JP2009062439A - タイヤサイドトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】加工性、発熱性及び耐疲労性を改善したタイヤサイドトレッド用ゴム組成物を提供すること。
【解決手段】（Ａ）天然ゴム及び／又は合成イソプレンゴム２０〜８０重量部とブタジエンゴム及び／又はスチレン−ブタジエン共重合体ゴム８０〜２０重量部から構成されるジエン系ゴムと、（Ｂ）前記ジエン系ゴム１００重量部に対して３０〜１５０重量部の補強性充填剤であって、セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積が２０〜１００ｍ² ／ｇであるカーボンブラックを前記ジエン系ゴム１００重量部に対して１０重量部以上含む補強性充填剤と、（Ｃ）前記ジエン系ゴム１００重量部に対して０．５〜１０重量部の特定のポリエーテルポリオールとを配合してなることを特徴とするタイヤサイドトレッド用ゴム組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、タイヤサイドトレッド用ゴム組成物に関し、より詳細には、加工性、低発熱性及び耐疲労性が改善されたタイヤサイドトレッド用ゴム組成物に関する。

省エネルギー化の社会的要求に対応するため、近年、低燃費空気入りタイヤの開発が盛んに行われるようになってきており、空気入りタイヤの転動抵抗を低減するために、空気入りタイヤのキャップトレッド部だけでなくサイドトレッド部などの部材に対しても低発熱化が求められている。ところが、下記特許文献１に記載されているとおり、サイドトレッド部の低発熱化を達成すべく、従来の当業者の常識に従って粒径の大きなカーボンブラックを使用してゴム組成物中のカーボンブラックの配合量を少なくすると、低発熱化は実現できるが、クラック成長などの耐久性の悪化を招くという新たな問題が生じる。

下記特許文献１には、補強性充填剤として粒径の大きなカーボンブラックと組み合わせて、特定の平均粒径及びアスペクト比を有するウォラストナイトを特定量使用することによって、耐クラック性を改善することが提案されている。しかしながら、一般的に、配合される補強性充填剤の粒径が大きいほど、また、配合量が多いほどゴム成分や他の配合剤との混練り時の加工性が低くなるという問題があるが、この問題については、特許文献１では検討がなされていない。また、シリカを配合したゴム組成物において、シリカ、カーボンブラックなどの補強性充填剤のゴム成分に対する分散性を高めて混練り時の加工性を高めるために、ポリオールやポリエチレングリコールを添加することが、例えば下記特許文献１〜５に提案されており、一定の効果を上げているが、加工性、低発熱性及び耐疲労性のより一層の改善を実現することが求められている。

特開２００５−２３２３５６号公報 特開平９−１１８７８６号公報 特開平１１−３４３３６６号公報 特開２００２−８８１９３号公報 特開２００１−２８８２９９号公報 特開２００５−３４３９６３号公報

従って、本発明は、加工性、低発熱性及び耐疲労性が改善されたタイヤサイドトレッド用ゴム組成物を提供することを目的とする。

本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究した結果、（Ａ）天然ゴム及び／又は合成イソプレンゴム２０〜８０重量部とブタジエンゴム及び／又はスチレン−ブタジエン共重合体ゴム８０〜２０重量部から構成されるジエン系ゴムと、（Ｂ）前記ジエン系ゴム１００重量部に対して３０〜１５０重量部の補強性充填剤であって、セチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）吸着比表面積が２０〜１００ｍ² ／ｇであるカーボンブラックを前記ジエン系ゴム１００重量部に対して１０重量部以上含む補強性充填剤とに、特定量の下記一般式（Ｉ）：

