JP2007246622A

JP2007246622A - ゴム組成物

Info

Publication number: JP2007246622A
Application number: JP2006069666A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Onoi; 秀一尾ノ井
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2007-09-27
Also published as: EP1834811A1

Abstract

【課題】ＤＭＳＯ抽出分が３重量％未満の芳香族系オイルを配合したゴム組成物のグリップ性能を改善する。
【解決手段】ゴム１００重量部、ＩＰ３４６／９２法によるジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）抽出物質が３重量％未満の芳香族系オイル５〜５０重量部、軟化点が６０〜１３０℃のジペンテン芳香族ビニル共重合体樹脂２〜４０重量部を含んでなるゴム組成物及びそれをトレッド部に用いた空気入りタイヤ。
【選択図】なし

Description

本発明はゴム組成物に関し、更に詳しくはジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）抽出分が３重量％未満の芳香族系オイルを配合したゴム組成物において、軟化点が６０℃〜１３０℃のジペンテン芳香族ビニル共重合体樹脂を添加することによってタイヤの転がり抵抗を悪化させることなく、グリップ性能を改善したゴム組成物に関する。

空気入りタイヤ等のゴム組成物には、ゴム組成物を柔軟にするため、或いはゴム組成物の加工性を改善する目的で、高芳香族系油（アロマオイル）を使用している。しかし、最近、このアロマオイル中に含有する多環式芳香族（ＰＣＡ）が環境にやさしくないということが問題提起されており、かかる観点からＴｒｅａｔｅｄＤｉｓｔｉｌｌｅｄＡｒｏｍａｔｉｃＥｘｔｒａｃｔｓ（Ｔ−ＤＡＥ）やＳｏｌｖｅｎｔＲｅｓｉｄｕｅＡｒｏｍａｔｉｃＥｘｔｒａｃｔｓ（Ｓ−ＲＡＥ）と呼ばれるＤＭＳＯ抽出分が３重量％未満のアロマオイルが使用され始めている。

タイヤトレッド用ゴム組成物に低ＰＣＡ芳香族系オイルを使用した場合、オイル自身の軟化点や粘度が低いため、ゴム組成物として粘弾性特性が変化したり、脆化温度が低下したり、タイヤのグリップ性能が低下したりするという問題がある。そのため、低ＰＣＡオイルを使用してもグリップ性能が低下しないように樹脂を添加した提案（特許文献１参照）があるが、特定の樹脂を使用しない限り、モジュラスが低下したり、耐摩耗性が悪化するといった問題が依然としてある。

特開平１１−１３０９０９号公報

従って、本発明の目的はＤＭＳＯ抽出分が３重量％未満の芳香族系オイル（芳香族系プロセスオイル）を使用したゴム組成物のグリップ性能を改善することにある。

本発明に従えば、ゴム１００重量部、ＩＰ３４６／９２法によるジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）抽出物質が３重量％未満の芳香族系オイル５〜５０重量部、軟化点が６０〜１３０℃のジペンテン芳香族ビニル共重合体樹脂２〜４０重量部を含んでなるゴム組成物が提供される。

本発明に従えば、更に上記ゴム組成物をタイヤトレッド部に用いた空気入りタイヤが提供される。

本発明によれば、ゴム組成物に低ＰＣＡ芳香族系オイルと特定のジペンテン芳香族ビニル共重合体樹脂を組み合わせて配合することによって、タイヤの転がり抵抗を悪化させることなく、グリップ性能を改善することができる。

本発明者らは前記課題を解決すべく研究を進めた結果、ＤＭＳＯ抽出分が３重量％未満の芳香族系オイルを使用し、軟化点が６０〜１３０℃、好ましくは７０〜１００℃のジペンテン芳香族ビニル共重合体樹脂を添加することによって得られるゴム組成物は、タイヤトレッド部に使用した場合、他の性能に悪影響を及ぼすことなく、グリップ性能を改善できることを見出した。

