JP2008255153A

JP2008255153A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2008255153A
Application number: JP2007096270A
Authority: JP
Inventors: Riyuujiro Kutsuzawa; 龍次郎沓澤; Takuei Tsuji; 拓衛辻; Taketo Takahashi; 建人高橋; Takashi Shikakubo; 隆志鹿久保
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2007-04-02
Filing date: 2007-04-02
Publication date: 2008-10-23
Anticipated expiration: 2027-04-02
Also published as: JP5256637B2

Abstract

【課題】加工性を悪化させることなく、発熱を抑制させることができる空気入りタイヤの有機繊維コートコンパウンドの提供。
【解決手段】（Ａ）（ｉ）恒粘度化剤を固形天然ゴム重量に対して０．００１重量％以上含み、水溶性アンモニウム塩の添加によってマグネシウム含有量が固形天然ゴム重量に対して０．０２重量％以下に低減された天然ゴムラテックスを、パルス波を用いた噴霧乾燥法によって乾燥して得られた固形状の低恒粘度化天然ゴムを３０重量％以上含む天然ゴム（ＮＲ）５０重量部以上及び（ii）スチレンブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）５０重量部以下を含むゴム１００重量部並びに（Ｂ）沃素吸着量（ＩＡ）が２０〜１００mg／ｇで、ＤＢＰ吸収量が５０〜１４０ml／１００ｇのカーボンブラック２０〜７０重量部を含むゴム組成物を有機繊維のコートコンパウンドに用いた空気入りタイヤ。
【選択図】図１

Description

本発明は空気入りタイヤに関し、更に詳しくはパルス乾燥低恒粘度化天然ゴムを配合したゴム組成物を有機繊維のコートコンパウンドに用いた空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤにおいて、有機繊維を被覆しているカーカスコートコンパウンドは、タイヤ骨格機能の役割も有しているので、転動抵抗に影響を与えるため、低発熱性が要求される。一般に、発熱を抑制する手法としては、大粒径カーボンを少量配合したり（特許文献１参照）、溶液重合スチレンブタジエン共重合体ゴムを配合したり（特許文献２参照）、シリカを配合したりする（特許文献３参照）等の手法が一般的に知られているが、いずれも加工性が悪化するという問題がある。

特開平０８−１７６３４５号公報特開平０６−２４８１１３号公報特開平０８−２４５８３８号公報

従って、本発明の目的は、加工性を悪化させることなく、発熱を抑制させることができる空気入りタイヤの有機繊維コートコンパウンドを提供することにある。

本発明に従えば、（Ａ）（ｉ）恒粘度化剤を固形天然ゴム重量に対して０．００１重量％以上含み、水溶性アンモニウム塩の添加によってマグネシウム含有量が固形天然ゴム重量に対して０．０２重量％以下に低減された天然ゴムラテックスを、パルス波を用いた噴霧乾燥法によって乾燥して得られた固形状の低恒粘度化天然ゴムを３０重量％以上含む天然ゴム５０重量部以上及び（ii）スチレンブタジエン共重合体ゴム５０重量部以下からなるゴム１００重量部並びに（Ｂ）沃素吸着量（ＩＡ）が２０〜１００mg／ｇで、ＤＢＰ吸収量が５０〜１４０ml／１００ｇのカーボンブラック２０〜７０重量部を含んでなるゴム組成物を有機繊維のコートコンパウンド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５０重量部以上配合する天然ゴムの３０重量％以上をパルス乾燥低恒粘度化天然ゴムに置き換えることで、加工性を悪化させることなく、発熱を抑制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、パルス乾燥低恒粘度化天然ゴムを３０重量％以上、好ましくは５０〜１００重量％含む天然ゴム５０重量部以上、好ましくは５５〜１００重量部と、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム５０重量部以下、好ましくは０〜４５重量部とからなるゴム１００重量部に、特定のカーボンブラック２０〜７０重量部、好ましくは３０〜６０重量部を配合することにより、前記目的を達成し得ることを見出した。

