JP2005325308A - ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 耐久性と耐チッピング性の向上を両立させたゴム組成物を提供する。
【解決手段】 天然ゴムおよび／またはポリイソプレンゴムを主体とした硫黄加硫可能なゴム１００重量部に対し、窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が９０ｍ²／ｇ以上のカーボンブラックとシリカの総量４０〜６０重量部、ガムロジン、変性ガムロジン、Ｃ５樹脂およびジシクロペンタジエン樹脂の群から選ばれる少なくとも一種の樹脂０.５〜８.０重量部、および黒鉛０.５〜１０重量部を配合してなるゴム組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ゴム組成物に関し、更に詳細には、耐久性と耐チッピング性の向上を両立させたゴム組成物に関する。

トラックやバスなどの悪路走行向け重荷重タイヤの耐チッピング性を改善することを目的として、天然ゴムを主体とするトレッドゴムに樹脂を配合することが実施されているが（例えば、特許文献１参照）、その場合、更に耐チッピング性を改善するために樹脂の配合量を増加すると発熱が悪化し、タイヤの耐久性が低下し易くなる欠点があった。一方、黒鉛は熱伝導性が高いため、これをゴムに配合するとゴムの熱伝導性が高くなり、動的歪により発生したゴムの熱が蓄積せず、散逸し易くなるため、タイヤの耐久性が向上することが知られている。しかしながら、黒鉛は、あまり破断物性に悪影響を及ぼさないとはいえ、配合量によっては破断物性の低下が顕著となる。このような観点から、発熱を悪化させず、あるいはこれを改善し、かつ強度および伸びが高いゴム組成物を得ることが望まれている。

特開昭６１−１９０５３８号公報

本発明では、特定の樹脂と黒鉛とを併用、配合することによって、ゴム組成物における耐久性と耐チッピング性の両立を図ることを目的とする。

本発明によれば、天然ゴムおよび／またはポリイソプレンゴムを主体とした硫黄加硫可能なゴム１００重量部に対し、窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が９０ｍ²／ｇ以上のカーボンブラックとシリカの総量４０〜６０重量部、ガムロジン、変性ガムロジン、Ｃ５樹脂およびジシクロペンタジエン樹脂の群から選ばれる少なくとも一種の樹脂０.５〜８.０重量部、および黒鉛０.５〜１０重量部を配合してなるゴム組成物が提供される。

更に、本発明によれば、前記ゴム組成物における前記樹脂の配合量（ａ）と黒鉛の配合量（ｂ）とに係る以下の関係式１および式２：
ａ＋ｂ＝１.０〜１０ （１）
ｂ／（ａ＋２ｂ）＝０.１〜０.４５ （２）
を同時に満足するように樹脂および黒鉛が配合されてなる前記ゴム組成物が提供される。

本発明によって、天然ゴムおよび／またはポリイソプレンゴムからなるゴム組成物に対して特定の樹脂と黒鉛とを併用、配合することで、特に、重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物における耐久性を改善させ、かつ破断物性を向上させて、耐チッピング性を向上させることが可能となった。

本発明のゴム組成物に使用されるゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）および／またはポリイソプレンゴム（ＩＲ）を主体とする硫黄加硫可能なゴムが用いられる。天然ゴムおよび／またはポリイソプレンゴムの配合量には、特に限定はないが、好ましくはゴム分１００重量部当たり、６０重量部以上、更に好ましくは８０重量部以上である。ゴム分の全量が天然ゴムとポリイソプレンゴムのブレンドゴムであってもよいが、その場合には、ポリイソプレンゴムの配合量は、ゴム分１００重量部当たり、４０重量部以下、好ましくは２０重量部以下とすることが必要である。ポリイソプレンゴムの配合量が４０重量部を超えると、ゴム組成物の強度が低下してしまう。

