JP2020100847A - ゴム組成物 - Google Patents

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中村  健太郎
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Abstract

【課題】ウェット性能を向上できるゴム組成物を提供する。
【解決手段】下記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物を含有するゴム組成物。
[化1]
Figure 2020100847

(式中、xは、硫黄原子の平均個数を表し、3.5以上である。mは、6以上の整数を表す。R〜Rは、同一若しくは異なって炭素数1〜6のアルキル基又はアルコキシ基を表し、R〜Rの少なくとも1つ及びR〜Rの少なくとも1つが前記アルコキシ基である。なお、R〜Rは、前記アルキル基又は前記アルコキシ基が結合した環構造を形成したものでもよい。)
【選択図】なし

Description

本発明は、ゴム組成物に関する。
自動車用タイヤには、種々の性能が要求され、シランカップリング剤によりゴム性能を向上する技術などが提案されている。例えば、特許文献1は、硫黄元素量が少ないシランカップリング剤を用いて、低燃費性、耐摩耗性を改善することを開示している。しかしながら、硫黄元素量が多いシランカップリング剤で、ウェット性能を向上させることは記載されていない。
特開2018−65954号公報
本発明は、前記課題を解決し、ウェット性能を向上できるゴム組成物を提供することを目的とする。
本発明は、下記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物を含有するゴム組成物に関する。
Figure 2020100847
(式中、xは、硫黄原子の平均個数を表し、3.5以上である。mは、6以上の整数を表す。R〜Rは、同一若しくは異なって炭素数1〜6のアルキル基又はアルコキシ基を表し、R〜Rの少なくとも1つ及びR〜Rの少なくとも1つが前記アルコキシ基である。なお、R〜Rは、前記アルキル基又は前記アルコキシ基が結合した環構造を形成したものでもよい。)
ジエン系ゴム、無機フィラー、及び前記有機珪素化合物を含有し、前記ジエン系ゴム100質量部に対する前記無機フィラーの配合量が5〜200質量部、前記無機フィラー100質量部に対する前記有機珪素化合物の配合量が0.1〜20質量部であることが好ましい。
前記無機フィラーは、シリカ含有率が50質量%以上であることが好ましい。
前記シリカは、窒素吸着比表面積が100m/g以上であることが好ましい。
カーボンブラックを含有することが好ましい。
前記カーボンブラックは、窒素吸着比表面積が50m/g以上であることが好ましい。
前記ジエン系ゴム100質量部に対する前記カーボンブラックの配合量が20質量部以下であることが好ましい。
前記ジエン系ゴム100質量部に対する硫黄の配合量が5質量部以下であることが好ましい。
硫黄元素を含む加硫促進剤を含有することが好ましい。
前記ゴム組成物がタイヤ用ゴム組成物であることが好ましい。
前記ゴム組成物がトレッド用ゴム組成物であることが好ましい。
本発明によれば、前記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物を含有するゴム組成物であるので、ウェット性能を向上できる。
本発明は、下記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物を含有するゴム組成物である。平均組成式(I)の有機珪素化合物を用いることで、ウェット性能が向上する。
Figure 2020100847
(式中、xは、硫黄原子の平均個数を表し、3.5以上である。mは、6以上の整数を表す。R〜Rは、同一若しくは異なって炭素数1〜6のアルキル基又はアルコキシ基を表し、R〜Rの少なくとも1つ及びR〜Rの少なくとも1つが前記アルコキシ基である。なお、R〜Rは、前記アルキル基又は前記アルコキシ基が結合した環構造を形成したものでもよい。)
xは、前記有機珪素化合物の硫黄原子の平均個数を表す。xは、3.5以上12以下が好ましい。ここで、硫黄原子の平均個数、珪素原子の個数は、蛍光X線により組成物中の硫黄量、珪素量を測定しそれぞれの分子量より換算した値である。
mは、6以上の整数を表し、好ましくは6以上14以下である。
アルキル基(R〜R)の炭素数に関し、好ましくは炭素数1以上5以下である。アルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。具体的には、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、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等が挙げられる。
アルコキシ基(R〜R)は、好ましくは炭素数1以上5以下である。アルコキシ基中の炭化水素基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよい。具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基等が挙げられる。
〜Rの少なくとも1つ及びR〜Rの少なくとも1つが炭素数1〜6のアルコキシ基であり、好ましくは、R〜R、R〜Rのそれぞれ2つ以上が炭素数1〜6のアルコキシ基である。
なお、R〜Rは、炭素数1〜6のアルキル基、アルコキシ基が結合した環構造を形成したものでもよい。例えば、(i)Rがエトキシ基、Rがメチル基が結合した環構造、(ii)Rがエチル基、Rがメチル基が結合した環構造、を形成する場合、それぞれ、R及びRで「−O−C−CH−」、「−C−CH−」という2価の基が形成され、Siに結合した構造が挙げられる。
