JP5508045B2

JP5508045B2 - ブレーカートッピング用ゴム組成物及び空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5508045B2
Application number: JP2010013379A
Authority: JP
Inventors: 直也大村
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2010-01-25
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2030-01-25
Also published as: JP2011148953A

Description

本発明は、ブレーカートッピング用ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。

従来より、空気入りタイヤにおいては、車の低燃費化を実現するため、タイヤのエネルギーロスを抑え、転がり抵抗特性を改善するタイヤ配合設計が行われてきた。近年、車の低燃費化への要求がますます強くなってきており、タイヤにおける占有比率の高いトレッド用ゴム組成物だけでなく、ブレーカートッピング用ゴム組成物に対しても、転がり抵抗特性の改善が求められている。また、ブレーカートッピング用ゴム組成物においては、転がり抵抗特性だけでなく、スチールコード等のコードとの接着性に優れることも要求される。

転がり抵抗特性を改善する方法としては、例えば、カーボンブラック、シリカ等の補強剤の配合量を減じる方法が知られている。しかし、補強剤の量を減らすと、ゴム組成物の形状が安定せず、押出加工性が悪化する傾向があった。

上記押出加工性の悪化を抑制する方法として、例えば、オイルや固体レジンを配合する方法が知られている。しかし、オイルや固体レジンを配合すると、転がり抵抗特性が悪化する傾向があり、転がり抵抗特性と押出加工性との両立は困難であった。

特許文献１には、融点が１００〜１５０℃であるインデン系樹脂を用いてグリップ性能及び耐摩耗性をバランス良く改善することが提案され、特許文献２には、クマロンインデン樹脂などを粘着付与剤として用いてグリップ性能を改善することが提案されている。しかし、これらの文献では、ブレーカートッピングへの適用や、転がり抵抗特性及び押出加工性を両立させる点については検討されていなかった。

特開２００６−１２４６０１号公報特開２００１−２４０７０４号公報

本発明は、前記課題を解決し、コードとの接着性を良好に維持しながら、転がり抵抗特性及び押出加工性を両立できるブレーカートッピング用ゴム組成物、及びそれを用いて作製したブレーカーを有する空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、天然ゴムを含むゴム成分と、液状レジンとを含有するブレーカートッピング用ゴム組成物に関する。

上記ゴム成分１００質量部に対する上記液状レジンの含有量が０．５〜３質量部であることが好ましい。

上記ゴム組成物がカーボンブラックを含有することが好ましい。

上記ゴム成分１００質量部に対する上記カーボンブラックの含有量が４０〜８０質量部であることが好ましい。

上記ゴム組成物が有機酸コバルトを含有することが好ましい。

上記ゴム成分１００質量部に対する上記有機酸コバルトの含有量がコバルトに換算して０．０５〜０．１５質量部であることが好ましい。

本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製したブレーカーを備える空気入りタイヤに関する。

本発明によれば、天然ゴムと、特定の軟化点を有する液状レジンとを含有するゴム組成物であるので、コードとの接着性を良好に維持しながら、転がり抵抗特性及び押出加工性を両立できる。従って、該ゴム組成物をブレーカートッピングに使用することにより、良好な転がり抵抗特性を有するとともに、製造が容易な空気入りタイヤを提供できる。また、コードとゴムとが剥離しにくいため、耐久性にも優れている。

本発明のゴム組成物は、天然ゴム（ＮＲ）と、特定の軟化点を有する液状レジンとを含有する。これらの成分を併用することで、コードとの接着性を良好に維持しながら、転がり抵抗特性及び押出加工性を両立できる。

本発明のゴム組成物は、ゴム成分として、ＮＲを含有する。これにより、コードとの接着性を良好に維持しながら、転がり抵抗特性及び押出加工性を両立できる。なお、ＮＲとしては特に限定されず、ＳＩＲ２０、ＲＳＳ♯３、ＴＳＲ２０等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。

ゴム成分１００質量％中のＮＲの含有量は、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上、更に好ましくは９５質量％以上、特に好ましくは１００質量％である。６０質量％未満であると、コードとの接着性を充分に確保できないおそれがある。

なお、本発明のゴム組成物はＮＲ以外のゴム成分を使用してもよく、例えば、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルニトリル（ＮＢＲ）、イソモノオレフィンとパラアルキルスチレンとの共重合体のハロゲン化物など、タイヤ工業において一般的なものを使用してもよい。

本発明のゴム組成物は、特定の軟化点を有する液状レジンを含有する。上記液状レジンは軟化点が固体レジンに比べて低く、転がり抵抗特性に相関があると考えられる７０℃ｔａｎδの測定温度において液状である。したがって、液状レジンを配合すると、ポリマーが動き易くなることでエネルギーロスが少なくなり、転がり抵抗特性が改善されると考えられる。

