JPH10279731A

JPH10279731A - ゴム組成物

Info

Publication number: JPH10279731A
Application number: JP8296397A
Authority: JP
Inventors: Koichi Mukai; 公一向井; Masashi Yano; 雅士矢野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1997-04-01
Filing date: 1997-04-01
Publication date: 1998-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】シリカ配合系で、ゲル化を大幅に抑制するこ
とによって、加工性に優れた、低ヒステリシスロス性の
ゴム組成物を提供する。【解決手段】天然ゴム及びジエン系合成ゴムからなる
群より選ばれる少なくとも一種のゴム原料１００重量部
に対して、補強用充填剤として、シリカを１５〜８５重
量部と、該シリカに対して、シランカップリング剤を２
〜３０重量％と、ゴム原料１００重量部に対して、加硫
遅延剤を０．１〜１重量部とを含む。

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、
詳しくはシリカ配合において、高温高速マスターバッチ
練り条件下で、大幅にゲル化が抑制されることによっ
て、加工性に優れた、低ヒステリシスロス性のタイヤト
レッド用ゴム組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の低燃費化が求められるの
に伴って、タイヤ特にトレット部材に、これまで以上に
低ヒステリシスロス性（低転がり抵抗性）が要求されて
いる。

【０００３】この要求に対して、諸々の検討がなされて
いるがシリカ配合ゴムに着目すると、低ヒステリシスロ
ス性を実現するには、シリカの分散が良くなると、低ヒ
ステリシスロス性が良好となる関係があるので、シリカ
の分散を十分確保する必要があり、そのためには例えば
１６０℃のような高温におけるマスターバッチ練りを、
生産性向上狙いで高速短時間で、行うことが必要であ
る。この練り温度を、例えば１３０℃から１６０℃に昇
温すると、温度の上昇と共に、シリカの分散性向上に基
づき低ヒステリシスロス性が良好となるが、一方、温度
上昇と共に、ゲルが増大してくる。このゲルが増大する
ことにより、アンダーバンバリーでのシート切れ、コン
パウンドストックのムーニー粘度の経時的増大や押出し
での熱入作業性の悪化を招くので好ましくない。

【０００４】このように、高温、高速のシリカ配合練り
では、低ヒステリシスロス性とゲル化による加工性悪化
が二律背反的に起こる。従って、これまで低ヒステリシ
スロス性と良好な加工性を両立する課題の解決が強く求
められてきたが現状ではこの問題は未だ解決を見るに至
っていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事実に
鑑みてなされたものであり、本発明の目的はシリカ配合
において、高温高速マスターバッチ練り条件下で、大幅
にゲル化が抑制されることによって、加工性に優れた、
低ヒステリシスロス性のゴム組成物を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らはシリカ配合
系で、各種配合剤に着目して鋭意検討を重ねた結果、下
記の手段によって、課題が解決できることを見出し、本
発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち、（１）本発明のゴム組成物は、
天然ゴム及びジエン系合成ゴムからなる群より選ばれる
少なくとも一種のゴム原料１００重量部に対して、補強
用充填剤として、シリカを１５〜８５重量部と、該シリ
カに対して、シランカップリング剤を２〜３０重量％
と、ゴム原料１００重量部に対して、加硫遅延剤を０．
１〜１重量部とを含むことを特徴とする。

【０００８】（２）本発明のゴム組成物は、前（１）項
において、スチレン−ブタジエン共重合体がゴム原料１
００重量部中に５０重量部以上含まれることを特徴とす
る。

【０００９】（３）本発明のゴム組成物は、前（１）項
において、補強用充填剤のカーボンブラックがゴム原料
１００重量部に対して、８０重量部以下含まれることを
特徴とする。

【００１０】（４）本発明のゴム組成物は、前（１）項
において、シランカップリング剤がシリカに対して、１
０〜１５重量％含まれることを特徴とする。

【００１１】（５）本発明のゴム組成物は、前（１）項
において、加硫遅延剤がゴム原料１００重量部に対し
て、０．２５〜０．５重量部含まれることを特徴とす
る。

【００１２】（６）本発明のゴム組成物は、前（１）項
において、スチレン−ブタジエン共重合体がゴム原料１
００重量部中に５０重量部以上と、シリカがゴム原料１
００重量部に対して、１５〜８５重量部と、カーボンブ
ラックがゴム原料１００重量部に対して、８０重量部以
下と、シランカップリング剤がシリカに対して、１０〜
１５重量％と、加硫遅延剤がゴム原料１００重量部に対
して、０．２５〜０．５重量部とを含むことを特徴とす
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に用いられるゴム原料は天
然ゴム及びジエン系合成ゴムからなる群より選ばれる少
なくとも一種である。すなわち、天然ゴム（ＮＲ）及び
多くのジエン系合成ゴムの中から、これを単独で用いて
もよいし、これらの二種以上のブレンドで使用してもよ
い。ジエン系合成ゴムとしては、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）、スチ
レンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）
等を挙げることができる。ＳＢＲにはラジカル重合ＳＢ
Ｒや溶液重合ＳＢＲが含まれる。

