(57)【要約】【課題】白色化による外観不良の発生を抑制し、かつ耐オゾン性を従来レベル以上に向上するタイヤサイドウォール用ゴム組成物を提供する。【解決手段】天然ゴム、ブタジエンゴムを含むゴム成分１００質量部に、吸水性樹脂を０．２〜１．０質量部、ワックスおよびカーボンブラックを配合してなるゴム組成物であって、前記吸水性樹脂の２０〜８０℃における吸水倍率が５０倍以上、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が９０ｍ2／ｇ以下であることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ゴム、ブタジエンゴムを含むゴム成分１００質量部に、吸水性樹脂を０．２〜１．０質量部、ワックスおよびカーボンブラックを配合してなるゴム組成物であって、前記吸水性樹脂の２０〜８０℃における吸水倍率が５０倍以上、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が９０ｍ2／ｇ以下であることを特徴とするタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
【請求項２】
前記カーボンブラックが前記ゴム成分１００質量部に対し３０〜７０質量部配合されてなることを特徴とする請求項１に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
【請求項３】
前記ワックスが最も多く含有している炭化水素成分の炭素原子連鎖数が４０以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物。
【請求項４】
前記天然ゴムが、前記ゴム成分１００質量％中３０〜５０質量％であ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サイドウォール用ゴム組成物。
【請求項５】
前記吸水性樹脂が、アクリル酸および／またはアクリル酸塩からなるセグメントの架橋構造を有する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サイドウォール用ゴム組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のタイヤサイドウォール用ゴム組成物をサイドウォール部に有する空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白色化による外観不良の発生を抑制し、かつ耐オゾン性を従来レベル以上に向上可能にするタイヤサイドウォール用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、天然ゴムや共役ジエン系ゴムを配合するゴム組成物は、オゾン存在下で酸化劣化を受け、表面に亀裂（オゾンクラック）を生じたり物性が低下することが知られている。とりわけ空気入りタイヤのサイドウォール部では、オゾン劣化が大きな問題になっている。
【０００３】
オゾンによる酸化劣化を防ぐため、サイドウォール部を形成するゴム組成物には、ワックスを配合することにより、オゾンクラックの発生および進行を抑制することがが行われている。しかし、ワックスがサイドウォール部の表面に移行し結晶化すると耐オゾン性を改良すると同時に、サイドウォール部表面の白色化などの外観不良を招く原因になる。
【０００４】
このため特許文献１は、天然ゴムを含むジエン系ゴムにワックスおよび特定の脂肪族金属石鹸を配合したタイヤサイドウォール用ゴム組成物を提案する。しかし近年、需要者が空気入りタイヤの外観に求める要求はますます高くなりタイヤ外観をより優れたものにすることがより強く求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２１０８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、白色化による外観不良の発生を抑制し、かつ耐オゾン性を従来レベル以上に向上するタイヤサイドウォール用ゴム組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、天然ゴム、ブタジエンゴムを含むゴム成分１００質量部に、吸水性樹脂を０．２〜１．０質量部、ワックスおよびカーボンブラックを配合してなるゴム組成物であって、前記吸水性樹脂の２０〜８０℃における吸水倍率が５０倍以上、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が９０ｍ2／ｇ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、天然ゴムおよびブタジエンゴムを含むジエン系ゴムに対し、ワックスおよび特定の吸水性樹脂を配合したので耐オゾン性を優れたものにすると共に、ワックスに起因する白色化を抑制しタイヤ外観を優れたものにすることができる。
