(57)【要約】【課題】耐破壊特性、耐摩耗性および耐オゾン性に優れるゴムを得ることができ、作業性にも優れるゴム組成物、並びに耐破壊特性、耐摩耗性および耐オゾン性に優れるタイヤを提供することを目的とする。【解決手段】ジエン系エラストマーと非ジエン系エラストマーとを含むゴム成分と、ポリオクテナマーとを含むことを特徴とするゴム組成物、および前記ゴム組成物を用いたことを特徴とするタイヤを提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系エラストマーと非ジエン系エラストマーとを含むゴム成分と、ポリオクテナマーとを含むことを特徴とする、ゴム組成物。
【請求項２】
前記ゴム成分１００質量部中、前記ジエン系エラストマーが２０〜８０質量部であり、前記非ジエン系エラストマーが８０〜２０質量部であることを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記ポリオクテナマーが、前記ゴム成分１００質量部に対して１〜３０質量部であることを特徴とする、請求項１または２に記載のゴム組成物。
【請求項４】
カーボンブラック、シリカ並びに一般式：ｍＭ・ｘＳｉＯy・ｚＨ2Ｏ ・・・（Ｉ）
［式中、Ｍは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウムおよびジルコニウムからなる群から選ばれる金属、当該金属の酸化物または水酸化物、およびそれらの水和物、並びに当該金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり、ｍ、ｘ、ｙおよびｚは、それぞれ１〜５の整数、０〜１０の整数、２〜５の整数、および０〜１０の整数である］で表される無機化合物から選ばれる少なくとも１種の充填剤を補強用充填剤として含むことを特徴とする、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】
硫黄架橋性であることを特徴とする、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】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする、タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物およびタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギー、省資源の社会的要請のもと、タイヤの高い耐久性が要求されている。かかる要求に伴い、耐破壊特性、耐摩耗性および耐候性（例えば、耐オゾン性など）の優れたゴム材料が多く望まれるようになってきた。一般に、天然ゴム、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）などのジエン系エラストマーは、耐破壊特性および耐摩耗性に優れているが、耐オゾン性などの耐候性で劣る。一方で、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）などの非ジエン系エラストマーは、耐候性が良好であるが、耐破壊特性でジエン系エラストマーに劣るため、用途は限られている。耐破壊特性、耐摩耗性および耐候性を両立させるために、ジエン系エラストマーと非ジエン系エラストマーとを混合してゴム成分として用いても（特許文献１）、両者の物性が大きく異なるため、相容性が低く、均一に混ざらない。そのため、かかるゴム組成物は、作業性が低下し、耐破壊特性、耐摩耗性および耐候性の改善も難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４，６４５，７９３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、耐破壊特性、耐摩耗性および耐オゾン性に優れるゴムを得ることができ、作業性にも優れるゴム組成物、並びに耐破壊特性、耐摩耗性および耐オゾン性に優れるタイヤ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】
【０００５】
本発明のゴム組成物は、ジエン系エラストマーと非ジエン系エラストマーとを含むゴム成分と、ポリオクテナマーとを含むことを特徴とする。本発明のゴム組成物によれば、耐破壊特性、耐摩耗性および耐オゾン性に優れるゴムを得ることができ、作業性にも優れる。
【０００６】
本発明のゴム組成物は、前記ゴム成分１００質量部中、前記ジエン系エラストマーが２０〜８０質量部であり、前記非ジエン系エラストマーが８０〜２０質量部であることが好ましい。この構成とすることにより、得られるゴムの耐発熱性および耐摩耗性をより向上させることができるからである。
