(57)【要約】      （修正有）【課題】優れた低燃費性を有すると同時に、ゴムの補強性（タイヤの耐久性）にも優れたベーストレッド用ゴム組成物、及びこれをベーストレッドに用いたトラック・バス用タイヤの提供。【解決手段】ゴム成分及び式（１）で表されるシリケート化合物及び／又はその加水分解物を含有するベーストレッド用ゴム組成物及び該ゴム組成物を用いて作成したベーストレッドを有するトラック・バス用タイヤ。2010116470.tif 000006（式（１）において、Ｒはアルキル基、アリール基等を、Ｒ’はアルキル基、アリール基等を、ｎは１〜１００の数を表す。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム成分及びシリケート化合物を含有するベーストレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
シリケート化合物は、下記式（Ｉ）で表される化合物及び／又はその部分加水分解物である請求項１記載のベーストレッド用ゴム組成物。
【化１】
2010116470.tif 000005
（式（Ｉ）において、Ｒは、同一若しくは異なって、置換されていてもよいアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を表す。Ｒ′は、同一若しくは異なって、置換されていてもよいアルキル基、アリール基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。ｎは、１〜１００の数である。）
【請求項３】
請求項１又は２記載のゴム組成物を用いて作製したベーストレッドを有するトラック・バス用タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーストレッド用ゴム組成物及びトラック・バス用タイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、輸送業界では、燃料代の高騰に伴う経費増大、環境規制の導入による出費増大の理由から低燃費性能に優れたタイヤが望まれている。タイヤ、特にトラック・バス用タイヤにおいては、ゴム配合に低燃費性能を付与する場合、摩耗性能との兼ね合いからトレッドに対して高い低燃費性能を付与することは難しいが、摩耗性能が要求されないベーストレッドなどでは、シリカを配合するなどの手法により高い低燃費性能を付与することが可能である。
【０００３】
しかし、シリカを増量し、その分カーボンブラックを減量して低燃費化すると（カーボンブラックを減じないとシリカ添加では低燃費性能は得られない）、ゴムの補強性が低下することになり、タイヤの耐久性能の低下を引き起こしかねない。このため、このような方法に比べて、ゴムの補強性を維持しつつ、高い低燃費化効果が得られる技術の提供が望まれている。
【０００４】
特許文献１には、アルコキシシラン化合物をタイヤトレッド用ゴム組成物に使用することで凍結路面上でのグリップ性を改良することが提案されている。また、特許文献２には、アルコキシシラン化合物をトレッド用ゴム組成物に使用することで耐チッピング性を改善できることが提案されている。
【０００５】
しかしながら、ゴムの補強性（タイヤの耐久性能）を維持しつつ、高い低燃費性能を得ることについては未だ改善の余地がある。また、ベーストレッドに適用することは検討されていない。
【特許文献１】特開平９−８７４２７号公報
【特許文献２】特開平８−３３７６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決し、優れた低燃費性を有すると同時に、ゴムの補強性（タイヤの耐久性）にも優れたベーストレッド用ゴム組成物、及びこれをベーストレッドに用いたトラック・バス用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】
【０００７】
本発明は、ゴム成分及びシリケート化合物を含有するベーストレッド用ゴム組成物に関する。
【０００８】
上記シリケート化合物は、下記式（Ｉ）で表される化合物及び／又はその部分加水分解物であることが好ましい。
【０００９】
【化１】
2010116470.tif 000002
（式（Ｉ）において、Ｒは、同一若しくは異なって、置換されていてもよいアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を表す。Ｒ′は、同一若しくは異なって、置換されていてもよいアルキル基、アリール基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。ｎは、１〜１００の数である。）
【００１０】
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製したベーストレッドを有するトラック・バス用タイヤに関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ゴム成分及びシリケート化合物を含有するベーストレッド用ゴム組成物であるので、該ゴム組成物をタイヤのベーストレッドに適用することにより、優れた低燃費性及びゴムの補強性（タイヤの耐久性）を有するトラック・バス用タイヤを提供することができる。。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、ゴム成分及びシリケート化合物を含有する。低燃費性を向上させたトラック・バス用タイヤにおいてベーストレッドにシリカを添加した配合が用いられることがあるが、このシリカ配合において、更にシリケート化合物を添加すること、又はシリカをシリケート化合物に置換することとにより、更に高い低燃費性能を得ることができる。
【００１３】
また、シリケート化合物の添加又は置換では、硬度が低下しないため、操縦安定性が悪化することがない。更に、シリケート化合物の添加又は置換では、ゴム強度や伸びが低下しないため、良好な低燃費性能を得ると同時に、優れたタイヤ耐久性能も得られる。
【００１４】
