JP2005281574A

JP2005281574A - シリカ配合ゴム組成物

Info

Publication number: JP2005281574A
Application number: JP2004099295A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Igawa; 勝弘井川; Kazunori Ishikawa; 和憲石川
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2005-10-13

Abstract

【課題】シリカ多量配合系ゴム組成物におけるシリカの加硫遅延を改善した、良好な引張物性を有するゴム組成物を提供する。
【解決手段】ゴム１００重量部に対し、シリカ１０〜１２０重量部、スルホン酸型界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム）または／および硫酸塩型界面活性剤（アルキルスルフェートナトリウム塩、２−エチルヘキシルスルフェートナトリウム塩、アルキルエーテルスルフェートナトリウム塩）０.３〜２０重量部を配合してなるゴム組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、ゴム組成物へのシリカの多量配合に伴う加硫遅延を防止でき、その引張特性を向上させたゴム組成物に関する。

従来から、タイヤの低燃費化を目的として、ゴムに多量のシリカを配合する試みがなされてきている（特開平３−２５２４３１号公報）。しかしながら、シリカ配合系ゴム組成物において、シリカを多量に配合すると、加硫促進剤の吸着によると考えられる加硫遅延があり、工業上問題であった（特開平９−１９４６４１号公報）。また、加硫を早めるために、加硫促進剤のＤＰＧ（ジフェニルグアニジン）を増量する手段があるが、スコーチが早く、加硫ゴムの伸びが大幅に低下するという問題があった。

特開平３−２５２４３１号公報特開平９−１９４６４１号公報

よって、本発明では、ゴムにシリカを多量配合した場合に生ずる加硫遅延の問題を、耐スコーチ性を変えることなく防止でき、ゴム組成物の引張特性をも改善できる配合剤として特定の界面活性剤を提供することを目的とする。

本発明によれば、ゴム１００重量部に対し、シリカ１０〜１２０重量部、スルホン酸型界面活性剤または／および硫酸塩型界面活性剤０.３〜２０重量部を配合してなるゴム組成物が提供される。

本発明では、多量のシリカ配合ゴム組成物に対し、所定量の前記界面活性剤を配合することによって、シリカによる加硫遅延が改善でき、引張特性も向上した。これは、当該界面活性剤が、シリカ表面のシラノール基に作用し、シラノール基の活性をバリアしたために、加硫促進剤の吸着を防止でき、シリカ分散性を向上させたものと考えられる。

本発明のゴム組成物に使用されるゴム成分としては、従来から各種ゴム組成物に一般的に配合されている任意のゴム、例えば、天然ゴム（ＮＲ)、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、各種ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）などのジエン系ゴムや、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＲ、ＥＰＤＭ）などを単独または任意のブレンドとして用いることができる。

本発明のゴム組成物に配合される界面活性剤には、（１）スルホン酸型界面活性剤または／および（２）硫酸塩型界面活性剤が使用され、例えば、以下の式で表わされる界面活性剤が挙げられる。
（１）スルホン酸型界面活性剤
Ａ．アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム

（式中、ｎは、１２〜１８である。）
このタイプの界面活性剤は、例えば、ニューレックスＲ、ニューレックスソフト３０およびニューレックスソフト６０−Ｎ等の商品名で、日本油脂（株）から入手可能である。
Ｂ．ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム

（式中、Ｒは、Ｃ₁₂〜Ｃ₁₈のアルキル基を表わす。）
このタイプの界面活性剤は、例えば、ラピゾールＡ−３０、ラピゾールＡ−７０およびラピゾールＯ−６０等の商品名で、日本油脂（株）から入手可能である。

（２）硫酸塩型界面活性剤
Ａ．アルキルスルフェート・ナトリウム塩

（式中、Ｒは、Ｃ₁₂〜Ｃ₁₈のアルキル基を表わす。）
このタイプの界面活性剤は、例えば、パーソフトＳＬの商品名で、日本油脂（株）から入手可能である。
Ｂ．２−エチルヘキシルスルフェート・ナトリウム塩

