JP2007246640A - タイヤ用ゴム組成物及びこれを用いたタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】加硫後にそれ自体で高い耐オゾン性、耐屈曲疲労性、白色度及び加工性を示し、タイヤの各種部材、特にタイヤのサイドウォール部に使用される白色ゴム部分を形成するのに有用なゴム組成物を提供すること。
【解決手段】エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴムとハロゲン化ブチルゴムとジエン系ゴムから成るゴム成分を含んで成るタイヤ用ゴム組成物であって、前記エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴムと前記ハロゲン化ブチルゴムと前記ジエン系ゴムの合計１００重量部当たり、前記エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴムを２０重量部以上及び前記ハロゲン化ブチルゴムを６０重量部超含むことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
【選択図】なし

Description

本発明はタイヤ用ゴム組成物に関し、より詳しくは、加硫後にそれ自体で高い耐オゾン性、耐屈曲疲労性、白色度及び加工性を示し、タイヤの各種部材、特にタイヤのサイドウォール部に使用される白色ゴム部分を形成するのに有用なタイヤ用ゴム組成物に関する。

タイヤ用のゴム材料としては、耐摩耗性、耐久性等の特性から、一般的に、天然ゴム等のジエン系ゴムが使用されている。一方、タイヤの外面の少なくとも一部、特にサイドウォール部に、製造会社名及びブランド名などの文字や、装飾のための種々のライン及び模様などの一般的にホワイトラインやホワイトレターと呼ばれている白色ゴム部分を形成することが行われている。かかる白色ゴム部分は、タイヤのサイドウォール部に設けられる場合には、オゾンや紫外線等による劣化を受けやすいため、高い耐候性を有することが求められ、耐候性に優れたエチレン−プロピレンタ−ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）及び／又はハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）を配合することが検討されている。しかしながら、ＥＰＤＭは、耐候性に優れているものの、ジエン系ゴムに比べて加硫速度が遅く、ジエン系ゴムとの共加硫性に劣り、ジエン系ゴムにＥＰＤＭをブレンドした場合には、耐候性は若干改善されるものの、耐屈曲疲労性などの機械的特性や加硫度の改善が図れないという欠点があった。一方、耐候性をさらに高めるために老化防止剤を添加することが考えられるが、老化防止剤には、アミン系老化防止剤などの、そのブルーミングにより白色ゴム部分の使用によりもたらされる装飾効果を損なうものがあり、たとえ白色ゴム部分によりもたらされる装飾効果を損なわないように非汚染性の老化防止剤（例えばフェノール系老化防止剤、ヒンダードアミン系老化防止剤など）を使用したとしても、耐オゾン性が不十分であったため、ＥＰＤＭとハロゲン化ブチルゴムとジエン系ゴムから成るゴム成分１００重量部に対して特定のチウラム化合物及び特定のジチオカルバメート化合物から成る群から選ばれる化合物とベンゾチアゾール系加硫促進剤とを併用した、共加硫性、耐候性、耐屈曲疲労性などの特性に優れた非汚染性のゴム組成物が提案されている（特許文献１）。

特許文献２には、ＥＰＤＭと高不飽和ゴムとのブレンドにハロゲン化ブチルゴムを比較的少量、すなわち、ＥＰＤＭと高不飽和ゴムとハロゲン化ブチルゴムの合計量に基づいて１５〜３０重量％の量添加することによって、ＥＰＤＭと高不飽和ゴムとのブレンドの動的オゾン抵抗性及び熱屈曲抵抗性が向上することが記載されている。

特許文献３には、特許文献２に記載されているようなポリマーブレンドにおいて、ＥＰＤＭの含有量を増加することにより、白色サイドウォールの清浄性が増大することが記載されている。

特許文献４には、タイヤのサイドウォール部に模様部を形成するためのゴム組成物として、ゴム成分１００重量部中にジエン系ゴムを２０〜６０重量部、ハロゲン化ブチルゴムを２０重量部以上及びＥＰＤＭを２０重量部以上含む明彩色ゴムを使用することにより、バラエティに富み、かつ、耐久性がある模様を形成することが提案されている。

特許文献５には、エチレン系共重合体ゴム１０〜６０重量部と、共役ジエン系ゴム１０〜７０重量部と、ハロゲン化ブチルゴム１０〜６０重量部と、白色充填剤１０〜１５０重量部とを配合することにより、共役ジエン系ゴムが本来保有するダンピング性を実質的に損なうことなく、加工特性、耐候性、耐オゾン性、耐疲労性、低発熱性等の特性に優れたタイヤ用ゴム組成物を提供することが提案されている。

