JP2004263134A

JP2004263134A - 重荷重タイヤトレッド用ゴム組成物

Info

Publication number: JP2004263134A
Application number: JP2003057183A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Ochiai; 哲夫落合; Akihiko Nakayama; 晃彦中山; Yoshihisa Inoue; 芳久井上
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2004-09-24

Abstract

【課題】耐摩耗性、発熱耐久性及び耐チッピング性の良好な、特に重荷重タイヤトレッド用として好適なゴム組成物の提供。
【解決手段】（ｉ）ジエン系ゴム１００重量部、（ｉｉ）窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）１００〜１６０ｍ^２／ｇ及びＣＴＡＢ吸着比表面積（ｍ^２／ｇ）／よう素吸着量ＩＡ（ｍｇ／ｇ）≧０．９４であるカーボンブラック３５〜６０重量部、（ｉｉｉ）２−メルカプトベンゾチアゾール０．０５重量部以上並びに（ｉｖ）イオウ（ｂ）０．５〜２．０重量部及び（ｖ）式（Ｉ）の配合剤ＣＤＭＰＳ（ａ）：
【化１】

を（ｂ）／（ａ）≦２．０の比率の量で含むゴム組成物。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はゴム組成物に関し、更に詳しくは、耐摩耗性−発熱耐久性の両立及び耐チッピング性の保持が要求される重荷重タイヤトレッド用として特に有用なゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
耐摩耗性−発熱耐久性を両立させて技術としては、特定のカーボンブラックを使用することによる提案がある。例えば特許文献１、特許文献２には活性水素量（ＣＴＡＢ／ＩＡ比）及び表面活性（Ｔｉｎｔ）が一定の範囲のカーボンブラックを配合することにより、発熱−摩耗−加工性をバランスさせようとする技術が提案されている。また例えば特許文献３には、カーボンブラックのアグリゲート形態と表面活性を制御し、ゴムへの分散改良して摩耗発熱のバランスを向上させようとする提案があるが、表面活性アップしたカーボンブラック配合では破断伸びが低下する傾向がみられるという問題がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３４４９４５号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８３５号公報
【特許文献３】
特開２００１−１２３０１４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、耐摩耗性及び発熱耐久性の両立並びに耐チッピング性の保持が要求される重荷重タイヤトレッド用などに用いるのに好適なゴム組成物を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に従えば、（ｉ）ジエン系ゴム１００重量部、（ｉｉ）窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）１００〜１６０ｍ^２／ｇ及びＣＴＡＢ吸着比表面積（ｍ^２／ｇ）／よう素吸着量ＩＡ（ｍｇ／ｇ）≧０．９４であるカーボンブラック３５〜６０重量部、（ｉｉｉ）２−メルカプトベンゾチアゾール０．０５重量部以上並びに（ｉｖ）イオウ（ｂ）０．５〜２．０重量部及び（ｖ）式（Ｉ）：
【化２】

