(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スチレンブタジエンゴム、シリカ、シランカップリング剤、炭素数が３〜１８であるｎ−アルキルアミンおよびポリエチレングリコールからなるタイヤトレッド用ゴム組成物であって、
スチレンブタジエンゴム１００重量部に対して、
シリカを２０〜９０重量部配合し、
シランカップリング剤を前記シリカの配合量の２〜１５重量％で配合し、
炭素数が３〜１８であるｎ−アルキルアミンを０．２〜１０重量部配合し、および
ポリエチレングリコールをシランカップリング剤とポリエチレングリコールの配合比率が１：１となるように配合するタイヤトレッド用ゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、タイヤ用ゴム組成物には、シリカを配合して低燃費、ウェット性能および耐摩耗性のバランスを図るために、多量のシランカップリング剤が配合されていた。そして、この場合、シリカ表面のシラノール基とシランカップリング剤とを効率良く反応させるために、シランカップリング剤の配合量はシリカの数重量％で良いとされている。
【０００３】
しかし、混練りのために密閉式混練り機を用いる場合、反応効率に劣るため、シランカップリング剤の配合量をシリカの５〜１５重量％とする必要があり、未反応のままゴム組成物中に残るシランカップリング剤が、加工中のゴム焼け、加硫ゴムの破壊特性の低下を招くという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の事実に鑑み、本発明の目的は、シリカとシランカップリング剤との反応効率を高めることにより、シリカの分散性に優れ、加工性および加硫後の破壊特性に優れたトレッド用ゴム組成物を得ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ジエン系ゴム、シリカ、シランカップリング剤、炭素数が３〜１８であるｎ−アルキルアミンおよびポリエチレングリコールからなるタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
この場合、シランカップリング剤とポリエチレングリコールは、１：１の配合比率で配合されるのが好ましい。
【０００７】
また、ｎ−アルキルアミンの配合量がジエン系ゴム１００重量部に対して０．２〜１０重量部であるのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、シリカおよびシランカップリング剤を配合してなるゴム組成物に、ｎ−アルキルアミンを配合したところ、得られるゴム組成物中においてシリカとシランカップリング剤の反応効率が高まることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
これは、ｎ−アルキルアミンが、シリカとシランカップリング剤のアルコール縮合反応の速度を速くする触媒として働くためであると考えられる。
【００１０】
本発明において用いるジエン系ゴムとしては、従来からタイヤの分野において用いられているものであれば特に制限はないが、たとえば天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、イソプレンブタジエンゴム（ＩＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などがあげられ、これらをそれぞれ単独で、または任意に組み合わせて用いることができる。なかでも、ゴムの強度という点から、ＮＲ、ＳＢＲ、ＩＲ、ＢＲを用いるのが好ましい。
【００１１】
つぎに、本発明において用いるシリカとしては、従来からタイヤの分野において用いられているものであれば特に制限はないが、たとえばチッ素吸着比表面積が５０ｍ2／ｇ未満であると補強効果が小さく、３００ｍ2／ｇを超えるとシリカの分散性に劣り発熱が増大するという点から５０〜３００ｍ2／ｇであるのが好ましく、さらに補強性という点から１００〜２５０ｍ2／ｇであるのが好ましい。
【００１２】
かかるシリカについて市販されているものとしては、たとえば日本シリカ工業（株）製のニプシルＶＮ３、ニプシルＡＱ、デグサ社製のウルトラシルＶＮ３などがあげられる。
【００１３】