上記液状レジンとしては、例えば、液状クマロンインデン樹脂、液状インデン樹脂、液状α−メチルスチレン樹脂、液状ビニルトルエン樹脂、液状ポリイソペンタン樹脂などの液状の石油系又は石炭系樹脂などが挙げられる。なかでも、液状クマロンインデン樹脂が好ましい。

上記液状レジンの軟化点は、−２０℃以上、好ましくは−５℃以上、より好ましくは０℃以上である。−２０℃未満であると、液状レジンの粘度が低くなり過ぎて、ゴム成分との混練性が悪化する傾向がある。また、上記液状レジンの軟化点は、２０℃以下、好ましくは１９℃以下、より好ましくは１７℃以下である。２０℃を超えると、エネルギーロスが大きくなり、転がり抵抗特性が悪化する傾向がある。
なお、本明細書において、軟化点とは、ＪＩＳＫ６２２０に規定される軟化点を環球式軟化点測定装置で測定し、球が降下した温度である。

上記液状レジンの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは０．８質量部以上、更に好ましくは１質量部以上であり、また、好ましくは３質量部以下、より好ましくは２．５質量部以下、更に好ましくは２質量部以下である。該含有量が上記範囲内であれば、転がり抵抗特性、押出加工性及びコードとの接着性の改善効果を高めることができる。

本発明のゴム組成物は、補強剤として、カーボンブラックを含有することが好ましい。これにより、補強性が得られ、押出加工性をより改善することができる。

カーボンブラックとしては特に限定されず、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦなど、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。

カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、好ましくは３０ｍ^２／ｇ以上、より好ましくは５０ｍ^２／ｇ以上、更に好ましくは７０ｍ^２／ｇ以上である。３０ｍ^２／ｇ未満であると、充分な補強性が得られないおそれがある。また、カーボンブラックのＮ_２ＳＡは、好ましくは１５０ｍ^２／ｇ以下、より好ましくは１２０ｍ^２／ｇ以下、更に好ましくは１００ｍ^２／ｇ以下である。１５０ｍ^２／ｇを超えると、未加硫ゴム組成物の粘度が高くなり、混練加工性が悪化する傾向がある。
なお、カーボンブラックのＮ_２ＳＡは、ＪＩＳＫ６２１７のＡ法によって求められる。

カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは４０質量部以上、より好ましくは４５質量部以上、更に好ましくは５０質量部以上である。４０質量部未満であると、カーボンブラックを配合した効果が充分に得られないおそれがある。該カーボンブラックの含有量は、好ましくは８０質量部以下、より好ましくは７０質量部以下、更に好ましくは６０質量部以下である。８０質量部を超えると、転がり抵抗特性が悪化する傾向がある。

本発明のゴム組成物は、有機酸コバルトを含有することが好ましい。有機酸コバルトは、ゴムとコードを架橋する役目を果たすため、有機酸コバルトを含有することにより、コードとゴムとの接着性を向上させることができる。

有機酸コバルトとしては、例えば、ステアリン酸コバルト、ナフテン酸コバルト、ネオデカン酸コバルト、ホウ素３ネオデカン酸コバルトなどが挙げられる。なかでも、加硫反応が進行しやすいという点から、ステアリン酸コバルトが好ましい。

有機酸コバルトの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、コバルトに換算して好ましくは０．０５質量部以上、より好ましくは０．０８質量部以上である。０．０５質量部未満では、コードとゴムとの接着性が充分ではないおそれがある。また、該含有量は、コバルトに換算して好ましくは０．１５質量部以下、より好ましくは０．１２質量部以下である。０．１５質量部を超えると、耐熱性が悪化する傾向がある。

本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、シリカ、ステアリン酸、酸化防止剤、老化防止剤、加硫促進剤、ワックスなどを必要に応じて配合してもよい。

上記液状レジンは、ゴム組成物を軟化する作用を有している。したがって、上記液状レジンを用いることで、ゴム組成物中のオイルや固体レジンの含有量を少なくし、転がり抵抗特性を改善できる。

オイル及び固体レジンの合計含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは３質量部以下、より好ましくは２質量部以下、更に好ましくは１質量部以下、特に好ましくは０質量部（含有しない）である。
なお、本明細書において、固定レジンとは、軟化点が５０℃以上のレジンを意味する。

本発明のゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記各成分を混練りし、その後加硫する方法等により製造できる。

