JP4681238B2 - タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いてなるタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、植物油脂から得られる脂肪酸を軟化剤として使用するタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いてなるタイヤに関する。

タイヤ用ゴム組成物には、従来から軟化剤としてアロマオイルなどの石油系オイルが用いられている。しかし、石油系オイルを配合すると、タイヤの転がり抵抗が増大し、燃費が悪化するという問題がある。また、近年、地球環境問題が重視されるようになり、石油系オイルにかわる新しい軟化剤が求められている。

前記問題点を解決するために、ヨウ素価の高い植物油脂を軟化剤として用いたタイヤ用ゴム組成物が知られている（特許文献１参照）。しかし、広い周波数領域におけるエネルギーロスを制御できず、および摩擦力が十分ではないという問題があった。

特開２００３−２１３０３９号公報

本発明は、広い周波数領域でエネルギーロスを高度に制御し、特に湿潤路面で高い摩擦力を有するタイヤ用トレッドゴム組成物およびそれを用いてなるタイヤの提供を目的とする。

本発明は、ゴム成分１００重量部に対して、ヨウ素価８０以上の植物油脂から得られる脂肪酸５〜１００重量部を含有するタイヤ用ゴム組成物であって、
０℃におけるｔａｎδに対する６０℃におけるｔａｎδの比が、０．８５以上であるタイヤ用ゴム組成物に関する。

前記脂肪酸が、炭素数１８以上の不飽和脂肪酸を８０重量％以上含有することが好ましい。

前記植物油脂が、なたね油、大豆油およびアマニ油からなる群から選択される１種以上の植物油脂であることが好ましい。

また、本発明は、前記タイヤ用ゴム組成物をトレッドに用いた空気入りタイヤに関する。

本発明によれば、ヨウ素価８０以上の植物油から得られた脂肪酸をゴム成分に特定量配合することで、良好な軟化効果を示すとともに、広い周波数領域でヒステリシスロスを発現し、路面との高い摩擦力を有するタイヤ用ゴム組成物を提供することができる。

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分および脂肪酸からなる。

ゴム成分としては、たとえば、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、イソプレンゴム、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、低シス１，２−ブタジエンゴム、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、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、イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコンゴム、ウレタンゴムなどがある。これらは、単独または２種類以上を混合して用いてもよく、混合する場合の混合比にも特に制限はない。これらのゴム成分の中でも、高いグリップを得ることができることから、ＳＢＲをゴム成分として用いることが好ましい。

本発明のタイヤ用ゴム組成物に用いられる脂肪酸は植物油脂から得られる。一般に、植物油脂とは、グリセリン１分子に３分子の脂肪酸がエステル結合したトリアシルグリセライドという構造を有している。

本発明に使用する脂肪酸を与える植物油脂のヨウ素価は、８０以上であり、好ましくは１００以上である。ヨウ素価が８０未満では、ゴムを軟化させる効果が小さく、加硫したゴム組成物から析出しやすいうえに、熱老化した場合の物性変化が大きい。

前記植物油脂としては、たとえば、オリーブ油、綿実油、なたね油、コーン油、ごま油、大豆油、サフラワー油、アマニ油などがあげられる。なかでも炭素数１８以上の不飽和脂肪酸成分を多く含有するという点で、綿実油、なたね油、コーン油、ごま油、大豆油、サフラワー油、アマニ油の群から選択される１種以上の植物油脂であることが好ましく、なたね油、コーン油、ごま油、大豆油、サフラワー油、アマニ油の群から選択される１種以上の植物油脂であることがより好ましく、なたね油、大豆油、およびアマニ油からなる群から選択される１種以上の植物油脂であることが特に好ましい。

本発明に用いられる脂肪酸（植物油脂肪酸）は、前記植物油脂を加水分解し、グリセリンを除去したモノカルボン酸をいう。該モノカルボン酸としては、市販されているものを用いてもよい。

本発明に用いる植物油脂肪酸は、炭素数１８以上の不飽和脂肪酸を８０重量％以上含有することが好ましく、８５重量％以上含有することがより好ましい。炭素数１８以上の不飽和脂肪酸を８０重量％以上含有することで、添加による軟化効果を得るとともに、その脂肪酸中の二重結合が硫黄と架橋反応するため、ゴムから抜けにくくなり、熱老化によるゴムの物性変化を抑えることができる。逆に、飽和脂肪酸や炭素数が１８未満の不飽和脂肪酸が２０重量％をこえると、植物油脂の凝固点が上昇するため、ゴムの低温特性が悪化する傾向がある。

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対して、前記植物油脂肪酸を５〜１００重量部含有する。含有量の下限としては、１０重量部であることが好ましく、上限としては、６０重量部であることが好ましい。５重量部未満では、添加によるゴムの軟化効果が十分ではなく、１００重量部をこえると、ゴム組成物の粘度が下がりすぎて加工性が低下する。

本発明のゴム組成物の、０℃におけるｔａｎδに対する６０℃におけるｔａｎδの比は、０．８５以上で、好ましくは１．０以上である。ｔａｎ値の比が０．８５未満では、高い摩擦係数を得ることができない。

