JP2004256756A - 重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐チッピング性を落とすことなく、低発熱性と耐摩耗性の向上を図った重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】天然ゴム単独、または天然ゴムとブタジエンゴムからなるブレンドゴム１００重量部に対して、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）≧１３０ｍ２／ｇ、比着色力（Ｔｉｎｔ）≧１２５、ＣＴＡＢ吸着比表面積（ｍ２／ｇ）／ヨウ素吸着量ＩＡ（ｍｇ／ｇ）≧０．９２のカーボンブラック４０〜６０重量部および下記式（１）で示される配合剤０．０１〜０．５重量部を配合した重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物。
【化１】
【選択図】 なし
【解決手段】天然ゴム単独、または天然ゴムとブタジエンゴムからなるブレンドゴム１００重量部に対して、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）≧１３０ｍ２／ｇ、比着色力（Ｔｉｎｔ）≧１２５、ＣＴＡＢ吸着比表面積（ｍ２／ｇ）／ヨウ素吸着量ＩＡ（ｍｇ／ｇ）≧０．９２のカーボンブラック４０〜６０重量部および下記式（１）で示される配合剤０．０１〜０．５重量部を配合した重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物。
【化１】
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物に関し、更に詳細には、耐摩耗性と低発熱性とを両立させ、かつ耐ピッチング性の保持を図った重荷重タイヤトレッドゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
安定フリーラジカルによるポリマーの安定化に関しては、特開平８−２３９５１０号公報で公知であり、ニトロキシドラジカル、ヒドロキシラジカル等のラジカルを含むフリーラジカル化合物を用いたゴム組成物も、特開平１０−１８２８８１号公報で公知である。また、イソシアネート基等を有するフリーラジカル化合物を所定量配合したゴム組成物も、特開平１１−４３５５７号公報により公知である。一方、活性水素量（ＣＴＡＢ／ＩＡ比）および比着色力（Ｔｉｎｔ）が一定の範囲のカーボンブラックを配合することにより、発熱性と摩耗性と加工性のバランスを図ったゴム組成物は、特開２０００−３４４９４５号公報および特開２００１−２８３５号公報により公知であり、また、カーボンブラックのアグリゲート形態と比着色力を制御してゴムへの分散性を改良し、それにより摩耗性と発熱性のバランスを図ったゴム組成物も、特開２００１−１２３０１４号公報によって公知である。しかしながら、このような比着色力のアップを図ったカーボンブラックの配合では、ゴム組成物の破断伸びが低下する傾向が見られた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２３９５１０号公報
【特許文献２】
特開平１０−１８２８８１号公報
【特許文献３】
特開平１１−４３５５７号公報
【特許文献４】
特開２０００−３４４９４５号公報
【特許文献５】
特開２００１−２８３５号公報
【特許文献６】
特開２００１−１２３０１４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明では、特定のカーボンブラックと特定の安定化フリーラジカル化合物を特定量配合することによって、耐チッピング性を落とすことなく、低発熱性と耐摩耗性の向上を図った重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、天然ゴム単独または天然ゴムとブタジエンゴムからなるブレンドゴム１００重量部に対して、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）≧１３０ｍ２／ｇ、比着色力（Ｔｉｎｔ）≧１２５、ＣＴＡＢ吸着比表面積（ｍ２／ｇ）／ヨウ素吸着量ＩＡ（ｍｇ／ｇ）≧０．９２のカーボンブラック４０〜６０重量部および下記式（１）：
【化２】
で示される配合剤０．０１〜０．５重量部を配合した重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、耐摩耗性と低発熱性を両立させ、かつ耐ピッチング性の保持が要求される重荷重タイヤトレッドゴムに最適なゴム組成物を提供するものである。一般に、耐摩耗性と低発熱性の両立を狙って、カーボンブラックに関して（１）Ｎ２ＳＡ（窒素吸着比表面積）／ＩＡ（ヨウ素吸着量）を高くする、（２）比着色力（Ｔｉｎｔ）を高くする、等の表面活性を上げる手法があるが、破断伸びの低下を伴うことから、重荷重タイヤ用として耐チッピング性が低下するという問題がある。そこで、本発明では、分子内に１個のイソシアナート基を有するニトロキシドラジカル化合物（ＴＤＩ−ＴＥＭＰＯ）を配合することにより、更に耐摩耗性を向上させ、発熱性を低下させつつ、破断伸びも維持できることを見出したものである。
