JPS62297345A - ゴム組成物 - Google Patents

ゴム組成物

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JPS62297345A
JPS62297345A JP61139287A JP13928786A JPS62297345A JP S62297345 A JPS62297345 A JP S62297345A JP 61139287 A JP61139287 A JP 61139287A JP 13928786 A JP13928786 A JP 13928786A JP S62297345 A JPS62297345 A JP S62297345A
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恭朗 塩村
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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】 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明u、エチレン−ゾロピレン−ジエンゴムを主成分
とし、耐候性、耐熱性に優れると共に耐亀裂成長性、耐
摩耗性にも優れるゴム組成物に関するものである。また
このゴみ組成物をタイヤサイドウオールに使用すること
によシ、外観を飛躍的に改良するばかシでなく、特に大
型タイヤの更生寿命を著しく改良した空気入りタイヤ、
さらにはタイヤトレッドに使用することにより、外観を
飛躍的に改良するばかりでなく、耐グループクラック性
を著しく改良した空気入りタイヤに関する。
〔従来の技術〕
従来、エチレン、プロピレンを主成分とするゴムは、イ
オウによる架橋を可能とさせる為に第三成分、例えば、
ジシクロにンタジ二ン、エチリデンノルがルネン、1.
4−へキサジエン等を共重合させる技術が開発されてい
る。この方法によって作られるゴムは、主鎖中に二重結
合を有していないので、オゾン等により化学的メカニズ
ムによる主鎖切断が起こらないので優れた耐候性、耐熱
性を有している。
しかしながら、耐亀裂成長性と耐摩耗性に於いては、ジ
エン系ゴム対比、数段も劣り、又、ジエン系ゴムとの共
加硫性に乏しく、コゝム製品への適用が制限されてきた
空気入シタイヤの分野においては、従来から、タイヤの
サイドウオール用のゴム組成物は、天然ゴム、BRlS
BHのブレンドから構成されるケースが多かった。しか
し、最近少し傾向が変化し、屈曲耐久性に優れるBRを
多用するケースが増えて来ている。世界的に見て天然ゴ
ムとBRのブレンドが支配的になシ、しかもBRのブレ
ンド0比率が50%以上になるケースが多くなっている
。しかしながら、上記ジエン系ゴムからのみ構成される
ゴム組成物は、本質的に酸素、オゾンによって容易に酸
化され易く、通常、強力なアミン系老化防止剤、パラフ
ィン系ワックスを配合して、酸化されるのを防いでいる
。タイヤが新しい間は、耐候性という観点からは、これ
で特に問題はないが、使用末期、あるいは、トレッド部
を更生するなどして長期間使用するとゴム組成物中の老
化防止剤の有効量が減少してオゾンクラック等が発生し
ている。
最近のようにタイヤの性能が飛躍的に向上して来るとこ
の問題は、益々大きな問題としてクローズアップされて
来た。
これを防ぐ方法としてアミン系老化防止剤を増量する方
法、寿命の長い老化防止剤を使用する方法、ゴムの主鎖
に反応して外部に老化防止剤が出ていかない反応性老化
防止剤を使用する方法等が考えられるが、アミン系老化
防止剤を増量する方法は、持続性という観点からは改良
効果が小さく、寿命の長い老化防止剤、反応性老化防止
剤は、老防効果が小さいという欠点があった。
一方で老化防止剤を使用しなくても良いような、主鎖に
二重結合を有していない非ジェン系のゴムを使用しよう
とする研究も行なわれた。EPDM、−・ログン化ブチ
ルゴム、クロロプレンゴム等がそれであるが、ジエン系
ゴム対比屈曲耐久性、耐亀裂成長性が著しく劣る為、現
在、実用になっているケースは非常に少ない。
また、上記耐久性に関する問題以外に最近は、タイヤの
外観そのものを改良しようとする要求が大きい。つまり
、上で説明したようにタイヤサイドウオール用ゴム組成
物には、多量のアミン系老化防止剤とパラフィン系ワッ
クスが配合されており、これがゴム表面にブルームし保
護層を形成し、優れた老化防止効果を出しいるのである
が、この層が紫外線に当るとアミン系の老化防止剤が褐
色に変色し、非常に外、観が悪くなるという現象がある
。特に乗用車用タイヤに於いて、これを防ぐ研究が、や
はり、老化防止剤の改良と非ジエン系ゴムの両面から行
なわれたが未だに有効な方法が見つかっていないのが現
状である。
また、タイヤトレッド用のゴム組成物は、従来から、天
然コゝム、BR,SBRのブレンドから構成されるケー
スが多かった。大型タイヤのトレッドは、踏面に於ける
単位面積当シの圧力も大きく、当然ゴムの発熱量も大き
いので一般に発熱が少なく、破壊強度の大きい天然ゴム
を主体にゴム組成物を構成させている。一方、乗用車用
のタイヤに関しては、大型タイヤに比べて踏面に於ける
圧力は、小さく、当然、発熱量も小さい。トレッドデー
ジも薄いので熱蓄積されることも少ない。従って、高い
トラクション特にwet時の摩擦係数を高くする為にS
BR’i主体にゴム組成物を構成させている。
トレッド部に於いて重要な特性は、グリップ性(特にw
et時)、耐摩耗性であり、多くの改良が行なわれてい
