JP2004300361A

JP2004300361A - タイヤ用未加硫ゴム組成物及びタイヤ

Info

Publication number: JP2004300361A
Application number: JP2003097643A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Nishioka; 健太郎西岡
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】高温での耐オゾン性に優れ、かつ高温条件下で保存した場合であってもブルーム現象（白色化）が生じることのない外観性に優れるタイヤ、及び該タイヤに用いられるタイヤ用未加硫ゴム組成物を提供すること。
【解決手段】ジエン系ゴム材料１００重量部に対して炭化水素系ワックスを０．５〜８重量部含有し、前記炭化水素系ワックス中の炭素数３８〜５３の直鎖状飽和炭化水素と炭素数４２〜５１の分岐状飽和炭化水素との合計重量が前記炭化水素系ワックス全体の５重量％以上１５重量％未満であり、かつ前記炭化水素系ワックスは炭素数２５〜４０の分岐状飽和炭化水素を２０〜３０重量％含有することを特徴とするタイヤ用未加硫ゴム組成物。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ用未加硫ゴム組成物及び該ゴム組成物を少なくとも一部に使用して加硫、成形して得られるタイヤに関する。より具体的には、高温での耐オゾン性に優れ、かつ高温条件下で長期間保存した場合であっても外観性に優れるタイヤ、及び該タイヤに用いられるタイヤ用未加硫ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、天然ゴムや合成ゴムからなるタイヤには、大気中のオゾンや日光中の紫外線によるゴムの亀裂防止、すなわち、オゾン劣化防止のために、ワックス系ゴム老化防止剤が用いられている。しかしながら、このような老化防止剤を用いた場合、ゴム表面でブルーム現象が生じ、老化防止剤が表面ににじみ出てくることによりタイヤが白色化して外観性が低下するという問題があった。
【０００３】
このようなブルーム現象を抑制するために多くの技術が提案されている。例えば、天然ゴムやジエン系合成ゴム１００重量部に対し、炭化水素系ワックス０．１〜１０重量部を配合してなるゴム組成物であって、該炭化水素系ワックスの成分組成が、炭素数２９〜３９の非直鎖状成分の炭素数２８〜３６の直鎖状成分に対する割合が２０〜５５重量％であり、上記成分の合計量が３０〜６５重量％、炭素数２０〜２５の直鎖状及び非直鎖状の成分の合計量が７〜３０重量％、炭素数３８〜５３の直鎖状成分と炭素数４２〜５１の非直鎖状成分の合計量が１５〜３５重量％、及び炭素数３２〜４６の直鎖状成分と炭素数３８〜４６の非直鎖状成分の合計量が６０重量％以下であるゴム組成物、並びに該ゴム組成物を外皮部材に用いた空気入りタイヤが開示されている（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２４６７０６号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に記載の炭化水素系ワックスは、高温での耐オゾン性の効果が十分でなく、また該ワックスを含有するタイヤを高温条件下で長期間保存した場合にタイヤ表面が白色化する現象（ブルーム現象）を効果的に抑制することができず、タイヤの外観性に問題が生じる。
【０００５】
本発明の目的は、高温での耐オゾン性に優れ、かつ高温条件下で保存した場合であってもブルーム現象（白色化）が生じることのない外観性に優れるタイヤ、及び該タイヤに用いられるタイヤ用未加硫ゴム組成物を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成すべく、タイヤ用未加硫ゴム組成物について鋭意研究したところ、特定炭素数の飽和炭化水素を特定量含有する炭化水素系ワックスを用いることにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明のタイヤ用未加硫ゴム組成物は、ジエン系ゴム材料１００重量部に対して炭化水素系ワックスを０．５〜８重量部含有し、前記炭化水素系ワックス中の炭素数３８〜５３の直鎖状飽和炭化水素と炭素数４２〜５１の分岐状飽和炭化水素との合計重量が前記炭化水素系ワックス全体の５重量％以上１５重量％未満であり、かつ前記炭化水素系ワックスは炭素数２５〜４０の分岐状飽和炭化水素を２０〜３０重量％含有することを特徴とする。