本発明におけるシリカの配合量としては、前記ジエン系ゴム１００重量部に対して１０〜１５０重量部であればよいが、タイヤの摩耗、グリップという点から、２０〜９０重量部であるのが特に好ましい。
【００１４】
つぎに、本発明のゴム組成物にはカーボンブラックを配合してもよく、従来からタイヤの分野において用いられているものであれば特に制限はないが、たとえば分散性という点からチッ素吸着比表面積が３０〜２００ｍ2／ｇであり、圧縮ジブチルフタレート（２４Ｍ４ＤＢＰ）吸油量が３０〜１５０ｍｌ／１００ｇであるものが好ましく、さらに、補強性という点からチッ素吸着比表面積が５０〜２００ｍ2／ｇであり、２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量が５０〜１５０ｍｌ／１００ｇであるものが特に好ましい。
【００１５】
本発明におけるカーボンブラックの配合量としては、前記ジエン系ゴム１００重量部に対して０〜１５０重量部であればよいが、タイヤの摩耗、グリップという点から、２０〜９０重量部であるのが特に好ましい。
【００１６】
つぎに、本発明のゴム組成物において配合するシランカップリング剤としては、従来からタイヤの分野において用いられているものであれば特に制限はないが、たとえばビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（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−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、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などがあげられ、これらをそれぞれ単独で、または任意に組み合わせて用いることができる。なかでも、カップリング剤の補強効果と加工性という点から、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドを用いるのが好ましい。
【００１７】
ここで、シランカップリング剤の配合量については、カップリング効果という点から、シリカの配合量の２〜２０重量％であればよく、加工性という点から、２〜１５重量％であるのが好ましい。
【００１８】
つぎに、本発明においては、シリカとシランカップリング剤との反応効率を改善させるために、ｎ−アルキルアミンを配合する。
【００１９】
本発明において用いるｎ−アルキルアミンは、触媒効果が充分に発揮されるという点から、炭素数が３〜１８であればよいが、炭素数が３〜１２であるのが好ましく、さらに炭素数が３〜６であるのが特に好ましい。
【００２０】
具体的には、炭素数が３〜１８のものとして、ｎ−プロピルアミン（炭素数３）、ｎ−ブチルアミン（炭素数４）、ｎ−ペンチルアミン（炭素数５）、ｎ−ヘキシルアミン（炭素数６）、ｎ−ヘプチルアミン（炭素数７）、ｎ−オクチルアミン（炭素数８）、ｎ−ノニルアミン（炭素数９）、ｎ−デシルアミン（炭素数１０）、ｎ−ウンデシルアミン（炭素数１１）、ｎ−ドデシルアミン（炭素数１２）、ｎ−テトラデシルアミン（１４）、ｎ−セチルアミン（炭素数１６）、ｎ−オクタデシルアミン（炭素数１８）などがあげられ、それぞれ単独で、または任意に組み合わせて用いることができる。なかでも、触媒効果が高いという点から、ｎ−ブチルアミン、ｎ−ヘキシルアミンなど（炭素数３〜６）を用いるのが好ましい。
【００２１】
本発明におけるｎ−アルキルアミンの配合量としては、触媒効果を充分に発揮させ、かつゴム焼けを起こさせないという点から、ジエン系ゴム１００重量部に対して０．２〜１０重量部であればよいが、加工性を維持するという点から、０．２〜５重量部であるのが好ましく、さらに、経済性という点から、０．２〜３重量部であるのが特に好ましい。
【００２２】
本発明のゴム組成物には、前記成分のほかに、たとえばタルク、クレーなどの充填剤、パラフィン系、アロマ系、ナフテン系のプロセスオイルなどの軟化剤、クマロンインデン樹脂、ロジン系樹脂、シクロペンタジエン系樹脂などの粘着付与剤、イオウ、過酸化物などの加硫剤、加硫促進剤、ステアリン酸、酸化亜鉛などの加硫助剤、老化防止剤などを、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて適宜配合することができる。
