JP2003041056A - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイヤのトレッドゴム用の組成物におい
て、トレッドゴムの耐摩耗性を高く保ちつつ、耐カット
性及び耐チップ性を向上することができるものを提供す
る。 【解決手段】天然ゴムまたはイソプレンゴムと、高シス
タイプのブタジエンゴムとを５０／５０〜９０／１０の
重量比で混合したゴムポリマー成分１００重量部に対し
て、２〜１０重量部の非晶性ポリオレフィンを添加す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車タイヤ等に
用いるタイヤ用ゴム組成物に関する。特には、悪路での
耐久性が要求されるタイヤのためのゴム組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】トラック用タイヤ等におけるタイヤ寿
命、すなわち耐久走行距離や耐久年数を増大させるため
には、ゴムの耐摩耗性を高く保ちつつ、砂利道の砂利等
による切削や切り欠きに対する耐性、すなわち耐カット
性及び耐チップ性を向上させる必要がある。

【０００３】タイヤの耐カット性及び耐チップ性を向上
させるためには、以下のような手段がある。しかし、そ
れぞれ、以下に説明するような問題点があった。

【０００４】１．カーボンブラックの高充填化 まず、一般的には、タイヤ用ゴムに対するカーボンブラ
ックの充填量を増大させることが行われており、これに
より耐摩耗性をある程度維持しつつ、耐カット性及び耐
チップ性の向上を図ることができる。

【０００５】しかし、カーボンブラックの充填量を増大
（高充填化）させると、ゴムの加工性が劣ることとなっ
てしまう。また、走行時のタイヤの発熱が増大する。特
に、ある限度を越えて高充填化した場合には、耐摩耗性
が低下してしまう。

【０００６】２．シリカの充填 補強用充填剤としてシリカを添加するならば耐カット性
及び耐チップ性を向上させることができる。しかし、カ
ーボンブラックとともにゴムに添加して用いた場合に
も、耐摩耗性を大幅に低下させてしまう。

【０００７】３．オイルの配合 充分な量のオイルを配合することにより、耐カット性及
び耐チップ性を向上させることができるものの、やはり
耐摩耗性を低下させてしまう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一方、タイヤ用ゴムに
対して、タイヤ使用温度よりガラス転移温度が高く、ゴ
ムに相溶しない樹脂材料、例えばポリプロピレン樹脂や
ポリエチレン樹脂を熱溶融性の補強剤として添加するこ
とも考えられている。

【０００９】例えば、特開平９−２４９００５において
は、トレッドゴムを次のようにして作製することが記載
されている。ナイロン６樹脂と、ポリプロピレン樹脂ま
たはポリエチレン樹脂とを、天然ゴムに、添加してこれ
ら樹脂の融点以上で混練りしてから押し出すことによ
り、短繊維ポリアミド・オレフィン系樹脂補強ゴムマス
ターバッチを得る。すなわち、押し出しの際に受ける流
動にしたがって、ミクロな繊維状の充填剤を形成するの
である。このゴムマスターバッチに、所定のジエン系ゴ
ム及び各種配合剤を配合してから加硫することにより、
トレッドゴムを作製する。

【００１０】このようにして、タイヤ周方向（＝進行方
向）に配向したミクロな短繊維によりトレッドゴムを補
強することで、凍結路面に対する摩擦性を改善するもの
である。

【００１１】このように、ミクロな短繊維を生成する樹
脂を混合することで、短繊維の補強効果により、上記の
耐カット性及び耐チップ性についても改良することが可
能である。

【００１２】しかし、この場合も耐摩耗性を低下させて
しまう他、発熱性の増大が見られる。また、繊維状に配
向した方向に沿って、引き裂きが生じやすくなってしま
うので、この配向に沿った方向では、耐カット性や耐チ
ップ性が低いものとなってしまう。

【００１３】上記問題点に鑑み、本件発明者は、上記の
ような樹脂とは全く異なる適当な樹脂をゴムにブレンド
することについて鋭意検討を行った。その結果、非晶性
ポリオレフィン樹脂を適量ブレンドすることで所望の効
果が得られることを見いだした。

【００１４】本発明は、タイヤ用ゴム組成物において、
ゴムの耐摩耗性を高く保ちつつ、耐カット性及び耐チッ
プ性を向上することができる組成物を提供するものであ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のタイヤ用ゴム組
成物は、ジエン系ゴムからなるゴムポリマー成分１００
重量部に対して、非晶性ポリオレフィン系樹脂を２〜１
０重量部添加してなることを特徴とする。

