JP2007238903A - ゴム組成物及びそれを使用した空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】 タイヤトレッド等での転がり抵抗を低減させて耐発熱性を向上させることができるゴム組成物及びそれを使用した空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 天然ゴム及び合成ゴムからなる群から選ばれた少なくとも１種のゴム成分と、ダイポーラー窒素を含む部分Ｑ、及び酸素又は硫黄を含む４〜６の窒素含有複素環部分Ｂを有する化合物と、オイルを含有してなることを特徴とするゴム組成物。
【選択図】なし
【解決手段】 天然ゴム及び合成ゴムからなる群から選ばれた少なくとも１種のゴム成分と、ダイポーラー窒素を含む部分Ｑ、及び酸素又は硫黄を含む４〜６の窒素含有複素環部分Ｂを有する化合物と、オイルを含有してなることを特徴とするゴム組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、ゴム組成物及びそれを使用した空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、タイヤトレッド等での転がり抵抗を低減させて耐発熱性を向上させることができるゴム組成物及びそれを使用した空気入りタイヤに関する。
一般に、空気入りタイヤにあっては、自動車の低燃費と安定性が求められている。乗用車用空気入りタイヤあっては、より改善された低発熱化が求められ、トレッドゴムの低ヒステリシスロス性（低転がり抵抗性）及び耐摩耗性が求められている。また一般に、低発熱性向上のためにはトレッドゴムの変形を抑え、高温域でのｔａｎδを下げることが好ましい。一方、耐摩耗性向上のためにはトレッドゴムのｔａｎδを上げる必要がある。
従来、低ヒステリシスロス性及び低発熱性化を良くするため、変性スチレン−ブタジエン共重合体等の変性共役ジエン系重合体などを添加することも提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
しかしながら、アロマオイル、ＴＤＡＥ（Ｔｒｅａｔｅｄ Ｄｉｓｔｉｌｌｅｄ Ａｒｏｍａｔｉｃ Ｅｘｔｒａｃｔｓ）、ＭＥＳ（Ｍｉｌｄ Ｅｘｔｒａｃｔｅｄ Ｓｏｌｖａｔｅｓ）、ＲＡＥ（Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ａｒｏｍａｔｉｃ Ｅｘｔｒａｃｔｓ）などのオイル量が増えるに従い、この手法で得られる低発熱性効果は小さくなるという課題がある。
特開平９−３１６１３２号公報（特許請求の範囲及び実施例等）
本発明は、上記従来技術の課題等に鑑み、タイヤトレッド等での転がり抵抗を低減させて耐発熱性を向上させることができるゴム組成物及びそれを使用した空気入りタイヤを提供することを目的とする。
本発明者は、上記の課題を解決するため、ゴム組成物中に、ゴム成分と、ゴム成分等の二重結合部位に反応性を示すようなダイポーラー窒素を含む部分Ｑ、及びカーボンブラック、ホワイトカーボン（又はシリカフィラー）等の充填剤と反応性を示すような酸素又は硫黄を含む窒素含有複素環を含む部分Ｂを有してなる化合物とオイルとを組成物に含有すると、ゴム組成物の低発熱性が更に向上することを見出し、本発明を完成するに至ったのである。
すなわち、本発明は、次の（１）〜（１２）に存する。
（１） 天然ゴム及び合成ゴムからなる群から選ばれた少なくとも１種のゴム成分と、ダイポーラー窒素を含む部分Ｑ、及び酸素又は硫黄を含む４〜６の窒素含有複素環部分Ｂを有する化合物と、オイルとを含有してなることを特徴とするゴム組成物。
（２） ゴム成分として油展合成ゴムを含有する上記（１）に記載のゴム組成物。
（３） オイルは後添加である上記（１）又は（２）に記載のゴム組成物。
（４） オイルは、アニリン点が２０℃以上である上記（１）〜（３）の何れか一つに記載のゴム組成物。
（５） オイルの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、５〜５０質量部である上記（１）〜（４）の何れか一つに記載のゴム組成物。
（６） 上記のダイポーラー窒素部分が、Ａ１−Ｃ（Ａ２）＝Ｎ（Ａ３）→Ｏ、Ａ１−Ｃ≡Ｎ→Ｏ、及びＡ１−Ｃ≡Ｎ→Ｎ−Ａ４の少なくとも１以上から選択され、該Ａ１〜Ａ４はそれぞれ異なっていても良い水素又は炭素数が２０以下の基又は上記Ｂを連結する連結鎖であり、上記化合物が少なくともＡ１〜Ａ４の１つ以上に上記Ｂが連結している上記（１）〜（５）の何れか一つに記載のゴム組成物。
（７） 上記の化合物のＡ１〜Ａ４は、水素、炭素数が１〜２０の範囲にあるアルキル基、及び炭素数が６〜２０の範囲にあるアリール基（但し、芳香族環にはニトロ基、シアノ基、クロロ基、ブロモ基、アシル基、カルボニルアルキル基、アルキル基、及びアルコキシル基を有してよい。）の何れか１つから選択される基、又は連結鎖である上記（６）記載のゴム組成物。
（８） 上記Ｂ部分の窒素含有複素環がオキサゾリン又はチアゾリンである上記（１）〜（７）の何れか一つに記載のゴム組成物。
