JPH10273561A

JPH10273561A - 帯電性を改良したゴム組成物及びそれを利用した空気入りタイヤ

Info

Publication number: JPH10273561A
Application number: JP9081083A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Okamura; 信之岡村
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】帯電性を改良したゴム組成物及びそれを利用
した空気入りタイヤを提供する。【解決手段】本発明の帯電性を改良したゴム組成物
は、天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴムに対して、充
填剤として白色充填剤を含み、アニオン系帯電防止剤を
含むことを特徴とする。また、本発明の空気入りタイヤ
は、上記帯電性を改良したゴム組成物を空気入りタイヤ
のトレッド部に用いたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯電性を改良した
ゴム組成物及びそれを利用した空気入りタイヤに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】天然ゴムや合成ゴムは、タイヤをはじめ
様々な産業分野において利用されているが、これらのゴ
ムは一般に絶縁材であり本質的に静電気を帯電しやすい
性質を持っている。従来よりカーボンブラックをゴム組
成物に配合することによりゴムの体積抵抗を低減せしめ
帯電性を改良することは、公知の技術として広く一般に
行われているが、この手法は黒色の製品に限られてい
る。

【０００３】タイヤ等の黒色製品においてもゴム組成物
に配合しているカーボンブラックは、ヒステリシスロス
を増大することが知られており、近年、低燃費タイヤに
おいてはその配合量を減らしたり、または、シリカ等の
白色充填剤に置換することが検討されている。この場合
には、カーボンブラックによる導電性が損なわれるた
め、帯電性が悪化してしまうという結果を招くことにな
る。タイヤの帯電性が悪化すると、例えば自動車の乗員
が車を降りる時に電気ショックにより不快な念をおこし
たり、また、タイヤに蓄積した静電荷が放電する時に電
波を発生し、それがラジオノイズを生じるといった不具
合が懸念される。

【０００４】従来のタイヤ用ゴム組成物の帯電防止技術
としては、本願出願人が出願した国際特許ＷＯ９５／
３１８８８に示されるように、非イオン系界面活性剤又
はリン酸エステルを配合するという技術が知られてい
る。この技術は、ゴム組成物の体積抵抗を低減すること
ができるという意味で優れたものだが、タイヤの使用条
件によっては帯電防止効果が比較的早期に低下するとい
う課題がある。

【０００５】一方、本発明で用いるアニオン系の帯電防
止剤は、プラスチック用の帯電防止剤としては既に公知
であるが、ジエン系ゴムを含むゴムに対して、特定の充
填剤との組み合わせにおいて長期間帯電防止性能を維持
できるゴム組成物が得られるという点では新規であり、
また、その作用機構も一般のプラスチック用の帯電防止
剤が表面抵抗を低下させるのに対し、本発明では体積抵
抗を低減するという点でその作用機構が異なるものであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
課題に鑑み、これを解消しようとするものであり、長期
間帯電防止性能を維持できるゴム組成物を提供し、それ
を用いて帯電性に優れた空気入りタイヤを提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意検討した結果、天然ゴム及び／又は
ジエン系合成ゴムに対して、特定の充填剤と特定のゴム
用添加剤を添加することにより、長期間帯電防止性能を
維持できるゴム組成物を得ることができることを見出
し、本発明を完成するに至ったものである。すなわち、
本発明は、次の(1)〜(4)に存する。

【０００８】(1) 天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴム
に対して、充填剤として白色充填剤を含み、アニオン系
の帯電防止剤を含むことを特徴とする帯電性を改良した
ゴム組成物。 (2) アニオン系の帯電防止剤がスルホン基を含む上記
(1)記載の帯電性を改良したゴム組成物。 (3) アニオン系の帯電防止剤がジアルキルスルホコハク
酸ナトリウムである上記(1)又は(2)記載の帯電性を改良
したゴム組成物。 (4) 上記(1)〜(3)の何れか一つに記載の帯電性を改良し
たゴム組成物を空気入りタイヤのトレッド部に用いたこ
とを特徴とする空気入りタイヤ。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて詳しく説明する。本発明の帯電性を改良したゴム組
成物（以下、単に「本発明のゴム組成物」という）は、
天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴムに対して、充填剤
として白色充填剤を含み、アニオン系の帯電防止剤を含
むことを特徴とするものである。

