(57)【要約】【課題】シリチンを配合したジエン系ゴム組成物を用いた空気入りタイヤにおいて、剛性を損なうことなく、低燃費性にすぐれた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】ジエン系ゴム100重量部に対しシリチン5〜60重量部、窒素吸着比表面積N2SAが70〜150m2/gのカーボンブラック20〜80重量部およびシリチンに対し2〜10重量％の一般式 (RO)3Si(CH2)3Sn(CH2)3(OR)3(ここでは、Rは互いに同一または異なる炭素数1〜18のアルキル基であり、nは1〜5の整数である)で表わされるシランスルフィド化合物を含有せしめたジエン系ゴム組成物を用いて、トレッドおよび／またはサイドウォールを形成させた空気入りタイヤ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム100重量部に対しシリチン5〜60重量部、窒素吸着比表面積N2SAが70〜150m2/gのカーボンブラック20〜80重量部およびシリチンに対し2〜10重量％の一般式
(RO)3Si(CH2)3Sn(CH2)3(OR)3
(ここでは、Rは互いに同一または異なる炭素数1〜18のアルキル基であり、nは1〜5の整数である)で表わされるシランスルフィド化合物を含有せしめたジエン系ゴム組成物を用いて、トレッドおよび／またはサイドウォールを形成させてなる空気入りタイヤ。
【請求項２】
シランスルフィド化合物がビス(γ-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドまたはビス(γ-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドである組成物が用いられた請求項１記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤに関する。さらに詳しくは、強度および低発熱性にすぐれた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ゴム硬度下げることなく、防振装置、特に自動車用円筒型エンジンマウントの動倍率を下げて、乗り心地性を向上させるゴム組成物として、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム等のゴム成分に、シランカップリングで処理された天然シリカ、好ましくは微粒子球状構造のクオーツ粉末と六角薄板状粒子構造のカオリナイトとの混合物を配合した防振ゴム組成物が記載されている。
【０００３】
この特許文献記載の発明では、ジエン系ゴムに、微粒子球状構造のクオーツ粉末と六角薄板状粒子構造のカオリナイトとの混合物であるシリチンを配合したものが、防振ゴム組成物として用いられている。ただし、その実施例では比較的窒素吸着比表面積N2SAの小さいFFEカーボンブラック(N2SA 40〜55m2/g)が用いられているため、100％モジュラスの値で示される剛性の点で不十分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、自動車の空気入りタイヤにおいては、その走行性能の高さもさることながら、低燃費性への要求も特性の一つとして重要視されている。低燃費性能を実現させるために、末端変性ポリマーや低燃費仕様のカーボンブラックの使用などが提案されているが、年々厳しくなる低燃費要求に対して十分なレベルにあるとはいえないのが現状である。
【０００６】
本発明の目的は、シリチンを配合したジエン系ゴム組成物を用いた空気入りタイヤにおいて、剛性を損なうことなく、低燃費性にすぐれ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】
【０００７】
かかる本発明の目的は、ジエン系ゴム100重量部に対しシリチン5〜60重量部、窒素吸着比表面積N2SAが70〜150m2/gのカーボンブラック20〜80重量部およびシリチンに対し2〜10重量％の一般式
(RO)3Si(CH2)3Sn(CH2)3(OR)3
(ここでは、Rは互いに同一または異なる炭素数1〜18のアルキル基であり、nは1〜5の整数である)で表わされるシランスルフィド化合物を含有せしめたジエン系ゴム組成物を用いて、トレッドおよび／またはサイドウォールを形成させた空気入りタイヤによって達成される。
【発明の効果】
【０００８】
空気入りタイヤのトレッド(キャップトレッド、ベーストレッド)、サイドウォールの少なくとも一方を形成させるために用いられるシリチン配合ジエン系ゴム組成物において、シリチンと共にシランスルフィド化合物であるシランカップリング剤を配合して用いることにより、100％モジュラス等によって示される剛性およびtanδによって示される発熱性を大きく改善することができ、これによって低燃費性を向上させることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ジエン系ゴムとしては、空気入りタイヤを形成し得る任意のジエン系ゴムを用いることができるが、トレッドやサイドウォールに向けられているため、好ましくは天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム等が用いられる。
