JP2000017107A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

タイヤトレッド用ゴム組成物

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JP2000017107A JP10187295A JP18729598A JP2000017107A JP 2000017107 A JP2000017107 A JP 2000017107A JP 10187295 A JP10187295 A JP 10187295A JP 18729598 A JP18729598 A JP 18729598A JP 2000017107 A JP2000017107 A JP 2000017107A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリカの分散性を向上させ、かつシランカッ
プリング剤の反応効率を高めることにより、低転がり抵
抗(低燃費性)およびウェット性能に優れたタイヤトレ
ッド用ゴム組成物を得ること。 【解決手段】 ジエン系ゴム、シリカ、シランカップリ
ング剤、およびn−アルキルアミンからなるタイヤトレ
ッド用ゴム組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤトレッド用
ゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、タイヤ用ゴム組成物には、シ
リカを配合して低燃費、ウェット性能および耐摩耗性の
バランスを図るために、多量のシランカップリング剤が
配合されていた。そして、この場合、シリカ表面のシラ
ノール基とシランカップリング剤とを効率良く反応させ
るために、シランカップリング剤の配合量はシリカの数
重量%で良いとされている。
【0003】しかし、混練りのために密閉式混練り機を
用いる場合、反応効率に劣るため、シランカップリング
剤の配合量をシリカの5〜15重量%とする必要があ
り、未反応のままゴム組成物中に残るシランカップリン
グ剤が、加工中のゴム焼け、加硫ゴムの破壊特性の低下
を招くという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の事実に鑑み、本
発明の目的は、シリカとシランカップリング剤との反応
効率を高めることにより、シリカの分散性に優れ、加工
性および加硫後の破壊特性に優れたトレッド用ゴム組成
物を得ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、ジエン系ゴ
ム、シリカ、シランカップリング剤、およびn−アルキ
ルアミンからなるタイヤトレッド用ゴム組成物に関す
る。
【0006】この場合、n−アルキルアミンの炭素数は
3〜18であるのが好ましい。
【0007】また、n−アルキルアミンの配合量がジエ
ン系ゴム100重量部に対して0.2〜10重量部であ
るのが好ましい。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明者らは、シリカおよびシラ
ンカップリング剤を配合してなるゴム組成物に、n−ア
ルキルアミンを配合したところ、得られるゴム組成物中
においてシリカとシランカップリング剤の反応効率が高
まることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】これは、n−アルキルアミンが、シリカと
シランカップリング剤のアルコール縮合反応の速度を速
くする触媒として働くためであると考えられる。
【0010】本発明において用いるジエン系ゴムとして
は、従来からタイヤの分野において用いられているもの
であれば特に制限はないが、たとえば天然ゴム(N
R)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、イソプレン
ゴム(IR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPD
M)、イソプレンブタジエンゴム(IBR)、ブタジエ
ンゴム(BR)、ブチルゴム(IIR)などがあげら
れ、これらをそれぞれ単独で、または任意に組み合わせ
て用いることができる。なかでも、ゴムの強度という点
から、NR、SBR、IR、BRを用いるのが好まし
い。
【0011】つぎに、本発明において用いるシリカとし
ては、従来からタイヤの分野において用いられているも
のであれば特に制限はないが、たとえばチッ素吸着比表
面積が50m2/g未満であると補強効果が小さく、3
00m2/gを超えるとシリカの分散性に劣り発熱が増
大するという点から50〜300m2/gであるのが好
ましく、さらに補強性という点から100〜250m2
/gであるのが好ましい。
【0012】かかるシリカについて市販されているもの
