JP2009197076A

JP2009197076A - ジエン系ゴム組成物

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Publication number: JP2009197076A
Application number: JP2008038216A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Saito; 宏之斎藤
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2009-09-03

Abstract

【課題】軽量化を図りつつ、低発熱性および高耐久性をバランス良く改善させ、テキスタイルコード被覆用ゴム材料などとして好適に用いられるジエン系ゴム組成物を提供する。
【解決手段】天然ゴムおよび／またはイソプレンゴム40重量部以上とスチレンブタジエン共重合ゴム5重量部以上とを含むジエン系ゴム100重量部当り、レゾルシン・ホルマリン樹脂0.5〜5.0重量部、レゾルシン・ホルマリン樹脂用硬化剤0.5〜3.0重量部、瀝青炭粉砕物5〜20重量部およびカーボンブラック30〜65重量部を配合してなり、かつ瀝青炭粉砕物およびカーボンブラックの合計配合量が50〜70重量部であるジエン系ゴム組成物。
【選択図】図１

Description

本発明は、ジエン系ゴム組成物に関する。さらに詳しくは、タイヤのテキスタイルコード被覆用ゴム材料などとして好適に用いられるジエン系ゴム組成物に関する。

空気入りタイヤでは、カーカスの強度向上のためテキスタイルコードが用いられている。しかるに近年の空気入りタイヤに対する低燃費化の要求が強まっており、かかるテキスタイルコードを被覆するゴム材料についてもより軽量化、低発熱化を図ることが求められている。

かかる要求に対しては、通常用いられる手法の一つとして、ゲージダウンによる軽量化、カーボン配合量の減量あるいはカーボングレード変更による低発熱化が挙げられるが、ゲージダウンによる方法では操縦安定性の低下がみられ、またカーボン配合量の減量あるいはカーボングレード変更による低発熱化の方法では耐久性の低下がみられるというように、軽量化を図りつつ低発熱性および耐久性を十分に満足させるものではなかった。
特開２００４−３５９８１２号公報

本発明の目的は、軽量化を図りつつ、低発熱性および高耐久性をバランス良く改善させ、テキスタイルコード被覆用ゴム材料などとして好適に用いられるジエン系ゴム組成物を提供することにある。

かかる本発明の目的は、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴム40重量部以上とスチレンブタジエン共重合ゴム5重量部以上とを含むジエン系ゴム100重量部当り、レゾルシン・ホルマリン樹脂0.5〜5.0重量部、レゾルシン・ホルマリン樹脂用硬化剤0.5〜3.0重量部、瀝青炭粉砕物5〜20重量部およびカーボンブラック30〜65重量部を配合してなり、かつ瀝青炭粉砕物およびカーボンブラックの合計配合量が50〜70重量部であるジエン系ゴム組成物によって達成される。

本発明に係るジエン系ゴム組成物は、軽量化を図りつつ、低発熱性および高耐久性をバランス良く改善させるので、テキスタイルコード被覆用ゴム材料などとして好適に用いられる。

ジエン系ゴムとしては、それの100重量部中に天然ゴム(NR)および／またはイソプレンゴム(IR)40重量部以上、好ましくは45〜55重量部およびスチレンブタジエン共重合ゴム(SBR)5重量部以上、好ましくは20〜45重量部を含むものが用いられる。NRおよび／またはIRがこれ以下の割合で用いられると発熱量が増加するようになり、SBRがこれ以下の割合で用いられると、低発熱性を十分に満足させることができず、また剛性が低下し、ひいては耐久性が低下するようになる。ここで、SBRとしては、乳化重合SBR(E-SBR)、溶液重合SBR(S-SBR)のいずれをも用いることができる。ジエン系ゴム100重量部の残りには、50重量部未満、好ましくは10〜20重量部のブタジエンゴム(BR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、ニトリルゴム(NBR)等をブレンドゴムとして用いることができる。

レゾルシン・ホルマリン(RF)樹脂は、レゾルシンとホルマリン水溶液を水に溶解し、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物を触媒として反応させたレゾール型、またはシュウ酸、塩酸等の酸性触媒下で反応させたノボラック型があり、レゾルシンとホルマリンの配合モル比(レゾルシン／ホルマリン)は特に限定されないものの、好ましくは1/2〜2/1のものが用いられる。かかるRF樹脂は、ジエン系ゴム組成物100重量部当り、0.5〜5.0重量部、好ましくは1.0〜4.0重量部の割合で用いられ、これは市販品、例えば住友化学製品スミカノール700、保土谷化学工業製品アドハーRFなどがそのまま用いられる。RF樹脂がこれより少ない割合で用いられると、耐久性が低下するようになり、一方これより多い割合で用いられると発熱量が増加するようになる。

