(57)【要約】【課題】タイヤの耐摩耗性や耐カット性などの耐久性を悪化させることなく、タイヤを軽量化し、タイヤの転がり抵抗を低減させ、かつ操縦安定性を向上させる。【解決手段】ジエン系ゴム１００重量部に対して、無機充填剤２０〜１２０重量部およびポリオレフィン粉末５〜７０重量部を含み、かつ前記ポリオレフィン粉末の重量に対して５〜１５重量％のエチレンプロピレンゴムを含むタイヤ用ゴム組成物。前記ポリオレフィン粉末の粒子径が５００μｍ以下であることが好ましく、前記タイヤ用ゴム組成物の混練りにおける最高温度が１６５℃以下であることが好ましい。また、前記エチレンプロピレンゴムは、エチリデンノルボルネンが第三モノマーとして重合されたエチレンプロピレンゴムであることが好ましい。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム１００重量部に対して、無機充填剤２０〜１２０重量部およびポリオレフィン粉末５〜７０重量部を含み、かつ該ポリオレフィン粉末の重量に対して５〜１５重量％のエチレンプロピレンゴムを含むタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
前記ポリオレフィン粉末の粒子径が５００μｍ以下である請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
前記タイヤ用ゴム組成物の混練りにおける最高温度が１６５℃以下である請求項１または２記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項４】
前記エチレンプロピレンゴムは、エチリデンノルボルネンが第三モノマーとして重合されたエチレンプロピレンゴムである請求項１、２または３記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項５】
請求項１、２、３または４記載のタイヤ用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車向け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。
【０００２】
【従来の技術】
近年、省エネルギーを目的として、タイヤの転がり抵抗を低減させるための種々の方法が取り上げられている。タイヤの転がり抵抗を低減させる方法としては、タイヤの軽量化が挙げられるが、タイヤを構成するゴムのトレッドの量を少なくし、タイヤの軽量化を図ると、耐摩耗性が悪化する。また、サイドウォール部の量を少なくすると、タイヤの横剛性が低下し、操縦安定性が悪化する。
【０００３】
また、ゴムの比重を小さくするために、ゴム配合中に含まれる充填剤を低減すれば、タイヤの軽量化と転がり抵抗の低減ができるが、ゴムの補強性の低下をもたらし、耐摩耗性や耐カット性などの面で劣ることになる。
【０００４】
これらを解決するために、ジエン系ゴムよりも硬く、充填剤よりも比重の軽いポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン粉末を、充填剤の代わりとしてゴム中に配合することが知られている。
【０００５】
詳細には、ゴム成分に熱可塑性エラストマー、オレフィン系樹脂を配合すると、ゴムの疲労性および低発熱性を両立すること（特許文献１および特許文献２参照）、ならびに、充填剤をあらかじめ混合したポリオレフィンをゴム組成物に配合すると、加工性および弾性率に優れること（特許文献３参照）が知られている。また、ゴム組成物にポリオレフィンを配合すると、低燃費性を維持しながらもゴム物性に優れたゴム組成物が得られること（特許文献４参照）、ならびに、ゴムおよびポリオレフィンを主成分とする樹脂強化エラストマーが、張強度、耐摩耗性および耐疲労性に優れること（特許文献５参照）が知られている。しかし、これらのオレフィン系の粉末はジエン系のゴムとの接着が劣るので、容易に破壊の核となりやすいことが判っている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−３０９９７４号公報
【特許文献２】
特開平７−３０９９７５号公報
【特許文献３】
特開２００２−２１２３４２号公報
【特許文献４】
特開平１０−２６５６１６号公報
【特許文献５】
特開２００２−１２７０８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、タイヤ用ゴム組成物において、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン粉末を充填剤の代わりとして用いても、タイヤの耐摩耗性や耐カット性などの耐久性を低下させることなく、タイヤを軽量化し、タイヤの転がり抵抗を低減させ、かつ操縦安定性を向上させるタイヤ用ゴム組成物を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、無機充填剤２０〜１２０重量部およびポリオレフィン粉末５〜７０重量部を含み、かつ前記ポリオレフィン粉末の重量に対して５〜１５重量％のエチレンプロピレンゴムを含むタイヤ用ゴム組成物に関する。
【０００９】
前記ポリオレフィン粉末の粒子径が５００μｍ以下であることが好ましい。
【００１０】
前記タイヤ用ゴム組成物の混練りにおける最高温度が１６５℃以下であることが好ましい。
【００１１】
