WO2005003226A1 - ゴム組成物及びそれを用いたタイヤ - Google Patents

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tire
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Eiju Suzuki
Yoichi Ozawa
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Bridgestone Corporation
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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    • Y10T152/10—Tires, resilient
    • Y10T152/10495—Pneumatic tire or inner tube

Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition and a tire using the same, and more particularly to a rubber composition having excellent durability and processability.
  • IR polyisoprene rubber
  • the mechanical properties of the polyisoprene rubber are mainly governed by the cis-1,4-bond content and the molecular weight, and the processability is governed by the proportion of branches, the gel content, etc. as well as the molecular weight.
  • the synthetic polyisoprene rubber has a structure similar to natural rubber, the natural rubber has a cis_1,4-bond content of 99% or more, whereas the synthetic polyisoprene rubber has Although the cis-1,4-bond content is as high as about 98%, it is thought that this slight structural difference makes synthetic polyisoprene rubber inferior in mechanical properties to natural rubber. Therefore, the development of a polyisoprene rubber having a high cis-1,4-bond content and excellent mechanical properties has been required. Further, from the viewpoint of industrial practicality, a polyisoprene rubber having a small percentage of branching and a small amount of gel and excellent in processability is required.
  • an object of the present invention is to provide a rubber composition containing a polyisoprene rubber having an extremely high cis_1,4-bond content, and having an excellent balance between mechanical properties and processability. .
  • the present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, have found that a polyisoprene rubber having a very high cis-1,4-bond content and a Mooney viscosity in a specific range is contained.
  • the present inventors have found that a rubber composition has an excellent balance between mechanical properties such as abrasion resistance and durability and workability, and have completed the present invention.
  • the rubber composition of the present invention comprises, as a rubber component, (A) a cis-1,4-bond content of 99.0% or more and a 3,4-bond content of 0.5% or less, and a Mooney viscosity ML (100 ° C) is 20-110
  • a synthetic polyisoprene rubber and (B) a natural rubber are provided.
  • the ratio of the mass of (A) the synthetic polyisoprene rubber to the total mass of (A) the synthetic polyisoprene rubber and (B) the natural rubber ie, the ratio of (A) mass
  • the rubber composition of the present invention is in the rubber component (A) Synthesis Poriisopu Rengomu and (B) the total content of natural rubber 40 mass 0/0 above.
  • (A) Synthesis Poriisopu Rengomu and (B) the total content of natural rubber 40 mass 0/0 above.
  • the filler compounded in the rubber composition of the present invention is not particularly limited, but is usually used in the rubber industry such as carbon black, silica, anolemina, aluminum hydroxide, clay, and calcium carbonate. What is used can be used.
  • carbon black for example, various grades of carbon black such as SAF, HAF, ISAF, FEF, and GPF can be used.
  • NSA nitrogen adsorption specific surface area
  • black is used.
  • the silica is not particularly limited, but wet silica, dry silica, and colloidal silica are preferable.
  • silica having a nitrogen adsorption specific surface area (SA) of 180 m 2 / g or more is used.
  • the total amount of these fillers is 10 parts by mass or more, preferably 30 to 120 parts by mass, and more preferably 4080 parts by mass, based on 100 parts by mass of the rubber component.
  • the rubber composition of the present invention is preferably sulfur-crosslinkable.
  • the rubber composition of the present invention is preferably used for treads of tires and for Z or casing members.
  • the tire of the present invention is characterized in that the above rubber composition is applied to a tread or a casing member.
  • the rubber composition of the present invention has, as a rubber component, (A) a cis_1,4-bond content of 99.0% or more and a 3,4-bond content power of SO.5% or less, and a Mooney viscosity ML (100 ° C). 20-110 synthetic polyisoprene rubber and (B) natural rubber.
  • the polyisoprene rubber (IR) contained in the rubber composition has a very high cis-1,4-bond content and a very low 3,4-bond content, and therefore has mechanical properties equivalent to natural rubber.
  • the polyisoprene rubber has excellent workability since the Mooney viscosity is within a predetermined range.
  • the polyisoprene rubber content of the polyisoprene rubber contained in the rubber composition is less than 99.0%, the mechanical properties are deteriorated due to low elongation crystallinity.
  • the 3,4-bond content of the polyisoprene rubber exceeds 0.5%, the extensional crystallinity is impaired and the mechanical properties are reduced.
