(57)【要約】【課題】転がり抵抗特性及び押出加工性をバランス良く改善できるトレッド用ゴム組成物、及びそれを用いて作製したトレッドを有する空気入りタイヤを提供する。【解決手段】天然ゴム及びブタジエンゴムの合計含有量が８０質量％以上であるゴム成分と、軟化点が−２０〜２０℃である液状レジンと、カーボンブラック及び／又はシリカとを含有し、上記ゴム成分１００質量部に対して、上記液状レジンの含有量が１〜６質量部、上記カーボンブラック及び上記シリカの合計含有量が５５質量部以下であるベーストレッド用ゴム組成物に関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ゴム及びブタジエンゴムの合計含有量が８０質量％以上であるゴム成分と、軟化点が−２０〜２０℃である液状レジンと、カーボンブラック及び／又はシリカとを含有し、
前記ゴム成分１００質量部に対して、前記液状レジンの含有量が１〜６質量部、前記カーボンブラック及び前記シリカの合計含有量が５５質量部以下であるベーストレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
前記カーボンブラック及び前記シリカの合計含有量１００質量％中の前記シリカの含有量が４０質量％以上である請求項１記載のベーストレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
請求項１又は２記載のゴム組成物を用いて作製したベーストレッドを有する空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーストレッド用ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気入りタイヤにおいては、転がり抵抗を下げるために、タイヤのエネルギーロスを抑え、転がり抵抗特性を改善するタイヤ配合設計を行ってきた。
【０００３】
転がり抵抗特性を改善する方法としては、例えば、カーボンブラック、シリカ等の補強剤の配合量を減じる方法が知られている。しかし、補強剤の量を減らすと、ゴム組成物の形状が安定せず、押出加工性が悪化する傾向があった。
【０００４】
また、上記押出加工性の悪化を抑制する方法として、オイルや固体レジンを配合する方法が知られている。しかし、オイルや固体レジンを配合すると、転がり抵抗特性が悪化する傾向があった。
【０００５】
このように、転がり抵抗特性と押出加工性は相反する関係にあり、両性能をバランス良く改善する方法が望まれていた。
【０００６】
特許文献１には、融点が１００〜１５０℃であるインデン系樹脂を用いてグリップ性能及び耐摩耗性をバランス良く改善することが提案され、特許文献２には、クマロンインデン樹脂などを粘着付与剤として用いてグリップ性能を改善することが提案されている。しかし、これらの文献では、転がり抵抗特性及び押出加工性をバランス良く改善することは検討されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１２４６０１号公報
【特許文献２】特開２００１−２４０７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決し、転がり抵抗特性及び押出加工性をバランス良く改善できるトレッド用ゴム組成物、及びそれを用いて作製したトレッドを有する空気入り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、天然ゴム及びブタジエンゴムの合計含有量が８０質量％以上であるゴム成分と、軟化点が−２０〜２０℃である液状レジンと、カーボンブラック及び／又はシリカとを含有し、上記ゴム成分１００質量部に対して、上記液状レジンの含有量が１〜６質量部、上記カーボンブラック及び上記シリカの合計含有量が５５質量部以下であるベーストレッド用ゴム組成物に関する。
【００１０】
上記カーボンブラック及び上記シリカの合計含有量１００質量％中の上記シリカの含有量は４０質量％以上であることが好ましい。
【００１１】
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製したベーストレッドを有する空気入りタイヤに関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、天然ゴム及びブタジエンゴムの合計含有量が一定以上であるゴム成分に対して、特定の軟化点を有する液状レジンと、カーボンブラック及び／又はシリカとをそれぞれ所定量配合したゴム組成物であるので、転がり抵抗特性及び押出加工性がバランス良く得られる。従って、該ゴム組成物をベーストレッドに使用することにより、良好な転がり抵抗特性を有するとともに、製造が容易な空気入りタイヤを提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、天然ゴム（ＮＲ）及びブタジエンゴム（ＢＲ）の合計含有量が一定以上であるゴム成分に対して、特定の軟化点を有する液状レジンと、カーボンブラック及び／又はシリカとをそれぞれ所定量配合したゴム組成物である。これらの成分を併用することで、転がり抵抗特性及び押出加工性がバランス良く得られる。
【００１４】
