(57)【要約】      （修正有）【課題】優れた氷上性能を有するタイヤトレッド用ゴム組成物、及び空気入りタイヤを提供する。【解決手段】ジエン系ゴム１００重量部に対し、珪藻土１〜３０重量部と、平均粒子径１００〜６００μｍの植物性粒状体１〜３０重量部と、を含有するタイヤトレッド用ゴム組成物である。珪藻土としては、未焼成珪藻土が好ましく用いられる。また、珪藻土の平均粒子径は０．５〜４５μｍであることが好ましい。及び本ゴム組成物からなるトレッドを備えた空気入りタイヤ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム１００重量部に対し、珪藻土１〜３０重量部と、平均粒子径１００〜６００μｍの植物性粒状体１〜３０重量部と、を含有するタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
前記珪藻土が未焼成珪藻土であることを特徴とする請求項１記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
前記珪藻土の平均粒子径が０．５〜４５μｍであることを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物からなるトレッドを備えた空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタッドレスタイヤやスノータイヤなどの冬用タイヤ（ウインタータイヤ）のトレッドに好適に用いられるタイヤトレッド用ゴム組成物、及び、同ゴム組成物を用いてなる空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
氷雪路面では一般路面に比べて著しく摩擦係数が低下し滑りやすくなる。そのため、スタッドレスタイヤ等の冬用タイヤにおいては、路面に接地するトレッドゴムにおいて滑りにくくするための方策がなされている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、種子の殻又は果実の核を粉砕してなる植物性粒状体などの引っ掻き効果のある粒子を添加して、引っ掻き効果により氷上摩擦性能を向上させることが開示されている。同文献では特に、レゾルシン・ホルマリン樹脂初期縮合物とラテックスの混合物を主成分とするゴム接着性改良剤で植物性粒状体を表面処理し、これによりトレッドゴムと化学的に結合させて、引っ掻き効果を向上する点が提案されている。
【０００４】
また、スタッドレスタイヤ等のトレッドゴムに珪藻土を配合して滑り止め効果を向上することも知られている。例えば、下記特許文献２には、珪藻土などの補強性の無い粉体粒子を、カーボン練りの既に終了したゴム組成物に追加投入で混合することによって、氷上摩擦力と摩耗性能の向上とを両立させることが開示されている。
【０００５】
なお、珪藻土を用いた滑り止めに関する技術としては、下記特許文献３に、有機高分子材料１００重量部に対して、平均粒子径０．５〜１５０μｍの珪藻土の粉末１００〜１０００重量部を配合してなる滑り止め材料が開示されている。この文献は、自動車用タイヤの滑り止めに有効であることを開示するものの、具体的には、上記滑り止め材料の溶液をトレッド接地面に塗布して被膜を形成したり、あるいは予めシート状に形成したものをトレッド接地面に貼り付けたりして用いるものを対象としたものであり、トレッドゴムに珪藻土を配合する技術に関するものではない。
【０００６】
また、下記特許文献４にも珪藻土で摩擦力を増補する点が開示されているが、靴の裏や車輌のタイヤ、鉄路ないし軌道又は路面の表面に対して、珪藻土と砕石粉を調製した混合粉末を塗布、吹付け又は散布して被覆する技術であり、トレッドゴムに珪藻土を配合する技術に関するものではない。
【０００７】
一方、下記特許文献５には、タイヤトレッドゴムに珪藻土を配合する点が開示されているが、この文献は、無機充填剤の分散性を向上させ、加工性に優れるとともに、ウェットグリップ性や低転がり抵抗性を向上させるために、無機充填剤としての珪藻土を予めポリエチレングリコールで処理して配合する点を開示したものであり、氷上性能に優れる本発明の特徴を示唆するものではない。
