JPH11189680A - ゴム組成物 - Google Patents

ゴム組成物

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JPH11189680A
JPH11189680A JP36099197A JP36099197A JPH11189680A JP H11189680 A JPH11189680 A JP H11189680A JP 36099197 A JP36099197 A JP 36099197A JP 36099197 A JP36099197 A JP 36099197A JP H11189680 A JPH11189680 A JP H11189680A
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JP
Japan
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carbon black
rubber composition
polysiloxane
weight
rubber
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Pending
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JP36099197A
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English (en)
Inventor
Chikashi Yatsuyanagi
史 八柳
Kazunori Ishikawa
和憲 石川
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Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カーボンブラック配合ゴム組成物のtanδ
バランスおよび耐摩耗性の特性を向上させる。 【解決手段】 カーボンブラックを配合したゴム組成物
において、下記のラダー型ポリシロキサンを配合する。 R1 −Si(OR2)3 (R1 は、水素または炭素数1〜21の炭化水素基、R
2 は、炭素数1〜18の置換もしくは非置換の一価炭化
水素基またはエーテル結合含有有機基である。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム組成物に関
し、更に詳しくは、tanδバランスや耐摩耗性が改善
されたゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、ゴム補強用には、カーボンブ
ラックやシリカといった補強性充填剤が使用されてき
た。シリカは、カーボンブラックに対して高温(60℃
付近)でのtanδが低く、低温(0℃付近)でのta
nδが高いという特性を持つため、例えばタイヤトレッ
ド用ゴム組成物に用いた場合、低ころがり抵抗でかつグ
リップ力の高いタイヤが製造できるという利点がある。
しかしながら、シリカは、カーボンブラックに比べ耐摩
耗性が劣ること、および電気伝導度が低いために走行中
にタイヤが帯電し、種々の問題を発生させるなどの未解
決の問題があった。一方、顔料などの表面をシリカなど
で被覆することにより、その表面電荷を変えて分散性を
改良したり、耐候性を向上させたりすることは、例え
ば、特公昭50−14254号公報や特公平7−302
69号公報などに提案されている。例えば、特公平7−
30269号公報には、カーボンブラックを水中に分散
させ、pHを6以上に調節し、温度を70℃以上に保ちな
がら珪酸ナトリウムを用いてカーボンブラックの粒子表
面に無定形シリカを沈積させた粉体塗料用カーボンブラ
ックの表面処理方法が記載されている。
【0003】また、カーボンブラックを珪素化合物で処
理するといった特許が種々公開されている。例えば、特
開昭53−100190号、特開昭56−38357
号、特開昭61−291659号公報には、シリコン化
合物とカーボンブラックを混合乾燥させることが開示さ
れている。また、特開昭58−125249号公報に
も、シランカップリング剤を表面に被覆したカーボンブ
ラックを熱可塑性樹脂へ混合することが開示されている
が、これも前記と同様に、ゴムに配合した時の優れた特
性についてはまったく記載されていない。特開平4−2
33976号公報には、有機珪素化合物で化学的に変性
されたカーボンブラックとして珪素原子を分子内に2個
以下持つ珪素化合物とカーボンブラックとの加熱反応物
の製造方法、およびそれを配合したゴム組成物について
開示されているが、この事例は、アルコキシシリル基を
介して種々の有機基をカーボンブラック表面に持たせる
ことを目的としたものである。
【0004】一方、欧州特許第96/37547号明細
書には、カーボンブラックを作る際に、テトラエトキシ
シラン(TEOS)を使用する方法が開示されている。
しかし、このようにして作られたカーボンブラックは、
ゴム配合時に多量のシランカップリング剤を使用しなけ
れば、目的の性能(tanδ、耐摩耗性)が得られな
い。これは、高温でテトラエトキシシランを処理するた
め、シランカップリング剤と反応するシランカップリン
グ剤が少なくなっているものと考えられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明で
