(57)【要約】【課題】  ゴム組成物の耐熱老化性を向上させると共にヒステリシスロスを低減させる。【解決手段】  （Ａ）ジエン系ゴム、（Ｂ）白色充填剤、（Ｃ）エチレン性二重結合を有するシランカップリング剤、（Ｄ）エチレン性不飽和カルボン酸の金属塩、（Ｅ）分子内にアルコキシシリル基を２つ又はそれ以上有する化合物及び（Ｆ）架橋剤として有機過酸化物を含んでなるゴム組成物。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）エラストマー、（Ｂ）白色充填剤、（Ｃ）エチレン性二重結合を有するシランカップリング剤、（Ｄ）エチレン性不飽和カルボン酸の金属塩、（Ｅ）分子内にアルコキシシリル基を２つ又はそれ以上有する化合物及び（Ｆ）架橋剤として有機過酸化物を含んでなるゴム組成物。
【請求項２】
前記エラストマー（Ａ）が天然ゴム（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）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ，ＥＰＤＭ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレン（ＣＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エピクロロヒドリンゴム（ＣＯ，ＥＣＯ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）の中から選ばれる少なくとも１種を含む請求項１項記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記白色充填剤（Ｂ）がシリカである請求項１又は２に記載のゴム組成物。
【請求項４】
前記シランカップリング剤（Ｃ）がビニル基、アリル基、アクリル酸残基及び／又はメタクリル酸残基を有するアルコキシシランである請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物。
【請求項５】
前記エチレン性不飽和カルボン酸の金属塩（Ｄ）がメタクリル酸亜鉛である請求項１〜４のいずれか１項に記載のゴム組成物。
【請求項６】
前記化合物（Ｅ）が、下記アルコキシシリル基（Ｉ）及びアシルオキシシリル基（ＩＩ）：
≡Ｓｉ−ＯＲ1          （Ｉ）
≡Ｓｉ−ＯＣＯＲ2      （ＩＩ）
（式中、Ｒ1は炭素数１〜１８の置換または非置換の１価の炭化水素基もしくはエーテル結合含有有機基であり、Ｒ2は水素または炭素数１〜２１の炭化水素基である）を含む平均重合度が３〜１００００のポリシロキサンである請求項１〜５のいずれか１項に記載のゴム組成物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項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及びそれを用いた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは硫黄を配合せずに有機過酸化物で架橋することにより耐熱老化性を向上させることができ、更に特定のポリシロキサンを配合することによりヒステリシスロスを低減させることができるゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ゴム反応性ポリシロキサン及びそれを含むゴム組成物に関し、この文献にはゴムの未加硫及び加硫特性、特に加硫時間及び耐摩耗性を改良することができるゴム反応性ポリシロキサン及びそれを含むゴム組成物が提供されている。特許文献２は熱誘発性ラジカル開始剤によって活性化されるカップリング剤（白色充填剤／ジエンエラストマー）を含むタイヤ用ゴム組成物に関し、この文献にはジエンエラストマー、強化白色充填剤（例えばシリカ、アルミナ）、エチレン二重結合を有するシランカップリング剤及び熱誘発性ラジカル開始剤を含む硫黄加硫性ゴム組成物が開示されている。特許文献３はカップリングシステムのような官能化されたオルガノシランをベースにした化合物とカップリング活性剤とを組合せて、白色充填剤を含むジエンエラストマー組成物に使用することに関し、この文献にはジエン系ゴムにシリカ及びエチレン性二重結合を有するシランカップリング剤を含有するゴム組成物が開示されている。
【０００３】
環境保護の観点から低燃費タイヤが求められており、そのためにはヒステリシスロスができるだけ低いゴム組成物が好ましい。従来、ゴム用補強充填剤としては、カーボンブラックが使用されているが、低発熱化のための充填剤としてシリカが注目されている。しかし、シリカはゴム分子に対する親和性が小さいため、カーボンブラックと比較して補強性の点で劣るという問題があった。そのため、ゴム組成物へのシリカ配合には、シランカップリング剤が使用されている。カップリング剤としては、スコーチなどの問題を解決したビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド（ＴＥＳＰＴ）が知られているが（例えば特許文献４及び５参照）、極めて高価である。この問題に対し、ＴＥＳＰＴを使わずにシリカを配合したゴム組成物が知られているが（特許文献６参照）、加硫剤として硫黄を配合しているために耐熱老化性が劣るという問題を抱えている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０１２７８号公報