特許文献６には、ハロゲン化ブチルゴム２０重量部以上を含むゴム成分１００重量部に対して、白色充填剤として繊維状ゾノトライト及びマグネシウムオキシサルフェートウィスカーから成る群から選ばれる白色充填剤を添加することにより、加工性、白色度及びゴム特性に優れた白色ゴム組成物を提供することが提案されている。

特許文献７には、ＥＰＤＭを含む白色ゴム組成物から形成された彩色装飾部に対して、汚染性老化防止剤を含まない非汚染性ないし微汚染性ゴムを彩色装飾部のカバーシートとして使用するとともに、耐屈曲疲労性の向上のために耐屈曲疲労性に優れた内層ゴムを介してサイドウォールゴムに装飾部を張り付けることによって、彩色装飾部の汚染防止と屈曲疲労防止を両立することが提案されている。しかしながら、この特許文献に記載されている彩色装飾部は、当該装飾部の汚染防止と屈曲疲労防止を実現するには、彩色装飾部とは別個にカバーシートと内層ゴムを必要とするものであるため、生産性及び加工性に劣る。

特許第３２０２７８２号公報 米国特許第３，６３０，９７４号明細書 特開昭５５−００３４７８号公報 特開平７−１６４８３２号公報 特開２０００−７２９３９号公報 特開２００２−３０９０５３号公報 特許第２９７１５４５号公報

従って、本発明の目的は、加硫後にそれ自体で高い耐オゾン性、耐屈曲疲労性、白色度及び加工性を示し、タイヤの各種部材、特にタイヤのサイドウォール部に使用される白色ゴム部分を形成するのに有用なゴム組成物を提供することにある。

本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究した結果、ＥＰＤＭとハロゲン化ブチルゴムとジエン系ゴムから成るゴム成分を含むゴム組成物において、これらのゴム成分の合計量１００重量部当たり、ＥＰＤＭの量を２０重量部以上とし、ハロゲン化ブチルゴムの量を６０重量部超にすると、良好な耐オゾン性を維持したまま耐屈曲疲労性、白色度及び加工性が改善されることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明に従えば、ＥＰＤＭとハロゲン化ブチルゴムとジエン系ゴムから成るゴム成分を含んで成るタイヤ用ゴム組成物であって、ＥＰＤＭとハロゲン化ブチルゴムとジエン系ゴムの合計１００重量部当たりＥＰＤＭを２０重量部以上及び前記ハロゲン化ブチルゴムを６０重量部超含むことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物が提供される。

本発明のタイヤ用ゴム組成物において、ＥＰＤＭは、エチレンとプロピレンの共重合体であり、第３成分としてさらに非共役ジエンモノマーを有する。ＥＰＤＭの組成に特に条件はなく、一般的に用いられているものを使用できる。本発明のゴム組成物において、ＥＰＤＭは、ＥＰＤＭとハロゲン化ブチルゴムとジエン系ゴムから成るゴム成分１００重量部当たり２０重量部以上の量で配合される。

本発明のタイヤ用ゴム組成物において使用されるハロゲン化ブチルゴムは、塩素化ブチルゴム（Ｃｌ−ＩＩＲ）、臭素化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ）、及びこれらの組み合わせから選ばれる。本発明のタイヤ用ゴム組成物において、ハロゲン化ブチルゴムは、ＥＰＤＭとハロゲン化ブチルゴムとジエン系ゴムから成るゴム成分１００重量部当たり６０重量部超、好ましくは６５重量部の量で配合される。ゴム成分中のハロゲン化ブチルゴムの量が６０重量部以下であると、白色度、耐屈曲疲労性、耐オゾン性が改善されない。

本発明のタイヤ用ゴム組成物において使用されるジエン系ゴムの具体例としては、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（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）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などの、従来よりタイヤ用ゴム組成物に一般的に配合されているジエン系ゴムが挙げられる。本発明のゴム組成物において、上記のとおり、ＥＰＤＭとハロゲン化ブチルゴムとジエン系ゴムから成るゴム成分１００重量部当たり、ＥＰＤＭは２０重量部以上の量で配合され、ハロゲン化ブチルゴムは６０重量部超の量で配合されるため、ジエン系ゴムは、２０重量部未満の量で配合される。

