JP5358881B2 - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物に関し、更に詳細には、走行による物性劣化を抑制し、走行によるグリップ力及びコントロール性の変化を抑えたタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。

近年、乗用車用タイヤにおいては、その走行性能の高さもさることながら、安全性への配慮もその要求特性の一つとして高まりつつある。一般的に、タイヤトレッドゴムは、経年変化により劣化し、硬度、モジュラスの変化により、グリップ力及びコントロール性が低下する傾向にあり、この点に関する改良が望まれている。

以下の特許文献１には、優れた氷上性能とともに高度な耐摩耗性を有するタイヤトレッド用ゴム組成物として、ＮＲを４０〜７０重量部含有するジエン系ゴム１００重量部に対して、窒素吸着比表面積が１００〜１６５ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量が９０〜１３０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック１５〜４０重量部とＢＥＴ比表面積が１５０〜２００ｍ²／ｇの沈降シリカ２０〜６０重量部を、その合計量で４０〜９０重量部であり、かつカーボンブラック／シリカの比が０．２５〜１．０となるように配合したゴム組成物が提案されている。しかしながら、当該ゴム組成物においては、経年変化による物性の劣化を抑制する技術について開示されるところがない。

特開２００２−９７３０４号公報

本発明では、タイヤトレッドゴムが走行により物性劣化する問題に対処して、走行による経年変化のグリップ力とコントロール性の変化を抑制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。

本発明によれば、ジエン系ゴム１００重量部に対して、ヨウ素吸着量１００ｍｇ／ｇ以上のカーボンブラックを１０重量以上含む補強性充填剤３０〜１００重量部を配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物において、不飽和脂肪酸のアルカリ金属塩を０．１〜５．０重量部とチウラム系加硫促進剤を０．０５〜２．００重量部配合したことを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。

また、本発明によれば、前記チウラム系加硫促進剤をマスターバッチの混合工程時に添加してなるタイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。

本発明では、タイヤトレッド用ゴム組成物における経年変化による物性（特に、硬度及びモジュラスなど）の劣化が、不飽和脂肪酸のアルカリ金属塩とチウラム系加硫促進剤を併用配合すること、特にこれら配合剤をマスターバッチの混合工程時に添加することによって得られるゴム組成物を用いることによって、これらの劣化が抑制できることを見出したものである。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に用いられるジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、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−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、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などが挙げられる。これらのジエン系ゴムは、単独又は二種以上のブレンドゴムとして使用されてよい。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に配合使用される補強性充填剤としては、カーボンブラックが単独で、あるいはこれとシリカとの併用系で、総量で３０〜１００重量部の量で使用される。そして、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に配合して用いられるカーボンブラックとしては、特に、ヨウ素吸着量が１００ｍｇ／ｇ以上（ＪＩＳ Ｋ６２１７−１に従って測定）である、ＡＳＴＭナンバーＮ２９９以下の微細なカーボンブラックが使用される。また、当該カーボンブラックの配合量としては、当該ジエン系ゴム１００重量部に対して、前記補強性充填剤量の３０〜１００重量部のうち１０〜１００重量部、好ましくは２０〜１００重量部の量で配合される。かかるカーボンブラックの配合量が１０重量部未満であると、本発明における所期の効果が発揮されず、逆に１００重量部を超えると、発熱が高くなり低燃費性が不十分となるので好ましくない。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に配合使用される不飽和脂肪酸のアルカリ金属塩としては、例えば、アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、エライジン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレイン酸、アラキドン酸などの不飽和脂肪酸のカリウム塩、ナトリウム塩などが挙げられる。当該不飽和脂肪酸のアルカリ金属塩の配合量としては、ジエン系ゴム１００重量部に対して、０．１〜５．０重量部、好ましくは２．０〜４．０重量部の量で配合される。この配合量が０．１重量部未満では、所期の効果が発揮されず、逆に５．０重量部を超えるとゴム組成物の物性低下（特に、破断強度）が大きいので好ましくない。

