(57)【要約】【課題】粘度の上昇や弾性率の低下を起こさずに、低発熱性および高破断伸びを達成した、タイヤアンダートレッド、タイヤベルトクッションおよびタイヤアッパービードフィラー用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供すること。【解決手段】ジエン系ゴム１００質量部に対し、油展白土を１０〜４０質量部、カーボンブラックを１５質量部以上およびシリカを１〜１０質量部配合し、前記油展白土、カーボンブラックおよびシリカの合計配合量が４０〜７０質量部であることを特徴とするタイヤアンダートレッド３１、タイヤベルトクッション８およびタイヤアッパービードフィラー６２用ゴム組成物と、該ゴム組成物を使用した空気入りタイヤ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム１００質量部に対し、油展白土を１０〜４０質量部、カーボンブラックを１５質量部以上およびシリカを１〜１０質量部配合し、前記油展白土、カーボンブラックおよびシリカの合計配合量が４０〜７０質量部であることを特徴とするタイヤアンダートレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
ジエン系ゴム１００質量部に対し、油展白土を１０〜４０質量部、カーボンブラックを１５質量部以上およびシリカを１〜１０質量部配合し、前記油展白土、カーボンブラックおよびシリカの合計配合量が４０〜７０質量部であることを特徴とするタイヤベルトクッション用ゴム組成物。
【請求項３】
ジエン系ゴム１００質量部に対し、油展白土を１０〜４０質量部、カーボンブラックを１５質量部以上およびシリカを１〜１０質量部配合し、前記油展白土、カーボンブラックおよびシリカの合計配合量が４０〜７０質量部であることを特徴とするタイヤアッパービードフィラー用ゴム組成物。
【請求項４】
前記油展白土が、油分を２０〜６０質量％の割合で含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のゴム組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のゴム組成物を使用した空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤアンダートレッド、タイヤベルトクッションおよびタイヤアッパービードフィラー用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関するものであり、詳しくは、粘度の上昇や弾性率の低下を起こさずに、低発熱性および高破断伸びを達成した、タイヤアンダートレッド、タイヤベルトクッションおよびタイヤアッパービードフィラー用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アンダートレッド、ベルトクッション、アッパービードフィラーはタイヤ内部に配置されるために熱を備蓄しやすく、低発熱性が重要な物性である。また、その弾性率が小さいと走行中の変形が大きくなるために疲労劣化が進みやすくなることや、それぞれの隣接パーツの動きを大きくし、結果的にタイヤの発熱性を悪化させたり、セパレーション等の破壊現象が起こりやすくなることから、弾性率にも十分な配慮が必要である。その他、アンダートレッドは摩耗終期にタイヤ表面に露出するため、また、ベルトクッションとアッパービードフィラーは走行中に大きな変形を受けやすいため、良好な破断伸びが必要となる。上記からアンダートレッド、ベルトクッション、アッパービードフィラーにおいては発熱性、弾性率、破断伸びが重要な物性であると言える。
【０００３】
一般的に、低発熱性を達成するために、ゴム組成物にシリカ配合が行われるが（例えば特許文献１参照）、粘度の上昇から工場加工性が悪化する。また、高破断伸びを得るためにはカーボンブラックの減量や比表面積大化が考えられるが、弾性率の低下を招いてしまう。
【０００４】
一方、油展白土は石油精製工程から排出される、いわゆる廃白土であり、専ら産業廃棄物として処分されている。油展白土は、セメント原料としてリサイクルすることもできるが、この場合、含有する油分を除去することを目的とした高温加熱処理を行うために多量のエネルギー消費が生じる。下記特許文献２には、油展白土をアスファルト廃材に配合してアスファルト針入度を改良する技術が開示されているが、油展白土をタイヤ用のゴム組成物に利用することについては、開示も示唆もない。
【特許文献１】特開２００６−２８２４５号公報
【特許文献２】特開２００４−３３９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、粘度の上昇や弾性率の低下を起こさずに、低発熱性および高破断伸びを達成した、タイヤアンダートレッド、タイヤベルトクッションおよびタイヤアッパービードフィラー用ゴム組成物およびそれを用いた空気入り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】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ジエン系ゴムに油展白土、カーボンブラックおよびシリカを特定量配合することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成することができた。
すなわち本発明は以下のとおりである。
１．ジエン系ゴム１００質量部に対し、油展白土を１０〜４０質量部、カーボンブラックを１５質量部以上およびシリカを１〜１０質量部配合し、前記油展白土、カーボンブラックおよびシリカの合計配合量が４０〜７０質量部であることを特徴とするタイヤアンダートレッド用ゴム組成物。