本発明のゴム組成物で使用できるゴム成分としては、ジエン系ゴムが挙げられ、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）等が挙げられる。なかでも、発熱性能と耐久性を両立させる観点から、ＮＲ、ＥＮＲを使用することが好ましく、ＮＲを使用することがより好ましい。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。
【００１５】
ゴム組成物がＮＲを含有する場合、ゴム成分１００質量％中のＮＲの含有量は、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上である。６０質量％未満であると、機械的強度が低下する傾向がある。ＮＲの含有量の上限は制限されないが、好ましくは９５質量％以下、より好ましくは９０質量％以下である。
【００１６】
本発明のゴム組成物は、シリケート化合物を含有する。これにより、タイヤの耐久性能を犠牲にすることなく、低燃費性能が得られる。よって、より高い低燃費性能を有すると同時に、優れたタイヤ耐久性能も有し、操縦安定性にも優れたタイヤを得ることができる。なお、シリケート化合物の使用においては、シリカを含む配合に該化合物を更に添加するより、シリカを該化合物に置換して使用する（例えば、シリカを、等量のシリカに相当するシリケート化合物に置換する）方が、より発熱を抑えることができ、良好な低燃費性能を得ることができる。
【００１７】
シリケート化合物としては、主鎖にポリシロキサン結合を有するオリゴマー（シリコーン類）が挙げられ、ポリシロキサン結合の主鎖の置換基の一部が加水分解をうけてＯＨ基となったものも含まれる。
【００１８】
好ましいシリケート化合物としては、ポリシロキサン結合を有する下記式（Ｉ）で表される化合物、その部分加水分解物が挙げられる。
【化２】
2010116470.tif 000003
（式（Ｉ）において、Ｒは、同一若しくは異なって、置換されていてもよいアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を表す。Ｒ′は、同一若しくは異なって、置換されていてもよいアルキル基、アリール基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。ｎは、１〜１００の数である。）
【００１９】
Ｒは、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、炭素数２〜６のアルケニル基、炭素数２〜６のアルキニル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、又は炭素数６〜１２のアリールオキシ基が好ましく、これらは任意に置換されていてもよい。より好ましくは非置換のアルコキシ基、アルキル基、アリールオキシ基、更に好ましくはアルコキシ基、特に好ましくはエトキシ基、メトキシ基が特に好ましく、最も好ましくはメトキシ基である。
【００２０】
Ｒ′は、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、炭素数２〜６のアルケニル基、又は炭素数２〜６のアルキニル基が好ましく、これらは任意に置換されていてもよい。より好ましくは非置換の炭素数１〜５のアルキル基、更に好ましくはメチル基、エチル基、最も好ましくはメチル基である。
【００２１】
繰り返し単位ｎは、通常１〜１００、好ましくは２〜５０、更に好ましくは３〜３０の範囲の数である。ｎの値に応じて、式（Ｉ）で表される化合物は、モノマーの形で、長鎖の形態で、任意に分岐オリゴマー長鎖の形態で、存在する。
【００２２】
上記式（Ｉ）で表される化合物の部分加水分解物は、Ｒ，Ｒ′の少なくとも一部が加水分解によりＯＨ基となったものである。
【００２３】
本発明におけるシリケート化合物としては、慣用的にメチルシリケート、エチルシリケートと称されるアルキルシリケート（ＳｉＯ２含有量は、通常５０〜６０質量％）が含まれる。アルキルシリケートは、常態は無色透明液体であるが、加水分解・縮合反応を完全に進行させると、固体シリカを生成する。本発明におけるシリケート化合物は、アルコキシシリル基とも反応し（例えば、シランカップリング剤中のアルコキシシリル基と反応し）、シロキサン結合を生成する。
【００２４】
シリケート化合物の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは３質量部以上、より好ましくは５質量部以上である。３質量部未満であると、添加による充分な効果が得られない傾向がある。また、当該含有量は、好ましくは１５質量部以下、より好ましくは１０質量部以下である。１５質量部を超えると、コストの上昇が大きく、加工性の悪化が懸念される。
【００２５】
本発明のゴム組成物には、シリカを配合してもよい。シリカを配合することにより、良好な低発熱性が得られる。シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ（無水ケイ酸）、湿式法シリカ（無水ケイ酸）等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。シリカは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２６】
上記シリカの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、好ましくは５０ｍ２／ｇ以上、より好ましくは１００ｍ２／ｇ以上、更に好ましくは１５０ｍ２／ｇ以上である。５０ｍ２／ｇ未満であると、補強性が小さいため、十分な耐屈曲疲労性、耐摩耗性を得ることが困難となるおそれがある。また、シリカのＮ２ＳＡは、好ましくは４００ｍ２／ｇ以下、より好ましくは３００ｍ２／ｇ以下、更に好ましくは２５０ｍ２／ｇ以下である。４００ｍ２／ｇを超えると、加工性や分散性が悪く、耐摩耗性が低下する傾向がある。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ＡＳＴＭ  Ｄ３０３７−８１に準じてＢＥＴ法で測定される値である。
【００２７】
