(57)【要約】【課題】  ゴム組成物の硬度を増大させることなく、加硫速度及びウェット性能を向上させ、発熱性を低減させる。【解決手段】  エラストマー１００重量部、シリカ２０〜１２０重量部、シリカ配合量の５〜１０重量％のシランカップリング剤及び酸化マグネシウム０．５〜４重量部を含むゴム組成物。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エラストマー１００重量部、シリカ２０〜１２０重量部、シリカ配合量の５〜１０重量％のシランカップリング剤及び酸化マグネシウム０．５〜４重量部を含んでなるゴム組成物。
【請求項２】
前記エラストマーが天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、スチレン−ブタジエン−イソプレン共重合体ゴム及びポリブタジエンゴムから選ばれる少なくとも１種のエラストマーである請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のゴム組成物を用いた空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はゴム組成物に関し、更に詳しくは硬度を増大させることなく、加硫速度及びウェット性能を向上させ、発熱性を低減させたゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ウェット性能と低燃費性の両立を図るために、補強用充填剤としてカーボンブラックに代えて又はカーボンブラックと共にシリカが使用されるようになっている（例えば特許文献１参照）。このようにシリカを、カーボンブラックと併用するか、又はカーボンブラックに置き換えて用いた場合、ウェット性能は飛躍的に向上するが、シリカの配合重量比が多くなるほど加硫速度が低下するという問題がある。これはシリカ表面のシラノール基に起因し、シラノール基の極性により加硫促進剤が吸着され、加硫を遅延させるためと考えられる。この問題を解決するために、ジエチレングリコールを配合することが知られている（例えば非特許文献１参照）。しかしながら、ジエチレングリコールを配合したゴム組成物は硬度が著しく増大するため、物性調整をする必要があった。一方で、カーボンブラックをシリカに全量置換してもウェット性能向上には限界があり、この面でもさらなる改善が要求されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１９６８５０号公報
【非特許文献１】ゴム工業便覧＜第四版＞５１７〜５１８頁、平成６年発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の目的は、ゴム組成物の硬度を増加させることなく、加硫速度、そしてウェット性能を向上させ、発熱性を低減させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に従えば、エラストマー１００重量部、シリカ２０〜１２０重量部、シリカ配合量の５〜１０重量％のシランカップリング剤及び酸化マグネシウム０．５〜４重量部を含んでなるゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤが提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、エラストマーに、特定量のシリカ、シランカップリング剤及び酸化マグネシウムを配合することによって、ゴム組成物の硬度を増大させることなく、加硫速度及びウェット性能を向上させ、発熱性を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明者らは、前記課題を解決すべく研究を進めた結果、エラストマー１００重量部に対して、シリカ２０〜１２０重量部、シリカ配合量の５〜１０重量％のシランカップリング剤及び酸化マグネシウム０．５〜４重量部を配合することによって前記課題を解決することができるゴム組成物を得ることに成功した。
【０００８】
前記エラストマーとしては、天然ゴム（ＮＲ）、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）、各種スチレン−ブタジエン−イソプレン共重合体ゴム、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）、エチレン−プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ，ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などをあげることができ、これらは単独又は任意の混合物として使用することができる。
【０００９】
本発明のゴム組成物に配合するシリカは、ゴム組成物に配合することができる任意のシリカとすることができ、エラストマー１００重量部に対し、２０〜１２０重量部、好ましくは３０〜１００重量部配合する。この配合量が少ないと十分な補強効果が得られないので好ましくなく、逆に多いと加工性が困難になるので好ましくない。
【００１０】
本発明のゴム組成物に配合するシランカップリング剤としては、ゴム組成物に配合することができる任意のシランカップリング剤とすることができ、具体的にはシランカップリング剤は、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、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス−（３−トリメトキシシリルプロピル）トリスルフィド、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、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピ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、２−メルカプトエチ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