JP3389110B2 - タイヤ用トレッドゴム組成物 - Google Patents

タイヤ用トレッドゴム組成物

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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、白色に着色された
タイヤ用トレッドゴム組成物に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、食品工場や製紙工場等で使用され
るフォークリフト車等の作業車としては、製品を汚染し
ないようにするために、白色や緑色等のカラータイヤを
装着させたものが用いられているが、近年、乗用車のタ
イヤに対しても、そのサイドウォールにホワイトマーキ
ングを施すことが行われている。このように、車体本体
のみでなく、タイヤに対する美的意識も高まり、乗用車
のトレッドをも白色化するという要求があるのである。 【0003】しかしながら、サイドウォールの白色化に
用いられる酸化チタンは、補強性が低く、路面と直接接
触するトレッドに配合した場合に摩耗しやすいという問
題があった。トレッド製造に用いられるゴム組成物は、
一般に、適度なムーニー粘度を有する必要がある。これ
が高すぎると、ゴム焼けが生じたりして、加工しにくく
なるという問題があった。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、白色
で耐摩耗性に優れたタイヤ用トレッドの製造に用いら
れ、適度なムーニー粘度を有するタイヤ用トレッドゴム
組成物を提供することにある。 【0005】 【課題を解決するための手段】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、白色に着色するため
には酸化チタンが必須であるので、他の添加剤を配合す
ることによって耐摩耗性を高めることを考えた。そし
て、他の添加剤として、補強性の高いシリカを配合する
ことを考えた。さらに、タイヤ性能の向上を図る上で
は、酸化チタンおよびシリカとジエン系ゴムとの密着性
を高める必要もあると考え、その目的でシランカップリ
ング剤を選び、それぞれの配合量を最適化するために、
種々の実験を重ねて、本発明に到達した。 【0006】すなわち、本発明のタイヤ用トレッドゴム
組成物は、ジエン系ゴム100重量部に対し、10〜5
0重量部の酸化チタンおよび30〜90重量部のシリカ
と、前記シリカの5〜15重量%のシランカップリング
剤とを配合してなる組成物である。 【0007】 【発明の実施の形態】以下にまず、本発明のタイヤ用ト
レッドゴム組成物を構成する各成分について詳しく説明
し、その後に、タイヤ用トレッドゴム組成物を説明す
る。 〔ジエンゴム系〕本発明で用いられるジエン系ゴムは、
トレッドゴムの基材となり、タイヤ用トレッドゴム組成
物を構成する主要な成分である。 【0008】ジエン系ゴムとしては、特に限定はなく、
たとえば、天然ゴム;スチレン・ブタジエンゴム(SB
R)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(I
R)、イソプレン−イソブチレンゴム(IIR)、ハロ
ゲン化ブチルゴム(X−IIR)等のジエン系合成ゴム
等を挙げることができ、1種または2種以上使用され
る。これらのうちでも、天然ゴム、ブタジエンゴムおよ
びイソプレンゴムから選ばれた少なくとも1種が好まし
く、天然ゴムおよび/またはブタジエンゴムがさらに好
ましい。天然ゴムやイソプレンゴムは、ゴムの耐久性を
保持するために用いられ、ブタジエンゴムは、カーボン
ブラックを充填していないタイヤでの耐摩耗性を高める
ために用いられる。スチレン・ブタジエンゴムでは、分
子鎖の運動が大きいために発熱が高くなり、走行による
硬度上昇が大きくなり、欠けが生じるおそれがある。 【0009】ジエン系ゴムが、その100重量部のう
ち、天然ゴムおよび/またはイソプレンゴム60〜80
重量部と、ブタジエンゴム20〜40重量部とを含むも
のであるとさらに好ましい。ブタジエンゴムが20重量
部未満であると、耐摩耗性が低くなるおそれがある。他
方、ブタジエンゴムが40重量部を超えると、トレッド
ゴムの破断強度および伸度が低下し、走行中に欠けが生
じるおそれがある。 〔酸化チタン〕本発明で用いられる酸化チタンは、トレ
ッドゴムを白色に着色させる成分である。 【0010】酸化チタンは、結晶状態により、アナター
ゼ型とルチル型とがあるが、本発明では、アナターゼ型
が好ましい。ルチル型は、一般に屈折率が大きく、白度
が高いため少量で白色に着色することが可能ではある
が、かさ比重が大きく、モース硬度が高いため、トレッ
ドゴム組成物のムーニー粘度が高くなり、取扱いにく
い。 【0011】アナターゼ型酸化チタンとしては、平均粒
子径:0.2〜0.8μm、比重:3.9〜4.3、着
色力:1200〜1850(JIS K5116−73
7.2項に準ずる方法で測定した値)、屈折率:2.
