JP4447877B2 - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

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本発明は、タイヤ用ゴム組成物に関し、とりわけグリップ性能を向上させたタイヤ用ゴム組成物に関する。
近年、自動車の高性能化、高馬力化が進む一方、安全性に対する意識も高まっており、タイヤに対するグリップ性能の要求も強まってきている。たとえば、高速走行時の諸性能もその1つにあげられる。
従来、グリップ性能を向上させる手法としては、たとえばスチレン−ブタジエン共重合ゴムのスチレン量およびビニル量を多くしてガラス転移点をより高くする手法が知られている。しかし、耐摩耗性は低下する、あるいは低温時のグリップ性能が低下し、脆化破壊を起こす危険性がある。また、オイルを多量に使ってグリップ性能を向上させる手法も知られているが、この場合も耐摩耗性が低下してしまう。
グリップ性能、耐摩耗性の両方を改善する手法としては、微粒子のカーボンブラックを多量に使う手法があげられるが、過剰量のカーボンブラックを用いた場合、分散不良を起こして耐摩耗性が逆に低下する。
また、低温時のグリップ性能を上げる手法としては、シリカを配合する手法があげられるが、高温時のグリップ性能、および耐摩耗性が低下する。
さらに、ゴム組成物にタングステンなどの無機化合物を添加する手法(特許文献1参照)、アクリル系樹脂を添加する手法(特許文献2参照)およびウレタン系粒子を添加する手法(特許文献3参照)が提案されているが、充分なグリップ性能を示すゴム組成物は、未だに得られていないのが現状である。
特開2000−319447号公報 特開2002−80642号公報 特開2002−97303号公報
本発明は、高いグリップ性能を示すタイヤ用ゴム組成物を提供することを目的とする。
本発明は、(A)ジエン系ゴム100重量部に対して、(B)2,2,6,6−テトラメチルピペリジンおよびその誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物0.1〜30重量部、(C)プロトン酸およびフェノール誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物0.1〜30重量部、ならびに(D)カーボンブラック10〜200重量部を含むタイヤ用ゴム組成物に関する。
本発明によれば、2,2,6,6−テトラメチルピペリジンおよびその誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物、プロトン酸およびフェノール誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物、およびカーボンブラックを配合することにより、高いグリップ性能を示すタイヤ用ゴム組成物を得ることができる。
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム(A)、2,2,6,6−テトラメチルピペリジンおよびその誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物(B)、プロトン酸およびフェノール誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物(C)、ならびにカーボンブラック(D)からなる。
ジエン系ゴム(A)は、天然ゴムおよび/またはジエン系合成ゴムからなる。ジエン系合成ゴムとしては、たとえば、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)、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)、ブチルゴム(IIR)などがあげられる。なかでも、グリップ性能および耐摩耗性をバランスよく示すことから、SBRが好ましい。これらのゴムは単独で用いてもよく、2種以上組み合わせてもよい。
また、SBRの含有量は、ジエン系ゴム(A)中に60重量%以上であることが好ましく、80重量%以上であることがとくに好ましい。SBRの含有量が60重量%未満では、充分なグリップ性能が得られない傾向がある。
2,2,6,6−テトラメチルピペリジンおよびその誘導体からなる群から選ばれる化合物(B)は、下記式(1)で示される化合物である。このような特定の構造骨格をもつチッ素含有化合物を配合することにより、高いグリップ性能を達成することができる。
Figure 0004447877
ここで、R1、R2、R3は互いに独立した任意の基であり、R1〜R3がいずれも水素原子の場合が2,2,6,6−テトラメチルピペリジンである。
化合物(B)の例としては、2,2,6,6−テトラメチルピペリジンのほかに、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、1−[2−{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ}エチル]−4−{3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ}−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、8−アセチル−3−ドデシル−7,7,9,9−テトラメチル−1,3,8−トリアザスピロ[4,5]デカン−2,4−ジオン、ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]、1,2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル−メタクリレート、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル−メタクリレートなどがあげられる。これらの化合物は単独で用いてもよく、2種以上組み合わせてもよい。
