JP2003213043A - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐クラック性能および外観が高次元に両立さ
れたタイヤ用ゴム組成物を提供する。 【解決手段】 （Ａ）天然ゴム、イソプレンゴム、ブタ
ジエンゴムおよびスチレン−ブタジエンゴムからなる群
より選ばれた少なくとも１種類のゴム成分１００重量部
に対して、（Ｂ）ワックス１〜２．５重量部を含むタイ
ヤ用ゴム組成物において、ワックス（Ｂ）が、２３〜４
１の各炭素数において２〜４重量％の分布を有するノル
マルパラフィン７５〜８５重量％と、炭素数３６以上の
イソパラフィン１５〜２５重量％とからなる鎖状飽和炭
化水素であるタイヤ用ゴム組成物。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤ用ゴム組成
物に関する。さらに詳しくは、クラックの発生を防止す
ることができ、かつワックスの表面析出による外観不良
を改善し得るタイヤ用ゴム組成物に関する。 【０００２】 【従来の技術】大気中のオゾンや紫外線などの物理的な
外的刺激によって、ゴム製品にクラックなどが生じるこ
とが知られている。クラックの発生を防止するために、
従来から、タイヤのトレッドやサイドウォールなどのゴ
ム表層部には、老化防止剤としてワックスが配合されて
いる。表層部に配合されたワックスは、ゴム表面へ染み
だし、ゴム表面に膜を張ることで、物理的に外的刺激か
らゴムを守ることができる。 【０００３】しかしながら、ワックスを配合したゴム
は、表面にワックスが析出するため、刺激などにより壊
れ、白色に変色するほか、老化防止剤がワックスととも
にブルームして茶色に変色するなどの外観不良の原因と
なっている。その対策としてワックスの配合量を減らせ
ば、変色の問題は改善されるものの、クラックが発生し
やすくなる。このように、耐クラック性能と外観向上の
両立は、非常に困難である。 【０００４】前記問題を解決する手段として、たとえ
ば、特開平１１−１８１１５０号公報に、ワックスとし
て特定の炭素数分布を有するノルマルパラフィンとイソ
パラフィンとからなる鎖式炭化水素をゴムに配合する方
法が開示されている。しかしながら、耐クラック性能と
外観を充分に両立させるに至っていない。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐クラック
性能および外観が高次元に両立されたタイヤ用ゴム組成
物を提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、ワックスを構
成するノルマルパラフィンとイソパラフィンの比率、お
よび、これらの炭素数分布を規定することにより、耐ク
ラック性能と外観向上の両立を図るものである。 【０００７】すなわち、本発明は、（Ａ）天然ゴム、イ
ソプレンゴム、ブタジエンゴムおよびスチレン−ブタジ
エンゴムからなる群より選ばれた少なくとも１種類のゴ
ム成分１００重量部に対して、（Ｂ）ワックス１〜２．
５重量部を含むタイヤ用ゴム組成物において、ワックス
（Ｂ）が、２３〜４１の各炭素数において２〜４重量％
の分布を有するノルマルパラフィン７５〜８５重量％
と、炭素数３６以上のイソパラフィン１５〜２５重量％
とからなる鎖状飽和炭化水素であるタイヤ用ゴム組成物
に関する。 【０００８】 【発明の実施の形態】本発明のタイヤ用ゴム組成物は、
（Ａ）ゴム成分と（Ｂ）ワックスとを含有する。 【０００９】ゴム成分（Ａ）は、天然ゴム（ＮＲ）、イ
ソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）および
スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）からなる群より選
ばれた少なくとも１種類である。 【００１０】ゴム成分（Ａ）は、前記ゴム成分以外のゴ
ム成分を含むものであってもよい。たとえば、イソプレ
ン−イソブチレンゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴ
ム（Ｘ−ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム
（ＥＰＤＭ）などを含むことができる。 【００１１】ワックス（Ｂ）は、ゴムからブルームする
ことによって、その表面にワックスの薄膜を形成する。
この薄膜がオゾンとゴムとを遮断することによって、ゴ
ム表面におけるクラックの発生が抑制される。 【００１２】ワックス（Ｂ）は、ノルマルパラフィンと
イソパラフィンとからなる鎖状飽和炭化水素である。 【００１３】ノルマルパラフィンは、多数のメチレン基
が連なり、両末端がメチル基で封鎖された構造を有して
いる。すなわち、直鎖状の構造を有しており、直鎖パラ
フィン、ｎ−アルカンとも呼ばれる。ノルマルパラフィ
ンは、イソパラフィンに比べて移行やすいため、ゴムか
らブルームしてゴム表面に薄膜を形成することにより、
オゾンとゴムとを遮断し、ゴム表面のクラック発生を抑
制する役割を有する。 【００１４】ノルマルパラフィンとしては、２３〜４１