前記有機珪素化合物の含有量は、ウェット性能の観点から、後述の無機フィラー100質量部に対して0.1質量部以上20質量部以下が好ましい。
前記ゴム組成物は、エラストマー成分と、前記有機珪素化合物とを含むことが好ましい。前記エラストマー成分としては特に限定されず、例えば、ジエン系ゴム、熱可塑性エラストマー等が挙げられる。なかでも、ジエン系ゴムが好ましい。
前記ゴム組成物において、エラストマー成分100質量%中のジエン系ゴムの含有量は、好ましくは1質量%以上100質量%以下である。
ジエン系ゴムとしては、イソプレン系ゴム、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)等が挙げられる。前記イソプレン系ゴムは、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、改質NR(脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(UPNR)等)、変性NR(エポキシ化天然ゴム(ENR)、水素添加天然ゴム(HNR)、グラフト化天然ゴム等)、変性IR(エポキシ化イソプレンゴム、水素添加イソプレンゴム、グラフト化イソプレンゴム等)等が挙げられる。ジエン系ゴムは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なかでも、前記効果が良好に得られるという点から、SBR、イソプレン系ゴム及びBRの少なくとも1種が好ましく、SBR及び/又はBRがより好ましい。すなわち、SBR、イソプレン系ゴム及びBRの少なくとも1種と、前記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物との併用が好ましく、SBR及び/又はBRと、前記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物との併用がより好ましい。
SBRとしては特に限定されず、例えば、乳化重合SBR(E−SBR)、溶液重合SBR(S−SBR)等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。これらは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。
前記ゴム組成物において、ジエン系ゴム100質量%中のSBRの含有量は、好ましくは1質量%以上100質量%以下である。
SBRの重量平均分子量(Mw)は、好ましくは20万以上200万以下である。SBRのスチレン量は、好ましくは5質量%以上50質量%以下である。SBRのビニル量は、好ましくは5質量%以上50質量%以下である。
前記ゴム組成物において、ジエン系ゴム100質量%中のBRの含有量は、好ましくは10質量%以上80質量%以下である。
BRとしては特に限定されず、ハイシス1,4−ポリブタジエンゴム(ハイシスBR)、1,2−シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含むブタジエンゴム(SPB含有BR)、希土類系触媒を用いて合成したBR(希土類BR)などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、BRのシス含量は90質量%以上であることが好ましい。
なお、本明細書において、重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)(東ソー(株)製GPC−8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMULTIPORE HZ−M)による測定値を基に標準ポリスチレン換算により求めることができる。シス量(シス−1,4−結合ブタジエン単位量)、ビニル量(1,2−結合ブタジエン単位量)は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定でき、スチレン量は、H−NMR測定によって測定できる。
SBR、BRは、非変性SBR、非変性BRでもよいし、変性SBR、変性BRでもよい。変性SBR、変性BRとしては、シリカ等の充填剤と相互作用する官能基を有するSBR、BRであればよく、例えば、SBR、BRの少なくとも一方の末端を、上記官能基を有する化合物(変性剤)で変性された末端変性SBR、BR(末端に上記官能基を有する末端変性SBR、BR)や、主鎖に上記官能基を有する主鎖変性SBR、BRや、主鎖及び末端に上記官能基を有する主鎖末端変性SBR、BR(例えば、主鎖に上記官能基を有し、少なくとも一方の末端を上記変性剤で変性された主鎖末端変性SBR、BR)や、分子中に2個以上のエポキシ基を有する多官能化合物により変性(カップリング)され、水酸基やエポキシ基が導入された末端変性SBR、BR等が挙げられる。これらは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。
上記官能基としては、例えば、アミノ基、アミド基、シリル基、アルコキシシリル基、イソシアネート基、イミノ基、イミダゾール基、ウレア基、エーテル基、カルボニル基、オキシカルボニル基、メルカプト基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、アンモニウム基、イミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、カルボキシル基、ニトリル基、ピリジル基、アルコキシ基、水酸基、オキシ基、エポキシ基等が挙げられる。なお、これらの官能基は、置換基を有していてもよい。なかでも、アミノ基(好ましくはアミノ基が有する水素原子が炭素数1〜6のアルキル基に置換されたアミノ基)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜6のアルコキシ基)、アルコキシシリル基(好ましくは炭素数1〜6のアルコキシシリル基)、アミド基が好ましい。
