JP2008255161A

JP2008255161A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2008255161A
Application number: JP2007096496A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Ochiai; 哲夫落合; Takashi Shikakubo; 隆志鹿久保; Mizuya Takeuchi; 瑞哉竹内; Yoshihisa Inoue; 芳久井上
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: JP5256639B2

Abstract

【課題】低発熱化が図れ、耐カット−耐疲労性−発熱性を高次元でバランスすることができるゴム組成物の提供。
【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２０重量部以上を含む、天然ゴム又は天然ゴム／ポリイソプレンゴムブレンド２０〜７０重量部及び（ii）ポリブタジエンゴム３０〜８０重量部を含むゴム１００重量部（但し、成分（ｉ）及び（ii）の合計１００重量部）並びに（Ｂ）沃素吸着量（ＩＡ）が５０〜１２０mg／ｇでＤＢＰ吸収量が６０〜１４０ml／１００ｇのカーボンブラック２０〜６０重量部を含むゴム組成物をサイドウォール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、更に詳しくは耐カット性、耐疲労性及び低発熱性が高次元でバランスしたゴム組成物をサイドウォールに用いた空気入りタイヤに関する。

近年、トラック、バス等の重荷重用タイヤにおいて省メンテナンス、低燃費に対するタイヤへの要求が高まりつつある。タイヤの低燃費化においては、ボリュームが多く路面に接地するトレッド部の転動抵抗を低下することがもっとも有効であるが、重荷重用タイヤトレッドの重要特性である耐摩耗性が低下してしまうことからサイドウォールコンパウンドの低発熱化についての検討も行われている。特許文献１においては、特定のカーボンとシリカをブレンド使用することにより低転がり性と耐摩耗性を改良する方法が提案されており、特許文献２においては、特定のポリマー（ＤＭＤＴ−ＥＰＴ）を使用することで耐疲労性と低燃費性を改良する方法が提案されているが、加工性を維持しつつ耐カット／耐疲労性・低燃費化を高次元にバランスするには到っていない。

特開平１０−３６５５９号公報特開２００１−１２３０２５号公報

従って、本発明の目的は、耐カット性、耐疲労性及び低発熱性の特性が高次にバランスしたゴム組成物をサイドウォールに用いた空気入りタイヤ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２０重量部以上を含む、天然ゴム又は天然ゴム／ポリイソプレンゴムブレンド２０〜７０重量部及び（ii）ポリブタジエンゴム３０〜８０重量部を含むゴム１００重量部（但し、成分（ｉ）及び（ii）の合計１００重量部）並びに（Ｂ）沃素吸着量（ＩＡ）が５０〜１２０mg／ｇでＤＢＰ吸収量が６０〜１４０ml／１００ｇのカーボンブラック２０〜６０重量部を含んでなるゴム組成物をサイドウォールに用いた空気入りタイヤが提供される。

本発明によれば、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することによって得られた固形状のパルス乾燥低恒粘度化天然ゴムを２０重量部以上含む天然ゴム又は天然ゴム／ポリイソプレンゴムブレンド２０〜７０重量部を、ポリブタジエンゴム３０〜８０重量部と共に用いることにより、低発熱化が図れ、耐カット性、耐疲労性及び低発熱性を高次元でバランス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、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することによって得られた固形状のパルス乾燥低恒粘度化天然ゴムを少なくとも２０重量部含む天然ゴム又は天然ゴム／ポリイソプレンゴムブレンド２０〜７０重量部及びポリブタジエンゴムを３０〜８０重量部を含むゴム（両者の合計）１００重量部及び特定のカーボンブラックを配合したゴム組成物によって、前記目的を達成できることを見出した。

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２０重量部以上、好ましくは３０〜５０重量部を含む、ゴム１００重量部に対し、特定のカーボンブラック２０〜６０重量部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で、前記ジエン系ゴムの少なくとも２０重量％、好ましくは３０〜５０重量％を、置換してゴム分として用いる。この低恒粘度化天然ゴムの配合量が少ないと所望の効果が得られないので好ましくない。

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剤を添加する。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０．０１〜３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低恒粘度化天然ゴムを、少なくとも２０重量部含むゴム１００重量部に対し、沃素吸着量（ＩＡ）（ＪＩＳＫ６２１７−１にて測定）５０〜１２０mg／ｇ、好ましくは７０mg／ｇ以上１００mg／ｇ未満及びＤＢＰ吸収量（ＪＩＳＫ６２１７−４にて測定）６０〜１４０ml／１００ｇ、好ましくは６０〜１１０ml／１００ｇのコロイダル特性を有するカーボンブラックを２０〜６０重量部、好ましくは３０重量部以上５０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。なお、かかるカーボンブラックは公知であり、一般の市販品を使用することができる。前記カーボンブラックの配合量が少ないと、耐カット性が低下するので好ましくなく、逆に多いと発熱が高くなるので好ましくない。

