JP2005220259A

JP2005220259A - ゴム組成物

Info

Publication number: JP2005220259A
Application number: JP2004030831A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Hayashida; 克己林田
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2004-02-06
Filing date: 2004-02-06
Publication date: 2005-08-18

Abstract

【課題】良好な強度及び耐摩耗性を維持すると共に、高い導電性を加硫後に兼備するゴム組成物を提供する。
【解決手段】少なくとも１種のジエン系ゴムからなるゴム成分１００重量部に対して、シリカを４０〜１００重量部、及び窒素吸着比表面積（Ｎ₂ ＳＡ）が１００〜１６０m²/gのアセチレンブラックを２５〜５０重量部配合してなるゴム組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、ゴム組成物、特にタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。

近年、タイヤトレッド用ゴム組成物においては、多量のシリカを配合して、タイヤの低転がり抵抗性及びウェット制動性を両立しようとする手法が広く行われている。

しかしながら、当該技術分野においては、上記の如く多量のシリカが配合されているゴム組成物においては、静電気の蓄積が問題となることが知られており、この静電気の蓄積を解決するべく、種々の方策が提案されている。

例えば、特許文献１においては、小粒径のカーボンブラックをゴム組成物に配合すること、及び、特許文献２においては、導電性物質をゴム組成物に配合すること、が開示されている。

また、従来より、アセチレンブラックが導電性に優れることは知られているものの、所望の導電性を達成するのに十分な量のアセチレンブラックをゴム組成物に配合すると加硫後のゴム組成物の強度が低下するという問題点が存在する。

特開平９−１１８７８０号公報特開平１１−４９８９２号公報

本発明は、良好な強度及び耐摩耗性を維持すると共に、高い導電性を加硫後に兼備するゴム組成物を提供することを目的とする。

上記目的は、少なくとも１種のジエン系ゴムからなるゴム成分１００重量部に対して、シリカを４０〜１００重量部、及び窒素吸着比表面積（Ｎ₂ ＳＡ）が１００〜１６０m²/gのアセチレンブラックを２５〜５０重量部配合してなるゴム組成物によって達成される。

本発明に従って、特定の比表面積を有するアセチレンブラック及びシリカを特定の配合量でゴム成分に配合することにより、良好な強度及び耐摩耗性を維持すると共に、高い導電性を加硫後に兼備するゴム組成物を提供することができる。本発明に係るゴム組成物は、良好な強度及び高い導電性を両立することが求められるゴム製品、特にタイヤトレッド用ゴム組成物として有用である。

本発明に係るゴム組成物において使用されるゴム成分としては、特に限定されないが、天然ゴム（ＮＲ）またはジエン系合成ゴムのいずれか、あるいはこれらの混合系を用いることができる。ジエン系合成ゴムとしては、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（ＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム等が挙げられる。

本発明に係るゴム組成物において使用されるシリカは、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４０〜１００重量部、好ましくは４０〜８０重量部である。４０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低転がり抵抗性とウェット制動性とをバランス良く発現させることが困難となる。逆に、１００重量部を超える配合量では、混合加工性が悪化すると共に、耐摩耗性が不良となる。

本発明に係るゴム組成物において使用されるアセチレンブラックは、導電性及び耐摩耗性の観点から、１００〜１６０m²/g、好ましくは１２０〜１４０m²/gの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ ＳＡ）を有するものが好ましい。この窒素吸着比表面積（Ｎ₂ ＳＡ）が１００m²/g未満であると、加硫後のゴム組成物において、十分な導電性が得られず、耐摩耗性が不十分となるので好ましくない。逆に、窒素吸着比表面積（Ｎ₂ ＳＡ）が１６０m²/gを超えると、十分な分散を得ることができず、所望の物性が得られないので好ましくない。

尚、本明細書において規定される「窒素吸着比表面積（Ｎ₂ ＳＡ）」は、窒素吸着法による比表面積を指し、ＪＩＳＫ６２１７−２に準処して測定されるものである。

また、本発明に係るゴム組成物におけるアセチレンブラックの配合量は、上記ゴム成分１００重量部に対して２５〜５０重量部、好ましくは２５〜３５重量部である。２５重量部未満の配合量では、加硫後のゴム組成物において、十分な導電性が得られないので好ましくない。逆に、５０重量部を超える配合量では、耐摩耗性が悪化する。

本発明に係るゴム組成物には、更に、硫黄、充填材、プロセスオイル、軟化剤、可塑剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫活性化剤、他の老化防止剤等及び／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。

本発明に係るゴム組成物は、公知のゴム用混練機械（例えば、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー等）を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。

また、本発明に係るゴム組成物は、タイヤ、ホース、ベルト等の各種ゴム製品に使用することができる。特に、本発明に係るゴム組成物は、良好な強度及び高い導電性を両立することが求められるゴム製品に使用するのが好適である。中でも、本発明に係るゴム組成物は、タイヤのトレッド部に使用するのが好適である。

以下に記載する比較例及び実施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、これらの例に限定されるものではない。

