JP2001240705A - ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents
ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤInfo
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Abstract
を配合した系において、シランカップリング剤を用いな
くても、ウエット性能を保持しうると共に耐摩耗性を向
上させたゴム組成物を提供すること。 【解決手段】 (A)末端にヒドロカルビルオキシシラ
ン基をもつジエン系重合体少なくとも20重量%を含む
ゴム成分と、その100重量部当たり、補強用充填材と
して、少なくとも(B)水酸化アルミニウム粉体3〜6
0重量部を含むゴム組成物である。
Description
れを用いた空気入りタイヤに関する。さらに詳しくは、
本発明は、ゴム成分として、水酸化アルミニウムなどの
補強用充填材との相互作用を高めた変性ジエン系重合体
を用いてなる良好なウエット性能を保持すると共に、耐
摩耗性を向上させたゴム組成物、及びこのゴム組成物を
用いた空気入りタイヤに関するものである。
ボンブラックが多用されている。これは、カーボンブラ
ックが他の充填材に比べて、高い補強性と優れた耐摩耗
性を付与しうるからである。一方、近年の省エネルギー
の社会的な要請に伴い、自動車の燃料消費節約を目的と
して、タイヤ用ゴムの低発熱化、すなわち低転がり抵抗
を図る場合、カーボンブラックの充填量減量、あるいは
大粒径のカーボンブラックの使用が考えられるが、いず
れの場合も、補強性、耐摩耗性、湿潤路面でのグリップ
性が低下するのを免れないことが知られている。他方、
低発熱性と、補強性、耐摩耗性、湿潤路面でのグリップ
性を両立させる充填材として、含水ケイ酸(湿式シリ
カ)が知られており、例えば特開平3−252431号
公報、特開平6−248116号公報、特開平7−70
369号公報、特開平7−188466号公報、特開平
7−196850号公報、特開平8−225684号公
報、特開平8−245838号公報、特開平8−337
687号公報など、数多くの特許が出願されている。
の比表面積を有するカーボンブラックと比較して、それ
が配合されたゴム組成物の貯蔵弾性率が小さく、そのた
めドライ路面での運動性能が劣るという欠点を有してい
る。上記貯蔵弾性率を高める方法として、含水ケイ酸の
充填量の増量、含水ケイ酸の比表面積の増大などが知ら
れているが、いずれの場合も、含水ケイ酸の特徴である
低発熱性を低下させるという問題を有している。また、
湿潤路面でのグリップ性を向上させる手段として、ゴム
のガラス転移温度(Tg)、すなわち、0℃におけるt
anδを高くすることが知られている。しかしながら、
ゴムのTgを高くすると低温性能が低下するとともに、
転がり抵抗が高くなる、すなわち低燃費性が悪化すると
いう問題が生じる。
様々な技術、例えば(1)特殊なシリカと練り工夫で湿
潤路面でのグリップ性を向上させたタイヤトレッド用ゴ
ム組成物(ヨーロッパ特許第501227号明細書)、
(2)加工性、耐摩耗性を低下させることなく、かつ低
発熱性を保持し、ウエットスキッド性能を向上させたタ
イヤトレッド用ゴム組成物(特開平7−149950号
公報)、(3)低温域及び高温域のウエット路面又はセ
ミウエット路面におけるグリップ性及び作業性を向上さ
せたタイヤトレッド用ゴム組成物(特開平8−5989
3号公報)、(4)耐摩耗性を損なわずに、低温域及び
高温域のウエット路面及びセミウエット路面におけるグ
リップ性を向上させたタイヤトレッド用ゴム組成物(特
開平8−59894号公報)などが開示されている。し
かしながら、上記(1)のゴム組成物においては、作業
性(加工性)に問題があり、(2)のゴム組成物は、耐
摩耗性が充分とはいえない。また、(3)及び(4)の
ゴム組成物においては、補強用充填材の配合量が多すぎ
るという問題がある。
ルミニウムが知られている。この水酸化アルミニウムを
配合したゴム組成物をタイヤトレッドに用いてなるタイ
ヤは、湿潤路面でのグリップ性などのウエット性能が良
好で、かつ低燃費性を有するものの、耐摩耗性に劣ると
いう欠点を有している。したがって、耐摩耗性を向上さ
せるために、高価なシランカップリング剤などが併用さ
れてきた。この場合、コスト高になるのを免れない。と
ころで、発熱性の低いゴム組成物を得るために、これま
で、ゴム組成物に使用する充填材の分散性を高める技術
開発が数多くなされてきた。その中でも特に、有機リチ
ウム化合物を用いたアニオン重合で得られるジエン系重
合体の重合活性末端を充填材と相互作用を持つ官能基に
