特許 6916343 ゴム組成物及びタイヤ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6916343

(24)【登録日】2021年7月19日

(45)【発行日】2021年8月11日

(54)【発明の名称】ゴム組成物及びタイヤ

(51)【国際特許分類】

   B60C 1/00 20060101AFI20210729BHJP

   C08L 9/00 20060101ALI20210729BHJP

   C08K 5/21 20060101ALI20210729BHJP

   C08K 5/098 20060101ALI20210729BHJP

   C08K 3/26 20060101ALI20210729BHJP

【ＦＩ】

   B60C1/00 A

   C08L9/00

   C08K5/21

   C08K5/098

   C08K3/26

【請求項の数】6

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2020-82133(P2020-82133)

(22)【出願日】2020年5月7日

(62)【分割の表示】特願2017-546405(P2017-546405)の分割

【原出願日】2016年10月17日

(65)【公開番号】特開2020-122160(P2020-122160A)

(43)【公開日】2020年8月13日

【審査請求日】2020年6月8日

(31)【優先権主張番号】特願2015-205552(P2015-205552)

(32)【優先日】2015年10月19日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005278

【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100119530

【弁理士】

【氏名又は名称】冨田 和幸

(74)【代理人】

【識別番号】100195556

【弁理士】

【氏名又は名称】柿沼 公二

(72)【発明者】

【氏名】三好 正記

【審査官】 岡部 佐知子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−２８１７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０２９６４６１９（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１６９２４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０７８４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１６８４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０２８５０５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１４−５２０１７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｃ １／００

Ｃ０８Ｋ ３／００ −１３／０８

Ｃ０８Ｌ １／００ −１０１／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ジエン系ゴム成分と、二酸化炭素を発生する発泡剤と、脂肪酸金属塩と、尿素とを含むゴム組成物をトレッドに用いたタイヤであって、前記ゴム組成物は、
前記ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、前記発泡剤を０．１〜２０質量部配合してなり、
前記ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、前記脂肪酸金属塩及び前記尿素を合計０．１〜２０質量部配合してなり、
前記脂肪酸金属塩と前記尿素との質量比が１：０．５〜１：３．９であり、
更に充填剤を含む、ことを特徴とするタイヤ。

【請求項2】

前記脂肪酸金属塩が、ステアリン酸亜鉛及びステアリン酸マグネシウムからなる群より選択される少なくとも１種である、請求項１に記載のタイヤ。

【請求項3】

前記発泡剤が、重曹である、請求項１又は２に記載のタイヤ。

【請求項4】

前記ゴム組成物は、前記ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、前記尿素を３質量部以上配合してなる、請求項１から３のいずれかに記載のタイヤ。

【請求項5】

前記ゴム組成物は、前記ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、前記脂肪酸金属塩及び前記尿素を合計５質量部以上配合してなる、請求項１から４のいずれかに記載のタイヤ。

【請求項6】

前記ゴム組成物は、前記ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、前記発泡剤を５質量部以上配合してなる、請求項１から５のいずれかに記載のタイヤ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ゴム組成物及びタイヤに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、ゴム組成物に含まれる発泡剤として、有機系発泡剤が主に用いられている。この有機系発泡剤に加えて、無機系発泡剤（例えば、特許文献１参照）を、ゴム組成物に含まれる発泡剤として活用することができれば、有機系発泡剤と組み合わせることで性能向上効果が小さくなってしまう配合剤であっても、無機系発泡剤と組み合わせてゴム組成物に使用できる可能性があり、ゴム組成物における発泡剤と配合剤との組合せの選択の幅を増やすことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０１４−５２０１７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、発泡剤として重曹等の無機発泡剤を用いた場合、加硫速度と発泡速度とのバランスを確保することが困難であるという問題がある。

【0005】

そこで、本発明の目的は、加硫速度と発泡速度とのバランスを確保することができるゴム組成物及び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】