【特許文献１】特開平１０−００７８４１号公報
【特許文献２】特開２００２−６０５５３号公報
【特許文献３】特開昭６１−１０６６８６号公報
【特許文献４】特開平１１−１４０４２６号公報
【特許文献５】特開平１１−３４３３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来技術では、十分な氷上性能を発揮するには改良の余地があり、特に、氷上路面と、氷・水混在路面との双方で優れた制動性能を発揮することが求められる。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、優れた氷上性能を有するタイヤトレッド用ゴム組成物、及び空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、珪藻土１〜３０重量部と、平均粒子径１００〜６００μｍの植物性粒状体１〜３０重量部と、を含有するものである。また、本発明に係る空気入りタイヤは、かかるゴム組成物からなるトレッドを備えるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、植物性粒状体のモース硬度２〜５による引っ掻き効果と、珪藻土のモース硬度５〜７による引っ掻き効果及び親水性を有する多孔質構造による吸水効果とにより、氷上路面と氷・水混在路面との双方で優れた制動性能を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。
【００１３】
本発明のゴム組成物において、ゴム成分として用いられるジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴムなど、タイヤトレッド用ゴム組成物において通常使用される各種ジエン系ゴムが挙げられる。これらジエン系ゴムは、いずれか１種単独で、又は２種以上ブレンドして用いることができる。
【００１４】
上記ゴム成分として、好ましくは、天然ゴムと他のジエン系ゴムとのブレンドを用いることであり、特に好ましくは、天然ゴム（ＮＲ）とブタジエンゴム（ＢＲ）とのブレンドゴムを用いることである。その場合、ＢＲの比率が少なすぎるとゴム組成物の低温特性が得難くなり、逆に多くなりすぎると加工性の悪化や耐引き裂き抵抗性が低下する傾向になるので、ＮＲ／ＢＲの比率は３０／７０〜８０／２０、更には４０／６０〜７０／３０程度であることが好ましい。
【００１５】
本発明のゴム組成物には、植物性粒状体が配合される。植物性粒状体とは、種子の殻又は果実の核を粉砕してなる植物性の硬質粒状体であり、胡桃（クルミ）、椿などの種子の殻、あるいは桃、梅などの果実の核を公知の方法で粉砕してなる粉砕品を用いることができる。これらはモース硬度が２〜５程度であり、モース硬度１〜２．５程度である氷よりも硬いので、氷上路面に対して引っ掻き効果を発揮することができる。
【００１６】
植物性粒状体は、引っ掻き効果を発揮するとともにトレッドからの脱落を防止するため、平均粒子径が１００〜６００μｍのものが用いられる。ここで、植物性粒状体の平均粒子径は、レーザ回折式粒度分布測定装置にて測定される値である。
【００１７】
なお、植物性粒状体としては、ゴムとのなじみを良くして脱落を防ぐために、ゴム接着性改良剤で表面処理されたものを用いてもよく、また、表面処理されたものと表面処理されていないものとを混合して使用することもできる。ゴム接着性改良剤としては、例えば、レゾルシン・ホルマリン樹脂初期縮合物とラテックスの混合物を主成分とするもの（ＲＦＬ液）が挙げられる。
【００１８】
植物性粒状体は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、１〜３０重量部の範囲内で配合することができる。植物性粒状体の配合量は、引張強度や引裂強度の低下を抑制するために、１〜１０重量部であることが好ましく、より好ましくは１〜５重量部である。
【００１９】