【０００７】
本発明に係る重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物に配合されるゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）単独、または天然ゴムとブタジエンゴム（ＢＲ）からなるブレンドゴムが用いられる。ブレンドゴムが使用される場合は、ブタジエンゴムの配合量を２０〜５０重量部とすることが好ましい。高度の低発熱性と耐摩耗性との両立を図れる点で、当該ブレンドゴムを使用することが好ましい。
【０００８】
本発明に係る重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物に配合されるカーボンブラックとしては、低発熱性と耐摩耗性との両立を図る当該ゴム組成物とするために、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）≧１３０ｍ２／ｇ、好ましくは１３０〜１６０ｍ２／ｇ、比着色力（Ｔｉｎｔ）≧１２５、好ましくは１２５〜１４０、ＣＴＡＢ吸着比表面積（ｍ２／ｇ）／ヨウ素吸着量ＩＡ（ｍｇ／ｇ）≧０．９２、好ましくは０．９２〜１．１５のカーボンブラックが用いられる。このカーボンブラックの配合量は、ゴム１００重量部に対して４０〜６０重量部の量で使用される。４０重量部未満では所望の耐摩耗性が得られず、また、６０重量部を超えるとゴム組成物の混練性が悪くなるので好ましくない。
【０００９】
本発明に係る重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物に配合される配合剤としての分子内に１個のイソシアナート基を有するニトロキシド化合物としては、以下の式（１）で示される化合物（ＴＤＩ−ＴＥＭＰＯ）が用いられる。当該配合剤を加えることによって耐チッピング性を維持しつつ、耐摩耗性と低発熱性を向上させることができる。この配合剤は、ゴム１００重量部に対して０．０１〜０．５重量部、好ましくは０．０１〜０．１重量部の配合量で用いられる。当該配合量が０．０１重量部未満では耐摩耗性と、低発熱性の改善が得られず、また、０．５重量部を超すと破断伸びが低下するので好ましくない。
【化３】
【００１０】
上記式（１）で示される化合物（ＴＤＩ−ＴＥＭＰＯ）は、アセトンに溶かしたＯＨ−ＴＥＭＰＯにトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）を加え、室温で１２時間以上、好ましくは２４時間撹拌して反応させた後、アセトンを減圧留去し、乾燥して得られる。ここで、ＯＨ−ＴＥＭＰＯは、ヒドロキシ−２，６−テトラメチルピペリジニルオキシフリーラジカルで、旭電化（株）よりＬＡ−７ＲＤとして得ることができる。
【００１１】
本発明の重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物には、前記した必須の配合成分に加えて、この種のトレッドゴムに一般に配合されている加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、充填剤、軟化剤、可塑剤などの各種配合剤および添加剤を配合することができ、かかる配合剤等も一般的な方法でゴムに配合し、加硫してゴム組成物とすることができる。これら配合剤、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。
【００１２】
【実施例】
以下、標準例、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。
【００１３】
ＴＤＩ−ＴＥＭＰＯの合成
アセトン５０ｍＬに溶かしたＯＨ−ＴＥＭＰＯ ５０．０ｇ（０．２９１モル）にトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）５０．６８ｇを加え、室温で２４時間撹拌し、イソシアネート含有率が１１．９６％であることを確認した（理論値１２．１３％）。次いで、アセトンを減圧留去後、乾燥して目的の生成物（ＴＤＩ−ＴＥＭＰＯ）を得た。
【００１４】
標準例、実施例１〜３および比較例１〜５
本例では、以下の表１に置ける各成分および配合量に基づいて各例に示すゴム組成物を得、そのデュロ硬さＡ、引張特性における１００％伸長時のモジュラス（Ｍ１００）、３００％伸長時のモジュラス（Ｍ３００）、破断伸び、粘弾性特性（ｔａｎδ）および耐摩耗性について測定、評価した。
【００１５】
サンプルの調製
