JP2004300362A

JP2004300362A - タイヤ用未加硫ゴム組成物及びタイヤ

Info

Publication number: JP2004300362A
Application number: JP2003097648A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Nishioka; 健太郎西岡
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】高温での耐オゾン性に優れ、かつ高温条件下でブルーム現象（白色化）が生じることのないタイヤ用未加硫ゴム組成物及び該ゴム組成物を使用したタイヤを提供すること。
【解決手段】炭素数３８〜４０の直鎖状及び分岐状飽和炭化水素を合計で３〜９重量％含有する炭化水素系ワックスを、ジエン系ゴム材料１００重量部に対して０．５〜８重量部含有するタイヤ用未加硫ゴム組成物。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ用未加硫ゴム組成物及び該ゴム組成物を少なくとも一部に使用して加硫、成形して得られるタイヤに関する。より具体的には、高温での耐オゾン性に優れるタイヤ用未加硫ゴム組成物及び該ゴム組成物を使用し、高温条件下で長期間保存した場合であっても外観性に優れるタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、天然ゴムや合成ゴムからなるタイヤには、大気中のオゾンや日光中の紫外線によるゴムの亀裂防止、すなわち、オゾン劣化防止のために、ワックス系ゴム老化防止剤が用いられている。しかしながら、このような老化防止剤を用いた場合、ゴム表面でブルーム現象が生じ、老化防止剤が表面にじみ出てくることによりタイヤが白色化して外観性が低下するという問題があった。
【０００３】
このようなブルーム現象を抑制するために多くの技術が提案されている。例えば、炭化水素系ゴム老化防止用ワックスであって、炭素数Ｃ２２〜３９の非直鎖状炭化水素成分のワックス全体に占める割合が、２５〜５０重量％であるゴム老化防止用ワックスが開示されている（特許文献１）。
【０００４】
また、ジエン系ゴム１００重量部に対して、石油パラフィンワックスを１．５重量部以上含み、この石油パラフィンワックス中に炭素数が３８〜４０の直鎖状飽和炭化水素および炭素数が３８〜４０の分岐状飽和炭化水素を１０重量％以上含むとともに、前記分岐状飽和炭化水素の量が前記分岐状飽和炭化水素および前記直鎖状飽和炭化水素の合計量の１９重量％以上であるゴム組成物が開示されている（特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−３５９３８号公報
【特許文献２】
特開２００１−２１４００２号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１及び２に記載のワックスは、高温での耐オゾン性が十分でなく、また高温条件下でブルームする成分を多く含んでいるため、該ワックスを含有するタイヤを高温条件下で長期間保存した場合にタイヤ表面が白色化する現象（ブルーム現象）を効果的に抑制することができない。
【０００６】
本発明の目的は、高温での耐オゾン性に優れ、かつ高温条件下でブルーム現象（白色化）が生じることのないタイヤ用未加硫ゴム組成物、及び該ゴム組成物を使用したタイヤを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成すべく、タイヤ用未加硫ゴム組成物について鋭意研究したところ、特定炭素数の飽和炭化水素を特定量含有する炭化水素系ワックスを用いることにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明のタイヤ用未加硫ゴム組成物は、炭素数３８〜４０の直鎖状及び分岐状飽和炭化水素を合計で３〜９重量％含有する炭化水素系ワックスを、ジエン系ゴム材料１００重量部に対して０．５〜８重量部含有することを特徴とする。
【０００９】
炭化水素系ワックスの添加量が０．５重量部未満の場合には高温での耐オゾン性が劣り、一方、８重量部を超える場合には高温条件下でブルーム現象が起こり、タイヤの外観性が低下する。両性能をさらに向上させるためには、炭化水素系ワックスの添加量は１〜５重量部であることが好ましい。
【００１０】
また、炭化水素系ワックス中の炭素数３８〜４０の直鎖状及び分岐状飽和炭化水素の含有量が３重量％未満の場合には、中高温（４０℃程度以上）での耐オゾン性が劣り、一方、９重量％を超える場合には高温条件下でブルーム現象が起こり、タイヤ表面が白色化して外観性が低下する。両性能をさらに向上させるためには、炭素数３８〜４０の直鎖状及び分岐状飽和炭化水素の含有量は、４〜７重量％であることが好ましい。
【００１１】
本発明においては、炭素数３８〜４０の分岐状飽和炭化水素の含有量が、炭素数３８〜４０の直鎖状及び分岐状飽和炭化水素の合計重量の２０〜４０重量％であることが好ましい。前記分岐状飽和炭化水素の含有量が前記範囲内にある場合には、耐オゾン性と外観性をさらに向上させることができる。
【００１２】
