B)。
なお、以下表3において樹脂接着剤の添加がAと記載したものについては工程Aで、Bと記載したものについては工程Bで添加した。また、特に断りのない限り、以下表2中の数値は質量部を表す。
【0089】
【表2】

【0090】
上記表2における各成分の由来は下記の通りである。
・天然ゴム:SMR−CV60
・カーボンブラック:東海カーボン株式会社製「シースト300」(HAF−LSグレード)
・亜鉛華:正同化学工業(株)社製亜鉛華2種
・老化防止剤:松原産業社製「Antioxidant FR」
・コバルト塩:ステアリン酸コバルト(試薬)
・不溶性硫黄:フレキシス社製「クリステックスHS OT−20」
・加硫促進剤:N,N−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド(試薬)
・メチレンドナー:バラケミカル社製「スミカノール507AP」
【0091】
<未加硫ゴム組成物及び加硫ゴム組成物のゴム物性試験>
上記の通り得られた未加硫ゴム組成物を作製後室温にて24時間放置した後、60℃に保温した関西ロール製6インチオープンロールで熱入れ、シート化し、金属板上に静置し常温まで冷却した。続いて、当該未加硫試料を用いて、ムーニー粘度試験(JIS K 6300−1:2001準拠、130℃で測定、ML(1+4))およびレオメーター試験(JIS K 6300−2:2001準拠、160℃で測定、MH、t10、t90)を実施した。
また、未加硫試料を160℃6MPaで加圧下、t90+5分の条件で加硫し、2mm厚の加硫ゴムシートを調製した。
次いで、その加硫ゴムシートから作成したゴム試験片を用い、引張試験(JIS K 6251:2010準拠、25℃で引っ張り応力 M200、破断強度Tb及び破断伸びEbを測定)、樹脂の分散性(判定基準:引張試験の試験片の表面に固形の異物が無いかどうかを目視にて確認。異物無:○、異物有:×)、および硬度の測定(JIS K 6253:2006準拠、25℃で測定)を実施した。本試験結果は、樹脂組成物を添加していないゴム組成物(比較例4)を100とし、それぞれを相対的に評価した。結果を表3に示す。
【0092】
【表3】

【0093】
上記表3に示す通り、実施例2,3、4及び6で得られた樹脂組成物を配合したゴム組成物は、未加硫ゴム物性試験および加硫ゴム物性試験の結果、公知の樹脂接着剤「SUMIKANOL620」と同等の性能を示し、樹脂組成物未添加のゴム組成物と比較し、各物性が向上することを確認した。
【0094】
更に本発明の樹脂組成物は、充填剤とゴム組成分とを混練する工程(上記A工程)で添加可能であることはもちろんのこと、A工程より低温で実施する、A工程で得られた混練物と硫黄成分、加硫促進剤とを混練する工程(上記B工程)実施時に添加しても公知の樹脂接着剤「SUMIKANOL620」と同等の性能を示すことが判明した(実施例9)。
【0095】
<上記実施例、製造例及び比較例で得られた樹脂組成物を含む加硫ゴム組成物の初期接着性及び湿熱接着性の評価方法及び評価結果>
【0096】
上記の通り得られた各未加硫ゴム組成物を用いて、ゴム−スチールコード複合体の試料を作製した。詳細には、真鍮メッキスチールコード(直径約0.8ミリ,3×0.20+6×0.35mm構造、銅/亜鉛=64/36(質量比)の真鍮めっき)を1本/10mmの間隔で5本を配列したものの両面を、上記各未加硫ゴム組成物からなる約2ミリ厚の未加硫ゴムシートを用いて被覆し、このコードを平行になるように積層した剥離接着試験用の未加硫試料を作製した。得られた未加硫試料を用いて、初期接着性と湿熱接着性を下記方法により評価した。
【0097】
<初期接着性>
上記未加硫試料を作製後、室温にて24時間放置した後、160℃6MPaで加圧下、t90+5分の条件で加硫し、5本のスチールコードを1cm挟んだ1cm×1cm×6cmの直方体のゴム片を得た。本ゴム片を島津製作所(株)製オートグラフ「AGC−X」を用いて1本毎にスチールコードの引抜試験を行い、100ミリ/分で垂直方向に引き抜く際の応力をゴム引抜強度(kgf)として測定した。また、引抜後のスチールコードのゴム被覆率を目視にて観察し、0〜100%で評価した。測定、評価はN=10(本)で実施し、平均値を求めた。結果を以下表4に示す。
【0098】
【表4】

【0099】
上記表4で示す通り、カシューナッツシェル液を含まない、製造例2で製造した共縮合樹脂を樹脂接着剤として使用した場合、引張強度が樹脂接着剤を使用していない比較例4よりも劣ることが判明した。この結果は、ゴム組成物の凝集力が低下し、樹脂接着剤としての性能が発揮されないことによるものと推察される。
【0100】
<湿熱接着性(湿熱老化後の接着性)>
上記未加硫試料を作製し、室温にて24時間放置した後、160℃6MPaで加圧下、t90+5分の条件で加硫し、加硫した試験片を80℃×95%RHの蒸気内で7日間、20日間放置した後、上記初期接着性と同様の引抜試験を行い、引抜強度変化率及び引抜後のスチールコードのゴム被覆率を測定した。
引抜強度変化率とは、初期値の引張強度を100とした場合の変化率(湿熱老化後の引張強度/湿熱老化前の引張強度×100)であり、引抜後のスチールコードのゴム被覆率は、引抜後のスチールコードのゴム被覆率を目視にて観察し、0〜100%で評価した。
なお、上記測定、評価はN=10(本)で実施し、平均値を求めた。結果を以下表5に示す。
【0101】
【表5】

【0102】
上記表5に示す通り、実施例2、3、4及び6で得られた樹脂組成物を配合したゴム組成物は、樹脂接着剤未添加のゴム組成物と比較して、湿熱老化後であってもゴムースチールコード接着力が大きく改善し、また、公知の樹脂接着剤「SUMIKANOL620」と同等以上の性能を示すことが判明した。