JP2005194418A - 空気入りタイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 低密度で、転がり抵抗及びウェット性能に優れたゴム組成物の提供
【解決手段】 ゴム１００重量部、水酸基を有する合成有機粒子体５〜８０重量部及びポリスルフィド結合を有するシランカップリング剤０．２〜２０重量部を含む空気入りタイヤ用ゴム組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明はゴム組成物に関し、更に詳しくは転がり抵抗が小さく、ウェット性能に優れた空気入りタイヤ用ゴム組成物に関する。

特許文献１に記載のように、シリカを配合したタイヤは、低転がり性及びウェット性能に優れ、すでに乗用車用タイヤの中心になりつつある。しかしながら、シリカを含むタイヤは比重が大きく、重量が重くなるという問題がある。一方、シリカに代わる充填剤としてデンプンが提案され（特許文献２参照）、住友ゴム工業（株）やＢｉｏＴＲＥＤ（商標名）としてグッドイヤー社で商品化されている。これらのゴム組成物は比重が軽く、グリップ力も高いので、転がり抵抗とウェット性能に優れているといわれている。更に部分架橋体のゲルポリマーを用いるウェット性能に優れたゴム組成物も提案されている（特許文献３参照）。

日座、日本接着学会誌、第３７巻、第５号，2002，197〜200頁。 特開２００３−６３２０６号公報 特開１９９８−２０４２１７号公報

本発明は、ゴム組成物に配合するフィラーとして、ゴム組成物の比重を低くすると共に、従来のシリカに匹敵する特性又はそれ以上の特性をゴム組成物に付与することができる新たな合成有機粒子体を配合したゴム組成物を提供することを目的とする。

本発明に従えば、ゴム１００重量部、水酸基を有する合成有機粒子体５〜８０重量部及びポリスルフィド結合を有するシランカップリング剤０．２〜２０重量部を含んでなる空気入りタイヤ用ゴム組成物が提供される。

本発明に従えば、水酸基を有する有機粒子体をジエン系ゴムに配合することにより、低密度化し、フィラー同士の相互作用が弱くなり、エネルギーロスが減り、ｔａｎδ（０℃）が高く、ｔａｎδ（６０℃）が低くなる。そのため、低転がり抵抗化され、湿潤面でのグリップ力の増加が可能になる。

本発明は、フィラーとして、水酸基を合成有機粒子体を用いたゴム組成物であり、更に詳しくはその水酸基を通してゴムポリマーと反応させることにより、ゴム組成物を低密度化し、低転がり抵抗と、優れたウェット性能を与える有機粒子体をシリカに代わるフィラーとして、配合したゴム組成物に関する。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に配合するジエン系ゴムとしては、例えばタイヤ用原料ゴムとして使用することができる任意のジエン系ゴムを含み、代表的なジエン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、各種ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）などをあげることができる。なお、これは単独又は任意のブレンドとして使用することができる。

本発明において使用する水酸基を有する合成有機粒子体は、水酸基を有するモノマーをビニル基を有するモノマーと共に重合することにより得ることができる。

前記した水酸基を有するモノマーとしては、例えばヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ビニルフェノール、酢酸ビニルなどをあげることができる。前記ビニル基を有するモノマーとしては、通常の付加重合モノマー、例えばスチレン及びその誘導体、アクリレート及びその誘導体、ブタジエンやイソプレンのようなジエン化合物、ジビニルベンゼン及びその誘導体などをあげることができる。

本発明において使用する水酸基を有する合成有機粒子体は、ゴム１００重量部に対し、有機粒子体に含まれる水酸基の数にもよるが、一般には５〜８０重量部、好ましくは１０〜４０重量部で配合する。この配合量が少な過ぎると、フィラーとしての効果が小さいので好ましくなく、逆に多過ぎると、嵩が大きくなりゴム中に分散しにくくなるので好ましくない。

本発明において使用する水酸基を有する有機粒子体の平均粒子径は好ましくは０．０１〜１００μｍ、更に好ましくは０．１〜８０μｍである。この値が小さ過ぎると微粒子のために製造が難しく、取り扱い性も悪い傾向にあるので好ましくなく、逆に大きすぎると補強効果が小さくなるので好ましくない。

本発明に係るゴム組成物は、更に必須成分として、ゴム１００重量部当り、０．２〜２０重量部、好ましくは０．５〜１０重量部のポリスルフィド結合を有するシランカップリング剤、例えば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ポリスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）ポリスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ポリスルフィドなどを配合する。このシランカップリング剤の配合量が少な過ぎると反応点が少なく、補強点が少ないので好ましくなく、逆に多過ぎると反応すべき硫黄の量が多くなり過ぎるので好ましくない。

