(57)【要約】【課題】破断伸びと硬度を共に向上させ、かつ良好な加工性を有するタイヤ用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、シリカを５〜１００質量部、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂のようなエポキシ樹脂を０．５〜２０質量部および分子内に水酸基を有する樹脂を１〜３０質量部配合してなることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物と、該タイヤ用ゴム組成物を、例えばトレッド（３）用やビードフィラー（６）用に使用した空気入りタイヤ。【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、シリカを５〜１００質量部、エポキシ樹脂を０．５〜２０質量部および分子内に水酸基を有する樹脂を１〜３０質量部配合してなることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
前記エポキシ樹脂が、軟化点１００℃以下のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
前記分子内に水酸基を有する樹脂が、分子内に水酸基を有するシクロペンタジエン樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物を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、タイヤ用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、破断伸びと硬度を共に向上させ、かつ良好な加工性を有するタイヤ用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】
一般的に、ゴムの硬度を上げると破断伸びが低下することが知られており、従来は硬度を上げながら、同時に破断伸びを向上させることは相反する性能を両立させることであり、困難とされてきた。実際に、フェノール樹脂と硬化剤を併用することでゴムを硬くし、補強性を高めることが通常行われているが（例えば特許文献１参照）、ゴムを硬くするほど破断伸びが低下してしまうという欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−６８２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって本発明の目的は、破断伸びと硬度を共に向上させ、かつ良好な加工性を有するタイヤ用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】
【０００５】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ジエン系ゴムにシリカの特定量、エポキシ樹脂の特定量を配合し、かつ、特定の樹脂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、シリカを５〜１００質量部、エポキシ樹脂を０．５〜２０質量部および分子内に水酸基を有する樹脂を１〜３０質量部配合してなることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
２．前記エポキシ樹脂が、軟化点１００℃以下のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂であることを特徴とする前記１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
３．前記分子内に水酸基を有する樹脂が、分子内に水酸基を有するシクロペンタジエン樹脂であることを特徴とする前記１または２に記載のタイヤ用ゴム組成物。
４．前記１〜３のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ジエン系ゴムにシリカの特定量、エポキシ樹脂の特定量を配合し、かつ、特定の樹脂を特定量配合しているので、樹脂同士の架橋反応や、樹脂とシリカとの相互作用が生じ、これにより、破断伸びと硬度を共に向上させ、かつ良好な加工性を有するタイヤ用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。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【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】
【０００８】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【０００９】
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タイヤ用ゴム組成物は、上記のようなタイヤ用の各種部材に有用であり、とくにトレッド用やビードフィラー用として有用である。
【００１０】
（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）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が好ましい。
【００１１】
（シリカ）
本発明で使用されるシリカは、とくに制限されるものではないが、例えばＢＥＴ比表面積（ＩＳＯ５７９４−１ Ａｎｎｅｘ Ｅに準拠して測定）が７０〜３００ｍ2／ｇであるのが好ましく、８０〜２８０ｍ2／ｇであるのがさらに好ましい。
【００１２】
（エポキシ樹脂）
本発明で使用されるエポキシ樹脂は、公知のエポキシ樹脂の中から適宜選択することができるが、とくに本発明の効果の点から、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂であるのが好ましい。またグリシジルエーテル型エポキシ樹脂は、軟化点が１００℃以下、好ましくは軟化点が４５〜１００℃であるのがよい。エポキシ樹脂がグリシジルエーテル型であることにより、エポキシ基が末端にあるため、樹脂同士の架橋やシリカとの相互反応が進みやすくなる。また、軟化点が１００℃以下のエポキシ樹脂であれば、分子量がそれほど大きくないため、ゴム成分との相溶性も良好であるので好ましい。グリシジルエーテル型エポキシ樹脂の具体例を挙げれば、例えば下記式（Ｉ）及び（II）のものを例示することができる（式中、Ｒ及びＲ１はそれぞれ独立にアルキル基、好ましくは炭素数１〜１５のアルキル基あるいは水素原子を示し、ｎは平均１〜２０の数である）。かかるエポキシ樹脂は公知のものであり、例えばジャパンエポキシレジン（株）製エピコート１５７Ｓ７０（式（Ｉ）で表されるエポキシ樹脂）、エピコート１００１（式（II）で表されるエポキシ樹脂）、東都化成（株）製ＹＤ−０１２，ＹＤＣＮ−７０２などの市販品を用いることができる。なお、その他のエポキシ樹脂として各種ポリフェノール化合物のグリシジルエーテル化物および各種ノボラック樹脂のグリシジルエーテル化物なども使用することができる。
【００１３】
【化１】
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【００１４】
【化２】
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【００１５】
（分子内に水酸基を有する樹脂）
