WO2012144200A1 - タイヤサイドウォール用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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Definitions
- the present invention relates to a rubber composition for a tire sidewall and a pneumatic tire using the same, and more particularly, to improve fuel efficiency while suppressing a decrease in hardness, and to have cut resistance and bending fatigue resistance.
- the present invention relates to a rubber composition for a tire sidewall and a pneumatic tire using the same.
- patent document 1 discloses a technique of blending carbon black having a specific specific surface area with a diene rubber component including a specific butadiene rubber.
- the technique described in Patent Document 1 cannot satisfy hardness reduction suppression, low fuel consumption, cut resistance, and bending fatigue resistance at a high level.
- an object of the present invention is to provide a rubber composition for a tire sidewall that improves fuel efficiency while suppressing a decrease in hardness, and has excellent cut resistance and bending fatigue resistance, and a pneumatic tire using the same. It is to provide.
- the present inventors have found that the above problem can be solved by blending a specific amount of carbon black having a specific nitrogen adsorption specific surface area and DBP oil absorption amount into butadiene rubber having specific characteristics.
- the headline and the present invention could be completed. That is, the present invention is as follows. 1.
- the cis-1,4 bond content is 97% or more
- the Mooney viscosity (ML1 + 4) at 100 ° C. is 45 or more
- [Cps] ratio (T-cp) / (ML1 + 4) is 2.0 or more, butadiene rubber 30 to 70% by mass and other diene rubber 30 to 70% by mass 100% against the department Nitrogen adsorption specific surface area of 20 ⁇ 35m 2 / g, and DBP oil absorption of 50 ⁇ 95cm 3 / 100g for tire sidewall rubber composition characterized by containing 30-40 parts by weight of carbon black is. 2.
- the rubber composition for a tire sidewall according to 1 above, wherein the cis-1,4 bond content is 98% or more. 4). 2.
- a specific amount of carbon black having a specific nitrogen adsorption specific surface area and DBP oil absorption amount is blended with a butadiene rubber having specific characteristics, thereby improving fuel efficiency while suppressing a decrease in hardness.
- a rubber composition for a tire sidewall excellent in cut resistance and bending fatigue resistance, and a pneumatic tire using the rubber composition can be provided.
- FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an example of a pneumatic tire for a passenger car.
- the pneumatic tire is composed of a pair of left and right bead portions 1 and sidewalls 2, and a tread 3 connected to both sidewalls 2, and a carcass layer 4 in which fiber cords are embedded between the bead portions 1 and 1 is mounted. Then, the end portion of the carcass layer 4 is turned up around the bead core 5 and the bead filler 6 from the tire inner side to the outer side.
- a belt layer 7 is disposed over the circumference of the tire outside the carcass layer 4.
- a rim cushion 8 is disposed at a portion in contact with the rim.
- the rubber composition for a tire side wall of the present invention described below is particularly useful for the side wall 2.
- the butadiene rubber (BR) used in the present invention has a cis-1,4 bond content of 97% or more, a Mooney viscosity (ML1 + 4) at 100 ° C. of 45 or more, and 25 with respect to the Mooney viscosity. It is necessary that (T-cp) / (ML1 + 4), which is a ratio of 5 mass% toluene solution viscosity (T-cp) [cps] at ° C., is 2.0 or more (hereinafter referred to as specific BR). If even one of the above characteristics is not satisfied, the effects of the present invention cannot be achieved.
- the cis-1,4 bond content is a value measured using a nuclear magnetic resonance apparatus (NMR), and the cis-1,4 bond content is more preferably 98% or more.
- Mooney viscosity is a value measured using an L-shaped rotor in accordance with JIS 6300-1.
- the Mooney viscosity needs to be 45 or more, which makes it possible to achieve both hardness and low fuel consumption.
- the Mooney viscosity is more preferably 50 or more.
- the upper limit of Mooney viscosity is not particularly limited, but is preferably 70 or less.
- the (T-cp) / (ML1 + 4) is an index of the degree of branching of the polymer chain of BR, and the larger the value, the smaller the degree of branching, that is, the higher the linearity. If this value is less than 2.0, none of hardness suppression, low fuel consumption, cut resistance, and bending fatigue resistance can be improved. From the viewpoint of the effect of the present invention, the value of (T-cp) / (ML1 + 4) is preferably 2.0 or more and less than 3.3, more preferably 2.2 or more and less than 2.5, and 2.3 or more and 2. Less than 5 is particularly preferred.
- the toluene solution viscosity (T-cp) is obtained by dissolving a sample rubber in toluene as a 5 mass% solution and measuring the viscosity at 25 ° C. of the solution with a Canon Fenske type kinematic viscometer. is there.
- diene rubbers used in the present invention include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber other than the specific BR, styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene copolymer. Examples thereof include diene rubbers such as united rubber (NBR). These may be used alone or in combination of two or more.