本発明のゴム組成物は、ゴム成分として、ＮＲ及び／又はＢＲを含有する。これにより、転がり抵抗特性を改善できる。また、良好な力学強度及び押出加工性が得られるという点から、ＮＲを用いることが好ましい。更に、転がり抵抗特性及び押出加工性がバランス良く得られるとともに、良好な耐亀裂成長性も得られるという点から、ＮＲ及びＢＲを併用することが好ましい。なお、ＮＲ、ＢＲとしては特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。
【００１５】
ゴム成分１００質量％中のＮＲの含有量は、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは５０質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上である。２０質量％未満であると、転がり抵抗特性及び押出加工性がバランス良く得られないおそれがある。また、力学強度を充分に向上できないおそれもある。該ＮＲの含有量は、好ましくは９５質量％以下、より好ましくは９０質量％以下である。９５質量％を超えると、ＢＲの含有量が少なくなり、充分な耐亀裂成長性が得られないおそれがある。
【００１６】
ゴム成分１００質量％中のＢＲの含有量は、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上である。５質量％未満であると、充分な耐亀裂成長性が得られないおそれがある。該ＢＲの含有量は、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４０質量％以下、更に好ましくは３０質量％以下である。５０質量％を超えると、ＮＲの含有量が少なくなり、転がり抵抗特性及び押出加工性がバランス良く得られないおそれがある。また、力学強度を充分に向上できないおそれもある。
【００１７】
ゴム成分１００質量％中のＮＲ及びＢＲの合計含有量は、８０質量％以上、好ましくは８５質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上である。８０質量％未満であると、充分な転がり抵抗特性が得られないおそれがある。なお、ＮＲ及びＢＲの合計含有量の上限は特に限定されず、１００質量％であってもよい。
【００１８】
なお、本発明のゴム組成物はＮＲ及びＢＲ以外のゴム成分を使用してもよく、例えば、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルニトリル（ＮＢＲ）、イソモノオレフィンとパラアルキルスチレンとの共重合体のハロゲン化物など、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。
【００１９】
本発明のゴム組成物は、特定の軟化点を有する液状レジンを含有する。上記液状レジンは軟化点が固体レジンに比べて低く、転がり抵抗特性に相関があると考えられる７０℃では液状である。したがって、液状レジンを配合すると、ポリマーが動き易くなることでエネルギーロスが少なくなり、転がり抵抗特性が改善されると考えられる。
【００２０】
上記液状レジンとしては、例えば、液状クマロンインデン樹脂、液状インデン樹脂、液状α−メチルスチレン樹脂、液状ビニルトルエン樹脂、液状ポリイソペンタン樹脂などの液状の石油系又は石炭系樹脂などが挙げられる。なかでも、ＮＲ及びＢＲを併用したゴム組成物の転がり抵抗を低減できるという点から、液状クマロンインデン樹脂が好ましい。
【００２１】
上記液状レジンの軟化点は、−２０℃以上、好ましくは−５℃以上、より好ましくは０℃以上である。−２０℃未満であると、液状レジンの粘度が低くなり過ぎて、ゴム成分との混練性が悪化する傾向がある。また、上記液状レジンの軟化点は、２０℃以下、好ましくは１９℃以下、より好ましくは１７℃以下である。２０℃を越えると、エネルギーロスが大きくなり、転がり抵抗特性が悪化する傾向がある。
なお、本明細書において、軟化点とは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２２０に規定される軟化点を環球式軟化点測定装置で測定し、球が降下した温度である。
【００２２】
上記液状レジンの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、１質量部以上、好ましくは２質量部以上である。１質量部未満であると、転がり抵抗特性を充分に改善できないおそれがある。また、上記液状レジンの含有量は、６質量部以下、好ましくは５質量部以下である。６質量部を超えると、押出加工性の改善効果が大きくなる一方で、転がり抵抗特性が悪化する傾向がある。
【００２３】
本発明のゴム組成物は、補強剤として、カーボンブラック及び／又はシリカを含有する。これにより、補強性が得られ、良好な押出加工性を確保することができる。
【００２４】
カーボンブラックとしては特に限定されず、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＦ、ＧＰＦなど、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。
【００２５】
カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、好ましくは３０ｍ２／ｇ以上、より好ましくは５０ｍ２／ｇ以上である。３０ｍ２／ｇ未満であると、充分な補強性が得られないおそれがある。また、カーボンブラックのＮ２ＳＡは、好ましくは１２０ｍ２／ｇ以下、より好ましくは８０ｍ２／ｇ以下である。１２０ｍ２／ｇを超えると、未加硫ゴム組成物の粘度が高くなり、混練加工性が悪化する傾向がある。
