JPH02206629A

JPH02206629A - タイヤトレツド用ゴム組成物

Info

Publication number: JPH02206629A
Application number: JP1025755A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Uchiyama; 智幸内山; Hiroyuki Kaido; 博幸海藤; Yasuhiro Ishikawa; 泰弘石川
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1989-02-06
Filing date: 1989-02-06
Publication date: 1990-08-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、押出加工性を改良したタイヤトレッド用ゴム
組成物に関する。詳しくは、本発明は、エクストルーダ
ーからダイを通して行われるタイヤトレッドの押出し時
に生じる押出し方向への収縮（ダイスウェル）を小さく
してトレンド押出物の寸法安定性を向上させ、これによ
り製品タイヤの寸法精度を高めることができるタイヤト
レッド用ゴム組成物に関する。

〔従来の技術〕

近年、道路の整備や車の高速化に伴って空気入りタイヤ
の寸法精度、すなわち均一性（ユニフォミティ）への要
求は高まっている。これは、例えば、タイヤが真円から
はずれたり、重量的に不均一な部分がタイヤにあったり
すると、高速回転時にタイヤに振動が生じ、これにより
車体が揺れたり、操縦安定性を損なったりするからであ
る。

このタイヤのユニフォミティに及ぼす因子は数多くある
が、大きな寄与を与えていることがわかっているものに
トレッド押出物の厚さと長さの均一性がある。タイヤ製
造工程中の押出作業において、トレッドは押出機（エク
ストルーダー）により所定の断面形状に押出され、冷却
後、タイヤ寸法に合わせて切断される。しかるに押出機
の口金（グイ）より吐出した未加硫ゴム組成物は押出方
向に収縮するダイスウェル現象を起こし、押出直後に急
激に、その後−昼夜程度ゆっくり変形する。このため、
当初、所定の断面形状と長さがあったトレッド押出物は
、放置時の温度や時間により不均一に変形し、成型工程
、加硫工程を経て製品となったタイヤのユニフォミティ
に悪影響を与える。

したがって、このダイスウェルを小さくすることが断面
形状と長さの安定したトレンド押出物を得る上で重要で
ある。このダイスウェルは押出機やダイの形状、単位時
間の押出ゴム量、押出温度以外にゴム質によっても変化
することが知られており　（日本ゴム協会１９７５年発
行の「新ゴム技術入門」第２８８真〜第２９１頁参照）
、一般に天然ゴムより合成ゴムが小さく、カーボン憧は
多い程小さくなる傾向にある。

ところで、ゴム組成物に添加して押出加工性を改良する
ための配合剤として、１９８６年７月号「ポリマーダイ
ジェスト」の第３９頁〜第４６頁および第６８頁〜第８
１頁に詳細に記載されているように、脂肪酸エステルも
しくは脂肪酸金属塩を用いることが公知である。しかし
、このような配合剤をタイヤトレッド用ゴム組成物のよ
うにステアリン酸やプロセス油を予め含んでいるものに
添加してもダイスウェルの改良効果は小さ（、また、多
量に添加した場合には得られる加硫物の引張強度や耐摩
耗性の低下等が起こる欠点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、ダイスウェルを小さくして押出加工性を改良
したタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、特定の原料ゴムとカーボンブラックとアクリ
ル酸金属塩を配合したゴム組成物がダイスウェルを著し
く小さくし、かつ加硫後の特性をほとんど損なわないと
いう知見に基づいてなされたもので、（１）天然ゴムと
ジエン系合成ゴムとからなり、かつ天然ゴムを５０重量
％以上含有する原料ゴム１００重量部に対し、窒素吸着
表面積が９３　ｒｄ　／ｇ以下のカーボンブラックを２
５〜５０重量部およびアクリル酸金属塩を０．５〜５重
量部配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物、および
（２）天然ゴムとジエン系合成ゴムとからなり、かつジ
エン系合成ゴムを５０重量％以上含有する原料ゴム１０
０重量部に対し、窒素吸着表面積が７０ｎ（／ｇ以上の
カーボンブラックを５０〜２００重量部およびアクリル
酸金属塩を０．５〜５重量部配合してなるタイヤトレッ
ド用ゴム組成物を要旨とする。

以下、この手段につき詳しく説明する。

（ａ）　　原料ゴム。

天然ゴムとジエン系ゴムとからなり、かつ天然ゴムを５
０重量％含有するものである（以下、原料ゴムＡという
）。天然ゴム単独であってもよい。

また、天然ゴムとジエン系ゴムとからなり、かつジエン
系ゴムを５０重量％含有するものである（以下、原料ゴ
ムＢという）。１種又は２種以上のジエン系ゴム単独で
あってもよい。