- the molecular weight and microstructure are not particularly limited, and may be terminally modified with an amine, amide, silyl, alkoxysilyl, carboxyl, hydroxyl group or the like, or may be epoxidized.
- the specific BR must occupy 30 to 70% by mass and the other diene rubber should occupy 30 to 70% by mass in a total of 100 parts by mass of the specific BR and other diene rubber. If the specific BR is less than 30% by mass, the bending fatigue resistance deteriorates. Conversely, when it exceeds 70 mass%, hardness and cut resistance will deteriorate.
- the specific BR and other diene rubbers are preferably 30 to 40% by mass of the specific BR and 60 to 70% by mass of the other diene rubber.
- the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is 20 ⁇ 35m 2 / g, and DBP oil absorption amount to use carbon black is 50 ⁇ 95cm 3 / 100g (hereinafter referred to as specific CB).
- N 2 SA is less than 20 m 2 / g, reinforcing property is lowered deteriorated hardness.
- N 2 SA exceeds 35 m 2 / g, the exothermic property deteriorates.
- the reinforcing property is deteriorated hardness decreases.
- DBP oil absorption is more than 95cm 3/100 g, heat generation property deteriorates.
- the carbon distribution ratio to the specific BR is preferably 40% to 90%.
- the carbon distribution ratio is a value obtained by measuring how much the specific CB is present in the specific BR of the rubber composition after vulcanization. Specifically, the carbon distribution ratio is determined by vulcanizing the rubber composition, preparing a measurement piece, observing a cross section of the measurement piece with an electron microscope, and the specific CB in the specific BR with respect to the total area of the dispersed specific CB. Is obtained by calculating the percentage of the area.
- an electron microscopic image of a rubber composition confirms the sea-island structure, and the specific BR forms an island part.
- the area of the specific CB of the entire sea-island structure and the area of the specific CB of the island part are determined by image analysis software.
- the carbon distribution ratio can be obtained by calculating. In order to achieve 40% to 90% of the carbon distribution ratio, the preparation order of the diene rubber, carbon black, oil, and other compounding agents and the kneading time may be appropriately adjusted when preparing the rubber composition. Good. A more preferable carbon distribution ratio is 50% to 70%.
- the nitrogen adsorption specific surface area is a value measured according to JIS K6217
- the DBP oil absorption is a value measured according to JIS K6217.
- the rubber composition for a tire sidewall of the present invention can contain various fillers in addition to the carbon black.
- the filler is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended use. Examples thereof include inorganic fillers such as silica, clay, talc, and calcium carbonate.
- the rubber composition for a tire sidewall of the present invention is characterized in that 30 to 40 parts by mass of a specific CB is blended with 100 parts by mass of the rubber component. If the blending amount of the specific CB is less than 30 parts by mass, the hardness, cut resistance and bending fatigue resistance cannot be improved. Conversely, when it exceeds 40 mass parts, exothermic property will deteriorate.
- a more preferable blending ratio is that the specific CB is 32 to 38 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
- the rubber composition for a tire sidewall of the present invention is generally used for rubber compositions such as a vulcanization or crosslinking agent, a vulcanization or crosslinking accelerator, various oils, an anti-aging agent, and a plasticizer in addition to the components described above.
- Various additives blended in the above can be blended, and such additives can be kneaded by a general method to form a composition, which can be used for vulcanization or crosslinking.
- the blending amounts of these additives can be set to conventional general blending amounts as long as the object of the present invention is not violated.
- the rubber composition for a tire sidewall of the present invention can be used for producing a pneumatic tire according to a conventional method for producing a pneumatic tire.
- Hardness Shore A hardness at 20 ° C. was measured according to JIS K6253. The results are shown as an index with the value of Comparative Example 1 as 100. The larger the index, the higher the hardness.
- Comparative Example 1 The results are shown as an index with the value of Comparative Example 1 being 100. The larger the index, the better the cut resistance.
- Bending fatigue resistance In accordance with JIS K6260, repeated strain was applied, and the number of repetitions when fractured was measured. Comparative example 1 was set to 100 and indicated as an index. The larger the index, the better the bending fatigue resistance. The results are also shown in Table 1.
- NR RSS # 1
- the rubber composition for tire sidewalls prepared in Examples 1 to 6 has a specific nitrogen adsorption specific surface area and DBP oil absorption with respect to butadiene rubber having specific characteristics. Since a specific amount of carbon black is blended, the fuel composition of Comparative Example 1 is improved in fuel efficiency while suppressing a decrease in hardness, and is excellent in cut resistance and bending fatigue resistance. In contrast, in Comparative Example 2, the Mooney viscosities (ML1 + 4) and (T-cp) / (ML1 + 4) at 100 ° C.
