JP2014133827A - ゴム組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】未加硫ゴム組成物の加工性と加硫後のゴム組成物の低発熱性向上とを両立させること。
【解決手段】ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤、及びチオウレアを配合してなるゴム組成物であって、配合質量比(チオウレア/シランカップリング剤)が、(1/100)〜(100/100)であることを特徴とするゴム組成物である。
【選択図】なし
【解決手段】ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤、及びチオウレアを配合してなるゴム組成物であって、配合質量比(チオウレア/シランカップリング剤)が、(1/100)〜(100/100)であることを特徴とするゴム組成物である。
【選択図】なし
Description
本発明は、低発熱性を向上する、シリカ含有ゴム組成物に関するものである。
低転がり抵抗と湿潤路面で高制動性を両立する技術として、充填剤にシリカを用いることが有効である。ここでは、シランカップリング剤をシリカと併用することが、更なる低ロス化や耐摩耗性を確保するためには必須である。また、シランカップリング剤は、シリカ表面と相互作用することにより加硫促進剤のシリカ表面への吸着を防ぐ役割もある。
しかし、シランカップリング剤を用いた場合にはゴム中に未反応成分が残ってしまい、混練り中にゴムやけを起こすことがある。そのため、非イオン性の界面活性剤と組み合わせて、少量のシランカップリング剤を配合することにより、ゴムやけを起こすことなく、低ロス性、ウェット性、耐摩耗性、加工性などに優れたゴム組成物を得ることができることが知られている(特許文献1参照)。
しかし、この場合、非イオン性界面活性剤のシリカ表面への吸着が早いため、シランカップリング剤とシリカの反応が阻害されてしまう。結果として、シリカとゴム成分の補強性が低下し、ゴム組成物としての耐摩耗性が悪化する。
しかし、シランカップリング剤を用いた場合にはゴム中に未反応成分が残ってしまい、混練り中にゴムやけを起こすことがある。そのため、非イオン性の界面活性剤と組み合わせて、少量のシランカップリング剤を配合することにより、ゴムやけを起こすことなく、低ロス性、ウェット性、耐摩耗性、加工性などに優れたゴム組成物を得ることができることが知られている(特許文献1参照)。
しかし、この場合、非イオン性界面活性剤のシリカ表面への吸着が早いため、シランカップリング剤とシリカの反応が阻害されてしまう。結果として、シリカとゴム成分の補強性が低下し、ゴム組成物としての耐摩耗性が悪化する。
また、特許文献2では、基本成分として、少なくとも(i)1種のジエンエラストマー、(ii)補強性充填剤として白色充填剤、(iii)カップリング剤(白色充填剤/ジエンエラストマー)としてポリ硫化アルコキシシランを、(iv)エナミン及び(v)グアニジン誘導体と一緒に含むゴム組成物が提案されている。
また、特許文献3では、基本成分として、少なくとも(i)1種のジエンエラストマー、(ii)補強性充填剤として白色充填剤、(iii)カップリング剤(白色充填剤/ジエンエラストマー)としてポリ硫化アルコキシシランを、(iv)ジチオリン酸亜鉛及び(v)グアニジン誘導体と一緒に含むゴム組成物が開示されている。
特許文献4では、少なくとも、(i) ジエンエラストマー、(ii) 強化充填剤としての無機充填剤、(iii)(無機充填剤/ジエンエラストマー)カップリング剤としての多硫化アルコキシシラン(PSAS)をベースとし、(iv) アルジミン(R−CH=N−R)及び(v) グアニジン誘導体とが併用されているゴム組成物が記載されている。
さらに、特許文献5では、少なくとも:(i)ジエンエラストマー、(ii)補強フィラーとしての無機フィラー、(iii)カップリング剤としての多硫化アルコキシシランに基づき、(iv)1,2−ジヒドロピリジン及び(v)グアニジン誘導体を伴うゴム組成物が提案されている。
また、混練条件を考慮して、シランカップリング剤のカップリング機能の活性を高める例としては、特許文献6が挙げられる。
また、特許文献3では、基本成分として、少なくとも(i)1種のジエンエラストマー、(ii)補強性充填剤として白色充填剤、(iii)カップリング剤(白色充填剤/ジエンエラストマー)としてポリ硫化アルコキシシランを、(iv)ジチオリン酸亜鉛及び(v)グアニジン誘導体と一緒に含むゴム組成物が開示されている。
特許文献4では、少なくとも、(i) ジエンエラストマー、(ii) 強化充填剤としての無機充填剤、(iii)(無機充填剤/ジエンエラストマー)カップリング剤としての多硫化アルコキシシラン(PSAS)をベースとし、(iv) アルジミン(R−CH=N−R)及び(v) グアニジン誘導体とが併用されているゴム組成物が記載されている。
さらに、特許文献5では、少なくとも:(i)ジエンエラストマー、(ii)補強フィラーとしての無機フィラー、(iii)カップリング剤としての多硫化アルコキシシランに基づき、(iv)1,2−ジヒドロピリジン及び(v)グアニジン誘導体を伴うゴム組成物が提案されている。
また、混練条件を考慮して、シランカップリング剤のカップリング機能の活性を高める例としては、特許文献6が挙げられる。
本発明者は、上述の技術が未加硫ゴム組成物の粘度を高くして、加工性を低下させる問題点を認識し、未加硫ゴム組成物の加工性の低下を抑制する技術の重要性に着目するに至った。
そこで、本発明は、未加硫ゴム組成物の加工性と加硫後のゴム組成物の低発熱性向上とを両立させることを課題とするものである。
そこで、本発明は、未加硫ゴム組成物の加工性と加硫後のゴム組成物の低発熱性向上とを両立させることを課題とするものである。
本発明者は、上記課題を解決するために、天然ゴム及び合成ジエン系ゴムから選ばれる少なくとも1種からなるゴム成分、シリカ及びシランカップリング剤を配合してなるゴム組成物においてチオウレアを配合することにより、未加硫ゴム組成物の粘度が高くなるのを抑制しつつ、カップリング機能の活性をさらに高め得ることを見出して、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤、及びチオウレアを配合してなるゴム組成物であって、配合質量比(チオウレア/シランカップリング剤)が、(1/100)〜(100/100)であることを特徴とするゴム組成物である。
即ち、本発明は、ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤、及びチオウレアを配合してなるゴム組成物であって、配合質量比(チオウレア/シランカップリング剤)が、(1/100)〜(100/100)であることを特徴とするゴム組成物である。
本発明によれば、チオウレアを添加することにより、シランカップリング剤とゴム成分との反応性が向上し、以下の効果を奏する。
(1)シリカとゴム成分の補強性が向上する。
(2)未加硫ゴム組成物の粘度の上昇が抑制され、未加硫ゴム組成物の加工性を損なうことを防止できる。
(3)未反応シランカップリング剤が減少し、ゴム焦けを防止できる。
(4)効率的にシリカの分散が改良されるので、ゴム組成物の低発熱性が好適に向上する。