上記シリカの含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは３質量部以上、より好ましく６質量部以上である。シリカの含有量が３質量部未満では、シリカの配合による充分な効果が得られない傾向がある。また、当該シリカの含有量は、好ましくは５０質量部以下、より好ましくは３０質量部以下である。シリカの含有量が５０質量部を超えると、シリカのゴムヘの分散が困難になりゴムの加工性が悪化するおそれがある。
【００２８】
上記シリケート化合物及びシリカの合計含有量は、ＳｉＯ２換算で、上記ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは５質量部以上、より好ましく１０質量部以上である。５質量部未満では、配合による充分な効果が得られない傾向がある。また、当該合計含有量は、好ましくは５０質量部以下、より好ましくは３０質量部以下である。５０質量部を超えると、シリカのゴムヘの分散が困難になったり、ゴムの加工性が悪化するおそれがある。
【００２９】
本発明のゴム組成物には、シリケート化合物、必要に応じてシリカとともに、シランカップリング剤を含有することが好ましい。
シランカップリング剤としては、ゴム工業において、従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を使用することができ、例えば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）トリスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）トリスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）トリスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）トリスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）ジスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）ジスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）ジスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）ジスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、２−トリエトキシシリルエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、２−トリメトキシシリルエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィドなどのスルフィド系、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、２−メルカプトエチルトリメトキシシラン、２−メルカプトエチルトリエトキシシランなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどのグリシドキシ系、３−ニトロプロピルトリメトキシシラン、３−ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリエトキシシラン、２−クロロエチルトリメトキシシラン、２−クロロエチルトリエトキシシランなどのクロロ系などが挙げられる。商品名としてはＳｉ６９、Ｓｉ７５、Ｓｉ３６３（デグッサ社製）やＮＸＴ、ＮＸＴ−ＬＶ、ＮＸＴ−ＵＬＶ、ＮＸＴ−Ｚ（ＧＥ製）などがある。なかでも、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドが好ましい。これらのシランカップリング剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよ���。
【００３０】
シランカップリング剤の含有量は、シリケート化合物及びシリカの合計含有量（ＳｉＯ２換算）１００質量部に対して、３質量部以上が好ましく、８質量部以上がより好ましい。シランカップリング剤の含有量が３質量部未満では、破壊強度が大きく低下する傾向がある。また、当該シランカップリング剤の含有量は、１５質量部以下が好ましく、１０質量部以下がより好ましい。シランカップリング剤の含有量が１５質量部を超えると、シランカップリング剤を添加することによる破壊強度の増加や転がり抵抗低減などの効果が得られない傾向がある。
【００３１】
本発明のゴム組成物には、カーボンブラックを配合してもよい。カーボンブラックを配合することにより、補強性を高めることができる。使用できるカーボンブラックの例としては、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００３２】
カーボンブラックを使用する場合、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は３０ｍ２／ｇ以上が好ましく、４０ｍ２／ｇ以上がより好ましい。Ｎ２ＳＡが３０ｍ２／ｇ未満では、充分な補強性が得られない傾向がある。また、カーボンブラックのＮ２ＳＡは８０ｍ２／ｇ以下が好ましく、６０ｍ２／ｇ以下がより好ましい。Ｎ２ＳＡが８０ｍ２／ｇを超えると、未加硫時の粘度が非常に高くなり、加工性が悪化する、又は燃費が悪化する傾向がある。カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、ＪＩＳ  Ｋ６２１７のＡ法によって求められる。
【００３３】
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは５質量部以上、より好ましくは１０質量部以上である。５質量部未満では、充分な補強性が得られない傾向がある。また、カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは６０質量部以下、より好ましくは５０質量部以下である。６０質量部を超えると、発熱が大きくなる傾向がある。
