(57)【要約】【課題】シリカを配合したゴム組成物において、低転がり抵抗を維持しながら、ウェット制動性を向上するようにしたタイヤトレッド用ゴム組成物を提供する。【解決手段】ジエン系ゴム１００重量部に対し、シリカ１０重量部以上を含む補強充填剤を３０〜１５０重量部配合したゴム組成物であって、前記補強充填剤の中に、油展白土を１〜２０重量部含有させるようにしたことを特徴とする。【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、シリカ１０重量部以上を含む補強充填剤を３０〜１５０重量部配合したゴム組成物であって、前記補強充填剤の中に、油展白土を１〜２０重量部含有させるようにしたタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
前記補強充填剤中のシリカの量が５０重量％以上である請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
前記シリカのＢＥＴ比表面積が１００〜３００ｍ２／ｇである請求項１又は２に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項４】
前記油展白土が、油分を２０〜６０重量％の割合で含有する請求項１，２又は３に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項５】
前記ジエン系ゴムが、スチレンブタジエンゴムを主成分として、５０〜１００重量％含む請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【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に関し、さらに詳しくは、シリカを配合したゴム組成物において、低転がり抵抗を維持しながら、ウェット制動性を向上するようにしたタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、乗用車用空気入りタイヤは、ウェット制動性と低転がり抵抗とを高度にバランスさせるため、タイヤトレッドの補強充填剤として、カーボンブラックの一部又は全部に代えてシリカを配合することが行なわれている。しかし、シリカはゴムに対する分散性が悪く、ゴム粘度を高くする性質がある。この対策として、シランカップリング剤を配合することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、シランカップリング剤を使用した場合でも、シリカの配合量が多いと分散性の改善に限界があった。すなわち、シリカ高配合系のゴム組成物においてシリカの凝集性の改善に限界があるため、シリカ配合により得られる低転がり抵抗やウェット制動性のさらなる向上には限界があり、この課題は解決されていない。
【特許文献１】特開平７−４８４７６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、シリカを配合したゴム組成物において、低転がり抵抗を維持しながら、ウェット制動性を向上するようにしたタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成する本発明の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、シリカ１０重量部以上を含む補強充填剤を３０〜１５０重量部配合したゴム組成物であって、前記補強充填剤の中に、油展白土を１〜２０重量部含有させるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
前記補強充填剤中のシリカの量は、５０重量％以上にするとよく、そのシリカのＢＥＴ比表面積は、１００〜３００ｍ２／ｇにするとよい。前記油展白土は、油分２０〜６０重量％を含有するとよい。また、前記ジエン系ゴムは、スチレンブタジエンゴムを主成分とする場合には、その配合量を５０〜１００重量％にするとよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の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、シリカを１０重量部以上を含む補強充填剤３０〜１５０重量部を配合したゴム組成物であって、油展白土を１〜２０重量部含有させるようにしたので、シリカの分散性を向上し、低転がり抵抗を維持しながら、ウェット制動性をさらに向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に用いるジエン系ゴムは、トレッド用ゴムコンパウンドに配合可能なゴムであればよく、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、各種のスチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム等が挙げられる。なかでも、スチレンブタジエンゴムを主成分にすることが好ましく、シリカを配合するときの特性の発現を容易にすることができる。スチレンブタジエンゴムを主成分にするときは、ジエン系ゴム中の５０〜１００重量％をスチレンブタジエンゴムにするとよい。これらジエン系ゴムは、単独で使用してもよいし、又は複数の種類を使用してもよい。
【０００９】
