説明

サイドウォール用ゴム組成物およびそれからなるサイドウォールを有する空気入りタイヤ

【課題】耐久性(ゴム強度)を低下させることなく、転がり抵抗を低減させることが可能であるサイドウォール用ゴム組成物およびそれからなるサイドウォールを有する空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】ジエン系ゴム成分100質量部に対して、シリカ5〜50質量部を含有する充填剤を80質量部以下、および数平均分子量が600〜6000であり、分子末端に水酸基を有する液状ポリブタジエンを2〜40質量部含有するサイドウォール用ゴム組成物、および該ゴム組成物からなるサイドウォールを有する空気入りタイヤ。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、サイドウォール用ゴム組成物およびそれからなるサイドウォールを有する空気入りタイヤに関し、とりわけ、耐久性(ゴム強度)を悪化させることなく、転がり抵抗を低減させるサイドウォール用ゴム組成物およびそれからなるサイドウォールを有する空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【0002】
タイヤの転がり抵抗を低減させる(転がり抵抗性を向上させる)方法としては、充填剤としてシリカを用いることが一般的である。シリカを配合したゴム組成物をタイヤのトレッドとして用いることにより、タイヤの転がり抵抗性が向上するだけでなく、湿潤環境におけるタイヤ性能(ウェット性能)も向上するため、今まで様々な研究がなされてきた。
【0003】
しかし、シリカを配合したゴム組成物をトレッドのみに適用するだけでは、タイヤの転がり抵抗の低減に限界があり、タイヤのトレッド以外の部材においてもシリカを適用していく必要がある。トレッドの次に転がり抵抗性に対して寄与が大きい部材としては、サイドウォールがあげられる。しかし、サイドウォールにシリカを配合した場合、転がり抵抗性は向上するが、耐久性(ゴム強度)が低下するという問題があった。
【0004】
特許文献1および2には、水酸基を有する液状ポリイソプレンおよび/または水酸基を有する液状ポリブタジエンを含むタイヤトレッド用ゴム組成物が開示されている。しかし、水酸基を有する液状ポリブタジエンとともにシリカを使用することについては記載も示唆もされておらず、特許文献1または2のゴム組成物をサイドウォールとして使用したとしても、ブルームが生じるため外観上好ましくなく、さらに充分に転がり抵抗を低減することができない。
【0005】
【特許文献1】特開平7−118453号公報
【特許文献2】特開平7−118455号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、耐久性(ゴム強度)を低下させることなく、転がり抵抗を低減させることが可能であるサイドウォール用ゴム組成物およびそれからなるサイドウォールを有する空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、ジエン系ゴム成分100質量部に対して、シリカ5〜50質量部を含有する充填剤を80質量部以下、および数平均分子量が600〜6000であり、分子末端に水酸基を有する液状ポリブタジエンを2〜40質量部含有するサイドウォール用ゴム組成物に関する。
【0008】
また、本発明は前記ゴム組成物からなるサイドウォールを有する空気入りタイヤに関する。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、特定の液状ポリブタジエン、シリカを含有する充填剤をそれぞれ特定量ジエン系ゴム成分に配合することにより得られたサイドウォールを有する空気入りタイヤは、耐久性(ゴム強度)を低下させることなく、転がり抵抗を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
本発明のサイドウォール用ゴム組成物は、ジエン系ゴム成分、シリカを含む充填剤、および分子末端に水酸基を有する液状ポリブタジエン(OH−LBR)からなる。
【0011】
ジエン系ゴム成分としては、具体的に、天然ゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、1,4付加イソプレンゴム(IR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、アクリルニトリル(NBR)などが挙げられる。なかでも、OH−LBRと併用して得られたゴム組成物をサイドウォールとした場合、サイドウォールの強度に優れ、さらに該サイドウォールを用いたタイヤの転がり抵抗を充分に低減することができることから、ジエン系ゴム成分としては、天然ゴムとブタジエンゴムの組み合わせが最も好ましい。
【0012】
天然ゴムとブタジエンゴムを組み合わせてジエン系ゴムとする場合、ジエン系ゴム成分中における天然ゴムの含有率は20〜80重量%、およびブタジエンゴムの含有率は20〜80重量%であることが好ましい。天然ゴムの含有率が20重量%未満で、ブタジエンゴムの含有率が80重量%をこえると、耐亀裂成長性が悪化する傾向がある。また、ブタジエンゴムの含有率が20重量%未満で、天然ゴムの含有率が80重量%をこえると、未加硫ゴムの加工時においてシュリンクをおこしやすい(寸法安定性が悪化する)傾向がある。
【0013】
本発明における充填剤はシリカを含有する。充填剤は、シリカ以外にカーボンブラック、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、一般的なクレーなどを含有することができる。
【0014】
充填剤の含有量は、ジエン系ゴム成分100質量部に対して80質量部以下、好ましくは70質量部以下である。含有量が80質量部をこえると、転がり抵抗が増大する傾向があり、好ましくない。また、充填剤の含有量は20質量部以上であることが好ましく、25質量部以上であることがより好ましい。含有量が20質量部未満では、ゴムの強度が著しく低下する傾向がある。