ここで用いるジエン系ゴムは、例えば、ポリブタジェン
ゴム、ブタジェン−スチレン共重合体ゴム、ブタジェン
−イソプレン共重合体ゴム、イソプレン−スチレン共重
合体ゴム、ブタジェン−アクリロニトリル共重合体ゴム
、およびこれらのカルボキシル変性、エポキシ変性等の
変性ゴムなどのジエン系合成ゴムである。

（ｂ）　　カーボンブラック。

窒素吸着表面積（Ｎ、ＳＡ）が９５ｒｒｒ／ｇ以下のカ
ーボンブラックを使用する。例えば、粒子径が比較的大
きいＨＡＦ、　ＦＥ’、　ＧＰＦなどである。

また、　ＮＡＳＡが７０ｒｒｒ／ｇ以上のカーボンブラ
ンクを使用する。例えば、粒子径が比較的小さいＨＡＦ
、　１ｓＡＦ、　ＳＡＦなどである。

（Ｃ）　　アクリル酸金属塩。

例えば、アルミニウム塩又は亜鉛塩である。

このような金属塩、すなわちアクリル酸アルミニウム、
アクリル酸亜鉛であることが好ましい。

（ｄ）　　天然ゴムはゴム分子に分枝があることや分子
量が大きいためダイスウェルは非常に大きい。

原料ゴムが天然ゴムを５０重量％以上含む場合（原料ゴ
ムＡ）　、Ｎ２Ｓ八が９５ｎｆ／ｇ以下のカーボンブラ
ックの添加と共にダイスウェルは小さくなるが、このカ
ーボンブラックが原料ゴムＡ１００重量部に対し、５０
重量部を越えると加硫ゴムの引張応力が大きくなるため
トレッドとしては耐チッピング性の低下やブロック欠け
が生じ易くなる等の問題が生じる以外に、アクリル酸金
属塩を併用してもダイスウェルを小さくする効果が少な
いことと硬度が著しく上昇する副作用が起き、トレッド
ゴムとして好ましくない。また、このカーボンブラック
の配合量が原料ゴムＡｌ００重量部に対し２５重量部未
満では、タイヤトレッドとして充分な耐摩耗性や耐カッ
ト性が得られない。したがって、原料ゴムＡ１００重量
部に対し、Ｎ２５Ａが９５ｎ−ｒ／ｇ以下のカーボンブ
ラックを２５〜５０重量部、好ましくは３５〜４５重量
部添加する。

また、原料ゴムがジエン系ゴムを５０重量％以上含む場
合（原料ゴムＢ）　、ＮｔＳＡが７０ｒｒｒ／ｇ以上の
カーボンブラックの添加と共にダイスウェルは小さくな
る。しかし、このカーボンブラックが原料ゴム８１００
重量部に対し２００重量部を越えるとダイスウェルが負
の値になることも起こり、押出後の伸長が生ずるように
なり好ましくない。一方、このカーボンブラックが原料
ゴム８１００重量部に対し５０重量部未満の場合やＮ、
ＳＡが７０ｍ２／ｇ未満の場合、トレッドとして充分な
補強効果が生じない。したがって、原料ゴム８１００重
量部に対し、ＮｔＳＡが１Ｏｎｆ７ｇ以上のカーボンブ
ラックを５０〜２００重量部、好ましくは６０〜１００
重量部添加する。

さらに、アクリル酸金属塩の添加量は、原料ゴムＡ又は
原料ゴムＢの１００重量部に対し０．５〜５重量部であ
る。アクリル酸金属塩が０．５重量部未満ではダイスウ
ェル低減効果が明らかでなく、５重量部超ではそれ以上
のダイスウェル低減効果は小さくかつ硬度上昇等の問題
が生じてくる。

（ｅ）　　上述した原料ゴム、カーボンブランク、アク
リル酸金属塩以外に、ポリイソブチレン等の非ジエン系
ゴム、プロセス油、老化防止剤、イオウ、加硫助剤、シ
リカ、クレー等が加えられるが、ダイスウェルに関して
は原料ゴムとカーボンブラックの影響が最も大きい。

