(57)【要約】【課題】化学繊維製カーカスコードに対する高い接着性を達成しつつ、高剛性及び低発熱性を兼備する、空気入りタイヤにおける化学繊維製カーカスコードを被覆するためのゴム組成物を提供する。【解決手段】空気入りタイヤにおける化学繊維製カーカスコードを被覆するためのゴム組成物であって、少なくとも１種のジエン系ゴムからなるゴム成分に対して、不飽和カルボン酸金属塩と、メチレン基を放出することが可能な配合剤とを配合してなることを特徴とするゴム組成物。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入りタイヤにおける化学繊維製カーカスコードを被覆するためのゴム組成物であって、
少なくとも１種のジエン系ゴムからなるゴム成分に対して、不飽和カルボン酸金属塩と、メチレン基を放出することが可能な配合剤とを配合してなることを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】
前記不飽和カルボン酸金属塩の配合量が、前記ゴム成分１００重量部に対して、１〜１０重量部であり、前記メチレン基を放出することが可能な配合剤の配合量が、前記不飽和カルボン酸金属塩の金属と当量のメチレン基を放出することが可能な配合量の１〜５倍であることを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム組成物、特に空気入りタイヤにおける化学繊維製カーカスコードを被覆するためのゴム組成物に関する。より詳細には、本発明は、化学繊維製カーカスコードに対する高い接着性を達成しつつ、高剛性及び低発熱性を兼備する、空気入りタイヤにおける化学繊維製カーカスコードを被覆するためのゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤのカーカスコードを被覆するためのゴム組成物における重要な要求特性としては、カーカスコードに対する高い接着性に加えて、高い剛性及び低い発熱性が挙げられる。
【０００３】
上記の如く、高い剛性を達成することにより、タイヤとしての高い操縦安定性が改良され、また、低い発熱性を達成することにより、タイヤとしての転がり抵抗が抑制され、結果として、タイヤの低燃費性が高まることが期待されるが、これらの両特性は互いに二律背反の関係にあることが当該技術分野において知られている。
【０００４】
そこで、従来技術においては、上記ゴム組成物におけるゴム成分にブタジエンゴム（ＢＲ）やＧＰＦ級カーボンブラックを配合して、上記両特性を両立させようとする試みがなされてきた。
【０００５】
しかしながら、近年、環境保護及び経済性の両観点から、更に低い燃費性（更に低い転がり抵抗）を有するタイヤに対する要求が益々増大しており、上記両特性を更に高次元でバランスさせることが求められている。
【０００６】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献１】
国際公開第９８／４４０３６号パンフレット
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、化学繊維製カーカスコードに対する高い接着性を達成しつつ、高剛性及び低発熱性を兼備する、空気入りタイヤにおける化学繊維製カーカスコードを被覆するためのゴム組成物を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、空気入りタイヤにおける化学繊維製カーカスコードを被覆するためのゴム組成物であって、少なくとも１種のジエン系ゴムからなるゴム成分に対して、不飽和カルボン酸金属塩と、メチレン基を放出することが可能な配合剤とを配合してなることを特徴とするゴム組成物によって達成される。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様として、前記不飽和カルボン酸金属塩の配合量が、前記ゴム成分１００重量部に対して、１〜１０重量部であり、前記メチレン基を放出することが可能な配合剤の配合量が、前記不飽和カルボン酸金属塩の金属と当量のメチレン基を放出することが可能な配合量の１〜５倍であることを特徴とする、上記ゴム組成物が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る空気入りタイヤにおける化学繊維製カーカスコードを被覆するためのゴム組成物は、少なくとも１種のジエン系ゴムからなるゴム成分に対して、不飽和カルボン酸金属塩と、メチレン基を放出することが可能な配合剤とを配合してなることを特徴とするゴム組成物である。
【００１１】
