JP2005272719A - タイヤ用ゴム組成物の製造方法、該製造方法より得られたタイヤ用ゴム組成物、および該ゴム組成物からなる空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤサイド部の外観、耐屈曲亀裂性能および耐オゾン性を向上させるタイヤ用ゴム組成物の製造方法、該製造方法より得られたタイヤ用ゴム組成物、および該ゴム組成物をタイヤサイド部に用いてなるタイヤを提供する。
【解決手段】１種以上のジエン系ゴム３０〜８０重量％、ならびにブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、およびイソブチレン−ｐ−メチルスチレン共重合ゴムをハロゲン化してなるハロゲン化共重合ゴムからなる群から１種以上選ばれるブチル系ゴム２０〜７０重量％からなるゴム成分を含有するタイヤ用ゴム組成物の製造方法であって、（１）ブチル系ゴム、ジエン系ゴムの１部、充填剤および添加剤を混練してマスターバッチを製造する工程、ならびに（２）該マスターバッチおよびジエン系ゴムを混練する工程からなるタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、タイヤ用ゴム組成物の製造方法、該製造方法より得られたタイヤ用ゴム組成物、および該ゴム組成物からなる空気入りタイヤに関する。

一般的なタイヤ外側部（タイヤサイド部）には性能と製造上の点から、ジエン系ゴムが広く使われている。しかし、ジエン系ゴムはその主鎖に２重結合が多数存在するため、耐オゾン性能に劣るという欠点を有していた。そのため、ジエン系ゴムをタイヤ外層部に使用するためには、老化防止剤を使用する必要があった。

老化防止剤には、汚染性老化防止剤と非汚染性老化防止剤が市販されているが、性能、コストの点から一般的には汚染性老化防止剤が使用されている。特に、耐オゾン性などの耐候性に優れるために、アミン系老化防止剤がタイヤ用途として多用されている。しかし、このアミン系老化防止剤は温度や歪み、外的刺激により表面に析出し、さらに光や酸化により分解され褐色あるいは茶色に変色するため、タイヤ外観が悪くなるという問題があった。

また、ゴムの劣化を防ぐため、ワックスがタイヤに多用されている。しかし過剰に配合したワックスは、タイヤ表面を白く変色させてしまい、タイヤの外観が悪くなるという問題があった。

タイヤサイド部の外観を向上させるため、ジエン系ゴムにエチレンプロピレンジエン３元共重合体（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、イソブチレン−ｐ−メチルスチレン共重合ゴムをハロゲン化してなるハロゲン化共重合ゴムなどの耐候性に優れるゴムを配合し、変色の要因となるワックスまたは老化防止剤を配合しない方法が提案されている。しかし、これらの非ジエン系ゴムは一般的にジエン系ゴムと相溶性が悪く耐屈曲亀裂性能が低下してしまい、さらなる耐屈曲亀裂性能の向上が望まれている。

特許文献１には、ハロゲン化ブチルゴムをゴム成分とするタイヤ用ゴム組成物が開示されているが、該ゴム組成物はインナーライナーに用いることを想定されたものであり、ハロゲン化ブチルゴムを用いてタイヤ用ゴム組成物の耐候性を向上させることについては、言及されていない。

特開平１１−３５７５５号公報

本発明は、タイヤサイド部の外観、耐屈曲亀裂性能および耐オゾン性を向上させるタイヤ用ゴム組成物の製造方法、該製造方法より得られたタイヤ用ゴム組成物、および該ゴム組成物をタイヤサイド部に用いてなるタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、１種以上のジエン系ゴム３０〜８０重量％、ならびにブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、およびイソブチレン−ｐ−メチルスチレン共重合ゴムをハロゲン化してなるハロゲン化共重合ゴムからなる群から１種以上選ばれるブチル系ゴム２０〜７０重量％からなるゴム成分を含有するタイヤ用ゴム組成物の製造方法であって、（１）ブチル系ゴム、ジエン系ゴムの１部、充填剤および添加剤を混練してマスターバッチを製造する工程、ならびに（２）該マスターバッチおよびジエン系ゴムを混練する工程からなるタイヤ用ゴム組成物の製造方法に関する。

また、本発明は、前記製造方法により得られるタイヤ用ゴム組成物に関する。

前記タイヤ用ゴム組成物は、老化防止剤および／またはワックスを含有しないことが好ましい。

さらに、本発明は、前記タイヤ用ゴム組成物をタイヤサイド部に用いた空気入りタイヤに関する。

本発明によれば、ブチル系ゴムおよびジエン系ゴムを混練りして得られたマスターバッチに、さらにジエン系ゴムを添加して混練することで得られたタイヤ用ゴム組成物をタイヤサイド部とすることで、その外観、耐屈曲亀裂性能および耐オゾン性を向上させることができる。

本発明のタイヤ用ゴム組成物の製造方法は、（１）ブチル系ゴム、ジエン系ゴム、充填剤および添加剤を混練してマスターバッチを製造する工程、ならびに（２）該マスターバッチおよびジエン系ゴムを混練する工程からなる。

