JP2003041059A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴム補強用充填剤としてシリカを用いたタ
イヤトレッド用ゴム組成物において、未加硫ゴムの段階
での加工性を向上することができるとともに、加硫に要
する時間を短縮することができるものを提供する。 【解決手段】 ジエン系ゴムからなるゴムポリマー成分
１００重量部に対して、下記（１）〜（５）を添加す
る。 （１）ゴム補強用充填剤としてのシリカを３０〜７０重
量部、（２）オルガノシランを前記シリカに対して５〜
１３重量％、（３）カーボンブラックを１０〜５０重量
部、（４）Ｎ,Ｎ'-ジフェニルグアニジンを前記シリカ
に対して１〜５重量％、及び（５）テトラベンジルチウ
ラムジスルフィドを、前記シリカに対して０．１〜０．
５重量％。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車タイヤ等に
用いるタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。特には、
ゴム補強用充填剤としてシリカを配合したタイヤトレッ
ド用ゴム組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】タイヤトレッドを作製するためのゴム組
成物において、近年、シリカの微粒子をゴム補強用充填
剤として用いることが、タイヤの転動抵抗、転動ノイズ
及び摩耗抵抗を低減させる目的で試みられている（特開
平７−１９６８５０）。

【０００３】ゴム補強用充電剤としてのシリカ（ホワイ
トカーボンとも呼ばれる）は、カーボンブラックと併用
されるか、またはカーボンブラックに代えて用いられる
のであり、いずれの場合も、シリカ使用の効果を得るた
めには、充分に高い重量比で配合する必要がある。

【０００４】ところが、ゴム補強用充填剤としてシリカ
を用いた場合、未加硫状態でのゴムの粘度が高くなって
しまい、加工性に劣るという問題がある。

【０００５】加工性の問題を解決する手法としては、補
強用充填剤等の配合剤を原料のゴムポリマーに添加・混
合する時間を充分に長くすることが考えられる。また、
添加・混合のステップ数を増やすことも考えられる。

【０００６】ゴム補強用充填剤としてシリカを用いた場
合、加硫の完了に要する時間が長くなるという問題もあ
る。この問題を解決する手法として、単位量のゴムポリ
マーあたりの加硫促進剤の添加量を増加させることが考
えられる。しかし、これにより、スコーチ時間、すなわ
ち加工操作の可能な時間が短縮されてしまう。

【０００７】加工性や加硫時間の問題を解決すべく上記
のような手法を採用した場合には、得られるゴムの物性
をも変化させてしまうおそれがあるので、ゴム組成物の
配合設計上好ましくない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みなされたものであり、ゴム補強用充填剤としてシ
リカを用いたタイヤトレッド用ゴム組成物において、未
加硫ゴムの段階での加工性を向上することができるとと
もに、加硫に要する時間を短縮することができる組成物
を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のタイヤ用ゴム組
成物は、ジエン系ゴムからなるゴムポリマー成分１００
重量部に対して、下記（１）〜（５）を添加したことを
特徴とする。

【００１０】（１）ゴム補強用充填剤としてのシリカを
３０〜７０重量部、（２）オルガノシランを前記シリカ
に対して５〜１３重量％、（３）カーボンブラックを１
０〜５０重量部、（４）Ｎ,Ｎ'-ジフェニルグアニジ
ン、またはその他のグアニジン類化合物を前記シリカに
対して１〜５重量％、及び（５）テトラベンジルチウラ
ムジスルフィド、またはその他のチウラム化合物を、前
記シリカに対して０．１〜０．５重量％、かつ、前記グ
アニジン類化合物に対して５〜２０重量％。

【００１１】上記構成により、ゴム補強用充填剤として
シリカを用いたタイヤトレッド用ゴム組成物において、
未加硫ゴムの段階での加工性を向上することができると
ともに、加硫に要する時間を短縮することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明のタイヤトレッド用ゴム組
成物においては、ジエン系ゴムからなるゴムポリマー成
分１００重量部に対して、下記（１）〜（５）を添加す
る。

【００１３】（１）ゴム補強用充填剤としてのシリカを
３０〜７０重量部、（２）オルガノシランを前記シリカ
に対して５〜１３重量％、（３）カーボンブラックを１
０〜５０重量部、（４）グアニジン類化合物を前記シリ
カに対して１〜５重量％、及び（５）チウラム化合物
を、前記シリカに対して０．１〜０．５重量％。

【００１４】ゴムポリマー成分として用いるジエン系ゴ
ムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（Ｉ
Ｒ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエン
ゴム（ＳＢＲ）、及び、ハロゲン化ブチルゴムが挙げら
れる。これらから複数を選択して組み合わせたゴムブレ
ンドであっても良い。

