(57)【要約】【課題】外観に悪影響を与えることなく老化に伴う硬化を低減するようにしたタイヤトレッド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、硫化亜鉛を２〜２０重量部、塩基性加硫促進剤を０．１〜３．０重量部配合すると共に、前記硫化亜鉛が、Ｘ線回折により測定された２θが２８．５°±０．２°の範囲に現れる回折ピークの半値幅が０．５°以下であることを特徴とする。【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、硫化亜鉛を２〜２０重量部、塩基性加硫促進剤を０．１〜３．０重量部配合すると共に、前記硫化亜鉛が、Ｘ線回折により測定された２θが２８．５°±０．２°の範囲に現れる回折ピークの半値幅が０．５°以下であるタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
さらに、無機化合物の水和物を配合した請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のゴム組成物により形成したトレッド部を有する空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物に関し、さらに詳しくは、外観に悪影響を与えることなく老化に伴う硬化を低減するようにした空気入りタイヤのトレッド用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤのトレッド部には、そのタイヤの目的・用途や使用環境に合わせて、ゴム硬度が最適になるように設計されたトレッド用ゴム組成物が使用されている。しかしながら、タイヤの使用開始時にゴム硬度が最適であったとしても、長期間使用すると経年老化によりゴムが硬化するため、タイヤが発生するノイズや乗り心地性が悪化するという問題がある。
【０００３】
このような老化防止対策としては、タイヤトレッド用ゴム組成物への老化防止剤の配合量を増やすことが考えられる。しかしながら、老化防止剤を増量するほど、老化防止剤がタイヤ表面へ移行するようになるため、タイヤ表面が茶色に変色して外観が損なわれるという問題があった。
【０００４】
ゴム成分の耐熱老化性を改良するため、特許文献１は、ジエン系ゴムに硫化亜鉛と酸化亜鉛とを共に配合したゴム組成物を使用することを提案している。しかし、このゴム組成物では、ゴム成分の耐熱老化性を改良することはできても、トレッド部を構成するゴム組成物が老化に伴い硬化するのを抑制するには必ずしも十分ではなった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−２７２１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、外観に悪影響を与えることなく老化に伴う硬化を低減するようにしたタイヤトレッド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】
【０００７】
上記目的を達成する本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、硫化亜鉛を２〜２０重量部、塩基性加硫促進剤を０．１〜３．０重量部配合すると共に、前記硫化亜鉛が、Ｘ線回折により測定された２θが２８．５°±０．２°の範囲に現れる回折ピークの半値幅が０．５°以下であることを特徴とする。
【０００８】
前記タイヤトレッド用ゴム組成物は、さらに、無機化合物の水和物を配合するとよい。このタイヤトレッド用ゴム組成物により、トレッド部を構成した空気入りタイヤは、外観に悪影響を与えることなく、トレッドゴムが老化に伴い硬化するのを低減する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に、Ｘ線回折により測定された２θが２８．５°±０．２°の範囲に現れる回折ピークの半値幅が０．５°以下である硫化亜鉛を２〜２０重量部配合するようにしたので、硫化亜鉛がトレッド用ゴム組成物中に拡散する酸素をトラップすることにより、ゴム成分が酸素と接するのを抑制する。また、塩基性加硫促進剤を０．１〜３．０重量部配合するようにしたので、ゴム組成物が塩基性となり硫化亜鉛が酸素をトラップする作用が一層高くなるため、ゴム成分が酸素と結合するのを防止し、老化によるゴムの硬化を小さくすることができる。また、老化防止剤を多量に配合することがないため、外観に悪影響を及ぼすことがない。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のゴム組成物において、ゴム成分はジエン系ゴムとする。ジエン系ゴムとしては、特に制限されるものではなく、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、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、ブチルゴム等を例示することができる。これらジエン系ゴムは、単独又は任意のブレンドとして使用することができる。