【００３４】
上記ゴム組成物には、前記成分の他に、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、クレー等の充填剤、オイル又は可塑剤、ワックス、ステアリン酸、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、老化防止剤、加硫促進助剤、酸化亜鉛、過酸化物、硫黄、含硫黄化合物等の加硫剤、加硫促進剤等を含有してもよい。
【００３５】
加硫促進剤としては、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）、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（ＣＢＳ）、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＤＺ）、メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）、ジベンゾチアゾリルジスルフィド（ＭＢＴＳ）、ジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）などが挙げられる。なかでも、ＴＢＢＳを用いることが好ましい。この場合、加硫特性に優れ、加硫後のゴムにおいて低発熱性に優れ、耐摩耗性等の性能の向上に対する効果も大きい。
【００３６】
本発明のゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記各成分を混練りし、その後加硫する方法等により製造できる。
【００３７】
本発明のゴム組成物は、ベーストレッドに使用する。ベーストレッドとは、多層構造を有するトレッドの内層部であり、例えば２層構造〔表面層（キャップトレッド）及び内面層（ベーストレッド）〕からなるトレッドでは内面層である。
【００３８】
本発明のトラック・バス用タイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤をゴム組成物を、未加硫の段階でベーストレッドの形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、未加硫タイヤを形成した後、加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造することができる。
【実施例】
【００３９】
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００４０】
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
ＮＲ：ＴＳＲ２０
カーボンブラック：昭和キャボット（株）製のショウブラックＮ３３０（Ｎ２ＳＡ：７５ｍ２／ｇ）
シリカ：デグッサ（株）製のＵｌｔｒａｓｉｌ  ＶＮ３（Ｎ２ＳＡ：１７５ｍ２／ｇ）
シランカップリング剤：デグッサ（株）製のＳｉ６９（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）
シリケート化合物：三菱化学（株）製のＭＫＳシリケート  ＭＳ５６Ｓ（メチルシリケート、前記式（Ｉ）でＲ′＝ＣＨ３、Ｒ＝ＯＣＨ３、ｎの平均値＝約１６、ＳｉＯ２含有量５９±１．０質量％（ＳｉＯ２換算））
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ（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
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアジル・スルフェンアミド）
【００４１】
実施例１〜６及び比較例１〜２
表１に示す配合内容に従い、バンバリーミキサーを用いて、配合材料のうち、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を１５０℃の条件下で５分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、８０℃の条件下で３分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をベーストレッド形状に成形して、他のタイヤ部材と貼り合せ、１５０℃で３０分間加硫することにより、試験用タイヤを作製した。
【００４２】
得られた試験用タイヤ（加硫ゴム組成物）を使用して、下記の評価を行った。それぞれの試験結果を表１に示す。
【００４３】
（ゴム発熱性能指数）
試験用タイヤのベーストレッドからゴム試験片を採取し、粘弾性スペクトロメーターＶＥＳ（（株）岩本製作所製）を用いて、温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み２％の条件下で各配合のｔａｎδを測定し、比較例２のｔａｎδを１００として、下記計算式により指数表示した。指数が低いほど低発熱となる。
（ゴム発熱性能指数）＝（各配合のｔａｎδ）／（比較例２のｔａｎδ）×１００
【００４４】
（ゴム強度）
試験用タイヤのベーストレッドから採取したゴム試験片をＪＩＳ  Ｋ６２５１に準じて引張試験を行い、破断伸びを測定した。測定結果を、比較例１を１００とした指数で示した。指数が大きいほどゴム強度が強く、タイヤ耐久性能が良好であることを示す。
【００４５】
【表１】
2010116470.tif 000004
【００４６】
シリケート化合物を用いた実施例では、優れた低燃費性能が得られるとともに、タイヤの耐久性能も良好であった。一方、該化合物を使用していない比較例２では、低燃費性能が劣り、耐久性能も若干劣っていた。シリカ、シランカップリング剤及び該化合物を使用していない比較例１では、低燃費性能が大きく劣り、耐久性能も劣っていた。
【００４７】
また、実施例２及び３、実施例４及び５により、シリケート化合物を配合するとともに、シリカを減量することで、より低燃費性能が改善できることが明らかとなった。