JP3654865B2 - ゴム組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム組成物および該ゴム組成物をトレッドに用いたタイヤに関する。さらに詳しくは、経時的なゴム硬度の上昇を防ぎ、長期にわたって良好な雪氷上性能を維持できるゴム組成物および該ゴム組成物をトレッドに用いたタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スノータイヤの開発において、冬期の雪氷上で長期に安定して使用できるタイヤが求められている。たとえば、ＳＢＲを主成分としたゴム組成物に軟化剤としてナタネ油を配合することにより、低転がり抵抗、耐ウェットスキッド性を保持しながら、雪氷面上での牽引性、制動性を向上させた技術が知られている（特開平８−３０２０７７号公報）。しかしながら、ＳＢＲを主成分としているゴム組成物では、ｔａｎδピーク温度Ｔｇが−５０℃より高くなり、低温時の硬さが上昇するため、充分な雪氷上特性が得られないという問題があった。
【０００３】
一方、天然ゴムおよびブタジエンゴムからなるゴム成分にパーム油を配合したゴム組成物が知られている（特開昭５８−７４７３１号公報）。しかしながら、パーム油を配合したゴム組成物からなるタイヤでは、低温時でのゴム硬度が高くなり、また、長期にわたって雪氷上性能を維持することもできないという問題があった。
【０００４】
このように、雪氷上性能を長期にわたって維持する技術は、未だに充分とはいえない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、経時的なゴム硬度の上昇を防ぎ、長期にわたって良好な雪氷上性能を維持できるゴム組成物を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、特定の植物油脂を軟化剤として使用すると、低温時のゴム硬度が低く、ゴムから抜けにくい性質を利用して、経時的なゴム硬度の上昇を防ぎ、長期にわたって良好な雪氷上性能が維持できるというものである。
【０００７】
すなわち本発明は、（Ａ）天然ゴムおよびブタジエンゴムの含有率が８０重量％以上であるジエン系ゴム１００重量部に対して、（Ｂ）ヨウ素価８０以上で、炭素数１８以上の不飽和脂肪酸が７０重量％以上で構成された植物油脂５〜６０重量部を含有してなり、
ｔａｎδピーク温度Ｔｇが−５０℃以下で、０℃におけるゴム硬度が６４以下であるゴム組成物に関する。
【０００８】
前記植物油脂（Ｂ）は、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。
【００１０】
また、本発明は、該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。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のゴム組成物は、（Ａ）特定のジエン系ゴムと（Ｂ）特定の植物油脂とを含有し、ｔａｎδピーク温度Ｔｇが−５０℃以下で、０℃におけるゴム硬度が６４以下である。
【００１２】
ジエン系ゴム（Ａ）としては、天然ゴム（ＮＲ）およびブタジエンゴム（ＢＲ）からなる群から選択される１種以上を主成分とするジエン系ゴムが用いられる。ここで主成分とは、ジエン系ゴム中に５０重量％以上含有されることをいう。前記主成分が５０重量％未満の場合、Ｔｇが上昇し、低温時の硬さが上昇するため、雪氷上性能が低下する。よって、低温特性の向上の点から、ジエン系ゴム中における天然ゴムおよびブタジエンゴムの含有量は、８０重量％以上であることが好ましい。
【００１３】
ジエン系ゴム（Ａ）は、前記主成分以外のゴム成分を含むことができる。たとえば、前記ＢＲ以外の低シス１，２ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニトリロブタジエンゴム（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、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどを含むことができる。これらは、単独または２種類以上を混合して用いてもよい。混合する場合の混合比にもとくに制限はない。
【００１４】
特定の植物油脂（Ｂ）としては、ヨウ素価８０以上、好ましくは１００以上２００以下のものを用いる。ヨウ素価が８０未満では、ゴムを軟化させる効果が小さく、かつ加硫されたゴムから析出しやすく熱老化した場合のゴム硬度の上昇が大きい。