【０００９】
本発明において、前記カーボンブラックの配合量は、前記ゴム成分１００質量部に対し３０〜７０質量部にすることができる。前記ワックスは、それが最も多く含有している炭化水素成分の炭素原子連鎖数が４０以下であるとよい。また前記天然ゴムの含有量は、前記ゴム成分１００質量％中３０〜５０質量％であるとよい。更に前記吸水性樹脂は、アクリル酸および／またはアクリル酸塩からなるセグメントの架橋構造を有するとよい。
【００１０】
上述したタイヤサイドウォール用ゴム組成物をサイドウォール部に有する空気入りタイヤは、耐オゾン性が従来レベル以上に優れると共に、白色化による不良の発生が抑制され優れた外観を保持することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物において、ゴム成分は天然ゴムおよびブタジエンゴムを必ず含み、かつこれらを主成分とする。天然ゴムおよびブタジエンゴムを主成分にするとは、ゴム成分１００質量％に対し、天然ゴムおよびブタジエンゴムを合計で５０質量％以上含むことを意味する。天然ゴムおよびブタジエンゴムの合計は、好ましくは５０〜１００質量％、より好ましくは６５〜１００質量％であるとよい。
【００１２】
本発明において、天然ゴムの含有量は、ゴム成分１００質量％中、好ましくは３０〜５０質量％、より好ましくは３３〜４７質量％であるとよい。またブタジエンゴムの含有量は、ゴム成分１００質量％中、好ましくは７０〜５０質量％、より好ましくは６７〜５３質量％であるとよい。天然ゴムおよびブタジエンゴムの含有量をそれぞれ上述した範囲内にしてジエン系ゴムの主成分にすることにより、ゴム組成物の耐オゾン性や屈曲疲労性を優れたものにすることができる。
【００１３】
本発明において、天然ゴムおよびブタジエンゴム以外の他のジエン系ゴムを含有することができる。他のジエン系ゴムとしては、例えばイソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、クロロプレンゴム等を例示することができる。なかでもスチレンブタジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ハロゲン化ブチルゴムが好ましい。他のジエン系ゴムの含有量は、ゴム成分１００質量％中、好ましくは０〜５０質量％、より好ましくは０〜３５質量％であるとよい。
【００１４】
本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、ワックスを配合することにより、オゾンクラックの発生および進行を抑制することができる。
【００１５】
ワックスとしては、特に制限されることはなく、炭素数１５〜５５の脂肪族飽和炭化水素が好ましく、より好ましくは炭素数２３〜４５、更に好ましくは炭素数３２〜４５の直鎖状脂肪族飽和炭化水素であるとよい。なお分岐鎖状脂肪族飽和炭化水素を一部に含んでもよい。ワックスは、それが最も多く含有している炭化水素成分の炭素原子連鎖数が好ましくは４０以下であるとよい。ワックスが最も多く含有している炭化水素成分の炭素原子連鎖数を４０以下にすることにより、より耐オゾン性の良いゴム組成物を得ることができる。
【００１６】
ワックスの配合量は、ゴム成分１００質量部に対し好ましくは０．５〜５質量部、より好ましくは１．０〜３．０質量部であるとよい。ワックスの配合量が０．５質量部未満であると、オゾンクラックの発生および進行を十分に抑制することができない虞がある。またワックスの配合量が５質量部を超えると、ゴム組成物の表面への析出および結晶化が顕著になり、これに起因する白色化を抑制することができない。
【００１７】
本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、吸水性樹脂を配合することにより意外にもオゾンクラックの発生および進行を抑制することができる。これによりワックスの配合量を削減し、ワックスに起因する白色化を抑制しサイドウォール部の外観を優れたものにすることができる。またワックスの配合量が同じであっても吸水性樹脂を配合したタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、耐オゾン性およびその外観を同時に改良することができる。この理由は、極性を有する吸水性樹脂を配合することにより、タイヤサイドウォール表面へのワックスのブルームをコントロールできることに因るためであると推定される。
【００１８】