（９） 上記の化合物が、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−メチル−ニトロン、４−(２−チアゾリル）−フェニル−Ｎ−メチル−ニトロン、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−フェニル−ニトロン、４−(２−チアゾリル）−フェニル−Ｎ−フェニル−ニトロン、フェニル−Ｎ−４−(２−オキサゾリル）−フェニル−ニトロン、フェニル−Ｎ−４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトロン、４−トリル−Ｎ−４−(２−オキサゾリル）−フェニル−ニトロン、４−トリル−Ｎ−４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトロン、４−メトキシフェニル−Ｎ−４−(２−オキサゾリル）−フェニル−ニトロン、４−メトキシフェニル−Ｎ−４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトロン、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−ニトリルオキシド、４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトリルオキシド、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−メチル−ニトリルイミン、４−(２−チアゾリル）−フェニル−Ｎ−メチル−ニトリルイミン、４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトリルオキシド、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−フェニル−ニトリルイミン、４−(２−チアゾリル）−フェニル−Ｎ−フェニル−ニトリルイミン、フェニル−Ｎ−４−(２−オキサゾリル）−フェニル−ニトリルイミン、フェニル−Ｎ−４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトリルイミンの１以上のものからなる上記（１）〜（８）の何れか一つに記載のゴム組成物。
（１０） 上記化合物の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、０．１〜３０質慮部である上記（１）〜（９）の何れか一つに記載のゴム組成物。
（１１） 上記（１）〜（１０）の何れか一つに記載のゴム組成物をタイヤ部材に使用してなることを特徴とする空気入りタイヤ。
（１２） 乗用車用空気入りタイヤである上記（１１）に記載される空気入りタイヤ。
（１） 天然ゴム及び合成ゴムからなる群から選ばれた少なくとも１種のゴム成分と、ダイポーラー窒素を含む部分Ｑ、及び酸素又は硫黄を含む４〜６の窒素含有複素環部分Ｂを有する化合物と、オイルとを含有してなることを特徴とするゴム組成物。
（２） ゴム成分として油展合成ゴムを含有する上記（１）に記載のゴム組成物。
（３） オイルは後添加である上記（１）又は（２）に記載のゴム組成物。
（４） オイルは、アニリン点が２０℃以上である上記（１）〜（３）の何れか一つに記載のゴム組成物。
（５） オイルの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、５〜５０質量部である上記（１）〜（４）の何れか一つに記載のゴム組成物。
（６） 上記のダイポーラー窒素部分が、Ａ１−Ｃ（Ａ２）＝Ｎ（Ａ３）→Ｏ、Ａ１−Ｃ≡Ｎ→Ｏ、及びＡ１−Ｃ≡Ｎ→Ｎ−Ａ４の少なくとも１以上から選択され、該Ａ１〜Ａ４はそれぞれ異なっていても良い水素又は炭素数が２０以下の基又は上記Ｂを連結する連結鎖であり、上記化合物が少なくともＡ１〜Ａ４の１つ以上に上記Ｂが連結している上記（１）〜（５）の何れか一つに記載のゴム組成物。
（７） 上記の化合物のＡ１〜Ａ４は、水素、炭素数が１〜２０の範囲にあるアルキル基、及び炭素数が６〜２０の範囲にあるアリール基（但し、芳香族環にはニトロ基、シアノ基、クロロ基、ブロモ基、アシル基、カルボニルアルキル基、アルキル基、及びアルコキシル基を有してよい。）の何れか１つから選択される基、又は連結鎖である上記（６）記載のゴム組成物。
（８） 上記Ｂ部分の窒素含有複素環がオキサゾリン又はチアゾリンである上記（１）〜（７）の何れか一つに記載のゴム組成物。
（９） 上記の化合物が、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−メチル−ニトロン、４−(２−チアゾリル）−フェニル−Ｎ−メチル−ニトロン、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−フェニル−ニトロン、４−(２−チアゾリル）−フェニル−Ｎ−フェニル−ニトロン、フェニル−Ｎ−４−(２−オキサゾリル）−フェニル−ニトロン、フェニル−Ｎ−４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトロン、４−トリル−Ｎ−４−(２−オキサゾリル）−フェニル−ニトロン、４−トリル−Ｎ−４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトロン、４−メトキシフェニル−Ｎ−４−(２−オキサゾリル）−フェニル−ニトロン、４−メトキシフェニル−Ｎ−４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトロン、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−ニトリルオキシド、４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトリルオキシド、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−メチル−ニトリルイミン、４−(２−チアゾリル）−フェニル−Ｎ−メチル−ニトリルイミン、４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトリルオキシド、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−フェニル−ニトリルイミン、４−(２−チアゾリル）−フェニル−Ｎ−フェニル−ニトリルイミン、フェニル−Ｎ−４−(２−オキサゾリル）−フェニル−ニトリルイミン、フェニル−Ｎ−４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトリルイミンの１以上のものからなる上記（１）〜（８）の何れか一つに記載のゴム組成物。
