(57)【要約】【課題】シリカ配合ゴム組成物の未加硫特性、引張特性及び粘弾性特性などの性質を犠牲にすることなく、耐老化物性及び耐摩耗性を向上させる。【解決手段】少なくとも１種のジエン系ゴムを含むゴム成分１００重量部、シリカ２０〜１２０重量部、シリカ配合量の５〜１５重量％のシランカップリング剤及び金属塩水和物０．２〜１０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】
少なくとも１種のジエン系ゴムを含むゴム成分１００重量部、シリカ２０〜１２０重量部、シリカ配合量の５〜１５重量％のシランカップリング剤及び金属塩水和物０．２〜１０重量部を含んでなるゴム組成物。
【請求項２】
前記金属塩水和物の水分を放出する温度が１００〜１６０℃である請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記金属塩水和物が硫酸カルシウム二水和物である請求項１又は２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】
本発明はシリカ配合ジエン系ゴム組成物に関し、更に詳しくは未加硫特性、引張特性及び粘弾性特性などの性質を犠牲にすることなく、耐老化物性及び耐摩耗性を向上させた、ジエン系ゴム中にシリカを配合したシリカ配合ジエン系ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球規模での温暖化問題に対する対応が迫られており、自動車産業においては低燃費性への要求が高まっている。自動車用空気入りタイヤにおいては、ゴムの補強充填剤として従来から汎用されているカーボンブラックに代えてシリカを高い割合で配合し、転がり抵抗を少なくし、低燃費性を実現しようとする試みがある。しかしながら、シリカを配合するとウェット性能の向上や転がり抵抗の低下が可能となる一方で、耐摩耗性が悪化するという問題がある。また、ゴム中へのシリカの分散を向上させるために、混合時間を長くしたり、混合ステップを多く取ったりする必要があり、それに伴なって老化物性が低下するという問題もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、シリカ配合ジエン系ゴム組成物の未加硫特性、引張特性及び粘弾性特性などの性質を犠牲にすることなく、耐老化物性及び耐摩耗性を向上させることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に従えば、少なくとも１種のジエン系ゴムを含むゴム成分１００重量部、シリカ２０〜１２０重量部、シリカ配合量の５〜１５重量％のシランカップリング剤及び金属塩水和物０．２〜１０重量部を含んでなるゴム組成物が提供される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、ジエン系ゴム組成物中にシリカとシランカップリング剤とを配合結合させるので、シリカとシランカップリング剤とが混合中に十分に反応するために水分が必要となる。然るに本発明では例えば硫酸カルシウム二水和物（結晶水を１００〜１６０℃で放出）などの結晶水を有する金属塩水和物を配合するので、この水分の放出によりシリカとシランカップリング剤との反応がより促進され、シリカの分散が向上する。
【０００６】
本発明において使用するジエン系ゴムは、従来よりタイヤ用などとして一般に使用されている任意のジエン系ゴム、例えば天然ゴム（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などをあげることができ、これらは単独又は任意のブレンドとして使用することができる。
【０００７】
本発明において使用するシリカは従来よりタイヤ用などとして一般に使用されている任意のシリカとすることができるが、合成含水ケイ酸を使用するのが好ましい。シリカの配合量はゴム成分１００重量部に対し２０〜１２０重量部、好ましくは３０〜１００重量部である。シリカの配合量が少な過ぎると加硫特性が低下したり、耐摩耗性が悪化するので好ましくなく、逆に多過ぎると混合工程が長くなるので好ましくない。
【０００８】
本発明に従ったゴム組成物には従来からシリカ配合に汎用されている任意のシランカップリング剤を用いることができる。そのようなシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）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、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、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メチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、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、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、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、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス−（３−〔トリエトキシシリル〕−プロピル）−テトラサルファンなどを挙げることができ、Ｓｉ６９（Ｄｅｇｕｓｓａ社）、Ｓｉ７５（Ｄｅｇｕｓｓａ社）などである。シランカップリング剤の使用量はシリカ配合量の５〜１５重量％、好ましくは６〜１２重量％である。この配合量が少な過ぎるとシリカの分散が悪化し、ムーニー粘度が上昇するので好ましくなく、逆に多過ぎると配合量の割に効果が小さくなるので経済的でない。
【０００９】
本発明に従えば、前記した通り、金属塩水和物をゴム成分１００重量部当り０．２〜１０重量部、好ましくは０．２〜５重量部配合する。この配合量が少な過ぎると所望の効果が得られないので好ましくなく、逆に多過ぎると分散不良を起こしかえって耐摩耗性が悪化するので好ましくない。
【００１０】
本発明において使用するのに好ましい金属塩水和物はその結晶水（水分）を放出する温度が、好ましくは１００〜１６０℃、更に好ましくは１１０〜１６０℃のもので、かかる金属塩水和物はゴムの混練中に水分を放出して、シリカとシランカップリング剤との反応を促進し、シリカの分散性を高めるので好ましい。このような金属塩水和物としては例えば硫酸カルシウム二水和物、炭酸コバルト・六水和物、塩化コバルト・六水和物、リン酸鉄・二水和物などをあげることができる。
【００１１】
本発明に係るゴム組成物には、前記した必須成分に加えて、カーボンブラックなどの補強剤（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、可塑性剤などのタイヤ用、その他一般ゴム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、かかる配合物は一般的な方法で混練、加硫して組成物とし、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。
【００１２】
【実施例】
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。
【００１３】
標準例、実施例１〜３及び比較例１〜４
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１．７リットルの密閉型ミキサーで５分間混練し、１６５±５℃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。未加硫物性としてＪＩＳ　Ｋ６３００に準拠してムーニー粘度ＭＬ１＋４　（１００℃）を測定した。結果を表Ｉに示す。
【００１４】
次に得られたゴム組成物を１５×１５×０．２ｃｍの金型中で１６０℃で３０分間加硫して加硫ゴムシートを調製し、老化前後の１００％モジュラス（老化：７０℃×１６８時間）をＪＩＳ　Ｋ６２５１に準拠して測定し、耐摩耗性試験は以下の通り実施した。結果を表Ｉに示す。
【００１５】
耐摩耗性試験：ランボーン型試験機で測定し、摩耗減量を指数表示。
耐摩耗性（指数）＝（標準例試験片での減量／各試験片での減量）×１００
この値が大きいほど耐摩耗性に優れることを示す。
【００１６】
【表１】
2004083801.tif 000002
【００１７】
表Ｉの脚注
ＳＢＲ：バイエル（株）製ＢＵＮＡ　ＶＳＬ　５０２５−１
ＢＲ：日本ゼオン（株）製ＮＩＰＯＬ　ＢＲ　１２２０
シリカ：Ｒｈｏｄｉａ　Ｓｉｌｉｃａ　Ｋｏｒｅａ製ＺＥＯＳＩＬ　１６５ＧＲ
硫酸カルシウム二水和物：東京化成（株）製
湿熱シリカ：上記シリカを湿熱オーブン（５０℃×９５％ＲＨ）内に３日間放置し、吸湿させた。
Ｓｉ６９：デクッサ社製シランカップリング剤
アロマオイル：昭和シェル石油（株）製デゾレックス３号
水：水道水
亜鉛華：正同化学工業（株）製酸化亜鉛３種
ステアリン酸：日本油脂（株）製ビーズステアリン酸ＹＲ
老化防止剤：ＦＬＥＸＳＹＳ（株）製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ　６ＰＰＤ
ワックス：大内新興化学工業（株）製サンノック
硫黄：（株）軽井沢製錬所製油処理イオウ
促進剤ＣＺ：大内新興化学工業（株）製ノクセラーＣＺ−Ｇ
促進剤ＤＰＧ：住友化学工業（株）製ソクシノールＤ−Ｇ
【００１８】
【発明の効果】
以上の通り、本発明に従ったゴム組成物は未加硫特性、引張特性及び粘弾性特性などの性質を犠牲にすることなく、耐老化物性及び耐摩耗性を向上させ、タイヤ用ゴム組成物として極めて有用である。