  • the Mooney viscosity ML (100.C) of the polyisoprene rubber is less than 20, the abrasion resistance and the
  • the polyisoprene rubber is not particularly limited, but the number average molecular weight is preferably 50,000 to 1,500,000, more preferably 100,000 to 750,000. .
  • the polyisoprene rubber described above was used for the development of synthetic rubber for next-generation high-performance tires, described in Aida et al., Proceedings of the 83rd Annual Meeting of the Chemical Society of Japan, and the RIKEN homepage.
  • C Me Gd [( ⁇ -Me) AlMe ( ⁇ -Me)] Gd (C Me) (gadolinium meta-opencane complex) was synthesized by the method described in Dissolved in toluene in the order of [Ph C] [B (CF)], Al'Bu, sealed, added isoprene monomer, and then polymerized, preferably at room temperature or lower. As the temperature is lowered, the cis-1,4-bond content of the obtained polyisoprene rubber increases, and at _40 ° C, the cis-1,4-bond content is 99.9% or more, and 0.1% or less 3,4. A polyisoprene rubber having a bond content is obtained, and the microstructure of the polyisoprene rubber can be analyzed by ⁇ -NMR and 13 C-NMR.
  • the isoprene rubber is prepared in the presence of a conjugated gen monomer, an organic phosphate of a rare earth metal, an alkylaluminum (alkylating agent) and an alkylaluminum halide (halogen donor) in accordance with WO02 / 38635.
  • a conjugated gen monomer an organic phosphate of a rare earth metal
  • an alkylaluminum (alkylating agent) and an alkylaluminum halide (halogen donor) in accordance with WO02 / 38635.
  • it can be produced by polymerizing isoprene at a temperature of 5 ° C. or lower, with the molar ratio of the alkylating agent / the rare earth metal salt being in the range of 115.
  • the rubber component of the rubber composition of the present invention in addition to the above polyisoprene rubber, natural rubber, styrene'butadiene copolymer rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), acrylonitrile.
  • SBR styrene'butadiene copolymer rubber
  • BR polybutadiene rubber
  • acrylonitrile butadiene rubber
  • NBR butadiene rubber
  • EPDM Ethylene 'propylene' gen rubber
  • IIR butyl rubber
  • halogenated butyl rubber halogenated butyl rubber and the like.
  • the rubber component of the rubber composition of the present invention has a ratio of the mass of (A) synthetic polyisoprene rubber to the total mass of (A) synthetic polyisoprene rubber and (B) natural rubber of about 60% by mass. It is preferred that there be.
  • the proportion of (A) the synthetic polyisoprene rubber is less than 5% by mass, the effect of containing the (A) synthetic polyisoprene rubber is so small that the balance between processability and mechanical properties of the rubber composition is not improved.
  • (A) the ratio of the synthetic polyisoprene rubber exceeds 60 mass 0/0, the wear resistance of the rubber sets Narubutsu, the durability is lowered, roll adhesion is deteriorated.
  • the rubber component of the rubber composition of the present invention needs to contain (B) natural rubber, and (A) the sum of the content of synthetic polyisoprene rubber and (B) the content of natural rubber. Is 40 mass of all rubber components %, More preferably 80% by mass or more. If the sum of the contents is less than 40% by mass, the desired performance may not be obtained.
  • the rubber composition of the present invention contains the filler in an amount of 10 parts by mass or more, preferably 30 to 120 parts by mass, more preferably 40 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. It is preferred that As the filler, those usually used in the rubber industry, such as carbon black, silica, alumina, aluminum hydroxide, clay, and calcium carbonate, can be used. However, reinforcing fillers having high reinforcing properties such as carbon black and silica can be used. Is preferred. Such fillers can be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of these reinforcing fillers is less than 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, the strength of the rubber composition is insufficient, and the mechanical properties such as abrasion resistance and durability are reduced.
  • the amount of the reinforcing filler is preferably in the range of 30 to 120 parts by mass, more preferably 40 to 80 parts by mass, from the viewpoint of workability during kneading of the rubber composition.
  • the rubber composition of the present invention contains the polyisoprene rubber having excellent caloric properties, a large amount of a filler having a high reinforcing property can be blended.
  • the rubber composition is preferably sulfur-crosslinkable. The vulcanized rubber obtained by crosslinking the rubber composition with sulfur has sufficient strength as a tire member.
  • carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area (NSA) of 70 m 2 / g or more is preferable.
  • a carbon black having an NSA of 70 m 2 / g or more has excellent rubber reinforcing properties, but has poor processability such as workability during kneading.