このタイプの界面活性剤は、例えば、シントレッキスＥＨ−Ｒの商品名で、日本油脂（株）から入手可能である。
Ｃ．アルキルエーテルスルフェート・ナトリウム塩

（式中、Ｒは、Ｃ₁₂〜Ｃ₁₈のアルキル基を表わす。）
このタイプの界面活性剤は、例えば、パーソフトＥＬの商品名で、日本油脂（株）から入手可能である。

上記各種の界面活性剤のうち、本発明では、下記式１で表わされる（２）Ａタイプの界面活性剤の使用が、特に有効であり、好ましい。

（式中、Ｒ¹は、ヘテロ原子を含んでもよい有機基を表わし、例えば、Ｃ_12〜20のアルキル基が好ましい。）

当該界面活性剤は、ゴム１００重量部に対し、０.３〜２０重量部、好ましくは１〜５
重量部の量で配合して使用される。この配合量が０.３重量部未満では所期の効果が発揮されないので好ましくなく、２０重量部を超えるとスコーチが起こりやすく、加硫ゴム物性が低下する傾向があるので好ましくない。

本発明に配合されるシリカとしては、特に制限されることはないが、例えば、乾式法ホワイトカーボン、湿式法ホワイトカーボン、コロイダルシリカ、および特開昭６２−６２８３８号公報の開示される沈降シリカなどが挙げられる。これらの中でも、含水ケイ酸を主成分とする湿式法ホワイトカーボンが特に好ましい。これらのシリカは、１０〜１２０重量部の配合量で、それぞれ単独あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。これらシリカの比表面積は、特に制限はされないが、窒素吸着比表面積（ＢＥＴ法）で通常５０〜４００ｍ²／ｇ、好ましくは１００〜２５０ｍ²／ｇ、更に好ましくは１２０〜１９０ｍ²／ｇの範囲であるときに、補強性、耐摩耗性および発熱性等の改善が十分に達成され好適である。ここで、窒素吸着比表面積は、ＡＳＴＭＤ３０３７−８１に準じ、ＢＥＴ法で測定される値である。

本発明に係るゴム組成物には、前記した必須成分に加えて、カーボンブラック等の他の補強剤、シランカップリング剤、加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、充填材、可塑剤などのタイヤ用、その他一般ゴム用の各種配合剤を配合することができ、かかる配合物は、公知のゴム用混練機、例えば、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー等で混練し、任意の条件で加硫してゴム組成物として使用することができる。これら配合剤の添加量も、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。

以下、実施例および比較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をこれらの実施例に限定するものでないことは言うまでもない。

試験サンプルの作製
以下の表１に示すゴム配合系における硫黄と加硫促進剤を除く成分を１.８Ｌの密閉型ミキサーで３〜５分間混練し、１６５±５℃に達した時に放出したマスターバッチに、硫黄と加硫促進剤を加えて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。このゴム組成物の一部をスコーチ試験および加硫試験に供した。次いで、このゴム組成物の残部を１５ｃｍ×１５ｃｍ×０.２ｃｍの金型中で、１６０℃、４５分間プレス加硫して試験片（ゴムシート）を作製し、引張試験に供した。

試験法
１）スコーチ：ＪＩＳＫ６３００に準拠して測定した。ムーニー粘度計にてＬ型ローター（３８.１ｍｍ径、５.５ｍｍ厚）を用いて、予熱１分で、１２５℃、２ｒｐｍの条件下、ムーニー粘度最低値から５ムーニー粘度までの上昇時間（分）を測定した。
２）加硫速度：ＪＩＳＫ６３００に準拠して測定した。振動式ディスク加硫試験機を用いて、振幅１度、１６０℃の条件下で、Ｔ３０時間（分）を測定した。
３）引張強度：ＪＩＳＫ６２５１に準拠して、上記試験サンプルからＪＩＳ３号形ダンベルにて２ｍｍゴムシートを打抜き、５００ｍｍ／分の引張速度の条件下で、Ｍ３００、Ｔ_BおよびＥ_Bを測定した。

実施例１〜５および比較例１〜３
結果を表１に示す。

以上の結果によると、本発明のゴム組成物では、耐スコーチ性を変えることなく、加硫速度を上げることができ、また、引張強度の点でも遜色のないことが分かる。よって、本発明のゴム組成物は、例えば、空気入りタイヤのトレッド用途等に有用である。

Claims

ゴム１００重量部に対し、シリカ１０〜１２０重量部、スルホン酸型界面活性剤または／および硫酸塩型界面活性剤０.３〜２０重量部を配合してなるゴム組成物。
前記硫酸塩型界面活性剤が下式１で示される構造である、請求項１に記載のゴム組成物。

式中、Ｒ¹は、ヘテロ原子を含んでもよい有機基を表わす。