JP2003286366A - ゴム組成物 - Google Patents
ゴム組成物Info
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Abstract
及び高い破断伸びを両立させることによって、優れた耐
カット性と耐チッピング性とを兼備するゴム組成物を提
供する。 【解決手段】 天然ゴム及び/又はポリイソプレンゴム
からなるゴム成分100重量部に対して、シリカを5重
量部以上、窒素吸着比表面積が90m2/g以上のカーボン
ブラックを、上記シリカとの合計配合量で40〜60重
量部、並びに、硫黄をa重量部、式R2N-(C=S)-S-S-(C
H2)x-S-S-(C=S)-NR2 [R=C6H5CH2, x=6]によって表され
る配合剤Bをb重量部、及び1種以上のスルフェンアミ
ド系加硫促進剤を合計でc重量部配合してなるゴム組成
物であって、前記a、b、及びcが、b≧0.2、1.
0≦a+b/2≦1.5、及び0.4≦c/(a+b/
2)≦0.8の3個の関係式を同時に満足することを特
徴とするゴム組成物。
Description
タイヤトレッド用ゴム組成物、とりわけ重荷重タイヤ
(例えば、トラック、バス用タイヤ)のタイヤトレッド
用ゴム組成物に関する。
は、耐カット性と耐チッピング性とが二律背反の関係に
あることが知られており、従来より、主に天然ゴム(N
R)からなるゴム組成物に対して、カーボンブラックと
シリカとを併用して配合して、加硫後の硬度及び破断伸
びを共に増大させることによって、耐カット性及び耐チ
ッピング性を両立しようとする試みがなされてきた。
報、特開平9−328574号公報、及び特開平10−
87881号公報には、特定のカップリング剤及び/又
は硬化剤及び/又は分散剤等と共に、特定のカーボンブ
ラックとシリカとを併用することによって、耐カット性
及び耐チッピング性を改良することが開示されている。
技術のゴム組成物において両立される耐カット性及び耐
チッピング性は、例えば重荷重タイヤ等の、より過酷な
条件下で使用されるタイヤのトレッド用ゴムとしては不
十分なレベルであり、また、老化後の破断伸びの低下が
大きく、老化後の耐チッピング性が不十分となるという
欠点を有している。
老化後の両方において、高い硬度及び高い破断伸びを両
立させることによって、優れた耐カット性と耐チッピン
グ性とを兼備するゴム組成物を提供することを目的とす
る。
び/又はポリイソプレンゴムからなるゴム成分100重
量部に対して、シリカを5重量部以上、窒素吸着比表面
積が90m2/g以上のカーボンブラックを、上記シリカと
の合計配合量で40〜60重量部、並びに、硫黄をa重
量部、下式 R2N-(C=S)-S-S-(CH2)x-S-S-(C=S)-NR2 [R=C6H5CH2, x=6] によって表される配合剤Bをb重量部、及び1種以上の
スルフェンアミド系加硫促進剤を合計でc重量部配合し
てなるゴム組成物であって、前記a、b、及びcが、下
式 b≧0.2、 1.0≦a+b/2≦1.5、 0.4≦c/(a+b/2)≦0.8 の関係を同時に満足することを特徴とするゴム組成物に
よって達成される。
後、100℃において測定される未老化の破断伸びが5
60%以上であり、室温において測定される、空気中で
100℃において96時間保持することによる老化後の
破断伸びの未老化の破断伸びに対する保持率が70%以
上である、前記ゴム組成物が提供される。
使用されるゴム成分としては、天然ゴム(NR)または
ジエン系ゴムのいずれか、あるいはこれらの混合系を用
いることができる。ジエン系ゴムとしては、例えば、各
種ブタジエンゴム(BR)、各種スチレン−ブタジエン
共重合体ゴム(SBR)、ポリイソプレンゴム(I
R)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム等が
挙げられる。好ましくは、本発明に係るゴム組成物にお
けるゴム成分は、天然ゴム(NR)またはポリイソプレ
ンゴム(IR)のいずれか、あるいはこれらの混合系で
ある。
るシリカは、ゴム配合技術分野において一般的に使用さ
れるいずれのシリカであってもよい。本発明に係るゴム
組成物におけるシリカの配合量は、上記ゴム成分100
重量部に対して5重量部以上、好ましくは6〜15重量
部である。5重量部未満の配合量では、加硫後のゴム組
成物において、シリカの配合による硬度及び破断伸びの
改良効果を期待することが困難となる。
るカーボンブラックは、耐摩耗性の観点から、90m2/g
以上、好ましくは100〜170m2/gの窒素吸着比表面
積(N2 SA)を有するものが好ましい。なお、本明細
書において規定される窒素吸着比表面積(N2 SA)