  • the rubber composition of the present invention has a high processability. Since the rubber composition contains isoprene rubber, the processability of the rubber composition is good even when carbon black having high reinforcement is blended.
  • N SA is 70m
  • the carbon black content is less than 2 / g, the mechanical properties of the rubber composition cannot be sufficiently improved because the reinforcing property of the rubber is low.
  • the silica that can be used as a reinforcing filler in the rubber composition of the present invention preferably has a nitrogen adsorption specific surface area (SA) of 180 m / g or more. If silica having a NSA of less than 180 m / g is used, sufficient reinforcement may not be obtained.
  • SA nitrogen adsorption specific surface area
  • the rubber composition of the present invention is reinforced with the above rubber component, carbon black, silica and the like.
  • Ingredients commonly used in the rubber industry such as vulcanizing agents, vulcanization accelerators, antiaging agents, anti-scorch agents, softeners, zinc oxide, stearic acid, silane coupling agents, etc. They can be appropriately selected and blended within a range that does not impair the object of the invention. Commercially available products can be suitably used for these compounding agents.
  • the rubber composition can be manufactured by mixing various compounding agents appropriately selected as necessary with the rubber component, kneading, heating, extruding, and the like.
  • the rubber composition of the present invention can be applied to any rubber member constituting a tire such as a tread casing member.
  • the rubber composition is suitable for a tread, and is particularly suitably used as a cap rubber and a base rubber for a tread having a cap-based structure.
  • the rubber composition of the present invention has good workability and can be applied to all casing members, and is particularly suitable for rolled members such as belts, carcass plies, and belt reinforcing layers.
  • the rubber composition of the present invention is also suitable for extruded members such as cushion rubber and bead filler rubber.
  • the tire of the present invention is characterized by applying the rubber composition, and is particularly suitable as a heavy duty tire.
  • the tire of the present invention has good productivity because the rubber composition having good processability is used. Further, since the rubber composition has excellent mechanical properties, the tire of the present invention is excellent in abrasion resistance and durability.
  • the tire of the present invention can be manufactured by a usual method without any particular limitation as long as the above rubber composition is used.
  • dimethylaluminum ( ⁇ -dimethinole) bis (pentamethylcyclopentagenenyl) gadolinium [(C Me) G d ( ⁇ -Me) AlMe] 1.29 g and 2.31 g of triphenylcarboditetrakis (pentafluorophenyl) borate [[Ph C] [B (CH 2)]] were dissolved in 250 mL of toluene.
  • 25 mL of a 1M triisobutylaluminum / toluene solution was added, kneaded, left at room temperature for 1 hour, and cooled to -20 ° C.
  • the number average molecular weight of the obtained polyisoprene rubber A by GPC was (Mn): 982,600 and Mw / Mn: 2.01.
  • the microstructure was determined by the integration ratio of 15.5 16.5 m (l, 4-transunit), 18.0—19.0 ppm (3,4_unit), 23.0 24.0 ppm (1,4_cis unit) of 13 C-NMR.
  • the cis-1,4 bond content was 99.6%
  • the trans-1,4 bond content was 3 ⁇ 4%
  • the 3,4-bond content was 0.4%.
  • a rubber composition having the formulation shown in Table 1 was prepared, and the processability, abrasion resistance and durability of the rubber composition were evaluated by the following methods.
  • Unvulcanized rubber is wound on a 3 inch roll with a roll temperature of 70 ° C at a roll interval of 2 mm, and the roll is rotated for 2 minutes. After that, stop rotating and leave for 1 minute to cut out a 6cm line. After leaving still for 3 minutes, the shrinkage of a 6 cm line was measured, and the index was indicated as an index with Comparative Example 6 being 100. The larger the index value, the better the shrinkage and the better the workability.
  • the amount of wear was measured at room temperature using a Lambourn abrasion tester, and the reciprocal of the amount of wear was calculated.
  • N SA 93mVg.
  • the cis-1,4-bond content is very high, the 3,4-bond content is very low, and the polyisoprene rubber has a Mooney viscosity in a specific range. It is possible to provide a rubber composition having an excellent balance between mechanical properties such as abrasion resistance and durability and workability. Further, a tire excellent in productivity, abrasion resistance and durability using the rubber composition can be provided.

