JP2006282838A - 重荷重タイヤ用ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 初期から長期走行後にいたるまでの破断物性を向上させ、耐チッピング性を改善した重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物の提供。
【解決手段】 天然ゴム及び／又は合成ポリイソプレンゴムを主体とした加硫可能なゴム１００重量部、窒素吸着比表面積が７０ｍ²／ｇ以上のカーボンブラック及び／又はシリカ３０〜８０重量部並びに有機酸コバルト塩をコバルト元素として１．０重量部以下含んでなる重荷重タイヤ用ゴム組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明は重荷重タイヤ用ゴム組成物及びそれを用いた重荷重用空気入りタイヤに関し、更に詳しくは破断物性を向上させた耐チッピング性に優れた重荷重タイヤ用ゴム組成物及びそれを用いた重荷重用空気入りタイヤに関する。

非舗装道路などの悪路走行向けの重荷重用タイヤの、例えばキャップトレッドやベーストレッドは、耐チッピング性能向上のために、破断物性の向上が求められており、特に走行初期から長期走行後までにわたる破断物性の向上が求められている。従来は加硫促進剤、イオウ、カーボンブラック等の補強剤を減量させることが用いられているが、いずれの手法も破断伸びは向上するが、硬度も低下してしまったり、また、耐老化性は向上しなかったりする。

従って、本発明の目的は、天然ゴム及びポリイソプレンゴムを主体とした重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物の破断物性を向上させ、耐チッピング性を改善することにある。

本発明に従えば、天然ゴム及び／又は合成ポリイソプレンゴムを主体とした加硫可能なゴム１００重量部、窒素吸着比表面積が７０ｍ²／ｇ以上のカーボンブラック及び／又はシリカ３０〜８０重量部並びに有機酸コバルト塩をコバルト元素として１．０重量部以下含んでなる重荷重タイヤ用ゴム組成物並びにそれを用いた空気入りタイヤが提供される。

本発明によれば、天然ゴム及び／又はポリイソプレンゴムを主体とした重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物に、有機酸コバルト塩を、さらに有機酸コバルト塩と架橋構造に炭素−炭素結合を導入する架橋剤を配合することによって、破断物性を向上させ、さらには初期から長期走行後にいたるまでの破断物性を向上させ、耐チッピング性を改善することができる。このように、有機酸コバルト塩と架橋剤の併用したゴム組成物を重荷重用タイヤのキャップやベーストレッドに使用することは従来知られていない。

本発明者らは前記課題を解決することを目的として、開発をすすめた結果、キャップトレッド及びベーストレッドに、用いる天然ゴム及び／又はポリイソプレンを主体としたゴム組成物に、有機酸コバルト塩を、好ましくは有機酸コバルト塩と架橋構造に炭素−炭素結合を導入する架橋剤とを併用することによって、初期から長期走行後にいたるまでの破断物性を向上させ、耐チッピング性を改善することに成功した。
本発明者らの研究によれば、有機酸コバルトを配合することで、初期の破断物性が向上する。さらに、有機酸コバルトと架橋構造に炭素−炭素結合を導入する架橋剤を配合することによって、耐老化性が向上し、初期から長期走行後にいたるまで破断物性が向上することを見出した。

本発明のゴム組成物には天然ゴム及び／又は合成ポリイソプレンゴムを主体とした加硫可能なゴムをゴム成分として用いるが、天然ゴム／ポリイソプレンがゴム全体の６０重量％以上であるのが好ましい。その他のゴムとしては、例えばポリブタジエン、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム等を用いることができる。

本発明のゴム組成物には、カーボンブラック及び／又はシリカをゴム１００重量部に対し合計３０〜８０重量部、好ましくは４０〜７０重量部配合する。この合計配合量が少ないと耐摩耗性が不足するので好ましくなく、逆に多いと発熱性が悪化するので好ましくない。使用するカーボンブラックはＪＩＳ Ｋ６２１７に準拠して測定した窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が７０ｍ²／ｇ以上、好ましくは８０〜１６０ｍ²／ｇのものを使用する。この値が低いと耐摩耗性が不足するので好ましくない。

本発明によれば、ゴム１００重量部に対し、有機酸コバルト塩をコバルト元素として１．０重量部以下即ち０より多く１．０重量以下の量、好ましくは０．００１〜０．８重量部配合する。この配合量が多いと硬さが低下するので好ましくない。このような有機酸コバルト塩としては、例えばナフテン酸コバルト、トール油酸コバルト、ネオデカン酸コバルト、オルトホウ酸コバルト、アセチルアセトネートコバルトなどを用いることができる。

本発明のゴム組成物には架橋構造に炭素−炭素結合を導入することができる架橋剤を０．１〜５．０重量部、好ましくは０．２〜３．０重量部配合する。この配合量が少ないと耐老化性向上の効果が不十分なので好ましくなく、逆に多いと破断伸びが不足するので好ましくない。