また、かかるRF樹脂とともにRF樹脂用硬化剤が、ジエン系ゴム100重量部当り0.5〜3.0重量部、好ましくは1.0〜1.5重量部の割合で用いられる。RF樹脂用硬化剤としては、ヘキサメチレンテトラミンまたはヘキサメトキシメチル化メラミン等のメラミン誘導体のいずれをも用いることもできる。

粘結炭または非粘結炭である瀝青炭粉砕物は、石炭の一種で高品位炭と呼ばれる瀝青炭(JIS M1002の石炭分類でB1、B2、C)を含む石炭一般を、平均粒径(ASTM D1511準拠；average 測定機Microtrac SRA 150を用いて測定)約0.01〜100μm、好ましくは約0.05〜50μmに粉砕したものであり、その比重が1.6以下、好ましくは1.35以下のものが用いられる。

瀝青炭粉砕物は、ジエン系ゴム100重量部当り5〜20重量部、好ましくは5〜15重量部の割合で用いられる。瀝青炭粉砕物の配合割合がこれよりも少ないと、耐久性が悪化するようになり、一方これよりも多い割合で用いられると、低発熱性の点で満足されなくなる。

また、カーボンブラックとしては、GPF、FEF、HAF等のグレードのカーボンブラックが、ジエン系ゴム100重量部当り30〜65重量部、好ましくは35〜55重量部であって、かつ瀝青炭粉砕物との合計配合量が40〜70重量部、好ましくは50〜60重量部となるような割合で用いられる。かかるカーボンブラックの配合割合は、瀝青炭合計配合量とも関係するが、ジエン系ゴム100重量部当り30重量部未満ではカーボンブラックの補強作用が発揮されず、高剛性を満足させることができない。また、これら両者の合計配合量が、これよりも多く用いられると、発熱量が増加し、また耐久性が悪化するようになり、一方これよりも少ない量で用いられると、発熱量は抑えられるものの、耐久性が悪化するようになる。

以上の各成分を必須成分とするジエン系ゴム組成物中には、ゴムの配合剤として一般的に用いられている配合剤、例えばジエン系ゴムの種類に応じて硫黄等の加硫剤、チアゾール系、スルフェンアミド系、グアニジン系、チウラム系等の加硫促進剤、タルク、クレー、グラファイト、珪酸カルシウム等の補強剤または充填剤、ステアリン酸、パラフィンワックス、アロマオイル等の加工助剤、酸化亜鉛、老化防止剤、可塑剤などが必要に応じて適宜配合されて用いられる。

組成物の調製は、ニーダ、バンバリーミキサ等の混練機およびオープンロール等を用いる一般的な方法で混練することによって行われ、得られた組成物は、用いられたジエン系ゴム、加硫剤、加硫促進剤の種類およびその配合割合に応じた加硫温度でテキスタイルコード群、一般には複数のコードを幅1m強に引き揃えた長いすだれ状の織物を接着剤で処理したものとともにロール間を通すことによりコード群に被覆適用され、テキスタイルコード被覆ゴムを形成する。この他に、チェーファーなどの部位形成にも用いられる。

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例１
天然ゴム(STR20) 75重量部
スチレンブタジエン共重合ゴム(日本ゼオン製品Nipol 1502) 25 〃
RF樹脂(住友ベークライト製品スミライトレジンPR-217) 3 〃
RF樹脂用硬化剤(三新化学工業製品サンセラーHT) 1 〃
瀝青炭粉砕物(Coal Fillers Incorporated社製品Austin Black 325； 15 〃
平均粒径5.50μm、比重1.31)
カーボンブラック(東海カーボン製品シーストV) 40 〃
酸化亜鉛(正同化学工業製品酸化亜鉛3種) 5 〃
ステアリン酸(日本油脂製品ビーズステアリン酸) 2 〃
アロマ系オイル(昭和シェル石油製品エキストラクト4号S) 8 〃
硫黄(細井化学工業製品油処理イオウ) 2.5 〃
加硫促進剤(三新化学工業製品サンセラーNS-G) 1 〃

以上の各成分の内、加硫促進剤と硫黄を除く各成分を1.7L密閉型ミキサで4分間混練し、160℃に達したとき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加え、オープンロールで混練し、ジエン系ゴム組成物を得た。

