JP2005263892A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性を低下させることなく、リバージョンおよび熱老化特性を改善し得る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、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択される少なくとも１種のジエン系ゴム、硫黄、ならびに１，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサンからなるゴム組成物であって、１，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサンに対する硫黄の配合量の比が０．２〜５であるタイヤトレッド用ゴム組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物に関する。

天然ゴムなどのゴムは、硫黄で加硫を行なった場合、リバージョン（加硫戻り）を起こすことが知られている。この傾向は、加硫温度が高ければ高いほど著しくなるため、タイヤ、とくに天然ゴムを多用するトラック・バス用タイヤは、比較的低い１５０℃前後で長時間加硫せざるをえず、生産性の向上が図れないという問題があった。

また、天然ゴムなどの硫黄加硫ゴムは、使用による熱的老化が激しいことが知られている。天然ゴムやブタジエンゴムなどはとくに、熱的老化しやすく、使用によりゴムが硬化するという問題があり、このためタイヤ性能が経年的に低下することは避けられなかった。

特許文献１には、１，３−ビス（シトラコンイミド）ベンゼンを含むサイドウォール用ゴム組成物が開示されている。しかし、該ゴム組成物は、タイヤトレッドに用いることを想定したものではなく、トレッドに用いたとしても、ブタジエンゴムが多量に配合されており、充分なグリップ力が得られず、さらに硫黄が多量に配合されており硬度が大きいため、グリップ力が得られないだけでなく、転がり抵抗が増大し、耐摩耗性が悪化するという問題があった。

特開２００１−３４８４５８号公報

本発明の目的は、生産性を低下させることなく、リバージョンおよび熱による老化を抑制するタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することにある。

本発明は、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択される１種以上のジエン系ゴム、硫黄、ならびに１，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサンからなるタイヤトレッド用ゴム組成物であって、１，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサンに対する硫黄の配合量の比が０．２〜５であるタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。

本発明によれば、特定のジエン系ゴム成分、硫黄および１，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサンを配合し、硫黄と１，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサンの配合比率を特定のものにすることにより、加硫ゴムのリバージョンが著しく抑えられ、熱老化によるゴムの硬化も抑えられる。さらに、転がり抵抗や摩耗特性が改善される傾向がある。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ゴム成分、硫黄、および１，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサンを含む。

ゴム成分としては、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択される少なくとも１種のジエン系ゴムが用いられる。なかでも、転がり抵抗が低減され、耐摩耗性が良好であることから、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムを用いることが好ましい。

天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムは、全ゴム成分中に、好ましくは６０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上用いられる。前記ゴムが６０重量％未満では転がり抵抗が増大し、耐摩耗性も低下する傾向がある。

天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムのほかに用いられるゴム成分として、たとえば、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴムなどを用いることができる。

本発明において、硫黄は加硫剤として用いられる。

硫黄の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、好ましくは０．３重量部以上、より好ましくは０．５重量部以上である。硫黄の配合量が０．３重量部未満では、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、硫黄の配合量は、好ましくは３重量部以下、より好ましくは２．５重量部以下である。硫黄の配合量が３重量部をこえると、硬度が増大し、充分なグリップ力が得られない傾向がある。

本発明において、１，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサンはリバージョン防止剤として用いられる。

１，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサンの配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、好ましくは０．３重量部以上、より好ましくは０．５重量部以上である。該化合物の配合量が０．３重量部未満では、リバージョン防止効果がほとんど得られない傾向がある。また、該化合物の配合量は、好ましくは３重量部以下、より好ましくは２．５重量部以下である。該化合物の配合量が３重量部をこえると、転がり抵抗が著しく増大する傾向がある。

１，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサンに対する硫黄の配合量の比は、０．２以上、好ましくは０．４以上である。該配合量比が０．２未満では加硫物中でのモノサルファー量が少なくなり、転がり抵抗が増大する傾向がある。また、配合量比は５以下、好ましくは４以下、より好ましくは３以下である。該配合量比が５をこえると、加硫物中でのモノサルファー量が少なくなり、転がり抵抗が増大し、耐摩耗性が低下する傾向がある。

さらに、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、加硫促進剤を含むことができる。加硫促進剤としては、一般に使用されるものを用いることができ、たとえばメルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド、Ｎ−シクロヘキシルベンゾチアジルスルフェンアミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドなどがあげられる。

加硫促進剤の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、０．３〜３重量部であることが好ましい。加硫促進剤の配合量が０．３重量部未満では、加硫が著しく遅延される傾向があり、配合量が３重量部をこえると、加硫がはやすぎるだけでなく、リバージョン防止剤のはたらきを阻害する傾向がある。

さらに、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には、タイヤ用ゴム組成物に一般に用いられる配合剤、たとえば、カーボンブラック、シリカ、シランカップリング剤、オイル、老化防止剤などを適宜配合することができる。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、前記ゴム成分、硫黄、１，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサン、ならびに、必要に応じて加硫促進剤およびその他の配合剤を混練りしたのち、加硫することによって得ることができる。

