JP7251152B2 - ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents
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しかし、特許文献1に開示された技術では、耐カット性を維持しながら、加工性および耐発熱性を向上させることはできない。
すなわち本発明は以下の通りである。
2.前記脂肪酸が、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸またはリノレン酸であることを特徴とする前記1に記載のゴム組成物。
3.前記ポリグリセリン脂肪酸エステルが下記式(1)で表されることを特徴とする前記1または2に記載のゴム組成物。
4.前記式(1)中、nが0または1であることを特徴とする前記3に記載のゴム組成物。
5.建設車両のトレッドに用いられる、前記1~4のいずれかに記載のゴム組成物。
6.前記1~4のいずれかに記載のゴム組成物をトレッドに用いた建設車両用タイヤ。
本発明で使用されるジエン系ゴムは、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)を必須成分とする。また、ジエン系ゴムの分子量やミクロ構造はとくに制限されず、アミン、アミド、シリル、アルコキシシリル、カルボキシル、ヒドロキシル基等で末端変性されていても、エポキシ化されていてもよい。
本発明で使用するカーボンブラックは、窒素吸着比表面積(N2SA)が70m2/g以上であることが必要である。窒素吸着比表面積(N2SA)が70m2/g未満であると、ゴム組成物のゴム強度などの機械的特性が低下し耐カット性が悪化する。なお、本発明の効果が向上するという観点から、窒素吸着比表面積(N2SA)は85~130m2/gであることが好ましい。なお、窒素吸着比表面積(N2SA)はJIS K6217-2に準拠して求めた値である。
本発明で使用するロジン系樹脂としては、例えばガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジン、水素添加ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、マレイン化ロジンおよびフマル化ロジン等の変性ロジン、これらのロジンのグリセリンエステル、ペンタエリスリトールエステル、メチルエステルおよびトリエチレングリコールエステルなどのエステル誘導体、並びにロジン変性フェノール樹脂、ロジン変性樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ロジンのエステル誘導体、ロジン変性樹脂、重合ロジン、変性ロジンを好ましく挙げることができる。
本発明で使用されるポリグリセリン脂肪酸エステルは、炭素数6~24の脂肪酸を由来とするエステルである。
脂肪酸としては、具体的には、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸等の直鎖脂肪酸類が挙げられる。
ポリグリセリン脂肪酸エステルは、1種類を使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、本発明の効果をさらに高めるという観点から、前記脂肪酸は、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸またはリノレン酸が好ましい。
本発明で使用されるポリグリセリン脂肪酸エステルは、フィラーの分散性が向上するという理由から、実用上十分な耐カット性を維持しながら、加工性および耐発熱性を向上させることができる。なお、当該効果は、モノグリセリン脂肪酸エステルには奏されない作用効果である。
なお、ポリグリセリンの第2級ヒドロキシ基を選択的にエステル化したグリセリンエステル化合物では、前記式(1)で表されるモノ脂肪酸エステルに比べて、耐カット性、加工性および耐発熱性を共に満足させることができない。
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム100質量部に対し、窒素吸着比表面積(N2SA)が70m2/g以上のカーボンブラックを50~70質量部、ロジン系樹脂を0.2~10質量部、および炭素数6~24の脂肪酸を由来とするポリグリセリン脂肪酸エステルを0.5~20質量部配合してなることを特徴とする。
前記カーボンブラックの配合量が50質量部未満では耐カット性が悪化する。逆に70質量部を超えると耐発熱性が悪化する。
前記ロジン系樹脂の配合量が0.2質量部未満であると加工性が悪化する。逆に10質量部を超えると発熱性が悪化する。
前記ポリグリセリン脂肪酸エステルの配合量が0.5質量部未満であると、配合量が少な過ぎて本発明の効果を奏することができない。逆に20質量部を超えると耐カット性が悪化する。
前記ロジン系樹脂の配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し、2~8質量部であることが好ましい。
前記ポリグリセリン脂肪酸エステルの配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し、1~15質量部であることが好ましい。
本発明におけるゴム組成物には、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;酸化亜鉛、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウムのような各種充填剤;老化防止剤;可塑剤;樹脂;硬化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。
また本発明のゴム組成物は従来の空気入りタイヤの製造方法に従って空気入りタイヤを製造するのに使用することができる。
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、ゴムをミキサー外に放出して室温冷却した。次いで、該ゴムを同ミキサーに再度入れ、加硫促進剤および硫黄を加えてさらに混練し、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160℃、20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未加硫のゴム組成物および加硫ゴム試験片の物性を測定した。
*2:SBR(日本ゼオン(株)製Nipol 1502)
*3:モノグリセリンモノステアレート(理研ビタミン株式会社製S100)
*4:ジグリセリンモノステアレート(理研ビタミン株式会社製DS100A、前記式(1)においてn=0であり、R-COOはステアリン酸に由来する)
*5:ジグリセリンモノオレート(理研ビタミン株式会社製DO100V、前記式(1)においてn=0であり、R-COOはオレイン酸に由来する)
*6:ジグリセリンステアレート(理研ビタミン株式会社製S71D、前記式(1)においてn=0であり、R-COOはステアリン酸に由来する)
*7:カーボンブラック1(キャボットジャパン社製商品名ショウブラックN220)、窒素吸着比表面積(N2SA)=115m2/g)
*8:ロジン系樹脂:(ロジン変性樹脂、ハリマ化成社製ハリタックAQ-90A)
*9:ステアリン酸(日油(株)製ビーズステアリン酸YR)
*10:亜鉛華(正同化学工業(株)製酸化亜鉛3種)
*11:老化防止剤(FLEXSYS社製SANTOFLEX 6PPD)
*12:加硫促進剤(大内新興化学工業(株)製ノクセラーNS)
*13:硫黄(鶴見化学工業株式会社製金華印油入微粉硫黄)
*14:カーボンブラック2(新日化カーボン社製商品名N550、窒素吸着比表面積(N2SA)=40m2/g)
これに対し、比較例1はモノグリセリンモノ脂肪酸エステルを配合した例であるので、標準例に対し耐カット性が悪化した。
比較例2はポリグリセリン脂肪酸エステルの配合量が本発明で規定する下限未満であるので、標準例と同様の結果を示した。
比較例3はポリグリセリン脂肪酸エステルの配合量が本発明で規定する上限を超えているので、耐カット性が悪化した。
比較例4はカーボンブラックの配合量が本発明で規定する上限を超えているので耐発熱性が悪化した。
比較例5はジエン系ゴムにおけるNRの配合量が本発明で規定する上限を超えているので、耐カット性が悪化した。
比較例6はロジン系樹脂を配合していないので、標準例に対し加工性が悪化した。
比較例7はカーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)が本発明の範囲外であるので、標準例に対し耐カット性が悪化した。
Claims (5)
- 前記脂肪酸が、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸またはリノレン酸であることを特徴とする請求項1に記載のゴム組成物。
- 前記式(1)中、nが0または1であることを特徴とする請求項1に記載のゴム組成物。
- 建設車両のトレッドに用いられる、請求項1~3のいずれかに記載のゴム組成物。
- 請求項1~3のいずれかに記載のゴム組成物をトレッドに用いた建設車両用タイヤ。
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