説明

ブレーカートッピング用ゴム組成物及び空気入りタイヤ

【課題】コードとの接着性を良好に維持しながら、転がり抵抗特性及び押出加工性を両立できるブレーカートッピング用ゴム組成物、及びそれを用いて作製したブレーカーを有する空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】天然ゴムを含むゴム成分と、液状レジンとを含有するブレーカートッピング用ゴム組成物に関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ブレーカートッピング用ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、空気入りタイヤにおいては、車の低燃費化を実現するため、タイヤのエネルギーロスを抑え、転がり抵抗特性を改善するタイヤ配合設計が行われてきた。近年、車の低燃費化への要求がますます強くなってきており、タイヤにおける占有比率の高いトレッド用ゴム組成物だけでなく、ブレーカートッピング用ゴム組成物に対しても、転がり抵抗特性の改善が求められている。また、ブレーカートッピング用ゴム組成物においては、転がり抵抗特性だけでなく、スチールコード等のコードとの接着性に優れることも要求される。
【0003】
転がり抵抗特性を改善する方法としては、例えば、カーボンブラック、シリカ等の補強剤の配合量を減じる方法が知られている。しかし、補強剤の量を減らすと、ゴム組成物の形状が安定せず、押出加工性が悪化する傾向があった。
【0004】
上記押出加工性の悪化を抑制する方法として、例えば、オイルや固体レジンを配合する方法が知られている。しかし、オイルや固体レジンを配合すると、転がり抵抗特性が悪化する傾向があり、転がり抵抗特性と押出加工性との両立は困難であった。
【0005】
特許文献1には、融点が100〜150℃であるインデン系樹脂を用いてグリップ性能及び耐摩耗性をバランス良く改善することが提案され、特許文献2には、クマロンインデン樹脂などを粘着付与剤として用いてグリップ性能を改善することが提案されている。しかし、これらの文献では、ブレーカートッピングへの適用や、転がり抵抗特性及び押出加工性を両立させる点については検討されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2006−124601号公報
【特許文献2】特開2001−240704号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、前記課題を解決し、コードとの接着性を良好に維持しながら、転がり抵抗特性及び押出加工性を両立できるブレーカートッピング用ゴム組成物、及びそれを用いて作製したブレーカー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】
【0008】
本発明は、天然ゴムを含むゴム成分と、液状レジンとを含有するブレーカートッピング用ゴム組成物に関する。
【0009】
上記ゴム成分100質量部に対する上記液状レジンの含有量が0.5〜3質量部であることが好ましい。
【0010】
上記ゴム組成物がカーボンブラックを含有することが好ましい。
【0011】
上記ゴム成分100質量部に対する上記カーボンブラックの含有量が40〜80質量部であることが好ましい。
【0012】
上記ゴム組成物が有機酸コバルトを含有することが好ましい。
【0013】
上記ゴム成分100質量部に対する上記有機酸コバルトの含有量がコバルトに換算して0.05〜0.15質量部であることが好ましい。
【0014】
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製したブレーカーを備える空気入りタイヤに関する。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、天然ゴムと、特定の軟化点を有する液状レジンとを含有するゴム組成物であるので、コードとの接着性を良好に維持しながら、転がり抵抗特性及び押出加工性を両立できる。従って、該ゴム組成物をブレーカートッピングに使用することにより、良好な転がり抵抗特性を有するとともに、製造が容易な空気入りタイヤを提供できる。また、コードとゴムとが剥離しにくいため、耐久性にも優れている。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明のゴム組成物は、天然ゴム(NR)と、特定の軟化点を有する液状レジンとを含有する。これらの成分を併用することで、コードとの接着性を良好に維持しながら、転がり抵抗特性及び押出加工性を両立できる。
【0017】
本発明のゴム組成物は、ゴム成分として、NRを含有する。これにより、コードとの接着性を良好に維持しながら、転がり抵抗特性及び押出加工性を両立できる。なお、NRとしては特に限定されず、SIR20、RSS♯3、TSR20等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。
【0018】
ゴム成分100質量%中のNRの含有量は、好ましくは60質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、特に好ましくは100質量%である。60質量%未満であると、コードとの接着性を充分に確保できないおそれがある。
【0019】
なお、本発明のゴム組成物はNR以外のゴム成分を使用してもよく、例えば、エポキシ化天然ゴム(ENR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(X−IIR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリルニトリル(NBR)、イソモノオレフィンとパラアルキルスチレンとの共重合体のハロゲン化物など、タイヤ工業において一般的なものを使用してもよい。
