JP2013087186A - ゴム組成物及びそれを用いたタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分100質量部に対して、シリカ85〜200質量部と、イミダゾリン誘導体、該イミダゾリン誘導体は炭素数15以下のアルキル基又はアルケニル基、該アルキル基及びアルケニル基は直鎖状、分枝鎖状及び環状の何れでもよく、また、ヒドロキシアルキル基またはオキシアルキレンユニットを有するヒドロキシアルキル基を有する化合物の少なくとも一種とを配合してなることを特徴とするゴム組成物。
【選択図】なし
Description
(1) 天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分100質量部に対して、シリカ85〜200質量部と、下記式(I)で表されるイミダゾリン誘導体の少なくとも一種とを配合してなることを特徴とするゴム組成物。
(2) ジエン系合成ゴム及び天然ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分100質量部に対し、上記式(I)で表されるイミダゾリン誘導体の少なくとも一種を0.5〜15質量部配合してなることを特徴とする上記(1)に記載のゴム組成物。
(3) 上記式(I)中のR2は、下記式(II)で表され、R3は炭素数1〜6のアルキレン基であり、また、nは1〜5の数となることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載のゴム組成物。
−(R3O)n−H ………(II)
(4) 更に、シランカップリング剤を配合することを特徴とする上記(1)〜(3)の何れか一つに記載のゴム組成物。
(5) 上記(1)〜(4)の何れか一つに記載のゴム組成物をタイヤ部材に用いてなることを特徴とするタイヤ。
(6) 天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分100質量部に対して、シリカ85〜200質量部と、下記式(I)で表されるイミダゾリン誘導体の少なくとも一種とを配合する、未加硫ゴムの粘度低減方法。
本発明のゴム組成物は、天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分100質量部に対して、シリカ85〜200質量部と、下記式(I)で表されるイミダゾリン誘導体の少なくとも一種とを配合してなることを特徴とするものである。
この白色充填剤の配合量が上記ゴム成分100質量部に対してヒステリシスを低下させる効果の観点から、85質量部以上が好ましく、一方、作業性を向上させる観点から200質量部以下が好ましい。
用いることができるシランカップリング剤は、特に制限なく、例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシラン、3−ニトロプロピルトリメトキシラン、3−ニトロプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、2−クロロエチルトリメトキシシラン、2−クロロエチルトリエトキシシラン、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、ビス(3−ジエトキシメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、3−メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、3−ニトロプロピルジメトキシメチルシラン、3−クロロプロピルジメトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィドなどの少なくとも1種が挙げられる。
シランカップリング剤の配合量がシリカ100質量部に対し、カップリング剤を入れる効果の観点から、1質量部以上が好ましく、一方、補強性、発熱性を維持する観点から、20質量部以下が好ましい。
用いることができるカーボンブラックは、特に制限なく、例えば、FEF、SRF、HAF、ISAF、SAFなどのグレードを用いることができる。
これらのカーボンブラックの配合量も、特に限定されるものではないが、好ましくは、前記ゴム成分100質量部に対し、0〜60質量部、更に好ましくは、10〜50質量部であることが望ましい。なお、発熱性を維持する観点から、60質量部以下が好ましい。
なお、R1が炭素数16以上のアルキル基又はアルケニル基では、立体障害によりシリカへの作用が悪化するためにシリカ分散効果が小さくなる。
好ましくは、R2は、下記式(II)で表されるものが好ましく、R3は炭素数1〜6のアルキレン基であり、また、nは1〜5となる数であることが好ましい。
−(R3O)n−H ………(II)
中でも、R3が、エチレン基やプロピレン基が好ましく、nは1〜5となるものが好ましく、さらに1となるものが好ましい。具体的には、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基である。なお、n個のR3は、同一でも異なっていてもよい。
このイミダゾリン誘導体の配合量が、ゴム成分100質量部に対して、0.5質量部以上では、未加硫粘度低減効果が高く、一方、15質量部以下では、加硫速度への影響が小さく好ましい。