【００１４】本発明では、二種以上のブレンドをゴム原
料として用いる場合、ゴム原料１００重量部中に、ＳＢ
Ｒを５０重量部以上含むことが好ましく、７０重量部以
上含むことがさらに好ましい。

【００１５】本発明で使用できる補強用充填材はシリカ
などの補強用無機充填剤から選ばれる少なくとも一種が
用いられるが、シリカは必須成分である。。

【００１６】シリカの配合量はゴム原料１００重量部に
対して、１５〜８５重量部であり、カーボンブラックが
存在しなければ、配合量が１５重量部未満では補強性が
得られず、また８５重量部を越えると熱入れ、押し出し
等の作業性の悪化を招くので好ましくない。この配合量
は補強性、作業性の面から、２０〜６５重量部が好まし
い。

【００１７】本発明では、補強性充填剤としてシリカと
共にカーボンブラックを用いることができる。カーボン
ブラックとしては、例えばＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、
ＦＥＦ、ＧＰＦ等が好ましい。またカーボンブラック配
合量はゴム原料１００重量部に対して８０重量部以下が
好ましく用いられる。この配合量が８０重量部を越える
と、作業性を大幅に悪化させるので好ましくない。この
配合量は補強性、作業性の面から２５〜６０重量がさら
に好ましい。

【００１８】本発明においては、補強用充填剤として、
少なくともシリカが用いられ、シリカの補強性向上のた
めシランカップリング剤が使用される。

【００１９】シランカップリング剤として、例えばビス
（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィ
ド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスル
フィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）テト
ラスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）
テトラスルフィド、３−メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラ
ン、２−メルカプトエチルトリメトキシシラン、２−メ
ルカプトエチルトリエトキシシラン、３−ニトロプロピ
ルトリメトキシシラン、３−ニトロプロピルトリエトキ
シシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３
−クロロプロピルトリエトキシシラン、２−クロロエチ
ルトリメトキシシラン、２−クロロエチルトリエトキシ
シラン、３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジ
メチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリエ
トキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモ
イルテトラスルフィド、２−トリエトキシシリルエチル
−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオ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ール
テトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルベ
ンゾチアゾールテトラスルフィド、３−トリエトキシシ
リルプロピルメタクリレートモノスルフィド、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、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェ
ニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランン、Ｎ−
フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ
−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメト
キシシランなどが好ましい。

【００２０】また、ビス（３−ジエトキシメチルシリル
プロピル）テトラスルフィド、３−メルカプトプロピル
ジメトキシメチルシラン、３−ニトロプロピルジメトキ
シメチルシラン、３−クロロプロピルジメトキシメチル
シラン、ジメトキシメチルシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジ
メチオカルバモイルテトラスルフィド、ジメトキシメチ
ルシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド等
も挙げることができる。

【００２１】シランカップリング剤の配合量はシリカに
対し、２〜３０重量％が用いられ、好ましくは１０〜１
５重量％である。シランカップリング剤の配合量が２重
量％未満ではカップリング効果が小さく、３０重量％を
越えるとゲル化を引き起こし好ましくない。

【００２２】本発明に用いられる加硫遅延剤は特に制限
されないが、例えばＮ−（シクロヘキシルチオ）フタル
イミド等が好適に使用される。加硫遅延剤の配合量はゴ
ム原料１００重量部に対して、０．１〜１重量部、好ま
しくは０．２５〜０．５重量部である。この配合量が
０．１重量部未満ではゲル化が起り易く、１重量部を越
えると加硫速度が遅れるので、好ましくない。前記Ｎ−
（シクロヘキシルチオ）フタルイミドは例えばクレイと
の混合物で用いることができ、そのブレンド割合は例え
ばＮ−（シクロヘキシルチオ）フタルイミド２５重量
％、クレイ７５重量％で使用することができる。従っ
て、このブレンド物を使用する場合、配合量はゴム原料
１００重量部に対して、０．４〜４重量部、好ましくは
１〜２重量部となる。

【００２３】なお、本発明においては、上記のゴム原
料、シリカ又はシリカ／カーボンブラック、シランカッ
プリング剤、加硫遅延剤以外に、必要に応じて、軟化
剤、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。

