JPH1143557A - ゴム組成物 - Google Patents

ゴム組成物

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Publication number
JPH1143557A
JPH1143557A JP9192792A JP19279297A JPH1143557A JP H1143557 A JPH1143557 A JP H1143557A JP 9192792 A JP9192792 A JP 9192792A JP 19279297 A JP19279297 A JP 19279297A JP H1143557 A JPH1143557 A JP H1143557A
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JP
Japan
Prior art keywords
radical
rubber
group
rubber composition
compound
Prior art date
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Pending
Application number
JP9192792A
Other languages
English (en)
Inventor
Keisuke Chino
圭介 知野
Katsuhiro Igawa
勝弘 井川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
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Publication date
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Priority to PCT/JP1997/003853 priority patent/WO1998018859A1/ja
Priority to EP97909611A priority patent/EP0870798B1/en
Priority to DE69727550T priority patent/DE69727550T2/de
Publication of JPH1143557A publication Critical patent/JPH1143557A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工性に優れ、高ウェット制動/低転動抵抗
のバランスに優れ、かつ耐摩耗性の改良されたゴム組成
物を開発する。 【解決手段】 少なくとも一種のジエン系原料ゴム10
0重量部に、少なくとも一種の補強剤20重量部以上
と、アミノ基、イソシアネート基、ヒドロキシル基、カ
ルボキシル基、オキシラン基及びチイラン基の少なくと
も一種の置換基を少なくとも一個を有するニトロキシド
ラジカル、ヒドラジルラジカル、アリロキシルラジカル
及びトリチルラジカルからなる群から選ばれた少なくと
も一種のラジカルを含む、常温、酸素存在下の状態にお
いて安定に存在する化合物0.1〜10重量部を配合し
てなるゴム組成物。

