(57)【要約】【課題】高い弾性率を維持しながら、湿潤路面での高い制駆動性と低い転がり抵抗とを両立するとともに加工性も向上した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。【解決手段】ジエン系ゴム１００質量部に対し、ＢＥＴ比表面積が１００〜３００ｍ２／ｇのシリカを３０〜１５０質量部および２−（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルチオ）ベンゾチアゾールを０．１〜５質量部配合してなることを特徴とするゴム組成物と、該ゴム組成物をトレッド（３）に使用した空気入りタイヤ。【選択図】図１
2011174008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム１００質量部に対し、ＢＥＴ比表面積が１００〜３００ｍ２／ｇのシリカを３０〜１５０質量部および下記式１で表される２−（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルチオ）ベンゾチアゾールを０．１〜５質量部配合してなることを特徴とするゴム組成物。
[化１]
2011174008.tif 000006
【請求項２】
シランカップリング剤を前記シリカに対して５〜１０質量％配合してなることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載のゴム組成物を使用した空気入りタイヤ。
【請求項４】
請求項１または２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、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、高い弾性率を維持しながら、湿潤路面での高い制駆動性と低い転がり抵抗とを両立するとともに加工性も向上した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】
近年の安全意識、環境意識の高まりに伴い、タイヤの特性として湿潤路面での高い制駆動性（ウェット性能）と低い転がり抵抗との両立が求められている。
この目的を達成するために、例えばシリカをタイヤ用ゴムコンパウンドに配合することが知られている。しかしこの手段では、弾性率が低下してしまうという問題点がある。また、シリカを使用した場合、カーボンブラックと比較して熱伝導度が低下するため、加硫速度が遅くなり、生産性の悪化が懸念される。
【０００３】
下記特許文献１には、天然ゴムおよび合成天然ゴム１００重量部に対して、特定のメルカプトベンゾチアゾール誘導体を０．３〜５．０重量部配合されることを特徴とするゴム組成物が開示されている。しかしながら特許文献１には、当該誘導体と特定の特性を有するシリカとを組み合わせ、所望の弾性率、ウェット性能、転がり抵抗性を備えたゴム組成物を獲得するという技術思想は何ら開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３２７０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって本発明の目的は、高い弾性率を維持しながら、湿潤路面での高い制駆動性と低い転がり抵抗とを両立するとともに加工性も向上した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特性を有するシリカを特定量配合し、かつ、特定の化合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、ＢＥＴ比表面積が１００〜３００ｍ２／ｇのシリカを３０〜１５０質量部および下記式１で表される２−（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルチオ）ベンゾチアゾールを０．１〜５質量部配合してなることを特徴とするゴム組成物。
【０００７】
[化１]
2011174008.tif 000003
【０００８】
２．シランカップリング剤を前記シリカに対して５〜１０質量％配合してなることを特徴とする前記１に記載のゴム組成物。
３．前記１または２に記載のゴム組成物を使用した空気入りタイヤ。
４．前記１または２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】
【０００９】
本発明によれば、ジエン系ゴムに特定の特性を有するシリカを特定量配合し、かつ、特定の化合物を特定量配合することにより、高い弾性率を維持しながら、湿潤路面での高い制駆動性と低い転がり抵抗とを両立するとともに加工性も向上したゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】空気入りタイヤの一例の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１２】
図１は、乗用車用の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２と、両サイドウォール２に連なるトレッド３からなり、ビード部１、１間に繊維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。また、ビード部１においてはリムに接する部分にリムクッション８が配置されている。
以下に説明する本発明のゴム組成物は、上記のようなタイヤ用の各種部材に有用であり、とくにトレッド３に有用である。
【００１３】
（ジエン系ゴム）
本発明で使用されるジエン系ゴム成分は、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）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。また、その分子量やミクロ構造はとくに制限されず、アミン、アミド、シリル、アルコキシシリル、カルボキシル、ヒドロキシル基等で末端変性されていても、エポキシ化されていてもよい。
これらのジエン系ゴムの中でも、本発明の効果の点からジエン系ゴムはＳＢＲ、ＢＲが好ましい。
【００１４】
（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、弾性率が低下し、好ましくない。逆に３００ｍ２／ｇを超えると、ゴム組成物の加硫速度の遅延や、粘度上昇による加工性の悪化が大きく、好ましくない。
好ましいＢＥＴ比表面積は、１１０〜２４０ｍ2／ｇである。さらに好ましくは、１４０〜２１０ｍ2／ｇである。
【００１５】
（シランカップリング剤）
本発明では、シリカによるゴムマトリックスの補強効果を増大させるため、シランカップリング剤を使用するのが好ましい。使用されるシランカップリング剤は、とくに制限されないが、含硫黄シランカップリング剤が好ましく、例えば３−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン、３−プロピオニルチオプロピルトリメトキシシラン、ビス−（３−ビストリエトキシシリルプロピル）−テトラスルフィド、ビス−（３−ビストリエトキシシリルプロピル）−ジスルフィド、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
シランカップリング剤の配合量は、前記シリカに対して５〜１０質量％が好ましく、７〜１０質量％がさらに好ましい。
