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

Description

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。

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。

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。