(57)【要約】【課題】空気入りタイヤのカーカス層やベルト層には、強い衝撃や大きな荷重がかかるため、補強材としてスチールコードが用いられる。これを被覆するゴムは良好な接着性、高い硬度、破断物性および耐疲労性が求められている。一方、環境負荷低減の観点から再生ゴムの活用が望まれているが、再生ゴムを多量に配合するとタイヤの強度を悪化させる等の問題点があり、その配合設計は一般的に困難を伴う。【解決手段】天然ゴムおよび／または合成イソプレンゴムを８０質量部以上含むジエン系ゴム１００質量部に対し、窒素吸着比表面積が５０〜１２０ｍ２／ｇのカーボンブラックを３０〜８０質量部、硫黄を３〜１０質量部、有機酸コバルト塩を０．１〜１０質量部、および６０〜１６０メッシュの再生ゴムを前記カーボンブラックに対し、３〜４０質量％配合してなる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】
天然ゴムおよび／または合成イソプレンゴムを８０質量部以上含むジエン系ゴム１００質量部に対し、
窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が５０〜１２０ｍ２／ｇのカーボンブラックを３０〜８０質量部、
硫黄を３〜１０質量部、
有機酸コバルト塩を０．１〜１０質量部、および
６０〜１６０メッシュの再生ゴムを前記カーボンブラックに対し、３〜４０質量％配合してなるゴム組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のゴム組成物をスチールコード被覆用に用いた空気入りタイヤ。
【請求項３】
請求項１に記載のゴム組成物をベルト層に用いた空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、再生ゴムを有効に活用しつつ、スチールコードを被覆するゴムに求められる諸特性、とくにスチールコードに対する接着性、硬度、破断物性および耐疲労性を向上した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】
空気入りタイヤは左右一対のビード部およびサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とから主に構成されている。タイヤの内側にはカーカス層が設けられ、カーカス層の両端部はビードコアをタイヤ内側から外側へ包みこむように折り返されている。
トレッド部は、キャップトレッドとアンダートレッドとからなり、このアンダートレッドとカーカス層との間に、ベルト層が配設されている。
このカーカス層やベルト層には、強い衝撃や大きな荷重がかかるため、補強材としてスチールコードが用いられている。このようなスチールコードを被覆するゴムは、スチールコードとの良好な接着性、高い硬度、破断物性および耐疲労性が求められている。
【０００３】
一方、近年においては、環境負荷低減の観点から、廃ゴム製品を例えば冷凍粉砕し粉末状にした再生ゴムの活用が望まれている。しかし、再生ゴムはタイヤ中で異物であるため、多量に配合するとタイヤの強度を悪化させる等の問題点があり、その配合設計は一般的に困難を伴う。
なお、再生ゴムを用いたタイヤ用ゴム組成物に配合する従来技術としては、例えば下記特許文献１〜２が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５３８０９６２号公報
【特許文献２】特許第５４８７５５９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、再生ゴムを有効に活用しつつ、スチールコードを被覆するゴムに求められる諸特性、とくにスチールコードに対する接着性、硬度、破断物性および耐疲労性を向上した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、特定の組成を有するジエン系ゴムに特定の比表面積を有するカーボンブラック、硫黄および有機酸コバルト塩の特定量を配合するとともに、特定の粒径を有する再生ゴムの特定量を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．天然ゴムおよび／または合成イソプレンゴムを８０質量部以上含むジエン系ゴム１００質量部に対し、
窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が５０〜１２０ｍ２／ｇのカーボンブラックを３０〜８０質量部、
硫黄を３〜１０質量部、
有機酸コバルト塩を０．１〜１０質量部、および
６０〜１６０メッシュの再生ゴムを前記カーボンブラックに対し、３〜４０質量％配合してなるゴム組成物。
２．前記１に記載のゴム組成物をスチールコード被覆用に用いた空気入りタイヤ。