本発明のゴム組成物には、上記植物性粒状体とともに、珪藻土の粒子が配合される。珪藻土は、モース硬度が５〜７程度であり、氷よりも硬いので、氷上路面に対して引っ掻き効果を発揮することができる。また、珪藻土は、上記植物性粒状体よりも硬く、氷との硬度差が大きいことから、より優れた引っ掻き効果を発揮することができる。また、アスファルトのモース硬度が８程度であるのに対し、珪藻土はこれよりも軟らかいので、アスファルトの損傷を防ぐことができる。また、モース硬度２〜５の植物性粒状体とモース硬度５〜７の珪藻土を組み合わせることで、氷（モース硬度１〜２．５）の領域からアスファルト（モース硬度８）の直前の領域までの幅広い領域の硬度の路面に対して引っ掻き効果を発揮することができる。しかも、珪藻土は、粒子表面にヒドロキシル基を持つ多孔質構造の粒状体であり、すなわち親水性を有する多孔質構造をしているため、該多孔中に路面の水を吸収することができる。そのため、氷上路面だけでなく、氷と水が混在する路面に対しても優れた制動性能を発揮することができる。
【００２０】
珪藻土としては、未焼成珪藻土（乾燥珪藻土）、焼成珪藻土、融剤焼成珪藻土が挙げられ、これらを用いることができる。このうち、一般に市販されているのは焼成珪藻土や融剤焼成珪藻土であり、これらでも十分な効果を発揮することができるが、焼成されていない未焼成珪藻土の方がより優れた効果を発揮することができ、好ましい。これは、珪藻土は、焼成することで、主成分である二酸化ケイ素が非結晶性から結晶性に変化し、粒子表面のヒドロキシル基が減少してしまうことによるものである。未焼成珪藻土は、粒子表面に存在するヒドロキシル基が多いことから、補強効果が高く、また、粒子表面の親水性を高めて多孔中への吸水性を向上することができるものと考えられる。
【００２１】
珪藻土は、平均粒子径が４５μm以下であるものが好ましく用いられ、より好ましくは平均粒子径は２０μm以下である。このような粒子径の小さい珪藻土を用いることで、耐摩耗性を向上することができる。また、平均粒子径が１００〜６００μmの植物性粒状体と併用することにより、氷表面に存在する様々な大きさの凹凸に対して引っ掛かりが発生し、引っ掻き効果を向上することができる。珪藻土の平均粒子径の下限は、特に限定されないが、通常は０．５μm以上のものが好適に用いられる。ここで、珪藻土の平均粒子径は、植物性粒状体と同様、レーザ回折式粒度分布測定装置にて測定される値である。
【００２２】
珪藻土は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、１〜３０重量部の範囲内で配合することができる。上記のように小粒径の珪藻土を用いることにより、植物性粒状体よりも多量に配合することができ、引っ掻き効果及び吸水効果を高めることができる。珪藻土の配合量は、より好ましくは、ジエン系ゴム１００重量部に対して３〜２０重量部である。
【００２３】
本発明のゴム組成物には、カーボンブラック及び／又はシリカを配合することができる。シリカを配合する場合、シランカップリング剤を併用することが好ましい。これらカーボンブラックやシリカの配合量は、特に限定するものではないが、ジエン系ゴム１００重量部に対し、両者の合計で１０〜１００重量部であることが好ましく、より好ましくは３０〜７０重量部である。
【００２４】
本発明のゴム組成物には、上記した成分の他に、軟化剤、可塑剤、老化防止剤、亜鉛華、ステアリン酸、加硫剤、加硫促進剤など、タイヤトレッド用ゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。
【００２５】
本発明のゴム組成物は、通常に用いられるバンバリーミキサーやニーダなどの混合機を用いて混練し作製することができる。該ゴム組成物は、スタッドレスタイヤ、スノータイヤなどの冬用タイヤ（ウインタータイヤ）のトレッド部のためのゴム組成物として好適に用いられ、常法に従い加硫成形することにより、該トレッド部を形成することができる。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２７】
バンバリーミキサーを使用し、下記表１に示す配合に従い、スタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物を調製した。表１中の各成分は以下の通りである。
【００２８】
・天然ゴム：ＲＳＳ＃３、