るが、この耐摩耗性が改良されると共に従来あまり問題
にならなかった耐候性、耐亀裂成長性が問題になるよう
になって来た。具体的には、トレッド部の溝底に発生す
るクラック(グループクラック)である。この現象は、
通常、ゴム組成物に添加するアミン系老化防止剤の大部
分が消費される走行末期のタイヤに於いて顕著に見られ
る現象であシ、老化防止剤の消費が大きい気温の高い地
域で特に大きな問題となっている。
この問題を解決すべく多くの研究が行なわれている。例
えば、アミン系老化防止剤を増量する方法、非ジエン系
ゴム組成部をトレッドに使用する方法、トレッドのごく
表面に薄く耐候性の良いゴムシートを設置する方法(こ
れは、トレッドの表面は、摩耗して無くなってしまうが
、グループの部分は、走行末期もそのまま残ることを利
用する方法である。)等がある。アミン系老化防止剤を
増量する方法は、即効的な方法のように思えるが、実際
には、走行初期の時の耐候性に関して、非常に効果的で
あるが、走行末期の耐候性を改良する効果は、極めて小
さい。これは、アミン系老化防止剤が対抗改良する老化
防止剤として優れた効果を示す原因が、極めて速やかに
ゴム表面にブルームして層を形成するところにあり、添
加量を多くしても、この層が厚くなるだけで持続時間そ
のものを長くすることが出来ないからである。
非ジエン系ゴム組成部をトレッドに使用する方法は、従
来の非ツエン系ゴム(ブチルゴム、へログン化ブチルゴ
ム、 EPDM、 クロロスルホン化ホリエチレンゴム
等)は、耐摩耗性が著しく悪く、耐摩耗性が重要なファ
クターであるトレッドゴム組成部利用し難いという点で
開発が進んでいない。
トレッドのごく表面に薄く耐候性の良いゴムシートを設
置する方法では、耐候性の良いゴムシートとして主鎖に
二重結合の無い非ジエン系ゴムを使用するのが効果的で
あるが、ジエン系ゴムとの接着(共加硫性)が悪く、た
とえ静的試験では接着したように見えてもタイヤ走行中
に受ける動的変形により剥離を生じるという問題があシ
、これまた実用化されている例が皆無に近い。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は非ジエン系ゴムであるエチレン−プロピレンを
主成分とするコゝムのミクロ構造をコントロールするこ
とにより、ヨウ素価を極端に上げることなく、従来のE
PDMゴム組成物対比、耐亀裂成長性と耐摩耗性を著し
く改良したゴム組成物を提供するものであり、このゴム
を使用した耐亀裂成長性、耐候性を大巾に改良すると共
にアミン系老化防止剤、ノ母うフイン系ワックスを殆ど
使用しないか、あるいは、全く使用しなくても良いので
外観をも飛開的に改良した空気入りタイヤを提供するも
のである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明ハ、エチレン−プロピレンを主成分とし、かつ (1) DSCで測定したガラス転移温度が一50℃以
下。
(2)ヨウ素価が10〜34 (3)重量平均分子量が22万以上。
(4) ニーIF−レン含有量frE 68〜85モル
%。
(5)分子量分布(Mw7%In )が3.0以上。
(6) 95≦1.5X(ヨウ素価)+(エチレン含有
量)≦120(7) 90≦(重量平均分子量) X 
10−’ + (エチレン含有量)≦110 の条件をすべて満たすゴムをゴム成分100重量部に対
して20重量部以上、無機充填剤を20〜150重量部
含有して成ることを特徴とする加硫可能なゴム組成物で
あって、トレッド部、サイドウオール部及びビード部を
備える空気入りタイヤにおいて、前記サイドウォール郡
を構成するゴム組成物として、前記エチレン−プロピレ
ンを主成分とするゴムをゴム成分100重量部に対して
20重量部以上、イソプレン系ゴムを10重量部以上、
プロセスオイルを10重量部以上、無機充填剤を20〜
100重量部を含有して成るゴム組成物を用いることを
特徴とする空気入りタイヤ並びにトレッド部、サイドウ
オール部及びビード部を備える空気入りタイヤにおいて
、前記トレッド部を構成するコゝム組成物として、前記
エチレン−プロピレンを主成分とするゴムをゴム成分1
00重量部に対して20重量部以上、プロセスオイルを
10重量部以上、無機充填剤を50〜150重量部を含
有して成るゴム組成物を用いることを特徴とする空気入
りタイヤである。
本発明中、本発明のエチレン−プロピレンを主成分とす
るゴムを20重量部以上に限定したのは、20重量部よ
りも少ないと十分な耐候性耐熱劣化性を得ることが出来
ないからである。本発明のエチレン−プロピレンを主成
分とするゴムは、理由は明確ではないが、ブレンド量を
増やして行くと26〜30重量部程度全部急激に耐候性
、耐熱劣化性が向上すると言う特徴があり、好ましくは
、30重量部以上が良い。無機充填剤の量は20重量部
よりも少ないと、ゴム組成物を加硫後の破壊強度(破断
時強度、破断時伸び)が充分でなく、150重量部より
も多いと、未加硫時の加工性が充分に取れなくなる。
前記エチレン−プロピレンを主成分とするゴムのDSC
で10℃/分の昇温速度で測定した時のガラス転移温度
を一50℃以下に限定したのは、−50℃よシも高いと
、十分な耐亀裂成長性、屈曲耐久性が得られないからで
ある。ヨウ素価をlo〜34に限定したのは、10より
も小さいとジエン系ゴムとの十分な共加硫性、耐亀裂成
長性、破断時強度、破断時伸びが得られないからであり
、34よりも大きいと耐亀裂成長性、破断時強度、破断
時伸びを大幅に改良するという相乗効果が期待できなく
なるからであり、熱劣化させた後の耐摩耗性も低下する
ので好壕しくない。またヨウ素価を高くする為に共重合
