(57)【要約】【課題】地球環境に優しい材料を使用したものでありながら、ウエット性能と低転がり抵抗性のバランスに優れるタイヤトレッド用ゴム組成物を提供する。【解決手段】エポキシ化率が２〜３５％であるエポキシ化天然ゴムのみで実質的に構成されるゴム成分１００重量部と、ＢＥＴ比表面積が５０〜２２０ｍ２／ｇ、より好ましくは６０〜１３０ｍ２／ｇであるシリカ３０〜１００重量部と、を含有するタイヤトレッド用ゴム組成物である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ化率が２〜３５％であるエポキシ化天然ゴムのみで実質的に構成されるゴム成分１００重量部と、ＢＥＴ比表面積が５０〜２２０ｍ２／ｇであるシリカ３０〜１００重量部と、を含有するタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
前記シリカのＢＥＴ比表面積が６０〜１３０ｍ２／ｇであることを特徴とする請求項１記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤのトレッドゴムとして用いられるタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用の空気入りタイヤ、特に乗用車用タイヤのトレッドゴムにおいては、一般に、湿潤路面でのグリップ性能であるウエット性能を向上させるため、ガラス転移点（Ｔｇ）の高いスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）が、ゴム成分に用いられている。
【０００３】
また、最近の市場における低燃費性の要求からタイヤの転がり抵抗を低減することが求められており、そのため、低転がり抵抗性とウェット性能とのバランスが得られやすいシリカを充填材として用いて、スチレンブタジエンゴムと組み合わせることが種々提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００４】
シリカは、一般にゴム成分に対する分散性に劣ることから、上記特性を十分に発揮させることは難しい。そこで、シリカとゴム成分との親和性を向上するために、シランカップリング剤を配合したり、あるいはまた、スチレンブタジエンゴムの末端をシリカと親和性のある官能基で変性するなどの方法が提案されている（例えば、下記特許文献２参照）。
【０００５】
なお、下記特許文献３には、エポキシ化天然ゴム５〜９５重量部と他のジエン系ゴム９５〜５重量部からなるゴム成分１００重量部に、シリカ５〜８５重量部と、シランカップリング剤０．５〜８．５重量部を配合してなり、タイヤトレッドやカーカスプライコンパウンドに用いられるゴム組成物が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２８２９４６号公報
【特許文献２】特開２００５−２２０３２３号公報
【特許文献３】特開平０７−１４９９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、地球環境保護やエネルギー問題に対する関心が高まるにつれ、タイヤにおいても、化石原料に依存しない材料を用いることが望まれており、自然生成物や光合成植物などのグリーン材料の使用が検討されている。
【０００７】
しかしながら、かかるグリーン材料としての天然ゴムは、ガラス転移点が低いことから、ウエット性能に劣るという問題があり、低転がり抵抗性とウエット性能の両立を図るという市場の要求に応えることは難しい。
【０００８】
ところで、グリーン材料である天然ゴムを原料とするものとして、天然ゴムラテックスをエポキシ化して得られるエポキシ化天然ゴムがある。エポキシ化天然ゴムは、分子内に極性基としてエポキシ基を持つため、シリカとの親和性が高いものと考えられる。
【０００９】
そこで、本発明は、エポキシ化天然ゴムとシリカとを組み合わせることで、地球環境に優しい材料を使用したものでありながら、ウエット性能と低転がり抵抗性のバランスに優れるタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することを目的とする。
【００１０】
なお、上記特許文献３には、エポキシ化天然ゴムを配合することが開示されているが、同文献において、ゴム成分はエポキシ化天然ゴムと他のジエン系ゴムのブレンド系であり、実施例において具体的に開示されたものもエポキシ化天然ゴムが０〜３０重量部と、ゴム成分中における構成比が低いものである（同文献の表１〜３参照）。また、作用効果としても、耐摩耗性及びコードへの接着性の向上を意図したものであり（同文献の段落００２６参照）、後述する本発明の特徴については何ら開示されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物は、エポキシ化率が２〜３５％であるエポキシ化天然ゴムのみで実質的に構成されるゴム成分１００重量部と、ＢＥＴ比表面積が５０〜２２０ｍ２／ｇであるシリカ３０〜１００重量部と、を含有するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ゴム成分を上記エポキシ化天然ゴム単独で実質的に構成するとともに、該ゴム成分に上記シリカを配合したことにより、空気入りタイヤのウエット性能と低転がり抵抗性のバランスを著しく向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。