本発明のブレーカートッピング用ゴム組成物は、トレッドの内部で、かつカーカスの半径方向外側に配されるブレーカーに使用される。ブレーカーの具体例は、特開２００３−９４９１８号公報の図３等に示されている。

本発明の空気入りタイヤは、タイヤコードを上記ブレーカートッピング用ゴム組成物で被覆してブレーカーの形状に成形したのち、他のタイヤ部材と貼りあわせて未加硫タイヤを成形し、加硫することによって製造することができる。

ブレーカーコードとしては、タイヤ用スチールコード、２＋２／０．２３（線経０．２３ｍｍの２本と２本のコードを和して撚り合せたタイヤコード）、黄銅メッキ付高張力コードなどが挙げられる。

本発明の空気入りタイヤは、乗用車、トラック、バス等に用いることができ、なかでも、乗用車に好適に用いられる。

実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
ＮＲ：ＴＳＲ２０
カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイアブラックＬＨ（Ｎ３２６、Ｎ_２ＳＡ：８４ｍ^２／ｇ）
オイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスオイルＰＳ３２３
固体レジン：エクソン化学社製のエスコレッツ１１０２（Ｃ_５系樹脂、軟化点：９７〜１０３℃）
液状レジン：ＲｕｔｇｅｒｓＣｈｅｍｉｃａｌｓ社製のＮｏｖａｒｅｓＣ１０（液状クマロンインデン樹脂、軟化点：５〜１５℃）
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラックＦＲ
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛
硫黄：フレキシス社製のクリステックスＨＳＯＴ２０（硫黄８０質量％及びオイル分２０質量％を含む不溶性硫黄）
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤＺ
ステアリン酸コバルト：大日本インキ化学工業（株）製のｃｏｓｔ−Ｆ（コバルト含有量：９．５質量％）

実施例１〜２及び比較例１〜４
表１に示す配合処方に従い、１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の薬品を混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物を２ｍｍ厚の金型を用いて１５０℃で３０分間プレス加硫し、加硫ゴムシートを得た。
また、スチールコードを上記未加硫ゴム組成物で被覆して未加硫ブレーカーを作製した後、該未加硫ブレーカーを１５０℃の条件下で３０分間加硫し、加硫ブレーカーを得た。

得られた未加硫ゴム組成物、加硫ゴムシート及び加硫ブレーカーを用いて以下の評価を行った。その結果を表１に示す。

（転がり抵抗指数）
粘弾性スペクトロメーターＶＥＳ（（株）岩本製作所製）を用いて、温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み２％の条件下で上記加硫ゴムシートのｔａｎδを測定し、比較例１のｔａｎδを１００として、下記計算式により指数表示した。指数が小さいほど、転がり抵抗特性が優れることを示す。
（転がり抵抗指数）＝（各配合のｔａｎδ）／（比較例１のｔａｎδ）×１００

（押出加工性）
上記未加硫ゴム組成物のロール通過しやすさ、押出後のゴム肌（表面形状）を目視で観察し、比較例１を３点とし、５点満点で評価した。５に近いほど押出加工性に優れることを示す。

（剥離抗力指数）
上記加硫ブレーカーを用いて接着試験を行い、剥離抗力を測定した。そして、比較例１の剥離抗力を１００とし、下記計算式により、各配合の剥離抗力を指数表示した。指数が大きいほど、コードとの接着性に優れることを示す。
（剥離抗力指数）＝（各配合の剥離抗力）／（比較例１の剥離抗力）×１００

表１より、液状レジンを含有する実施例は、液状レジンを含有しない比較例に比べて、コードとの接着性を良好に維持しながら、転がり抵抗特性及び押出加工性をバランス良く改善することができた。

Claims

天然ゴムを含むゴム成分と、軟化点−２０〜２０℃の液状クマロンインデン樹脂とを含有するブレーカートッピング用ゴム組成物。
前記ゴム成分１００質量部に対する前記液状クマロンインデン樹脂の含有量が０．５〜３質量部である請求項１記載のブレーカートッピング用ゴム組成物。
カーボンブラックを含有する請求項１又は２記載のブレーカートッピング用ゴム組成物。
前記ゴム成分１００質量部に対する前記カーボンブラックの含有量が４０〜８０質量部である請求項３記載のブレーカートッピング用ゴム組成物。
有機酸コバルトを含有する請求項１〜４のいずれかに記載のブレーカートッピング用ゴム組成物。
前記ゴム成分１００質量部に対する前記有機酸コバルトの含有量がコバルトに換算して０．０５〜０．１５質量部である請求項５記載のブレーカートッピング用ゴム組成物。
請求項１〜６のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製したブレーカーを備える空気入りタイヤ。