(5)さらに、チオウレアは直接ゴム成分と反応することもできるため、練り中に変性ゴムを生成し、充填材の分散を改良することにより、更なる低発熱化が達成できる。
(6)ゴム成分と反応したチオウレアは、シリカ、カーボンブラックと相互作用できるため、シリカだけではなく、カーボンブラックの分散改良効果もある。
(7)ジフェニルチオウレア、ジブチルチオウレア、トリメチルチオウレアなどの置換基を有するチオウレア誘導体と比較して、置換基を有しないチオウレアは、シランカップリグ剤とゴム成分との反応の活性化効果が高く、ゴム成分との反応性も高い。
(8)置換基を有しないチオウレアはゴム成分との反応性が高いため、ゴム中に異物として存在することがなく、耐摩耗性をも向上することができる。
以上の通り、本発明は、未加硫ゴム組成物の加工性を損なうことを防止できるので、未加硫ゴム組成物の加工性と加硫後のゴム組成物の低発熱性向上とを両立させることができる。
(1)シリカとゴム成分の補強性が向上する。
(2)未加硫ゴム組成物の粘度の上昇が抑制され、未加硫ゴム組成物の加工性を損なうことを防止できる。
(3)未反応シランカップリング剤が減少し、ゴム焦けを防止できる。
(4)効率的にシリカの分散が改良されるので、ゴム組成物の低発熱性が好適に向上する。
(5)さらに、チオウレアは直接ゴム成分と反応することもできるため、練り中に変性ゴムを生成し、充填材の分散を改良することにより、更なる低発熱化が達成できる。
(6)ゴム成分と反応したチオウレアは、シリカ、カーボンブラックと相互作用できるため、シリカだけではなく、カーボンブラックの分散改良効果もある。
(7)ジフェニルチオウレア、ジブチルチオウレア、トリメチルチオウレアなどの置換基を有するチオウレア誘導体と比較して、置換基を有しないチオウレアは、シランカップリグ剤とゴム成分との反応の活性化効果が高く、ゴム成分との反応性も高い。
(8)置換基を有しないチオウレアはゴム成分との反応性が高いため、ゴム中に異物として存在することがなく、耐摩耗性をも向上することができる。
以上の通り、本発明は、未加硫ゴム組成物の加工性を損なうことを防止できるので、未加硫ゴム組成物の加工性と加硫後のゴム組成物の低発熱性向上とを両立させることができる。
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明のゴム組成物は、ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤、及びチオウレアを配合してなるゴム組成物であって、配合質量比(チオウレア/シランカップリング剤)が、(1/100)〜(100/100)であることを特徴とする。
ここで、ゴム組成物中のチオウレアのシランカップリング剤に対する配合質量比(チオウレア/シランカップリング剤)が、(1/100)以上であれば、シランカップリング剤の活性化が十分に起こり、(100/100)以下であれば、加硫速度に大きな影響は与えないからである。好ましくは、混練の第一段階におけるゴム組成物中のチオウレアのシランカップリング剤に対する配合質量比{チオウレア/シランカップリング剤}は、(5/100)〜(50/100)であり、さらに好ましくは、(10/100)〜(50/100)である。
本発明のゴム組成物は、ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤、及びチオウレアを配合してなるゴム組成物であって、配合質量比(チオウレア/シランカップリング剤)が、(1/100)〜(100/100)であることを特徴とする。
ここで、ゴム組成物中のチオウレアのシランカップリング剤に対する配合質量比(チオウレア/シランカップリング剤)が、(1/100)以上であれば、シランカップリング剤の活性化が十分に起こり、(100/100)以下であれば、加硫速度に大きな影響は与えないからである。好ましくは、混練の第一段階におけるゴム組成物中のチオウレアのシランカップリング剤に対する配合質量比{チオウレア/シランカップリング剤}は、(5/100)〜(50/100)であり、さらに好ましくは、(10/100)〜(50/100)である。
本発明に係るチオウレアは、チオ尿素とも称され、分子式CH4N2S、分子量76.1の白色固体であり、堺化学工業(株)、三井化学ファイン(株)、日本化学工業(株)などにより工業的に生産されている。チオウレア誘導体は、本発明に係るチオウレアからは除外される。
本発明のゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して、チオウレア0.01〜10質量部を配合することが好ましく、0.05〜5質量部を配合することがより好ましく、0.1〜5質量部を配合することがさらに好ましい。
本発明のゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して、チオウレア0.01〜10質量部を配合することが好ましく、0.05〜5質量部を配合することがより好ましく、0.1〜5質量部を配合することがさらに好ましい。
本発明に係るシリカとしては、市販のあらゆるものが使用でき、なかでも湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカを用いるのが好ましく、湿式シリカを用いるのが特に好ましい。シリカのBET比表面積(ISO 5794/1に準拠して測定する)は40〜350m2/gであるのが好ましい。BET表面積がこの範囲であるシリカは、ゴム補強性とゴム成分中への分散性とを両立できるという利点がある。この観点から、BET表面積が80〜350m2/gの範囲にあるシリカが更に好ましく、BET表面積が120〜350m2/gの範囲にあるシリカが特に好ましい。このようなシリカとしては東ソー・シリカ株式会社製、商品名「ニップシールAQ」(BET比表面積 =205m2/g)、「ニップシールKQ」、デグッサ社製商品名「ウルトラジルVN3」(BET比表面積 =175m2/g)等の市販品を用いることができる。
本発明のゴム組成物に用いられるシリカは、ゴム成分100質量部に対して、20〜150質量部配合することが好ましい。20質量部以上であれば、ウエット性能を確保する観点から好ましく、150質量部以下であれば、転がり抵抗低減の観点から好ましい。更には、20〜120質量部配合することがより好ましい。
本発明のゴム組成物に用いられるシリカは、ゴム成分100質量部に対して、20〜150質量部配合することが好ましい。20質量部以上であれば、ウエット性能を確保する観点から好ましく、150質量部以下であれば、転がり抵抗低減の観点から好ましい。更には、20〜120質量部配合することがより好ましい。
本発明のゴム組成物に用いられるシランカップリング剤は、下記一般式(I)〜(IV)で表わされる化合物からなる群から1種以上選択される化合物であることが好ましい。
本発明のゴム組成物は、このようなシランカップリング剤を用いることにより、ゴム加工時の作業性に更に優れると共に、より耐摩耗性の良好なタイヤを与えることができる。
以下、下記一般式(I)〜(IV)を順に説明する。
本発明のゴム組成物は、このようなシランカップリング剤を用いることにより、ゴム加工時の作業性に更に優れると共に、より耐摩耗性の良好なタイヤを与えることができる。