【０００７】
本発明のゴム組成物は、前記ポリオクテナマーが、前記ゴム成分１００質量部に対して１〜３０質量部であることが好ましい。この構成とすることにより、得られるゴムの耐発熱性および耐摩耗性をより向上させることができるからである。
【０００８】
本願発明のゴム組成物は、ゴム用に用いられる充填剤を配合することが出来る。この場合、カーボンブラック、シリカ並びに一般式：
ｍＭ・ｘＳｉＯy・ｚＨ2Ｏ ・・・（Ｉ）
［式中、Ｍは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウムおよびジルコニウムからなる群から選ばれる金属、当該金属の酸化物または水酸化物、およびそれらの水和物、並びに当該金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり、ｍ、ｘ、ｙおよびｚは、それぞれ１〜５の整数、０〜１０の整数、２〜５の整数、および０〜１０の整数である］で表される無機化合物から選ばれる少なくとも１種の充填剤を補強用充填剤として含むことが好ましい。この構成とすることにより、得られるゴムの機械的特性を一層向上させることができるからである。
【０００９】
本発明のゴム組成物は、硫黄架橋性であることが好ましい。硫黄架橋（すなわち、加硫）は、過酸化物架橋、付加架橋、縮合型架橋などよりも引張強度や動的特性に優れたゴムを得ることができるからである。
【００１０】
本発明のタイヤは、前記ゴム組成物を用いたことを特徴とする。本発明のタイヤは、耐破壊特性、耐摩耗性および耐オゾン性に優れる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、耐破壊特性、耐摩耗性および耐オゾン性に優れるゴムを得ることができ、作業性にも優れたゴム組成物、並びに耐破壊特性、耐摩耗性および耐オゾン性に優れるタイヤを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
［ゴム組成物］
本発明のゴム組成物は、ジエン系エラストマーと非ジエン系エラストマーとを含むゴム成分と、ポリオクテナマーとを含むことを特徴とする。
【００１４】
ジエン系エラストマーとは、ブタジエン、イソプレン、クロロプレンのような共役二重結合をもつジエンモノマーを原料としたエラストマーを意味する。特に限定しないが、天然ゴム、合成イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、クロロプレンゴム、スチレン−クロロプレンゴムなどが挙げられる。ジエン系エラストマーは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１５】
非ジエン系エラストマーとは、ジエンモノマー以外を原料としたエラストマーを意味するが、ジエンモノマーを１０重量％程度以下含有するものも非ジエン系エラストマーとして分類される。特に限定しないが、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ウレタンゴム（Ｕ）、シリコーンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロヒドリンゴム、フッ素ゴム、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴムなどが挙げられる。非ジエン系エラストマーは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１６】
本発明において適切なポリオクテナマーとしては、シクロオクテンをベースとした環状または直鎖状の高分子、または、このような環状および直鎖状の高分子の混合物が含まれ得る。また本発明においては、室温以上１２０℃以下の溶融温度もしくは軟化温度を示すポリオクテナマーが好ましい。かかるポリオクテナマーの一例として、５４℃の溶融粘度を有するエボニック(Ｅｖｏｎｉｋ)社製ベステナマー８０１２(Ｖｅｓｔｅｎａｍｅｒ８０１２)を挙げることができる。
【００１７】
ジエン系エラストマーと非ジエン系エラストマーとを含むゴム成分は、両者の物性が大きく異なるため相容性が低く、均一に混ざり難い。ポリオクテナマーを、ジエン系エラストマーと非ジエン系エラストマーとを含むかかるゴム成分に配合することにより、両エラストマーの相容性を改善するだけでなく、補強用充填剤その他の配合剤の分散性も改善することができる。ポリオクテナマーは、このようにエラストマー同士の相容性および配合剤の分散性を高めることにより、ゴム組成物の作業性を向上させ、得られるゴムの耐破壊特性、耐摩耗性および耐オゾン性を向上させることができる。
