(57)【要約】【課題】従来、ベルトクッション用ゴム組成物の低発熱性を向上するためにフィラー量を減少する方法が、また耐クラック成長性を向上するためにオイル量を減少する方法が採用されているが、これらの方法では粘度低下により加硫時にカーカスワイヤがゴム組成物に食い込んでしまい、カーカスワイヤとそのコートゴムとの接着性を悪化させるという問題点があった。【解決手段】ジエン系ゴム１００質量部に対し、カーボンブラックを２５〜４０質量部およびジスチレン化フェノールまたはトリスチレン化フェノールを主成分とするスチレン化フェノール化合物を３〜１０質量部配合してなるタイヤベルトクッション用ゴム組成物によって上記課題を解決した。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム１００質量部に対し、カーボンブラックを２５〜４０質量部およびジスチレン化フェノールまたはトリスチレン化フェノールを主成分とするスチレン化フェノール化合物を３〜１０質量部配合してなることを特徴とするタイヤベルトクッション用ゴム組成物。
【請求項２】
前記ジエン系ゴム１００質量部中、天然ゴムおよび／または合成イソプレンゴムが７０質量部以上を占めることを特徴とする請求項１に記載のタイヤベルトクッション用ゴム組成物。
【請求項３】
前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が３５〜８５ｍ２／ｇであることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤベルトクッション用ゴム組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のゴム組成物をベルトクッションに使用した空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤベルトクッション用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関するものであり、詳しくは、発熱性、耐クラック成長性、耐久性および硬度を高め、カーカスワイヤへの食込み性の問題も解決し得るタイヤベルトクッション用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤのベルトクッションは、ベルト層のタイヤ内腔側に配置され、ベルト層のクッション材として応力を緩和する役割を有する。このためベルトクッションはタイヤ走行中にベルトエッジから繰り返し歪を受けることから、低発熱性、耐クラック成長性、耐久性が要求される。また、硬度を高めて耐偏摩耗性を高めることも必要となる。
従来、ベルトクッション用ゴム組成物の低発熱性を向上するためにフィラー量を減少する方法があるが粘度低下により加硫時にカーカスワイヤがベルトクッションに食い込んでしまい、カーカスワイヤとそのコートゴムとの接着性を悪化させるという問題点があった。また耐クラック成長性を向上するためにオイル量を減少する方法が採用されているが、これらの方法では粘度上昇により混合、押出加工性が悪化し形状安定性が悪くなるという問題があった。
【０００３】
なお下記特許文献１には、ゴム材料と特定構造のメチレンビス（アルキルスルフィド）およびフェノール系酸化防止剤等から選ばれる劣化防止剤とを混合する技術が開示されている。しかし特許文献１には、下記で説明する本発明のスチレン化フェノール化合物については開示も示唆もない。また、特定のスチレン化フェノール化合物を用い、発熱性、耐クラック成長性、耐久性および硬度を高め、カーカスワイヤへの食込み性の問題も解決し、これをタイヤベルトクッションに用いようとする技術思想は何ら開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平８−２６１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、発熱性、耐クラック成長性、耐久性および硬度を高め、カーカスワイヤへの食込み性の問題も解決し得るタイヤベルトクッション用ゴム組成物およびそれを用いた空気入り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】
【０００６】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ジエン系ゴムに対し、カーボンブラックおよび特定の構造を有する化合物を特定量で配合することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成することができた。
すなわち本発明は以下のとおりである。
１．ジエン系ゴム１００質量部に対し、カーボンブラックを２５〜４０質量部およびジスチレン化フェノールまたはトリスチレン化フェノールを主成分とするスチレン化フェノール化合物を３〜１０質量部配合してなることを特徴とするタイヤベルトクッション用ゴム組成物。
２．前記ジエン系ゴム１００質量部中、天然ゴムおよび／または合成イソプレンゴムが７０質量部以上を占めることを特徴とする前記１に記載のタイヤベルトクッション用ゴム組成物。
３．前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が３５〜８５ｍ２／ｇであることを特徴とする前記１または２に記載のタイヤベルトクッション用ゴム組成物。
４．前記１〜３のいずれかに記載のゴム組成物をベルトクッションに使用した空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ジエン系ゴムに対し、カーボンブラックおよび特定の構造を有するスチレン化フェノール化合物を特定量で配合したので、発熱性、耐クラック成長性、耐久性および硬度を高め、カーカスワイヤへの食込み性の問題も解決し得るタイヤベルトクッション用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