・ブタジエンゴム：宇部興産株式会社製「ＢＲ１５０Ｂ」。
【００２９】
・植物性粒状体：胡桃殻粉砕物（日本ウォルナット製「ソフトグリップ＃４６」に対し、特開平１０−７８４１号公報に記載に方法に準じてＲＦＬ処理液で表面処理を施したもの。処理後の植物性粒状体の平均粒子径は３００μｍ（島津製作所製の粒度分布測定装置「ＳＡＬＤ−２０００Ａ」により測定。以下同じ））、
・珪藻土Ａ：融剤焼成珪藻土、昭和化学工業株式会社製「ラヂオライトＦ」（平均粒子径＝７μｍ）、
・珪藻土Ｂ：焼成珪藻土、昭和化学工業株式会社製「ラヂオライト  ファインフローＡ」（平均粒子径＝１２μｍ）、
・珪藻土Ｃ：焼成珪藻土、昭和化学工業株式会社製「ラヂオライト＃５００」（平均粒子径＝３５μｍ）、
・珪藻土Ｄ：未焼成珪藻土（乾燥品）、昭和化学工業株式会社製「ラヂオライトＳＰＦ」（平均粒子径＝１０μｍ）、
・珪藻土Ｅ：未焼成珪藻土（乾燥品）、昭和化学工業株式会社製「ラヂオライトＳＰＦ」の分級品（平均粒子径＝５μｍ）。
【００３０】
各ゴム組成物には、共通配合として、ジエン系ゴム１００重量部に対し、カーボンブラック（東海カーボン株式会社製「シーストＫＨ」）２５重量部、シリカ（東ソー・シリカ株式会社製「ニップシールＡＱ」）２５重量部、シランカップリング剤（デグサ社製「Ｓｉ６９」）３．０重量部、パラフィンオイル（株式会社ジャパンエナジー製「ＪＯＭＯプロセスＰ２００」）２０重量部、ステアリン酸（花王株式会社製「ルナックＳ−２５」）２重量部、亜鉛華（三井金属鉱業株式会社製「亜鉛華１種」）２重量部、老化防止剤（住友化学株式会社製「アンチゲン６Ｃ」）２重量部、ワックス（日本精鑞株式会社製「ＯＺＯＡＣＥ０３５５」）２重量部、硫黄（鶴見化学工業株式会社製）２．１重量部、加硫促進剤（住友化学株式会社製「ソクシノールＣＺ」）１．５重量部を配合した。
【００３１】
得られた各ゴム組成物について、硬度（−５℃、２３℃）を測定した。また、各ゴム組成物を用いてスタッドレスタイヤを作製し、耐摩耗性と、氷上路面における制動性能（氷上制動性能）を評価した。タイヤサイズは１８５／６５Ｒ１４として、そのトレッドに各ゴム組成物を適用し、常法に従い加硫成形することにより製造した。各使用リムは１４×５．５ＪＪとした。各測定・評価方法は次の通りである。
【００３２】
・硬度：ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して、１６０℃×２０分で加硫したサンプル（厚みが１２ｍｍ以上のもの）について、−５℃での硬度と２３℃での硬度を、タイプＡデュロメータを用いて測定した。
【００３３】
・耐摩耗性：上記タイヤを２０００ｃｃのＦＦ車に装着し、２５００ｋｍ毎に前後ローテーションして、１００００ｋｍ走行後の残溝（４本のタイヤの残溝の平均値）を測定し、比較例２の値を１００とした指数で表示した。指数が大きいほど耐摩耗性が良好であることを示す。
【００３４】
・氷上制動性能：上記タイヤを２０００ｃｃのＦＦ車に装着し、−２℃と−１０℃の各氷盤路上で４０ｋｍ／ｈ走行からＡＢＳ作動させて制動距離を測定し（ｎ＝１０の平均値）、比較例２の値を１００とした指数で表示した。指数が大きいほど制動距離が短く、制動性能に優れることを示す。なお、−１０℃の氷盤路が氷上路面に相当し、−２℃の氷盤路が氷・水混在路面に相当する。
【表１】
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【００３５】
結果は表１に示すとおりであり、実施例１〜１１であると、植物性粒状体のみを配合した比較例２に対して、氷上路面と氷・水混在路面の両方で優れた制動性能が得られた。また、珪藻土の平均粒子径を２０μｍ以下とすることで、実施例１〜４及び６〜１１に示すように、耐摩耗性が向上していた。更に、植物性粒状体と組み合わせる珪藻土として未焼成珪藻土を用いたことにより、実施例６〜１１に示すように、氷上制動性能が一段と向上していた。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物は、空気入りタイヤのトレッドに用いることができ、特に、スタッドレスタイヤ、スノータイヤなどの各種冬用タイヤに好適に用いることができる。