JPH10182878A - ゴム組成物及びそのゴム組成物を使用した空気入りタイヤ - Google Patents
ゴム組成物及びそのゴム組成物を使用した空気入りタイヤInfo
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- JPH10182878A JPH10182878A JP8351164A JP35116496A JPH10182878A JP H10182878 A JPH10182878 A JP H10182878A JP 8351164 A JP8351164 A JP 8351164A JP 35116496 A JP35116496 A JP 35116496A JP H10182878 A JPH10182878 A JP H10182878A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 加工性、補強性及び耐摩耗性を向上させたゴ
ム組成物及びそのゴム組成物を使用した空気入りタイヤ
を提供する。 【解決手段】 天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴム１
００重量部に対して、ＢＥＴ法比表面積（Ｎ2 −ＳＡ）
が２００〜３００ｍ2 ／ｇの範囲であり、Ｈｇ法比表面
積（Ｈｇ−ＳＡ）が１５０ｍ2 ／ｇ以下であり、ジブチ
ルアミン吸着量（ＤＢＡ）／ＢＥＴ法比表面積（Ｎ2 −
ＳＡ）の比が１．４以下であり、かつＨｇ法比表面積
（Ｈｇ−ＳＡ）／ＢＥＴ法比表面積（Ｎ2 −ＳＡ）の比
が０．６以下である湿式法含水ケイ酸を１０〜９０重量
部配合してなるゴム組成物。
ム組成物及びそのゴム組成物を使用した空気入りタイヤ
を提供する。 【解決手段】 天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴム１
００重量部に対して、ＢＥＴ法比表面積（Ｎ2 −ＳＡ）
が２００〜３００ｍ2 ／ｇの範囲であり、Ｈｇ法比表面
積（Ｈｇ−ＳＡ）が１５０ｍ2 ／ｇ以下であり、ジブチ
ルアミン吸着量（ＤＢＡ）／ＢＥＴ法比表面積（Ｎ2 −
ＳＡ）の比が１．４以下であり、かつＨｇ法比表面積
（Ｈｇ−ＳＡ）／ＢＥＴ法比表面積（Ｎ2 −ＳＡ）の比
が０．６以下である湿式法含水ケイ酸を１０〜９０重量
部配合してなるゴム組成物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加工性、補強性及
び耐摩耗性を向上させたゴム組成物及びそのゴム組成物
を使用した空気入りタイヤに関する。
び耐摩耗性を向上させたゴム組成物及びそのゴム組成物
を使用した空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ゴム用補強性充填材として
は、カーボンブラックが使用されている。これは、カー
ボンブラックが他の充填材に較べ、高い補強性と優れた
耐摩耗性を有するためであるが、近年、省エネルギー、
省資源の社会的要請の下、とりわけ、自動車の燃料消費
を節約するため、ゴム組成物の低発熱化も同時に求めら
れるようになってきた。
は、カーボンブラックが使用されている。これは、カー
ボンブラックが他の充填材に較べ、高い補強性と優れた
耐摩耗性を有するためであるが、近年、省エネルギー、
省資源の社会的要請の下、とりわけ、自動車の燃料消費
を節約するため、ゴム組成物の低発熱化も同時に求めら
れるようになってきた。
【０００３】カーボンブラックによりゴム組成物の低発
熱化を狙う場合、カーボンブラックの少量充填、あるい
は大粒径カーボンブラックの使用が考えられるが、いづ
れの方法においても、低発熱化は補強性及び耐摩耗性と
は二率背反の関係にあることはよく知られている。
熱化を狙う場合、カーボンブラックの少量充填、あるい
は大粒径カーボンブラックの使用が考えられるが、いづ
れの方法においても、低発熱化は補強性及び耐摩耗性と
は二率背反の関係にあることはよく知られている。
【０００４】一方、ゴム組成物の低発熱化充填材として
は、湿式法含水ケイ酸（シリカ）が知られており、現在
までに、特開平３−２５２４３１号公報など、多くの特
許が出願されている。
は、湿式法含水ケイ酸（シリカ）が知られており、現在
までに、特開平３−２５２４３１号公報など、多くの特
許が出願されている。
【０００５】しかしながら、一般的に湿式法含水ケイ酸
（以下、単に「含水ケイ酸」と称す）をカーボンブラッ
クと比較すると、補強性、耐摩耗性は劣る。補強性、耐
摩耗性を改良する手段として、充填材を微粒径化（高比
表面積化）することはカーボンブラックではよく知られ
ているが、含水ケイ酸を同様に微粒径化すると、含水ケ
イ酸の分散が不十分になり、ゴム組成物のムーニー粘度
が上昇して、加工性が著しく悪化してしまう。
（以下、単に「含水ケイ酸」と称す）をカーボンブラッ
クと比較すると、補強性、耐摩耗性は劣る。補強性、耐
摩耗性を改良する手段として、充填材を微粒径化（高比
表面積化）することはカーボンブラックではよく知られ
ているが、含水ケイ酸を同様に微粒径化すると、含水ケ
イ酸の分散が不十分になり、ゴム組成物のムーニー粘度
が上昇して、加工性が著しく悪化してしまう。
【０００６】一般に、加工性と補強性とは共に優れてい
ることが望まれているのであるが、このように相反する
物性である。ところが、実用上は、ゴム製品の用途の多
様化と高度化とから、加工性と補強性の両者がより改善
されたゴム組成物を与える含水ケイ酸が望まれている。
