JP2009007421A - ゴム組成物およびタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】天然ゴム配合でシリカと同等以上の低ロス性を有し、かつムーニー粘度もカーボンブラック単独配合と同等レベルであるゴム組成物およびこれをトレッドに用いたタイヤを提供する。
【解決手段】天然ゴムを基材ポリマーとするゴム成分１００質量部に対し、高補強性カーボンブラック２０〜５０質量部と、非補強性充填剤１０〜４０質量部とが配合されてなるゴム組成物である。前記高補強性カーボンブラックの窒素吸着比表面積が６０ｍ^２／ｇ以上であることが好ましく、前記非補強性充填剤が炭酸カルシウムであることが好ましい。前記ゴム組成物をトレッドに用いたことを特徴とするタイヤである。
【選択図】なし

Description

本発明は、ベースポリマーとして天然ゴムを用いたゴム組成物およびタイヤに関し、特には、ゴム組成物の加工性と低ロス性とを両立することができるゴム組成物およびこのゴム組成物をトレッドに用いたタイヤに関するものである。

昨今、自動車の低燃費化に対する要求が強まってきており、転がり抵抗の小さいタイヤが求められている。そのため、タイヤトレッドに使用するゴム組成物として損失係数ｔａｎδ値が低い（以下「低ロス性」とする）低発熱性に優れたゴム組成物が求められている。このような要求に対し、配合剤としてシリカを添加することでゴム組成物のｔａｎδ値を下げ、低発熱化を図る方法が、今日、主流となってきた。

例えば、特許文献１には、タイヤ温度を低く抑えることを目的として補強性充填剤としてのカーボンをシリカに置き換え、シランカップリング剤を併用することで、熱による接着性能の低下を抑制することが、開示されている。

また、特許文献２では、カーボンブラックの配合系にシランカップリング剤を併用するだけでも、効率は低いもののゴムポリマーと充填剤との結合力を高めることができることから、かかる配合ゴム組成物を重荷重用空気入りタイヤのトレッドゴムに適用することにより、耐摩耗性と耐引裂性を犠牲にすることなく、低発熱性を向上させることが提案されている。
特開平７−１０２１１５号公報（特許請求の範囲等） 特開２０００−２２５８０５号公報（特許請求の範囲等）

しかしながら、シリカをゴム組成物に対する配合剤として使用した場合、５質量％以上の添加量になると、低ロス性は実現できるものの、未加硫ゴムのムーニー粘度が上昇し、混練、圧延等の加工性が困難になるという問題が生じてくる。

そこで本発明の目的は、天然ゴム配合系でシリカと同等以上の低ロス性を有し、かつムーニー粘度もカーボンブラック単独配合系と同等レベルであるゴム組成物およびこれをトレッドに用いたタイヤを提供することにある。

本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、天然ゴムを基材ポリマーとするゴム成分に対し、所定の高補強性カーボンブラックと非補強性充填剤とを所定量配合することによりゴム組成物の加工性と低ロス性とを両立することができることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のゴム組成物は、天然ゴムを基材ポリマーとするゴム成分１００質量部に対し、高補強性カーボンブラック２０〜５０質量部と、非補強性充填剤１０〜４０質量部とが配合されてなることを特徴とするものである。

本発明のゴム組成物は、前記高補強性カーボンブラックの窒素吸着比表面積が６０ｍ^２／ｇ以上であることが好ましく、また、前記非補強性充填剤が炭酸カルシウムであることが好ましい。

また、本発明のタイヤは、前記ゴム組成物をトレッドに用いたことを特徴とするものである。

本発明によると、天然ゴム配合系でシリカと同等以上の低ロス性を有し、かつムーニー粘度もカーボンブラック単独配合系と同等レベルであるゴム組成物およびこれをトレッドに用いたタイヤを提供することができる。

以下に本発明の実施の形態について具体的に説明する。

本発明のゴム組成物は、天然ゴム（ＮＲ）を基材ポリマーとするゴム成分１００質量部に対し、高補強性カーボンブラック２０〜５０質量部と、非補強性充填剤を１０〜４０質量部とが配合されてなる。好ましくは高補強性カーボンブラック３０〜５０質量部と、非補強性充填剤１０〜３０質量部とが配合されてなる。高補強性カーボンブラックが２０質量部未満であるとゴム組成物の強度が不十分であり、一方、５０質量部を超えるとムーニー粘度の上昇を招き、好ましくない。また、非補強性充填剤が１０質量部未満であると低ロス効果が不十分であり、一方、４０質量部を超えると耐摩耗性、耐グリップ性の低下を招き、好ましくない。