本発明のゴム組成物に配合することができるその他のゴム成分としては、タイヤ用ゴム組成物等として使用できる任意のゴムとすることができ、具体的には、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、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などのジエン系ゴムや、ブチルゴム（ＢＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムなどを挙げることができ、これらは単独または任意のブレンドとして配合することができる。

本発明のゴム組成物には、窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が９０ｍ²／ｇ以上、好ましくは１１０〜１６０ｍ²／ｇのカーボンブラックとシリカを、ゴム１００重量部に対し総量で４０〜６０重量部、好ましくは４５〜５５重量部配合する。この配合量が４０部未満ではゴムの強度が不足するので好ましくなく、逆に６０重量部を超えると破断伸びが不足するので好ましくない。

本発明において使用するシリカとしては、タイヤ用などに用いられる任意のシリカ、例えば、天然シリカ、合成シリカ、より具体的には乾燥シリカ、湿式シリカなどとすることができる。一方、カーボンブラックについても、従来よりタイヤ用その他に使用されている任意のカーボンブラックを用いることができるが、本発明では、特にそのＮ₂ＳＡが９０ｍ²／ｇ以上でなければならず、１１０〜１６０ｍ²／ｇのものの使用が好ましい。このＮ₂ＳＡが９０ｍ²／ｇ未満であると、耐摩耗性が不十分となるので好ましくない。

本発明のゴム組成物には、樹脂成分としてガムロジン、変性ガムロジン（具体的には、ガムロジンを例えば無水マレイン酸およびアルコールなどで変性したもの）、Ｃ５樹脂（具体的には、Ｃ５炭化水素留分重合物）およびジシクロペンタジエン樹脂（ＤＣＰＤ）からなる群より選ばれる少なくとも一種の樹脂０.５〜８.０重量部、好ましくは１.０〜５.０重量部と、黒鉛０.５〜１０重量部、好ましくは１.０〜８.０重量部とを併用、配合する。当該ゴム組成物における樹脂の配合量が０.５重量部未満では、破断伸びが不足するので好ましくなく、逆に８.０重量部を超えると発熱性が悪化するので好ましくない。一方、黒鉛の配合量が０.５重量部未満では、耐久性が不足し、逆に１０重量部を超えると破断物性が低下するので好ましくない。本発明のゴム組成物に配合、使用される黒鉛は、特にその粒子サイズを１０〜５００メッシュのものとすると、一層良好な効果が発揮される。

上記樹脂成分としては、例えば以下の市販品、具体的には、ガムロジンとして荒川化学工業製の「中国ロジンＷＷ」（商品名）を、変性ガムロジンとして荒川化学工業製の「マルキード３８２」（商品名）を、Ｃ５樹脂として日本ゼオン製の「クレイトンＡ１００」（商品名）を、またジシクロペンタジエン樹脂として丸善石油の「Ｍ−８９０Ａ」（商品名）を用いることができる。上記黒鉛としては、粒子サイズ１０〜５００メッシュの黒鉛を使用すると、本発明のゴム組成物における所期の効果が一層顕著に発揮されるので好ましい。

本発明のゴム組成物においては、特に、配合される樹脂の配合量（ａ）と黒鉛の配合量（ｂ）とに係る以下の関係式１および式２：
ａ＋ｂ＝１.０〜１０ （１）
ｂ／（ａ＋２ｂ）＝０.１〜０.４５ （２）
を同時に満足するように当該樹脂および黒鉛を配合すると、当該ゴム組成物を重荷重用タイヤに用いた場合に、格別良好な耐久性と耐チッピング性の両立を図ることが可能となる。

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、加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用、その他一般ゴム用に
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、かかる添加剤は、一般的な方法で混練、配合して組成物とし、加硫また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は、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、実施例および比較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言うまでもない。

試験サンプルの調製
以下の表１に示す配合において、加硫促進剤と硫黄を除く成分を１.８Ｌの密閉型ミキサーで３〜５分間混練し、１６５±５℃に達したときに放出してマスターバッチを得た。このマスターバッチに加硫促進剤と硫黄をオープンロールで混練して、ゴム組成物を得た。