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Abstract

　本発明は、シス-１,４-結合含量が非常に高いポリイソプレンゴムを含み且つ力学特性と加工性とのバランスに優れたゴム組成物に関し、より詳しくは、ゴム成分として、（Ａ）シス-１,４-結合含量が99.0％以上且つ３,４-結合含量が0.5％以下で、ムーニー粘度ＭＬ1+4(100°C)が20～110である合成ポリイソプレンゴムと（Ｂ）天然ゴムとを含むことを特徴とするゴム組成物に関するものである。

Description

明 細 書
ゴム組成物及びそれを用いたタイヤ
技術分野
[0001] 本発明は、ゴム組成物及びそれを用いたタイヤに関し、特に耐久性及び加工性 優れたゴム組成物に関するものである。
背景技術
[0002] 従来、天然ゴムに類似した構造を有する合成ゴムとして、合成ポリイソプレンゴム (IR )が開発され、タイヤ等のゴム製品に広く使用されている。ここで、ポリイソプレンゴムの 力学特性は、主にシス- 1,4-結合含量及び分子量に支配され、また、加工性は、分 子量と共に分岐の割合やゲル量等に支配される。
[0003] 上記のように合成のポリイソプレンゴムは、天然ゴムに類似した構造を有するものの 、天然ゴムのシス _1，4-結合含量が 99%以上であるのに対し、合成のポリイソプレン ゴムはシス- 1,4-結合含量が高くても 98%程度であり、この僅かな構造上の差によつ て、合成のポリイソプレンゴムは天然ゴムよりも力学特性に劣ると考えられている。そ のため、更にシス- 1，4-結合含量が高ぐ力学特性に優れたポリイソプレンゴムの開 発が求められていた。また、工業的な実用性の観点から、分岐の割合やゲル量が少 なぐ加工性に優れたポリイソプレンゴムが求められている。
[0004] また、ポリイソプレンゴムと天然ゴムとのブレンドにより、加工性と力学特性のバラン スに優れたゴム組成物が得られることが知られている力 該ゴム組成物においてポリ イソプレンゴムの割合を増加させると、ゴム組成物の力学特性が低下する問題があつ た。この低下をもたらす原因としては、前述したシス -1,4結合含量以外にも 3，4_結合 含量等のミクロ構造差、天然ゴム由来のその他の構造要因差が考えられるが、それら の何れが主因であるかは明確ではなかった。
[0005] これに対し、シス- 1,4-結合含量が 98.5%以上のポリイソプレンゴムを製造する技術 が開発されている（国際公開第 02/38635号参照）。また、最近、シス _1，4-結合含 量がほぼ 100%と、非常にシス- 1,4-結合含量が高いポリイソプレンゴムが開発され、 発表された (会田昭ニ郎，土肥義治，兼子久美子，堀内昭，若槻康雄， 日本化学会 第 83春季年会講演予稿集;理化学研究所， "次世代高性能タイヤ用合成ゴムの開 発に成功"， [online],平成 15年 3月 18日，インターネット <
URL:http://www.riken.go.jp/w-world/ mfo/ release/ ress/2003/030318/index. html >参照）。し力、しながら、これらの公報及び発表では、天然ゴムとポリイソプレンゴムと をブレンドしたゴム組成物の力学特性と加工性とのバランスについては言及されてお らず、その工業上の有用性は明らかではなかった。
発明の開示
[0006] そこで、本発明の目的は、シス _1，4-結合含量が非常に高いポリイソプレンゴムを含 み、且つ力学特性と加工性とのバランスに優れたゴム組成物を提供することにある。
[0007] 本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、シス- 1,4-結合含 量が非常に高ぐ且つムーニー粘度が特定の範囲にあるポリイソプレンゴムを含むゴ ム組成物が、耐摩耗性及び耐久性等の力学特性と加工性とのバランスに優れること を見出し、本発明を完成させるに至った。
[0008] 即ち、本発明のゴム組成物は、ゴム成分として、 （A)シス- 1,4-結合含量が 99.0% 以上且つ 3,4-結合含量が 0.5%以下で、ムーニー粘度 ML (100°C)が 20— 110であ
1+4
る合成ポリイソプレンゴムと（B)天然ゴムとを含むことを特徴とする。
[0009] 本発明のゴム組成物の好適例においては、（A)合成ポリイソプレンゴムと（B)天然 ゴムとの総質量に対する (A)合成ポリイソプレンゴムの質量の割合 [即ち (A)の質量
/{ (A)の質量 + (B)の質量 } X 100]が 5— 60質量％である。
