(57)【要約】【課題】十分な強度を有しつつ、ロール加工性が改善され、かつ低コストで得られるタイヤトレッド用ゴム組成物を提供する。【解決手段】粉末ゴムを含むゴム組成物であって、粉末ゴムの平均粒径が０．３ｍｍ以下、最大粒径が０．８ｍｍ以下であり、０．１５〜０．５ｍｍの粒径を持つ粒子が粉末ゴム全体の９０質量％以上であるタイヤトレッド用ゴム組成物。前記粉末ゴムの表面には、好ましくは固結抑制剤を付着させる。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末ゴムを含むゴム組成物であって、前記粉末ゴムの平均粒径が０．３ｍｍ以下、最大粒径が０．８ｍｍ以下であり、０．１５〜０．５ｍｍの粒径を持つ粒子が粉末ゴム全体の９０質量％以上であることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴムからなる基材ゴム１００質量部に対し、粉末ゴムが２〜１０質量部含有されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
粉末ゴムの表面に固結抑制剤が付着し、該固結抑制剤の付着量が、粉末ゴム１００質量部に対して２〜１２質量部であることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項４】
粉末ゴムが再生ゴムからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項５】
前記基材ゴムが、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴムのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤトレッド用、特に空気入りタイヤ用として用いられるゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、グリップ性能、耐磨耗性、耐久性等のタイヤ性能を向上させるため、タイヤトレッド用のゴム組成物にＳ−ＳＢＲ（溶液重合スチレン−ブタジエンゴム）が使用されつつある。Ｓ−ＳＢＲは、Ｅ−ＳＢＲ（乳化重合スチレン−ブタジエンゴム）に比べて一般的に分子量分布がシャープであり、性能としては優れるが、一方で高価であるという欠点を有する。
【０００３】
たとえば特許文献１には、氷雪性能、耐磨耗性に優れ、かつコストの低減が可能な方法として、天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、およびスチレンブタジエンからなる群より選択される１種又は２種以上からなる母体ゴム成分１００質量部に、平均粒径２０〜６００μｍのゴム粉末を３〜２５質量部配合したゴム組成物を用いる方法が提案されている。この方法では、粉末ゴムの材料として再生ゴムを用いること等により製造コストの低減が可能である。しかしこの方法では、母材ゴム成分と粉末ゴムとを配合する際に粉末ゴム同士の固結が生じ易く、粉末ゴムを所望の粒径で母材ゴム成分中に分散させることが困難である。粉末ゴム同士が固結していると加工性に劣る他、良好なグリップ性能および十分な耐久性を有するゴム組成物が得られない。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１５１４８２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の課題を解決し、強度に優れ、かつ良好なロール加工性と低コストとを実現できるタイヤトレッド用ゴム組成物を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、平均粒径が０．３ｍｍ以下、最大粒径が０．８ｍｍ以下であり、０．１５〜０．５ｍｍの粒径を持つ粒子が粉末ゴム全体の９０質量％以上である粉末ゴムを含む、タイヤトレッド用ゴム組成物に関する。該ゴム組成物は、好ましくは、天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴムからなる基材ゴム１００質量部に対し、粉末ゴムを２〜１０質量部含む。また、粉末ゴムの表面には、固結抑制剤が付着していることが好ましい。本発明のゴム組成物はタイヤトレッド用として用いられるが、空気入りタイヤのトレッド用として、特に好適に用いられる。
【０００７】