（式中、ｌ、ｍ及びｎはそれぞれ独立に２〜１０の整数を表す）
により表わされるポリエーテルポリオールを配合すると、低い発熱性及び高い耐疲労性を示すことを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明によれば、
（Ａ）天然ゴム及び／又は合成イソプレンゴム２０〜８０重量部とブタジエンゴム及び／又はスチレン−ブタジエン共重合体ゴム８０〜２０重量部から構成されるジエン系ゴムと、
（Ｂ）前記ジエン系ゴム１００重量部に対して３０〜１５０重量部の補強性充填剤であって、ＣＴＡＢ吸着比表面積が２０〜１００ｍ² ／ｇであるカーボンブラックを前記ジエン系ゴム１００重量部に対して１０重量部以上含む補強性充填剤と、
（Ｃ）前記ジエン系ゴム１００重量部に対して０．５〜１０重量部の、下記一般式（Ｉ）：

（式中、ｌ、ｍ及びｎはそれぞれ独立に２〜１０の整数を表す）
により表わされるポリエーテルポリオールと、
を配合してなることを特徴とするタイヤサイドトレッド用ゴム組成物が提供される。

本発明のゴム組成物において使用されるジエン系ゴム（Ａ）は、その総量を１００重量部として、２０〜８０重量部の天然ゴム及び／又は合成イソプレンゴム（ＩＲ）と、８０〜２０重量部のブタジエンゴム（ＢＲ）及び／又はスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）とから構成される。

本発明のゴム組成物に配合される補強性充填剤（Ｂ）は、上記のＣＴＡＢ吸着比表面積を有するカーボンブラックを上記の配合割合で含む限り、ゴム組成物の補強性充填剤として用いられている公知の充填剤の１種以上を含んでもよい。補強性充填剤（Ｂ）の配合量は、ジエン系ゴム（Ａ）１００重量部に対して３０〜１５０重量部である。補強性充填剤（Ｂ）の配合量が３０重量部より少ないとゴムを十分に補強することができないため、ゴム組成物の耐摩耗性及び破断伸び等の強度特性が低下するおそれがあり、１５０重量部を超えると混練り時にゴム組成物が硬くなりすぎ、加工性が低下するおそれがある。

カーボンブラック以外の補強性充填剤として、例えばシリカ、珪藻土、アルミナ、酸化チタン等の金属酸化物、例えば炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドーソナイト及びハイドロタルサイト等の金属炭酸塩、例えばタルク、カオリン、クレー、マイカ、モンモリロナイト、ベントナイト、活性白土、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、ガラス繊維等の金属ケイ酸塩、例えばグラファイト、炭素繊維及びフラーレン等の炭素同素体及び炭素化合物などが挙げられる。カーボンブラック以外の補強性充填剤としては、補強性の観点から、シリカが好ましい。

カーボンブラックは、２０〜１００ｍ² ／ｇのＣＴＡＢ吸着比表面積を有する限り、ゴム業界で一般的に使用されているものから適宜選択することができ、その製造方法に限定されない。カーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積が２０ｍ² ／ｇ未満では、補強性が低下し、また、ＣＴＡＢ吸着比表面積が１００ｍ² ／ｇを超えると、カーボンの分散性が低下して混合加工性が悪化する。なお、本明細書の記載において、「ＣＴＡＢ吸着比表面積」とは、ＪＩＳ Ｋ６２１７に準じて測定される比表面積（単位ｍ² ／ｇ）を意味する。カーボンブラックは、ジエン系ゴム１００重量部に対して１０重量部以上、好ましくは４０重量部以上で配合される。

上記一般式（Ｉ）により表わされるポリエーテルポリオールを配合することにより、発熱性が低下し、耐疲労性が改善される。上記一般式（Ｉ）によりポリエーテルポリオールは、ジエン系ゴム１００重量部に対し、０．５〜１０重量部、好ましくは１〜９重量部の量で配合される。このポリエーテルポリオールの配合量がジエン系ゴム１００重量部に対して０．５重量部未満では、ゴム組成物の物性を改善する効果が小さく、１０重量部を超えると、スコーチを起こす傾向があり、また、加硫後において耐疲労性が低下してしまうという問題がある。また、上記一般式（Ｉ）においてｌ、ｍ及びｎが１０を超えると、ポリエーテルポリオールの粘度が高くなり計量作業性が低下する。