本発明の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、少なくともシリカ１０重量部以上を含む補強充填剤３０〜１５０重量部、好ましくは３０〜１００重量部を含む。特に補強充填剤中の主成分として、シリカが５０重量％以上含まれることが好ましい。補強充填剤の配合量が３０重量部未満の場合、補強効果が不十分になる。補強充填剤が１５０重量部を超えると、加工性が悪化し分散が困難になる。補強充填剤としては、シリカの他にカーボンブラックや他の充填剤を含有することができる。
【００１０】
本発明において、シリカを配合することにより、ウェット制動性と低転がり抵抗とを高いレベルで両立する。シリカの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し１０重量部以上、好ましくは３０〜１００重量部にするとよい。シリカ配合量が１０重量部未満の場合、ウェット制動性と低転がり抵抗の少なくとも１つが悪化する。また、シリカの補強充填剤中の配合比率は、好ましくは５０重量％以上、より好ましくは７０〜１００重量％にするとよい。シリカの配合比率をこのような範囲にすることにより、シリカの高い凝集性を改善する効果をより顕著にすることができる。
【００１１】
シリカの種類は、特に限定されるものではなく、通常ゴム組成物に配合されるものを使用することができ、例えば湿式法シリカ、乾式法シリカ、表面処理シリカを例示することができる。シリカのＢＥＴ比表面積は、好ましくは１００〜３００ｍ２／ｇであり、より好ましくは１００〜２００ｍ２／ｇにするとよい。シリカのＢＥＴ比表面積が１００ｍ２／ｇ未満の場合、補強性が不十分になる。ＢＥＴ比表面積が３００ｍ２／ｇを超える場合、発熱性が悪化し、加工性も困難になる。本発明におけるＢＥＴ比表面積は、ＩＳＯ  ５７９４／１に準拠して測定される比表面積とする。
【００１２】
本発明では、このようにシリカを多量に含有する補強充填剤に対して油展白土を配合することにより、従来のシランカップリング剤と同等以上にシリカの分散性を向上し、低転がり抵抗を維持しながら、ウェット制動性をさらに向上することができる。また、油展白土を配合することにより、ゴム組成物の粘度を低くしてゴム加工性を向上することができる。油展白土の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、１〜２０重量部であり、好ましくは５〜１５重量部にするとよい。油展白土が１重量部未満であると、シリカの分散性を向上してウェット制動性を向上することができず、粘度を低くすることもできない。油展白土が２０重量部を超えると、タイヤトレッドの耐摩耗性が悪化する。
【００１３】
本発明において、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、酸素や硫黄化合物および水などの不要成分の除去或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、酸性白土或いは天然に吸着性能を持っている白土（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。酸性白土及び活性白土の化学成分は、ＳｉＯ２が好ましくは５０重量％以上、より好ましくは７５〜８５重量％にするとよい。ＳｉＯ２が５０重量％未満であると、シリカとの親和性が乏しくなり、シリカの分散性を向上することが困難になる。
【００１４】
油展白土が、含有する油種は、特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は、好ましくは２０〜６０重量％であり、より好ましくは３０〜４０重量％にするとよい。油展白土の油展量が２０重量％未満であると、加工性が低下する。油展白土の油展量が６０重量％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。
【００１５】
本発明のゴム組成物において、カーボンブラックを配合することによりタイヤトレッドの耐摩耗性を向上することができる。カーボンブラックは、特に制限されるものではないが、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が、好ましくは３０〜２００ｍ２／ｇであり、より好ましくは８０〜１５０ｍ２／ｇにするとよい。カーボンブラックのＮ２ＳＡが３０ｍ２／ｇ未満の場合、補強効果が不十分になる。Ｎ２ＳＡが２００ｍ２／ｇを超える場合、発熱と加工性が悪化する。
【００１６】
カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、好ましくは５〜３０重量部であり、より好ましくは５〜１５重量部にするとよい。カーボンブラックの配合量が５重量部未満の場合、補強効果が不十分になる。カーボンブラック配合量が３０重量部を超えると、所期の効果が得られない。
【００１７】
本発明のゴム組成物において、他の充填剤としては、例えば、クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム等を例示することができる。
【００１８】
タイヤトレッド用ゴム組成物には、加硫又は架橋剤、老化防止剤、可塑剤、軟化剤、加工助剤、カップリング剤などのゴム組成物に一般的に使用され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ゴム組成物とし、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は、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。
