(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム含有量が０．０１〜０．２４重量％である沈降シリカを配合したゴム組成物。
【請求項２】
アルミニウム含有量が０．０１〜０．１重量％である沈降シリカを配合したゴム組成物。
【請求項３】
前記沈降シリカのＣＴＡＢ比表面積が１３０〜２１０ｍ2 ／ｇ、ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比が１．３〜２．０である請求項１または２に記載のゴム組成物。
【請求項４】
前記ゴム組成物におけるゴム成分が天然ゴム、ジエン系合成ゴムまたはこれらのゴム混合物であり、更にカーボンブラックをこのゴム成分１００重量部に対して少なくとも１０重量部配合した請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物。
【請求項５】
前記ゴム組成物におけるゴム成分が少なくとも６０重量部以上の天然ゴムを配合したゴム混合物である請求項１〜４のいずれか１項に記載のゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工性および耐摩耗性の向上を図ったシリカ配合系ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
少なくとも１種のジエン系ポリマーをベースとしたタイヤ製造用のゴム組成物の補強充填剤として、沈降シリカのアルミニウム含量が該シリカの重量に対して０．３５〜３重量％としたアルミニウムドープ沈降シリカを使用することによって、タイヤ用ジエン系ゴム組成物の作業性を改善すると共にかかる組成物の性質を劣化させずにカップリング剤の使用量を減少させることを図った技術が、特開平８−２７７３４６号、特表平１０−５０３７４８号および特表平１０−５０４０１２号公報などによって知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ゴムの補強充填剤として一般に用いられている沈降シリカには微量のアルミニウムが含まれているが、そのアルミニウム含量が０．２４％を超える場合には、ゴムへの取り込みが悪く、またムーニー粘度も高くなるので、かかるシリカ補強充填剤を配合したゴム組成物の加工性が悪い。よって、本発明では、アルミニウム含有量を低減した沈降シリカをゴムに配合することで、ムーニー粘度の低下および耐摩耗性の向上を図ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、アルミニウム含有量が０．０１〜０．２４重量％である沈降シリカを配合したゴム組成物が提供される。更に好ましくは、本発明によれば、アルミニウム含有量が０．０１〜０．１重量％である沈降シリカを配合したゴム組成物が提供される。
【０００５】
また、本発明によれば、アルミニウム含有量が０．０１〜０．２４重量％、より好ましくは０．０１〜０．１重量％の沈降シリカであって、かつ、そのＣＴＡＢ比表面積が１３０〜２１０ｍ2 ／ｇで、ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比が１．３〜２．０である沈降シリカを配合したゴム組成物が提供される。
【０００６】
また、本発明によれば、ゴム成分が天然ゴム、ジエン系合成ゴムまたはこれらのゴム混合物であり、前記沈降シリカに加えて、更にカーボンブラックをゴム成分１００重量部に対して少なくとも１０重量部配合したゴム組成物が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明では、ゴム組成物の補強用充填剤として使用される沈降シリカに含まれるアルミニウム含有量を減らしていくと、その含有量がある特定量以下になったときに、ゴムへのシリカの取り込みが向上し、ムーニー粘度が低下するというゴム組成物の加工性の向上と、耐摩耗性の向上が図られることを見出したものである。
【０００８】
本発明の上記知見によれば、沈降シリカにおけるアルミニウムの含有量が０．０１〜０．２４重量％である場合に良好な結果が得られた。このアルミニウムの含有量が０．２４重量％を超える場合には、ゴムへのシリカの取り込みが悪く、ムーニー粘度も高くなる。また、このアルミニウム含有量を０．０１〜０．１重量％にするときは、上記特性において一層良好な結果が得られる。
【０００９】
また、本発明の沈降シリカでは、そのゴムへの補強性を確保するため、該シリカのＣＴＡＢ比表面積が１３０〜２１０ｍ2 ／ｇで、かつＢＥＴ／ＣＴＡＢ比が１．３〜２．０のものを選定することが好ましい。このＣＴＡＢ比表面積が１３０ｍ2 ／ｇ未満でＢＥＴ／ＣＴＡＢ比が１．３未満の場合には、補強性の確保が困難となる。また、ＣＴＡＢ比表面積が２１０ｍ2 ／ｇを超え、かつＢＥＴ／ＣＴＡＢ比が２．０を超える場合には、沈降シリカそのものの作製が困難となりコストアップにつながるとともに、分散性が悪くなる。