比較例１〜４及び実施例１
配合成分
スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）：日本ゼオン株式会社製「Ｎｉｐｏｌ９５２８Ｒ」（スチレン３５％／ビニル１４％、分子量＝８３万）
天然ゴム（ＮＲ）：ＴＳＲ−２０
シランカップリング剤（Ｓｉ６９）：Ｄｅｇｕｓｓａ社製「Ｓｉ６９」
亜鉛華：正同化学工業株式会社製「酸化亜鉛３号」
ステアリン酸：日本油脂株式会社製「ビーズステアリン酸」
パラフィンワックス（ワックス）：大内新興化学工業株式会社製「サンノック」
老化防止剤（６ＰＰＤ）：ＦＬＥＸＳＩＳ社製「ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ６ＰＰＤ」（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）
アロマオイル：昭和シェル石油株式会社製「デソレックス３号」
硫黄：鶴見化学工業株式会社「金華印５％油入微粉硫黄」
加硫促進剤（ＣＢＳ）：ＦＬＥＸＳＩＳ社製「ＳＡＮＴＯＣＵＲＥＣＢＳ」（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）
シリカ：Ｒｈｏｄｉａ社製「Ｚ１６５ＧＲ」（窒素吸着比表面積（Ｎ₂ ＳＡ）＝１５９m²/g、ＣＴＡＢ吸着比表面積＝１６０m²/g）
ファーネスブラック（ＦＢ）：昭和キャボット株式会社製「ショウブラックＮ３３０」（ＨＡＦ級）
アセチレンブラック（ＡＢ）：電気化学工業株式会社製「デンカブラック粒状品」
改良アセチレンブラック（ＭＡＢ）：電気化学工業株式会社製「デンカブラックＦＸ−３５」

サンプルの調製
硫黄及び加硫促進剤を除くすべての上記成分を、以下の表Ｉに示す配合量で、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Ｉに示す配合量の硫黄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１６０℃において２０分間プレス加硫して、目的とする試験片を調製した。

加硫物性の測定
各比較例及び実施例において得られたゴム組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）３００％モジュラス（Ｍ３００）：
上記試験片について、室温において、ＪＩＳＫ６２５１（旧Ｋ６３０１）に準拠して、３００％モジュラス（Ｍ３００）［ＭＰａ］を測定した。測定結果は、比較例１の測定値を１００とした指数にて表示した。この指数が大きいほど、強度が高いことを意味する。

２）ランボーン耐摩耗性指数（耐摩耗性）：
ランボーン摩耗試験機（岩本製作所株式会社製）を使用して、荷重１５Ｎ、スリップ率５０％、時間４分、室温において測定した。測定結果は、比較例１の測定値を１００とした指数にて表示した。この指数が大きいほど、耐摩耗性が良好であることを意味する。

３）体積抵抗率：
上記試験片について、室温において、ＪＩＳＫ６９１１に準拠して、体積抵抗率［Ω・cm］を測定した。この測定値が低いほど、導電性が高いことを意味する。

加硫物性の評価
すべての例についての上記１）〜３）の加硫物性測定の結果は、上記の表に示されている。

比較例１は、ＨＡＦ級カーボンブラック（７５m²/gの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ ＳＡ）を有するファーネスブラック）が配合されている、タイヤトレッド用ゴム組成物として標準的な組成を有する対照標準サンプルである。以下に記載する比較例２〜４及び実施例１のゴム組成物の加硫物性（Ｍ３００、耐摩耗性、及び体積抵抗率）の評価においては、当該比較例１を対象標準として用いる。

比較例２は、カーボンブラックとして、６１m²/gの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ ＳＡ）を有する、比較用のアセチレンブラックを配合した比較用のサンプルである。アセチレンブラックを配合したことにより、比較例１と比較して、体積抵抗率は十分に低減されたものの、Ｍ３００及び耐摩耗性が大幅に低下した。

比較例３は、カーボンブラックとして、１３８m²/gの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ ＳＡ）を有する、本発明に係るアセチレンブラックを配合した比較用のサンプルである。本発明に係るアセチレンブラックを配合したものの、その配合量が不十分であったため、比較例１と比較して、体積抵抗率の低減効果は極僅かに留まり、Ｍ３００及び耐摩耗性が低下した。

比較例４は、カーボンブラックとして、１３８m²/gの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ ＳＡ）を有する、本発明に係るアセチレンブラックを配合した比較用のサンプルである。本発明に係るアセチレンブラックを配合したものの、その配合量が過多であったため、比較例１と比較して、体積抵抗率は十分に低減されたものの、耐摩耗性が大幅に低下した。

上記比較例３及び４に対し、実施例１は、カーボンブラックとして、１３８m²/gの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ ＳＡ）を有する、本発明に係るアセチレンブラックを配合した本発明に係るサンプルである。本発明に係るアセチレンブラックを本発明の規定を満足する量で配合した結果、比較例１と比較して、Ｍ３００及び耐摩耗性を維持しつつ、体積抵抗率を十分に低減することに成功した。

上記の如く、本発明に従って、特定の比表面積を有するアセチレンブラック及びシリカを特定の配合量でゴム成分に配合することにより、良好な強度及び耐摩耗性を維持すると共に、高い導電性を加硫後に兼備するゴム組成物を提供することができることが明らかとなった。

Claims

少なくとも１種のジエン系ゴムからなるゴム成分１００重量部に対して、シリカを４０〜１００重量部、及び窒素吸着比表面積が１００〜１６０m²/gのアセチレンブラックを２５〜５０重量部配合してなるゴム組成物。