JP2007204734A - サイドウォール用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】サイドウォールの耐チップカット性および発熱性のバランスを向上させたサイドウォール用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】平均一次粒子径が１００ｎｍ以下であるシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンが分散されたブタジエンゴムを、ゴム成分中に１０〜６０重量％含有するサイドウォール用ゴム組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、サイドウォール用ゴム組成物に関する。

タイヤのなかでもとくにトラックやバスなどの重荷重用タイヤのサイドウォールゴムについては、従来より耐屈曲性および強度の点より、天然ゴムとブタジエンゴムを主体としたゴム組成物が用いられてきた。

また、重荷重用タイヤのサイドウォールは、発熱しやすい（発熱性が低下しやすい）という傾向を有するため、その発熱を抑制するために、例えば、カーボンブラックの粒子径を大きくする、あるいはカーボンブラックの配合量を少なくするなどの方法がとられてきた。しかし、いずれの場合も強度が低下し、外傷による抵抗性が小さくなるという問題があった。

特許文献１および特許文献２には、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンが分散されたブタジエンゴムを配合したタイヤ用ゴム組成物が開示されているが、ブタジエンゴム中におけるシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンの平均一次粒子径が大きく、充分に分散されたものではないため、充分な性能が得られるものではなかった。

特開２００５−７５９５１号公報 特開２００５−２４７８９９号公報

本発明は、サイドウォールの耐チップカット性および発熱性のバランスを向上させたサイドウォール用ゴム組成物を提供することを目的とする。

本発明は、平均一次粒子径が１００ｎｍ以下であるシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンが分散されたブタジエンゴムを、ゴム成分中に１０〜６０重量％含有するサイドウォール用ゴム組成物に関する。

本発明によれば、平均一次粒子径の小さいシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを有するブタジエンゴムをサイドウォール用ゴム組成物に特定量配合することにより、サイドウォールの耐チップカット性および発熱性のバランスを向上させることができる。

本発明のサイドウォール用ゴム組成物は、ゴム成分を含有し、該ゴム成分は、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンが分散されたブタジエンゴム（ＳＰＢ含有ＢＲ）を有する。

ＳＰＢ含有ＢＲにおいて、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン（ＳＰＢ）は、マトリックスとなるＢＲ中に充分に微分散されており、ＢＲ中におけるＳＰＢの平均一次粒子径は非常に小さいものである。

ＳＰＢ含有ＢＲにおいて、ＢＲ中におけるＳＰＢの平均一次粒子径は１００ｎｍ以下、好ましくは８０ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以下である。ＳＰＢの平均一次粒子径が１００ｎｍをこえると、ＢＲ中にＳＰＢを含有することによる物性の充分な改善効果が得られない。なお、ＢＲ中におけるＳＰＢの平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡写真の画像解析処理による絶対最大長の平均値として測定した。

ＳＰＢ含有ＢＲ中におけるＳＰＢの含有率は７重量％以上が好ましく、１０重量％以上がより好ましい。含有率が７重量％未満では、十分な耐チップカット性が得られない傾向がある。また、ＳＰＢ含有ＢＲ中におけるＳＰＢの含有率は２０重量％以下が好ましく、１４重量％以下がより好ましい。含有率が２０重量％をこえると、ゴム練りが困難となり、十分な耐チップカット性が得られない傾向がある。なお、ＳＰＢ含有ＢＲ中におけるＳＰＢの含有率は、沸騰ｎ−ヘキサン不溶物量により示される。

ＳＰＢ含有ＢＲ中におけるＳＰＢは、常温からタイヤ使用温度領域での補強性を与えるという観点より、結晶であることが好ましい。

前記条件を満たすＳＰＢ含有ＢＲの製造方法としては、とくに限定されるわけではないが、特許文献２に開示されている製造方法などで製造することができる。

サイドウォール用ゴム組成物において、ゴム成分中のＳＰＢ含有ＢＲ（ＳＰＢ非含有ＢＲを併用している場合はそれも含める）の含有率は、１０重量％以上、好ましくは２５重量％以上である。含有率が１０重量％未満では、十分な耐屈曲疲労性を得ることが困難となる。また、ゴム成分中のＳＰＢ含有ＢＲの含有率は、６０重量％以下、好ましくは４０重量％以下である。含有率が６０重量％をこえると、十分な耐チップカット性を得られない。

サイドウォール用ゴム組成物は、ゴム成分として、さらに天然ゴム（ＮＲ）を配合することが好ましい。

サイドウォール用ゴム組成物において、ゴム成分中のＮＲの含有率は、３０重量％以上が好ましく、５０重量％以上がより好ましい。含有率が３０重量％未満では、十分な耐チップカット性が得られない傾向がある。