本発明は、タイヤトレッド用のゴム組成物に特定の粉末ゴムを含有させることにより、特にトレッドの押出しロール工程におけるバギングを効果的に抑制し、ロール加工性を向上させるとともに、コストの低減を可能とする。バギングとは、ロール加工においてゴムをロールに巻き付ける際、配合ゴムの熱収縮が不十分なためにロールに完全に巻き付かず、たるみが生じる現象である。本発明においては、特定の粉末ゴムを用いることにより、ゴム組成物中に粉末ゴムを均一に分散させ、かつ粉末ゴム同士の固結を防止する。ゴム組成物中に一定範囲内の粒径で粉末ゴムが分散していることで、ゴム組成物の流動性が向上し、ロール巻き付け時のゴム組成物の熱収縮が十分生じる。これによりバギングの発生が抑えられ、ロール加工性を改良することができる。また本発明においては、粉末ゴムは再生ゴムであることが好ましい。粉末ゴムの材料として好ましくは廃タイヤを用いることにより、コストの低減も実現できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、特定の粉末ゴムが配合されたゴム組成物に関する。本発明に用いられる粉末ゴムは、平均粒径が０．３ｍｍ以下、最大粒径が０．８ｍｍ以下であり、０．１５〜０．５ｍｍの粒径を持つ粒子が粉末ゴム全体の９０質量％以上を占める粉末ゴムである。
【０００９】
粉末ゴムの平均粒径は０．３ｍｍ以下であるが、さらに０．２９ｍｍ以下、特に０．２５ｍｍ以下であることが好ましい。平均粒径が０．３ｍｍより大きい場合、加工性が悪くなるととともに、ゴム組成物の強度が低下する。
【００１０】
粉末ゴムの最大粒径は０．８ｍｍ以下であるが、さらに０．６ｍｍ以下、特に０．５ｍｍ以下であることが好ましい。最大粒径が０．８ｍｍより大きい場合、粒径の大きな一部の粒子が、加工性、およびゴム組成物の強度に対して悪影響をおよぼす危険性がある。
【００１１】
粉末ゴムは、０．１５〜０．５ｍｍの粒径を持つ粒子が全体の９０質量％以上を占めるものである。全体の９０質量％以上が０．１５ｍｍ以上の粒径であれば、粉末ゴムの表面積が大きくなり過ぎないため、粉末ゴム同士の固結が起こりにくく、加工性の低下を防ぐことができるとともに、粉末ゴムを配合することによるバギング抑制の効果が十分に発揮される。一方、全体の９０質量％以上が０．５ｍｍ以下の粒径であれば、粒径の大きな粒子の存在による加工性の低下が生じず、ゴム組成物の強度、耐久性も確保できる。また、０．１５〜０．５ｍｍの粒径を持つ粒子が粉末ゴム全体の９５質量％以上、さらに９８質量％以上であれば、粉末ゴムの粒径が比較的均一となり、配合された粉末ゴムが効率良くバギング抑制に寄与するため特に好ましい。
【００１２】
なお、粉末ゴムの平均粒径は、走査型電子顕微鏡による観察像から、粒径と個数を計測することによって求めることができる。粉末ゴムの最大粒径は、粉末ゴムを篩にかけ、ゴム粒子が全通するメッシュの開口サイズをもって求めることができる。０．１５〜０．５ｍｍの粒径を持つ粒子の含有率は、８０メッシュの篩を通過し、１００メッシュの篩を通過できない粒子の質量と、全粒子の質量との比から求めることができる。
【００１３】
粉末ゴムは、基材ゴムの１００質量部に対し、２〜１０質量部を含有させることが好ましく、３〜８質量部含有させることがさらに好ましい。粉末ゴムの存在によってロール工程におけるバギングを抑制することができるが、基材ゴム１００質量部に対し、粉末ゴムの含有量が２質量部以上であれば、バギング抑制の効果を十分に得ることができる。また、粉末ゴムの含有量が１０質量部以下であれば、ゴム組成物は十分な強度を維持することができる。
【００１４】
粉末ゴムの材質は特に限定されないが、基材ゴムと同様あるいは比較的近い組成のゴムを好適に用いることができ、たとえば天然ゴム（ＮＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等のうちの１種類、または２種類以上を混合したものを用いることができる。上記のうち、たとえばＥＰＤＭは、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）に第３成分としてジエン成分を含有させたものであって、第３成分としては、１，４−ペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、１，５−ヘキサジエン、２，５−ジメチル−１，５−ヘキサジエン等の炭素数５〜２０の非共役ジエン、１，４−シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエン等の環状ジエン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、５−ブチリデン−２−ノルボルネン、２−メタリル−５−ノルボルネン、２−イソプロペニル−５−ノルボルネン等のアルケニルノルボルネン等が使用できる。このうち、グリップ性等において優れたタイヤ性能を発揮するという点で、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴムのうちの１種または２種以上の混合物を好ましく用いることができる。なお、コストの低減という本発明の目的のみならず、省資源、環境保護の観点からも、廃タイヤ（使用済みの古タイヤ）、使用済みのゴム製品等からリサイクルされる再生ゴムは、特に有効に利用できる。
【００１５】