化合物(B)の含有量は、ジエン系ゴム(A)100重量部に対して0.1〜30重量部であり、好ましくは0.5〜20重量部であり、より好ましくは1〜10重量部である。化合物(B)の含有量が0.1重量部未満であると、グリップ性能の改善効果が得られにくく、また30重量部をこえると化合物(B)の添加効果が小さくなる。
プロトン酸およびフェノール誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物(C)のうち、プロトン酸の例としては、酢酸、プロピオン酸、オレイン酸などの脂肪族モノカルボン酸、コハク酸、マレイン酸などの脂肪族ジカルボン酸、安息香酸、p−メトキシ安息香酸、p−クロロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、ケイ皮酸、ナフトエ酸などの芳香族モノカルボン酸、フタル酸、無水フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸などの芳香族ポリカルボン酸などがあげられる。また、フェノール誘導体としては、フェノール系老化防止剤が好ましく、具体的には4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−tert−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,1’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンなどがあげられる。これらの化合物は単独で用いてもよく、2種以上組み合わせてもよい。
化合物(C)の含有量は、ジエン系ゴム(A)100重量部に対して0.1〜30重量部であり、好ましくは0.5〜20重量部であり、より好ましくは1〜10重量部である。化合物(C)の含有量が0.1重量部未満であると、グリップ性能改善効果が得られにくく、また30重量部をこえると化合物(C)の添加効果が少なくなる。
前記カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、80〜280m2/gであることが好ましく、とくには100〜200m2/gであることが好ましい。チッ素吸着比表面積が80m2/g未満ではグリップ性能、耐摩耗性が共に低下する傾向があり、280m2/gをこえると良好な分散が得られにくく耐摩耗性が低下する傾向がある。
前記カーボンブラックの含有量は、ジエン系ゴム(A)100重量部に対して10〜200重量部であることが好ましく、20〜150重量部であることがより好ましく、30〜100重量部であることがとくに好ましい。カーボンブラックの含有量が10重量部未満では耐摩耗性が低下する傾向があり、200重量部をこえると加工性が低下する傾向がある。
本発明のゴム組成物は、さらにカーボンブラックの他に、補強用充填剤を含有することが好ましい。補強用充填剤としては、従来タイヤ用ゴム組成物において慣用されるものの中から任意に選択して用いることができる。補強用充填剤は単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
さらに、本発明のゴム組成物には、前記成分の他にゴム工業で通常使用されている各種薬品、たとえば、硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤、各種軟化剤、各種老化防止剤、ステアリン酸、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤などの添加剤を配合することができる。
本発明のゴム組成物は、高いグリップ性能を示し、タイヤ用ゴム組成物、とくに競技用のタイヤのトレッドなどとして有用である。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
以下に、実施例および比較例で用いた各種薬品について説明する。
SBR:住友化学工業(株)製のSBR1502
カーボンブラック:昭和キャボット(株)製のショウブラックN220(チッ素吸着比表面積:125m2/g)
化合物1:ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート
化合物2:ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]
化合物3:1−ナフトエ酸
化合物4:4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン)
ステアリン酸:日本油脂(株)製のステアリン酸
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
硫黄:鶴見化学(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS
実施例1〜3および比較例1〜4
表1に示す配合処方にしたがって、混練り配合し、各種供試ゴム組成物を得た。これらの配合物を170℃で20分間プレス加硫して加硫物を得て、これらについて以下に示す試験方法によりグリップ性能を評価した。結果を表1に示す。
(グリップ性能)
(株)上島製作所製フラットベルト式摩擦試験機(FR5010型)を用いてグリップ性能を評価した。幅20mm、直径100mmの円筒形のゴム試験片を用い、速度20km/時間、荷重4kgf、路面温度20℃の条件で、路面に対するサンプルのスリップ率を0〜70%まで変化させ、その際に検出される摩擦係数の最大値を読みとった。比較例1の値を100(基準)として指数表示した。指数が大きいほどグリップ性能が高いことを示す。
Figure 0004447877

Claims (1)

  1. (A)ジエン系ゴム100重量部に対して、(B)ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]0.1〜30重量部、(C)プロトン酸およびフェノール誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物0.1〜30重量部、ならびに(D)カーボンブラック10〜200重量部を含有するタイヤ用ゴム組成物。
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