以下、下記一般式(I)〜(IV)を順に説明する。
上記一般式(I)で表わされるシランカップリング剤の具体例として、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−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−メチルジメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、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−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−メチルジメ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)ジスルフィド、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−トリメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−メチルジメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(3−モノエトキシジメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−モノエトキシジメチルシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−モノエトキシジメチルシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−モノメトキシジメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−モノメトキシジメチルシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−モノメトキシジメチルシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−モノエトキシジメチルシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(2−モノエトキシジメチルシリルエチル)トリスルフィド、ビス(2−モノエトキシジメチルシリルエチル)ジスルフィド等が挙げられる。
上記一般式(II)において、R8、R9、R10及びR11は同一でも異なっていてもよく、好ましくは各々炭素数1〜18の直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、アルケニル基、アリール基及びアラルキル基からなる群から選択される基であることが好ましい。また、R5が炭素数1〜18の一価の炭化水素基である場合は、直鎖、環状もしくは分枝のアルキル基、アルケニル基、アリール基及びアラルキル基からなる群から選択される基であることが好ましい。R12は直鎖、環状又は分枝のアルキレン基であることが好ましく、特に直鎖状のものが好ましい。R7は例えば炭素数1〜18のアルキレン基、炭素数2〜18のアルケニレン基、炭素数5〜18のシクロアルキレン基、炭素数6〜18のシクロアルキルアルキレン基、炭素数6〜18のアリーレン基、炭素数7〜18のアラルキレン基を挙げることができる。前記アルキレン基及びアルケニレン基は、直鎖状、枝分かれ状のいずれであってもよく、前記シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、アリーレン基及びアラルキレン基は、環上に低級アルキル基(炭素数1〜10のアルキル基)等の置換基を有していてもよい。このR7としては、炭素数1〜6のアルキレン基が好ましく、特に直鎖状アルキレン基、例えばメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基を好ましく挙げることができる。
上記一般式(II)におけるR5、R8、R9、R10及びR11の炭素数1〜18の一価の炭化水素基の具体例としては、メチル基,エチル基,n−プロピル基,イソプロピル基,n−ブチル基,イソブチル基,sec−ブチル基,tert−ブチル基,ペンチル基,ヘキシル基,オクチル基,デシル基,ドデシル基,シクロペンチル基,シクロヘキシル基,ビニル基,プロぺニル基,アリル基,ヘキセニル基,オクテニル基,シクロペンテニル基,シクロヘキセニル基,フェニル基,トリル基,キシリル基,ナフチル基,ベンジル基,フェネチル基,ナフチルメチル基等が挙げられる。
上記一般式(II)におけるR12の例としては、メチレン基,エチレン基,トリメチレン基,テトラメチレン基,ペンタメチレン基,ヘキサメチレン基,オクタメチレン基,デカメチレン基,ドデカメチレン基等が挙げられる。
上記一般式(II)におけるR12の例としては、メチレン基,エチレン基,トリメチレン基,テトラメチレン基,ペンタメチレン基,ヘキサメチレン基,オクタメチレン基,デカメチレン基,ドデカメチレン基等が挙げられる。
前記一般式(II)で表されるシランカップリング剤の具体例としては、3−ヘキサノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3−デカノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3−ラウロイルチオプロピルトリエトキシシラン、2−ヘキサノイルチオエチルトリエトキシシラン、2−オクタノイルチオエチルトリエトキシシラン、2−デカノイルチオエチルトリエトキシシラン、2−ラウロイルチオエチルトリエトキシシラン、3−ヘキサノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3−オクタノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3−デカノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3−ラウロイルチオプロピルトリメトキシシラン、2−ヘキサノイルチオエチルトリメトキシシラン、2−オクタノイルチオエチルトリメトキシシラン、2−デカノイルチオエチルトリメトキシシラン、2−ラウロイルチオエチルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらの内、3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン{Momentive Performance Materials社製、商品名「NXTシラン」(登録商標)}が特に好ましい。
(−S−R17−S−)、(−R18−Sm1−R19−)及び(−R20−Sm2−R21−Sm3−R22−)から選ばれる二価の基(R17〜R22は各々炭素数1〜20の二価の炭化水素基、二価の芳香族基、並びに硫黄及び酸素以外のヘテロ元素を含む二価の有機基から選ばれる二価の置換基であり、m1、m2及びm3は各々平均値として1以上4未満である。)であり、複数あるkは同一でも異なっていてもよく、各々平均値として1〜6であり、s及びtは各々平均値として0〜3である。但しs及びtの双方が3であることはない。