ゴム成分としては、前記したシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを含むジエン系ゴム、ＮＲのほかに、ゴム成分として、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを含まない一般的なブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴムなどをともに配合してもよい。

サイドウォール用ゴム組成物は、前記ゴム成分とともに、補強用充填剤としてカーボンブラックを含有することが好ましい。

カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）は、４０〜８０ｍ²／ｇが好ましい。Ｎ₂ＳＡが４０ｍ²／ｇ未満では、十分な耐チップカット性が得られない傾向がある。また、Ｎ₂ＳＡが８０ｍ²／ｇをこえると、低発熱性を損なう傾向がある。

本発明のサイドウォール用ゴム組成物を用いることにより、カーボンブラックを減量しながらも硬さを維持でき、低カーボンブラック含有量においてもサイドウォール用ゴム組成物に求められる耐屈曲疲労性、低発熱性、破壊強さについて維持または向上させることが可能となる。

カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００重量部に対して２０〜４５重量部と、従来のサイドウォール用ゴム組成物における配合量より少なくしてもよい。含有量が２０重量部未満では、十分な耐チップカット性が得られない傾向がある。また、含有量が４５重量部をこえると、低発熱性を損なう傾向がある。

サイドウォール用ゴム組成物には、さらに粘着性レジンを配合することが好ましい。

粘着性レジンとしては、具体的に、脂肪族系（Ｃ₅系）石油樹脂、芳香族系（Ｃ₉系）石油樹脂、脂環族系石油樹脂、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂などがあげられ、とくに、脂肪族系（Ｃ₅系）石油樹脂が好ましい。

粘着性レジンの軟化点は、９０〜１３０℃が好ましい。軟化点が９０℃未満では、低発熱性を損なう傾向がある。また、軟化点が１３０℃をこえると、ゴム練り中の分散性が困難となり、耐チップカット性が低下する傾向がある。

粘着性レジンの配合量は、ゴム成分１００重量部に対して１〜５重量部が好ましい。配合量が１重量部未満では、十分な粘着性が得られない傾向がある。また、配合量が５重量部をこえると、低発熱性を損なう傾向がある。

サイドウォール用ゴム組成物には、前記のほかに、ゴム工業において一般的に使用されるシリカなどの補強用充填剤、ステアリン酸、老化防止剤、ワックス、酸化亜鉛、加硫剤、加硫促進剤などを配合することができる。

サイドウォール用ゴム組成物は、通常の方法によりタイヤの製造に使用される。すなわち、ゴム成分、補強用充填剤等を混練りして得られた未加硫ゴム組成物をサイドウォールの形状に合わせて押し出し加工し、さらに、他のタイヤ部材と貼り合わせてタイヤ成型機上にて未加硫タイヤを形成し、さらに、この未加硫タイヤを加硫機中で加硫することでタイヤを製造することができる。

前記タイヤとしては、具体的に、乗用車用タイヤ、バスやトラックなどの重荷重用タイヤなどが挙げられ、とくに重荷重用タイヤに用いられることが好ましい。

実施例にもとづいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

以下に、本発明において使用した各種配合剤を示す。
ＮＲ：ＴＳＲ２０
ＢＲ１５０Ｂ：宇部興産（株）製
ＶＣＲ４１２：宇部興産（株）製（分散させたシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン結晶を有するＢＲ、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン量：１２重量％、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン結晶の平均一次粒子径：２５０ｎｍ）
ＶＣＲ試作品：宇部興産（株）製の試作品（分散させたシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン結晶を有するＢＲ、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン量：１２重量％、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン結晶の平均一次粒子径：４３ｎｍ）
ＣＢ Ｎ３３０：三菱化学（株）製のカーボンブラックＮ３３０（Ｎ₂ＳＡ：８０ｍ²／ｇ）
酸化亜鉛：東邦亜鉛（株）製
ステアリン酸：日本油脂（株）製
老化防止剤：精工化学（株）製の６Ｃ
ワックス：日本精鑞（株）製のオゾエースワックス
粘着性レジン：エクソン化学製のエスコレッツ１１０２（Ｃ５系樹脂、軟化点：９７〜１０３℃）
粉末硫黄：鶴見化学工業（株）製
促進剤ＮＳ：大内新興化学工業（株）製のＴＢＢＳ

なお、ＶＣＲ４１２およびＶＣＲ試作品の平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡写真の画像解析処理による絶対最大長の平均値として測定した。

また、ＣＢ Ｎ３３０のチッ素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、ＪＩＳ Ｋ ６２１７−２の窒素吸着法の比表面積の求め方にしたがって測定した。

