JP2014162861A

JP2014162861A - タイヤ用サイドゴム組成物及びタイヤ

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Publication number: JP2014162861A
Application number: JP2013035617A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Miura; 貴裕三浦; Daisuke Nakagawa; 大助中川
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2014-09-08
Anticipated expiration: 2033-02-26
Also published as: JP6099429B2

Abstract

【課題】老化防止剤を使用せずに、耐擦傷性を損なうことがなく、一方でオゾンクラックを生じない、耐オゾン性の双方が良好な状態に保たれ、外観性の悪化も起こらない、サイドウォール部用ゴム組成物とそれを用いたタイヤ。
【解決手段】ポリマー成分の全量を１００質量部としたとき、少なくとも８〜７０質量部のブチル系ゴム及びエチレンプロピレン系ゴムからなる群から選ばれる低不飽和度ゴムと１０〜８０質量部のスチレン−ブタジエン共重合体をそれぞれ含んでいることを特徴とするゴム組成物、およびそれを用いたタイヤであり、老化防止剤を配合しない、又は、部分的に配合されるものでもないが、耐オゾン性に優れると共に、耐擦傷性も優れたタイヤ用ゴム組成物が提供される。
【選択図】なし

Description

本発明は、タイヤ側面のサイドウォール部のゴム組成物等に関する。

従来、空気入りタイヤの中でも特にサイドウォールのゴム組成物には、アミン系の老化防止剤や、ワックス等のクラック改良剤が配合されていた。しかしながら、アミン系老化防止剤は、サイドウォール表面にブルームすると、茶褐色に変色する特徴があり、またワックスは、表面にブルームすると白色を呈し、いずれの場合も、サイド外観を損ねてしまうという問題があった。また、そもそも老化防止剤は、その効果を発揮するに当たり、徐々に消費され効果が低下し、経時安定性に欠けるものである。

かかる問題点を解決すべく、特許文献１では、低不飽和度ゴムと高不飽和度ゴム、アミン系老化防止剤やワックス等の含有割合を低減して部分的に配合した、２層構造を有する、サイドウォール部が検討されてきている。しかしながら、アミン系老化防止剤やワックスを使用する限り、内層側ゴム組成物に対してのみに限り低減して使用しても、結局その拡散速度の速さのために、すぐに外側にそれら成分が移行し、ブルームによる変色が引き起こされ、外観を損ねてしまう、といった問題点は避けられないものであった。

特開昭５９−１４５０２号公報

外観性に影響を与えず、長期的に効果を持続しうる、老化防止剤に依存しない、耐擦傷性と耐オゾン性の両方を備えた、サイドゴム用組成物、並びにそれを用いたタイヤ。

本発明は、次の（１）〜（３）に存する。
（１）ゴム成分の全量を１００質量部としたとき、少なくとも８〜７０質量部のブチル系ゴム及びエチレンプロピレン系ゴムからなる群から選ばれる低不飽和度ゴムと１０〜８０質量部のスチレン−ブタジエン共重合体をそれぞれ含んでいることを特徴とするゴム組成物。
（２）カーボンブラックをゴム成分１００質量部に対し、１５〜６０質量部、無機充填剤としてシリカ、アルミナ、クレー、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化チタン、硫酸バリウムが１〜５０質量部含まれていることを特徴とする。
（３）上記（１）または（２）に記載の、ゴム組成物の外側に塗膜が形成されていることを特徴とするタイヤ。

本発明によれば、老化防止剤を使用しなくとも、耐オゾン性と耐擦傷性が高度に両立された、外観性に影響がない、サイドゴム用組成物とそれを用いたタイヤが提供される。従ってブルームが起きることもなく、外観が損なわれず、また、構造的な対策も必要でないので、デザイン上の制約を受けることもなく、さらにタイヤ自体の重量増加により、燃費を悪化させることもないタイヤが提供される。また、複雑な２層構造などを要しないことから、生産性も向上する。

以下に、本発明の実施形態を詳しく説明する。
ゴム成分の全量を１００質量部としたとき、少なくとも８〜７０質量部のブチル系ゴム及びエチレンプロピレン系ゴムからなる群から選ばれる低不飽和度ゴムと１０〜８０質量部のスチレン−ブタジエン共重合体をそれぞれ含んでいることを特徴とするゴム組成物、およびそれを用いたタイヤであり、老化防止剤を配合しない、又は、部分的に配合されるものでもないが、耐オゾン性に優れると共に、耐擦傷性も優れたタイヤ用ゴム組成物である。なお、本発明において、低不飽和度ゴムとは、該非低不飽和度ゴムを構成する、モノマー単位中のジエン系モノマー由来の単位の割合が、５ｍｏｌ％以下のゴムを意味する。ここで、ジエン系モノマーとしては、１，３−ブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエン、２，３−ジメチルブタジエン等が挙げられる。一方、飽和ゴムを構成するジエン系以外（非ジエン系）のモノマーとしては、エチレン、プロピレン、イソブテン等が挙げられる。