【０００８】
炭化水素系ワックスの添加量が０．５重量部未満の場合には高温での耐オゾン性が劣り、一方、８重量部を超える場合には高温条件下でブルーム現象が起こり、タイヤの外観性が低下する。両性能をさらに向上させるためには、炭化水素系ワックスの添加量は１〜５重量部であることが好ましい。
【０００９】
また、炭化水素系ワックス中の炭素数３８〜５３の直鎖状飽和炭化水素と炭素数４２〜５１の分岐状飽和炭化水素との合計重量が該ワックス全体の５重量％未満の場合には高温時における耐オゾン性が不十分であり、一方、１５重量％以上の場合には高温時にタイヤ表面の白色化が起こり、外観性が低下する。炭化水素系ワックス中の炭素数３８〜５３の直鎖状飽和炭化水素と炭素数４２〜５１の分岐状飽和炭化水素との合計重量は該ワックス全体の７〜１４重量％であることが好ましい。
【００１０】
また、炭化水素系ワックス中の炭素数２５〜４０の分岐状飽和炭化水素の含有量が２０重量％未満の場合には、タイヤ表面の白色化が起こり、外観性が低下する。一方、３０重量％を超える場合には、高温時における耐オゾン性が不十分となる。炭化水素系ワックスは炭素数２５〜４０の分岐状飽和炭化水素を２０〜２５重量％含有することが好ましい。
【００１１】
本発明のタイヤは、前記タイヤ用未加硫ゴム組成物を少なくとも一部に使用して加硫、成形して得られるものであることを特徴とする。かかるタイヤは、従来よりも優れた耐オゾン性及び外観性を有するものである。特に発熱の大きな部位であるトレッド部、サイドウォール部、ビード部等の構成材料として使用することにより、高温での耐オゾン性及び外観性に優れたタイヤが得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に使用する炭化水素系ワックスは、炭素数３８〜５３の直鎖状飽和炭化水素と炭素数４２〜５１の分岐状飽和炭化水素との合計重量が該ワックス全体の５重量％以上１５重量％未満のもので、かつ炭素数２５〜４０の分岐状飽和炭化水素を２０〜３０重量％含有するものであり、その他の成分は特に制限されない。その他の成分としては、例えば、前記炭素数以外の直鎖状飽和（不飽和）炭化水素、分岐状飽和（不飽和）炭化水素、脂環族炭化水素、芳香族炭化水素などが挙げられる。また、本発明の効果を損なわない範囲で公知の添加剤を含有していてもよい。
【００１３】
前記炭化水素系ワックスの調製方法は特に制限されず、例えば、減圧蒸留法、溶剤脱油法、発汗法、プレス脱油法などの公知の方法を組み合わせることによりそれぞれの成分を濃縮したフラクションを得て、そのフラクションを前記配合比率になるように混合することにより調製することができる。炭化水素系ワックス中の炭素数３８〜５３の直鎖状飽和炭化水素及び炭素数４２〜５１の分岐状飽和炭化水素の重量、並びに炭素数２５〜４０の分岐状飽和炭化水素の重量はガスクロマトグラフなどにより測定することが可能である。
【００１４】
本発明の組成物ないしタイヤに使用するジエン系ゴム材料は特に制限されず、例えば、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、スチレンイソプレンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴムなどが挙げられる。ゴム材料は、必要に応じて２種以上を混合して使用してもよい。
【００１５】
未加硫ゴム組成物には、通常ゴム工業界で用いられる各種添加剤を配合することができる。具体的にはカーボンブラック、シリカ等の補強充填剤、プロセスオイルないし可塑剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛等の加工助剤、各種加硫促進剤、硫黄等の加硫剤、各種酸化防止剤などが例示される。シリカを補強充填剤として使用する場合にはＳｉ−６９（デグサ社）等のシランカップリング剤を添加することが好ましい態様である。
【００１６】
