(57)【要約】【課題】加硫速度が速く、破断特性、耐摩耗性、ウェット性能に優れ、転がり抵抗の低減を図ることのでき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】ジエン系ゴム１００質量部に対し、下記条件ａを満たす補強性充填剤を３０〜１５０質量部およびチウラム系加硫促進剤を０．０５〜２．００質量部配合する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。条件ａ：前記補強性充填剤３０〜１５０質量部のうち、ＢＥＴ比表面積１００〜３００ｍ２／ｇのシリカが１０質量部以上を占め、かつ、油展白土が１〜２０質量部を占める。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム１００質量部に対し、下記条件ａを満たす補強性充填剤を３０〜１５０質量部およびチウラム系加硫促進剤を０．０５〜２．００質量部配合することを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
条件ａ：前記補強性充填剤３０〜１５０質量部のうち、ＢＥＴ比表面積１００〜３００ｍ２／ｇのシリカが１０質量部以上を占め、かつ、油展白土が１〜２０質量部を占める。
【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に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
前記チウラム系加硫促進剤が、下記式で表されるテトラベンジルチウラムジスルフィドであ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。
【化１】
2010013537.tif 000005
【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、加硫速度が速く、破断特性、耐摩耗性、ウェット性能に優れ、転がり抵抗の低減を図ることのでき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、乗用車用タイヤにおいては、その走行性能の高さもさることながら、安全性への配慮もその要求特性のひとつとして高まりつつある。例えば、タイヤトレッド用ゴム組成物において、ウェットグリップ性および低転がり抵抗性の両立を目的とした技術が、特許文献１〜３等に開示されている。
【０００３】
また、近年の省エネ、省資源、環境問題への取り組みなどの社会的要請下、特に自動車の燃料消費節約のために、ゴム組成物にシリカを配合することが知られており（例えば特許文献４を参照）、これにより、低転がり抵抗性、湿潤路面に対する操縦安定性が向上するという利点がもたらされる。
しかし、シリカは自身が有するシラノール基のため、凝集しやすく、ゴム中に均一に分散させることが難しく、また加硫時間を遅らせるという問題があることが知られている。
【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５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２００８−３７９９８号公報
【特許文献２】特開２００６−２１３７４７号公報
【特許文献３】特開２００４−１７５９９３号公報
【特許文献４】特開２００７−３２１０９４号公報
【特許文献５】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、シリカを配合するタイヤトレッド用ゴム組成物において、従来技術に比べて、加硫速度が速く、破断特性、耐摩耗性、ウェット性能に優れ、転がり抵抗の低減も図ることのでき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】
【０００６】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ジエン系ゴムに特定のシリカ、油展白土およびチウラム系加硫促進剤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。
【０００７】
１．ジエン系ゴム１００質量部に対し、下記条件ａを満たす補強性充填剤を３０〜１５０質量部およびチウラム系加硫促進剤を０．０５〜２．００質量部配合することを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
条件ａ：前記補強性充填剤３０〜１５０質量部のうち、ＢＥＴ比表面積１００〜３００ｍ２／ｇのシリカが１０質量部以上を占め、かつ、油展白土が１〜２０質量部を占める。
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に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
３．前記チウラム系加硫促進剤が、下記式で表されるテトラベンジルチウラムジスルフィドであ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。
【０００８】
【化１】
2010013537.tif 000002
【０００９】
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】
【００１０】
本発明によれば、ジエン系ゴムに特定のシリカ、油展白土およびチウラム系加硫促進剤を特定量配合することにより、従来技術に比べ、加硫速度が速く、破断特性、耐摩耗性、ウェット性能に優れ、転がり抵抗の低減も図ることのでき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】
【００１１】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１２】
（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ＳＢＲ、ＢＲが好ましい。
【００１３】
（シリカ）
本発明で使用されるシリカは、ＢＥＴ比表面積（ＩＳＯ５７９４−１ Ａｎｎｅｘ Ｅに準拠して測定）が１００〜３００ｍ２／ｇである必要がある。
ＢＥＴ比表面積が１００ｍ2／ｇ未満では、補強性が不十分となり、逆にＢＥＴ比表面積が３００ｍ2／ｇを超えると、発熱性が悪化し、加工性も困難となり、好ましくない。
さらに好ましいＢＥＴ比表面積は、１００〜２００ｍ2／ｇである。
【００１４】
（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、その他の成分としては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。
【００１５】
（チウラム系加硫促進剤）