本発明においては、老化防止剤を使用せずに、耐オゾン性を向上させるため、オゾンとの反応を引き起こしにくい、低不飽和度で耐オゾン性に優れたブチル系ゴム及びエチレンプロピレン系ゴムからなる群から選ばれる低不飽和度ゴムを、ゴム成分の全量を１００質量部としたときに、８〜７０質量部を含有することを特徴とする。

ブチル系ゴム及びエチレンプロピレン系ゴムからなる群から選ばれる低不飽和度ゴムの含有割合は、１０〜６０質量部が好ましく、１５〜４０質量部がさらに好ましい。このブチル系ゴム及びエチレンプロピレン系ゴムからなる群から選ばれる低不飽和度ゴムの含有割合が８質量部より小さいと、耐オゾン性の向上が十分に望めず、一方で７０質量部を超えると、ゴム自体の強力及び周辺ゴムとの接着力の著しい低下を引き起こすので、耐久性上好ましくない。

ブチル系ゴム及びエチレンプロピレン系ゴムからなる群から選ばれる低不飽和度ゴムにおける、エチレン、プロピレン、およびジエン成分の共重合組成比は、ジエン成分を１．５〜２０質量％（以下、質量％を単に％と記載する）含み、３０〜７０％をエチレンが占めるのが好ましい。ジエン成分が１．５％より小さいと、加硫による架橋が十分に行えず、２０％を超えると、不飽和度が大きくなりすぎて、耐オゾン性が低下し、好ましくない。

上記、ブチル系ゴム及びエチレンプロピレン系ゴムからなる群から選ばれる低不飽和度ゴムのジエン成分としては、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、１，４−ヘキサジエンなどをあげることができる。中でもエチリデンノルボルネンを第３成分とするものが、耐オゾン性に優れ、加硫におけるバランスも良好であり、好ましい。

スチレン−ブタジエン共重合体の含有割合は１０〜８０質量部が好ましく、２０〜７０質量部がさらに好ましい。スチレン−ブタジエン共重合体の含有割合が１０質量部より小さいと、耐擦傷性が十分に改善されず、８０質量部を超えると、不飽和度が大きくなりすぎて、耐オゾン性が低下する。

本発明のゴム組成物は、上記必須とするブチル系ゴム及びエチレンプロピレン系ゴムからなる群から選ばれる低不飽和度ゴムとスチレン−ブタジエン共重合体に加え、他のゴム成分を含んでもよく、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）などから選ばれるゴムを、適宜配合することができる。

本発明のゴム組成物は、上記、必須とするブチル系ゴム及びエチレンプロピレン系ゴムからなる群から選ばれる低不飽和度ゴムとスチレン−ブタジエン共重合体をはじめとする、ゴム成分に加え、通常のゴム組成物に配合される、カーボンブラックや、無機充填剤、軟化剤、加硫剤、加硫助剤、加硫促進剤、などを通常配合される適当量で配合することができる。

カーボンブラックは、ゴム成分の全量を１００質量部に対し、１５〜６０質量部、配合するのが好ましく、これと併せて、その他の無機充填剤を１〜５０質量部配合するのが好ましい。

無機充填剤としては、シリカ、アルミナ、クレー、タルク、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化チタン、硫酸バリウムなどが挙げられ、これらの中から少なくとも１種を選択して配合することができる。特に、シリカを１〜２０質量部、配合すると耐擦傷性が向上し、好ましい。耐擦傷性のみならず、低発熱性など目的に応じて、適宜配合することができる。

本発明のゴム組成物は、上記各成分を、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー等により混練りすることにより、製造することができ、乗用車、トラック、バス、重機、二輪車用等のタイヤの、サイドウォール部として好適に使用できる。

本発明のゴム組成物は、汚染性の老化防止剤を配合しておらず、ブルームによる着色で外観が損なわれることもないことから、デザインの制約を受けない為、塗装により美観を向上させることや、機能性の塗膜を形成することが可能である。

機能性の塗膜としては、特開平１１−２４０３１３に開示されているような、導電コーティングや、国際公開第２００２/０７４４５１に開示されている、防汚性塗膜などを挙げることができる。