の配合剤ＣＤＭＰＳ（ａ）を（ｂ）／（ａ）≦２．０の比率の量で含んでなるゴム組成物が提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明に従えば、前記した特定のカーボンブラックと配合剤ＣＤＭＰＳ（Ｉ）を併用配合することにより、耐摩耗性、発熱耐久性及び耐チッピング性の良好な、例えばトレッドゴムに最適なゴム組成物を得ることができる。
【０００７】
本発明者らは耐摩耗性発熱耐久性の両立を目的に、カーボンブラックに関して（１）Ｎ_２ＳＡ／ＩＡを高くしたり、（２）Ｔｉｎｔを高くしたりする等のカーボンブラック表面の活性を上げる手法があるが、これらには破断伸び低下を伴なうために、耐チッピング性が低下するという問題があることを知見し、特定の物性のカーボンブラックに新規配合剤として前記式（Ｉ）のＣＤＭＰＳを配合することにより、発熱耐久性を維持又は向上させつつ、耐摩耗性／破断伸びを改善できることを見出し、本発明に至った。
【０００８】
本発明において使用するジエン系ゴムとしては、従来よりタイヤ用として使用されている任意のジエン系ゴム、例えば天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、各種ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムなどをあげることができ、これら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。また、本発明で用いるのに好ましいジエン系ゴムは天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）である。
【０００９】
本発明において用いられる前記カーボンブラックは窒素吸着比表面積１００〜１６０ｍ^２／ｇ及びＣＴＡＢ吸着比表面積（ｍ^２／ｇ）とよう素吸着量ＩＡ（ｍｇ／ｇ）との比ＣＴＡＢ／ＩＡ≧０．９４、好ましくは０．９５≦ＣＴＡＢ／ＩＡ≦１．２０で、その配合量はジエン系ゴム１００重量部に対し、２０〜６０重量部、好ましくは３０〜５０重量部である。カーボンブラックの窒素吸着比表面積が低過ぎると耐摩耗性が低下するので好ましくなく、逆に高過ぎると発熱が高くなるので好ましくない。ＣＴＡＢ／ＩＡが０．９４未満では発熱性一摩耗のバランスが低下するので好ましくない。また、カーボンブラックの配合量が少な過ぎると耐摩耗性が低下するので好ましくなく、逆に多過ぎると発熱が高くなるので好ましくない。
【００１０】
本発明において使用する特定の特性を含むカーボンブラックは、例えば特開平２−３０８８８６７号公報や特公平７−３５４５４号公報などに記載の方法によって製造することができる。
【００１１】
本発明に従えば、２−メルカプトベンゾチアゾールを、加硫速度が遅くなるのを防止する目的で、ジエン系ゴム１００重量部に対し、０．０５重量部以上、好ましくは０．１〜１．０重量部配合する。この配合量が少な過ぎると所望の効果を得ることができない。
【００１２】
本発明に従えば、前記式（Ｉ）の配合剤（ＣＤＭＰＳ）（ａ）を加硫促進剤として従前からゴム加硫用に一般的に使用されるイオウ（ｂ）を架橋剤として使用する。ＣＤＭＰＳ（Ｉ）は公知の化合物で、例えばＦｌｅｘｓｙｓ株式会社からの市販品を利用することもできる。
【００１３】
イオウ（ｂ）の配合量はジエン系ゴム１００重量部に対し、０．５〜２．０重量部、好ましくは１．０〜１．８重量部であり、ＣＤＭＰＳ（Ｉ）（ａ）の配合量は、イオウに対し、（ｂ）／（ａ）≦２．０、好ましくは０．４≦（ｂ）／（ａ）≦１．９である。ＣＤＭＰＳ（Ｉ）（ａ）の配合量が（ｂ）／（ａ）の比で２．０を超えると破断伸びが低下するので好ましくない。
【００１４】
本発明のタイヤ用ゴム組成物には、さらに、通常の架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、充填剤、可塑化剤、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、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。
【００１５】
【実施例】
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。
【００１６】
標準例１、実施例１〜６及び比較例１〜７
表Ｉに示す配合内容（重量部）にて硫黄、ＣＤＭＰＳ及び加硫促進剤を除く配合成分を常法に従って１．７リットルのバンバリーミキサーで混合し、次いで上記硫黄などをオープンロールで５分間混合混練して調製した。これらのゴム組成物を１５×１５×０．２ｃｍの金型を用いて１５０℃で３０分間プレス加硫して目的とする試験片を調製し、各種試験を行い、その物性を測定した。試験方法は以下の通りである。
【００１７】
【表１】