【００１１】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、硫化亜鉛を配合することにより、ゴム組成物中の酸素が硫化亜鉛にトラップされるため、ゴム成分が酸素と結合するのを可及的に少なくする。硫化亜鉛は、Ｘ線回折により測定された２θが２８．５°±０．２°の範囲に現れる回折ピークの半値幅が０．５°以下、好ましくは０．１°〜０．３°であるものを使用する。Ｘ線回折の２θが２８．５°±０．２°の範囲に現れる回折ピークの半値幅が０．５°より大きい硫化亜鉛は、酸化亜鉛を含む未加硫ゴムを過加硫状態になるまで加硫するときに生成する。過加硫状態になったタイヤトレッド用ゴム組成物は、引張破断伸び等の機械的物性が低下するため、耐久性が悪化する。したがって、タイヤトレッド用ゴム組成物は、Ｘ線回折の２θが２８．５°±０．２°の範囲に現れる回折ピークの半値幅が０．５°より大きい硫化亜鉛を含有しないことが必要である。なお、本発明において、硫化亜鉛のＸ線回折は、パナリティカル社製Ｘ線回折装置を使用して、Ｘ線源：ＣｕＫα線、管電圧：４５ｋＶ、管電流：４０ｍＡ、発散スリット：０．５°、反散乱スリット：０．５°、ステップ幅：０．０３°からなる測定条件で、銅をターゲット金属として測定した。
【００１２】
本発明において、硫化亜鉛としてはα型結晶又はα型結晶とβ型結晶の混合物を使用することができる。好ましくは、α型結晶とβ型結晶の混合物がよい。また、硫化亜鉛の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、２〜２０重量部、好ましくは５〜１０重量部にする。硫化亜鉛の配合量が２重量部未満であるときは、ゴム組成物中に拡散する酸素を十分にトラップすることができない。また、硫化亜鉛の配合量が２０重量部を超えると、ゴム組成物の引張破断強度などの機械的物性が低下する。
【００１３】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、塩基性加硫促進剤を配合するようにしたので、ゴム組成物が塩基性となり硫化亜鉛が酸素をトラップする作用が一層高くなる。塩基性加硫促進剤の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、０．１〜３．０重量部、好ましくは０．５〜２．０重量部にする。塩基性加硫促進剤の配合量が０．１重量部未満であると、硫化亜鉛が酸素をトラップする作用を十分に増大させることができない。また、塩基性加硫促進剤の配合量が３．０重量部を超えると、加硫反応の制御が難しくなる。
【００１４】
本発明で使用する塩基性加硫促進剤としては、特に制限されるものではなく、例えばアルデヒド・アンモニア系加硫促進剤、アルデヒド・アミン系加硫促進剤、チオウレア系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤等を例示することができる。なかでもグアニジン系加硫促進剤、チオウレア系加硫促進剤が好ましい。グアニジン系加硫促進剤としては、例えばジフェニルグアニジン、ジ（ｏ−トリル）グアニジン、ｏ−トリルビグアニド等を例示することができる。チオウレア系加硫促進剤としては、例えばジエチルチオウレア、ジブチルチオウレア、ジラウリルチオウレア、ジフェニルチオウレア、ジ（ｏ−トリル）チオウレア、トリメチルチオウレア、エチレンチオウレア等を例示することができる。これらの塩基性加硫促進剤は単独で使用することができる。また、複数の種類を共に使用してもよい。また、ゴム組成物が塩基性であれば、塩基性加硫促進剤と酸性加硫促進剤とを組み合わせて使用してもよい。
【００１５】
本発明において、無機化合物の水和物を配合することにより、硫化亜鉛が酸素をトラップする作用を増大させることができる。すなわち、無機化合物の水和物から放出された水分子がタイヤトレッド用ゴム組成物中に存在することにより、硫化亜鉛が酸素をトラップする作用がより大きくなる。無機化合物の水和物の配合量は、特に制限されるものではなく、ジエン系ゴム１００重量部に対し、好ましくは０．２〜５．０重量部、より好ましくは０．２〜３．０重量部にするとよい。無機化合物の水和物の配合量が０．２重量部未満であると、硫化亜鉛が酸素をトラップするのを増大する効果が十分に得られない。また、無機化合物の水和物の配合量が５．０重量部を超えると、タイヤトレッド用ゴム組成物の機械的物性が低下する。
【００１６】
無機化合物の水和物としては、特に制限されるものではなく、例えば硫酸カルシウムの二水和物、硫酸マグネシウムの七水和物、リン酸マグネシウムの八水和物、硫酸鉄の一水和物から五水和物、炭酸水酸化マグネシウムの水和物等を例示することができる。なかでも硫酸カルシウムの二水和物が好ましい。
