タイヤ用ゴム組成物
【課題】 シリカ多量配合における分散性の問題を解消したタイヤ用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】 ジエン系ゴム１００重量部に対し、シリカを２０〜９０重量部およびポリカーボネートジオールを１〜５重量部配合してなるタイヤ用ゴム組成物。
【解決手段】 ジエン系ゴム１００重量部に対し、シリカを２０〜９０重量部およびポリカーボネートジオールを１〜５重量部配合してなるタイヤ用ゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ用ゴム組成物、更に詳細には、シリカ多量配合における分散性の問題を解消したタイヤ用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤのキャップトレッドにシリカを配合することは、今や技術常識となっている。しかしながら、シリカを多量配合することにより、ゴム混合中での分散が問題となっている。この問題を解決する方法として、ジエチレングリコール等を分散剤として使用することはよく知られているが（例えば、ゴム工業便覧、第４版、５１７〜５１８頁、平成６年発行参照）、これは液体であるため、シリカ多量配合においては分散性が必ずしも十分でないという問題を抱えている。
【０００３】
【非特許文献１】ゴム工業便覧、第４版、５１７〜５１８頁、平成６年発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
よって、本発明では、シリカ多量配合に係るタイヤ用ゴム組成物におけるかかる分散性の問題を解消し得るような、ジエチレングリコールに代わる有効な特定の分散剤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】
【０００５】
本発明によれば、ジエン系ゴム１００重量部に対し、シリカを２０〜９０重量部およびポリカーボネートジオールを１〜５重量部配合してなるタイヤ用ゴム組成物が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
シリカ多量配合のゴム組成物に対して、所定量のポリカーボネートジオールを分散剤として添加すると、ゴム中へのシリカの塊による分散不良が無く、得られるゴム組成物の粘度低下と破断伸びが改良される。一方、当該ゴム組成物のグリップ力および転がり抵抗に関係する粘弾性特性も、従来配合のものに比して遜色のないものが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明で分散剤として使用されるポリカーボネートジオールは、以下の一般式（１）：
ＨＯ−［(ＣＨ2]6ＯＣＯＯ]−(ＣＨ2)6−ＯＨ （１）
で示される、常温で白色の固体である。よって、当該固体分散剤を多量のシリカと共にゴム中へ配合しても、シリカのまとまり等による分散不良の問題は生じない。本発明のタイヤ用ゴム組成物では、このポリカーボネートジオール固体分散剤は、ゴム１００重量部に対し、１〜５重量部、好ましくは２〜５重量部の量で配合される。この配合量が1重量部未満では所期の効果が発揮されず、逆に５重量部を超えるとシリカとシランカップリング剤の反応を阻害するので、好ましくない。
【０００８】
本発明のタイヤ用ゴム組成物に用いられるジエン系ゴム成分としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、各種ブタジエンゴム（ＢＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、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等が挙げられる。当該ジエン系ゴムは、本発明のタイヤトレッドゴムとして使用する場合には、その低転動抵抗と耐摩耗性、低温性能を両立させて向上させるために、ガラス転移温度（Ｔｇ）が平均値で−５５℃以下のものを使用することが好ましい。
【０００９】
本発明のタイヤ用ゴム組成物に配合されるシリカとしては、特に制限はないが、例えば、乾燥法ホワイトカーボン、湿式法ホワイトカーボン、コロイダルシリカ、および特開昭６２−６２８３８号公報に開示される沈降シリカなどが挙げられる。これらの中でも、含水ケイ酸を主成分とする湿式法ホワイトカーボンが特に好ましい。これらのシリカは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。シリカの比表面積は、特に制限はされないが、窒素吸着比表面積（ＢＥＴ法）で、通常５０〜４００ｍ2／ｇ、好ましくは１００〜２５０ｍ2／ｇ、更に好ましくは１２０〜１９０ｍ2／ｇの範囲であるときに、補強性、耐摩耗性および発熱性等の改善が十分に達成され、好適である。ここで、窒素吸着比表面積は、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８１に準じＢＥＴ法で測定される値である。
【００１０】
本発明のタイヤ用ゴム組成物における当該シリカの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、２０〜９０重量部、好ましくは４０〜８０重量部の量で用いられる。この配合量が２０重量部未満では所期の効果が発揮できず、逆に９０重量部を超えると耐摩耗性が悪化するので、好ましくない。
【００１１】
