JP2008274017A - ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ジエン系ゴム及びシリカを含むジエン系ゴム組成物のフィラー分散性を高める。
【解決手段】ジエン系ゴム１００重量部、シリカ５０重量％以上を含む補強性充填剤５０〜１４０重量部、シリカ重量に対して５〜１４重量％のシランカップリング剤、式（Ｉ）：

（式中、Ｒ₁はＣ₄〜Ｃ₁₅のアルキル鎖を表し、Ｒ₂はＣ₄〜Ｃ₁₅のアルキル鎖を表し、そしてＲ₃はＨ又はＣ₁〜Ｃ₈のアルキル基を表す）
のリン酸化合物０．１〜３重量部を含んでなるゴム組成物並びにそれを用いた空気入りタイヤ。
【選択図】なし

Description

本発明は、ゴム組成物に関し、更に詳しくはジエン系ゴムにリン酸エステル化合物を配合したシリカ分散性に優れたゴム組成物に関する。

ジエン系ゴムにカーボンブラック又はカーボンブラック及びシリカ等の充填剤を配合してジエン系ゴムを補強したゴム組成物は知られているが、ゴム組成物の物性、特にヒステリシスロスの低減を一層高めるために、ゴム中のフィラーの分散性を高める研究が種々すすめられている。

一方、特許文献１には、リン酸エステルをゴムに配合することが記載されているが、これはゴム組成物の導電性を確保せんとするものである。

日本特許第３４６２５０３号公報

本発明の目的は、ジエン系ゴム並びにシリカ又はシリカ及びカーボンブラック等の充填剤を含有するジエン系ゴム組成物において、フィラー分散性に優れ、スコーチが起こりにくく、またウェット制動性に優れたタイヤトレッド用などとして使用するのに好適なゴム組成物を提供することにある。

本発明に従えば、ジエン系ゴム１００重量部、シリカ５０重量％以上を含む補強性充填剤５０〜１４０重量部、シリカ重量に対して５〜１４重量％のシランカップリング剤、式（Ｉ）：

（式中、Ｒ₁はＣ₄〜Ｃ₁₅のアルキル鎖を表し、Ｒ₂はＣ₄〜Ｃ₁₅のアルキル鎖を表し、そしてＲ₃はＨ又はＣ₁〜Ｃ₈のアルキル基を表す）
のリン酸化合物０．１〜３重量部を含んでなるゴム組成物並びにそれをキャップトレッドに用いた空気入りタイヤが提供される。

本発明によれば、前記式（Ｉ）で表される特定のリン酸エステル化合物をジエン系ゴムに配合することにより、従来のジエン系ゴム組成物よりシリカ分散性に優れたゴム組成物を得ることができ、ゴムを長時間練っても加工性の良いゴムを得ることができ、またウェット制動性にも優れたゴム組成物を得ることができる。

本発明者らは前記課題を解決すべく研究を進めた結果、前記式（Ｉ）の特定のリン酸エステル化合物をジエン系ゴム、特にＳＢＲ，ＢＲ，ＩＲ及び／又はＩＩＲに配合することにより、従来のジエン系ゴム組成物よりシリカ分散に優れたゴム組成物を得ることに成功した。

即ち、本発明は、ジエン系ゴム１００重量部、シリカを５０重量％以上、好ましくは４０〜１１０重量部含む補強性充填剤５０〜１４０重量部、好ましくは５０〜８０重量部、シリカ重量に対して５〜１４重量％の、好ましくは５〜１１重量％シランカップリング剤、前記式（Ｉ）（式中、Ｒ₁はＣ_nＨ_2n+1で表わされる（４≦ｎ≦１５、好ましくは４≦ｎ≦８）のアルキル鎖を表し、Ｒ₂はＣ₄〜Ｃ₁₅、好ましくはＣ₄〜Ｃ₈、例えばＣ_mＨ_2m+1（４≦ｍ≦１５、好ましくは４≦ｍ≦８）のアルキル鎖を表し、
Ｒ₃はＨ又は、Ｃ₁〜Ｃ₈のアルキル鎖、Ｃ_LＨ_2L+1（１≦Ｌ≦８）を表し、好ましくはＨである。）
のリン酸化合物を０．１〜３重量部、好ましくは０．５〜２重量部含むゴム組成物である。

かかるリン酸化合物は公知の化合物であり、例えばリン酸とアルコールの脱水縮合やリン酸塩化物とアルコールとを塩基性の条件下に反応させることにより容易に得ることができ、和光純薬工業（株）や東京化成工業（株）などから試薬などとして市販もされている。

本発明において、シリカ以外の補強性充填剤としてはカーボンブラックをあげることができ、この補強性充填剤の量が５０重量部未満では、本発明の効果が小さく、逆に１４０重量部を超えると混合性が悪化するので好ましくない。なお、シリカ及びカーボンブラックとしてはゴム組成物に配合できる任意のものを使用することができる。本発明においては補強性充填剤のうちのシリカが４０〜１１０重量部、好ましくは５０〜１００重量部、更に好ましくは、６０〜９０重量部であるのが好ましい。シリカの量は多ければ多いほど本発明の効果の面では良いが、多すぎるとゴムの破断強度を逆に低くしてしまい、耐摩耗性が悪化するので好ましくない。

