(57)【要約】【課題】グリップ性能を損なうことなく、転がり抵抗の低減と耐摩耗性の向上を両立し得るゴム組成物、およびこのゴム組成物を用いたタイヤを提供する。【解決手段】（Ａ）ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、（Ｂ）酸化チタン（ＩＶ）０．１〜２０重量部、（Ｃ）特定のチウラム系化合物０．１〜２０重量部、および（Ｄ）カーボンブラックを含有してなり、（Ｂ）酸化チタン（ＩＶ）と（Ｃ）チウラム系化合物との合計含有量が、（Ｄ）カーボンブラックの含有量の０．０１〜０．２倍であるゴム組成物、ならびにこのゴム組成物からなるトレッドを有するタイヤ。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、
（Ｂ）酸化チタン（ＩＶ）０．１〜２０重量部、
（Ｃ）一般式：
【化１】
2004292593.tif 000007
（ｎは１〜４の整数を表し、Ｒ１、Ｒ２は、炭素数が１２以下の炭化水素基を表す）で表されるチウラム系化合物０．１〜２０重量部、および
（Ｄ）カーボンブラックを含有してなり、
（Ｂ）酸化チタン（ＩＶ）と（Ｃ）チウラム系化合物との合計含有量が、（Ｄ）カーボンブラックの含有量の０．０１〜０．２倍であるゴム組成物。
【請求項２】
前記式におけるＲ１および／またはＲ２が２−エチルヘキシル基である請求項１記載のゴム組成物。
【請求項３】
請求項１または２記載のゴム組成物からなるトレッドを有するタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム組成物およびそれを用いたタイヤに関する。詳しくは、グリップ性能を損なうことなく、転がり抵抗を低減させ、かつ優れた耐摩耗性を実現できるタイヤの製造を可能にするゴム組成物、およびこのゴム組成物をトレッドに用いたタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤの低転がり抵抗を低減させることと耐摩耗性を向上させることは、互いに背反する関係にあることが知られている。
【０００３】
たとえば、耐摩耗性を向上させる充填剤として、粒子径が小さいカーボンブラックが多く用いられている。しかし、粒子径が小さいカーボンブラックを用いると、カーボンブラックの比表面積の増大に伴ってヒステリシスロスが大きくなり、転がり抵抗が大きくなってしまう。
【０００４】
他方、転がり抵抗を小さくする充填剤として、含水ケイ酸が知られている。しかし、含水ケイ酸を用いた場合には、同程度の比表面積を有するカーボンブラックを用いた場合と比較して、得られるゴム組成物の貯蔵弾性率が小さく、そのためグリップ性能が劣る。貯蔵弾性率を高める方法としては、含水ケイ酸の増量あるいは比表面積の増大などが考えられるが、そうすると転がり抵抗が大きくなってしまう。
【０００５】
また、操縦安定性、ウェットスキッド性などを改善するとともに、生産性、加工性なども向上させることを目的として、タイヤ用ゴム組成物にチウラム化合物を配合することが記載されている（特許文献１〜４）。しかし、チウラム化合物を配合するだけでは、転がり抵抗は低減されるが、耐摩耗性を向上させることができなかった。
【０００６】
これらの問題点を解決すべく、従来から種々の提案がなされているが、転がり抵抗の低減と耐摩耗性の向上を両立し得るゴム組成物は、未だに存在しないのが現状である。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３５６１０２
【特許文献２】
特開２００２−１１４８７１
【特許文献３】
特開２００２−６９２４５
【特許文献４】
特開平１１−２１３８３
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、グリップ性能を損なうことなく、転がり抵抗を低減させ、かつ耐摩耗性を向上させ得るゴム組成物、およびこのようなゴム組成物を用いたタイヤを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために検討を行なったところ、ある特定の化合物を組み合わせて配合することにより、従来の方法で作られるタイヤに比べてグリップ性能を損なうことなく、転がり抵抗を低減させ、かつ耐摩耗性を向上させることを高度に両立させ得ることを見出した。
【００１０】
すなわち本発明は、（Ａ）ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、（Ｂ）酸化チタン（ＩＶ）０．１〜２０重量部、（Ｃ）一般式：
【００１１】
【化２】
2004292593.tif 000002
【００１２】
（ｎは１〜４の整数を表し、Ｒ１、Ｒ２は、炭素数が１２以下の炭化水素基を表す）で表されるチウラム系化合物０．１〜２０重量部、および（Ｄ）カーボンブラックを含有してなり、（Ｂ）酸化チタン（ＩＶ）と（Ｃ）チウラム系化合物との合計含有量が、（Ｄ）カーボンブラックの含有量の０．０１〜０．２倍であるゴム組成物に関する。
【００１３】
前記式において、Ｒ１および／またはＲ２は２−エチルヘキシル基であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、前記ゴム組成物からなるトレッドを有するタイヤに関する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のゴム組成物は、（Ａ）ジエン系ゴム成分に、特定の化合物、すなわち（Ｂ）酸化チタン（ＩＶ）、（Ｃ）チウラム系化合物および（Ｄ）カーボンブラックを組み合わせて配合することにより、グリップ性能を損なうことなく、転がり抵抗性の低減と耐摩耗性の改善を両立させたものである。
【００１６】