２．ジエン系ゴム１００質量部に対し、油展白土を１０〜４０質量部、カーボンブラックを１５質量部以上およびシリカを１〜１０質量部配合し、前記油展白土、カーボンブラックおよびシリカの合計配合量が４０〜７０質量部であることを特徴とするタイヤベルトクッション用ゴム組成物。
３．ジエン系ゴム１００質量部に対し、油展白土を１０〜４０質量部、カーボンブラックを１５質量部以上およびシリカを１〜１０質量部配合し、前記油展白土、カーボンブラックおよびシリカの合計配合量が４０〜７０質量部であることを特徴とするタイヤアッパービードフィラー用ゴム組成物。
４．前記油展白土が、油分を２０〜６０質量％の割合で含有することを特徴とする前記１〜３のいずれかに記載のゴム組成物。
５．前記１〜４のいずれかに記載のゴム組成物を使用した空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ジエン系ゴムに油展白土、カーボンブラックおよびシリカを特定量配合することにより、粘度の上昇や弾性率の低下を起こさずに、低発熱性および高破断伸びを達成した、タイヤアンダートレッド、タイヤベルトクッションおよびタイヤアッパービードフィラー用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供することができる。
また、従来産業廃棄物として処分されていた油展白土を有効利用することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら本発明をさらに詳細に説明する。
図１は、空気入りタイヤの一例の部分断面図である。
図１において、空気入りタイヤは左右一対のビード部１およびサイドウォール２と、両サイドウォール２に連なるトレッド３からなり、ビード部１、１間にスチールコードが埋設されたカーカス層４が装架され、カーカス層４の端部がビードコア５およびビードフィラー６の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられている。ビードフィラー６は２つの部材から構成され、その上部はアッパービードフィラー６２であり、下部はロウワービードフィラー６４である。トレッド３においては、カーカス層４の外側に、ベルト層７がタイヤ１周に亘って配置されている。ベルト層７の両端部には、ベルトクッション８が配置されている。また、トレッド３の内周側には、アンダートレッド３１が配置されている。空気入りタイヤの内面には、タイヤ内部に充填された空気がタイヤ外部に漏れるのを防止するために、インナーライナー９が設けられ、インナーライナー９を接着するためのタイゴム１０が、カーカス層４とインナーライナー９との間に積層されている。
【０００９】
本発明のゴム組成物は、上記アンダートレッド３１、ベルトクッション８、アッパービードフィラー６２の形成にとくに有用に用いられる。次に、本発明のゴム組成物の各成分について説明する。
（ジエン系ゴム）
本発明で使用されるジエン系ゴム成分は、タイヤ用ゴム組成物に配合することができる任意のジエン系ゴムを用いることができ、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）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ、Ｃｌ−ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
これらのジエン系ゴムの中でも、本発明の効果の点からＮＲ、ＢＲ、ＳＢＲが好ましい。
【００１０】
（油展白土）
本発明で使用される油展白土とは、石油精製工程において、各種の石油製品、半製品、石油化学原料などに含まれる不飽和炭化水素、樹脂、酸素、硫黄化合物および水などの不要成分の除去あるいは脱色のために用いられた使用済みの酸性白土や活性白土である。酸性白土とは、モンモリロナイトを主成分とし、少量のクリストバル石などを含む白色粘土をいい、活性白土とは、酸性白土あるいは天然に吸着性能をもっている白土(粘土)に酸処理を施して吸着性能を増大させた白土をいう。
油展白土が含有する油種は、とくに限定されるものではないが、例えば鉱油系潤滑油基油、灯油、軽油、ジェット燃料、各種の化成品、溶剤を例示することができる。なかでも、鉱油系潤滑油基油が好ましい。油展白土における油分の含有量（油展量）は、好ましくは２０〜６０質量％であり、より好ましくは３０〜４０質量％である。油展白土の油展量が２０質量％未満であると、加工性が低下する。油展白土の油展量が６０質量％を超えると、白土分が少ないために所期の効果が得られない。
なお、油展白土は、上記油分以外に、一般的にＳｉＯ２を含有してなり、他の成分として、Ａｌ２Ｏ３を９〜１３質量％、Ｆｅ２Ｏ３を１〜２質量％、ＭｇＯを１〜３質量％、ＣａＯを１質量％以下、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏを合わせて１質量％以下の割合で含有するものである。
【００１１】
（カーボンブラック）
本発明で使用されるカーボンブラックは、市販されているものから適宜選択して使用すればよい。なお、カーボンブラックは、ＣＴＡＢ吸着比表面積（ＪＩＳ Ｋ ６２１７に従って測定）が６０〜１３０ｍ2／ｇであるのが好ましい。
【００１２】
（シリカ）
本発明で使用されるシリカは、市販されているものから適宜選択して使用すればよい。なお、シリカは、ＢＥＴ比表面積（ＩＳＯ５７９４−１ Ａｎｎｅｘ Ｅに準拠して測定）が９０〜１８０ｍ2／ｇであるのが好ましい。
【００１３】
（ゴム組成物の配合割合）
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、油展白土を１０〜４０質量部、カーボンブラックを１５質量部以上およびシリカを１〜１０質量部配合し、前記油展白土、カーボンブラックおよびシリカの合計配合量が４０〜７０質量部であることを特徴とする。