前記エチレンプロピレンゴムは、エチリデンノルボルネンが第三モノマーとして重合されたエチレンプロピレンゴムであることが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、前記タイヤ用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴム、無機充填剤、ポリオレフィン粉末、ならびにエチレンプロピレンゴムを含む。
【００１４】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分としてスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、１，４付加型イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニトリル（ＮＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）などのジエン系ゴムを含む。
【００１５】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、無機充填剤として、カーボンブラックおよび／またはシリカを含む。前記カーボンブラックの種類としては、とくに制限はなく、たとえば、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどがあげられる。また、前記シリカの種類としては、とくに制限はなく、たとえば、乾式法シリカ（無水ケイ酸）、湿式法シリカ（含水ケイ酸）などがあげられる。無機充填剤としてのカーボンブラックおよび／またはシリカの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して２０〜１２０重量部である。より好ましくは、３０〜１００重量部であり、さらに好ましくは３５〜８５重量部である。カーボンブラックおよび／またはシリカの配合量が２０重量部未満であると補強性が著しく低下し、１２０重量部をこえると、転がり抵抗が悪化することになり、好ましくない。
【００１６】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ポリプロピレン（以下、ＰＰという）、ポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィン粉末を含む。ここで、粉末とは、ペレット状ではなく、粒径の細かいものをいう。ポリオレフィン粉末の粒径は、５００μｍ以下であることが好ましく、１〜３００μｍであることがより好ましく、１〜１００μｍであることがさらに好ましい。ポリオレフィン粉末の粒径が５００μｍをこえると、ポリオレフィン粉末はゴム中に分散せず異物として残り、ジエン系ゴムとの接着が劣るので破壊核となりやすく、耐久性を悪化させる。ポリオレフィン粉末の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して５〜７０重量部である。より好ましくは、１０〜６０重量部であり、さらに好ましくは１０〜５５重量部である。ポリオレフィン粉末の含有量が５重量部未満であると、軽量化や転がり抵抗の低減が達成されず、操縦安定性の向上が期待できない。また、７０重量部をこえると、ゴムの強度が低下し、コスト高となるので好ましくない。
【００１７】
前記ジエン系のゴムにＰＰ粉末を混合する際、混練り時の温度は１６５℃以下であることが好ましく、１２０〜１６０℃であることが特に好ましい。１６５℃をこえる温度で混練すると、ＰＰ粉末が溶けてしまい、シート加工性が悪下する傾向がある。また、ＰＥを用いる場合は１４０℃以下での混練りが好ましく、１１０〜１３５℃での混練が特に好ましい。１４０℃を越える温度で混練すると、ＰＥ粉末が溶けてしまい、シート加工性が悪下する傾向がある。
【００１８】
さらに、上記のように練り温度に注意を払ってゴム練りしても、ジエン系のゴムとポリオレフィン粉末とのあいだでは接着性が悪く、とくに、ポリオレフィン粉末の配合量が多い場合には、オレフィン系の粉体がゴム自体の破壊の核となりやすく耐久性が劣るという現象がみられる。この破壊の核となって耐久性を落としてしまうという現象は、ＰＥやＰＰなどのポリオレフィン粉末に親和性のあるエチレンプロピレンゴム（以下、ＥＰＤＭという）を相溶化剤として少量混入することで解決できることを見出した。
【００１９】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、相溶化剤として、ＥＰＤＭを含む。前記ＥＰＤＭとしては、エチリデンノルボルネンが第三モノマーとして重合されたエチレンプロピレンゴムが好ましい。
【００２０】
ＥＰＤＭの配合量は、ポリオレフィン粉末の重量に対して５〜１５重量％であることが好ましく、５〜１０重量％であることがより好ましい。配合量が５重量％未満であると、相溶化剤としての効果が小さくなる傾向があり、１５重量％をこえるとゴム自体の耐久性が劣る。また、ＥＰＤＭは、ゴム成分１００重量部に対して、０．５〜１０重量部配合されることが好ましく、０．５〜８重量部配合されることがさらに好ましい。配合量が、０．５重量部未満であると、相溶化剤としての効果が小さくなる傾向があり、１０重量部をこえると、ゴム自体の耐久性が劣る傾向にがある。
【００２１】
また、ＥＰＤＭにおけるエチレンの共重合量は、５０〜８５ｍｏｌ％であることが好ましい。エチレンの共重合量が、５０ｍｏｌ％未満であると、相溶化剤としての効果が小さくなる傾向があり、８５ｍｏｌ％をこえると、ゴム自体の耐性が悪化する傾向がある。
【００２２】
