(57)【要約】【課題】氷上性能を向上させたスタッドレスタイヤに使用されるタイヤ用ゴム組成物およびそれからなるスタッドレスタイヤを提供する。【解決手段】ハロゲン化ゴム５〜３０重量％およびジエン系ゴム９５〜７０重量％からなるゴム成分、ならびに炭酸カルシウム系粒子を含有するタイヤ用ゴム組成物、およびそれからなるスタッドレスタイヤ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハロゲン化ゴム５〜３０重量％およびジエン系ゴム９５〜７０重量％からなるゴム成分、ならびに炭酸カルシウム系粒子を含有するタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
さらに、補強用充填剤としてカーボンブラックおよびシリカを含有し、補強用充填剤中のシリカの含有率が５〜２０重量％である請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
炭酸カルシウム系粒子が、卵殻粉である請求項１または２記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項４】
炭酸カルシウム系粒子の平均粒子径が１〜５０μｍであり、その含有量がゴム成分１００重量部に対して５〜３０重量部である請求項１、２または３記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項５】
請求項１、２、３または４記載のタイヤ用ゴム組成物からなるスタッドレスタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ用ゴム組成物およびそれからなるスタッドレスタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
氷雪路面走行では、スパイクタイヤが使用されたり、タイヤにチェーンを装着することがなされてきたが、粉塵などの環境問題が発生するため、これにかわる氷雪路面走行用タイヤとして、スタッドレスタイヤが開発され、氷上性能（氷雪路面上におけるタイヤの発進性能、加速性能および制動性能）を向上させるために種々の検討がなされてきた。
【０００３】
例えば、スリップの原因となる氷雪路面に発生する水を除去するために、タイヤ用ゴム組成物に発泡ゴムを配合すること、または、バルーンを配合することがおこなわれてきた。
【０００４】
また、スタッドレスタイヤのトレッドに固形の異物（例えば、非金属繊維、胡桃など）を配合することがおこなわれてきた。
【０００５】
しかし、それらの手法では、氷雪路面におけるスタッドレスタイヤの氷上性能を充分に向上させるものとはいえなかった。
【０００６】
また、特許文献１には、ゴム成分にハロゲン化ゴムを使用したタイヤ用ゴム組成物が開示されているが、依然として、氷上性能は充分といえず、さらなる改善が求められている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１５５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、氷上性能を向上させたスタッドレスタイヤに使用されるタイヤ用ゴム組成物およびそれからなるスタッドレス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】
【０００９】
本発明は、ハロゲン化ゴム５〜３０重量％およびジエン系ゴム９５〜７０重量％からなるゴム成分、ならびに炭酸カルシウム系粒子を含有するタイヤ用ゴム組成物に関する。
【００１０】
さらに、補強用充填剤としてカーボンブラックおよびシリカを含有し、補強用充填剤中のシリカの含有率が５〜２０重量％であることが好ましい。
【００１１】
前記炭酸カルシウム系粒子は、卵殻粉であることが好ましい。
【００１２】
前記炭酸カルシウム系粒子の平均粒子径は１〜５０μｍであり、その含有量はゴム成分１００重量部に対して５〜３０重量部であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、前記タイヤ用ゴム組成物からなるスタッドレスタイヤに関する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、特定量のハロゲン化ゴムおよび炭酸カルシウム系粒子を配合することにより、耐摩耗性を維持したうえで、氷雪路面に対する充分な吸水効果および引っかき効果を示し、さらに氷雪路面に対して凝着力の向上したタイヤ用ゴム組成物、およびそれからなるスタッドレス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】