本発明においては、シリカ重量に対して使用するシランカップリング剤の量が５重量％未満では、シリカの凝集を抑えることが難しくなって、破断強度などの物性が低下するので好ましくなく、逆に１４重量％を超えるとコストが高くなりすぎて好ましくない。本発明で用いるシランカップリング剤としてはメルカプトシリル基を有するシランカップリング剤を用いるのが、好ましく、具体的にはγ−トリエトキシシリルプロピルメルカプトシラン、γ−トリメトキシシリルプロピルメルカプトシランなどがあげられる。

本発明では式（Ｉ）のリン酸化合物を配合するが、その量がジエン系ゴム１００重量部に対し、０．１重量部未満では本発明の効果がほとんど得られず、逆に３重量部超では配合効果が大きくならないので経済的に意味がない。

本発明に係るゴム組成物には、前記した成分に加えて、カーボンブラックやシリカ以外のフィラー、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用、その他のゴム組成物用に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は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いうまでもない。

実施例１〜５及び比較例１〜４
サンプルの調製
表Ｉに示す配合において、加硫促進剤と硫黄を除く成分を１．８リットル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てマスターバッチを得た。このマスターバッチに加硫促進剤と硫黄をオープンロールで混練し、ゴム組成物を得た。

次に得られたゴム組成物を１５×１５×０．２cmの金型中で１６０℃で２０分間加硫して加硫ゴムシートを調製し、以下に示す試験法で加硫ゴムの物性を測定した。結果は表Ｉに示す。

ゴム物性評価試験法
スコーチタイム：ＪＩＳ Ｋ６３００に準じて、温度１２５℃に粘度が５ポイント上昇する時間を測定した。なお結果は比較例１の値を１００として指数表示した。この値が大きい程よい。
シリカ分散性：αテクノロジー社製ＲＰＡ２０００を用い、歪せん断力Ｇ’を測定した。未加硫ゴムを用いて１６０℃×２０分の加硫を行い、歪０．２８％〜３０％までのＧ’を測定し、その差異（Ｇ’（０．２８％）−Ｇ’（３０％））を示す。なお結果は比較例１の値を１００として指数表示した。この値が小さいほどシリカ分散性に優れる。

ウェット制動距離：：東洋精機社製粘弾性スペクトロメータを用い−１０℃において；２０Ｈｚ、動歪０．５％ 静歪２％を写え測定した値を用いた。なお結果は比較例１の値を１００として指数表示した。この値が小さいほど湿潤時の制動距離が短い。

表Ｉ脚注
＊１：ランクセス社製ＶＳＬ５０２５（３７．５ｐｈｒ油展溶液重合ＳＢＲ）
＊２：日本ゼオン（株）製Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０
＊３：Ｄｅｇｕｓｓａ社製Ｕｌｔｒａｓｉｌ ７０００ＧＲ
＊４：東海カーボン（株）製Ｎ２３４
＊５：大内新興化学工業（株）製サンノック
＊６：日本油脂工業（株）製ビーズステアリン酸
＊７：正同化学（株）製酸化亜鉛３種
＊８：フレキシス社製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ ６ＰＰＤ
＊９：（株）ジャパンエナジー製プロセスＸ−１４０
＊１０：Ｄｅｇｕｓｓａ社製ＳＩ６９
＊１１：信越化学工業（株）製トリメトキシシリルプロピルメルカプトシラン

＊１２：和光純薬工業（株）製試薬ジブチルフォスフェート（リン酸エステル）

＊１３：和光純薬工業（株）製試薬ジオクチルフォスフェート（リン酸エステル）

＊１４：細井化学工業（株）製油処理硫黄
＊１５：大内新興化学工業（株）製ＣＺ−Ｇ

本発明によれば、上記実施例においても示されるように、ゴムの加工性の指標となるスコーチタイムを延長させることができ、かつシリカ分散性にも優れ、ウェット制動距離を短縮化することができるので、空気入りタイヤ、その他各種ゴム製品、特に空気入りタイヤのキャップトレッド用として使用するのに好適である。

Claims (5)

1. ジエン系ゴム１００重量部、シリカ５０重量％以上を含む補強性充填剤５０〜１４０重量部、シリカ重量に対して５〜１４重量％のシランカップリング剤、式（Ｉ）：
   

   

   （式中、Ｒ₁はＣ₄〜Ｃ₁₅のアルキル鎖を表し、
   Ｒ₂はＣ₄〜Ｃ₁₅のアルキル鎖を表し、そして
   Ｒ₃はＨ又はＣ₁〜Ｃ₈のアルキル基を表す）
   のリン酸化合物０．１〜３重量部を含んでなるゴム組成物。
2. 前記シランカップリング剤がメルカプトシリル基を有するシランカップリング剤である請求項１に記載のゴム組成物。
3. 前記補強性充填剤のうちのシリカ量が４０〜１１０重量部よりなる請求項１又は２に記載のゴム組成物。
4. 前記ジエン系ゴムがスチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）及びブチルゴム（ＩＩＲ）からなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のゴム組成物をキャップトレッドに用いた空気入りタイヤ。