本発明によれば、金属元素含量が低減された、恒粘度化剤を含む天然ゴムラテックスをパルス波雰囲気に噴霧することにより乾燥した固形状の低恒粘度化天然ゴム３０重量％以上を含む天然ゴム５０重量部以上とスチレン−ブタジエン共重合体ゴム５０重量部以下とからなる、ゴム１００重量部に対し、特定のカーボンブラック２０〜７０重量部を配合することによって、前記目的を達成したゴム組成物を得ることができる。

本発明においては、水溶性アンモニウム塩の添加によって金属元素（例えばマグネシウム、鉄）の含有量、特にマグネシウム含有量が０．０２重量％以下、好ましくは０．０１重量％以下に低減された、恒粘度化剤（例えば硫酸ヒドロキシルアミン、塩酸ヒドロキシルアミン、ヒドロキシルアミン、セミカルバジド、ジメドン、ヒドラジド化合物及び脂肪族多価カルボン酸誘導体のエステル）を、固形天然ゴム重量の０．００１重量％以上、好ましくは０．００５〜３重量％含む天然ゴムラテックスをパルス乾燥させて得られた固形状低恒粘度化天然ゴムを３０重量％以上含む天然ゴムと、スチレン−ブタジエン共重合体ゴムとのブレンドをゴム分として用いる。

前記低恒粘度化天然ゴムは、例えば本発明者らが先に提案した特願２００６−２２８１４９号明細書に記載した方法によって得ることができる。具体的には、例えばゴムの木からタッピングによって採取した樹液をろ過した後、得られたラテックスに水溶性のアンモニウム塩（例えばリン酸水素二アンモニウム、硫酸アンモニウムなど）を添加して、例えば１０〜５０℃で０．２〜２４時間撹拌処理し、天然ゴムラテックス中のマグネシウム、鉄（好ましくはマグネシウム）といった金属元素の含有量を低下させ、特に、マグネシウム含有量を乾燥ラテックス重量基準で、０．０２重量％以下、好ましくは０．０１重量％以下に低下させる。マグネシウム含有量が０．０２重量％を超えると十分な加硫速度が得られないので好ましくない。水溶性のアンモニウム塩の添加量には特に限定はないが、ラテックス中の固形物重量に対し０．２〜１０重量％であるのが好ましい。次に、金属含有量を低下させた天然ゴムラテックスをパルス雰囲気に噴霧して乾燥する。パルス乾燥は上記天然ゴムラテックスを、例えば特開平７−７１８７５号公報などに記載のパルス衝撃波を発生させるパルス燃焼機を用いて、乾燥してゴムを製造する方法である。本発明では、このようなパルス燃焼機を用いて、好ましくは固形分濃度７０重量％以下のラテックスを、好ましくは音圧１２０〜１６０デシベル（db）、更に好ましくは１３０〜１５０db、好ましくは周波数２５０〜１２００Hz、更に好ましくは３００〜１０００Hzで、好ましくは温度１４０℃以下、更に好ましくは４０〜１００℃の条件下に乾燥室にラテックスを噴射乾燥させる。

一方、天然ゴムは、経時的に粘度が増大していくことが一般的に知られている。このため従来から天然ゴム中に恒粘度化剤を含ませることによって天然ゴムの粘度上昇を抑えることが行われている場合がある。本発明においても、パルス燃焼による衝撃波の雰囲気下に噴射乾燥させる天然ゴムラテックス中に恒粘度化剤を添加する。このような恒粘度化剤としては、前記パルス乾燥条件下において分解するおそれのない従来から一般に使用されている任意の恒粘度化剤を用いることができ、具体的には、例えば硫酸ヒドロキシルアミン（（ＮＨ₂ＯＨ）₂・Ｈ₂ＳＯ₄）、塩酸ヒドロキシルアミン、ヒドロキシルアミンなどのヒドロキシルアミン類、セミカルバジド、ジメドン、ヒドラジド化合物（アセトヒドラジド、プロピオン酸ヒドラジド、酪酸ヒドラジド、ラウリン酸ヒドラジド、パルミチン酸ヒドラジド、ステアリン酸ヒドラジド、安息香酸ヒドラジド、乳酸ヒドラジド、フタル酸ヒドラジド）、脂肪族多価カルボン酸誘導体のエステルなどの少なくとも一種を用いることができる。これらの恒粘度化剤は原料天然ゴムラテックス中の固形分（乾燥ゴム分）に対し、０．００１重量％以上、好ましくは０．００５〜３重量％を添加する。

