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JP2001294711A - ゴム組成物 - Google Patents

ゴム組成物

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JP2001294711A
JP2001294711A JP2000115813A JP2000115813A JP2001294711A JP 2001294711 A JP2001294711 A JP 2001294711A JP 2000115813 A JP2000115813 A JP 2000115813A JP 2000115813 A JP2000115813 A JP 2000115813A JP 2001294711 A JP2001294711 A JP 2001294711A
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JP
Japan
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rubber
rubber composition
weight
precipitated silica
silica
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JP2000115813A
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Yoshiaki Kirino
美昭 桐野
Chikashi Yatsuyanagi
史 八柳
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Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP01107870A priority patent/EP1146073B2/en
Priority to DE60107894T priority patent/DE60107894T3/de
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/36Silica
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

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  • Organic Chemistry (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 沈降シリカ中に含有するアルミニウムの含有
量を制御した分散性および耐摩耗性に優れたゴム組成物
を提供する。 【解決手段】 アルミニウム含有量が0.01〜0.2
4重量%である沈降シリカを配合したゴム組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、加工性および耐摩
耗性の向上を図ったシリカ配合系ゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】少なくとも1種のジエン系ポリマーをベ
ースとしたタイヤ製造用のゴム組成物の補強充填剤とし
て、沈降シリカのアルミニウム含量が該シリカの重量に
対して0.35〜3重量%としたアルミニウムドープ沈
降シリカを使用することによって、タイヤ用ジエン系ゴ
ム組成物の作業性を改善すると共にかかる組成物の性質
を劣化させずにカップリング剤の使用量を減少させるこ
とを図った技術が、特開平8−277346号、特表平
10−503748号および特表平10−504012
号公報などによって知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ゴムの補強充填剤とし
て一般に用いられている沈降シリカには微量のアルミニ
ウムが含まれているが、そのアルミニウム含量が0.2
4%を超える場合には、ゴムへの取り込みが悪く、また
ムーニー粘度も高くなるので、かかるシリカ補強充填剤
を配合したゴム組成物の加工性が悪い。よって、本発明
では、アルミニウム含有量を低減した沈降シリカをゴム
に配合することで、ムーニー粘度の低下および耐摩耗性
の向上を図ることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、アルミ
ニウム含有量が0.01〜0.24重量%である沈降シ
リカを配合したゴム組成物が提供される。更に好ましく
は、本発明によれば、アルミニウム含有量が0.01〜
0.1重量%である沈降シリカを配合したゴム組成物が
提供される。
【0005】また、本発明によれば、アルミニウム含有
量が0.01〜0.24重量%、より好ましくは0.0
1〜0.1重量%の沈降シリカであって、かつ、そのC
TAB比表面積が130〜210m2 /gで、BET/
CTAB比が1.3〜2.0である沈降シリカを配合し
たゴム組成物が提供される。
【0006】また、本発明によれば、ゴム成分が天然ゴ
ム、ジエン系合成ゴムまたはこれらのゴム混合物であ
り、前記沈降シリカに加えて、更にカーボンブラックを
ゴム成分100重量部に対して少なくとも10重量部配
合したゴム組成物が提供される。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明では、ゴム組成物の補強用
充填剤として使用される沈降シリカに含まれるアルミニ
ウム含有量を減らしていくと、その含有量がある特定量
以下になったときに、ゴムへのシリカの取り込みが向上
し、ムーニー粘度が低下するというゴム組成物の加工性
の向上と、耐摩耗性の向上が図られることを見出したも
のである。
【0008】本発明の上記知見によれば、沈降シリカに
おけるアルミニウムの含有量が0.01〜0.24重量
%である場合に良好な結果が得られた。このアルミニウ
ムの含有量が0.24重量%を超える場合には、ゴムへ
のシリカの取り込みが悪く、ムーニー粘度も高くなる。
また、このアルミニウム含有量を0.01〜0.1重量
%にするときは、上記特性において一層良好な結果が得
られる。
【0009】また、本発明の沈降シリカでは、そのゴム
への補強性を確保するため、該シリカのCTAB比表面
積が130〜210m2 /gで、かつBET/CTAB
比が1.3〜2.0のものを選定することが好ましい。
このCTAB比表面積が130m2 /g未満でBET/
CTAB比が1.3未満の場合には、補強性の確保が困
難となる。また、CTAB比表面積が210m2 /gを