【００１６】上記構成により、ゴムの耐摩耗性を高く保
ちつつ、耐カット性及び耐チップ性を向上することがで
きる。

【００１７】本発明に用いる非晶性ポリオレフィン系樹
脂は、炭素数２〜１０のα−オレフィンからなる共重合
体樹脂であり、結晶化度が例えば３０％以下であって、
実質上非晶質の樹脂としての挙動を示すものである。

【００１８】本発明に用いるゴムポリマー成分は、好ま
しくは、天然ゴム及びイソプレンゴムの少なくとも一方
からなるイソプレン重合体ゴムと、ブタジエンゴムと
を、５０／５０〜９０／１０の重量比で混合したブレン
ドからなる。

【００１９】このような構成であると、タイヤの衝撃吸
収性、耐屈曲疲労性、耐摩耗性等において、バランスの
とれた良好な物性が得られる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明のタイヤ用ゴム組成物にお
いては、ジエン系ゴムからなるゴムポリマー成分１００
重量部に対して、非晶性ポリオレフィン系樹脂が２〜１
０重量部、好ましくは、３〜７重量部添加される。

【００２１】本発明で用いる非晶性ポリオレフィン系樹
脂は、実質的に非晶性であるポリオレフィン系樹脂であ
り、例えば、結晶化度が３０％以下のものである。

【００２２】非晶性ポリオレフィン系樹脂は、炭素数２
〜１０のα−オレフィンからなる共重合体樹脂である。
炭素数２〜１０のα−オレフィンには、エチレン、プロ
ピレン、ブテン−１、ペンテン−１、ヘキセン−１、ヘ
プテン−１、オクテン−１、ノネン−１、デセン−１、
４−メチルペンテン−１、４−メチルヘキセン−１、
４,４−ジメチルペンテン−１、シクロペンテン、シク
ロヘキセンなどが含まれる。場合によっては、ジシクロ
ペンタジエン等の多価環状オレフィンを一部含んでも良
い。

【００２３】非晶性ポリオレフィン系樹脂は、例えば、
ブテン−１、プロピレンまたはエチレンを主体とした共
重合体樹脂である。

【００２４】プロピレンを主体とした場合、例えば、５
０重量％以上のプロピレンと、プロピレン以外のα−オ
レフィンとが共重合されたものであり、沸騰ｎ−ヘプタ
ンでソックスレー抽出した場合の不溶解分が３０重量％
未満好ましくは２０重量％未満といったものである。プ
ロピレンを主体とする非晶性ポリオレフィン樹脂は、一
般には、密度が０．９０未満、好ましくは０．８５５以
下のものである。

【００２５】ブテン−１またはエチレンを主体とした場
合、比重は、これと異なるが同様に低結晶化度の共重合
体樹脂である。この場合、ｎ−ヘプタンに代えて、テト
ラリン、デルリンその他の炭化水素系、またはハロゲン
化炭化水素系の溶剤を用いて非晶性について評価するこ
とができる。

【００２６】使用可能な非晶性ポリオレフィン系樹脂の
具体例としては、宇部興産（株）のＵＴ２１８０，ＵＴ
２２８０，ＵＴ２３８５，ＵＴ２５８５，ＵＴ２７８
０、三井化学（株）のタフマーＡ２００、米国Ｈｕｎｔ
Ｍａｎ社のＲＥＸＴＡＣシリーズ等を挙げることがで
きる。

【００２７】非晶性ポリオレフィン系樹脂は、結晶性ポ
リオレフィン系樹脂とは異なり、ゴムポリマー成分とブ
レンドした場合に、少なくともある程度均一に分散・混
合する。結晶性ポリオレフィン系樹脂を用いた場合には
タイヤを加硫成形する成形型に流し込んだ際に、流れる
方向に配向した繊維状充填剤をなし、加硫後のゴムに明
らかな方向性が見られるのに対し、非晶性ポリオレフィ
ン系樹脂を用いた場合は、そのような方向性が観察され
なかった。

【００２８】ゴムポリマー成分１００重量部に対する非
晶性ポリオレフィン系樹脂の添加量が、２重量部未満で
あると耐カット性及び耐チップ性を向上させる効果が充
分でなく、１０重量部を越えると、ゴムの剛性が過度に
増大するため、耐摩耗性や耐屈曲疲労性が低下するなど
の物性の低下を招いてしまう。