- Comparative Example 11 the bending fatigue resistance deteriorated because the blending amount of the specific BR was less than the lower limit specified in the present invention.
- Comparative Example 12 although specific BR was used, the exothermic property deteriorated because N 2 SA of carbon black was outside the range specified in the present invention.
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Abstract
硬度の低下を抑制しながら低燃費性を向上させ、耐カット性および耐屈曲疲労性にも優れたタイヤサイドウォール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。 シス－１，４結合含有量が９７％以上、１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が４５以上、該ムーニー粘度に対する２５℃での５質量％トルエン溶液粘度（Ｔ－ｃｐ）〔ｃｐｓ〕の比である（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）が２．０以上のブタジエンゴム３０～７０質量％と他のジエン系ゴム３０～７０質量％とからなるゴム成分１００質量部に対し、窒素吸着比表面積が２０～３５ｍ２／ｇであり、ＤＢＰ吸油量が５０～９５ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックを３０～４０質量部含有するタイヤサイドウォール用ゴム組成物と、該ゴム組成物をサイドウォール（２）に使用した空気入りタイヤ。
Description
本発明は、タイヤサイドウォール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、硬度の低下を抑制しながら低燃費性を向上させ、なおかつ耐カット性および耐屈曲疲労性にも優れたタイヤサイドウォール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。
近年の環境意識の高まりに伴い、タイヤの低燃費性を向上させることが求められている。タイヤサイドウォール用ゴム組成物についても、耐破壊性の改良のみならず、低燃費性を向上させることが当業界において強く要求されている。
タイヤサイドウォール用ゴム組成物の低発熱化を図るには、例えばフィラーの配合量を減少させる方法が挙げられる。しかしこのような手段では、硬度が低下し、タイヤ強度が低下してしまう。また、低分子化された末端変性ジエン系ゴムと多量の変性剤を使用し、発熱を抑える方法もあるが、この場合も、フィラーが分散しすぎて硬度が低下するという問題点があった。一方、硬度の低下を抑制するため、加硫系配合量を増加し架橋密度のアップを図ると、硬度と低発熱化は両立できるものの、逆に耐屈曲疲労性が悪化してしまう。
タイヤサイドウォール用ゴム組成物の低発熱化を図るには、例えばフィラーの配合量を減少させる方法が挙げられる。しかしこのような手段では、硬度が低下し、タイヤ強度が低下してしまう。また、低分子化された末端変性ジエン系ゴムと多量の変性剤を使用し、発熱を抑える方法もあるが、この場合も、フィラーが分散しすぎて硬度が低下するという問題点があった。一方、硬度の低下を抑制するため、加硫系配合量を増加し架橋密度のアップを図ると、硬度と低発熱化は両立できるものの、逆に耐屈曲疲労性が悪化してしまう。
なお、下記特許文献１には、特定のブタジエンゴムを含むジエン系ゴム成分に対し、特定の比表面積を有するカーボンブラックを配合する技術が開示されている。しかしながら特許文献１に記載の技術では、硬度の低下抑制；低燃費性；耐カット性；および耐屈曲疲労性を高いレベルで満足することはできない。
したがって本発明の目的は、硬度の低下を抑制しながら低燃費性を向上させ、なおかつ耐カット性および耐屈曲疲労性にも優れたタイヤサイドウォール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、特定の特性を有するブタジエンゴムに対し、特定の窒素吸着比表面積およびＤＢＰ吸油量を有するカーボンブラックの特定量配合することにより、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通りである。
１．シス－１，４結合含有量が９７％以上であり、１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が４５以上であり、かつ、該ムーニー粘度に対する２５℃での５質量％トルエン溶液粘度（Ｔ－ｃｐ）〔ｃｐｓ〕の比である（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）が２．０以上であるブタジエンゴム３０～７０質量％と、他のジエン系ゴム３０～７０質量％とからなるゴム成分１００質量部に対し、
窒素吸着比表面積が２０～３５ｍ２／ｇであり、かつＤＢＰ吸油量が５０～９５ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックを３０～４０質量部含有することを特徴とするタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
２．前記ゴム組成物中において、前記ブタジエンゴムへのカーボン分配比率が４０％～９０％であることを特徴とする前記１に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
３．前記シス－１，４結合含有量が９８％以上であることを特徴とする前記１に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
４．前記ムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が４５～７０であることを特徴とする前記１に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
５．前記（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）が２．０以上３．３未満であることを特徴とする前記１に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
６．前記（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）が２．２以上２．５未満であることを特徴とする前記５に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
