JPH11130908A - ゴム組成物 - Google Patents
ゴム組成物Info
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- JPH11130908A JPH11130908A JP9297275A JP29727597A JPH11130908A JP H11130908 A JPH11130908 A JP H11130908A JP 9297275 A JP9297275 A JP 9297275A JP 29727597 A JP29727597 A JP 29727597A JP H11130908 A JPH11130908 A JP H11130908A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低転がり抵抗、ウェット性能および耐摩耗性
にバランスよく優れ、さらに耐ゴム焼け性および破壊特
性に優れたゴム組成物をうること。 【解決手段】 ジエン系ゴム１００重量部に対して、２
０〜１００重量％のシリカからなる充填材４０〜１５０
重量部、シリカ配合量の２重量％以上５重量％未満のシ
ランカップリング剤、およびシリカ配合量の２重量％以
上５重量％未満の非イオン系界面活性剤を混練してなる
ゴム組成物。
にバランスよく優れ、さらに耐ゴム焼け性および破壊特
性に優れたゴム組成物をうること。 【解決手段】 ジエン系ゴム１００重量部に対して、２
０〜１００重量％のシリカからなる充填材４０〜１５０
重量部、シリカ配合量の２重量％以上５重量％未満のシ
ランカップリング剤、およびシリカ配合量の２重量％以
上５重量％未満の非イオン系界面活性剤を混練してなる
ゴム組成物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低燃費性（低転が
り抵抗）、湿潤路面でのグリップ性能などのウェット性
能および耐摩耗性に優れ、さらに耐ゴム焼け性および破
壊特性に優れたゴム組成物に関する。
り抵抗）、湿潤路面でのグリップ性能などのウェット性
能および耐摩耗性に優れ、さらに耐ゴム焼け性および破
壊特性に優れたゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、特にタイヤ用のゴム組成物に
おいては、シリカを配合して低燃費性（低転がり抵
抗）、ウェット性能および耐摩耗性の両立を図るばあ
い、ゴム組成物にシランカップリング剤を配合すること
により補強性を補っている。
おいては、シリカを配合して低燃費性（低転がり抵
抗）、ウェット性能および耐摩耗性の両立を図るばあ
い、ゴム組成物にシランカップリング剤を配合すること
により補強性を補っている。
【０００３】このばあいシランカップリング剤は混練中
にシリカ表面のシラノール基と化学結合させる必要があ
る。しかし、バンバリーミキサーなどの密閉式混練機を
用いて混練するばあいはシランカップリング剤の反応効
率が低いため、シリカの配合量の５〜１５重量％という
比較的多量のシランカップリング剤を配合している。
にシリカ表面のシラノール基と化学結合させる必要があ
る。しかし、バンバリーミキサーなどの密閉式混練機を
用いて混練するばあいはシランカップリング剤の反応効
率が低いため、シリカの配合量の５〜１５重量％という
比較的多量のシランカップリング剤を配合している。
【０００４】多量のシランカップリング剤を配合する
と、未反応のまま残るシランカップリング剤の量も多く
なり、混練中にゴム組成物がゴム焼けを起こしたり、加
硫後のゴム組成物の破壊特性が低下するという問題があ
る。
と、未反応のまま残るシランカップリング剤の量も多く
なり、混練中にゴム組成物がゴム焼けを起こしたり、加
硫後のゴム組成物の破壊特性が低下するという問題があ
る。
【０００５】そこで、本発明者らは、鋭意検討の結果、
非イオン界面活性剤を配合することにより、シランカッ
プリング剤の配合量を最小限にし、かつそのシランカッ
プリング剤が完全に反応して混練中にゴム焼けを起こさ
ず、破壊特性に優れるゴム組成物をうるに至った。
非イオン界面活性剤を配合することにより、シランカッ
プリング剤の配合量を最小限にし、かつそのシランカッ
プリング剤が完全に反応して混練中にゴム焼けを起こさ
ず、破壊特性に優れるゴム組成物をうるに至った。
【０００６】ところで、たとえば特開平８−５３００２
号および特開平８−７３６５７号各公報においては、シ
リカを配合してなるゴム組成物に関して、加硫の遅れを
防ぎ、シリカの分散を助けるために活性剤を配合すると
の記載があるが、本発明の非イオン界面活性剤と異なる
活性剤を用いており、かつシランカップリング剤の使用
量は低減されておらず、えられるゴム組成物が耐ゴム焼
け性および破壊特性に劣るという問題は解消されていな
い。また特開平９−１１１０３９号公報においては、シ
リカを配合してなるゴム組成物に関して、帯電防止のた
めに非イオン界面活性剤を配合するとの記載があるが、
この技術においてもシランカップリング剤の使用量は低
減されておらず、えられるゴム組成物の耐ゴム焼け性お
よび破壊特性は改善されていない。
号および特開平８−７３６５７号各公報においては、シ
リカを配合してなるゴム組成物に関して、加硫の遅れを
防ぎ、シリカの分散を助けるために活性剤を配合すると
の記載があるが、本発明の非イオン界面活性剤と異なる