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℃の温度に達した時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で混練し、ゴム組成物を得た。次いで、このゴム組成物を１５ｃｍ×１５ｃｍ×０．２ｃｍの金型中において１６０℃で２０分間プレス加硫して、試験片（ゴムシート）を得、以下の試験に供した。
【００１６】
試験方法
１）デュロ硬さＡ：ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定した。
２）引張特性：ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定した。
３）粘弾性特性（ｔａｎδ）：東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメータを用い、歪１０±２％、周波数２０Ｈｚ，雰囲気温度６０℃の条件で測定した。測定結果は、標準例を１００として指数表示した。数値が大きい程発熱が高いことを示す。
４）耐摩耗性：ランボーン摩耗試験機（岩本製作所製）を使用して、荷重５ｋｇ、スリップ率３５％、時間４分、室温の条件下で測定し、摩耗減量を指数として示した。数値が大きい程耐摩耗性が良好であることを示す。
【００１７】
結果を次の表１に示す。
【表１】
【００１８】
【発明の効果】
上記表１の結果によれば、本発明の重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物では、破断伸び（耐チッピング性）を維持しつつ、更に発熱性と耐摩耗性の改善が示されていることがわかる。これに対して、ＴＤＩ−ＴＥＭＰＯの配合量が少ないと本発明の効果が発現されず、反対にＴＤＩ−ＴＥＭＰＯの配合量が多過ぎるとむしろ破断伸びが低下している。また、ＴＤＩ−ＴＥＭＰＯを配合しないとカーボンブラック特性から破断伸びが低い。カーボンブラックの粒径が小さくともその比着色力が低いと高発熱であり、また、カーボンブラックの粒径が大きいと低発熱性ではあるが耐摩耗性が低い。
【発明の属する技術分野】
本発明は、重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物に関し、更に詳細には、耐摩耗性と低発熱性とを両立させ、かつ耐ピッチング性の保持を図った重荷重タイヤトレッドゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
安定フリーラジカルによるポリマーの安定化に関しては、特開平８−２３９５１０号公報で公知であり、ニトロキシドラジカル、ヒドロキシラジカル等のラジカルを含むフリーラジカル化合物を用いたゴム組成物も、特開平１０−１８２８８１号公報で公知である。また、イソシアネート基等を有するフリーラジカル化合物を所定量配合したゴム組成物も、特開平１１−４３５５７号公報により公知である。一方、活性水素量（ＣＴＡＢ／ＩＡ比）および比着色力（Ｔｉｎｔ）が一定の範囲のカーボンブラックを配合することにより、発熱性と摩耗性と加工性のバランスを図ったゴム組成物は、特開２０００−３４４９４５号公報および特開２００１−２８３５号公報により公知であり、また、カーボンブラックのアグリゲート形態と比着色力を制御してゴムへの分散性を改良し、それにより摩耗性と発熱性のバランスを図ったゴム組成物も、特開２００１−１２３０１４号公報によって公知である。しかしながら、このような比着色力のアップを図ったカーボンブラックの配合では、ゴム組成物の破断伸びが低下する傾向が見られた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２３９５１０号公報
【特許文献２】
特開平１０−１８２８８１号公報
【特許文献３】
特開平１１−４３５５７号公報
【特許文献４】
特開２０００−３４４９４５号公報
【特許文献５】
特開２００１−２８３５号公報
【特許文献６】
特開２００１−１２３０１４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明では、特定のカーボンブラックと特定の安定化フリーラジカル化合物を特定量配合することによって、耐チッピング性を落とすことなく、低発熱性と耐摩耗性の向上を図った重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、天然ゴム単独または天然ゴムとブタジエンゴムからなるブレンドゴム１００重量部に対して、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）≧１３０ｍ２／ｇ、比着色力（Ｔｉｎｔ）≧１２５、ＣＴＡＢ吸着比表面積（ｍ２／ｇ）／ヨウ素吸着量ＩＡ（ｍｇ／ｇ）≧０．９２のカーボンブラック４０〜６０重量部および下記式（１）：
【化２】
