JP2009057514A - ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】澱粉配合ゴム組成物の粘弾性挙動を改善すると共に補強性能を低減させる。
【解決手段】ジエン系ゴム１００重量部、疎水化澱粉０．５〜３０重量部、シリカを含む補強性充填剤１０〜１２０重量部及びシリカに対して２〜１５重量％のシランカップリング剤を含むゴム組成物。
【選択図】なし

Description

本発明はゴム組成物に関し、更に詳しくは疎水化澱粉を配合することにより加工性を向上させ、転がり抵抗を低減させたゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。

従来、タイヤ用補強性フィラーに様々な機能性を求める要求が高くなっており、ゴム組成物に従来から配合されてきたカーボンブラックの少なくとも一部に代えて、シリカを配合したシリカ配合タイヤは、従来のカーボンブラック配合タイヤよりも低燃費性とウェット性能を向上かつ両立させることができることから、近年シリカ配合タイヤが重用されている。従って、次世代タイヤにおいてもシリカは当然に使用されると予想されるが、更なる低燃費性能を有し、かつ環境対策に叶った技術を開発する必要がある。

かかる観点から、澱粉を配合した技術が開発されている。例えば特許文献１にはジエン系ゴムに澱粉、澱粉／可塑剤及び／又は変性澱粉（酸化澱粉で疎水化澱粉ではない）、シリカ並びにメチレンアクセプター及び／又はメチレンドナーを配合したゴム組成物が開示されているがこれはメチレンアクセプター及び／又はメチレンドナーとの組合せで引き裂き抵抗を改良するものである。更に特許文献２には、ジエン系ゴムに、短繊維、モース硬度が５以上の粒子及びデンプン可塑剤複合材を配合した氷雪上性能及びウェットグリップ性能を向上させたゴム組成物が開示されている。

特開２００１−８９５９９号公報 特開２００４−５９６２９号公報

本発明の目的は、従来の澱粉が澱粉の有する水酸基により凝集してしまうため、粘弾性挙動は改善するが補強性能を低減させるという問題があることに鑑み、かかる問題を解決して、補強性能を低減させることなく、粘弾性挙動を改善したゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ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、疎水化澱粉０．５〜３０重量部、シリカを含む補強性充填剤１０〜１２０重量部及びシリカに対して２〜１５重量％のシランカップリング剤を含んでなるゴム組成物が提供される。

本発明に従えば、更に、前記ゴム組成物をトレッドに用いた空気入りタイヤが提供される。

本発明によればジエン系ゴムに、シリカ及びシランカップリング剤と共に、疎水化澱粉を配合することにより、ゴムの加工性を向上させ、そして転がり抵抗を低減させることができる。

本発明者らは前記課題を解決すべく研究を進めた結果、従来の澱粉に代えて、ゴムに、シリカ及びシランカップリング剤と共に疎水化澱粉を配合することにより、ゴム組成物の加工性を向上させ、かつ転がり抵抗を低減させることを見出した。

本発明に係るジエン系ゴムとしては、スチレンブタジエン共重合体（ＳＢＲ）のような芳香族ビニル共役ジエン共重合体ゴム、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）などを用いることができる。本発明によればジエン系ゴム１００重量部中に、ウェットグリップの観点から、好ましくは芳香族ビニル共役ジエン共重合体ゴム２０重量部以上、更に好ましくは３０〜１００重量部を含み、かつ耐摩耗性の観点から、好ましくはガラス転移温度（ＡＳＴＭＤＢ４１８−８２に準拠して測定）が−５０℃〜−１０℃、更に好ましくは−５０〜−２５℃である。

本発明に係るゴム組成物に配合される補強性充填剤は、充填剤全重量当りのシリカ含量が１０重量％以上であるのが好ましく、１５〜９０重量％であるのが、更に好ましい。他の充填剤としては主としてカーボンブラックを使用するか、その他のゴム用充填剤、例えば水酸化アルミ、クレー、炭酸カルシウムの１種又はそれ以上を配合することもできる。 シリカの配合量が少ないと、０℃より低温状態において硬くなり過ぎるおそれがあり、逆にシリカの配合量が多いと混合性が劣るようになるおそれがあるので好ましくない。