【００２３】
本発明のゴム組成物は、たとえばバンバリーミキサー、ニーダーなどの密閉式の混練り機、およびオープンロールなどを用いて、常法により得ることができる。特に、密閉式の混練り機を用いても、本発明のゴム組成物においてはシランカップリング剤の使用量を少なくすることができる。
【００２４】
以上のようにして得られる本発明のゴム組成物は、タイヤのトレッドに好適に用いることができる。
【００２５】
以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらのみに制限されるものではない。
【００２６】
【実施例】
参考例１〜４
表１に示す配合割合にしたがって、まず、イオウおよび加硫促進剤（ＮＳおよびＤＰＧ）を除く成分を１．７リットルの密閉式バンバリーミキサーを用いて５分間混合し、１６０℃の排出温度で混合物を得、ついで得られた混合物とイオウおよび加硫促進剤とをオープンロールで混合して未加硫のゴム組成物を得た。この未加硫のゴム組成物を１７０℃で１５分間加硫することによって、加硫後の参考ゴム組成物１〜４を得た。
【００２７】
なお、ジエン系ゴムとしては日本合成ゴム（株）製のＳＢＲ１５０２、シリカとしてはデグサ社製のウルトラジルＶＮ３グラニュールタイプ、シランカップリング剤としてはデグサ社製のＳｉ６９、加硫促進剤ＮＳとしては大内振興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ、加硫促進剤ＤＰＧとしては住友化学工業（株）製のソクシノールＤを用いた。
【００２８】
［試験方法］
▲１▼ムーニー粘度：ＪＩＳ  Ｋ６３００にしたがって、Ｌ形ローターを用い１３０℃にて測定した。表中のムーニー粘度（ａ）１３０℃はＭＬ(1+4)１３０℃のことを示す。
【００２９】
▲２▼引張り試験：ＪＩＳ  Ｋ６３０１にしたがって、３号ダンベルの形状のサンプルを作製し、引張り速度５００ｍｍ／ｍｉｎで引張り試験を行ない、Ｍ１００、Ｍ３００、ＴB 、ＥB およびＨs を測定した。
【００３０】
▲３▼損失正接（ｔａｎδ）：岩本製作所（株）製のＶＥＳ−ＦＩＩＩ２を用いて、周波数１０Ｈｚで０℃（歪み±０．２５％）と７０℃（歪み±１％）におけるｔａｎδを測定した。０℃におけるｔａｎδの値が大きいほどウェット性能に優れており、７０℃におけるｔａｎδの値が小さいほど低転がり抵抗性に優れている。
【００３１】
前記試験の結果を表１にまとめて示す。
【００３２】
比較例１〜２
表１に示す配合割合にかえたほかは、参考例１と同様にして比較ゴム組成物１〜２を得、参考例１と同様の試験を行なった。結果を表１に示す。なお、比較例２においては、ｎ−エイコシルアルコールをＫ2Ｃｒ2Ｏ7を用いてＣ19Ｈ39ＣＨＯとし、ついでＮ3、Ｈ2、Ｎｉ触媒を用いて反応させて得られたｎ−エイコシルアミン（炭素数２０）を用いた。
【００３３】
【表１】
0004318329.tif 000002
【００３４】
表１に示す結果より、ｎ−アルキルアミンを配合することにより、ムーニー粘度が低下して加工性が向上することが分かる。また、Ｍ１００も低下し、０℃におけるｔａｎδが増加し、７０℃におけるｔａｎδが低下し、良好であることがわかる。
【００３５】
実施例１〜３および比較例３
表２に示す配合割合にしたがい、参考例１と同様にしてゴム組成物１〜３、比較ゴム組成物３を得、参考例１と同様の試験を行なった。結果を表２に示す。なお、シランカップリング剤の量を減らすためにポリエチレングリコール（平均分子量４０００）を配合させた。
【００３６】
【表２】
0004318329.tif 000003
【００３７】
表２に示す結果より、ｎ−ブチルアミンの量をふやすと、さらにムーニー粘度が低下して加工性が向上することが分かる。また、Ｍ１００も低下し、０℃におけるｔａｎδおよび７０℃におけるｔａｎδが低下し、良好であることがわかる。しかし、配合量が１０重量部をこえると、混練中にゴムが焼けてしまう。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、シリカの分散性に優れ、シリカとシランカップリング剤との反応効率を高めることにより、低転がり抵抗性（低燃費性）およびウェット性能に優れたタイヤトレッド用ゴム組成物を得ることができる。