JP4819236B2

JP4819236B2 - タイヤトレッド用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤ

Info

Publication number: JP4819236B2
Application number: JP2001082660A
Authority: JP
Inventors: 和幸西岡; 清繁村岡
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2021-03-22
Also published as: JP2002284928A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤに関し、とりわけ、グリップ性能を維持しつつ発熱性能を低くし、耐摩耗性を向上させることのできるタイヤトレッド用ゴム組成物、および、この組成物をトレッドに用いたタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題、省資源化の観点から廃棄物のリサイクルが強く求められている。タイヤに関しても例外ではなく、廃タイヤは、たとえば破砕機によって細かく粉砕して繊維やスチールなどを取り除き、ゴム粉として再利用するなど、さまざまな処理を施したうえで、いろいろな用途に用いられている。
【０００３】
なかでも、再度タイヤとして利用する循環型のいわゆるマテリアルリサイクルは、非常に重要で必要不可欠である。廃タイヤを再生ゴムまたはゴム粉にしてタイヤへ再利用する方法は、古くから知られている。しかし、再生ゴムの使用量、使用比率は年々減少しており、その理由には発熱性能が高くなり、耐摩耗性などが大きく低下することがあげられる。
【０００４】
そのような状況下で、補強用充填剤を用いてゴム物性を改善する試みは非常によく知られており、なかでも高い補強性と優れた耐摩耗性を付与するカーボンブラックは多く用いられている。空気入りタイヤの耐摩耗性をより向上させるためには、カーボンブラックの充填量をより多くすることや、より粒子径の小さいカーボンブラックを使用することが考えられる。しかし、いずれの場合においてもカーボンブラックによってヒステリシスロスが大きくなり、発熱性能が高くなる。
【０００５】
他方、発熱性能、グリップ性能および耐摩耗性を両立させる充填剤として、含水ケイ酸が知られている。しかし、含水ケイ酸は同程度の比表面積を有するカーボンブラックと比較してゴム組成物の貯蔵弾性率が小さく、そのためグリップ性能が劣る。貯蔵弾性率を高める方法としては、含水ケイ酸の増量または比表面積の増大などが考えられるが、そうすると発熱性能が増大する。
【０００６】
これらの問題点を解決すべく従来から種々の提案がなされているが、グリップ性能、発熱性能および耐摩耗性の高度にバランスのとれたゴム組成物は、いまだに存在しないのが現状である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況下で、再生ゴムを使用し、グリップ性能を維持しつつ発熱性能を低くし、耐摩耗性を向上させることのできるタイヤトレッド用ゴム組成物、および、この組成物をトレッドに用いたタイヤを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために検討を行なったところ、アセトン抽出量が２０重量％以下および／またはクロロホルム抽出量が１０重量％以下である再生ゴムを含有させることにより、従来の再生ゴムを含有するタイヤに比べてグリップ性能を維持しつつ発熱性能を低くし、耐摩耗性を向上させ得ることを見出した。
【０００９】
すなわち本発明は、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、アセトン抽出量が１５重量％以下および／またはクロロホルム抽出量が５重量％以下である再生ゴムを１〜４０重量部含有することを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【００１０】
また、前記のゴム組成物をトレッドに用いたタイヤに関する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のゴム組成物は、特定の再生ゴムを含有することにより、グリップ性能を維持しつつ、発熱性能を低くし、耐摩耗性を向上させる。発熱性能を低くすれば、エネルギーロスが少なく、転がり抵抗が小さくなるので、燃費を低くすることができる。
【００１２】
再生ゴムとは、一般に用いられているゴム製品などから再生したものであれば何ら限定されるものではない。再生ゴムの製法としては、最も一般的なパン法（オイル法）をはじめ、バンバリーミキサー・２軸反応押出機による方法、マイクロ波による方法、超音波による方法、電子線照射による方法などが開発されているが、いかなる方法によって再生したものであってもよい。
【００１３】
本発明に用いられる再生ゴムは、そのアセトン抽出量が２０％以下および／またはクロロホルム抽出量が１０重量％以下である。アセトン抽出量が２０％をこえ、かつクロロホルム抽出量が１０重量％をこえる再生ゴムでは、発熱性能が増大し、耐摩耗性の低下をもたらす。さらに、アセトン抽出量は１５重量％以下、クロロホルム抽出量は５重量％以下であることが好ましい。
【００１４】
ここで、再生ゴムのアセトン抽出量およびクロロホルム抽出量は、以下の方法によって求められる。
【００１５】
再生ゴム約２ｇを１ｍｇまで正しく量り取り、ろ紙に包むか、または円筒ろ紙に入れ、これをクネフレル形、または、コットル形の抽出装置のサインカップ中に置き、また、あらかじめ計量した抽出フラスコに抽出液（アセトンまたはクロロホルム）約５０ｍｌを入れ、全装置を組み立てて加熱しながら抽出を行なう。加熱はサイホンカップ中の抽出液が約３分ごとに落下更新するように調節し、抽出時間は連続４８時間とする。
【００１６】
抽出後、抽出液を水浴上で加熱し、抽出液を留去したのち、直ちに７０±５℃の空気浴中で約２時間乾燥し、放冷後、抽出物の質量を量り、アセトン抽出量またはクロロホルム抽出量とする。
【００１７】
アセトン抽出およびクロロホルム抽出により得られる抽出物に含まれる成分は、主に、遊離硫黄、軟化剤、膨潤剤、再生時に生じた低分子量成分などであり、これらの成分が多く含まれる再生ゴムは、発熱性能を増大させ、耐摩耗性の低下をもたらす。
【００１８】
前記再生ゴムの含有量は、以下に述べるジエン系ゴム１００重量部に対して、１〜４０重量部、好ましくは１〜３０重量部、より好ましくは１〜２０重量部である。含有量が４０重量部をこえると発熱性能が増大し、耐摩耗性が低下する。
【００１９】