活性剤を用いており、かつシランカップリング剤の使用
量は低減されておらず、えられるゴム組成物が耐ゴム焼
け性および破壊特性に劣るという問題は解消されていな
い。また特開平９−１１１０３９号公報においては、シ
リカを配合してなるゴム組成物に関して、帯電防止のた
めに非イオン界面活性剤を配合するとの記載があるが、
この技術においてもシランカップリング剤の使用量は低
減されておらず、えられるゴム組成物の耐ゴム焼け性お
よび破壊特性は改善されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】すなわち本発明の目的
は、シリカを配合してなるゴム組成物について、低燃費
性（低転がり抵抗）、ウェット性能および耐摩耗性、破
壊特性にバランスよく優れ、さらに耐ゴム焼け性などの
加工性にも優れたゴム組成物をうることにある。
は、シリカを配合してなるゴム組成物について、低燃費
性（低転がり抵抗）、ウェット性能および耐摩耗性、破
壊特性にバランスよく優れ、さらに耐ゴム焼け性などの
加工性にも優れたゴム組成物をうることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ジエン系ゴム
１００重量部に対して、２０〜１００重量％のシリカか
らなる充填材４０〜１５０重量部、シリカ配合量の２重
量％以上５重量％未満のシランカップリング剤、および
シリカ配合量の２重量％以上１０重量％未満の非イオン
界面活性剤を配合してなるゴム組成物に関する。
１００重量部に対して、２０〜１００重量％のシリカか
らなる充填材４０〜１５０重量部、シリカ配合量の２重
量％以上５重量％未満のシランカップリング剤、および
シリカ配合量の２重量％以上１０重量％未満の非イオン
界面活性剤を配合してなるゴム組成物に関する。
【０００９】シランカップリング剤は、
【００１０】
【化２】
【００１１】（式中、Ｚは−Ｓｉ（Ｒ1）2Ｒ2、−Ｓｉ
Ｒ1（Ｒ2）2または−Ｓｉ（Ｒ2）3（ただし、Ｒ1は炭素
数１〜４のアルキル基、シクロヘキシル基またはフェニ
ル基、Ｒ2は炭素数１〜８のアルコキシ基または炭素数
５〜８のシクロアルコキシ基）、Ｒは炭素数１〜１８の
２価の炭化水素基、ｎは２〜８の整数）で示されるのが
好ましい。
Ｒ1（Ｒ2）2または−Ｓｉ（Ｒ2）3（ただし、Ｒ1は炭素
数１〜４のアルキル基、シクロヘキシル基またはフェニ
ル基、Ｒ2は炭素数１〜８のアルコキシ基または炭素数
５〜８のシクロアルコキシ基）、Ｒは炭素数１〜１８の
２価の炭化水素基、ｎは２〜８の整数）で示されるのが
好ましい。
【００１２】また、非イオン界面活性剤は、ポリエチレ
ングリコール型非イオン界面活性剤または多価アルコー
ル型非イオン界面活性剤であるのが好ましい。
ングリコール型非イオン界面活性剤または多価アルコー
ル型非イオン界面活性剤であるのが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明において用いることのでき
るジエン系ゴムとしては、タイヤなどの分野で通常用い
られているものであればよい。かかるジエン系ゴムの代
表例としては、たとえば天然ゴム（ＮＲ）、イソプレン
ゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタ
ジエンゴム（ＳＢＲ）などがあげられ、それぞれ単独で
または任意に組合せて用いることができる。
るジエン系ゴムとしては、タイヤなどの分野で通常用い
られているものであればよい。かかるジエン系ゴムの代
表例としては、たとえば天然ゴム（ＮＲ）、イソプレン
ゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタ
ジエンゴム（ＳＢＲ）などがあげられ、それぞれ単独で
または任意に組合せて用いることができる。
【００１４】つぎに、本発明に用いる充填材はシリカを
必須とするが、その他カーボンブラックなどの従来から
たとえばタイヤなどの分野において用いられているもの
を併用してもよい。
必須とするが、その他カーボンブラックなどの従来から
たとえばタイヤなどの分野において用いられているもの
を併用してもよい。
【００１５】また、シリカおよびカーボンブラックの種
類および性能などに特に制限はない。
類および性能などに特に制限はない。
【００１６】本発明における充填材の配合量は、前記ジ
エン系ゴム１００重量部に対して４０〜１５０重量部で
ある。これは、４０重量部未満のばあいは耐摩耗性が低
下し、１５０重量部を超えると加工性が低下するからで
ある。
エン系ゴム１００重量部に対して４０〜１５０重量部で
ある。これは、４０重量部未満のばあいは耐摩耗性が低
下し、１５０重量部を超えると加工性が低下するからで
ある。
【００１７】また、充填材中シリカの含有率が２０重量
％未満では転がり抵抗が増加し、ウェット性能が低下す
るため、本発明において前記充填材は２０〜１００重量
％のシリカからなる。前記充填材は、転がり抵抗とウェ
ット性能の両立という点から３０〜１００重量％のシリ
カを含むのが好ましく、さらに５０〜１００重量％のシ
リカを含むのが特に好ましい。
％未満では転がり抵抗が増加し、ウェット性能が低下す
るため、本発明において前記充填材は２０〜１００重量
％のシリカからなる。前記充填材は、転がり抵抗とウェ
ット性能の両立という点から３０〜１００重量％のシリ