【００１０】
シリチンは、シリコロイドとも呼ばれるノイブルグシリシャスアース(珪土)であり、その組成は石英とカオリナイトとの凝集体であって、好ましくは塊状石英と板状のカオリナイトとの天然結合物であり、実際には市販品、例えばHoffmann Mineral社製品シリチンZ86、同Z86ピュリス、同V85、同N82、同85、同N87等の少なくとも一種が用いられる。なお、石英とカオリナイトとの凝集体であるシリチンは、これら以外に酸化鉄、リン成分、硫黄分等を含んでいてもよい。
【００１１】
シリチンは、ジエン系ゴム100重量部に対し、5〜60重量部、好ましくは30〜50重量部の割合で用いられる。シリチンの使用割合がこれよりも少ないと、剛性および発熱性の改善が達成されず、一方これよりも多い割合で用いられると、発熱性がかえって悪化する。
【００１２】
シリチンと共に、一般式
(RO)3Si(CH2)3Sn(CH2)3(OR)3
R：互いに同一または異なる炭素数1〜18のアルキル基
n：1〜5の整数
で表わされるシランスルフィド化合物がシランカップリング剤として使用される。
【００１３】
かかるシランスルフィド化合物としては、例えばビス(γ-トリエトキシシリルプロピル)テトラサルファイド、ビス(γ-トリエトキシシリルプロピル)ジサルファイド等が好んで用いられるが、この他にメルカプトシラン等も使用することができる。
【００１４】
これらのカップリング剤は、シリチンに対し2〜10重量％、好ましくは4〜8重量％の割合で用いられる。シリチンに対するシランカップリング剤の使用割合がこれよりも少ないと、100％モジュラスで示されるような剛性が低下するようになり、一方これ以上の割合で使用されると、混練で加工し難くなる。
【００１５】
トレッドやサイドウォールの形成に用いられるジエン系ゴム組成物中には、充填剤または補強剤としてのカーボンブラック、硫黄または硫黄供与性物質である加硫剤、チアゾール系、スルフェンアミド系、ジチオカルバミン酸系、ジスルフィド系等の加硫促進剤、さらに可塑剤、老化防止剤、受酸剤、加工助剤等が必要に応じて配合されて用いられる。
【００１６】
補強剤としてのカーボンブラックは、窒素吸着比表面積N2SAが70〜150m2/gの性状を有するカーボンブラックが、ジエン系ゴム100重量部当り20〜80重量部、好ましくは30〜60重量部配合して用いられることが好ましい。
【００１７】
ジエン系ゴム組成物の調製は、加硫剤および加硫促進剤よりなる加硫系成分以外の各成分を密閉型二軸混合機等を用いて混練した後、加硫系成分を加えてオープンロールで混練することにより行われる。
【００１８】
このようにして調製されたジエン系ゴム組成物は、トレッド、サイドウォールの所定形状に成形された後、所定の部位で、約150〜160℃で加硫される。
【実施例】
【００１９】
次に、実施例について本発明を説明する。
【００２０】
比較例１(標準例)
天然ゴム(タイ国産STR20)                                         100重量部
HAFカーボンブラック                                              45  〃
(東海カーボン製品シーストKH；N2SA 93m2/g)
シリカ(EVONIC DEGGUSA社製品ULTRSIL VN3GR)                        30  〃
シランカップリング剤A(同社製品Si69；n＝4)                         2  〃
アロマ系オイル(昭和シェル石油製品エクストラ4号S)                  5  〃
老化防止剤6PPD(住友化学工業製品アンチゲン6C)                      1  〃
酸化亜鉛(正同化学工業製品亜鉛華3種)                               3  〃
工業用ステアリン酸(日本油脂製品ビーズステアリン酸)                2  〃
加硫促進剤(FLEXSYS社製品SANTOCURE TBBS)                           1  〃
硫黄(鶴見化学工業製品金華印油入微粉硫黄)                        1.5  〃
以上の各成分の内、加硫促進剤と硫黄を除く各成分を密閉型二軸混合機を用いて混練し、マスターバッチを得た。このマスターバッチに加硫促進剤および硫黄を加え、オープンロールで混練し、得られた混練物について150℃、30分間のプレス加硫を行った。
【００２１】
得られた加硫物について、次の各項目の測定を行った。標準例で得られた測定値を100とし、各実施例および比較例では、これに対する指数として示される。
100％モジュラス：JIS K6251準拠
(この指数が大きい方がよい)
発熱性：JIS K6394準拠
初期歪10％、振幅2％、周波数20Hzの条件下で、60℃におけるtanδを測定
(この指数が小さい方がよい)
【００２２】
比較例２