本発明で使用する分子内に水酸基を有する樹脂としては、例えば分子内に水酸基を有するシクロペンタジエン樹脂、分子内に水酸基を有するロジン系樹脂、分子内に水酸基を有するテルペン系樹脂、分子内に水酸基を有する各種変性石油樹脂、等を例示することができる。中でも本発明の効果の点から、分子内に水酸基を有するシクロペンタジエン樹脂が好ましい。当該樹脂を使用することにより、シリカの分散性が向上し、エポキシ樹脂中のエポキシ基との反応性も良好であり、破断特性がさらに向上したタイヤ用ゴム組成物を得ることができる。分子内に水酸基を有するシクロペンタジエン樹脂は、市販品を利用することもでき、例えば日本ゼオン（株）製クイントン１７００が挙げられる。
【００１６】
（充填剤）
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、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。
【００１７】
（タイヤ用ゴム組成物の配合割合）
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、シリカを５〜１００質量部、エポキシ樹脂を０．５〜２０質量部および分子内に水酸基を有する樹脂を１〜３０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５質量部未満であると、ゴム成分の補強性が弱くなり好ましくない。逆に１００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。
前記エポキシ樹脂の配合量が０．５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２０質量部を超えると組成物中の架橋構造が多くなり過ぎて実用的なゴムが得られないので好ましくない。
前記水酸基を有する樹脂の配合量が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３０質量部を超えると破断伸びと硬度を共に向上させることが困難となる。
【００１８】
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、１０〜１００質量部である。さらに好ましくは１０〜９５質量部である。
好ましい前記エポキシ樹脂の配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、１〜２０質量部である。さらに好ましくは２〜２０質量部である。
好ましい前記分子内に水酸基を有する樹脂の配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、１〜２５質量部である。さらに好ましくは１〜２０質量部である。
【００１９】
本発明のタイヤ用ゴム組成物には、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。
【００２０】
また本発明のタイヤ用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】
【００２１】
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。
【００２２】
実施例１〜２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、該組成物に加硫系を加えてオープンロールにて混練し、タイヤ用ゴム組成物を得た。次に得られたタイヤ用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。得られた未加硫のタイヤ用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。
【００２３】
ムーニービス（ＭＬ１＋４：１００℃）：ＪＩＳ ６３００に準拠して、Ｌ型ローターを用いて測定した。この値が低いほど粘度が低く、加工性が良好であることを示す。
硬度（２０℃）：ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して、デュロメータのタイプＡにより温度２０℃で測定した。この値が高いほど硬度が高く良好な結果といえる。
破断伸び（室温：％）：得られた試験片をＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して、ＪＩＳ３号ダンベルに打抜き、５００ｍｍ／分の引張速度にて引張試験を行い、室温における破断伸び（％）を測定した。この値が高いほど破断伸びが高く良好な結果といえる。
結果を表１に併せて示す。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
＊１：ＳＢＲ（日本ゼオン（株）製Nipol 1502）
＊２：カーボンブラック（東海カーボン（株）製シーストＫＨ）
＊３：シリカ（エボニックデグッサジャパン（株）製ULTRASIL VN3GR、ＢＥＴ比表面積＝１７０ｍ２／ｇ）
＊４：エポキシ樹脂−１（ジャパンエポキシレジン（株）製エピコート１００１、上記式(II)で表されるエポキシ樹脂、軟化点＝６４℃）
＊５：エポキシ樹脂−２（ジャパンエポキシレジン（株）製エピコート１５７Ｓ７０、上記式(Ｉ)で表されるエポキシ樹脂、軟化点＝７０℃）
＊６：分子内に水酸基を有する樹脂（日本ゼオン（株）製クイントン１７００）
＊７：分子内に水酸基を含まないシクロペンタジエン樹脂（日本ゼオン（株）製クイントン１３２５）
＊８：オイル（昭和シェル石油（株）製エクストラクト４号Ｓ）
＊９：亜鉛華（正同化学工業（株）製、酸化亜鉛３種）
＊１０：ステアリン酸（日油(株)製ビーズステアリン酸ＹＲ）
＊１１：老化防止剤（ＦＬＥＸＳＹＳ社製サントフレックス６ＰＰＤ）
＊１２：ワックス（大内新興化学工業（株）製サンノック）
＊１３：シリカカップリング剤（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）
＊１４：硫黄（鶴見化学工業（株）製金華印油入微粉硫黄）
＊１５：加硫促進剤（大内新興化学工業（株）製ノクセラーＣＺ−Ｇ）
【００２６】
上記の表１から明らかなように、実施例１〜２で調製されたタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴムにシリカの特定量、エポキシ樹脂の特定量を配合し、かつ、特定の樹脂を特定量配合しているので、従来の代表的な比較例１に対し、破断伸びと硬度が共に向上し、かつ良好な加工性を有する。
これに対し、比較例２は、エポキシ樹脂を配合していないので、高い破断伸びと硬度の両立ができなかった。
比較例３および４は、分子内に水酸基を有する樹脂を配合していないので、粘度が上昇し、また高い破断伸びと硬度の両立ができなかった。
比較例５は、エポキシ樹脂の配合量が本発明で規定する上限を超えているので、硬度は上昇するものの、加工性が悪化した。
比較例６は、分子内に水酸基を有する樹脂の配合量が本発明で規定する上限を超えているので、加工性は良好となるものの硬度が低下した。
比較例７は、分子内に水酸基を含まない樹脂を配合しているため、エポキシ樹脂との反応が進まず、本発明において期待される効果が認められない。
【符号の説明】
【００２７】
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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