JP2009096956A - ゴム組成物及び空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】天然物由来の植物性ワックスを使用しながら、耐候性に優れたゴム組成物を提供する。
【解決手段】ゴム成分１００重量部に対して、植物性ワックスを０．５〜５重量部含有してなるゴム組成物であって、前記植物性ワックスにおける炭化水素成分の含有率が３０〜６０重量％の範囲内であることを特徴とするものである。前記植物性ワックスとしてはキャンデリラワックスを単独で用いることが好ましい。空気入りタイヤのサイドウォールやトレッド用として好適である。
【選択図】なし

Description

本発明は、ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、植物性ワックスを含有するゴム組成物に関するものである。

ゴム組成物、とりわけタイヤに用いられるゴム組成物においては、耐候性、即ち大気中のオゾンによるゴムの亀裂・劣化を防止することが求められており、そのため、これらのゴム組成物にはワックスが配合されている。

従来、ゴム組成物に配合されるワックスとしては、一般に、パラフィンワックスやマイクロクリスタリンワックスが用いられているが、これらは石油を原料として得られる石油系ワックスであるため、地球環境の点からは好ましいとは言えず、石油外資源である天然物由来のワックスを使用することが望まれる。

下記特許文献１には、イネ科植物から抽出される天然ワックスをゴム成分に配合することで、ワックスブルーム量を抑えた耐候性に優れたゴム組成物が提案されている。イネ科の天然ワックスとしては、米糠から抽出される米糠ワックス、砂糖きびから抽出される砂糖きびワックスがそれに該当する。また、下記特許文献２には、タイヤ用ゴム組成物においてカルナバワックスを配合することにより、耐オゾン性と外観を改良することが提案されている。

これら特許文献１，２に開示技術は、植物性ワックスを配合するという点では本発明と共通する。しかしながら、特許文献１で用いられるライスワックスや特許文献２で用いられるカルナバワックスは、ほとんどエステル成分のみで構成されたワックスであって、炭化水素成分はほとんど含まないものである。そのため、石油系ワックスの代替として使用するには、耐候性が劣るものであった。なお、特許文献１には、明細書の段落００２２にキャンデリラワックスとの記載もあるが、イネ科の天然ワックスの特徴、利点を損なわない範囲で、イネ科の天然ワックスとともに併用される他のワックスの一例として列挙されているにすぎず、従って、本発明のようにゴム組成物に配合する植物性ワックス全体で炭化水素成分の含有率を高く設定する点は開示されていない。

ところで、キャンデリラワックスをタイヤに用いる技術としては、下記特許文献３に開示の技術もあるが、同文献は、天然又は／及び合成ワックス（一例としてキャンデリラワックス）、オルガノポリシロキサン油、カーボンブラック及びポリウレタン樹脂を水に乳化分散してなるタイヤ用艶だし剤組成物に関するものである。従って、ゴム組成物に関するものではなく、また、キャンデリラワックスの耐候性効果についても何ら開示されていない。
特開平０５−１７９０７１号公報 特開平１１−２６９３１２号公報 特開平０８−２３９６２９号公報

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、天然物由来の植物性ワックスを使用しながら、耐候性に優れたゴム組成物を提供することを目的とする。

本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対して、植物性ワックスを０．５〜５重量部含有してなるものであって、前記植物性ワックスにおける炭化水素成分の含有率が３０〜６０重量％の範囲内であることを特徴とするものである。

該ゴム組成物は、タイヤ用ゴム組成物として使用されることが好ましく、すなわち、本発明は、また、該ゴム組成物を用いてなる空気入りタイヤをも提供するものである。

本発明によれば、ゴム組成物に配合する植物性ワックスとして炭化水素成分の含有率の高いものを用いたことにより、石油外資源である植物性ワックスでありながら、耐候性に優れたゴム組成物を提供することができる。

以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。

本発明に係るゴム組成物においてゴム成分としては特に限定されず、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン−イソプレンゴム、ブタジエン−イソプレンゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などのジエン系ゴムや、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＲ、ＥＰＤＭ）などが挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いても２種以上併用してもよい。

