JP6101105B2 - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents
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Description
上記オゾンによる亀裂の発生及び進行を抑制するために、ゴム物品には、老化防止剤として、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等のアミン系老化防止剤を配合したゴム組成物が適用されている。また、該ゴム組成物には、オゾンからの静的保護を目的として、ゴム物品の表面に保護膜を形成するためにワックスが配合されている。
[1]ジエン系合成ゴム及び天然ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分、窒素吸着比表面積が140m2/g以上のカーボンブラック及び下記式(I)で表される化合物から選択される少なくとも一種の非イオン系界面活性剤を配合してなることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物、
R2O(R1O)nH ・・・(I)
[式(I)において、R2は、炭素数1〜15のアルキル基又はアルケニル基を表し、該アルキル基及びアルケニル基は直鎖状、分枝鎖状及び環状のいずれでもよく;R1は、炭素数2〜4のアルキレン基であり;nは平均付加モル数を意味し、11〜30である。]
[3]老化防止剤を配合した上記[1]又は[2]に記載のタイヤ用ゴム組成物、
[4]前記老化防止剤がアミン系老化防止剤である上記[3]に記載のタイヤ用ゴム組成物、
[5]前記ゴム成分100質量部に対し、前記非イオン系界面活性剤を0.1〜10質量部配合した上記[1]〜[4]のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物、
[6]前記ゴム成分として天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム及びポリブタジエンゴムから選ばれる少なくとも1種を含む上記[1]〜[5]のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物、
[7]前記ゴム成分がスチレン-ブタジエン共重合体ゴム単独、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム及びポリブタジエンゴム、天然ゴム及びスチレン-ブタジエン共重合体ゴム、又は天然ゴム及びポリブタジエンゴムである上記[1]〜[6]のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物、
[8]前記ゴム成分100質量部のうちスチレン-ブタジエン共重合体ゴムを50〜100質量部含む上記[1]〜[7]のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物、
を提供するものである。
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系合成ゴム及び天然ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分に、窒素吸着比表面積が140m2/g以上のカーボンブラック及び上記式(I)で表される非イオン系界面活性剤の少なくとも一種を配合してなることを特徴とする。
なお、通常、トレッド部に好ましく用いられるゴム成分はSBRが50〜100質量%とSBR主体である。
本発明は、耐摩耗性を向上させるために、窒素吸着比表面積が140m2/g以上の微粒径のカーボンブラックを用いるものであり、特定構造の非イオン系界面活性剤とともに配合することにより、凝集することなくゴム成分中に均一に分散することができる。その結果、カーボンブラックとゴム成分との接触面積が大きくなり、予想以上の耐摩耗性が発揮される。また、本発明のタイヤ用ゴム組成物は、耐摩耗性が向上しても、転がり抵抗性が損なわれることがない。
本発明のタイヤ用ゴム組成物において、窒素吸着比表面積が140m2/g以上の微粒径のカーボンブラックの配合量は、上記ゴム成分100質量部に対し2〜100質量部であることが好ましく、10〜80質量部であることがより好ましい。
なお、窒素吸着比表面積はASTM D3037法に準拠してカーボンブラック表面に吸着した窒素量を測定した値で、その値から比表面積を算出し、単位m2/gで表示した。
式(I)のR2は、炭素数1〜15のアルキル基又はアルケニル基を表し、該アルキル基及びアルケニル基は直鎖状、分枝鎖状及び環状の何れでもよい。これらアルキル基及びアルケニル基の炭素数は、主にタック性、接着性及び変色度の観点から、好ましくは6〜15、更に好ましくは6〜14、より更に好ましくは8〜12である。
式(I)のR1は、炭素数2〜4のアルキレン基であり、好ましくは炭素数2又は3のアルキレン基であり、更に好ましくは炭素数2のアルキレン基である。
式(I)のnは、主にタック性、接着性及び変色度の観点から、11〜30であり、好ましくは12〜25であり、より好ましくは16〜25である。
HLB=20×Mw/M
(式中、Mは非イオン系界面活性剤の分子量で;Mwは該非イオン系界面活性剤の親水性部分の分子量である。)
上記非イオン系界面活性剤のHLB値は、15〜19であるのが更に好ましく、15〜18がより更に好ましい。HLB値が15以上では、表面への移行速度を高めて、茶変防止効果を促進することができる。