本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム成分と、二酸化炭素を発生する発泡剤と、脂肪酸金属塩と、尿素とを含むゴム組成物であって、前記ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、前記発泡剤を０．１〜２０質量部配合してなり、前記ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、前記脂肪酸金属塩及び前記尿素を合計０．１〜２０質量部配合してなり、前記脂肪酸金属塩と前記尿素との質量比が１：０．５〜１：３．９である、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明者らは、前記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、二酸化炭素を発生する発泡剤を用いた場合において、脂肪酸金属塩及び尿素を所定比率で配合することにより、加硫速度と発泡速度とのバランスを確保することができることを見出し、本発明の完成に至った。
本発明によれば、加硫速度と発泡速度とのバランスを確保することができるゴム組成物及び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、本発明のゴム組成物及びタイヤの実施形態について詳細に例示説明する。

【0009】

（ゴム組成物）
本発明の一例のゴム組成物（以下、「一例のゴム組成物」ともいう）は、少なくとも、ジエン系ゴム成分と、発泡剤と、脂肪酸金属塩と、尿素とを含み、必要に応じて、その他の成分を含む。
一例のゴム組成物には、ジエン系ゴム成分、発泡剤、脂肪酸金属塩、尿素の他に、ゴム工業界で通常使用される配合剤を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合することができる。これら配合剤としては、市販品を好適に使用することができる。本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム成分、発泡剤、脂肪酸金属塩及び尿素の混合物に、必要に応じて適宜選択した各種配合剤を配合して、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。

【0010】

＜ジエン系ゴム成分＞
上記ジエン系ゴム成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、天然ゴム（ＮＲ）；ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等のジエン系合成ゴム；などが挙げられ、また、これらの各ゴムを適宜変性させたものも「ジエン系ゴム」に含まれるものとする。これらは１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）が、ゴム組成物またはタイヤの氷上(低温)での柔軟性を確保する観点から、好ましい。

【0011】

＜発泡剤＞
上記発泡剤としては、二酸化炭素を発生する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、重曹、炭酸ナトリウム、炭酸水素カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、等の無機系発泡剤、などが挙げられる。これらは１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、重曹が、加硫速度と発泡速度とのバランスの観点から、好ましい。

【0012】

上記ジエン系ゴム成分１００質量部に対する上記発泡剤の配合量としては、０．１〜２０質量部である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５質量部以上が好ましく、５〜１５質量部がより好ましい。
上記配合量が、０．１質量部未満であると、発泡せず、２０質量部超であると、耐摩耗性の低下の懸念がある。一方、上記配合量が、好ましい範囲内又はより好ましい範囲内であると、加硫速度と発泡速度とのバランスをより確実に確保することができる。

【0013】

＜脂肪酸金属塩＞
上記脂肪酸金属塩としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、などが、加硫速度と発泡速度とのバランスの点で好適に挙げられる。これらは１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、ステアリン酸亜鉛が、特に好ましい。

【0014】

＜尿素＞
上記ジエン系ゴム成分１００質量部に対する上記尿素の配合量としては、上記脂肪酸金属塩との合計配合量が０．１〜２０質量部である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、３質量部以上が好ましい。
上記配合量が、好ましい範囲内又はより好ましい範囲内であると、加硫速度と発泡速度とのバランスをより確実に確保することができる。
また、上記尿素の配合量は、上記発泡剤が重曹である場合、当該重曹の配合量の１／２倍以上であることが好ましい。上記尿素の配合量が上記発泡剤としての重曹の配合量の１／２倍以上であることにより、加硫速度と発泡速度とのバランスをより確実に確保することができる。

【0015】

＜脂肪酸金属塩及び尿素の合計配合量＞
上記ジエン系ゴム成分１００質量部に対する上記脂肪酸金属塩及び上記尿素の合計配合量としては、０．１〜２０質量部である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、３質量部以上が好ましく、５質量部以上がより好ましい。
上記配合量が、好ましい範囲内又はより好ましい範囲内であると、加硫速度と発泡速度とのバランスをより確実に確保することができる。