[0010] 本発明のゴム組成物の他の好適例においては、ゴム成分中の（A)合成ポリイソプ レンゴムと（B)天然ゴムとの総含有率が 40質量0 /0以上である。ここで、ゴム成分中の（
A)合成ポリイソプレンゴムと（B)天然ゴムとの総含有率は 80質量0 /0以上であるのが 更に好ましい。
[0011] 本発明のゴム組成物において配合される充填剤としては、特に限定されるものでは ないが、カーボンブラック、シリカ、ァノレミナ、水酸化アルミニウム、クレー、炭酸カルシ ゥム等の通常ゴム工業で用いられるものが使用できる。カーボンブラックとしては、例 えば、 SAF、 HAF、 ISAF、 FEF、 GPF等の種々のグレードのカーボンブラックを使 用すること力 Sできる。好ましくは、 70m2/g以上の窒素吸着比表面積 (N SA)のカーボ ンブラックを用いるのが好ましい。また、シリカとしては特に限定されないが、湿式シリ 力、乾式シリカ、コロイダルシリカが好ましい。好ましくは 180m2/g以上の窒素吸着比 表面積 SA)のシリカを用いるのが好ましい。これら充填剤は単独で又は 2種以上
2
のものを混合して用いることができる。これら充填剤の総配合量は、ゴム成分 100質量 部に対し、 10質量部以上、好ましくは 30— 120質量部、更に好ましくは 40 80質量部 の範囲である。また、本発明のゴム組成物は、硫黄架橋性であるのが好ましい。
[0012] 本発明のゴム組成物は、タイヤのトレッド用及び Z又はケーシング部材用として好 ましい。
[0013] また、本発明のタイヤは、上記のゴム組成物をトレッド又はケーシング部材に適用し たことを特徴とする。
発明を実施するための最良の形態
[0014] 以下に、本発明を詳細に説明する。本発明のゴム組成物は、ゴム成分として、 (A) シス _1，4-結合含量が 99.0%以上且つ 3,4-結合含量力 SO.5%以下で、ムーニー粘度 ML (100°C)が 20— 110である合成ポリイソプレンゴムと（B)天然ゴムとを含むことを
1+4
特徴とする。該ゴム組成物に含まれるポリイソプレンゴム (IR)は、シス- 1 ,4-結合含量 が非常に高く且つ 3，4_結合含量が非常に低いため、天然ゴムと同等の力学特性を 有する。また、該ポリイソプレンゴムは、ムーニー粘度が所定の範囲にあるため、加工 性に優れる。
[0015] 上記ゴム組成物に含まれるポリイソプレンゴムのシス -1 ,4-結合含量が 99.0%未満 では、伸張結晶性が低ぐ力学特性が低下する。また、上記ポリイソプレンゴムの 3，4 -結合含量が 0.5%を超えると、伸張結晶性が阻害され、力学特性が低下する。更に 、上記ポリイソプレンゴムのムーニー粘度 ML (100。C)が 20未満では、耐摩耗性、耐
1+4
久性等の力学特性が低下し、 110を超えると、製造が困難になると共に加工性が低下 する。なお、上記ポリイソプレンゴムは、特に限定されるものではなレ、が、数平均分子 量が 50, 000— 1,500, 000であるのが好ましぐ 100,000— 750,000であるのが更に好まし レ、。
[0016] 上記ポリイソプレンゴムは、上記した会田らの日本化学会第 83春季年会講演予稿 集及び理化学研究所のホームページ"次世代高性能タイヤ用合成ゴムの開発に成 功"等を参照してガドリニウムメタ口セン錯体の存在下でイソプレンを重合することで 製造できる。例えば、 Kaita, S.; Hou, Ζ,; Wakatsuki, Y. Macromol. Rapid Commun. in pressに記載の方法で (C Me ) Gd[( ^ -Me)AlMe ( β -Me)] Gd(C Me ) (ガドリニウム メタ口セン錯体）を合成し、不活性ガス雰囲気下、ガラス瓶中で該ガドリニウムメタロセ ン錯体、 [Ph C][B(C F ) ]、 Al'Buの順にトルエンに溶解し、封管後イソプレンモノマー を添加して、重合を行う。重合は室温以下で行うのが好ましぐ重合温度を下げるに 従レ、、得られるポリイソプレンゴムのシス -1,4-結合含量が増加し、 _40°Cでは 99.9% 以上のシス -1,4-結合含量で 0.1%以下の 3,4-結合含量のポリイソプレンゴムが得ら れる。上記ポリイソプレンゴムのミクロ構造は、 ^-NMR及び13 C-NMRにより分析す ること力 Sできる。
