JP2008037998A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】他の物性を損なうことなく、ゴム組成物の加硫時間を短縮すると共に、ウェット性能や転がり抵抗を改良できるタイヤトレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】（Ａ）天然ゴムのフィールドラテックスを遠心分離法により分離した下層成分を乾燥させて得られる天然ゴムを含むゴム成分１００重量部、（Ｂ）シリカ１０〜９０重量部及び（Ｃ）カーボンブラック１０〜９０重量部を含んでなるトレッド用ゴム組成物並びにそれを用いた空気入りタイヤ。
【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、更に詳しくはゴムの加硫時間を短縮すると共に、ウェット性能及び転がり抵抗を改良させたタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。

天然ゴムの製造方法として、産地でフィールドラテックスに酸を加えて凝固させる方法が知られている。具体的には、フィールドラテックスに酸を加えて凝固させた後、ロールを通して水分を除去（シーティング）し、陰干しして得た未燻製シートを水洗し、例えば７０℃程度の温度で６〜８日間燻煙しながら乾燥させて天然ゴムを得ている。しかし、この方法には手間がかかるという問題がある。また、この方法で採取した天然ゴムは、フィールドラテックスに含まれる、加硫速度を早める効果を有するたんぱく質などの非ゴム成分が含まれなくなる。例えば特許文献１及び２には、天然ゴムラテックスをパルス燃焼乾燥してゴムを製造する製造方法が記載されているが、これらは本発明を教えるものではない。

特開２００５−１９４５０３号公報 特開２００５−２９８６７２号公報

本発明の目的は、天然ゴムフィールドラテックスの廃棄成分を回収してゴム組成物に配合して、加硫時間を短縮すると共に、ウェット性能や転がり抵抗を改良させたゴム組成物を提供することにある。

本発明に従えば、（Ａ）天然ゴムのフィールドラテックスを遠心分離法により分離した下層成分を乾燥させて得られる天然ゴムを含むゴム成分１００重量部、（Ｂ）シリカ１０〜９０重量部及び（Ｃ）カーボンブラック１０〜９０重量部を含んでなるタイヤトレッド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、産地で得られる天然ゴムのフィールドラテックスを遠心分離法により分離した下層成分を、パルス燃焼乾燥法を用いて、乾燥させて得られる天然ゴムは、たんぱく質などの非ゴム成分を含んでいるため、シリカ多量配合系トレッド用ゴム組成物にこれを配合することによりゴム組成物の加硫時間を短縮することができ、耐摩耗性を向上させることができる。

本発明者らは、前記課題を解決すべく研究を進めた結果、天然ゴムのフィールドラテックスを遠心分離法により分離して得られる下層成分を、例えば特開２００５−１９４５０３号公報に記載されるように、分離された下層成分をパルス衝撃波を発生させるパルス燃焼機を用いて瞬間的に乾燥させることにより、天然ゴムを得ることができ、かかる方法により天然ゴムの生産性及び熱効率の大幅な向上が達成され、更に従来の噴霧乾燥法などの加熱乾燥で生じるゴムの熱劣化やゲル化が抑制されることにより、ゴム品質を容易にコントロールすることができる。また、かかる方法により得られる天然ゴムはたんぱく質などの非ゴム成分を含んでいるため、ゴム組成物の加硫速度を早めることができる。

本発明に従ったゴム組成物のゴム成分には天然ゴムのフィールドラテックスを遠心分離した下層成分を乾燥させて得られる天然ゴムを配合して用いる。かかる特定の天然ゴムの配合量には特に限定はないが、ゴム成分１００重量部当り５〜６０重量部であるのが好ましく、２０〜５０重量部であるのが更に好ましい。この配合量が少ないと所望の効果が得にくくなり、逆に多いと耐熱性が劣るので好ましくない。

本発明に従ったゴム組成物にゴム成分として配合することができるゴムとしては、タイヤトレッド用などに配合することができる任意のゴムとすることができ、具体的には天然ゴム、ポリイソプレンゴム、各種ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、各種スチレンブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などをあげることができる。

天然ゴムのフィールドラテックスを遠心分離した下層成分の乾燥方法には特に限定はないが、前記下層成分をパルス燃焼による衝撃波の雰囲気下に噴射して乾燥させるのが好ましい。

天然ゴムや合成ゴムのラテックスをパルス乾燥させる方法は例えば前記特許文献１及び２などに記載されている通り、従来から知られており、本発明においてもこれらの方法に従って、前記下層成分をパルス乾燥することができる。具体的には、例えば前記下層成分（少量のゴム成分とたんぱく質、脂肪酸などの非ゴム成分を多く含むしょう液成分）を、例えば特開平７−７１８７５号公報などに記載のパルス衝撃波を用いて例えば固形分濃度が４０重量％以下のフィールドラテックスを遠心分離して得た下層成分を、例えば周波数５０〜１５００Hz、特に好ましくは９００〜１２００Hzで、例えば１４０℃以下、特に好ましくは４０〜１００℃の温度条件下で乾燥室に噴射乾燥させることができる。

本発明に従ったゴム組成物には、ゴム成分１００重量部当り１０〜９０重量部、好ましくは２０〜７０重量部のシリカを配合する。この配合量が少ないとウェット性能と低転がり抵抗の両立が図れないので好ましくなく、逆に多いとシリカの分散性が悪化するので好ましくない。本発明に用いる好ましいシリカは、例えば分散性、補強性の観点から窒素吸着比表面積（ＪＩＳ Ｋ ６２１７に従って測定）が５０〜２００ｍ²／ｇ、更に好ましくは１００〜１５０ｍ²／ｇであり、またＣＴＡＢ吸着比表面積（ＪＩＳ Ｋ ６２１７に従って測定）が５０〜２００ｍ²／ｇ、特に好ましくは１００〜１５０ｍ²／ｇである。