て修飾する方法が、最も一般的になりつつある。例え
ば、補強用充填材としてシリカを用い、かつアニオン重
合で得られたジエン系重合体の重合活性末端を、アルコ
キシル基を有するケイ素化合物で修飾してなるゴム材料
を用いたゴム組成物(特公平6−57767号公報、特
開平7−233216号公報、特開平9−87426号
公報)などが開示されている。
材として水酸化アルミニウム粉体を配合した系におい
て、シランカップリング剤を用いなくても、ウエット性
能を保持し得ると共に耐摩耗性を向上させたゴム組成物
及びこのゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供する
ことを目的とするものである。
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、ゴム成分とし
て、水酸化アルミニウムに対して相互作用を高めた特定
の変性ジエン系重合体を含むものを用いてなるゴム組成
物により、その目的を達成し得ることを見出した。本発
明は、かかる知見に基づいて完成したものである。すな
わち、本発明は、(A)末端にヒドロカルビルオキシシ
ラン基をもつジエン系重合体少なくとも20重量%を含
むゴム成分と、その100重量部当たり、補強用充填材
として、少なくとも(B)水酸化アルミニウム粉体3〜
60重量部を含むことを特徴とするゴム組成物、好まし
くは補強用充填材として、さらに(C)カーボンブラッ
ク及び/又はシリカ粉体5〜85重量部を含むゴム組成
物を提供するものである。また、本発明は、前記ゴム組
成物をトレッドゴムとして用いたことを特徴とする空気
入りタイヤをも提供するものである。
(A)成分として、変性ジエン系重合体を含むものが用
いられる。この変性ジエン系重合体は、ジエン系重合体
の末端にヒドロカルビルオキシシラン基をもつものであ
り、該末端にヒドロカルビルオキシシラン基を導入する
方法としては特に制限はなく、様々な方法を用いること
ができる。例えば、重合活性末端を有するジエン系重合
体の該重合活性末端に、ヒドロカルビルオキシシラン化
合物を反応させることにより、末端にヒドロカルビルオ
キシシラン基を導入することができる。この変性ジエン
系重合体の原料として用いられる重合活性末端を有する
ジエン系重合体は、例えば有機リチウム化合物を重合開
始剤とし、共役ジエン化合物単独又は共役ジエン化合物
と芳香族ビニル化合物をアニオン重合させることによ
り、製造することができる。上記共役ジエン化合物とし
ては、例えば1,3−ブタジエン;イソプレン;1,3
−ペンタジエン;2,3−ジメチルブタジエン;2−フ
ェニル−1,3−ブタジエン;1,3−ヘキサジエンな
どが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、二種以
上を組み合わせて用いてもよいが、これらの中で、1,
3−ブタジエンが特に好ましい。
合に用いられる芳香族ビニル化合物としては、例えばス
チレン;α−メチルスチレン;1−ビニルナフタレン;
3−ビニルトルエン;エチルビニルベンゼン;ジビニル
ベンゼン;4−シクロヘキシルスチレン;2,4,6−
トリメチルスチレンなどが挙げられる。これらは単独で
用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい
が、これらの中で、スチレンが特に好ましい。さらに、
単量体として共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物を
用いて共重合を行う場合、それぞれ1,3−ブタジエン
及びスチレンの使用が、単量体の入手の容易さなどの実
用性の面、及びアニオン重合特性がリビング性などの点
で優れることなどから、特に好適である。重合開始剤の
有機リチウム化合物としては、ヒドロカルビルリチウム
及びリチウムアミド化合物が好ましく用いられ、前者の
ヒドロカルビルリチウムを用いる場合には、一方の末端
に水素原子を有し、かつ他方の末端が重合活性末端であ
る共役ジエン系重合体が得られる。また、後者のリチウ
ムアミド化合物を用いる場合には、一方の末端に窒素含
有基を有し、他方の末端が重合活性末端である共役ジエ
ン系重合体が得られる。この重合活性末端を有するジエ
ン系重合体の該重合活性末端に反応させるヒドロカルビ
ルオキシシラン化合物としては、例えば一般式(I)
1〜18の一価の炭化水素基、A1 は炭素数1〜20の
二価の炭化水素基、R3 及びR4 は、それぞれ無置換若
しくは置換アミノ基及び/又はエーテル基を有していて
もよい炭素数1〜18の一価の炭化水素基、nは1〜3
の整数を示し、R1 Oが複数ある場合、各R1 Oはたが