【００１５】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分および炭酸カルシウム系粒子からなる。
【００１６】
ゴム成分は、ジエン系ゴムおよびハロゲン化ゴムからなる。
【００１７】
ジエン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）などがあげられる。なかでも、耐摩耗性を高いレベルで維持でき、また、発熱性能が良好であることから、ジエン系ゴムとしてはＮＲおよび／またはＢＲが好ましい。
【００１８】
ゴム成分中におけるジエン系ゴムの含有率は７０重量％以上である。ジエン系ゴムの含有率が７０重量％未満では、ゴム加工性、ゴム強度および耐摩耗性の低下がみられる。また、ゴム成分中におけるジエン系ゴムの含有率は９５重量％以下である。ジエン系ゴムの含有率が９５重量％をこえると、ゴム組成物の氷への凝着を向上させるという効果が著しく低下する。
【００１９】
ジエン系ゴムとしてＮＲを用いる場合、ゴム成分中におけるＮＲの含有率は４０〜８０重量％であることが好ましい。ゴム成分中におけるＮＲの含有率が４０重量％未満では、発熱性能が低下する傾向があり、また、ＮＲの含有率が８０重量％をこえると、耐摩耗性と氷上性能が低下する傾向がある。
【００２０】
また、ジエン系ゴムとしてＢＲを用いる場合、ゴム成分中におけるＢＲの含有率は２０〜６０重量％であることが好ましい。ゴム成分中におけるＢＲの含有率が２０重量％未満では、耐摩耗性および氷上性能が低下する傾向があり、また、ＢＲの含有率が６０重量％をこえると、発熱性能が低下する傾向がある。
【００２１】
ハロゲン化ゴムは、具体的に、ハロゲン化ブチルゴム、イソブチレン−ｐ−メチルスチレン共重合ゴムをハロゲン化してなるハロゲン化共重合ゴム、例えば、臭素化ポリイソブチレン−ｐ−メチルスチレン（Exxpro 3745）などがあげられる。
【００２２】
ゴム成分中におけるハロゲン化ゴムの含有率は５重量％以上、好ましくは１０重量％以上である。ハロゲン化ゴムの含有率が５重量％未満では、０℃付近のｔａｎδを充分に向上させることができないため、氷上性能の向上がみられない。また、ゴム成分中におけるハロゲン化ゴムの含有率は３０重量％以下、好ましくは２０重量％以下、より好ましくは１５重量％以下である。ハロゲン化ゴムの含有率が３０重量％をこえると、耐摩耗性が低下し、また、ゴム組成物のガラス転移温度が高くなるため、氷上性能も低下する。
【００２３】
特定のゴム成分を有するタイヤ用ゴム組成物に対して炭酸カルシウム系粒子を配合することで、（１）炭酸カルシウム系粒子自体が氷雪路面を引っかく効果、（２）炭酸カルシウム系粒子に存在する細孔が氷雪路面の水を吸水し除去する効果、（３）炭酸カルシウム系粒子が脱落することによりできた細孔が氷雪路面の水を吸水し除去する効果、および（４）炭酸カルシウム系粒子が脱落することによりできた細孔の淵部分がエッジとしてはたらき、氷雪路面を引っかく効果という（１）〜（４）の効果が得られる。このように、氷上性能の向上には、引っかき効果とともに、炭酸カルシウム系粒子中に存在する細孔または炭酸カルシウム系粒子の脱落することにより得られる細孔による水分の除去効果が大きく起因している。
【００２４】
炭酸カルシウム系粒子としては、一般に市販されているものを用いることもできるが、とくに生体から得られる炭酸カルシウム系粒子（生体由来の炭酸カルシウム系粒子）であることが好ましい。
【００２５】
生体由来の炭酸カルシウム系粒子としては、卵殻粉（例えば、鶏卵粉）などがあげられる。なかでも、大量供給が可能であり、最も安価に入手可能であるという効果が得られることから、生体由来の炭酸カルシウム系粒子としては、卵殻粉であることが好ましい。
【００２６】