上記の如く、本発明に係るゴム組成物は、タイヤにおける化学繊維製カーカスコードを被覆するための使用を主たる用途とするものである。上記化学繊維製カーカスコードとは、スチール製カーカスコードではなく、例えば、ポリエステル、ナイロン、アラミド、及びレーヨン等の材料から製造される化学繊維製のカーカスコードを意味する。
【００１２】
本発明に係る空気入りタイヤにおける化学繊維製カーカスコードを被覆するためのゴム組成物において使用される上記ゴム成分としては、特に限定されないが、天然ゴム（ＮＲ）またはジエン系合成ゴムのいずれか、あるいはこれらの混合系を用いることができる。ジエン系合成ゴムとしては、例えば、各種ブタジエンゴム（ＢＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（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−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム等が挙げられる。
【００１３】
本発明に係る空気入りタイヤにおける化学繊維製カーカスコードを被覆するためのゴム組成物において使用される上記不飽和カルボン酸金属塩としては、例えば、ジメタクリル酸亜鉛、ジアクリル酸亜鉛、及びジメタクリル酸マグネシウム等の、ゴム配合技術分野において周知のものを使することができるが、これらに限定されるものではない。
【００１４】
また、本発明に係る空気入りタイヤにおける化学繊維製カーカスコードを被覆するためのゴム組成物において使用される上記メチレン基を放出することが可能な配合剤としては、ゴム配合技術分野において所謂「メチレンドナー」として知られているものを使用することができる。当該メチレンドナーの具体例としては、例えば、ヘキサメチレンテトラミン、ペンタメトキシメチル−メラミン、及びヘキサメトキシメチル−メラミン等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００１５】
本発明に係る空気入りタイヤにおける化学繊維製カーカスコードを被覆するためのゴム組成物において、上記不飽和カルボン酸金属塩のみを配合しても、加硫後のゴム組成物における剛性が十分に増大されず、上記メチレンドナーを併用して初めて、所望の高い剛性を達成することができることが見出された。
【００１６】
本発明の好ましい態様においては、前記不飽和カルボン酸金属塩の配合量が、前記ゴム成分１００重量部に対して、１〜１０重量部、好ましくは５〜１０重量部であり、前記メチレン基を放出することが可能な配合剤の配合量が、前記不飽和カルボン酸金属塩の金属と当量のメチレン基を放出することが可能な配合量の１〜５倍、好ましくは１〜３倍であるのが望ましい。
【００１７】
上記不飽和カルボン酸金属塩の配合量が、上記ゴム成分１００重量部に対して、１重量部未満である場合には、上記メチレン基を放出することが可能な配合剤（メチレンドナー）を上記規定量で配合しても、本発明に係る空気入りタイヤにおける化学繊維製カーカスコードを被覆するためのゴム組成物の加硫後の剛性が十分に増大されないので好ましくない。逆に、１０重量部を超える場合には、上記不飽和カルボン酸金属塩の配合による剛性増大効果が飽和するので、上記不飽和カルボン酸金属塩を上記ゴム成分１００重量部に対して１０重量部を超えて配合することの実質的な利点は無い。
【００１８】
また、上記メチレンドナーの配合量が、上記不飽和カルボン酸金属塩の金属と当量のメチレン基を放出することが可能な配合量の１倍未満である場合には、本発明に係る空気入りタイヤにおける化学繊維製カーカスコードを被覆するためのゴム組成物の加硫後の剛性が十分に増大されないので好ましくない。逆に、５倍を超える量を配合しても、剛性増大効果が飽和してしまい、実質的な利点は無い。
【００１９】
本発明に係る空気入りタイヤにおける化学繊維製カーカスコードを被覆するためのゴム組成物には、更に、通常の加硫剤（例えば、硫黄）又は架橋剤、通常の加硫促進剤又は架橋促進剤、加硫活性化剤、老化防止剤、カーボンブラック、充填剤（例えば、シリカ）、各種オイル、可塑剤、軟化剤、及び／又はゴム配合技術分野において一般的に使用される他の各種添加剤を配合することができる。これらの添加剤の配合量も、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。
【００２０】
本発明に係る空気入りタイヤにおける化学繊維製カーカスコードを被覆するためのゴム組成物は、公知のゴム用混練機械（例えば、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー等）を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。
【００２１】