（ＶＣＲ試作品の製造方法）
１，３−ブタジエンを３２重量％濃度かつシス−２−ブテンを主成分として含有するＣ４留分を６８重量％濃度で含み、所定量の水分を溶解した混合物（水分：２．０９ｍｍｏｌ／Ｌ）を毎時１２．５Ｌ（二硫化炭素２０ｍｇ／Ｌを含有）で２０℃に保持された容量２Ｌの撹拌機付きステンレス製熟成槽に供給すると共にジエチルアルミニウムクロライド（１０重量％のｎ−ヘキサン溶液、３．１３ｍｍｏｌ／Ｌ）を供給し、この反応槽溶液におけるジエチルアルミニウムクロライド／水モル比を１．５に調製する。得られた熟成液を４０℃に保持された容量５Ｌの撹拌機付きステンレス製シス重合槽に供給する。このシス重合槽にはコバルトオクトエート（コバルトオクトエート０．０１１７ｍｍｏｌ／Ｌ、ｎ−ヘキサン溶液）と分子量調節剤１，２−ブタジエン（１，２−ブタジエン８．２ｍｍｏｌ／Ｌ、１．５３５ｍｏｌ／Ｌのｎ−ヘキサン溶液）が供給される。得られたシス重合液を内容５Ｌのリボン型撹拌機付きステンレス製１，２−ポリブタジエン重合槽に供給し、３５℃で１０時間連続重合した。この１，２−ポリブタジエン重合槽にはトリエチルアルミニウム（１０重量％のｎ−ヘキサン溶液、４．０９ｍｍｏｌ／Ｌ）を連続的に供給した。得られた重合液を撹拌機付き混合槽に供給し、これに２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールをゴム１００重量部に対して１重量部加え、さらに、メタノールを少量加え、重合を停止した後、未反応１，３−ブタジエンおよびＣ４留分を蒸発除去し、常温で真空乾燥してＶＣＲ試作品８．３ｋｇを得た。

実施例１〜５および比較例１〜６
（試験用タイヤの製造方法）
硫黄および加硫促進剤を除く前記配合剤を、表１の配合内容にしたがって、混練り温度最高１５０℃および混練り時間４分間の条件でバンバリーミキサーにより混練りした。

次に、硫黄および加硫促進剤を加えて、オープンロールを用いて、混練り温度４０〜６０℃および混練り時間４分間の条件で混練りし、押出し機を使用してゴムシートを押し出し成形した。

得られたゴムシートを、サイドウォールの形状に成形して他のタイヤ部位と貼り合わせ、１５０℃にて４５分加硫することにより、各試験用タイヤ（タイヤサイズ１１Ｒ２２．５）を作製し、以下の測定試験に使用した。

＜粘弾性試験＞
試験用タイヤから切り出した試験片（幅４ｍｍ、厚み１．８〜２．２ｍｍおよび長さ３０ｍｍ）を用いて、粘弾性スペクトロメーター ＶＥＳ（岩本製作所（株）製）により、温度７０℃、初期歪み１０％および周波数１０Ｈｚの条件にて、歪み２％時の各配合の損失正接ｔａｎδを測定した。そして、下記計算式により損失正接を指数表示して発熱性を評価した。指数が高いほど良好である。
（発熱性指数）
＝（比較例１のｔａｎδ）／（各ｔａｎδ）×１００

＜耐チップカット試験＞
試験用タイヤから切り出した試験片をそれぞれ、８０℃にて１０日間ギヤーオーブン試験機で空気熱老化させたのちに、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準ずる引張試験をおこない、試験片の破断強度（ＴＢ）および破断時伸び（ＥＢ）を測定した。そして、得られた破断強度および破断時伸びの積（ＴＢ×ＥＢ）の数値を算出し、下記計算式により該積をそれぞれ指数表示して耐チップカット性を評価した。指数が高いほど良好である。
（耐チップカット性指数）
＝（各ＴＢ×ＥＢ）／（比較例１のＴＢ×ＥＢ）×１００

＜硬さ（ＤＵＲＯ Ａ）＞
ＪＩＳ Ｋ６２５３ デュロメーター試験（温度２３℃）でタイヤサイドウォールの最大幅位置にて測定した。なお、硬さが５０±２の場合が良好である。

＜対屈曲亀裂成長性＞
試験用タイヤのサイドウォール部最大歪位置に幅５ｍｍ深さ２ｍｍのカット傷を入れてから、タイヤ内圧８５０ｋＰａ、荷重３７．５ｋＮ、速度４０ｋｍ／ｈにて１５０００ｋｍドラム走行させ、傷が成長していなければ合格（○）とした。

測定結果を表１および２に示す。

Claims (2)

1. 平均一次粒子径が１００ｎｍ以下であるシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンが分散されたブタジエンゴムを、ゴム成分中に１０〜６０重量％含有するサイドウォール用ゴム組成物。
2. 請求項１記載のサイドウォール用ゴム組成物からなるサイドウォールを有するタイヤ。