(57)【要約】【課題】低発熱性および高剛性を両立したタイヤ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１０〜６０質量部、カーボンブラックを４０質量部以上、石油系樹脂またはガムロジンを０．５〜６．０質量部配合し、前記油展白土およびカーボンブラックの合計配合量が６０〜１１０質量部であることを特徴とするタイヤビードフィラー（６）用ゴム組成物と、該ゴム組成物をビードフィラーに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１０〜６０質量部、カーボンブラックを４０質量部以上、石油系樹脂またはガムロジンを０．５〜６．０質量部配合し、前記油展白土およびカーボンブラックの合計配合量が６０〜１１０質量部であることを特徴とするタイヤビードフィラー用ゴム組成物。
【請求項２】
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に記載のゴム組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載のゴム組成物をビードフィラー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、低発熱性および高剛性を両立したタイヤ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】
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。トラックまたはバス用のタイヤでは、ビードフィラー６は２つの部材から構成され、その上部は上ビードフィラー６２であり、下部は下ビードフィラー６４である。乗用車用のタイヤでは、ビードフィラーは単一の材料から構成されている。また、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。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。
【０００３】
ビードフィラー６は、ビードコア５および上記カーカス層４の巻き上げ部の動きやセパレーションを抑制するために高剛性とする必要がある。またタイヤ軽量化、操縦安定性向上等の要求からも高弾性が望ましい。
一方、一般的にビードフィラー６を高剛性にするためにカーボンブラック等の補強剤を増量すると発熱性が悪化して耐久性に悪影響を及ぼすので、ビードフィラー６（とくにトラックまたはバス用のタイヤでは下ビードフィラー６４）には高剛性と低発熱性の両立が求められている。なお、ビードフィラーの高硬度を図るゴム組成物については、例えば特許文献１に提案されている。
【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２００７−７０３７１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、低発熱性および高剛性を両立したタイヤ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石油系樹脂またはガムロジン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１０〜６０質量部、カーボンブラックを４０質量部以上、石油系樹脂またはガムロジンを０．５〜６．０質量部配合し、前記油展白土およびカーボンブラックの合計配合量が６０〜１１０質量部であることを特徴とするタイヤビードフィラー用ゴム組成物。
２．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に記載のゴム組成物。
３．前記１または２に記載のゴム組成物をビードフィラー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、ジエン系ゴムに油展白土、カーボンブラックおよび石油系樹脂またはガムロジンを特定量配合することにより、低発熱性および高剛性を両立したタイヤ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、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。
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、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】
（石油系樹脂またはガムロジン）
本発明で使用される石油系樹脂は、芳香族系炭化水素樹脂あるいは飽和または不飽和脂肪族系炭化水素樹脂であり、例えば、Ｃ５  系石油樹脂（脂肪族系石油樹脂）、Ｃ９  系石油樹脂（芳香族系石油樹脂）、Ｃ５  Ｃ９  共重合石油樹脂が挙げられる。
本発明では、低発熱性および高剛性の両立の観点から、Ｃ５  系石油樹脂（具体的には、Ｃ５炭化水素留分重合物）、ジシクロペンタジエン樹脂（ＤＣＰＤ）、パラオクチルフェノールが好ましい。
また、本発明で使用されるガムロジンは、変性ガムロジンであってもよく（具体的には、ガムロジンを例えば無水マレイン酸およびアルコールなどで変性したもの）、市販されているものの中から適宜選択して使用でき、例えば、ガムロジンとして、荒川化学工業（株）製中国ロジンＷＷ、変性ガムロジンとして、荒川化学工業（株）製マルキード３８２が挙げられる。
【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１０〜６０質量部、カーボンブラックを４０質量部以上、石油系樹脂またはガムロジンを０．５〜６．０質量部配合し、前記油展白土およびカーボンブラックの合計配合量が６０〜１１０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、１５〜５５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、４５〜９５質量部である。石油系樹脂またはガムロジンのさらに好ましい上記配合割合は、１．０〜５．０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１〜４および比較例１〜８
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調製した。得られた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】
硬度：ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠し，タイプＡ  デュロメータを用い測定した。比較例１を基準（１００）として、指数が大きいほど硬度が高く、好ましいことを示す。
【００１９】
ｔａｎδ（６０℃）：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性が良いことを示す。
【００２０】
耐疲労性：ＪＩＳ  Ｋ６２７０に準じて、３号ダンベルに、１００％の歪みを繰り返し与え、破断回数を測定することによった。破断回数の測定は、ｎ＝６で行い、それぞれの破断回数より正規確率分布による５０％残存確率を求め、比較例１を基準（１００）として、指数が大きいほど疲労寿命が長いことを示す。
結果を表１に併せて示す。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
＊１：ＮＲ（ＳＴＲ２０）
＊２：ＳＢＲ（日本ゼオン（株）製、Ｎｉｐｏｌ １５０２）
＊３：カーボンブラック（東海カーボン（株）製、シースト３）
＊４：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％）
＊５：酸化亜鉛（正同化学工業（株）製、酸化亜鉛３種）
＊６：ステアリン酸（千葉脂肪酸(株)製、工業用ステアリン酸）
＊７：石油樹脂（ハリマ化成（株）製、ハリタックＡＱ−９０Ａ）
＊８：ガムロジン（荒川化学工業（株）製、中国ロジンＷＷ）
＊９：レゾルシン樹脂（Indspec Chemical Corporation製、Penacolite Resin B-18-S）
＊１０：アロマオイル（出光興産（株）製、ダイアナプロセスオイルＡＨ−２０）
＊１１：老化防止剤（住友化学（株）製、アンチゲンＲＤ−Ｇ）
＊１２：不溶性硫黄（Ｆｌｅｘｓｙｓ社製、クリステックスＨＳ ＯＴ ２０）
＊１３：加硫促進剤（大内新興化学工業（株）製、ノクセラーＮＳ−Ｆ）
【００２３】
上記の表から明らかなように、実施例１〜４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石油樹脂またはガムロジン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、発熱性（ｔａｎδ）および高剛性（硬度）に優れ、また耐疲労性も改善されている。
これに対し、比較例２はさらにカーボンブラックを増量したものであり、剛性が改善されるが、発熱性および耐疲労性が悪化する。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、剛性が改善されない。比較例４は石油樹脂の配合割合が本発明で規定する下限未満であるので、耐疲労性に劣る結果となった。比較例５は石油樹脂の配合割合が本発明で規定する上限を超えているので、発熱性が悪化している。比較例６は石油樹脂以外の樹脂を使用しているので、耐疲労性が悪化した。比較例７はカーボンブラックの配合割合が本発明で規定する下限未満であるので、剛性および耐疲労性が悪化した。比較例８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、発熱性および耐疲労性が悪化する結果となった。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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】
【００２５】
１  ビード部
２  サイドウォール
３  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  上ビードフィラー
６４  下ビードフィラー
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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