(57)【要約】【課題】耐摩耗性を低下させることなく、低発熱性を維持し、更にウェット路面での制動性を高めることができるゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】下記一般式（Ｉ）で表される無機化合物の室温下における比誘電率が１０〜２０００の範囲であり、かつ、これらの化合物の少なくとも一種以上をゴム成分に含有することを特徴とするゴム組成物。        ＭＸ        ………（Ｉ）〔上記式（Ｉ）中、Ｍはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム、アルミニウム、鉄、銅、スズ、チタン、バナジウムまたはマンガンであるカチオンであり、Ｘは該カチオンに対するカウンターアニオンである。〕【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（Ｉ）で表される無機化合物の室温下における比誘電率が１０〜２０００の範囲であり、かつ、これらの化合物の少なくとも一種以上をゴム成分に含有することを特徴とするゴム組成物。
ＭＸ        ………（Ｉ）
〔上記式（Ｉ）中、Ｍはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム、アルミニウム、鉄、銅、スズ、チタン、バナジウムまたはマンガンであるカチオンであり、Ｘは該カチオンに対するカウンターアニオンである。〕
【請求項２】
前記一般式（Ｉ）中のＸが酸素、硫黄、水酸基、ハロゲン基、炭酸、硫酸または脂肪酸である請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記一般式（Ｉ）中のＭがバリウムである請求項１又は２に記載のゴム組成物。
【請求項４】
前記一般式（Ｉ）中のＭがカリウムである請求項１又は２に記載のゴム組成物。
【請求項５】
前記一般式（Ｉ）中のＭがナトリウムである請求項１又は２に記載のゴム組成物。
【請求項６】
前記ゴム成分１００質量部に対して、前記一般式（Ｉ）で表される化合物の総含有量が０．１〜２０質量部である請求項１〜５の何れか一つに記載のゴム組成物。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一つに記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、特にタイヤトレッドに使用した場合に、耐摩耗性を低下させることなく、低発熱性を維持し、更にはウェット路面での制動性を高めることができるゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の自動車の高速化に伴い、タイヤに要求される特性は年々厳しくなっており、高速走行時のウェット路面での制動性能もその一つに挙げられる。
従来より、シリカを配合することによりウェット制動性を向上させたタイヤトレッド用ゴム組成物及びそのゴム組成物を用いた空気入りタイヤは数多く知られている。
【０００３】
例えば、ウェットスキッド抵抗、転がり抵抗及び耐摩耗性の各特性に優れた空気入りタイヤの製造に適したタイヤトレッド用ゴム組成物として、天然ゴムと、ブタジエン部分のビニル含量が３５〜８０重量％でスチレン含量が１０〜４０重量％のスチレンブタジエン共重合体とを、それらの合計量が全ゴム成分の８０重量％以上となるように含み、かつ前記スチレンブタジエン共重合体の量が全ゴム成分の２０〜６０重量％であるゴム成分１００重量部に対し、シリカ２０〜７０重量部及びカーボンブラック２０〜７０重量部を配合して成るタイヤトレッド用ゴム組成物（例えば、特許文献１参照）や、低転がり抵抗及び良好なウェットグリップ性を有するトレッド用ゴム組成物として、ゴム成分が、５〜８０重量％の溶液重合−共役ジエン・芳香族ビニル化合物コポリマー、１０〜８５重量％の乳化重合−共役ジエン・芳香族ビニル化合物コポリマー、０〜４０重量％のポリイソプレン、及び１０〜５０重量％のポリブタジエンからなるゴム組成物であって、前記ゴム成分１００重量部に対して、シリカが２５〜９０重量部、及びカーボンブラックが５〜９０重量部配合されていることを特徴とするゴム組成物（例えば、特許文献２参照）が知られている。
【０００４】
