JP2009035682A

JP2009035682A - タイヤビードフィラー用ゴム組成物

Info

Publication number: JP2009035682A
Application number: JP2007203051A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Saito; 宏之斎藤
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2007-08-03
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2009-02-19

Abstract

【課題】加工性並びに高硬度化および低発熱性を両立させたタイヤビードフィラー用ゴム組成物を提供すること。
【解決手段】（Ａ）ゴム成分１００重量部と、（Ｂ）カルボン酸変性液状ポリイソプレン１〜２０重量部と、（Ｃ）フェノール系樹脂５〜４０重量部と、（Ｄ）硬化剤０．５〜２．０重量部とを配合してなることを特徴とするタイヤビードフィラー用ゴム組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、タイヤビードフィラー用ゴム組成物に関し、更に詳細には、カルボン酸変性液状ポリイソプレンゴムを配合することにより、押出加工性の向上と高硬度化および低発熱化とを両立させたタイヤビードフィラー用ゴム組成物に関する。

近年、空気入りタイヤの生産性、耐久性、操縦安定性、転がり抵抗などを改善するために、ビード部に配設されるビードフィラーについて様々な検討がなされてきた。また、近年、空気入りタイヤの軽量化の要求がますます高まっており、ビードフィラーを薄肉化する必要性がある。加硫生産性、耐久性、操縦安定性および転がり抵抗の改善並びに軽量化を図るために、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を配合することによりビードフィラー用ゴム組成物を超硬質化することが下記特許文献１に提案されており、また、破壊物性および操縦安定性の改善並びに軽量化を図るために、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を配合することによりビードフィラー用ゴム組成物を高剛性化することが下記特許文献２に提案されている。一方、タイヤ用ゴム組成物において、接着耐久性や弾性率などの物性を向上させるために、マレイン酸又はその誘導体を導入した液状ポリイソプレンを配合してフェノール樹脂などの極性有機材料の分散性を向上させる技術が下記特許文献３に提案されている。しかし、一般的に、ビードフィラー用ゴム組成物に熱硬化性樹脂を配合すると、ゴム組成物の硬度が増加するため、配合後の押出加工性が低下する。従って、押出加工性の改善と高硬度化および低発熱化とは二律背反の関係にあり、押出加工性の改善と高硬度化および低発熱化とを両立させる技術は、未だ提案されていない。

特開平５−０５１４８７号公報特開２００２−１０５２４９号公報特開２００５−２２６０１６号公報

よって、本発明は、押出加工性の改善と高硬度化および低発熱化を両立させたタイヤビードフィラー用ゴム組成物を提供することを目的とする。

本発明によれば、（Ａ）ゴム成分１００重量部と、（Ｂ）カルボン酸変性液状ポリイソプレン１〜２０重量部と、（Ｃ）フェノール系樹脂５〜４０重量部と、（Ｄ）硬化剤０．５〜２．０重量部とを配合してなることを特徴とするタイヤビードフィラー用ゴム組成物が提供される。

本発明者は、上記の課題を鋭意検討した結果、フェノール系樹脂を含むタイヤビードフィラー用ゴム組成物に対して、特定のカルボン酸変性液状ポリイソプレンと硬化剤を所定量配合すると、押出加工性の改善と高硬度化および低発熱化を両立させたタイヤビードフィラー用ゴム組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明のタイヤビードフィラー用ゴム組成物に使用できるゴム成分（Ａ）の例としては、天然ゴム（ＮＲ）、各種ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、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（ＣＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＩＢＲ）などが挙げられる。これらのゴムは、単独で、または２種以上のブレンドゴムとして使用できる。ゴム成分（Ａ）は、スチレンブタジエンゴムと天然ゴムとを、スチレンブタジエンゴム：天然ゴム＝１０：９０〜５０：５０の重量比で含むことが好ましい。

本発明のタイヤビードフィラー用ゴム組成物に使用されるカルボン酸変性液状ポリイソプレン（Ｂ）は、好ましくは１．０×１０⁴ 〜６.０×１０⁴ の数平均分子量を有する。液状ポリイソプレン（Ｂ）は、ポリイソプレンにカルボン酸またはその誘導体を導入したものである。カルボン酸変性液状ポリイソプレン（Ｂ）は、主鎖に結合したカルボン酸基を好ましくは１分子当たり２〜１０個有する。主鎖に結合したカルボン酸基の例としては、無水マレイン酸、マレイン酸モノエステル等が挙げられる。本発明のゴム組成物において、液状ポリイソプレン（Ｂ）は、ゴム成分（Ａ）１００重量部当たり、１〜２０重量部、好ましくは３〜８重量部配合される。液状ポリイソプレン（Ｂ）の配合量が１重量部未満では、所期の効果を発揮するのに不十分であり、２０重量部を超えると、得られるゴム組成物の加硫後の剛性が低下するので好ましくない。液状ポリイソプレン（Ｂ）として、例えば、下記一般式（１）および（２）でそれぞれ示される商品名「クラプレンＬＩＲ４０３」（数平均分子量約２．５×１０⁴ 、１分子当たりのカルボン酸基の平均数約３）及び「クラプレンＬＩＲ４１０」（数平均分子量約２．５×１０⁴ 、１分子当たりのカルボン酸基の平均数約１０）などとして市販されているものを使用できる。