３．前記１に記載のゴム組成物をベルト層に用いた空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、特定の組成を有するジエン系ゴムに特定の比表面積を有するカーボンブラック、硫黄および有機酸コバルト塩の特定量を配合するとともに、特定の粒径を有する再生ゴムの特定量を配合したので、再生ゴムを有効に活用しつつ、スチールコードを被覆するゴムに求められる諸特性、とくにスチールコードに対する接着性、硬度、破断物性および耐疲労性を向上した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、天然ゴム（ＮＲ）および／または合成イソプレンゴム（ＩＲ）を必須成分とする。ＮＲおよび／またはＩＲの配合量は、ジエン系ゴム全体を１００質量部としたときに８０質量部以上であることが必要である。ＮＲおよび／またはＩＲの配合量が８０質量部未満であると、破断伸びが悪化し、好ましくない。なお、ＮＲおよびＩＲ以外にも他のジエン系ゴムを用いることができ、例えば、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。
【０００９】
（カーボンブラック）
本発明で使用されるカーボンブラックは、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が５０〜１２０ｍ２／ｇである必要がある。窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が５０ｍ２／ｇ未満では、強度が不十分となり、逆に窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が１２０ｍ２／ｇを超えると、発熱性が大となり、好ましくない。さらに好ましい窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、70〜90ｍ２／ｇである。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】
（有機酸コバルト塩）
本発明で使用する有機酸コバルト塩としては、例えばナフテン酸コバルト、ネオデカン酸コバルト、ステアリン酸コバルト、ロジン酸コバルト、バーサチック酸コバルト、トール油酸コバルト、ホウ酸ネオデカン酸コバルト、アセチルアセトナートコバルト等を例示することができる。また、ホウ素を含む有機酸コバルト塩、例えばオルトホウ酸コバルト等も使用できる。
【００１１】
（再生ゴム）
本発明で使用される再生ゴムは、ＪＩＳ Ｋ６２２０に準拠して測定した粒径が、６０〜１６０メッシュであることが必要である。すなわち、本発明で使用される再生ゴムは、６０メッシュを通過し、かつ160メッシュを通過しない粒径のものから構成される。なお、上記粒径の範囲外のものも、本発明の効果を損なわない範囲で存在することができ、例えば本発明で使用される再生ゴムは、30質量％以下の割合で、上記粒径の範囲外のものを含み得る。
前記粒径が６０メッシュ未満であると、粒径が大きすぎて破断伸びが悪化し、逆に160メッシュを超えると、粒径が小さすぎて発熱性が悪化する。
さらに好ましい粒径は、70〜130メッシュである。
【００１２】
（ゴム組成物の配合割合）
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が５０〜１２０ｍ２／ｇのカーボンブラックを３０〜８０質量部、硫黄を３〜１０質量部、有機酸コバルト塩を０．１〜１０質量部、および６０〜１６０メッシュの再生ゴムを前記カーボンブラックに対し、３〜４０質量％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３０質量部未満であると、硬度、破断強度が悪化する。逆に８０質量部を超えると疲労性が悪化する。
硫黄が３質量部未満であると、ワイヤーとの接着性が悪化する。逆に１０質量部を超えると老化特性が悪化する。
有機酸コバルト塩が０．１質量部未満であると、添加量が少なすぎて本発明の効果を奏することができない。逆に１０質量部を超えると破断物性や接着性が悪化する。
再生ゴムの配合量がカーボンブラックに対し、３質量％未満であると、配合量が少ないため環境上有利にはなり難い。逆に４０質量％を超えると、破断物性およびスチールコードに対する接着性が悪化する。
【００１３】
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、50〜70質量部である。
さらに好ましい前記硫黄の配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、5〜8質量部である。
さらに好ましい前記有機酸コバルト塩の配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、1〜3質量部である。
さらに好ましい前記再生ゴムの配合量は、カーボンブラックに対し、5〜20質量％である。
【００１４】
本発明のゴム組成物には、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、各種充填剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などの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。
【００１５】
