JP5648450B2

JP5648450B2 - 重荷重用タイヤキャップトレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5648450B2
Application number: JP2010269030A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　洋介; 洋介鈴木
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2030-12-02
Also published as: JP2012116977A

Description

本発明は、タイヤキャップトレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関するものであり、詳しくは、加硫粉末ゴムを有効に活用しつつ、耐クラック性、耐カット性および耐チッピング性を向上したタイヤキャップトレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関するものである。

従来、タイヤ、特に重荷重用タイヤのキャップトレッドの耐クラック性を改良する手段として、ブタジエンゴム（ＢＲ）を配合する手法が採られている。しかし、ＢＲを配合すると、耐カット性、耐チッピング性が悪化するという問題点があった。

一方、近年においては、環境負荷低減の観点から、廃ゴム製品をリサイクルした加硫粉末ゴム（再生粉末ゴム）の活用が望まれている。しかし、加硫粉末ゴムを配合すると、破断強度が悪化する等の問題点があった。
なお、加硫粉末ゴムを用いたタイヤ用ゴム組成物に配合する従来技術としては、例えば下記特許文献１〜２が挙げられる。

特許第４０３９７３５号公報特開２０１０−１３２７７２号公報

本発明の目的は、加硫粉末ゴムを有効に活用しつつ、耐クラック性、耐カット性および耐チッピング性を向上したタイヤキャップトレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、特定の組成を有するジエン系ゴムに特定の粒径を有する加硫粉末ゴムの特定量を配合するとともに、軟化剤の配合量を限定することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成することができた。
すなわち本発明は以下のとおりである。
１．天然ゴムおよび／または合成イソプレンゴム７０〜９９質量部およびブタジエンゴム３０〜１質量部からなるジエン系ゴム１００質量部に対し、４０メッシュ以上の粒径を有する加硫粉末ゴム１〜５質量部および軟化剤０〜９質量部を配合してなる重荷重用タイヤキャップトレッド用ゴム組成物。
２．前記１に記載のタイヤキャップトレッド用ゴム組成物をタイヤのキャップトレッドに使用してなる重荷重用空気入りタイヤ。

本発明によれば、特定の組成を有するジエン系ゴムに、特定の粒径を有する加硫粉末ゴムを特定量で配合するとともに、軟化剤の配合量を限定したので、加硫粉末ゴムを有効に活用しつつ、耐クラック性、耐カット性および耐チッピング性を向上したタイヤキャップトレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供することができる。

空気入りタイヤの一例の部分断面図である。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。

図１は、空気入りタイヤの一例の部分断面図である。
図１において、空気入りタイヤは左右一対のビード部１およびサイドウォール２と、両サイドウォール２に連なるトレッド３からなり、ビード部１、１間にスチールコードが埋設されたカーカス層４が装架され、カーカス層４の端部がビードコア５およびビードフィラー６の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられている。ビードフィラー６は２つの部材から構成され、その上部は上ビードフィラー６２であり、下部は下ビードフィラー６４である。トレッド３においては、カーカス層４の外側に、ベルト層７がタイヤ１周に亘って配置されている。ベルト層７の両端部には、ベルトクッション８が配置されている。また、トレッド３の内周側には、アンダートレッド３１が配置されている。空気入りタイヤの内面には、タイヤ内部に充填された空気がタイヤ外部に漏れるのを防止するために、インナーライナー９が設けられ、インナーライナー９を接着するためのタイゴム１０が、カーカス層４とインナーライナー９との間に積層されている。また、ビード部１においてはリムに接する部分にリムクッション１１が配置されている。

本発明のゴム組成物は、トレッド３の形成に好適であり、とくにキャップトレッドの形成に好適である。なお、上記の図１では、重荷重用タイヤを例にとり説明したが、本発明のゴム組成物は、乗用車用タイヤのトレッド、とくにキャップトレッドにも有利に使用できる。
次に、本発明のゴム組成物の各成分について説明する。