SBRとしては、例えば、住友化学(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)等により製造・販売されているSBRを使用することができる。BRとしては、例えば、宇部興産(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)等の製品を使用できる。
熱可塑性エラストマーとしては、特に限定されず、例えば、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、塩ビ系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、スチレン単位(好ましくはスチレンブロック単位)を有する熱可塑性エラストマーであれば特に限定されないが、例えば、スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(SIBS)、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)、スチレン−イソブチレンブロック共重合体(SIB)、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン−エチレン・ブテン−スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体(SEPS)、スチレン−エチレン・エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体(SEEPS)、スチレン−ブタジエン・ブチレン−スチレンブロック共重合体(SBBS)等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、カネカ(株)、クレイトンポリマー社、旭化成(株)等により製造・販売されている熱可塑性エラストマーを使用することができる。
前記ゴム組成物が熱可塑性エラストマーを含む場合、エラストマー成分100質量%中の熱可塑性エラストマーの含有量は、好ましくは0.1質量%以上95質量%以下である。
前記ゴム組成物は、無機フィラーを含むことが好ましい。
無機フィラーの含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、好ましくは5質量部以上200質量部以下である。上記範囲内にすることで、良好なウェット性能が得られる傾向がある。
無機フィラーとしては、シリカ、カーボンブラック、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、アルミナ、アルミナ水和物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、硫酸バリウム、タルク、マイカ等が挙げられる。なかでも、シリカ、カーボンブラックが好ましい。
シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ(無水ケイ酸)、湿式法シリカ(含水ケイ酸)等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。すなわち、シリカと、前記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物との併用が好ましい。特に、SBR、イソプレン系ゴム及びBRの少なくとも1種と、シリカと、前記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物との併用や、SBR及び/又はBRと、シリカと、前記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物との併用が好ましい。
シリカの窒素吸着比表面積(NSA)は、100m/g以上が好ましい。該NSAは、100m/g以上250m/g以下がより好ましい。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される値である。
シリカの含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、好ましくは5質量部以上200質量部以下である。上記範囲内にすることで、良好なウェット性能が得られる傾向がある。
前記ゴム組成物に含まれる無機フィラー100質量%中、シリカ含有率は、50質量%以上が好ましい。
前記ゴム組成物は、カーボンブラックを含むことが好ましい。すなわち、カーボンブラックと、前記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物との併用が好ましい。特に、SBR、イソプレン系ゴム及びBRの少なくとも1種と、シリカと、カーボンブラックと、前記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物との併用や、SBR及び/又はBRと、シリカと、カーボンブラックと、前記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物との併用がより好ましい。
カーボンブラックの含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、好ましくは20質量部以下である。該含有量は、1質量部以上20質量部以下がより好ましい。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは50m/g以上である。該NSAは、50m/g以上150m/g以下がより好ましい。
なお、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、JIS K6217のA法によって求められる。
上記シリカ、カーボンブラック以外の無機フィラーの含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、好ましくは1質量部以上50質量部以下である。