石油系プロセスオイルは極めて多種類の低分子炭化水素化合物との混合物であり、その性質は、アロマティク、ナフテニック及びパラフィニック成分の構成比率、各成分分子のミクロな形状（側鎖や環状成分の割合等）、分子量等を総合したオイルの構造によって決まる。このオイルの構造が、ゴムとオイルの親和性、伸長下あるいは動的条件下でのゴムの分子挙動、コンパウンド中のオイル流動性、マイグレーション等を支配し、その結果がゴムの未加硫、加硫物性に反映していると考えるが、その詳細な機構については解明されていない。一般に芳香族炭化水素含有量ＣＡが大きいと、親和性は強くなり、動的条件下でのｔａｎδは増加する。プロセスオイルはゴム製品の製造時の省エネ、ゴム粘度の低下による加工生産性の向上などのために使用するが、製品の品質特性、特に例えばタイヤ製品の燃費性、グリップ性にも影響を与える。ｔａｎδを下げて、燃費性を向上させるには、芳香族炭化水素含有量ＣＡ（％）の少ないナフテニック又はパラフィニック成分比率の高いオイルが、逆に、ｔａｎδを上げてグリップ性をよくするには、ＣＡ％の多いアロマティックオイルが適していることがよく知られている。

本発明のゴム組成物に配合する芳香族系オイルは前述の如く、ＤＭＳＯ抽出分が３重量％未満であれば特に制限はなく、市販の任意のオイルを使用することができる。なお、ＤＭＳＯ抽出分はＩＰ３４６／９２法に準拠して求めることができる。使用する芳香族系オイルのＤＭＳＯ抽出物質が多いと、環境負荷の面で好ましくない。

本発明のゴム組成物に配合する芳香族系オイルの配合量はゴム１００重量部に対し、５〜５０重量部、好ましくは１０〜４５重量部である。この配合量が少ないと加工性が悪化するので好ましくなく、逆に多いと加工性が悪化したり隣接するコンパウンドにマイグレーションしたりするので好ましくない。本発明において使用することのできる他の軟化剤としてはパラフィンオイル、ナフテンオイルの軟化剤の他、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジ−（２−エチルヘキシル）フタレート（ＤＯＰ）、ジ−（ｎ−オクチル・フタレート（ＤＯＰ）、ジ−（２−エチルヘキシル）セベケート（ＤＯＳ）、ジ−（２−エチルヘキシル）アジペート（ＤＯＡ）などの合性可塑剤などをあげることができる。

本発明のゴム組成物に配合される、軟化点６０〜１３０℃のジペンテン芳香族ビニル共重合体としては、例えばヤスハラケミカル（株）よりＹＳレジンＴＯ８５（軟化点８５℃）、ＹＳレジンＴＯ１２５（軟化点１２５℃）、ＹＳレジンＴＯ１０５，ＹＳレジン１１５などとして市販されているものを使用することができる。ここで軟化点はＤＳＣ（示差走査熱量計）に従って測定した値をいう。この軟化点が低いとグリップが低くなるので好ましくなく、逆に高いと低温特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される軟化点の６０〜１３０℃のジペンテン芳香族ビニル共重合体樹脂の量はゴム１００重量部に対し２〜４０重量部、好ましくは２〜３０重量部、更に好ましくは２〜１５重量部である。この配合量が少ないと、グリップが低くなるので好ましくなく、逆に多いと加工性が悪化したり、低温特性が悪化するので好ましくない。

本発明に係るゴム組成物に用いることのできるゴムとしては、タイヤ用などに使用できる任意のゴム、例えば天然ゴム（ＮＲ）、各種ブタジエンゴム（ＢＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などのジエン系ゴム、その他があげられ、これらはその用途に応じて単独又は任意のブレンドとして用いることができる。上記ゴムは予じめゴムにアロマオイルを添加した油展ゴムも含まれ、そのアロマオイルについても、ＤＭＳＯ抽出分が３重量％未満である。

本発明に係るゴム組成物には、前記した成分に加えて、カーボンブラックやシリカなどのその他の補強剤（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、その他のゴム組成物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。

標準例１、実施例１〜３及び比較例１〜４
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６分間混練し、１５０℃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を評価した。結果は表Ｉに示す。

次に得られたゴム組成物を金型中で１６０℃で２０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
硬度：ＪＩＳＫ−６２５３に準拠して測定した。
Ｍ３００（３００％モジュラス）：ＪＩＳＫ−６２５１に準拠して測定し、標準例１の値を１００として指数表示した。