７．前記（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）が２．３以上２．５未満であることを特徴とする前記５に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
８．前記ゴム成分が、ブタジエンゴム30～40質量％および他のジエン系ゴム60～70質量％から構成されることを特徴とする前記１～７のいずれかに記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
９．前記カーボンブラックの配合量が、ゴム成分１００質量部に対し、３２～３８質量部であることを特徴とする前記１～８のいずれかに記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
１０．前記１～９のいずれかに記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物をサイドウォールに使用した空気入りタイヤ。
すなわち本発明は以下の通りである。
１．シス－１，４結合含有量が９７％以上であり、１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が４５以上であり、かつ、該ムーニー粘度に対する２５℃での５質量％トルエン溶液粘度（Ｔ－ｃｐ）〔ｃｐｓ〕の比である（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）が２．０以上であるブタジエンゴム３０～７０質量％と、他のジエン系ゴム３０～７０質量％とからなるゴム成分１００質量部に対し、
窒素吸着比表面積が２０～３５ｍ２／ｇであり、かつＤＢＰ吸油量が５０～９５ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックを３０～４０質量部含有することを特徴とするタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
２．前記ゴム組成物中において、前記ブタジエンゴムへのカーボン分配比率が４０％～９０％であることを特徴とする前記１に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
３．前記シス－１，４結合含有量が９８％以上であることを特徴とする前記１に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
４．前記ムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が４５～７０であることを特徴とする前記１に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
５．前記（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）が２．０以上３．３未満であることを特徴とする前記１に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
６．前記（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）が２．２以上２．５未満であることを特徴とする前記５に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
７．前記（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）が２．３以上２．５未満であることを特徴とする前記５に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
８．前記ゴム成分が、ブタジエンゴム30～40質量％および他のジエン系ゴム60～70質量％から構成されることを特徴とする前記１～７のいずれかに記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
９．前記カーボンブラックの配合量が、ゴム成分１００質量部に対し、３２～３８質量部であることを特徴とする前記１～８のいずれかに記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
１０．前記１～９のいずれかに記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物をサイドウォールに使用した空気入りタイヤ。
本発明によれば、特定の特性を有するブタジエンゴムに対し、特定の窒素吸着比表面積およびＤＢＰ吸油量を有するカーボンブラックを特定量で配合したので、硬度の低下を抑制しながら低燃費性を向上させ、なおかつ耐カット性および耐屈曲疲労性にも優れたタイヤサイドウォール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。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
図１は、乗用車用の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間に繊維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。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。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８が配置されている。
以下に説明する本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、とくにサイドウォール２に有用である。
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間に繊維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。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。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８が配置されている。
以下に説明する本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、とくにサイドウォール２に有用である。
（ブタジエンゴム）
本発明で使用されるブタジエンゴム（ＢＲ）は、シス－１，４結合含有量が９７％以上であり、１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が４５以上であり、かつ、該ムーニー粘度に対する２５℃での５質量％トルエン溶液粘度（Ｔ－ｃｐ）〔ｃｐｓ〕の比である（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）が２．０以上である必要がある（以下、特定ＢＲという）。上記の各特性を一つでも満たさない場合、本発明の効果を奏することができない。