本発明において、吸水性樹脂の配合量は、ゴム成分１００質量部に対し０．２〜１．０質量部、好ましくは０．５〜０．８質量部である。吸水性樹脂の配合量が０．２質量部未満であると、耐オゾン性および表面外観を改良する作用が十分に得られない。また吸水性樹脂の配合量が１．０質量部を超えると、表面外観が却って悪化する。
【００１９】
本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物に配合する吸水性樹脂は、２０〜８０℃における吸水倍率が５０倍以上、好ましくは１００〜２００倍である。吸水倍率が５０倍未満であると、吸水性樹脂自体がゴム組成物中で分散せず所望の効果が得られない。なお本明細書において２０〜８０℃における吸水倍率が５０倍以上であるとは、２０〜８０℃の全範囲において吸水性樹脂の吸水倍率が５０倍以上であることを意味する。また吸水倍率とは、飽和状態まで吸水した吸水性樹脂の重量から乾燥状態の吸水性樹脂の重量を引き、乾燥状態の吸水性樹脂の重量で除した数値で定義される。
【００２０】
吸水性樹脂としては、例えばポリアクリル酸塩系、ポリエチレンオキサイド系、酢酸ビニル共重合体系、アクリル酸グラフト共重合体系等の高分子が挙げられる。詳しくはポリアクリル酸ナトリウムを含むポリアクリル酸とポリビニルアルコールとの共重合体、架橋ポリアクリル酸ナトリウム、酢酸ビニル−アクリル酸メチル共重合体、酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体鹸化物、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体架橋物、ポリアクリロニトリル加水分解物、デンプン−アクリロニトリル・グラフト共重合体鹸化物、デンプン−アクリル酸グラフト共重合体、多糖類−アクリル酸グラフト共重合体、セルロースとモノクロル酢酸との反応物へのカルボキシメチルセルロースの架橋物、ポリエチレンオキサイド架橋物、ポリビニルアルコール架橋物等が挙げられる。吸水性樹脂は上記の共重合体群から少なくとも１種を選択することが好ましい。また２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２１】
本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、吸水性樹脂がアクリル酸および／またはアクリル酸塩からなるセグメントの架橋構造を有することが好ましい。すなわち架橋ポリアクリル酸ナトリウムと称される吸水性樹脂であり、アクリル酸、アクリル酸ナウリウムおよび架橋性モノマーからなる共重合体が好ましい。
【００２２】
タイヤサイドウォール用ゴム組成物は、カーボンブラックを配合することによりゴム強度および耐屈曲疲労性を確保することができる。カーボンブラックとしては、窒素吸着比表面積が９０ｍ2／ｇ以下、好ましくは４０〜７０ｍ2／ｇであるものを配合する。カーボンブラックの窒素吸着比表面積を９０ｍ2／ｇ以下にすることにより耐屈曲疲労性に優れたゴム組成物になる。本明細書において、窒素吸着比表面積は、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−２に準拠して測定することができる。
【００２３】
カーボンブラックの配合量は、ゴム成分１００質量部に対し好ましくは３０〜７０質量部、より好ましくは３５〜５５質量部である。カーボンブラックの配合量が３０質量部未満であると、十分に強靭なゴム組成物にならない。になる。またカーボンブラックの配合量が７０質量部を超えると、ゴム組成物自体が硬くなりすぎ十分な耐屈曲疲労性が確保できない。
【００２４】
本発明のタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、本発明の課題を達成するのを損なわない範囲で、カーボンブラック以外の他の補強性充填剤を配合することができる。他の補強性充填剤としては例えばシリカ、クレー、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン等を挙げることができる。
【００２５】
タイヤサイドウォール用ゴム組成物には、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤、加工助剤、液状ポリマー、熱硬化性樹脂などのタイヤサイドウォール用ゴム組成物に一般的に使用される各種配合剤を配合することができる。このような配合剤は一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの配合剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量にすることができる。タイヤサイドウォール用ゴム組成物は、公知のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混練、混合することによって製造することができる。