ｔａｎδ（０℃及び６０℃）：粘弾性スペクトロメーター（東洋精機製作所（株）製粘弾性スペクトロメーター）を用い、温度０℃及び６０℃、歪率１０±２％、周波数２０Ｈｚの条件で測定し、標準例１の値を１００として指数表示した。
耐摩耗性指数：ランボーン摩耗試験機を用いてＪＩＳＫ−６２６４に準拠し、荷重４．０kg（＝３９Ｎ）、スリップ率３０％の条件にて測定し、標準例１の値を１００として指数表示した。この指数値が大きいほど耐摩耗性は良好である。

表Ｉ脚注
ＳＢＲ１：日本ゼオン（株）製Ｎｉｐｏｌ９５２８Ｒ（油展オイルのＤＭＳＯ抽出分２４重量％）
ＳＢＲ２：乳化重合（スチレン４２．６重量部、１，３−ブタジエン５７．５重量部、分子量調整剤（ｔ−ドデシルメルカプタン）０．１６重量部、重合開始剤（ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド）０．１重量部、乳化剤（ロジン酸石ケン）２重量部、重合温度８℃）によって合成した油展のスチレン・ブタジエン・コポリマーで、アロマオイル含有量がスチレン・ブタジエン・コポリマー１００重量部当り３７．５重量部、アロマオイルの種類はＤＭＳＯ抽出分が２．５重量％を使用している。得られたＳＢＲ２のスチレン含有量はスチレン・ブタジエン・コポリマー成分に対して３６〜３８重量％、ブタジエン成分中の１，４−シス含有率は１０％、ブタジエン成分中の１，４−トランス含有率は７６％、ブタジエン成分中の１，２−ビニル含有率は１４％であり、ガラス転移点（Ｔｇ）は、−４２℃である。
ＢＲ：日本ゼオン（株）製ＢＲ１２２０
樹脂１：ヤスハラケミカル（株）製ＹＳレジンＴＯ８５（軟化点８５℃）
樹脂２：ヤスハラケミカル（株）製ＹＳレジンＴＯ１２５（軟化点１２５℃）
樹脂３：荒川化学工業（株）製ロジン樹脂中国ロジンＷＷ
樹脂４：トーネックス（株）製石油樹脂エスコレッツ１１０２
樹脂５：新日鐵化学（株）製クマロン・インデン樹脂エスクロンＧ−９０
アロマオイル：昭和シェル石油（株）製エキストラクト４号Ｓ（ＤＭＳＯ抽出分２．６重量％）
シリカ：デグッサ製ＵＬＴＲＡＳＩＬＶＮ−３
カーボンブラック：キャボットジャパン（株）製ショウブラックＮ２３４
ＺｎＯ：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
老化防止剤：フレキシス製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ６ＰＰＤ
シランカップリング剤：デグッサ製Ｓｉ６９
硫黄：鶴見化学工業（株）製金華印油入微粉硫黄
加硫促進剤ＣＺ：大内新興化学工業（株）製ノクセラーＣＺ
加硫促進剤ＤＰＧ：フレキシス製ＰＥＲＫＡＣＩＴＤＰＧ

ゴム組成物に低ＰＣＡオイルとジペンテン芳香族ビニル共重合体樹脂を組み合わせることにより、モジュラスの低下、耐摩耗性の悪化、転がり抵抗の指標となるｔａｎδ（６０℃）を悪化させることなく、グリップの指標であるｔａｎδ（０℃）が増加した（実施例１〜３）。また低ＰＣＡオイルと他の樹脂を組み合わせると、ｔａｎδ（０℃）が増加が見られるが、モジュラスが低下したり、耐摩耗性が悪化したりする（比較例１〜５）。

ＤＭＳＯ抽出分が３重量％未満の芳香族系オイルを配合したゴム組成物に、軟化点６０〜１３０℃のジペンテン芳香族ビニル共重合体樹脂を添加することによって、他の性能に悪影響を及ぼすことなく、ゴム組成物のグリップ性能を改善することが可能となり、例えば空気入りタイヤのトレッド用などとして使用することができる。

Claims

ゴム１００重量部、ＩＰ３４６／９２法によるジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）抽出物質が３重量％未満の芳香族系オイル５〜５０重量部、軟化点が６０〜１３０℃のジペンテン芳香族ビニル共重合体樹脂２〜４０重量部を含んでなるゴム組成物。
前記ジペンテン芳香族ビニル共重合体樹脂の配合量がゴム１００重量部当り２〜１５重量部である請求項１に記載のゴム組成物。
請求項１又は２に記載のゴム組成物をトレッド部に用いた空気入りタイヤ。