いに同一でも異なっていてもよく、R2 が複数ある場
合、各R2 はたがいに同一でも異なっていてもよい。ま
た、R3 及びR4 はたがいに同一でも異なっていてもよ
く、さらにたがいに結合して、R3 及びR4 が結合する
窒素原子と共に、飽和又は不飽和の環構造を形成してい
てもよい。)で表される化合物、一般式(II)
1〜18の一価の炭化水素基、A2 は炭素数1〜20の
二価の炭化水素基、R7 及びR8 は、それぞれ水素原
子、又は無置換若しくは置換アミノ基及び/又はエーテ
ル基を有していてもよい炭素数1〜18の一価の炭化水
素基、mは1〜3の整数を示し、R5 Oが複数ある場
合、各R5 Oはたがいに同一でも異なっていてもよく、
R6 が複数ある場合、各R6はたがいに同一でも異なっ
ていてもよい。また、R7 およびR8 はたがいに同一で
も異なっていてもよく、さらにたがいに結合して環構造
を形成していてもよい。)で表される化合物、又は一般
式(III) R9 a Si(OR10)b X(4-a-b) …(III) (式中、R9 はエポキシ基若しくは不飽和アシロキシ基
を有する置換基、Xはハロゲン原子又は炭素数1〜18
の一価の炭化水素基、R10は炭素数1〜18の一価の炭
化水素基、aは1〜3の整数、bは1〜3の整数、a+
bは2〜4の整数を示し、R9 が複数ある場合、各R9
はたがいに同一でも異なっていてもよく、R10Oが複数
ある場合、各R10Oはたがいに同一でも異なっていても
よい。)で表される化合物などを挙げることができる。
しては3−ジメチルアミノプロピル(トリエトキシ)シ
ラン、3−ジメチルアミノプロピル(トリメトキシ)シ
ラン、3−ジエチルアミノプロピル(トリエトキシ)シ
ラン、3−ジエチルアミノプロピル(トリメトキシ)シ
ラン、2−ジメチルアミノエチル(トリエトキシ)シラ
ン、2−ジメチルアミノエチル(トリエトキシ)シラ
ン、3−ジメチルアミノプロピル(ジエトキシ)メチル
シラン、3−ジブチルアミノプロピル(トリエトキシ)
シラン、3−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピル
(トリエトキシ)シラン、3−(1−ヘキサメチレンイ
ミノ)プロピル(トリメトキシ)シラン、(1−ヘキサ
メチレンイミノ)メチル(トリメトキシ)シラン、(1
−ヘキサメチレンイミノ)メチル(トリエトキシ)シラ
ン、2−(1−ヘキサメチレンイミノ)エチル(トリエ
トキシ)シラン、2−(1−ヘキサメチレンイミノ)エ
チル(トリメトキシ)シラン、3−(1−ピロリジニ
ル)プロピル(トリエトキシ)シラン、3−(1−ピロ
リジニル)プロピル(トリメトキシ)シラン、3−(1
−ヘプタメチレンイミノ)プロピル(トリエトキシ)シ
ラン、3−(1−ドデカメチレンイミノ)プロピル(ト
リエトキシ)シラン、3−(1−ヘキサメチレンイミ
ノ)プロピル(ジエトキシ)メチルシラン、3−(1−
ヘキサメチレンイミノ)プロピル(ジエトキシ)エチル
シラン、1−〔3−(トリエトキシシリル)プロピル〕
−4,5−ジヒドロイミダゾール、1−〔3−(トリメ
トキシシリル)プロピル〕−4,5−ジヒドロイミダゾ
ール、3−〔10−(トリエトキシシリル)デシル〕−
4−オキサゾリンなどが挙げられる。これらの中で、3
−(1−ヘキサメチレンイミノ)プロピル(トリエトキ
シ)シラン、(1−ヘキサメチレンイミノ)メチル(ト
リメトキシ)シラン、1−〔3−(トリエトキシシリ
ル)プロピル〕−4,5−ジヒドロイミダゾール及び1
−〔3−(トリメトキシシリル)プロピル〕−4,5−
ジヒドロイミダゾールを好ましく挙げることができる。
特に1−〔3−(トリエトキシシリル)プロピル〕−
4,5−ジヒドロイミダゾールが、充填材の分散効果及
び補強効果の点で好適である。
としては、N−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−
(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−
(1−メチルエチリデン)−3−(トリエトキシシリ
ル)−1−プロパンアミン、N−エチリデン−3−(ト
リエトキシシリル)−1−プロパンアミン、N−(1−
メチルプロピリデン)−3−(トリエトキシシリル)−
1−プロパンアミン、N−(4−N,N−ジメチルアミ
ノベンジリデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−
プロパンアミン、N−(シクロヘキシリデン)−3−
(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミン及びこれ
らのトリエトキシシリル化合物に対応するトリメトキシ