【００１５】
植物油脂（Ｂ）は、炭素数１８以上の不飽和脂肪酸成分が７０重量％以上、好ましくは８０重量％以上で構成される。炭素数１８以上の不飽和脂肪酸成分が７０重量％以上の場合、添加による軟化効果を得るのとともに、その二重結合が反応するため、ゴムから抜けにくくなり熱老化によるゴム硬度上昇を抑えることができる。逆に７０重量％未満の場合、植物油脂の凝固点が上昇するため、ゴムの低温特性を悪化させる。
【００１６】
植物油脂中の不飽和脂肪酸の炭素数は、１８以上である。不飽和脂肪酸の炭素数が１８未満では融点が高くなるため、添加によりゴムの低温特性を悪化させる。
【００１７】
このような植物油脂としては、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が多いという点で、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ばれた１種以上の植物油脂であることが好ましく、さらには、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ばれた１種以上の植物油脂であることがより好ましい。
【００１８】
植物油脂（Ｂ）は、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して５〜６０重量部、好ましくは５〜４０重量部配合される。植物油脂の配合量が５重量部未満では添加による低温時のゴム硬度を小さくする効果が十分ではなく、雪氷上性能の向上が見込めない。また、植物油脂の配合量が６０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。
【００１９】
植物油脂（Ｂ）は、低温時のゴム硬度を低く抑えることができ、初期の雪氷上性能が良好である。また、ゴムに添加しても加硫されたゴムからは抜けにくく、長期にわたって軟化効果を発揮できるため、良好な雪氷上性能を維持できる。
【００２０】
本発明のゴム組成物には、植物油脂（Ｂ）以外の軟化剤を配合してもよい。植物油脂（Ｂ）以外の軟化剤としては、たとえば、アロマオイル、ナフテンオイル、パラフィンオイルなどの通常ゴム工業で用いられる軟化剤があげられる。
【００２１】
本発明のゴム組成物は、ｔａｎδピーク温度Ｔｇが−５０℃以下、好ましくは−５０〜−７０℃である。Ｔｇが−５０℃よりも高いと低温特性が悪化する。また、Ｔｇが−７０℃よりも低いと濡れた路面でのグリップ性が劣る傾向がある。
【００２２】
また、本発明のゴム組成物は、０℃におけるゴム硬度が６４以下、好ましくは４０〜６０である。０℃におけるゴム硬度が６４よりも高いと充分な雪氷上性能が得られない。また、０℃におけるゴム硬度が４０よりも低いとトレッドの剛性が低く、また、耐摩耗性能が悪化する傾向がある。
【００２３】
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、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。
【００２４】
本発明のゴム組成物は、前記ゴム成分、植物油脂およびそのほかの配合剤を、通常の加工装置、たとえば、ロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどを用いて混練りすることにより得られる。
【００２５】
本発明のタイヤは、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、タイヤ成形機上で通常の方法により貼り合わせて未加硫タイヤを成形する。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。このようにして得られたタイヤは、長期にわたって軟化効果を発揮できるため、良好な雪氷上性能を維持できる。
【００２６】
【実施例】
以下に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例および比較例では、以下の各原料を用いた。
【００２７】
植物油脂
アマニ油：日清製油（株）製のＮ／Ｂアマニ油（ヨウ素価１９１、炭素数１８以上の不飽和脂肪酸成分９１．５％）
大豆油：日清製油（株）製の大豆白絞油（Ｓ）（ヨウ素価１３１、炭素数１８以上の不飽和脂肪酸成分８４．９％）
コーン油：日清製油（株）製のコーンサラダ油（ヨウ素価１２１、炭素数１８以上の不飽和脂肪酸成分８４．８％）
