JPH0539382A - ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タイヤの特にトレッド部あるいは防振ゴムと
して用いられるゴムに、特定の化合物を配合することに
より、ゴム物性の向上をはかる。 【構成】 次式 で示されるアミド化合物を、カーボンブラックなどの充
填剤とともにゴムに配合する。上記式中、ＲおよびＲ′
はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜１８のアルキルまた
は炭素数３〜１８のシクロアルキルであり、ＲとＲ′が
結合して環を形成してもよく、ｎは０、１または２であ
る。 【効果】 上記アミド化合物を配合したゴムは、特に高
温領域における損失係数（tan δ）が向上する。このゴ
ムから得られるタイヤはグリップ力が高められ、またこ
のゴムは優れた防振性能を示す。さらには、このアミド
化合物を配合しても、ゴムの強度特性は損なわれない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はゴム組成物に関するもの
であり、さらに詳しくは、機械強度を損なうことなく損
失係数（tan δ）が増大されたゴム組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の高性能化、道路の舗装化
および高速道路網の発達に伴い、自動車の加速性能やブ
レーキ性能と密接な関連を持つタイヤのグリップ性能に
対する向上要請が増加している。高グリップ性能を得る
ためには、タイヤのトレッド部と路面との間の摩擦によ
るエネルギーロスを増加させればよいことが知られてお
り、これに対応して、変形時の損失係数（tan δ）の大
きいトレッドゴム材料が求められている。

【０００３】また、居住性や静粛性への要求から、乗用
車や家庭電化製品に用いられている防振ゴムや制振材に
対する防振性能や制振性能の向上も強く求められてい
る。これに対する具体的な要求特性としては、次のよう
なものが挙げられる。 （１）大きな静的荷重を支える必要上、一定以上の硬度
を有すること、（２）振動伝達率が小さいこと、具体的
には、低周波領域、すなわちアイドリング振動や低速走
行時の振動に対しては、損失係数（tan δ）が大きく、
また高周波領域、すなわち高速走行時の騒音や振動に対
しては、動倍率（動的弾性率／静的弾性率）が小さいこ
と、（３）長期間の繰り返し外力に対して対屈曲疲労性
および耐久性が優れること。その他、圧縮永久歪などの
静的な耐疲労性が通常のゴムに比べて劣らないことも、
もちろん重要である。

【０００４】従来、変形時の損失係数（tan δ）を大き
くする技術として、スチレン含有量の高いスチレン・ブ
タジエン共重合ゴムをベースとして使用する方法、プロ
セス油を多量に添加する方法、高補強性のカーボンブラ
ックを大量に添加する方法などが提案されている。また
特開昭 64-70539 号公報には、Ｎ−メタクリロイル−
Ｎ′−フェニル−ｐ−フェニレンジアミンなどのアクリ
ロイル基またはメタクリロイル基を有するｐ−フェニレ
ンジアミン誘導体をゴムに配合することにより、損失係
数の向上をはかることが記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】スチレン含有量の高い
スチレン・ブタジエン共重合ゴムを用いる場合、ある程
度の損失係数の向上はみられるものの、それだけでは必
ずしも十分でなかった。また、プロセス油や高補強性の
カーボンブラックを多量に添加する方法では、損失係数
の向上はみられるものの、高添加によりゴムの発熱性が
増大し、それに伴って、強度特性や耐摩耗性が著しく低
下するとともに、動倍率が著しく増大するという問題が
あった。一方、特開昭 64-70539 号公報に記載されるア
クリロイル基またはメタクリロイル基を有するｐ−フェ
ニレンジアミン誘導体を配合する方法は、ゴムの損失係
数を上昇させるものの、かかる配合によって強度特性が
低下するという問題が明らかになってきた。

【０００６】このような背景から本発明者らは、ゴムの
損失係数を十分に上昇させることにより、タイヤにおけ
るグリップ性能、特にタイヤが高温になった際のグリッ
プ性能を向上させることができ、また防振ゴムにおいて
は、高温における防振性能を向上させ、かついずれの場
合においても、ゴムの機械強度を損なわないですむ配合
剤を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明に至っ
た。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ゴム
に、充填剤および下記一般式（Ｉ）