実施例２
実施例１において、瀝青炭粉砕物量が7重量部に、またRF樹脂量が1重量部に変更されて用いられた。

実施例３
実施例１において、天然ゴム量が95重量部に、またスチレンブタジエン共重合ゴム量が5重量部に変更されて用いられた。

比較例１(標準例)
実施例１において、瀝青炭粉砕物が用いられず、またカーボンブラック量が50重量部に変更されて用いられた。

比較例２
実施例１において、カーボンブラック量が50重量部に、また瀝青炭粉砕物量が3量部にそれぞれ変更されて用いられた。

比較例３
実施例１において、瀝青炭粉砕物量が35重量部に変更されて用いられた。

比較例４
実施例１において、カーボンブラック量が25重量部に、瀝青炭粉砕物量が20重量部にそれぞれ変更されて用いられた。

比較例５
実施例１において、カーボンブラック量が30重量部に、RF樹脂量が8重量部に、RF樹脂用硬化剤量が2重量部に変更されて用いられた。

比較例６
実施例１において、RF樹脂およびRF樹脂用硬化剤がいずれも用いられなかった。

比較例７
実施例１において、天然ゴム量が30重量部に、またスチレンブタジエン共重合ゴム量が70重量部にそれぞれ変更されて用いられた。

以上の実施例および各比較例で得られたジエン系ゴム組成物を170℃で10分間加硫して加硫ゴムシート(15×15×0.2cm)を得、得られた加硫ゴムシートについて、比重、発熱性および200％モジュラスの測定を行った。
比重：JIS K6268準拠；標準例で得られた値を100とする指数で示した
(この値が大きい程比重が大きいことを示している)
発熱性：JIS K6394準拠；東洋精機製作所製粘弾性スペクトロメーターを用い、初期
歪10％、振幅±2％、周波数20Hzの条件下で、60℃におけるtanδを測定
し、標準例で得られた値を100とする指数で示した
(この値が小さい程発熱量が抑えられていることを示している)
200％モジュラス：JIS K6251準拠；ダンベル3号に打ちぬき、東洋精機製作所製ストログラフを用いて測定し、標準例で得られた値を100とする指数で示した
(この値が大きい程耐久性に優れていることを示している)

得られた結果は、次の表に示される。
表
例比重発熱性モジュラス
実施例１９５７５１１０
〃２９８８０１０５
〃３９５９８１２０
比較例１１００１００１００
〃２１００９９９８
〃３９７１０５１０５
〃４９６８５９０
〃５９４１１０１２０
〃６９４９８９０
〃７９５１０５１２０

以上の結果から、次のようなことがいえる。
(1) 各実施例では、比重を抑えて軽量化を図りつつ、発熱性および耐久性が改善されている。
(2) 標準例である比較例１と比較して、瀝青炭粉砕物の配合量が規定量よりも少ないと、耐久性が悪化する(比較例２)。
(3) 瀝青炭粉砕物の配合量が規定量よりも多いと、発熱量が増加する(比較例３)。
(4) 充填剤の総配合量が規定量よりも少ないと、耐久性が悪化する(比較例４)
(5) RF樹脂の配合量が規定量よりも多いと、発熱量が増加する(比較例５)。
(6) 瀝青炭粉砕物が規定量内で配合されていても、RF樹脂が配合されないと、耐久性が悪化する(比較例６)。
(7) 天然ゴムおよびイソプレンゴムが規定量以下でブレンドされたジエン系ゴムを用いると、発熱量が増加する (比較例７)。

空気入りタイヤの要部断面図である。

符号の説明

１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
４カーカス
５チェーファー

Claims

天然ゴムおよび／またはイソプレンゴム40重量部以上とスチレンブタジエン共重合ゴム5重量部以上とを含むジエン系ゴム100重量部当り、レゾルシン・ホルマリン樹脂0.5〜5.0重量部、レゾルシン・ホルマリン樹脂用硬化剤0.5〜3.0重量部、瀝青炭粉砕物5〜20重量部およびカーボンブラック30〜65重量部を配合してなり、かつ瀝青炭粉砕物およびカーボンブラックの合計配合量が50〜70重量部であるジエン系ゴム組成物。
テキスタイルコード被覆用ゴム材料として用いられる請求項１記載のジエン系ゴム組成物。
請求項２記載のジエン系ゴム組成物で被覆されたテキスタイルコード被覆部を有する空気入りタイヤ。