JP2006182940A - ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 粒径が異なる特定の二種以上のシリカを配合した、加工性および分散性が良好でかつ機械的性質および耐摩耗性に優れたゴム組成物を提供する。
【解決手段】 ゴム１００重量部に対し、Ｎ₂ＳＡ（窒素吸着比表面積）が異なりその最も大きなＮ₂ＳＡ値のシリカとその最も小さなＮ₂ＳＡ値のシリカとのＮ₂ＳＡ値の差が３０以上である二種以上のシリカを含む補強性フィラー１０〜１５０重量部、および当該シリカ総量に対して０.１〜１５重量％のシランカップリング剤を配合してなるゴム組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ゴム組成物に関し、更に詳細には、粒径が異なる特定の二種以上のシリカを配合した、加工性および分散性が良好でかつ機械的性質および耐摩耗性に優れたゴム組成物に関する。

現在、タイヤ補強用フィラーにシリカが用いられ、その使用量も年々増加している。一般に、シリカは、シリカ表面のシラノール基の影響により、ゴム−シリカ間の相互作用よりもシリカ−シリカ間の相互作用の方が強く、ゴム中に均一に分散しないという問題がある。従来、Ｎ₂ＳＡ値の大きなシリカをゴムに配合すると、加工・分散性が悪く、Ｎ₂ＳＡ値の小さなシリカをゴムに配合すると、加工・分散性はよいが、引張物性、耐摩耗性が悪化するという問題があることが知られている。よって、加工・分散性が良くて、しかも機械的性質および耐摩耗性に優れたシリカ配合ゴム組成物を得る手法が、強く望まれている。

以下の特許文献１には、上記問題を改良するために、オレフィン系不飽和含有エラストマーに対して、細孔サイズ分布最大およびＮ₂ＳＡがそれぞれ異なる特定の二種のシリカを特定量配合することによって、転がり抵抗と湿潤グリップが良好で、かつ引張強さ、取扱い性も良好なゴム組成物を得た先行技術が開示されている。しかし、より良き所望の特性を得るための更なる改善が望まれている。

特開２００１−８９６０５号公報

よって、本発明では、粒径の異なる特定の二種以上のシリカを配合することによって、より一層、加工性、分散性が良好で、かつ機械的性質および耐摩耗性に優れたゴム組成物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、Ｎ₂ＳＡ（窒素吸着比表面積）が異なりその最も大きなＮ₂ＳＡ値のシリカとその最も小さなＮ₂ＳＡ値のシリカとのＮ₂ＳＡ値の差が３０以上である二種以上のシリカを含む補強性フィラー１０〜１５０重量部、および当該シリカ総量に対して０.１〜１５重量％のシランカップリング剤を配合してなるゴム組成物が提供される。

また、本発明によれば、前記Ｎ₂ＳＡが異なる二種以上の配合シリカにおいて、目開き２０００μｍ篩の残留分が５％以下のシリカと目開き２０００μｍ篩の残留分が５０％以上のシリカである、前記ゴム組成物が提供される。

また、本発明によれば、前記Ｎ₂ＳＡが異なる二種以上の配合シリカにおいて、その最も大きなＮ₂ＳＡ値のシリカＡとその最も小さなＮ₂ＳＡ値のシリカＢとの配合量比α（シリカＡ／シリカＢ）が０.５＜α≦１０である、前記ゴム組成物が提供される。

更に、当該ゴム組成物を使用した空気入りタイヤが提供される。

本発明では、Ｎ₂ＳＡが異なる二種以上のシリカにおいてその最も大きなＮ₂ＳＡ値のシリカとその最も小さなＮ₂ＳＡ値のシリカとのＮ₂ＳＡ値の差が３０以上であるような、シリカ粒径が異なる特定の二種以上のシリカをゴムに配合すると、シリカ配合ゴム組成物における従来の加工性・分散性に係る問題と機械的物性および耐摩耗性の低下の問題を一挙に解決し、かつ一層良好な結果が得られることを見出したものである。

本発明で使用される粒径が異なる二種以上のシリカとしては、従来よりゴムフィラー用に供されている一般のシリカ粉末が用いられ、その粒度の異なる二種以上のシリカを選定し、これを他の配合剤と共にゴム中に配合するだけでよい。本発明では、当該シリカの粒径の差違を示す指標および基準として、「Ｎ₂ＳＡ（窒素吸着比表面積）」および「目開き２０００μｍ篩」を用いる。

本発明のゴム組成物には、所期の目的を達成するために、少なくともＮ₂ＳＡが異なりその最も大きなＮ₂ＳＡ値のシリカとその最も小さなＮ₂ＳＡ値のシリカとのＮ₂ＳＡの差が３０以上、好ましくは３０〜２００、より好ましくは４０〜１４０となるような特定の二種以上のシリカを用いることが好ましい。特定の二種以上のシリカを含む補強性フィラーは、１０〜１５０重量部の配合量で用いることが必要である。当該補強性フィラーは、その全量をＮ₂ＳＡの異なる二種以上のシリカとしてもよいし、その一部にカーボンブラック等の他の補強性フィラーを配合してもよい。この場合は、当該補強性フィラーのうち、Ｎ₂ＳＡの異なる二種以上のシリカの総量は３０〜１２０重量部、より好ましくは４０〜１００重量部とすることが好ましい。当該Ｎ₂ＳＡの異なる二種以上のシリカの配合量が３０重量部未満では所期の効果を達成することができず、逆に１２０重量部を超えると、加工性、分散性が悪化するので好ましくない。

