JP2005213486A - アンダートレッド用ゴム組成物及びそれを使用する空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、加硫前に良好な粘着性及び流動性を有し、加硫後に低い発熱性を有する、空気入りタイヤにおいて使用されるアンダートレッド用ゴム組成物を提供することである。本発明の更なる目的は、上述のゴム組成物がアンダートレッドにおいて使用されている空気入りタイヤを提供することである。
【解決手段】 少なくとも１種のジエン系ゴムを含んでなるゴム成分１００重量部に対して、−２０℃以下のガラス転移温度（Ｔg ）及び５℃以上の軟化点（Ｔs ）を有する脂肪族炭化水素樹脂を０．５〜５重量部配合してなる、アンダートレッド用ゴム組成物、並びに、上述のゴム組成物がアンダートレッドにおいて使用されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
【選択図】 なし

Description

本発明は、空気入りタイヤにおいて使用されるアンダートレッド用ゴム組成物に関する。より詳細には、本発明は、加硫前に良好な粘着性及び流動性を有し、加硫後に低い発熱性を有する、空気入りタイヤにおいて使用されるアンダートレッド用ゴム組成物に関する。また、本発明は、上述のゴム組成物がアンダートレッドにおいて使用されている空気入りタイヤにも関する。

空気入りタイヤのアンダートレッドにおいて使用されるゴム組成物には、タイヤ成形時の作業性の向上を目的として、種々の添加剤が添加される。かかる添加剤の具体例としては、アンダートレッドの下に配置されるベルト材又はベルトカバー材との適度な粘着性を確保することを目的とする粘着性付与剤、ゴム組成物の低粘度化を目的とするオイル、並びに流動性の向上及びスウェルの改良を主目的とする液状ゴム等が挙げられる。

しかしながら、上記の如き手法により成形作業性を向上させようとすると、加硫後のゴム組成物の発熱性が増大し、タイヤとしての転がり抵抗が増大することにつながることが多く、当該技術分野においては、良好な成形作業性及び発熱性を兼備するアンダートレッド用ゴム組成物に対する継続的な要求が存在する。

この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
特開平１１−１９８６０３号公報 特開平１１−２４６７１１号公報 特開２０００−０５２７０７号公報 特開２０００−２７３２４５号公報 特開２００１−２４０７０４号公報

本発明の目的は、加硫前に良好な粘着性及び流動性を有し、加硫後に低い発熱性を有する、空気入りタイヤにおいて使用されるアンダートレッド用ゴム組成物を提供することである。本発明の更なる目的は、上述のゴム組成物がアンダートレッドにおいて使用されている空気入りタイヤを提供することである。

上記目的は、少なくとも１種のジエン系ゴムを含んでなるゴム成分１００重量部に対して、−２０℃以下のガラス転移温度（Ｔg ）及び５℃以上の軟化点（Ｔs ）を有する脂肪族炭化水素樹脂を０．５〜５重量部配合してなる、アンダートレッド用ゴム組成物によって達成される。

本発明により、加硫前に良好な粘着性及び流動性を有し、加硫後に低い発熱性を有する、空気入りタイヤにおいて使用されるアンダートレッド用ゴム組成物が提供される。本発明に係るゴム組成物をアンダートレッドにおいて使用することにより、良好な成形作業性を確保しつつ、良好な転がり抵抗を有する空気入りタイヤを提供することができる。

本発明は、少なくとも１種のジエン系ゴムを含んでなるゴム成分に対して、特定の脂肪族炭化水素樹脂を特定量配合することにより、加硫前に良好な粘着性及び流動性を有し、加硫後に低い発熱性を有する、空気入りタイヤにおいて使用されるアンダートレッド用ゴム組成物を提供することができることを見出したことに基づくものである。

すなわち、本発明に係るゴム組成物は、少なくとも１種のジエン系ゴムを含んでなるゴム成分１００重量部に対して、−２０℃以下のガラス転移温度（Ｔg ）及び５℃以上の軟化点（Ｔs ）を有する脂肪族炭化水素樹脂を０．５〜５重量部配合してなる、アンダートレッド用ゴム組成物である。