上記無機フィラーとしては、例えば、Nabaltec社、富士フイルム和光純薬(株)等の製品を使用できる。
前記ゴム組成物は、有機フィラーを含有してもよい。
上記有機フィラーとしては、例えば、木粉、デンプン、亜麻繊維、麻繊維、ラミー繊維、黄麻繊維、サイザル麻繊維、綿繊維、セルロース繊維、アラミド繊維等が挙げられる。
上記有機フィラーの含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、好ましくは1質量部以上50質量部以下である。
前記ゴム組成物は、硫黄を含むことが好ましい。すなわち、硫黄と、前記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物との併用が好ましい。特に、SBR、イソプレン系ゴム及びBRの少なくとも1種と、シリカと、カーボンブラックと、前記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物と、硫黄との併用や、SBR及び/又はBRと、シリカと、カーボンブラックと、前記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物と、硫黄との併用が好ましい。
硫黄としては、ゴム工業において一般的に用いられる粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄、可溶性硫黄などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
硫黄としては、例えば、鶴見化学工業(株)、軽井沢硫黄(株)、四国化成工業(株)、フレクシス社、日本乾溜工業(株)、細井化学工業(株)等の製品を使用できる。
硫黄の含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、好ましくは5質量部以下である。該含有量は、0.5質量部以上5質量部以下がより好ましい。
前記ゴム組成物は、加硫促進剤を含んでもよく、なかでも、硫黄元素を含む加硫促進剤が好ましい。すなわち、硫黄元素を含む加硫促進剤と、前記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物との併用が好ましい。特に、SBR、イソプレン系ゴム及びBRの少なくとも1種と、シリカと、カーボンブラックと、前記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物と、硫黄と、硫黄元素を含む加硫促進剤との併用や、SBR及び/又はBRと、シリカと、カーボンブラックと、前記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物と、硫黄と、硫黄元素を含む加硫促進剤との併用が好ましい。
硫黄元素を含む加硫促進剤としては、2−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド、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;テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラベンジルチウラムジスルフィド(TBzTD)、テトラキス(2−エチルヘキシル)チウラムジスルフィド(TOT−N)等のチウラム系加硫促進剤;N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N−オキシエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N′−ジイソプロピル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のスルフェンアミド系加硫促進剤;ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジン等のグアニジン系加硫促進剤を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤が好ましい。
加硫促進剤の含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上5質量部以下である。
前記ゴム組成物は、オイルを含んでもよい。
オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、又はその混合物が挙げられる。プロセスオイルとしては、例えば、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどを用いることができる。植物油脂としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生油、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、桐油等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
オイルの含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、好ましくは2質量部以上50質量部以下である。なお、オイルの含有量には、ゴム(油展ゴム)に含まれるオイル(伸展油)の量も含まれる。
前記ゴム組成物は、液状ポリマーを含んでもよい。
液状ポリマーは、常温(25℃)で液体状態のポリマーである。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
液状ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、好ましくは3.0×10以上、より好ましくは4.0×10以上であり、好ましくは1.0×10以下、より好ましくは1.5×10以下、更に好ましくは1.0×10以下である。