上記一般式(III)で表わされるシランカップリング剤の具体例として、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S2−(CH2)6−S2−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S2−(CH2)10−S2−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S3−(CH2)6−S3−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S4−(CH2)6−S4−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S2−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S2.5−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S3−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S4−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)10−S2−(CH2)10−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S4−(CH2)6−S4−(CH2)6−S4−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S2−(CH2)6−S2−(CH2)6−S2−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S2−(CH2)6−S2−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3等で表される化合物が好適に挙げられる
上記一般式(III)で表わされるシランカップリング剤は、例えば、国際公開2004/000930号、特開2006−167919号公報に記載された方法で製造できる。
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S2−(CH2)6−S2−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S2−(CH2)10−S2−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S3−(CH2)6−S3−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S4−(CH2)6−S4−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S2−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S2.5−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S3−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S4−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)10−S2−(CH2)10−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S4−(CH2)6−S4−(CH2)6−S4−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S2−(CH2)6−S2−(CH2)6−S2−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3、
平均組成式(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−S2−(CH2)6−S2−(CH2)6−S−(CH2)3−Si(OCH2CH3)3等で表される化合物が好適に挙げられる
上記一般式(III)で表わされるシランカップリング剤は、例えば、国際公開2004/000930号、特開2006−167919号公報に記載された方法で製造できる。
上記の内、平均組成式(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S-(CH2)6-S2.5-(CH2)6-S-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3 で表されるシランカップリング剤は、例えば以下のようにして製造できる。
窒素ガス導入管、温度計、ジムロート型コンデンサー及び滴下ロートを備えた2リットルのセパラブルフラスコに、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン119g(0.5モル)を仕込み、攪拌下、有効成分20%のナトリウムエトキシドのエタノール溶液151.2g(0.45モル)を加えた。その後、80℃に昇温し、3時間攪拌を続けた。その後冷却し、滴下ロートに移した。
次いで、上記と同様のセパラブルフラスコに、1,6−ジクロロヘキサンを69.75g(0.45モル)仕込み、80℃に昇温した後、上記の3−メルカプトプロピルトリエトキシシランとナトリウムエトキシドの反応物をゆっくり滴下した。滴下終了後、80℃で5時間攪拌を続けた。その後冷却し、得られた溶液中から塩を濾別し、さらにエタノール及び過剰の1,6−ジクロロヘキサンを減圧留去した。得られた溶液を減圧蒸留し、沸点148〜150℃/0.005torrの無色透明の液体137.7gを得た。IR分析、1H−NMR分析及びマススペクトル分析(MS分析)を行った結果、(CH3CH2O)3Si−(CH2)3S−(CH2)6−Clで表される化合物であった。また、ガスクロマトグラフ分析(GC分析)による純度は97.5%であった。
次いで、上記と同様の0.5リットルのセパラブルフラスコに、エタノール80g、無水硫化ソーダ5.46g(0.07モル)、硫黄3.36g(0.105モル)を仕込み、80℃に昇温した。この溶液を攪拌しながら、上記(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−Clを49.91g(0.14モル)ゆっくり滴下した。滴下終了後、80℃にて10時間攪拌を続けた。攪拌終了後、冷却し、生成した塩を濾別した後、溶媒のエタノールを減圧蒸留した。
得られた赤褐色透明の溶液をIR分析、1H−NMR分析及び超臨界クロマトグラフィー分析を行った結果、平均組成式
(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S-(CH2)6-S2.5-(CH2)6-S-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3で表される化合物であることを確認した。このもののGPC分析における純度は85.2%であった。