（１０） 上記化合物の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、０．１〜３０質慮部である上記（１）〜（９）の何れか一つに記載のゴム組成物。
（１１） 上記（１）〜（１０）の何れか一つに記載のゴム組成物をタイヤ部材に使用してなることを特徴とする空気入りタイヤ。
（１２） 乗用車用空気入りタイヤである上記（１１）に記載される空気入りタイヤ。
本発明によれば、ポリマー間の相互作用を強固なものとすることで、低発熱性に優れたゴム組成物及びそれを使用空気入りタイヤ、特に、乗用車用空気入りタイヤに好適な空気入りタイヤが提供される。
以下に、本発明の実施形態を発明ごとに詳しく説明する。
本発明のゴム組成物は、天然ゴム及び合成ゴムからなる群から選ばれた少なくとも１種のゴム成分と、ダイポーラー窒素を含む部分Ｑ、及び酸素又は硫黄を含む４〜６の窒素含有複素環部分Ｂを有する化合物と、オイルを含有してなることを特徴とするものである。
本発明のゴム組成物は、天然ゴム及び合成ゴムからなる群から選ばれた少なくとも１種のゴム成分と、ダイポーラー窒素を含む部分Ｑ、及び酸素又は硫黄を含む４〜６の窒素含有複素環部分Ｂを有する化合物と、オイルを含有してなることを特徴とするものである。
本発明に用いるゴム成分としては、天然ゴム及び合成ゴムからなる群から選ばれた少なくとも１種（各単独又は２種以上の混合物、以下同様）が挙げられる。
合成ゴムとしては、ゴム組成物に用いられる公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができる。好ましくは、共役ジエン系ゴムが好ましく、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、ポリイソプレン（ＩＲ）、ポリブタジエン（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、及びブチルゴムから少なくとも１種を適宜選択することが好ましい。特に好ましくは、ウェット性能と転がり抵抗（ＲＲ）のバランスの点から、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）の使用が望ましい。
合成ゴムとしては、ゴム組成物に用いられる公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができる。好ましくは、共役ジエン系ゴムが好ましく、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、ポリイソプレン（ＩＲ）、ポリブタジエン（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、及びブチルゴムから少なくとも１種を適宜選択することが好ましい。特に好ましくは、ウェット性能と転がり抵抗（ＲＲ）のバランスの点から、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）の使用が望ましい。
上記スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）等と組み合わせて用いるオイルは、予めゴム中に油展されていても、バンバリミキサーで配合する際に（後添加で）混入してもよい。具体的なゴムの例としては、市販の＃１５００（ＪＳＲ社製、非油展ＳＢＲ）、＃１７１２（ＪＳＲ社製、油展ＳＢＲ、アロマオイル３７．５％）、＃０１２０（ＪＳＲ社製、油展ＳＢＲ、アロマオイル３７．５％）、Ｔ０１４１（ＪＳＲ社製、油展ＳＢＲ、アロマオイル３７．５％）等を用いることができる。
バンバリミキサーで配合する際に混入するオイルとしては、例えば、アロマオイル、ＴＤＡＥ、ＲＡＥなどの少なくとも１種を用いることができ、好ましくは、アニリン点が２０℃以上、３０〜８０℃となるものが望ましい。
ゴム組成物中に含まれるこれらのオイルの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは、５〜５０重量部の範囲、更に好ましくは、２５〜４５質量部の範囲であることが望ましい。このオイル量が５質量部未満であると、作業性が悪化し、一方、５０質量部を越えて多くなると、耐摩耗性が悪化する。
バンバリミキサーで配合する際に混入するオイルとしては、例えば、アロマオイル、ＴＤＡＥ、ＲＡＥなどの少なくとも１種を用いることができ、好ましくは、アニリン点が２０℃以上、３０〜８０℃となるものが望ましい。
ゴム組成物中に含まれるこれらのオイルの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは、５〜５０重量部の範囲、更に好ましくは、２５〜４５質量部の範囲であることが望ましい。このオイル量が５質量部未満であると、作業性が悪化し、一方、５０質量部を越えて多くなると、耐摩耗性が悪化する。
本発明のゴム組成物には、カーボンブラック及び／又はホワイトカーボン（シリカフィラー）等の充填剤を含有することが好ましい。
これらの成分は、ゴム成分１００質量部に対して、３０〜７０質量部の範囲で含有することが好ましい。カーボンブラック、ホワイトカーボンの量が３０質量部未満になると、弾性率が低下する傾向がある。また、カーボン等の量が７０質量部を超えて多くなると、加硫ゴム組成物の低発熱性が悪くなる傾向にある。
上記カーボンブラックは、通常ゴム業界で用いられるものから適宜選択することができ、例えば、ＳＡＦ、ＳＲＦ、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ等を挙げることができる。なお、カーボンブラック等は、吸油性を利用してその表面を活性させることが望ましい。
好ましくは、カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が３０〜２００ｍ２／ｇ若しくはＤＢＰ吸油量が６０〜２００（ｃｍ３／１００ｇ）のものが望ましい。