本発明で使用されるブタジエンゴム（ＢＲ）は、シス－１，４結合含有量が９７％以上であり、１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が４５以上であり、かつ、該ムーニー粘度に対する２５℃での５質量％トルエン溶液粘度（Ｔ－ｃｐ）〔ｃｐｓ〕の比である（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）が２．０以上である必要がある（以下、特定ＢＲという）。上記の各特性を一つでも満たさない場合、本発明の効果を奏することができない。
シス－１，４結合含有量は、核磁気共鳴装置（ＮＭＲ）を用いて測定される値であり、シス－１，４結合含有量は９８％以上であることがより好ましい。
ムーニー粘度は、ＪＩＳ ６３００－１に準拠して、Ｌ型ローターを用いて測定した値である。ムーニー粘度は４５以上である必要があり、これにより硬度と低燃費性の両立が可能となる。ムーニー粘度は５０以上であることがより好ましい。なお、ムーニー粘度の上限は特に限定されないが、好ましくは７０以下である。
前記（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）は、ＢＲのポリマー鎖の分岐度の指標になるものであり、この値が大きいほど分岐度が小さい、即ち、リニアリティが高いことを意味する。この値が２．０未満では、硬度の低下抑制；低燃費性；耐カット性；および耐屈曲疲労性をいずれも改善することができない。本発明の効果の観点から、（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）の値は、２．０以上３．３未満が好ましく、２．２以上２．５未満がさらに好ましく、２．３以上２．５未満がとくに好ましい。
ここで、トルエン溶液粘度（Ｔ－ｃｐ）は、試料ゴムをトルエンに５質量％溶液として溶解し、その溶液の２５℃での粘度をキャノンフェンスケ型動粘度計により測定して得られるものである。
ここで、トルエン溶液粘度（Ｔ－ｃｐ）は、試料ゴムをトルエンに５質量％溶液として溶解し、その溶液の２５℃での粘度をキャノンフェンスケ型動粘度計により測定して得られるものである。
（他のジエン系ゴム）
本発明で使用される他のジエン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、前記特定ＢＲ以外のブタジエンゴム、スチレン－ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル－ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）等のジエン系ゴムが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、そ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。
本発明で使用される他のジエン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、前記特定ＢＲ以外のブタジエンゴム、スチレン－ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル－ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）等のジエン系ゴムが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、そ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。
本発明では、前記特定ＢＲと他のジエン系ゴムの合計１００質量部中、前記特定ＢＲが３０～７０質量％および他のジエン系ゴムが３０～７０質量％を占める必要がある。特定ＢＲが３０質量％未満であると耐屈曲疲労性が悪化する。逆に７０質量％を超えると硬度および耐カット性が悪化する。
好ましい特定ＢＲおよび他のジエン系ゴムの割合は、特定ＢＲが30～40質量％、他のジエン系ゴムが60～70質量％である。
好ましい特定ＢＲおよび他のジエン系ゴムの割合は、特定ＢＲが30～40質量％、他のジエン系ゴムが60～70質量％である。
（カーボンブラック）
本発明では、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が２０～３５ｍ２／ｇであり、かつＤＢＰ吸油量が５０～９５ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックを使用する（以下、特定ＣＢという）。
Ｎ２ＳＡが２０ｍ２／ｇ未満では、補強性が悪化し硬度が低下する。
Ｎ２ＳＡが３５ｍ２／ｇを超えると、発熱性が悪化する。
ＤＢＰ吸油量が５０ｃｍ３／１００ｇ未満では、補強性が悪化し硬度が低下する。
ＤＢＰ吸油量が９５ｃｍ３／１００ｇを超えると、発熱性が悪化する。
本発明では、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が２０～３５ｍ２／ｇであり、かつＤＢＰ吸油量が５０～９５ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックを使用する（以下、特定ＣＢという）。
Ｎ２ＳＡが２０ｍ２／ｇ未満では、補強性が悪化し硬度が低下する。
Ｎ２ＳＡが３５ｍ２／ｇを超えると、発熱性が悪化する。
ＤＢＰ吸油量が５０ｃｍ３／１００ｇ未満では、補強性が悪化し硬度が低下する。
ＤＢＰ吸油量が９５ｃｍ３／１００ｇを超えると、発熱性が悪化する。
また本発明では、その効果の観点から、前記特定ＢＲへのカーボン分配比率が４０％～９０％であることが好ましい。
前記カーボン分配比率は、加硫後のゴム組成物の特定ＢＲ中に、どれだけの割合で特定ＣＢが存在しているかを測定した値である。具体的には、カーボン分配比率は、ゴム組成物を加硫し、測定片を調製し、この測定片の断面を電子顕微鏡観察し、分散した特定ＣＢの総面積に対する、特定ＢＲ中の特定ＣＢの面積のパーセントを求めることにより得られる。一般的にゴム組成物の電子顕微鏡像は、海島構造が確認され、特定ＢＲは島部分を形成しているので、画像解析ソフトにより海島構造全体の特定ＣＢの面積と島部分の特定ＣＢの面積を算出することにより、前記カーボン分配比率を求めることができる。
なお、前記カーボン分配比率の４０％～９０％を達成するためには、ゴム組成物の調製時、ジエン系ゴム、カーボンブラック、オイル、その他の配合剤の投入順序および混練時間を適宜調整すればよい。
さらに好ましいカーボン分配比率は、５０％～７０％である。
前記カーボン分配比率は、加硫後のゴム組成物の特定ＢＲ中に、どれだけの割合で特定ＣＢが存在しているかを測定した値である。具体的には、カーボン分配比率は、ゴム組成物を加硫し、測定片を調製し、この測定片の断面を電子顕微鏡観察し、分散した特定ＣＢの総面積に対する、特定ＢＲ中の特定ＣＢの面積のパーセントを求めることにより得られる。一般的にゴム組成物の電子顕微鏡像は、海島構造が確認され、特定ＢＲは島部分を形成しているので、画像解析ソフトにより海島構造全体の特定ＣＢの面積と島部分の特定ＣＢの面積を算出することにより、前記カーボン分配比率を求めることができる。
なお、前記カーボン分配比率の４０％～９０％を達成するためには、ゴム組成物の調製時、ジエン系ゴム、カーボンブラック、オイル、その他の配合剤の投入順序および混練時間を適宜調整すればよい。