本発明のタイヤ用ゴム組成物を、タイヤのサイドウォール部に使用される白色ゴム層を形成するのに使用する場合、ゴム組成物を白色にするために一般的に使用されている、ホワイトカーボン、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、クレー等の白色充填剤を使用できる。白色充填剤が本発明のゴム組成物に添加される場合には、白色充填剤は、上記ゴム成分１００重量部当たり３０〜１００重量部の量で添加されることが好ましい。本発明のゴム組成物には、人の目に映る白色の度合いをさらに鮮やかにするために、さらに、少量の群青を加えてもよい。また、タイヤの外面の少なくとも一部に彩色を施すために、上記のような白色充填剤に加えて、本発明のタイヤ用ゴム組成物に他の着色剤を必要に応じて添加してもよい。

本発明に係るタイヤ用ゴム組成物には、本発明の目的を損なわない限り、上記成分に加えて、酸化亜鉛等の加硫促進助剤、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤、タルク等の非補強性充填剤、補強性充填剤、ナフテンオイル等のプロセスオイル、軟化剤、可塑剤などのタイヤ用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、かかる配合物は一般的な方法で加硫して製造することができる。これらの添加剤の配合量も一般的な量とすることができる。

本発明に係るゴム組成物は、上記各成分を、常法に従って、例えば前記各成分をバンバリーミキサー、ニーダー、ロールなどの混練機を用いて混練することにより得ることができ、混練後、得られたゴム組成物を、常法に従って加硫することによって、上記のとおり、優れた耐オゾン性、耐屈曲疲労性及び白色度を示す加硫済みゴム組成物が提供される。

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことは言うまでもない。

比較例及び実施例１〜４
下記表１に示す配合に従って、加硫促進剤と硫黄を除く成分を２リットルのニーダーで６分間混合した。その後、加硫促進剤と硫黄を加えて３分間混合してゴム組成物を得た。このゴム組成物を用いて加硫度を評価した。次に、得られたゴム組成物を金型中で１６０℃で１５分間加硫して試料を作製し、以下に示す試験法で白色度、耐屈曲疲労性及び耐オゾン性を測定した。

試験方法
１．白色度
ＪＩＳ Ｚ８７２２に従って、ＣＩＥ １９７６（Ｌ^*，ａ^*，ｂ^*）色空間における明度指数Ｌ^*値を求め、Ｌ^*値を白色度として表した。
２．加硫度
レオメーター（東洋精機製作所製のＤＩＳＫ ＲＨＥＯＭＥＴＥＲ）を使用して１６０℃にて粘度の経時変化を追跡し、最大トルク値の９５％を得るのに要した時間Ｔ９５を求めた。実施例１〜４についての加硫度は、比較例１について得られたＴ９５の値を１００としたときの相対値で表した。Ｔ９５の数値が小さいほど加硫速度がより速く、加工性に優れており、より好ましいことを示す。
３．耐屈曲疲労性
ＡＳＴＭ Ｄ４３０に準拠し、耐屈曲疲労性を求めた。比較例１の亀裂が入るまでの屈曲回数を１００としたときの相対値で表した。この相対値が大きいほど、耐屈曲疲労性に優れ、より好ましいことを示す。
４．耐オゾン性
ＪＩＳ Ｋ６３０１のオゾン劣化試験法に準拠し、オゾン濃度５０ｐｐｍ及び温度４０℃で耐オゾン性を求めた。亀裂の発生が観察されなかった場合に、表中に「良好」と示した。亀裂が少ないほうがタイヤのサイド部に使用されるゴムとして好ましい。
これらの試験結果を下記表２に示す。

表２の結果から、ゴム成分としてＥＰＤＭとハロゲン化ブチルゴムとジエン系ゴムから成るゴム組成物において、これらのゴム成分の合計量１００重量部当たり、ＥＰＤＭの量を２０重量部以上とし、ハロゲン化ブチルゴムの量を６０重量部超にすると、良好な耐オゾン性を維持したまま耐屈曲疲労性、白色度、加工性が改善されることが判る。

Claims (4)

1. エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴムとハロゲン化ブチルゴムとジエン系ゴムから成るゴム成分を含んで成るタイヤ用ゴム組成物であって、前記エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴムと前記ハロゲン化ブチルゴムと前記ジエン系ゴムの合計１００重量部当たり前記エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴムを２０重量部以上及び前記ハロゲン化ブチルゴムを６０重量部超含むことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
2. 前記タイヤ用ゴム組成物が、さらに白色充填剤を含むことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
3. 前記ハロゲン化ブチルゴムが、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴム、及びこれらの組み合わせから成る群から選ばれることを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ用ゴム組成物。
4. 外面の少なくとも一部に請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ用ゴム組成物が配置されたことを特徴とするタイヤ。