5〜2.9のものが好ましい。 〔シリカ〕本発明で用いられるシリカは、トレッドゴム
の耐摩耗性を高める成分である。 【0012】シリカは、2酸化ケイ素を主成分とする。
シリカとしては、平均粒子径:0.01〜0.05μ
m、比重:2.0〜2.2、屈折率:1.4〜1.5の
ものが好ましい。 〔シランカップリング剤〕本発明で用いられるシランカ
ップリング剤は、酸化チタンおよびシリカとジエン系ゴ
ムとを化学的に結合させることにより、トレッドゴムの
耐摩耗性を補助的に高め、ムーニー粘度も補助的に調整
する成分である。 【0013】シランカップリング剤としては、特に限定
はなく、たとえば、ビス(3−トリエトキシシリルプロ
ピル)テトラスルフィド(Si69、信越化学社製)、
3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(A−18
9、デグサ・ジャパン製)、2−メルカプトエチルトリ
メトキシシラン等を挙げることができ、1種または2種
以上使用される。これらのうちでも、ビス(3−トリエ
トキシシリルプロピル)テトラスルフィドは、スコーチ
が長く、加工性が高い。また、3−メルカプトプロピル
トリメトキシシランは、白色透明であり、非汚染性のも
のが好ましい白色タイヤに用いることができる。 〔タイヤ用トレッドゴム組成物〕本発明のタイヤ用トレ
ッドゴム組成物を構成する各成分の配合量について述べ
る。 【0014】酸化チタンの配合割合は、ジエン系ゴム1
00重量部に対し、酸化チタン10〜50重量部であ
り、好ましくは30〜50重量部である。酸化チタンの
配合割合が、ジエン系ゴム100重量部に対して10重
量部未満であると、配合量が少なすぎ、十分な白度が得
られない。他方、ジエン系ゴム100重量部に対して5
0重量部を超えると、既に50重量部配合した時点で十
分な白度を有し、これ以上配合してもコストが高くなる
だけで配合量に見合った白度は得られない。しかも、耐
摩耗性および分散性が低下する。 【0015】シリカの配合割合は、ジエン系ゴム100
重量部に対し、シリカ30〜90重量部であり、好まし
くは30〜70重量部である。シリカの配合割合が、ジ
エン系ゴム100重量部に対して30重量部未満である
と、耐摩耗性が低下する。他方、ジエン系ゴム100重
量部に対して90重量部を超えると、ムーニー粘度が高
くなり、ゴム焼けが生じることがある。また、ゴム組成
物を製造時にロールを用いた場合、巻き付きが悪く、成
形時の粘着性が低下する。また、カレンダー成形で得ら
れるタイヤでは、加硫後にゴム層間で剥離が生じること
もある。 【0016】シランカップリング剤の配合割合は、シリ
カの5〜15重量%であり、好ましくは5〜10重量%
である。シランカップリング剤の配合割合が5重量%未
満であると、耐摩耗性が低下する。他方、シランカップ
リング剤の配合割合が15重量%を超えると、その補強
効果が飽和に達し、さらにムーニー粘度が上がって加工
性が悪くなり、配合コストも高くなる。 【0017】本発明のタイヤ用トレッドゴム組成物に
は、必要に応じて、カーボンブラック等の補強剤;ナフ
テン系プロセスオイル等の軟化剤;イオウ、不溶性イオ
ウ、硫黄化合物等の加硫剤;酸化亜鉛、ステアリン酸等
の加硫助剤;メルカプトベンゾチアゾール(MBT)、
ベンゾチアジルジスルフィド(MBTS)、N−ter
t−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
(TBBS)、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジ
ルスルフェンアミド(CBS)等のチアゾール系促進剤
や、ジフェニルグアニジン(DPG)等のグアニジン系