本発明に係るゴム組成物には、前記した必須成分に加えて、カーボンブラック、シリカなどの補強充填剤、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、可塑性剤などのタイヤ用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、かかる配合物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。

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまでもない。

実施例１〜３及び比較例１〜２
サンプル調製
表Ｉに示す配合に従って、１．７リットル密閉式バンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤を除く、ゴム及びカーボンブラック等の配合剤を５分間混合してマスターバッチを得た後、オープンロールにて、加硫促進剤及び硫黄を混合してゴム組成物を得た。得られたゴム組成物を１５×１５×０．２cmの金型で１６０℃の温度で２０分間加硫し、加硫ゴムシートを得た。

得られた加硫ゴムシートの密度、３００％モジュラス、破断強度、破断伸び、ｔａｎδ（０℃及び６０℃）並びに耐摩耗性を以下の方法で測定した、結果を表Ｉに示した。

表Ｉ脚注
*1：バイエル（株）製ＳＢＲ（３７．５％油展品）
*2：日本ゼオン（株）製ポリブタジエンＢＲ１２２０
*3：ローディア（株）製Ｚｅｏｓｉｌ １１６５ＭＰ
*4：関東化学（株）製ポリスチレンビーズ
*5：水酸基を有するスチレン樹脂Ａ：ヒドロキシエチルメタクリレートとスチレン及びジビニルベンゼンを用いた乳化重合により三元共重合体を得た。（ヒドロキシエチルメタクリレート：スチレン：ジビニルベンゼン＝３０：６８：２、重量％比）（平均粒径８０μｍ）
*6：水酸基を有するスチレン樹脂Ｂ：ビニルフェノールとスチレン及びジビニルを乳化重合により三元共重体を得た。（ビニルフェノール：スチレン：ジビニルベンゼン＝２０：７８：２、重量％比）（平均粒径４７μｍ）
*7：デグッサ社製Ｓｉ６９
*8：昭和シェル石油（株）製アロマティックオイル
*9：正同化学工業（株）製酸化亜鉛３号
*10：日本油脂（株）製ビーズステアリン酸
*11：フレキシス社製サントフレックス６ＰＰＤ
*12：日本精蝋（株）製オゾエース
*13：フレキシス社製加硫促進剤（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェノアミド）
*14：鶴見化学工業（株）製硫黄
*15：住友化学工業（株）製加硫促進剤（ジフェニルグアニジン）

物性は以下のようにして評価した。
密度： ＪＩＳＫ６２６８に準拠して測定した。
３００％モジュラス（Ｍ３００）：ＪＩＳＫ６２５１（ダンベル３号）に準拠して測定した。
破断強度（ＴＢ）： ＪＩＳＫ６２５１（ダンベル３号）に準拠して測定した。
破断伸び（ＥＢ）： ＪＩＳＫ６２５１（ダンベル３号）に準拠して測定した。

ｔａｎδ（０℃及び６０℃）：東洋精機製作所製粘弾性スペクトロメータを用いて振幅±２％、周波数２０Hz、静歪１０％で測定した。
ｔａｎδ（０℃）の値が大きいほど、湿潤路面でのグリップ性能に優れ、ｔａｎδ（６０℃）の値が小さいほど転がり抵抗が低い。

ランボーン摩耗：ランボーン型摩耗試験機（荷重１５Ｎ、スリップ率５０％、時間１０分）室温で測定し摩耗減量を測定し、従来のシリカを配合した比較例１の値を１００として指数表示した。数値が大きいほど耐摩耗性が良好であることを示す。

本発明に係るゴム組成物は、タイヤトレッド用ゴム組成物として、特に高性能低燃費の乗用車用タイヤ用として、有用である。

Claims (3)

1. ゴム１００重量部、水酸基を有する合成有機粒子体５〜８０重量部及びポリスルフィド結合を有するシランカップリング剤０．２〜２０重量部を含んでなる空気入りタイヤ用ゴム組成物。
2. 前記水酸基を有する有機粒子体が水酸基を有するモノマー及びビニル基を有するモノマー及びビニル基を有するモノマーを付加重合させたものである請求項１に記載のゴム組成物。
3. 前記有機粒子体の平均粒子径が０．０１〜１００μｍである請求項１又は２に記載のゴム組成物。