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、耐摩耗性と低発熱性を両立させ、かつ耐ピッチング性の保持が要求される重荷重タイヤトレッドゴムに最適なゴム組成物を提供するものである。一般に、耐摩耗性と低発熱性の両立を狙って、カーボンブラックに関して（１）Ｎ２ＳＡ（窒素吸着比表面積）／ＩＡ（ヨウ素吸着量）を高くする、（２）比着色力（Ｔｉｎｔ）を高くする、等の表面活性を上げる手法があるが、破断伸びの低下を伴うことから、重荷重タイヤ用として耐チッピング性が低下するという問題がある。そこで、本発明では、分子内に１個のイソシアナート基を有するニトロキシドラジカル化合物（ＴＤＩ−ＴＥＭＰＯ）を配合することにより、更に耐摩耗性を向上させ、発熱性を低下させつつ、破断伸びも維持できることを見出したものである。
【０００７】
本発明に係る重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物に配合されるゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）単独、または天然ゴムとブタジエンゴム（ＢＲ）からなるブレンドゴムが用いられる。ブレンドゴムが使用される場合は、ブタジエンゴムの配合量を２０〜５０重量部とすることが好ましい。高度の低発熱性と耐摩耗性との両立を図れる点で、当該ブレンドゴムを使用することが好ましい。
【０００８】
本発明に係る重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物に配合されるカーボンブラックとしては、低発熱性と耐摩耗性との両立を図る当該ゴム組成物とするために、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）≧１３０ｍ２／ｇ、好ましくは１３０〜１６０ｍ２／ｇ、比着色力（Ｔｉｎｔ）≧１２５、好ましくは１２５〜１４０、ＣＴＡＢ吸着比表面積（ｍ２／ｇ）／ヨウ素吸着量ＩＡ（ｍｇ／ｇ）≧０．９２、好ましくは０．９２〜１．１５のカーボンブラックが用いられる。このカーボンブラックの配合量は、ゴム１００重量部に対して４０〜６０重量部の量で使用される。４０重量部未満では所望の耐摩耗性が得られず、また、６０重量部を超えるとゴム組成物の混練性が悪くなるので好ましくない。
【０００９】
本発明に係る重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物に配合される配合剤としての分子内に１個のイソシアナート基を有するニトロキシド化合物としては、以下の式（１）で示される化合物（ＴＤＩ−ＴＥＭＰＯ）が用いられる。当該配合剤を加えることによって耐チッピング性を維持しつつ、耐摩耗性と低発熱性を向上させることができる。この配合剤は、ゴム１００重量部に対して０．０１〜０．５重量部、好ましくは０．０１〜０．１重量部の配合量で用いられる。当該配合量が０．０１重量部未満では耐摩耗性と、低発熱性の改善が得られず、また、０．５重量部を超すと破断伸びが低下するので好ましくない。
【化３】
上記式（１）で示される化合物（ＴＤＩ−ＴＥＭＰＯ）は、アセトンに溶かしたＯＨ−ＴＥＭＰＯにトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）を加え、室温で１２時間以上、好ましくは２４時間撹拌して反応させた後、アセトンを減圧留去し、乾燥して得られる。ここで、ＯＨ−ＴＥＭＰＯは、ヒドロキシ−２，６−テトラメチルピペリジニルオキシフリーラジカルで、旭電化（株）よりＬＡ−７ＲＤとして得ることができる。
【００１１】
本発明の重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物には、前記した必須の配合成分に加えて、この種のトレッドゴムに一般に配合されている加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、充填剤、軟化剤、可塑剤などの各種配合剤および添加剤を配合することができ、かかる配合剤等も一般的な方法でゴムに配合し、加硫してゴム組成物とすることができる。これら配合剤、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。
【００１２】
【実施例】
以下、標準例、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。
【００１３】
ＴＤＩ−ＴＥＭＰＯの合成
アセトン５０ｍＬに溶かしたＯＨ−ＴＥＭＰＯ ５０．０ｇ（０．２９１モル）にトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）５０．６８ｇを加え、室温で２４時間撹拌し、イソシアネート含有率が１１．９６％であることを確認した（理論値１２．１３％）。次いで、アセトンを減圧留去後、乾燥して目的の生成物（ＴＤＩ−ＴＥＭＰＯ）を得た。
【００１４】
標準例、実施例１〜３および比較例１〜５