本発明に係るタイヤ用ゴム組成物には、前記した必須成分に加えて、カーボンブラック、加硫または架橋剤、各種オイル、老化防止剤、充填材、可塑剤などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に配合使用されている各種配合剤を加えることができ、かかる配合物は、公知のゴム用混練機、例えば、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー等で混練し、任意の条件で加硫してゴム組成物として使用することができる。これら配合剤の添加量も、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。
【実施例】
【００１２】
以下、実施例および比較例に従って本発明を更に詳しく説明するが、本発明の技術的範囲をこれらの実施例に限定するものでないことは言うまでもない。
【００１３】
試験サンプルの作製
以下の表１に示すゴム配合系における硫黄と加硫促進剤を除く成分を１.８Ｌの密閉型ミキサーで３〜５分間混練し、１６５±５℃に達した時に放出したマスターバッチに、硫黄と加硫促進剤を加えて８インチのオープンロールで混練してゴム組成物を得た。このゴム組成物の一部をムーニー粘度試験および加硫試験に供した。次いで、このゴム組成物の残部を１５ｃｍ×１５ｃｍ×０.２ｃｍの金型中で、１６０℃、３０分間プレス加硫して試験片（ゴムシート）を作製し、それぞれ引張試験および粘弾性試験に供した。
【００１４】
試験法
１）ムーニー粘度： ＪＩＳ ６３００に準拠して、ムーニー粘度計にてＬ型ロータ（３８.１ｍｍ径、５.５ｍｍ厚）を使用し、予熱時間１分、ロータの回転時間４分、１００℃、２ｒｐｍの条件で測定した。
２）加硫速度： ＪＩＳ ６３００に準拠して、振動式ディスク加硫試験機にて、振幅１度、１６０℃で３０％および９５％の加硫度に達する時間（Ｔ３０およびＴ９５、分）を測定した。
３）引張特性： ＪＩＳ ６２５１に準拠して、３号ダンベルにて２ｍｍシートを打抜き、５００ｍｍ／分の引張速度にて、３００％モジュラス（Ｍ３００）、引張強さ（ＴB）および切断時伸び（ＥB）を測定した。
４）粘弾性特性（ｔａｎδ、Ｅ′：０℃、６０℃）： （株）東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪＝１０％、振幅＝±２％、周波数＝２０Ｈｚの条件下でｔａｎδおよびＥ′：０℃、６０℃を測定した。
【００１５】
実施例１〜３および比較例１〜３
結果を表１に示す。
【表１】
【００１６】
表１によれば、本発明のタイヤ用ゴム組成物では、ポリカーボネートジオール固体分散剤の使用によって、粘度低下と破断伸びが改良され、粘弾性特性も低下してないことが分かる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ用ゴム組成物、更に詳細には、シリカ多量配合における分散性の問題を解消したタイヤ用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤのキャップトレッドにシリカを配合することは、今や技術常識となっている。しかしながら、シリカを多量配合することにより、ゴム混合中での分散が問題となっている。この問題を解決する方法として、ジエチレングリコール等を分散剤として使用することはよく知られているが（例えば、ゴム工業便覧、第４版、５１７〜５１８頁、平成６年発行参照）、これは液体であるため、シリカ多量配合においては分散性が必ずしも十分でないという問題を抱えている。
【０００３】
【非特許文献１】ゴム工業便覧、第４版、５１７〜５１８頁、平成６年発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
よって、本発明では、シリカ多量配合に係るタイヤ用ゴム組成物におけるかかる分散性の問題を解消し得るような、ジエチレングリコールに代わる有効な特定の分散剤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】
【０００５】
本発明によれば、ジエン系ゴム１００重量部に対し、シリカを２０〜９０重量部およびポリカーボネートジオールを１〜５重量部配合してなるタイヤ用ゴム組成物が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
シリカ多量配合のゴム組成物に対して、所定量のポリカーボネートジオールを分散剤として添加すると、ゴム中へのシリカの塊による分散不良が無く、得られるゴム組成物の粘度低下と破断伸びが改良される。一方、当該ゴム組成物のグリップ力および転がり抵抗に関係する粘弾性特性も、従来配合のものに比して遜色のないものが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明で分散剤として使用されるポリカーボネートジオールは、以下の一般式（１）：
ＨＯ−［(ＣＨ2]6ＯＣＯＯ]−(ＣＨ2)6−ＯＨ （１）
で示される、常温で白色の固体である。よって、当該固体分散剤を多量のシリカと共にゴム中へ配合しても、シリカのまとまり等による分散不良の問題は生じない。本発明のタイヤ用ゴム組成物では、このポリカーボネートジオール固体分散剤は、ゴム１００重量部に対し、１〜５重量部、好ましくは２〜５重量部の量で配合される。この配合量が1重量部未満では所期の効果が発揮されず、逆に５重量部を超えるとシリカとシランカップリング剤の反応を阻害するので、好ましくない。
【０００８】
本発明のタイヤ用ゴム組成物に用いられるジエン系ゴム成分としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、各種ブタジエンゴム（ＢＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、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等が挙げられる。当該ジエン系ゴムは、本発明のタイヤトレッドゴムとして使用する場合には、その低転動抵抗と耐摩耗性、低温性能を両立させて向上させるために、ガラス転移温度（Ｔｇ）が平均値で−５５℃以下のものを使用することが好ましい。