加硫温度は、好ましくは１４５℃以上、より好ましくは１５０℃以上である。加流温度が１４５℃未満ではリバージョン防止効果が得られず、転がり抵抗を充分に低減することができない傾向がある。また、加硫温度は、好ましくは１９０℃以下、より好ましくは１８５℃以下である。加硫温度が１９０℃をこえるとゴムの分解反応が生じやすくなり、転がり抵抗が増大し、耐摩耗性が低下する傾向がある。

加硫時間は、好ましくは６分間以上、より好ましくは８分間以上である。加硫時間が６分間未満では加硫が充分に進行せず、転がり抵抗が増大する傾向がある。また、加硫時間は、好ましくは６０分間以下、より好ましくは４５分間以下である。加硫時間が６０分間をこえると生産性が低下するだけでなく、リバージョン防止剤の効果が不充分であり、転がり抵抗も増大する傾向がある。

本発明のゴム組成物は、リバージョンおよび熱老化が抑制され、転がり抵抗が充分に低減されると同時に耐摩耗性も改善されるという理由から、とくにタイヤトレッド用として好適に用いられる。

以下に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに制限されるものではない。

実施例１〜４および比較例１〜３
＜薬品の説明＞
イソプレンゴム：ＪＳＲ（株）製のＩＲ２２００
カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイヤブラックＩ
シリカ：デグッサ社製のウルトラジルＶＮ３
シランカップリング剤：デグッサ社製のＳｉ２６６（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド）
アロマオイル：（株）ＪＯＭＯ製のＸ１４０
ステアリン酸：日本油脂（株）製の椿
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華２種
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ
硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ
リバージョン防止剤：１，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサン（バイエル社製のＫＡ９１８８）

＜製造方法＞
容量１．７Ｌのバンバリーミキサーを用いて、まずイソプレンゴム１００重量部、カーボンブラック５０重量部、シリカ２０重量部、シランカップリング剤２重量部、アロマオイル１５重量部、ステアリン酸２重量部、酸化亜鉛３重量部、老化防止剤１重量部を１４０℃で、４分間混練りした。さらにロールを用いて、表１に示す配合量の硫黄、加硫促進剤およびリバージョン防止剤を、４０℃で４分間混練りして、各未加硫ゴムシートを得た。

＜試験方法＞
（リバージョン率）
キュラストメーターを用い、１５０℃、１６０℃および１７０℃の３つの水準温度で加硫曲線を測定した。最大トルク（ＭＨ）値を１００とし、ＭＨを示した時点から１５分後のトルク値を相対値で示した。この値が１００に近いほど、リバージョンが少なく良好である。

（熱老化特性）
未加硫ゴムシートを、表１の条件でそれぞれ加硫した。得られた加硫シートの引張試験を行ない、１００℃で７２時間熱老化させたのちの加硫シートの１００％伸長時の応力（弾性率）、および熱老化させていない加硫シートの弾性率を測定した。熱老化していないサンプルの弾性率の値を１００として熱老化後の弾性率を相対値で示した。１００に近いほど良好である。

（転がり抵抗）
（株）上島製作所製スペクトロメーターを用いて、動的歪振幅±２％、周波数１０Ｈｚ、温度７０℃の条件で、表１の条件で加硫した加硫ゴムシートのｔａｎδを測定した。比較例１のｔａｎδを１００として、相対値で示した。数値が小さいほど転がり抵抗が低く良好であることを示す。

（ランボーン摩耗試験）
表１の条件でそれぞれ加硫した加硫シートを、ランボーン摩耗試験機を用いて、荷重２．５ｋｇｆ、スリップ率４０％、温度３分間の条件で摩耗させて、摩耗重量を測定した。この摩耗重量を比重より摩耗体積（以下、摩耗量）に変換した。比較例１の１５０℃加硫品の値を１００とし、指数で表示した。指数が小さいほど摩耗量が少なく、耐摩耗性に優れることを示す。

＜試験結果＞
結果を表１に示す。
表１の結果から、１，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサンを配合することによって、リバージョンが著しく抑えられることがわかった。また、この効果は、高温加硫条件でも充分に得られる。さらに、熱老化によるゴムの硬化が少ないこともわかった。

とくに、１，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサンに対する硫黄の配合量の比が０．２〜５のとき、リバージョン・熱老化特性・転がり抵抗・耐摩耗性のすべての性能が良くなることがわかった。この比率の範囲を外れると、いずれかの性能が低下する傾向があり、タイヤトレッド用としては好ましくない。

Claims (1)

1. 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択される１種以上のジエン系ゴム、硫黄、ならびに１，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサンからなるタイヤトレッド用ゴム組成物であって、１，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサンに対する硫黄の配合量の比が０．２〜５であるタイヤトレッド用ゴム組成物。