(57)【要約】【課題】破断伸びと硬度を向上させ、耐チッピング性と耐カット性の双方を共に改善するタイヤトレッド用ゴム組成物並びにそれを用いた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、窒素吸着比表面積が１００〜１８０ｍ2／ｇのカーボンブラックを２０質量部以上含む充填剤を３０〜１００質量部およびスチレン・無水マレイン酸樹脂のエステル化物を０．５〜１０質量部配合してなることを特徴とするタイヤトレッド（３）用ゴム組成物と、該ゴム組成物をトレッド（３）に使用したタイヤ。【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、窒素吸着比表面積が１００〜１８０ｍ2／ｇのカーボンブラックを２０質量部以上含む充填剤を３０〜１００質量部およびスチレン・無水マレイン酸樹脂のエステル化物を０．５〜１０質量部配合してなることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のゴム組成物をトレッドに使用したタイヤ。
【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並びにそれを用いたタイヤに関するものであり、詳しくは、耐チッピング性および耐カット性に優れたタイヤトレッド用ゴム組成物並びにそれを用いた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部２と、両サイドウォール部２に連なるトレッド部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。トレッド部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】
一方、悪路走行向けの重荷重用タイヤ、例えばトラックバス用スチールラジアルタイヤの耐チッピングを改善する目的で、天然ゴム（ＮＲ）主体のトレッド用ゴム組成物に樹脂を配合する技術がある。樹脂の使用により破断伸びが大きくなり、耐チッピング性は改善されるが、硬度が高くならないため耐カット性の改善効果は十分ではない。
そこで、硬度を高くするためにカーボンブラックを増量する手法もあるが、カーボンブラックを増量すると破断伸びが低下し、耐チッピング性が悪化してしまう。
したがって、トレッド用ゴム組成物においては、破断伸びと硬度を向上させ、耐チッピング性と耐カット性とを高次にバランスすることが求められている。
【０００４】
なお、下記特許文献１〜３には、スチレン・無水マレイン酸樹脂をゴム組成物に使用する技術が開示されているが、スチレン・無水マレイン酸樹脂のエステル化物をタイヤトレッド用ゴム組成物に適用することについては、何ら開示されていない。
【特許文献１】特開平７−２２８７８５号公報
【特許文献２】特表２００４−５０３６５０号公報
【特許文献３】特表２００４−５０８４２８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、破断伸びと硬度を向上させ、耐チッピング性と耐カット性の双方を共に改善するタイヤトレッド用ゴム組成物並びにそれを用いた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範囲の窒素吸着比表面積を有するカーボンブラックおよびスチレン・無水マレイン酸樹脂のエステル化物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、窒素吸着比表面積が１００〜１８０ｍ2／ｇのカーボンブラックを２０質量部以上含む充填剤を３０〜１００質量部およびスチレン・無水マレイン酸樹脂のエステル化物を０．５〜１０質量部配合してなることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
２．前記１に記載のゴム組成物をトレッドに使用したタイヤ。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ジエン系ゴムに特定範囲の窒素吸着比表面積を有するカーボンブラックおよびスチレン・無水マレイン酸樹脂のエステル化物を特定量配合することにより、破断伸びと硬度を向上させ、耐チッピング性と耐カット性の双方を共に改善するタイヤトレッド用ゴム組成物並びにそれを用いた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】
【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およびＢＲが好ましい。
【００１０】
（スチレン・無水マレイン酸樹脂のエステル化物）
本発明で使用されるスチレン・無水マレイン酸樹脂のエステル化物は、スチレン・無水マレイン酸樹脂とアルコールとを反応させることにより得ることができ、例えば次の一般式（１）で表すことができる。
【００１１】
【化１】
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【００１２】
一般式（１）中、ＲはＣｘＨｙＯｚを表し、ｘは１〜１０であり、ｙは３〜２１であり、ｚは０または１である。ｍは好ましくは１〜４であり、ｎは好ましくは８〜１２である。
【００１３】
上記反応原料であるアルコールとしては、代表的には、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等が挙げられる。
本発明で使用されるスチレン・無水マレイン酸樹脂のエステル化物は、市販品を利用することもでき、例えばサートマー・ジャパン（株）製のＳＭＡ１４４０、ＳＭＡ３８４０、ＳＭＡ１７３５２、ＳＭＡ２６２５等が挙げられる。
【００１４】
（充填剤）
本発明で使用される充填剤は、カーボンブラックを必須成分として含むものである。カーボンブラックは、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）（注：ＪＩＳ  Ｋ６２１７−２に準拠して測定）が１００〜１８０ｍ2／ｇである必要がある。窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が１００ｍ2／ｇ未満であると、硬度が低下し、また破断伸びも改善されない。逆に窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が１８０ｍ2／ｇを超えると、加工性が悪化するため好ましくない。窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、１１０〜１６０ｍ2／ｇであるのがさらに好ましい。
【００１５】