【００１０】本発明のゴム組成物に用いるゴムとして
は、天然ゴム（ＮＲ）及び／又はジエン系合成ゴムを使
用することができる。ジエン系合成ゴムとしては、例え
ば、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴ
ム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（Ｉ
ＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）、エチレ
ンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）及びこれらの混合物を使
用することができる。

【００１１】本発明のゴム組成物に用いる白色充填剤と
しては、例えば、シリカ、水酸化アルミニウム（ハイジ
ライト）、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸
化チタン、タルク、クレー等が挙げられ、これらは単独
あるいは二種以上混合して用いることができる。特に好
ましい白色充填剤としては、シリカ、水酸化アルミニウ
ム（ハイジライト）である。これらのシリカ、水酸化ア
ルミニウムをタイヤトレッド用ゴム組成物に使用する
と、タイヤのウェット性能の向上と低燃費性能とを両立
することができることとなる。

【００１２】白色充填剤の配合量は、特に限定されるも
のではなく、その配合量は用途に応じて適宜定めること
ができる。例えば、上記白色充填剤をタイヤトレッド用
ゴム組成物に使用した場合には、白色充填剤の配合量
は、ウェット性能向上という観点から前記天然ゴム（Ｎ
Ｒ）及び／又はジエン系合成ゴムより成るゴム成分１０
０重量部に対し、１０〜６０重量部であり、特に好まし
くは、３０〜５０重量部である。また、白色充填剤を使
用する場合、充填剤とゴム分子の親和性を増大させ、あ
るいは化学的に結合させて耐摩耗性等を向上させるため
に、一般に、カップリング剤と呼ばれる添加剤を加える
ことが望ましい。

【００１３】白色充填剤がシリカの場合には、シランカ
ップリング剤が好適に用いられる。具体的には、例え
ば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラス
ルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ト
リスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピ
ル）ジスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチ
ル）テトラスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリル
プロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリメトキシ
シリルエチル）テトラスルフィド、３−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリ
エトキシシラン、２−メルカプトエチルトリメトキシシ
ラン、２−メルカプトエチルトリエトキシシラン、３−
ニトロプロピルトリメトキシラン、３−ニトロプロピル
トリエトキシシラン、３−クロロプロピルメトキシシラ
ン、３−クロロプロピルトリエトキシシラン、２−クロ
ロエチルトリメトキシシラン、２−クロロエチルトリエ
トキシシラン、３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，
Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−
トリエトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカ
ルバモイルテトラスルフィド、２−トリエトキシシリル
エチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスル
フィド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾ
ールテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピ
ルベンゾチアゾールテトラスルフィド、３−トリエトキ
シシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、３−
トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフ
ィド、ビス（３−ジエトキシメチルシリルプロピル）テ
トラスルフィド、３−メルカプトプロピルジメトキシメ
チルシラン、３−ニトロプロピルジメトキシメチルシラ
ン、３−クロロプロピルジメトキシメチルシラン、ジメ
トキシメチルシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカ
ルバモイルテトラスルフィド、ジメトキシメチルシリル
プロピルベンゾチアゾールテトラスルフィドなどが挙げ
られる。シランカップリング剤の配合量は、シリカの配
合量によって変動するものであるが、シリカの重量に対
し、１〜１５重量％、好ましくは１〜１２重量％であ
る。シランカップリング剤の配合量がシリカの重量に対
し、１重量％未満であると、シランカップリング剤を入
れた効果が十分でなく、１５重量％超過では、補強性、
耐摩耗性が低下することとなる。

【００１４】上記白色充填剤以外にも充填剤として、カ
ーボンブラックなどを併用できる。カーボンブラックの
配合量も、特に限定されるものではないが、好ましく
は、前記ゴム成分１００重量部に対し、０〜５０重量
部、更に好ましくは、０〜４０重量部であることが望ま
しい。５０重量部を越えてカーボンブラックを配合する
と、カーボンブラックによる導電性が大きくなり、アニ
オン系の帯電防止剤による帯電防止性能の相対的な意味
が減少し、一方、カーボンブラックによるヒステリシス
ロスが大きくなりすぎることとなる。