本発明に係るゴム組成物のゴム成分において使用されるゴムとしては、特に限定されないが、天然ゴム（ＮＲ）またはジエン系合成ゴムのいずれか、あるいはこれらの混合系を用いることができる。ジエン系合成ゴムとしては、例えば、各種ブタジエンゴム（ＢＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム等が挙げられる。

本発明に係るゴム組成物において上記ゴム成分に対して配合される上記脂肪族炭化水素樹脂は、上述の粘着性付与剤として機能するものである。当該技術分野において一般的に使用されている粘着性付与剤の具体例としては、各種アルキルフェノール樹脂等が挙げられるけれども、本発明に係るゴム組成物においては、上記に規定されている物性を満足する脂肪族炭化水素樹脂が上記ゴム成分に対して配合されなければならない。

すなわち、本発明に係るゴム組成物において上記ゴム成分に対して配合される上記脂肪族炭化水素樹脂は、−２０℃以下、好ましくは−２０〜−５０℃のガラス転移温度（Ｔg ）及び５℃以上、好ましくは５〜３０℃の軟化点（Ｔs ）を有する脂肪族炭化水素樹脂でなければならない。上記ガラス転移温度（Ｔg ）が−２０℃を超える場合には、粘着性付与剤としての機能が低下するので好ましくなく、上記軟化点（Ｔs ）が５℃未満である場合には、ゴム組成物の流動性が向上しないので好ましくない。

更に、本発明に係るゴム組成物における上記脂肪族炭化水素樹脂の配合量は、上記ゴム成分１００重量部に対して、０．５〜５重量部、好ましくは１〜３重量部でなければならない。上記配合量が０．５重量部未満である場合には、加硫前のゴム組成物の粘着性が不十分となり、所望の成形作業性の改良効果を得ることができず、逆に５重量部を超える場合には、加硫前のゴム組成物の粘着性が過大となり、結果として成形作業性を改良することができないので好ましくない。

本発明に係るゴム組成物には、更に、充填材（カーボンブラック、シリカ等）、プロセスオイル、可塑剤、軟化剤、加硫剤、加硫助剤、加硫促進剤、加硫活性化剤、老化防止剤等、及び／又はゴム配合技術分野において一般的に使用される他の各種添加剤を配合することができる。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。

本発明に係るゴム組成物は、公知のゴム用混練機械（例えば、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー等）を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。

上述の如く、本発明に係るゴム組成物は、加硫前には良好な粘着性及び流動性が要求され、加硫後には低い発熱性が要求される、空気入りタイヤにおけるアンダートレッド用ゴム組成物として有用である。すなわち、本発明に係るゴム組成物をアンダートレッドにおいて使用することにより、従来技術のアンダートレッド用ゴム組成物と比較して良好な成形作業性を確保しつつ、良好な転がり抵抗を有する空気入りタイヤを提供することができる。

以下に記載する比較例及び実施例によって本発明を更に詳しく説明するけれども、本発明の技術的範囲は、これらの例に限定されるものではない。

比較例１〜５並びに実施例１及び２
配合成分
後述する各種試験片の調製において使用される各種配合成分を、以下に列記する。

天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ ３号
ブタジエンゴム（ＢＲ）：日本ゼオン株式会社製「Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０」
カーボンブラック（ＣＢ）：昭和キャボット株式会社製「ショウブラック Ｎ５５０」（ＦＥＦ級）
老化防止剤（６Ｃ）：住友化学工業株式会社製「アンチゲン ６Ｃ」（Ｎ−フェニル−Ｎ’−１，３−ジメチルブチル−ｐ−フェニレンジアミン）
亜鉛華：正同化学工業株式会社製「酸化亜鉛 ３種」
ステアリン酸：日本油脂株式会社製「ビーズステアリン酸」
硫黄：鶴見化学工業株式会社「金華印５％油入微粉硫黄」
加硫促進剤（ＣＺ）：大内新興化学工業株式会社製「ノクセラー ＣＺ−Ｇ」（Ｎ−シクロヘキシル−２−べンゾチアゾリルスルフェンアミド）