本例では、以下の表１に置ける各成分および配合量に基づいて各例に示すゴム組成物を得、そのデュロ硬さＡ、引張特性における１００％伸長時のモジュラス（Ｍ１００）、３００％伸長時のモジュラス（Ｍ３００）、破断伸び、粘弾性特性（ｔａｎδ）および耐摩耗性について測定、評価した。
【００１５】
サンプルの調製
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℃の温度に達した時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で混練し、ゴム組成物を得た。次いで、このゴム組成物を１５ｃｍ×１５ｃｍ×０．２ｃｍの金型中において１６０℃で２０分間プレス加硫して、試験片（ゴムシート）を得、以下の試験に供した。
【００１６】
試験方法
１）デュロ硬さＡ：ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定した。
２）引張特性：ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定した。
３）粘弾性特性（ｔａｎδ）：東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメータを用い、歪１０±２％、周波数２０Ｈｚ，雰囲気温度６０℃の条件で測定した。測定結果は、標準例を１００として指数表示した。数値が大きい程発熱が高いことを示す。
４）耐摩耗性：ランボーン摩耗試験機（岩本製作所製）を使用して、荷重５ｋｇ、スリップ率３５％、時間４分、室温の条件下で測定し、摩耗減量を指数として示した。数値が大きい程耐摩耗性が良好であることを示す。
【００１７】
結果を次の表１に示す。
【表１】
【発明の効果】
上記表１の結果によれば、本発明の重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物では、破断伸び（耐チッピング性）を維持しつつ、更に発熱性と耐摩耗性の改善が示されていることがわかる。これに対して、ＴＤＩ−ＴＥＭＰＯの配合量が少ないと本発明の効果が発現されず、反対にＴＤＩ−ＴＥＭＰＯの配合量が多過ぎるとむしろ破断伸びが低下している。また、ＴＤＩ−ＴＥＭＰＯを配合しないとカーボンブラック特性から破断伸びが低い。カーボンブラックの粒径が小さくともその比着色力が低いと高発熱であり、また、カーボンブラックの粒径が大きいと低発熱性ではあるが耐摩耗性が低い。
Claims (1)
- 天然ゴム単独、または天然ゴムとブタジエンゴムからなるブレンドゴム１００重量部に対して、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）≧１３０ｍ２／ｇ、比着色力（Ｔｉｎｔ）≧１２５、ＣＴＡＢ吸着比表面積（ｍ２／ｇ）／ヨウ素吸着量ＩＡ（ｍｇ／ｇ）≧０．９２のカーボンブラック４０〜６０重量部および下記式（１）で示される配合剤０．０１〜０．５重量部を配合した重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003051291A JP2004256756A (ja) | 2003-02-27 | 2003-02-27 | 重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003051291A JP2004256756A (ja) | 2003-02-27 | 2003-02-27 | 重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004256756A true JP2004256756A (ja) | 2004-09-16 |
Family
ID=33116470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003051291A Pending JP2004256756A (ja) | 2003-02-27 | 2003-02-27 | 重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004256756A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015007227A (ja) * | 2013-05-31 | 2015-01-15 | 三菱化学株式会社 | ゴムマスターバッチ及びその製造方法 |
-
2003
- 2003-02-27 JP JP2003051291A patent/JP2004256756A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015007227A (ja) * | 2013-05-31 | 2015-01-15 | 三菱化学株式会社 | ゴムマスターバッチ及びその製造方法 |
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