【００２９】本発明のタイヤ用ゴム組成物に用いるゴム
ポリマー成分、すなわちゴム弾性を発現するポリマー成
分はジエン系ゴムである。

【００３０】ジエン系ゴムとしては、天然ゴム（Ｎ
Ｒ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（Ｂ
Ｒ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、及び、ハ
ロゲン化ブチルゴムが挙げられる。これらから複数を選
択して組み合わせたゴムブレンドであっても良い。好ま
しいゴムポリマー成分は、イソプレン単位同士が重合し
たイソプレン重合体ゴムと、ブタジエンゴムとを、５０
／５０〜９０／１０の重量比で混合したブレンドであ
る。ここでのイソプレン重合体ゴムは、天然ゴム、イソ
プレンゴムまたはこれらの任意の混合物である。イソプ
レン重合体ゴムと、ブタジエンゴムとのブレンド比は、
好ましくは、６０／４０〜８０／２０である。

【００３１】ゴムポリマー成分中のブタジエンゴムの添
加量がこの範囲を超える場合には衝撃吸収性、耐屈曲疲
労性等の低下が見られ、一方、この範囲に満たない場合
には、耐摩耗性や低温特性が低下する。

【００３２】ゴムポリマー成分中のブタジエンゴムは、
シス１，４結合の含量が少なくとも９０％以上であり、
好ましくは９５％以上、より好ましくは９７％以上、さ
らに好ましくは、９８％以上である。

【００３３】好ましいブタジエンゴムの分子量は、重量
平均分子量で、３０万〜７０万である。この重量平均分
子量は、ＴＨＦを溶媒としスチレンを標準物質としたＧ
ＰＣ測定によるものである。このようなブタジエンゴム
は、ネオジム（Ｎｄ）系触媒を用いる一般的な方法によ
り合成することができる。

【００３４】ブタジエンゴムとして、シス１，４結合の
含量が高く、また、上記の適当な分子量のものを用いる
ことにより、加工性を保持しつつ、優れた耐摩耗性や反
発弾性を得ることができる。

【００３５】本発明のタイヤ用ゴム組成物における補強
用充填剤は、好ましくはカーボンブラックである。カー
ボンブラックは、好ましくはＡＳＴＭコードでＮ１００
番台（ＩＳＡＦ）またはＮ２００番台（ＳＡＦ）のもの
である。例えば、Ｎ１１０、Ｎ１２１、Ｎ２１９、Ｎ２
２０、Ｎ３３０及びＮ３３９を挙げることができる。ゴ
ムポリマー成分１００重量部に対するカーボンブラック
の添加量は、好ましくは４５〜５５重量部である。

【００３６】補強用充填剤として、上記範囲のカーボン
ブラックを添加するとともに、さらに、例えば５〜１０
重量部のシリカ微粒子を添加することができる。

【００３７】以下、本発明の実施例及び比較例につい
て、表１を用いて説明する。

【００３８】

【表１】 実施例においては、天然ゴム８０重量部と高シス比率の
ブタジエンゴム（高シス−ＢＲ）２０重量部とからなる
ゴムポリマー成分１００重量部に対して、非晶性ポリオ
レフィン５重量部を添加した。用いた高シス−ＢＲは、
宇部興産のＢＲ１５０Ｌである。これは、シス１，４結
合の含量が９８％であって、上記ＧＰＣにより測定した
重量平均分子量が５５万のものである。

【００３９】用いた非晶性ポリオレフィンは、宇部興産
（株）のＵＴ２３８５（ＭＷ：６４９００、軟化温度１
４１℃、密度０．８６ｇ／ｃｍ^３）である。

【００４０】バンバリーミキサーを用いて、上記ゴムポ
リマー成分１００重量部に、上記ＵＴ２３８５を５．０
重量部加えて均一に混合した後、カーボンブラック（東
海カーボン"seast 9"、ＡＳＴＭコードＮ２２０：ＩＳ
ＡＦ級）５０重量部、老化防止剤としてのアンチゲン３
Ｃ（住友化学工業(株)）２.０重量部、ワックス１.０重
量部、酸化亜鉛（亜鉛華）２.０重量部をこの順で逐次
加えて混合し、さらに、イオウ１.０重量部、及び金属
石鹸１.５重量部を加えた。