シリル化合物、メチルジエトキシシリル化合物、エチル
ジエトキシシリル化合物、メチルジメトキシシリル化合
物、エチルジメトキシシリル化合物などが好ましく挙げ
られるが、これらの中で特に、N−(1−メチルプロピ
リデン)−3−(トリエトキシシリル)−1−プロパン
アミン及びN−(1,3−ジメチルブチリデン)−3−
(トリエトキシシリル)−1−プロパンアミンが好適で
ある。
としては、γ−グリシドキシエチルトリメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−グリシドキシブチルトリメトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシ
プロピルトリプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロ
ピルトリブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルト
リフェノキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチル
ジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジ
メトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジエ
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、γ−グリシドキシプロピルメチルジプロポ
キシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジブトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジフェノキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルジメチルメトキシ
シラン、γ−グリシドキシプロピルジエチルエトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルジメチルエトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルジメチルフェノキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルジエチルメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルメチルジイソプロペンオ
キシシラン、ビス(γ−グリシドキシプロピル)ジメト
キシシラン、ビス(γ−グリシドキシプロピル)ジエト
キシシラン、ビス(γ−グリシドキシプロピル)ジプロ
ポキシシラン、ビス(γ−グリシドキシプロピル)ジブ
トキシシラン、ビス(γ−グリシドキシプロピル)ジフ
ェノキシシラン、ビス(γ−グリシドキシプロピル)メ
チルメトキシシラン、ビス(γ−グリシドキシプロピ
ル)メチルエトキシシラン、ビス(γ−グリシドキシプ
ロピル)メチルプロポキシシラン、ビス(γ−グリシド
キシプロピル)メチルブトキシシラン、ビス(γ−グリ
シドキシプロピル)メチルフェノキシシラン、トリス
(γ−グリシドキシプロピル)メトキシシラン、γ−メ
タクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタク
リロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロ
キシメチルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシエ
チルトリエトキシシラン、ビス(γ−メタクリロキシプ
ロピル)ジメトキシシラン、トリス(γ−メタクリロキ
シプロピル)メトキシシラン、β−(3,4−エポキシ
シクロヘキシル)エチル−トリメトキシシラン、β−
(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル−トリエト
キシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)
エチル−トリプロポキシシラン、β−(3,4−エポキ
シシクロヘキシル)エチル−トリブトキシシラン、β−
(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル−トリフェ
ノキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシ
ル)プロピル−トリメトキシシラン、β−(3,4−エ