しかし、従来の含水ケイ酸は、いずれも満足なゴム物性
を提供するに至っていない。このように相反する加工性
と補強性の両者ともに優れた総合的バランスをもった高
補強性充填材としての含水ケイ酸が求められている。
ることが望まれているのであるが、このように相反する
物性である。ところが、実用上は、ゴム製品の用途の多
様化と高度化とから、加工性と補強性の両者がより改善
されたゴム組成物を与える含水ケイ酸が望まれている。
しかし、従来の含水ケイ酸は、いずれも満足なゴム物性
を提供するに至っていない。このように相反する加工性
と補強性の両者ともに優れた総合的バランスをもった高
補強性充填材としての含水ケイ酸が求められている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ゴム
組成物の粘度を低くして加工性を向上させることがで
き、かつ、補強性と耐摩耗性に優れたゴム組成物及びそ
のゴム組成物を使用した空気入りタイヤを提供すること
にある。
組成物の粘度を低くして加工性を向上させることがで
き、かつ、補強性と耐摩耗性に優れたゴム組成物及びそ
のゴム組成物を使用した空気入りタイヤを提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記含水
ケイ酸をゴム組成物に使用するにあたり、上記特定物性
の含水ケイ酸を配合したゴム組成物とすることにより、
上記目的のゴム組成物及びそのゴム組成物を使用した空
気入りタイヤを得ることに成功し、本発明を完成するに
至ったのである。すなわち、本発明は、次の(1)〜(6)に
存する。 (1) 天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴム１００重量部
に対して、ＢＥＴ法比表面積（以下、単に「Ｎ2 −Ｓ
Ａ」と称す）が２００〜３００ｍ2 ／ｇの範囲であり、
Ｈｇ法比表面積（以下、単に「Ｈｇ−ＳＡ」と称す）が
１５０ｍ2 ／ｇ以下であり、ジブチルアミン吸着量（以
下、単に「ＤＢＡ」と称す）／Ｎ2 −ＳＡの比が１．４
以下であり、かつＨｇ−ＳＡ／Ｎ2 −ＳＡの比が０．６
以下である含水ケイ酸を１０〜９０重量部配合してなる
ゴム組成物。 (2) 含水ケイ酸のＨｇ−ＳＡが５０〜１５０ｍ2 ／ｇで
あり、ＤＢＡ／Ｎ2 −ＳＡの比が０．８〜１．４であ
り、かつＨｇ−ＳＡ／Ｎ2 −ＳＡの比が０．２〜０．６
である上記(1)記載のゴム組成物。 (3) シランカップリング剤を含水ケイ酸の１〜１５重量
％含む上記(1)又は(2)記載のゴム組成物。 (4) シランカップリング剤として下記式（Ｉ）〜式（II
I）の内、少なくとも一つを含む上記(3)記載のゴム組成
物。
ケイ酸をゴム組成物に使用するにあたり、上記特定物性
の含水ケイ酸を配合したゴム組成物とすることにより、
上記目的のゴム組成物及びそのゴム組成物を使用した空
気入りタイヤを得ることに成功し、本発明を完成するに
至ったのである。すなわち、本発明は、次の(1)〜(6)に
存する。 (1) 天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴム１００重量部
に対して、ＢＥＴ法比表面積（以下、単に「Ｎ2 −Ｓ
Ａ」と称す）が２００〜３００ｍ2 ／ｇの範囲であり、
Ｈｇ法比表面積（以下、単に「Ｈｇ−ＳＡ」と称す）が
１５０ｍ2 ／ｇ以下であり、ジブチルアミン吸着量（以
下、単に「ＤＢＡ」と称す）／Ｎ2 −ＳＡの比が１．４
以下であり、かつＨｇ−ＳＡ／Ｎ2 −ＳＡの比が０．６
以下である含水ケイ酸を１０〜９０重量部配合してなる
ゴム組成物。 (2) 含水ケイ酸のＨｇ−ＳＡが５０〜１５０ｍ2 ／ｇで
あり、ＤＢＡ／Ｎ2 −ＳＡの比が０．８〜１．４であ
り、かつＨｇ−ＳＡ／Ｎ2 −ＳＡの比が０．２〜０．６
である上記(1)記載のゴム組成物。 (3) シランカップリング剤を含水ケイ酸の１〜１５重量
％含む上記(1)又は(2)記載のゴム組成物。 (4) シランカップリング剤として下記式（Ｉ）〜式（II
I）の内、少なくとも一つを含む上記(3)記載のゴム組成
物。
【化４】
【化５】
【化６】 (5) 補強性充填材として、カーボンブラックを５〜８０
重量部含み、さらに湿式法含水ケイ酸とカーボンブラッ
クの合計配合量が１２０重量部以下である上記(1)〜(4)
の何れか一つに記載のゴム組成物。 (6) 上記(1)〜(5)の何れか一つに記載のゴム組成物をタ
イヤトレッド部に使用した空気入りタイヤ。
重量部含み、さらに湿式法含水ケイ酸とカーボンブラッ
クの合計配合量が１２０重量部以下である上記(1)〜(4)
の何れか一つに記載のゴム組成物。 (6) 上記(1)〜(5)の何れか一つに記載のゴム組成物をタ
イヤトレッド部に使用した空気入りタイヤ。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の発明の実施の形
態等を更に詳細に説明する。充填材のゴム補強のメカニ
ズムは、充填材特有の反応性及び構造性並びに分散機能
によると、一般にいわれている。より具体的には、ゴム
の補強性能に関与する大きな因子として、含水ケイ酸の
一次粒子径及びアグリゲート径、それに伴うゴム組成物
中での分散が大きく関与することが知られている。従っ
て、これら含水ケイ酸の物性をコントロールすること
は、所望のゴムの補強性能を得る上で重要である。含水
ケイ酸の構造性については、粒子径及び細孔容積等がそ
の指標として用いられている。しかし、分散機能に関し
ては、未だ確たる指標が見出されていないのが現状であ
る。