本発明のゴム組成物には、上記の必須成分に加えて、必要に応じて、ゴム業界で一般的に使用されている任意の配合剤、例えば加硫促進剤、加硫剤、スコーチ防止剤、紫外線吸収剤、加工助剤、老化防止剤等も、一般的な配合量で適宜添加することができる。かかる添加剤は、一般的な配合方法で配合でき、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。

混練時の各成分の添加順序には特に限定はなく、予めポリエーテルポリオールを補強性充填剤と混合してからゴムに配合しても、ポリエーテルポリオールと補強性充填剤とゴムを同時に配合しても良い。

以下に示す実施例及び比較例を参照して本発明をさらに詳しく説明するが、本発明の技術的な範囲は、これらの実施例によって限定されるものでないことは言うまでもない。

比較例１〜２及び実施例１〜２のゴム組成物の調製
下記表１の配合に従って、１．７リットル密閉式バンバリーミキサーを用いて、天然ゴム、ブタジエンゴム、カーボンブラック、酸化亜鉛などの、加硫系以外の材料を５分間混合し、１５０℃でミキサーから放出後、室温まで冷却した。その後、再度１．７リットル密閉式バンバリーミキサーを用いて５分間混合し、１５０℃にて放出後、オープンロールにて加硫促進剤及び硫黄を混合し、比較例１〜２及び実施例１〜２の各未加硫ゴム組成物を得た。

試験法
下記実施例及び比較例により得られたゴム組成物の性能は、以下に示す各試験法により求めた。各試験の結果は、表１に示したとおりである。
（１）発熱性（ｔａｎδ（６０℃））
比較例１〜２および実施例１〜２の各ゴム組成物を１６０℃で３０分間プレス加硫して縦１５ｃｍ、横１５ｃｍおよび厚さ０．２ｃｍの加硫ゴムシートを作製した。この加硫ゴムシートから試験片を作製し、東洋精機製作所の粘弾性スペクトロメータを用いて、ＪＩＳ Ｋ６３９４に準じて歪１０±２％、周波数２０Ｈｚ、雰囲気温度６０℃の条件下でｔａｎδ（６０℃）を求めた。試験結果は、比較例１について求められたｔａｎδ（６０℃）の値を１００として指数で表わした。指数の数値が小さい程、発熱性がより改善されたことを示す。
（２）耐疲労性
比較例１〜２および実施例１〜２の未加硫ゴム組成物を１６０℃で３０分間プレス加硫して縦１５ｃｍ、横１５ｃｍおよび厚さ２ｍｍの加硫ゴムシートを作製した。この加硫ゴムシートからダンベル状３号形の形状の試験片を打ち抜いた。９０℃のギアオーブン中に４８時間放置し老化させた試験片を、ＪＩＳ Ｋ６２６０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）。結果は、比較例１の値を１００としたときの指数で表わした。指数の値が大きいほど亀裂の成長量が少なく、耐疲労性が良好であることを示す。

上記表１の結果から、上記一般式（Ｉ）により表わされるポリエーテルポリオールを配合することによって、加硫後において、発熱性及び耐疲労性が改善されることが判る。

Claims (1)

1. （Ａ）天然ゴム及び／又は合成イソプレンゴム２０〜８０重量部とブタジエンゴム及び／又はスチレン−ブタジエン共重合体ゴム８０〜２０重量部から構成されるジエン系ゴムと、
   （Ｂ）前記ジエン系ゴム１００重量部に対して３０〜１５０重量部の補強性充填剤であって、セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積が２０〜１００ｍ² ／ｇであるカーボンブラックを前記ジエン系ゴム１００重量部に対して１０重量部以上含む補強性充填剤と、
   （Ｃ）前記ジエン系ゴム１００重量部に対して０．５〜１０重量部の、下記一般式（Ｉ）：
   

   

   （式中、ｌ、ｍ及びｎはそれぞれ独立に２〜１０の整数を表す）
   により表わされるポリエーテルポリオールと、
   を配合してなることを特徴とするタイヤサイドトレッド用ゴム組成物。