超え、かつBET/CTAB比が2.0を超える場合に
は、沈降シリカそのものの作製が困難となりコストアッ
プにつながるとともに、分散性が悪くなる。
【0010】本発明のゴム組成物におけるゴム成分に
は、天然ゴム(NR)、およびジエン系合成ゴムとして
の、例えば、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(NBR)、ブチルゴム(IIR)等が使用
される。これらは、単独で、あるいは2種以上のゴム混
合物として使用することができる。天然ゴムとジエン系
合成ゴムの2種以上のゴム混合物として使用する場合に
は、少なくとも60重量部以上の天然ゴムを配合したゴ
ム混合物とすることが所望の目的との関係で好ましい。
【0011】本発明のゴム組成物には、上記本発明の沈
降シリカに加えて、更に通常のカーボンブラックを配合
することができ、これは、ゴム成分100重量部に対し
て少なくとも10重量部、好ましくは10〜80重量部
配合する。カーボンブラックの配合量が80重量%を超
えるとゴムの加工上問題があり、また10重量%未満で
は効果が低い。
【0012】本発明のゴム組成物には、更に任意的にシ
ランカップリング剤を配合することができる。シランカ
ップリング剤としては、従来よりゴム組成物に使用され
ている任意のシランカップリング剤が、通常の使用量で
用いられる。
【0013】本発明のゴム組成物には、前記した成分に
加えて、加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、各
種オイル、老化防止剤、可塑化剤などのタイヤ用、その
他一般ゴム用に配合されている各種配合剤を配合するこ
とができ、かかる配合物は、一般的な方法で混練、加硫
してゴム組成物とし、加硫また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。
【0014】
【実施例】以下、実施例および比較例によって本発明を
更に説明するが、本発明の技術的範囲をこれらの実施例
に限定するものでないことは言うまでもない。
【0015】試験サンプルの作製 以下の表2に示すシリカ種の沈降シリカを用いて、表1
に示すゴム配合系において、加硫促進剤と硫黄を除く成
分を1.8リットルの密閉型ミキサーで3〜5分間混練
し、165±5℃に達したときに放出したマスターバッ
チに加硫促進剤と硫黄を8インチのオープンロール混練
し、ゴム組成物を得た。得られたゴム組成物のムーニー
粘度を測定した。次に、この組成物を15×15×0.
2cmの金型中で160℃で20分間プレス加硫して目的
とする試験片(ゴムシート)を作製し、これにより分散
性、耐摩耗性およびtanδ(60℃)を測定、評価し
た。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】試験方法 1)ムーニー粘度:JISK6300に基づき100℃
にて測定した。 2)分散性:加硫ゴムを鋭利な刃物で切り、その表面に
ついて目視および光学顕微鏡(×100,400)でシ
リカの分散状態を確認し、次の評価法により評価した。 ◎…シリカの不良分散塊(数100μm径)が殆どな
く、均等に分散している。 ○…シリカの不良分散塊が数個発見されるが、それ以外
はある程度分散している。 △…シリカの不良分散塊が数十個見受けられるが、それ
以外はある程度分散している。 ×…切り出した表面から粉らしきものが見えるのが確認
でき、シリカの不良分散塊が無数に見受けられる。 3)耐摩耗性:ランボーン摩耗試験機(岩本製作所
(株)製)を用いて、温度20℃、スリップ率25%の
条件で摩耗減量を測定し、比較例2,4および6のそれ
ぞれを100として指数表示した。数値は大なる程、耐
摩耗性が良好であることを示す。 4)tanδ(60℃):東洋精機製作所レオログラフ
ソリッドを用い、初期歪み=10%、動的歪み=2%、
周波数=20Hzで粘弾性を測定した(試験幅:5mm)。
【0019】実施例1〜20および比較例1〜6 これらの例は、各ゴム配合系において各シリカ種の沈降
シリカを用いて配合したゴム組成物についての測定、評
価結果を示すものである。その結果を表3に示す。
【0020】
【表3】
【0021】
【発明の効果】表3の結果からみられるように、本発明
による所定の沈降シリカを用いたゴム組成物は、所期の
分散性および耐摩耗性において極めて良好であることが
わかる。即ち、本発明による沈降シリカ(A−1〜A−
9)を配合した実施例1〜20のゴム組成物は、アルミ
ニウム含有量の多い沈降シリカ(A−10,A−11)
を配合した比較例1〜6より分散性が良好である。ま
た、A−10,A−11に対応するBET値およびCT
AB値をもつA−3,A−7を配合した実施例(実施例
3,7,12,16)と比較した場合、本発明の方が耐
摩耗性、耐発熱性が良好である。また、実施例19,2
0と比較例5,6から、本発明の沈降シリカは、分散
性、耐摩耗性、耐発熱性の面で、天然ゴムを60部以上
配合した系を使用することが、より好ましい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 9/00 C08L 9/00 //(C08L 7/00 (C08L 7/00 9:00) 9:00) Fターム(参考) 4J002 AC011 AC031 AC032 AC061 AC062 AC071 AC072 AC081 AC082 BB181 DA038 DA097 DJ016

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウム含有量が0.01〜0.2
    4重量%である沈降シリカを配合したゴム組成物。
  2. 【請求項2】 アルミニウム含有量が0.01〜0.1
    重量%である沈降シリカを配合したゴム組成物。
  3. 【請求項3】 前記沈降シリカのCTAB比表面積が1
    30〜210m2 /g、BET/CTAB比が1.3〜
    2.0である請求項1または2に記載のゴム組成物。
  4. 【請求項4】 前記ゴム組成物におけるゴム成分が天然
    ゴム、ジエン系合成ゴムまたはこれらのゴム混合物であ
    り、更にカーボンブラックをこのゴム成分100重量部
    に対して少なくとも10重量部配合した請求項1〜3の
    いずれか1項に記載のゴム組成物。
  5. 【請求項5】 前記ゴム組成物におけるゴム成分が少な
    くとも60重量部以上の天然ゴムを配合したゴム混合物
    である請求項1〜4のいずれか1項に記載のゴム組成
    物。
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