【0015】
充填剤に含まれるシリカとしては、とくに制限はなく、湿式シリカまたは乾式シリカなど、タイヤ工業において一般的に使用されるものが用いることができる。
【0016】
シリカの含有量は、ジエン系ゴム成分100質量部に対して5質量部以上、好ましくは10質量部以上である。含有量が5質量部未満では、相対的にカーボンなどの充填剤の量が増えて、転がり抵抗が増大する傾向がある。また、シリカの含有量は50質量部以下、好ましくは45質量部以下である。含有量が50質量部をこえると、ゴムの強度が低下する傾向がある。
【0017】
充填剤としてシリカを使用する場合、シランカップリング剤をゴム組成物に配合することができる。シランカップリング剤としては、タイヤ工業において使用されているビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドなどの一般的なものを使用することができ、配合量に関しても一般的な量とすることができる。
【0018】
充填剤に含まれるカーボンブラックとしては、チッ素吸着比表面積が25〜130m2/gであることが好ましい。チッ素吸着比表面積が25m2/g未満では、ゴムの強度が著しく低下する傾向があり、チッ素吸着比表面積が130m2/gをこえると、転がり抵抗が増大する傾向がある。このようなチッ素吸着比表面積を満たすカーボンブラックとしては、具体的にN550、N330などがあげられる
カーボンブラックの含有量は、ジエン系ゴム成分100質量部に対して15〜75質量部であることが好ましい。含有量が15質量部未満では、ゴムの強度が低下する傾向がある。また、含有量が75質量部をこえると、転がり抵抗が増大する傾向がある。
【0019】
本発明において使用される液状ポリブタジエン(OH−LBR)は、分子末端に水酸基を有する。水酸基を分子末端に有することで、ゴム中におけるシリカ表面の水酸基との相互作用(水素結合)によりOH−LBRとシリカとの結合力が強くなるため、優れたゴム強度およびタイヤの転がり抵抗性が得られる。
【0020】
OH−LBRの水酸基含有量は0.5〜3.5mol/kgであることが好ましい。水酸基含有量が0.5mol/kg未満では、ゴムの強度が低下する傾向がある。また、水酸基含有量が3.5mol/kgをこえると、加工時において未加硫ゴムの粘度が上昇する傾向がある。なお、水酸基含有量は、JIS K 1557にもとづいて測定される。
【0021】
OH−LBRの数平均分子量は600以上、好ましくは800以上である。数平均分子量が600未満では、ゴム表面にブルームが生じやすく、外観上好ましくない。また、OH−LBRの数平均分子量は6000以下、好ましくは5000以下である。数平均分子量が6000をこえると、ゴム粘度が高くなり、加工性が悪化するため好ましくない。
【0022】
OH−LBRの含有量は、ジエン系ゴム成分100質量部に対して2質量部以上、好ましくは5質量部以上である。含有量が2質量部未満では、ゴム強度が向上しないため、好ましくない。また、OH−LBRの含有量は40質量部以下、好ましくは35質量部以下である。含有量が40質量部をこえると、ゴム強度が低下するため好ましくない。
【0023】
本発明のサイドウォール用ゴム組成物は、前記ゴム成分、充填剤、OH−LBR、およびシランカップリング剤以外にも、軟化剤、ワックス、老化防止剤、ステアリン酸、亜鉛華、加硫剤、加硫促進剤など、タイヤ工業において一般的に用いられる添加剤を使用することができる。
【0024】
本発明の空気入りタイヤは、本発明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用いて通常の方法により製造される。すなわち、前記ゴム成分、充填剤、OH−LBRおよび必要に応じて前記各種添加剤を配合した本発明のサイドウォール用ゴム組成物を未加硫の段階でタイヤのサイドウォールの形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造することができる。
【実施例】
【0025】
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。
【0026】
以下に、実施例および比較例において使用した各種薬品について詳細に示す。
天然ゴム:RSS#3グレード
ブタジエンゴム(BR):宇部興産(株)製のBR150B
カーボンブラック:昭和キャボット(株)製のN550(チッ素吸着比表面積:40m2/g)
シリカ:デグッサ社製のウルトラシールVN3
シランカップリング剤:デグッサ社製のSi−69
プロセスオイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスPS32
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックワックス
老化防止剤:フレキシス社製のサントフレックス13
ステアリン酸:日本油脂(株)製の桐
亜鉛華:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2号
OH−LBR:出光石油化学(株)製のR−15HT(数平均分子量:1200、水酸基含有量:1.83mol/kg)
硫黄:鶴見化学工業(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NS
【0027】
実施例1〜3および比較例1〜3
<ゴム組成物の作製>
表1に示す薬品のうち硫黄および加硫促進剤以外の各種薬品、ならびに表2のOH−LBRをそれぞれ表に示す量配合して、(株)神戸製鋼所製の1.7Lバンバリーを用いて混練りした後、得られた混練り物に硫黄、加硫促進剤を加えて二軸ローラにて練り込んだ混合物を175℃において10分間加硫することによりゴム組成物を作製した。
【0028】
【表1】