【００１９】
本発明において、シランカップリング剤をシリカと共に配合することにより、シリカの分散性を向上し、ゴムとの補強性を高めることによりウェット制動性と低転がり抵抗とをより高いレベルで両立することができる。シランカップリング剤の配合量はシリカ配合量の２〜１０重量％、好ましくは６〜１０重量％にするとよい。シランカップリング剤がシリカ配合量の２重量％未満の場合、シリカの分散が悪化しウェット制動性と低転がり抵抗を両立することができない。シランカップリング剤が１０重量％を超える場合、早期加硫を起こしやすくなる。
【００２０】
シランカップリング剤は、シリカ配合のゴム組成物に使用可能なものであればよく、例えばビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラサルファイド、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サルファイド、γ−グリシドオキシプロピル−トリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピル−トリメトキシシラン等を例示することができる。
【００２１】
本発明により得られたタイヤトレッド用ゴム組成物は、空気入りタイヤのキャップトレッドに使用するのが好ましく、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物からなるキャップトレッドを備えた空気入りタイヤは、低転がり抵抗を高いバランスで維持しながらウェット制動性を向上することができる。
【００２２】
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００２３】
表１に示す配合からなる６種類のゴム組成物（実施例１〜３、比較例１〜３）のうち、それぞれ硫黄と加硫促進剤を除く配合成分を秤量し、１.７Ｌの密閉型バンバリーミキサーで５分間混練し、温度１５０℃でマスターバッチを放出し室温冷却した。このマスターバッチを１.７Ｌの密閉型バンバリーミキサーに供し、それぞれ硫黄と加硫促進剤を秤量投入し、混合し各ゴム組成物を得た。なお、６種類のゴム組成物（実施例１〜３、比較例１〜３）は、それぞれシリカ、油展白土中の白土、クレーの合計量が７０重量部になること、及びアロマオイルと油展白土中の油分との合計量が１０重量部になることを共通条件とするゴム組成にした。
【００２４】
得られた６種類のゴム組成物（実施例１〜３、比較例１〜３）を、その一部を粘度測定に供し、残部を耐摩耗性、動的粘弾性の試験のため、それぞれ所定の金型中で、１５０℃、３０分間加硫して試験片を作製し、下記に示す方法により試験を行った。
【００２５】
粘度
得られたゴム組成物のムーニー粘度（ＭＬ１＋４）を、ＪＩＳ  Ｋ６３００に準拠し、Ｌ形ロータ（試験機：島津製作所社製ＳＭＶ３００Ｊ）を使用し、予熱時間１分、ローター回転時間４分、温度１００℃の条件で測定した。得られた結果は、比較例１のムーニー粘度を１００とする指数として、表１に示した。この指数が、小さいほど粘度が低く、加工性が良好であることを意味する。
【００２６】
耐摩耗性
得られた試験片をＪＩＳ  Ｋ６２６４に準拠して、ランボーン摩耗試験機（岩本製作所社製）を使用して、温度２０℃、荷重１５Ｎ、スリップ率５０％、時間１０分の条件で摩耗量を測定した。得られた結果は、比較例１の値の逆数を１００とする指数で表わし表１に示した。この指数が大きいほど耐摩耗性に優れることを意味する。
【００２７】
動的粘弾性（ｔａｎδ）
得られた試験片の動的粘弾性を、東洋精機製作所社製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で測定し、温度０℃及び６０℃におけるｔａｎδを算出した。得られた結果は、それぞれ比較例１の値を１００とする指数で表わし表１に示した。温度０℃におけるｔａｎδ（０℃）の指数が大きいほどウェット制動性能が優れ、温度６０℃におけるｔａｎδ（６０℃）の指数が小さいほど転がり抵抗性が優れることを意味する。
【００２８】
【表１】
2010013551.tif 000002
【００２９】
なお、表１において使用した原材料の種類を下記に示す。
ＳＢＲ：スチレンブタジエンゴム、ランクセス社製ＶＳＬ５０２５（スチレン量＝２５重量％、ブタジエン量＝７５重量％、ブタジエンセグメント中のビニル量＝６７重量％）
ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ  １２２０
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
シリカ：東ソー・シルカ社製Ｎｉｏｓｉｌ  ＡＱ（ＢＥＴ比表面積２００ｍ２／ｇ）
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、油展量＝３６重量％）
クレー：日本タルク社製Ｔクレー
シランカップリング剤：Ｄｅｇｕｓｓａ社製Ｓｉ６９
アロマオイル：昭和シェル石油社製エクストラクト４号Ｓ
亜鉛華：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸
老化防止剤：フレキシス社製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ  ６ＰＰＤ
硫黄：鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
加硫促進剤：フレキシス社製ＳＡＮＴＯＣＵＲＥ  ＴＢＢＳ