本発明のタイヤビードフィラー用ゴム組成物に使用されるフェノール系樹脂（Ｃ）は、フェノール類、例えばフェノール；ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、２，３−キシレノールおよび２，４−キシレノールなどのキシレノール類、ｐ−（ｔ−ブチル）フェノール、ｏ−フェニルフェノール、ｍ−フェニルフェノール、ｐ−フェニルフェノール、ビスフェノールＡ、レゾルシンなどの置換フェノールと、アルデヒド類、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、フルフラールなどとを縮合させて得られるノボラック型フェノール系樹脂である。ノボラック型フェノール系樹脂の例としては、例えば、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂、クレゾール樹脂；ロジン油、トール油、カシュー油、リノール酸、オレイン酸、リノレイン酸などにより変性されたノボラック型フェノール系樹脂；キシレン、メシチレンなどの芳香族炭化水素で変性されたノボラック型フェノール系樹脂；およびニトリルゴムなどのゴムにより変性されたノボラック型フェノール系樹脂が挙げられる。フェノール系樹脂（Ｃ）の硬化剤（Ｄ）として、例えばヘキサメチレンテトラミン、ヘキサメトキシメチルメラミンなどを使用でき、ヘキサメチルテトラミンが好ましい。フェノール系樹脂（Ｃ）の配合量は、ゴム成分（Ａ）１００重量部当たり５〜４０重量部、好ましくは１５〜２５重量部である。フェノール系樹脂（Ｃ）およびその硬化剤（Ｄ）は、それぞれ１種または複数種を選択することができ、硬化剤が内添されたフェノール系樹脂を用いてもよい。硬化剤（Ｄ）の配合量は、ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して０．５〜２．０重量部である。硬化剤の配合量がゴム成分（Ａ）１００重量部に対して０．５重量部未満であると、硬度の増加は不十分となり、２．０重量部を超えると、発熱性が増加し、転がり抵抗が悪化する。

本発明のタイヤビードフィラー用ゴム組成物には、補強性充填剤として、ＪＩＳＫ６２１７に準拠して求められるヨウ素吸着量が４０〜１００ｇ／ｋｇであるカーボンブラック（Ｅ）を、ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して６０〜９０重量部の量で配合することが好ましい。カーボンブラックのヨウ素吸着量が４０ｇ／ｋｇ未満では、得られるタイヤビードフィラー用ゴム組成物の補強性は不十分であり、１００ｇ／ｋｇを超えると発熱性が悪化する。

本発明のタイヤビードフィラー用ゴム組成物には、上記の必須成分に加えて、必要に応じて、ゴム業界で一般的に使用されている任意の配合剤、例えば加硫剤または架橋剤、加硫または架橋促進剤、各種オイル、加工助剤、可塑剤、老化防止剤等を、一般的な配合量で適宜添加することができる。かかる添加剤は、一般的な配合方法で配合でき、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。

以下、実施例および比較例によって本発明を更に説明するが、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。

ゴム組成物の調製
表１に示す配合（重量部）に従って、硫黄、加硫促進剤および硬化剤を除くゴム、カーボンブラックなどの各配合成分を１.７ＬのＢ型バンバリーミキサーに装填して５分間混合し、当該ゴムを混合機外に放出して室温まで冷却したマスターバッチを、再度同バンバリーミキサーに投入し、これに硫黄、加硫促進剤および硬化剤を配合、混合し、対照例、比較例１〜５および実施例の各ゴム組成物を得た。これらのゴム組成物を用いて以下の条件で押出加工性を評価した。次いで、これらのゴム組成物を所定の金型中で、１６０℃、２０分間プレス加硫して試験サンプルを作製し、以下に示す試験法で硬さおよび発熱性を評価した。

試験方法
（１）硬さ：ＪＩＳＫ６２５３に準拠してタイプＡデュロメータ硬さ試験を用いて測定（測定温度２０℃）した。結果は、対照基準を１００として指数表示した。指数が大きい程、硬度が高いことを示す。
（２）発熱性：ＪＩＳＫ６３９４に準拠して、（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（６０℃）を測定し、この値をもって転がり抵抗性を評価した。結果は、対照例を１００として指数で示した。指数が小さい程、低発熱であり転がり抵抗性が良好であることを示す。結果を、以下の表１に示す。
（３）押出加工性：各ゴム組成物を押出機により押し出して押出物のサンプルを得た。得られたサンプルの表面およびエッヂを観察し、下記の５段階の評価基準で評価した
５段階評価基準：
５：エッヂ切れなし。表面の平滑さは良。
４：エッヂ切れなし。表面の平滑さはやや良。
３：エッヂ切れなし。表面の平滑さは並。
２：エッヂ切れ少数。表面の平滑さは悪い。
１：エッヂ切れ多数。表面の平滑さは悪い。

表１の結果から、フェノール系樹脂を含むタイヤビードフィラー用ゴム組成物に対して、特定のカルボン酸変性液状ポリイソプレンと硬化剤を所定量配合すると、押出加工性の改善と高硬度化および低発熱化を両立できることが判る。

Claims

（Ａ）ゴム成分１００重量部と、（Ｂ）カルボン酸変性液状ポリイソプレン１〜２０重量部と、（Ｃ）フェノール系樹脂５〜４０重量部と、（Ｄ）硬化剤０．５〜２．０重量部とを配合してなることを特徴とするタイヤビードフィラー用ゴム組成物。
ゴム成分（Ａ）が、スチレンブタジエンゴムおよび天然ゴムを、スチレンブタジエンゴム：天然ゴム＝１０：９０〜５０：５０の重量比で含み、前記ゴム組成物がさらに（Ｅ）６０〜９０重量部のカーボンブラックを含むことを特徴とする請求項１に記載のタイヤビードフィラー用ゴム組成物。
硬化剤（Ｄ）がヘキサメチレンテトラミンであることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤビードフィラー用ゴム組成物。
請求項１〜３のいずれか一項に記載のタイヤビードフィラー用ゴム組成物をビードフィラーに用いた空気入りタイヤ。