する第三成分は、一般に価格が高く、ゴム製品に使用す
るゴム組成物としては、第三成分の量をなるべく抑え、
その中で最も性能の良いゴムを製造することがエチレン
ープらピレンを主成分とするゴムの本質的課題でもある
からである。
前記エチレン−プロピレンを主成分とするゴムの重量平
均分子量が22万以上に限定したのは、22万以上の分
子量で耐亀裂成長性、耐摩耗性の改良効果が著しく、ま
た驚くべきことにジエン系ゴムとの接着強度をも大幅に
改良するからである。
しかしながら、分子量を増加させて行くと、粘度が急激
に増加し、未加硫時の加工性をこれまた著しく低下させ
る欠点がある。したがって、重量平均分子量が24万を
越える領域は、油展させるのが好ましい。しかし、重量
平均分子量が30万を越えると加工性に必要なオイル量
が増え過ぎて加硫後の物性例えば耐摩耗性が大幅に低下
するので好ましくない。油展する際のオイル種としては
、ノぐラフィニツクオイルが好ましい。
のは、この範囲にエチレン含有量がないと十分な耐亀裂
成長性、破断時強度、破断時伸びが得られないからであ
る。より詳細に述べるとエチレン含有量が68モル%よ
りも低いとヨウ素価を10以上にしても、耐亀裂成長性
、破断時強度、破断時伸びに於ける改良効果が非常に小
さく、85モル%よ、りも高いと、ポリエチリン樹脂に
近くなシ、破断時伸びも小さくなり、弾性率も高くなる
為、ゴムとしては工業的に使用しにくくなるからである
本発明中、前記エチレン−プロピレンを主成分とするゴ
ムの分子量分布(Mw/jk )を3.0以上に限定し
たのは、分子量分布(hiw/Mn )が3.0よりも
低いと、ロール作業性が悪く工業的に使用がむつかしい
からである。
また、fl、5X(ヨウ素価)+(エチレン含有量)」
が95よりも小さいと十分な耐亀裂成長性、破断時強度
、破断時伸びが得られないし、120≠手を越えると、
耐熱劣化性(熱劣化後の耐摩耗性を含む。)が低下する
「(重量平均分子量)×10−’  十(エチレン含有
量)」が95よりも小さいと、ツエン系ゴムとの共加硫
性、耐亀裂成長性が充分に取れなく、110を越えると
、加工性(カーボンブラック(C/B )の分散、ロー
ル作業性)が悪くなるばかりでなく、ゴム組成物の弾性
率が高くなり過ぎて工業的に使用し難くなるからである
以上のように個々の制限条件について理由を説明できる
が、これらの理由は、すべてこのエチレン−プロピレン
を主成分とするゴム特性が特許請求の範囲に明記しであ
る範囲内で成り立つ内容である。言葉を代えれば、(1
)〜(7)のすべての条件を同時に満さないと本発明の
効果を得ることができないということを意味する。これ
は、それぞれの条件の間に従来知られていなかった相乗
効果がいくつか存在するからである。
本発明中のエチレン−ゾロピレンを主成分とするゴムを
得る為に幾つかのエチレン−プロピレンを主成分とする
ゴムをブレンドして作る方法もあるが、確かにかなり良
い物性を示し、当然、本発明の範噴に属すが、最初から
重合によシ、特許請求の範囲に示した条件を一度に満足
させたゴムを使用したゴム組成物の方が優れた物性(耐
亀裂成長性、耐摩耗性、破断時強度、破断時伸び等)を
示す。
本発明中、本発明のエチレン−プロピレンを主成分とす
るゴムのエチレン、プロピレン以外の主成分としては、
エチリデンノルボルネンが好ましいが、これは、他の通
常使用される第三成分、例エバ、ジシクロペンタジェン
、1.4−ヘキサジエンでは、耐亀裂成長性、破断時強
度、破断時伸び(で十分な改良効果が0期待できないか
らである。
本発明中、本発明のエチレンープ・ロピレンを主成分と
するゴムの油展量としては、40重量部以上が好ましい
が、これは、本発明の効果を充分に出す為に重量平均分
子量を好ましくは、25万以上にする為、油展量を40
重量部以上にしないと、加工性が悪く工業的に使用する
のが難しくなる為である。
本発明ゴム組成物として、インプレン系ゴムを10重量
部以上含有することが好ましく、20重量部以上含有す
ることがさらに好ましいが、これは、10重量部より低
いと混練り作業性が低下し、配合処方によっては十分な
加硫ゴム時の物性が得られにくくなるからである。また
破断時強度を確保する観点からも他のツエン系ゴムを使
用するよりもインプレン系ゴムを使用する方が工業的に
効率が良いからである。ここでインプレン系ゴムとは天
然ゴム又は合成ポリイソプレンゴムを示す。
本発明ゴム組成物として使用する無機充填剤としては、
カーボンブラックが最適であるが、その他にも二酸化硅
素(シリカ)、炭酸カルシウム、二酸化チタン、白艶華
等が使用できる。本発明の前記サイドウォール郡を構成
するゴム組成物用のカーがンブラックとしては、ヨウ素
吸着量35〜100■/g、DBP吸油量70〜140
 mg/100 &のものが好ましいが、これは、ヨウ
素吸着量が35111979よりも低いと、所望する破
断時強度を得られにくくなシ、逆に100m97iを越
すと屈曲耐久性を低下させるからである。DBP吸油量
が70d/100gよりも低いとカーボンブラックの分
散が充分でなくなり、逆に140ml/100gよりも
大きいと加硫後の硬度が大きくなり過ぎて屈曲耐久性を
低下させるからである。
本発明の前記トレッド部を構成するゴム組成物のカーボ
ンブラックと1してはヨウ素吸着量−′85〜200 
m9/11 、 DBP吸油量100〜180ml//
100gのものが好ましい。耐摩耗性を確保するために
は、ヨウ素吸着量85119/&以上、DBP吸油量1
00d/100J以上であることが好ましく、カーボン
ブラックのゴム組成物中の分散を確保するためにはヨウ