これらの成分は、ゴム成分１００質量部に対して、３０〜７０質量部の範囲で含有することが好ましい。カーボンブラック、ホワイトカーボンの量が３０質量部未満になると、弾性率が低下する傾向がある。また、カーボン等の量が７０質量部を超えて多くなると、加硫ゴム組成物の低発熱性が悪くなる傾向にある。
上記カーボンブラックは、通常ゴム業界で用いられるものから適宜選択することができ、例えば、ＳＡＦ、ＳＲＦ、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ等を挙げることができる。なお、カーボンブラック等は、吸油性を利用してその表面を活性させることが望ましい。
好ましくは、カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が３０〜２００ｍ２／ｇ若しくはＤＢＰ吸油量が６０〜２００（ｃｍ３／１００ｇ）のものが望ましい。
本発明に用いる化合物は、ダイポーラー窒素を含む部分Ｑ、及び酸素又は硫黄を含む４〜６の窒素含有複素環部分Ｂを有する化合物から構成されるものであり、ダイポーラー窒素部分を含む限り、本発明の化合物に含まれるものである。
特に好ましいダイポーラー窒素部分の具体的なものとしては、Ａ１−Ｃ（Ａ２）＝Ｎ（Ａ３）→Ｏ（ニトロン系）、Ａ１−Ｃ≡Ｎ→Ｏ（ニトリルオキサイド系）、及びＡ１−Ｃ≡Ｎ→Ｎ−Ａ４（ニトリルイミン系）の３つが挙げられる。これらのダイポーラー窒素部分Ｑは、ゴム成分等のポリマー中の二重結合部分と下記の反応式（１）〜（３）で示すように反応結合するものである。
特に好ましいダイポーラー窒素部分の具体的なものとしては、Ａ１−Ｃ（Ａ２）＝Ｎ（Ａ３）→Ｏ（ニトロン系）、Ａ１−Ｃ≡Ｎ→Ｏ（ニトリルオキサイド系）、及びＡ１−Ｃ≡Ｎ→Ｎ−Ａ４（ニトリルイミン系）の３つが挙げられる。これらのダイポーラー窒素部分Ｑは、ゴム成分等のポリマー中の二重結合部分と下記の反応式（１）〜（３）で示すように反応結合するものである。
上述のニトロン系、ニトリルオキサイド系、及びニトリルイミン系のダイポーラー窒素部分Ｑにおける各Ａ１〜Ａ４の基は、水素、又は炭素数が２０以下の基或いは連結鎖であることが望ましい。炭素数が２０を超えると、化合物自体の分子量が嵩み、ゴム成分との反応性が悪くなる。
上記化合物はＢ部分を有していることから、Ａ１〜Ａ４はＢ部分を連結する連結鎖となり得る。但し、Ａ１〜Ａ３の場合、Ａ１のみの場合、又はＡ１及びＡ４の場合は、少なくとも１つ以上がＢ部分と連結しており、Ｂ部分が複数存在していても良い。尚、Ａ１〜Ａ４はそれぞれ異なるものであっても良く、同一のものであっても良い。
上記化合物はＢ部分を有していることから、Ａ１〜Ａ４はＢ部分を連結する連結鎖となり得る。但し、Ａ１〜Ａ３の場合、Ａ１のみの場合、又はＡ１及びＡ４の場合は、少なくとも１つ以上がＢ部分と連結しており、Ｂ部分が複数存在していても良い。尚、Ａ１〜Ａ４はそれぞれ異なるものであっても良く、同一のものであっても良い。
上記の化合物のＡ１〜Ａ４の具体的な基又は連結鎖としては、具体的に水素、炭素数が１〜２０の範囲にあるアルキル基、及び炭素数が６〜２０の範囲にあるアリール基（但し、芳香族環にはニトロ基、シアノ基、クロロ基、ブロモ基、アシル基、カルボニルアルキル基、アルキル基、及びアルコキシル基を有してよい。）の何れか１つから選択される基、又は連結鎖である。上記アルキル基、アシル基、カルボニルアルキル基、及びアルコキシル基は、分岐鎖を有していても良く、またシクロ環があっても良い。またＡ１〜Ａ４はそれぞれ異なっても良い。
上記の化合物のＢ部分は、オキゼチン系、チオゼチン系、オキサゾリン系、チアゾリン系、テトラヒドロオキサジン系及びテトラヒドロチオキサジン系等の酸素又は硫黄を有する窒素含有複素環からなる。特に、下記構造式（Ｉ）〜（ＩＩＩ）で表される４〜６員の窒素含有複素環からなる（表中のＸは、酸素：Ｏ又は硫黄：Ｓ）。中でも、構造式（ＩＩ）のオキサゾリン及びチオゾリンが望ましい。また、各構造式中において、Ｒ１〜Ｒ７は、水素、又は炭素数が２０以下の基又は連結鎖である。また、Ａ１〜Ａ４の場合と同様に各構造式において、Ｒ１〜Ｒ３の場合、Ｒ１〜Ｒ５の場合、又はＲ１〜Ｒ７の場合には、少なくとも１以上がＱと連結しているＡ１〜Ａ４に相当する。
上述したようにＢ部分は、下記反応式（４）〜（１５）の結合反応が起こり、カーボンブラック及びホワイトカーボン（シリカ）をゴム成分のポリマー中に均一に取り込むことができる。
上述したようにＢ部分は、下記反応式（４）〜（１５）の結合反応が起こり、カーボンブラック及びホワイトカーボン（シリカ）をゴム成分のポリマー中に均一に取り込むことができる。
上記の化合物の具体的なものとしては、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−メチル−ニトロン、４−(２−チアゾリル）−フェニル−Ｎ−メチル−ニトロン、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−フェニル−ニトロン、４−(２−チアゾリル）−フェニル−Ｎ−フェニル−ニトロン、フェニル−Ｎ−４−(２−オキサゾリル）−フェニル−ニトロン、フェニル−Ｎ−４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトロン、４−トリル−Ｎ−４−(２−オキサゾリル）−フェニル−ニトロン、４−トリル−Ｎ−４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトロン、４−メトキシフェニル−Ｎ−４−(２−オキサゾリル）−フェニル−ニトロン、４−メトキシフェニル−Ｎ−４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトロン、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−ニトリルオキシド、４