JP2009001758A - タイヤ用ゴム組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】これまでになく、より高度に低転がり抵抗性と耐摩耗性とを両立させることのできるタイヤ用ゴム組成物の製造方法、この製造方法により製造されたゴム組成物、このゴム組成物を用いたタイヤを提供する。
【解決手段】ジエン系ゴム（Ａ）と、該（Ａ）ジエン系ゴムと同じかまたは別のジエン系ゴム（Ｂ）と、補強用充填剤（Ｃ）と、架橋剤（Ｄ）と、を混練りすることによりタイヤ用ゴム組成物の製造するにあたり、前記補強用充填剤（Ｃ）の全部を前記ジエン系ゴム（Ａ）に添加してマスターバッチを得る工程と、得られたマスターバッチに前記ジエン系ゴム（Ｂ）と前記架橋剤（Ｄ）とを混練りする工程と、を含む。
【選択図】なし

Description

本発明は、タイヤ用ゴム組成物の製造方法、この製造方法により製造されたゴム組成物、このゴム組成物を用いたタイヤに関し、詳しくは、低転がり抵抗性と耐摩耗性とを高度に両立させ得るタイヤ用ゴム組成物の製造方法、この製造方法により製造されたゴム組成物、このゴム組成物を用いたタイヤに関する。

空気入りタイヤの耐摩耗性を向上させるために、例えば、ゴム用補強充填剤として高い補強性と優れた耐摩耗性を付与するカーボンブラックがひろく用いられている。また、空気入りタイヤの耐摩耗性を向上させるためには、カーボンブラックの充填量をより多くすることや、より粒径の小さいカーボンブラックを使用することが考えられる。しかしながら、いずれの場合においてもカーボンブラックによるヒステリシスロスが大きくなり、転がり抵抗が大きくなってしまうという問題があった。即ち、空気入りタイヤの低転がり抵抗性と耐摩耗性は互いに背反する関係にあることが一般に知られている。

一方、低転がり抵抗性および耐摩耗性を両立させる充填剤として、含水ケイ酸が知られている。しかしながら、含水ケイ酸を配合したゴム組成物は同程度の比表面積を有するカーボンブラックを配合したゴム組成物と比較して、貯蔵弾性率が小さく、そのためグリップ性能が劣るという問題があった。

上述したような問題を解消するために、タイヤ用ゴム組成物の製造に際し、各種マスターバッチを調製する方法が幾つか提案されている。例えば、特許文献１には、架橋剤の一部または全部をブタジエンゴムに添加してマスターバッチを得、これにより低転がり抵抗性と耐摩耗性とを高度に両立させることができると報告されている。また、特許文献２および３には、シリカマスターバッチを調製することにより低転がり抵抗性と耐摩耗性とを改善することができることが報告されている。さらに、特許文献３〜５には、低ロス性、耐磨耗性および破壊特性等を大幅に向上させるために、天然ゴムまたは変性天然ゴムのマスターバッチを調製することが報告されている。
特開２００３−１４７１２４号公報 特開２００５−１７９４３６号公報 特開２００６−２６５４００号公報 特開２００６−１４３８７９号公報 特開２００６−１４３８８１号公報 特開２００６−２１３８７８号公報 特開２００６−２１３８７９号公報 特開２００６−２１９６１８号公報

上述したような従来のマスターバッチ法の採用により、カーボンブラックや含水ケイ酸の配合に伴う上述の問題はある程度解消するに至ったが、今日、より高度に低転がり抵抗性と耐摩耗性とを両立させることのできるタイヤ用ゴム組成物の製造方法が望まれている。