【0029】
作製したゴム組成物を用いて、以下の測定をおこなった。
【0030】
<測定項目>
(粘弾性測定)
(株)岩本製作所製のVES−F−3を用いて、周波数10Hz、初期歪10%、動歪2%で60℃における損失正接(tanδ)を測定した。tanδ値が小さいほど転がり抵抗が低減され、転がり抵抗性が優れている。
【0031】
(ゴム強度)
作製したゴム組成物からJIS−K6251に準じて3号ダンベルを用いてサンプルを作製し、引っ張り試験を実施した。破断時のモジュラス(TB)、破断時の伸び(EB)の値が高いほど、ゴム強度が高い。ゴム強度の指標としてTB×EBの値を用いる。
【0032】
【表2】

【0033】
測定結果を表2に示す。
【0034】
実施例1〜3のように、OH−LBRを2〜40質量部の範囲で配合することにより、ゴム強度(TB×EB)が向上し、さらにtanδ値が低減しており、転がり抵抗性およびゴム強度がバランスよく向上している。
【0035】
比較例1および2のように、OH−LBRが2質量部未満では、tanδ値が充分に低減されず、ゴム強度が向上しない。
【0036】
比較例3のように、OH−LBRが40質量部をこえると、tanδ値は低減させるが、ゴム強度(TB×EB)値が低下するため好ましくない。
【0037】
実施例4〜6および比較例4〜5
<ゴム組成物の作製>
シリカ、カーボンブラックおよびOH−LBRの配合量を表3に示す量に変更した以外は、実施例1〜3および比較例1〜3と同様の方法によってゴム組成物を作製した。
【0038】
<測定項目>
(ゴム強度)
実施例1〜3および比較例1〜3と同様の方法により、ゴム強度(TB×EB)を測定した。
【0039】
(外観評価)
調製したゴム組成物について、目視にて外観評価を行なった。ブルームがないものを○、ブルームが発生しているものは×とする。
【0040】
【表3】

【0041】
測定結果を表3に示す。
【0042】
実施例4〜6のように、シリカを5〜50質量部の範囲で配合した場合、ブルームがみられず、優れたゴム強度を示す。
【0043】
比較例4のように、シリカが含まれないと、ブルームが発生する。
【0044】
比較例5のように、シリカが50質量部をこえると、強度(TB×EB)が低下し好ましくない。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ジエン系ゴム成分100質量部に対して、
シリカ5〜50質量部を含有する充填剤を80質量部以下、および
数平均分子量が600〜6000であり、分子末端に水酸基を有する液状ポリブタジエンを2〜40質量部含有するサイドウォール用ゴム組成物。
【請求項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空気入りタイヤ。

【公開番号】特開2006−83301(P2006−83301A)
【公開日】平成18年3月30日(2006.3.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−270119(P2004−270119)
【出願日】平成16年9月16日(2004.9.16)
【出願人】(000183233)住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Fターム(参考)】