また、シリカ以外の無機フィラーにより、ウェット制動性を向上させた空気入りタイヤなども数多く知られている。例えば、耐摩耗性を損なわずに、低温域及び高温域のウェット路面及びセミウェット路面におけるグリップ力を向上させたタイヤトレッド用ゴム組成物として、スチレン含有率２０〜６０％のスチレン−ブタジエンゴムを少なくとも７０重量部含むゴム成分１００重量部に対し、下記一般式（Ａ）で表され、粒径が０．０１〜１０μｍである無機化合物粉体を５〜１５０重量部と、窒素吸着比表面積が１３０〜２８０ｍ2/ｇのシリカを５〜１００重量部と、該無機化合物粉体と該シリカとのトータル量が８０〜２５０重量部となるように、窒素吸着比表面積が８０〜２８０ｍ2/ｇのカーボンブラックを５〜１７０重量部含み、加硫後のアセトン・クロロホルム抽出分が３０〜２７０重量部であることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物（例えば、特許文献３参照）が知られている。
ｍＭ１・ｘＳｉＯｙ・ｚＨ２ Ｏ        ………（Ａ）
〔式（Ａ）中、Ｍ１は、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃａから選ばれる少なくとも一つの金属、金属酸化物又は金属水酸化物であり、ｍ、ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ１〜５の整数、０〜１０の整数、２〜５の整数及び０〜１０の整数である〕
【０００５】
しかしながら、これらの特許文献に開示の技術において、例えば、上記特許文献１及び２に開示のシリカ配合の場合には、高いウェット制動性を得るためにゴム成分に配合するシリカ比率が高くなり、その結果、ゴム組成物の電気抵抗率が上がることにより、タイヤトレッド構造の制限（スリット構造などの電気の逃げ道を作る必要）や、シリカ比率増に伴うゴム粘度上昇により、作業性、加工性の悪化などの種々の課題が生じることとなる。
【０００６】
また、シリカ以外の高いウェット制動性を向上させる無機フィラーとして、例えば、上記特許文献３等に開示の水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物等が挙げられている。この水酸化アルミニウムなどに代表されるような無機フィラーは、シリカに比べゴム成分に対する配合量が少ない場合でも、高いウェット制動性を得ることができるが、補強性が低いことから耐摩耗性の悪化が懸念される。この場合には、フィラー表面にゴム成分と混和あるいは反応する成分をコーティングすることにより改善が図られている。しかしながら、その結果、発熱性が悪化するなどの課題がある。
【０００７】
一方で、シリカや水酸化アルミニウムなどの無機フィラーによるウェット制動性の発現メカニズムには未だ完全に解明されていないのが現状である。このウェット制動性の発現メカニズムについては、今まで様々な諸説が提案されているが、その中でも化合物中に含まれる水酸基の存在はウェット路面における水との相互作用により制動性を発現する一要因と考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−９０１２２号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献２】特開平８−２２５６８４号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【特許文献３】特開平８−５９８９４号公報（特許請求の範囲、実施例等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来の課題及び現状等に鑑み、これを解消しようとするものであり、特に、タイヤトレッドに使用した場合に、耐摩耗性を低下させることなく、低発熱性を維持し、更にウェット路面での制動性を高めることができるゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記従来の課題等と共に、無機フィラーとウェット制動性の発現メカニズムについて鋭意検討を重ねた結果、比誘電率が特定の範囲に規定した特定の無機フィラーである化合物をゴム成分に含有することにより、上記目的のゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤが得られることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。
【００１１】
すなわち、本発明は、次の（１）〜（７）に存する。
（１）  下記一般式（Ｉ）で表される無機化合物の室温下における比誘電率が１０〜２０００の範囲であり、かつ、これらの化合物の少なくとも一種以上をゴム成分に含有することを特徴とするゴム組成物。
ＭＸ        ………（Ｉ）