[0017] また、上記イソプレンゴムは、上記国際公開第 02/38635号に従って、共役ジェ ンモノマー、希土類金属の有機リン酸塩、アルキルアルミニウム（アルキル化剤）及び アルキルアルミニウムハライド（ハロゲンドナー）の存在下、アルキル化剤/希土類金 属塩のモル比を 1一 5の範囲とし、 5°C以下の温度でイソプレンを重合することによつ ても製造できる。
[0018] 本発明のゴム組成物のゴム成分としては、上記ポリイソプレンゴムの他、天然ゴム、 スチレン 'ブタジエン共重合体ゴム (SBR)、ポリブタジエンゴム (BR)、アクリロニトリル. ブタジエンゴム (NBR)、エチレン 'プロピレン'ジェンゴム (EPDM)、ブチルゴム (IIR)、 ハロゲンィ匕ブチルゴム等が挙げられる。これらゴム成分は、単独で用いても、二種以 上を組み合わせて用いてもよい。
[0019] 本発明のゴム組成物のゴム成分は、（A)合成ポリイソプレンゴムと（B)天然ゴムとの 総質量に対する (A)合成ポリイソプレンゴムの質量の割合力 ¾一 60質量％であるのが 好ましい。 （A)合成ポリイソプレンゴムの割合が 5質量％未満では、 （A)合成ポリイソ プレンゴムを含有する効果が小さぐゴム組成物の加工性と力学特性とのバランスが 向上しない。また、（A)合成ポリイソプレンゴムの割合が 60質量0 /0を超えると、ゴム組 成物の耐摩耗性、耐久性が低下すると共に、ロール密着性が悪化する。
[0020] また、本発明のゴム組成物のゴム成分は、 （B)天然ゴムを含むことを要し、（A)合成 ポリイソプレンゴムの含有率と（B)天然ゴムの含有率との和は、全ゴム成分の 40質量 %以上であるのが好ましぐ 80質量％以上であるのが更に好ましい。前記含有率の 和が 40質量％未満では、 目的とする性能が得られないことがある。
[0021] 本発明のゴム組成物は、前記ゴム成分 100質量部に対して、充填剤を 10質量部以 上、好ましくは 30 120質量部、更に好ましくは 40— 80質量部の範囲で配合してなる のが好ましい。上記充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、アルミナ、水酸化アル ミニゥム、クレー、炭酸カルシウム等の通常ゴム工業で用いられるものが使用できるが 、カーボンブラックやシリカ等の高補強性の補強性充填剤が好ましい。このような充 填剤は、単独で又は 2種以上を混合して用いることができる。これら補強性充填剤の 配合量がゴム成分 100質量部に対して 10質量部未満では、ゴム組成物の強度が不 充分で、耐摩耗性、耐久性等の力学特性が低下する。なお、補強性充填剤の配合 量は、ゴム組成物の混練時の作業性の観点から、 30— 120質量部の範囲が好ましぐ 40— 80質量部の範囲が更に好ましい。ここで、本発明のゴム組成物においては、カロ ェ性に優れた上記ポリイソプレンゴムが含まれているため、高補強性の充填剤を多 量に配合することができる。また、上記ゴム組成物は、硫黄架橋性であるのが好まし レ、。ゴム組成物が硫黄で架橋された加硫ゴムは、タイヤ部材として充分な強度を有す る。
[0022] 上記補強性充填剤としては、窒素吸着比表面積 (N SA)が 70m2/g以上のカーボン ブラックが好ましい。 N SAが 70m2/g以上のカーボンブラックとしては、 HAF級、 ISA
F級、 SAF級のカーボンブラックが挙げられる。 N SAが 70m2/g以上のカーボンブラ ックは、ゴムの補強性に優れる一方、混練時の作業性等の加工性に劣る力 本発明 のゴム組成物は、加工性に優れた上記ポリイソプレンゴムを含んでなるため、高補強 性のカーボンブラックを配合しても、ゴム組成物の加工性が良好である。 N SAが 70m
2/g未満のカーボンブラックは、ゴムの補強性が低ぐゴム組成物の力学特性を充分 に向上させることができない。
[0023] また、本発明のゴム組成物に補強性充填剤として使用できるシリカは、窒素吸着比 表面積 SA)が 180m /g以上であるのが好ましレ、。 N SAが 180m /g未満のシリカを 用いると、充分な補強性が得られないことがある。
[0024] 本発明のゴム組成物には、上述のゴム成分、カーボンブラック及びシリカ等の補強 性充填剤の他、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、軟化剤、酸化 亜鉛、ステアリン酸、シランカップリング剤等のゴム業界で通常使用される配合剤を、 本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択し配合することができる。これら配合剤 は、市販品を好適に使用することができる。なお、上記ゴム組成物は、ゴム成分に、 必要に応じて適宜選択した各種配合剤を配合して、混練り、熱入れ、押出等すること により製造すること力 Sできる。