促進剤等の加硫促進剤;ポリエチレングリコール等の滑
剤;有機繊維;発泡剤;老化防止剤;加硫遅延剤;ワッ
クス等の添加剤を配合することができる。トレッドゴム
組成物中のこれらの添加剤の配合量は、特に制限はな
く、適宜使用することができる。 【0018】本発明のタイヤ用トレッドゴム組成物の製
造方法としては、公知の方法を適用することができる。
上記各成分を、たとえば、バンバリーミキサーや、二軸
ローラー等の混練機等を用いて、通常の方法、条件で混
練することによって得られる。なお、混練温度は80〜
150℃であるのが好ましい。得られた混練物を、たと
えば、140〜170℃で10〜50分間加硫すること
によって、本発明のタイヤ用トレッドゴム組成物が得ら
れる。 【0019】本発明のタイヤ用トレッドゴム組成物を用
いて成形加硫することによって、トレッドが白色に着色
されたタイヤが得られる。 【0020】 【実施例】以下に本発明の具体的な実施例および比較例
を示すが、本発明は下記実施例に限定されない。以下
で、「部」は重量部、「%」は「重量%」を示す。 −実施例1− 天然ゴム(商品名:RSS#3、TECK BEE H
ANG社製)60部、ブタジエンゴム(BR150B、
宇部興産社製)40部、酸化チタン(KR−380、チ
タン工業社製)40部、シリカ(ウルトラシルVN−
3、日本デグサ社製)40部、シランカップリング剤と
してのビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラ
スルフィド(Si69、信越化学社製)2部(シリカに
対して5重量%)、老化防止剤としてのスチレン化フェ
ノール(SP−P、製造会社:川口化学社製)3.08
部、ワックス(商品名:サンノックN、製造会社:大内
新興化学社製)1部、ステアリン酸(桐、日本油脂社
製)1部、酸化亜鉛(銀嶺、東邦亜鉛社製)1部、加工
助剤としてのポリエチレングリコール2.2部および加
硫遅延剤としての無水フタル酸(スコノック5、製造会
社:大内新興化学社製)0.8部を用意し、1.7リッ
トルのバンバリーミキサー(神戸製鋼社製)を用いて、
約150℃で5分間混練した。なお、上記で用いた酸化
チタンはアナターゼ型であり、モース硬度:5.5〜
6.0、比重:3.9、屈折率:2.52、着色力:1
300、隠蔽力:100〜135、平均粒子径:0.3
〜0.4μmであった。なお、着色力は、JIS K5
116−73 7.2項に準ずる方法で測定した値であ
り、試料に着色顔料(ウルトラマリンブルー1部および
沈降性炭酸カルシウム6部)と精製アマニ油を加えて、
ガラス板上でヘラで練り合わせて、標準品も同様に処理
し、オブジェクトグラス上にならべて色を比較し、両者
の色が一致しない時は、試料に加える着色顔料を増減し
て同一色になる着色顔料の量を求めて測定した。隠蔽力
は、JIS K5101の8.1項の方法で測定した値
である。 【0021】上記で得られた混練物に、イオウ(セイミ
硫黄、鶴見科学社製)2.5部および加硫促進剤として
のN−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾイル−スル
フェンアミド(NS、三新化学社製)0.94部を添加
して、二軸ローラーを用いて80℃で約4分間混練し、
150℃で45分間加硫してタイヤ用トレッドゴム組成
物(1)を調製した。 【0022】タイヤ用トレッドゴム組成物(1)のムー
ニー粘度と、タイヤ用トレッドゴム組成物(1)を15
0℃で45分加硫して得られた加硫ゴム(1)の白度、
耐摩耗性および機械物性について、以下の評価方法で性
能を評価した。その結果を表1に示す。 <評価方法>色度測定 色度/色差度計(MINOLTA製)を用い、L*a*