本発明に係る空気入りタイヤにおける化学繊維製カーカスコードを被覆するためのゴム組成物は、タイヤ、ベルト等の各種ゴム製品において使用することができる。特に、本発明に係るゴム組成物は、化学繊維コードに対する高い接着性又は高い剛性が必要とされるゴム製品において、高い耐熱劣化性を発揮させようとする場合に極めて有用である。とりわけ、本発明に係るゴム組成物は、空気入りタイヤにおける化学繊維製カーカスコードを被覆するためのゴム組成物として使用するのが好適である。
【００２２】
以下に記載する比較例及び実施例によって本発明を更に詳しく説明するが、本発明の技術的範囲は、これらの例に限定されるものではない。
【００２３】
【実施例】
比較例１〜３及び実施例１〜６
配合成分
後述する試験片の調製において使用される各種配合成分を以下に列記する。
【００２４】
天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ  １号
スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）：日本ゼオン株式会社製「Ｎｉｐｏｌ  １５０２」
カーボンブラック（ＣＢ）：東海カーボン株式会社製「シーストＳＯ  ＦＥＦ」
亜鉛華：正同化学工業株式会社製「酸化亜鉛  ３種」（ＺｎＯ）
ステアリン酸：日本油脂株式会社製「ビーズステアリン酸」
アロマオイル：共同石油株式会社製「プロセスオイル  Ｘ−１４０」
硫黄：鶴見化学工業株式会社「金華印５％油入微粉硫黄」
加硫促進剤（ＣＺ）：大内新興化学工業株式会社製「ノクセラー  ＣＺ」（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
【００２５】
不飽和カルボン酸金属塩１（ＺＭＡ）：川口化学工業株式会社「アクター  ＺＭＡ」（ジメタクリル酸亜鉛）
不飽和カルボン酸金属塩２（ＺＡ）：川口化学工業株式会社「アクター  ＺＡ」（ジアクリル酸亜鉛）
不飽和カルボン酸金属塩３（ＧＴ）：精工化学株式会社「ハイクロスＧＴ」（ジメタクリル酸マグネシウム）
メチレンドナー１（ＨＭＴ）：大内新興化学工業株式会社製「ノクセラー  Ｈ」（ヘキサメチレンテトラミン）
メチレンドナー２（ＰＭＭＭ）：住友化学株式会社製「スミカノール  ５０７」（ペンタメトキシメチル−メラミン）
メチレンドナー３（ＨＭＭＭ）：三井サイテック株式会社製「サイレッツ  ９６４」（ヘキサメトキシメチル−メラミン）
【００２６】
各種試験片の調製
以下の表Ｉに示す硫黄及び加硫促進剤以外の成分を、以下の表Ｉに示す配合量で、バンバリーミキサー及び練りロール機で混合混練し、１６５±５℃に達したときにマスターバッチを放出した。このマスターバッチに、以下の表Ｉに示す配合量の硫黄及び加硫促進剤を添加し、８インチのオープンロールで混練して、比較例１〜３及び実施例１〜６のゴム組成物を得た。次に、このゴム組成物を、１５×１５×０．２ｃｍの金型中で１６０℃において１５分間プレス加硫して、目的とする各種試験片を調製した。
【００２７】
【表１】
2004359812.tif 000002
【００２８】
各種試験片の加硫物性の測定
上記各種試験片の各種加硫物性を、以下の試験方法に従って測定した。
【００２９】
１）１００％モジュラス及び破断伸び：
上記試験片（ダンベル状３号型とした）について、室温において、ＪＩＳ  Ｋ６２５１（旧Ｋ６３０１）に準拠して、１００％モジュラス［ＭＰａ］及び破断伸び［％］を測定した。１００％モジュラスが大きいほど、加硫後のゴム組成物の剛性が高いことを意味し、破断伸びが大きいほど、加硫後のゴム組成物の耐久性が高いことを意味する。尚、上記の表Ｉにおいては、これらの１００％モジュラス及び破断伸びを、それぞれ、「Ｍ１００」及び「ＥＢ」と略記する。
【００３０】
２）損失正接ｔａｎδ及び低伸長モジュラスＥ１：
粘弾性スペクトロメーター（（株）東洋精機製作所製）を用いて、初期歪１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚ、雰囲気温度２０℃において、上記各種試験片についての損失正接ｔａｎδ及び低伸長モジュラスＥ１を測定した。
【００３１】
損失正接ｔａｎδが小さいほど、加硫後のゴム組成物の発熱が小さい（低発熱性が良好である）。尚、上記の表Ｉにおいては、この２０℃における損失正接ｔａｎδを「ｔａｎδ」と略記する。
【００３２】
また、低伸長モジュラスＥ１が大きいほど、加硫後のゴム組成物の剛性が高いことを意味する。尚、上記の表Ｉにおいては、この２０℃における低伸長モジュラスを「Ｅ１」と略記する。
【００３３】
各加硫物性の測定結果の評価
上記各種試験片についての、上記１）〜３）の各加硫物性の測定結果は、上記表Ｉに示されている。