カーボンブラック以外の充填剤としては、とくに制限されないが、例えばシリカ、炭酸カルシウム、クレー、タルク等を挙げることができる。
【００１６】
（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、窒素吸着比表面積が１００〜１８０ｍ2／ｇのカーボンブラックを２０質量部以上含む充填剤を３０〜１００質量部およびスチレン・無水マレイン酸樹脂のエステル化物を０．５〜１０質量部配合することを特徴とする。
前記充填剤の配合割合が３０質量部未満であると、硬度が低下する。逆に１００質量部を超えると、破断伸びが低下する。
前記充填剤中、カーボンブラックの配合割合が２０質量部未満では、硬度が低下する。なお、充填剤中、カーボンブラックの割合は、１００％であってもよい。
スチレン・無水マレイン酸樹脂のエステル化物の配合割合が０．５質量部未満では、添加量が少なすぎて本発明の効果を奏することができない。逆に１０質量部を超えると、加硫速度の遅延が著しいので好ましくない。
【００１７】
本発明のゴム組成物において、充填剤の配合割合は、さらに好ましくは、４０〜９０質量部である。
前記カーボンブラックの配合割合は、さらに好ましくは、４０〜８０質量部である。
本発明のゴム組成物において、スチレン・無水マレイン酸樹脂のエステル化物のさらに好ましい上記配合割合は、２〜１０質量部である。
【００１８】
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、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タイヤの製造方法に従ってタイヤを製造するのに使用することができる。
本発明のゴム組成物は、高い破断伸びおよび硬度を有し、耐チッピング性と耐カット性の双方が共に改善されているので、とくに重荷重用タイヤのトレッド用ゴムとして好適に使用することができる。
【実施例】
【００１９】
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。
【００２０】
実施例１〜４および比較例１〜４
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。
【００２１】
Ｈｓ（２０℃）：ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠し、２０℃における硬度を測定した。比較例１を基準（１００）として、指数が大きいほど硬度が高く、耐カット性に優れることを示す。
破断伸び：ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠し、３号ダンベルにて２ｍｍ厚のシートを打ち抜き、５００ｍｍ／ｍｉｎの引張速度にて切断時伸びを測定した。比較例１を基準（１００）として、指数が大きいほど破断伸びが高く、耐チッピング性に優れることを示す。
結果を表１に併せて示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
＊１：ＮＲ（タイ国製、ＳＴＲ２０）
＊２：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Ｎ２３４、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）１２３ｍ2／ｇ）
＊３：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、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）８８ｍ2／ｇ）
＊４：石油系樹脂（日本ゼオン（株）製、クイントンＡ１００）
＊５：エステル化物（スチレン・無水マレイン酸樹脂のエステル化物、サートマー・ジャパン（株）製、ＳＭＡ１４４０、上記一般式（１）において、ｘ＝６、ｙ＝１３、ｚ＝１、ｍ＝１〜４、ｎ＝８〜１２）
＊６：エステル化物（スチレン・無水マレイン酸樹脂のエステル化物、サートマー・ジャパン（株）製、ＳＭＡ３８４０、上記一般式（１）において、ｘ＝８、ｙ＝１７、ｚ＝０、ｍ＝１〜４、ｎ＝８〜１２）
＊７：アロマオイル（昭和シェル石油（株）製、エキストラクト４号Ｓ）
＊８：亜鉛華（正同化学工業（株）製、酸化亜鉛３種）
＊９：ステアリン酸（日油（株）製、ビーズステアリン酸）
＊１０：老化防止剤（フレキシス（株）製、ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ ６ＰＰＤ）
＊１１：硫黄（鶴見化学工業（株）製、金華印油入微粉硫黄）
＊１２：加硫促進剤（フレキシス（株）製、ＳＡＮＴＯＣＵＲＥ ＴＢＢＳ）
【００２４】
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、ジエン系ゴムに特定範囲の窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）を有するカーボンブラックおよびスチレン・無水マレイン酸樹脂のエステル化物を特定量配合しているので、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、硬度および破断伸びが共に改善されている。
これに対し、比較例２は、スチレン・無水マレイン酸樹脂のエステル化物の替わりに一般的な石油系樹脂を配合した例であるので、硬度が低下した。
比較例３は、スチレン・無水マレイン酸樹脂のエステル化物を配合せずカーボンブラックも本発明で規定する窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）の下限未満であるので、硬度および破断伸びが改善されない。
比較例４は、スチレン・無水マレイン酸樹脂のエステル化物を配合せずカーボンブラックを増量しているのみなので、破断伸びが改善されない。
比較例５は、カーボンブラックの配合量が本発明の下限未満であるので、硬度が低下した。
比較例６は、充填剤の配合量が本発明の上限を超えているので、破断伸びが低下した。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【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】
【００２６】
１  ビード部
２  サイドウォール部
３  トレッド部
４  カーカス層
５  ビードコア
６  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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