は、ASTM−D3037−78「窒素吸着によるカー
ボンブラック表面積処理標準法」の方法Cによる測定値
である。この窒素吸着比表面積(N2 SA)が90m2/g
未満であると、加硫後のゴム組成物において、耐摩耗性
が不十分となったり、破断伸びの低下により耐チッピン
グ性が低下したりするので好ましくない。
ブラック及びシリカは、上記ゴム成分100重量部に対
して、上記カーボンブラックとシリカとの配合量の合計
が40〜60重量部となるように配合される。この合計
配合量が40重量部未満では、加硫後のゴム組成物の耐
摩耗性が不十分となり、逆に60重量部を超えると、加
硫前のゴム組成物の粘度が上昇して加工性が低下し、更
に、加硫後のゴム組成物においては、発熱性が高くなっ
たり、破断伸びの低下により耐チッピング性が低下した
りするので好ましくない。
合物に加えて、上記ゴム成分100重量部に対して、硫
黄をa重量部、下式 R2N-(C=S)-S-S-(CH2)x-S-S-(C=S)-NR2 [R=C6H5CH2, x=6] によって表される配合剤Bをb重量部、及び1種以上の
スルフェンアミド系加硫促進剤を合計でc重量部含んで
なり、上記a、b、及びcが、下式 b≧0.2、 1.0≦a+b/2≦1.5、 0.4≦c/(a+b/2)≦0.8 の関係を同時に満足するように、これらの加硫系成分が
配合される。
係るゴム組成物中の架橋剤成分の配合量に対応する値で
あり、また、c/(a+b/2)は、本発明に係るゴム
組成物中の、架橋剤成分の配合量に対する、加硫促進剤
の配合量に対応する値である。上記加硫系成分を、上記
の式を同時に満足する条件下で配合することによって、
本発明の所与の特性を有するゴム組成物を得ることがで
きる。
剤としては、ゴム配合技術分野において周知のものを通
常の配合量で使用することができ、それぞれ、粉末硫黄
並びにN−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリル−
スルフェンアミド(TBBS)(例えば、大内新興化学
工業(株)製「ノクセラーNS−F」)及び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(C
BS)(例えば、大内新興化学工業(株)製「ノクセラ
ーCZ−G」)等を例として挙げることができる。
おいて既知の化合物であり、例えば、特開 2001-2833号
公報において、ジエン系ゴムおよび常套の添加剤からな
る加硫性ゴム組成物に、ゴム100重量部に対して、
a)上記配合剤Bを0.5〜3.8重量部、b)硫黄を
0.5〜2重量部、及びc)少なくとも1種の加硫促進
剤を0.5〜3.0重量部を配合することによって、加
硫後のゴム組成物の発熱性を悪化させること無く、耐引
裂性及び耐老化性を向上させることが開示されている。
0重量部に対する、硫黄、配合剤B、及び1種以上の特
定の加硫促進剤(具体的には、スルフェンアミド系加硫
促進剤)の配合量(それぞれ、a、b、及びc重量部
(複数種の加硫促進剤を使用する場合には、それらの合
計配分量を表す))を、上記3個の関係式を同時に満足
するように規定することにより、ゴム組成物の他の特性
を犠牲にすること無く、ひときわ高いレベルで、耐カッ
ト性及び耐チッピング性並びに耐老化性を実現すること
ができることを見出したものである。
場合には、加硫後のゴム組成物における老化後の破断伸
びの低下を抑制することができず、a+b/2が1.0
重量部未満である場合には、加硫後のゴム組成物の硬度
が不十分となり、逆にa+b/2が1.5重量部を超え
ると、加硫後のゴム組成物の破断伸びが、室温における
測定結果では良好であるものの、100℃においては不
十分となり、また、c/(a+b/2)が0.4未満で
ある場合には、加硫後のゴム組成物における老化後の破
断伸びの低下を抑制することができず、逆にc/(a+
b/2)が0.8を超えると、加硫後のゴム組成物の破
断伸びが不十分となる。すなわち、上記a、b、及びc
の値が上記3個の関係式を同時に満足する場合にのみ、
未老化及び老化後の両方において、高い硬度及び高い破
断伸びを両立することができる。
は、加硫後のゴム組成物において、100℃において測
定される未老化の破断伸びが560%以上であり、室温
において測定される、空気中で100℃において96時
間保持することによる老化後の破断伸びの未老化の破断
伸びに対する保持率が70%以上である。
おける耐チッピング性の尺度として破断伸びを評価す
る。上記100℃において測定される未老化の破断伸び
が560%未満である場合は、加硫後のゴム組成物にお
ける耐チッピング性が不十分となり、上記空気中で10