本発明によれば、天然ゴムラテックスをゴム固形分に対し０．２〜１０重量％の水溶性アンモニウム塩で処理し、更にヒドロキシルアミン類、セミカルバジド、ジメドン、ヒドラジド化合物、脂肪族多価カルボン酸誘導体のエステルより選ばれる少なくとも１種類の恒粘度化剤をゴム固形分に対して０．００１重量％以上、好ましくは０．００５〜３重量％添加してパルス雰囲気に噴霧することで得られる固形状のパルス乾燥低恒粘度化天然ゴムを少なくとも３０重量％、好ましくは５０〜１００重量％含む天然ゴム５０重量部以上、好ましくは５５〜１００重量部と、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム５０重量部以下、好ましくは０〜４５重量部とからなるゴム１００重量部に対し、よう素吸着量（ＩＡ）２０〜１００mg／ｇ，ＤＢＰ吸収量５０〜１４０ml／１００ｇであるカーボンブラック２０〜７０重量部、好ましくは３０〜６０重量部を配合することにより、空気入りタイヤの有機繊維のコートコンパウンドに用いるのに適したゴム組成物を得ることができる。

本発明のゴム組成物において、パルス乾燥低恒粘度化天然ゴムの配合量が少ないと発熱性向上の効果が低いので好ましくなく、またスチレンブタジエン共重合体の配合量が少ないと発熱性が悪化するので好ましくなく、逆に配合量が多いと加工性が悪化するので好ましくない。

本発明において使用するカーボンブラックは、沃素吸着量（ＩＡ）（ＪＩＳＫ６２１７に準拠して測定）が２０〜１００mg／ｇ、好ましくは３０〜９０mg／ｇ及びＤＢＰ吸収量（ＪＩＳＫ６２１７に準拠して測定）が５０〜１４０ml／１００ｇ、好ましくは６０〜１３０ml／１００ｇのコロイダル特性を有するもので、かかるカーボンブラックをゴム１００重量部に対し、２０〜７０重量部、好ましくは３０重量部以上６０重量部未満配合することによって所望のゴム組成物を得ることができる。かかるカーボンブラックは公知で市販されており、その配合量が少ないとゴムの補強性が低下するので好ましくなく、逆に多いと発熱性／加工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は、前記した成分に加えて、シリカなどの補強剤（フィラー）、加硫又は架橋剤、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。

本発明に係るゴム組成物は、例えば図１にその一例を示すように、空気入りタイヤのカーカスの部分に、従来方法と同様にして、好適に使用することができる。

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。

調製例１：天然ゴムＢの調製
（１）ラテックスの処理
未処理のフィールドラテックス（タイ産、アンモニア濃度＝１．０重量％、固形分濃度＝約３０重量％）にリン酸水素二アンモニウムを１重量％添加して３７℃，１０時間ゆっくり攪拌した。これをしばらく静置して沈殿物を除いて遠心分離機で１２０００rpm，３０分間遠心分離処理した。得られたクリーム状物に界面活性剤（ドデシル硫酸ナトリウム）を約０．１重量％加えて蒸留水にＤＲＣ（ＤｒｙＲｕｂｂｅｒＣｏｎｔｅｎｔ）が約５０％となるように分散した。硫酸ヒドロキシルアミンを０．１５重量％加えた。

（２）ラテックスの乾燥
上記で得た処理ラテックスを周波数１０００Hz、温度６０℃、音圧１３５db（デシベル）の条件でパルス衝撃波乾燥機（パルテック社製ハイパルコン）を用いて乾燥させて天然ゴムＢを得た。マグネシウム含有量は上記乾燥させて得られた固形天然ゴム重量基準で０．００１重量％以下であった。