試験・評価法
１）耐久性（フレクソメーター）： ＪＩＳ Ｋ６２５０の７.５に準拠し、１５０℃で３０分間加硫して直径３０.０±０.３ｍｍ、高さ２５.００±０.２５ｍｍの円柱状のゴム試験片を作製した。フレクソメーターの測定は、ＪＩＳ Ｋ６２６５に準拠して行い、測定開始から１０分後の試験片中央部の温度を測定した。これを、比較例１を１００として指数で評価した。数値が小さい程、発熱が小さく、耐久性がよいことを示す。

２）破断伸び（Ｅ_B）： ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠し、上記ゴム組成物を１５×１５×０.２ｃｍの金型中で、１５０℃、３０分間加硫して加硫ゴム試験片を作製し、これを３号ダンベルにて打抜き、この試験片を用いて加硫ゴムの破断伸びを測定した。結果は、比較例１を１００として指数で評価した。数値が大である程、破断伸びが良好であることを示す。

３）耐チッピング性： 上記ゴム組成物をトレッド部に使用したサイズ１１Ｒ２２.５のタイヤを作製し、積載重量２０トンの車両に装着して、約６ケ月間の内に舗装道路および非舗装道路を約８０,０００ｋｍ走行した後に、タイヤトレッドのチッピングの外観を５点法にて評価した。数値は、小さい方がピッチングが少なく良好であることを示す。

実施例１〜６および比較例１〜６
結果を、以下の表１に示す。

表１の結果より、次のことが分る。つまり、比較例２では、樹脂のみを使用して、その樹脂量の配合を増やすと耐チッピング性は多少改善されるが、発熱は悪化する。比較例３では、黒鉛のみを配合して、黒鉛１５０メッシュを使用すると、発熱は改善されるが、耐チッピング性は改善されない。比較例４では、黒鉛のみを配合して、黒鉛５０メッシュを使用すると、発熱は改善されるが、耐ピッチング性は改善されない。これに対して、ガムロジンと１５０メッシュまたは５０メッシュの黒鉛を所定量で、かつ式１および式２を満足するように併用、配合した実施例１〜６では、発熱および耐チッピング性が共に改善されている。比較例５のように、ガムロジンの配合量が少なく、黒鉛１５０メッシュの配合量が多過ぎ、式１および式２を満足しない場合は、発熱は改善されるが、破断物性が低下し耐チッピング性が改善されない。比較例６のように、ガムロジンの配合量が多過ぎ、黒鉛１５０メッシュの配合量が少なく、式１および式２を満足しない場合は、耐チッピング性が改善されるが、発熱が悪化する。

以上のとおり、本発明によるゴム組成物は、これをタイヤトレッド用ゴム組成物として、特に、耐久性と耐チッピング性に優れる重荷重タイヤロレッド用ゴム組成物として極めて有効に使用することができる。

Claims (3)

1. 天然ゴムおよび／またはポリイソプレンゴムを主体とした硫黄加硫可能なゴム１００重量部に対し、窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が９０ｍ²／ｇ以上のカーボンブラックとシリカの総量４０〜６０重量部、ガムロジン、変性ガムロジン、Ｃ５樹脂およびジシクロペンタジエン樹脂の群から選ばれる少なくとも一種の樹脂０.５〜８.０重量部、および黒鉛０.５〜１０重量部を配合してなるゴム組成物。
2. 前記ゴム組成物における前記樹脂の配合量（ａ）と黒鉛の配合量（ｂ）とに係る以下の関係式１および式２：
   ａ＋ｂ＝１.０〜１０ （１）
   ｂ／（ａ＋２ｂ）＝０.１〜０.４５ （２）
   を同時に満足するように樹脂および黒鉛が配合されてなる、請求項１に記載のゴム組成物。
3. 前記黒鉛の粒子サイズが１０〜５００メッシュである、請求項１または２に記載のゴム組成物。