【０００８】

【化３】

【０００９】（式中、ＲおよびＲ′はそれぞれ独立に水
素、炭素数１〜１８のアルキルまたは炭素数３〜１８の
シクロアルキルであり、ＲとＲ′が結合して環を形成し
てもよく、ｎは０、１または２である）で示されるアミ
ド化合物を含有せしめてなるゴム組成物を提供する。

【００１０】また本発明は、ゴムに、充填剤および前記
一般式（Ｉ）で示されるアミド化合物を配合することに
より、機械的強度の低下や動倍率の増加をほとんど引き
起こさず、ゴムの損失係数を増大させる方法を提供す
る。

【００１１】前記一般式（Ｉ）で示されるアミド化合物
は例えば、Ｒ−ＮＨ−Ｒ′で表されるアミンを、トルエ
ン、クロロホルムなどの不活性溶媒中、トリエチルアミ
ン、ピリジン、水酸化ナトリウムなどの塩基性化合物の
共存下、相当するカルボン酸クロライドと脱塩酸反応さ
せることにより、製造することができる。

【００１２】前記一般式（Ｉ）におけるＲおよびＲ′
は、互いに同じであっても異なってもよく、それぞれ水
素、炭素数１〜１８のアルキルまたは炭素数３〜１８の
シクロアルキルであり、ＲとＲ′が結合して環を形成し
てもよい。ＲおよびＲ′で表されるアルキルとしては、
メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシ
ル、オクチル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキ
サデシル、オクタデシルなどが挙げられる。これらのう
ち、炭素数３以上のものは、分枝状であってもよい。Ｒ
およびＲ′で表されるシクロアルキルは、炭素数３以上
のアルキルが環を形成したものであり、代表例としては
シクロヘキシルが挙げられる。また一般式（Ｉ）には、
ＲとＲ′が結合して窒素原子とともに環を形成したもの
も包含される。その代表例としては、Ｒ、Ｒ′および窒
素原子が６員環を構成してピペリジノとなったものが挙
げられる。

【００１３】本発明においては、ＲおよびＲ′の一方が
水素であり、他方が水素またはアルキルである化合物が
好ましく用いられ、なかでもＲおよびＲ′が両方とも水
素である化合物がより好ましい。

【００１４】前記一般式（Ｉ）におけるｎは、０、１ま
たは２であるが、なかでもｎが１である化合物が好まし
い。

【００１５】本発明で用いることができる前記一般式
（Ｉ）で示されるアミド化合物の代表例を以下に示す
が、もちろんこれらは例示であって、なんら限定的なも
のではない。

【００１６】（１） １−ナフタレンアセトアミド （２） ２−ナフタレンアセトアミド （３） Ｎ−メチル−１−ナフタレンアセトアミド （４） Ｎ−エチル−１−ナフタレンアセトアミド （５） Ｎ−ｔ−ブチル−１−ナフタレンアセトアミド （６） Ｎ−オクチル−１−ナフタレンアセトアミド （７） Ｎ−ｎ−ステアリル−１−ナフタレンアセトア
ミド （８） Ｎ−シクロヘキシル−１−ナフタレンアセトア
ミド （９） Ｎ，Ｎ−ジメチル−１−ナフタレンアセトアミ
ド （10） Ｎ，Ｎ−ジ−ｔ−ブチル−１−ナフタレンアセ
トアミド （11） Ｎ−（１−ナフチルアセチル）ピペリジン （12） １−ナフタレンカルボキサミド （13） Ｎ−ｔ−ブチル−１−ナフタレンカルボキサミ
ド （14） Ｎ−ｎ−ステアリル−１−ナフタレンカルボキ
サミド （15） ３−（１−ナフチル）プロピオンアミド