【００１４】
本発明に係るゴム組成物において、ゴム成分は、エポキシ化率が２〜３５％であるエポキシ化天然ゴムのみで実質的に構成される。
【００１５】
エポキシ化天然ゴムは、天然ゴムの主鎖の二重結合にエポキシ基が導入されたものであり、天然ゴムラテックスに過酢酸を反応させることにより得られる。このようにして得られるエポキシ化天然ゴムは、天然ゴムに比べてガラス転移点が高く、スチレンブタジエンゴムと同等とガラス転移点を持つので、ウエット性能を向上することができる。また、スチレンブタジエンゴムがシリカと親和性のある極性基を分子末端のみに有しているのに対し、エポキシ化天然ゴムではシリカと親和性のあるエポキシ基が主鎖中に比較的均一に含まれていることから、シリカとの親和性を一層向上して、ゴム成分全体に均一に分散させることができ、低転がり抵抗性に優れる。
【００１６】
ゴム成分として、エポキシ化天然ゴム単独使用のものと、スチレンブタジエンゴム使用のものとの間で、温度−ｔａｎδ曲線を比較した場合、ウエット性能の指標となる−１０℃付近でのｔａｎδは、両者で同等であるのに対し、転がり抵抗性の指標となる５０℃付近でのｔａｎδは、エポキシ化天然ゴムの方が低い。そのため、ゴム成分をエポキシ化天然ゴム単独で構成することにより、スチレンブタジエンゴムの場合と比べて、ウエット性能を確保しながら、低転がり抵抗性を改善することができる。
【００１７】
本発明においてゴム成分は、上記エポキシ化天然ゴムのみで実質的に構成されるが、これは、天然ゴムなどの他のゴムをブレンドすると、シリカの分散性が損なわれて、低転がり抵抗性の改善効果が小さくなるためである。また、他のゴムをブレンドすると、ウエット性能の指標である−１０℃付近のｔａｎδが下がり、ウエット性能も損なわれる。従来、上記特許文献３のようにタイヤ用ゴムにエポキシ化天然ゴムを用いることは開示されていたが、これをトレッドゴムのゴム成分として単独で使用することは、当業者の技術常識を遙かに超えたものであり、本発明によりはじめてその優れた効果が確認されたものである。ここで「実質的に」とは、ゴム成分が上記エポキシ化天然ゴム単独で構成されるか、仮に他のゴムを含んでいても上記効果を損なわない程度の少量含有すること、具体的には他のゴムの含有率がゴム成分全体の３重量％以下であることを意味する。
【００１８】
本発明で用いられるエポキシ化天然ゴムのエポキシ化率は２〜３５％であり、より好ましくは１５〜３０％である。エポキシ化率が低すぎると、ガラス転移点が低くなり、ウエット性能の改善効果が得られず、また、シリカとの親和性も劣る。逆に、エポキシ化率が高すぎると、低転がり抵抗性が損なわれる。
【００１９】
本発明のゴム組成物は、ＢＥＴ比表面積が５０〜２２０ｍ２／ｇであるシリカを含有する。シリカのＢＥＴ比表面積の上限は、より好ましくは１５０ｍ２／ｇ以下、更に好ましくは１３０ｍ２／ｇ以下であり、下限は、より好ましくは６０ｍ２／ｇ以上である。ＢＥＴ比表面積が５０ｍ２／ｇ未満であると、補強性が低下して、強度や耐久性が不十分となる。逆に、ＢＥＴ比表面積が２２０ｍ２／ｇを超えると、低転がり抵抗性が損なわれる。
【００２０】
シリカとして、好ましくは、ＢＥＴ比表面積が６０〜１３０ｍ２／ｇである大粒径シリカを用いることであり、これにより、低転がり抵抗性を更に向上するとともに、未加硫ゴム組成物の粘度を下げて加工性に寄与することができる。ここで、ＢＥＴ比表面積は、ＩＳＯ  ５７９４／１に準じて測定される値である。
【００２１】
上記シリカは、ゴム成分１００重量部に対して３０〜１００重量部配合される。より好ましくは、ゴム成分１００重量部に対して４０〜９０重量部である。シリカの配合量が３０重量部未満では、上記した低転がり抵抗性とウエット性能の向上効果が不十分となる。逆に、１００重量部を超えると、加工が困難となる。
【００２２】
本発明に係るゴム組成物には、シリカとゴム成分の結合を促進するために各種シランカップリング剤を配合することができる。シランカップリング剤としては、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−ニトロプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。シランカップリング剤は、シリカ１００重量部に対して、通常５〜２０重量部配合される。
【００２３】
本発明に係るゴム組成物には、上記ゴム成分とシリカの他に、カーボンブラック等の他の充填材、老化防止剤、亜鉛華、ステアリン酸、軟化剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤、加硫遅延剤など、タイヤ用ゴム組成物において通常に用いられる各種添加剤を配合することができる。
【００２４】