【００２４】本発明のゴム組成物は、ゴム原料、シリカ
やカーボンブラックのような補強用充填材、シランカッ
プリング剤、老化防止剤、加硫遅延剤等を例えば１６０
℃のような高温、８０ｒｐｍのような高速、１〜２分の
ような短時間でバンバリーなどの混練機で混合して、い
わゆるマスターバッチを調製し、次に加硫促進剤、硫黄
等を、例えば１００℃、４０ｒｐｍ、１分混合して、い
わゆるコンパウンドストック（ファイナル）として調製
される。

【００２５】

【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的
に説明するが、本発明の主旨を越えない限り、本実施例
に限定されるものではない。

【００２６】各種の測定方法は次の通りである。・シート性状加工性の尺度として、混練機からゴムが排出され、カレ
ンダーロールにて、例えばゲージ８ｍｍ、幅１ｍのシー
トを作成し、シート肌、シートの端を目視で評価し、シ
ート肌がスムーズであり、シートの端が切れていない場
合を良好とし、シート肌に凹凸があったり、シートにの
端が切れている場合を不良とした。

【００２７】・ムーニー粘度（ＭＬ₁₊₄）加工性の他の尺度として、ＪＩＳＫ６３００のムーニ
ー粘度試験に準拠して、測定した。ムーニー粘度が５０
〜６０程度である場合、加工性は良好と評価する。

【００２８】・低ヒステリシスロス性低ヒステリシスロス性の指標として、ｔａｎδを用い
た。ｔａｎδは岩本製作所製のスペクトルメーターを用
いて、室温、歪１％、５２Ｈｚの条件で測定した。ｔａ
ｎδの値が小さい程、低ヒステリシスロス性は良好であ
る。（実施例１〜３）（比較例１〜４）表１に示す配合処方に従って、先ずマスターバッチ成分
を１６０℃、８０ｒｐｍで１．５分間混合し、マスター
バッチを得て、次にこのマスターバッチと所定の成分を
１００℃、４０ｒｐｍで１分間混合し、コンパウンドス
トック（ファイナル）として、ゴム配合物を調製した。
ここで、シート性状を評価し、ムーニー粘度を測定し
た。さらに、ゴム配合物を１４５℃、３３分間加硫し、
加硫物のｔａｎδを測定した。結果を表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１に示すように、本発明のゴム組成物は
シリカ配合において、高温高速マスターバッチ練り条件
下で、ゲル化が抑制されることによって、加工性（シー
ト性状、ムーニー粘度）に優れ、低ヒステリシスロス性
であることがわかる。

【００３１】また、加硫遅延剤を含まないゴム組成物
（比較例１）は低ヒステリシスロス性を示すが、ゲルが
発生し、加工性が良くないし、ゴム原料種によっては
（比較例２）、低ヒステリシスロス性も良くない。さら
に、加硫遅延剤、シリカ、シランカップリング剤を含ま
ない、カーボンブラック単味系ゴム組成物（比較例４）
は良好な加工性を示すが低ヒステリシスロス性が著しく
悪化する。また、特許請求の範囲を越えた量の加硫遅延
剤を用いたゴム組成物（比較例３）では加工性は良いが
低ヒステリシスロス性が良くない。

【００３２】

【発明の効果】本発明のゴム組成物は、上記のような構
成としたので、シリカ配合で良好な加工性と低ヒステリ
シスロス性を両立するという優れた効果を奏する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０８Ｌ 9/00 Ｃ０８Ｌ 9/00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】天然ゴム及びジエン系合成ゴムからなる
群より選ばれる少なくとも一種のゴム原料１００重量部
に対して、補強用充填剤として、シリカを１５〜８５重
量部と、該シリカに対して、シランカップリング剤を２
〜３０重量％と、ゴム原料１００重量部に対して、加硫
遅延剤を０．１〜１重量部とを含むことを特徴とするゴ
ム組成物。
【請求項２】スチレン−ブタジエン共重合体がゴム原
料１００重量部中に５０重量部以上含まれることを特徴
とする請求項１記載のゴム組成物。
【請求項３】補強用充填剤のカーボンブラックがゴム
原料１００重量部に対して、８０重量部以下含まれるこ
とを特徴とする請求項１記載のゴム組成物。
【請求項４】シランカップリング剤がシリカに対し
て、１０〜１５重量％含まれることを特徴とする請求項
１記載のゴム組成物。
【請求項５】加硫遅延剤がゴム原料１００重量部に対
して、０．２５〜０．５重量部含まれることを特徴とす
る請求項１記載のゴム組成物。
【請求項６】スチレン−ブタジエン共重合体がゴム原
料１００重量部中に５０重量部以上と、シリカがゴム原
料１００重量部に対して、１５〜８５重量部と、カーボ
ンブラックがゴム原料１００重量部に対して、８０重量
部以下と、シランカップリング剤がシリカに対して、１
０〜１５重量％と、加硫遅延剤がゴム原料１００重量部
に対して、０．２５〜０．５重量部とを含むことを特徴
とする請求項１記載のゴム組成物。