[0025] 本発明のゴム組成物は、トレッドゃケーシング部材等のタイヤを構成するあらゆるゴ ム部材に適用することができる。これらタイヤ部材の中でも、該ゴム組成物はトレッド に好適であり、キャップ 'ベース構造のトレッドのキャップゴム及びベースゴムとして特 に好適に用いられる。また、本発明のゴム組成物は、加工性が良好であるため、あら ゆるケーシング部材に適用でき、特に、ベルト、カーカスプライ、ベルト補強層等の圧 延部材に好適である。また、本発明のゴム組成物は、クッションゴム、ビードフイラーゴ ム等の押出部材にも好適である。
[0026] 本発明のタイヤは、前記ゴム組成物を適用したことを特徴とし、重荷重用タイヤとし て特に好適である。本発明のタイヤは、前述の加工性の良好なゴム組成物を用いて いるため、生産性が良い。また、該ゴム組成物が力学特性に優れるため、本発明のタ ィャは、耐摩耗性や耐久性に優れる。本発明のタイヤは、上記ゴム組成物を用いる 限り特に制限はなぐ通常の方法で製造することができる。
[0027] 以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例 に何ら限定されるものではない。
[0028] (ポリイソプレンゴム製造例 1)
不活性ガス雰囲気下にて、充分に乾燥した 1リットノレ耐圧ガラス瓶にジメチルアルミ ニゥム（μ -ジメチノレ)ビス (ペンタメチルシクロペンタジェニル)ガドリニウム [(C Me ) G d( μ -Me) AlMe ] 1.29g及びトリフエ二ルカルボ二ゥムテトラキス (ペンタフルオロフェ ニル)ボレート [[Ph C][B(C H ) ]] 2.31gを入れ、トルエン 250mLにて溶解させた。この 溶液に、 1Mトリイソブチルアルミニウム/トルエン溶液 25mLを添カ卩し、室温にて 1時 間放置し、 -20°Cに冷却した。この溶液に 12.5質量％に調製したイソプレン Zトルエン 溶液 340gを仕込み、 _20°Cにて 3時間の重合反応を行った。その後、老化防止剤 BH Tのメタノール 5%溶液 2mLを加えて反応を停止し、更に微量の塩酸を含むエタノー ル中で再沈澱を行った。分離した重合体をドラフト内で風乾した後、 60°Cの真空ォー ブン内で 4時間乾燥し、ポリイソプレンゴム Aを 38.7g、 91%の収率で得た。
[0029] 得られたポリイソプレンゴム Aの GPCによる数平均分子量は (Mn)は 982,600、 Mw/ Mnは 2.01であった。また、ミクロ構造を、 13C- NMRの 15.5 16.5卯 m (l，4-トランスュ ニット）、 18.0— 19.0ppm (3,4_ユニット）、 23.0 24.0ppm (1，4_シスユニット）の積分比 力、ら求めたところ、シス -1,4結合含量が 99.6%、トランス- 1,4結合含量力 ¾%、 3,4- 結合含量力 .4%であった。
[0030] また、 JIS K6300に準拠して、得られたポリイソプレンゴムのムーニー粘度 ML
1+4
(100°C)を測定したところ、 81であった。
[0031] 上記ポリイソプレンゴムを用いて、表 1に示す配合処方のゴム組成物を調製し、下 記の方法で、該ゴム組成物の加工性、耐摩耗性及び耐久性を評価した。
[0032] (1)加工性 (ミル収縮試験）
ロール温度 70°Cの 3インチロール上で、ロール間隔 2mmにて未加硫ゴムを巻き付け 2分間ロールを回転する。その後、回転停止して 1分間放置し 6cmの線を切り出す。 3 分間静置し、 6cmのラインの収縮度を測定し、比較例 6を 100として指数表示した。指 数値が大きい程、収縮性が良好で、加工性に優れることを示す。
[0033] (2)耐摩耗性
JIS K6264に準拠して、ランボーン摩耗試験機により室温で摩耗量を測定し、該 摩耗量の逆数を算出し、比較例 6を 100として指数表示した。指数値が大きい程、摩 耗量が少なぐ耐摩耗性が良好であることを示す。
[0034] (3)耐久性 (耐屈曲亀裂成長性）
JIS K6260に準拠して、屈曲亀裂成長試験を実施し、亀裂長さが 12mmとなるまで の屈曲回数を求め、比較例 6を 100として指数表示した。指数値が大きい程、屈曲回 数が多ぐ耐屈曲亀裂成長性が良好で耐久性に優れることを示す。 [0035]
Figure imgf000009_0001
[0036] *1 上記ポリイソプレンゴム製造例 1により製造.