特に、国際公開第２００２/０７４４５１に開示されている、防汚性塗膜においては、この塗膜形成においては紫外線照射や、プラズマ放電のような、オゾン発生の危険度の高い工程や、さらにオゾン雰囲気下で行うことなどが開示されている。このような条件下においても、本発明のゴム組成物であれば、オゾンによる劣化に耐候性があるため、適用が可能である。

以下に、本発明を実施例及び比較例に基づいて、具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

下記の表１に示す、配合内容の各種ゴム組成物、実施例１〜３、比較例１〜３をバンバリーにて混練、調製した。これらを１４５℃、３０分で加硫を行ったサンプルについて、耐オゾン性、耐擦傷性、変色性について以下のようにして、測定試験を行った。

ＮＲ：天然ゴム
ＳＢＲ：スチレン−ブタジエン共重合体スチレンブタジエンゴム（ＪＳＲ製ＪＳＲ１５００）
ＥＰＤＭ：エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム（ＪＳＲ製ＥＰ２５）
ＩＩＲ：ブチルゴム（エクソン社製商品名：ブロモブチル２２５５）
１）東海カーボンシースト３００
２）東ソーシリカニップシールＡＱ
３）加硫助剤（新日本理化製５０Ｓ）
４）加硫促進助剤（ハクスイテック製酸化亜鉛華）
５）老化防止剤：Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−ｐ−フェニレンジアミン、大内新興化学工業（株）製、ノックラック６Ｃ
６）加硫促進剤：シクロヘキシルベンゾチアジルスルフェンアミド、大内新興化学工業（株）製、ＣＺ
７）細井化学製、普通硫黄

〔耐カット性〕
各配合をサイドウォール部に適用したタイヤを２万ｋｍ走行させ、走行後のサイドウォールのカット発生程度を目視により、実施例１を１００とした場合の数値で評価（値が大きいほど良）。
〔耐オゾン性〕
試験片をオゾンウェザーメーター中、オゾン濃度３０ｐｐｍ、４０℃、４８時間の条件下で放置した後の外観の程度を、実施例１の場合を１００とした数値で評価（値が大きいほど良）。
〔変色性〕
各配合をサイドウォール部に適用したタイヤを、直射日光のあたる野外に６か月放置した前後での変色程度を目視により評価を行い、汚れがほとんどないものを１、大いに汚れが目立つものを５とする５段階で評価点をつけた。

実施例１は比較例１に比べて、耐擦傷性、耐オゾン性ともに優れている。実施例１にさらにシリカを配合した実施例２はさらに耐擦傷性が向上する。
比較例１に老化防止剤を追加した比較例２では、耐オゾン性は改善するが、実施例１〜３には及ばず、耐擦傷性も改善が見られない。
また、スチレン−ブタジエン共重合体とブチル系ゴム及びエチレンプロピレン系ゴムからなる群から選ばれる低不飽和度ゴムを少量配合した比較例３では、比較例１と比べて耐擦傷性、耐オゾン性とも改善はみられるが、実施例１〜３には及ばず、耐オゾン性の改善も、老化防止剤を使用した比較例２にも及ばない。スチレン−ブタジエン共重合体とブチル系ゴム及びエチレンプロピレン系ゴムからなる群から選ばれる低不飽和度ゴムの少量配合では効果が十分ではないことがわかる。
さらに、老化防止剤を用いた比較例２では当然のように、変色がみられ、用いていない比較例１、３においても耐オゾン性が悪化したことにより、比較例２ほどではないとしても、変色があるのに対し、老化防止剤を用いず、耐オゾン性も有する実施例１〜３は変色がほとんどみられない。

本発明のゴム組成物はデザイン上の制約を受けず、タイヤ部材、特にサイドウォール部に好適に使用できる。

Claims

ゴム成分の全量を１００質量部としたとき、少なくとも８〜７０質量部のブチル系ゴム及びエチレンプロピレン系ゴムからなる群から選ばれる低不飽和度ゴムと１０〜８０質量部のスチレン−ブタジエン共重合体をそれぞれ含んでいることを特徴とするゴム組成物。
カーボンブラックをゴム成分の全量１００質量部に対し、３０〜５０質量部、無機充填剤としてシリカ、アルミナ、クレー、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化チタン、硫酸バリウムから選ばれる少なくとも一つの成分が１〜５０質量部含まれていることを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
請求項１または２に記載の、ゴム組成物の外側に塗膜が形成されていることを特徴とするタイヤ。