としては、たとえば日本シリカ工業(株)製のニプシル
VN3、ニプシルAQ、デグサ社製のウルトラシルVN
3などがあげられる。
【0013】本発明におけるシリカの配合量としては、
前記ジエン系ゴム100重量部に対して10〜150重
量部であればよいが、タイヤの摩耗、グリップという点
から、20〜90重量部であるのが特に好ましい。
【0014】つぎに、本発明のゴム組成物にはカーボン
ブラックを配合してもよく、従来からタイヤの分野にお
いて用いられているものであれば特に制限はないが、た
とえば分散性という点からチッ素吸着比表面積が30〜
200m2/gであり、圧縮ジブチルフタレート(24
M4DBP)吸油量が30〜150ml/100gであ
るものが好ましく、さらに、補強性という点からチッ素
吸着比表面積が50〜200m2/gであり、24M4
DBP吸油量が50〜150ml/100gであるもの
が特に好ましい。
【0015】本発明におけるカーボンブラックの配合量
としては、前記ジエン系ゴム100重量部に対して0〜
150重量部であればよいが、タイヤの摩耗、グリップ
という点から、20〜90重量部であるのが特に好まし
い。
【0016】つぎに、本発明のゴム組成物において配合
するシランカップリング剤としては、従来からタイヤの
分野において用いられているものであれば特に制限はな
いが、たとえばビス(3−トリエトキシシリルプロピ
ル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリル
プロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリエトキシ
シリルプロピル)テトラスルフィド、3−メルカプトプ
ロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルト
リメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシ
シラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシランなど
があげられ、これらをそれぞれ単独で、または任意に組
み合わせて用いることができる。なかでも、カップリン
グ剤の補強効果と加工性という点から、ビス(3−トリ
エトキシシリルプロピル)テトラスルフィドを用いるの
が好ましい。
【0017】ここで、シランカップリング剤の配合量に
ついては、カップリング効果という点から、シリカの配
合量の2〜20重量%であればよく、加工性という点か
ら、2〜15重量%であるのが好ましい。
【0018】つぎに、本発明においては、シリカとシラ
ンカップリング剤との反応効率を改善させるために、n
−アルキルアミンを配合する。
【0019】本発明において用いるn−アルキルアミン
は、触媒効果が充分に発揮されるという点から、炭素数
が3〜18であればよいが、炭素数が3〜12であるの
が好ましく、さらに炭素数が3〜6であるのが特に好ま
しい。
【0020】具体的には、炭素数が3〜18のものとし
て、n−プロピルアミン(炭素数3)、n−ブチルアミ
ン(炭素数4)、n−ペンチルアミン(炭素数5)、n
−ヘキシルアミン(炭素数6)、n−ヘプチルアミン
(炭素数7)、n−オクチルアミン(炭素数8)、n−
ノニルアミン(炭素数9)、n−デシルアミン(炭素数
10)、n−ウンデシルアミン(炭素数11)、n−ド
デシルアミン(炭素数12)、n−テトラデシルアミン
(14)、n−セチルアミン(炭素数16)、n−オク
タデシルアミン(炭素数18)などがあげられ、それぞ
れ単独で、または任意に組み合わせて用いることができ
る。なかでも、触媒効果が高いという点から、n−ブチ
ルアミン、n−ヘキシルアミンなど(炭素数3〜6)を
用いるのが好ましい。
【0021】本発明におけるn−アルキルアミンの配合
量としては、触媒効果を充分に発揮させ、かつゴム焼け
を起こさせないという点から、ジエン系ゴム100重量
部に対して0.2〜10重量部であればよいが、加工性
を維持するという点から、0.2〜5重量部であるのが
好ましく、さらに、経済性という点から、0.2〜3重
量部であるのが特に好ましい。
【0022】本発明のゴム組成物には、前記成分のほか
に、たとえばタルク、クレーなどの充填剤、パラフィン
系、アロマ系、ナフテン系のプロセスオイルなどの軟化
剤、クマロンインデン樹脂、ロジン系樹脂、シクロペン
タジエン系樹脂などの粘着付与剤、イオウ、過酸化物な
どの加硫剤、加硫促進剤、ステアリン酸、酸化亜鉛など
の加硫助剤、老化防止剤などを、本発明の効果を損なわ
ない範囲で、必要に応じて適宜配合することができる。
【0023】本発明のゴム組成物は、たとえばバンバリ
ーミキサー、ニーダーなどの密閉式の混練り機、および
オープンロールなどを用いて、常法により得ることがで