標準例１、実施例１〜２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３リットルの密閉型ミキサーで５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、以下に示す試験法で加工性を評価した。次に得られたゴム組成物を所定の金型中で１５０℃で３０分間加硫して加硫ゴムシートを作製し、以下に示す試験法で加硫ゴム発熱性（ｔａｎδ）を評価した。結果は標準例１の値を１００として表Ｉに指数表示した。

加工性
ＪＩＳＫ６３００に準拠し、１００℃におけるムーニー粘度を測定した。この数値が高いほど加工性が良いことを示す。

発熱性：ＪＩＳ６３９４に準拠し、初期歪１０％、振幅±２％、周波数２０Hzにて２０℃におけるｔａｎδを測定した。この数値が大きいほど発熱性が低いことを示す。

表Ｉ脚注
※１：ＴＳＲ−２０
※２：パルス乾燥天然ゴム（調製例１で製造）
※３：ＮＩＰＯＬ１５０２（日本ゼオン株式会社製）
※４：シーストＮ（東海カーボン株式会社製）（ＩＡ：８２mg／ｇ，ＤＢＰ：１０２ml／１００ｇ）
※５：ＨＴＣ＃ＳＬ（新日化カーボン株式会社製）（ＩＡ：２０mg／ｇ，ＤＢＰ：５５ml／１００ｇ）
※６：ＵＬＴＲＡＳＩＬＶＮ−３Ｇ（ＵＮＩＴＥＤＳＩＬＩＣＡＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ社製）
※７：Ｓｉ−６９（デグッサ社製）
※８：エキストラクト４号（昭和シェル株式会社製）
※９：ＦＬＥＣＴＯＬＴＭＱ（ＦＬＥＸＳＹＳ株式会社製）
※１０：工業用ステアリン酸Ｎ（千葉脂肪酸株式会社製）
※１１：酸化亜鉛３種（正同化学工業株式会社製）
※１２：ノクセラーＮＳ−Ｐ（大内新興化学工業株式会社製）
※１３：クリテックスＨＳＯＴ２０（アクゾノーベル株式会社製）

以上の通り、本発明によれば、金属元素が低減され、恒粘度化剤を添加した天然ゴムラテックスをパルス波雰囲気に噴霧して得られるパルス乾燥低恒粘度化天然ゴムを３０重量％以上含む天然ゴム５０重量部以上及びスチレン−ブタジエン共重合体ゴム５０重量部以下からなるゴム１００重量部に対し、ＩＡが２０〜１００mg／ｇでＤＢＰ吸収量が５０〜１４０ml／１００ｇのカーボンブラック２０〜７０重量部を配合することによって、ゴム組成物を得ることができるので空気入りタイヤの有機繊維のコートコンパウンドなどに使用するのに好適である。

本発明に係る空気入りタイヤの一例のカーカスの部分を他の部分と共に示す、子午線方向半断面説明図である。

Claims

（Ａ）（ｉ）恒粘度化剤を固形天然ゴム重量に対して０．００１重量％以上含み、水溶性アンモニウム塩の添加によってマグネシウム含有量が固形天然ゴム重量に対して０．０２重量％以下に低減された天然ゴムラテックスを、パルス波を用いた噴霧乾燥法によって乾燥して得られた固形状の低恒粘度化天然ゴムを３０重量％以上含む天然ゴム５０重量部以上及び（ii）スチレンブタジエン共重合体ゴム５０重量部以下からなるゴム１００重量部並びに（Ｂ）沃素吸着量（ＩＡ）が２０〜１００mg／ｇで、ＤＢＰ吸収量が５０〜１４０ml／１００ｇのカーボンブラック２０〜７０重量部を含んでなるゴム組成物を有機繊維のコートコンパウンドに用いた空気入りタイヤ。
前記恒粘度化剤が硫酸ヒドロキシルアミン、ヒドロキシルアミン、セミカルバジド、ジメドン、ヒドラジド化合物及び脂肪族多価カルボン酸誘導体のエステルからなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載の空気入りタイヤ。