本発明のタイヤ用ゴム組成物には、プロセスオイル（パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル）を配合することができる。プロセスオイルの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、好ましくは１〜６０重量部、より好ましくは１〜３０重量部である。プロセスオイルの配合量が、１重量部未満であると、加工性の面で悪化する傾向があり、６０重量部をこえると、ゴムの硬度が低下して、操縦安定性が悪化する傾向がある。
【００２３】
さらに、本発明のタイヤ用ゴム組成物には、前記シリカと併用してシランカップリング剤を配合することができる。また、ゴム成分、無機充填剤、ポリオレフィン粉末、ＥＰＤＭのほかに、通常ゴム組成物として使用される配合剤、たとえば、ワックス、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、伸展油、加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合することができる。
【００２４】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分、カーボンブラックおよび／またはシリカからなる無機充填剤、ポリオレフィン粉末、ＥＰＤＭおよび必要に応じてそのほかの配合剤を、通常の加工装置、たとえば、ロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどを用いて混練りすることにより得られる。
【００２５】
本発明のタイヤは、前記タイヤ用ゴム組成物を用いて、通常の本発明によって製造される。すなわち、前記タイヤ用ゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤの形状に押し出し加工し、タイヤ成形機上で通常の方法により貼り合わせて未加硫のタイヤを成形する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱・加圧して本発明のタイヤを得る。
【００２６】
【実施例】
つぎに本発明のタイヤ用ゴム組成物を実施例に基づいてさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２７】
実施例１〜３および比較例１〜３
テスト内容
硫黄、加硫促進剤を除く成分を、（株）神戸製鋼所製１．７Ｌバンバリーを用いて混練りしたのち、オープンロール上で、得られた混練り物に硫黄、加硫促進剤を加えて練り込んだ。得られた混合物を、１５０℃において３０分間加硫することでゴム組成物を得た。
【００２８】
実施例、比較例で用いた各成分を表１に示す。使用したＰＰ粉末は、粒子径７０μｍの出光石油化学（株）製のＨ−７００であった。
【００２９】
本テストについてはベーストレッドにＰＰ粉末を使用して、ゴム組成物を作製したが、本発明はこれらのみに制限されるものではない。
【００３０】
【表１】
2004263046.tif 000002
【００３１】
測定項目
（硬度（ＪＩＳ−Ａ））
調製したゴム組成物の硬度を、２５℃でＪＩＳ−Ａ硬度計で測定した。
【００３２】
（粘弾性測定）
（株）岩本製作所製のＶＥＳ−Ｆ−３を用いて、周波数１０Ｈｚ、初期歪み１０％、動歪み２％で６０℃におけるＥ＊（複素弾性率）とｔａｎδ（損失正接）を測定した。このＥ＊値が大きいほど剛性が高く、操縦安定性に優れる。またｔａｎδ値が小さいほど転がり抵抗が低減されている。
【００３３】
（引張試験）
ＪＩＳ−Ｋ６２５１に準じて３号ダンベルを用いて、調製したタイヤ用ゴム組成物の引張試験を実施し、破断強度（ＴＢ）、破断伸び（ＥＢ）を測定した。示された数値が大きいほどゴムの強度が良好である。
【００３４】
（引裂試験）
ＪＩＳ−Ｋ６２５２に準じて、調製したタイヤ用ゴム組成物の試験を行なった。示された数値が大きいほどゴムの強度が良好である。
【００３５】
（操縦安定性）
１９５／６０Ｒ１５のタイヤを常法で作製し、当該タイヤを装着した普通乗用車にてテストコースにおいて官能試験を実施した。とくにハンドル応答性について比較例１を６点として相対評価した。点数が高い方が操縦安定性が良好である。
【００３６】
（タイヤの軽量化）
作製したタイヤを無風状態下で、重量計にて測定した。ばらつきを考慮して同一規格のタイヤでＮ＝３以上で測定し、その平均値をタイヤ重量とした。表２記載の値は基準タイヤと比べた時の軽量化の程度を示している。
【００３７】
評価結果
【００３８】
【表２】
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【００３９】
実施例１における破断強度（ＴＢ）、破断伸び（ＥＢ）は、比較例１とほぼ同等であり、硬度およびＥ＊値が高くなり、操縦安定性を向上させることができた。また、軽量化も達成された。実施例３におけるゴム強度は、やや低下したものの、硬度およびＥ＊値が大幅に改善され、操縦安定性も改善され、さらに軽量化も達成された。
【００４０】
一方、比較例２では硬度およびＥ＊がやや高くなったが、操縦安定性や軽量化という点での効果が認められなかった。また、比較例３ではゴムの破壊時の引張強度や、引裂強度が基準と比較して、著しく低下した。
【００４１】
一般にポリプロピレンは比重が１以下（０．９１）であり、一方、タイヤ用ゴム組成物は比重が１以上である。本発明のように、タイヤ用ゴム組成物に低比重のポリプロピレン粉末を配合することで、タイヤの軽量化が達成される。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、耐久性を低下させることなく、タイヤを軽量化し、タイヤの転がり抵抗を低減させ、かつ操縦安定性の改善が達成される。