本発明のゴム組成物において、高補強性カーボンブラックは、例えばＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ等の種々のカーボンブラックを使用することができるが、好ましくは、窒素吸着比表面積が６０ｍ^２／ｇ以上の高補強性カーボンブラックであり、更に好ましくは７０ｍ^２／ｇ以上のカーボンブラックである。高補強性カーボンブラックの窒素吸着比表面積が６０ｍ^２／ｇ未満であると、所望の効果が得られないことがあり、好ましくない。

なお、窒素吸着比表面積は、ＡＳＴＭ Ｄ４８２０−９３に準拠して測定した値である。

本発明のゴム組成物において、非補強性充填剤はゴムに対する補強効果がないか、または小さいものである。具体的には、炭酸カルシウム、クレーおよびタルクなどが挙げられるが、炭酸カルシウムが最も所望の効果を得る上で、好ましい。

また、本発明のゴム組成物において、ムーニー粘度ＭＬ_１＋４（１００℃）が５０〜８０であることが好ましい。ムーニー粘度ＭＬ_１＋４（１００℃）が５０未満であるとグリーンストレングスが小さくなり、８０を超えると混練、圧延等の加工性が困難になり、好ましくない。

本発明において、ムーニー粘度ＭＬ_１＋４（１００℃）は、ＪＩＳ Ｋ６３００に準拠して測定した値である。

本発明のゴム組成物におけるゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）を基材ポリマーとするものであり、ゴム成分中、天然ゴムを６０質量％以上含んでいることが好ましい。また、天然ゴム以外のゴム成分としては、ポリイソプレンゴム、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ハロゲン化ブチルゴム等が挙げられる。

本発明のゴム組成物には、上記の成分の他、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、軟化剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、シランカップリング剤等のゴム業界で通常使用される配合剤を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択し配合することができる。これら配合剤は、市販品を好適に使用することができる。なお、上記ゴム組成物は、ゴム成分に、必要に応じて適宜選択した各種配合剤を配合して、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。

また、本発明のタイヤは、前記ゴム組成物をトレッドに用いたものである。これにより、混練、圧延等の加工性を損なうことなく低ロス性に優れたタイヤを実現することができる。

次に、本発明を実施例に基づき説明する。本発明は、この例によって限定されるものではない。

（実施例１〜３、比較例１〜３）
天然ゴム（ＮＲ）を用いて、下記の表１に示す配合内容の各種ゴム組成物を調製した。かかるゴム組成物の物性について、下記方法で、未加硫のムーニー粘度を測定し、ロス特性（ｔａｎδ）を測定した。

（ムーニー粘度）
ムーニー粘度ＭＬ_１＋４（１００℃）は、ＪＩＳ Ｋ６３００に準拠して測定した。

（ロス特性）
各ゴム組成物を加硫して得られた加硫ゴムに対して、レオメトリックス社製粘弾性測定試験機を用いて、動的歪２％の条件下で５０℃におけるｔａｎδを測定した。

１）カーボンブラック（商品名：シーストＫＨ、東海カーボン株式会社製、窒素吸着比表面積が９３ｍ^２／ｇ）
２）炭酸カルシウム（白石工業株式会社製）
３）シリカ（東ソー・シリカ株式会社製）
４）Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（商品名：ノクセラーＣＺ、大内新興化学工業株式会社製）
５）ジベンゾチアジルジスルフィド（商品名：ノクセラーＤＭ、大内新興化学工業株式会社製）

本発明の実施例では、ムーニー粘度およびロス特性の良好なゴム組成物が得られた。一方、シリカを配合した比較例では、ムーニー粘度およびロス特性ともに満足するゴム組成物は得られなかった。

Claims (4)

1. 天然ゴムを基材ポリマーとするゴム成分１００質量部に対し、高補強性カーボンブラック２０〜５０質量部と、非補強性充填剤１０〜４０質量部とが配合されてなることを特徴とするゴム組成物。
2. 前記高補強性カーボンブラックの窒素吸着比表面積が６０ｍ^２／ｇ以上である請求項１記載のゴム組成物。
3. 前記非補強性充填剤が炭酸カルシウムである請求項１または２記載のゴム組成物。
4. 請求項１〜３のうちいずれか一項記載のゴム組成物をトレッドに用いたことを特徴とするタイヤ。