流動性付与剤（ＬＩＲ）：株式会社クラレ製「ＬＩＲ−５０」（液状イソプレンゴム）
粘着性付与剤（ＡＰＲ）：荒川化学工業株式会社製「タマノル ５１０」（アルキルフェノール樹脂）
粘着性付与剤（ＷＴ１０）：Ｇｏｏｄ Ｙｅａｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製「Ｗｉｎｇｔａｃｋ １０」（液状脂肪族石油炭化水素樹脂）

尚、比較用の粘着性付与剤（ＡＰＲ）及び本発明に係る粘着性付与剤（ＷＴ１０）の各種物性値は、以下の表Ｉに記載されている通りである。

各種試験片の調製
以下の表IIに示す硫黄及び加硫促進剤以外の成分を、以下の表IIに示す配合量で、１．８Ｌの密閉式バンバリーミキサーで３〜５分間混合混練し、１６０±５℃に達したときにマスターバッチを放出した。このマスターバッチに、以下の表IIに示す配合量の硫黄及び加硫促進剤を添加し、８インチのオープンロールで混練して、比較例１〜５並びに実施例１及び２のゴム組成物を得た。次に、各種ゴム組成物を、１５ｃｍ×１５ｃｍ×０．２ｃｍの金型中で１６０℃において２０分間プレス加硫して、目的とする各種試験片を調製した。

各種ゴム組成物及び各種試験片の物性測定
上記各種ゴム組成物及び各種試験片の各種物性を、以下の試験方法に従って測定した。

１）成形作業性：
実際の空気入りタイヤの製造工程において、ベルト部の上に上記各種ゴム組成物からなるアンダートレッド部を設け、その上に一般的な組成を有するゴム組成物からなるキャップトレッドを貼り付ける際の成形作業性を、比較例１のゴム組成物を対照標準とする以下の基準に従って等級付けした。

良好＝アンダートレッドとキャップトレッドとの間の粘着性が十分にあるものの、キャップトレッドの貼り直しも容易に行うことができる。
普通＝対照標準である比較例１のゴム組成物と同等の成形作業性を有する。
不良＝アンダートレッドとキャップトレッドとの間の粘着性が過大であり、キャップトレッドの貼り直しを行うことが困難である。

２）流動性：
Monsanto Processability Testerを使用して、30秒^-1の剪断速度におけるスウェルの測定を行い、比較例１のゴム組成物についての測定値を１００として、流動性の尺度とした。この指数が大きいほど、加硫前のゴム組成物の流動性が不良であり、スウェルが大きいことを意味する。

３）損失正接（ｔａｎδ）：
上記各種試験片について、周波数２０Ｈｚ、静歪み１０％、動歪み±２％、温度６０℃の条件下で粘弾性スペクトロメーターを使用して、損失正接（ｔａｎδ）を測定し、比較例１の試験片についての測定値を１００とする指数とした。この指数が大きいほど、加硫後のゴム組成物の発熱性が高いことを意味する。

各種ゴム組成物及び各種試験片の物性評価
上記各種ゴム組成物及び各種試験片についての上記１）〜３）の各種物性測定の結果もまた、上記表IIに示されている。尚、上記表IIに示されているように、すべての例において、流動性付与剤及び粘着性付与剤以外の全ての成分の配合量は同一である。

比較例１のゴム組成物は、アンダートレッド用ゴム組成物として標準的な組成に対して、粘着性を増大させることを目的として、従来技術の粘着性付与剤（ＡＰＲ）をゴム成分１００重量部に対して２．０重量部配合してなる、対照標準となるゴム組成物である。上述の如く、各種物性の評価においては、当該比較例１のゴム組成物及び試験片を基準として使用した。