【００４１】このようにして得られた未加硫のゴム組成
物をトレッドゴムの素材として、タイヤサイズ１１Ｒ２
２．５ １４ＰＲのラジアルタイヤを定法により作成し
た。

【００４２】比較例１においては、非晶性ポリオレフィ
ンを添加しなかった他は、実施例と全く同様にしてタイ
ヤを作成した。また、比較例２においては、非晶性ポリ
オレフィンを１５重量部添加した他は実施例と全く同様
にした。

【００４３】上記表１に結果を示す性能評価は、下記の
ように行った。表１では、いずれの性能評価の項目につ
いても、比較例１で得られた値を１００とする相対値と
して示している。

【００４４】(1) タイヤゴム組成物の加工性 ＪＩＳ Ｋ ６３００にしたがってムーニー粘度を測定
し、これをそのまま加工性の指標とした。

【００４５】(2) タイヤの耐カット・耐チップ性 ダンプトラックに１１Ｒ２２．５ １４ＰＲのタイヤを
装着し、約１万ｋｍ走行後、各タイヤのカット・チップ
の数を数えて、耐カット・耐チップ性の指標とした。し
たがって、数値が小さいほど、耐カット・耐チップ性が
大きく良好である。具体的には、次式で算出した。

【００４６】＜試作タイヤのカット・チップの数＞／＜
比較例１のタイヤのカット・チップの数＞×１００ (3) タイヤの耐摩耗性 耐カット・耐チップ性の評価を行ったと同じ走行試験の
後、タイヤの溝の深さを測定し、初期の深さとの差から
タイヤ摩耗寸法を求めた。そして、走行距離をタイヤ摩
耗寸法で割った値を耐摩耗性の指標として用いた。した
がって、数値が大きいほど、摩耗が少なく、耐摩耗性に
優れたものである。

【００４７】(4) タイヤのトレッドゴムの発熱性 ドラム試験機を用い、時速１０ｋｍ相当の走行速度で２
４時間連続走行させた後のトレッドゴム内部の温度を測
定した。ドラム試験器を設置した試験室の気温との差を
発熱性の指標とした。したがって、数値が小さいほど、
発熱が小さく良好である。

【００４８】表１に結果を示すように、適量の非晶性ポ
リオレフィンを用いた実施例及び比較例２では、非晶性
ポリオレフィンを用いない比較例１の場合に比べて、耐
カット・チップ性において、顕著な向上が見られた。

【００４９】実施例においては、他の性能評価項目であ
る加工性、耐摩耗性及び発熱性のいずれにおいても、非
晶性ポリオレフィンを用いない比較例１の場合とほぼ同
等であった。すなわち、実施例によると、耐摩耗性等の
性能を全く損なわずに、耐カット・チップ性を顕著に向
上させることができた。

【００５０】一方、非晶性ポリオレフィンを過剰に加え
た比較例２では、耐カット・チップ性が実施例と同様ま
たはそれ以上に優れるものの、耐摩耗性が大きく低下し
てしまった。これは、非晶性ポリオレフィンの添加によ
り、トレッドゴムの剛性が過度に上昇したためであると
考えられる。

【００５１】

【発明の効果】トレッドゴムの耐摩耗性を高く保ちつ
つ、耐カット性及び耐チップ性を向上することができ
る。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ジエン系ゴムからなるゴムポリマー成分１
   ００重量部に対して、非晶性ポリオレフィン系樹脂を２
   〜１０重量部添加してなることを特徴とするタイヤ用ゴ
   ム組成物。
2. 【請求項２】前記非晶性ポリオレフィン系樹脂は、炭素
   数２〜１０のα−オレフィンからなる共重合体であり、
   ブテン−１、プロピレンまたはエチレンを主体として他
   のα−オレフィンが組み合わされた共重合体であること
   を特徴とする請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。
3. 【請求項３】前記ゴムポリマー成分は、天然ゴム及びイ
   ソプレンゴムの少なくとも一方からなるイソプレン重合
   体ゴムと、ブタジエンゴムとを、５０／５０〜９０／１
   ０の重量比で混合したブレンドからなることを特徴とす
   る請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。
4. 【請求項４】前記ブタジエンゴムは、シス１，４結合の
   含量が９７％以上であって重量平均分子量が３０〜７０
   万であることを特徴とする請求項３記載のタイヤ用ゴム
   組成物。
5. 【請求項５】前記ゴムポリマー成分１００重量部に対し
   て、カーボンブラックを４５〜５５重量部添加したこと
   を特徴とする請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。