【００１７】一般式（Ｉ）のアミド化合物をゴムに添加
する場合の形態としては、それぞれの化合物単体であっ
てもよいし、複数化合物の混合物であってもよいし、あ
るいはゴム物性に影響を与えないクレーなどの担体と混
合したものであってもよい。これらのアミド化合物は、
配合ゴムを製造する任意の段階で添加することができ
る。

【００１８】ゴムの配合にあたって、前記一般式（Ｉ）
で示されるアミド化合物の使用量は特に限定されない
が、一般にはゴム１００重量部あたり 0.1〜２０重量部
程度の範囲が好ましく、より好ましくは１〜１０重量部
程度の範囲である。

【００１９】一般に天然ゴムや合成ゴムに配合剤を配合
する場合、通常はゴムの酸化劣化を防止するため２００
℃以下の温度で行われる。本発明においても、アミド化
合物をゴムに配合する際のゴム温度は２００℃以下が好
ましく、特に１４０℃以上で配合するのが好ましい。ま
た加硫も、通常は２００℃以下の温度で行われるが、好
ましくは１４０℃以上、より好ましくは１７０℃以上の
温度で行われる。

【００２０】本発明における充填剤としては、ゴム工業
で使用されている種々のものが適用できるが、一般には
カーボンブラックが好ましい。カーボンブラックの種類
は特に限定されるものでなく、従来よりゴム工業で使用
されている各種のカーボンブラックを使用することがで
きる。なお、タイヤのグリップ性能を向上させるために
従来から、ＳＡＦブラック、ＩＳＡＦブラック、ＨＡＦ
ブラックなど、窒素吸着比表面積８０〜２５０m²／ｇの
高補強性カーボンブラックが用いられており、本発明に
おいても、タイヤ用のゴムについては、このような高補
強性のカーボンブラックを用いるのが好ましい。一方、
防振ゴムについては、ＨＡＦブラック、ＦＥＦブラッ
ク、ＧＰＦブラック、ＳＲＦブラック、ＦＴブラックな
どが好ましく用いられる。充填剤の配合量は特に限定さ
れないが、一般にはゴム１００重量部に対して２０〜２
００重量部程度の範囲が好ましい。

【００２１】本発明において使用しうるゴムの種類とし
ては、天然ゴムのほか、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、
スチレン・ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタ
ジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル・ブタジエン共
重合ゴム（ＮＢＲ）、イソプレン・イソブチレン共重合
ゴム（ＩＩＲ）、エチレン・プロピレン・ジエン共重合
ゴム（ＥＰＤＭ）などの各種合成ゴム、天然ゴムと合成
ゴムのブレンド、およびＳＢＲとＩＲ、ＳＢＲとＢＲな
ど、合成ゴムのブレンドが例示される。

【００２２】なお、タイヤのグリップ性能向上のために
最近では、特にスチレン含有量の高いＳＢＲが好ましく
用いられているが、本発明においてもこのようなスチレ
ン含有量の高いＳＢＲを用いることができる。本発明
は、スチレン含有量２０〜５０重量％のＳＢＲに対して
も効果的であり、タイヤ用ゴムとしてこのようなＳＢＲ
は好ましいゴムの一つである。もちろん、ＳＢＲを主体
としたポリマーブレンドを用いることもできる。ＳＢＲ
の種類は、溶液重合型であっても乳化重合型であっても
差し支えない。ただし防振ゴムの場合は、振動吸収性お
よび耐疲労性の観点から、天然ゴムあるいは天然ゴムを
主体としたポリマーブレンドが好ましく用いられる。

【００２３】タイヤトレッドゴム材料の配合にあたり、
従来からタイヤのグリップ性能を高めるためにプロセス
油を配合する手法がよく用いられているが、本発明にお
いてもプロセス油を併用することができ、かつ好まし
い。プロセス油の配合量は特に限定されないが、一般に
はゴム１００重量部あたり２００重量部以下であり、好
ましくは５〜２００重量部の範囲から選択される。プロ
セス油の種類も、本発明において特定されるものでな
く、従来よりゴム工業で使用されている各種のプロセス
油を用いることができる。