【0016】

＜脂肪酸金属塩と尿素との質量比＞
上記脂肪酸金属塩と上記尿素との質量比としては、１：０．５〜１：３．９である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１：０．７〜１：３．３が好ましく、１：０．９〜１：２．７がより好ましい。
上記質量比が、１：０．５未満であると、重曹が発泡せず、１：３．９超であると、加硫が速くなりすぎて発泡しない。一方、上記質量比が、好ましい範囲内又はより好ましい範囲内であると、発泡速度と加硫速度とのバランスを確保することができる。

【0017】

＜その他の成分＞
上記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、充填剤、老化防止剤、軟化剤、ステアリン酸、亜鉛華、加硫促進剤、加硫剤、オイル、硫黄、などが挙げられる。

【0018】

ここで、本発明のゴム組成物では、前記脂肪酸金属塩が、ステアリン酸亜鉛及びステアリン酸マグネシウムからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。この構成によれば、加硫速度と発泡速度とのバランスを確実に確保することができる。

【0019】

更に、本発明のゴム組成物では、前記発泡剤が、重曹であることが更に好ましい。この構成によれば、加硫速度と発泡速度とのバランスをより確実に確保することができる。

【0020】

更に、本発明のゴム組成物では、前記ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、前記尿素を３質量部以上配合してなることが更に好ましい。この構成によれば、加硫速度と発泡速度とのバランスをより確実に確保することができる。

【0021】

更に、本発明のゴム組成物では、前記ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、前記脂肪酸金属塩及び前記尿素を合計５質量部以上配合してなることが更に好ましい。この構成によれば、加硫速度と発泡速度とのバランスをより確実に確保することができる。

【0022】

更に、本発明のゴム組成物では、前記ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、前記発泡剤を５質量部以上配合してなることが更に好ましい。この構成によれば、加硫速度と発泡速度とのバランスをより確実に確保することができる。

【0023】

（タイヤ）
本発明の一例のタイヤ（以下、「一例のタイヤ」ともいう）は、本発明のゴム組成物をトレッドに用いることを必要とする。
一例のタイヤを製造する方法としては、慣用の方法を用いることができる。例えば、タイヤ成形用ドラム上に未加硫ゴムを含むカーカス層、ベルト層、トレッド層等の通常タイヤ製造に用いられる部材を順次貼り重ね、ドラムを抜き去ってグリーンタイヤとする。次いで、このグリーンタイヤを常法に従って加熱加硫することにより、所望のタイヤ（例えば、空気入りタイヤ）を製造することができる。即ち、一例のタイヤを製造する方法は、例えば、（ｉ）貼り重ね工程と、（ｉｉ）加熱加硫工程とを含む方法、である。

【0024】

本発明のタイヤは、本発明のゴム組成物をトレッドに用いたことを特徴とする。
本発明のタイヤによれば、加硫速度と発泡速度とのバランスを確保することができる。
これにより、例えば、除水効果を発現させて、最も滑り易い氷上（０℃付近）での氷上性能を向上させることができる。

【実施例】

【0025】

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

【0026】

（実施例１〜１３及び比較例１〜１０）
表１及び２に示す各配合内容に基づいて常法により、実施例１〜１３及び比較例１〜１０のゴム組成物を製造した。表１及び２において、特に、単位の記載がない場合は、「質量部」を示す。
得られた各ゴム組成物をトレッド（発泡ゴム層）として加硫して、常法によって試験用の乗用車用ラジアルタイヤ、タイヤサイズ１８５／７０Ｒ１５を製造した。

【0027】

＜発泡率の測定＞
上記発泡率Ｖｓは、トレッドにおける全発泡率を意味し、各トレッドからサンプリングした試料（ｎ＝１０）を用いて次式により算出した。
Ｖｓ＝（（ρ₀／ρ₁）−１）×１００（％）
ここで、ρ₁は、加硫後のゴム（発泡ゴム）の密度（ｇ／ｃｍ³）を表す。ρ₀は、加硫後のゴム（発泡ゴム）における固相部の密度（ｇ／ｃｍ³）を表す。なお、加硫後のゴム（発泡ゴム）の密度及び加硫後のゴム（発泡ゴム）における固相部の密度は、例えば、エタノール中の質量と空気中の質量を測定し、これから算出した。測定結果及び評価結果を表１及び２に示す。なお、発泡率の評価基準は以下の通りとする。
＜発泡率の評価基準＞
○：現行発泡剤対比９５％以上１０５％未満
△：現行発泡剤対比５０％以上９５％未満、現行発泡剤対比１０５％以上
×：現行発泡剤対比５０％未満