ポキシシクロヘキシル)エチル−メチルジメトキシシラ
ン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル−
エチルジメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシク
ロヘキシル)エチル−エチルジエトキシシラン、β−
(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル−メチルジ
エトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシ
ル)エチル−メチルジプロポキシシラン、β−(3,4
−エポキシシクロヘキシル)エチル−メチルジブトキシ
シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチ
ル−メチルジフェノキシシラン、β−(3,4−エポキ
シシクロヘキシル)エチル−ジメチルメトキシシラン、
β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル−ジエ
チルエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘ
キシル)エチル−ジメチルエトキシシラン、β−(3,
4−エポキシシクロヘキシル)エチル−ジメチルプロポ
キシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)
エチル−ジメチルブトキシシラン、β−(3,4−エポ
キシシクロヘキシル)エチル−ジメチルフェノキシシラ
ン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル−
ジエチルメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシク
ロヘキシル)エチル−メチルジイソプロペンオキシシラ
ン等を挙げることができる。これらの中で、充填材の分
散効果及び補強効果などの点から、γ−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン及びγ−メタクリロキシプロ
ピルトリメトキシシランが好適である。
(以下、末端変性剤と称すことがある。)を用いて、ジ
エン系重合体の重合活性末端に反応させる際、該末端変
性剤の使用量は、ジエン系重合体の製造に使用される有
機リチウム化合物1モルに対し、通常0.25〜3.0
モルであり、好ましくは0.5〜1.5モルである。
0.25モルより少ない量ではヒドロカルビルオキシ基
がカップリング反応に消費されて好ましくない。また3
モルを超えるような量においては過剰の末端変性剤が無
駄になるとともに、末端変性剤に含まれる不純物によ
り、重合活性末端が失活して実質的な変性効率が低下し
て好ましくない。
体の重合温度をそのまま用いることができる。具体的に
は30〜100℃が好ましい範囲として挙げられる。3
0℃未満では重合体の粘度が上昇しすぎる傾向があり、
100℃を超えると、重合活性末端が失活し易くなるの
で好ましくない。このようにして、ジエン系重合体の末
端にヒドロカルビルオキシシラン基が導入され、このヒ
ドロカルビルオキシ基と水酸化アルミニウムの水酸基が
反応することで、充填材の分散性が向上すると共に、補
強性が向上する。したがって、水酸化アルミニウム粉体
と該変性ジエン系重合体を組合わせることにより、シラ
ンカップリング剤を用いなくても、ウエット性能を低下
させることなく、耐摩耗性を向上させることができる。
いた場合でも、表面官能基のシラノール基と変性ジエン
系重合体末端のヒドロカルビルオキシ基とが同様に反応
するので、上記と同じような効果を奏する。本発明のゴ
ム組成物においては、(A)成分のゴム成分として、前
記変性ジエン系重合体を少なくとも20重量%含むこと
が必要である。この量が20重量%未満では所望の物性
を有するゴム組成物が得られず、本発明の目的が達せら
れない。ゴム成分中の該変性ジエン系重合体の好ましい
含有量は35重量%以上であり、特に40〜100重量
%が好適である。この変性ジエン系重合体は一種用いて
もよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、
この変性ジエン系重合体と併用されるゴム成分として
は、天然ゴム及びジエン系合成ゴムが挙げられ、ジエン
系合成ゴムとしては、例えばスチレン−ブタジエン共重
合体(SBR)、ポリブタジエン(BR)、ポリイソプ
レン(IR)、ブチルゴム(IIR)、エチレン−プロ
ピレン共重合体及びこれらの混合物等が挙げられる。ま
た、その一部が多官能型変性剤、例えば四塩化スズのよ