【００３４】
上記表Ｉに示されているように、比較例１のゴム組成物は、不飽和カルボン酸金属塩及びメチレンドナーをいずれも含有していない、標準的な組成を有する、対照標準となるゴム組成物である。
【００３５】
比較例２のゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対して３重量部の不飽和カルボン酸金属塩１（ＺＭＡ）を配合したことを除き、上記比較例１のゴム組成物と同じ組成を有する、比較用のゴム組成物である。不飽和カルボン酸金属塩１（ＺＭＡ）のみを配合し、メチレンドナーを配合しなかったことから、比較例２のゴム組成物においては、上記比較例１のゴム組成物と比較して、Ｍ１００及びＥ１が若干増大したものの、剛性改良効果としては不十分であった。
【００３６】
一方、実施例１のゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対して２重量部のメチレンドナー２（ＰＭＭＭ）を配合したことを除き、上記比較例２のゴム組成物と同じ組成を有する、本発明に係るゴム組成物である。すなわち、実施例１のゴム組成物は、上記比較例２のゴム組成物とは異なり、不飽和カルボン酸金属塩及びメチレンドナーをいずれも含有している。その結果、Ｍ１００及びＥ１が増大し、かつｔａｎδも低減され、剛性改良効果及び発熱性抑制効果がいずれも十分なレベルで達成された。
【００３７】
実施例２及び３のゴム組成物は、不飽和カルボン酸金属塩１（ＺＭＡ）を、それぞれ、不飽和カルボン酸金属塩２（ＺＡ）及び不飽和カルボン酸金属塩３（ＧＴ）に置き換えたことを除き、上記実施例１のゴム組成物と同じ組成を有する、本発明に係るゴム組成物である。すなわち、実施例２及び３のゴム組成物は、実施例１のゴム組成物と同様に、不飽和カルボン酸金属塩及びメチレンドナーをいずれも含有している。異なる種類の不飽和カルボン酸金属塩に置き換えても、実施例１のゴム組成物と同様に、Ｍ１００及びＥ１が増大し、かつｔａｎδも低減され、剛性改良効果及び発熱性抑制効果がいずれも十分なレベルで達成された。
【００３８】
次に、実施例４のゴム組成物は、不飽和カルボン酸金属塩１（ＺＭＡ）の配合量を、ゴム成分１００重量部に対して１０重量部に増やしたことを除き、上記実施例１のゴム組成物と同じ組成を有する、本発明に係るゴム組成物である。実施例４のゴム組成物においては、不飽和カルボン酸金属塩１（ＺＭＡ）の配合量を増やしたことにより、低いｔａｎδを維持しつつ、Ｍ１００及びＥ１が更に増大された。すなわち、実施例４のゴム組成物においては、発熱性抑制効果を維持しつつ、更に大きい剛性改良効果が得られた。
【００３９】
比較例３のゴム組成物は、不飽和カルボン酸金属塩１（ＺＭＡ）の配合量を更に増やして、ゴム成分１００重量部に対して１５重量部としたことを除き、上記実施例４のゴム組成物と同じ組成を有する、比較用のゴム組成物である。比較例３のゴム組成物においては、不飽和カルボン酸金属塩１（ＺＭＡ）の配合量を１５重量部に増やしたにもかかわらず、上記実施例４のゴム組成物と同等のＭ１００及びＥ１しか達成されず、一方で、ＥＢが大幅に低下した。すなわち、比較例３のゴム組成物においては、不飽和カルボン酸金属塩の配合量を更に増大させた結果、更なる剛性改良効果は得られなかったが、耐久性が大幅に悪化するという悪影響が認められた。
【００４０】
実施例５及び６のゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対して２重量部のメチレンドナー２（ＰＭＭＭ）を、それぞれ、ゴム成分１００重量部に対して１．５重量部のメチレンドナー１（ＨＭＴ）及びゴム成分１００重量部に対して２重量部のメチレンドナー３（ＨＭＭＭ）に置き換えたことを除き、上記実施例１のゴム組成物と同じ組成を有する、本発明に係るゴム組成物である。すなわち、実施例５及び６のゴム組成物は、実施例１のゴム組成物と同様に、不飽和カルボン酸金属塩及びメチレンドナーをいずれも含有している。異なる種類のメチレンドナーに置き換えても、実施例１のゴム組成物と同様に、Ｍ１００及びＥ１が増大し、かつｔａｎδも低減され、剛性改良効果及び発熱性抑制効果がいずれも十分なレベルで達成された。
【００４１】
以上の評価結果から、本発明において規定されている量の不飽和カルボン酸金属塩及びメチレンドナーを共にゴム組成物に配合することにより、加硫後のゴム組成物において、高い剛性及び低い発熱性が発揮されることが明らかとなった。
【００４２】
【発明の効果】
本発明により、化学繊維製カーカスコードに対する高い接着性を達成しつつ、高剛性及び低発熱性を兼備する、空気入りタイヤにおける化学繊維製カーカスコードを被覆するためのゴム組成物が提供される。