素吸着量20 am9/i以下、DBP吸油量180m
l/100g以下が好ましいのである。
本発明ゴム組成物は、一般的に使用されるジエン系ゴム
組成物に比べると、圧倒的に耐候性、耐熱性に優れるの
でアミン系老化防止剤やツクラフイン系ワックスを必要
としないが、本発明のエチレン−プロピレンを主成分と
するゴムの使用量が少ない場合、例えば20重量部の様
な場合は、少量を加えても良い場合がある。それにして
も、アミン系老化防止剤ならば、0.3重量部以下、/
4’ラフイン系ワックスならば、0.5重量部以下の使
用が好ましい。勿論両者を併用してもかまわない。
本発明中のエチレン−プロピレンを主成分とするゴムを
得るために幾つかのエチレン−プロピレンを主成分とす
るゴム全ブレンドして作る方法もあるが、確かにかなシ
良い物性を示し、当然、本発明の範噴に属すが、最初か
ら重合により、特許請求の範囲に示した条件を一度に満
足させたゴムを使用したゴム組成物の方が優れた物性(
耐亀裂成長性、破断時強度、破断時伸び等)を示す。
本発明の前記サイドウォール郡を構成するゴム組成物の
硬度(JISスプリング式硬さ[A形])を30〜60
にするのはサイドウオール部は定歪的な変形を受けるの
で屈曲耐久性、耐亀裂成長性の点でより好ましい。また
本発明の前記トレッド部を構成するゴム組成物の硬度(
JISスプリング式硬さ[A形])を55〜70にする
のがよシ好ましい。55未満ではタイヤの操縦安定性、
耐亀裂成長性が低下し、70を越えるとタイヤトレッド
の耐リブティア−性、屈曲耐久性が低下してしまうばか
シでなく、グリップ性能も低下してしまい、充分な制動
性能を確保することも難しくなるからである。
次に本発明に使用するエチレン−プロピレンを主成分と
するゴムの製法に関して説明する。
本発明中のエチレン−プロピレンを主成分とするゴムは
、例えば、炭化水素溶媒中、(、)可溶性バナジウム化
合物[VO(OR) X   : Rは炭化水素、  
3−n Xはハロゲン、0≦n≦3]又は、vX4で表わされる
バナジウム化合物、(b) R′mAtX’3−ml 
R’は炭化水素、X′はハロゲン、0≦m≦3コで示さ
れる有機アルミニウム化合物ら形成される触媒の存在下
、エチレン、プロピレンおよび第三成分として、例えば
、エチリデンノルボルネンを希望する組成になるよう調
整し、ランダム共重合させれば良い。
前記一般式で表わされるバナジウム化合物の具体的例と
しては、次のようなものがある。
VO(OCH3)Ct2、VO(OCH3)2C2,V
O(OCH3)3、vO(OC2H5)C22、vO(
OC2H5)2C2,Vo(OC2H5)3、vo (
oC2H5) 1.s n r 1.s、vO(OC3
H7)C42、vO(OC5H7)4.5C21,5、
VO(QC3H,)2Cj 、 VO(QC3H,)3
、VO(On−C4H,)C42、vo (o n −
c4Hq )2 Ct 。
VO(Oiso −C4H9)C12、vo(osec
−c4u、)、、vO(OC5H1,)1.5C44,
5、vOC43、vC24あるいは、これらの混合物等
である。これらの中では、■0(OC2H5)C62、
vOC23が特に好ましい。
又、有機アルミニウム化合物の具体的例としては、次の
ようなものがある。
(CH3)2AtC21(CH3)1.5AtC41,
5、(CH3)AtC42、(C2Hs)zAtct、
 (C2Hs)7.5Atcz、、5. (C2Hs)
AtC42、(c3H,)2Azcz 、 (C3H,
)1,5AtC44,5、(C3H7)AtCj2、(
C6H13)1.5AtC21,5、(C6H4,)A
z2Cz 。
(C6H13)AtC22、あるいは、これらの混合物
等である。
有機アルミニウムとバナジウム化合物の使用割合は、A
t/V (原子比)として2〜5o、特に5〜30の範
囲が好ましい。
共重合は、炭化水素溶媒中で行なうことが出来る。例え
ば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、灯油のような脂肪
族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレンのような芳
香族炭化水素を単独でまたは、混合して溶媒に用いるこ
とが出来る。
共重合は、反応媒体中、バナジウム化合物が0.01〜
5ミリモル/リットル、好ましくは0.1〜2ミリモル
/リットルである。
エチレン含量に関しては、共重合の際の供給量をコント
ロールすることによって、変化できるが、85モル%以
上にするのは、工業的には、困難である。(実験室的に
は、収率は下るが可能である。)重合温度は、0〜10
0℃、好ましくは、20〜80℃、重合圧力は、0〜5
0睦/α2に保持される。分子量の調節には、水素を使
用する。
〔実施例〕
以下、実施例を挙げ、本発明をさらに具体的に説明する
が、本発明の要旨を超えない限り、本実施例に限定され
るものではない。
製造例 本発明におけるエチレン−プロピレンを主成分とするゴ
ムは以下のようにして製造した。
攪拌装置を備えた15リツトルのステンレス製重合器を
用いて、連続的にエチレン、プロピレン、エチリデンノ
ルボルネンの共重合を行なった。
重合器上部から重合溶媒としてヘキサンを毎時5リツト
ルの速度で連続的に供給した。一方重合器下部から重合
器中の重合液が常に5リツトルになるように重合液を抜
き出した。触媒として(a)vO(OC2H5)C42
を重合器中のパナノウム原子濃度が0.28ミリモル/
リットルとなるように、(b)(C2H5)1.5At
C41,5を重合器中のアルミニ、ラム原子濃度が1.