本発明で使用されるチウラム系加硫促進剤としては、例えば、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、テトラベンジルチウラムジスルフィド、テトラキス（２−エチルヘキシル）チウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等が挙げられるが、中でも、加硫速度を向上させる点から、、下記式で表されるテトラベンジルチウラムジスルフィドが好ましい。
【００１６】
【化２】
2010013537.tif 000003
【００１７】
（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、ジエン系ゴム１００質量部に対し、下記条件ａを満たす補強性充填剤を３０〜１５０質量部およびチウラム系加硫促進剤を０．０５〜２．００質量部配合することを特徴とする。
条件ａ：前記補強性充填剤３０〜１５０質量部のうち、ＢＥＴ比表面積１００〜３００ｍ２／ｇのシリカが１０質量部以上を占め、かつ、油展白土が１〜２０質量部を占める。
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。
【００１８】
本発明のゴム組成物において、補強性充填剤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、３０〜１００質量部である。なお、補強性充填剤の配合割合が３０質量部未満であるとゴム組成物の補強性が十分に得られない。補強性充填剤の配合割合が１５０質量部を超えるとゴム組成物の発熱性、加工性が悪化する。
また、油展白土のさらに好ましい上記配合割合は、５〜１５質量部である。
また、チウラム系加硫促進剤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、０．０５〜０．５質量部である。なお、チウラム系加硫促進剤の配合割合が０．０５質量部未満では加硫速度が遅くなる。チウラム系加硫促進剤の配合割合が２．００質量部を超えるとスコーチの発生が高くなり加工性が悪化する。
また、上記シリカの配合量の上限は、例えば１００質量部以下、好ましくは８０質量部以下である。なお、シリカの配合割合が１０質量部未満では転がり抵抗の低下が十分ではなくなる。
なお、上記シリカおよび油展白土以外の補強性充填剤としては、とくに制限されないが、例えばカーボンブラック、炭酸カルシウム、クレー、タルク等を挙げることができる。
【００１９】
本発明に係るゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫又は架橋剤、上記以外の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】
【００２０】
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。
【００２１】
実施例１〜３および比較例１〜６
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、約１５０℃で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２０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。
【００２２】
加硫速度：ＪＩＳ Ｋ６３００に基づき、１６０℃にて９５％加硫度に達する時間により測定した。比較例１を基準（１００）として、指数が小さいほど加硫速度が速いことを示す。
【００２３】
引張破断強度（ＴＢ）：ＪＩＳ  Ｋ６２５１に従い、室温にて引張試験を実施し、破断時の応力を求めることにより測定した。比較例１を基準（１００）として、指数が大きいほど強度が高いことを示す。
【００２４】
耐摩耗性：ランボーン摩耗試験機を用いてＪＩＳ Ｋ６２６４に準拠して測定した。比較例１を基準（１００）とし、指数が大きいほど耐磨耗性が良好であることを示す。
【００２５】
ｔａｎδ（０℃）：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、雰囲気温度０℃で測定した。比較例１を基準（１００）として、指数が大きいほどウエット性能（ウエットグリップ性）が良好であることを示す。
【００２６】
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、雰囲気温度６０℃で測定した。比較例１を基準（１００）とし、指数が小さいほど転がり抵抗が低いことを示す。
結果を表１に併せて示す。
【００２７】
【表１】
2010013537.tif 000004
【００２８】
＊１：ＳＢＲ（ランクセス社製、ＶＳＬ５０２５、ＳＴ／ＶＮ＝２５／６７）
＊２：ＢＲ（日本ゼオン(株)製、Ｎｉｐｏｌ１２２０）
＊３：シリカ（東ソー・シリカ（株）製、ＮｉｏｓｉｌＡＱ、ＢＥＴ比表面積＝２００ｍ２／ｇ）
＊４：カーボンブラック（キャボットジャパン（株）製、ショウブラックＮ３３９）
＊５：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％）
＊６：アロマオイル（富士興産（株）製）
＊７：亜鉛華（正同化学工業（株）製、酸化亜鉛３種）
＊８：ステアリン酸（日油(株)製、ビーズステアリン酸）
＊９：老化防止剤（ＦＬＥＸＳＹＳ製、ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ ６ＰＰＤ）
＊１０：硫黄（鶴見化学工業（株）製、金華印油入微粉硫黄）
＊１１：加硫促進剤ＮＳ（ＦＬＥＸＳＹＳ製、ＳＡＮＴＯＣＵＲＥ ＴＢＢＳ、化合物名＝Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾール）
＊１２：加硫促進剤ＤＰＧ（ＦＬＥＸＳＹＳ製、ＰＥＲＫＡＣＩＴ ＤＰＧ ＧＲＳ、化合物名＝ジフェニルグアニジン）
＊１３：ＴＢｚＴＤ（川口化学工業社製、アクセルＴＢＺＴ、化合物名＝テトラベンジルチウラムジスルフィド）
【００２９】
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、ジエン系ゴムに本発明で規定する範囲内のシリカ、油展白土およびチウラム系加硫促進剤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、加硫速度が速く、破断特性、耐摩耗性、ウェット性能に優れ、転がり抵抗も低減している。
これに対し、比較例２〜４は油展白土を使用しているものの、チウラム系加硫促進剤を配合していないので、破断特性、耐摩耗性、転がり抵抗に改善が見られない。比較例５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、加硫速度、破断特性、耐摩耗性に改善が見られない。比較例６は、油展白土を使用していないので、破断特性、耐摩耗性、ウェット性能に改善が見られない結果となった。