タイヤ用ゴム組成物として用いる場合、上記ゴム成分として、好ましくは、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴムなどのジエン系ゴムであり（これらの各ジエン系ゴムには、エポキシ化天然ゴムのような変性ゴムも含まれる。）、これらはそれぞれ単独で用いても２種以上併用してもよい。

本発明に係るゴム組成物における植物性ワックスは、炭化水素成分の含有率が３０〜６０重量％の範囲内であることを特徴とする。すなわち、本発明に係るゴム組成物には、１種又は複数種の植物由来の天然ワックスからなる植物性ワックスが配合されるが、配合する植物性ワックス全体の組成に関し、炭化水素成分の比率が３０〜６０重量％であることが必要である。このように植物性ワックスでありながら、炭化水素成分の含有率が３０重量％以上と高いことにより、耐候性に優れる。一方、植物性ワックスとして、炭化水素成分の含有率が６０重量％を超えるようなものは現状では入手しにくく、従って、炭化水素成分の含有率の上限は６０重量％以下である。炭化水素成分のより好ましい含有率は４０〜５０重量％である。

このような炭化水素成分の含有率を持つ植物性ワックスとしては、キャンデリラワックスを単独又は主成分として用いることが好ましい。キャンデリラワックスは、トウダイグサ科植物、詳細にはトウダイグサ科のタカトウダイ又はキャンデリラから抽出される植物性ワックスである。原料が天然物であることに起因する成分バラツキや、抽出・精製条件等によっても多少変動するが、下記表１に示すように、キャンデリラワックスは、カルナバワックスやライスワックスなどの他の植物性ワックスに比べて、炭化水素成分の含有率が高いという特徴がある。

そのため、植物性ワックスを、キャンデリラワックスを主成分として構成することにより、上記のように炭化水素成分の含有率を高く設定することができる。より好ましくは、植物性ワックスとしてキャンデリラワックスを単独で用いることである。

前記植物性ワックスは、ゴム成分１００重量部に対して０．５〜５重量部にて配合されることが好ましい。該植物性ワックスの配合量が０．５重量部未満では、耐候性（耐オゾン性）の効果が不十分である。該植物性ワックスの配合量が５重量部を超えると、耐候性の効果は向上するが、ブルームしやすくなり、ゴムの物理特性への影響も懸念される。植物性ワックスのより好ましい配合量は、ゴム成分１００重量部に対して０．５〜３重量部である。

本発明のゴム組成物には、上記植物性ワックスとともに、パラフィンワックスやマイクロクリスタリンワックスなどの石油系ワックスを併用してもよい。このように従来の石油系ワックスを配合する場合でも、上記植物性ワックスを配合することで、その分、従来の石油系ワックスの配合量を減量することができ、石油由来の原料比率を下げることができる。

本発明のゴム組成物には、通常、カーボンブラック、シリカ、タルク、クレーなどの充填剤が配合される。これら充填剤の配合量は特に限定されないが、ゴム成分１００重量部に対して、２０〜２００重量部であることが好ましく、より好ましくは２０〜１００重量部である。

本発明に係るゴム組成物には、上記の各成分の他に、シランカップリング剤、亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤、軟化剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤など、タイヤ用、その他一般ゴム用組成物に通常配合される各種添加剤を配合することができる。

本発明に係るゴム組成物は、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ローラーなどの混練機を用いて混練りすることにより得られ、常法に従い加硫成形することにより、各種ゴム製品を製造することができる。本発明のゴム組成物は、空気入りタイヤにおけるゴム部材（トレッドやサイドウォールなど）を形成するために用いられることが好ましく、特に好ましくは、空気入りタイヤのサイドウォールゴム部、トレッドゴム部に用いられることである。