補強充填剤の添加量は、ゴム材料１００重量部に対して、カーボンブラックは０〜２００重量部、シリカは０〜１００重量部であり、カーボンブラックとシリカの合計添加量は、２０〜２００重量部であることが好ましい。
【００１７】
本発明の未加硫ゴム組成物は、公知の方法によって製造する。一般的には、加硫促進剤、硫黄等の加硫剤を除いた原材料をバンバリーミキサー等の混練装置を使用してマスターバッチを作製し、得られたマスターバッチを一旦冷却した後に混練ロールやバンバリーミキサー等の混練装置を使用して加硫剤、加硫促進剤を混合して未加硫ゴム組成物とする。
【００１８】
未加硫ゴム組成物の加硫は、従来と同様に加硫缶、加硫成形装置などを用いて、例えば１００〜２００℃の温度で行うことができるが、加硫温度は１４０〜１８０℃が好ましい。
【００１９】
得られる加硫ゴムは、シート状、板状、ロッド状、その他の形状の成形体として製造することができ、トレッド部、サイドウォール部、又はビード部等の構成材料として使用することができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。
【００２１】
実施例及び比較例
ゴム配合は、天然ゴム（ＮＲ）５０重量部、ブタジエンゴム（ＢＲ）５０重量部、カーボンブラック（ＨＡＦ）６０重量部、亜鉛華３重量部、ステアリン酸２重量部を共通組成とし、表１に示した炭化水素系ワックス３重量部をそれぞれ添加してバンバリーミキサーにて混練してマスターバッチを作製した。マスターバッチを冷却した後、ゴム材料１００重量部に対して、硫黄２重量部、加硫促進剤（川口化学工業、アクセルＮＳ）１重量部を混練ロールを使用してそれぞれ混練し、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物は、所定の金型を使用して１５０℃にて３０分加熱、加硫し、加硫ゴムとした。作製した加硫ゴムは、タイヤの加硫ゴムの評価方法に準じて評価した。
使用した炭化水素系ワックスの内容は、以下の通りである。なお、炭化水素系ワックス中の炭素数３８〜５３の直鎖状飽和炭化水素と炭素数４２〜５１の分岐状飽和炭化水素との合計重量％をＸ（重量％）とし、炭化水素系ワックス中の炭素数２５〜４０の分岐状飽和炭化水素の重量％をＹ（重量％）とする。
・ワックスＡ（Ｘ＝５重量％、Ｙ＝２０重量％）
・ワックスＢ（Ｘ＝１４重量％、Ｙ＝３０重量％）
・ワックスＣ（Ｘ＝２重量％、Ｙ＝２５重量％）
・ワックスＤ（Ｘ＝２０重量％、Ｙ＝２５重量％）
・ワックスＥ（Ｘ＝１０重量％、Ｙ＝１５重量％）
・ワックスＦ（Ｘ＝１０重量％、Ｙ＝３５重量％）
（評価）
＜加硫ゴムの外観性＞
作製した加硫ゴム片を４０℃に温度調節したギアーオーブン中に入れて３週間放置した。その後、加硫ゴム片の表面を目視により観察して下記の基準で外観性を評価した。
○：表面が黒く、ほとんど変色なし
△：やや白色又は茶色に変色している
×：白色又は茶褐色に変色している
＜加硫ゴムの耐オゾン性＞
作製した加硫ゴム片を２５％伸張した条件下でオゾンウェザーメータ装置中に設置し、オゾン濃度１００ｐｐｈｍ、温度５０℃の環境下で２４時間放置し、その後、クラックの発生状態を目視により観察し、下記の基準で耐オゾン性を評価した。
○：クラックの発生なし
△：１ｍｍ以下のクラックが発生している
×：１ｍｍを超えるクラックが発生している
【表１】

表１の結果から、本発明の未加硫ゴム組成物を加硫して得られる加硫ゴムは外観性及び耐オゾン性に優れたものであることがわかる（実施例１〜４）。
これに対して、本発明の炭化水素系ワックスを用いない場合（比較例１〜４）、及び本発明の炭化水素系ワックスを特定量用いない場合（比較例５、６）には、加硫ゴムの外観性又は耐オゾン性のいずれかが劣ることがわかる。

Claims

ジエン系ゴム材料１００重量部に対して炭化水素系ワックスを０．５〜８重量部含有し、前記炭化水素系ワックス中の炭素数３８〜５３の直鎖状飽和炭化水素と炭素数４２〜５１の分岐状飽和炭化水素との合計重量が前記炭化水素系ワックス全体の５重量％以上１５重量％未満であり、かつ前記炭化水素系ワックスは炭素数２５〜４０の分岐状飽和炭化水素を２０〜３０重量％含有することを特徴とするタイヤ用未加硫ゴム組成物。
請求項１記載のタイヤ用未加硫ゴム組成物を少なくとも一部に使用して加硫、成形して得られるタイヤ。