炭酸カルシウム系粒子の平均粒子径は１μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であることがより好ましい。平均粒子径が１μｍ未満では、炭酸カルシウム系粒子が脱落することによる細孔が充分に得られない傾向がある。また、炭酸カルシウム系粒子の平均粒子径は５０μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以下であることがより好ましく、１５μｍ以下であることがさらに好ましい。平均粒子径が５０μｍをこえると、ゴム組成物表面に充分な数の細孔が得られない傾向がある。
【００２７】
炭酸カルシウム系粒子の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して５重量部以上であることが好ましく、１０重量部以上であることがより好ましい。炭酸カルシウム系粒子の含有量が５重量部未満では、ゴム組成物表面に充分な数の細孔が得られない。また、炭酸カルシウム系粒子の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して３０重量部以下であることが好ましく、２５重量部以下であることがより好ましく、２０重量部以下であることがさらに好ましい。炭酸カルシウム系粒子の含有量が３０重量部をこえると、耐摩耗性が低下する傾向がある。
【００２８】
本発明のタイヤ用ゴム組成物には、前記ゴム成分および炭酸カルシウム系粒子のほかに、補強用充填剤を配合することができる。
【００２９】
補強用充填剤としては、カーボンブラック、シリカなどがあげられる。
【００３０】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、カーボンブラックおよびシリカをハロゲン化ゴムと併せて含有することが好ましい。その際、ゴム組成物の硬度は一定となるように配合することが好ましく、そうするとき、それらの添加効果が相乗され、０℃付近のｔａｎδを大きく向上させることができる。
【００３１】
カーボンブラックの配合量は、ゴム成分１００重量部に対して３０〜５０重量部であることが好ましい。カーボンブラックの配合量が３０重量部未満では、ゴム硬度が低下し、また、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、カーボンブラックの配合量が５０重量部をこえると、ゴム硬度が過剰に高くなりすぎ、また、発熱性能が低下する傾向がある。
【００３２】
シリカをハロゲン化ゴムとともに含有することで、ゴム組成物の０℃付近のｔａｎδを大きく向上させ、さらに７０℃付近のｔａｎδを低減することができる。７０℃付近のｔａｎδを低減することで、タイヤの損傷の原因となる発熱を抑制することが可能となる。
【００３３】
シリカの配合量は、ゴム成分１００重量部に対して５〜２０重量部であることが好ましい。シリカの配合量が５重量部未満では、発熱の抑制効果が充分ではない傾向がある。また、シリカの配合量が２０重量部をこえると、耐摩耗性が低下する傾向がある。
【００３４】
全補強用充填剤の重量に対するシリカの重量比率（補強用充填剤中のシリカの含有率）は５〜２０重量％であることが好ましい。シリカの含有率が５重量％未満では、シリカの配合による効果が充分に得られない傾向がある。また、シリカの含有率が２０重量％をこえると、耐摩耗性が大きく低下する傾向がある。
【００３５】
本発明のタイヤ用ゴム組成物には、前記ゴム成分、炭酸カルシウム系粒子および補強用充填剤以外にも、老化防止剤、ワックス、ステアリン酸、酸化亜鉛、硫黄、加硫促進剤など、タイヤ用ゴム組成物に一般的に配合される添加剤を適宜配合することができる。
【００３６】
本発明のスタッドレスタイヤは、ゴム成分、炭酸カルシウム系粒子および補強用充填剤、必要に応じて前記添加剤を混練りして得られた未加硫ゴム組成物を、スタッドレスタイヤの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未加硫タイヤを形成し、さらに、この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することで製造される。
【００３７】
本発明のスタッドレスタイヤは、とくに重荷重車輌（バス、トラックなど）に用いられることが好ましい。
【実施例】
【００３８】
実施例にもとづいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００３９】