【０００９】
本発明のタイヤ用ゴム組成物に配合されるシリカとしては、特に制限はないが、例えば、乾燥法ホワイトカーボン、湿式法ホワイトカーボン、コロイダルシリカ、および特開昭６２−６２８３８号公報に開示される沈降シリカなどが挙げられる。これらの中でも、含水ケイ酸を主成分とする湿式法ホワイトカーボンが特に好ましい。これらのシリカは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。シリカの比表面積は、特に制限はされないが、窒素吸着比表面積（ＢＥＴ法）で、通常５０〜４００ｍ2／ｇ、好ましくは１００〜２５０ｍ2／ｇ、更に好ましくは１２０〜１９０ｍ2／ｇの範囲であるときに、補強性、耐摩耗性および発熱性等の改善が十分に達成され、好適である。ここで、窒素吸着比表面積は、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８１に準じＢＥＴ法で測定される値である。
【００１０】
本発明のタイヤ用ゴム組成物における当該シリカの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、２０〜９０重量部、好ましくは４０〜８０重量部の量で用いられる。この配合量が２０重量部未満では所期の効果が発揮できず、逆に９０重量部を超えると耐摩耗性が悪化するので、好ましくない。
【００１１】
本発明に係るタイヤ用ゴム組成物には、前記した必須成分に加えて、カーボンブラック、加硫または架橋剤、各種オイル、老化防止剤、充填材、可塑剤などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に配合使用されている各種配合剤を加えることができ、かかる配合物は、公知のゴム用混練機、例えば、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー等で混練し、任意の条件で加硫してゴム組成物として使用することができる。これら配合剤の添加量も、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。
【実施例】
【００１２】
以下、実施例および比較例に従って本発明を更に詳しく説明するが、本発明の技術的範囲をこれらの実施例に限定するものでないことは言うまでもない。
【００１３】
試験サンプルの作製
以下の表１に示すゴム配合系における硫黄と加硫促進剤を除く成分を１.８Ｌの密閉型ミキサーで３〜５分間混練し、１６５±５℃に達した時に放出したマスターバッチに、硫黄と加硫促進剤を加えて８インチのオープンロールで混練してゴム組成物を得た。このゴム組成物の一部をムーニー粘度試験および加硫試験に供した。次いで、このゴム組成物の残部を１５ｃｍ×１５ｃｍ×０.２ｃｍの金型中で、１６０℃、３０分間プレス加硫して試験片（ゴムシート）を作製し、それぞれ引張試験および粘弾性試験に供した。
【００１４】
試験法
１）ムーニー粘度： ＪＩＳ ６３００に準拠して、ムーニー粘度計にてＬ型ロータ（３８.１ｍｍ径、５.５ｍｍ厚）を使用し、予熱時間１分、ロータの回転時間４分、１００℃、２ｒｐｍの条件で測定した。
２）加硫速度： ＪＩＳ ６３００に準拠して、振動式ディスク加硫試験機にて、振幅１度、１６０℃で３０％および９５％の加硫度に達する時間（Ｔ３０およびＴ９５、分）を測定した。
３）引張特性： ＪＩＳ ６２５１に準拠して、３号ダンベルにて２ｍｍシートを打抜き、５００ｍｍ／分の引張速度にて、３００％モジュラス（Ｍ３００）、引張強さ（ＴB）および切断時伸び（ＥB）を測定した。
４）粘弾性特性（ｔａｎδ、Ｅ′：０℃、６０℃）： （株）東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪＝１０％、振幅＝±２％、周波数＝２０Ｈｚの条件下でｔａｎδおよびＥ′：０℃、６０℃を測定した。
【００１５】
実施例１〜３および比較例１〜３
結果を表１に示す。
【表１】
【００１６】
表１によれば、本発明のタイヤ用ゴム組成物では、ポリカーボネートジオール固体分散剤の使用によって、粘度低下と破断伸びが改良され、粘弾性特性も低下してないことが分かる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム１００重量部に対し、シリカを２０〜９０重量部およびポリカーボネートジオールを１〜５重量部配合してなるタイヤ用ゴム組成物。
【請求項１】
ジエン系ゴム１００重量部に対し、シリカを２０〜９０重量部およびポリカーボネートジオールを１〜５重量部配合してなるタイヤ用ゴム組成物。
【公開番号】特開２００６−１４３８４０（Ｐ２００６−１４３８４０Ａ）
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３３４３７９（Ｐ２００４−３３４３７９）
【出願日】平成１６年１１月１８日（２００４．１１．１８）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１８日（２００４．１１．１８）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
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