上記油展白土の配合割合は、油分を含む質量を基準にしている。油展白土中の白土は、多孔性であるので、比較的多量（例えば油展白土における油分の含有量として６０質量％程度まで）の油分を保持することができる。
【００１４】
本発明のゴム組成物において、油展白土のさらに好ましい上記配合割合は、１５〜３５質量部である。カーボンブラックのさらに好ましい上記配合割合は、２０〜５０質量部である。シリカのさらに好ましい上記配合割合は、５〜１０質量部である。
【００１５】
本発明に係るゴム組成物には、前記した成分に加えて、補強用充填剤、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用ゴム組成物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、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。また本発明のゴム組成物は従来の空気入りタイヤの製造方法に従って空気入りタイヤを製造するのに使用することができる。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。
【００１７】
実施例１〜６および比較例１〜７
サンプルの調製
表１に示す配合（質量部）において、加硫促進剤と硫黄を除く成分を１．７リットルの密閉式バンバリーミキサーで５分間混練した後、ミキサー外に放出させて室温冷却した。続いて、該組成物を同バンバリーミキサーに再度入れ、加硫促進剤および硫黄を加えて混練し、ゴム組成物を得た。次に得られたゴム組成物を所定の金型中で１５０℃で３０分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を得、ゴム組成物および加硫ゴム試験片について以下に示す試験法で物性を測定した。
【００１８】
粘度：ＪＩＳ  Ｋ６３００に準拠し、１００℃で大ローターを用いて測定した。比較例１を基準（１００）として、指数が大きいほど粘度が高く、加工性が悪いことを示す。
【００１９】
弾性率：ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して、伸び３００％時の引張応力を測定し、この値をもって弾性率の評価とした。比較例１を基準（１００）として、指数が大きいほど弾性率が高いことを示す。
【００２０】
破断伸び：ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して、２３℃における破断伸びを測定した。比較例１を基準（１００）として、指数が大きいほど破断伸び大で良好であることを示す。
【００２１】
発熱性：東洋精機製作所（株）製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪１０％、振幅２％、周波数２０Hzにて６０℃におけるｔａｎδを測定した。比較例１を基準（１００）として、指数が小さいほど発熱しにくいことを示す。
結果を表１に併せて示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
＊１：ＮＲ（タイ国製、ＳＴＲ２０）
＊２：ＳＢＲ（日本ゼオン（株）製、Ｎｉｐｏｌ １５０２）
＊３：ＢＲ（日本ゼオン（株）製、Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０）
＊４：カーボンブラック（東海カーボン（株）製、シースト３００）
＊５：シリカ（デグサ社製、VN-3）
＊６：油展白土（日本サン石油（株）製試料、白土を潤滑油の精製工程に使用して得られたもの、油分の含有量＝３６質量％）
＊７：シリカカップリング剤（デグサ社製、Ｓｉ６９）
＊８：老化防止剤（住友化学（株）製、アンチゲンＲＤ−Ｇ）
＊９：ステアリン酸（日油(株)製、ビーズステアリン酸）
＊１０：亜鉛華（正同化学工業（株）製、酸化亜鉛３種）
＊１１：硫黄（フレキシス社製、クリステックスＨＳ ＯＴ ２０）
＊１２：加硫促進剤（大内新興化学工業（株）製、ノクセラーＤＭ
【００２４】
上記の表から明らかなように、実施例１〜６で調製されたゴム組成物は、ジエン系ゴムに本発明で規定する範囲内の油展白土、カーボンブラックおよびシリカを配合しているので、従来の代表的な比較例１の配合からなるゴム組成物に対し、粘度の上昇や弾性率の低下を起こさずに、良好な低発熱性および高破断伸びを達成している。
これに対し、比較例２および３はシリカを配合していないので、破断伸びが改善されない。比較例４は油展白土を配合していないので粘度、発熱性がともに改善されない。比較例５はシリカの配合割合が本発明で規定する上限を超えているので、粘度および弾性率が悪化している。比較例６は油展白土の配合割合が本発明で規定する上限を超え、さらに油展白土、カーボンブラックおよびシリカの配合割合が本発明で規定する上限を超えているので、粘度および破断伸びが悪化している。比較例７は油展白土、カーボンブラックおよびシリカの配合割合が本発明で規定する下限未満であるので、弾性率が低下する結果となった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】空気入りタイヤの一例の部分断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  ビード部
２  サイドウォール
３  トレッド
３１  アンダートレッド
４  カーカス層
５  ビードコア
６  ビードフィラー
６２  アッパービードフィラー
７  ベルト層
８  ベルトクッション
９  インナーライナー
【図１】
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