の各炭素数において２〜４重量％の分布を有するものが
用いられる。 【００１５】このようにノルマルパラフィンの炭素数分
布を規定することで、ブロードな分子量分布を有するワ
ックスとなり、どの温度領域でも耐クラック性能が良好
となる。ノルマルパラフィンの炭素数分布がピークを有
する場合は、そのピークが存在する炭素数（分子量）の
ノルマルパラフィンがゴム表面にブルームしやすい温度
では、良好な耐クラック性能を有するが、そのほかの温
度領域では耐クラック性能が劣る結果となる。また、ピ
ークをもつことにより、その炭素数のものが多く含まれ
ているため、ある温度での析出が多くなり、温度が低下
した場合にゴム表面が白変する原因となる。 【００１６】鎖状飽和炭化水素に占めるノルマルパラフ
ィンの比率は、７５〜８５重量％、好ましくは７５〜８
０重量％である。ノルマルパラフィンの比率が７５重量
％未満の場合、ゴム表面への析出が減り、耐クラック性
能を損なう。ノルマルパラフィンの比率が８５重量％を
こえる場合、ゴム表面へのブルームが増え、外観が損な
われる。 【００１７】イソパラフィンとは、ノルマルパラフィン
を除く鎖状炭化水素である。すなわち、枝分かれ構造を
有する飽和炭化水素であり、イソアルカンともよばれて
いる。イソパラフィンは、枝分かれ構造を有するため、
ノルマルパラフィンと比較してゴム中で移行しにくく、
ゴム表面に析出しにくいが、ノルマルパラフィンに併用
してワックス薄膜をより強化することができる。すなわ
ち、まずノルマルパラフィンがゴム表面にブルームして
薄膜を形成するが、この薄膜は多数の隙間を有してお
り、強度が低い。ここにイソパラフィンがノルマルパラ
フィンに随伴してブルームし、イソパラフィンの分岐鎖
がノルマルパラフィン鎖に絡み合うことによって、前記
隙間を埋め、ワックス薄膜を強固なものにし、耐クラッ
ク性能を向上させるための補助的な役割を担う。 【００１８】一般に耐クラック性能が一番不利となりや
すい３０〜４０℃付近において有効な炭素数が３６以上
であることから、イソパラフィンとしては、炭素数３６
以上、好ましくは４０以上に分布を有するものが用いら
れる。また、イソパラフィンは、炭素数６０以下に分布
を有するものが好ましく、さらには５０以下であること
がより好ましい。炭素数が６０をこえるイソパラフィン
を用いた場合には、ブルームしない傾向がある。このよ
うに高分子成分を配合することにより、ワックスのブル
ームを抑えることができ、ただし、耐クラック性能の得
られにくい領域では、耐クラック性能を補うことができ
る。 【００１９】鎖状飽和炭化水素全体に占める炭素数３６
以上のイソパラフィンの比率は、１５〜２５重量％、好
ましくは２０〜２５重量％である。炭素数３６以上のイ
ソパラフィンの比率が１５重量％未満ではノルマルパラ
フィンの析出を抑えることができなく、変色の度合いが
大きくなり、２５重量％をこえるとノルマルパラフィン
の析出を抑えすぎて、耐クラック性能が低下する。 【００２０】ワックス（Ｂ）は、ゴム成分（Ａ）１００
重量部に対して１〜２．５重量部、好ましくは１．５〜
２．０重量部配合される。ワックス（Ｂ）の配合量が１
重量部未満では耐クラック性能が低下し、２．５重量部
をこえると変色の度合いが大きくなる。 【００２１】本発明のゴム組成物は、必要に応じて、た
とえば、パラフィン系、ナフテン系、芳香族系などの鉱
物油系軟化剤や、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジ
ブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルセパケート
（ＤＯＳ）、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）などの可
塑剤；酸化亜鉛、ステアリン酸などの加硫助剤；Ｎ−ｔ
ｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミ
ド（ＴＢＢＳ）、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチア
ジルスルフェンアミド（ＣＢＳ）などの加硫促進剤；カ
ーボンブラックなどの充填剤；発泡剤；老化防止剤など
の添加剤を適宜配合することができる。 【００２２】本発明のタイヤ用ゴム組成物は、耐クラッ
ク性能および表面外観に優れるものであり、とくにタイ
ヤトレッドやサイドウォールに好適に使用することがで
きる。 【００２３】 【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明を具体的に
説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定され
るものではない。なお、実施例および比較例では、以下
の各原料を用いた。 ＮＲ：ＲＳＳ＃３ ＢＲ：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ 【００２４】実施例１〜２および比較例１〜６ ゴム成分としてＮＲ６０重量部およびＢＲ４０重量部、
加硫剤として粉末硫黄１．５重量部、加硫促進剤ＴＢＢ
