JP2007023101A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 混合加工性を犠牲にすることなく、タイヤトレッド用ゴム組成物のウェットグリップを向上させる。
【解決手段】 ガラス転移温度（Ｔｇ）が−３０℃〜０℃のスチレンブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）５０重量％以上を含むジエン系ゴム成分１００重量部及び平均粒径Ｄ５０が１〜１５ミクロンでアスペクト比が３〜２５のウォラストナイト５〜５０重量部を含んでなり、前記ウォラストナイト、カーボンブラック及びシリカの配合量の総量が９０〜２００重量部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し、更に詳しくは混合加工性を損なうことなくウェットグリップ性能を向上させたタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。

タイヤトレッド用ゴム組成物のウェットグリップ性能を向上させる目的で、シリカを配合することは良く知られているが、粘度が高くなり加工しにくかったり、混合機やロールに密着しやすいという問題がある。一方、シリカに代わるフィラーとして水酸化アルミニウムを配合したり（特許文献１及び２参照）、デンプンを配合したりすること（特許文献３参照）が検討されている。しかしながら、例えば水酸化アルミニウムを配合した場合には、シリカを使用した場合と比較してウェットグリップ性能が劣ることが確認されている。以上より、従来技術では、混合加工性を損なうことなく、ウェットグリップ性能を向上させたタイヤトレッド用ゴム組成物を得ることは困難であった。

特開平９−２５５８１４号公報 特開２００２−３０１８３号公報 特開２００１−８９５９９号公報

従って、本発明の目的は混合加工性を損なうことなく、タイヤトレッド用ゴム組成物のウェットグリップ性能を向上させることにある。

本発明に従えば、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−３０℃〜０℃のスチレンブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）５０重量％以上を含むジエン系ゴム成分１００重量部及び平均粒径Ｄ５０が１〜１５ミクロンでアスペクト比が３〜２５のウォラストナイト５〜５０重量部を含んでなり、前記ウォラストナイト、カーボンブラック及びシリカの配合量の総量が９０〜２００重量部であるタイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。

本発明によれば、Ｔｇが−３０℃〜０℃のＳＢＲ５０重量％以上を含むジエン系ゴムに、特定のウォラストナイトを補強用充填剤の一部として配合することにより、ゴム組成物の混合加工性を犠牲にすることなく、ウェットグリップ性能を向上させることができるため、特に高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物として使用するのに好適である。

本発明者らは前記課題を解決すべく研究を進めた結果、ＳＢＲを主体としたジエン系ゴム組成物に、シリカの一部に代えてウォラストナイトを配合することによって、混合加工性を犠牲にすることなく、ゴム組成物のウェットグリップ性能を向上させることができることを見出した。

本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物に使用するゴム成分は、Ｔｇが−３０℃〜０℃のＳＢＲを５０重量％以上含むジエン系ゴム成分で、ジエン系ゴムとしては、タイヤ用として使用することができる任意のジエン系ゴムを用いることができる。具体的には天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、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、イソプレン−イソブチレン共重合体ゴム及びそのハロゲン化物などをあげることができ、これらは単独又は任意のブレンドとして使用することができる。

本発明のゴム組成物のゴム成分としては、前述の如く、Ｔｇが−３０℃〜０℃、好ましくは−３０℃〜−１５℃のＳＢＲをジエン系ゴムの合計量の５０重量％以上、好ましくは７０重量％以上用いる。このＳＢＲの配合量が少ないとグリップ性能が劣るので好ましくない。また使用するＳＢＲのＴｇが低過ぎるとグリップ性能が劣るので好ましくなく、逆に高過ぎると硬度や貯蔵弾性率の温度依存性が大きくなるので好ましくない。

本発明に従えば、前記ゴム組成物に平均粒径Ｄ５０（即ち粒径加積曲線から、通過重量百分率が５０％に対する粒径）が１〜１５μｍ、好ましくは２〜１０μｍで、アスペクト比（即ち長軸と短軸の比）が３〜２５、好ましくは８〜２０のウォラストナイトを、前記ジエン系ゴム１００重量部に対し、５〜５０重量部、好ましくは１６〜４０重量部、更に好ましくは１８〜３０重量部配合する。ウォラストナイトの平均粒径Ｄ５０が１μｍ未満のものは製造が困難であり、逆に大き過ぎると分散性が悪化し、結果としてゴム組成物の破断物性が低下するので好ましくない。ウォラストナイトのアスペクト比が小さ過ぎると補強性が低いので好ましくなく、逆に大き過ぎると分散性が悪化するので好ましくない。ウォラストナイトの配合量が少な過ぎるとグリップ性能向上効果が小さいので好ましくなく、逆に多過ぎると分散性が悪化し、結果として、ゴム組成物の破断物性が低下するので好ましくない。

本発明において使用するウォラストナイト（Ｗｏｌｌａｓｔｏｎｉｔｅ）（珪灰石）は化学式ＣａＳｉＯ₃で示される珪酸塩鉱物で、天然鉱物として産出されるウォラストナイトは、石灰石と花岡岩の接触部で変成作用を受けて発達した鉱物で、色はガラス光沢のある白色、帯灰色、帯褐色を呈し、結晶形態は針状、塊状をなしている。主成分はＳｌＯ₂とＣａＯをほぼ等量含有し、微量成分としてＡｌ₂Ｏ₃，Ｆｅ₂Ｏ₃等を含有しており、天然に産出される低温型（β型）と合成の高温型（α型）がある。なお、ウォラストナイトは例えば巴工業株式会社などから各種グレードが市販されており、本発明においてはこれらの市販品のうち、前記平均粒径Ｄ５０及びアスペクト比のものを使用することができる。