カを含むのが好ましく、さらに５０〜１００重量％のシ
リカを含むのが特に好ましい。
【００１８】本発明において用いるシランカップリング
剤は、ゴム成分と結合させるという点からイオウ原子を
含んでいればよく、たとえば
剤は、ゴム成分と結合させるという点からイオウ原子を
含んでいればよく、たとえば
【００１９】
【化３】
【００２０】（式中、Ｚは−Ｓｉ（Ｒ1）2Ｒ2、−Ｓｉ
Ｒ1（Ｒ2）2または−Ｓｉ（Ｒ2）3（ただし、Ｒ1は炭素
数１〜４のアルキル基、シクロヘキシル基またはフェニ
ル基、Ｒ2は炭素数１〜８のアルコキシ基または炭素数
５〜８のシクロアルコキシ基）、Ｒは炭素数１〜１８の
２価の炭化水素基、ｎは２〜８の整数）で示されるもの
であるのが好ましい。
Ｒ1（Ｒ2）2または−Ｓｉ（Ｒ2）3（ただし、Ｒ1は炭素
数１〜４のアルキル基、シクロヘキシル基またはフェニ
ル基、Ｒ2は炭素数１〜８のアルコキシ基または炭素数
５〜８のシクロアルコキシ基）、Ｒは炭素数１〜１８の
２価の炭化水素基、ｎは２〜８の整数）で示されるもの
であるのが好ましい。
【００２１】式中、Ｚは−Ｓｉ（Ｒ1）2Ｒ2、−ＳｉＲ1
（Ｒ2）2または−Ｓｉ（Ｒ2）3で示されるが、Ｒ1はメ
チル、エチル、プロピル、ブチルなどの炭素数１〜４の
アルキル基、シクロヘキシル基またはフェニル基でＲ2
はメトキシ、エトキシ、ブトキシなどの炭素数１〜８の
アルコキシ基またはフェノキシ、ベンジルオキシなどの
炭素数５〜８のシクロアルコキシ基である。
（Ｒ2）2または−Ｓｉ（Ｒ2）3で示されるが、Ｒ1はメ
チル、エチル、プロピル、ブチルなどの炭素数１〜４の
アルキル基、シクロヘキシル基またはフェニル基でＲ2
はメトキシ、エトキシ、ブトキシなどの炭素数１〜８の
アルコキシ基またはフェノキシ、ベンジルオキシなどの
炭素数５〜８のシクロアルコキシ基である。
【００２２】また、Ｒはエチレン、プロピレンなどの炭
素数１〜１８の２価の炭化水素基である。
素数１〜１８の２価の炭化水素基である。
【００２３】式（１）で示されるシランカップリング剤
としては、たとえば
としては、たとえば
【００２４】
【化４】
【００２５】などがあげられる。また市販のものとして
は、デグサ社製のＳｉ６９（３，３′−ビス（トリエト
キシシリルプロピル）テトラスルフィド）などがあげら
れる。
は、デグサ社製のＳｉ６９（３，３′−ビス（トリエト
キシシリルプロピル）テトラスルフィド）などがあげら
れる。
【００２６】また、式（２）で示されるシランカップリ
ング剤としては、たとえば
ング剤としては、たとえば
【００２７】
【化５】
【００２８】などがあげられる。また、市販のものとし
ては、東芝シリコーン（株）製のＴＳＬ８３８０または
信越化学（株）製のＫＢＭ８０３（３−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン）などがあげられる。
ては、東芝シリコーン（株）製のＴＳＬ８３８０または
信越化学（株）製のＫＢＭ８０３（３−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン）などがあげられる。
【００２９】これらのなかでも、ゴム焼け（スコーチ）
という点から３，３′−ビス（トリエトキシシリルプロ
ピル）テトラスルフィドを用いるのが好ましい。
という点から３，３′−ビス（トリエトキシシリルプロ
ピル）テトラスルフィドを用いるのが好ましい。
【００３０】かかるシランカップリング剤の配合量は、
前記シリカの配合量の２重量％以上５重量％未満であれ
ばよい。これは、２重量％未満のばあいはシランカップ
リング剤によるシリカの分散効果およびウェット性能の
改善が不充分となるからであり、また、５重量％以上の
ばあいは余分なシランカップリング剤が残存し、えられ
るゴム組成物の加工性および破壊特性の低下を招くから
である。
前記シリカの配合量の２重量％以上５重量％未満であれ
ばよい。これは、２重量％未満のばあいはシランカップ
リング剤によるシリカの分散効果およびウェット性能の
改善が不充分となるからであり、また、５重量％以上の
ばあいは余分なシランカップリング剤が残存し、えられ
るゴム組成物の加工性および破壊特性の低下を招くから
である。
【００３１】本発明においては、ゴム成分とシリカの相
溶性の面から非イオン界面活性剤を用いる。非イオン界
面活性剤にはポリエチレングリコール型非イオン界面活
性剤および多価アルコール型非イオン界面活性剤があ
る。
溶性の面から非イオン界面活性剤を用いる。非イオン界
面活性剤にはポリエチレングリコール型非イオン界面活
性剤および多価アルコール型非イオン界面活性剤があ
る。
【００３２】ポリエチレングリコール型非イオン界面活
性剤とは、アルキルフェノール、高級脂肪酸などの疎水
基原料に親水基としてエチレンオキシドを付加させてえ
られる非イオン界面活性剤である。
性剤とは、アルキルフェノール、高級脂肪酸などの疎水
基原料に親水基としてエチレンオキシドを付加させてえ
られる非イオン界面活性剤である。
【００３３】かかるポリエチレングリコール型非イオン
界面活性剤としては、たとえばポリオキシエチレンラウ
リルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル
などの高級アルコールエチレンオキサイド付加物、ポリ
オキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテルなどのアルキルフェノ
ールエチレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコー
ルモノラウレート、ポリエチレングリコールモノオレエ
ートなどの脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アル
コール脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物、ポリ
オキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエ
チレンステアリルアミノエーテルなどの高級アルキルア
ミンエチレンオキサイド付加物、ポリオキシエチレン椰
子脂肪酸モノエタノールアマイド、ポリオキシエチレン
ラウリン酸モノエタノールアマイドなどの脂肪酸アミド
エチレンオキサイド付加物、ポリオキシエチレンヒマシ
油などの油脂エチレンオキサイド付加物、ポリプロピレ
ングリコールエチレンオキサイド付加物などがあげられ
る。
界面活性剤としては、たとえばポリオキシエチレンラウ
リルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル
などの高級アルコールエチレンオキサイド付加物、ポリ
オキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテルなどのアルキルフェノ
ールエチレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコー
ルモノラウレート、ポリエチレングリコールモノオレエ
ートなどの脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アル
コール脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物、ポリ
オキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエ
チレンステアリルアミノエーテルなどの高級アルキルア
ミンエチレンオキサイド付加物、ポリオキシエチレン椰
子脂肪酸モノエタノールアマイド、ポリオキシエチレン
ラウリン酸モノエタノールアマイドなどの脂肪酸アミド
エチレンオキサイド付加物、ポリオキシエチレンヒマシ
油などの油脂エチレンオキサイド付加物、ポリプロピレ
ングリコールエチレンオキサイド付加物などがあげられ
る。
【００３４】また、多価アルコール型非イオン界面活性
剤とは、グリセロール、ペンタエリスリトールなどの多
価アルコールに高級脂肪酸などの疎水基を結合させてえ
られる非イオン界面活性剤である。かかる多価アルコー
ル型非イオン界面活性剤としては、たとえばグリセロー
ルモノステアレート、グリセロールモノオレエートなど
のグリセロールの脂肪酸エステル、ペンタエリストール
ジ牛脂脂肪酸エステルなどのペンタエリスリトールの脂
肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウ
レート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレー
トなどのソルビトールおよびソルビタンの脂肪酸エステ
ル、ショ糖の脂肪酸エステル、多価アルコールのアルキ
ルエーテル、椰子脂肪酸ジエタノールアマイドなどのア
ルカノールアミン類の脂肪酸アミドなどがあげられる。
剤とは、グリセロール、ペンタエリスリトールなどの多
価アルコールに高級脂肪酸などの疎水基を結合させてえ
られる非イオン界面活性剤である。かかる多価アルコー
ル型非イオン界面活性剤としては、たとえばグリセロー
ルモノステアレート、グリセロールモノオレエートなど
のグリセロールの脂肪酸エステル、ペンタエリストール
ジ牛脂脂肪酸エステルなどのペンタエリスリトールの脂
肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウ
レート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレー
トなどのソルビトールおよびソルビタンの脂肪酸エステ
ル、ショ糖の脂肪酸エステル、多価アルコールのアルキ
ルエーテル、椰子脂肪酸ジエタノールアマイドなどのア
ルカノールアミン類の脂肪酸アミドなどがあげられる。
【００３５】これらのなかでも、ゴム成分とシリカとの
相溶性という点から高級アルコールエチレンオキサイド
付加物、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加
物、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アルコール
脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物が好ましい。
相溶性という点から高級アルコールエチレンオキサイド
付加物、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加
物、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アルコール
脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物が好ましい。