【００１５】本発明で用いるアニオン系の帯電防止剤
は、ゴム組成物に長期間帯電防止性能を付与するために
配合するものである。アニオン系の帯電防止剤として
は、スルホン基を含むものが好ましく、具体的には、ジ
アルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルキルエーテル
サルフェートナトリウム塩、アルキルスルホン酸ナトリ
ウム塩、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩など
が挙げられる。これらの中でジアルキルスルホコハク酸
ナトリウムが帯電防止が高く、好ましい。

【００１６】アニオン系の帯電防止剤の配合量は、特に
限定されるものではないが、前記ゴム成分１００重量部
に対し、好ましくは０．５〜１０重量部、更に好ましく
は２〜８重量部であることが望ましい。アニオン系の帯
電防止剤の配合量が０．５重量部未満であると、帯電防
止効果が充分でなく、また、１０重量部を越えると、帯
電防止効果の上昇幅はあまり大きくなく、ゴム組成物の
コストを上げることとなる。

【００１７】アニオン系の帯電防止剤によるゴム組成物
の帯電防止効果の発現機構は、未だ明確にはなっていな
いが、後述する実施例で示すように、アニオン系の帯電
防止剤はゴム組成物の体積抵抗を低減する効果を有して
いる。従って、アニオン系の帯電防止剤がゴム組成物中
に何らかの導電経路を形成しているものと推察される。
一般のプスチック用練り込み型の帯電防止剤における帯
電防止効果の発現機構は、該帯電防止剤が表面にブリー
ドし、空気中の水分と結合して表面に導電層を作る（表
面抵抗を低下する）ためといわれているが、この機構で
はタイヤのように表面が絶えず道路に接し摩耗する用途
への適用は難しいと考えられる。その意味で、ゴム組成
物の体積抵抗を低減しゴム組成物そのものの導電性を向
上していると推察されるアニオン系の帯電防止剤は、タ
イヤ用途への適用に特に優れた効果を発揮すると考えら
れる。

【００１８】本発明のゴム組成物に用いるアニオン系の
帯電防止剤は、液状または柔らかな半固体状となること
があるが、その場合は予め白色充填剤としてのシリカ等
の固体に吸着させてハンドリングを向上することも可能
である。

【００１９】上述において、本発明のゴム組成物を主に
タイヤトレッド用ゴム組成物を中心として説明してきた
が、本発明のゴム組成物はタイヤトレッド用ゴム組成物
に限定されるものではなく、静電気の発生を抑制したい
ゴム組成物であれば、例えば、コンベアベルトや家電製
品等のタイヤ以外の種々のゴム製品にも適用することが
できるものである。なお、本発明のゴム組成物は、上記
ゴム成分、白色充填剤を含む充填剤、アニオン系の帯電
防止剤等を通常のゴム混練方法、例えば、バンバリーミ
キサー等で混練することにより調製される。また、ゴム
工業で通常使用される配合剤、例えば、加硫剤、加硫促
進剤、軟化剤、老化防止剤、加工助剤等を適宜添加する
ことができる。

【００２０】また、本発明の空気入りタイヤは、上記優
れた帯電防止効果を有する本発明のゴム組成物をタイヤ
トレッド部に使用するものであり、走行時の静電気の発
生を抑制することにより、自動車の乗員が車を降りる時
に電気ショックにより不快な念をおこしたり、ラジオノ
イズを生じるといった不具合を抑制することができるこ
ととなる。

【００２１】

【実施例】以下に、本発明を実施例、比較例に基づき更
に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるもので
はない。

【００２２】（実施例１〜３及び比較例１〜３）今回評
価に用いたアニオン系帯電防止剤等を下記表１に示す。
これらのアニオン系帯電防止剤等はすべて日本油脂社製
のものを用い、有効成分がゴム成分１００重量部に対し
５０重量部となるように添加した。これらのアニオン系
帯電防止剤等を下記表２及び表３に記載する配合内容で
バンバリーミキサーにてゴム組成物を調製した。これら
のゴム組成物を１５０℃で、３０分間加硫して、厚さ約
２mmのゴムシートを得た。