態等を更に詳細に説明する。充填材のゴム補強のメカニ
ズムは、充填材特有の反応性及び構造性並びに分散機能
によると、一般にいわれている。より具体的には、ゴム
の補強性能に関与する大きな因子として、含水ケイ酸の
一次粒子径及びアグリゲート径、それに伴うゴム組成物
中での分散が大きく関与することが知られている。従っ
て、これら含水ケイ酸の物性をコントロールすること
は、所望のゴムの補強性能を得る上で重要である。含水
ケイ酸の構造性については、粒子径及び細孔容積等がそ
の指標として用いられている。しかし、分散機能に関し
ては、未だ確たる指標が見出されていないのが現状であ
る。
【００１１】本発明者らは、これら構造性のみならず、
分散機能にも着目して、含水ケイ酸によるゴム補強の研
究を重ねた。含水ケイ酸配合物の補強性能は、大きくは
含水ケイ酸のＮ2 −ＳＡに比例し、Ｎ2 −ＳＡが高いほ
ど補強性能は高い傾向にある。しかしながら、高比表面
積である含水ケイ酸ほどゴム組成物の粘度も高くなる傾
向がある。更に、比表面積が高すぎると分散不良を招
き、補強性能が逆に低下すると同時に加工性も阻害す
る。これは、以下のような理由によると考えられる。含
水ケイ酸の表面には多数のシラノール（Ｓｉ−ＯＨ）基
が存在している。これらのシラノール基により、補強効
果が得られる反面、粒子間の水素結合による自己凝集力
が強く働き過ぎるためゴム内部における分散が困難とな
る。そのため、高比表面積ではあってもその一部分のみ
がゴムに接する結果となり、補強効果を逆に低下させる
ことになると解される。
分散機能にも着目して、含水ケイ酸によるゴム補強の研
究を重ねた。含水ケイ酸配合物の補強性能は、大きくは
含水ケイ酸のＮ2 −ＳＡに比例し、Ｎ2 −ＳＡが高いほ
ど補強性能は高い傾向にある。しかしながら、高比表面
積である含水ケイ酸ほどゴム組成物の粘度も高くなる傾
向がある。更に、比表面積が高すぎると分散不良を招
き、補強性能が逆に低下すると同時に加工性も阻害す
る。これは、以下のような理由によると考えられる。含
水ケイ酸の表面には多数のシラノール（Ｓｉ−ＯＨ）基
が存在している。これらのシラノール基により、補強効
果が得られる反面、粒子間の水素結合による自己凝集力
が強く働き過ぎるためゴム内部における分散が困難とな
る。そのため、高比表面積ではあってもその一部分のみ
がゴムに接する結果となり、補強効果を逆に低下させる
ことになると解される。
【００１２】つまり、充填材としての含水ケイ酸の比表
面積の増大（一次粒子の小径化）は、粒子表面のシラノ
ール基の増大につながる。その結果、ゴム内部での分散
不良をもたらし、補強効果の低下を招くと推測される。
このような観点から、本発明者は、従来の一次粒子径の
揃った含水ケイ酸に対して、一次粒子径が大小異なった
ものが混在し、混在の程度を調整することで含水ケイ酸
の比表面積を調整すれば、高比表面積をもった含水ケイ
酸粒子であっても、ゴム組成物内における良好なる分散
が得られると同時に、低粘度化が図れ加工性をも容易に
することができると考えた。本発明者らはかかる観点か
ら研究を重ね、前記の特定した範囲の含水ケイ酸を配合
したゴム組成物において優れた補強効果がもたらされる
ことを見出し本発明を完成するに至ったのである。
面積の増大（一次粒子の小径化）は、粒子表面のシラノ
ール基の増大につながる。その結果、ゴム内部での分散
不良をもたらし、補強効果の低下を招くと推測される。
このような観点から、本発明者は、従来の一次粒子径の
揃った含水ケイ酸に対して、一次粒子径が大小異なった
ものが混在し、混在の程度を調整することで含水ケイ酸
の比表面積を調整すれば、高比表面積をもった含水ケイ
酸粒子であっても、ゴム組成物内における良好なる分散
が得られると同時に、低粘度化が図れ加工性をも容易に
することができると考えた。本発明者らはかかる観点か
ら研究を重ね、前記の特定した範囲の含水ケイ酸を配合
したゴム組成物において優れた補強効果がもたらされる
ことを見出し本発明を完成するに至ったのである。
【００１３】本発明に用いられる含水ケイ酸は、Ｎ2 −
ＳＡが２００〜３００ｍ2/ｇの範囲である。Ｎ2 −ＳＡ
が２００ｍ2 ／ｇ未満では補強性が劣り、逆に３００ｍ
2 ／ｇを超えると自己凝集力があまりにも強すぎ分散不
良の原因となり補強性の低下及び粘度の上昇を招く。Ｎ
2 −ＳＡの範囲は、好ましくは２３０〜２８０ｍ2 ／ｇ
である。本発明に用いられる含水ケイ酸は、さらに、Ｈ
ｇ−ＳＡが１５０ｍ2/ｇ以下である。Ｈｇ−ＳＡは、含
水ケイ酸の凝集粒子及び凝集粒子同志で形成される細孔
の大きさより計算される値である。算出法は、細孔を円
筒形と仮定してＨｇ−ＳＡ＝２Ｖ／ｒとして表される。
但し、Ｈｇ−ＳＡ＝表面積（ｍ2 ／ｇ）、Ｖ＝全細孔容
積（ｃｃ／ｇ）、ｒ＝平均細孔半径（μｍ）とした場合
である。Ｈｇ−ＳＡの値が小さい含水ケイ酸は、細孔容
積が小さく、含水ケイ酸の大小の一次粒子が混在してい
て密充填に近い状態となっていること、あるいは含水ケ
イ酸のアグリゲート（凝集粒子）が大小混在していて密
充填に近い状態となっていると推測される。Ｈｇ−ＳＡ
が１５０ｍ2/ｇを超えると高活性含水ケイ酸配合のゴム
組成物に近い挙動を示し、補強性は高いが同時にゴム粘
度も高くなり好ましくないことから、本発明の含水ケイ
酸ではＨｇ−ＳＡを１５０ｍ2/ｇ以下とする。Ｈｇ−Ｓ
Ａは、好ましくは、５０〜１５０ｍ2/ｇの範囲、さらに
好ましくは１００〜１５０ｍ2 ／ｇの範囲である。
ＳＡが２００〜３００ｍ2/ｇの範囲である。Ｎ2 −ＳＡ
が２００ｍ2 ／ｇ未満では補強性が劣り、逆に３００ｍ
2 ／ｇを超えると自己凝集力があまりにも強すぎ分散不
良の原因となり補強性の低下及び粘度の上昇を招く。Ｎ
2 −ＳＡの範囲は、好ましくは２３０〜２８０ｍ2 ／ｇ
である。本発明に用いられる含水ケイ酸は、さらに、Ｈ
ｇ−ＳＡが１５０ｍ2/ｇ以下である。Ｈｇ−ＳＡは、含
水ケイ酸の凝集粒子及び凝集粒子同志で形成される細孔
の大きさより計算される値である。算出法は、細孔を円
筒形と仮定してＨｇ−ＳＡ＝２Ｖ／ｒとして表される。
但し、Ｈｇ−ＳＡ＝表面積（ｍ2 ／ｇ）、Ｖ＝全細孔容
積（ｃｃ／ｇ）、ｒ＝平均細孔半径（μｍ）とした場合
である。Ｈｇ−ＳＡの値が小さい含水ケイ酸は、細孔容
積が小さく、含水ケイ酸の大小の一次粒子が混在してい
て密充填に近い状態となっていること、あるいは含水ケ
イ酸のアグリゲート（凝集粒子）が大小混在していて密
充填に近い状態となっていると推測される。Ｈｇ−ＳＡ
が１５０ｍ2/ｇを超えると高活性含水ケイ酸配合のゴム
組成物に近い挙動を示し、補強性は高いが同時にゴム粘
度も高くなり好ましくないことから、本発明の含水ケイ
酸ではＨｇ−ＳＡを１５０ｍ2/ｇ以下とする。Ｈｇ−Ｓ
Ａは、好ましくは、５０〜１５０ｍ2/ｇの範囲、さらに
好ましくは１００〜１５０ｍ2 ／ｇの範囲である。
【００１４】さらに本発明に用いられる含水ケイ酸は、
ＤＢＡ／Ｎ2 −ＳＡの比が１．４以下である。ＤＢＡ(m
・mol/kg-SiO2)(R.Meyer: Kautschuk und Gummi 7(8),1
80-182WT(1954)) は、酸性点の量を示し、含水ケイ酸の
外部表面積に比例すると言われている。外部表面積があ
まりに大きくなりすぎると、前述したように分散不良や
加工性低下等の問題を起こすことになる。一般にＮ2 −
ＳＡが大きいものはＤＢＡも高い傾向にあり、しばしば
高活性であるともいわれる。本発明はこのＤＢＡとＮ2
−ＳＡとのバランス関係を調整してゴム組成物の補強性
能を改善している。即ち、本発明では、ＤＢＡ／Ｎ2 −
ＳＡの比率を１．４以下とすることで、加工性の改善と
補強性の向上を両立させている。ＤＢＡ／Ｎ2 −ＳＡの
比は、好ましくは０．８〜１．４の範囲である。
ＤＢＡ／Ｎ2 −ＳＡの比が１．４以下である。ＤＢＡ(m
・mol/kg-SiO2)(R.Meyer: Kautschuk und Gummi 7(8),1
80-182WT(1954)) は、酸性点の量を示し、含水ケイ酸の
外部表面積に比例すると言われている。外部表面積があ
まりに大きくなりすぎると、前述したように分散不良や
加工性低下等の問題を起こすことになる。一般にＮ2 −
ＳＡが大きいものはＤＢＡも高い傾向にあり、しばしば
高活性であるともいわれる。本発明はこのＤＢＡとＮ2
−ＳＡとのバランス関係を調整してゴム組成物の補強性
能を改善している。即ち、本発明では、ＤＢＡ／Ｎ2 −
ＳＡの比率を１．４以下とすることで、加工性の改善と
補強性の向上を両立させている。ＤＢＡ／Ｎ2 −ＳＡの
比は、好ましくは０．８〜１．４の範囲である。
【００１５】さらに本発明に用いられる含水ケイ酸は、
Ｈｇ−ＳＡ／Ｎ2ーＳＡの比が０．６以下である。Ｈｇ
−ＳＡ／Ｎ2ーＳＡの比は、好ましくは０．２〜０．６
の範囲、より好ましくは０．３〜０．５の範囲である。
Ｈｇ−ＳＡ／Ｎ2 −ＳＡの比は、含水ケイ酸の一次粒子
の異なるものの混在状態の指標であり、０．６以下と小
さくすることで、ゴム組成物の粘度の上昇を抑制すると
同時に加硫物性の改善が図れる。但し、Ｈｇ−ＳＡを小
さくしすぎたり、Ｈｇ−ＳＡ／Ｎ2 −ＳＡの比を小さく
しすぎるとゴム組成物の粘度が下がり加工性は良くなる
が、補強性が劣ることになるので注意を要する。
Ｈｇ−ＳＡ／Ｎ2ーＳＡの比が０．６以下である。Ｈｇ
−ＳＡ／Ｎ2ーＳＡの比は、好ましくは０．２〜０．６
の範囲、より好ましくは０．３〜０．５の範囲である。
Ｈｇ−ＳＡ／Ｎ2 −ＳＡの比は、含水ケイ酸の一次粒子
の異なるものの混在状態の指標であり、０．６以下と小
さくすることで、ゴム組成物の粘度の上昇を抑制すると
同時に加硫物性の改善が図れる。但し、Ｈｇ−ＳＡを小
さくしすぎたり、Ｈｇ−ＳＡ／Ｎ2 −ＳＡの比を小さく
しすぎるとゴム組成物の粘度が下がり加工性は良くなる
が、補強性が劣ることになるので注意を要する。
【００１６】含水ケイ酸の配合量は、補強性、耐摩耗
性、作業性の面から、ゴム１００重量部に対し、１０〜
９０重量部、好ましくは、１５〜８０重量部であること
が望ましい。含水ケイ酸の配合量が１０重量部未満で
は、補強性、耐摩耗性効果が小さく、９０重量部超過で
は、ゴム組成物の粘度が高くなり、加工性を阻害するた
め、好ましくない。
性、作業性の面から、ゴム１００重量部に対し、１０〜
９０重量部、好ましくは、１５〜８０重量部であること
が望ましい。含水ケイ酸の配合量が１０重量部未満で
は、補強性、耐摩耗性効果が小さく、９０重量部超過で
は、ゴム組成物の粘度が高くなり、加工性を阻害するた
め、好ましくない。
【００１７】本発明に用いられるゴムとしては、天然ゴ
ム（ＮＲ）又はジエン系合成ゴムを単独又はこれらをブ
レンドして使用することができる。合成ゴムとしては、
例えば、合成ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジ
エンゴム（ＢＲ）やスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）
等が挙げられる。
ム（ＮＲ）又はジエン系合成ゴムを単独又はこれらをブ