【００２４】また本発明においては、ゴム工業で通常使
用されている老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、リター
ダー、しゃっ解剤、軟化剤などの各種ゴム薬品を従来と
同様に併用してもよいことはいうまでもない。

【００２５】

【実施例】次に、前記一般式（Ｉ）で示される化合物を
ゴムに配合して物性を評価した実施例により、本発明を
さらに具体的に説明するが、本発明はこれらによって限
定されるものではない。以下の例中、％および部は、特
にことわりがないかぎり、それぞれ重量％および重量部
を表す。

【００２６】また、実施例および比較例で用いた供試化
合物は次のとおりであり、以下それぞれの記号で表示す
る。

【００２７】Ａ： １−ナフタレンアセトアミド Ｂ： ２−ナフタレンアセトアミド Ｃ： Ｎ−メチル−１−ナフタレンアセトアミド Ｄ： Ｎ−ｔ−ブチル−１−ナフタレンアセトアミド Ｅ： Ｎ，Ｎ−ジメチル−１−ナフタレンアセトアミド Sx： Ｎ−メタクリロイル−Ｎ′−フェニル−ｐ−フェ
ニレンジアミン

【００２８】実施例１

【００２９】

【表１】 〈配合処方〉 乳化重合スチレン・ブタジエン共重合ゴム １３7.５部 （スチレン含有量３５％、ゴム１００部あたり芳香族油 37.5 部含有） ＩＳＡＦカーボンブラック ８０部 ステアリン酸 ３部 亜 鉛 華 ５部 芳香族系プロセス油 １2.５部 加硫促進剤 １部 （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） イ オ ウ ２部 供試化合物 表２記載

【００３０】バンバリーミキサーとして東洋精機製の２
５０mlラボプラストミルを用い、オイルバス温度１７０
℃で、上記配合処方に基づきゴムに、供試化合物、カー
ボンブラック、ステアリン酸、プロセス油および亜鉛華
を投入し、５０rpm のミキサー回転数で５分間混練し
た。このときのゴム温度は１６０〜１７０℃であった。
次にこのゴム配合物をオープンミルに移し、４０〜５０
℃の温度で、上記配合処方に示した加硫促進剤およびイ
オウを添加し、混練した。さらに加硫プレスにより１７
０℃で加硫し、所定の形状にしたあと、以下の試験に供
した。

【００３１】tanδの測定は、岩本製作所製の粘弾性ス
ペクトロメーターを用い、初期静的歪１０％、動的歪振
幅 0.25 ％、周波数１０Hzの条件下、−５０℃〜１００
℃の温度範囲で行った。動倍率は、 JIS K 6385 に準拠
した測定値により求めた。また、前記ゴム組成物から作
成した加硫ゴム試験片(JIS K 6301 によるダンベル３
号) を用いて引張試験を行い、室温でのモジュラス（Ｍ
₃₀₀ およびＭ₅₀₀ ）を測定した。得られた結果のうち、
８０℃における tanδ、２５℃における動倍率、室温で
のＭ₃₀₀ およびＭ₅₀₀ を表２に示した。

【００３２】

【表２】

【００３３】実施例２

【００３４】

【表３】 〈配合処方〉 ブタジエンゴム １００部 ＩＳＡＦカーボンブラック ８０部 ステアリン酸 ３部 亜 鉛 華 ５部 芳香族系プロセス油 １2.５部 加硫促進剤 １部 （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） イ オ ウ ２部 供試化合物 表４記載

【００３５】配合処方を上記のように変えた以外は、実
施例１と同様の実験を行った。結果を表４に示す。ただ
しこの配合系では、引張試験において、伸び３００％に
至る前に試験片が破断したため、Ｍ₃₀₀ およびＭ₅₀₀の
測定は不可能であった。

【００３６】

【表４】

【００３７】実施例３

【００３８】

【表５】 〈配合処方〉 天 然 ゴ ム １００部 ＩＳＡＦカーボンブラック ８０部 ステアリン酸 ３部 亜 鉛 華 ５部 芳香族系プロセス油 １2.５部 加硫促進剤 １部 （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） イ オ ウ ２部 供試化合物 表６記載

