JP4517643B2 - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

Description

本発明は、従来の導電性カーボンブラック配合ゴム組成物と同等の帯電防止効果が得られかつカーボンブラックの分散性に優れ、加工性の向上したタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。

ゴム組成物、特にタイヤ用ゴム組成物の発熱性や耐摩耗性を改良する目的でシリカを配合することが行われているが、シリカを多量配合すると静電気蓄積の問題か生じるため、種々の解決案が報告されている。例えば特許文献１には小粒子径のカーボンブラックを使用することが提案されており、また特許文献２には導電性物質を配合することが提案されており、そして特許文献３には高補強性を示すアセチレンブラックを使用することが提案されている。しかしながら、通常のアセチレンブラックは導電性に優れるがゴム補強性が十分でなく、また小粒径のカーボンブラックや高補強性のアセチレンブラックを使用すると得られるゴム組成物の加工性が不良（粘度上昇）になるので実用上好ましくない。

特開１９９７−１１８７８０号公報 特開１９９９−０４９８９２号公報 特開２００２−２０５４９号公報

従って、本発明は、低燃費性能やウェット制動性能等の向上を目的としたシリカ高配合の低導電性ゴム組成物、特にタイヤトレッド用ゴム組成物の前述の問題点を解決して、従来の導電性カーボンブラック配合ゴム組成物と同等の帯電防止効果が得られ、且つカーボンブラックの分散性に優れ、加工性が向上した、タイヤトレッド用として好適なゴム組成物を提供することを目的とする。

本発明に従えば、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）及びスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）から選ばれる１種以上のジエン系ゴム１００重量部に対して、シリカ２５〜１００重量部及び窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が８０m² /g以下、ＤＢＰ吸油量が１５０ml/100g以上で、ΔＤｓｔが１５０nm以上であるカーボンブラック１０〜３０重量部を配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。

本発明に従えば、特定のＮ_２ＳＡ，ＤＢＰ吸油量及びΔＤｓｔを有するカーボンブラックをゴム組成物に配合することによって優れた加工性、補強性及び電気導電性を得ることができる。

本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物には、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）及びスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）から選ばれる１種以上のジエン系ゴム、シリカに加えて、Ｎ_２ＳＡが８０m² /g以下、好ましくは５０〜７０m² /g、ＤＢＰ吸油量が１５０ml/100g以上、好ましくは１６０〜２００ml/100gで、かつΔＤｓｔ（凝集体分布の半値幅）が１５０nm以上、好ましくは１６０〜２００nmのカーボンブラク１０〜３０重量部、好ましくは１０〜２０重量部を配合する。このようなカーボンブラックは、従来から公知で、例えば樹脂の静電防止などに使用されており、具体的にはニテロン＃３３５０（新日化カーボン（株）製）などとして市販されているものを使用することができる。

本発明に従った前記カーボンブラックのＮ_２ＳＡが８０m² /ｇ超では加工性の悪化を伴うので好ましくなく、またＤＢＰ吸油量が１５０ml/100g未満あるいはΔＤｓｔが１５０nm未満では導電性の低下を伴うので好ましくない。なお、本発明でいうＮ_２ＳＡ，ＤＢＰ吸油量及びΔＤｓｔは以下の方法で測定したものをいう。

Ｎ_２ＳＡ：ＪＩＳ Ｋ ６２１７−２に準拠して測定した。
ＤＢＰ吸油量：ＪＩＳ Ｋ ６２１７−４に準拠して測定した。
ΔＤｓｔ：ディスクセントリフュージ（英国Ｊｏｌｃｅ Ｌｏｅｂｌ社製）を用いて以下の通りの方法により測定した。即ち、カーボンブラックを精秤し、２０容量％エタノール水溶液と界面活性剤とを加え、カーボンブラック濃度が５mg／１００ccになるように超音波で分散させて試料溶液を作製した。次に、ディスクセントリフュージの回転速度を８０００rpm に設定し、スピン液（蒸留水）１０mlをこのディスクセントリフュージに加えた後に０．５mlのバッファー液（２０容量％エタノール水溶液）を注入し、そしてこれに試料溶液０．５〜１．０mlを注射器で加え、遠心沈降を開始させ、光沈降法によりストークス怪で換算された凝集体分布曲線を作成した。このヒストグラムにおける最多頻度（最大吸光度）の１／２のときの凝集体の分布値を半値幅（ΔＤｓｔ）とした。

