JP2004307580A - トレッド用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】混合時におけるゴムの主鎖切断およびゲル化を抑制し、かつ耐熱老化性および耐摩耗性を向上させたトレッド用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】天然ゴムまたは天然ゴムを２０重量部以上配合したブレンドゴムに、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ´−フェニルキノンジイミンを０．１〜５重量部、および窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が１００×１０^３ｍ^２／ｋｇ以上で、かつＤＢＰ吸油量が９０×１０^−５ｍ^３／ｋｇ以上のカーボンブラックを４０〜９０重量部配合してなるトレッド用ゴム組成物。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トレッド用ゴム組成物に関し、更に詳しくは、混合時におけるゴムの主鎖切断およびゲル化を抑制し、かつ耐熱老化性および耐摩耗性を向上させたトレッド用ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
天然ゴムにＮ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ´−フェニルキノンジイミンを配合して、耐熱老化性、加工性を改善する技術は、特開２００２−６０５５１号公報、特開２００１−１９２５０６号公報および特開２００１−２６６８１号公報などに提案されている。しかしながら、これらの技術では、耐熱老化性および耐摩耗性の点で、未だ満足する段階に達していない。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−６０５５１号公報
【特許文献２】
特開２００１−１９２５０６号公報
【特許文献３】
特開２００１−２６６８１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本願発明では、当該Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ´−フェニルキノンジイミン配合剤の利用に当たって、更に一層の耐熱老化性および耐摩耗性を向上させる技術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、天然ゴムまたは天然ゴムを２０重量部以上配合したブレンドゴムに、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ´−フェニルキノンジイミンを０．１〜５重量部、および窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が１００×１０^３ｍ^２／ｋｇ以上で、かつＤＢＰ吸油量が９０×１０^−５ｍ^３／ｋｇ以上のカーボンブラックを４０〜９０重量部配合してなるトレッド用ゴム組成物、およびそれを用いた空気入りタイヤが提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明では、天然ゴムまたは天然ゴムを２０重量部以上配合したブレンドゴムに窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が１００×１０^３ｍ^２／ｋｇ以上でかつＤＢＰ吸油量が９０×１０^−５ｍ^３／ｋｇ以上の、即ちＩＳＡＦ〜ＳＡＦ級のカーボンブラックを４０〜９０重量部配合した系に対し、当該Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ´−フェニルキノンジイミンを０．１〜５重量部配合すると、混合時におけるゴムの主鎖切断およびゲル化を抑制しつつ、耐熱老化性と耐摩耗性も向上することを見出したものである。
【０００７】
天然ゴムにＮ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ´−フェニルキノンジイミンを配合することにより、その加工性および耐熱老化性が改善されることは公知である。その理由は、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ´−フェニルキノンジイミンが混合時に起こるゴムの主鎖分子鎖切断を抑制してゲル（ポリマーゲルやカーボンブラックゲル）部の分子鎖切断を選択的に起こすためである。当該Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ´−フェニルキノンジイミンは、ゴムの混合時に起こる分子鎖切断に大きな影響を及ぼすことから、混合条件やカーボンブラックのグレードが重要となる。特にカーボンブラック配合系では、ポリマーへの歪増幅効果や応力集中により混合時の分子鎖切断が起こり易い状況にある。最近の実験において、カーボンブラックの小粒径化あるいはハイストラクチャー化により混合時の分子鎖切断が著しく起こることが判っている。
【０００８】
そこで、本発明では、天然ゴムまたは天然ゴムを２０重量部以上配合したブレンドゴムに窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が１００×１０^３ｍ^２／ｋｇ以上でかつＤＢＰ吸油量が９０×１０^−５ｍ^３／ｋｇ以上であるカーボンブラックを４０〜９０重量部配合したコンパウンドに、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ´−フェニルキノンジイミンを０．１〜５重量部配合することにより、ゴムの分子鎖切断を抑制し、かつ耐熱老化性、耐摩耗性を改善できる。窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が１００×１０^３ｍ^２／ｋｇ未満、あるいはＤＢＰ吸油量が９０×１０^−５ｍ^３／ｋｇ未満のカーボンブラックでは、当該分子鎖の切断抑制効果が無く、耐熱老化性、耐摩耗性も悪化してしまう。
【０００９】
本発明のトレッド用ゴム組成物に使用される天然ゴムを２０重量部以上含むブレンドゴムにおける他のゴム成分には、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）などのジエン系ゴムが用いられる。
【００１０】
本発明のトレッド用ゴム組成物には、更に、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、充填材、軟化剤、可塑剤等のタイヤ用に配合される各種添加剤を配合することができ、これら添加剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、一般的な量とすることができる。
【００１１】
【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。
【００１２】
試験サンプルの作製
以下の表１および表２に示す硫黄と加硫促進剤を除く配合成分を１．８Ｌの密閉型ミキサーで３〜５分間混練し、１５０±５℃の温度に達したときに放出したマスターバッチに硫黄および加硫促進剤を加え、８インチのオープンロールで混練してゴム組成物を得た。このゴム組成物の一部を未加硫物性の「ＭｎおよびＭｚの分子量測定」の測定試料に供した。次いで、残余のゴム組成物を１５ｃｍ×１５ｃｍ×０．２ｃｍの金型中において１４８℃で、３０分間プレス加硫して試験片（ゴムシート）を作製して、これを「耐摩耗性」および「耐熱老化性」の試験に供した。
【００１３】
試験方法
＜未加硫物性＞
１）分子量（Ｍｎ、Ｍｚ）：未加硫ゴムをＴＨＦに３日間浸漬した後、ＴＨＦ溶解分をメタノールで沈殿精製し、沈殿ポリマーからメタノールを乾燥除去し、０．５重量％の試料溶液を作製した。この試料溶液をポアサイズ０．５μｍ／０．１μｍのフィルターにてゲル分を除去して、測定用試料とした。この試料から、東ソー製ＨＬＣ−８０２０のＧＰＣを用いて、Ｍｎ（数平均分子量）およびＭｚ（粘度平均分子量）を測定した。カラムは、ＰＬｇｅｌ ２０μｍ ＭＩＸＥＤ−Ａ３００×７．５ｍｍ×２本である。Ｍｚは、ＴＨＦ溶解分に含まれるポリマーゲルの分子量の尺度として用いた。
【００１４】
＜加硫物性＞
２）耐摩耗性：ランボーン摩耗試験機（岩本製作所製）を用いて、温度２０℃、スリップ率２５％の条件下で摩耗減量を測定した。
３）耐熱老化性：ＪＩＳ Ｋ６３０１に準拠して、８０℃のオーブン中に９６時間放置した後の破断伸びを測定した。
【００１５】
標準例１，２、実施例１〜１４および比較例１〜１３
結果を、表１および表２に示す。全ての評価物性は、標準例１および２の結果をそれぞれ１００として、指数で示す。
【表１】