レンドして使用することができる。合成ゴムとしては、
例えば、合成ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジ
エンゴム（ＢＲ）やスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）
等が挙げられる。
【００１８】本発明で用いるシランカップリング剤は、
下記式（Ｉ）〜式（III）に示される少なくとも一つが
挙げられる。
下記式（Ｉ）〜式（III）に示される少なくとも一つが
挙げられる。
【化７】
【化８】
【化９】
【００１９】具体的には、ビス（３−トリエトキシシリ
ルプロピル）ポリスルフィド、γ−メルカプトプロピル
トリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエト
キシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメ
トキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシ
プロピルメチルジエトキシシラン、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
ゾリルテトラスルフィド、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、等が挙げられる。
シランカップリング剤の配合量は、含水ケイ酸の重量に
対し１〜１５重量％、好ましくは１〜１２重量％であ
る。シランカップリング剤の配合量が１重量％未満で
は、カップリング効果が小さく、１５重量％超過では、
補強性、耐摩耗性が低下し、好ましくない。
ルプロピル）ポリスルフィド、γ−メルカプトプロピル
トリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエト
キシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメ
トキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシ
プロピルメチルジエトキシシラン、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
ゾリルテトラスルフィド、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、等が挙げられる。
シランカップリング剤の配合量は、含水ケイ酸の重量に
対し１〜１５重量％、好ましくは１〜１２重量％であ
る。シランカップリング剤の配合量が１重量％未満で
は、カップリング効果が小さく、１５重量％超過では、
補強性、耐摩耗性が低下し、好ましくない。
【００２０】本発明では更に補強性充填材としてカーボ
ンブラックを配合することができる。カーボンブラック
としては、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦが好ましく使用で
きるが、特に限定されるものではない。カーボンブラッ
クの配合量は、上記ゴム１００重量部に対し、５〜８０
重量部含み、さらに含水ケイ酸とカーボンブラックの合
計配合量が１２０重量部以下であることが好ましい。カ
ーボンブラックの配合量を上記範囲とすることにより更
に補強性と耐摩耗性を向上させることができる。
ンブラックを配合することができる。カーボンブラック
としては、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦが好ましく使用で
きるが、特に限定されるものではない。カーボンブラッ
クの配合量は、上記ゴム１００重量部に対し、５〜８０
重量部含み、さらに含水ケイ酸とカーボンブラックの合
計配合量が１２０重量部以下であることが好ましい。カ
ーボンブラックの配合量を上記範囲とすることにより更
に補強性と耐摩耗性を向上させることができる。
【００２１】なお、本発明においては、上記のゴム、含
水ケイ酸、シランカップリング剤、カーボンブラック以
外に、必要に応じて、軟化剤（ワックス、オイル）、老
化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤等の通常
ゴム工業で使用される配合剤を適宜配合することができ
る。
水ケイ酸、シランカップリング剤、カーボンブラック以
外に、必要に応じて、軟化剤（ワックス、オイル）、老
化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤等の通常
ゴム工業で使用される配合剤を適宜配合することができ
る。
【００２２】本発明のゴム組成物は、上記ゴム成分、含
水ケイ酸、シランカップリング剤、カーボンブラック、
上記必要に応じて配合する上記ゴム配合剤等をバンバリ
ーミキサーなどの混練機で調製することができる。
水ケイ酸、シランカップリング剤、カーボンブラック、
上記必要に応じて配合する上記ゴム配合剤等をバンバリ
ーミキサーなどの混練機で調製することができる。
【００２３】本発明のゴム組成物は、タイヤ、コンベア
ベルト、ホースなどのゴム製品に好適に適用できるもの
であり、製品となったタイヤ、コンベアベルト、ホース
などのゴム製品は加工性、補強性、高耐摩耗性等に優れ
たものとなる。また、本発明の空気入りタイヤは、上記
ゴム組成物をタイヤトレッド部に使用したものであるの
で、タイヤトレッド部の加工性、補強性、高耐摩耗性に
優れた空気入りタイヤが得られることとなる。