窒素ガス導入管、温度計、ジムロート型コンデンサー及び滴下ロートを備えた2リットルのセパラブルフラスコに、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン119g(0.5モル)を仕込み、攪拌下、有効成分20%のナトリウムエトキシドのエタノール溶液151.2g(0.45モル)を加えた。その後、80℃に昇温し、3時間攪拌を続けた。その後冷却し、滴下ロートに移した。
次いで、上記と同様のセパラブルフラスコに、1,6−ジクロロヘキサンを69.75g(0.45モル)仕込み、80℃に昇温した後、上記の3−メルカプトプロピルトリエトキシシランとナトリウムエトキシドの反応物をゆっくり滴下した。滴下終了後、80℃で5時間攪拌を続けた。その後冷却し、得られた溶液中から塩を濾別し、さらにエタノール及び過剰の1,6−ジクロロヘキサンを減圧留去した。得られた溶液を減圧蒸留し、沸点148〜150℃/0.005torrの無色透明の液体137.7gを得た。IR分析、1H−NMR分析及びマススペクトル分析(MS分析)を行った結果、(CH3CH2O)3Si−(CH2)3S−(CH2)6−Clで表される化合物であった。また、ガスクロマトグラフ分析(GC分析)による純度は97.5%であった。
次いで、上記と同様の0.5リットルのセパラブルフラスコに、エタノール80g、無水硫化ソーダ5.46g(0.07モル)、硫黄3.36g(0.105モル)を仕込み、80℃に昇温した。この溶液を攪拌しながら、上記(CH3CH2O)3Si−(CH2)3−S−(CH2)6−Clを49.91g(0.14モル)ゆっくり滴下した。滴下終了後、80℃にて10時間攪拌を続けた。攪拌終了後、冷却し、生成した塩を濾別した後、溶媒のエタノールを減圧蒸留した。
得られた赤褐色透明の溶液をIR分析、1H−NMR分析及び超臨界クロマトグラフィー分析を行った結果、平均組成式
(CH3CH2O)3Si-(CH2)3-S-(CH2)6-S2.5-(CH2)6-S-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3で表される化合物であることを確認した。このもののGPC分析における純度は85.2%であった。
上記一般式(IV)で表わされるシランカップリング剤の具体例として、化学式(V)、化学式(VI)及び化学式(VII)が挙げられる。
化学式(V)で表されるシランカップリング剤としては、Momentive Performance Materials社製、商品名「NXT Low−V Silane」(登録商標)が市販品として入手できる。
また、化学式(VI)で表されるシランカップリング剤としては、Momentive Performance Materials社製、商品名「NXT Ultra Low−V Silane」(登録商標)が同様に市販品として入手することができる。
更に、化学式(VII)で表されるシランカップリング剤としては、Momentive Performance Materials社製、商品名「NXT−Z」(登録商標)として挙げることができる。
上記一般式(II)、化学式(IV)、化学式(V)及び化学式(VI)で得られるシランカップリング剤は、保護されたメルカプト基を有するので、加硫工程以前の工程での加工中に初期加硫(スコーチ)の発生を防止することができるため、加工性が良好となる。
また、化学式(V)、(VI)及び(VII)で得られるシランカップリング剤はアルコキシシラン炭素数が多いため、揮発性化合物VOC(特にアルコール)の発生が少なく、作業環境上好ましい。また、化学式(VII)のシランカップリング剤はタイヤ性能として低発熱性を得ることから更に好ましい。
また、化学式(VI)で表されるシランカップリング剤としては、Momentive Performance Materials社製、商品名「NXT Ultra Low−V Silane」(登録商標)が同様に市販品として入手することができる。
更に、化学式(VII)で表されるシランカップリング剤としては、Momentive Performance Materials社製、商品名「NXT−Z」(登録商標)として挙げることができる。
上記一般式(II)、化学式(IV)、化学式(V)及び化学式(VI)で得られるシランカップリング剤は、保護されたメルカプト基を有するので、加硫工程以前の工程での加工中に初期加硫(スコーチ)の発生を防止することができるため、加工性が良好となる。
また、化学式(V)、(VI)及び(VII)で得られるシランカップリング剤はアルコキシシラン炭素数が多いため、揮発性化合物VOC(特にアルコール)の発生が少なく、作業環境上好ましい。また、化学式(VII)のシランカップリング剤はタイヤ性能として低発熱性を得ることから更に好ましい。
本発明に係るシランカップリング剤は、上記一般式(I)〜(IV)で表わされる化合物の内、上記一般式(I)で表わされる化合物が特に好ましい。チオウレアはゴム成分と反応するポリスルフィド結合部位の活性化を起こし易いからである。
本発明においては、シランカップリング剤は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のゴム組成物中のシランカップリング剤のシリカに対する配合質量比(シランカップリング剤/シリカ)は、(1/100)〜(60/100)であることが好ましい。(1/100)以上であれば、ゴム組成物の低発熱性向上の効果が発揮され、(60/100)以下であれば、ゴム組成物のコストが過大とならないので、経済性が向上するからである。更には、配合質量比(シランカップリング剤/シリカ)は、(1/100)〜(40/100)であることがより好ましく、(1/100)〜(20/100)であることが特に好ましい。
また、本発明に係るシランカップリング剤は、ゴム成分100質量部に対して、1.5〜5.5質量部を配合することが好ましい。1.5質量部以上であれば、ゴム組成物の低発熱性向上の効果が発揮され、5.5質量部以下であれば、コストが過大とならないので、経済性が向上する。
本発明においては、シランカップリング剤は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のゴム組成物中のシランカップリング剤のシリカに対する配合質量比(シランカップリング剤/シリカ)は、(1/100)〜(60/100)であることが好ましい。(1/100)以上であれば、ゴム組成物の低発熱性向上の効果が発揮され、(60/100)以下であれば、ゴム組成物のコストが過大とならないので、経済性が向上するからである。更には、配合質量比(シランカップリング剤/シリカ)は、(1/100)〜(40/100)であることがより好ましく、(1/100)〜(20/100)であることが特に好ましい。
また、本発明に係るシランカップリング剤は、ゴム成分100質量部に対して、1.5〜5.5質量部を配合することが好ましい。1.5質量部以上であれば、ゴム組成物の低発熱性向上の効果が発揮され、5.5質量部以下であれば、コストが過大とならないので、経済性が向上する。
本発明のゴム組成物に用いられるゴム成分は、天然ゴム及び合成ジエン系ゴムから選ばれる少なくとも1種からなることが好ましい。
