(57)【要約】【課題】大幅なコスト上昇を招くことなく、機械的特性を維持しながら低発熱性を向上させるようにしたタイヤサイドウォール用ゴム組成物を提供する。【解決手段】ジエン系ゴム１００重量部に対し、窒素吸着比表面積が２０〜１３０ｍ２／ｇのカーボンブラックを１０重量部以上を含む補強充填剤を３０〜１００重量部配合したゴム組成物であって、油展白土を１〜２０重量部を含有させるようにしたことを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム１００重量部に対し、窒素吸着比表面積が２０〜１３０ｍ２／ｇのカーボンブラックを１０重量部以上含む補強充填剤を３０〜１００重量部配合したゴム組成物であって、前記補強充填剤の中に、油展白土を１〜２０重量部を含有させるようにしたタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
【請求項２】
前記ジエン系ゴムが、天然ゴム２０〜８０重量％と、ブタジエンゴム及び／又はスチレンブタジエンゴムを８０〜２０重量％とからなる請求項１に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
【請求項３】
前記ジエン系ゴムが、イソプレンゴム２０〜８０重量％と、ブタジエンゴム及び／又はスチレンブタジエンゴムを８０〜２０重量％とからなる請求項１に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
【請求項４】
前記油展白土が、油分を２０〜６０重量％の割合で含有する請求項１，２又は３に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤサイドウォール用ゴム組成物に関し、さらに詳しくは、大幅なコスト上昇を招くことなく、機械的特性を維持しながら低発熱性を向上させるようにしたタイヤサイドウォール用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤの構成部材のうち、サイドウォールは、走行中に与えられる変形量が大きいため発熱しやすく、その発熱量が多いと転がり抵抗が増加して燃料消費率が悪化するようになる。また、サイドウォールが発熱して高温になることによりゴム部材が熱劣化するため、耐疲労性（耐久性）が低下する虞がある。このため、一般に、タイヤサイドウォール用ゴム組成物には、補強用のカーボンブラックとして、ゴム組成物の発熱性を低減するように、粒子径が大きく、窒素吸着比表面積が比較的小さいものが使用されているが、引張り破断伸びなどの機械的特性が低下するという問題がある。
【０００３】
特許文献１は、タイヤサイドウォールの機械的特性を損なうことなく、発熱性を低下させるため、特定のブタジエンゴムを含むジエン系ゴムに、窒素吸着比表面積等を特定したカーボンブラックを配合することを提案している。しかし、このゴム組成物では、特殊なブタジエンゴムを使用するため、生産コストが高くなるという問題がある。このため、補強充填剤としてカーボンブラックを単独で使用したタイヤサイドウォール用ゴム組成物において、機械的特性を維持しながら低発熱性を向上させることが依然として課題になっている。
【特許文献１】特開２００６−６３２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、大幅なコスト上昇を招くことなく、機械的特性を維持しながら低発熱性を向上させるようにしたタイヤサイドウォール用ゴム組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成する本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、窒素吸着比表面積が２０〜１３０ｍ２／ｇのカーボンブラックを１０重量部以上含む補強充填剤を３０〜１００重量部配合したゴム組成物であって、前記補強充填剤の中に、油展白土を１〜２０重量部を含有させるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
前記ジエン系ゴムは、天然ゴム又はイソプレンゴムを２０〜８０重量％と、ブタジエンゴム及び／又はスチレンブタジエンゴムを８０〜２０重量％とからなるようにするとよい。
【０００７】
また、前記油展白土は、油分を２０〜６０重量％の割合で含有するとよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、窒素吸着比表面積が２０〜１３０ｍ２／ｇのカーボンブラックを１０重量部以上含む補強充填剤を３０〜１００重量部配合したゴム組成物に対して、その補強充填剤中に油展白土を１〜２０重量部を含有させるようにしたので、カーボンブラックは低発熱性に優れる窒素吸着比表面積が２０〜１３０ｍ２／ｇの範囲のものを使用することによって発熱性を低減すると共に、上記量の油展白土を配合したことにより、引張り破断伸びなどの機械的特性を維持することができる。また、油展白土は、潤滑油精製処理等に使用された後の廃白土であるので、従来、産業廃棄物として処分されていたものを有効利用することで、生産コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物に用いるジエン系ゴムは、トレッド用ゴムコンパウンドに配合可能なゴムであればよく、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、各種のスチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム等が挙げられる。これらジエン系ゴムは、単独で使用してもよいし、又は複数の種類を使用してもよい。
【００１０】