ゴム組成物の製造において基材ゴムと粉末ゴムを混合する際、特に粉末ゴムの表面積が大きい場合には粉末ゴム同士が固結し、所期の粒径で粉末ゴムをゴム組成物中に分散させることができない。この場合、混練時にゴム組成物が十分な流動性を有しないために加工性が低下する。本発明に用いられる粉末ゴムは、粉末ゴム同士の固結を防止でき、かつゴム組成物の強度が維持できる範囲の粒径のものを選択することによって、加工性を向上させることができるが、粉末ゴムの表面に固結抑制剤を付着させることで、粉末ゴム同士の固結をさらに効果的に抑制することができる。これにより、ロール加工時のゴム組成物の流動性はさらに向上し、良好なロール加工性を得ることができる。また、粉末ゴムを長期にわたって保存した場合、保存容器内で粉末ゴム同士の固結が生じるとハンドリング性が低下する危険性があるが、固結抑制剤を粉末ゴム表面に付着させることで、保存中の粉末ゴム同士の固結を抑制でき、良好な保存安定性を付与することが可能である。
【００１６】
固結抑制剤は、粉末ゴムの１００質量部に対して、好ましくは２〜１２質量部、より好ましくは４〜１０質量部を付着させる。固結抑制剤の付着量が２質量部以上の場合、粉末ゴムの表面が固結抑制剤で十分に被覆されるため、良好な固結抑制効果を得ることができる。また１２質量部以下であれば、固結抑制剤自体がゴム組成物の物性に過度の影響を与えることがなく、ゴム硬度が高くなり過ぎる等の悪影響の発生を防ぐことができる。
【００１７】
固結抑制剤は、粉末ゴム同士が固結するのを抑制して、ロール加工時の粉末ゴムに流動性を付与する機能を有するものであればよく、たとえばタルク、シリカ、炭酸カルシウム、ハードクレー、酸化亜鉛等を用いることができる。このうち、安価な材料であるという点で特にタルクを好ましく用いることができる。なお固結抑制剤は、ハンドリング性を損なわない範囲でなるべく小さい粒径を有する方が、一定の配合量に対して大きな表面積が得られるため、粉末ゴムの表面をより効率的に被覆できる。したがって固結抑制剤の平均粒径は、１．０〜５．０μｍ、特に２．０〜４．０μｍの範囲であることが特に好ましい。
【００１８】
本発明のゴム組成物には、ゴム成分として、天然ゴム、イソプレンゴム、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等のうちの１種類、または２種類以上を混合したものを用いることができる。このうち、グリップ性等において優れたタイヤ性能を発揮するという点で、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴムのうちの１種または２種以上の混合物を好ましく用いることができる。
【００１９】
本発明のゴム組成物には、基材ゴム１００質量部に対して、たとえば加硫剤の０．５〜５．０質量部、加硫促進剤の０．５〜４．０質量部を配合することができる。
【００２０】
加硫剤としては、硫黄、硫黄化合物等が挙げられ、たとえば硫黄化合物としてはモルフォリンジスルフィド等が挙げられる。また加硫促進剤としては、スルフェンアミド系、グアニジン系、チアゾール系、チラウム系、チオウレア系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド−アミン系、アルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、キサンテート系等の化合物を用いることができる。
【００２１】
また、加硫剤および／または加硫促進剤とともに架橋開始剤を用いてもよく、たとえば有機過酸化物、アゾ化合物、オキシム化合物等が挙げられる。これらは１種で用いても２種以上の混合物として用いてもよいが、ゴム組成物の所望の物性を損なわない範囲で配合する。
【００２２】
ゴム組成物には、上記の成分以外に、ゴム組成物の製造に一般的に配合される添加剤を、所望の特性が損なわれない範囲で添加することができる。たとえば、基材ゴム１００質量部に対して、充填剤を１０〜２００質量部、軟化剤を１．０〜１０質量部、その他、老化防止剤、可塑剤、粘着剤等を適当量添加することができる。
【００２３】
充填剤としてはカーボンブラック、シリカ等を用いることができる。シリカを用いる場合には、ゴム成分とシリカとを結合させる補強剤として、たとえばシラン系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、チタン系カップリング剤等のカップリング剤を、シリカ配合量の１〜１０質量％添加してもよい。
【００２４】
軟化剤としては、ステアリン酸、リノール酸、パルミチン酸、ラウリン酸等の他、流動パラフィン、プロセスオイル、ワセリン等の石油系軟化剤、ヒマシ油、アマニ油、ヤシ油等の脂肪油系軟化剤、蜜ロウ、カルナバロウ等のワックス、等が挙げられる。また粘着剤としては、ロジン系、テルペン系、フェノール系、石油樹脂等が添加され得る。
【００２５】