なお、参考までにアクリル酸金属塩をゴムに添加するこ
とは公知であり、例えば、「日本ゴム協会誌Ｊ　１９８
２年５５巻の第４３１頁〜第４３８頁に、および１９８
８年６月号「ラバーダイジェスト」第１０頁〜第２５頁
にアクリル酸金属塩の添加によるネオブレンゴム等の補
強効果が報告されているが、この場合、いずれもカーボ
ンブランクは添加しないものであり、かつダイスウェル
低減効果についても言及されていない。さらに、特開昭
５２〜７８９４５号公報にもアクリル酸金属塩をゴムに
添加することが記載されてはいるが、この場合、アクリ
ル酸金属塩を１５パ一ツ以上の多量配合するものであり
、かつ過酸化物加硫の行うものであって、本発明のゴム
組成物のようにタイヤトレッドに用いるものではない。

最近の例としては、天然ゴムにカーボンブラックやアク
リル酸金属塩を配合することについて記載した特開昭６
３−２４１０４５号公報があるが、この場合のゴム組成
物は低粘度で高弾性、高伸張、高耐久疲労性のビードフ
ィラー用のもので後記の比較例１１および１２に相当し
、ダイスウェルの改良効果が少なく、かつ原料ゴム組成
とカーボンブラック量においても本発明のゴム組成物と
は相違する。

以下に実施例および比較例を示す。

〔実施例、比較例〕

表１に示した配合内容（重量部）に従って、粉末イオウ
、加硫促進剤、アクリル酸アルミニウム塩以外の原料ゴ
ムと配合剤とを密閉型ミキサーにて混合した後、オーブ
ンロールで残りの配合剤をこれに加え、未加硫ゴム組成
物を調製した。つぎに、加硫後の物性（加硫物性）を測
定するために、このゴム組成物を１６０℃にて２０分間
プレス加硫してゴムシートとし、ＪＩＳ　Ｋ６３０１に
従い３００％引張応力、破断強度およびｊｉｓＡ硬度を
測定した。ダイスウェルは、ＡＳＴＭυ２２３０に準拠
して、グイ温度１２０℃にて押出し試験を行ない、２２
．５℃にて２４時間放置後に押出物の断面積を測定し、
下式により算出した。この結果を表１に示す。

（本頁以下余白）階１のゴム組成物はキャップトレッド用のゴム組成物の
例で、２種類のジエン系合成ゴムのブレンド物に、ＳＡ
Ｐカーボンブラックを９０重量部添加したものである。

隘２〜４のゴム組成物は、隘１のゴム組成物にアクリル
酸アルミニウムを添加したもので、大幅にダイスウェル
が低下し、例えば患３は約６２％も低減の効果があるが
、５重量部を越えて添加してもダイスウェルはそれ以上
低減せず、かつ加硫物性が低下することは患５にてわか
る。

ＩＶｈ６のゴム組成物は、サイドトレッド組成物の例で
、天然ゴムとポリブタジェンゴムとのブレンド物にＧＰ
Ｆカーボンブラックを４０重量部添加したものである。

隘７〜９のゴム組成物は本発明の実施例であり、はとん
ど加硫ゴムの物性を低下させずに、３６〜５６％ものダ
イスウェル低減効果があるが、隘１０のゴム組成物は硬
度上昇と破断強度の低下が著しい割にはダイスウェルは
Ｎ１９のゴム組成物とあまり変わらない。隘６のゴム組
成物に比しカーボンブランクが５０重量部を越えて添加
された例が隘】１であるが、これにアクリル酸アルミニ
ウムを２重量部添加した陳１２のものはダイスウェルの
低減が１６％と小さく、かつ硬度上昇も大きい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ダイスウェルが小
さく、断面形状と長さが均一なトレッド押出物を提供す
ることができる。したがって、本発明のゴム組成物をキ
ャンプトレッドやサイドトレッドに使用することにより
自動車用空気入りタイヤのユニフォミティを高めること
が可能となる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）天然ゴムとジエン系合成ゴムとからなり、かつ天
然ゴムを５０重量％以上含有する原料ゴム１００重量部
に対し、窒素吸着表面積が９５ｍ＾２／ｇ以下のカーボ
ンブラックを２５〜５０重量部およびアクリル酸金属塩
を０．５〜５重量部配合してなるタイヤトレッド用ゴム
組成物。
（２）天然ゴムとジエン系合成ゴムとからなり、かつジ
エン系合成ゴムを５０重量％以上含有する原料ゴム１０
０重量部に対し、窒素吸着表面積が７０ｍ＾２／ｇ以上
のカーボンブラックを５０〜２００重量部およびアクリ
ル酸金属塩を０．５〜５重量部配合してなるタイヤトレ
ッド用ゴム組成物。