本発明において使用することができる架橋構造に炭素−炭素結合を導入することができる架橋剤としては１，６−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジベンジルチオカルバモイルドチオ）−ヘキサン〔（Ｃ₆Ｈ₅ＣＨ₂）₂Ｎ−（Ｃ＝Ｓ）−Ｓ−Ｓ−（ＣＨ₂）₆−Ｓ−Ｓ−（Ｃ＝Ｓ）−Ｎ（Ｃ₆Ｈ₅ＣＨ₂）〕などのヘキサメチレン系化合物や、ジハロゲン化合物とアルカリ金属の多硫化物とを非相溶混合溶媒中で反応させることによって得られる以下の式（Ｉ）で表わされる環状ポリスルフィドなど（例えば特開２００２−２９３７８３号公報参照）をあげることができる。

本発明に係るゴム組成物には、前記した必須成分に加えて、前記特定のカーボンブラックやシリカ以外のその他の補強剤（フィラー）、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用、その他一般ゴム用に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は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。

以下、実施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いうまでもない。

実施例１〜４及び比較例１〜３
サンプルの調製
表Ｉに示す配合において、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℃に達したときに放出してマスターバッチを得た。このマスターバッチに表Ｉに示す加硫促進剤と硫黄をオープンロールで混練し、ゴム組成物を得た。

次に得られたゴム組成物を１５×１５×０．２cmの金型中で１５０℃で３０分間加硫して加硫ゴムシートを調製し、以下に示す試験法で加硫ゴムの物性を測定した。結果は表Ｉに示す。

ゴム物性評価試験法
破断伸び（ＥＢ）：ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定し、比較例１の値を１００として指数表示した。この値が大きいほど優れている。
硬さ：ＪＩＳ Ｋ６３０１に準拠して測定し、比較例１の値を１００として指数表示した。この値が大きいほど優れている。

チッピング評価：各コンパウンドをトレッド部に使用したサイズ１１Ｒ２２．５の空気入りタイヤを作製し、積載重量２０トンの車に装着して舗装路及び非舗装路を含む道路を約６ヶ月間約８０，０００km走行した後に、タイヤトレッドの外観を、比較例１の値を５（基準）として５点法にて評価した。この数字が小さい方がチッピングが少なく、外観が良好なことを示す。

表Ｉ脚注
天然ゴム：ＳＴＲ２０
カーボンブラック：昭和キャボット（株）製ショウブラックＮ１１０（Ｎ₂ＳＡ＝１４４ｍ²／ｇ）
シリカ：東ソー・シリカ（株）製ニップシールＡＱ
有機酸コバルト塩：大日本インキ化学工業（株）製ナフテン酸コバルト（コバルト含有率１０％）
ガムロジン：荒川化学工業（株）製中国ロジンＷＷ
老化防止剤：ＦＬＥＸＳＹＳ製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ ６ＰＰＤ
酸化亜鉛：正同化学工業（株）製酸化亜鉛３種
ステアリン酸：日本油脂（株）製ビーズステアリン酸
加硫促進剤：ＦＬＥＸＳＹＳ製ＳＡＮＴＯＣＵＲＥ ＴＢＢＳ
硫黄：鶴見化学工業（株）製金華印油入微粉硫黄
架橋剤：ＢＡＹＥＲ製Ｖｕｌｃｒｅｎ ＫＡ９１８８
（Ｃ₆Ｈ₅ＣＨ₂）₂Ｎ（Ｃ＝Ｓ）ＳＳ（ＣＨ₂）₆ＳＳ（Ｃ＝Ｓ）Ｎ（ＣＨ₂Ｃ₆Ｈ₅）₂

表Ｉの結果から明らかなように、実施例１及び２の有機酸コバルト塩を本発明の配合範囲内の量で使用した場合には、硬さと破断伸びの両方が大きくなり、耐チッピング性が向上したのに対し、有機酸コバルト塩を本発明の範囲を超える配合量で使用した比較例２では破断伸びは大きくなるが、硬さが低くなるために、耐チッピング性能の向上が小さい。

有機酸コバルト塩と架橋剤の両方を本発明の範囲内の配合量で併用した実施例３及び４では硬さと破断伸びの両方が大幅に増加し、耐チッピング性が大幅に向上したのに対し、有機酸コバルト塩と架橋剤とを併用したが、両方とも本発明の範囲を超えて配合した比較例３では、破断伸びが低下し、耐チッピング性は改善されなかった。

以上の通り、天然ゴム及び／又はポリイソプレンゴムを主体とした重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物に有機酸コバルト塩、好ましくは有機酸コバルト塩と架橋構造に炭素−炭素結合を導入することができる架橋剤を配合することによって初期から長期走行後にいたるまでの破断物性を向上させ、耐チッピング性を改善することができる。

Claims (3)

1. 天然ゴム及び／又は合成ポリイソプレンゴムを主体とした加硫可能なゴム１００重量部、窒素吸着比表面積が７０ｍ²／ｇ以上のカーボンブラック及び／又はシリカ３０〜８０重量部並びに有機酸コバルト塩をコバルト元素として１．０重量部以下含んでなる重荷重タイヤ用ゴム組成物。
2. 前記加硫可能なゴム１００重量部に対し、架橋構造に炭素−炭素結合を導入することができる架橋剤０．１〜５．０重量部を更に含む請求項１に記載の重荷重タイヤ用ゴム組成物。
3. 請求項１又は２に記載の重荷重タイヤ用ゴム組成物を用いた重荷重用空気入りタイヤ。