【００２３】得られたゴムシートについて、発熱性（指
数）、体積抵抗（ＶＲｃ）及び帯電防止性能の持続性
〔体積抵抗の変化（ΔＶＲｃ）〕の評価を下記の評価方
法により行った。これらの結果を下記表３に示す。ま
た、図１に実施例１〜２及び比較例１〜３の体積抵抗
（常用対数値）と帯電防止性能の持続性〔体積抵抗の変
化（ΔＶＲｃ）〕との関係を図示する。

【００２４】（発熱性の評価、指数表示）（株）東洋精
機製作所製のレオログラフソリッドでゴムシートの粘
弾性を５０℃、５０Hz、１％歪みで測定した。ゴムの発
熱性は、ｔａｎδにより整理されることが一般に知られ
ているため、各ゴムシートのｔａｎδを比較例１のゴム
シートのｔａｎδで割った値をパーセント表示で発熱指
数とした。数値は小さい程良好なことを示す。

【００２５】（体積抵抗の評価）アドバンテスト社製の
絶縁抵抗測定箱と超絶縁抵抗計とを用いて測定電圧５０
０Ｖで測定した。数値は体積抵抗を表し、小さいほど導
電性が良いため静電気が発生せず良好なことを示す。単
位は、Ωcmで、Δ．ΔＥ＋ｎはΔ．Δ×１０⁺ⁿを表す。

【００２６】（帯電防止性能の持続性の評価）帯電防止
性能の持続性を評価するために、各ゴムシートを８０℃
のギヤーオーブンに２週間入れて老化し、室温に戻した
後、体積抵抗を測定した。老化前の体積抵抗をＶＲ
ｃ₁、老化後の体積抵抗をＶＲｃ₂として体積抵抗の変化
（ΔＶＲｃ）を下式により算出した。 ΔＶＲｃ＝ｌｏｇ₁₀（ＶＲｃ₂／ＶＲｃ₁）数値は、小さい程体積抵抗の変化が小さく、帯電防止性
能の持続性が良好であり、導電性を長期間維持できるこ
とを示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【表３】

【００３０】（表１〜３及び図１の考察）表３及び図１
から明らかなように、本発明範囲となる実施例１〜３
は、本発明範囲外となる比較例１〜３に較べて、低発熱
性であり、体積抵抗も低いので帯電防止性能にも優れ、
しかも、その帯電防止性能の持続性も向上することが判
明した。個別的にみると、比較例１は、帯電防止剤とし
てのアニオン系帯電防止剤を含まない場合であり、体積
抵抗が大きく静電気が発生しやいことが判った。比較例
２は、帯電防止剤としてカチオン系帯電防止剤（アルキ
ルベンジルプロピレンジアンモニウムジクロライド）を
配合した場合であり、この場合、体積抵抗を低減する効
果は小さいことが判った。比較例３は、充填剤としてカ
ーボンブラックを用いたもので帯電防止剤を含まなくと
も、体積抵抗が低く、持続性にも優れるが、発熱性に大
きく劣るものとなっていることが判った。また、表３及
び図１から明らかなように、実施例１〜３は、本発明の
アニオン系帯電防止剤を含む場合であり、低発熱性、帯
電防止性能及びその持続性の向上を共に両立するものと
なっている。

【００３１】

【発明の効果】請求項１〜３の発明によれば、低発熱
性、帯電防止性能の向上及びその持続性の向上を高度に
両立することができる帯電性を改良したゴム組成物が提
供される。請求項４の発明によれば、この帯電性を改良
したゴム組成物をタイヤトレッド部に用いることにより
低燃費性に優れ、しかも静電気により懸念されるトラブ
ルを防止することができる空気入りタイヤが提供され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１〜２及び比較例１〜３の体積抵抗（常
用対数値）と帯電防止性能の持続性〔体積抵抗の変化
（ΔＶＲｃ）〕との関係を示す特性図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴムに
対して、充填剤として白色充填剤を含み、アニオン系の
帯電防止剤を含むことを特徴とする帯電性を改良したゴ
ム組成物。
【請求項２】アニオン系の帯電防止剤がスルホン基を
含む請求項１記載の帯電性を改良したゴム組成物。
【請求項３】アニオン系の帯電防止剤がジアルキルス
ルホコハク酸ナトリウムである請求項１又は２記載の帯
電性を改良したゴム組成物。
【請求項４】請求項１〜３の何れか一つに記載の帯電
性を改良したゴム組成物を空気入りタイヤのトレッド部
に用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。