上記の合成ジエン系ゴムとしては、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、ポリイソプレンゴム(IR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム{塩素化ブチルゴム(Cl−IIR)、臭素化ブチルゴム(Br−IIR)等}、エチレン-プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム(EPDM)、エチレン−ブタジエン共重合体ゴム(EBR)、プロピレン−ブタジエン共重合体ゴム(PBR)等を用いることができ、天然ゴム及び合成ジエン系ゴムは、1種単独でも、2種以上のブレンドとして用いてもよい。
上記の合成ジエン系ゴムとしては、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、ポリイソプレンゴム(IR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム{塩素化ブチルゴム(Cl−IIR)、臭素化ブチルゴム(Br−IIR)等}、エチレン-プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム(EPDM)、エチレン−ブタジエン共重合体ゴム(EBR)、プロピレン−ブタジエン共重合体ゴム(PBR)等を用いることができ、天然ゴム及び合成ジエン系ゴムは、1種単独でも、2種以上のブレンドとして用いてもよい。
本発明のゴム組成物に用いられる充填材として、所望により、上述のシリカに加えて、さらにカーボンブラックを配合してもよい。カーボンブラックを配合することにより、電気抵抗を下げて帯電を抑止する効果を享受できる。このカーボンブラックとしては、特に制限はなく、例えば高、中又は低ストラクチャーのSAF、ISAF、IISAF、N339、HAF、FEF、GPF、SRFグレードのカーボンブラック、特にSAF、ISAF、IISAF、N339、HAF、FEFグレードのカーボンブラックを用いるのが好ましい。窒素吸着比表面積(N2SA、JIS K 6217−2:2001に準拠して測定する)が30〜250m2/gであることが好ましい。このカーボンブラックは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のゴム組成物に用いられるカーボンブラックは、ゴム成分100質量部に対して、2〜100質量部配合することが好ましい。2質量部以上であれば、ゴム製品を黒色に色付けすることができ、100質量部以下であれば、転がり抵抗低減の観点から好ましい。更には、3〜80質量部配合することがより好ましい。
本発明のゴム組成物に用いられるカーボンブラックは、ゴム成分100質量部に対して、2〜100質量部配合することが好ましい。2質量部以上であれば、ゴム製品を黒色に色付けすることができ、100質量部以下であれば、転がり抵抗低減の観点から好ましい。更には、3〜80質量部配合することがより好ましい。
本発明のゴム組成物に用いられる充填材として、シリカに加えて、下記一般式(VIII)で表される無機化合物を用いることができる。
dM1・xSiOy・zH2O ・・・(VIII)
ここで、一般式(VIII)中、M1は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム、及びジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、又はこれらの金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり、d、x、y及びzは、それぞれ1〜5の整数、0〜10の整数、2〜5の整数、及び0〜10の整数である。
尚、一般式(VIII)において、x、zがともに0である場合には、該無機化合物はアルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムから選ばれる少なくとも1つの金属、金属酸化物又は金属水酸化物となる。
dM1・xSiOy・zH2O ・・・(VIII)
ここで、一般式(VIII)中、M1は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム、及びジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、又はこれらの金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり、d、x、y及びzは、それぞれ1〜5の整数、0〜10の整数、2〜5の整数、及び0〜10の整数である。
尚、一般式(VIII)において、x、zがともに0である場合には、該無機化合物はアルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムから選ばれる少なくとも1つの金属、金属酸化物又は金属水酸化物となる。
前記一般式(VIII)で表わされる無機化合物としては、γ−アルミナ、α−アルミナ等のアルミナ(Al2O3)、ベーマイト、ダイアスポア等のアルミナ一水和物(Al2O3・H2O)、ギブサイト、バイヤライト等の水酸化アルミニウム[Al(OH)3]、炭酸アルミニウム[Al2(CO3)2]、水酸化マグネシウム[Mg(OH)2]、酸化マグネシウム(MgO)、炭酸マグネシウム(MgCO3)、タルク(3MgO・4SiO2・H2O)、アタパルジャイト(5MgO・8SiO2・9H2O)、チタン白(TiO2)、チタン黒(TiO2n-1)、酸化カルシウム(CaO)、水酸化カルシウム[Ca(OH)2]、酸化アルミニウムマグネシウム(MgO・Al2O3)、クレー(Al2O3・2SiO2)、カオリン(Al2O3・2SiO2・2H2O)、パイロフィライト(Al2O3・4SiO2・H2O)、ベントナイト(Al2O3・4SiO2・2H2O)、ケイ酸アルミニウム(Al2SiO5 、Al4・3SiO4・5H2O等)、ケイ酸マグネシウム(Mg2SiO4、MgSiO3等)、ケイ酸カルシウム(Ca2・SiO4等)、ケイ酸アルミニウムカルシウム(Al2O3・CaO・2SiO2等)、ケイ酸マグネシウムカルシウム(CaMgSiO4)、炭酸カルシウム(CaCO3)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、水酸化ジルコニウム[ZrO(OH)2・nH2O]、炭酸ジルコニウム[Zr(CO3)2]、各種ゼオライトのように電荷を補正する水素、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む結晶性アルミノケイ酸塩などを使用できる。また、前記一般式(VIII)中のM1がアルミニウム金属、アルミニウムの酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、又はアルミニウムの炭酸塩から選ばれる少なくとも一つである場合が好ましい。
前記一般式(VIII)で表される無機化合物は、単独で配合してもよいし、2種以上を混合して配合してもよい。これらの無機化合物の平均粒径は、混練作業性、耐摩耗性及びウェットグリップ性能のバランスなどの観点から、0.01〜10μmの範囲が好ましく、0.05〜5μmの範囲がより好ましい。
