(57)【要約】【課題】破壊特性等の他物性を損なうことなく高ヒステリシスロス特性を実現することのできるゴム組成物およびそのゴム物性の制御方法並びにそのゴム組成物を用いたタイヤを提供する。【解決手段】ゴム成分１００重量部に対し、黒鉛化炭素材料０．１〜１００重量部と、黒鉛化炭素材料の０．０２〜０．２倍量の脂質と、を含有するゴム組成物である。黒鉛化炭素材料としては気相成長炭素繊維または黒鉛化カーボンブラックが好適であり、脂質としては脂肪酸が好適である。本発明のゴム組成物は、好適には、加硫後に、温度６０℃で測定された損失正接ｔａｎδの値が０．０５〜０．５の範囲内である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム成分１００重量部に対し、黒鉛化炭素材料０．１〜１００重量部と、該黒鉛化炭素材料の０．０２〜０．２倍量の脂質と、を含有することを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】
前記黒鉛化炭素材料が気相成長炭素繊維または黒鉛化カーボンブラックである請求項１記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記脂質が脂肪酸である請求項１または２記載のゴム組成物。
【請求項４】
加硫後に、温度６０℃で測定された損失正接ｔａｎδの値が０．０５〜０．５の範囲内である請求項１〜３のうちいずれか一項記載のゴム組成物。
【請求項５】
さらに、黒鉛化されていないカーボンブラックを、前記黒鉛化炭素材料の０．１〜５０倍量にて含有する請求項１〜４のうちいずれか一項記載のゴム組成物。
【請求項６】
ゴム成分と黒鉛化炭素材料と脂質とを含有するゴム組成物のゴム物性の制御方法であって、前記脂質の融点を選択することで、加硫後の前記ゴム組成物のｔａｎδの温度分散における副分散温度を制御することを特徴とするゴム物性の制御方法。
【請求項７】
請求項１〜５のうちいずれか一項記載のゴム組成物をトレッド部材として用いたことを特徴とするタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はゴム組成物に関し、詳しくは、添加剤の改良により、破壊特性等の他物性を損なうことなく高ヒステリシスロスを実現したゴム組成物、およびそのゴム物性の制御方法、並びにそのゴム組成物を用いたタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ゴム組成物に高ヒステリシスロス特性を持たせるため、即ち、加硫後に高ヒステリシスロス特性を示すゴム組成物を得るための技術としては、（１）カーボンブラックを多量に配合する方法、（２）ガラス転移温度（以下、「Ｔｇ」という）が高いポリマーを使用する方法、あるいは、（３）軟化剤を多量に配合する方法などが提案されている。
【０００３】
ゴム組成物の高ヒステリシスロス特性の改良に係る技術として、例えば、特許文献１には、ゴム成分に対し、ルイス酸触媒を開始剤としたカチオン重合により得られた重合体を所定量含有させることで、破壊特性を低下させることなく高ロス性を向上させたゴム組成物および空気入りタイヤが記載されている。また、特許文献２には、ゴム成分と、所定のアスファルトとプロセスオイルとからなる軟化剤とを含有するものとしたことで、優れた高ロス特性と耐破壊特性とを与え得るゴム組成物を実現する技術が記載されている。
【０００４】
さらに、ゴム組成物中に気相成長炭素繊維の含有させることにより物性の改良を図る技術についても公知であり、例えば、特許文献３，４には、ゴム成分に対し、気相成長炭素繊維およびカーボンブラックを所定量にて配合することで、各種物性の改良を図ったゴム組成物が記載されている。
【特許文献１】特開２０００−１０９６１０号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開２００３−２１３０４０号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】特開平１−２８７１５１号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献４】特開平１−２８９８４３号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、（１）カーボンブラックを多量に配合する方法では、加硫後に高ヒステリシスロスは実現されるものの、他の重要な特性である伸びが低下するという問題がある。また、（２）Ｔｇの高いポリマーを使用する方法では、加硫後に、実用温度域である低温領域において、弾性率が高くなるとともに破断時の伸びが低下するという欠点がある。さらに、（３）軟化剤を多量に配合する方法では、加硫後において、高ヒステリシスロスでかつ破断時の伸びが大きなものとなる反面、破壊強度および耐セット性が著しく悪化するという欠点を有する。
【０００６】
そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、破壊特性等の他物性を損なうことなく高ヒステリシスロス特性を実現することのできるゴム組成物およびそのゴム物性の制御方法並びにそのゴム組成物を用いたタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明者は鋭意検討した結果、ゴム成分に対し、所定の炭素材料と脂質とを組合せて配合することにより、高ヒステリシスロス化と破壊特性とを両立させることが可能となることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明のゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対し、黒鉛化炭素材料０．１〜１００重量部と、該黒鉛化炭素材料の０．０２〜０．２倍量の脂質と、を含有することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明において、前記黒鉛化炭素材料としては、気相成長炭素繊維または黒鉛化カーボンブラックを好適に用いることができ、前記脂質としては、脂肪酸が好適である。また、本発明において好適には、加硫後に、温度６０℃で測定された損失正接ｔａｎδの値が０．０５〜０．５の範囲内である。本発明のゴム組成物は、さらに、黒鉛化されていないカーボンブラックを、前記黒鉛化炭素材料の０．１〜５０倍量にて含有するものとすることが好ましい。
【００１０】
また、本発明のゴム物性の制御方法は、ゴム成分と黒鉛化炭素材料と脂質とを含有するゴム組成物のゴム物性の制御方法であって、前記脂質の融点を選択することで、加硫後の前記ゴム組成物のｔａｎδの温度分散における副分散温度を制御することを特徴とするものである。
【００１１】
更に、本発明のタイヤは、前記ゴム組成物をトレッド部材として用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、上記構成としたことにより、破壊特性等の他物性を損なうことなく、高ヒステリシスロス特性を有するゴム組成物を実現することが可能となった。よって、このゴム組成物をトレッド部材として用いたタイヤはグリップ性に優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
本発明のゴム組成物は、ゴム成分に対し、黒鉛化炭素材料と脂質とを含有する。ゴム成分に対し、グラフェンシートが規則的に配列した構造を有する黒鉛化炭素材料を配合することで、損失正接ｔａｎδの温度分散において、マトリックスゴムのガラス転移点（主分散）以外に副分散を発現（高ロス化）することができ、これとともに用いる脂質の融点を任意に選択することで、主分散ピーク温度を変化させることなく、かつ、破壊特性等を低下させることなく、副分散温度の制御を可能にしたものである。
【００１４】
ゴム成分としては、用途に応じ、天然ゴムおよび合成ゴムのうちから適宜選択した１種または２種以上を用いることができ、特に制限されるものではない。合成ゴムとしては、汎用合成ゴムとして、例えば、乳化重合スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、溶液重合スチレン−ブタジエンゴム、高シス−１，４ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、低シス−１，４ポリブタジエンゴム、高シス−１，４ポリイソプレンゴム（ＩＲ）等、ジエン系特殊ゴムとして、例えば、ニトリルゴム、水添ニトリルゴム、クロロプレンゴム等、オレフィン系特殊ゴムとして、例えば、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン等、その他特殊ゴムとして、例えば、ヒドリンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ウレタンゴム等を挙げることができる。
【００１５】
黒鉛化炭素材料としては、例えば、黒鉛化カーボンブラックや気相成長炭素繊維、グラファイト等を挙げることができる。このうち気相成長炭素繊維としては、所望に応じ適切な繊維径、繊維長およびアスペクト比を有するものを用いることができ、例えば、平均直径０．０１〜０．４μｍ、特には０．０７〜０．３μｍ程度であって、平均長さ０．５〜３０μｍ、特には１．５〜２５μｍ程度のものを用いることができる。また、比表面積が５〜５０ｍ2／ｇ、特には８〜３０ｍ2／ｇの範囲内であるものが好ましい。具体的には例えば、市販品として、昭和電工（株）製の気相法炭素繊維ＶＧＣＦ（登録商標）を好適に用いることができる。
【００１６】
かかる黒鉛化炭素材料の配合量としては、ゴム成分１００重量部に対し、０．１〜１００重量部、好ましくは１〜５０重量部である。黒鉛化炭素材料の配合量が多すぎると引張応力、破壊強力の低下が生じ、一方、少なすぎるとｔａｎδの副分散が発現せず、いずれも好ましくない。
【００１７】
脂質としては、特に制限されるものではないが、例えば、脂肪酸やワックス等を用いることができる。その配合量としては、黒鉛化炭素材料の０．０２〜０．２倍量、好ましくは、０．０２〜０．１倍量である。脂質の配合量が多すぎるとブルームの発生が懸念され、一方、少なすぎるとｔａｎδの副分散が発現せず、いずれも好ましくない。
【００１８】