比較例２のゴム組成物は、粘着性付与剤（ＡＰＲ）の配合量を２．０重量部から４．０重量部に増やしたことを除き、比較例１のゴム組成物と同じ組成を有する比較用のゴム組成物である。粘着性付与剤（ＡＰＲ）の配合量を増やした結果、成形作業性は改良されたものの、スウェルが増大し、流動性が悪化すると共に、発熱性も増大した。この発熱性の増大により、タイヤとしての転がり抵抗の増大が予想される。

比較例３のゴム組成物は、粘着性と流動性との両立を目的として、ゴム成分１００重量部に対して２．０重量部の流動性付与剤（ＬＩＲ）を更に配合したことを除き、比較例１のゴム組成物と同じ組成を有する比較用のゴム組成物である。流動性付与剤（ＬＩＲ）を配合した結果、比較例２のゴム組成物において認められた流動性の悪化を伴うこと無く成形作業性を改良することができたものの、発熱性については比較例２と同様に増大し、タイヤとしての転がり抵抗の増大が懸念される結果となった。

比較例４のゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対して、従来技術の粘着性付与剤（ＡＰＲ）を２．０重量部配合する代わりに、本発明に係る粘着性付与剤（ＷＴ１０）を０．４重量部配合したことを除き、比較例１のゴム組成物と同じ組成を有する比較用のゴム組成物である。本発明に係る粘着性付与剤（ＷＴ１０）を配合したものの、その配合量が本発明の規定（ゴム成分１００重量部に対して０．５〜５重量部）を下回るため所望の改良効果が得られず、加硫前の成形作業性及び流動性並びに加硫後の発熱性のいずれもが、比較例１と同等レベルに留まった。

一方、実施例１のゴム組成物は、本発明に係る粘着性付与剤（ＷＴ１０）の配合量を０．４重量部から２．０重量部に増やしたことを除き、比較例４のゴム組成物と同じ組成を有する、本発明に係るゴム組成物である。本発明に係る粘着性付与剤（ＷＴ１０）を本発明の規定を満足する量で配合した結果、加硫前の成形作業性及び流動性並びに加硫後の発熱性の全ての物性を同時に改良することに成功した。

また、実施例２のゴム組成物は、本発明に係る粘着性付与剤（ＷＴ１０）の配合量を２．０重量部から４．０重量部に更に増やしたことを除き、実施例１のゴム組成物と同じ組成を有する、本発明に係るゴム組成物である。この例における粘着性付与剤（ＷＴ１０）の配合量もまた本発明の規定を満足するものであり、その結果、実施例１とほぼ同等の良好な結果を得ることができた。

更に、比較例５のゴム組成物は、本発明に係る粘着性付与剤（ＷＴ１０）の配合量を４．０重量部から６．０重量部に大幅に増やしたことを除き、実施例２のゴム組成物と同じ組成を有する比較用のゴム組成物である。この例における粘着性付与剤（ＷＴ１０）の配合量は本発明の規定を上回る過剰なものであり、その結果、加硫前の流動性及び加硫後の発熱性については実施例１及び２を凌ぐ良好なレベルであったものの、加硫前の粘着性が過大となり、成形作業性が悪化した。

以上の評価結果から、本発明において規定されているように、少なくとも１種のジエン系ゴムを含んでなるゴム成分に対して、特定の脂肪族炭化水素樹脂を特定量配合することにより、加硫前に良好な粘着性及び流動性を有し、加硫後に低い発熱性を有する、空気入りタイヤにおいて使用されるアンダートレッド用ゴム組成物を提供することができることが明らかとなった。

Claims (2)

1. 少なくとも１種のジエン系ゴムを含んでなるゴム成分１００重量部に対して、−２０℃以下のガラス転移温度及び５度以上の軟化点を有する脂肪族炭化水素樹脂を０．５〜５重量部配合してなる、アンダートレッド用ゴム組成物。
2. 請求項１に記載のゴム組成物がアンダートレッドにおいて使用されていることを特徴とする、空気入りタイヤ。