液状ポリマーとしては、液状ジエン系ゴム(液状ジエン系重合体)、液状ファルネセン系重合体等が挙げられる。液状ジエン系重合体としては、液状スチレンブタジエン共重合体(液状SBR)、液状ブタジエン重合体(液状BR)、液状イソプレン重合体(液状IR)、液状スチレンイソプレン共重合体(液状SIR)などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
液状SBR、液状SIRなどの液状芳香族ポリマーの場合、芳香族単位の含有量は、好ましくは10質量%以上70質量%以下である。なお、芳香族ポリマーとは、芳香族単位(例えば、前記芳香族化合物由来の単位)を有するポリマーを意味する。
液状ファルネセン系重合体とは、ファルネセンをモノマー成分として重合して得られた重合体であり、例えば、特開2016−180118号公報に記載の重合体等が挙げられる。液状ファルネセン系重合体は、ファルネセンの単独重合体(ファルネセン単独重合体)でもよいし、ファルネセンとビニルモノマーとの共重合体(ファルネセン−ビニルモノマー共重合体)でもよい。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
液状ポリマーは、水素添加されているものでも使用可能である。液状ポリマーの水素添加率は、好ましくは20質量%以上80質量%以下である。
液状ポリマーとしては、液状樹脂(常温(25℃)で液体状態の樹脂(レジン))も挙げられ、例えば、常温(25℃)で液体状態のスチレン系樹脂、アルキルフェノール系樹脂、クマロンインデン樹脂、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂、アクリル系樹脂、非水添ジシクロペンタジエン系樹脂、ジシクロペンタジエン−芳香族化合物共重合樹脂、水添ジシクロペンタジエン系樹脂等が挙げられる。これらは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。
液状ポリマーとしては、例えば、Cray Valley社、(株)クラレ等の製品を使用できる。
液状ポリマーの含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、好ましくは1質量部以上60質量部以下である。
前記ゴム組成物は、固体樹脂(常温(25℃)で固体状態の樹脂)を含有していてもよい。固体樹脂としては、タイヤ工業で汎用されているものであれば特に限定されず、ロジン系樹脂、クマロンインデン樹脂、α−メチルスチレン系樹脂、テルペン系樹脂、p−t−ブチルフェノールアセチレン樹脂、アクリル系樹脂、C5樹脂、C9樹脂等が挙げられる。市販品としては、丸善石油化学(株)、住友ベークライト(株)、ヤスハラケミカル(株)、東ソー(株)、Rutgers Chemicals社、BASF社、アリゾナケミカル社、日塗化学(株)、(株)日本触媒、JXTGエネルギー(株)、荒川化学工業(株)、田岡化学工業(株)、東亞合成(株)等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
固体樹脂の含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、好ましくは1質量部以上30質量部以下である。
前記ゴム組成物は、ワックスを含んでもよい。
ワックスとしては、特に限定されず、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油系ワックス;植物系ワックス、動物系ワックス等の天然系ワックス;エチレン、プロピレン等の重合物等の合成ワックスなどが挙げられる。これらは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。
ワックスとしては、例えば、大内新興化学工業(株)、日本精蝋(株)、精工化学(株)等の製品を使用できる。
ワックスの含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、好ましくは0.3質量部以上20質量部以下である。
前記ゴム組成物は、老化防止剤を含んでもよい。
老化防止剤としては、例えば、フェニル−α−ナフチルアミン等のナフチルアミン系老化防止剤;オクチル化ジフェニルアミン、4,4′−ビス(α,α′−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン等のジフェニルアミン系老化防止剤;N−イソプロピル−N′−フェニル−p−フェニレンジアミン、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、N,N′−ジ−2−ナフチル−p−フェニレンジアミン等のp−フェニレンジアミン系老化防止剤;2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンの重合物等のキノリン系老化防止剤;2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、スチレン化フェノール等のモノフェノール系老化防止剤;テトラキス−[メチレン−3−(3′,5′−ジ−t−ブチル−4′−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン等のビス、トリス、ポリフェノール系老化防止剤などが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
老化防止剤としては、例えば、精工化学(株)、住友化学(株)、大内新興化学工業(株)、フレクシス社等の製品を使用できる。
老化防止剤の含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上10質量部以下である。
前記ゴム組成物は、ステアリン酸を含有してもよい。