さらに好ましいカーボン分配比率は、５０％～７０％である。
なお、窒素吸着比表面積は、ＪＩＳ Ｋ６２１７に準じて測定される値であり、ＤＢＰ吸油量は、ＪＩＳ Ｋ６２１７に準じて測定される値である。
（充填剤）
本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、前記のカーボンブラック以外にも、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、用途により適宜選択すればよいが、例えばシリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム等の無機充填剤を挙げることができる。
本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、前記のカーボンブラック以外にも、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、用途により適宜選択すればよいが、例えばシリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム等の無機充填剤を挙げることができる。
（タイヤサイドウォール用ゴム組成物の配合割合）
本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、前記ゴム成分１００質量部に対し、特定ＣＢを３０～４０質量部配合することを特徴とする。
特定ＣＢの配合量が３０質量部未満では、硬度、耐カット性および耐屈曲疲労性を改善することができない。逆に４０質量部を超えると、発熱性が悪化する。
さらに好ましい前記配合割合は、前記ゴム成分１００質量部に対し、特定ＣＢが３２～３８質量部である。
本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、前記ゴム成分１００質量部に対し、特定ＣＢを３０～４０質量部配合することを特徴とする。
特定ＣＢの配合量が３０質量部未満では、硬度、耐カット性および耐屈曲疲労性を改善することができない。逆に４０質量部を超えると、発熱性が悪化する。
さらに好ましい前記配合割合は、前記ゴム成分１００質量部に対し、特定ＣＢが３２～３８質量部である。
本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物には、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、各種オイル、老化防止剤、可塑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。
また本発明のタイヤサイドウォール用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。
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１～６および比較例１～１１
サンプルの調製
表１に示す配合（質量部）において、加硫促進剤および硫黄を除く成分を１．５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、温度１５０℃でマスターバッチを放出し室温冷却した。その後このマスターバッチをロールにて、加硫促進剤および硫黄を加え２分間混練し、タイヤサイドウォール用ゴム組成物を得た。次に得られたゴム組成物を所定の金型中で１６０℃で２０分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を調製した。得られたゴム組成物または加硫ゴム試験片について以下に示す試験法で物性を測定した。
サンプルの調製
表１に示す配合（質量部）において、加硫促進剤および硫黄を除く成分を１．５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、温度１５０℃でマスターバッチを放出し室温冷却した。その後このマスターバッチをロールにて、加硫促進剤および硫黄を加え２分間混練し、タイヤサイドウォール用ゴム組成物を得た。次に得られたゴム組成物を所定の金型中で１６０℃で２０分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を調製した。得られたゴム組成物または加硫ゴム試験片について以下に示す試験法で物性を測定した。
硬度：ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して２０℃のショアＡ硬度を測定した。結果は比較例１の値を１００として指数で示した。指数が大きいほど硬度が高いことを示す。
発熱性：（株）東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪＝１０％、振幅＝±２％、周波数＝２０Ｈｚの条件下でｔａｎδ（６０℃）を測定し、この値をもって発熱性を評価した。結果は、比較例１の値を１００として指数で示した。指数が低いほど、低発熱性であることを示す。
耐カット性： ＪＩＳ Ｋ６２６４のピコ摩耗試験に準拠して、摩耗量を測定した。結果は、比較例１の値を１００として指数で示した。指数が大きいほど耐カット性が良好であることを示す。
耐屈曲疲労性：ＪＩＳ Ｋ６２６０に準拠して、繰り返し歪みを与え、破断した時の繰り返し回数を測定した。比較例１を１００として指数で示した。指数が大きいほど対屈曲疲労性に優れることを示す。
結果を表１に併せて示す。
発熱性：（株）東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪＝１０％、振幅＝±２％、周波数＝２０Ｈｚの条件下でｔａｎδ（６０℃）を測定し、この値をもって発熱性を評価した。結果は、比較例１の値を１００として指数で示した。指数が低いほど、低発熱性であることを示す。
耐カット性： ＪＩＳ Ｋ６２６４のピコ摩耗試験に準拠して、摩耗量を測定した。結果は、比較例１の値を１００として指数で示した。指数が大きいほど耐カット性が良好であることを示す。
耐屈曲疲労性：ＪＩＳ Ｋ６２６０に準拠して、繰り返し歪みを与え、破断した時の繰り返し回数を測定した。比較例１を１００として指数で示した。指数が大きいほど対屈曲疲労性に優れることを示す。
結果を表１に併せて示す。
＊１：ＮＲ（ＲＳＳ＃１）
＊２：ＢＲ－１（日本ゼオン（株）製Ｎｉｐｏｌ ＢＲ－１２２０、シス－１，４結合含有量＝９８％、１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）＝４３、（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）＝１．４）
＊３：ＢＲ－２（宇部興産（株）製ＵＢＥＰＯＬ ２３０、シス－１，４結合含有量＝９８％、１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）＝３８、（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）＝３．１）