は、従来のカーボン/シリカの併用混合に比して、ta
nδバランスや耐摩耗性が改善されるゴム組成物を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、カーボ
ンブラックを配合したゴム組成物において、以下の構
造: R1 −Si(OR2)3 (式中、R1 は、水素または炭素数1〜21の炭化水素
基であり、R2 は、炭素数1〜18の置換もしくは非置
換の一価炭化水素基またはエーテル結合含有有機基であ
る)を有するシラン化合物を60重量%以上含むアルコ
キシシランを加水分解縮合して得られる、シラノール基
を有するポリシロキサンを含んでなるゴム組成物が提供
される。
【0007】また、本発明によれば、前記ポリシロキサ
ンが、ラダー型を有しており、その重量平均分子量が5
00〜20000であること、前記ポリシロキサンの配
合量が、カーボンブラック配合量の0.5〜20重量%
であること、および前記カーボンブラック配合量の40
重量部以下のシランカップリング剤を更に含むことを特
徴とするゴム組成物が提供される。
【0008】また、本発明によれば、原料ゴム、カーボ
ンブラック、前記ポリシロキサンおよびその他配合剤を
密閉式ミキサー内において70℃以上で同時に混合して
得られるゴム組成物が提供される。
【0009】また、本発明によれば、カーボンブラック
を配合したゴム組成物において、以下の構造: R1 −Si(OR2)3 (式中、R1 は、水素または炭素数1〜21の炭化水素
基であり、R2 は、炭素数1〜18の置換もしくは非置
換の一価炭化水素基またはエーテル結合含有有機基であ
る)を有するシラン化合物を60重量%以上含むアルコ
キシシランを加水分解縮合して得られるシラノール基を
有するポリシロキサンが、カーボンブラック表面を被覆
して存在するゴム組成物が提供される。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明は、シリカ表面のシラノー
ル基と同じシラノール基を有するラダー型(格子型)ポ
リシロキサンに着目したものである。カーボンブラック
を配合したゴム組成物中に、従来の直鎖型ポリシロキサ
ンを配合する場合には、ポリシロキサン中のメチル基や
エチル基はカーボンブラックと親和性が高いが、ポリシ
ロキサンがメトキシ基やエトキシ基を有する場合にカー
ボンブラック表面にポリシロキサンが付着しても、それ
はシリカ表面のシラノール基のようにはシランカップリ
ング剤とは反応しにくい。また、ポリシロキサンが有効
にシランカップリング剤と反応するためには、それがカ
ーボンブラック表面でゲル化することが好ましいが、直
鎖型ポリシロキサンでは分子量もそれほど上がらず、ゲ
ル化しにくい。そこで、本発明では、シラノール基を有
するラダー型のポリシロキサンをカーボンブラック、ゴ
ムおよびシランカップリング剤等と同時に混合すること
によって、カーボンブラック表面で該ポリシロキサンが
ゲル化してカーボンブラック表面を被覆し、それにより
ポリシロキサン内部のシラノール基がシリカと同等の働
きをすることで従来のシリカを配合したゴム組成物以上
の性能を有するゴム組成物が得られることを見出したも
のである。
【0011】本発明によれば、カーボンブラックを配合
したゴム組成物中に配合される上記ラダー型のポリシロ
キサンは、次式の構造:
【化1】 (式中、R1 は、水素、または炭素数1〜21の炭化水
素基であり、R2 は、炭素数1〜18の置換もしくは非
置換の一価炭化水素基またはエーテル結合含有有機基で
ある。)を有するものである。そして、このラダー型ポ
リシロキサンは、その重量平均分子量が500〜200
00にあるものを使用するのが好ましく、ゴム組成物中
に、カーボンブラック配合量の0.5〜20重量%の範
囲で配合され、特に好ましい範囲は、2〜20重量%で
ある。前記ポリシロキサンの配合量が少なすぎると所望
の効果が得られず、逆に多すぎるとカーボンブラックと
結合しない該物質がゴム加硫物からしみ出す場合がある
ので好ましくない。
【0012】前記ラダー型のポリシロキサンは、公知物
質であり、現在商品名SLR−402およびSLR−5
00(関西ペイント製)等として入手可能なものであ
る。一般的には、以下のようにトリアルコキシシランを
原料にして2段階加水分解縮合反応によって製造するこ
とができる。
【化2】
【0013】本発明のゴム組成物に主成分として配合さ
れる原料ゴムは、従来から各種ゴム組成物に一般的に配
合されている任意のゴム、例えば、天然ゴム(NR)、
ポリイソプレンゴム(IR)、各種スチレン−ブタジエ
ン共重合体ゴム(SBR)、各種ポリブタジエンゴム
(BR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム
(NBR)、ブチルゴム(IIR)などのジエン系ゴム
やエチレン−プロピレン共重合体ゴム(EPR,EPD
M)などを単独又は任意のブレンドとして使用すること
ができる。
【0014】本発明のゴム組成物に配合されるカーボン
ブラックの配合量は、特に限定されないが、ゴム100
重量部に対し、40〜120重量部とするのが好まし
く、更に好ましくは40〜100重量部である。
【0015】本発明の好ましい態様に係るゴム組成物
は、更にシランカップリング剤を含む。本発明において