【００３６】また、本発明における非イオン界面活性剤
の配合量は、前記シリカの配合量の２重量％以上１０重
量％未満である。これは、２重量％未満のばあいは、シ
ランカップリング剤の反応性、シリカの分散性ならびに
えられるゴム組成物の転がり抵抗およびウェット性能の
改善が不充分となるからであり、１０重量％以上のばあ
いは余分な非イオン界面活性剤が存在することによりえ
られるゴム組成物の破壊特性、耐摩耗性および耐久性が
低下してしまうからである。非イオン界面活性剤の配合
量は、前記シリカの配合量の２重量％以上１０重量％未
満であればよい。
の配合量は、前記シリカの配合量の２重量％以上１０重
量％未満である。これは、２重量％未満のばあいは、シ
ランカップリング剤の反応性、シリカの分散性ならびに
えられるゴム組成物の転がり抵抗およびウェット性能の
改善が不充分となるからであり、１０重量％以上のばあ
いは余分な非イオン界面活性剤が存在することによりえ
られるゴム組成物の破壊特性、耐摩耗性および耐久性が
低下してしまうからである。非イオン界面活性剤の配合
量は、前記シリカの配合量の２重量％以上１０重量％未
満であればよい。
【００３７】なお、本発明のゴム組成物には、前記成分
のほかに、通常のゴム組成物に用いられる可塑剤、老化
防止剤、ワックス、加硫剤、加硫促進剤などを、本発明
の効果を損なわない範囲で適宜混合してもよい。
のほかに、通常のゴム組成物に用いられる可塑剤、老化
防止剤、ワックス、加硫剤、加硫促進剤などを、本発明
の効果を損なわない範囲で適宜混合してもよい。
【００３８】つぎに、本発明のゴム組成物の製造方法に
ついて説明する。本発明のゴム組成物は、前記成分を混
練りすることによりえられる。
ついて説明する。本発明のゴム組成物は、前記成分を混
練りすることによりえられる。
【００３９】従来から、シリカを配合してなるゴム組成
物においては、シリカ表面にシラノール基が存在するこ
とに起因してシリカが凝集してゴム組成物の粘度を上昇
させたり、シラノール基の極性により加硫促進剤などが
シリカに吸着して加硫が遅くなるという問題点が指摘さ
れている。本発明における混練温度は１５０〜１７０℃
である。本発明においては混練温度をこの範囲とするこ
とにより前記問題を回避する。１５０℃より低いばあい
は、シランカップリング剤とシリカの反応が不充分とな
り、シリカを配合してなるゴム組成物が従来から有する
転がり抵抗の低減やウェット性能の向上などの特性を充
分に発揮できず、１７０℃より高いばあいは、本発明に
おいて用いるシランカップリング剤に含まれるイオウ原
子によりゴム組成物中で架橋反応が進行してゲル化（部
分的架橋）が起こり、えられるゴム組成物のゴム肌が劣
化し、また加硫後のゴム組成物のゴム物性が低下する。
また、混練温度は、シリカとシランカップリング剤の反
応という点から１５０〜１７０℃であるのが好ましく、
さらに、反応とゴム焼けの両立という点から１５０〜１
６０℃であるのが特に好ましい。
物においては、シリカ表面にシラノール基が存在するこ
とに起因してシリカが凝集してゴム組成物の粘度を上昇
させたり、シラノール基の極性により加硫促進剤などが
シリカに吸着して加硫が遅くなるという問題点が指摘さ
れている。本発明における混練温度は１５０〜１７０℃
である。本発明においては混練温度をこの範囲とするこ
とにより前記問題を回避する。１５０℃より低いばあい
は、シランカップリング剤とシリカの反応が不充分とな
り、シリカを配合してなるゴム組成物が従来から有する
転がり抵抗の低減やウェット性能の向上などの特性を充
分に発揮できず、１７０℃より高いばあいは、本発明に
おいて用いるシランカップリング剤に含まれるイオウ原
子によりゴム組成物中で架橋反応が進行してゲル化（部
分的架橋）が起こり、えられるゴム組成物のゴム肌が劣
化し、また加硫後のゴム組成物のゴム物性が低下する。
また、混練温度は、シリカとシランカップリング剤の反
応という点から１５０〜１７０℃であるのが好ましく、
さらに、反応とゴム焼けの両立という点から１５０〜１
６０℃であるのが特に好ましい。
【００４０】混練時間は、用いる混練機によって異なる
が、シリカとシランカップリング剤の反応という点から
混練温度が１５０〜１７０℃のばあい、２〜２０分間で
あるのが好ましく、さらに、反応とゴム焼けの両立とい
う点から２〜１０分間であるのが特に好ましい。
が、シリカとシランカップリング剤の反応という点から
混練温度が１５０〜１７０℃のばあい、２〜２０分間で
あるのが好ましく、さらに、反応とゴム焼けの両立とい
う点から２〜１０分間であるのが特に好ましい。
【００４１】また、本発明においては、バンバリーミキ
サー、ニーダーなどの密閉式混練機を用いてゴム組成物
をうることができる。
サー、ニーダーなどの密閉式混練機を用いてゴム組成物
をうることができる。
【００４２】以下に、本発明のゴム組成物の成分および
混練条件の好ましい組合せを示す。
混練条件の好ましい組合せを示す。
【００４３】 （例） ジエン系ゴム（スチレンブタジエンゴム） １００重量部 充填材 ４０〜１５０重量部 シリカ ８〜１５０重量部 カーボンブラック ０〜１２０重量部 シランカップリング剤 ０．１６〜７．５重量部 （３，３′−ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド） 非イオン界面活性剤 ０．１６〜１５重量部 （ポリエチレングリコールモノラウレート、 ポリオキシエチレンラウリルエーテル） 混練温度 １５０〜１７０℃ 混練時間 ２〜２０分間