【００１８】
表Ｉ脚注
＊１〜＊５：カーボンブラック（１）〜（５）（表ＩＩ参照）
【００１９】
【表２】

【００２０】
カーボンブラック（１）〜（５）は以下のようにして製造したもの及び市販品である。
（１）昭和キャボット（株）製カーボンブラックＮ２２０
（２）昭和キャボット（株）製カーボンブラックＮ１３４
（３）昭和キャボット（株）製カーボンブラックＮ３３９
（４）特開平２−３０８８６７号公報の第３頁〜第４頁に記載の方法、特に第４頁右上欄の製造例の方法に従って試作。
（５）特公平７−３５４５４号公報の第６欄第１〜１５行に記載の実施例の方法に従って試作。
【００２１】
＊６：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：（株）軽井沢製錬所製油処理硫黄
＊８：配合剤ＣＤＭＰＳ（式（Ｉ）参照）
＊９：２−メルカプトベンゾチアゾール
＊１０：Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド
【００２２】
物性評価方法
＊１１：ＪＩＳＫ６２５３に準拠して測定。
＊１２：ＪＩＳＫ６２５１に準拠して測定（ダンベル状３号型）。
＊１３：ＡＧギアオープンにて８０℃×９６時間老化させた後、ＪＩＳＫ６２５１に準拠して測定。
【００２３】
＊１４：東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメータを用い、歪１０±２％、周波数２０Ｈｚ、雰囲気温度１００℃の条件で測定し、測定結果は標準例１の値を１００とした指数表示とした（値が大ほど発熱が高い）。
【００２４】
＊１５：ランボーン摩耗試験機（岩本製作所（株））を使用して荷重４ｋｇ、スリップ率２５％、時間４分、室温で測定し、標準例１の値を１００とした耐摩耗性指数として示した（値が大ほど耐摩耗性良好）。
【００２５】
なお、配合成分の物性は以下の方法で測定した。
窒素吸着比表面積（Ｎ _２ＳＡ）
ＡＳＴＭＤ３０３７に準じ測定した。
ＤＢＰ吸収量
ＪＩＳＫ６２１７に準じ測定した。
ＣＴＡＢ吸着比表面積
ＡＳＴＭ−Ｄ３７６５−８０の方法に準拠して測定した。
ヨウ素吸着量（ＩＡ）
ＡＳＴＭ−Ｄ１５１０の方法に準拠して測定した。
【００２６】
標準例１は標準的な重荷重タイヤ用キャップ配合を示し、実施例１〜６は本発明に従えば、発熱性を維持又は向上しながらＥＢ／耐摩耗性を改善できることを示す。
【００２７】
これに対し、比較例１はＭＢＴの配合がないことにより発熱性／摩耗性が悪化し、比較例２は、イオウ／ＣＤＭＰＳの比率が規定外にあるためＥＢが低下することを示し、比較例３は、イオウの配合量が本発明の規定外にあるため、ＥＢが低下することを示し、比較例４〜７は本発明の規定外のカーボンブラックの使用のためＥＢ／発熱／摩耗が高次元でバランスできないことを示す。
【００２８】
【発明の効果】
以上の例にも示した通り、先行技術は高耐摩耗性／低発熱化の両立、チッピング維持としては不十分であり、従来のカーボンブラックを小粒径化し、増量は耐摩耗性の増大に伴い発熱性が大きくなる。これに対し、本発明によれば、耐摩耗性、発熱耐久性及び耐チッピング性の改善が達成でき、重荷重用タイヤトレッドに好適に使用することができる。

Claims

（ｉ）ジエン系ゴム１００重量部、（ｉｉ）窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）１００〜１６０ｍ^２／ｇ及びＣＴＡＢ吸着比表面積（ｍ^２／ｇ）／よう素吸着量ＩＡ（ｍｇ／ｇ）≧０．９４であるカーボンブラック３５〜６０重量部、（ｉｉｉ）２−メルカプトベンゾチアゾール０．０５重量部以上並びに（ｉｖ）イオウ（ｂ）０．５〜２．０重量部及び（ｖ）式（Ｉ）：

の配合剤ＣＤＭＰＳ（ａ）を（ｂ）／（ａ）≦２．０の比率の量で含んでなるゴム組成物。