85ミリモル/リットルとなるようにそれぞれ重合器上
部から重合器中に連続的に供給した。また重合器上部か
らエチレンとプロピレンツ混合ガス(エチレン45モル
%。プロピレン55モル%)を毎時450リツトルの速
度で、エチリデンノルボルネンは重合器上部から毎時2
5gの速度で供給した。また分子量の調節剤として水素
ガスを毎時3.2リツトルの速度で供給した。
重合温度は、重合器外部に取シ付けたジャケットによっ
て41℃コントロールした。重合器内の圧力は、4.8
 kll/cm”であった。
重合器下部から取り出した重合液は、スチームストリッ
ピングを行なった後、80℃で一昼夜乾燥した最後に真
空乾燥を行なった。エチレン−プロピレンを主成分とす
るゴムは、毎時265!iの速度で得られた。
重量平均分子量Mw及び、分子分布MW/MnはGPC
法により測定した。重量平均分子量はポリスチレン換算
にて求めた。得られた試料を試作−1とし、以下エチレ
ン量、第三成分5、触媒量比、重合温度または重合時間
等を適宜変更して、試作2〜11も製造した。第1表及
び第2表に得られたエチレン−プロピレンを主成分とす
るゴム試料の詳細を示す。
ここで、EP33及びEP43は日本合成ゴム(株)製
のEPDMであり、EBNはエチリデンノルデルネン、
DCPはシンクロペンタジェンを示す。油展オイルとし
ては出光石油化学(株)!!の・eラフィニツクオイル
(非汚染)を用いた。
実施例1〜2 第3表に示す配合に従って、バンバリーミキサにより5
種のゴム組成物を調製し、145℃、30分加硫を行な
った。得られた加硫ゴム試料につき物性評価した。なお
アロマティクオイルは富士興産(株)製のアロマティク
オイルを用いた。
実施例中の評価試験法は下記に拠った。
(1)耐亀裂成長性 試験片60 mr X 100 wn X 1. Or
rmの中央に0.3■の傷を入れ、振動数300サイク
ル/分、歪50%の条件下で身長歪を与え、これが20
+++mに成長するまでの時間で評価した。
ている。
(2)熱劣化後の耐摩耗性 オリジナルのサンプルと120℃の恒温槽に24時間放
置したサンプルとの耐摩耗性の比で評価するもの。
Oアクロン摩耗(荷重6Lbs、角度15′!本ずり1
000回)(3)耐熱劣化性 オリジナルのサンプルと120℃の恒温槽に24時間放
置したサンプルとの破断時強度の比で評価するもの。
試験片= 150瓢×150霞X2.O+III+1の
加硫ゴムシート/JXr4N9;賎;!#uKd;m〒
曲イ由rドJIS K6301に従って測定した。サン
プル形状としては、JISa号を使用した。
(5)耐候性 試験片20 mrX 100mX 1. Ormのゴム
板を50係伸長させ、40℃、オゾン濃度50 pph
mの恒温槽中に放置し、肉眼でクラックが確認できるま
での時間で評価した。
値が大きい程、耐候性が良いことを示している。
評価試験結果を第3表に示す。実施例1〜2より本発明
のゴム組成物が従来のエチレン−プロピレンを主成分と
するゴムを使用したゴム組成物対比、耐亀裂成長性、耐
熱劣化性、破断時強度、破断時伸びに於いて飛躍的に改
良されていることが理解される。
第3表中、サンドフレックス13は老化防止剤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、C2は促進剤N−シクロへキシル−2−ベ
ンゾチアジルスルフェンアミド、TSは促進剤テトラメ
チルチウラムモノサルファイドである。
第   3   表 * 168時間経過後もクラック発生せず。
実施例3〜4 第4表に示す配合処方に従って、構造・特性を異にする
エチレン−プロピレンを主成分とするゴム試料試作2〜
10を含有する組成物及びそれらを含有しない組成物針
10種をバンバリーミキサ−により配合し、145℃、
30分加硫を行なった。得られた加硫ゴム試料につき実
施例1〜2と同様に物性評価した。ロール作業性は目視
に拠った。結果を第4表に示す。なおバラフィニツクオ
イルは油展オイルとして使用したものと同じものを用い
た。比較例11では組成物の弾性率が高くなり、耐亀裂
成長性、破断時強度、破断時伸びが低下した。第4表よ
り明らかな如く、エチレン−プロピレン系ゴムの構造・
物性条件(1)〜(7)を同時に満たさないと本発明の
目的とする効果を奏し得ない。
実施例5〜7 エチレン−プロピレンを主成分とするゴム試料試作−1
を用いて、第5表に示す配合処方に従って、5種の組成
物をバンバリーミキサ−によシ配合し、145℃、30
分加硫を行なった。加硫後の物性評価結果を第5表に示
す。評価試験方法は前記に拠る。第5表において、比較
例13、実施例5,6及び7に含有される試作−1(油
展ゴム二油展量30重量部)の本発明のエチレン−プロ
ピレンを主成分とするゴム量は、それぞれ15゜25.