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトリルオキシド、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−メチル−ニトリルイミン、４−(２−チアゾリル）−フェニル−Ｎ−メチル−ニトリルイミン、４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトリルオキシド、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−フェニル−ニトリルイミン、４−(２−チアゾリル）−フェニル−Ｎ−フェニル−ニトリルイミン、フェニル−Ｎ−４−(２−オキサゾリル）−フェニル−ニトリルイミン、フェニル−Ｎ−４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトリルイミン等を挙げることができる。
このような化合物において、例えば、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−メチル−ニトロン〔以下、「４ＯＰＭＮ」という。下記式（ＩＶ）参照〕及び４−(２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−フェニル−ニトロン〔以下、「４ＯＰＰＮ」という。下記式（Ｖ）参照〕を具体的に挙げることができる。
上記の化合物の製造方法は、過度の実験をしなくても製造できる。例えば、４ＯＰＭＮ及び４ＯＰＰＮに関しては後述する実施例においてその製造方法を示すことができる。
また、他の化合物についても、他の開始物質及び中間物質を適宜選択することにより代表的な製造方法で製造することができる。
また、他の化合物についても、他の開始物質及び中間物質を適宜選択することにより代表的な製造方法で製造することができる。
これらの化合物の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、０．１〜３０質量部の範囲で含む。特に、０．１〜５質量部の範囲で含むことが好ましい。
この化合物の含有量が０．１質量部未満では、低ロス効果が小さく、一方、３０質量部を超えると、低ロス効果はそれほど変わらないが、著しいコストアップになり、好ましくない。
この化合物の含有量が０．１質量部未満では、低ロス効果が小さく、一方、３０質量部を超えると、低ロス効果はそれほど変わらないが、著しいコストアップになり、好ましくない。
本発明のゴム組成物は、上記のゴム成分及びカーボンブラック等の充填剤、オイルの他に、ゴム工業で通常使用されている種々の成分を含むことができる。例えば、種々の成分として、充填剤（例えば、カーボンブラック、シリカ以外の補強性充填剤；並びに、炭酸カルシウム及び炭酸カルシウムなどの無機充填剤）；加硫促進剤；老化防止剤；酸化亜鉛；ステアリン酸；軟化剤；及びオゾン劣化防止剤等の添加剤を挙げることができる。なお、加硫促進剤として、ＭＢＴＳ（２−メルカプトベンゾチアゾール）、ＤＭ（ジベンゾチアジルジスルフィド）及びＣＺ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）等のチアゾール系加硫促進剤；ＴＴ（テトラメチルチウラムスルフィド）等のチウラム系加硫促進剤；並びにＤＰＧ（ジフェニルグアニジン）等のグアニジン系の加硫促進剤等を挙げることができる。
このように構成されるゴム組成物では、天然ゴム及び合成ゴムからなる群から選ばれた少なくとも１種のゴム成分と、ダイポーラー窒素を含む部分Ｑ、及び酸素又は硫黄を含む４〜６の窒素含有複素環部分Ｂを有する化合物と、オイルとを含有することにより、タイヤトレッド、ベルト、コンベアベルト等での転がり抵抗を低減させて耐発熱性を向上させることができるゴム組成物及びそれを使用した空気入りタイヤが得られることとなる。
本発明のゴム組成物は、ホース、ベルト、コンベアベルト等の一般的なゴム製品に使用できる。特に、ゴム組成物は空気入りタイヤに使用することが好適である。また、空気入りタイヤにあってはそのトレッド部分に適用することが望ましい。そして、トレッド部分が耐摩耗性及び低発熱性に優れるため、乗用車用空気入りタイヤとして好適に使用できる。このような本発明の空気入りタイヤは、充填される気体に、空気、又は窒素などの不活性なガスを用いることができる。
次に、本発明を実施例及び比較例により更に詳しく説明するが、本発明は、下記実施例によってなんら限定されるものではない。
〔実施例１〜８及び比較例１〜１４〕
各実施例及び比較例のゴム組成物を下記表１及び表２に示し、下記表１及び表２の配合表に従って、下記配合方法によりバンバリーミキサーを使用して架橋前のゴム組成物を調製し、下記方法により、ｔａｎδ、転がり抵抗性試験を行った。
これらの結果を下記表１及び２に示す。
各実施例及び比較例のゴム組成物を下記表１及び表２に示し、下記表１及び表２の配合表に従って、下記配合方法によりバンバリーミキサーを使用して架橋前のゴム組成物を調製し、下記方法により、ｔａｎδ、転がり抵抗性試験を行った。
これらの結果を下記表１及び２に示す。
（配合方法）
まず、原料ゴムと、加硫剤を除くゴム配合剤とをバンバリーミキサーで混練するノンプロ練りを行った。ついで。このノンプロ練りのゴムを上記バンバリーミキサーから排出して十分に冷却した後、この冷却したゴムをバンバリーミキサーに移し替え、加硫剤を含むゴム配合剤を添加して更に混練するプロ練りを行った。
まず、原料ゴムと、加硫剤を除くゴム配合剤とをバンバリーミキサーで混練するノンプロ練りを行った。ついで。このノンプロ練りのゴムを上記バンバリーミキサーから排出して十分に冷却した後、この冷却したゴムをバンバリーミキサーに移し替え、加硫剤を含むゴム配合剤を添加して更に混練するプロ練りを行った。