（Ａ）ジエン系ゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）および／またはジエン系合成ゴムが用いられる。ここで、ジエン系合成ゴムとしては、たとえば、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレン合成ゴム（ＩＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、イソブチレン−イソプレンゴム（ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などがあげられる。これらのゴムは、単独で用いてもよく、あるいは２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００１７】
（Ｂ）酸化チタン（ＩＶ）の配合量は、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、０．１〜２０重量部であり、好ましくは０．５〜１０重量部である。酸化チタン（ＩＶ）の配合量が０．１重量部未満では、転がり抵抗を低減させるという効果が表れにくく、逆に２０重量部をこえると転がり抵抗が大きくなる。
【００１８】
（Ｃ）チウラム系化合物としては、下記一般式で示されるチウラム系化合物が用いられる。
【００１９】
【化３】
2004292593.tif 000003
【００２０】
ここで、ｎは１〜４の整数であり、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ炭素数が１２以下、好ましくは７〜１２の炭化水素基である。炭素数が１２をこえると転がり抵抗を低減させる効果が小さくなり、炭素数が７未満でもゴム中の分散性が低下し、転がり抵抗を低減させる効果が小さくなる傾向がある。最も好ましくは、Ｒ１および／またはＲ２は、２−エチルヘキシル基である。
【００２１】
かかるチウラム系化合物としては、具体的には、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、テトラキス（２−エチルヘキシル）チウラムジスルフィド、テトラキス（ｎ−オクチル）チウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィドなどがあげられる。これらの中でも、とくにテトラキス（２−エチルヘキシル）チウラムジスルフィドが好ましい。
【００２２】
チウラム系化合物の配合量は、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、０．１〜２０重量部であり、好ましくは０．５〜１０重量部である。チウラム系化合物の配合量が０．１重量部未満では、転がり抵抗を低減させる効果が表れにくく、逆に２０重量部をこえると耐摩耗性が低下する。
【００２３】
酸化チタン（ＩＶ）とチウラム系化合物の配合比率（（Ｂ）／（Ｃ））は、０．２〜５であることが好ましい。（Ｂ）／（Ｃ）が０．２未満では耐摩耗性が低下する傾向があり、５をこえると転がり抵抗が大きくなる傾向がある。
【００２４】
（Ｄ）カーボンブラックとしては、チッ素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が８０〜２８０ｍ２／ｇのものが好ましく、とくには１００〜２００ｍ２／ｇのものが好ましく用いられる。Ｎ２ＳＡが８０ｍ２／ｇ未満では耐摩耗性が低下する傾向があり、２８０ｍ２／ｇをこえると転がり抵抗が大きくなる傾向がある。
【００２５】
カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して１０〜２００重量部、さらには１５〜１５０重量部、とくには２０〜１００重量部であることが好ましい。１０重量部未満であると耐摩耗性が低下する傾向があり、２００重量部以上では加工性が低く分散不良を起こしたり、転がり抵抗が大きくなる傾向がある。
【００２６】
酸化チタン（ＩＶ）およびチウラム系化合物のカーボンブラックに対する配合比率（（（Ｂ）＋（Ｃ））／（Ｄ））は、０．０１〜０．２、好ましくは０．０２〜０．１５である。（（Ｂ）＋（Ｃ））／（Ｄ）が０．０１未満であると転がり抵抗を低減させる効果が小さく、また０．２をこえると耐摩耗性が低下するだけでなく、転がり抵抗を低減させる効果も小さくなる傾向がある。
【００２７】
さらに、本発明のゴム組成物には、前記成分のほかに、ゴム工業で通常使用されている各種薬品、たとえば、シリカなどの補強用充填剤、シランカップリング剤、硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤、各種軟化剤、各種老化防止剤、ステアリン酸、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤などの添加剤を配合できる。
【００２８】
シリカとしては、たとえば、チッ素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が１００〜３００ｍ２／ｇ、好ましくは１３０〜２８０ｍ２／ｇのシリカを含有することができる。Ｎ２ＳＡが１００ｍ２／ｇ未満のシリカでは補強効果が低い傾向があり、３００ｍ２／ｇをこえるシリカでは分散性が低下し、ゴム組成物の発熱性が増大する傾向がある。
【００２９】
シランカップリング剤としては、たとえばビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラサルファイド、ビス（トリエトキシシリルプロピル）ジサルファイド、トリエトキシシリルプロピルイソシアネート、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−（ポリエチレンアミノ）−プロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ’−ビニルベンジル−Ｎ−トリメトキシシリルプロピルエチレンジアミン塩などがあげられる。なかでも、ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラサルファイド、ビス（トリエトキシシリルプロピル）ジサルファイド、トリエトキシシリルプロピルイソシアネート、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランが好ましく、ビス（トリエトキシシリルプロピル）ジサルファイドがさらに好ましい。