0℃において96時間保持することによる老化後の破断
伸びの未老化の破断伸びに対する保持率が70%未満で
ある場合は、加硫後のゴム組成物の耐老化性が不十分と
なる。
の加硫または架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、充
填剤、可塑化剤、軟化剤、及び/又はゴム配合技術分野
において一般的に使用される他の各種添加剤を配合する
ことができる。これらの添加剤の配合量も、本発明の目
的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることが
できる。
例によって本発明を更に詳しく説明するが、本発明の技
術的範囲は、これらの実施例に限定されるものではな
い。
「ショウブラックN110」(SAF) シリカ:日本シリカ工業(株)製「ニップシールAQ」 亜鉛華:正同化学工業(株)製「亜鉛華3号」 ステアリン酸:花王石鹸(株)製「Lunac YA」 老化防止剤:FLEXSIS社製「SANTOFLEX
6PPD」(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) パラフィンワックス:大内新興化学工業(株)製、サン
ノック ガムロジン:荒川化学工業(株)製中国ガムロジン 硫黄(a):5%油処理の粉末硫黄 配合剤B(b): R2N-(C=S)-S-S-(CH2)x-S-S-(C=S)-N
R2 [R=C6H5CH2, x=6] 加硫促進剤TBBS(c1):大内新興化学工業(株)
製「ノクセラーNS−F」(N−tert−ブチル−2
−ベンゾチアゾリル−スルフェンアミド) 加硫促進剤CBS(c2):大内新興化学工業(株)製
「ノクセラーCZ−G」(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)
分(すべての例にわたって共通)を、1.8リットルの
密閉型ミキサーで3〜5分間混練し、165±5℃に達
したときにマスターバッチを放出した。このマスターバ
ッチに、以下の表に示す配合量の硫黄、配合剤B(標準
例を除く)、及び加硫促進剤を添加し、8インチのオー
プンロールで混練して、ゴム組成物を得た。次に、この
ゴム組成物を、15×15×0.2cmの金型中で150
℃において40分間プレス加硫して、目的とする試験片
を調製した。
成物からなる上記試験片の各種加硫物性を、以下の試験
方法に従って測定した。 1)硬度(デュロ硬さA):未老化の上記試験片につい
て、JIS K6253に準拠して測定した。硬度が高
いほど、耐カット性が高いことを意味する。
100℃において96時間保持)後の上記試験片(ダン
ベル状3号型とした)について、室温において、JIS
K6251に準拠して測定した。未老化の試験片につ
いては、100℃における破断伸びも測定した。破断伸
びが大きいほど、耐チッピング性が高いことを意味す
る。なお、上記の表においては、各破断伸びを以下の如
く略記する。 EBB@RT:未老化の試験片の室温における破断伸び EBB@100:未老化の試験片の100℃における破
断伸び EBA@RT:老化後の試験片の室温における破断伸び
いて測定された、老化後の破断伸びの未老化の破断伸び
に対する保持率を百分率で表したもの。破断伸び保持率
が高いほど、耐老化性が高いことを意味する。なお、上
記の表においては、破断伸び保持率を「EBR」と略記
する。
結果は、上記の表に示されている。標準例は、配合剤B
を含有していない、標準的な組成を有する対照標準サン
プルである。未老化の破断伸びは良好ではあるが、老化
後の破断伸びの低下が大きく、硬度については、特に重
荷重タイヤ(例えば、トラック、バス用タイヤ)のタイ
ヤトレッド用ゴム組成物としては、さらなる増大が望ま
れる。
/2)の値は本発明の範囲内に入っているものの、配合
剤Bの配合量(b)が0.2重量部未満(具体的には
0.10重量部)であるために、標準例と比較して、破
断伸び保持率が改善されなかった。
部未満(具体的には0.95重量部)であるために、そ
のままでは硬度が不足するため、これを補うべく、比較
例1よりも加硫促進剤(TBBS)の量を増大させたも
のである。これにより硬度は維持されたものの、100
℃において測定される未老化の破断伸びが大幅に低下し
た。
値は本発明の範囲内に入っているものの、比較例2とは
逆に、a+b/2の値が1.5重量部を超えている(具
体的には1.55重量部である)ために、硬度は上昇し
たものの、100℃において測定される未老化の破断伸
びが大幅に低下した。
明の範囲内に入っているものの、c/(a+b/2)の
値が0.4未満(具体的には0.36)であるために、
標準例と比較して、破断伸び保持率が改善されなかっ