工程（１）で混練されるブチル系ゴムとしては、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、およびイソブチレン−ｐ−メチルスチレン共重合ゴムをハロゲン化してなるハロゲン化共重合ゴムからなる群から１種以上選ばれることが好ましい。なかでも、ジエン系ゴムと共架橋しやすいという点で、ブチル系ゴムとして、イソブチレン−ｐ−メチルスチレン共重合ゴムをハロゲン化してなるハロゲン化共重合ゴムを用いることが好ましい。

工程（１）で混練されるジエン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン−イソプレン−ブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）などがあげられる。なかでも、耐屈曲亀裂性能向上のためには、ＮＲ、ＩＲやＢＲが望ましい。

工程（１）で混練される充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、クレイ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化チタンなどがあげられる。

工程（１）で混練される添加剤としては、軟化剤、ワックス、老化防止剤、ステアリン酸があげられる。

軟化剤としては、アロマオイル、ナフテンオイル、レジン樹脂などがあげられる。

老化防止剤としては、アミン系老化防止剤、ワックスなどがあげられる。

工程（１）において、ブチル系ゴム、ジエン系ゴム、充填剤および添加剤は、バンバリーミキサーなどを用いて混練される。

工程（１）により得られたマスターバッチのミキサーからの排出温度は、１２０〜１７０℃であることが好ましい。排出温度が１２０℃未満では、ポリマー、充填剤等の分散が不充分で、耐屈曲亀裂性能に劣る傾向があり、１７０℃をこえると、ゲル化してしまい、ゴム生地が悪くなる傾向がある。

工程（２）において、工程（１）で得られたマスターバッチ、およびジエン系ゴムを混練する。

工程（２）で混練されるジエン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン−イソプレン−ブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）などがあげられる。なかでも、耐屈曲亀裂性能が向上するため、ＮＲ、ＩＲ、ＢＲを用いることが好ましい。

工程（１）および（２）において用いられるジエン系ゴムは、それぞれ異なるものであることが好ましい。

工程（２）におけるジエン系ゴムの配合量は、工程（１）および（２）で配合される全ジエン系ゴム中の５０〜９０重量％であることが好ましい。５０重量％未満では、ジエン系ゴムを分割投入する割合が少なくなり、耐屈曲亀裂性能に劣る傾向がある。また、配合量が９０重量％をこえると、工程（２）で投入するジエン系ゴム比が高くなり、ポリマー分散に劣るため、耐オゾン性能に劣る傾向がある。

工程（２）において、マスターバッチおよびジエン系ゴムは、バンバリーミキサーなどを用いて混練される。

工程（２）により、得られた混練物のミキサーからの排出温度は、１２０〜１７０℃であることが好ましい。排出温度が１２０℃未満では、ポリマー、充填剤等の分散が不充分で耐屈曲亀裂性能に劣る傾向があり、１７０℃をこえるとゲル化してしまい、ゴム生地が悪くなる傾向がある。

工程（２）により得られた混練物は、加硫剤、加硫促進剤および酸化亜鉛を配合され、混練されることが好ましい（仕上げ練り）。酸化亜鉛を、工程（２）により得られた混練物に添加して混練することにより、未加硫ゴムの生地を良好にするという利点がある。

加硫剤としては、硫黄、樹脂加硫剤などがあげられる。

加硫促進剤としては、２−メルカプトベンゾチアゾール、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリ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。

仕上げ練りの混練温度は８０〜１２０℃であることが好ましい。混練温度が１２０℃をこえると、加硫反応が進行し、未加硫のゴム生地が悪化する傾向がある。

前記タイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分中に、ブチル系ゴムを２０重量％以上、ジエン系ゴムを８０重量％以下含有することが好ましく、ブチル系ゴムを２５重量％以上、ジエン系ゴムを７５重量％以下含有することがより好ましく、ブチル系ゴムを３０重量％以上、ジエン系ゴムを７０重量％以下含有することがさらに好ましい。ブチル系ゴムの含有量が２０重量％未満で、ジエン系ゴムの含有量が８０重量％をこえると、耐オゾン性が悪化する傾向がある。また、本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分中に、ブチル系ゴムを７０重量％以下、ジエン系ゴムを３０重量％以上含有することが好ましく、ブチル系ゴムを６０重量％以下、ジエン系ゴムを４０重量％以上含有することがより好ましく、ブチル系ゴムを５０重量％以下、ジエン系ゴムを５０重量％以下含有することがさらに好ましい。ブチル系ゴムの含有量が７０重量をこえて、ジエン系ゴムの含有量が３０重量％未満では、得られたゴム組成物を用いたタイヤサイド部とその内層の接着性が悪化する、あるいはブチル系ゴムを多量に用いるため、コストがかかる傾向がある。