40及び80重量部であり、第5表に示す評価結果よシ
、本発明のエチレン−プロピレンを主成分とするゴムを
20重量部以上用いることによシ本発明の目的とする効
果が発揮されることが理解される。
さらに第5表に示す配合処方により5種のタイヤ・トレ
ッド用ゴム組成物をタイヤ・トレッド部にタイヤ周上5
分割して用い、トレッド部に5種類のゴム組成物を有す
るタイヤサイズ165SR13の乗用車用ラジアルタイ
ヤを試作し、試作タイヤを内圧1.7 kg/an”、
JIS 150 %荷重、55kml/hrにて屋外ド
ラム試験機上で15万す走行させた後、タイヤの溝底で
のクラック発生状態を観察して、耐候性を評価した。比
較例12及び13のトレッドコ9ムは溝底でのクラック
が多発したが、実施例5.6及び7のトレッドコ9ムに
は溝底のクラックが認められなかった。
実施例8〜10 第6表に示す配合処方により、前記と同様にして5種の
組成物のカーが/ブチ22分散、耐候性、破断時強度を
評価した。比較例15はカーがンブラックの分散が不良
であったので、物性評価しなかった。無機充填剤が20
重量部未満、あるいは150重量部を越えた場合は使用
て耐え得ない。
実施例11〜12 第7表に示す配合処方により調製した5種類のゴム組成
物をタイヤサイドウオール部にタイヤ周上5分割して用
い、サイドウオール部に5種類のゴム組成物を有するタ
イヤサイズ195/70HR14の乗用車用ラジアルタ
イヤを試作した後、以下の試験法によシタイヤ性能評価
した。
(1)耐亀裂成長性 タイヤサイドウオールにラジアル方向に対して+45°
と一45°に交互に幅2箇、深さ1.5篩の傷を各々2
0個ずつ入れ、内圧1.7 kg/cIn2、JIS 
100 %荷重、65 kml/ h rにて室内ドラ
ム試験機上で走行させ、傷の長さが2.0 cmになる
までの時間で評価した。
値が大きい程、耐亀裂成長性が良いことを示している。
(2)耐候性 タイヤサイズ195/’70 HR14の乗用車用ラジ
アルタイヤのサイドウォール郡を部分的に5種類のゴム
組成物にし、(wayタイヤ)4万す走行後(1年間)
のオゾンクラックの有無を評価した。
(3)  サイドウオールの変色 耐候性の評価に使用したタイヤサイドウオール部の走行
前後に於ける変色の程度を色差計にて評価した。
色差計:ミノルタ(採)製 CR100明度の上昇(△
L)で評価した。値が大きい程、変色の程度が大きいこ
とを示す。
(4)耐熱劣化性 第7表に示す配合処方の5種類のゴム組成物を145℃
、30分加硫後、オリジナルのサンプルと120℃の恒
温槽に24時間放置したサンプルとの破断時強度の比で
評価した。
第7表において、比較例16に老化防止剤サンドフレッ
クス13及び・ぐラフインワックスを配合したのは、実
際には比較例16からサントフレックス13及びパラフ
ィンワックスを抜いた配合を調製したが、実験室におけ
る耐候性の評価(50pphmのオゾン濃度、40℃、
歪20チ伸長の条件で評価)であまシに耐候性が劣った
ので、タイヤ評価をしなかったからである。第7表より
本発明のエチレン−プロピレンを主成分とするコ8ムの
組成物は従来のEPDM組成物に比較し、耐候性、耐熱
劣化性に優位を示すと同時に耐亀裂成長性が著しく改良
されている。
実施例13〜14 第8表に示す配合処方によシ調製した10種類のゴム組
成物をタイヤサイドウオール部にタイヤ周上10分割し
て用い、サイドウオール部に10種類のゴム組成物を有
するタイヤサイズ1000R20のトラック・バス用ラ
ジアルタイヤを試作した後、実施例11〜12と同様に
して評価した。ただし大型タイヤであるので、タイヤ内
圧は7.5 kg/(x2とした。結果を第8表に示す
破断時強度、破断時伸び及びロール作業性は前記の方法
に拠った。本発明のエチレン−プロピレンを主成分とす
るゴムの条件(1)〜(7)を同時に満たせば、タイヤ
用サイドウオールゴム組成物として、本発明の目的とす
る耐候性、耐亀裂成長性、耐熱劣化性、破断時強度及び
破断時伸びを同時に満足すると共にロール作業性が良好
でタイヤの工業的製造に用いられ得ることが理解される
実施例15〜17 第9表に示す配合処方によ95種類のコ0ム組成物を調
製し、実施例11〜12と同様に、タイヤサイドウオー
ル部に5種類のゴム組成物を有するタイヤサイズ165
SR13の乗用車用ラジアルタイヤを試作した後、前記
方法により評価した。結果を第9表に示す。本発明のエ
チレン−プロピレンを主成分とするゴムを20重量以上
用いれば、本発明の目的とする効果が飛躍的に向上する
ことが理解される。
実施例18〜20 第1θ表に示す配合処方によ)、4種類のコ9ム組成物
を調製し、実施例1,2と同様にして、■分散、耐候性
及び破断時強度を評価すると共に、実施例11〜12と
同様にして、タイヤサイドウオール部に5種類のコ0ム
組成物を有するタイヤサイズ165SR13の乗用車用
ラジアルタイヤを試作した後、タイヤサイドウオール部
の耐亀裂成長性を評価した。結果を第10表に示す。
第10表 第10表より明らかな如く、実施例20のコ9ム組成物
は定歪的な変形を受けるサイドウオール用ゴム組成物と
しては、亀裂成長性が低下するため好ましくはない。ま
た無機充填剤配合量が20重量部未満である比較例28
は破断時強度が低く、耐候性も悪いので、サイドウオー
ル用コ9ム組成物として使用に耐え得ない。
第11表に示す配合処方によシ、4種類のゴム組成物を
調製し、実施例1,2と同様にして物性評価した。結果
を第11表に示す。
第11表 第11表中DOTGは促進剤ジ−オルト−トリルグアニ
ジン、DMは促進剤ジペンゾチアジルジサルファイドを
示す。
参考までに各種カー?ンブラックのヨウ素吸着量及びD
BP吸油量の値を第12表に示す。
第12表 実施例25〜27 第13表に示す配合処方によシ、3種類のサイドウオー
ル用ゴム組成物を調製し、タイヤ・サイドウオール部に
タイヤ周上3分割して用い、サイドウオール部にこれら
3種類のゴム組成物を有するタイヤサイズ175SR1
4の乗用車用ラジアルタイヤを試作した。
これらのタイヤを実施例11〜12と同様の方法にて耐
亀裂成長性を評価した。なお硬度の測定法はJIS−に