本発明のタイヤは、前記タイヤ用未加硫ゴム組成物を少なくとも一部に使用して加硫、成形して得られるものであることを特徴とする。かかるタイヤは、従来よりも優れた耐オゾン性及び外観性を有するものである。特に発熱の大きな部位であるトレッド部、サイドウォール部、ビード部等の構成材料として使用することにより、高温での耐オゾン性及び外観性に優れたタイヤが得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に使用する炭化水素系ワックスは、炭素数３８〜４０の直鎖状及び分岐状飽和炭化水素を合計で３〜９重量％含有するものであり、その他の成分は特に制限されない。その他の成分としては、例えば、炭素数３８〜４０以外の炭素数の直鎖状飽和（不飽和）炭化水素、分岐状飽和（不飽和）炭化水素、脂環族炭化水素、芳香族炭化水素などが挙げられる。また、本発明の効果を損なわない範囲で添加剤を含有していてもよい。
【００１４】
前記炭化水素系ワックスの調製方法は特に制限されず、例えば、減圧蒸留法、溶剤脱油法、発汗法、プレス脱油法などの公知の方法を組み合わせることによりそれぞれの成分を濃縮したフラクションを得て、そのフラクションを前記配合比率になるように混合することにより調製することができる。炭化水素系ワックス中の炭素数３８〜４０の直鎖状及び分岐状飽和炭化水素の含有量や、炭素数３８〜４０の直鎖状及び分岐状飽和炭化水素の合計重量に対する炭素数３８〜４０の分岐状飽和炭化水素の重量はガスクロマトグラフなどにより測定することが可能である。
【００１５】
本発明の組成物ないしタイヤに使用するジエン系ゴム材料は特に制限されず、例えば、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、スチレンイソプレンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴムなどが挙げられる。ゴム材料は、必要に応じて２種以上を混合して使用してもよい。
【００１６】
未加硫ゴム組成物には、通常ゴム工業界で用いられる各種添加剤を配合することができる。具体的にはカーボンブラック、シリカ等の補強充填剤、プロセスオイルないし可塑剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛等の加工助剤、各種加硫促進剤、硫黄等の加硫剤、各種酸化防止剤などが例示される。シリカを補強充填剤として使用する場合にはＳｉ−６９（デグサ社）等のシランカップリング剤を添加することが好ましい態様である。
【００１７】
補強充填剤の添加量は、ゴム材料１００重量部に対して、カーボンブラックは０〜２００重量部、シリカは０〜１００重量部であり、カーボンブラックとシリカの合計添加量は、２０〜２００重量部であることが好ましい。
【００１８】
本発明の未加硫ゴム組成物は、公知の方法によって製造する。一般的には、加硫促進剤、硫黄等の加硫剤を除いた原材料をバンバリーミキサー等の混練装置を使用してマスターバッチを作製し、得られたマスターバッチを一旦冷却した後に混練ロールやバンバリーミキサー等の混練装置を使用して加硫剤、加硫促進剤を混合し、加熱により加硫架橋可能な未加硫ゴム組成物とする。
【００１９】
未加硫ゴム組成物の加硫は、従来と同様に加硫缶、加硫成形装置などを用いて、例えば１００〜２００℃の温度で行うことができるが、加硫温度は１４０〜１８０℃が好ましい。
【００２０】
得られる加硫ゴムは、シート状、板状、ロッド状、その他の形状の成形体として製造することができ、トレッド部、サイドウォール部、ビード部等の構成材料として使用することができる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。
【００２２】
実施例及び比較例
ゴム配合は、天然ゴム（ＮＲ）５０重量部、ブタジエンゴム（ＢＲ）５０重量部、カーボンブラック（ＨＡＦ）６０重量部、亜鉛華３重量部、ステアリン酸２重量部を共通組成とし、表１に示した炭化水素系ワックスをそれぞれ添加してバンバリーミキサーにて混練してマスターバッチを作製した。マスターバッチを冷却した後、ゴム材料１００重量部に対して、硫黄２重量部、加硫促進剤（川口化学工業、アクセルＮＳ）１重量部を混練ロールを使用してそれぞれ混練し、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物は、所定の金型を使用して１５０℃にて３０分加熱、加硫して加硫ゴムとした。作製した加硫ゴムは、タイヤの加硫ゴムの評価方法に準じて評価した。
使用した炭化水素系ワックスの内容は、以下の通りである。なお、炭化水素系ワックス中の炭素数３８〜４０の直鎖状及び分岐状飽和炭化水素の合計重量％をＸとし、炭素数３８〜４０の直鎖状及び分岐状飽和炭化水素の合計重量に対する炭素数３８〜４０の分岐状飽和炭化水素の重量％をＹとする。
・ワックスＡ（Ｘ＝５重量％、Ｙ＝２７重量％）
・ワックスＢ（Ｘ＝９重量％、Ｙ＝３０重量％）
・ワックスＣ（Ｘ＝１重量％、Ｙ＝２７重量％）
・ワックスＤ（Ｘ＝１５重量％、Ｙ＝１９重量％）
（評価）
＜加硫ゴムの外観性＞
作製した加硫ゴム片を４０℃に温度調節したギアーオーブン中に入れて３週間放置した。その後、加硫ゴム片の表面を目視により観察して下記の基準で外観性を評価した。
○：表面が黒く、ほとんど変色なし
△：やや白色又は茶色に変色している
×：白色又は茶褐色に変色している
＜加硫ゴムの耐オゾン性＞
作製した加硫ゴム片を２５％伸張した条件下でオゾンウェザーメータ装置中に設置し、オゾン濃度１００ｐｐｈｍ、温度５０℃の環境下で２４時間放置し、その後、クラックの発生状態を目視により観察し、下記の基準で耐オゾン性を評価した。
○：クラックの発生なし
△：１ｍｍ以下のクラックが発生している
×：１ｍｍを超えるクラックが発生している
【表１】