ベルト、ホースなどのゴム製品に好適に適用できるもの
であり、製品となったタイヤ、コンベアベルト、ホース
などのゴム製品は加工性、補強性、高耐摩耗性等に優れ
たものとなる。また、本発明の空気入りタイヤは、上記
ゴム組成物をタイヤトレッド部に使用したものであるの
で、タイヤトレッド部の加工性、補強性、高耐摩耗性に
優れた空気入りタイヤが得られることとなる。
【００２４】
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて
詳細に記すが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。実施例及び比較例で使用する含水ケイ酸は、
下記表１に示される物性となるサンプルＡ〜Ｅの含水ケ
イ酸を使用した。サンプルＡ〜Ｃは、本発明の範囲外と
なる物性の含水ケイ酸であり、サンプルＤ〜Ｅは本発明
の範囲内となる物性の含水ケイ酸である。サンプルＤ〜
Ｅについては下記製造例１〜２により得た。
詳細に記すが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。実施例及び比較例で使用する含水ケイ酸は、
下記表１に示される物性となるサンプルＡ〜Ｅの含水ケ
イ酸を使用した。サンプルＡ〜Ｃは、本発明の範囲外と
なる物性の含水ケイ酸であり、サンプルＤ〜Ｅは本発明
の範囲内となる物性の含水ケイ酸である。サンプルＤ〜
Ｅについては下記製造例１〜２により得た。
【００２５】サンプルＡ〜Ｅの含水ケイ酸の各物性値の
測定は次に示す方法により行った。 (1) ジブチルアミン吸着量（ＤＢＡ） 石油ベンジン溶液中で含水ケイ酸に、一定量の過剰のｎ
−ジブチルアミンを添加吸着させ、残ったアミンを過塩
素酸の酢酸溶液で逆滴定して差し引き吸着したアミン量
でもってシラノール基量を定量する。単位：ｍ・ｍｏｌ
／ｋｇ (2) ＢＥＴ法比表面積（Ｎ2 −ＳＡ） ＡＭＳ−８０００（大倉理研社製）で１点法により測
定。単位：ｍ2 ／ｇ
測定は次に示す方法により行った。 (1) ジブチルアミン吸着量（ＤＢＡ） 石油ベンジン溶液中で含水ケイ酸に、一定量の過剰のｎ
−ジブチルアミンを添加吸着させ、残ったアミンを過塩
素酸の酢酸溶液で逆滴定して差し引き吸着したアミン量
でもってシラノール基量を定量する。単位：ｍ・ｍｏｌ
／ｋｇ (2) ＢＥＴ法比表面積（Ｎ2 −ＳＡ） ＡＭＳ−８０００（大倉理研社製）で１点法により測
定。単位：ｍ2 ／ｇ
【００２６】(3) Ｈｇ法比表面積（Ｈｇ−ＳＡ） ポロシメーター２０００型（伊国 Carlo Erba 社製) に
て測定。 算定法： Ｈｇ−ＳＡ＝２Ｖ／ｒ （Ｈｇ−ＳＡ＝比表面積（ｍ2 ／ｇ）、Ｖ＝細孔容積
（ｃｃ／ｇ）、ｒ＝平均半径（μｍ））
て測定。 算定法： Ｈｇ−ＳＡ＝２Ｖ／ｒ （Ｈｇ−ＳＡ＝比表面積（ｍ2 ／ｇ）、Ｖ＝細孔容積
（ｃｃ／ｇ）、ｒ＝平均半径（μｍ））
【００２７】(製造例１、サンプルＤ）攪拌器を備えた２
００リットルジャケット付きステンレス容器に、水９１
リットル及びケイ酸ナトリウム水溶液〔ＳｉＯ2 １５０
ｇ／ｌ、ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏ重量比３．３〕０．７リッ
トルを投入し、加熱して温度８５℃とした。この時のｐ
Ｈは９．４で、ＳｉＯ2濃度は１．２ｇ／ｌであった。
上記水溶液に、同様のケイ酸ナトリウム水溶液と硫酸
（１８. ４ mol／ｌ）とをｐＨを９．５±０．５に維持
しながら同時に添加し、５５分で停止した。この時のＳ
ｉＯ2濃度は３８ｇ／ｌであった。続いてこの反応で消
費されたケイ酸ナトリウムの１５５％の量のケイ酸ナト
リウムを含む上記と同様のケイ酸ナトリウム水溶液を３
５分間で添加した。この時のＳｉＯ2濃度は６８ｇ／ｌ
であった。引き続いて上記と同様の硫酸の添加を２０分
間行い、ｐＨ３で酸性化を終了して沈殿物を得た。全工
程反応温度は８５±１℃を保った。その後得られた反応
物をフィルタープレスで濾過、水洗し、得られた湿潤ケ
ーキを箱型乾燥器で乾燥して湿式沈殿法による含水ケイ
酸を得た。
００リットルジャケット付きステンレス容器に、水９１
リットル及びケイ酸ナトリウム水溶液〔ＳｉＯ2 １５０
ｇ／ｌ、ＳｉＯ2 ／Ｎａ2 Ｏ重量比３．３〕０．７リッ
トルを投入し、加熱して温度８５℃とした。この時のｐ
Ｈは９．４で、ＳｉＯ2濃度は１．２ｇ／ｌであった。
上記水溶液に、同様のケイ酸ナトリウム水溶液と硫酸
（１８. ４ mol／ｌ）とをｐＨを９．５±０．５に維持
しながら同時に添加し、５５分で停止した。この時のＳ
ｉＯ2濃度は３８ｇ／ｌであった。続いてこの反応で消
費されたケイ酸ナトリウムの１５５％の量のケイ酸ナト
リウムを含む上記と同様のケイ酸ナトリウム水溶液を３
５分間で添加した。この時のＳｉＯ2濃度は６８ｇ／ｌ
であった。引き続いて上記と同様の硫酸の添加を２０分
間行い、ｐＨ３で酸性化を終了して沈殿物を得た。全工
程反応温度は８５±１℃を保った。その後得られた反応
物をフィルタープレスで濾過、水洗し、得られた湿潤ケ
ーキを箱型乾燥器で乾燥して湿式沈殿法による含水ケイ
酸を得た。
【００２８】(製造例２、サンプルＥ）製造例１と同容
器、同原料を用い、水１０２リットル及びケイ酸ナトリ
ウム水溶液０．６リットルを投入し、加熱して８０℃と
した。この時のｐＨは９．２で、ＳｉＯ2濃度は０．９
ｇ／ｌであった。以後製造例１と同様な方法で同時添加
を９５分間行った。この時のシリカ濃度は３４ｇ／ｌで
あった。引き続き同時添加で消費されたケイ酸ナトリウ