そこで本発明の目的は、これまでになく、より高度に低転がり抵抗性と耐摩耗性とを両立させることのできるタイヤ用ゴム組成物の製造方法、この製造方法により製造されたゴム組成物、このゴム組成物を用いたタイヤを提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、あらかじめ補強用充填剤を添加したジエン系ゴムのマスターバッチを用いてゴム組成物を製造することにより、従来法によるよりも、低転がり抵抗性と耐摩耗性とをより高度に両立させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のタイヤ用ゴム組成物の製造方法は、ジエン系ゴム（Ａ）と、該（Ａ）ジエン系ゴムと同じかまたは別のジエン系ゴム（Ｂ）と、補強用充填剤（Ｃ）と、架橋剤（Ｄ）と、を混練りすることによりタイヤ用ゴム組成物を製造するにあたり、
前記補強用充填剤（Ｃ）の全部を前記ジエン系ゴム（Ａ）に添加してマスターバッチを得る工程と、得られたマスターバッチに前記ジエン系ゴム（Ｂ）と前記架橋剤（Ｄ）とを混練りする工程と、を含むことを特徴とするものである。

また、本発明は、前記製造方法により得られたことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物に関する。

さらに、本発明は、前記タイヤ用ゴム組成物からなるトレッドを有することを特徴とするタイヤに関する。

本発明のタイヤ用ゴム組成物の製造方法によれば、これまでになく、より高度にタイヤの低転がり抵抗性と耐摩耗性とを両立させることができる。

本発明のタイヤ用ゴム組成物の製造方法は、ジエン系ゴム（Ａ）と、該（Ａ）ジエン系ゴムと同じかまたは別のジエン系ゴム（Ｂ）と、補強用充填剤（Ｃ）と、架橋剤（Ｄ）と、を混練りすることによりタイヤ用ゴム組成物を製造するにあたり、先ず、補強用充填剤（Ｃ）の全部をジエン系ゴム（Ａ）に添加してマスターバッチを調製する。次いで、得られたマスターバッチにジエン系ゴム（Ｂ）と架橋剤（Ｄ）とを混練りする。これにより、従来法によるよりも破壊特性等を維持しながら、低ロス性ゴム組成物を得ることが可能となり、これまでになく、より高度に低転がり抵抗性と耐摩耗性とを両立させることができる。

ここで、ジエン系ゴム（Ａ）の重量平均分子量をジエン系ゴム（Ｂ）の重量平均分子量と同じか、若しくは高くすることが好ましく、より好ましくは１〜５倍とする。これにより、より良好に所望の効果を得ることが可能となる。

ジエン系ゴム（Ａ）または（Ｂ）として使用し得るジエン系ゴムには、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレン合成ゴム（ＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、イソブチレン−イソプレンゴム（ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などがあり、これらのゴムは、単独で用いてもよく、あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。

補強用充填剤（Ｃ）としては、タイヤ用ゴム組成物において慣用されている、例えば、カーボンブラック、シリカ、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム、クレー、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどの無機充填剤などを挙げることができる。これらのうち、ゴムの補強効果が高いカーボンブラックが好ましい。かかるカーボンブラックとしては、通常ゴム業界で用いられているものを使用することができる。例えば、ＳＡＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦなど種々のグレードのカーボンブラックを使用することができる。これらの補強用充填剤は単独で用いてもよく、２種以上組み合わせて用いてもよい。

架橋剤（Ｄ）は、加硫剤および加硫促進剤をも包含する概念であり、従来タイヤ用ゴム組成物において慣用されている硫黄、塩化硫黄化合物、有機硫黄化合物などの硫黄を含む加硫剤、無機加硫剤、オキシム類、ニトロソ化合物、ポリアミン、有機過酸化物などを挙げることができる。また、加硫促進剤としては、チアゾール系化合物、スルフェンアミド系化合物、チオ尿素系化合物、チウラム系化合物、グアニジン系化合物、アルデヒド−アミン系化合物、アルデヒド−アンモニア系化合物などを挙げることができる。

本発明において、ゴム成分中のジエン系ゴム（Ａ）とジエン系ゴム（Ｂ）との配合割合は、好ましくは質量比で３０〜７０対７０〜３０である。全ゴム成分１００質量部中のジエン系ゴム（Ａ）の割合が３０質量部未満であると十分な破壊強力を得ることができず、一方、７０質量部を超えると十分な低ロス性を得ることができない。

また、補強用充填剤（Ｃ）の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１０〜１５０質量部である。この配合量が１０質量部未満であると破壊強力が低下する傾向にあり、一方、２００質量部を超えると十分な低ロス性が得られなくなる。