【表２】

【００１６】
表１および表２の結果よりすると、比較例１および７では、分子鎖切断は抑制されるが、窒素吸着比表面積が１００×１０^３ｍ^２／ｋｇ未満であるため耐摩耗性が低下している。比較例２および８では、分子鎖切断は抑制されるが、ＤＢＰ吸油量が９０×１０^−５ｍ^３／ｋｇ未満で、窒素吸着比表面積が８５×１０^３ｍ^２／ｋｇ未満であるため耐摩耗性が低下している。比較例３および９では、分子鎖切断は抑制されるが、カーボンブラックの配合量が４０重量部未満であるため耐摩耗性が悪化している。比較例４および１０では、カーボンブラックの配合量が９０重量部を超えているため、分子量が低下し、耐摩耗性および耐熱老化性も悪化している。比較例５および１１では、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ´−フェニルキノンジイミンの配合量が少ないため分子量の低下が起こり、耐摩耗性および耐熱老化性が悪化している。比較例６および１２では、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ´−フェニルキノンジイミンの配合量が多いため耐熱老化性は向上するが、耐摩耗性が悪化している。比較例１３では、ＮＲの配合量が少ないため耐摩耗性が悪化している。これに対して、本発明の実施例１〜７および８〜１４では、いずれもゴムの主鎖切断が抑制されて分子量の低下が起こらず、耐摩耗性および耐熱老化性が優れていることを示している。
【００１７】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、混合時におけるゴムの主鎖切断およびゲル化を抑制しつつ、耐熱老化性と耐摩耗性の一層の向上を図ったトレッド用ゴム組成物を得ることができる。

Claims (2)

1. 天然ゴムまたは天然ゴムを２０重量部以上配合したブレンドゴムに、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ´−フェニルキノンジイミンを０．１〜５重量部、および窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が１００×１０^３ｍ^２／ｋｇ以上で、かつＤＢＰ吸油量が９０×１０^−５ｍ^３／ｋｇ以上のカーボンブラックを４０〜９０重量部配合してなるトレッド用ゴム組成物。
2. 前記請求項１に記載のトレッド用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤ。