JP2005248056A - ゴム組成物およびそれを用いたタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤの摩耗外観を損なうことなく、グリップ性能を向上したゴム組成物およびそれをトレッドに用いたタイヤを提供する。
【解決手段】天然ゴムおよび／または合成ゴムからなるゴム成分１００重量部に対して、軟化点が１２５℃以上、および酸価が２０以下であるロジンエステル樹脂を０．１〜５０重量部含有するゴム組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、タイヤの摩耗外観を損なうことなく、高いグリップ性能を有するゴム組成物およびそれをトレッドに用いたタイヤに関する。

グリップ性能を向上させる方法として、スチレン含有量の高いＳＢＲをゴム成分として用いることが知られている。しかし、得られたゴム組成物のガラス転移温度が高くなり、摩耗外観が悪化するという問題があった。

また、グリップ性能を向上させる方法として、オイルまたはカーボンブラックを多量に配合することが知られている。しかし、ゴム組成物におけるゴム成分の割合が下がることで強度が低下し、摩耗外観の悪化を引き起こし、さらに走行中における硬度の低下が大きいため、グリップ性能の低下を引き起こすという問題があった。

さらに、グリップ性能を向上させる方法として、タイヤ用ゴム組成物にロジン系樹脂を配合することが知られている（特許文献１参照）。しかし、ロジン系樹脂は、一般的にカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を有するため、加硫阻害をおこし、摩耗外観不良を引き起こすという問題があった。

一方、耐発熱性の改善する方法として、軟化点が１００℃以下のロジンエステルをタイヤ用ゴム組成物に配合することが知られている（特許文献２参照）。しかし、本発明とは目的が異なり、グリップ性能を向上させるために配合したとしても、軟化点が低く、タイヤ温度の上昇に伴い、剛性の低下が生じ、グリップ性能を維持することができないため、好ましくない。

特開昭６３−９７６４４号公報 特開平１０−２８７７６８号公報

本発明は、タイヤの摩耗外観を損なうことなく、グリップ性能を向上させたゴム組成物およびそれをトレッドに用いたタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、天然ゴムおよび／または合成ゴムからなるゴム成分１００重量部に対して、軟化点が１２５℃以上、および酸価が２０以下であるロジンエステル樹脂を０．１〜５０重量部含有するゴム組成物に関する。

前記ロジンエステル樹脂の軟化点は１２５〜１８０℃、および酸価が２０以下であることが好ましい。

前記ロジンエステル樹脂はアビエチン酸とポリオールとのエステル化により生成されることが好ましい。

本発明は、前記ゴム組成物をトレッド部に用いたことを特徴とするタイヤに関する。

本発明によれば、特定の軟化点および酸価を有するロジンエステル樹脂をタイヤ用ゴム組成物に配合することにより、加硫阻害をほとんど起こさず、摩耗外観とグリップ性能の両方を向上することができ、さらに高温条件下でのグリップ性能の維持も確保できる。

本発明のゴム組成物は、ゴム成分およびロジンエステル樹脂からなる。

ゴム成分としては、天然ゴムおよび／または合成ゴムを用いる。

合成ゴムとしては、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、などのジエン系合成ゴム、またはブチルゴム（ＩＩＲ）などのブチル系ゴムが用いられ、とくに高温条件下におけるグリップ性能の維持の点で、ＳＢＲを用いることが好ましい。これらは１種または２種以上用いてもよい。

ゴム成分としてＳＢＲを用いる場合、ＳＢＲのスチレン単位量は、２０〜５０％であることが好ましい。スチレン単位量が２０％未満では、グリップ性能に寄与するｔａｎδ（損失係数）が低くなり、グリップ性能が充分なレベルに達しない傾向がある。また、スチレン単位量が５０％をこえると、ゴム組成物のガラス転移温度が高くなり、摩耗外観の悪化を引き起こす傾向がある。ここで、スチレン含有量は、¹Ｈ ＮＭＲを測定し、そのスペクトルより求めた６．７〜７．２ｐｐｍのスチレン単位に基づくフェニルプロトンのピークから求められる。

本発明において用いられるロジンエステル樹脂は、ロジンとポリオール（多価アルコール）のエステル化により生成される。

前記ロジンは、松などから得られる天然樹脂であり、一般的にＣ₂₀Ｈ₃₀Ｏ₂として表され、そのようなロジンとしては、アビエチン酸（化学式１）、ネオアビエチン酸、ピマル酸などがあげられるが、最もｔａｎδ（損失係数）が高い樹脂が得られるという点から、アビエチン酸であることが好ましい。ロジンエステル樹脂の原料として天然樹脂であるロジンを用いることにより、石油系樹脂であるクマロン・インデン樹脂やフェノール樹脂などを用いた場合に比べ、エネルギーロスがさらに発生しやすく、高いグリップ性能が得られる。

ロジンは、その採取方法によってトールロジン、ガムロジンおよびウッドロジンの３つに分類される。本発明のロジンはガムロジンとして採取されることが好ましい。トールロジンまたはウッドロジンである場合、酸価が高く、架橋密度の低下を引き起こし、摩耗外観の悪化や走行中の硬度低下によるグリップの低下を引き起こす傾向があり、また、加硫速度が低下するために生産性も損なわれる傾向がある。

ロジンエステル樹脂の軟化点は１２５℃以上、好ましくは１３０℃以上、より好ましくは１４０℃以上である。軟化点が１２５℃未満では、特に高温条件下での連続走行におけるグリップ性能の維持が不充分となってしまう。また、軟化点は、１８０℃以下であることが好ましく、１６０℃以下であることがより好ましい。軟化点が１８０℃をこえると、ゴム硬度が適切な領域より高いものとなり、グリップ性能が低下する傾向がある。