（ジエン系ゴム）
本発明で使用されるジエン系ゴムは、通常のゴム組成物に配合することができる任意のジエン系ゴムを用いることができ、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、合成イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、その分子量やミクロ構造はとくに制限されず、アミン、アミド、シリル、アルコキシシリル、カルボキシル、ヒドロキシル基等で末端変性されていても、エポキシ化されていてもよい。
これらのジエン系ゴムの中でも、本発明の効果が向上するという観点からジエン系ゴム１００質量部中、ＮＲおよび／またはＩＲが６０質量部以上、好ましくは７０質量部以上を占めることが好ましい。
【０００９】
（カーボンブラック）
本発明で使用するカーボンブラックは、本発明の効果が向上するという観点から、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が３５〜８５ｍ２／ｇのカーボンブラックであることが好ましく、３５〜７５ｍ２／ｇであることがさらに好ましい。なお、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）はＪＩＳ  Ｋ６２１７−２に準拠して求めた値である。
【００１０】
（スチレン化フェノール化合物）
スチレン化フェノール化合物は、下記式で表すことができる。
【００１１】
【化１】
2016155974.tif 000002
【００１２】
本発明で使用されるスチレン化フェノール化合物は、ｎが２であるジスチレン化フェノールまたはｎが３であるトリスチレン化フェノールを主成分とする。本発明で使用されるスチレン化フェノール化合物は、公知の製造方法により製造することができ、また商業的に入手も可能である、市販品としては、例えば三光（株）製ＳＰ−２４（ジスチレン化フェノールを主成分とする）、ＴＳＰ（トリスチレン化フェノールを主成分とする）等が挙げられる。
【００１３】
一般的に製造されたスチレン化フェノール化合物は、フェノール１モルに対してスチレン１モルが付加したモノスチレン化フェノール（上記式中、ｎ＝１）；フェノール１モルに対してスチレン２モルが付加したジスチレン化フェノール（上記式中、ｎ＝２）；フェノール１モルに対してスチレン３モルが付加したトリスチレン化フェノール（上記式中、ｎ＝３）；およびその他の成分の混合物となる。本発明では、これらのスチレン化フェノール化合物のうち、主成分としてジスチレン化フェノールおよびトリスチレン化フェノールを使用する。上述のように製造されたスチレン化フェノール化合物は、主に、モノ、ジおよびトリ体の混合物であるので、本発明で使用されるスチレン化フェノール化合物は、モノ体がある程度存在することができる。したがって本発明で言う、「ジスチレン化フェノールまたはトリスチレン化フェノールを主成分とする」とは、ジスチレン化フェノールまたはトリスチレン化フェノールが全体の５０モル％以上、好ましくは６０モル％以上、さらに好ましくは６５モル％以上を占めることを意味し、それ以外の成分としてモノスチレン化フェノールやその他の成分（例えばテトラ体あるいはそれ以上の付加物のスチレン化フェノール化合物）が含まれていてもよい。
【００１４】
なお、上記式におけるスチレン部位は、スチレンの誘導体であってもよい。例えば、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、１，３−ジメチルスチレン等が挙げられる。
【００１５】
（タイヤベルトクッション用ゴム組成物の配合割合）
本発明のタイヤベルトクッション用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、カーボンブラックを２５〜４０質量部およびジスチレン化フェノールまたはトリスチレン化フェノールを主成分とするスチレン化フェノール化合物を３〜１０質量部配合してなることを特徴とする。
前記カーボンブラックの配合量が２５質量部未満であると、加硫時にカーカスワイヤがゴム組成物に食い込んでしまい、カーカスワイヤとそのコートゴムとの接着性を悪化させるという問題が発生する。逆に４０質量部を超えると耐クラック成長性が悪化する。
前記スチレン化フェノール化合物の配合量が３質量部未満であると、配合量が少な過ぎて本発明の効果を奏することができない。逆に１０質量部を超えると発熱性が悪化する。
【００１６】
さらに好ましい前記カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、３０〜４０質量部である。
さらに好ましい前記スチレン化フェノール化合物の配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、３〜７質量部である。
【００１７】
（その他成分）
本発明におけるタイヤベルトクッション用ゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫又は架橋剤；加硫又は架橋促進剤；酸化亜鉛；老化防止剤；可塑剤；各種充填剤などのタイヤベルトクッション用ゴム組成物に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、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。
【００１８】