うな変性剤を用いることにより分岐構造を有しているも
のでもよい。
分として水酸化アルミニウム粉体が用いられる。この水
酸化アルミニウム粉体としては、一次粒子平均径DI が
0.35μm以下で、二次粒子平均径DL が0.8μm
以下であり、かつDL /DI 比が1.7以下のものが好
ましく用いられる。ここで、二次粒子平均径DL は、超
音波分散をした後にレーザー回折式粒度分析計で測定し
た平均径であり、一次粒子平均径DI は、BET比表面
積から次式DI =6/{(BET比表面積)×(真比
重)}によって算出される径である。(なお、上記BE
T比表面積は、110℃で30分間乾燥後、JIS R
1626に準拠し、窒素吸着一点法にて測定した値であ
る。)
均径DL が0.8μmを超えたり、一次粒子平均径DI
が0.35μmを超えると、補強効果が充分に発揮され
ず、耐摩耗性に劣る上、湿潤路面でのグリップ性(ウエ
ット性能)が低下するおそれが生じる。また、粒子径が
小さすぎると、粒子同士の凝集が強くなり、二次粒子径
/一次粒子径の比(DL /DI )が1.7を超え、ゴム
への良好な分散が困難となり、所望の性能を有するゴム
組成物が得られない場合がある。耐摩耗性、ウエット性
能及び低燃費性のバランスなどの面から、この水酸化ア
ルミニウム粉体の二次粒子平均径DL は0.5μm以下
がより好ましく、一次粒子平均径DI は0.30μm以
下がより好適である。またDL /DI は1.5以下がよ
り好ましい。本発明においては、この(B)成分の水酸
化アルミニウム粉体は、一種用いてもよく二種以上を組
み合わせて用いてもよい。また、その含有量は(A)成
分100重量部当たり、3〜60重量部の範囲である。
この含有量が3重量部未満では充分な湿潤路面でのグリ
ップが得られず、本発明の目的が達せられない。また、
60重量部を超えると耐摩耗性が損なわれる上、ゴム組
成物に要求される他の物性が低下するおそれがある。耐
摩耗性、ウエット性能及び低燃費性などを考慮すると、
この(B)成分の好ましい含有量は、5〜40重量部の
範囲である。
り、(C)成分として、カーボンブラック及び/又はシ
リカ粉体を配合することができる。ここで、カーボンブ
ラックとしては、製造方法によりチャンネルブラック、
ファーネスブラック、アセチレンブラック及びサーマル
ブラックなどがあるが、いずれのものも使用することが
できる。また、このカーボンブラックは、窒素吸着比表
面積(BET)が90m2 /g以上であり、かつジブチ
ルフタレート吸油量(DBP)が100ミリリットル/
100g以上のもが好適である。このBET値が90m
2 /g未満では充分な耐摩耗性が得られにくく、BET
値があまり大きすぎると低燃費性が悪化する原因とな
る。耐摩耗性及び低燃費性を考慮すると、このBET値
のより好ましい範囲は、90〜300m2 /gである。
なお、該BET値はASTM D3037−88に準拠
して測定した値である。さらに、DBP値が100ミリ
リットル/100g未満では充分な耐摩耗性が得られに
くく、また、このDBP値があまり大きすぎると低燃費
性が悪化する原因となる。耐摩耗性及び低燃費性を考慮
すると、このDBP値のより好ましい範囲は、50〜2
00ミリリットル/100gである。なお、該DBP値
は、JIS K6221−1982(A法)に準拠して
測定した値である。
く、従来ゴム補強用として慣用されているもの、例えば
乾式法シリカ、湿式法シリカ(含水ケイ酸)などの中か
ら適宜選択して用いることができるが、湿式法シリカが
好適である。このシリカ粉体は、耐摩耗性及び低燃費性
などを考慮すると、窒素吸着比表面積(BET)が20
0〜300m2 /gで、かつセチルトリメチルアンモニ
ウムブロミド吸着比表面積(CTAB)が170〜27
0m2 /gの範囲にあるものが好適である。なお、該B
ET値は、300℃で1時間乾燥後、ASTM D48
20−93に準拠して測定した値であり、CTAB値は
ASTM D3765−92に準拠して測定した値であ
る。
れる(C)成分として、前記カーボンブラックのみを用
いてもよいし、またシリカ粉体のみを用いてもよく、あ
るいは、カーボンブラックとシリカ粉体を併用してもよ
い。この(C)成分の含有量は、耐摩耗性、ウエット性
能及び低燃費性のバランスなどの面から、(A)成分1
00重量部当たり、5〜85重量部の範囲が好ましく、
特に30〜70重量部の範囲が好ましい。本発明のゴム
組成物においては、該(C)成分として、少なくともシ
リカ粉体を用いる場合には、その効果をさらに向上させ
るために、所望により、(D)成分として、カップリン
グ剤を含有させることができる。このカップリング剤と
しては特に制限はなく、従来公知の様々なカップリング