使用されるシランカップリング剤は、従来からシリカ充
填材と併用される任意のシランカップリング剤とするこ
とができ、典型例としては以下の表Iに示したものをあ
げることができる。このうち、ビス−〔3−(トリエト
キシシリル)−プロピル〕テトラスルフィドが加工性の
面から最も好ましい。さらに表IIに示した、加硫時にゴ
ムと反応する特殊なシランカップリング剤も好適に使用
することができる。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】本発明のゴム組成物にシランカップリング
剤を配合した場合には、tanδバランスおよび耐摩耗
性を更に改良することができる。本発明におけるシラン
カップリング剤の好ましい使用量は、組成物中のカーボ
ンブラックの配合量に対し40重量%以下、更に好まし
くは0.5〜40重量%、特に好ましくは1〜20重量
%である。シランカップリング剤の量が少なすぎると所
望の効果が得られにくくなり、逆に多すぎると混合や押
出工程での焼け(スコーチ)が生じ易くなるおそれがあ
るので好ましくない。
【0019】本発明に係るゴム組成物には、前記した必
須成分に加えて、加流または架橋剤、加硫または架橋促
進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ
用、その他一般ゴム用に一般的に配合されている各種添
加剤を配合することができ、かかる配合物は一般的な方
法で混練、加硫して組成物とし、加硫または架橋するの
に使用することができる。これらの添加剤の配合量も本
発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とす
ることができる。
【0020】本発明に係る好ましいゴム組成物は、前記
原料ゴム、カーボンブラック、ラダー型ポリシロキサ
ン、その他配合剤を密閉式ミキサー内において70℃以
上で同時に混合して得られるゴム組成物である。上記温
度条件で充分混練することにより、カーボンブラック表
面上で前記ポリシロキサンがゲル化してカーボンブラッ
ク表面を覆うことになるので、本発明で所望する作用効
果がより有効に発揮される。
【0021】また、本発明に係る他の好ましい態様のゴ
ム組成物では、前記ラダー型ポリシロキサンがカーボン
ブラックの表面の略全面を被覆して存在するゴム組成物
である。かかるゴム組成物は、V型混合機などで予めカ
ーボンブラックをラダー型ポリシロキサンで表面処理し
たものを原料ゴム等と混合して得られる。
【0022】
【実施例】以下、標準例、実施例及び比較例に従って本
発明を更に詳しく説明するが、本発明の技術的範囲をこ
れらの実施例に限定するものでないことは言うまでもな
い。
【0023】実施例で使用するラダー型ポリシロキサン
を下記に示した。ラダー型ポリシロキサン1
【化3】
【0024】ラダー型ポリシロキサン2
【化4】
【0025】以下の標準例、実施例および比較例の各例
の配合に用いた他の配合成分は、次の市販品を用いた。 NR:SIR−20 SBR:Nipol NS116(日本ゼオン)〔スチ
レン量:20%、ビニル量:67%、分子量:36万、
ガラス転移温度−30℃の末端変性/カップリング処理
した溶液重合SBR〕 カーボンブラック(HAF):シーストKH(東海カー
ボン)〔N2 SA=92(m2 /g)、DBP=117
(cc/100g)〕 シリカ:Nipzil(ニップシール)AQ(日本シリ
カ工業) シランカップリング剤:Si69(デクサ)(化学名:
ビス〔3−(トリエトキシシリル)−プロピル〕テトラ
スルフィド) 活性剤:ジエチレングリコール 直鎖型ポリシロキサン:シラノール末端ジメチルシリコ
ーン(平均重合度20) 亜鉛華:亜鉛華3号 ステアリン酸:工業用ステアリン酸 老化防止剤6C:N−フェニル−N′−(1,3−ジメ
チルブチル)−p−フェニレンジアミン 芳香族プロセスオイル: 硫黄:油処理粉末硫黄 加硫促進剤NS:N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾー
ルスルフェンアミド 加硫促進剤DPG:ジフェニルグアニジン
【0026】サンプルの調製 加硫促進剤と硫黄を除く成分を1.8リットルの密閉型
ミキサーで3〜5分間混練し、165±5℃に達したと
きに放出したマスターバッチに加硫促進剤と硫黄を8イ
ンチのオープンロール混練し、ゴム組成物を得た。次
に、この組成物を15×15×0.2cmの金型中で16
0℃で20分間プレス加硫して目的とする試験片(ゴム
シート)を調製し、加硫物性を評価した。
【0027】各例において得られたゴム組成物の加硫物
性の試験方法は、以下のとおりである。 1)tanδ(0℃および60℃):東洋精機製作所製
レオログラフソリッドを用い、初期歪み=10%、動的
歪み=2%、周波数=20Hzで粘弾性を測定(試料幅:
5mm)。 2)耐摩耗性:ランボーン摩耗試験機(岩本製作所
(株)製)を用いて、温度20℃、スリップ率50%の
条件で摩耗減量を測定し、標準例を100として指数表
示した。数値は大なる程、耐摩耗性が良好であることを
示す。
【0028】標準例、実施例1〜4および比較例1〜6 カーボンブラックを配合したゴム組成物に対して、ラダ
ー型ポリシロキサン1および2を配合した場合の結果を
以下の表III に示す。
【表3】
【0029】
【表4】