本発明に係るゴム組成物は、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ローラーなどの混練機を用いて混練りすることにより得られ、常法に従い加硫成形することにより、空気入りタイヤのトレッドを形成することができる。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２６】
バンバリーミキサーを使用し、下記表１に示す配合に従い、実施例及び比較例の各タイヤトレッド用ゴム組成物を調製した。表１中の各成分は以下の通りである。
【００２７】
・ＮＲ：天然ゴム（ＲＳＳ＃３）、
・ＥＮＲ−２５：エポキシ化率が２５％のエポキシ化天然ゴム（マレーシアのＭＲＢ社製「ＥＮＲ−２５」）、
・ＥＮＲ−５０：エポキシ化率が５０％のエポキシ化天然ゴム（マレーシアのＭＲＢ社製「ＥＮＲ−５０」）、
・ＳＢＲ：末端変性スチレンブタジエンゴム（日本ゼオン社製「ＮＳ−１１６」）、
・シリカ１：東ソー・シリカ社製「ニップシールＡＱ」、ＢＥＴ比表面積＝２１５ｍ２／ｇ）、
・シリカ２：デグッサ社製「ＶＮ２」、ＢＥＴ比表面積＝１２５ｍ２／ｇ）。
【００２８】
各ゴム組成物には、共通配合として、シランカップリング剤（デグッサ社製「Ｓｉ６９」）をシリカの配合量の８重量％配合するとともに、ゴム成分１００重量部に対し、亜鉛華（三井金属鉱業株式会社製「亜鉛華１号」）３重量部、ステアリン酸（花王株式会社製「ルナックＳ−２０」）２重量部、老化防止剤６Ｃ（大内新興化学工業株式会社製「ノクラック６Ｃ」）２重量部、ワックス（大内新興化学工業株式会社製「サンノック」）２重量部、アロマオイル（日本石油株式会社製「コウモレックス３００」）３５重量部、硫黄（細井化学工業株式会社製「ゴム用粉末硫黄１５０メッシュ」）２．５重量部、加硫促進剤ＣＺ（大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーＣＺ」）２重量部、及び、加硫促進剤Ｄ（大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーＤ」）１重量部を配合した。
【００２９】
得られた各ゴム組成物を用いてキャップ／ベース構造のトレッドを有するタイヤのキャップトレッドに適用し、２０５／６５Ｒ１５  ９４Ｈの空気入りラジアルタイヤを常法に従い製造し、転がり抵抗性とウエット性能を評価した。各評価方法は、以下の通りである。
【００３０】
・転がり抵抗性：使用リムを１５×６．５ＪＪとしてタイヤを装着し、空気圧２３０ｋＰａ、荷重４５０ｋｇｆとして、転がり抵抗測定用の１軸ドラム試験機にて２３℃で８０ｋｍ／ｈで走行させたときの転がり抵抗を測定した。比較例１の値を１００とした指数で表示した。指数が小さいほど、転がり抵抗が小さく、従って燃費性に優れることを示す。
【００３１】
・ウエット性能：２０００ｃｃの国産ＦＦ車に各タイヤを４本装着し、２〜３ｍｍの水深で水をまいたアスファルト路面上を走行し、９０ｋｍ／ｈでＡＢＳを作動させて２０ｋｍ／ｈまで減速時の制動距離を測定した。比較例１の値を１００とした指数で表示し、指数が大きいほどウエット性能に優れることを示す。
【表１】
2008189846.tif 000002
【００３２】
表１に示すように、ゴム成分としてＥＮＲ−２５単独使用にシリカを配合した実施例１，２では、天然ゴムにシリカを配合した比較例１に対して、転がり抵抗が低減するともに、ウエット性能が大幅に改善されていた。特に、ＥＮＲ−２５と大粒径シリカを組み合わせた実施例２では、低転がり抵抗性が著しく改善されていた。また、スチレンブタジエンゴムを用いた比較例６に対し、低転がり抵抗性が改善されていた。
【００３３】
これに対し、ＥＮＲ−５０を用いた比較例２では、ゴム成分のエポキシ化率が高すぎて、低転がり抵抗性が大幅に悪化していた。また、ＥＮＲ−５０と天然ゴムとをブレンドした比較例３，５では、ゴム成分全体のエポキシ化率としては、実施例１と同等ないし近い値であったにもかかわらず、低転がり抵抗性が大幅に悪化しており、またウエット性能も実施例１に対して悪化していた。また、天然ゴムとＥＮＲ−２５を１０／９０の割合でブレンドした比較例４では、ＥＮＲ−２５を主成分とするものであるものの、実施例１のような優れた低転がり抵抗性の改善効果は得られなかった。このようにエポキシ化天然ゴムと天然ゴムをブレンドした系で低転がり抵抗性が悪化するのは、エポキシ化天然ゴムの配合量が少なくなると、エポキシ化天然ゴム相中のフィラー密度が高くなり、このことが低転がり抵抗性に不利に作用するためと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
このように本発明によれば、ゴム成分を特定のエポキシ化天然ゴムの単独使用とするとともに、これにシリカを組み合わせることで、ゴム成分に地球環境に優しいグリーン材料を使用したものでありながら、低転がり抵抗性とウエット性のバランスを著しく向上することができ、よって、乗用車用ラジアルタイヤを始めとする各種空気入りタイヤのトレッドゴムを形成するゴム組成物として好適に用いることができる。