＊４：ＢＲ－３（宇部興産（株）製ＵＢＥＰＯＬ １５０Ｌ、シス－１，４結合含有量＝９８％、１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）＝４３、（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）＝２．８）
＊５：ＢＲ－４（宇部興産（株）製ＢＲ３６０Ｌ、シス－１，４結合含有量＝９８％、１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）＝５１、（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）＝２．４）
＊６：カーボンブラック－１（東海カーボン(株)シーストＮ３、Ｎ２ＳＡ＝７９ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸油量＝１０１ｃｍ３／１００ｇ）
＊７：カーボンブラック－２（東海カーボン(株)シーストＳＯ、Ｎ２ＳＡ＝４２ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸油量＝１１５ｃｍ３／１００ｇ）
＊８：カーボンブラック－３（東海カーボン(株)シーストＶ、Ｎ２ＳＡ＝２７ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸油量＝８７ｃｍ３／１００ｇ）
＊９：カーボンブラック－４（キャボットジャパン社製商品名ショウブラックＮ３２６、Ｎ２ＳＡ＝８４ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸油量＝７６ｃｍ３／１００ｇ）
＊１０：亜鉛華（正同化学工業（株）製酸化亜鉛３種）
＊１１：ステアリン酸（日油（株）製ビーズステアリン酸）
＊１２：オイル（昭和シェル石油（株）製エキストラクト４号Ｓ）
＊１３：硫黄（鶴見化学工業（株）製金華印油入微粉硫黄）
＊１４：加硫促進剤（大内新興化学工業（株）製ノクセラーＣＺ－Ｇ）
＊２：ＢＲ－１（日本ゼオン（株）製Ｎｉｐｏｌ ＢＲ－１２２０、シス－１，４結合含有量＝９８％、１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）＝４３、（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）＝１．４）
＊３：ＢＲ－２（宇部興産（株）製ＵＢＥＰＯＬ ２３０、シス－１，４結合含有量＝９８％、１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）＝３８、（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）＝３．１）
＊４：ＢＲ－３（宇部興産（株）製ＵＢＥＰＯＬ １５０Ｌ、シス－１，４結合含有量＝９８％、１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）＝４３、（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）＝２．８）
＊５：ＢＲ－４（宇部興産（株）製ＢＲ３６０Ｌ、シス－１，４結合含有量＝９８％、１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）＝５１、（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）＝２．４）
＊６：カーボンブラック－１（東海カーボン(株)シーストＮ３、Ｎ２ＳＡ＝７９ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸油量＝１０１ｃｍ３／１００ｇ）
＊７：カーボンブラック－２（東海カーボン(株)シーストＳＯ、Ｎ２ＳＡ＝４２ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸油量＝１１５ｃｍ３／１００ｇ）
＊８：カーボンブラック－３（東海カーボン(株)シーストＶ、Ｎ２ＳＡ＝２７ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸油量＝８７ｃｍ３／１００ｇ）
＊９：カーボンブラック－４（キャボットジャパン社製商品名ショウブラックＮ３２６、Ｎ２ＳＡ＝８４ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸油量＝７６ｃｍ３／１００ｇ）
＊１０：亜鉛華（正同化学工業（株）製酸化亜鉛３種）
＊１１：ステアリン酸（日油（株）製ビーズステアリン酸）
＊１２：オイル（昭和シェル石油（株）製エキストラクト４号Ｓ）
＊１３：硫黄（鶴見化学工業（株）製金華印油入微粉硫黄）
＊１４：加硫促進剤（大内新興化学工業（株）製ノクセラーＣＺ－Ｇ）
上記の表１から明らかなように、実施例１～６で調製されたタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、特定の特性を有するブタジエンゴムに対し、特定の窒素吸着比表面積およびＤＢＰ吸油量を有するカーボンブラックの特定量配合したので、比較例１のゴム組成物に対し、硬度の低下を抑制しながら低燃費性を向上させ、なおかつ耐カット性および耐屈曲疲労性にも優れる。
これに対し、比較例２は、ＢＲの１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）および（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）が本発明で規定する下限未満であり、またカーボンブラックのＮ２ＳＡおよびＤＢＰ吸油量が本発明で規定する上限を超えているので、硬度、発熱性、耐カット性および耐屈曲疲労性がいずれも悪化した。
比較例３は、ＢＲの１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が本発明で規定する下限未満であり、またカーボンブラックのＮ２ＳＡおよびＤＢＰ吸油量が本発明で規定する上限を超えているので、硬度、耐カット性および耐屈曲疲労性が悪化した。
比較例４は、ＢＲの１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が本発明で規定する下限未満であり、またカーボンブラックのＮ２ＳＡおよびＤＢＰ吸油量が本発明で規定する上限を超えているので、硬度、耐カット性および耐屈曲疲労性が悪化した。
比較例５は、カーボンブラックは本発明で規定する範囲内のものを使用しているが、ＢＲの１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が本発明で規定する下限未満であり、硬度、耐カット性および耐屈曲疲労性が悪化した。
比較例６は、カーボンブラックは規定内のものを使用しているが、ＢＲの１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）および（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）が本発明で規定する下限未満であり、硬度、発熱性、耐カット性が悪化した。