【００１６】
また本発明では、下記式１で表される２−（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルチオ）ベンゾチアゾール（以下、式１で表される化合物という）を使用することを必須とする。
【００１７】
[化２]
2011174008.tif 000004
【００１８】
前記式１で表される化合物は、公知の化合物であり、例えば前記特許文献１に開示されている。また商業的に入手も可能である。
この前記式１で表される化合物の特定量と、前記シリカの特定量とを組み合わせ、ゴム組成物に配合することにより、高い弾性率を維持しながら、ウェット性能と低い転がり抵抗とを両立するとともに加工性も向上した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。
【００１９】
（充填剤）
本発明のゴム組成物は、上記シリカ以外に各種充填剤を配合することができる。充填剤としてはとくに制限されず、用途により適宜選択すればよいが、例えばカーボンブラック、無機充填剤等が挙げられる。無機充填剤としては、例えばクレー、タルク、炭酸カルシウム等を挙げることができる。中でもカーボンブラックが好ましい。
【００２０】
（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、ＢＥＴ比表面積が１００〜３００ｍ２／ｇのシリカを３０〜１５０質量部および前記式１で表される化合物を０．１〜５質量部配合してなることを特徴とする。
前記シリカの配合量が３０質量部未満であると、所望のウェット性能と転がり抵抗とを両立することができない。逆に１５０質量部を超えると、ムーニー粘度が増加し加工が困難となるため好ましくない。
前記式１で表される化合物の配合量が０．１質量部未満であると、添加量が少な過ぎて本発明の効果を奏することができない。逆に５質量部を超えるとウェット性能が悪化する。
【００２１】
好ましい前記シリカの配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、４０〜１２０質量部である。さらに好ましくは、４０〜１００質量部である。
好ましい前記式１で表される化合物の配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、０．２〜３質量部である。
【００２２】
本発明のゴム組成物には、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。
【００２３】
本発明のゴム組成物の用途としては、ベルトコンベアー、ホース、タイヤ等が挙げられるが、とくにタイヤ用途が好ましく、とりわけトレッド用として好適に使用される。
【００２４】
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】
【００２５】
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。
【００２６】
標準例、実施例１〜６および比較例１〜５
サンプルの調製
表１に示す配合（質量部）において、加硫系（加硫促進剤、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、加硫系を加えて混練し、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調製した。得られた未加硫の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。
【００２７】
加硫速度試験：ＪＩＳ ６３００に準拠して、振動式ディスク加硫試験機にて、振幅１度、１６０℃で９５％の加硫度に達する時間（Ｔ９５、分）を測定した。結果は、標準例の値を１００として指数で示した。指数が小さいほど、加硫速度が速く、生産性に優れることを示す。
弾性率＠０℃：東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用い、初期歪＝１０%、振幅＝±２％、周波数＝２０Ｈｚ、温度０℃の条件下で弾性率を測定した。標準例の値を１００とし、指数表示した。数値が大きいほど、弾性率が高いことを示す。
ｔａｎδ（０℃）：東洋精機製作所製の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の条件下でｔａｎδ（０℃）を測定し、この値をもってウェット性能を評価した。結果は、標準例を１００として指数で示した。指数が大きいほど、ウェット性能が良好であることを示す。
ｔａｎδ（６０℃）：（株）東洋精機製作所製の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の条件下でｔａｎδ（６０℃）を測定し、この値をもって転がり抵抗性を評価した。結果は、標準例を１００として指数で示した。指数が低いほど、転がり抵抗性が良好であることを示す。
結果を表１に併せて示す。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
＊１：ＳＢＲ（日本ゼオン（株）製NS460）
＊２：ＢＲ（日本ゼオン（株）製Nipol BR1220）
＊３：シリカ−１（エボニックデグッサジャパン（株）製ULTRASIL VN3GR、ＢＥＴ比表面積＝１７５m2/g）
＊４：シランカップリング剤（エボニックデグッサジャパン（株）製Ｓｉ６９、化合物名＝ビス−トリエトキシシリルプロピルテトラスルフィド）
＊５：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）
＊６：酸化亜鉛（正同化学工業（株）製、酸化亜鉛３種）
＊７：ステアリン酸（日油(株)製ビーズステアリン酸ＹＲ）
＊８：オイル（昭和シェル石油（株）製エクストラクト４号Ｓ）
＊９：硫黄（細井化学工業（株）製油処理硫黄）
＊１０：ＤＢＺＭ（２−（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルチオ）ベンゾチアゾール）
＊１１：加硫促進剤−１（三新化学工業（株）製サンセラーＣＭ−Ｇ）
＊１２：加硫促進剤−２（ＦＬＥＸＳＹＳ社製PERKACIT DPG grs）
【００３０】
上記の表１から明らかなように、実施例１〜６で調製されたゴム組成物は、ジエン系ゴムに特定の特性を有するシリカを特定量配合し、かつ、特定の化合物を特定量配合しているので、従来の代表的な標準例に対し、高い弾性率を維持しながら、湿潤路面での高い制駆動性と低い転がり抵抗とが両立し、かつ、加工性も向上している。
これに対し、比較例１は、式１で表される化合物を配合せず、加硫促進剤を増量した例であり、ウェット性能が悪化している。
比較例２は、シリカの配合量が本発明で規定する下限未満であり、カーボンブラックの配合量を増量した例であり、ウェット性能および転がり抵抗性が悪化している。
比較例３は、式１で表される化合物が本発明で規定する上限を超えているので、ウェット性能が悪化している。
【符号の説明】
【００３１】
１  ビード部
２  サイドウォール
３  トレッド
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  リムクッション
【図１】
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