【0028】

＜加硫速度の測定＞
一般的なレオメーターで測定し、加硫速度Ｔ０．９で定量化した。測定結果及び評価結果を表１及び２に示す。なお、加硫速度の評価基準は以下の通りとする。
＜加硫速度の評価基準＞
○：現行対比９０％以上
△：現行対比５０％以上９０％未満
×：現行対比５０％未満

【0029】

＜氷上性能評価＞
前記試験用のタイヤ（タイヤサイズ１８５／７０Ｒ１５）を国産１６００ＣＣクラスの乗用車に４本を装着し、氷温−１℃における氷上制動性能を確認した。比較例１のタイヤをコントロールとして下記の式により指数で表示した。数値の大きい方が、氷上性能が優れていることを示す。評価結果を表１及び２に示す。
氷上性能＝（比較例１のタイヤの制動距離／供試タイヤの制動距離）×１００

【0030】

【表1】

【0031】

【表2】

【0032】

＊１．天然ゴム（ＮＲ）
＊２．ブタジエンゴム（ＢＲ）：（製造会社名：ＪＳＲ株式会社、商品名：ポリブタジエンゴムＢＲ０１）
＊３．カーボンブラック（ＣＢ）：（旭カーボン株式会社製、［Ｎ１３４（Ｎ₂ＳＡ：１４６ｍ²／ｇ）］）
＊４．シリカ：（東ソー・シリカ株式会社製、商品名「Ｎｉｐｓｉｌ ＡＱ」）
＊５．シランカップリング剤：（デグサ社製、商品名「Ｓｉ６９」）
＊６．オイル：ナフテン系プロセスオイル：（出光興産株式会社製、商品名「ダイアナプロセスオイルＮＳ−２４」、流動点：−３０℃）
＊７．ワックス
＊８．老化防止剤６Ｃ：（Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン、大内新興化学工業株式会社製、「ノクラックＮＳ−６」）
＊９．酸化防止剤ＲＤ：（精工化学工業株式会社製、「ノンフレックスＲＤ」）
＊１０．加硫促進剤ＣＺ：（三新化学工業株式会社製、「サンセラーＣＺ」）
＊１１．脂肪酸金属塩：ステアリン酸亜鉛：（日油株式会社製、「ジンクステアレートＧ」）
＊１２．無機系発泡剤：重曹：（大塚化学株式会社製、「Ｐ−５」）：二酸化炭素を発生する発泡剤
＊１３．有機系発泡剤：ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）：二酸化炭素を発生しない発泡剤
＊１４．有機系発泡剤：アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）：二酸化炭素を発生しない発泡剤

【0033】

表１及び２より、（ｉ）発泡剤の配合量が、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して０．１〜２０質量部であり、（ｉｉ）脂肪酸金属塩及び尿素の合計配合量が、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して０．１〜２０質量部であり、（ｉｉｉ）脂肪酸金属塩と尿素との質量比が、１：０．５〜１：３．９である実施例１〜１３のゴム組成物は、これらの（ｉ）〜（ｉｉｉ）の少なくともいずれかを満たさない比較例１〜１０のゴム組成物と比較して、加硫速度と発泡速度とのバランスを確保することができることが分かった。
さらに、表１及び２より、上述の（ｉ）〜（ｉｉｉ）を全て満たす実施例１〜１３のゴム組成物から製造されたタイヤは、上述の（ｉ）〜（ｉｉｉ）の少なくともいずれかを満たさない比較例１〜１０のゴム組成物から製造されたタイヤと比較して、氷上性能が向上したタイヤを所定範囲内の加硫時間で製造することができることが分かった。