なお、カーボンブラックのＮ２ＳＡは、ＪＩＳ  Ｋ６２１７のＡ法によって求められる。
【００２６】
シリカとしては特に限定されず、湿式法シリカ（含水シリカ）、乾式法シリカ（無水シリカ）など、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。
【００２７】
シリカのチッ素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、好ましくは８０ｍ２／ｇ以上、より好ましくは１２０ｍ２／ｇ以上、更に好ましくは１５０ｍ２／ｇ以上である。８０ｍ２／ｇ未満であると、充分な補強性が得られないおそれがある。また、シリカのＮ２ＳＡは、好ましくは２５０ｍ２／ｇ以下、より好ましくは２００ｍ２／ｇ以下である。２５０ｍ２／ｇを超えると、未加硫ゴム組成物の粘度が高くなり、混練加工性が悪化する傾向がある。
なお、シリカのＮ２ＳＡは、ＡＳＴＭ  Ｄ３０３７−８１に準じてＢＥＴ法で測定される値である。
【００２８】
本発明のゴム組成物がシリカを含有する場合、シリカの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１０質量部以上、より好ましくは２０質量部以上、更に好ましくは３０質量部以上である。１０質量部未満であると、充分な補強効果が得られないおそれがある。該シリカの含有量は、好ましくは５５質量部以下である。５５質量部を超えると、未加硫ゴム組成物の粘度が高くなり、混練加工性が悪化するおそれがある。また、転がり抵抗特性が悪化するおそれもある。
【００２９】
本発明のゴム組成物にカーボンブラックを含有する場合、カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは５質量部以上、より好ましくは１０質量部以上、更に好ましくは２０質量部以上である。５質量部未満であると、充分な補強効果が得られないおそれがある。該カーボンブラックの含有量は、好ましくは５５質量部以下、好ましくは４０質量部以下である。５５質量部を超えると、転がり抵抗特性が悪化する傾向がある。
【００３０】
シリカ及びカーボンブラックの合計含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、５５質量部以下、好ましくは４５質量部以下、より好ましくは４０質量部以下、更に好ましくは３５質量部以下である。５５質量部を越えると、転がり抵抗特性が悪化し、転がり抵抗特性及び押出加工性を両立できないおそれがある。また、該合計含有量は、好ましくは１０質量部以上、より好ましくは２０質量部以上、更に好ましくは２５質量部以上である。１０質量部未満の場合、充分な押出加工性を確保できないおそれがある。
【００３１】
シリカ及びカーボンブラックの合計含有量１００質量％中のシリカの含有量は、好ましくは４０質量％以上である。４０質量％未満の場合、シリカを配合した効果が充分に得られないおそれがある。
【００３２】
シリカは、シランカップリング剤と併用することが好ましい。シランカップリング剤としては、ゴム工業において、従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を使用することができ、例えば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドなどのスルフィド系、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシランなどのビニル系、３−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノ系、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランのグリシドキシ系、３−ニトロプロピルトリメトキシシランなどのニトロ系、３−クロロプロピルトリメトキシシランなどのクロロ系などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、スルフィド系が好ましく、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドがより好ましい。
【００３３】
シランカップリング剤の含有量は、シリカ１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上、より好ましくは２質量部以上、更に好ましくは４質量部以上である。１質量部未満では、充分なゴム強度を確保できないおそれがある。また、該シランカップリング剤の含有量は、好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１０質量部以下である。２０質量部を超えると、コストの増加に見合った効果が得られない傾向がある。
【００３４】
本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、ステアリン酸、酸化防止剤、老化防止剤、加硫促進剤、ワックス、軟化剤などを必要に応じて配合してもよい。
【００３５】
上記液状レジンは、ゴム組成物を軟化する作用を有している。したがって、上記液状レジンを用いることで、ゴム組成物中のオイルを減量し、オイルによる性能低下（転がり抵抗の増大など）を防止できる。