実施例に用いた上記化合物〔４ＯＰＰＮ；（４−（２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−フェニルニトロン）、４ＯＰＭＮ；（４−（２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−メチルニトロン）〕については、下記製造方法により得た。
＜４ＯＰＰＮの製造＞
クロロホルム３００ｍｌに１５.０ｇの４−ホルミル−ベンゾイルクロライド（１当量）を攪拌混合した溶液に、クロロホルム２００ｍｌに１０．９ｇの２−アミノエタノール（２当量）を加えた溶液を−１０℃下で滴下して加えた。この溶液を２５℃に２時間おいた後、白色沈殿物が濾過により除かれた。濾液はロータリーエバポレータにより乾燥させ、１７．４ｇの黄色液である４−ホルミル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−ベンザミドを得た。
濃硫酸５０ｍｌに４−ホルミル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−ベンザミド１７．４ｇを攪拌しながら滴下し、混合物を１００℃で１時間加熱した。この溶液に２０％水酸化ナトリウム及びクロロホルムの各５００ｍｌを攪拌混合しながら滴下し、温度を１５℃以下に維持した。生成層が分離され乾燥されて、６．３ｇの４−（２−オキサゾリル）−ベンズアルデヒドを得た。
４−（２−オキサゾリル）−ベンズアルデヒド（１当量、６．３ｇ）とＮ−フェニル−ヒドロキシアミン（１当量、３.９ｇ）との混合物を１００ｍｌのエタノール中で３０分間還流して、５０ｍｌ量に濃縮した。水５０ｍｌの同量を添加して、混合物を冷蔵庫に５℃にて一昼夜冷却した。濾過分離及び乾燥により白色結晶が得られ、６．７ｇの４−（２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−フェニルニトロンを生成した。
＜４ＯＰＰＮの製造＞
クロロホルム３００ｍｌに１５.０ｇの４−ホルミル−ベンゾイルクロライド（１当量）を攪拌混合した溶液に、クロロホルム２００ｍｌに１０．９ｇの２−アミノエタノール（２当量）を加えた溶液を−１０℃下で滴下して加えた。この溶液を２５℃に２時間おいた後、白色沈殿物が濾過により除かれた。濾液はロータリーエバポレータにより乾燥させ、１７．４ｇの黄色液である４−ホルミル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−ベンザミドを得た。
濃硫酸５０ｍｌに４−ホルミル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−ベンザミド１７．４ｇを攪拌しながら滴下し、混合物を１００℃で１時間加熱した。この溶液に２０％水酸化ナトリウム及びクロロホルムの各５００ｍｌを攪拌混合しながら滴下し、温度を１５℃以下に維持した。生成層が分離され乾燥されて、６．３ｇの４−（２−オキサゾリル）−ベンズアルデヒドを得た。
４−（２−オキサゾリル）−ベンズアルデヒド（１当量、６．３ｇ）とＮ−フェニル−ヒドロキシアミン（１当量、３.９ｇ）との混合物を１００ｍｌのエタノール中で３０分間還流して、５０ｍｌ量に濃縮した。水５０ｍｌの同量を添加して、混合物を冷蔵庫に５℃にて一昼夜冷却した。濾過分離及び乾燥により白色結晶が得られ、６．７ｇの４−（２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−フェニルニトロンを生成した。
＜４ＯＰＭＮの製造＞
クロロホルム３００ｍｌに４−ホルミル−ベンゾイルクロライド（１５．０ｇ、８９ｍｍｏｌ）を攪拌混合した溶液に、クロロホルム２００ｍｌに２−アミノエタノール（１０．９ｇ、１７８ｍｍｏｌ）を加えた溶液を−１０℃下で滴下して加えた。この溶液を２５℃に２時間おいた後、白色沈殿物が濾過により除かれた。濾液はロータリーエバポレータにより乾燥させ、１７ｇ（８８ｍｍｏｌ）の黄色液である４−ホルミル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−ベンズアミドを得た。
濃硫酸５０ｍｌに４−ホルミル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−ベンザミド（１７ｇ、８８ｍｍｏｌ）を攪拌しながら滴下し、混合物を１００℃で１時間加熱した。この溶液に２０％水酸化ナトリウム液及びクロロホルムのそれぞれ５００ｍｌを混合し攪拌しながら滴下し、温度を１５℃以下に維持した。生成層が分離され乾燥されて、６．３ｇ（３６ｍｍｏｌ）の４−（２−オキサゾリル）−ベンズアルデヒド（収率４１％）を得た。
４−（２−オキサゾリル）−ベンズアルデヒド（１当量、６．３ｇ）とＮ−メチル−ヒドロキシアミン（１．７ｇ、３６ｍｍｏｌ）との混合物を１００ｍｌのエタノール中で３０分間還流して、５０ｍｌ量に濃縮した。水５０ｍｌの同量を添加して、混合物を冷蔵庫に５℃にて一昼夜冷却した。濾過分離及び乾燥により白色結晶が得られ、５．１ｇの４−（２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−メチルニトロン（収率６９％）を生成した。
クロロホルム３００ｍｌに４−ホルミル−ベンゾイルクロライド（１５．０ｇ、８９ｍｍｏｌ）を攪拌混合した溶液に、クロロホルム２００ｍｌに２−アミノエタノール（１０．９ｇ、１７８ｍｍｏｌ）を加えた溶液を−１０℃下で滴下して加えた。この溶液を２５℃に２時間おいた後、白色沈殿物が濾過により除かれた。濾液はロータリーエバポレータにより乾燥させ、１７ｇ（８８ｍｍｏｌ）の黄色液である４−ホルミル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−ベンズアミドを得た。