なたね油：日清製油（株）製の菜種白絞油（Ｓ）（ヨウ素価１１６、炭素数１８以上の不飽和脂肪酸成分９１．３％）
パーム油：日清製油（株）製の精製パーム油Ｊ（Ｓ）（ヨウ素価５２、炭素数１８以上の不飽和脂肪酸成分４９．７％）
やし油：日清製油（株）製の精製ヤシ油（Ｓ）（ヨウ素価９、炭素数１８以上の不飽和脂肪酸成分７．１％）
【００２８】
その他の原料
ＮＲ：ＲＳＳ＃１
ＢＲ：日本ゼオン（株）製のＢＲ１５０Ｌ
ＳＢＲ：住友化学（株）製のＳＢＲ１５０２
カーボンブラック：昭和キャボット（株）製のショウブラックＮ３３９
シリカ：デグッサ社製のＶＮ３
シランカップリング剤 ＴＥＳＰＴ：デグッサ社製のＳｉ−６９
アロマオイル：ジャパンエナジー社製のプロセス Ｘ−１４０
ナフテンオイル：ジャパンエナジー社製のプロセス Ｐ−２００
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）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＣＺ
【００２９】
実施例１〜５および比較例１〜５
表１に示す配合に基づき、各成分をバンバリーミキサーで混練してゴム組成物を調製し、１６５℃で２５分間加硫し、試料を作製した。ついで、その試料を用いて以下の方法により、ゴム物性（ｔａｎδピーク温度（Ｔｇ）、ゴム硬度）を測定（評価）した。
【００３０】
・ｔａｎδピーク温度Ｔｇ
（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℃／分の条件下で測定したｔａｎδの温度分布曲線からｔａｎδピーク温度を求めた。
【００３１】
・室温および０℃のゴム硬度
ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠したタイプＡデュロメータでゴム硬度を測定した。低い方が雪氷上性能は良好となる。なお、室温のゴム硬度は、２３℃で測定したゴム硬度のことである。
【００３２】
・熱老化後のゴム硬度
８５℃のオーブンで１４日間熱老化し、室温まで放冷したのちのゴム硬度をＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠したタイプＡデュロメータで測定した。熱老化後のゴム硬度変化が小さい方が、長期間にわたり最初の性能を維持することができる。
【００３３】
結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】

【００３５】
特定の植物油脂を軟化剤として用いていない比較例１は、熱老化後のゴム硬度上昇が大きく、また低温時にはゴム硬度が高くなり好ましくない。同じく比較例２は、室温から低温時（０℃）のゴム硬度上昇は小さいものの、熱老化後のゴム硬度の上昇が大きい。
【００３６】
ヨウ素価が小さい植物油脂を用いた比較例３は、熱老化後および低温時のゴム硬度上昇ともに改良されていない。さらに炭素数１８以上の不飽和脂肪酸成分が少ない比較例４は低温時のゴム硬度上昇が著しく大きくなり好ましくない。
【００３７】
特定の植物油脂を使用しても、天然ゴムおよびブタジエンゴムの含有量が少なく、ｔａｎδのピーク温度Ｔｇが−５０℃より大きい比較例５も低温時のゴム硬度上昇が大きい。
【００３８】
それらに比較し実施例は、特定の植物油脂を使用することにより、ゴムの軟化効果が大きく、熱老化後のゴム硬度上昇も小さく、０℃でのゴム硬度も低く抑えられ、長期間にわたり雪氷上性能が良好なゴム組成物を得ることができている。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、ＮＲおよびＢＲの含有量が多いゴム成分および軟化剤として特定の植物油脂を使用することにより、経時的なゴム硬度の上昇を防ぎ、長期にわたって良好な雪氷上性能を維持できるゴム組成物が得られる。

Claims (3)

1. （Ａ）天然ゴムおよびブタジエンゴムの含有率が８０重量％以上であるジエン系ゴム１００重量部に対して、（Ｂ）ヨウ素価８０以上で、炭素数１８以上の不飽和脂肪酸が７０重量％以上で構成された植物油脂５〜６０重量部を含有してなり、
   ｔａｎδピーク温度Ｔｇが−５０℃以下で、０℃におけるゴム硬度が６４以下であるゴム組成物。
2. 植物油脂（Ｂ）が綿実油、なたね油、コーン油、ごま油、大豆油、サフラワー油、アマニ油からなる群から選択される１種以上の植物油脂である請求項１記載のゴム組成物。
3. 請求項１または２に記載のゴム組成物をトレッドに用いた空気入りタイヤ。