本発明に係るゴム組成物には、前記ジエン系ゴム１００重量部に対し、補強性充填剤１０〜１２０重量部、好ましくは３０〜９０重量部配合する。

本発明において使用する疎水化澱粉は公知のものであり、Ｊ−オイルミルズ（株）よりＰＯＴ−１０などとして市販されており、本発明においてもこれらの市販品を用いることができる。疎水化の種類としては、例えばメチレンオキサイド、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなどによるエーテル化（澱粉とエポキシ化合物を用いて固相反応等）などがあり、疎水化率は、０．０５〜２．０％であるのが好ましい。この疎水化率が低いと所望の効果が得られず、逆に高いと反応工程上製造不可能となるので好ましくない。

本発明のゴム組成物には、ジエン系ゴム１００重量部に対し、疎水化澱粉０．５〜３０重量部、好ましくは３〜１５重量部配合する。この疎水化澱粉の配合量が少ないと所望の効果が得られず、逆に多いとゴム組成物中での分散不良がおこるので好ましくない。

本発明に係るゴム組成物には、前記した成分に加えて、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１〜３及び比較例１〜２
サンプルの調製
表Ｉに示す配合（重量部）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６分間混練し、１５５℃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。このゴム組成物を用いて以下に示す試験法で未加硫物性（ムーニー粘度及びムーニースコーチ）を評価した。

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（引張弾性率及び貯蔵弾性率Ｅ’）を測定した。

ゴム物性評価試験法
ムーニー粘度：ＪＩＳ Ｋ−６３００に準拠して１００℃にて測定し、比較例１を１００として指数表示した。この値が小さい程加工性に優れることを示す。
ムーニースコーチ：ＪＩＳ Ｋ−６３００に準拠して１２０℃にて測定し、比較例１を１００として指数表示した。この値が大きい程、加工性に優れることを示す。

引張弾性率（Ｍ１００及びＭ３００）：ＪＩＳ Ｋ−６２５１に準拠して１００％モジュラス（Ｍ１００）及び３００％モジュラス（Ｍ３００）を測定し、比較例１を１００として指数表示した。この値が大きい程補強性能に優れることを示す。
貯蔵弾性率Ｅ’（６０℃）：粘弾性スペクトロメータ（東洋精機製作所製）を用い周波数２０Hz、初期歪み１０％、動歪み±２％、温度６０℃の条件で測定し、比較例１を１００として指数表示した。この値が大きい程、高温時の補強性能が高いことを示す。

表Ｉ脚注
＊１：バイエル製ＶＳＬ５０２５（芳香族ビニル含量２５重量％、共役ジエンポリマーの１，２結合６７％、Ｔｇ−２６℃）
＊２：バイエル製ＢＵＮＡ ＣＢ２０
＊３：ローディア製Ｚｅｏｓｉｌ１１６５ＭＰ
＊４：（株）Ｊオイルミルズ製コーンスターチ
＊５：（株）Ｊオイルミルズ製ＰＯＴ−１０
＊６：東海カーボン（株）製Ｎ２３４
＊７：正同化学工業（株）製「酸化亜鉛３種」
＊８：日本油脂（株）製ビーズステアリン酸
＊９：フレキシス製６ＰＰＤ
＊１０：デクサ製Ｓｉ６９
＊１１：富士興産（株）製アロマックス３号
＊１２：大内新興化学工業（株）製ノクセラーＣＺ−Ｇ
＊１３：大内新興化学工業（株）製ノクセラーＤ
＊１４：鶴見化学工業（株）製約５％油処理硫黄

以上の通り、本発明に係るゴム組成物は、加工性が良く（粘度が低い）、高モジュラスなゴムを得ることができるので、剛性の高いことが必要なタイヤトレッド用ゴム組成物として使用することができる。

Claims (4)

1. ジエン系ゴム１００重量部、疎水化澱粉０．５〜３０重量部、シリカを含む補強性充填剤１０〜１２０重量部及びシリカに対して２〜１５重量％のシランカップリング剤を含んでなるゴム組成物。
2. ジエン系ゴム１００重量部中には、芳香族ビニル共役ジエン共重合体ゴム２０重量部以上を含み、その芳香族ビニル含量が１５〜５０重量％であり、共役ジエンポリマーの１，２−結合が１０〜８０％でかつガラス転移温度Ｔｇが−５０℃〜−１０℃である請求項１に記載のゴム組成物。
3. 補強性充填剤中のシリカ含量が１０重量％以上である請求項１又は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トレッドに用いた空気入りタイヤ。