本発明のゴム組成物には、その他、ゴム業界で通常用いられている各種添加剤を、本発明の効果を阻害しない範囲で適宜配合することができる。例えば、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム等の無機充填剤、シランカップリング剤等のカップリング剤、軟化剤、硫黄等の加硫剤、ジベンゾチアジルジスルフィド等の加硫促進剤、Ｎ−シクロへキシル−２−ベンゾチアジル−スルフェンアミド、Ｎ−オキシジエチレン−ベンゾチアジル−スルフェンアミド等の老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、オゾン劣化防止剤、発泡剤、発泡助剤等が挙げられ、これらは１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。中でも、黒鉛化されていないカーボンブラックを、黒鉛化炭素材料の０．１〜５０倍量にて配合することが好ましい。なお、これら各種添加剤としては、市販品を使用することができる。
【００１９】
上記のような構成としたことにより、本発明のゴム組成物においては、加硫後における、温度６０℃で測定された損失正接ｔａｎδの値を０．０５〜０．５の範囲内に調整することができる。
【００２０】
本発明のゴム組成物は、以上の各成分を適宜選択した装置、条件、手法等にて混練り、熱入れ、押出等することにより調製され、タイヤ等の各種ゴム製品に好適に適用することができる。ｔａｎδの副分散が発現する温度領域においては、一般的に、ｔａｎδが高いほどグリップ性が高くなることから、特に、本発明のゴム組成物をトレッド部材に適用したタイヤはグリップ性に優れた性能を発揮する。
【００２１】
混練りは、混練り装置への投入体積、ローターの回転速度、ラム圧等や、混練り温度、混練り時間、混練り装置等の諸条件について特に制限はなく、所望に応じ適宜選択することができる。混練り装置としては、例えば、ロールなどの開放式混練機やバンバリーミキサーなどの密閉式混練機等が挙げられ、市販品を好適に使用することができる。
【００２２】
熱入れまたは押出についても、熱入れまたは押出の時間、熱入れまたは押出の装置等の諸条件について特に制限はなく、所望に応じ適宜選択することができる。また、熱入れまたは押出の装置についても、市販品を好適に使用することができる。
【００２３】
また、本発明のゴム物性の制御方法は、ゴム成分と黒鉛化炭素材料と脂質とを含有するゴム組成物において、配合する脂質の融点を選択することにより、加硫後のゴム組成物のｔａｎδの温度分散における副分散温度を制御するものであり、これにより、破壊特性を低下させることなく副分散温度の制御が可能となる。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
（実施例１〜１０および比較例１〜４）
下記の表１〜３に夫々示すゴム配合に従い、各実施例および比較例のゴム組成物を調製し、温度１５０℃（ＮＲ）または１５５℃（ＳＢＲ）でＴ0.9×１．５時間加硫した。得られた各加硫ゴムにつき、下記に従い引張り強さ（Ｔｂ）、切断時伸び（Ｅｂ）および温度６０℃における損失正接ｔａｎδを測定した結果を、各ゴム組成物の主分散温度および副分散温度とともに、下記の表１〜３中に示す。
【００２５】
（引張り強さおよび切断時伸び）
ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に準拠して引張試験を行い、加硫ゴムの引張り強さ（Ｔｂ）および切断時伸び（Ｅｂ）を測定した。
【００２６】
（損失正接）
ＴＡインスツルメント・ジャパン（株）製の粘弾性測定システム（ＡＲＥＳ）を使用して、１．５Ｈｚ、０．１％歪の条件で、温度６０℃における損失正接（ｔａｎδ）を測定した。
【００２７】
【表１】
2007070617.tif 000002
＊１）ＮＲ：品番ＲＳＳ
＊２）ＳＢＲ：ＪＳＲ（株）製、品番１５００
＊３）気相成長炭素繊維：昭和電工（株）製、気相法炭素繊維ＶＧＣＦ（登録商標）
＊４）黒鉛化カーボンブラック：東海カーボン（株）製、品番＃３８５５
＊５）老化防止剤：Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェレニン
ジアミン
＊６）加硫促進剤Ａ：Ｎ−シクロヘキシル−２ベンゾチアジル・スルフェンアミド
＊７）加硫促進剤Ｂ：Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアジル・スルフェンアミド
【００２８】
【表２】
2007070617.tif 000003
【００２９】
【表３】
2007070617.tif 000004
【００３０】
上記表１〜３に示すように、ゴム成分に対し所定量の黒鉛化炭素材料および脂質を配合した各実施例のゴム組成物においては、炭素材料として黒鉛化されていないカーボンブラックのみを配合した各比較例のゴム組成物に比してｔａｎδの値が向上しており、かつ、引張り強さおよび切断時伸びの値の低下もない。この点は、比較例４および実施例８〜１０について、温度とｔａｎδの値との関係を示す図１のグラフからも明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】比較例４および実施例８〜１０の、温度とｔａｎδの値との関係を示すグラフである。
【図１】
2007070617.tif 000005