【００１８】
ゴム成分中のジエン系エラストマーと非ジエン系エラストマーとの比率は、特に限定しないが、ゴム成分１００質量部中、ジエン系エラストマーが２０〜８０質量部であり非ジエン系エラストマーが８０〜２０質量部であるのが好ましい。ゴム成分１００質量部中ジエン系エラストマーが２０質量部以上であり非ジエン系エラストマーが８０質量部未満であると、ゴム組成物を硫黄架橋（すなわち、加硫）可能とし、得られるゴムの耐破壊特性および耐摩耗性を充分に高めることができるからである。また、ゴム成分１００質量部中ジエン系エラストマーが８０質量部未満であり非ジエン系エラストマーが２０質量部以上であると、耐オゾン性などの耐候性を充分に高めることができるからである。ゴム成分１００質量部中ジエン系エラストマーが４０〜６０質量部であり非ジエン系エラストマーが６０〜４０質量部であるのが、より好ましい。
【００１９】
ポリオクテナマーは、特に限定しないが、ゴム成分１００質量部に対して１〜３０質量部であることが好ましい。ゴム成分１００質量部に対して１質量部以上であると、ジエン系エラストマーと非ジエン系エラストマーとを充分に相容化することができる。ゴム成分１００質量部に対して３０質量部以下であると、ポリオクテナマーが第三成分として分離することを防止でき、ゴム組成物の粘度の低下も抑制することができる。
【００２０】
本発明のゴム組成物は、ゴム成分およびポリオクテナマーに加え、カーボンブラックなどの黒色充填剤およびシリカや無機化合物などの白色充填剤を含むことができる。カーボンブラック、シリカおよび一般式：ｍＭ・ｘＳｉＯy・ｚＨ2Ｏ ・・・（Ｉ）
［式中、Ｍは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウムおよびジルコニウムからなる群から選ばれる金属、当該金属の酸化物または水酸化物、およびそれらの水和物、並びに当該金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり、ｍ、ｘ、ｙおよびｚは、それぞれ１〜５の整数、０〜１０の整数、２〜５の整数、および０〜１０の整数である］で表される無機化合物から選ばれる少なくとも１種の充填剤を補強用充填剤として含むことが好ましい。かかる充填剤を補強用充填剤として含むことにより、ゴム組成物の機械的特性を一層向上させることができる。本発明の補強用充填剤の配合量は、特に限定されず、用いる補強用充填剤およびゴム成分の種類や組成、ゴム組成物の用途によっても異なるが、ゴム成分１００質量部に対して１０〜２００質量部が好ましく、３０〜１００質量部がより好ましい。補強用充填剤が１０質量部以上であると、必要な補強性を充分得ることができるからである。また、補強用充填剤が２００質量以下であると、ゴム成分との混合性が良好であるからである。
【００２１】
黒色充填剤として用いることができるカーボンブラックの種類は、特に限定されず、例えば、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＣＦ、ＦＴ、ＭＴグレードのカーボンブラックが挙げられる。これらカーボンブラックは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、白色充填剤と併用してもよい。
【００２２】
白色充填剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリカおよび一般式：ｍＭ・ｘＳｉＯy・ｚＨ2Ｏ ・・・（Ｉ）
［式中、Ｍは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウムおよびジルコニウムからなる群から選ばれる金属、当該金属の酸化物または水酸化物、およびそれらの水和物、並びに当該金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり、ｍ、ｘ、ｙおよびｚは、それぞれ１〜５の整数、０〜１０の整数、２〜５の整数、および０〜１０の整数である］で表される無機化合物などを挙げることができる。シリカとしては、特に限定されないが、例えば、湿式シリカ、乾式シリカおよびコロイダルシリカなどを用いることができる。