b表色系色度図−CIE1967 L*a*b表色系
(JIS Z8729−(1980))に基づいて測定
した。実施例1の結果を100とした指数で測定結果を
算出した。数値に10以上差がある場合は、顕著な差が
あると見なせる。摩耗試験 ランボーン摩耗試験機(岩本製作所社製)を用い、JI
S K6264に基づいて測定した。実施例1の結果を
100とした指数で測定結果を算出した。ムーニー粘度 JIS K6300に基づいて、130℃でのムーニー
粘度(ML1+4)を測定した。引張試験 JIS K6251に基づいて、ダンベル3号形を用い
て、破断強度(単位:MPa)および伸度(単位:%)
を測定した。 【0023】−実施例2− 実施例1で、酸化チタンをアナターゼ型から、ルチル型
に変更する以外は実施例1と同様にして、タイヤ用トレ
ッドゴム組成物(2)を調製した。タイヤ用トレッドゴ
ム組成物(2)を加硫して得られた加硫ゴム(2)につ
いて、実施例1と同様にして、性能を評価した。その結
果を表1に示す。 【0024】なお、ルチル型酸化チタンは、モース硬
度:6.0〜7.0、比重:4.2、屈折率:2.7
1、着色力:1800、隠蔽力:130〜190、平均
粒子径:0.3〜0.4μmであった。着色力および隠
蔽力は、実施例1と同じ方法で測定した値である。 −実施例3〜7および比較例1〜6− 実施例1で、配合量をそれぞれ表1および表2に示す量
に変更する以外は、実施例1と同様にして、タイヤ用ト
レッドゴム組成物(3)〜(7)および比較タイヤ用ト
レッドゴム組成物(1)〜(6)を調製した。 【0025】タイヤ用トレッドゴム組成物(3)〜
(7)および比較タイヤ用トレッドゴム組成物(1)〜
(6)をそれぞれ加硫して得られた加硫ゴム(3)〜
(7)および比較加硫ゴム(1)〜(6)について、実
施例1と同様にして、性能を評価した。その結果を表1
および表2に示す。 【0026】 【表1】 【0027】 【表2】【0028】*1 括弧内はシリカに対する重量%を示
す。 *2 実施例2では、ルチル型酸化チタンを用い、これ
以外はアナターゼ型酸化チタンを用いた。 <評価結果>実施例1〜7では、白度および耐摩耗性が
高く、適度なムーニー粘度を有しているのに対して、比
較例1および6では白度が低く、比較例2〜3および5
では耐摩耗性が低く、比較例4および6ではムーニー粘
度が高すぎる。 【0029】実施例1と実施例2の比較から、ルチル型
酸化チタンの方がアナターゼ型酸化チタンよりも、白度
が高いが、ムーニー粘度が高くなり、取扱性がやや低く
なる。実施例1と実施例5の比較から、ブタジエンゴム
の配合割合が多いと耐摩耗性が高まるが、破断強度およ
び伸度がやや低くなる。 【0030】実施例1と実施例6の比較から、シリカの
配合割合が多いと耐摩耗性が高まるが、ムーニー粘度が
やや低くなる。 【0031】 【発明の効果】本発明のタイヤ用トレッドゴム組成物
は、白色で耐摩耗性に優れたタイヤ用トレッドの製造に
用いられ、適度なムーニー粘度を有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 9/00 C08K 3/22 C08K 3/36 C08K 5/541

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】ジエン系ゴム100重量部に対し、10〜
    50重量部の酸化チタンおよび30〜90重量部のシリ
    カと、前記シリカの5〜15重量%のシランカップリン
    グ剤とを配合してなる、タイヤ用トレッドゴム組成物。
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