〔上記式（Ｉ）中、Ｍはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム、アルミニウム、鉄、銅、スズ、チタン、バナジウムまたはマンガンであるカチオンであり、Ｘは該カチオンに対するカウンターアニオンである。〕
（２）  前記一般式（Ｉ）中のＸが酸素、硫黄、水酸基、ハロゲン基、炭酸、硫酸または脂肪酸である上記（１）に記載のゴム組成物。
（３）  前記一般式（Ｉ）中のＭがバリウムである上記（１）又は（２）に記載のゴム組成物。
（４）  前記一般式（Ｉ）中のＭがカリウムである上記（１）又は（２）に記載のゴム組成物。
（５）  前記一般式（Ｉ）中のＭがナトリウムである上記（１）又は（２）に記載のゴム組成物。
（６）  前記ゴム成分１００質量部に対して、前記一般式（Ｉ）で表される化合物の総含有量が０．１〜２０質量部である上記（１）〜（５）の何れか一つに記載のゴム組成物。
（７）  上記（１）〜（６）の何れか一つに記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、耐摩耗性を低下させることなく、低発熱性を維持し、更にはウェット路面での制動性を高めることができるタイヤトレッドに好適なゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤが提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施形態を詳しく説明する。
本発明のゴム組成物は、下記一般式（Ｉ）で表される無機化合物の室温下における比誘電率が１０〜２０００の範囲であり、かつ、これらの化合物の少なくとも一種以上をゴム成分に含有することを特徴とするものである。
ＭＸ        ………（Ｉ）
〔上記式（Ｉ）中、Ｍはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム、アルミニウム、鉄、銅、スズ、チタン、バナジウムまたはマンガンであるカチオンであり、Ｘは該カチオンに対するカウンターアニオンである。〕
【００１４】
本発明に用いるゴム成分としては、天然ゴム及び合成ゴムを夫々単独で又は併用することができる。合成ゴムとしては、例えば、合成ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）等が挙げられる。
好ましくは、本発明の効果を更に発揮せしめる点から、ＳＢＲの使用が望ましい。
【００１５】
本発明に用いる上記一般式（Ｉ）で表される無機化合物は、シリカや水酸化アルミニウム（ハイジライト）よりも極性の高い無機フィラー、具体的には、室温下における比誘電率が１０〜２０００の範囲となる上記特定の組み合わせから構成される無機フィラーである。この特定範囲となる比誘電率の無機フィラーをゴム成分に含有せしめることにより、初めて、目的の耐摩耗性を低下させることなく、低発熱性を維持し、更にはウェット路面での制動性を高めることができるものとなる。
好ましくは、本発明の更なる効果を発揮せしめる点から、上記一般式（Ｉ）において、Ｘが酸素、硫黄、水酸基、ハロゲン基、炭酸、硫酸または脂肪酸の少なくとも一つであり、Ｍがバリウム、カリウム、ナトリウムの少なくとも一つであるものが望ましい。
用いることができる上記一般式（Ｉ）で表される化合物の具体例としては、酢酸バリウム、アルミン酸バリウム、ホウ酸バリウム、チオ硫酸バリウム、チタン酸バリウム、硫化バリウム等の少なくとも１種（各単独又は２種以上の混合物）が挙げられ、特に、本発明の効果を更に発揮せしめるなどの点から、チタン酸バリウム、チタン酸カリウムが望ましい。
【００１６】
本発明において、上記一般式（Ｉ）で表される無機化合物は、室温下における比誘電率が１０〜２０００の範囲となるものが必要であり、好ましくは、５０〜１２００となるものが望ましい。
この無機化合物の比誘電率が１０未満であると、化合物の極性が低く、目的の効果を発揮することができず、一方、比誘電率が２０００を超えると、ゴムとの極性の差が大きくなりすぎ、分散不良が生じることとなり、好ましくない。
【００１７】
これらの無機化合物の総含有量は、本発明の効果を更に発揮せしめる点から、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは、０．１〜２０質量部であることが望ましい。
【００１８】