以下に実施例で使用した各種薬品を記載する。
ＮＲ：ＲＳＳ＃３
ＢＲ：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ
ＥＸＸＰＲＯ：エクソンモービル（有）製のＥＸＸＰＲＯ  ３７４５（イソブチレン−ｐ−メチルスチレン共重合ゴムの臭素化物）
卵殻粉１：キューピー（株）製（平均粒子径：１０μｍ）
卵殻粉２：キューピー（株）製（平均粒子径：５０μｍ）
炭酸カルシウム：常陸砕石（株）製のＨＴ０２０（平均粒子径：２μｍ）
カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイヤブラックＩ（Ｎ１１０）
シリカ：デグサジャパン（株）製のニプシルＶＮ３
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックワックス
老化防止剤：精工化学（株）製のオゾノン６Ｃ
ステアリン酸：日本油脂（株）製の桐
酸化亜鉛：東邦亜鉛（株）製の銀嶺Ｒ
硫黄：鶴見化学工業（株）製の硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
【００４０】
実施例１〜６および比較例１〜１２
＜スタッドレスタイヤの製造方法＞
硫黄および加硫促進剤以外の薬品を表１〜３に示す配合量にしたがって添加し、バンバリーミキサーで約１５０℃で５分間混練りした。その後、得られた混練物に硫黄および加硫促進剤を表１〜３に示す配合量にしたがって添加して、２軸オープンロールで約８０℃で５分間練り込んで、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をトレッド形状に成形して、他のタイヤ部材と貼りあわせ、１５０℃および２５ｋｇｆの条件にて３５分間加硫することにより、トラック・バス用スタッドレスタイヤ（タイヤサイズ：１１Ｒ２２．５）を製造し、以下の試験に用いた。
【００４１】
＜試験方法＞
（氷上性能）
スタッドレスタイヤを４トン車に装着し、北海道旭川テストコースにて、気温−１〜−６℃において時速３０ｋｍ／ｈでロックブレーキを踏み、車が停止するまでに要した氷上の停止距離を測定した。また、同車輌を用いて発進、加速および停止についての測定をおこない、フィーリングによる評価もおこなった。また、前記停止距離の逆数をそれぞれとり、比較例１の逆数を１００として、その他の逆数を指数で表した。また、発進、加速および停止のフィーリングによる評価は、比較例１を１００として基準とし、明らかに性能が向上したとテストドライバーが判断したものを１２０とした。そして、停止距離の逆数の指数、およびフィーリングによる評価の値を平均することにより氷上性能指数を算出した。指数が大きいほど氷上性能に優れていることを示す。
【００４２】
（耐摩耗性）
スタッドレスタイヤのトレッドから厚さ５ｍｍの試験片を切り出し、（株）岩本製作所製のランボーン摩耗試験機を用い、表面回転速度５０ｍ／分、負荷荷重３．０ｋｇ、落砂量１５ｇ／分でスリップ率２０％にて摩耗量を測定し、それらの摩耗量の逆数をとった。そして、比較例１の摩耗量の逆数を１００とし、そのほかの摩耗量の逆数を指数で表わした。指数が大きいほど、耐摩耗性に優れることを示す。
【００４３】
（粘弾性試験）
スタッドレスタイヤのトレッドから、厚さ２ｍｍの試験片を切り出し、（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータで周波数１０Ｈｚ、初期歪み１０％、動歪２％の条件で、７０℃における損失正接ｔａｎδおよび０℃における損失正接ｔａｎδの測定を行なった。７０℃におけるｔａｎδの値が小さいほど、ゴム組成物の発熱が抑制されていることを示す。また、０℃におけるｔａｎδの値が大きいほど、氷雪路面に対するゴムの凝着力が向上していることを示す。
【００４４】
（硬度）
ＪＩＳ−Ａ硬度計を用い、０℃の測定条件において、スタッドレスタイヤから切り出した試験片の硬度を測定した。
【００４５】
試験結果を表１〜３に示す。
【００４６】
【表１】
2006282806.tif 000002
【００４７】
【表２】
2006282806.tif 000003
【００４８】
【表３】
2006282806.tif 000004