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、
更に詳しくは加工性に優れ、耐摩耗性が向上し、かつ高
ウェット制動と低転動抵抗とのバランス(tanδのバ
ランス)に優れたゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】ゴム組成物、特に空気入りタイヤ用ゴム
組成物において、その加工性やタイヤなどの製品の特性
を改良する種々の試みがなされており、特に加工性に優
れ、タイヤにした場合の耐摩耗性が高く、かつ高ウェッ
ト制動と低転動抵抗とのバランスに優れたゴム組成物に
対する要求がある。安定フリーラジカルによるポリマー
の安定化に関しては、特開平8−239510号公報に
記載されており、ゴムに対する安定フリーラジカルの劣
化防止効果については特願平8−284080号出願で
提案した。一方、アミノ基のような反応性基を持つゴム
がカーボンブラックと反応することにより、ヒステリシ
スが低減し、ローリング抵抗が低くなるということは、
たとえば特開平8−269131号公報に記載されてい
る。また、チアジアゾールやヒドラジド化合物を用いて
ゴムとカーボンブラックとを反応させ、分散性を良くし
て低発熱化させるということは特開平8−283461
号公報、特開平8−283462号公報などに開示され
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】2,2,6,6−テト
ラメチルピペリジニルオキシ(TEMPO)などの安定
フリーラジカル化合物は光、熱、機械的にゴムが切断さ
れて発生したラジカルをトラップし、加工時の架橋を防
ぎ、粘度を低下せしめ、老化防止効果を発揮するが、ゴ
ムの末端の数は増加する一方であり、ゴム物性の低下を
引き起こしてしまうという問題がある。
【0004】従って、本発明は、加工性に優れ、高ウェ
ット制動/低転動抵抗のバランス(tanδのバラン
ス)に優れ、かつ耐摩耗性の改良されたゴム組成物を開
発することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、少なく
とも一種のジエン系原料ゴム100重量部に、少なくと
も一種の補強剤20重量部以上と、アミノ基、イソシア
ネート基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、オキシラ
ン基及びチイラン基の少なくとも一種の置換基を少なく
とも一個を有するニトロキシドラジカル、ヒドラジルラ
ジカル、アリロキシルラジカル及びトリチルラジカルか
らなる群から選ばれた少なくとも一種のラジカルを含
む、常温、酸素存在下の状態において安定に存在する化
合物0.1〜10重量部とを配合してなるゴム組成物が
提供される。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成及びその作用
効果について図面を参照しながら以下に説明する。本発
明に係るゴム組成物に主成分として配合されるゴムは従
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
ジエン系ゴム、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。
【0007】本発明に係るゴム組成物に配合される補強
剤としては、例えばカーボンブラック、シリカなどがあ
げられ、ジエン系ゴム100重量部に対し、20重量部
以上、好ましくは40〜60重量部配合する。この配合
量が少な過ぎるとゴム組成物として必要な補強性が得ら
れないので好ましくない。
【0008】本発明に係るゴム組成物に用いられるカー
ボンブラックは、窒素比表面積(N 2 SA)が好ましく
は20〜200m2 /g、更に好ましくは50〜170
2/g、DBP吸油量が好ましくは60〜130ml/
100g、更に好ましくは80〜120ml/100gで
ある。
【0009】本発明に係るゴム組成物に用いられるシリ
カは、ゴム配合に用いることができる任意のシリカ(又
はホワイトカーボン)とすることができ、好ましくはN
2 SAが80〜300m2 /g、更に好ましくは100
〜250m2 /gでDBP吸油量が100〜300ml/
100g、更に好ましくは120〜250ml/100g
である。
【0010】なお、カーボンブラック及びシリカの特性
の測定方法は以下の通りである。 a)窒素比表面積(N2 SA) ASTM−D3037−78“Standard Me
thods ofTreating Carbon B
lack−Surface Areaby Nitro
gen Adsorption”Method Cによ
る。 b)DBP吸油量 ASTM−D−3493により測定。
【0011】本発明に従えば、必須成分として、アミノ
基、イソシアネート基、ヒドロキシル基、カルボキシル
基、オキシラン基及びチイラン基の少なくとも一種の置
換基を1個以上有するニトロキシドラジカル、ヒドラジ
ルラジカル、アリロキシルラジカル及びトリチルラジカ
ルから選ばれた少なくとも一種のラジカルを含む、常
温、酸素存在下の状態において安定に存在する化合物を
ジエン系ゴム100重量部に対し0.1〜10重量部、
好ましくは0.5〜5重量部配合する。これらの配合量
が少な過ぎると所望の効果が得られず、逆に多過ぎると
ゴム組成物として必要な補強性が得られないので好まし
くない。
【0012】本発明において使用することができる化合
物としては、以下の化合物を例示することができる。
【0013】置換ニトロキシドラジカル(ピペリジニル
オキシ)(式(I)参照)
【0014】
【化1】
【0015】(式(I)中、RはC,O,N,S,P、
1 〜C30のアルキレン基及びC6 〜C30のアリール基
の少なくとも一種又は単結合を示し、R1 〜R4 はそれ
ぞれ独立に水素又はメチル基、エチル基などのC1 〜C
4 アルキル基を示し、Aは独立にアミノ基、イソシアネ
ート基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、オキシラン
基又はチイラン基を示し、nは1〜6の整数を示す。)
【0016】式(I)で示される置換ニトロキシドラジ
カル含有化合物及びその他の置換ニトロキシドラジカル
含有化合物の代表例をあげれば、以下の通りである。
【0017】
【化2】
【0018】
【化3】
【0019】置換ニトロキシドラジカル(ピロリジニル
オキシ)(式(II)又は(III) 参照)
【0020】
【化4】
【0021】式(II)又は式(III)で示される置換ニト
ロキシドラジカル含有化合物の代表例をあげれば以下の
通りである。
【0022】
【化5】
【0023】
【化6】
【0024】
【化7】
【0025】その他のニトロキシドラジカルの例として
更に以下のラジカル化合物の置換体も本発明のニトロキ
シドラジカル含有化合物としてあげることができる。
【0026】
【化8】
【0027】
【化9】
【0028】置換ヒドラジルラジカル化合物の例をあげ
れば以下の化合物の置換体をあげることができる。
【0029】
【化10】
【0030】置換アリロキシラジカル化合物の例をあげ
れば以下の化合物の置換体をあげることができる。
【0031】
【化11】
【0032】置換トリチルラジカル含有化合物及びその
類似体の例をあげれば化合物の置換体をあげることがで
きる。
【0033】
【化12】
【0034】本発明によれば、前述の如く、特定の置換
基を有する安定なフリーラジカル化合物を用いることに