前記ジエン系ゴムとしては、天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴムが用いられる。ここでジエン系合成ゴムとしては、たとえば、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレン合成ゴム（ＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、イソブチレン−イソプレンゴム（ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などがあげられる。これらのゴムは単独で用いてもよく、あるいは２種以上を組み合わせてもよい。
【００２０】
さらに本発明のゴム組成物は、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なかから任意に選択して用いることができるが、主としてカーボンブラックやシリカ粒子が好ましい。
【００２１】
前記カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、上限が２８０ｍ²／ｇ、とくには２００ｍ²／ｇであることが好ましい。チッ素吸着比表面積が２８０ｍ²／ｇをこえると発熱性能が増大する傾向がある。下限は８０ｍ²／ｇ、とくには１００ｍ²／ｇであることが好ましい。カーボンブラックのチッ素吸着比表面積が８０ｍ²／ｇ未満では耐摩耗性が低下する傾向がある。
【００２２】
前記カーボンブラックの含有量は、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して１０〜１５０重量部、とくには１５〜１００重量部であることが好ましい。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、１５０重量部をこえると発熱性能が増大する傾向がある。
【００２３】
前記シリカのチッ素吸着比表面積は１００〜２８０ｍ²／ｇであることが好ましい。シリカのチッ素吸着比表面積は１００ｍ²／ｇ未満では耐摩耗性が低下する傾向があり、逆に２８０ｍ²／ｇをこえると発熱性能が増大する傾向がある。
【００２４】
前記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。
【００２５】
さらに、本発明のゴム組成物には、前記成分のほか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、酸化亜鉛、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。
【００２６】
本発明のタイヤは、本発明のゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて前記各種薬品を配合した本発明のゴム組成物を未加硫の段階でタイヤトレッドの形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形し、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧してタイヤを得る。このようにして得られた本発明のタイヤは、発熱性能、耐摩耗性などのバランスに優れるものである。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれのみに限定されるものではない。
【００２８】
実施例１および比較例１〜２
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各特性の試験を行なった。
【００２９】
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。
天然ゴム：テックビーハング社製のＲＳＳ＃３
ＳＢＲ：ジェイエスアール（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（窒素吸着比表面積１２５ｍ²／ｇ）
再生ゴム▲１▼：市販のゴム粉（村岡ゴム工業（株）製のＷ−２Ａ）を６０ｃｃの１８０℃に温調したラボプラストミルで１０分間せん断をかけて脱硫することにより作製した（アセトン抽出量１２．１％、クロロホルム抽出量４．２％）
再生ゴム▲２▼：村岡ゴム工業（株）製の再生ゴムＲ−５００（アセトン抽出量２０．２％、クロロホルム抽出量１０．１％）
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ＣＺ
【００３０】
以下に加硫ゴムの評価方法について説明する。
（１）グリップ性能
前記のゴム組成物からなるトレッドを有するサイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤを作製した。このタイヤを用いて、ドライアスファルト路面のテストコースにて実車走行を行なった。操舵時のコントロールの安定性をテストドライバーが評価し、比較例１の場合を１００として指数表示をした。数値が大きいほどドライ路面におけるグリップ性能が高いことを示している。
【００３１】
（２）発熱性能
（株）上島製作所製スペクトロメーターを用いて、動的歪振幅２％、周波数１０Ｈｚ、温度７０℃の条件でｔａｎδを測定した。ｔａｎδの値の逆数を比較例１の場合を１００として指数表示した。数値が大きいほど発熱性能が低く、良好であることを示している。
【００３２】
（３）耐摩耗性
ランボーン型摩耗試験機を用いて、室温、負荷荷重１．０ｋｇｆ、スリップ率３０％、試験時間５分の条件で摩耗量を測定した。摩耗量の逆数を比較例１の場合を１００として指数表示した。数値が大きいほど耐摩耗性が高いことを示している。
【００３３】
結果を表１に示す。表１から明らかなように、再生ゴム▲１▼を適量用いた実施例１では、比較例１、２に比べ、グリップ性能を低下させることなく、発熱性能を低くし、耐摩耗性を向上させることができた。
【００３４】
【表１】

【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、再生ゴムを用いて、グリップ性能を維持しながら発熱性能が小さく耐摩耗性を大幅に向上させたタイヤを与えることができる。

Claims

ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、アセトン抽出量が１５重量％以下および／またはクロロホルム抽出量が５重量％以下である再生ゴムを１〜４０重量部含有することを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
請求項１記載のゴム組成物をトレッドに用いたタイヤ。