以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

バンバリーミキサーを使用し、下記表２に示す配合に従い、タイヤサイドウォール用ゴム組成物を調製した。表２中の各成分の詳細は以下の通りである。

・天然ゴム：ＲＳＳ３号、
・ブタジエンゴム：宇部興産（株）製「ＢＲ１５０Ｂ」、
・シリカ：東ソー・シリカ（株）製「ＮｉｐｓｉｌＡＱ」、
・カーボンブラック：昭和キャボット（株）製「ショウブラックＮ３３０」、
・シランカップリング剤：デグサ社製「Ｓｉ６９」
・キャンデリラワックス：東亜化成（株）製「ＴＯＷＡＸ−４１１」（炭化水素成分：４０〜４５重量％、エステル成分：２４〜３０重量％、遊離脂肪酸成分：１０〜２０重量％、遊離アルコール：１０〜１５重量％）、
・カルナバワックス：東亜化成（株）製「ＴＯＷＡＸ−１３１」、
・ライスワックス：東亜化成（株）製「ＴＯＷＡＸ−３Ｐ１」、
・パラフィンワックス：日本精蝋（株）製の石油系ワックス「オゾエース０３５５」。

各ゴム組成物には、共通配合として、ゴム成分１００重量部に対し、亜鉛華（三井金属鉱業（株）製「亜鉛華１号」）２重量部、ステアリン酸（花王（株）製「ルナックＳ２０」）２重量部、老化防止剤６Ｃ（フレキシス社製「サントフレックス６ＰＰＤ」）３重量部、硫黄（細井化学工業（株）製「粉末硫黄１５０メッシュ」）１．８重量部、加硫促進剤ＣＺ（大内新興化学工業（株）製「ノクセラーＣＺ−Ｇ」）１重量部を配合した。

各ゴム組成物を１６０℃で３０分間加硫して加硫ゴム片を作製し、各加硫ゴム片について、耐オゾン性（耐候性）と外観性を評価した。各評価方法は以下の通りである。

・耐オゾン性：ＪＩＳ Ｋ６２５９に準拠し、加硫ゴム片（長さ６０ｍｍ×幅１０ｍｍ×厚み２．０ｍｍ）を２０％伸張させ、オゾン濃度５０ｐｐｈｍにて１６時間放置させる静的オゾン劣化試験を行った（雰囲気温度４０℃）。また、同ＪＩＳ規格に準拠し、オゾン濃度５０ｐｐｈｍ、雰囲気温度４０℃にて、７２時間、０〜１０％で往復運動伸長させて動的オゾン劣化試験を行った。試験後のクラックの発生状態を目視により観察し、下記の基準で耐オゾン性を評価し、亀裂の数と大きさ及び深さとを組み合わせて表記した。

・外観性：加硫ゴム片（長さ１５０ｍｍ×幅１５０ｍｍ×厚み２．０ｍｍ）を４０℃に温度調節したギアーオーブン中に入れて４５日間放置し、その後、加硫ゴム片の表面を目視により観察して、
○：表面ブルーム又はブリードなし
△：表面ブルーム又はブリードわずかにあり
×：表面ブルーム又はブリードあり
の基準で外観性を評価した。
結果は表２に示す通りであり、本発明に係る実施例１〜５のゴム組成物であると、外観性を損なうことなく、耐オゾン性を向上することができた。これに対し、炭化水素成分の含有率の低い植物性ワックスを配合した比較例２〜４では、耐オゾン性に劣るものであった。

本発明のゴム組成物は、空気入りタイヤのサイドウォールやトレッドなどの種々のゴム部として、また耐オゾン性の要求されるコンベアベルトやホースなどの種々のゴム製品に用いることができる。

Claims (3)

1. ゴム成分１００重量部に対して、植物性ワックスを０．５〜５重量部含有してなり、前記植物性ワックスにおける炭化水素成分の含有率が３０〜６０重量％の範囲内であることを特徴とするゴム組成物。
2. 前記植物性ワックスとしてキャンデリラワックスを含む請求項１記載のゴム組成物。
3. 請求項１又は２記載のゴム組成物を用いた空気入りタイヤ。