比較例７は、特定ＢＲを使用しているものの、カーボンブラックのＮ２ＳＡおよびＤＢＰ吸油量が本発明で規定する上限を超えているので、発熱性が悪化した。
比較例８は、特定ＢＲを使用しているものの、カーボンブラックの配合量が本発明で規定する下限未満であるので、硬度、耐カット性および耐屈曲疲労性が悪化した。
比較例９は、特定ＢＲを使用しているものの、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、発熱性が悪化した。
比較例１０は、特定ＢＲの配合量が本発明で規定する上限を超えているので、硬度および耐カット性が悪化した。
比較例１１は、特定ＢＲの配合量が本発明で規定する下限未満であるので、耐屈曲疲労性が悪化した。
比較例１２は、特定ＢＲを使用しているものの、カーボンブラックのＮ２ＳＡが本発明で規定する範囲外であるので、発熱性が悪化した。
これに対し、比較例２は、ＢＲの１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）および（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）が本発明で規定する下限未満であり、またカーボンブラックのＮ２ＳＡおよびＤＢＰ吸油量が本発明で規定する上限を超えているので、硬度、発熱性、耐カット性および耐屈曲疲労性がいずれも悪化した。
比較例３は、ＢＲの１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が本発明で規定する下限未満であり、またカーボンブラックのＮ２ＳＡおよびＤＢＰ吸油量が本発明で規定する上限を超えているので、硬度、耐カット性および耐屈曲疲労性が悪化した。
比較例４は、ＢＲの１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が本発明で規定する下限未満であり、またカーボンブラックのＮ２ＳＡおよびＤＢＰ吸油量が本発明で規定する上限を超えているので、硬度、耐カット性および耐屈曲疲労性が悪化した。
比較例５は、カーボンブラックは本発明で規定する範囲内のものを使用しているが、ＢＲの１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が本発明で規定する下限未満であり、硬度、耐カット性および耐屈曲疲労性が悪化した。
比較例６は、カーボンブラックは規定内のものを使用しているが、ＢＲの１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）および（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）が本発明で規定する下限未満であり、硬度、発熱性、耐カット性が悪化した。
比較例７は、特定ＢＲを使用しているものの、カーボンブラックのＮ２ＳＡおよびＤＢＰ吸油量が本発明で規定する上限を超えているので、発熱性が悪化した。
比較例８は、特定ＢＲを使用しているものの、カーボンブラックの配合量が本発明で規定する下限未満であるので、硬度、耐カット性および耐屈曲疲労性が悪化した。
比較例９は、特定ＢＲを使用しているものの、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、発熱性が悪化した。
比較例１０は、特定ＢＲの配合量が本発明で規定する上限を超えているので、硬度および耐カット性が悪化した。
比較例１１は、特定ＢＲの配合量が本発明で規定する下限未満であるので、耐屈曲疲労性が悪化した。
比較例１２は、特定ＢＲを使用しているものの、カーボンブラックのＮ２ＳＡが本発明で規定する範囲外であるので、発熱性が悪化した。
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 リムクッション
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 リムクッション
Claims (10)
- シス－１，４結合含有量が９７％以上であり、１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が４５以上であり、かつ、該ムーニー粘度に対する２５℃での５質量％トルエン溶液粘度（Ｔ－ｃｐ）〔ｃｐｓ〕の比である（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）が２．０以上であるブタジエンゴム３０～７０質量％と、他のジエン系ゴム３０～７０質量％とからなるゴム成分１００質量部に対し、
窒素吸着比表面積が２０～３５ｍ２／ｇであり、かつＤＢＰ吸油量が５０～９５ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックを３０～４０質量部含有することを特徴とするタイヤサイドウォール用ゴム組成物。 - 前記ゴム組成物中において、前記ブタジエンゴムへのカーボン分配比率が４０％～９０％であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
- 前記シス－１，４結合含有量が９８％以上であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
- 前記ムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が４５～７０であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
- 前記（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）が２．０以上３．３未満であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
- 前記（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）が２．２以上２．５未満であることを特徴とする請求項５に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
- 前記（Ｔ－ｃｐ）／（ＭＬ１＋４）が２．３以上２．５未満であることを特徴とする請求項５に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
- 前記ゴム成分が、ブタジエンゴム30～40質量％および他のジエン系ゴム60～70質量％から構成されることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
- 前記カーボンブラックの配合量が、ゴム成分１００質量部に対し、３２～３８質量部であることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
- 請求項１～９のいずれかに記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物をサイドウォールに使用した空気入りタイヤ。
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