また、本発明のゴム組成物は、ゴム成分と、シリカと、上記イミダゾリン誘導体と、必要に応じて適宜選択した各種配合剤とをロール、インターナルミキサー等の混練り機を用いて混練り、熱入れ、押出等することにより得られ、成形加工後、加硫を行い、タイヤトレッド、アンダートレッド、カーカス、サイドウォール、ビード部分等の空気入りタイヤのタイヤ部材の用途を始め、防振ゴム、ベルト、ホースその他の工業製品等の用途にも用いることができる。
すなわち、本発明のゴム組成物において、天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分100質量部に対して、シリカ85〜200質量部と高配合した配合系に、上記式(I)で表されるイミダゾリン誘導体の少なくとも一種が配合されると、シリカ表面の疎水化により、シリカ同士の凝集を抑制し、未加硫ゴムの粘度低減と、シリカ表面での促進剤の吸着を抑制するため、加硫ゴムの発熱性も改良できて、加工性も良好となるものと推察される。
更に、本発明の未加硫ゴムの粘度低減方法は、天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分100質量部に対して、シリカ85〜200質量部と高配合した配合系に、上記式(I)で表されるイミダゾリン誘導体の少なくとも一種を配合することにより、シリカ表面の疎水化により、シリカ同士の凝集を抑制し、未加硫ゴムの粘度が低減するものとなる。
用いるイミダゾリン誘導体は、下記各製造法等により得たものを使用した。
(製造例1)
4ツ口フラスコに、ラウリン酸200g(1モル)とアミノエチルエタノールアミン109.2g(以下、「AEEA」と略記)とを仕込んだ後、還流冷却器に80℃の温水を通しながら攪拌し、140℃へ加熱した。その後反応圧力を1時間かけて400mmHgに設定し、2時間反応させアミド化を行なった。その後、N2で常圧に戻し、NaH2PO4:3.0g(0.025モル)を添加した。次に反応温度を200℃、圧力を1.5時間かけて200mmHgまで下げ、この条件で1時間熟成を行なった。更に圧力を約1.5時間かけて10mmHgまで下げ、この条件で1時間反応を行い過剰のAEEAを除去し、1−ヒドロキシエチル−2−ウンデシルイミダゾリンを253g得た。
上記製造例1において、アミノエチルエタノールアミンをアミノエチルプロパノールアミン124.1gに変えた以外は製造例1と同様に行い、1−ヒドロキシプロピル−2−ウンデシルイミダゾリンを266g得た。
上記製造例1において、ラウリン酸をデカン酸172.3gに変えた以外は製造例1と同様に行い、1−ヒドロキシエチル−2−ノニルイミダゾリンを223g得た。
下記表1に示す配合処方で常法により、ゴム組成物を調製した。表中の数値は質量部である。
得られた各ゴム組成物について、下記測定方法により、未加硫ゴム粘度の測定を行った。また、得られたゴム組成物を160℃で14分間加硫した。得られた加硫ゴムに対し、下記測定方法により粘弾性(tanδ)の測定を行った。
これらの結果を下記表1に示す。
未加硫ゴム粘度は、JIS K 6300−1:2001(ムーニー粘度、ムーニースコーチタイム)に準拠して行った。
なお、評価は、比較例1の値を100として指数表示した。未加硫ゴム粘度は、値が小さいほど作業性が良好であることを示す。
粘弾性測定装置(レオメトリックス社製)を使用し、温度50℃、歪み5%、周波数15Hzでtanδを測定し、比較例1の値を100として指数表示した。この値が小さい程、低発熱性で燃費性が良好であることを示す。
*1)タフデン2830〔旭化成ケミカルズ社製〕(ゴム成分100質量部、油成分37.5質量部)
*2)シースト7HM〔東海カーボン社製〕
*3)東ソーシリカ株式会社製「ニプシールVN3」
*4)ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド
*5)マイクロクリスタリンワックス、オゾエース0701〔日本精蝋社製〕
*6)ノクラック6C〔大内新興化学工業社製〕
*7)ノンフレックスRD−S〔精工化学社製〕
*8)ノクセラーD〔大内新興化学工業社製〕
*9)ノクセラーDM〔大内新興化学工業社製〕
*10)サンセラーCM−G〔三新化学工業社製〕
*11)ハートールM−33〔トール油脂肪酸とアミノエチルエタノールアミンとを脱水縮合反応させて得たトール油脂肪酸イミダゾリン、ハリマ化成社製〕
*12)製造例1のイミダゾリン誘導体〔1−ヒドロキシエチル−2−ウンデシルイミダゾリン〕
*13)製造例2のイミダゾリン誘導体〔1−ヒドロキシプロピル−2−ウンデシルイミダゾリン〕
*14)製造例3のイミダゾリン誘導体〔1−ヒドロキシエチル−2−ノニルイミダゾリン〕
Claims (6)
- ジエン系合成ゴム及び天然ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分100質量部に対し、上記式(I)で表されるイミダゾリン誘導体の少なくとも一種を0.5〜15質量部配合してなることを特徴とする請求項1に記載のゴム組成物。
- 上記式(I)中のR2は、下記式(II)で表され、R3は炭素数1〜6のアルキレン基であり、また、nは1〜5の数となることを特徴とする請求項1又は2に記載のゴム組成物。
−(R3O)n−H ………(II) - 更に、シランカップリング剤を配合することを特徴とする請求項1〜3の何れか一つに記載のゴム組成物。
- 請求項1〜4の何れか一つに記載のゴム組成物をタイヤ部材に用いてなることを特徴とするタイヤ。
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