【００１５】好ましいゴムポリマー成分は、スチレン・
ブタジエンゴム（ＳＢＲ）と天然ゴム（ＮＲ）とのブレ
ンドであって、６０／４０〜９０／１０の重量比、より
好ましくは６５／３５〜８０／２０の重量比で混合した
ものである。このようなゴムポリマー成分を用いること
により、ゴム補強用充填剤としてシリカを配合したトレ
ッドゴムにおいて特に良好な物性を発揮することができ
る。

【００１６】シリカは、ゴム補強用充填剤として用いる
ことのできる粒径のグレードのものであれば、いずれで
も良い。一般には湿式法（沈降法）で得られるものであ
るが、乾式法（クロロシランの熱分解）により製造され
る微粒子であっても良い。

【００１７】オルガノシランは、シリカ粒子とゴムとの
界面接着性を向上させるための、シリカに対する疎水化
剤その他のカップリング剤である。例えば、メチルトリ
エトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ｎ−オ
クチルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキサデシルトリエト
キシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ｎ−オクタデ
シルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリエトキ
シシラン、メチルｎ−オクチルジエトキシシラン、及
び、ビス−（トリアルコキシシリルオルガノ）ポリスル
フィドを挙げることができる。オルガノシランの添加量
は、上記シリカの重量を基準として、５〜１３重量％、
好ましくは８〜１１重量％である。

【００１８】カーボンブラックは、好ましくはＡＳＴＭ
コードでＮ１００番台（ＩＳＡＦ）またはＮ２００番台
（ＳＡＦ）のものである。例えば、Ｎ１１０、Ｎ１２
１、Ｎ２１９、Ｎ２２０、Ｎ３３０及びＮ３３９を挙げ
ることができる。カーボンブラックは１種、または複数
種の組み合わせで用いることができる。

【００１９】カーボンブラックの添加量は、ゴムポリマ
ー成分１００重量部に対して、１０〜５０重量部、好ま
しくは１０〜３０重量部である。

【００２０】本発明のトレッド用ゴム組成物には、グア
ニジン類の化合物をシリカに対して１〜５重量％、好ま
しくは３〜５重量％加える。グアニジン類化合物は、好
ましくはＮ,Ｎ'-ジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）であ
るが、Ｎ,Ｎ'-ジ-Ｏ-トリルビグアニド（ＤＯＴＧ）で
あっても良い。グアニジン類化合物の添加量は、上記シ
リカの重量を基準として、１〜５重量％、好ましくは３
〜５重量％である。グアニジン類化合物の添加量がこの
範囲より少ないと、ムーニー粘度が高くなり加工性が低
下し、添加量がこの範囲を超える場合には、ブリード等
のおそれがある。

【００２１】加硫促進剤としてのチウラム化合物の添加
量は、シリカの重量を基準にして０．１〜０．５重量％
好ましくは０．１５〜０．３０重量％となる分量だけ添
加される。チウラム化合物の添加量がこの範囲を超える
場合、ムーニー粘度の増大やムーニースコーチ時間の短
縮により、加工性が低下してしまう。一方、添加量がこ
の範囲に達しない場合には、加硫時間が長くなってしま
い、生産効率が低下する。

【００２２】チウラム化合物としては、テトラメチルチ
ウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィ
ド、テトラブチルチウラムジスルフィド、テトラベンジ
ルチウラムジスルフィド、テトラキス(２-エチルヘキシ
ル)チウラムジスルフィド、及びテトラメチルチウラム
モノスルフィドのいずれか、またはこれらの任意の組み
合わせを用いることができる。

【００２３】特に好ましいチウラム化合物は、テトラベ
ンジルチウラムジスルフィドである。テトラベンジルチ
ウラムジスルフィドは、加硫時間を短縮する効果が大き
く、また、未加硫ゴムの加工性に与える影響が小さいの
で好ましい。

【００２４】以下、本発明の実施例及び比較例につい
て、表１を用いて説明する。

【００２５】まず、試験方法について説明する。

【００２６】

【表１】 実施例においては、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢ
Ｒ）７０重量部と天然ゴム３０重量部とからなるゴムポ
リマー成分１００重量部に対して、４０重量部のシリ
カ、４．０重量部のオルガノシラン、０．１重量部のテ
トラベンジルチウラムジスルフィド（ＴＢＺＴＤ）、及
び、１．０重量部のジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）を
添加した。また、カーボンブラック３５重量部及びプロ
セスオイル３０重量部を添加した。