前記一般式（Ｉ）の無機化合物としては、特に限定されないが、γ-アルミナ、α-アルミナなどのアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）；ベーマイト、ダイアスポアなどのアルミナ一水和物（Ａｌ2Ｏ3・Ｈ2Ｏ）；ギブサイト、バイヤライトなどの水酸化アルミニウム［Ａｌ(ＯＨ)3］；炭酸アルミニウム［Ａｌ2(ＣＯ3)3］、水酸化マグネシウム［Ｍｇ(ＯＨ)2］、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3）、タルク（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ2・Ｈ2Ｏ）、アタパルジャイト（５ＭｇＯ・８ＳｉＯ2・９Ｈ2Ｏ）、チタン白（ＴｉＯ2）、チタン黒（ＴｉＯ2n-1）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、水酸化カルシウム［Ｃａ(ＯＨ)2］、酸化アルミニウムマグネシウム（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）、クレー（Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）、カオリン（Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏ）、パイロフィライト（Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2・Ｈ2Ｏ）、ベントナイト（Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏ）、ケイ酸アルミニウム（Ａｌ2ＳｉＯ5、Ａｌ4・３ＳｉＯ4・５Ｈ2Ｏなど）、ケイ酸マグネシウム（Ｍｇ2ＳｉＯ4、ＭｇＳｉＯ3など）、ケイ酸カルシウム（Ｃａ2ＳｉＯ4など）、ケイ酸アルミニウムカルシウム（Ａｌ2Ｏ3・ＣａＯ・２ＳｉＯ2など）、ケイ酸マグネシウムカルシウム（ＣａＭｇＳｉＯ4）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、水酸化ジルコニウム［ＺｒＯ(ＯＨ)2・ｎＨ2Ｏ］、炭酸ジルコニウム［Ｚｒ(ＣＯ3)2］；各種ゼオライトのように電荷を補正する水素、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む結晶性アルミノケイ酸塩などを挙げることができる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２３】
本発明のゴム組成物は、ゴム成分、ポリオクテナマーおよび補強用充填剤以外にも、ゴム業界で通常使用される配合剤、例えば、加硫剤、加硫助剤、加硫促進剤、架橋剤（例えば、有機過酸化物、金属酸化物、有機アミン化合物）、架橋助剤、軟化剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、加工助剤、充填剤改質剤、粘着付与剤、発泡剤、着色剤などを目的に応じて適宜配合することができる。これら配合剤を加える順序や段階は、特に限定しないが、加硫剤や架橋剤を最終工程で加えるのが好ましい。また、ゴム成分の炭素−炭素二重結合部をスルフィド結合で架橋する硫黄架橋系の加硫剤、加硫助剤、加硫促進剤が好ましく用いられる。これら配合剤は、市販品を使用することができる。
【００２４】
本発明のゴム組成物は、ゴム成分、ポリオクテナマー、補強用充填剤および適宜必要な配合剤を混練することによって得ることができる。混練は、ゴム組成物を得るために通常実施される方法に従って行うことができる。例えば、特に限定されないが、バンバリーミキサー、ブラベンダープラストグラフ、ロール、ニーダーなどの通常使用されているゴム混練機を用いて、ゴム成分を必要に応じて素練りし、補強用充填剤と、加硫剤、架橋剤、酸化亜鉛、加硫遅延剤以外の適宜必要な配合剤とを添加して混練した後、加硫剤、酸化亜鉛および加硫遅延剤を添加して混練し、必要に応じて、熱入れ、押出などすることにより製造することができる。本発明のゴム組成物は、硫黄を用いてゴム成分の炭素−炭素二重結合部をスルフィド結合で架橋することができる、硫黄架橋性であることが好ましい。硫黄架橋（すなわち、加硫）は、過酸化物架橋、付加架橋、縮合型架橋などよりも引張強度や動的特性に優れたゴムを得ることができる。
【００２５】
［タイヤ］
本発明のタイヤは、本発明のゴム組成物を用いたものである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。本発明のタイヤを製造する方法としては、慣用の方法を用いることができる。例えば、タイヤ成形用ドラム上に未加硫または未架橋ゴム組成物からなるカーカス層、ベルト層、トレッド層などの通常タイヤ製造に用いられる部材を順次貼り重ね、ドラムを抜き去ってグリーンタイヤとする。次いで、このグリーンタイヤを常法に従って加熱加硫または架橋することにより、所望のタイヤを製造することができる。加熱加硫の条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、温度１３０〜２００℃、加温時間１〜６０分が好ましい。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例および比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