【特許文献２】特表２００３−５１９２７０号公報
【特許文献３】特表２００３−５１９２７２号公報
【特許文献４】特公昭５１−２８６２３号公報
【特許文献５】特公昭５５−９９２９０号公報
【特許文献６】特表２００３−５１９２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明は、低燃費タイヤに好適なゴム組成物を開発すべく、耐熱老化性を向上させ、加工性も改善し、と共にヒステリシスロスを低減させたゴム組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に従えば、（Ａ）エラストマー、（Ｂ）白色充填剤、（Ｃ）エチレン性二重結合を有するシランカップリング剤、（Ｄ）エチレン性不飽和カルボン酸の金属塩、（Ｅ）分子内にアルコキシシリル基を２つ又はそれ以上有する化合物及び（Ｆ）架橋剤として有機過酸化物を含んでなるゴム組成物が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、上記特許文献２と違って、ゴム組成物を、硫黄を配合せずに有機過酸化物で架橋するため、耐熱老化性を向上させることができる。また、上記特許文献３と違って、特定のポリシロキサンを配合するため、加工性を改善させると共にヒステリシスロスを更に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】
【０００８】
本発明に従ったゴム組成物に成分（Ａ）として配合されるエラストマーは空気入りタイヤとして使用できる任意のエラストマーとすることができ、例えば各種天然ゴム（ＮＲ）、各種ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、各種ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、各種スチレンブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ，ＥＰＤＭ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレン（ＣＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エピクロロヒドリンゴム（ＣＯ，ＥＣＯ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）などを用いることができ、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。
【０００９】
本発明に従ったゴム組成物に成分（Ｂ）として配合される白色充填剤は空気入りタイヤに使用することができる任意の白色充填剤とすることができ、具体的にはシリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、クレー、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化チタン、硫酸カルシウムなどをあげることができる。これらのうち典型的なのはシリカで、例えば湿式シリカ、乾式シリカなどの任意のシリカを単独又は組合せて用いることができる。白色充填剤の配合量については特に限定はないが、ゴムの補強性や加工性の観点から好ましくはエラストマー１００重量部当り５〜１００重量部、更に好ましくは１０〜７０重量部である。
【００１０】
本発明に従ったゴム組成物に成分（Ｃ）として配合されるエチレン性二重結合を有するシランカップリング剤は空気入りタイヤ用として使用できる任意のシランカップリング剤とすることができ、具体的にはビニル基、アリル基、アクリル酸残基及び／又はメタクリル酸残基などを有するアルコキシシランなどをあげることができ、これらは例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。シランカップリング剤の配合量には特に限定はないが、ゴムの補強性や加工性の観点から、好ましくは、白色充填剤、特にシリカの配合量に対し、５〜５０重量％、更に好ましくは６〜２０重量％である。
【００１１】
本発明に従ったゴム組成物に成分（Ｄ）として配合されるエチレン性不飽和カルボン酸の金属塩としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、などの不飽和カルボン酸の亜鉛、マグネシウムなどの金属塩とすることができ、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。成分（Ｄ）の配合量には特に限定はないが、ゴムの補強性の観点から、好ましくはエラストマー１００重量部当り５〜１００重量部、更に好ましくは１０〜８０重量部である。
【００１２】
本発明のゴム組成物に成分（Ｅ）として配合される分子内にアルコキシシリル基を２つ又はそれ以上有する化合物としては、下記アルコキシシリル基（Ｉ）及びアシルオキシシリル基（ＩＩ）：
≡Ｓｉ−ＯＲ1          （Ｉ）
≡Ｓｉ−ＯＣＯＲ2      （ＩＩ）