【００１７】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には、カーボンブラック、無機充填剤や添加剤などの通常用いられる配合剤を添加することができる。無機充填剤としては、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必要に応じて配合することができる。添加剤としては、加硫又は架橋剤、加硫促進助剤、加工助剤、老化防止剤、可塑剤、カップリング剤などのタイヤトレッド用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。これらの配合剤の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。タイヤトレッド用ゴム組成物は、公知のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することにより調製し、加硫することができる。
【００１８】
本発明のゴム組成物は、空気入りタイヤのトレッド部を構成するのに好適である。本発明のゴム組成物により構成されたトレッド部は、トレッド部を拡散する酸素を硫化亜鉛がトラップするため、ゴム成分が酸素と結合するのを抑制する。したがって、トレッド部を構成するゴム成分が酸化劣化により硬化するのを防止することができる。
【００１９】
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】
【００２０】
表１，２に示す配合からなる１６種類のゴム組成物（実施例１〜１０、比較例１〜６）を、それぞれ加硫促進剤、塩基性加硫促進剤１，２及び硫黄を除く配合成分を秤量し、１．７Ｌのバンバリーミキサーで５分間混練し、温度１６０℃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８インチのオープンロールに供し、加硫促進剤、塩基性加硫促進剤１，２及び硫黄を加え４分間混合し、ゴム組成物を調製した。得られた１６種類のゴム組成物を、それぞれ所定形状の金型中で１６０℃、２０分間の条件で加硫し、ゴム試験片を作製した。
【００２１】
得られた１６種類のゴム組成物の試験片を用いて、下記に示す方法により、各ゴム試験片におけるゴム成分の酸素結合量、ゴム硬度、並びに熱老化試験後のゴム成分の酸素結合量、ゴム硬度をそれぞれ測定した。
【００２２】
ゴム成分の酸素結合量
ゴム試験片を用いて、サーモエレクトロン社製有機元素分析装置を使用して、ゴム試験片中のゴム成分に結合した酸素結合量［重量％］を測定した。得られた結果を表１，２に示した。
【００２３】
ゴム硬度
ゴム試験片を用いて、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠しデュロメータのタイプＡにより温度
２０℃でのゴム硬度を測定した。得られた結果を表１，２に示した。
【００２４】
熱老化試験及び熱老化後の物性評価
各ゴム試験片を８０℃で９６時間加熱することにより熱老化試験を行った。熱老化試験後のゴム試験片を用いて、ゴム成分の酸素結合量及びゴム硬度を上述した方法により測定した。また、熱老化試験前後のゴム硬度の変化率を算出した。得られた結果をそれぞれ表１，２に示した。
【００２５】
【表１】
2010265343.tif 000002
【００２６】
【表２】
2010265343.tif 000003
【００２７】
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。
ＳＢＲ：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ  ＮＳ１１６Ｒ
ＮＲ：天然ゴム、ＲＳＳ＃３
カーボンブラック１：東海カーボン社製シーストＫＨＰ、ＨＡＦ級
カーボンブラック２：キャボットジャパン社製ショウブラックＮ２３４、ＩＳＡＦ級
シリカ：ローディア社製Ｚｅｏｓｉｌ１６５ＧＲ
カップリング剤：シランカップリング剤、デグサ社製ＳＩ６９
酸化亜鉛：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ＹＲ
老化防止剤：フレキシス社製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ  ６ＰＰＤ
アロマオイル：昭和シェル石油社製エキストラクト４号Ｓ
硫黄：細井化学工業社製油処理イオウ
加硫促進剤：Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、大内新興化学工業社製ノクセラーＣＺ−Ｇ
塩基性加硫促進剤１：ジフェニルグアニジン、住友化学社製ソクシノールＤ−Ｇ
塩基性加硫促進剤２：ジエチルチオウレア、大内新興化学工業社製ノクセラーＥＵＲ
硫化亜鉛：関東化学社製硫化亜鉛、α型結晶とβ型結晶の混合物、Ｘ線回折により測定した２θが２８．５°±０．２°の範囲に現れた回折ピークの半値幅が０．２°であった。
硫酸カルシウム二水和物：関東化学社製硫酸カルシウム二水和物