【００４４】さらに具体的な本発明のゴム組成物の成分
および混練条件の好ましい組合せを以下に示す。
および混練条件の好ましい組合せを以下に示す。
【００４５】 （例１） ジエン系ゴム（ＳＢＲ １５０２） １００重量部 充填材 ５０重量部 シリカ ５０重量部 カーボンブラック ０重量部 シランカップリング剤（Ｓｉ ６９） ２重量部 非イオン界面活性剤（エマノーン １１１２） ２重量部 混練温度 １５０〜１７０℃ 混練時間 ５〜１０分間 （例２） ジエン系ゴム（ＳＢＲ １５０２） １００重量部 充填材 ６０重量部 シリカ ６０重量部 カーボンブラック ６０重量部 シランカップリング剤（Ｓｉ ６９） ２．４重量部 非イオン界面活性剤（エマノーン １１１２） ４重量部 混練温度 １６０〜１７０℃ 混練時間 ５〜１０分間 （例３） ジエン系ゴム（ＳＢＲ １５０２） １００重量部 充填材 ４０重量部 シリカ ４０重量部 カーボンブラック ０重量部 シランカップリング剤（Ｓｉ ６９） １５重量部 非イオン界面活性剤（エマノーン １１１２） ２重量部 混練温度 １６０〜１７０℃ 混練時間 ５〜１０分間
【００４６】前述のようにしてえられる本発明のゴム組
成物は、たとえばタイヤのトレッド、くつ底などに好適
に用いることができる。
成物は、たとえばタイヤのトレッド、くつ底などに好適
に用いることができる。
【００４７】以下に、実施例を用いて本発明のゴム組成
物の製造方法について説明するが、本発明はこれらのみ
に限定されるものではない。
物の製造方法について説明するが、本発明はこれらのみ
に限定されるものではない。
【００４８】
【実施例】本発明の実施例においては、表１に示す材料
を用いた。なお、すべてのゴム組成物にジエン系ゴム１
００重量部に対し、老化防止剤１重量部、加硫促進剤Ａ
１重量部、加硫促進剤Ｂ０．５重量部、酸化亜鉛３重量
部、ステアリン酸２重量部およびイオウ１．５重量部を
混練した。
を用いた。なお、すべてのゴム組成物にジエン系ゴム１
００重量部に対し、老化防止剤１重量部、加硫促進剤Ａ
１重量部、加硫促進剤Ｂ０．５重量部、酸化亜鉛３重量
部、ステアリン酸２重量部およびイオウ１．５重量部を
混練した。
【００４９】
【表１】
【００５０】実施例１〜３ 表２に示す混練割合でイオウを除く成分をＢＲ型バンバ
リーミキサーを用いて、初期設定温度を１００℃とし、
１５０℃に到達後５分間混練し、ついでオープンロール
でイオウを混練し、１７５℃で１５分間加硫することに
より、加硫後の本発明のゴム組成物１〜３をえた。
リーミキサーを用いて、初期設定温度を１００℃とし、
１５０℃に到達後５分間混練し、ついでオープンロール
でイオウを混練し、１７５℃で１５分間加硫することに
より、加硫後の本発明のゴム組成物１〜３をえた。
【００５１】評価方法 えられた加硫後のゴム組成物を、以下の方法にしたがっ
て評価した。結果を表２に示す。なお、以下の物性値は
比較例７を基準として評価した。
て評価した。結果を表２に示す。なお、以下の物性値は
比較例７を基準として評価した。
【００５２】ムーニーテスト ＪＩＳ Ｋ ６３０１に準拠してムーニー粘度およびス
コーチタイムを測定した。粘度は低いほうが加工性に優
れる。またスコーチタイムは長いほうが加工性に優れ
る。本発明において、ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）は５
０以下であればよく、スコーチタイムは３８分間以上で
あればよい。
コーチタイムを測定した。粘度は低いほうが加工性に優
れる。またスコーチタイムは長いほうが加工性に優れ
る。本発明において、ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）は５
０以下であればよく、スコーチタイムは３８分間以上で
あればよい。
【００５３】引張試験 ＪＩＳ Ｋ ６３０１に準拠して伸び１００％および３
００％時の引張応力Ｍ１００およびＭ３００（ＭＰ
ａ）、引張強さＴＢ（ＭＰａ）ならびに破断伸びＥ
Ｂ（％）を測定した。本発明においてはＭ１００は２．
５ＭＰａ以上、Ｍ３００は９．６ＭＰａ以上、ＴＢは
２．５ＭＰａ以上、ＥＢは５６７％以上であればよい。
００％時の引張応力Ｍ１００およびＭ３００（ＭＰ
ａ）、引張強さＴＢ（ＭＰａ）ならびに破断伸びＥ
Ｂ（％）を測定した。本発明においてはＭ１００は２．
５ＭＰａ以上、Ｍ３００は９．６ＭＰａ以上、ＴＢは
２．５ＭＰａ以上、ＥＢは５６７％以上であればよい。
【００５４】粘弾性試験 （株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターＶＥＳ
を用いて、初期歪みを１０％とし、温度−１０℃のばあ
いの動歪みを０．５％、温度７０℃のばあいの動歪みを
２％として損失係数（ｔａｎδ）を測定した。ｔａｎδ
（７０℃）の値が小さいほど転がり抵抗が小さく、ｔａ
ｎδ（−１０℃）の値が大きいほどウェット性能に優れ
る。本発明においては、ｔａｎδ（７０℃）が０．１７
以下であればよく、ｔａｎδ（−１０℃）が０．２４以
上であればよい。
を用いて、初期歪みを１０％とし、温度−１０℃のばあ