なお、架橋剤（Ｄ）の配合量は、通常のタイヤ用ゴム配合物に適用される範囲内とすることができる。

本発明のタイヤ用ゴム組成物の製造方法では、本発明の目的を損なわない範囲内で、ゴム工業で通常使用されている各種配合剤、例えば、老化防止剤、スコーチ防止剤、亜鉛華、軟化剤、ステアリン酸、オゾン劣化防止剤などを適宜配合することができる。

本発明に係るマスターバッチは、たとえば、バンバリーミキサー、ロール、ニーダーなどの通常の加工装置を用いて混練りすることにより調製することができる。また、かかるマスターバッチとジエン系ゴム（Ｂ）および架橋剤（Ｄ）を混練りする際も、マスターバッチの調製の場合と同様の装置を用いて混練りすることができる。

本発明の方法により得られた本発明のタイヤ用ゴム組成物をタイヤトレッドに適用することにより、従来法よりも、より高度に低転がり抵抗性と耐摩耗性とを両立させることができる。本発明のタイヤは、トレッドゴムに本発明のタイヤ用ゴム組成物を通常の方法に従い適用することにより製造することができ、タイヤの製法自体は何等制限されるものではない。

以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
下記の表１に示す配合内容に従い、バンバリーミキサーを用いて１１０℃で３．５分間混練りし、マスターバッチを調製した。次いで、得られた２種のマスターバッチを用い、あるいは用いることなく、下記の表２に示す配合内容に従い、バンバリーミキサーを用いて１１０℃で３．５分間混練りし、各種供試ゴム組成物を調製した。

（１）低ロス性
各種供試ゴム組成物を１４５℃で３３分間加硫して得た加硫ゴムに対し、粘弾性測定装置［レオメトリックス社製］を用い、温度５０℃、歪み１０％、周波数１５Ｈｚで損失正接（ｔａｎδ）を測定し、実施例１、２、３および４に対応する各々の比較例１、２、３を１００として指数表示した。数値が小さい程、低ロス性に優れていることを示す。

（２）耐摩耗性
各種供試ゴム組成物を１４５℃で３３分間加硫して得た加硫ゴムに対し、リング引張摩耗試験機を用い、室温における破断強力を測定し、低ロス性同様各々の比較例を１００として対応する各実施例を指数表示した。指数値が大きい程、破壊特性に優れることを示す。

ＳＢＲ１：スチレンブタジエンゴムＪＳＲ製♯１５００
ＳＢＲ２：スチレンブタジエンゴムＪＳＲ製♯１７１２（♯１５００の高分子量タイプ）
老化防止剤１：ワックス
老化防止剤２：Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−Ｐ−フェニレンジアミン

老化防止剤１：ワックス
老化防止剤２：Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−Ｐ−フェニレンジアミン
加硫促進剤１：１，３−ジフェニルグアジニン
加硫促進剤２：ジベンゾチアジルジスルフィド
加硫促進剤３：Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド

表２に示す特性の評価結果から明らかなように、本発明の製造方法に従い製造した実施例のゴム組成物は、破壊強力と低ロス性のいずれの性能も比較例に比べ優れていることが分かる。

Claims (4)

1. ジエン系ゴム（Ａ）と、該（Ａ）ジエン系ゴムと同じかまたは別のジエン系ゴム（Ｂ）と、補強用充填剤（Ｃ）と、架橋剤（Ｄ）と、を混練りすることによりタイヤ用ゴム組成物を製造するにあたり、
   前記補強用充填剤（Ｃ）の全部を前記ジエン系ゴム（Ａ）に添加してマスターバッチを得る工程と、得られたマスターバッチに前記ジエン系ゴム（Ｂ）と前記架橋剤（Ｄ）とを混練りする工程と、を含むことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
2. 前記ジエン系ゴム（Ａ）の重量平均分子量を前記ジエン系ゴム（Ｂ）の重量平均分子量と同じか、若しくは高くする請求項１記載の製造方法。
3. 請求項１または２記載の製造方法により得られたことを特徴とするゴム組成物。
4. 請求項３記載のタイヤ用ゴム組成物からなるトレッドを有することを特徴とするタイヤ。