【0030】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
ゴム組成物にラダー型のポリシロキサンをカーボンブラ
ックと共に配合することによって、実施例1および2に
示すように、ゴム組成物のtanδバランスと耐摩耗性
を改良することができ、また、シランカップリング剤を
更に併用すると、実施例3および4に示すように、一層
大巾に改良することができた。よって、これをタイヤ部
材、特にタイヤトレッド部材等に有効に利用することが
できる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カーボンブラックを配合したゴム組成物
    において、以下の構造: R1 −Si(OR2)3 (式中、R1 は、水素または炭素数1〜21の炭化水素
    基であり、R2 は、炭素数1〜18の置換もしくは非置
    換の一価炭化水素基またはエーテル結合含有有機基であ
    る)を有するシラン化合物を60重量%以上含むアルコ
    キシシランを加水分解縮合して得られる、シラノール基
    を有するポリシロキサンを含んでなるゴム組成物。
  2. 【請求項2】 前記ポリシロキサンが、ラダー(格子)
    型を有しており、その重量平均分子量が500〜200
    00である請求項1に記載のゴム組成物。
  3. 【請求項3】 前記ポリシロキサンの配合量が、カーボ
    ンブラック配合量の0.5〜20重量%である請求項1
    または2に記載のゴム組成物。
  4. 【請求項4】 前記カーボンブラック配合量の40重量
    %以下のシランカップリング剤を更に含む請求項1〜3
    のいずれか1項に記載のゴム組成物。
  5. 【請求項5】 原料ゴム、カーボンブラック、前記ポリ
    シロキサンおよびその他配合剤を密閉式ミキサー内にお
    いて70℃以上で同時に混合して得られる請求項1〜4
    のいずれか1項に記載のゴム組成物。
  6. 【請求項6】 カーボンブラックを配合したゴム組成物
    において、以下の構造: R1 −Si(OR2)3 (式中、R1 は、水素または炭素数1〜21の炭化水素
    基であり、R2 は、炭素数1〜18の置換もしくは非置
    換の一価炭化水素基またはエーテル結合含有有機基であ
    る)を有するシラン化合物を60重量%以上含むアルコ
    キシシランを加水分解縮合して得られるシラノール基を
    有するポリシロキサンが、カーボンブラック表面を被覆
    して存在するゴム組成物。
JP36099197A 1997-12-26 1997-12-26 ゴム組成物 Pending JPH11189680A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005047956A (ja) * 2003-07-29 2005-02-24 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤトレッド用ゴム組成物
JP2005068194A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP4516182B2 (ja) * 2000-05-25 2010-08-04 住友ゴム工業株式会社 トレッド用ゴム組成物
JP2020075986A (ja) * 2018-11-07 2020-05-21 Toyo Tire株式会社 インナーライナー用ゴム組成物および空気入りタイヤ
JP2020075982A (ja) * 2018-11-07 2020-05-21 Toyo Tire株式会社 インナーライナー用ゴム組成物および空気入りタイヤ
CN115353676A (zh) * 2022-09-16 2022-11-18 中策橡胶集团股份有限公司 一种低硅烷偶联剂用量的橡胶组合物及其混炼方法和轮胎

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4516182B2 (ja) * 2000-05-25 2010-08-04 住友ゴム工業株式会社 トレッド用ゴム組成物
JP2005047956A (ja) * 2003-07-29 2005-02-24 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤトレッド用ゴム組成物
JP2005068194A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP2020075986A (ja) * 2018-11-07 2020-05-21 Toyo Tire株式会社 インナーライナー用ゴム組成物および空気入りタイヤ
JP2020075982A (ja) * 2018-11-07 2020-05-21 Toyo Tire株式会社 インナーライナー用ゴム組成物および空気入りタイヤ
CN115353676A (zh) * 2022-09-16 2022-11-18 中策橡胶集团股份有限公司 一种低硅烷偶联剂用量的橡胶组合物及其混炼方法和轮胎
CN115353676B (zh) * 2022-09-16 2023-05-23 中策橡胶集团股份有限公司 一种低硅烷偶联剂用量的橡胶组合物及其混炼方法和轮胎

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