ムの１４０％の量のケイ酸ナトリウムを含む上記と同様
のケイ酸ナトリウム水溶液を３０分間で添加した。この
時のＳｉＯ2濃度は６１ｇ／ｌであった。その後、硫酸
で３０分間酸添加を行ないｐＨ３で終了して実施例１と
同様の方法で含水ケイ酸を得た。反応温度は全工程８０
±１℃を保った。
器、同原料を用い、水１０２リットル及びケイ酸ナトリ
ウム水溶液０．６リットルを投入し、加熱して８０℃と
した。この時のｐＨは９．２で、ＳｉＯ2濃度は０．９
ｇ／ｌであった。以後製造例１と同様な方法で同時添加
を９５分間行った。この時のシリカ濃度は３４ｇ／ｌで
あった。引き続き同時添加で消費されたケイ酸ナトリウ
ムの１４０％の量のケイ酸ナトリウムを含む上記と同様
のケイ酸ナトリウム水溶液を３０分間で添加した。この
時のＳｉＯ2濃度は６１ｇ／ｌであった。その後、硫酸
で３０分間酸添加を行ないｐＨ３で終了して実施例１と
同様の方法で含水ケイ酸を得た。反応温度は全工程８０
±１℃を保った。
【００２９】
【表１】
【００３０】（実施例１〜６及び比較例１〜８）上記表
１に示される物性の含水ケイ酸（サンプルＡ〜Ｅ）を使
用して、下記表２及び表３に示される配合組成によりゴ
ム組成物を調製した。この実施例１〜６及び比較例１〜
８のゴム組成物について、下記測定方法によりムーニー
粘度（加工性）、補強性及び耐摩耗性を評価した。これ
らの結果を下記表２及び表３、並びに図１に示す。な
お、表２及び表３の配合組成の配合単位は重量部であ
る。
１に示される物性の含水ケイ酸（サンプルＡ〜Ｅ）を使
用して、下記表２及び表３に示される配合組成によりゴ
ム組成物を調製した。この実施例１〜６及び比較例１〜
８のゴム組成物について、下記測定方法によりムーニー
粘度（加工性）、補強性及び耐摩耗性を評価した。これ
らの結果を下記表２及び表３、並びに図１に示す。な
お、表２及び表３の配合組成の配合単位は重量部であ
る。
【００３１】(1) ムーニー粘度 ＪＩＳ Ｋ６３００に準拠して、１２５℃にて、予熱１
分後試験を開始し、４分後の値を、コントロールと比
較。小さいほど良好。 (2) 補強性 ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して、ダンベル状３号サンプ
ルを用いて２５℃で引張り試験を行った時の引張り強度
を、コントロールと比較。大きいほど良好。 (3)耐摩耗性 ランボーン摩耗試験機を用い、ＢＳ（British Standar
d）規格９０３（part A）Ｄ法に準じた方法により、接
地圧５kg／cm2、スリップ率４０％にて測定し、次式に
より算出した。 耐摩耗性＝（コントロールの損失重量／供試試験片の損
失重量）×１００ 大きいほど良好。
分後試験を開始し、４分後の値を、コントロールと比
較。小さいほど良好。 (2) 補強性 ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して、ダンベル状３号サンプ
ルを用いて２５℃で引張り試験を行った時の引張り強度
を、コントロールと比較。大きいほど良好。 (3)耐摩耗性 ランボーン摩耗試験機を用い、ＢＳ（British Standar
d）規格９０３（part A）Ｄ法に準じた方法により、接
地圧５kg／cm2、スリップ率４０％にて測定し、次式に
より算出した。 耐摩耗性＝（コントロールの損失重量／供試試験片の損
失重量）×１００ 大きいほど良好。
【００３２】
【表２】
【００３３】
【表３】
【００３４】（表２〜３、図１の考察）実施例１〜４及
び比較例１〜６は、比較例１をコントロールとし、実施
例５は比較例７をコントロールとし、実施例６は比較例
８をコントロールとしたものである。本発明の範囲内と
なる物性の含水ケイ酸（サンプルＤ〜Ｅ）を使用した実
施例１〜６は、本発明の範囲外となる物性の含水ケイ酸
（サンプルＡ〜Ｃ）を使用した比較例１〜８に較べ、ム
ーニー粘度（加工性）、補強性及び耐摩耗性を大幅に向
上することができることが判明した。このことは、図１
からも明らかである。
び比較例１〜６は、比較例１をコントロールとし、実施
例５は比較例７をコントロールとし、実施例６は比較例
８をコントロールとしたものである。本発明の範囲内と
なる物性の含水ケイ酸（サンプルＤ〜Ｅ）を使用した実
施例１〜６は、本発明の範囲外となる物性の含水ケイ酸
（サンプルＡ〜Ｃ）を使用した比較例１〜８に較べ、ム
ーニー粘度（加工性）、補強性及び耐摩耗性を大幅に向
上することができることが判明した。このことは、図１
からも明らかである。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、加工性、補強性及び耐
摩耗性の大幅な向上を図ることができるゴム組成物が提
供される。また、本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム
組成物をタイヤトレッド部に使用したものであるので、
タイヤトレッド部の加工性、補強性、高耐摩耗性に優れ
た空気入りタイヤが得られることとなる。
摩耗性の大幅な向上を図ることができるゴム組成物が提
供される。また、本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム
組成物をタイヤトレッド部に使用したものであるので、
タイヤトレッド部の加工性、補強性、高耐摩耗性に優れ
た空気入りタイヤが得られることとなる。
【図１】実施例１〜６及び比較例１〜８についての、ム
ーニー粘度（指数）と耐摩耗性（指数）との関係を示す