前記一般式(VIII)で表される無機化合物は、ゴム成分100質量部に対して、2〜100質量部配合することが好ましい。2質量部以上であれば、ゴム組成物にウェットグリップ性能を向上する等の性能を付与したり、又は特定の色に色付けすることができ、100質量部以下であれば、転がり抵抗低減の観点から好ましい。更には、3〜80質量部配合することがより好ましい。
前記一般式(VIII)で表される無機化合物は、ゴム成分100質量部に対して、2〜100質量部配合することが好ましい。2質量部以上であれば、ゴム組成物にウェットグリップ性能を向上する等の性能を付与したり、又は特定の色に色付けすることができ、100質量部以下であれば、転がり抵抗低減の観点から好ましい。更には、3〜80質量部配合することがより好ましい。
本発明のゴム組成物の充填材は、シリカ単独、又はシリカに加えてカーボンブラック及び/もしくは一般式(VIII)で表される無機化合物で構成される。この充填材は、ゴム成分100質量部に対して、20〜180質量部配合することが好ましい。20質量部以上であれば、ゴム組成物の補強性向上の観点から好ましく、180質量部以下であれば、転がり抵抗低減の観点から好ましい。
なお、充填材として、シリカ単独、又はシリカに加えてカーボンブラック及び/もしくは一般式(VIII)で表される無機化合物をも配合する場合は、前記充填材中におけるシリカが30〜100質量%であることが好ましく、40〜100質量%であることがより好ましく、60〜100質量%であることがさらに好ましい。
なお、充填材として、シリカ単独、又はシリカに加えてカーボンブラック及び/もしくは一般式(VIII)で表される無機化合物をも配合する場合は、前記充填材中におけるシリカが30〜100質量%であることが好ましく、40〜100質量%であることがより好ましく、60〜100質量%であることがさらに好ましい。
本発明のゴム組成物において、通常、ゴム組成物に配合されるステアリン酸、樹脂酸、亜鉛華等の加硫活性剤、老化防止剤、軟化剤等の各種配合剤は、必要に応じ、混練の第一段階又は最終段階、あるいは第一段階と最終段階の中間段階において混練りされる。
本発明のゴム組成物の製造に配合される混練装置として、バンバリーミキサー、ロール、インテンシブミキサー、ニーダー、二軸押出機等が用いられる。
本発明のゴム組成物の製造に配合される混練装置として、バンバリーミキサー、ロール、インテンシブミキサー、ニーダー、二軸押出機等が用いられる。
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
なお、低発熱性(tanδ指数)及びムーニー粘度指数を下記の方法により評価した。
なお、低発熱性(tanδ指数)及びムーニー粘度指数を下記の方法により評価した。
低発熱性(tanδ指数)
上島製作所製スペクトロメーター(動的粘弾性測定試験機)を用い、周波数52Hz、初期歪10%、測定温度60℃、動歪1%で測定し、得られたtanδの数値を、比較例1、5、9、13又は17のtanδを100として下記式にて指数表示した。指数値が小さい程、低発熱性であり、ヒステリシスロスが小さいことを示す。
低発熱性指数={(供試加硫ゴム組成物のtanδ)/(比較例1、5、9、13又は17の加硫ゴム組成物のtanδ)}×100
上島製作所製スペクトロメーター(動的粘弾性測定試験機)を用い、周波数52Hz、初期歪10%、測定温度60℃、動歪1%で測定し、得られたtanδの数値を、比較例1、5、9、13又は17のtanδを100として下記式にて指数表示した。指数値が小さい程、低発熱性であり、ヒステリシスロスが小さいことを示す。
低発熱性指数={(供試加硫ゴム組成物のtanδ)/(比較例1、5、9、13又は17の加硫ゴム組成物のtanδ)}×100
ムーニー粘度指数{ML(1+4)130℃}
JIS K 6300−1:2001に準拠して、130℃でML(1+4)を測定し比較例1、5、9、13又は17の値を100として下記式にて指数表示した。数値が小さいほど、ムーニー粘度が低く、未加硫ゴム組成物の加工性が良好である。
ムーニー粘度指数={(供試加硫ゴム組成物のムーニー粘度)/(比較例1、5、9、13又は17の加硫ゴム組成物のムーニー粘度)/}×100
JIS K 6300−1:2001に準拠して、130℃でML(1+4)を測定し比較例1、5、9、13又は17の値を100として下記式にて指数表示した。数値が小さいほど、ムーニー粘度が低く、未加硫ゴム組成物の加工性が良好である。
ムーニー粘度指数={(供試加硫ゴム組成物のムーニー粘度)/(比較例1、5、9、13又は17の加硫ゴム組成物のムーニー粘度)/}×100
実施例1〜45及び比較例1〜20
第1〜5表に示す配合処方及び混練方法により、混練の第一段階におけるゴム組成物の最高温度がいずれも150℃になるように調整してバンバリーミキサーで混練し、65種類のゴム組成物を調製した。実施例1〜45並びに比較例2、3、4、6、7、8、10、11、12、14、15,16、18、19及び20のゴム組成物の混練の第一段階において、ゴム成分、シリカ及びカーボンブラックの全部、シランカップリング剤、チオウレア又はチオウレア誘導体、及びアロマティックオイルを加えて混練した。比較例1、5、9、13及び17のゴム組成物にはチオウレア及びチオウレア誘導体のいずれも加えなかった。ゴム組成物の混練の最終段階を経て得られた65種類のゴム組成物のムーニー粘度を上記の方法により測定した。その後、各ゴム組成物の加硫を温度165℃で行い、加硫時間はtc(90)値(分)×1.5倍で規定した{JIS K 6300−2:2001において規定されたtc(90)値}であった。得られた65種類の加硫後のゴム組成物の低発熱性(tanδ指数)を上記の方法により評価した。結果を第1〜5表に示す。
第1〜5表に示す配合処方及び混練方法により、混練の第一段階におけるゴム組成物の最高温度がいずれも150℃になるように調整してバンバリーミキサーで混練し、65種類のゴム組成物を調製した。実施例1〜45並びに比較例2、3、4、6、7、8、10、11、12、14、15,16、18、19及び20のゴム組成物の混練の第一段階において、ゴム成分、シリカ及びカーボンブラックの全部、シランカップリング剤、チオウレア又はチオウレア誘導体、及びアロマティックオイルを加えて混練した。比較例1、5、9、13及び17のゴム組成物にはチオウレア及びチオウレア誘導体のいずれも加えなかった。ゴム組成物の混練の最終段階を経て得られた65種類のゴム組成物のムーニー粘度を上記の方法により測定した。その後、各ゴム組成物の加硫を温度165℃で行い、加硫時間はtc(90)値(分)×1.5倍で規定した{JIS K 6300−2:2001において規定されたtc(90)値}であった。得られた65種類の加硫後のゴム組成物の低発熱性(tanδ指数)を上記の方法により評価した。結果を第1〜5表に示す。
[注]
*1: 旭化成株式会社製、溶液重合SBR、商品名「タフデン2000」
*2: 旭カーボン株式会社製、商品名「#80」
*3: 東ソー・シリカ株式会社製、ニップシールAQ、 BET表面積205m2/g