剤の中から任意のものを選択して用いることができる
が、これらの中で特にシラン系カップリング剤が好まし
い。
ては、一般式(RO)3 Si−Sm−Si(OR)3 ま
たはX1 Si(OR)3 (但し、RはORが加水分解可
能になるような基(例えばメチル基、エチル基等)であ
り、X1 は有機物と反応する官能基(例えばメルカプト
アルキル基、アミノアルキル基、ビニル基、エポキシ
基、グリシドキシアルキル基、ベンゾチアゾリル基、
N,N−ジメチルカルバモイル基等)であり、mは0<
m≦9を満たす整数である。)で表される化合物が挙げ
られ、具体的には、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(3−トリメトキシシリ
ルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−メチルジメ
トキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−
トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス
(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビ
ス(3−トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、
ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィ
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、ビニルトリエ
トキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3−アミノ
プロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリ
メトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメト
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ロイルモノスルフ
ィドなどが挙げられる。
れる(D)成分のカップリング剤は単独で用いてもよ
く、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その
含有量は、前記(C)成分のシリカ粉体に対して、通常
1〜20重量%の範囲で選ばれる。この含有量が1重量
%未満ではカップリング剤を含有させた効果が充分に発
揮されないおそれがあり、一方、20重量%を超えると
その量の割りには効果の向上がみられず、むしろ経済的
に不利となる。配合効果及び経済性などを考慮すると、
この(D)成分のカップリング剤の好ましい含有量は、
2〜15重量%の範囲である。本発明のゴム組成物に
は、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により、
通常ゴム工業界で用いられる各種薬品、例えば加硫剤、
加硫促進剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、軟化剤、他
の充填材、亜鉛華、ステアリン酸などを含有させること
ができる。
ナルミキサー等の混練り機を用いて混練することによっ
て得られ、成形加工後、加硫を行い、タイヤトレッド、
アンダートレッド、カーカス、サイドウォール、ビード
部分等のタイヤ用途を始め、防振ゴム、ベルト、ホース
その他の工業品等の用途にも用いることができるが、特
にタイヤトレッド用ゴムとして好適に使用される。本発
明の空気入りタイヤは、本発明のゴム組成物を用いて通
常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じ
て、上記のように各種薬品を含有させた本発明のゴム組
成物が未加硫の段階でトレッド用部材に押出し加工さ
れ、タイヤ成形機上で通常の方法により貼り付け成形さ
れ、生タイヤが成形される。この生タイヤを加硫機中の
加熱加圧して、タイヤが得られる。このようにして得ら
れた本発明の空気入りタイヤは、ウエット性能を保持す
ると共に、耐摩耗性も良好である。
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。なお、加硫ゴムの物性は、下記の方法
に従って測定した。 (1)ウエットスキッド性能(湿潤路面でのグリップ
性) 東洋精機(株)製、スペクトロメーターを用いて、動的
歪振幅0.1%、周波数52Hz、測定温度0℃の条件
で測定した際のtanδの値を、比較例1を100とし