タイヤ外皮の茶変は、老化防止剤及びワックスがゴム成分等のポリマー基質を通ってタイヤ表面に移行し、タイヤの表面にワックスが析出して凹凸面を形成し光散乱が起こり、その凹凸面に付着した老化防止剤が酸化されて着色成分になることで、茶変色に見えるものであるが、本発明のタイヤ用ゴム組成物においては、上記式(I)で表される非イオン系界面活性剤が、表面に析出したワックスの凹凸面を平滑面化することにより、光散乱状態を改善して茶変を改良する。
すなわち、該非イオン系界面活性剤は、疎水基R2の長さ、親水基(R1O)nの長さが調整されゴム組成物との相溶性がコントロールされて、該ゴム組成物と適度の非相溶性を有しているために、タイヤ表面に析出して上記機能を発揮する。
表1に示す配合処方(配合成分量は質量部)で配合したタイヤ用ゴム組成物を調製し、160℃で14分間加硫した。得られた加硫ゴム及びタイヤにつき、下記の方法で耐摩耗性、湿潤路面での制動性、転がり抵抗性、変色度を測定、評価した。その結果を表1に示す。
JIS−K6264のランボーン型摩耗試験に準じて試験を実施した。ランボーン型摩耗試験機を用い、室温23℃におけるスリップ率25%での摩耗量を測定し、比較例1を100として指数表示した。指数が大きい程、耐摩耗性は良好である。
各配合のゴム組成物から試作したタイヤを、排気量2000ccの乗用車に4本装着し、テストコースの湿潤アスファルト路面にて、初速度70km/hrからの制動距離を測定した。比較例1の測定値を100とし、他例については、比較例1の制動距離÷供試タイヤの制動距離×100にて指数を求め指数表示した。指数が大なる程良好である。
各配合のゴム組成物から試作したタイヤを、3.92kNの荷重の作用下で、直径1700mmの回転ドラムを用いて80km/hの速度で回転させたときの転がり抵抗を、惰行法により測定し、比較例1を100とした指数として示した。転がり抵抗の指数が大きいほど、転がり抵抗は小さく良好であることを示す。
色度計(「日本電色工業(株)、機種名NF333」)を用いて、顆粒ゴム試験片の変色度を評価した。測色したデータはb*で表わした。b*は色味を示している。b*値は0で無色、b*値が正であるほど黄、負であるほど青であることを示す。変色度については、夏季の屋外放置(雨は当たらない屋根の下1日のうち特定の時間のみ直射日光が当たる)の環境条件下に、加硫ゴム片を1ヶ月放置した後のb*値及び目視による変色の度合いにより放置後の変色度を評価した。
*2 昭和キャボット(株)製「ショウブラックN234」(窒素吸着比表面積:123m2/g)
*3 昭和キャボット(株)製「ショウブラックN134」(窒素吸着比表面積:148m2/g)
*4 花王(株)製非イオン系界面活性剤「エマルゲン1118」(ポリオキシエチレンアルキルエーテル)(上記式(I)において、R2が主としてC11H23、R1がC2H4、nが18、HLB値が16.4)
*5 マイクロクリスタリンワックス,日本精蝋社製「オゾエース−0701」
*6 大内新興化学工業製 「ノクラック6C」: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
*7 大内新興化学工業製 「ノクセラーCZ」
Claims (7)
- ジエン系合成ゴム及び天然ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分100質量部、窒素吸着比表面積が140m2/g以上のカーボンブラック10〜80質量部及び下記式(I)で表される化合物から選択される少なくとも一種の非イオン系界面活性剤0.1〜10質量部を配合してなることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
R2O(R1O)nH ・・・(I)
[式(I)において、R2は、炭素数1〜15のアルキル基又はアルケニル基を表し、該アルキル基及びアルケニル基は直鎖状、分枝鎖状及び環状のいずれでもよく;R1は、炭素数2〜4のアルキレン基であり;nは平均付加モル数を意味し、11〜30である。] - ワックスを配合した請求項1に記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 老化防止剤を配合した請求項1又は2に記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 前記老化防止剤がアミン系老化防止剤である請求項3に記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 前記ゴム成分として天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム及びポリブタジエンゴムから選ばれる少なくとも1種を含む請求項1〜4のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 前記ゴム成分がスチレン-ブタジエン共重合体ゴム単独、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム及びポリブタジエンゴム、天然ゴム及びスチレン-ブタジエン共重合体ゴム、又は天然ゴム及びポリブタジエンゴムである請求項1〜5のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 前記ゴム成分100質量部のうちスチレン-ブタジエン共重合体ゴムを50〜100質量部含む請求項1〜6のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
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