比較例１において、シリカの代わりに同量(30重量部)のクレー(Kentucky tennessee clay社製品SUPREX CLAY)が用いられ、シランカップリング剤Aが用いられなかった。
【００２３】
比較例３
比較例１において、シリカの代わりに同量(30重量部)のシリチン(Hoffmann Mineral社製品シリチンZ86)が用いられ、シランカップリング剤Aが用いられなかった。
【００２４】
比較例４
比較例１において、シリカの代わりに同量(30重量部)のGPFカーボンブラック(新日化カーボン製品ニテロン55S；N2SA 28m2/g)が用いられ、シランカップリング剤Aが用いられなかった。
【００２５】
比較例５
比較例１において、シリカの代わりに同量(30重量部)のクレー(SUPREX CLAY)が用いられた。
【００２６】
比較例６
比較例１において、HAFカーボンブラック量が35重量部に、シランカップリング剤A量が5重量部にそれぞれ変更され、シリカの代わりにシリチン(シリチンZ86)70重量部が用いられた。
【００２７】
比較例７
比較例３において、HAFカーボンブラックの代わりに同量(45重量部)のGPEカーボンブラックが用いられ、さらにシランカップリング剤Aが2重量部用いられた。
【００２８】
比較例８
比較例７において、GPFカーボンブラックの代わりに同量(45重量部)のFEFカーボンブラック(新日化カーボン製品HTC#100；N2SA 41m2/g)が用いられた。
【００２９】
実施例１
比較例１において、シリカの代わりに同量(30重量部)のシリチン(シリチンZ86)が用いられた。
【００３０】
実施例２
実施例１において、シランカップリング剤Aの代わりに同量(2重量部)のシランカップリング剤B(EVONIC DEGGUSA社製品Si75)が用いられた。
【００３１】
実施例３
実施例１において、シリチン(シリチンZ86)量が50重量部に、シランカップリング剤A量が3.5重量部にそれぞれ変更された。
【００３２】
以上の各実施例および比較例で得られた結果は、共通して同量用いられている天然ゴム、アロマ系オイル、老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、加硫促進剤および硫黄を除く各組成物成分量(重量部)と共に、次の表に示される。
表
比較例                     実施例   
1   2   3   4   5   6   7   8   1   2   3 
〔組成物成分〕                                                                  
HAFカーボンブラック       45   45   45   45   45   35   −   −   45   45   45
GPFカーボンブラック       −   −   −   30   −   −   45   −   −   −   −
FEFカーボンブラック       −   −   −   −   −   −   −   45   −   −   −
シリカ                    30   −   −   −   −   −   −   −   −   −   −
クレー                    −   30   −   −   30   −   −   −   −   −   −
シリチン                  −   −   30   −   −   70   30   30   30   30   50
シランカップリング剤A      2   −   −   −    2    5    2    2    2   −  3.5
シランカップリング剤B     −   −   −   −   −   −   −   −   −    2   −
〔測定結果〕
100％モジュラス          100  110   92  138  122  110   84   92  116  110  132
tanδ(60℃)              100  110   92  108  105  104   52   86   78   87   93
【００３３】
以上の結果から、次のようなことがいえる。
(1) 一般的なクレーを配合した場合には、発熱性が悪化する(比較例２)。
(2) シリチンを配合したが、シランカップリング剤を配合しないと、100％モジュラスが低下する(比較例３)。
(3) カーボンブラックとして、低発熱性であるGPFカーボンブラックを配合しても、発熱性は悪化する(比較例４)。
(4) 一般的なクレーとシランカップリング剤とを配合しても、発熱性は悪化する(比較例５)。
(5) シリチンを過剰量配合すると、発熱性はかえって悪化する(比較例６)。
(6) GPEまたはFEFカーボンブラック、シリチン、シランカップリング剤の組合せでは、発熱性は極めて良好であるが、100％モジュラスの値の低下が著しい(比較例７〜８)。
(7) 各実施例では、100％モジュラスおよびTanδ(60℃)で示される発熱性のいずれもが良好である。