【００１０】
本発明のゴム組成物におけるゴム成分には、天然ゴム（ＮＲ）、およびジエン系合成ゴムとしての、例えば、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）等が使用される。これらは、単独で、あるいは２種以上のゴム混合物として使用することができる。天然ゴムとジエン系合成ゴムの２種以上のゴム混合物として使用する場合には、少なくとも６０重量部以上の天然ゴムを配合したゴム混合物とすることが所望の目的との関係で好ましい。
【００１１】
本発明のゴム組成物には、上記本発明の沈降シリカに加えて、更に通常のカーボンブラックを配合することができ、これは、ゴム成分１００重量部に対して少なくとも１０重量部、好ましくは１０〜８０重量部配合する。カーボンブラックの配合量が８０重量％を超えるとゴムの加工上問題があり、また１０重量％未満では効果が低い。
【００１２】
本発明のゴム組成物には、更に任意的にシランカップリング剤を配合することができる。シランカップリング剤としては、従来よりゴム組成物に使用されている任意のシランカップリング剤が、通常の使用量で用いられる。
【００１３】
本発明のゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑化剤などのタイヤ用、その他一般ゴム用に配合されている各種配合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、加硫してゴム組成物とし、加硫また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。
【００１４】
【実施例】
以下、実施例および比較例によって本発明を更に説明するが、本発明の技術的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。
【００１５】
試験サンプルの作製
以下の表２に示すシリカ種の沈降シリカを用いて、表１に示すゴム配合系において、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混練し、ゴム組成物を得た。得られたゴム組成物のムーニー粘度を測定した。
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）を作製し、これにより分散性、耐摩耗性およびｔａｎδ（６０℃）を測定、評価した。
【００１６】
【表１】
0003678627.tif 000002
【００１７】
【表２】
0003678627.tif 000003
【００１８】
試験方法
１）ムーニー粘度：ＪＩＳＫ６３００に基づき１００℃にて測定した。
２）分散性：加硫ゴムを鋭利な刃物で切り、その表面について目視および光学顕微鏡（×１００，４００）でシリカの分散状態を確認し、次の評価法により評価した。
◎…シリカの不良分散塊（数１００μｍ径）が殆どなく、均等に分散している。
○…シリカの不良分散塊が数個発見されるが、それ以外はある程度分散している。
△…シリカの不良分散塊が数十個見受けられるが、それ以外はある程度分散している。
×…切り出した表面から粉らしきものが見えるのが確認でき、シリカの不良分散塊が無数に見受けられる。
３）耐摩耗性：ランボーン摩耗試験機（岩本製作所（株）製）を用いて、温度２０℃、スリップ率２５％の条件で摩耗減量を測定し、比較例２，４および６のそれぞれを１００として指数表示した。数値は大なる程、耐摩耗性が良好であることを示す。
４）ｔａｎδ（６０℃）：東洋精機製作所レオログラフソリッドを用い、初期歪み＝１０％、動的歪み＝２％、周波数＝２０Hzで粘弾性を測定した（試験幅：５mm）。
【００１９】
実施例１〜２０および比較例１〜６
これらの例は、各ゴム配合系において各シリカ種の沈降シリカを用いて配合したゴム組成物についての測定、評価結果を示すものである。その結果を表３に示す。
【００２０】
【表３】
0003678627.tif 000004
【００２１】
【発明の効果】
表３の結果からみられるように、本発明による所定の沈降シリカを用いたゴム組成物は、所期の分散性および耐摩耗性において極めて良好であることがわかる。
即ち、本発明による沈降シリカ（Ａ−１〜Ａ−９）を配合した実施例１〜２０のゴム組成物は、アルミニウム含有量の多い沈降シリカ（Ａ−１０，Ａ−１１）を配合した比較例１〜６より分散性が良好である。また、Ａ−１０，Ａ−１１に対応するＢＥＴ値およびＣＴＡＢ値をもつＡ−３，Ａ−７を配合した実施例（実施例３，７，１２，１６）と比較した場合、本発明の方が耐摩耗性、耐発熱性が良好である。
また、実施例１９，２０と比較例５，６から、本発明の沈降シリカは、分散性、耐摩耗性、耐発熱性の面で、天然ゴムを６０部以上配合した系を使用することが、より好ましい。