ステアリン酸としては、従来公知のものを使用でき、例えば、日油(株)、花王(株)、富士フイルム和光純薬(株)、千葉脂肪酸(株)等の製品を使用できる。
ステアリン酸の含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上10質量部以下である。
前記ゴム組成物は、酸化亜鉛を含有してもよい。
酸化亜鉛としては、従来公知のものを使用でき、例えば、三井金属鉱業(株)、東邦亜鉛(株)、ハクスイテック(株)、正同化学工業(株)、堺化学工業(株)等の製品を使用できる。
酸化亜鉛の含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上10質量部以下である。
前記ゴム組成物には、有機架橋剤等のゴム組成物の製造に使用される他の配合剤を配合してもよい。
前記ゴム組成物の製造方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、前記各成分をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練し、その後加硫する方法等により製造できる。
前記ゴム組成物は、タイヤの各部材(サイドウォール、トレッド(キャップトレッド)、ベーストレッド、アンダートレッド、クリンチエイペックス、ビードエイペックス、ブレーカークッションゴム、カーカスコード被覆用ゴム、インスレーション、チェーファー、インナーライナー;ランフラットタイヤのサイド補強層;等)に好適に使用できる。なかでも、トレッド(キャップトレッド)に好適に適用できる。
タイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でトレッド等の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、未加硫タイヤを形成した後、加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造できる。
前記タイヤは、乗用車用タイヤ、バス用タイヤ、トラック用タイヤ、二輪車用タイヤ、高性能タイヤ、競技用タイヤ等として好適に用いられる。
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
SBR:旭化成(株)製のタフデン3830(溶液重合SBR、スチレン含量33質量%、ビニル含量34質量%、Mw95万、ゴム固形分100質量部に対してオイル分37.5質量部含有)
BR:LANXESS社製のBuna CB21(ハイシスBR、Nd系触媒を用いて合成されたBR、シス含量98質量%)
シリカ:デグッサ社製のウルトラジルVN3(NSA175m/g)
カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイアブラックN220(NSA111m/g)
有機珪素化合物1:前記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物(前記特許文献1の実施例に基づいて作成)
有機珪素化合物2:エボニックデグッサ社製のSi266(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
表に示す配合処方に従って作製した加硫ゴム組成物について下記の評価を行った。結果を表に示す。
(ウェット性能)
粘弾性スペクトロメーター(TAインスツルメント社製のRSA)を用いて、温度0℃、初期歪み10%、動歪み0.5%、周波数10Hzの条件下で加硫ゴム組成物のtanδを測定し、比較例1のtanδを100として指数表示した。指数が大きいほど、ウェット性能に優れることを示す。
Figure 2020100847
表により、上記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物を含む実施例では、Si266を用いた比較例に比べて、良好なウェット性能が得られた。

Claims (11)

  1. 下記平均組成式(I)で表される有機珪素化合物を含有するゴム組成物。
    Figure 2020100847
    (式中、xは、硫黄原子の平均個数を表し、3.5以上である。mは、6以上の整数を表す。R〜Rは、同一若しくは異なって炭素数1〜6のアルキル基又はアルコキシ基を表し、R〜Rの少なくとも1つ及びR〜Rの少なくとも1つが前記アルコキシ基である。なお、R〜Rは、前記アルキル基又は前記アルコキシ基が結合した環構造を形成したものでもよい。)
  2. ジエン系ゴム、無機フィラー、及び前記有機珪素化合物を含有し、
    前記ジエン系ゴム100質量部に対する前記無機フィラーの配合量が5〜200質量部、前記無機フィラー100質量部に対する前記有機珪素化合物の配合量が0.1〜20質量部である請求項1記載のゴム組成物。
  3. 前記無機フィラーは、シリカ含有率が50質量%以上である請求項2記載のゴム組成物。
  4. 前記シリカは、窒素吸着比表面積が100m/g以上である請求項3記載のゴム組成物。
  5. カーボンブラックを含有する請求項1〜4のいずれかに記載のゴム組成物。
  6. 前記カーボンブラックは、窒素吸着比表面積が50m/g以上である請求項5記載のゴム組成物。
  7. 前記ジエン系ゴム100質量部に対する前記カーボンブラックの配合量が20質量部以下である請求項5又は6記載のゴム組成物。
  8. 前記ジエン系ゴム100質量部に対する硫黄の配合量が5質量部以下である請求項2〜7のいずれかに記載のゴム組成物。
  9. 硫黄元素を含む加硫促進剤を含有する請求項1〜8のいずれかに記載のゴム組成物。
  10. 前記ゴム組成物がタイヤ用ゴム組成物である請求項1〜9のいずれかに記載のゴム組成物。
  11. 前記ゴム組成物がトレッド用ゴム組成物である請求項1〜9のいずれかに記載のゴム組成物。
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