た。
+b/2)の値が0.8を超えている(具体的には0.
84である)ために、標準例と比較して、未老化の破断
伸び(特に100℃)が大幅に低下した。
は、b、a+b/2、及びc/(a+b/2)の値はす
べて、本発明の範囲内に入っている。その結果、標準例
と比較して、高い硬度を達成しつつ、室温及び100℃
における未老化の破断伸びを維持し、更に、破断伸び保
持率も大幅に改善された。また、配合剤Bの配合量の増
大に伴って、硬度及び破断伸び保持率の両方の増大が認
められた。
において、高い硬度及び高い破断伸びを両立させること
によって、優れた耐カット性と耐チッピング性とを兼備
するゴム組成物が提供される。本発明のゴム組成物は、
特に重荷重タイヤ(例えば、トラック、バス用タイヤ)
のタイヤトレッド用ゴム組成物として有用である。
Claims (2)
- 【請求項1】 天然ゴム及び/又はポリイソプレンゴム
からなるゴム成分100重量部に対して、シリカを5重
量部以上、窒素吸着比表面積が90m2/g以上のカーボン
ブラックを、前記シリカとの合計配合量で40〜60重
量部、並びに、硫黄をa重量部、下式 R2N-(C=S)-S-S-(CH2)x-S-S-(C=S)-NR2 [R=C6H5CH2, x=6] によって表される配合剤Bをb重量部、及び1種以上の
スルフェンアミド系加硫促進剤を合計でc重量部配合し
てなるゴム組成物であって、 前記a、b、及びcが、下式 b≧0.2、 1.0≦a+b/2≦1.5、 0.4≦c/(a+b/2)≦0.8 の関係を同時に満足することを特徴とするゴム組成物。 - 【請求項2】 加硫後のゴム組成物において、100℃
において測定される未老化の破断伸びが560%以上で
あり、室温において測定される、空気中で100℃にお
いて96時間保持することによる老化後の破断伸びの未
老化の破断伸びに対する保持率が70%以上であること
を特徴とする、請求項1に記載のゴム組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002092671A JP4030332B2 (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003286366A true JP2003286366A (ja) | 2003-10-10 |
JP4030332B2 JP4030332B2 (ja) | 2008-01-09 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002092671A Expired - Fee Related JP4030332B2 (ja) | 2002-03-28 | 2002-03-28 | ゴム組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4030332B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008138081A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | タイヤ用ゴム組成物の製造方法 |
EP3431308A1 (en) * | 2017-07-19 | 2019-01-23 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Method for producing rubber composition for a heavy-duty tire tread |
-
2002
- 2002-03-28 JP JP2002092671A patent/JP4030332B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008138081A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | タイヤ用ゴム組成物の製造方法 |
EP3431308A1 (en) * | 2017-07-19 | 2019-01-23 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Method for producing rubber composition for a heavy-duty tire tread |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP4030332B2 (ja) | 2008-01-09 |
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