また本発明のタイヤベルトクッション用ゴム組成物は、発熱性、耐クラック成長性、耐久性および硬度を高め、カーカスワイヤへの食込み性の問題も解決し得ることから、タイヤベルトクッションに用いることがとくに好ましい。また本発明のゴム組成物は、従来の空気入りタイヤの製造方法に従って空気入りタイヤを製造することができる。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。
【００２０】
実施例１〜４および比較例１〜８
サンプルの調製
表１に示す配合（質量部）において、加硫促進剤と硫黄を除く成分を１．７リットルの密閉式バンバリーミキサーで５分間混練した後、加硫促進剤および硫黄を加えてさらに混練し、タイヤベルトクッション用ゴム組成物を得た。次に得られたタイヤベルトクッション用ゴム組成物を所定の金型中で１６０℃、２０分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を得、以下に示す試験法で未加硫のゴム試験片および加硫ゴム試験片の物性を測定した。
【００２１】
硬度（２０℃）：ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠して２０℃にて測定した。結果は、比較例１の値を１００として指数表示した。指数が大きいほど硬度が高いことを示す。
ムーニー粘度：上記未加硫のゴム組成物を用い、ＪＩＳ Ｋ６３００に従い、１００℃における未加硫ゴムの粘度を測定した。結果は比較例１の値を１００として指数表示した。指数が小さいほど粘度が低く、加工性が良好であることを示す。
ｔａｎδ（６０℃）：（株）東洋精機製作所製、粘弾性スペクトロメーターを用い、初期歪１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚ、温度６０℃の条件で、ｔａｎδ（６０℃）を測定した。結果は、比較例１の値を１００として指数表示した。指数が小さいほど低発熱性であることを示す。
破断強度：ＪＩＳ Ｋ ６２５１に従い、室温で試験した。結果は比較例１の値を１００として指数表示した。この値が高いほど、破断強度に優れることを示す。
耐クラック成長性：ＪＩＳ  Ｋ６２６０によって測定した。結果は、比較例１の値を１００として指数で示した。指数が小さいほどクラックが成長せず、クラック成長性に優れることを示す。
カーカスワイヤ食込み性：上記ゴム組成物をベルトクッションに使用してサイズ２０５／５５Ｒ１６のタイヤを製造した際の、カーカスワイヤおよびベルトクッション間の距離を測定した。結果は、比較例１の値を１００として指数で示した。指数が大きいほどカーカスワイヤがベルトクッションに食込む度合いが小さく、良好であることを示す。
タイヤ耐久性：上記ゴム組成物をタイヤベルトクッションに使用して製造されたサイズ１１Ｒ２２．５のタイヤを荷重１５０％、速度５０ｋｍ／ｈで試験機にて走行させ破壊までの走行距離を比較することによりタイヤ耐久性を評価した。結果は、比較例１の値を１００として指数で示した。指数が大きいほど耐久性に優れることを示す。
結果を表１に併せて示す。
【００２２】
【表１】
2016155974.tif 000003
【００２３】
＊１：ＮＲ（ＳＴＲ２０）
＊２：カーボンブラック−１（東海カーボン（株）製シーストＮ、Ｎ２ＳＡ＝７０ｍ２／ｇ）
＊３：カーボンブラック−２（東海カーボン（株）製シーストＦ、Ｎ２ＳＡ＝４２ｍ２／ｇ）
＊４：プロセスオイル（昭和シェル石油（株）製エキストラクト４号Ｓ）
＊５：老化防止剤（住友化学（株）製アンチゲン６Ｃ）
＊６：スチレン化フェノール化合物−１（三光（株）製ＳＰ−２４。モノスチレン化フェノール０モル％、ジスチレン化フェノール６０モル％以上、トリスチレン化フェノール４０モル％以下）
＊７：スチレン化フェノール化合物−２（三光（株）製ＴＳＰ。モノスチレン化フェノール０モル％、ジスチレン化フェノール３０モル％以下、トリスチレン化フェノール６５モル％以上）
＊８：スチレン化フェノール化合物−３（三光（株）製ＳＰ−Ｆ。モノスチレン化フェノール６５モル％以上、ジスチレン化フェノール３２モル％以下、トリスチレン化フェノール１モル％以下）
＊９：酸化亜鉛（正同化学工業（株）製酸化亜鉛３種）
＊１０：ステアリン酸（日油（株）製ビーズステアリン酸）
＊１１：硫黄（鶴見化学工業（株）製金華印油入微粉硫黄、硫黄含有量＝９５．２４質量％）
＊１２：加硫促進剤（FLEXSYS社製SANTOCURE TBBS）
【００２４】
上記の表１から明らかなように、実施例１〜４で調製されたゴム組成物は、ジエン系ゴムに対し、カーボンブラックおよび特定の構造を有するスチレン化フェノール化合物を特定量で配合したので、従来の代表的な比較例１に対し、発熱性、耐クラック成長性、耐久性および硬度が高まり、カーカスワイヤへの食込み性の問題も解決されている。
比較例２は、比較例１の組成物からプロセスオイルの配合を省略した例であり、耐クラック成長性およびタイヤ耐久性が悪化した。
比較例３は、比較例１の組成物におけるプロセスオイルの配合量を増加した例であり、硬度、発熱性、カーカスワイヤ食込み性、タイヤ耐久性が悪化した。
比較例４は、比較例１の組成物におけるカーボンブラックを大粒径化した例であり、破断強度、耐クラック成長性、タイヤ耐久性が悪化した。
比較例５は、比較例１の組成物から老化防止剤の配合を省略した例であり、硬度、破断強度、耐クラック成長性、タイヤ耐久性が悪化した。
比較例６は、カーボンブラックの配合量が本発明で規定する下限未満であるので、カーカスワイヤ食込み性が悪化した。
比較例７は、カーボンブラックの配合量が本発明で規定する上限を超えているので、耐クラック成長性が悪化した。
比較例８は、モノスチレン化フェノールを主成分とするスチレン化フェノール化合物を使用しているので、耐クラック成長性が悪化した。