表１の結果から、本発明の未加硫ゴム組成物を加硫して得られる加硫ゴムは外観性及び耐オゾン性に優れたものであることがわかる（実施例１〜４）。
これに対して、炭素数３８〜４０の直鎖状及び分岐状飽和炭化水素を合計で１重量％含有する炭化水素系ワックスを用いた場合には、外観性は優れるが、耐オゾン性に劣り（比較例１）、炭素数３８〜４０の直鎖状及び分岐状飽和炭化水素を合計で１５重量％含有する炭化水素系ワックスを用いた場合には、耐オゾン性には優れるが、ブルーム現象が起こり、タイヤ表面が白色化して外観性が低下した（比較例２）。また、炭化水素系ワックスが０．３重量部の場合には、外観性は優れるが、耐オゾン性に劣り（比較例３）、炭化水素系ワックスが１０重量部の場合には、耐オゾン性には優れるが、ブルーム現象が起こり、タイヤ表面が白色化して外観性が低下した（比較例４）。

Claims

炭素数３８〜４０の直鎖状及び分岐状飽和炭化水素を合計で３〜９重量％含有する炭化水素系ワックスを、ジエン系ゴム材料１００重量部に対して０．５〜８重量部含有するタイヤ用未加硫ゴム組成物。
前記分岐状飽和炭化水素の含有量が、前記直鎖状及び分岐状飽和炭化水素の合計重量の２０〜４０重量％である請求項１記載のタイヤ用未加硫ゴム組成物。
請求項１又は２記載のタイヤ用未加硫ゴム組成物を少なくとも一部に使用して加硫、成形して得られるタイヤ。