また、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に前記不飽和脂肪酸のアルカリ金属塩と併用配合されるチウラム系加硫促進剤としては、例えば、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＭＴＭ）、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＭＴＤ）、テトラエチルチウラムジスルフィド（ＴＥＴＤ）、テトラブチルチウラムジスルフィド（ＴＢＴＤ）、ペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（ＰＴＴ）、ジペンタメチレンチウラムモノスルフィド（ＤＰＴＭ）、ジペンタメチレンチウラムジスルフィド（ＤＰＴＤ）、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（ＤＰＴＴ）、ジペンタメチレンチウラムヘキサスルフィド（ＤＰＨＴ）などが挙げられる。当該チウラム系加硫促進剤の配合量としては、ジエン系ゴム１００重量部に対して、０．０５〜２．００重量部、好ましくは０．３〜０．６重量部の量で配合される。この配合量が０．０５重量部未満では、所期の効果が発揮されず、逆に２．００重量部を超えると焼けのコントロールが難しく、加工上問題となる。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物では、前記したチウラム系加硫促進剤を他の加硫促進剤とは別にして、ゴム組成物の混合工程におけるマスターバッチの混合工程で、カーボンブラック投入工程時に配合すると、格段の所期の効果が発揮されるので、かかる態様で得られるゴム組成物を使用することが一層望ましい。

本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物には、更に、通常の加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、充填材、可塑剤、その他タイヤゴム用に配合されている各種配合剤を配合することができ、かかる配合剤は、一般的な方法で混練、加硫してゴム組成物とし、加硫または架橋することができる。これら配合剤の配合量も、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。

以下、実施例及び比較例によって本発明を更に説明するが、本発明の技術的範囲をこれらの実施例に限定するものでないことは言うまでもない。

サンプルの調製
表１に示す配合（重量部）に従って、１）の態様（実施例１及び２の態様）では、硫黄並びにチウラム系加硫促進剤及び他の加硫促進剤を除くゴム、カーボンブラックなどの各配合成分を、また２）の態様（比較例５、実施例３及び４の態様）では、硫黄及び他の加硫促進剤を除くゴム、カーボンブラックなどの各配合成分を、それぞれ１.７Ｌの密閉式バンバリーミキサーに装填して５分間混合し、当該ゴムを混合機外に放出して室温まで冷却したマスターバッチを、再度同バンバリーミキサーに投入し、これに前記除外した１）又は２）の態様の硫黄と加硫促進剤を配合、混合してゴム組成物を得た。次いで、この未加硫ゴム組成物を所定の金型中で、１６０℃、２０分間プレス加硫して試験サンプル（ゴムシート）を作製し、以下の硬度及びモジュラス試験に供した。

試験方法
１）硬度の変化率：ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して、上記作製時における各試験サンプルの硬度Ｈｓ₁を測定し、また、７０℃に維持した密閉容器中に１６８時間保管した後の各老化試験サンプルの硬度Ｈｓ₂を同様に測定した。次いで、得られた各試験サンプルの硬度Ｈｓ₁及びＨｓ₂より（Ｈｓ₁−Ｈｓ₂／Ｈｓ₁）を算定して、各試験サンプルの硬度変化率を求めた。比較例１を１００とした指数で表示した。数値が小さい程、硬度の経年変化が少なく、グリップ力が長期間に亘って良好であることを示す。
２）モジュラスの変化率：ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して、上記作製時における各試験サンプルの３００％のモジュラスＭ₁３００を測定し、また、７０℃に維持した密閉容器中に１６８時間保管した後の各老化試験サンプルの３００％のモジュラスＭ₂３００を同様に測定した。次いで、得られた各試験サンプルのＭ₁３００及びＭ₂３００より（Ｍ₁３００−Ｍ₂３００／Ｍ₁３００）を算定して、各試験サンプルのモジュラス変化率を求めた。比較例１を１００とした指数で表示した。数値が小さい程、モジュラスの経年変化が少なく、コントロール性が長期間に亘って良好であることを示す。

実施例１〜４及び比較例１〜５
結果を、以下の表１に示す。

表１の結果から、カーボンブラック配合系ゴム組成物に所定配合量の不飽和脂肪酸のアルカリ金属塩とチウラム系加硫促進剤とを併用配合した実施例１〜４のゴム組成物では、経年変化によるグリップ力とコントロール性の低下が良好に抑制されていることが分る。更に、当該チウラム系加硫促進剤をマスターバッチの混合工程時に添加した実施例３及び４では、これらの抑制がより向上していることが示されている。

よって、本発明のゴム組成物は、これをタイヤトレッド用ゴム組成物として利用すれば極めて有用である。

Claims (2)

1. ジエン系ゴム１００重量部に対して、ヨウ素吸着量１００ｍｇ／ｇ以上のカーボンブラックを１０重量以上含む補強性充填剤３０〜１００重量部を配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物において、オレイン酸のアルカリ金属塩を０．１〜５．０重量部とチウラム系加硫促進剤を０．０５〜２．００重量部配合したことを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
2. 前記チウラム系加硫促進剤をマスターバッチ混合工程時に添加することを特徴とする、請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。