濃硫酸５０ｍｌに４−ホルミル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−ベンザミド（１７ｇ、８８ｍｍｏｌ）を攪拌しながら滴下し、混合物を１００℃で１時間加熱した。この溶液に２０％水酸化ナトリウム液及びクロロホルムのそれぞれ５００ｍｌを混合し攪拌しながら滴下し、温度を１５℃以下に維持した。生成層が分離され乾燥されて、６．３ｇ（３６ｍｍｏｌ）の４−（２−オキサゾリル）−ベンズアルデヒド（収率４１％）を得た。
４−（２−オキサゾリル）−ベンズアルデヒド（１当量、６．３ｇ）とＮ−メチル−ヒドロキシアミン（１．７ｇ、３６ｍｍｏｌ）との混合物を１００ｍｌのエタノール中で３０分間還流して、５０ｍｌ量に濃縮した。水５０ｍｌの同量を添加して、混合物を冷蔵庫に５℃にて一昼夜冷却した。濾過分離及び乾燥により白色結晶が得られ、５．１ｇの４−（２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−メチルニトロン（収率６９％）を生成した。
＜ｔａｎδの評価方法＞
上島製作所社製スペクトロメーターを使用し、歪２％、周波数３０Ｈｚの条件下、測定温度６０℃でｔａｎδを測定した。
上島製作所社製スペクトロメーターを使用し、歪２％、周波数３０Ｈｚの条件下、測定温度６０℃でｔａｎδを測定した。
＜転がり抵抗性の評価方法＞
転がり抵抗は、上記ゴム組成物をトレッド部材に用いて、サイズ：１８５／７０Ｒ１４のタイヤを試作し、外タイヤをリム組みして内圧を１．８ｋｇｆ／ｃｍ２とした後、スチール平滑面を有する外径が１７０７．６ｍｍ、幅が３５０ｍｍの回転ドラムを用い、４６０ｋｇの荷重の作用下で、８０ｋｍ／ｈの速度で回転させたときの蛇行法をもって測定して評価した。測定値は比較例１の値を１００として指数化した。この数値が大きい程、転がり抵抗は良好（小さい）であることを示す。
転がり抵抗は、上記ゴム組成物をトレッド部材に用いて、サイズ：１８５／７０Ｒ１４のタイヤを試作し、外タイヤをリム組みして内圧を１．８ｋｇｆ／ｃｍ２とした後、スチール平滑面を有する外径が１７０７．６ｍｍ、幅が３５０ｍｍの回転ドラムを用い、４６０ｋｇの荷重の作用下で、８０ｋｍ／ｈの速度で回転させたときの蛇行法をもって測定して評価した。測定値は比較例１の値を１００として指数化した。この数値が大きい程、転がり抵抗は良好（小さい）であることを示す。
表１及び２中の＊１〜＊９は、下記のとおりである。
＊１：＃１５００；乳化重合ＳＢＲ、ＪＳＲ社製
＊２：Ｓｌ５６３；：スズ変性スチレン−ブタジエンゴム、ＪＳＲ社製
＊３：アニリン点４２℃、新日本石油社製
＊４：アニリン点７１℃、新日本石油社製
＊５：老化防止剤６ＰＰＤ：Ｎ−フェニル−Ｎ´−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン
＊６：加硫促進剤ＤＰＧ；ジフェニルグアニジン
＊７：加硫促進剤ＣＺ；Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド
＊８：加硫促進剤ＭＢＴＳ；２−メルカプトベンゾチアゾール
＊９：＃１７１２；油展ＳＢＲ（アニリン点４２℃の高芳香族油３７．５質量％含有、ＪＳＲ社製）
＊１：＃１５００；乳化重合ＳＢＲ、ＪＳＲ社製
＊２：Ｓｌ５６３；：スズ変性スチレン−ブタジエンゴム、ＪＳＲ社製
＊３：アニリン点４２℃、新日本石油社製
＊４：アニリン点７１℃、新日本石油社製
＊５：老化防止剤６ＰＰＤ：Ｎ−フェニル−Ｎ´−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン
＊６：加硫促進剤ＤＰＧ；ジフェニルグアニジン
＊７：加硫促進剤ＣＺ；Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド
＊８：加硫促進剤ＭＢＴＳ；２−メルカプトベンゾチアゾール
＊９：＃１７１２；油展ＳＢＲ（アニリン点４２℃の高芳香族油３７．５質量％含有、ＪＳＲ社製）
上記表１及び表２の結果から明らかなように、本発明範囲となるゴム成分と、上記化合物と、オイルとを含有してなる実施例１〜４、並びに、本発明範囲となるゴム成分として油展合成ゴムと、上記化合物とを含有してなる実施例５〜８は、本発明の範囲外となる比較例１〜１４に較べて、タイヤトレッドでの転がり抵抗を低減させて耐発熱性を向上させることができるゴム組成物及びそれを使用した空気入りタイヤが得られることが判った。
本発明のゴム組成物及びそれを使用した空気入りタイヤは、低発熱性に極めて優れているので、それをタイヤのトレッドなどに使用した場合、乗用車用タイヤに好適に使用できるので、産業上の利用価値が高い。
Claims (12)
- 天然ゴム及び合成ゴムからなる群から選ばれた少なくとも１種のゴム成分と、ダイポーラー窒素を含む部分Ｑ、及び酸素又は硫黄を含む４〜６の窒素含有複素環部分Ｂを有する化合物と、オイルとを含有してなることを特徴とするゴム組成物。
- ゴム成分として油展合成ゴムを含有する請求項１又は２に記載のゴム組成物。
- オイルは後添加である請求項１に記載のゴム組成物。
- オイルは、アニリン点が２０℃以上である請求項１〜３の何れか一つに記載のゴム組成物。
- オイルの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、５〜５０質量部である請求項１〜４の何れか一つに記載のゴム組成物。
- 上記のダイポーラー窒素部分が、Ａ１−Ｃ（Ａ２）＝Ｎ（Ａ３）→Ｏ、Ａ１−Ｃ≡Ｎ→Ｏ、及びＡ１−Ｃ≡Ｎ→Ｎ−Ａ４の少なくとも１以上から選択され、該Ａ１〜Ａ４はそれぞれ異なっていても良い水素又は炭素数が２０以下の基又は上記Ｂを連結する連結鎖であり、上記化合物が少なくともＡ１〜Ａ４の１つ以上に上記Ｂが連結している請求項１〜５の何れか一つに記載のゴム組成物。
- 上記の化合物のＡ１〜Ａ４は、水素、炭素数が１〜２０の範囲にあるアルキル基、及び炭素数が６〜２０の範囲にあるアリール基（但し、芳香族環にはニトロ基、シアノ基、クロロ基、ブロモ基、アシル基、カルボニルアルキル基、アルキル基、及びアルコキシル基を有してよい。）の何れか１つから選択される基、又は連結鎖である請求項６記載のゴム組成物。