本発明のジエン系ゴムは、天然ゴム又はイソプレンゴムと、ブタジエンゴム及び／又はスチレンブタジエンゴムとからなることが好ましい。天然ゴム又はイソプレンゴムの配合量は、好ましくは２０〜８０重量％であり、より好ましくは２０〜５０重量％にするとよい。天然ゴム又はイソプレンゴムの配合量が２０重量％未満のときは、ゴム組成物の強度が十分に得られない。天然ゴム又はイソプレンゴムの配合量が８０重量％を超えると、耐疲労性が低下する。
【００１１】
また、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴムは、いずれか一方を用いてもよいし共に使用してもよい。ブタジエンゴム及び／又はスチレンブタジエンゴムの配合量は、好ましくは８０〜２０重量％であり、より好ましくは８０〜５０重量％にするとよい。ブタジエンゴム及び／又はスチレンブタジエンゴムの配合量が２０重量％未満のときは、耐疲労性が十分に得られない。ブタジエンゴム及び／又はスチレンブタジエンゴムの配合量が８０重量％を超えると、ゴム組成物の強度が不十分になる。
【００１２】
本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、少なくともカーボンブラック１０重量部以上を含む補強充填剤を３０〜１００重量部、好ましくは３０〜８０重量部を含む。補強充填剤の配合量が３０重量部未満の場合、ゴム組成物の補強効果が不十分になる。補強充填剤が１００重量部を超えると、発熱が悪化し、加工性も困難になる。
【００１３】
カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し１０重量部以上であり、好ましくは３０〜８０重量部にするとよい。また、カーボンブラックは、補強充填剤の主成分であり、補強充填剤中の配合比率は、好ましくは５０重量％以上、より好ましくは７０〜１００重量％にするとよい。カーボンブラックの配合比率が５０重量％未満の場合、サイドウォール用ゴム組成物として必要な機械的強度を確保することが困難になる。
【００１４】
本発明で使用するカーボンブラックの窒素吸着比表面積は、２０〜１３０ｍ２／ｇであり、好ましくは２０〜８０ｍ２／ｇにするとよい。カーボンブラックの窒素吸着比表面積が２０ｍ２／ｇ未満の場合、引張り破断伸びが不足する。窒素吸着比表面積が１３０ｍ２／ｇを超える場合、発熱性を十分に低減することができない。なお、本発明において、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、ＪＩＳ  Ｋ６２１７に準拠して、測定するものとする。
【００１５】
本発明では、カーボンブラック配合系のゴム組成物に油展白土を配合することにより、タイヤサイドウォールに必要な機械的特性を維持しながら、発熱性を向上することができる。また、油展白土を配合することにより、ゴム組成物の粘度を低くするためゴム加工性を向上することができる。これは、油展白土に含まれる油分がゴム組成物の可塑性を改善しカーボンブラックの分散性を向上すると共に、油展白土中の酸性白土又は活性白土がゴム組成物の物性バランスを改善するためと考えられる。また、カーボンブラックが老化防止剤等を吸着するのを防止するため、ゴム組成物の耐熱性を向上することもできる。
【００１６】
油展白土の配合量は、補強充填剤中、ジエン系ゴム１００重量部に対し、１〜２０重量部であり、好ましくは５〜１５重量部にするとよい。油展白土が１重量部未満であると、機械的特性を維持しながら、発熱性を向上することができない。また、ゴム組成物の粘度を低くすることができない。油展白土が２０重量部を超えると、引張り破断伸びが悪化する。
【００１７】
本発明において、油展白土とは、石油精製工程において、各種の石油製品、半製品、石油化学原料などに含まれる不飽和炭化水素、樹脂、酸素や硫黄化合物および水などの不要成分の除去或いは脱色のために用いられた使用済みの酸性白土や活性白土である。従来、油展白土は、石油製品の精製処理等に使用された後の産業廃棄物として処分されていたが、これを有効利用することで、タイヤサイドウォール用ゴム組成物の生産コストを削減することができる。
【００１８】
酸性白土とは、モンモリロナイトを主成分とし、少量のクリストバル石などを含む白色粘土をいい、活性白土とは、酸性白土或いは天然に吸着性能を持っている白土（粘土）に酸処理を施して吸着性能を増大させた白土をいう。酸性白土及び活性白土の化学成分は、ＳｉＯ２が好ましくは５０重量％以上、より好ましくは７５〜８５重量％にするとよい。ＳｉＯ２が５０重量％未満であると、ゴム組成物の強度が低下する。
【００１９】
油展白土が、含有する油種は、特に限定されるものではないが、例えば、鉱油系潤滑油基油、灯油、軽油、ジェット燃料、各種の化成品、溶剤を例示することができる。なかでも、鉱油系潤滑油基油が好ましい。油展白土における油分の含有量は、好ましくは２０〜６０重量％であり、より好ましくは３０〜４０重量％にするとよい。油展白土における油分の含有量が２０重量％未満であると、加工性が低下する。油分の含有量が６０重量％を超えると白土分が少なく所定の効果が得られない。
【００２０】
本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物には、他の充填剤を配合してもよく、例えば、シリカ、クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム等を例示することができる。これら充填剤の配合方法や配合量は、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合方法や配合量とすることができる。
【００２１】