前記タイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対してカーボンブラックを３５〜７０重量部含有することが好ましい。含有量が３５重量部未満では、カーボンブラックによるゴム補強効果が劣り、耐屈曲亀裂性能が低下する傾向があり、また、７０重量部をこえると、ゴムのモジュラスが高くなりすぎ、耐屈曲亀裂性能が低下する傾向がある。

前記カーボンブラックのヨウ素吸着量は、２５〜１４０ｍｇＩ₂／ｇであることが好ましい。ヨウ素吸着量が２５ｍｇＩ₂／ｇ未満では、補強性に劣る傾向があり、また、１４０ｍｇＩ₂／ｇをこえると、モジュラスが高くなりすぎる傾向がある。

前記タイヤ用ゴム組成物は、老化防止剤および／またはワックスを含有しないことが好ましい。老化防止剤を含有することで、温度や歪み、外的刺激により表面に析出し、さらに光や酸化により分解され、褐色または茶色に変色するため、本発明のタイヤ用ゴム組成物を用いたタイヤの外観が悪化するという問題が生じる。また、ワックスを含有することで、ワックスが表面にブルームしてタイヤ表面を白く変色させてしまい、本発明のタイヤ用ゴム組成物を用いたタイヤの外観が悪化するという問題が生じる。

前記タイヤ用ゴム組成物は、タイヤサイド部の形状に形成され、他のタイヤの部位と張り合わされてから加硫されることにより、空気入りタイヤを形成することができる。

以下に、本発明を実施例に基づいてさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例および比較例で使用する原料を以下にまとめて示す。
ＮＲ：一般的なＲＳＳ＃３グレード
ＢＲ：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ（分子量分布３．３ Ｈｉｇｈ−Ｃｉｓタイプ）
ハロゲン化共重合ゴム：エクソン社製のＥｘｘｐｒｏ３７４５
カーボンブラック：昭和キャボット（株）製のＮ５５０（ヨウ素吸着量 ４８ｍｇＩ₂／ｇ）
アロマオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスオイル
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ
ステアリン酸：日本油脂（株）製の桐
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
硫黄：軽井沢硫黄（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤ＮＳ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ

実施例１〜３および比較例１〜３
製造方法
＜タイヤ用ゴム組成物ならびに空気入りタイヤの製造方法＞
ＮＲ、ＢＲ、ハロゲン化共重合ゴム、カーボンブラック、アロマオイル、ワックス、老化防止剤およびステアリン酸を表１記載の配合内容で約１３０℃で５〜８分間、バンバリーミキサーを用いて混練し（工程（１））、１５０℃で排出してマスターバッチを得た。その後得られたマスターバッチ、ハロゲン化共重合ゴムおよびＢＲを表１記載の配合内容で１３０℃で５〜８分、バンバリーミキサーを用いて混練し（工程（２））、１５０℃で排出して混練物を得た。その後、得られた混練物、硫黄、加硫促進剤ＮＳおよび酸化亜鉛を加えて、約９０℃で５〜７分、オープンロールを用いて混練りし（仕上げ練り）、タイヤ用ゴム組成物を得た。

得られたタイヤ用ゴム組成物を１７５／６５Ｒ１４ダンロップＳＰ１０のタイヤサイド部に使用したタイヤを成形、加硫した。

試験方法
（タイヤ外観）
定法で製造されたタイヤを、リム組みして、エアーを充填し、３ヵ月間日光曝露をし、その表面の変色度合いを３段階評価した。
○：変色なし
△：曝露によりわずかに変色
×：曝露により変色

（耐屈曲亀裂試験）
テストサンプルの中心に２ｍｍの傷をつけ、デマッチャ試験機で初期歪みを３０％、繰り返し回数２００万回の屈曲試験を行ない、亀裂成長の大きさで評価した。数値が低いほど、耐屈曲亀裂性能が優れていることを示す。

（耐オゾン性能評価）
ＪＩＳ Ｋ６２５９に従い、評価を行なった。その結果を亀裂の大きさおよび数により３段階評価した。
○：クラックなし
△：しわ、微小クラック
×：クラック大

Claims (4)

1. １種以上のジエン系ゴム３０〜８０重量％、ならびに
   ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、およびイソブチレン−ｐ−メチルスチレン共重合ゴムをハロゲン化してなるハロゲン化共重合ゴムからなる群から１種以上選ばれるブチル系ゴム２０〜７０重量％からなるゴム成分を含有するタイヤ用ゴム組成物の製造方法であって、
   （１）ブチル系ゴム、ジエン系ゴムの１部、充填剤および添加剤を混練してマスターバッチを製造する工程、ならびに
   （２）該マスターバッチおよびジエン系ゴムを混練する工程からなるタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
2. 請求項１記載の製造方法により得られるタイヤ用ゴム組成物。
3. 老化防止剤および／またはワックスを含有しないことを特徴とする請求項２記載のタイヤ用ゴム組成物。
4. 請求項２または３記載のタイヤ用ゴム組成物をタイヤサイド部に用いた空気入りタイヤ。