【0020】
本発明のゴム組成物は、特定の軟化点を有する液状レジンを含有する。上記液状レジンは軟化点が固体レジンに比べて低く、転がり抵抗特性に相関があると考えられる70℃tanδの測定温度において液状である。したがって、液状レジンを配合すると、ポリマーが動き易くなることでエネルギーロスが少なくなり、転がり抵抗特性が改善されると考えられる。
【0021】
上記液状レジンとしては、例えば、液状クマロンインデン樹脂、液状インデン樹脂、液状α−メチルスチレン樹脂、液状ビニルトルエン樹脂、液状ポリイソペンタン樹脂などの液状の石油系又は石炭系樹脂などが挙げられる。なかでも、液状クマロンインデン樹脂が好ましい。
【0022】
上記液状レジンの軟化点は、−20℃以上、好ましくは−5℃以上、より好ましくは0℃以上である。−20℃未満であると、液状レジンの粘度が低くなり過ぎて、ゴム成分との混練性が悪化する傾向がある。また、上記液状レジンの軟化点は、20℃以下、好ましくは19℃以下、より好ましくは17℃以下である。20℃を超えると、エネルギーロスが大きくなり、転がり抵抗特性が悪化する傾向がある。
なお、本明細書において、軟化点とは、JIS K6220に規定される軟化点を環球式軟化点測定装置で測定し、球が降下した温度である。
【0023】
上記液状レジンの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは0.8質量部以上、更に好ましくは1質量部以上であり、また、好ましくは3質量部以下、より好ましくは2.5質量部以下、更に好ましくは2質量部以下である。該含有量が上記範囲内であれば、転がり抵抗特性、押出加工性及びコードとの接着性の改善効果を高めることができる。
【0024】
本発明のゴム組成物は、補強剤として、カーボンブラックを含有することが好ましい。これにより、補強性が得られ、押出加工性をより改善することができる。
【0025】
カーボンブラックとしては特に限定されず、SAF、ISAF、HAF、FEF、GPFなど、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。
【0026】
カーボンブラックのチッ素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは30m/g以上、より好ましくは50m/g以上、更に好ましくは70m/g以上である。30m/g未満であると、充分な補強性が得られないおそれがある。また、カーボンブラックのNSAは、好ましくは150m/g以下、より好ましくは120m/g以下、更に好ましくは100m/g以下である。150m/gを超えると、未加硫ゴム組成物の粘度が高くなり、混練加工性が悪化する傾向がある。
なお、カーボンブラックのNSAは、JIS K6217のA法によって求められる。
【0027】
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは40質量部以上、より好ましくは45質量部以上、更に好ましくは50質量部以上である。40質量部未満であると、カーボンブラックを配合した効果が充分に得られないおそれがある。該カーボンブラックの含有量は、好ましくは80質量部以下、より好ましくは70質量部以下、更に好ましくは60質量部以下である。80質量部を超えると、転がり抵抗特性が悪化する傾向がある。
【0028】
本発明のゴム組成物は、有機酸コバルトを含有することが好ましい。有機酸コバルトは、ゴムとコードを架橋する役目を果たすため、有機酸コバルトを含有することにより、コードとゴムとの接着性を向上させることができる。
【0029】
有機酸コバルトとしては、例えば、ステアリン酸コバルト、ナフテン酸コバルト、ネオデカン酸コバルト、ホウ素3ネオデカン酸コバルトなどが挙げられる。なかでも、加硫反応が進行しやすいという点から、ステアリン酸コバルトが好ましい。
【0030】
有機酸コバルトの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、コバルトに換算して好ましくは0.05質量部以上、より好ましくは0.08質量部以上である。0.05質量部未満では、コードとゴムとの接着性が充分ではないおそれがある。また、該含有量は、コバルトに換算して好ましくは0.15質量部以下、より好ましくは0.12質量部以下である。0.15質量部を超えると、耐熱性が悪化する傾向がある。
【0031】
本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、シリカ、ステアリン酸、酸化防止剤、老化防止剤、加硫促進剤、ワックスなどを必要に応じて配合してもよい。
【0032】
上記液状レジンは、ゴム組成物を軟化する作用を有している。したがって、上記液状レジンを用いることで、ゴム組成物中のオイルや固体レジンの含有量を少なくし、転がり抵抗特性を改善できる。
【0033】
オイル及び固体レジンの合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは3質量部以下、より好ましくは2質量部以下、更に好ましくは1質量部以下、特に好ましくは0質量部(含有しない)である。
なお、本明細書において、固定レジンとは、軟化点が50℃以上のレジンを意味する。
【0034】
本発明のゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記各成分を混練りし、その後加硫する方法等により製造できる。
【0035】
本発明のブレーカートッピング用ゴム組成物は、トレッドの内部で、かつカーカスの半径方向外側に配されるブレーカーに使用される。ブレーカーの具体例は、特開2003−94918号公報の図3等に示されている。
【0036】