きる。特に、密閉式の混練り機を用いても、本発明のゴ
ム組成物においてはシランカップリング剤の使用量を少
なくすることができる。
【0024】以上のようにして得られる本発明のゴム組
成物は、タイヤのトレッドに好適に用いることができ
る。
【0025】以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳
細に説明するが、本発明はこれらのみに制限されるもの
ではない。
【0026】
【実施例】実施例1〜4 表2に示す配合割合にしたがって、まず、イオウおよび
加硫促進剤(NSおよびDPG)を除く成分を1.7リ
ットルの密閉式バンバリーミキサーを用いて5分間混合
し、160℃の排出温度で混合物を得、ついで得られた
混合物とイオウおよび加硫促進剤とをオープンロールで
混合して未加硫のゴム組成物を得た。この未加硫のゴム
組成物を170℃で15分間加硫することによって、加
硫後の本発明のゴム組成物1〜4を得た。
【0027】なお、ジエン系ゴムとしては日本合成ゴム
(株)製のSBR1502、シリカとしてはデグサ社製
のウルトラジルVN3グラニュールタイプ、シランカッ
プリング剤としてはデグサ社製のSi69、加硫促進剤
NSとしては大内振興化学工業(株)製のノクセラーN
S、加硫促進剤DPGとしては住友化学工業(株)製の
ソクシノールDを用いた。
【0028】[試験方法] ムーニー粘度:JIS K6300にしたがって、L
形ローターを用い130℃にて測定した。表中のムーニ
ー粘度(a)130℃はML(1+4)130℃のことを示
す。
【0029】引張り試験:JIS K6301にした
がって、3号ダンベルの形状のサンプルを作製し、引張
り速度500mm/minで引張り試験を行ない、M1
00、M300、TB 、EB およびHs を測定した。
【0030】損失正接(tanδ):岩本製作所
(株)製のVES−FIII2を用いて、周波数10H
zで0℃(歪み±0.25%)と70℃(歪み±1%)
におけるtanδを測定した。0℃におけるtanδの
値が大きいほどウェット性能に優れており、70℃にお
けるtanδの値が小さいほど低転がり抵抗性に優れて
いる。
【0031】前記試験の結果を表1にまとめて示す。
【0032】比較例1〜2 表1に示す配合割合にかえたほかは、実施例1と同様に
して比較ゴム組成物1〜2を得、実施例1と同様の試験
を行なった。結果を表1に示す。なお、比較例2におい
ては、n−エイコシルアルコールをK2Cr27を用い
てC1939CHOとし、ついでNH3、H2、Ni触媒を
用いて反応させて得られたn−エイコシルアミン(炭素
数20)を用いた。
【0033】
【表1】
【0034】表1に示す結果より、n−アルキルアミン
を配合することにより、ムーニー粘度が低下して加工性
が向上することが分かる。また、M100も低下し、0
℃におけるtanδが増加し、70℃におけるtanδ
が低下し、良好であることがわかる。
【0035】実施例4〜6および比較例3 表2に示す配合割合にしたがい、実施例1と同様にして
ゴム組成物4〜6、比較ゴム組成物3を得、実施例1と
同様の試験を行なった。結果を表2に示す。なお、シラ
ンカップリング剤の量を減らすためにポリエチレングリ
コール(平均分子量4000)を配合させた。
【0036】
【表2】
【0037】表2に示す結果より、n−ブチルアミンの
量をふやすと、さらにムーニー粘度が低下して加工性が
向上することが分かる。また、M100も低下し、0℃
におけるtanδおよび70℃におけるtanδが低下
し、良好であることがわかる。しかし、配合量が10重
量部をこえると、混練中にゴムが焼けてしまう。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、シリカの分散性に優
れ、シリカとシランカップリング剤との反応効率を高め
ることにより、低転がり抵抗性(低燃費性)およびウェ
ット性能に優れたタイヤトレッド用ゴム組成物を得るこ
とができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ジエン系ゴム、シリカ、シランカップリ
    ング剤、およびn−アルキルアミンからなるタイヤトレ
    ッド用ゴム組成物。
  2. 【請求項2】 n−アルキルアミンの炭素数が3〜18
    である請求項1記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  3. 【請求項3】 n−アルキルアミンの配合量がジエン系
    ゴム100重量部に対して、0.2〜10重量部である
    請求項1または2記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
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