*4: ビス(3−トリエトシキシリルプロピル)ジスルフィド(平均硫黄鎖長:2.35)、Evonik社製シランカップリング剤、商品名「Si75」(登録商標)
*5: ビス(3−トリエトシキシリルプロピル)トリスルフィド(平均硫黄鎖長:3.0)、商品名「Si75」(登録商標)と商品名「Si69」(登録商標)との等モル混合物
*6: ビス(3−トリエトシキシリルプロピル)テトラスルフィド(平均硫黄鎖長:3.7)、Evonik社製シランカップリング剤、商品名「Si69」(登録商標)
*7: 3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン、Momentive Performance Materials社製、商品名「NXTシラン」(登録商標)}
*8: チオウレア、堺化学工業株式会社製、商品名「チオ尿素」)
*9: N,N’−ジブチルチオウレア、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーBUR」
*10: N,N’−ジフェニルチオウレア、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーC」
*11: N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック6C」
*12: 2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン重合体、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック224」
*13: 1,3−ジフェニルグアニジン、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーD」
*14: ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーDM」
*15: N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーNS」
*16: JSR株式会社製、乳化重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、商品名「JSR 1500」
*17: RSS#3
*18: JSR株式会社製、溶液重合ポリブタジエンゴム、商品名「JSR BR01」
*1: 旭化成株式会社製、溶液重合SBR、商品名「タフデン2000」
*2: 旭カーボン株式会社製、商品名「#80」
*3: 東ソー・シリカ株式会社製、ニップシールAQ、 BET表面積205m2/g
*4: ビス(3−トリエトシキシリルプロピル)ジスルフィド(平均硫黄鎖長:2.35)、Evonik社製シランカップリング剤、商品名「Si75」(登録商標)
*5: ビス(3−トリエトシキシリルプロピル)トリスルフィド(平均硫黄鎖長:3.0)、商品名「Si75」(登録商標)と商品名「Si69」(登録商標)との等モル混合物
*6: ビス(3−トリエトシキシリルプロピル)テトラスルフィド(平均硫黄鎖長:3.7)、Evonik社製シランカップリング剤、商品名「Si69」(登録商標)
*7: 3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン、Momentive Performance Materials社製、商品名「NXTシラン」(登録商標)}
*8: チオウレア、堺化学工業株式会社製、商品名「チオ尿素」)
*9: N,N’−ジブチルチオウレア、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーBUR」
*10: N,N’−ジフェニルチオウレア、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーC」
*11: N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック6C」
*12: 2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン重合体、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック224」
*13: 1,3−ジフェニルグアニジン、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーD」
*14: ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーDM」
*15: N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーNS」
*16: JSR株式会社製、乳化重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、商品名「JSR 1500」
*17: RSS#3
*18: JSR株式会社製、溶液重合ポリブタジエンゴム、商品名「JSR BR01」
第1〜5表から明らかなように、実施例1〜45のゴム組成物は、比較例1〜20中の対比すべきゴム組成物と比較して、いずれもムーニー粘度の上昇が抑制され、低発熱性(tanδ指数)が良好であった。
本発明のゴム組成物は、低発熱性に優れるので、乗用車用、小型トラック用、軽乗用車用、軽トラック用及び大型車両用(トラック・バス用、建設車両用等)等の各種タイヤの各部材、特に各種空気入りラジアルタイヤのトレッド用部材として好適に用いられる。
Claims (6)
- ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤、及びチオウレアを配合してなるゴム組成物であって、配合質量比(チオウレア/シランカップリング剤)が、(1/100)〜(100/100)であることを特徴とするゴム組成物。
- 前記ゴム成分が、天然ゴム及び合成ジエン系ゴムから選ばれる少なくとも1種からなる請求項1に記載のゴム組成物。
- さらに、カーボンブラックを配合してなる請求項1又は2に記載のゴム組成物。
- 前記ゴム成分100質量部に対して、前記チオウレア0.01〜10質量部を配合してなる請求項1〜3のいずれかに記載のゴム組成物。
- 前記ゴム成分100質量部に対して、前記シランカップリング剤1.5〜5.5質量部を配合してなる請求項1〜4のいずれかに記載のゴム組成物。
- 前記シランカップリング剤が、下記一般式(I)〜(IV)で表わされる化合物からなる群から1種以上選択される化合物である請求項1〜5のいずれかに記載のゴム組成物。
(−S−R17−S−)、(−R18−Sm1−R19−)及び(−R20−Sm2−R21−Sm3−R22−)から選ばれる二価の基(R17〜R22は各々炭素数1〜20の二価の炭化水素基、二価の芳香族基、並びに硫黄及び酸素以外のヘテロ元素を含む二価の有機基から選ばれる二価の置換基であり、m1、m2及びm3は各々平均値として1以上4未満である。)であり、複数あるkは同一でも異なっていてもよく、各々平均値として1〜6であり、s及びtは各々平均値として0〜3である。但しs及びtの双方が3であることはない。}
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