Ｓ０．７重量部、芳香族系軟化剤５重量部、酸化亜鉛２
重量部、ステアリン酸２重量部、カーボンブラック５０
重量部とともに、表１に示した組成および炭素数分布を
有するワックスを表１に示す量、バンバリー型ミキサー
を用い、１５０℃で３分間混練りして、ゴム組成物を得
た。 【００２５】なお、ワックスの組成および炭素数分布
は、以下の方法により測定した。 【００２６】測定装置としてキャピラリーＧＣ、カラム
としてアルミニウムコーティングされたキャピラリーカ
ラムを用い、キャリアガスヘリウム、流量４ｍｌ／分、
カラム温度１８０〜３９０℃、昇温速度１５℃／分の条
件にて測定した。 【００２７】表１のノルマルパラフィン炭素数分布にお
いて、「ブロード」とは、ノルマルパラフィンが、２３
〜４１の各炭素数において２〜４重量％の炭素数分布を
有することを示す。また、「３３ピーク」、「２３ピー
ク」とは、それぞれ炭素数３３、２３において、４重量
％をこえるピークを有することを示す。 【００２８】得られたゴム組成物を用いて、あらかじめ
トレッド部およびサイドウォール部となる部材を作製し
て、生タイヤを製造し、１７０℃で加硫してタイヤを得
た。得られたタイヤの性能を以下の試験を行なうことに
より評価した。評価タイヤは、１９５／６５Ｒ１５ Ｌ
Ｍ７０１とした。 【００２９】（クラック試験）高温地域は中近東で約１
年間（夏を含む）、寒冷地域はカナダで約１年間（冬を
含む）ロードテストを行ない、発生したクラックの度合
いを、以下の基準にしたがって評価した。数字が大きい
ほど、耐クラック性能に優れている。 【００３０】（基準） １：３ｍｍ以上の亀裂または切断が見られる。 ２：１ｍｍ以上３ｍｍ未満の深い亀裂が見られる。 ３：１ｍｍ未満の深くて比較的大きな亀裂が見られる。 ４：肉眼では、やっとのことで亀裂または切断が確認で
きる。 ５：肉眼では確認できないが、拡大鏡（１０倍）では亀
裂または切断が確認できる。 【００３１】（変色試験） ・茶変色 タイヤを屋外の日の当たる場所に６カ月間放置し、色差
度計を用いて、ａ^*、ｂ^*を測定し、その値により、以下
の基準にしたがって５段階に分けて評価した。数字が大
きいほど、茶変色の度合いが小さい。 【００３２】（基準） １：−（ａ^*＋ｂ^*）×１０≦−３０ ２：−３０＜−（ａ^*＋ｂ^*）×１０≦−２０ ３：−２０＜−（ａ^*＋ｂ^*）×１０≦−１０ ４：−１０＜−（ａ^*＋ｂ^*）×１０≦０ ５：−（ａ^*＋ｂ^*）×１０＞０ ・白変色 タイヤを屋外の日の当たる場所に６カ月間放置し、色差
度計を用いて、Ｌ^*を測定し、その値により、以下の基
準にしたがって５段階に分けて評価した。数字が大きい
ほど、白変色の度合いが小さい。 【００３３】（基準） １：１００−Ｌ^*≦６０ ２：６０＜１００−Ｌ^*≦６５ ３：６５＜１００−Ｌ^*≦７０ ４：７０＜１００−Ｌ^*≦７５ ５：１００−Ｌ^*＞７５ 【００３４】結果を表１に示す。 【００３５】 【表１】 【００３６】炭素数分布がブロードなノルマルパラフィ
ンと炭素数３６以上のイソパラフィンとを特定量配合し
た実施例１および２では、高温地域、寒冷地域ともに耐
クラック性能が改善され、変色の度合いも小さかった。 【００３７】一方、炭素数３３に炭素数分布のピークを
有するノルマルパラフィンを配合した比較例１、２およ
び４では、寒冷地域での耐クラック性能が低く、変色の
度合いが大きかった。とくに、炭素数３６以上のイソパ
ラフィンの配合量が少ない比較例２では、高温地域にお
ける耐クラック性能も低下し、ワックスの配合量が多い
比較例４では、変色の度合いがさらに大きかった。 【００３８】炭素数２３に炭素数分布のピークを有する
ノルマルパラフィンを配合した比較例３では、高温地域
での耐クラック性能が低く、変色の度合いが大きかっ
た。 【００３９】ノルマルパラフィンの炭素数分布がブロー
ドであっても、炭素数３６以上のイソパラフィンの配合
量が少ない比較例５では、高温地域での耐クラック性能
が低かった。 【００４０】ノルマルパラフィンの配合量が少なく、炭
素数３６以上のイソパラフィンの配合量が多い比較例６
では、高温地域、寒冷地域ともに耐クラック性能が低か
った。 【００４１】 【発明の効果】本発明によれば、ゴム組成物に、ワック
スとして、ブロードな炭素数分布を有するノルマルパラ
フィンと炭素数の大きいイソパラフィンとを、特定の割
合で特定量配合することによって、幅広い温度領域にお
いて、高度に耐クラック性能と外観向上の両立を実現す
ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 （Ａ）天然ゴム、イソプレンゴム、ブタ
   ジエンゴムおよびスチレン−ブタジエンゴムからなる群
   より選ばれた少なくとも１種類のゴム成分１００重量部
   に対して、（Ｂ）ワックス１〜２．５重量部を含むタイ
   ヤ用ゴム組成物において、ワックス（Ｂ）が、２３〜４
   １の各炭素数において２〜４重量％の分布を有するノル
   マルパラフィン７５〜８５重量％と、炭素数３６以上の
   イソパラフィン１５〜２５重量％とからなる鎖状飽和炭
   化水素であるタイヤ用ゴム組成物。