- 上記Ｂ部分の窒素含有複素環がオキサゾリン又はチアゾリンである請求項１〜７の何れか一つに記載のゴム組成物。
- 上記の化合物が、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−メチル−ニトロン、４−(２−チアゾリル）−フェニル−Ｎ−メチル−ニトロン、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−フェニル−ニトロン、４−(２−チアゾリル）−フェニル−Ｎ−フェニル−ニトロン、フェニル−Ｎ−４−(２−オキサゾリル）−フェニル−ニトロン、フェニル−Ｎ−４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトロン、４−トリル−Ｎ−４−(２−オキサゾリル）−フェニル−ニトロン、４−トリル−Ｎ−４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトロン、４−メトキシフェニル−Ｎ−４−(２−オキサゾリル）−フェニル−ニトロン、４−メトキシフェニル−Ｎ−４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトロン、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−ニトリルオキシド、４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトリルオキシド、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−メチル−ニトリルイミン、４−(２−チアゾリル）−フェニル−Ｎ−メチル−ニトリルイミン、４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトリルオキシド、４−(２−オキサゾリル）−フェニル−Ｎ−フェニル−ニトリルイミン、４−(２−チアゾリル）−フェニル−Ｎ−フェニル−ニトリルイミン、フェニル−Ｎ−４−(２−オキサゾリル）−フェニル−ニトリルイミン、フェニル−Ｎ−４−(２−チアゾリル）−フェニル−ニトリルイミンの１以上のものからなる請求項１〜８の何れか一つに記載のゴム組成物。
- 上記化合物の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、０．１〜３０質量部である請求項１〜９の何れか一つに記載のゴム組成物。
- 請求項１〜１０の何れか一つに記載のゴム組成物をタイヤ部材に使用してなることを特徴とする空気入りタイヤ。
- 乗用車用空気入りタイヤである請求項１１に記載される空気入りタイヤ。
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| JP2006067485A JP2007238903A (ja) | 2006-03-13 | 2006-03-13 | ゴム組成物及びそれを使用した空気入りタイヤ |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014156517A1 (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-02 | 東海ゴム工業株式会社 | ホース |
| WO2016016226A1 (de) | 2014-07-29 | 2016-02-04 | Mehler Engineered Products Gmbh | Verwendung einer haftmischung und haftmischung |
| WO2017057368A1 (ja) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 横浜ゴム株式会社 | ポリマー変性剤組成物、変性ポリマー、ゴム組成物及びタイヤ |
| JP2017066234A (ja) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 横浜ゴム株式会社 | ポリマー変性剤組成物、変性ポリマー、ゴム組成物及びタイヤ |
| JP2017066224A (ja) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 横浜ゴム株式会社 | ポリマー変性剤組成物、変性ポリマー、ゴム組成物及びタイヤ |
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2006
- 2006-03-13 JP JP2006067485A patent/JP2007238903A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2014156517A1 (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-02 | 東海ゴム工業株式会社 | ホース |
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| WO2017057368A1 (ja) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 横浜ゴム株式会社 | ポリマー変性剤組成物、変性ポリマー、ゴム組成物及びタイヤ |
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| JP2017066224A (ja) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 横浜ゴム株式会社 | ポリマー変性剤組成物、変性ポリマー、ゴム組成物及びタイヤ |
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