また、本発明のゴム組成物に配合される前記Ｎ₂ＳＡが異なる二種以上のシリカとしては、目開き２０００μｍ篩の残留分が５％以下のシリカと目開き２０００μｍ篩の残留分が５０％以上のシリカとの二種以上のシリカを用いることがより好ましい。

更に、本発明で用いられる前記Ｎ₂ＳＡが異なる少なくとも二種以上のシリカは、その最も大きなＮ₂ＳＡ値のシリカＡとその最も小さなＮ₂ＳＡ値のシリカＢとの配合比α（シリカＡ／シリカＢ）が、０.５＜α≦１０、より好ましくは１.３＜α≦８となるようにすることが好ましい。当該配合比αが０.５以下であると、所期の効果を発揮することができず、逆に１０を超えると、シリカＡ（Ｎ₂ＳＡの大きなシリカ）の特性のみが発現するため好ましくない。

本発明のゴム組成物には、前記Ｎ₂ＳＡが異なる少なくとも二種以上のシリカ総量に対し、更に、シランカップリング剤０.１〜１５重量％、好ましくは３〜１２重量％が配合される。このシランカップリング剤の配合量がシリカ総量に対し０.１重量％未満では、所期の効果が奏されず好ましくなく、また１５重量％を超えると、コンパウンドが混合中に架橋反応を起こし易くなるため、好ましくない。

本発明のゴム組成物におけるゴム成分としては、通常使用されるジエン系ゴムおよびその他のゴムを有効に使用することができる。一般に用いられるジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、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）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、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。

本発明のゴム組成物には、更に、通常の加硫または架橋剤、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、その他タイヤゴム用または一般ゴム用に配合されている各種配合剤を配合することができ、かかる配合剤は、一般的な方法で混練、加硫してゴム組成物とし、加硫または架橋することができる。これら配合剤の配合量も、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。

以下、実施例および比較例によって本発明を更に説明するが、本発明の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に示す配合における加硫促進剤と硫黄を除く成分を１.８Ｌの密閉型ミキサーで５分間混練し、１６０℃に達したときに放出したマスターバッチに加硫促進剤と硫黄を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。この未加硫ゴム組成物をムーニースコーチ試験に供した。次いで、このゴム組成物を１５ｃｍ×１５ｃｍ×０.２ｃｍの金型および直径４９ｍｍ、厚さ５ｍｍの円盤状金型中で、１６０℃、２０分間プレス加硫して目的とする試験片（ゴムシート）を作製し、それぞれ以下の破断強度試験および耐摩耗性試験に供した。

試験方法
１）ムーニースコーチ試験： ＪＩＳ Ｋ ６３００に準拠して、１２５℃にてムーニー粘度が５ポイント上昇する時間（分）を測定し、比較例１を１００として指数で表示した。指数が大なる程、スコーチ時間が長いことを示す。
２）破断強度試験： ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して、３号形ダンベルにてシートを打抜き、５００ｍｍ／分の引張速度で引張試験して、破断強度を測定し、比較例１を１００として指数で表示した。指数が大なる程、破断強度が高いことを示す。
３）耐摩耗性試験： ランボーン摩耗試験機（岩本製作所製）を用いて、荷重１.５ｋｇ、スリップ率５０％、時間１０分、室温の条件下で測定し、摩耗減量を、比較例１を１００として指数で表示した。指数が大なる程、耐摩耗性が良好であることを示す。

実施例１〜５および比較例１〜２
結果を、表１に示す。

表１の結果をみると、本発明によれば、従来例では得られない、そして先行技術にも見られない、加工性、分散性が良好で、かつ機械的性質および耐摩耗性に優れたゴム組成物が得られていることが判る。

本発明によるゴム組成物は、一般に、タイヤ、搬送ベルト、免震ゴムまたはホース材料などとして利用でき、特に、これを空気入りタイヤに使用すると有効である。

Claims (4)

1. ゴム１００重量部に対し、Ｎ₂ＳＡ（窒素吸着比表面積）が異なりその最も大きなＮ₂ＳＡ値のシリカとその最も小さなＮ₂ＳＡ値のシリカとのＮ₂ＳＡ値の差が３０以上である二種以上のシリカを含む補強性フィラー１０〜１５０重量部、および当該シリカ総量に対して０.１〜１５重量％のシランカップリング剤を配合してなるゴム組成物。
2. 前記Ｎ₂ＳＡが異なる二種以上のシリカにおいて、目開き２０００μｍ篩の残留分が５％以下のシリカと目開き２０００μｍ篩の残留分が５０％以上のシリカである、請求項１に記載のゴム組成物。
3. 前記Ｎ₂ＳＡが異なる二種以上のシリカにおいて、その最も大きなＮ₂ＳＡ値のシリカＡとその最も小さなＮ₂ＳＡ値のシリカＢとの配合量比α（シリカＡ／シリカＢ）が０.５＜α≦１０である、請求項１または２に記載のゴム組成物。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物を使用した空気入りタイヤ。