（式中、Ｒ1は炭素数１〜１８の置換または非置換の１価の炭化水素基もしくはエーテル結合含有有機基であり、Ｒ2は水素または炭素数１〜２１の炭化水素基である）を含む平均重合度が３〜１００００のポリシロキサンを挙げることができる。なお、かかるポリシロキサンについては、例えば特開１９９８−５３７０７などに詳しく記載されており、本発明においてもそれに従うことができる。
【００１３】
本発明のゴム組成物に配合される前記アルコキシシランの配合量には特に限定はないが、加工性やヒステリシスロスの観点からエラストマー１００重量部当り、好ましくは３〜５０重量部、更に好ましくは５〜３０重量部である。
【００１４】
本発明のゴム組成物には更に成分（Ｆ）として有機過酸化物を配合する。有機過酸化物の配合量には特に限定はないが、ゴムの架橋や加工性の観点からジエン系ゴム１００重量部に対し好ましくは０．５〜１０重量部、更に好ましくは１〜８重量部の有機過酸化物を用いて架橋させる。
【００１５】
本発明のゴム組成物にはさらに成分（Ｆ）として有機過酸化物を配合する。有機過酸化物には特に限定はなく、一般にゴムを架橋することができる任意の有機過酸化物を用いることができ、具体的にはベンゾイルパーオキサイド（ＢＰＯ）、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート（Ｚ）、ジクミルパーオキサイド（ＤＣＰ）、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド（Ｃ）、ｔ−ブチルパーオキサイド（Ｄ）、２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔ−ブチルパーオキシヘキサン（２，５Ｂ）、２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３−ヘキシン（Ｈｅｘｙｎｅ−３）、２，４−ジクロロ−ベンゾイルパーオキサイド（ＤＣ−ＢＰＯ）、ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−ジ−イソプロピルベンゼン（Ｐ）、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチル−シクロヘキサン（３Ｍ）、ｎ−ブチル＝４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタンなどが挙げられる。架橋条件も従来通りに特に限定はないが、好ましくは１４０〜２００℃で架橋させることができる。
【００１６】
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その他の補強剤（フィラー）、加硫促進剤、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、かかる添加剤は一般的な方法で混練、架橋して組成物とし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】
【００１７】
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。
【００１８】
実施例１〜４及び比較例１〜５
サンプルの調製
表Ｉ及び表ＩＩに示す配合において、有機過酸化物を除く成分を２リットルの密閉型ミキサーで４分間混練し、１６０±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有機過酸化物をオープンロールで混練し、ゴム組成物を得た。
【００１９】
次に得られたゴム組成物を１５×１５×０．２cmの金型中で１６０℃で３０分間架橋して架橋ゴムシートを調製し、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。
【００２０】
ゴム物性評価試験法
ムーニー粘度：ＪＩＳ  Ｋ  ６３００に準拠して測定
１００％モジュラス（ＭＰａ）：ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１（ダンベル３号）に準拠して測定
ＴＢ（破断強度）（ＭＰａ）：ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１（ダンベル３号）に準拠して測定
ＥＢ（破断伸び）（％）：ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１（ダンベル３号）に準拠して測定
【００２１】
【表１】
2005272580.tif 000002
【００２２】
表Ｉ脚注
＊１：Ｎｉｐｏｌ  １５２０（日本ゼオン）
＊２：Ｎｉｐｓｉｌ  ＡＱ（東ソー・シリカ）
＊３：Ｓｉ６９（デグッサ）
＊４：ＫＢＥ−５０３（信越化学工業）
＊５：ＫＩ−９０Ｅ（日本ユニカー）
＊６：Ｒ−２０Ｓ（浅田化学工業）
＊７：ビーズステアリン酸（花王）
＊８：サントフレックス  ６ＰＰＤ（フレキシス）
＊９：パークミル  Ｄ−４０（日本油脂）
【００２３】
【表２】
2005272580.tif 000003
【００２４】
表ＩＩ脚注
＊１０：ＲＳＳ＃３
＊１１：Ｎｉｐｏｌ  ＢＲ１２２０（日本ゼオン）
＊１２  表Ｉ脚注参照
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明に従えば加工性に優れかつヒステリシスロスの低いゴム組成物が得られるので低燃費タイヤとして使用するのに好適である。