【００３０】
シランカップリング剤の配合量は、好ましくは前記シリカの配合量の１〜２０重量％、さらに好ましくは５〜１５重量％である。シランカップリング剤の配合量が１重量％未満であると、シランカップリング剤の配合効果が充分ではなく、２０重量％をこえると、コストの割にカップリング効果が得られず、補強性、耐摩耗性が低下する傾向がある。
【００３１】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、タイヤの各部材、たとえばタイヤトレッドに使用することができる。
【００３２】
本発明のタイヤは、本発明のゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて前記各種薬品を配合した本発明のゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤトレッドの形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧してタイヤを得る。このようにして得られた本発明のタイヤは、転がり抵抗が低減され、かつ耐摩耗性も向上されているものである。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３４】
以下に、実施例および比較例で用いた各種薬品について説明する。
ＮＲ：テックビーハング製のＲＳＳ＃３
ＳＢＲ：住友化学工業（株）製のＳＢＲ１５０２
カーボンブラック：昭和キャボット（株）製のショウブラックＮ２２０（チッ素吸着比表面積：１２５ｍ２／ｇ）
シリカ：日本シリカ工業（株）製のニプシールＶＮ３
シランカップリング剤：デグッサ製のシランカップリング剤Ｓｉ６９
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ
Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミンステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
酸化チタン（ＩＶ）：堺化学工業（株）製の酸化チタンＡ−１１０
チウラム系化合物▲１▼：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＴＯＴ−Ｎ
テトラキス（２−エチルヘキシル）チウラムジスルフィド
チウラム系化合物▲２▼：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＴＢＴ−Ｎ
テトラブチルチウラムジスルフィド
硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ
Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
【００３５】
以下に加硫ゴムの評価方法について説明する。
（１）転がり抵抗
（株）上島製作所製スペクトロメーターを用いて、動的歪振幅１％、周波数１０Ｈｚ、温度６０℃の条件でｔａｎδを測定した。ｔａｎδの逆数の値について、実施例１〜３および比較例２〜５では、比較例１を１００として指数表示した。同様に、実施例４では比較例６を、比較例８では比較例７を、それぞれ１００として指数表示した。数値が大きいほど転がり抵抗が低く、良好であることを示している。
【００３６】
（２）耐摩耗性
ランボーン型摩耗試験機を用いて、室温、負荷荷重１．０ｋｇｆ、スリップ率３０％の条件で摩耗量を測定した。摩耗量の逆数を、実施例１〜３および比較例２〜５では比較例１を１００として指数表示した。同様に、実施例４では比較例６を、比較例８では比較例７を、１００として指数表示した。数値が大きいほど耐摩耗性が高いことを示している。
【００３７】
（３）グリップ性能
各実施例および比較例のゴム組成物からなるトレッドを有するサイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤを作製した。このタイヤを用いて、ドライアスファルト路面のテストコースにて実車走行を行ない、その際のグリップ性能（グリップ感、ブレーキ性能、トラクション性能）について、つぎの５段階のフィーリング評価を行なった。
５：非常に良好
４：良好
３：普通
２：やや劣る
１：劣る
【００３８】
実施例１〜３および比較例１〜８
表１〜３に示す各配合処方に従って混練り配合し、各種試供ゴム組成物を得た。これらの配合物を１７０℃で２０分間プレス加硫して加硫物を得て、得られた加硫物について各特性の試験を行なった。結果を表１〜３に示す。
【００３９】
【表１】
2004292593.tif 000004
【００４０】
【表２】
2004292593.tif 000005
【００４１】
【表３】
2004292593.tif 000006
【００４２】
表１、２および３の結果から、酸化チタン（ＩＶ）、チウラム系化合物およびカーボンブラックを、（（Ｂ）＋（Ｃ））／（Ｄ）が０．０１〜０．２の比率で配合した場合には（実施例１〜５）、耐摩耗性を維持し、あるいは向上させながら、転がり抵抗を低減させ得ることがわかった。
【００４３】
（（Ｂ）＋（Ｃ））／（Ｄ）が０．０１未満では、酸化チタン（ＩＶ）、チウラム系化合物およびカーボンブラックを配合しても、ほとんど効果が得られず（比較例２）、また０．２をこえる場合には、耐摩耗性が大幅に低下することがわかった（比較例３および比較例８）。
【００４４】
また、酸化チタン（ＩＶ）、チウラム系化合物を単独で配合すると、転がり抵抗は低減されたが、耐摩耗性が低下することがわかった（比較例４および５）。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、ある特定の化合物を組み合わせて配合することにより、従来の方法で製造されたタイヤに比べて、グリップ性能を低下させることなく、転がり抵抗の低減と耐摩耗性の向上を両立させ得るゴム組成物、およびこれをトレッドに用いたタイヤを提供することができる。