本発明によれば、パルス乾燥天然ゴムを２０重量部以上、通常の天然ゴムに置換して特定のカーボンブラックと組合せて使用することによって低発熱化が図れ耐カット性、耐疲労性及び低発熱性を高次元でバランスさせることができる。

本発明によれば、前記ポリブタジエンゴム３０〜８０重量部のうちの少なくとも２０重量部、好ましくはポリブタジエンゴム全体の５０〜１００重量％が、シス−１，４−ポリブタジエンのマトリックス部分に１，２−ポリブタジエンを主成分とする沸騰ｎ−ヘキサン不溶分５重量％以上を含むポリブタジエンゴムであるのが好ましい。かかるポリブタジエンゴムは例えば特開平５−１９４６５８号公報などに記載の通り公知であり、また宇部興産（株）よりＵＢＥＰＯＬＶＣＲ４１２，ＵＢＥＰＯＬＶＣＲ６１７などとして市販されている。かかるポリブタジエンゴムの配合量が少ないと耐カット性の改善効果が小さくな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、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。

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、空気入りタイヤのサイドウォールの部分に、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。天然ゴムＢの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１〜５及び比較例１
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温調６０℃、回転数６０rpm及び放出温度１６０℃で混合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左右１０回切り返すことによって混練し、ゴム組成物を得た。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の物性を測定した。結果は標準例１の値を１００として表Ｉに指数表示した。

試験方法
破断伸び：引張り試験はＪＩＳ３号ダンベルを用い、ＪＩＳＫ６２５１に従って測定した。この指数値が大きい程、破断伸びが高く良好であることを示す。
硬さ：ＪＩＳＫ６２５３に準拠して、耐カット性の代用特性として測定した。この指数値が高い程良好であることを示す。

発熱特性（ｔａｎδ）：（株）東洋精機製作所製、粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪１０％、振幅±２％、周波数２０Hzで測定した。この指数値が低い方が発熱が小さく良好であることを示す。
耐屈曲疲労性：ＪＩＳＫ６２６０に従ったデマチャ屈曲試験により、室温で１０万回屈曲させた後の亀裂の長さを測定した。ストロークは４０mm、速度は３００±１０rpmとした。この指数値が大きい程、亀裂の成長量が少なく耐屈曲疲労性が良好であることを示す。

表Ｉ脚注
＊１：ＲＳＳ＃３
＊２：パルス乾燥天然ゴム（調製例参照）
＊３：日本ゼオン（株）製ＢＲ１２２０
＊４：宇部興産（株）製ＶＣＲ４１２
＊５：東海カーボン（株）製シーストＮ（ＩＡ＝６９mg／ｇ，ＤＢＰ吸収量９４〜１０８ml／１００ｇ）
＊６：出光興産（株）製ダイアナプロセスオイルＡＨ−２０
＊７：住友化学（株）製アンチゲン６Ｃ
＊８：正同化学工業（株）製酸化亜鉛３種
＊９：日本油脂（株）製ビーズステアリン酸
＊１０：ＦＬＥＸＳＹＳ社製ＳＡＮＴＯＣＵＲＥＴＢＢＳ
＊１１：細井化学工業（株）製微粉イオウ（２００メッシュ）

表Ｉにおいて標準例１のコントロールに比較して、比較例１はＢＲにＶＣＲのみを使用した例で、低発熱性が悪化して好ましくない。これに対し、実施例１〜５は本発明の範囲内の例で、破断伸び／硬さ／発熱特性／疲労性が高次元でバランスされている。

本発明によれば、ゴム１００重量部中に、パルス乾燥天然ゴムを２０重量部以上用い、そして、特定のカーボンブラックと併用することによって、耐カット性、耐疲労性及び低発熱性が高次元でバランスしたゴム組成物を得ることができるので、空気入りタイヤのサイドウォールなどとして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サイドウォール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２０重量部以上を含む、天然ゴム又は天然ゴム／ポリイソプレンゴムブレンド２０〜７０重量部及び（ii）ポリブタジエンゴム３０〜８０重量部を含むゴム１００重量部（但し、成分（ｉ）及び（ii）の合計１００重量部）並びに（Ｂ）沃素吸着量（ＩＡ）が５０〜１２０mg／ｇでＤＢＰ吸収量が６０〜１４０ml／１００ｇのカーボンブラック２０〜６０重量部を含んでなるゴム組成物をサイドウォールに用いた空気入りタイヤ。
前記ポリブタジエンゴム３０〜８０重量部のうちの少なくとも２０重量部が、シス１，４−ポリブタジエンのマトリックス成分に１，２−ポリブタジエンを主成分とする沸騰ｎ−ヘキサン不溶分５重量％以上含むポリブタジエンゴムである請求項１に記載の空気入りタイヤ。