いの動歪みを０．５％、温度７０℃のばあいの動歪みを
２％として損失係数（ｔａｎδ）を測定した。ｔａｎδ
（７０℃）の値が小さいほど転がり抵抗が小さく、ｔａ
ｎδ（−１０℃）の値が大きいほどウェット性能に優れ
る。本発明においては、ｔａｎδ（７０℃）が０．１７
以下であればよく、ｔａｎδ（−１０℃）が０．２４以
上であればよい。
【００５５】摩耗試験 ランボーン摩耗試験機を用いて、温度２０℃、スリップ
率２０％、試験時間５分間の測定条件で摩耗量を測定し
た。ついで、後述する比較例７のばあいの摩耗量を１０
０として、式： （摩耗指数）＝（比較例７のゴム組成物の摩耗量）／
（測定するゴム組成物の摩耗量）×１００ にもとづいて指数で表した。指数が大きいほど耐摩耗性
に優れる。本発明においては、摩耗指数が１００以上で
あればよい。
率２０％、試験時間５分間の測定条件で摩耗量を測定し
た。ついで、後述する比較例７のばあいの摩耗量を１０
０として、式： （摩耗指数）＝（比較例７のゴム組成物の摩耗量）／
（測定するゴム組成物の摩耗量）×１００ にもとづいて指数で表した。指数が大きいほど耐摩耗性
に優れる。本発明においては、摩耗指数が１００以上で
あればよい。
【００５６】なお、本発明においては、前記試験項目の
うち、ｔａｎδ（７０℃）から低燃費性、ｔａｎδ（−
１０℃）からウェット性能、スコーチタイム、ムーニー
粘度から耐ゴム焼け性、ＴＢ、ＥＢおよび摩耗指数から
破壊特性を評価することができる。
うち、ｔａｎδ（７０℃）から低燃費性、ｔａｎδ（−
１０℃）からウェット性能、スコーチタイム、ムーニー
粘度から耐ゴム焼け性、ＴＢ、ＥＢおよび摩耗指数から
破壊特性を評価することができる。
【００５７】比較例１〜２ 非イオン界面活性剤の配合量をシリカの０重量％（比較
例１）または１０重量％（比較例２）にかえたほかは実
施例１と同様にして加硫後の比較ゴム組成物１〜２を
え、評価を行なった。結果を表２に示す。
例１）または１０重量％（比較例２）にかえたほかは実
施例１と同様にして加硫後の比較ゴム組成物１〜２を
え、評価を行なった。結果を表２に示す。
【００５８】実施例４ シランカップリング剤の種類をかえたほかは、実施例２
と同様にして加硫後の本発明のゴム組成物４をえ、評価
を行なった。結果を表２に示す。
と同様にして加硫後の本発明のゴム組成物４をえ、評価
を行なった。結果を表２に示す。
【００５９】実施例５ 非イオン界面活性剤の種類をかえたほかは、実施例２と
同様にして加硫後の本発明のゴム組成物５をえ、評価を
行なった。結果を表２に示す。
同様にして加硫後の本発明のゴム組成物５をえ、評価を
行なった。結果を表２に示す。
【００６０】実施例６ 表２に示すようにシランカップリング剤の配合量をかえ
たほかは、実施例２と同様にして加硫後の本発明のゴム
組成物６をえ、評価を行なった。結果を表２に示す。
たほかは、実施例２と同様にして加硫後の本発明のゴム
組成物６をえ、評価を行なった。結果を表２に示す。
【００６１】
【表２】
【００６２】比較例１より、非イオン界面活性剤の配合
量がシリカの配合量の２重量％未満のばあいは、ｔａｎ
δ（７０℃）の値、すなわち転がり抵抗が大きくなり、
ｔａｎδ（−１０℃）の値、すなわちウェット性能が低
下することがわかる。また、粘度が高く加工性に劣るこ
とがわかる。
量がシリカの配合量の２重量％未満のばあいは、ｔａｎ
δ（７０℃）の値、すなわち転がり抵抗が大きくなり、
ｔａｎδ（−１０℃）の値、すなわちウェット性能が低
下することがわかる。また、粘度が高く加工性に劣るこ
とがわかる。
【００６３】比較例２より、非イオン界面活性剤の配合
量がシリカの配合量の１０重量％以上のばあいは、破壊
特性、耐摩耗性および耐久性が低下することがわかる。
量がシリカの配合量の１０重量％以上のばあいは、破壊
特性、耐摩耗性および耐久性が低下することがわかる。
【００６４】また、シランカップリング剤の種類をかえ
たばあい（実施例４）および非イオン界面活性剤の種類
をかえたばあい（実施例５）も、本発明のゴム組成物は
破壊特性および耐ゴム焼け性に優れることがわかる。
たばあい（実施例４）および非イオン界面活性剤の種類
をかえたばあい（実施例５）も、本発明のゴム組成物は
破壊特性および耐ゴム焼け性に優れることがわかる。
【００６５】比較例３〜５ 表３に示すようにシランカップリング剤の配合量をかえ
たほかは、実施例２と同様にして加硫後の比較ゴム組成
物３〜５をえ、評価を行なった。結果を表３に示す。な
お、表３には比較のために実施例２の結果を示す。
たほかは、実施例２と同様にして加硫後の比較ゴム組成
物３〜５をえ、評価を行なった。結果を表３に示す。な
お、表３には比較のために実施例２の結果を示す。
【００６６】実施例７〜８および比較例６ 表３に示す混合割合を用いたほかは、実施例１と同様に
して加硫後の本発明のゴム組成物７〜８および加硫後の
比較ゴム組成物６〜７をえ、評価を行なった。結果を表
３に示す。
して加硫後の本発明のゴム組成物７〜８および加硫後の
比較ゴム組成物６〜７をえ、評価を行なった。結果を表
３に示す。
【００６７】
【表３】
【００６８】比較例３より、シランカップリング剤の配
合量がシリカの配合量の２重量％未満のばあいは、粘度
が大きく加工性に劣り、転がり抵抗（ｔａｎδ（７０
℃））が大きく、ウェット性能（ｔａｎδ（−１０
℃））が低いことがわかる。