【００２７】
下記表１に示す配合に従って、ゴム成分、ポリオクテナマーおよび他の配合剤を配合・混練して、実施例および比較例のゴム組成物を得た。これらのゴム組成物について、未加硫ムーニー粘度、破壊伸び、破壊応力、耐摩耗性、耐亀裂進展性および耐オゾン性を評価し、結果を下記表１に指数表示として示した。評価方法は以下の通りである。
【００２８】
<未加硫ムーニー粘度>
未加硫の各ゴム組成物について、ＪＩＳ  Ｋ６３００−１：２００１に準拠して、Ｌローターを使用し、予熱１分、ローター作動時間４分、温度１３０℃の条件でムーニー粘度（ＭＬ１＋４、１３０℃）を測定した。比較例１のゴム組成物のムーニー粘度の実測値を１００として、実施例のゴム組成物のムーニー粘度を指数表示した。この指数値が小さい程、未加硫粘度が低く、製造時の作業性が良好であることを示す。
【００２９】
<破壊伸び、破壊応力>
各ゴム組成物を１６０℃にて１５分間加硫して、加硫ゴムを得た。この加硫ゴムからリング状試験片を作製した。ＪＩＳ Ｋ ６２５１：２００４に準拠して、室温で引っ張り試験による切断時伸び（Ｅb）および切断時応力（Ｔb）を測定した。比較例１のゴム組成物の切断時伸びを１００として、実施例のゴム組成物の切断時伸びおよび切断時応力を指数表示した。指数値が大きい程、破壊伸びおよび破壊応力が良好であることを示す。  
【００３０】
<耐摩耗性>
各ゴム組成物を１６０℃にて１５分間加硫して、直径 ４９ｍｍおよび厚さ５ｍｍの円盤状試験片を作製した。ＪＩＳ−Ｋ６２６４−２：２００５に準拠して、室温で          改良ランボーン摩耗試験を行って、摩耗量（ｍｍ3）を測定した。比較例１の摩耗量の逆数を１００として、実施例の摩耗量の逆数を指数表示した。指数値が大きい程、耐摩耗性が良好であることを示す。
【００３１】
<耐亀裂進展性>
各ゴム組成物を１６０℃にて１５分間加硫して、デマチャ型試験片を作成した。ＪＩＳ Ｋ６２６０：２０１０に準拠して屈曲き裂成長試験を行い、２４時間経過後のき裂長さを測定した。比較例１の実測値の逆数を１００として、実施例の実測値の逆数を指数表示した。指数値が大きいほど、耐亀裂進展性に優れることを示す。
【００３２】
<耐オゾン性>
各ゴム組成物を１６０℃にて１５分間加硫して、加硫ゴムを得た。この加硫ゴムからダンベル状１号型試験片を作製した。この試験片を、ＪＩＳ Ｋ６２５９：２００４に従い、オゾン発生装置を備えた恒温槽中、４０℃にて２０％の歪で繰り返し疲労を与え、２４時間経過した後の亀裂の状態をＪＩＳ Ｋ６２５９：２００４附属書１に従って判定した。Ａ＜Ｂ＜Ｃの順で亀裂の数が多く、数字が大きいほど亀裂が大きいことを示す。
【００３３】
【表１】
2016000789.tif 000002
※１  ＪＳＲ製「ポリブタジエンＢＲ０１」
※２  ＪＳＲ製「ＥＰ３５」、
ジエン成分(エチリデンノルボルネン)含量：８．１質量％
※３  Ｅｖｏｎｉｋ製「Ｖｅｓｔｅｎａｍｅｒ８０１２」
※４  東海カーボン製「シーストＫＨ」
※５  大内新興化学（株）製「ノクラック６Ｃ」、Ｎ-フェニル-Ｎ'-（１,３-ジメチルブチル）-ｐ-フェニレンジアミン
※６  大内新興化学（株）製「ノクラック２２４」、２,２,４-トリメチル-１,２-ジヒドロキノリン重合体
※７  大内新興化学（株）製「ノクセラーＣＺ−Ｇ」、Ｎ-シクロヘキシル-２-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
※８  大内新興化学（株）製「ノクセラーＤＭ−Ｐ」、ジ-２-ベンゾチアゾリルジスルフィド
【００３４】
表１から、実施例のゴム組成物は、比較例のゴム組成物と比較して、未加硫ムーニー粘度、破壊伸び、破壊応力、耐亀裂進展性および耐摩耗性が向上することが分かる。よって、本発明のゴム組成物は、作業性に優れ、耐破壊特性、耐摩耗性および耐オゾン性に優れるゴムを得ることができることがわかる。そして、本発明のゴム組成物を用いたタイヤは、耐破壊特性、耐摩耗性および耐オゾン性に優れる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明のゴム組成物は、高い耐破壊特性、耐摩耗性および耐オゾン性が要求されるゴム製品、例えば、タイヤなどの材料として好適に利用できる。また、本発明のタイヤは、高い耐破壊特性、耐摩耗性および耐オゾン性が要求されるトレッド、サイドウォールなどのタイヤ外皮用部材として好適に利用できる。