本発明に従ったゴム組成物には、ゴム成分１００重量部当り１０〜９０重量部、好ましくは１０〜６０重量部のカーボンブラックを配合する。この配合量が少ないと充分な補強性が得られないので好ましくなく、逆に多いと分散性が悪く発熱が高いので好ましくない。
本発明に用いるカーボンブラック、例えば分散性、補強性の観点から窒素吸着比表面積（ＪＩＳ Ｋ ６２１７に従って測定）が５０〜２００ｍ²／ｇ、特に好ましくは１００〜１５０ｍ²／ｇであり、またＣＴＡＢ吸着比表面積（ＪＩＳ Ｋ ６２１７に従って測定）が７０〜２５０ｍ²／ｇ、特に好ましくは１００〜１５０ｍ²／ｇである。

本発明に従ったゴム組成物には、分散性、補強性向上の観点から、好ましくはゴム組成物中のシリカ重量当り５〜１０重量％、更に好ましくは６〜８重量％のシランカップリング剤を配合することができる。

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以外の補強剤（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。

実施例１及び比較例１〜５
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所定の金型中で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
Ｔ３０；ダイ加硫試験法Ａ法（ＪＩＳ Ｋ ６２００）による試験開始から３０％加硫までの時間（分）を比較例１を１００として指数表示した。この指数が小さいほど加硫速度が速いことを示す。
硬度Ｈｓ：ＪＩＳ Ｋ ６２５３（タイプＡデュロメータ）に準拠して測定。
３００％モジュラス：ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠して測定。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補強性に優れる。

ｔａｎδ（０℃及び６０℃）：ＪＩＳ Ｋ ６３９４に準拠して測定。
粘弾性スペクトロメータを用いて、温度０℃，６０℃、歪み率１０±２％、周波数２０Hzの条件で測定し、比較例１の値を１００として指数表示した。ｔａｎδ（０℃）の値が大きいほどウェット性能に優れ、ｔａｎδ（６０℃）の値が小さいほど転がり抵抗に優れることを示す。

耐摩耗性：ＪＩＳ Ｋ ６２６４のランボーン摩耗試験に準拠して測定。
ランボーン摩耗試験機により、試験片と研摩円盤の間のスリップ率を２５％に設定し、単位時間当りの試験片の摩耗量を測定した。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耐摩耗性に優れることを示す。

表Ｉ脚注
ＮＲ１；天然ゴム（ＳＩＲ２０）
ＮＲ２；天然ゴムのフィールドラテックスを遠心分離して得た、下層成分（少量のゴム成分とたんぱく質、脂肪酸などの非ゴム成分を多く含むしょう液成分）を、パルス衝撃波乾燥機（パルテック社製ハイパルコン）を用いて、周波数１０００Hz及び温度６０℃の条件下で、パルス燃焼により乾燥させた天然ゴム。

ＳＢＲ；日本ゼオン（株）製溶液重合ＳＢＲ ＮＩＰＯＬ ＮＳ４４０（スチレン含量＝２７％、ガラス転移温度Ｔｇ＝−２７℃）
ＢＲ；日本ゼオン（株）製ＮＩＰＯＬ ＢＲ１２２０
シリカ；ローディア製シリカ１６５ＧＲ（Ｎ₂ＳＡ１５０ｍ²／ｇ，ＣＴＡＢ＝１５５ｍ²／ｇ）
シランカップリング剤：Ｄｅｇｕｓｓａ製Ｓｉ６９
カーボンブラック；東海カーボン（株）製シーストＦ（Ｎ₂ＳＡ１５０ｍ²／ｇ）
亜鉛華；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）製ステアリン酸
老化防止剤；ＦＬＥＸＳＹＳ製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ ６ＰＰＤ
オイル；昭和シェル石油（株）製デゾレックス３号
ジエチレングリコール；日本触媒（株）製ジエチレングリコール
硫黄；細井化学工業（株）製油処理イオウ
加硫促進剤１；大内新興化学工業（株）製ノクセラーＣＺ−Ｇ
加硫促進剤２；住友化学（株）製ソクシノールＤ−Ｇ

以上の通り、本発明に係るゴム組成物は、他の物性を実質的に損なうことなく、加硫時間を短縮することができると共に、ウェット性能や転がり抵抗を改良することができるので、空気入りタイヤのトレッド部、サイド部などに好適に使用することができる。

Claims (6)

1. （Ａ）天然ゴムのフィールドラテックスを遠心分離法により分離した下層成分を乾燥させて得られる天然ゴムを含むゴム成分１００重量部、（Ｂ）シリカ１０〜９０重量部及び（Ｃ）カーボンブラック１０〜９０重量部を含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
2. 前記下層成分をパルス燃焼による衝撃波の雰囲気下に噴射して乾燥させる請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
3. 前記ゴム成分（Ａ）が前記天然ゴム５〜６０重量部を含む請求項１又は２に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
4. 前記シリカ（Ｂ）の窒素吸着比表面積が５０〜２００ｍ²／ｇであり、ＣＴＡＢ吸着比表面積が５０〜２００ｍ²／ｇである請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
5. 前記カーボンブラック（Ｃ）の窒素吸着比表面積が７０〜２５０ｍ²／ｇであり、ＣＴＡＢ吸着比表面積が７０〜２５０ｍ²／ｇである請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
6. 請求項１〜５のいずれか１項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。