【００３６】
オイルの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは５質量部以下、より好ましくは４質量部以下、更に好ましくは３．５質量部以下、特に好ましくは３．２質量部以下である。また、オイルの含有量は、０質量部（含有しない）であってもよい。
【００３７】
本発明のゴム組成物を用い、通常の方法で本発明の空気入りタイヤを製造することができる。すなわち、前記ゴム組成物を用いてベーストレッドを作製し、他の部材とともに貼り合わせ、タイヤ成型機上にて加熱加圧することにより製造できる。
【００３８】
本発明の空気入りタイヤは、乗用車、トラック、バス等に用いることができる。
【実施例】
【００３９】
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００４０】
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
ＮＲ：ＲＳＳ＃３
ＢＲ：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ
ＳＢＲ：ＪＳＲ（株）製のＳＢＲ１５０２
カーボンブラック：キャボットジャパン（株）製のＮ３５１（Ｎ２ＳＡ：６９ｍ２／ｇ）
シリカ：デグッサ社（株）製のウルトラシルＶＮ３（Ｎ２ＳＡ：１７５ｍ２／ｇ）
シランカップリング剤：デグッサ社製のＳｉ６９（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）
オイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＡＨ−２４
固体レジン：エクソン化学製のエスコレッツ１１０２（Ｃ５系樹脂、軟化点：９７〜１０３℃）
液状レジン：Ｒｕｔｇｅｒｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製のＮｏｖａｒｅｓ  Ｃ１０（液状クマロンインデン樹脂、軟化点：５〜１５℃）
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
老化防止剤：住友化学（株）製のアンチゲン６Ｃ
ステアリン酸：日油（株）製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛
硫黄：軽井沢硫黄（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤ＮＳ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ
【００４１】
実施例１〜３及び比較例１〜８
表１に示す配合処方に従い、１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の薬品を混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。更に、得られた未加硫ゴム組成物を、２ｍｍ厚の金型を用いて１５０℃で３０分間プレス加硫し、加硫ゴムシートを得た。
【００４２】
上記未加硫ゴム組成物及び加硫ゴムシートを用いて以下の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００４３】
（転がり抵抗指数）
粘弾性スペクトロメーターＶＥＳ（（株）岩本製作所製）を用いて、温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み２％の条件下で上記加硫ゴムシートのｔａｎδを測定し、比較例１の転がり抵抗指数を１００として、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど、転がり抵抗特性が優れることを示す。
（転がり抵抗指数）＝（比較例１のｔａｎδ）／（各配合のｔａｎδ）×１００
【００４４】
（押出加工性）
上記未加硫ゴム組成物のロール通過しやすさ、押出後のゴム肌（表面形状）を目視で観察し、５点満点で評価した。５に近いほど押出加工性に優れることを示す。
【００４５】
【表１】
2011144322.tif 000002
【００４６】
表１より、所定量の液状レジンを配合した実施例は、それぞれ対応する比較例よりも転がり抵抗特性及び押出加工性が良好であった。
【００４７】
比較例２は、比較例１の配合からカーボンブラックを減量することにより、転がり抵抗特性は改善したが、押出加工性が悪化した。
【００４８】
比較例３は、比較例２の配合からオイルの一部を固体レジンに置換することにより、押出加工性は改善したが、転がり抵抗特性が悪化した。
【００４９】
比較例４は、比較例２の配合からオイルを増量することにより、押出加工性は改善したが、転がり抵抗特性が悪化した。
【００５０】
比較例５は、カーボンブラックの含有量が多いため、液状レジンを配合しても転がり抵抗特性が改善されず、押出加工性も悪化した。
【００５１】
比較例６は、液状レジンの含有量が多いため、押出加工性は改善されたが、転がり抵抗特性が悪化した。
【００５２】
比較例７は、比較例２の配合からＢＲをＳＢＲで置換することにより、押出加工性は改善されたが、転がり抵抗特性が悪化した。
【００５３】
比較例８は、比較例１の配合からカーボンブラックをシリカで置換することにより、転がり抵抗特性が改善されたが、押出加工性が悪化した。