(57)【要約】【課題】氷上摩擦性能および低発熱性に優れ、乗用車用スタッドレスタイヤにとくに好適に用いられるタイヤトレッド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】ガラス転移温度（Ｔｇ）が−５０℃以下のジエン系ゴム１００質量部に対し、平均径０．０５〜０．８μｍの短繊維を０．５〜１５質量部および油展白土を５〜３０質量部配合したことを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物と、該ゴム組成物をトレッドに使用した空気入りタイヤ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス転移温度（Ｔｇ）が−５０℃以下のジエン系ゴム１００質量部に対し、平均径０．０５〜０．８μｍの短繊維を０．５〜１５質量部および油展白土を５〜３０質量部配合したことを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
前記短繊維が、ナイロン短繊維であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
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または２に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のいずれかに記載のゴム組成物をトレッドに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、タイヤトレッド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、氷上摩擦性能および低発熱性に優れ、乗用車用スタッドレスタイヤにとくに好適に用いられるタイヤトレッド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】
近年、乗用車用スタッドレスタイヤにおいては、その氷上摩擦性能を高めることが課題となっている。そこで、タイヤトレッド用ゴム組成物において、各種配合剤の組み合わせが検討されているが（例えば特許文献１参照）、氷上摩擦性能および低発熱性を両立させることが困難であった。
【０００３】
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２００８−１８２６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】
【０００４】
本発明の目的は、氷上摩擦性能および低発熱性に優れ、乗用車用スタッドレスタイヤにとくに好適に用いられるタイヤトレッド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】
【０００５】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−５０℃以下のジエン系ゴムに特定の短繊維および油展白土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。
【０００６】
１．ガラス転移温度（Ｔｇ）が−５０℃以下のジエン系ゴム１００質量部に対し、平均径０．０５〜０．８μｍの短繊維を０．５〜１５質量部および油展白土を５〜３０質量部配合したことを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
２．前記短繊維が、ナイロン短繊維であることを特徴とする前記１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
３．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または２に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
４．前記１〜３のいずれかに記載のゴム組成物をトレッドに使用した空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−５０℃以下のジエン系ゴムに特定の短繊維および油展白土を特定量配合することにより、氷上摩擦性能および低発熱性に優れ、乗用車用スタッドレスタイヤにとくに好適に用いられるタイヤトレッド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、本発明をさらに詳細に説明する。
【０００９】
（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。
ただし、本発明で使用されるジエン系ゴムは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が、−５０℃以下である必要がある。Ｔｇが−５０℃を超えると所望の氷上摩擦性能を得ることができない。Ｔｇは、ＡＳＴＭ：Ｄ−３４１８−８２に従い測定される。測定機器は、例えば島津製作所製示差熱分析計（ＤＳＣ−ＥＯＡ）が挙げられる。
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が好ましい。
また、さらに好ましいＴｇは、−６０〜−１１０℃である。
【００１０】
（短繊維）
本発明で使用される短繊維としては、例えばナイロン短繊維、アラミド短繊維、ポリエステル短繊維等が挙げられるが、中でも氷上摩擦性能および低発熱性の両立の点から、ナイロン短繊維が好ましい。
短繊維は、平均径が０．０５〜０．８μｍである必要がある。この平均径の範囲外であると、本発明の効果が奏されない。さらに好ましい平均径は、０．２〜０．５μｍである。
また、短繊維の長さは、例えば１〜１１０μｍであり、好ましくは１０〜７５μｍである。
アスペクト比（長さ／径）としては、１０〜１５００が好ましい。
【００１１】
（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。
【００１２】
（ゴム組成物の配合割合）
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−５０℃以下のジエン系ゴム１００質量部に対し、平均径０．０５〜０．８μｍの短繊維を０．５〜１５質量部および油展白土を５〜３０質量部配合す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。
【００１３】
本発明のゴム組成物において、短繊維のさらに好ましい配合割合は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、３〜１０質量部である。
また、油展白土のさらに好ましい上記配合割合は、５〜２５質量部である。
【００１４】
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】
【００１５】
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。
【００１６】
実施例１〜３および比較例１〜５
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Ｂ型バンバリーミキサーで５分間混練し、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１６０℃で３０分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を調製した。得られた加硫ゴム試験片を用いて以下に示す試験法で物性を測定した。
【００１７】
氷上摩擦性能：加硫ゴム試験片を、偏平円柱状の台ゴムに貼り付け、インサイドドラム型氷上摩擦試験機を用いて氷上摩擦係数を測定した。測定温度は−１．５℃、荷重０．５４ＭＰａ、ドラム回転速度は２５ｋｍ／時間であった。比較例１を基準（１００）として、指数が大きいほど氷上摩擦性能に優れることを示す。
【００１８】
弾性率：ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して、伸び１００％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、指数が大きいほど補強性能に優れることを示す。
【００１９】
発熱性：ＪＩＳ  Ｋ６３９４に準拠して、（株）東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚの条件で６０℃におけるｔａｎδを測定した。比較例１を基準（１００）として、指数が大きいほど低発熱性に優れることを示す。
結果を表１に併せて示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
＊１：ＮＲ（ＳＩＲ２０、Ｔｇ＝−６８℃）
＊２：ＢＲ（日本ゼオン社製、ＮＩＰＯＬ ＢＲ１２２０、Ｔｇ＝−１０５℃）
＊３：カーボンブラック（キャボットジャパン社製、ショウブラックＮ３３９）
＊４：シリカ（デグサ社製、Ultrasil VN3GR）
＊５：シリカカップリング剤（デグサ社製、Ｓｉ６９）
＊６：アロマオイル（昭和シェル石油社製、エキストラクト４号Ｓ）
＊７：ナイロン短繊維（宇部興産社製、UBE SHP-HA1060、平均径０．４３μｍ、平均長６６μｍ）
＊８：油展白土（日本サン石油社製試料、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％）
＊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：加硫促進剤ＣＢＳ（大内新興化学工業（株）製、ノクセラーＣＺ−Ｇ）
＊１２：加硫促進剤ＤＰＧ（フレキシス社製、ＰＥＲＫＡＣＩＴ ＤＰＧ ＧＲＳ）
＊１３：硫黄（鶴見化学工業社製、金華印油入微粉硫黄）
【００２２】
上記の表から明らかなように、実施例１〜３で調製されたゴム組成物は、Ｔｇが−５０℃以下のジエン系ゴムに本発明で規定する範囲内の短繊維および油展白土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、氷上摩擦性能が向上し、低発熱性も優れている。
これに対し、比較例２は短繊維を使用しているものの油展白土を配合していないので、発熱性が改善されない。比較例３は油展白土の配合割合が本発明で規定する下限未満であるので、発熱性が改善されない。比較例４は油展白土の配合割合が本発明で規定する上限を超えているので、弾性率が低下してしまう。比較例５は短繊維の配合割合が本発明で規定する上限を超えているので、発熱性が改善されない結果となった。