−ニト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、３−クロロプロピ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、２−クロロエチルトリメトキシシラン、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、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、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、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などが挙げられ、カップリング剤添加効果とコストの両立の点からビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドなどをあげることができる。このシランカップリング剤はシリカ配合量の５〜１０重量％、好ましくは６〜９重量％配合する。この配合量が少ないと加工性が困難で、かつ、十分な補強効果が得られないので好ましくなく、逆に多いとブリードや、押出時に発泡が発生したりするので好ましくない。
【００１１】
本発明のゴム組成物に配合する酸化マグネシウムは公知の化合物で、従前からゴム組成物の充填剤としても使用されており、例えば協和化学工業（株）よりキョーワマグシリーズとして市販されている。本発明のゴム組成物には酸化マグネシウムを０．５〜４重量部、好ましくは０．５〜３重量部配合する。この配合量が少ないと所望の効果が得られないので好ましくなく、逆に多いとロールへの密着が発生し、加工性が損われるので好ましくない。
【００１２】
本発明に係るゴム組成物には、前記した成分に加えて、カーボンブラックなどのその他の補強剤（フィラー）、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用、その他のゴム組成物用に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又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は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。
【実施例】
【００１３】
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまでもない。
【００１４】
標準例１、実施例１〜２及び比較例１〜２
サンプルの調製
表Ｉに示す配合において、加硫促進剤と硫黄を除く成分を１．５リットルの密閉型ミキサーで５分間混練し、１５０℃に達したときに放出してマスターバッチを得た。このマスターバッチに加硫促進剤と硫黄をオープンロールで混練し、ゴム組成物を得た。このゴム組成物を用いて以下に示す試験法で未加硫物性を評価した。結果は表Ｉに示す。
【００１５】
次に得られたゴム組成物を１５×１５×０．２cmの金型中で１６０℃で２０分間加硫して加硫ゴムシートを作製し、以下に示す試験法で加硫ゴムの物性を測定した。結果は表Ｉに示す。
【００１６】
ゴム物性評価試験法
混合加工性：混合放出後のゴムのまとまり、ミキサーヘの密着、及び、オープンロールでの加工性を評価し、加工性に優れる場合は○、劣る場合は×とした。
Ｔ９０：ＪＩＳ  Ｋ６３００に基づき、１６０℃にて９５％加硫度に達する時間（分）を測定し、Ｔ９５とした。Ｔ９５が小さいほど加硫速度が速い。
【００１７】
Ｈｓ（硬度）：ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して２３℃で測定した。
ｔａｎδ（０℃及び６０℃）：東洋精機製作所製、粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪１０％、振幅±２％、周波数２０Hzで、０℃及び６０℃におけるｔａｎδを測定した。ｔａｎδ（０℃）が大きいほど、ウェットグリップ性能に優れｔａｎδ（６０℃）が小さいほど低転動抵抗性に優れる。
【００１８】
【表１】
2006282851.tif 000002
【００１９】
表Ｉ脚注
＊１：日本ゼオン（株）製Ｎｉｐｏｌ  ＮＳ４４０（３７．５ｐｈｒ油展）
＊２：日本ゼオン（株）製Ｎｉｐｏｌ  ＢＲ  １２２０
＊３：Ｄｅｇｕｓｓａ製ＵＬＴＲＡＳＩＬ  ７０００ＧＲ
＊４：昭和キャボット（株）製ショウブラックＮ３３９
＊５：正同化学工業（株）製酸化亜鉛３種
＊６：協和化学工業（株）製キョウワマグ１５０
＊７：日本油脂（株）製ステアリン酸
＊８：大内新興化学工業（株）製ノクラック６Ｃ
＊９：Ｄｅｇｕｓｓａ製ＳＩ６９
＊１０：（株）日本触媒製ジエチレングリコール
＊１１：昭和シェル石油（株）製エキストラクト４号Ｓ
＊１２：（株）軽井沢製錬所製油処理イオウ
＊１３：大内新興化学工業（株）製ノクセラーＣＺ−Ｇ
＊１４：大内新興化学工業（株）製ノクセラーＤ
【００２０】
表Ｉの結果から明らかなように、エラストマーにシリカ、シランカップリング剤及び酸化マグネシウムを特定量配合した実施例１及び２では、加硫ゴム組成物の硬度を増加させることなく、加硫速度及びウェット性能を向上させ、発熱性を低減させることができた。これに対し、酸化マグネシウムを５重量部配合した比較例１では加硫速度は向上したが、混合加工性が低下するという問題があり、ジエチレングリコールを配合した比較例２では加硫速度は向上するが、硬度が著しく増加するという問題があることを示している。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
以上の通り、本発明によればエラストマーに、シリカ、シランカップリング剤及び酸化マグネシウムを特定量配合することによって、ゴム組成物の硬度を増大させることなく、加硫速度及びウェット性能を向上させ、そして、発熱性を低減させることができるので、特にタイヤ用のトレッドゴムなどとして使用するのに好適である。