また、タイヤサイドウォール用ゴム組成物には、加硫又は架橋剤、老化防止剤、可塑剤、軟化剤、加工助剤などのゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤を配合することができる。このような添加剤は一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これら添加剤の配合量は、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。
【００２２】
本発明により得られたタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、空気入りタイヤのサイドウォールに使用するのが好ましく、本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物からなるサイドウォールを備えた空気入りタイヤは、機械的特性を維持しながら発熱性を向上することができるため、耐久性に優れる。また、タイヤサイドウォール用ゴム組成物の原材料コストの上昇を招くことなく実施できるため、生産コストを抑制することができる。
【００２３】
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００２４】
表１，２に示す配合からなる１１種類のゴム組成物（実施例１〜６、比較例１〜５）のうち、それぞれ硫黄と加硫促進剤を除く配合成分を秤量し、１.７Ｌの密閉型バンバリーミキサーで５分間混練し、温度１５０℃でマスターバッチを放出し室温冷却した。このマスターバッチを１.７Ｌの密閉型バンバリーミキサーに供し、それぞれ硫黄と加硫促進剤を秤量投入し、混合し各ゴム組成物を得た。なお、１１種類のゴム組成物（実施例１〜６、比較例１〜５）は、それぞれカーボンブラック、油展白土中の白土及びクレーの合計量が７０重量部になること、及びアロマオイルと油展白土中の油分との合計量が１０重量部になることを共通条件にするゴム組成にした。
【００２５】
得られた１１種類のゴム組成物（実施例１〜６、比較例１〜５）を、動的粘弾性、耐熱老化性、引張り破断伸びの各試験のため、それぞれ所定の金型中で、１５０℃、３０分間加硫して加硫シートを作製し、下記に示す方法により試験を行った。
【００２６】
動的粘弾性（ｔａｎδ）
得られた加硫シートの動的粘弾性を、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚで測定し、温度６０℃におけるｔａｎδを算出した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数で表わし表１，２に示した。温度６０℃におけるｔａｎδ（６０℃）の指数が小さいほど発熱性が優れることを意味する。
【００２７】
耐熱老化性
耐熱老化性として、熱老化処理の前後における引張り破断強度の変化率を評価した。まず、得られた加硫シートからＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠する引張り試験片を作成し、それぞれ熱老化処理を行なうものと行なわないものとに２分した。熱老化処理は７０℃、１６８時間の条件で行なった。引張り試験は５００ｍｍ／分の引張り速度で破断強度を測定した。熱老化処理の前後における引張り破断強度の変化率は、（熱老化処理後の引張り破断強度／熱老化処理前の引張り破断強度）として算出し、得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数で表わし表１，２に示した。この指数が大きいほど耐熱老化性が優れることを意味する。
【００２８】
引張り破断伸び
得られた加硫シートを用いて、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠する引張り試験片を作成した。この試験片をＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して、５００ｍｍ／分の引張速度にて引張試験を行い、破断伸びを測定した。得られた結果は、比較例１を１００とする指数で表わし表１，２に示した。これらの指数が大きいほど引張り破断伸びが優れることを意味する。
【００２９】
【表１】
2010013553.tif 000002
【００３０】
【表２】
2010013553.tif 000003
【００３１】
なお、表１，２において使用した原材料の種類を下記に示す。
ＮＲ：天然ゴム、ＳＴＲ２０
ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ  ＢＲ１２２０
ＳＢＲ：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ  １５０２
ＣＢ−１：カーボンブラック、キャボットジャパン社製ショウブラックＮ３３０Ｔ（窒素吸着比表面積６５ｍ２／ｇ）
ＣＢ−２：カーボンブラック、新日化カーボン社製ＨＴＣ＃Ｇ（窒素吸着比表面積２７ｍ２／ｇ）
ＣＢ−３：カーボンブラック、東海カーボン社製シースト９Ｍ（窒素吸着比表面積１５０ｍ２／ｇ）
油展白土：日本サン石油社製試料（白土を潤滑油の精製工程に使用して得られたもの、油分の含有量＝３６重量％）
クレー：日本タルク社製Ｔクレー
アロマオイル：出光興産社製ダイアナプロセスＡＨ−２４
亜鉛華：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸桐
老化防止剤：フレキシス社製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ  ６ＰＰＤ
パラフィンワックス：大内新興化学工業社製サンノック
硫黄：鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
加硫促進剤：フレキシス社製ＳＡＮＴＯＣＵＲＥ  ＴＢＢＳ