【００２６】
本発明の空気入りタイヤは、上述したタイヤサイドウォール用ゴム組成物でサイドウォール部を構成したことを特徴とする。この空気入りタイヤは、耐オゾン性が従来レベル以上に優れると共に、白色化による不良の発生が抑制され優れた外観を保持することができる。
【００２７】
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００２８】
表１に示す配合からなる８種類のタイヤサイドウォール用ゴム組成物（実施例１〜４、比較例１〜４）を、硫黄及び加硫促進剤を除く成分を、１.７Ｌの密閉式バンバリーミキサーで５分間混練したマスターバッチを放出し室温冷却させた。このマスターバッチを１.７Ｌの密閉式バンバリーミキサーに戻し硫黄及び加硫促進剤を加えて混合することにより、タイヤサイドウォール用ゴム組成物を調製した。
【００２９】
得られた８種類のゴム組成物を所定の金型中で、１７０℃で１０分間プレス加硫してタイヤサイドウォール用ゴム組成物からなる試験片を作製した。得られた試験片の耐白化性および耐オゾン性を、以下の方法で評価した。
【００３０】
外観（耐白化性）
得られた試験片を４０℃のオーブン中で２週間静置して状態調節した。その後、試験片の表面を目視で観察し、白化の状態を以下の判定基準に基づき５段階で評価した。得られた結果を、表１の「外観」の欄に示した。この指数が大きいほど耐白化性が優れ、外観が優れることを意味する。
５：試験片の表面に白化が全く認められない（不変）。
４：試験片の表面面積の３割程度がくすんでいる。
３：試験片の表面が全体的にくすんでいる。
２：試験片の表面面積の３割程度が白色に変化した。
１：試験片の表面が全体的に白色に変化した。
【００３１】
耐オゾン性
得られた試験片からＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠したＪＩＳ３号ダンベル型試験片を切り出した。この試験片を４０％伸長、オゾン濃度５０ｐｐｈｍ、４０℃、４８時間という条件で、ＪＩＳ  Ｋ６２５９に準拠してオゾン劣化させた。その後、試験片表面の亀裂（オゾンクラック）の有無を目視で観察し、亀裂の状態を以下の判定基準に基づき５段階で評価した。得られた結果を、表１の「耐オゾン性」の欄に示した。この指数が大きいほど耐オゾン性が優れることを意味する。
５：肉眼および１０倍の拡大鏡で亀裂が確認されない。
４：肉眼では見えないが１０倍の拡大鏡で亀裂があると認められる。
３：亀裂が肉眼で観察され、深くて比較的大きい（長さ１ｍｍ未満）。
２：深くて大きい亀裂（長さ１〜３ｍｍ未満）が確認された。
１：長さ３ｍｍ以上の亀裂が確認されるか、または試験片が切断された。
【００３２】
【表１】
2017122189.tif 000002
【００３３】
なお、表１において使用した原材料の種類を下記に示す。
・天然ゴム：ＴＳＲ
・ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ  ＢＲ１２２０
・カーボンブラック：東海カーボン社製シーストＦ、窒素吸着比表面積が４１ｍ2／ｇ
・ワックス：大内新興化学社製サンノック、最も多く含有している炭化水素成分の炭素原子連鎖数が３４。
・吸水性樹脂：日本触媒社製アクアリックＣＳ−６、２０〜８０℃における吸水倍率が３００倍、アクリル酸および／またはアクリル酸ナトリウムからなるセグメントの架橋構造を有する吸水性樹脂
・酸化亜鉛：正同化学社製亜鉛華３号
・ステアリン酸：日油社製ステアリン酸ＹＲ
・老化防止剤：Ｓｏｌｔｉａ  Ｅｕｒｏｐｅ社製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ  ６ＰＰＤ
・オイル：昭和シェル石油社製エキストラクト４号Ｓ
・加硫促進剤：大内新興化学社製ノクセラーＣＺ−Ｇ
・可溶性硫黄：軽井沢精錬所社製油処理硫黄
【００３４】
表１から明らかなように実施例１〜４のタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、外観および耐オゾン性が比較例１（従来技術）に比べが優れることが確認された。
【００３５】
比較例２のタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、比較例１に対しワックスの配合量を減らしたので、外観は優れるが耐オゾン性が悪化した。
【００３６】
比較例３および４のタイヤサイドウォール用ゴム組成物は、比較例１および２に対し吸水性樹脂を１．０質量部を超えて配合したので、耐オゾン性は優れるが外観が却って悪化した。