−6031に記載されているJISスプリング式硬さ〔
人形〕に拠った。
第13表 第13表に開示された如く、本発明のエチレン−プロピ
レンを主成分とするゴムを配合したタイヤのサイドウオ
ールゴムの硬度が60を越えると耐亀裂成長性が急激に
低下するので、サイドウオール用ゴム組成物としては硬
度を60以下とすることが好ましい。また硬度が30未
満であるとサイドウオール部の耐カット性が急激に低下
するので好ましくはない。
実施例28〜29 第14表に示す配合処方により5種のタイヤ・トレッド
用ゴム組成物をバンバリーミキサ−によシ配合・調製し
た。これら5種のゴム組成物をタイヤ・トレッド部にタ
イヤ周上5分割して用い、トレッド部に5種類のゴム組
成物を有するタイヤサイズ195/70HR14の乗用
車ラジアルタイヤを試作し、耐候性、耐熱劣化性、耐亀
裂成長性、耐摩耗性及びジエン系ゴムとの接着を評価し
た。耐熱劣化性については実施例1〜2に記載した測定
方法に拠った。耐候性については実施例5〜7に記載し
た屋外ドラム試験を実施した。その他の測定方法を下記
する。
(1)耐亀裂成長性 タイヤトレッド部の溝底に溝に添って、幅2簡、深さ1
.0 mの傷を5個ずつ入れ、内圧1.7 kg/cm
2、JIS 100 %荷重、55 kml/hrにて
室内ドラム試験機上で走行させ、傷の長さが1.5 c
mになるまでの時間で評価した。
値が太き〜1程、耐亀裂成長性が良いことを示している
(2)耐摩耗性 試作タイヤを2万す実車走行させ、残った溝の深さを4
ケ所で測定し、平均値で評価し、(初期溝深さ一走行後
溝深さ)で摩耗量を算出した。
値の大きい方が優れていることを示す。
(3)  ジエン系ゴムとの接着 試作タイヤを内圧1.7 kg/cIrL2、JIS 
150%荷重、65kml/hrにて室内突起付ドラム
試験機上で15万す走行させた後、タイヤトレッドゴム
とタイヤトレッドペースゴムとのハク離試験を実施した
。スムーズに界面ハク離したものを不可、スムーズに界
面ハク離しなかったものを良とした。
トレッドベースゴムの配合処方を下記する。
天然ゴム(NR)     80  重量部ポリブタジ
ェンゴム(BR)   20HAF         
     35サンドフレツクス13     1 ステアリン酸      2 ZnO5 CZ            1.0 イオウ          2.5 第14表から明らかな如く本発明のエチレン−プロピレ
ンを主成分とするゴムを20重量部以上配合したゴム組
成物は従来のEPDMを等量配合したゴム組成物対比耐
亀裂成長性、耐摩耗性、ジエン系ゴムとの接着が著しく
改良されていることが理解できる。
第15表に示す配合処方による5種のタイヤ・トレッド
用=+”ム組成物をタイヤ・トレッド部ニタイヤ周上5
分割して用い、トレッド部に5種類のゴム組成物を有す
るタイヤサイズ165SR13(7) 乗用車用ラジア
ルタイヤを試作し、実施例28〜29と同様にして耐亀
裂成長性及び耐摩耗性を評価すると共に、ロール作業性
及びカーボンブラック(C/B )分散をも評価した。
第15表に結果を示す。
実施例35〜37 第16表に示す配合処方による3種のタイヤ・トレッド
用フ0ム組成物をタイヤ・トレッド部にタイヤ周上3分
割して用い、トレッド部に3種類のゴム組成物を有する
タイヤサイズ175SR14の乗用車ラジアルタイヤを
試作し、硬度及び操縦安定性を評価した。操縦安定性は
テストコースにて、周回コース、スラロームコースを実
車走行させ、その際のドライバーのフィーリングをもっ
て評価した。結果を第16表に示す。
第16表に示す操縦安定性の評価結果からトレよシ良好
でさらに好ましい。
〔発明の効果〕
以上実施例によシ示した如く、エチレン−プロピレンを
主成分とするゴムの要件(1)〜(7)を全て満たす本
発明のゴム組成物は従来のエチレン−プロピレンを主成
分とするゴムを使用したゴム組成物対比、耐亀裂成長性
、耐摩耗性、破断時強度、破断時伸び、さらにはジエン
系ゴムとの接着性に関し飛躍的に改良されたことが明ら
かである。
この本発明ゴム組成物をタイヤサイドウオールに使用す
ることにより外観を飛躍的に改良し、タイヤトレッドに
使用することによシ外観や耐グループクラック性を著し
く改良し、大型タイヤの更生寿命をも著しく改良し得た
。本発明ゴム組成物はタイヤばかシでなくゴム製品一般
、例えば、タイヤ、工業用ベルト、ホース、防振ゴム、
防舷材に使用可能である。本発明のエチレンープ口ピレ
ンを主成分とするゴムの要件(1)〜(7)を満足する
ために、いくつかのエチレン−プロピレン系コ9ムをブ
レンドしてもよいが、要件(1)〜(7)の全てを満た
すゴムを重合して使用する方が耐亀裂成長性、耐摩耗性
等によシ優れた物性を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、エチレン−プロピレンを主成分とし、かつ(1)D
    SCで測定したガラス転移温度が−50℃以下。 (2)ヨウ素価が10〜34 (3)重量平均分子量が22万以上。 (4)エチレン含有量が68〜85モル%。 (5)分子量分布(@M@w/@M@n)が3.0以上
    。 (6)95≦1.5×(ヨウ素価)+(エチレン含有量
    )≦120(7)90≦(重量平均分子量)×10^−
    ^4+(エチレン含有量)≦110 の条件をすべて満たすゴムをゴム成分100重量部に対
    して20重量部以上、無機充填剤を20〜150重量部
    含有して成ることを特徴とする加硫可能なゴム組成物。 2、エチレン−プロピレンを主成分とするゴムが30重
    量部以上である特許請求の範囲第1項記載のゴム組成物
    。 3、プロピレン、エチレン以外の主成分がエチリデンノ
    ルボルネンであることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載のゴム組成物。 4、エチレン−プロピレンを主成分とするゴムが油展ゴ
    ムであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    ゴム組成物。 5、イソプレン系ゴムを10重量部以上含有して成るこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のゴム組成物
    。 6、イソプレン系ゴムを20重量部以上含有して成るこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のゴム組成物
    。 7、油展に使用する油がパラフィニックオイルであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第4項記載のゴム組成物
    。 8、油展量が20重量部以上である特許請求の範囲第4
    項記載のゴム組成物。 9、無機充填剤が、カーボンブラック、二酸化硅素、炭
    酸カルシウム、二酸化チタン等である特許請求の範囲第
    1項記載のゴム組成物。 10、カーボンブラックがヨウ素吸着量35〜200m
    g/g、DBP吸油量70〜180ml/100gのカ
    ーボンブラックであることを特徴とする特許請求の範囲
    第9項記載のゴム組成物。 11、アミン系の老化防止剤を含有していないことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載のゴム組成物。 12、トレッド部、サイドウォール部及びビード部を備
    える空気入りタイヤにおいて、前記サイドウォール郡を
    構成するゴム組成物として、エチレン−プロピレンを主
    成分とし、かつ (1)DSCで測定したガラス転移温度が−50℃以下
    。 (2)ヨウ素価が10〜34 (3)重量平均分子量が22万以上。 (4)エチレン含有量が68〜85モル%。 (5)分子量分布(@M@w/@M@n)が3.0以上
    。 (6)95≦1.5×(ヨウ素価)+(エチレン含有量
    )≦120(7)90≦(重量平均分子量)×10^−
    ^4+(エチレン含有量)≦110 なる条件を全て満たすゴムをゴム成分100重量部に対
    して20重量部以上、イソプレン系ゴムを10重量部以
    上、プロセスオイルを10重量部以上、無機充填剤を2
    0〜100重量部を含有して成るゴム組成物を用いるこ
    とを特徴とする空気入りタイヤ。 13、該ゴム組成物の加硫後の硬度(JISスプリング
    式硬さ[A形])が30〜60であることを特徴とする
    特許請求の範囲第12項記載の空気入りタイヤ。 14、トレッド部、サイドウォール部及びビード部を備
    える空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部を構成す
    るゴム組成物として、エチレン−プロピレンを主成分と
    し、かつ (1)DSCで測定したガラス転移温度が−50℃以下
    。 (2)ヨウ素価が10〜34 (3)重量平均分子量が22万以上。 (4)エチレン含有量が68〜85モル%。 (5)分子量分布(@M@w/@M@n)が3.0以上
    。 (6)95≦1.5×(ヨウ素価)+(エチレン含有量
    )≦120(7)90≦(重量平均分子量)×10^−
    ^4+(エチレン含有量)≦110 なる条件をすべて満すゴムをゴム成分100重量部に対
    して20重量部以上、プロセスオイルを10重量部以上
    、無機充填剤を50〜150重量部を含有して成るゴム
    組成物を用いることを特徴とする空気入りタイヤ。 15、該ゴム組成物の加硫後の硬度(JISスプリング
    式硬さ[A形])が55〜70であることを特徴とする
    特許請求の範囲第14項記載の空気入りタイヤ。 16、エチレン−プロピレンを主成分とするゴムが30
    重量部以上である特許請求の範囲第12項又は第14項
    記載の空気入りタイヤ。 17、プロピレン、エチレン以外の主成分がエチリデン
    ノルボルネンであることを特徴とする特許請求の範囲第
    12項又は第14項記載の空気入りタイヤ。 18、エチレン−プロピレンを主成分とするゴムが油展
    ゴムであることを特徴とする特許請求の範囲第12項又
    は第14項記載の空気入りタイヤ。 19、無機充填剤が、カーボンブラック、二酸化硅素、
    炭酸カルシウム、二酸化チタン等である特許請求の範囲
    第12項記載の空気入りタイヤ。 20、無機充填剤が、カーボンブラック、二酸化硅素、
    炭酸カルシウム、二酸化チタン等である特許請求の範囲
    第14項記載の空気入りタイヤ。 21、アミン系の老化防止剤を含有していないことを特
    徴とする特許請求の範囲第12項又は第14項記載の空
    気入りタイヤ。 22、該ゴム組成物に含有されるプロセスオイルの60
    %以上がゴムに油展されたプロセスオイルであることを
    特徴とする特許請求の範囲第12項又は第14項記載の
    空気入りタイヤ。 23、該ゴム組成物に含有されるプロセスオイルの60
    %以上がエチレン、プロピレンを主成分とするゴムに油
    展されたプロセスオイルであることを特徴とする特許請
    求の範囲第12項又は第14項記載の空気入りタイヤ。 24、油展に使用する油がパラフィニックオイルである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第18項記載の空気入
    りタイヤ。 25、油展量が20重量部以上である特許請求の範囲第
    18項記載の空気入りタイヤ。 26、カーボンブラックがヨウ素吸着量35〜100m
    g/g、DBP吸油量70〜140ml/100gのカ
    ーボンブラックであることを特徴とする特許請求の範囲
    第19項記載の空気入りタイヤ。 27、カーボンブラックがヨウ素吸着量85〜200m
    g/g、DBP吸油量100〜180ml/100gの
    カーボンブラックであることを特徴とする特許請求の範
    囲第20項記載の空気入りタイヤ。
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