（ジエン系ゴム）
本発明で使用されるジエン系ゴムは、天然ゴム（ＮＲ）および／または合成イソプレンゴム（ＩＲ）と、ブタジエンゴム（ＢＲ）とを含有する。なお本発明においては、必要に応じてスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）を使用することもできる。
また本発明で使用されるジエン系ゴムは、ジエン系ゴム全体を１００質量部としたときに、ＮＲおよび／またはＩＲが７０〜９９質量部およびＢＲが３０〜１質量部からなることが必要である。ＢＲが１質量部未満では、耐クラック性が悪化する。また発熱性も悪化してしまう。ＢＲが３０質量部を超えると、耐カット性および耐チッピング性をいずれも改善することができない。なおＳＢＲを使用する場合、下記で説明する加硫粉末ゴムおよび軟化剤の配合量は、ＳＢＲを加えたジエン系ゴムの合計１００質量部に対して決定される。またＳＢＲを使用する場合、その配合量は、ジエン系ゴム全体を１００質量部としたときに、ＮＲおよび／またはＩＲが７０質量部以上、かつＢＲが１質量部以上配合されていればよく、とくに制限されない。
本発明で使用されるジエン系ゴムは、本発明の効果の観点から、さらに好ましくは、ジエン系ゴム全体を１００質量部としたときに、ＮＲおよび／またはＩＲが７０〜９５質量部およびＢＲが５〜３０質量部からなるのがよい。

（加硫粉末ゴム）
本発明で使用される加硫粉末ゴム、すなわち再生粉末ゴムは、ＪＩＳＫ６２２０に準拠して測定した粒径が、４０メッシュ以上であることが必要である。前記粒径が４０メッシュ未満であると、耐カット性および耐チッピング性が悪化してしまう。
また加硫粉末ゴムは、天然ゴム含量が７０質量％以上、好ましくは、８０質量％以上であるものがよい。

（軟化剤）
本発明で使用される軟化剤は、例えば各種オイル類、具体的には工業用パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ロジン系プロセスオイルおよび天然植物性プロセスオイル等が挙げられる。

（充填剤）
本発明のゴム組成物は、各種充填剤を配合することができる。充填剤としてはとくに制限されず、適宜選択すればよいが、例えばカーボンブラック、シリカ、無機充填剤等が挙げられる。無機充填剤としては、例えばクレー、タルク、炭酸カルシウム等を挙げることができる。

（ゴム組成物の配合割合）
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、４０メッシュ以上の粒径を有する加硫粉末ゴム１〜５質量部および軟化剤９質量部以下を配合してなることを特徴とする。
加硫粉末ゴムの配合量が１質量部未満であると、添加量が少な過ぎて環境負荷低減の観点上、不利となる。逆に５質量部を超えると、耐クラック性、耐カット性および耐チッピング性がいずれも悪化する。
軟化剤の配合量が９質量部を超えると、発熱性が悪化し、実用上不利となる。

好ましい加硫粉末ゴムの配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、１〜３質量部である。
好ましい軟化剤の配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、８質量部以下である。

本発明のゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、老化防止剤などのゴム組成物に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。

以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。

実施例１〜２、標準例および比較例１〜６
サンプルの調製
表１に示す配合（質量部）において、加硫促進剤と硫黄を除く成分を１．７リットルの密閉式バンバリーミキサーで５分間混練した後、約１５０℃でミキサー外に放出させて室温冷却した。続いて、該組成物を同バンバリーミキサーに再度入れ、加硫促進剤および硫黄を加えて混練し、ゴム組成物を得た。次に得られたゴム組成物を所定の金型中で１５０℃で３０分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を得、以下に示す試験法で物性を測定した。

破断伸び：ＪＩＳＫ６２５１に準拠し、ダンベル３号、室温にて測定した。結果は、標準例を１００として指数表示した。数値が大きいほど破断伸びが高く、耐カット性および耐チッピング性が優れていることを表す。
発熱性：ＪＩＳＫ６３９４に準拠し、１００℃におけるｔａｎδを測定した。結果は、標準例を１００として指数表示した。数値が小さいほど発熱性に優れることを表す。
屈曲亀裂発生数：ＪＩＳＫ６２６０５．に準拠し、回数１０万回、６点法にて測定した。結果は、標準例を１００として指数表示した。数値が小さいほど屈曲亀裂発生数が少なく、耐クラック性に優れることを表す。
屈曲亀裂成長：ＪＩＳＫ６２６０６．に準拠し、回数１０万回、亀裂の長さ（ｍｍ）を測定した。結果は、標準例を１００として指数表示した。数値が小さいほど屈曲亀裂成長が小さく、耐クラック性に優れることを表す。
結果を表１に併せて示す。