て指数表示した。数値が大きいほど、良好である。 (2)耐摩耗性 ランボーン型摩耗試験機を用いて、室温でスリップ率2
5%の条件で試験を行い、摩耗量の逆数を、比較例1を
100として指数表示した。数値が大きいほど、良好で
ある。
ス容器に、シクロヘキサン300g、1,3−ブタジエ
ン40g、スチレン10g、ジテトラヒドロフリルプロ
パン0.16ミリモルを注入し、これにn−ブチルリチ
ウム(BuLi)0.55ミリモルを加えた後、50℃
で2時間重合を行った。重合系は重合開始から終了ま
で、全く沈殿は見られず均一に透明であった。重合転化
率はほぼ100%であった。この重合系にさらに末端変
性剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン0.55ミリモルを加えた後にさらに30分間変性反
応を行った。この後、重合系にさらに2,6−ジ−t−
ブチル−p−クレゾール(BHT)のイソプロパノール
5重量%溶液0.5ミリリットルを加えて反応の停止を
行ない、さらに常法に従い乾燥することにより変性SB
Rを得た。この変性SBRの重量平均分子量は25.5×
104 、ガラス転移点は−39℃、ムーニー粘度〔ML
1+4 /100℃〕は30であった。 実施例1及び比較例1〜3 第1表に示すゴム組成物を調製したのち、150℃、3
0分間の条件で加硫処理し、得られた加硫ゴムの物性を
測定した。結果を第1表に示す。
レンブタジエンゴム 2)カーボンブラック:東海カーボン(株)製、商品名
「シーストKH」、BET値93m2 /g、DB値11
9ミリリットル/100g 3)水酸化アルミニウム粉体:DL 0.37μm、DI
0.30μm、DL /DI 1.23 4)シランカップリング剤:デグサ社製Si69、ビス
(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド 5)加硫促進剤DPG:ジフェニルグアニジン 6)老化防止剤6C:N−(1,3−ジメチルブチル)
−N′−フェニル−p−フェニレンジアミン
して水酸化アルミニウム粉体を用いると共に、ゴム成分
として水酸化アルミニウムとの相互作用を高めた変性ジ
エン系重合体を用いたものであって、良好なウエット性
能及び耐摩耗性を有する上、シランカップリング剤の配
合量を低減又は無くすことができるので、コスト的にも
有利であり、特にタイヤトレッド用ゴムとして好適に用
いられる。
Claims (8)
- 【請求項1】 (A)末端にヒドロカルビルオキシシラ
ン基をもつジエン系重合体少なくとも20重量%を含む
ゴム成分と、その100重量部当たり、補強用充填材と
して、少なくとも(B)水酸化アルミニウム粉体3〜6
0重量部を含むことを特徴とするゴム組成物。 - 【請求項2】 補強用充填材として、(C)カーボンブ
ラック及び/又はシリカ粉体5〜85重量部を含む請求
項1記載のゴム組成物。 - 【請求項3】 (A)成分の末端にヒドロカルビルオキ
シシラン基をもつジエン系重合体が、重合活性末端を有
するジエン系重合体の該重合活性末端に、ヒドロカルビ
ルオキシシラン化合物を反応させてなるものである請求
項1又は2記載のゴム組成物。 - 【請求項4】 重合活性末端を有するジエン系重合体
が、有機リチウム化合物を重合開始剤とし、共役ジエン
化合物単独又は共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物
を重合させて得られたものである請求項3記載のゴム組
成物。 - 【請求項5】 (B)成分の水酸化アルミニウム粉体
が、一次粒子平均径D I が0.35μm以下で、二次粒
子平均径DL が0.8μm以下であり、かつD L /DI
比が1.7以下のものである請求項1ないし4のいずれ
かに記載のゴム組成物。 - 【請求項6】 (C)成分のカーボンブラックが、窒素
吸着比表面積(BET)が90m2 /g以上で、かつジ
ブチルフタレート吸油量(DBP)が100ミリリット
ル/100g以上のものである請求項2ないし5のいず
れかに記載のゴム組成物。 - 【請求項7】 (C)成分のシリカ粉体が、窒素吸着比
表面積(BET)が200〜300m2 /gで、かつセ
チルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積(C
TAB)が170〜270m2 /gのものである請求項
2ないし5のいずれかに記載のゴム組成物。 - 【請求項8】 請求項1ないし7のいずれかに記載のゴ
ム組成物をトレッドゴムとして用いたことを特徴とする
空気入りタイヤ。
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