よって、耐摩耗性に優れ、かつtanδ(0℃/60
℃)バランス(即ち高ウェット制動/低転動抵抗バラン
ス)に優れたゴム組成物が得られるが、これを4−アミ
ノ−TEMPOを例にとって模式的に説明すれば以下の
通りである。
【0035】図1に示すように、架橋構造のゴム分子
(図1(a)参照)が光、熱、機械的にゴム分子が切断
されてラジカルが発生すると(図1(b)参照)、その
ラジカルは図1(c)に示すように4−アミノ−TEM
POにより直ちにトラップされるのでゴム分子中におけ
るフリーラジカルの発生によるゴムの劣化や老化などの
現象を効果的に防止することができる。しかしながら、
このようなラジカルトラップによりゴムの末端の数が増
加し、その結果ゴム物性が低下する傾向にある。そこ
で、本発明では、カーボンブラックやシリカ表面の水酸
基やカルボニル基などと反応可能なアミノ基、イソシア
ネート基、ヒドロキシル基、カルボキシル基などをフリ
ーラジカル(ニトロキシド)化合物に導入することによ
って、図1(d)に示すように、トラップされたゴム末
端がカーボンブラック(又はシリカ)表面と反応し、末
端の数の増加を防ぐと共に、強固なカーボンゲル(又は
シリカとのゲル)を生成しゴム物性を向上させることが
できる。特に耐摩耗性が向上し、高ウェット制動/低転
動抵抗バランスを著るしく改良することができる。
【0036】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、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老
化防止剤、可塑性剤などのタイヤ用、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、加硫又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。
【0037】
【実施例】以下、実施例並びに参考例及び比較例によっ
て本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実
施例に限定するものでないことは言うまでもない。
【0038】実施例1〜4並びに参考例1〜2及び比較
例1〜2 表Iに示す配合において、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で混
練し、ゴム組成物を得た。得られたゴム組成物の未加硫
物性(ムーニー粘度)を測定した。結果を表Iに示す。
【0039】次に、この組成物を15×15×0.2cm
の金型中で160℃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。結果を表Iに示す。
【0040】
【表1】
【0041】
【表2】
【0042】各例において得られた組成物の未加硫物性
及び加硫物性の試験方法は以下の通りである。未加硫物性 1)ムーニー粘度:JIS K 6300に基づき10
0℃にて測定した。
【0043】加硫物性 1)tanδ:粘弾性スペクトロメーター(東洋精機
(株)製)を用いて、温度0℃及び60℃、それぞれ、
初期歪10%、動的歪±2%、周波数20Hzの条件で測
定した値である。0℃におけるtanδは湿潤路での制
動性を示し、値の大きい方が良好である。また60℃に
おけるtanδは制動抵抗を示し、値が小さい程良好で
ある。 2)耐摩耗性:ランボーン型摩耗試験機(岩本製作所
製)を用いて温度20℃で摩耗減量を測定し、摩耗減量
を指数表示した。 耐摩耗性(指数)=〔(標準例の減量)/(サンプルの
減量)〕×100 (注)この指数が大きい程、耐摩耗性が良好である。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に従えば、
強力なラジカル捕捉機能を有する特定のフリーラジカル
含有有機化合物に置換基としてアミノ基、イソシアネー
ト基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、オキシラン
基、チイラン基を置換基として導入してゴム組成物に配
合することにより高ウェット性能/低転動抵抗のバラン
スに優れ、かつ耐摩耗性の改良されたゴム組成物を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のゴム組成物におけるゴムの劣化又は老
化が防止される機能を模式的に例示した図面である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一種のジエン系原料ゴム10
    0重量部に、少なくとも一種の補強剤20重量部以上
    と、アミノ基、イソシアネート基、ヒドロキシル基、カ
    ルボキシル基、オキシラン基及びチイラン基の少なくと
    も一種の置換基を少なくとも一個を有するニトロキシド
    ラジカル、ヒドラジルラジカル、アリロキシルラジカル
    及びトリチルラジカルからなる群から選ばれた少なくと
    も一種のラジカルを含む、常温、酸素存在下の状態にお
    いて安定に存在する化合物0.1〜10重量部を配合し
    てなるゴム組成物。
  2. 【請求項2】 常温、酸素存在下の状態において安定に
    存在する、前記ラジカル含有化合物がテトラメチルピペ
    リジニルオキシ及びその類似体である請求項1に記載の
    ゴム組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ
    用ゴム組成物。
JP9192792A 1996-10-25 1997-07-17 ゴム組成物 Pending JPH1143557A (ja)

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US09/091,739 US6084015A (en) 1996-10-25 1997-10-23 Rubber composition
KR1019980704885A KR100287052B1 (ko) 1996-10-25 1997-10-23 고무 조성물 및 이를 포함하는 공기타이어
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EP97909611A EP0870798B1 (en) 1996-10-25 1997-10-23 Rubber composition
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002030188A (ja) * 2000-07-18 2002-01-31 Yokohama Rubber Co Ltd:The ゴム組成物
US6653409B2 (en) 2001-02-26 2003-11-25 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Radical-modified polymer and polymer composition containing the same
JP2004510860A (ja) * 2000-10-03 2004-04-08 アトフィナ 早期架橋を遅らせる組成物
JP2007070530A (ja) * 2005-09-08 2007-03-22 Sumitomo Rubber Ind Ltd ゴムおよびそれを含むタイヤ用ゴム組成物

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