【００２７】用いたスチレン・ブタジエンゴムは、ＪＳ
Ｒ社ＳＢＲ０１２０であり、用いた天然ゴムはＲＳＳ＃
１である。

【００２８】カーボンブラックとしては、東海カーボン
社の"シースト(seast) ６"（ＡＳＴＭコードＮ２２０：
ＩＳＡＦ級）を用い、プロセスオイルとしては、ジャパ
ンエナジー社のプロセスＰ−２００を用いた。これらの
添加量は、ゴムポリマー成分に対して、それぞれ、４０
重量部及び２０重量部に固定した。

【００２９】バンバリーミキサーを用いて、一般的方法
に従って混練りを行った。この際、上記ゴムポリマー成
分１００重量部に対して、老化防止剤としてのアンチゲ
ン３Ｃ（住友化学工業(株)）２.０重量部、ワックス２.
０重量部、酸化亜鉛（亜鉛華）２.０重量部、イオウ１.
５重量部、及び金属石鹸１.５重量部を加えた。

【００３０】このようにして得られた未加硫のゴム組成
物について、ＪＩＳ Ｋ ６３００に準拠してムーニー粘
度及びムーニースコーチ時間を測定した。また、ＪＩＳ
Ｋ６３００に準拠して加硫時間を測定した。

【００３１】表１に示す比較例１はテトラベンジルチウ
ラムジスルフィド及びジフェニルグアニジンのいずれの
加硫促進剤も用いなかった場合であり、比較例２はテト
ラベンジルチウラムジスルフィドのみ、比較例３はジフ
ェニルグアニジンのみを、単独で用いた場合である。他
の条件は実施例と同一である。

【００３２】表１には、実施例及び各比較例により得ら
れた結果について、比較例１の評価値を１００とした相
対値として示す。

【００３３】比較例１と比較例３との比較から知られる
ように、ジフェニルグアニジンの添加により加硫時間が
短縮されるとともに、ムーニー粘度が低下している。こ
れは、グアニジンがシリカ微粒子の表面の水酸基をマス
クするためであると考えられている。

【００３４】特には、比較例３と実施例との比較から知
られるように、テトラベンジルチウラムジスルフィドの
添加により、加硫時間が短縮されるのみならず、ムーニ
ー粘度も低下している。

【００３５】一方、ジフェニルグアニジンを添加せずテ
トラベンジルチウラムジスルフィドのみを加えた比較例
２では、加硫促進剤を全く加えなかった比較例１と比較
しても加硫時間が長くなった他、ムーニー粘度も高くな
った。

【００３６】これらの結果から知られるように、実施例
によると、ジフェニルグアニジンのみを加硫促進剤とし
て用いた場合に比べて、ムーニー粘度を低下させること
によって加工性を向上するとともに、加硫速度を向上す
ることができた。

【００３７】

【発明の効果】ゴム補強用充填剤としてシリカを用いた
タイヤトレッド用ゴム組成物において、未加硫ゴムの段
階での加工性を向上することができるとともに、加硫に
要する時間を短縮することができる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｋ 5/40 Ｃ０８Ｋ 5/40 5/541 5/541

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ジエン系ゴムからなるゴムポリマー成分１
   ００重量部に対して、下記（１）〜（５）を添加したこ
   とを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。 （１）ゴム補強用充填剤としてのシリカを３０〜７０重
   量部、 （２）オルガノシランを前記シリカに対して５〜１３重
   量％、 （３）カーボンブラックを１０〜５０重量部、 （４）Ｎ,Ｎ'-ジフェニルグアニジン及びＮ,Ｎ'-ジ-Ｏ-
   トリルビグアニドからなる群から選択される少なくとも
   １種のグアニジン類化合物を前記シリカに対して１〜５
   重量％、及び （５）テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチ
   ルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスル
   フィド、テトラベンジルチウラムジスルフィド、テトラ
   キス(２-エチルヘキシル)チウラムジスルフィド、及び
   テトラメチルチウラムモノスルフィドからなる群から少
   なくとも１種選ばれるチウラム化合物を、前記シリカに
   対して０．１〜０．５重量％。
2. 【請求項２】前記チウラム化合物がテトラベンジルチウ
   ラムジスルフィドであることを特徴とする請求項１記載
   のタイヤトレッド用ゴム組成物。
3. 【請求項３】前記グアニジン類化合物がジフェニルグア
   ニジンであることを特徴とする請求項１または２記載の
   タイヤトレッド用ゴム組成物。
4. 【請求項４】前記ゴムポリマー成分は、スチレン・ブタ
   ジエンゴムと天然ゴムとを６０／４０〜９０／１０の重
   量比で混合したブレンドからなることを特徴とする請求
   項１または３記載のタイヤ用ゴム組成物。