本発明のゴム組成物には、前記ジエン系ゴム成分１００重量部に対し、ウォラストナイト、カーボンブラック及びシリカの合計フィラー量が９０〜２００重量部、好ましくは９０〜１６０重量部であり、ウォラストナイト／シリカの比（重量）が０．２〜０．８であるのが好ましく、０．２〜０．６であるのが更に好ましい。合計フィラー量が少な過ぎるとグリップ性能が劣るので好ましくなく、逆に多過ぎると混合加工性が悪化するので好ましくない。

本発明のゴム組成物に配合するカーボンブラックはグリップ性能とトレッド剛性の両立という観点からＣＴＡＢ吸着比表面積が１００〜２６０ｍ²／ｇで、ＤＢＰ吸油量が１１０〜１７０ml／１００ｇであるのが好ましい。

本発明に係るゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫剤、加硫促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用ゴム組成物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。また本発明に係るゴム組成物を用いたタイヤ製造工程も従前通りである。

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２リットルの密閉型ミキサーで５〜７分間混練し、１５０±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。このゴム組成物を用いて以下に示す試験法で未加硫物性（ムーニー粘度）を評価した。結果は表Ｉに示す。

性能評価試験法
ムーニー粘度：ＪＩＳ Ｋ−６３００に準拠して測定したＭＬ₁₊₄（１００℃）。この値が８０以下が混合加工性が良好である。

グリップ性能評価
各例のゴム組成物をトレッドに用いたタイヤ（サイズ：１９５／５５Ｒ１５）を用いて横浜ゴム（株）所有のハンドリングコースにてグリップ性能を官能評価した。水深が２〜３mmとなるようコース全体に散水して、人工的にＷＥＴ路面を作成して評価を行った。その結果を以下の基準で評価した。評点が３＋以上が性能が優れていることを示す。
５は基準タイヤ比で運転頻度の低いドライバーが良いと感じるもの
４は基準タイヤ比でプロドライバーが良いと感じるもの
３は比較例１のゴム組成物をトレッドに用いた基準タイヤのグリップレベルを意味する
２は基準タイヤ比でプロドライバーが悪いと感じるもの

ロール密着性
各例のゴム組成物（マスターバッチ）に加硫促進剤と硫黄をオープンロールで混練する際、そのロール作業性を以下の基準で評価した。評点が３＋以上が性能に優れていることを示す。
５は熟練者でなくても容易に作業できるもの
４は熟練者が容易に作業できるもの
３は比較例１の作業レベル
２は熟練者が容易に作業できないもの

表Ｉ脚注
＊１：日本ゼオン（株）製ＳＢＲ（Ｔｇ＝−２０℃）
＊２：日本ゼオン（株）製ＳＢＲ（Ｔｇ＝−５０℃）
＊３：三菱化学（株）製カーボンブラック（Ｎ₂ＳＡ＝１２８ｍ²／ｇ，ＣＴＡＢ＝１３４ｍ²／ｇ，ＤＢＰ＝１２１ml／１００ｇ）
＊４：デグッサ製シリカ
＊５：昭和電工（株）製水酸化アルミニウム
＊６：ＮＹＣＯ社製ウォラストナイトＮＹＡＤ４００（Ｄ５０＝７ミクロン、アスペクト比＝５）
＊７：昭和シェル石油（株）製デソレックス３号
＊８：住友化学（株）製
＊９：正同化学工業（株）製酸化亜鉛３種
＊１０：日本油脂（株）製ビーズステアリン酸
＊１１：三新化学工業（株）製
＊１２：大内新興化学工業（株）製
＊１３：鶴見化学工業（株）製５％油入り微粉硫黄

以上の通り、本発明に従って、特定のＳＢＲを主成分として含むジエン系ゴムからなるゴム組成物に、シリカの一部に代えて、特定のウォラストナイトを配合することによって、混合加工性を損なうことなく、ウェットグリップ性能を向上させることができ、空気入りタイヤのトレッド用ゴム組成物として有用である。

Claims (3)

1. ガラス転移温度（Ｔｇ）が−３０℃〜０℃のスチレンブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）５０重量％以上を含むジエン系ゴム成分１００重量部及び平均粒径Ｄ５０が１〜１５ミクロンでアスペクト比が３〜２５のウォラストナイト５〜５０重量部を含んでなり、前記ウォラストナイト、カーボンブラック及びシリカの配合量の総量が９０〜２００重量部であるタイヤトレッド用ゴム組成物。
2. 前記カーボンブラックがＣＴＡＢ吸着比表面積１００〜２６０ｍ²／ｇでＤＢＰ吸油量が１１０〜１７０ml／１００ｇである請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
3. 前記ウォラストナイト及びシリカの配合量の比（ウォラストナイト／シリカ）が０．２〜０．８である請求項１又は請求項２に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。