ロジンエステル樹脂の酸価は２０以下、好ましくは１７以下である。酸価が２０をこえると、ゴム組成物の架橋密度の低下を引き起こし、摩耗外観の悪化や走行中の硬度の低下を引き起こす。ここで酸価とは、樹脂をトルエンなどの有機溶媒に溶解させて、水酸化カリウムにて中和滴定するときに、樹脂１ｇあたりの中和滴定に必要な水酸化カリウム（ＫＯＨ）の量（ｍｇ）をいう。

ロジンエステル樹脂の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して０．１重量部以上、好ましくは３重量部以上、より好ましくは５重量部以上である。含有量が０．１重量部未満では、ｔａｎδ（損失係数）の増加がなく、グリップ性能の向上が期待できない。また、含有量は５０重量部以下、好ましくは２０重量部以下、より好ましくは１５重量部以下である。含有量が５０重量部をこえると、ゴム硬度が適切な領域より高いものとなり、グリップ性能が低下する。

本発明のゴム組成物は、前記ゴム成分およびロジンエステル樹脂以外にも、カーボンブラックなどの補強剤、アロマティックオイルなどの軟化剤、ステアリン酸、亜鉛華、加硫促進剤、硫黄などの加硫剤を含有することができる。

カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００重量部に対して４０重量部以上であることが好ましく、６０重量部以上であることがより好ましい。含有量が４０重量部未満では、耐摩耗性が著しく低下する傾向がある。また、含有量は１７０重量部以下であることが好ましく、１１０重量部以下であることがより好ましい。含有量が１７０重量部をこえると、ゴム組成物中のゴム成分の割合が減ることによりゴム強度が低下し、摩耗外観の悪化を引き起こす傾向があり、また、走行中の硬度低下が大きく、グリップ性能の低下を引き起こす傾向がある。

本発明のゴム組成物中に含まれる軟化剤の全含有量（ゴム成分としてオイル含有ＳＢＲを用いた場合は、そのオイル量も含めて）は、ゴム成分１００重量部に対して５０重量部以上であることが好ましい。含有量が５０重量部未満では、ゴムの硬度が適切な領域より高くなり、グリップ性能が不充分となる傾向がある。また、含有量は１７０重量部以下であることが好ましく、１００重量部以下であることがより好ましい。含有量が１７０重量部をこえると、ゴム組成物中のゴム成分の割合が減ることによりゴム強度が低下し、摩耗外観の悪化を引き起こす傾向があり、また、走行中の硬度低下が大きく、グリップ性能の低下を引き起こす傾向がある。

本発明のゴム組成物は、タイヤのトレッドとして用いられることが好ましい。トレッドは、通常の加工装置、たとえば、ロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどにより混練りし、シート状にしたものを、所定の形状に張り合わせ、それを加硫する方法により作製することができる。

本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

以下に実施例にて用いた各種薬品について説明する。
ＳＢＲ：日本ゼオン（株）製のＥｍ−ＳＢＲ（スチレン単位量：４５％）
カーボンブラックＮ１１０：三菱化学（株）製のダイアブラックＡ
アロマティックオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセルオイル ＡＨ−２４
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸
亜鉛華：堺化学工業（株）製の亜鉛華１種
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ
硫黄：軽井沢精錬所製の粉末硫黄
テルペンフェノール樹脂：荒川化学工業（株）製のタマノル８６３Ｌ（軟化点１４５．０℃、酸価４９．０、色調（ガードナー）７）
クマロンインデン樹脂：新日鉄化学（株）製のエスクロン Ｖ−１２０
ロジンエステル樹脂Ａ：荒川化学工業（株）製のペンセルＤ−１３５（軟化点１３５．０℃、酸価１３．０、色調（ガードナー）１３）
ロジンエステル樹脂Ｂ：荒川化学工業（株）製のペンセルＤ−１６０（軟化点１５６．５℃、酸価１４．５、色調（ガードナー）１３）
ロジンエステル樹脂Ｃ：荒川化学工業（株）製のペンセルＫＫ（軟化点１７５．０℃、酸価１９．０、色調（ＵＳＤＡ）Ｎ−Ｍ）

実施例１〜３および比較例１〜３
表１に示す配合内容にしたがって、硫黄および加硫促進剤以外の各種薬品をバンバリーミキサーにて混練りした。次に硫黄および加硫促進剤を配合し、オープンロールにて混練りした。得られた混練り物を加硫することにより、ゴム組成物を得た。

得られたゴム組成物を以下の試験に用いた。
（グリップ性能）
粘弾性スペクトロメーター（（株）岩本製作所製））を用いて、温度５０℃、歪率１０±０．５％、周波数１０Ｈｚの条件にてｔａｎδを測定した。ｔａｎδが大きいほどグリップ性能が良好であることを示す。

（引張り試験）
ＪＩＳ Ｋ６２５１に基づき、ダンベル３号型試験片にて引っ張り試験を２３℃で実施した。この試験により各加硫ゴム組成物について、３００％伸長時のモジュラスＭ３００（ＭＰａ）をそれぞれ測定した。値が大きいほど、摩耗外観が良好であることを示す。

Claims (4)

1. 天然ゴムおよび／または合成ゴムからなるゴム成分１００重量部に対して、軟化点が１２５℃以上、および酸価が２０以下であるロジンエステル樹脂を０．１〜５０重量部含有するゴム組成物。
2. ロジンエステル樹脂の軟化点が１２５〜１８０℃、および酸価が２０以下である請求項１記載のゴム組成物。
3. ロジンエステル樹脂がアビエチン酸とポリオールとのエステル化により生成される請求項１または２記載のゴム組成物。
4. 請求項１、２または３記載のゴム組成物をトレッド部に用いたことを特徴とするタイヤ。