*2 JSR (株)製， IR2200,シス- 1,4-結合含量 =98.0%, 3,4-結合含量 =2.0%, ML (100°C)=82.
1+4
*3 N339,東海カーボン製， N SA=93mVg.
2
*4 N-(l，3-ジメチルブチル) -Ν'-フエニル -p-フエ二レンジァミン，大内新興化学 (株 )製，ノクラック 6C.
*5 Ν，Ν'-ジシクロへキシル -2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド，大内新興化学ェ 業 (株)製，ノクセラー DZ.
[0037] 表 1から、実施例のゴム組成物は、比較例 6のゴム組成物に比べ、加工性が大幅に 向上しており、また、耐摩耗性及び耐久性の低下が抑制されており、加工性と力学特 性のバランスが良好であった。一方、比較例 1一 5のゴム組成物は、比較例 6のゴム 組成物に比べ、加工性が向上するものの、耐摩耗性及び耐久性の低下が大きかつ た。
産業上の利用可能性
[0038] 本発明によれば、シス- 1,4-結合含量が非常に高ぐ 3,4-結合含量が非常に低ぐ 更にムーニー粘度が特定の範囲にあるポリイソプレンゴムを含むことを特徴とする、 耐摩耗性及び耐久性等の力学特性と加工性とのバランスに優れたゴム組成物を提 供すること力 Sできる。また、かかるゴム組成物を用いた、生産性、耐摩耗性、耐久性に 優れたタイヤを提供することができる。

Claims

請求の範囲
[I] ゴム成分として、 （A)シス- 1，4_結合含量が 99.0%以上且つ 3，4-結合含量力 SO.5% 以下で、ムーニー粘度 ML (100°C)が 20— 110である合成ポリイソプレンゴムと（B)天
1+4
然ゴムとを含むことを特徴とするゴム組成物。
[2] (A)合成ポリイソプレンゴムと（B)天然ゴムとの総質量に対する (A)合成ポリイソプ レンゴムの質量の割合カ^ー 60質量％であることを特徴とする請求項 1に記載のゴム 組成物。
[3] ゴム成分中の（A)合成ポリイソプレンゴムと（B)天然ゴムとの総含有率が 40質量0 /0 以上であることを特徴とする請求項 1に記載のゴム組成物。
[4] ゴム成分中の（A)合成ポリイソプレンゴムと（B)天然ゴムとの総含有率が 80質量0 /0 以上であることを特徴とする請求項 3に記載のゴム組成物。
[5] 前記ゴム成分 100質量部に対して、補強性充填剤を 10質量部以上配合してなること を特徴とする請求項 1に記載のゴム組成物。
[6] 前記ゴム成分 100質量部に対して、補強性充填剤を 30質量部以上配合してなること を特徴とする請求項 5に記載のゴム組成物。
[7] 前記補強性充填剤が 70m2/g以上の窒素吸着比表面積 (N SA)のカーボンブラック
2
を含むことを特徴とする請求項 5に記載のゴム組成物。
[8] 前記補強性充填剤が 180m2/g以上の窒素吸着比表面積 (N SA)のシリカを含むこと
2
を特徴とする請求項 5に記載のゴム組成物。
[9] 硫黄架橋性であることを特徴とする請求項 5に記載のゴム組成物。
[10] タイヤのトレッド用であることを特徴とする請求項 1に記載のゴム組成物。
[II] タイヤのケーシング部材用であることを特徴とする請求項 1に記載のゴム組成物。
[12] 請求項 1一 9のいずれかに記載のゴム組成物をトレッド又はケーシング部材に適用 したタイヤ。
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