本発明のゴム組成物には、上記ゴム成分、上記一般式（Ｉ）で表される比誘電率が特定の範囲となる無機化合物の他、本発明の効果を損なわない範囲でゴム工業で通常使用されている配合剤例えば、上記無機化合物以外の補強性充填剤（カーボンブラック等）、樹脂、軟化剤、老化防止剤、カップリング剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、及び加硫剤などを必要に応じて、通常使用される含有量の範囲内で含有することができる。
【００１９】
本発明のゴム組成物は、ロールなどの開放式混練機、バンバリーミキサなどの密閉式混練機等の混練機を用いて混練することによって得られ、成形加工後に加硫を行い、各種ゴム製品に適用可能である。
このように構成される本発明のゴム組成物は、従来のシリカや水酸化アルミニウム（ハイジライト）含有ゴム組成物よりも、タイヤトレッド等に使用した場合に、耐摩耗性を低下させることなく、低発熱性を維持し、更にウェット路面での制動性を高めることができるものとなる。
【００２０】
このような特徴を有する本発明のゴム組成物は、各種車両用の空気入りタイヤ、特に空気入りタイヤのトレッドに好適に使用することができる。
本発明の空気入りタイヤにおいて、トレッド以外に前記本発明のゴム組成物が適用される部位としては、特に制限はないが、例えば、アンダートレッド、カーカス、サイドウォール、ビード等のタイヤ用途が挙げられる。
また、本発明の空気入りタイヤは、前記本発明のゴム組成物を用いること以外は、特に制限はなく、公知の空気入りタイヤの構成をそのまま採用することができる。
【実施例】
【００２１】
次に、本発明を実施例及び比較例に基づいて更に詳述するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００２２】
〔実施例１〜６及び比較例１〜３〕
下記表１に示す割合でゴム組成物を配合処方し、常法に従い調製したものをタイヤトレッドに適用し、供試タイヤを作製した。なお、表１中の数値は、質量部である。また、タイヤのサイズは、１９５／６５Ｒ１４とした。
得られた各供試タイヤについて、下記に示す試験方法により、供試タイヤのウェット路面におけるウェットブレーキ（ウェット制動）性、耐摩耗性、発熱性について評価した。
これらの結果を下記表１に示す。
【００２３】
（ウェットブレーキ性の試験方法）
各供試タイヤをサイズ１４×５Ｊのリムに組み込んだ後、内圧２．０ｋｇｆ／ｃｍ２を充填して実車装着し、平均水深さ２ｍｍの滞水路面を速度８０ｋｍ／ｈで走行した後にブレーキをかけて、制動距離を測定することによって行った。比較例１のタイヤの性能を１００として指数表示した。数値が大きいほどウェットブレーキ性能が良好なことを示す。
【００２４】
（耐摩耗性の試験方法）
各供試タイヤを排気量１８００ｃｃの乗用車に装着後、一般公道を１０００ｋｍ走行して溝深さの変化量を測定し、比較例１のタイヤの性能を１００として指数表示した。数値が大きいほど耐摩耗性が良好なことを示す。
【００２５】
（発熱性の試験方法）
各供試タイヤのＲＣＣを室内の一軸転がり抵抗測定ドラム試験機で測定し、比較例１のタイヤの性能を１００として指数表示した。数値が大きいほど低発熱性が良好なことを示す。
【００２６】
【表１】
2010248450.tif 000002
【００２７】
表１中の＊１〜＊１１は下記のとおりである。
＊１：０１２０（商品名）、日本合成ゴム社製
＊２：シースト６００Ｋ（商品名）、東海カーボン社製
＊３：ＮＩＰＳＩＬ  ＡＱ（商品名）、日本シリカ工業社製
＊４：ハイジライト４３Ｍ（商品名）、昭和電工社製
＊５：チタン酸バリウム、関東化学社製の試薬、比誘電率は１０〜２０００の範囲内
＊６：チタン酸カリウム、大塚化学社製、比誘電率は１０〜２０００の範囲内
＊７：Ｓｉ６９（商品名）、ＤＥＧＵＳＳＡ  ＡＧ社製
＊８：Ｎ−１，３−ジメチル−ブチル−Ｎ´−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン
＊９：ジフェニルグアニジン
＊10：ジベンゾチアジルジスルフィド
＊11：Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
【００２８】
上記表１の結果から明らかなように、本発明範囲となる実施例１〜６のタイヤは、本発明の範囲外となる比較例１〜３のタイヤに比べて、耐摩耗性を低下させることなく、低発熱性を維持し、更にウェット路面での制動性能を高めることができることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明では、耐摩耗性を低下させることなく、低発熱性を維持し、更にウェット路面での制動性を高めることができるので、タイヤ用途をはじめ、ホース、防振ゴムその他のゴム製品に有用となる。