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のに使用することができる。本発明のゴム組成物は、カーカス層、ベルト層におけるスチールコードを被覆するゴムに好適に用いられ、ベルト層に用いるがのとくに好ましい。
本発明のゴム組成物にスチールコードを埋設させる手段としては、例えば、前記の各種成分をバンバリーミキサーやロールミキサーなどの汎用の混合機を用いて混合しゴム組成物を調製し、これにスチールコードを埋設させ、常法にしたがって加硫すればよい。
【実施例】
【００１６】
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。
【００１７】
標準例、実施例１〜５および比較例１〜３
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、ゴム組成物を得た。次に得られた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加硫ゴム試験片の物性を測定した。
【００１８】
硬度（２０℃）：ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠して２０℃にて測定した。結果は、標準例の値を１００として指数で示した。指数が大きいほど硬度が高く操縦安定性に優れることを示す。
破断伸び（ＥＢ）：ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して引張試験にて評価した。結果は標準例の値を１００として指数表示した。この指数が大きいほど破断物性に優れることを示す。
耐屈曲疲労性：ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠して、３号ダンベルに、１００％の歪みを繰り返し与え、破断回数を測定することによった。破断回数の測定は、ｎ＝６で行い、それぞれの破断回数より正規確率分布による５０％残存確率を求めた。結果は標準例の値を１００として指数で示した。この指数が大きいほど疲労寿命が長いことを意味する。
ワイヤー接着性：ＡＳＴＭ Ｄ２２２９に準拠してブラスメッキスチールコードを引き抜き、その時のゴム被覆率を評価した。結果は標準例の値を１００として指数で示した。この指数が大きいほどゴム組成物とスチールコードとの接着性に優れることを意味する。
結果を表１に併せて示す。
【００１９】
【表１】
2016113487.tif 000002
【００２０】
＊１：ＮＲ（ＴＳＲ２０）
＊２：カーボンブラック（東海カーボン（株）製シースト３００、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）＝８４ｍ２／ｇ）
＊３：酸化亜鉛（正同化学工業（株）製酸化亜鉛３種）
＊４：ステアリン酸コバルト（ＤＩＣ（株）製）
＊５：再生ゴム１（LEHIGH TECHNOLOGIES PD -80。ＪＩＳ Ｋ６２２０に準拠して測定した粒径が、８０メッシュ以上（８０メッシュふるい残分＝１０質量％未満、かつ６０メッシュふるい残分＝１質量％未満）
＊６：再生ゴム２（LEHIGH TECHNOLOGIES PD -140。ＪＩＳ Ｋ６２２０に準拠して測定した粒径が、１４０メッシュ以上（140メッシュふるい残分＝１０質量％未満、かつ１２０メッシュふるい残分＝１質量％未満）
＊７：再生ゴム３（LEHIGH TECHNOLOGIES PD -40。ＪＩＳ Ｋ６２２０に準拠して測定した粒径が、４０メッシュ以上（２０メッシュふるい残分＝１０質量％未満）
＊８：再生ゴム４（LEHIGH TECHNOLOGIES PD -300。ＪＩＳ Ｋ６２２０に準拠して測定した粒径が、300メッシュ以上（280メッシュふるい残分＝１０質量％未満、かつ260メッシュふるい残分＝１質量％未満）
＊９：硫黄（四国化成工業（株）製ミュークロンＯＴ−２０）
＊１０：加硫促進剤（大内新興化学工業（株）製ノクセラーＤＺ）
＊１１：レゾルシン（田岡化学工業（株）製）
＊１２：ＨＭＭＭ（CYTEC INDUSTRIES CYREZ 964RPC、ヘキサメトキシメチロールメラミン）
【００２１】
上記の表１から明らかなように、実施例１〜５で調製されたゴム組成物は、特定の組成を有するジエン系ゴムに特定の比表面積を有するカーボンブラック、硫黄および有機酸コバルト塩の特定量を配合するとともに、特定の粒径を有する再生ゴムの特定量を配合したので、再生ゴムを配合しない標準例のゴム組成物と比べて、再生ゴムを有効に活用しつつ、スチールコードを被覆するゴムに求められる諸特性、とくにスチールコードに対する接着性、硬度、破断物性および耐疲労性を向上し、あるいは同等のレベルに維持していることが分かる。
これに対し、比較例１は、再生ゴムの配合量が本発明で規定する上限を超えているので、破断物性およびスチールコードに対する接着性が悪化した。
比較例２は、６０メッシュ未満の再生ゴムを配合した例であるので、破断伸びおよびワイヤー接着性が悪化した。
比較例３は、１６０メッシュを超えた再生ゴムを配合した例であるので、破断伸び、耐屈曲疲労性およびワイヤー接着性が悪化した。