本発明に従った前記カーボンブラックの配合量が少な過ぎると良好な導電性が失われるので好ましくなく、逆に多過ぎるとシリカ配合の長所である低燃費性が失われるので好ましくない。

本発明に従ったタイヤトレッド用ゴム組成物に配合されるジエン系ゴムは、ゴム組成物、特にタイヤ用ゴム組成物に配合することができる任意のジエン系ゴムを用いることができ、具体的には天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、各種ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）などをあげることができる。

本発明に従ったタイヤトレッド用ゴム組成物に配合されるシリカは、ゴム組成物、特にタイヤ用ゴム組成物に配合することができる任意のシリカとすることができ、具体的には平均粒径が１０〜５０nmのものが分散性と耐摩耗性の面で好ましく、さらに１２〜３０nmのものが低燃費性能、ウェット制動性能の面で好ましい。

前記シリカの配合量は前記ジエン系ゴム１００重量部当り２５〜１００重量部、好ましくは３０〜８０重量部である。この配合量が少な過ぎると低燃費性能、ウェット制動性能が悪化するので好ましくなく、逆に多過ぎると加工性が著しく悪化するので好ましくない。

本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物には、前記した必須成分に加えて、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑性剤などのタイヤ用、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、かかる配合物は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又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。

以下、実施例及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例に限定するものでないことはいうまでもない。

実施例１及び比較例１〜３
ＳＢＲ（日本ゼオン（株）製Ｎｉｐｏｌ１５０２）１００重量部に対し、オイル（昭和シェル石油（株）製デゾレックス３号）３７．５重量部、シリカ（ローディア（株）製ＺＥＯＳＩＬ １６５ＧＲ）６５重量部、表Ｉに示すカーボンブラック１５重量部及びシランカップリング剤（デグッサ製Ｓｉ６９）４重量部を１．８リットルの密閉型ミキサーで３〜５分間混練し、１６５±５℃に達した時点で放出した。得られた未加硫ゴムのムーニー粘度をＪＩＳ Ｋ６３００に準拠して１００℃で測定し（ＭＬ₁₊₄）、比較例１の値を１００とした指数で表Ｉに示した。

次に上記未加硫ゴムに硫黄（細井化学工業（株）製油処理イオウ）及び加硫促進剤（大内新興化学工業（株）製ノクセラーＣＺ−Ｇ）を加えて８インチのオープンロールで混練し、１５×１５×０．２cmの金型中で１６０℃で２０分間加硫して目的とする試験片（ゴムシート）を得以下の加硫物性を評価した。結果は表Ｉに示す。

３００％モジュラス（Ｍ３００）：ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠して測定し、比較例１の値を１００とした指数で表Ｉに示した。
ランボーン摩耗：ＪＩＳ Ｋ ６２６４に準拠し、荷重１５Ｎ、スリップ率５０％の条件にて測定を行った。比較例１を１００とした指数で示した。指数は大きい程、耐摩耗性に優れる事を示している。
電気抵抗：ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準拠して測定した。

比較例１は通常のＨＡＦを配合した例で表Ｉに示す通り電気抵抗高く、比較例２はアセチレンブラックを配合した例で表Ｉに示す通り補強性が劣り、そして比較例３は高補強性アセチレンブラックを配合した例で表Ｉに示す通り粘度が高い。これに対し、本発明に従って特定のカーボンブラックを配合した実施例１は、ムーニー粘度は比較例１と同等であり、補強性及び電気導電性にも優れている。

以上の通り、本発明に従えば、帯電防止効果に優れ、しかもカーボンブラックの分散性に優れかつ加工性も良好なのでタイヤトレッド用ゴムなどとして有用である。

Claims (1)

1. 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）及びスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）から選ばれる１種以上のジエン系ゴム１００重量部に対して、シリカ２５〜１００重量部及び窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が８０m² /g以下、ＤＢＰ吸油量が１５０ml/100g以上で、ΔＤｓｔが１５０nm以上であるカーボンブラック１０〜３０重量部を配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物。