本発明のゴム組成物には、カーボンブラック、シリカ、クレー、水酸化アルミニウムなどの充填剤を併用してもよく、その他のプロセスオイル、酸化防止剤、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、ワックスなどの添加剤、また硫黄、加硫促進剤などの加硫剤を適宜配合できる。

シリカを充填剤として用いる場合、その配合量は、ゴム成分１００重量部に対して２０〜１５０重量部であることが好ましい。２０重量部未満では、必要とするグリップを得ることができない傾向がある。また、１５０重量部をこえると、練りゴムの粘度が上昇しすぎるため、加工性が悪化する傾向がある。

シリカを充填剤として用いる場合、シランカップリング剤を併用することができる。シランカップリング剤の配合量は、シリカ１００重量部に対して５〜２０重量部であることが好ましい。５重量部未満では、練りゴムの粘度が上昇しすぎるため、加工性が悪化する傾向がある。また、２０重量部をこえると、コストが上昇してしまう傾向がある。

本発明の空気入りタイヤは、前記ゴム組成物を、タイヤのトレッドに用いて、通常の方法によって製造される。すなわち、前記ゴム組成物を未加硫の段階でタイヤのトレッド部の形状に押し出し加工し、タイヤ成型機上で通常の方法により張り合わせて未加硫タイヤを成形する。そして、この未加硫タイヤを加硫機中で、加熱、加圧してタイヤを得る。

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

以下に、実施例および比較例で用いた各種薬品を示す。
ＳＢＲ：住友化学工業（株）製のＳＢＲ１５０２
ＢＲ：日本ゼオン（株）製のＢＲ１５０Ｌ
シリカ：デグサ社製のＶＮ３
シランカップリング剤：デグサ社製のＳｉ−６９（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）
なたね油：日清オイリオ（株）製の菜種白絞油（Ｓ）（ヨウ素価１１６）
大豆油：日清オイリオ（株）製の大豆白絞油（Ｓ）（ヨウ素価１３１）
アマニ油：日清オイリオ（株）製のＮ／Ｂアマニ油（ヨウ素価１９１）
アロマオイル：（株）ジャパンエナジー製のプロセス Ｘ−１４０
老化防止剤：精工化学（株）製のオゾノン６Ｃ
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックワックス
ステアリン酸：日本油脂（株）製の桐
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
硫黄：軽井沢硫黄（株）の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＣＺ
なたね脂肪酸：日清オイリオ（株）製の菜種脂肪酸（ヨウ素価１１６のなたね油を加水分解することで得られる。（炭素数１８以上の不飽和脂肪酸成分９１．３重量％））
大豆脂肪酸：日清オイリオ（株）製の大豆脂肪酸（ヨウ素価１３１の大豆油を加水分解することで得られる。（炭素数１８以上の不飽和脂肪酸成分８４．９重量％））
アマニ脂肪酸：日清オイリオ（株）製のアルファインＬ−１（ヨウ素価１９１のアマニ油を加水分解することで得られる。（炭素数１８以上の不飽和脂肪酸成分９１．５重量％））

実施例１〜５および比較例１〜２
表１に示す配合内容に基づき、各成分をバンバリーミキサーで混練して未加硫ゴム組成物を調製し、１６５℃で２５分間加硫し実施例１〜５および比較例１〜２の試料を作製した。

実施例および比較例のｔａｎδおよび摩擦係数は以下の方法で測定し、その結果を表２に示す。

（ｔａｎδの測定）
（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用い、周波数１０Ｈｚ、初期歪１０％、振幅±０．２５％および昇温速度２℃／ｍｉｎの条件下で測定したｔａｎδの温度分布曲線から、０℃のｔａｎδ（Ａ）および６０℃のｔａｎδ（Ｂ）の値を求め、（Ｂ）／（Ａ）の値を計算して求めた。（Ｂ）／（Ａ）の値が０．８５以上では、広い周波数においてエネルギーロスを高度に制御できており、良好であることを表す。

（摩擦係数（ピークμ）の測定）
（株）上島製作所製のフラットベルト式摩擦試験機 ＦＲ−５０１０を用いて、速度２０ｋｍ／ｈから減速時の最大摩擦係数を求めた。なお、接地路面は＃２４０のセーフティーウォークを用い、湿潤条件で行なった。比較例１の摩擦係数を１００として、それぞれ指数表示した。数値が大きいほど、摩擦力が高く良好であることを表す。

本発明の実施例１〜５のゴム組成物は、０℃と６０℃とのｔａｎδの比が０．８５以上であることから、広い周波数においてエネルギーロスを高度に制御できており、さらに摩擦係数が大きいことから、摩擦力が高いことを示していることがわかる。

Claims (3)

1. ゴム成分１００重量部に対して、なたね油、大豆油およびアマニ油からなる群から選択される１種以上の植物油脂であって、ヨウ素価８０以上の植物油脂から得られる脂肪酸５〜１００重量部を含有するタイヤ用ゴム組成物であって、
   ０℃におけるｔａｎδに対する６０℃におけるｔａｎδの比が、０．８５以上であるタイヤ用ゴム組成物。
2. 前記脂肪酸が、炭素数１８以上の不飽和脂肪酸を８０重量％以上含有する脂肪酸である請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。
3. 請求項１または２記載のタイヤ用ゴム組成物をトレッドに用いた空気入りタイヤ。