老化防止剤としては、アミン系化合物、フェノール系化合物、イミダゾール系化合物、カルバミン酸金属塩、ワックス等を使用できる。
【００２６】
可塑剤としては、ＤＭＰ（フタル酸ジメチル）、ＤＥＰ（フタル酸ジエチル）、ＤＢＰ（フタル酸ジブチル）、ＤＯＰ（フタル酸ジオクチル）、ＢＢＰ（フタル酸ブチルベンジル）、無水ヒドロフタル酸エステル、ＴＣＰ（リン酸トリクレジル）、ＴＥＰ（トリエチルホスフェート）、オクチルジフェニルホスフェート、ＤＯＡ（ジオクチルアジペート）、ＤＯＳ（セバシン酸ジオクチル）等を使用できる。
【００２７】
ゴム組成物の製造方法としては、粉末ゴムとしてたとえば使用済みの廃タイヤのゴム部分をロール粉砕等によって粉砕したものを用い、通常用いられる公知の方法で基材ゴム、添加剤等とともにバンバリーミキサー等で混練する方法等を採用することができる。このとき、混練前に粉末ゴムの表面に固結抑制剤を付着させるためには、たとえば粉砕後の粉末ゴムと固結抑制剤とを、ニーダーを用いて混合する方法等を用いる。混練したゴム組成物は、たとえば１５０〜１８０℃で１０〜３０分間加硫し、タイヤトレッド用ゴム組成物を得る。
【００２８】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示す。
【００２９】
（１）  タルク付着粉末ゴムの作製
使用済みの廃タイヤのゴム部をロール粉砕し、表１に示す粒径および粒度分布の粉末ゴムを得た。これに表１に示す量のタルクを添加して、タルク付着粉末ゴムを作製した。
【００３０】
【表１】
2005002140.tif 000002
【００３１】
注１：タルクは、富士タルク工業（株）製の「Ｔ−２」である。
（２）  加硫ゴムの作製
表２に示す通りゴム材料を配合し、バンバリーミキサーを用いて混練した後、１７０℃で１５分間プレス加硫することにより、加硫ゴムを得た。
【００３２】
【表２】
2005002140.tif 000003
【００３３】
注２：ＮＲ（天然ゴム）は、タイ製の「ＲＳＳ♯３」である。
注３：ＳＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）は、ＪＳＲ（株）製の「ＳＬ５７４」である。
注４：カーボンブラックは、三菱化学（株）製の「ダイヤブラックＩ」である。
注５：プロセスオイルは、出光興産（株）製の「ダイアナプロセスＰＡ３２」である。
注６：老化防止剤は、大内新興化学工業（株）製の「ノクラック６Ｃ」である。
注７：ステアリン酸は、日本油脂（株）製の「ステアリン酸椿」である。
注８：酸化亜鉛は、三井金属工業（株）製の「酸化亜鉛２種」である。
注９：硫黄は、日本乾留（株）製の「セイミイオウ」である。
注１０：加硫促進剤は、大内新興化学工業（株）製の「ノクセラーＣＺ」である。
【００３４】
（３）加硫ゴムの引張強度
ＪＩＳ−Ｋ６２５１に準拠して引張強度の測定を行なった。結果を表２に示す。
【００３５】
（４）加硫ゴムの引裂強度
ＪＩＳ−Ｋ６２５２に準拠して引裂強度の測定を行なった。結果を表２に示す。
【００３６】
（５）押出しロール加工性
ゴム材料を混練した後、ロール加工する際のバギング発生の有無を、下記の基準で評価した。結果を表２に示す。
◎：バギングの発生が全くない。
○：バギングの発生が殆どない。
△：バギングの発生が見られる。
【００３７】
（６）粉末ゴムの固化状態
タルク付着粉末ゴムを、フレキシブルコンテナに５００ｋｇ充填し、１ヶ月放置した後の状態を、以下の基準で評価した。結果を表２に示す。
◎：固結が全く見られない。
○：固結が殆ど見られない。
△：固結が見られる。
【００３８】
実施例１〜６は、粉末ゴムを添加していない比較例１と比べ、ゴム組成物の物性には大きな低下が見られず、かつバギング抑制効果が著しく向上している。一方、０．１５〜０．５ｍｍの粒径を有する粒子の含有率が９０質量％より低い粉末ゴムを添加した比較例２は、バギング抑制効果は認められるもののゴム組成物の物性低下が大きく、使用に耐える強度を有していない。なお、実施例４に用いた粉末ゴムは、加工性、ゴム組成物の強度は良好であるが、１ヶ月放置後に固結が見られた。他の実施例に用いた粉末ゴムには固結抑制剤が添加されているため、１ヶ月放置後にも固結は見られず、良好な保存安定性を示した。よって、本発明の粉末ゴムはロール加工性に優れるが、固結抑制剤を添加した場合には、さらに良好な保存安定性を付与できることが分かる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明においては、特定の範囲内の粒径および粒度分布を有する粉末ゴムを配合することにより、ロール加工性を改善し、強度にも優れるタイヤトレッド用ゴム組成物を低コストで得ることができる。また、粉末ゴムを再生ゴムとした場合には、コスト低減の効果がさらに著しく、省資源および環境保護という目的も達成できる。さらに、粉末ゴムの表面に固結抑制剤を用いた場合には、特に優れた加工性と保存安定性とを付与することができる。