本発明の空気入りタイヤは、タイヤコードを上記ブレーカートッピング用ゴム組成物で被覆してブレーカーの形状に成形したのち、他のタイヤ部材と貼りあわせて未加硫タイヤを成形し、加硫することによって製造することができる。
【0037】
ブレーカーコードとしては、タイヤ用スチールコード、2+2/0.23(線経0.23mmの2本と2本のコードを和して撚り合せたタイヤコード)、黄銅メッキ付高張力コードなどが挙げられる。
【0038】
本発明の空気入りタイヤは、乗用車、トラック、バス等に用いることができ、なかでも、乗用車に好適に用いられる。
【実施例】
【0039】
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【0040】
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
NR:TSR20
カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイアブラックLH(N326、NSA:84m/g)
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスオイルPS323
固体レジン:エクソン化学社製のエスコレッツ1102(C系樹脂、軟化点:97〜103℃)
液状レジン:Rutgers Chemicals社製のNovares C10(液状クマロンインデン樹脂、軟化点:5〜15℃)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラックFR
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛
硫黄:フレキシス社製のクリステックスHSOT20(硫黄80質量%及びオイル分20質量%を含む不溶性硫黄)
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーDZ
ステアリン酸コバルト:大日本インキ化学工業(株)製のcost−F(コバルト含有量:9.5質量%)
【0041】
実施例1〜2及び比較例1〜4
表1に示す配合処方に従い、1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の薬品を混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物を2mm厚の金型を用いて150℃で30分間プレス加硫し、加硫ゴムシートを得た。
また、スチールコードを上記未加硫ゴム組成物で被覆して未加硫ブレーカーを作製した後、該未加硫ブレーカーを150℃の条件下で30分間加硫し、加硫ブレーカーを得た。
【0042】
得られた未加硫ゴム組成物、加硫ゴムシート及び加硫ブレーカーを用いて以下の評価を行った。その結果を表1に示す。
【0043】
(転がり抵抗指数)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%の条件下で上記加硫ゴムシートのtanδを測定し、比較例1のtanδを100として、下記計算式により指数表示した。指数が小さいほど、転がり抵抗特性が優れることを示す。
(転がり抵抗指数)=(各配合のtanδ)/(比較例1のtanδ)×100
【0044】
(押出加工性)
上記未加硫ゴム組成物のロール通過しやすさ、押出後のゴム肌(表面形状)を目視で観察し、比較例1を3点とし、5点満点で評価した。5に近いほど押出加工性に優れることを示す。
【0045】
(剥離抗力指数)
上記加硫ブレーカーを用いて接着試験を行い、剥離抗力を測定した。そして、比較例1の剥離抗力を100とし、下記計算式により、各配合の剥離抗力を指数表示した。指数が大きいほど、コードとの接着性に優れることを示す。
(剥離抗力指数)=(各配合の剥離抗力)/(比較例1の剥離抗力)×100
【0046】
【表1】

【0047】
表1より、液状レジンを含有する実施例は、液状レジンを含有しない比較例に比べて、コードとの接着性を良好に維持しながら、転がり抵抗特性及び押出加工性をバランス良く改善することができた。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
天然ゴムを含むゴム成分と、液状レジンとを含有するブレーカートッピング用ゴム組成物。
【請求項2】
前記ゴム成分100質量部に対する前記液状レジンの含有量が0.5〜3質量部である請求項1記載のブレーカートッピング用ゴム組成物。
【請求項3】
カーボンブラックを含有する請求項1又は2記載のブレーカートッピング用ゴム組成物。
【請求項4】
前記ゴム成分100質量部に対する前記カーボンブラックの含有量が40〜80質量部である請求項3記載のブレーカートッピング用ゴム組成物。
【請求項5】
有機酸コバルトを含有する請求項1〜4のいずれかに記載のブレーカートッピング用ゴム組成物。
【請求項6】
前記ゴム成分100質量部に対する前記有機酸コバルトの含有量がコバルトに換算して0.05〜0.15質量部である請求項5記載のブレーカートッピング用ゴム組成物。
【請求項7】
請求項1〜6のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製したブレーカーを備える空気入りタイヤ。

【公開番号】特開2011−148953(P2011−148953A)
【公開日】平成23年8月4日(2011.8.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−13379(P2010−13379)
【出願日】平成22年1月25日(2010.1.25)
【出願人】(000183233)住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Fターム(参考)】