【００３９】配合処方を上記のように変えた以外は、実
施例１と同様の実験を行った。ただしこの天然ゴム配合
系では、引張試験において、伸び５００％に至る前に試
験片が破断したため、Ｍ₅₀₀ の測定は不可能であった。

【００４０】

【表６】

【００４１】実施例４

【００４２】

【表７】 〈配合処方〉 乳化重合スチレン・ブタジエン共重合ゴム ９6.３部 （スチレン含有量３５％、ゴム１００部あたり芳香族油 37.5 部含有） 天 然 ゴ ム ３０部 ＩＳＡＦカーボンブラック ８０部 ステアリン酸 ３部 亜 鉛 華 ５部 芳香族系プロセス油 １2.５部 加硫促進剤 １部 （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） イ オ ウ ２部 供試化合物 表８記載

【００４３】配合処方を上記のように変えた以外は、実
施例１と同様の実験を行った。結果を表８に示す。

【００４４】

【表８】

【００４５】実施例５

【００４６】

【表９】 〈配合処方〉 乳化重合スチレン・ブタジエン共重合ゴム ６8.８部 （スチレン含有量３５％、ゴム１００部あたり芳香族油 37.5 部含有） ブタジエンゴム ５０部 ＩＳＡＦカーボンブラック ８０部 ステアリン酸 ３部 亜 鉛 華 ５部 芳香族系プロセス油 １2.５部 加硫促進剤 １部 （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） イ オ ウ ２部 供試化合物 表１０記載

【００４７】配合処方を上記のように変えた以外は、実
施例１と同様の実験を行った。結果を表１０に示す。こ
の配合系でも、引張試験において、伸び５００％に至る
前に試験片が破断したため、Ｍ₅₀₀ の測定は不可能であ
った。

【００４８】

【表１０】

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、ゴムに特定のアミド化
合物を配合することにより、タイヤが高温になった際の
グリップ力に対応する６０℃以上の高温領域における t
anδを効果的に向上させることができ、しかも強度特性
の低下をほとんどきたすことがない。したがって、本発
明のゴム組成物を、タイヤの特にトレッド部に適用すれ
ば、自動車の加速性能やブレーキ性能と密接な関連を持
つグリップ性能に優れたタイヤとすることができる。ま
た本発明のゴム組成物を防振ゴムに適用すれば、自動車
のエンジンルームなど、とりわけ高温領域における防振
性能が要求される部位において、優れた性能を発揮する
ことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 万治 大阪市此花区春日出中３丁目１番98号 住 友化学工業株式会社内 (72)発明者 八児 真一 大阪市此花区春日出中３丁目１番98号 住 友化学工業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ゴムに、充填剤および下記一般式 【化１】 （式中、ＲおよびＲ′はそれぞれ独立に水素、炭素数１
   〜１８のアルキルまたは炭素数３〜１８のシクロアルキ
   ルであり、ＲとＲ′が結合して環を形成してもよく、ｎ
   は０、１または２である）で示されるアミド化合物を含
   有せしめてなることを特徴とするゴム組成物。
2. 【請求項２】前記一般式中のＲおよびＲ′が水素である
   請求項１記載のゴム組成物。
3. 【請求項３】前記一般式中のｎが１である請求項１また
   は２記載のゴム組成物。
4. 【請求項４】ゴムに、充填剤および下記一般式 【化２】 （式中、ＲおよびＲ′はそれぞれ独立に水素、炭素数１
   〜１８のアルキルまたは炭素数３〜１８のシクロアルキ
   ルであり、ＲとＲ′が結合して環を形成してもよく、ｎ
   は０、１または２である）で示されるアミド化合物を配
   合することを特徴とするゴムの損失係数を増大させる方
   法。
5. 【請求項５】請求項１〜３のいずれかに記載の組成物を
   用いたタイヤ。
6. 【請求項６】請求項１〜３のいずれかに記載の組成物を
   用いた防振ゴム。