合量がシリカの配合量の２重量％未満のばあいは、粘度
が大きく加工性に劣り、転がり抵抗（ｔａｎδ（７０
℃））が大きく、ウェット性能（ｔａｎδ（−１０
℃））が低いことがわかる。
【００６９】比較例４および５より、シランカップリン
グ剤の配合量がシリカの配合量の５重量％以上のばあい
は、加工性および破壊特性に劣ることがわかる。
グ剤の配合量がシリカの配合量の５重量％以上のばあい
は、加工性および破壊特性に劣ることがわかる。
【００７０】実施例７より、カーボンブラックを配合し
てなる本発明のゴム組成物も耐ゴム焼性および破壊特性
に優れることがわかる。
てなる本発明のゴム組成物も耐ゴム焼性および破壊特性
に優れることがわかる。
【００７１】なお、比較例６のゴム組成物は、ほかのゴ
ム組成物の評価の基準としたものである。
ム組成物の評価の基準としたものである。
【００７２】比較例９〜１３ 表４に示す配合割合にしたがって比較ゴム組成物９〜１
３をえ、実施例１と同様の評価を行なった。結果を表４
に示す。
３をえ、実施例１と同様の評価を行なった。結果を表４
に示す。
【００７３】
【表４】
【００７４】比較例８および９より、充填材が４０重量
部より少ないと非イオン界面活性剤併用の効果が少ない
ことがわかる。
部より少ないと非イオン界面活性剤併用の効果が少ない
ことがわかる。
【００７５】比較例１０および１１より、充填材の量が
多いばあい、充填材の量が１５０重量部を超えると非イ
オン界面活性剤併用の効果がないことがわかる。
多いばあい、充填材の量が１５０重量部を超えると非イ
オン界面活性剤併用の効果がないことがわかる。
【００７６】比較例１２および１３より、充填材量に対
するシリカ量が２０重量％より少ないと非イオン性界面
活性剤併用の効果がないことがわかる。
するシリカ量が２０重量％より少ないと非イオン性界面
活性剤併用の効果がないことがわかる。
【００７７】
【発明の効果】本発明によれば、低転がり抵抗、ウェッ
ト性能および耐摩耗性、破壊特性にバランスよく優れ、
さらに耐ゴム焼け性などの加工性に優れたゴム組成物を
うることができる。
ト性能および耐摩耗性、破壊特性にバランスよく優れ、
さらに耐ゴム焼け性などの加工性に優れたゴム組成物を
うることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 育代 兵庫県神戸市東灘区北青木３−22−13− 205 (72)発明者 八木 則子 大阪市西淀川区大和田５−11−16
Claims (3)
- 【請求項１】 ジエン系ゴム１００重量部に対して、２
０〜１００重量％のシリカからなる充填材４０〜１５０
重量部、シリカ配合量の２重量％以上５重量％未満のシ
ランカップリング剤、およびシリカ配合量の２重量％以
上１０重量％未満の非イオン界面活性剤を配合してなる
ゴム組成物。 - 【請求項２】 シランカップリング剤が、 【化１】 （式中、Ｚは−Ｓｉ（Ｒ1）2Ｒ2、−ＳｉＲ1（Ｒ2）2ま
たは−Ｓｉ（Ｒ2）3（ただし、Ｒ1は炭素数１〜４のア
ルキル基、シクロヘキシル基またはフェニル基、Ｒ2は
炭素数１〜８のアルコキシ基または炭素数５〜８のシク
ロアルコキシ基）、Ｒは炭素数１〜１８の２価の炭化水
素基、ｎは２〜８の整数）で示される請求項１記載のゴ
ム組成物。 - 【請求項３】 非イオン界面活性剤がポリエチレングリ
コール型非イオン界面活性剤または多価アルコール型非
イオン界面活性剤である請求項１記載のゴム組成物。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29727597A JP3865900B2 (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | ゴム組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11130908A true JPH11130908A (ja) | 1999-05-18 |
| JP3865900B2 JP3865900B2 (ja) | 2007-01-10 |
Family
ID=17844423
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29727597A Expired - Fee Related JP3865900B2 (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | ゴム組成物 |
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|---|---|
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| KR20030031368A (ko) * | 2001-10-15 | 2003-04-21 | 금호산업 주식회사 | 폴리에틸렌글리콜을 함유하는 실리카 고무조성물 |
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- 1997-10-29 JP JP29727597A patent/JP3865900B2/ja not_active Expired - Fee Related
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