＊１：ＮＲ（ＳＩＲ２０）
＊２：ＢＲ（日本ゼオン（株）製Ｎｉｐｏｌ１２２０）
＊３：加硫粉末ゴム−１（ＬｅｈｉｇｈＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製ＧＦ−８０。ＪＩＳＫ６２２０に準拠して測定した粒径が、４０メッシュ以上（４０メッシュふるい残分＝０質量％、８０メッシュふるい残分＝２．２質量％））
＊４：加硫粉末ゴム−２（アサヒ再生ゴム（株）製３０メッシュ粉末ゴム。ＪＩＳＫ６２２０に準拠して測定した粒径が、３０メッシュ以上）
＊５：カーボンブラック（キャボットジャパン（株）製ショウブラックＮ２３４）
＊６：酸化亜鉛（正同化学工業（株）製酸化亜鉛３種）
＊７：ステアリン酸（日油（株）製ビーズステアリン酸桐）
＊８：老化防止剤（フレキシス社製サントフレックス６ＰＰＤ）
＊９：ワックス（日本精蝋（株）製オゾエース００１５）
＊１０：アロマオイル（Ｈ＆Ｒ社製ＶｉｖａＴｅｃ４００）
＊１１：硫黄（鶴見化学工業（株）製金華印油入微粉硫黄）
＊１２：加硫促進剤（大内新興化学工業（株）製ノクセラーＮＳ−Ｆ）

上記の表１から明らかなように、実施例１〜２で調製されたゴム組成物は、特定の組成を有するジエン系ゴムに、特定の粒径を有する加硫粉末ゴムを特定量で配合するとともに、軟化剤の配合量を限定しているので、従来の代表的な標準例１に比べ、加硫粉末ゴムを有効に活用しつつ、耐クラック性、耐カット性および耐チッピング性が向上していることが分かる。したがって、実施例１〜２のゴム組成物は、タイヤキャップトレッドに好適に採用することができる。
これに対し、比較例１は、ＢＲおよび加硫粉末ゴムを配合していないので、屈曲亀裂発生数が悪化した。この結果から、グルーブクラック性に劣ることが判明した。また、発熱性も悪化した。
比較例２は、ＢＲを配合していないので、屈曲亀裂発生数が悪化した。この結果から、グルーブクラック性に劣ることが判明した。また、発熱性も悪化した。
比較例３は、加硫粉末ゴムの配合量が本発明で規定する上限を超えているので、破断伸びが悪化し、耐カット性および耐チッピング性に劣ることが判明した。
比較例４は、加硫粉末ゴムの粒径が本発明で規定する範囲外であるので、破断伸びが悪化し、耐カット性および耐チッピング性に劣ることが判明した。
比較例５は、ＢＲの配合量が本発明で規定する上限を超えているので、破断伸びが悪化し、耐カット性および耐チッピング性に劣ることが判明した。
比較例６は、軟化剤の配合量が本発明で規定する上限を超えているので、発熱性が極端に悪化し、実用上不利であることが判明した。

１ビード部
２サイドウォール
３トレッド
４カーカス層
５ビードコア
６ビードフィラー
７ベルト層
８ベルトクッション
９インナーライナー
１１リムクッション
６２上ビードフィラー
６４下ビードフィラー

Claims

天然ゴムおよび／または合成イソプレンゴム７０〜９９質量部およびブタジエンゴム３０〜１質量部からなるジエン系ゴム１００質量部に対し、４０メッシュ以上の粒径を有する加硫粉末ゴム１〜５質量部および軟化剤０〜９質量部を配合してなる重荷重用タイヤキャップトレッド用ゴム組成物。
請求項１に記載のタイヤキャップトレッド用ゴム組成物をタイヤのキャップトレッドに使用してなる重荷重用空気入りタイヤ。