特性図である。
ーニー粘度（指数）と耐摩耗性（指数）との関係を示す
特性図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 9/00 Ｃ０８Ｌ 9/00
Claims (6)
- 【請求項１】 天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴム１
００重量部に対して、ＢＥＴ法比表面積（Ｎ2 −ＳＡ）
が２００〜３００ｍ2 ／ｇの範囲であり、Ｈｇ法比表面
積（Ｈｇ−ＳＡ）が１５０ｍ2 ／ｇ以下であり、ジブチ
ルアミン吸着量（ＤＢＡ）／ＢＥＴ法比表面積（Ｎ2 −
ＳＡ）の比が１．４以下であり、かつＨｇ法比表面積
（Ｈｇ−ＳＡ）／ＢＥＴ法比表面積（Ｎ2 −ＳＡ）の比
が０．６以下である湿式法含水ケイ酸を１０〜９０重量
部配合してなるゴム組成物。 - 【請求項２】 湿式法含水ケイ酸のＨｇ法比表面積（Ｈ
ｇ−ＳＡ）が５０〜１５０ｍ2 ／ｇであり、ジブチルア
ミン吸着量（ＤＢＡ）／ＢＥＴ法比表面積（Ｎ2 −Ｓ
Ａ）の比が０．８〜１．４であり、かつＨｇ法比表面積
（Ｈｇ−ＳＡ）／ＢＥＴ法比表面積（Ｎ2 −ＳＡ）の比
が０．２〜０．６である請求項１に記載のゴム組成物。 - 【請求項３】 シランカップリング剤を湿式法含水ケイ
酸の１〜１５重量％含む請求項１又は２記載のゴム組成
物。 - 【請求項４】 シランカップリング剤として下記式
（Ｉ）〜式（III）の内、少なくとも一つを含む請求項
３記載のゴム組成物。 【化１】 【化２】 【化３】 - 【請求項５】 補強用充填材として、カーボンブラック
を５〜８０重量部含み、さらに湿式法含水ケイ酸とカー
ボンブラックの合計配合量が１２０重量部以下である請
求項１〜４の何れか一つに記載のゴム組成物。 - 【請求項６】 請求項１〜５の何れか一つに記載のゴム
組成物をタイヤトレッド部に使用した空気入りタイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35116496A JP3445081B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | ゴム組成物及びそのゴム組成物を使用した空気入りタイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35116496A JP3445081B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | ゴム組成物及びそのゴム組成物を使用した空気入りタイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10182878A true JPH10182878A (ja) | 1998-07-07 |
| JP3445081B2 JP3445081B2 (ja) | 2003-09-08 |
Family
ID=18415491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35116496A Expired - Fee Related JP3445081B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | ゴム組成物及びそのゴム組成物を使用した空気入りタイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3445081B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000302912A (ja) * | 1999-04-20 | 2000-10-31 | Nippon Silica Ind Co Ltd | ゴム補強充填用含水珪酸及びそれを用いたゴム組成物 |
| WO2009091057A1 (ja) * | 2008-01-18 | 2009-07-23 | Bridgestone Corporation | ゴム組成物及びタイヤ |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP35116496A patent/JP3445081B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000302912A (ja) * | 1999-04-20 | 2000-10-31 | Nippon Silica Ind Co Ltd | ゴム補強充填用含水珪酸及びそれを用いたゴム組成物 |
| WO2009091057A1 (ja) * | 2008-01-18 | 2009-07-23 | Bridgestone Corporation | ゴム組成物及びタイヤ |
| US8273820B2 (en) | 2008-01-18 | 2012-09-25 | Bridgestone Corpopration | Rubber composition and tire |
| JP5448849B2 (ja) * | 2008-01-18 | 2014-03-19 | 株式会社ブリヂストン | ゴム組成物及びタイヤ |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3445081B2 (ja) | 2003-09-08 |
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