(57)【要約】【課題】グリップ性能を損なうことなく、低転がり抵抗性と耐摩耗性を高度に両立し得るゴム組成物、および該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）酸化アルミニウム０．１〜２０重量部、（Ｃ）一般式：【化１】2004315590.tif 000008（式中、ｎは１〜４の整数であり、Ｒ１、Ｒ２は炭素数１２以下の炭化水素基を表す）で示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、配合比率（（Ｂ）＋（Ｃ））／（Ｄ）が０．０１〜０．２であるゴム組成物。【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）酸化アルミニウム０．１〜２０重量部、
（Ｃ）一般式：
【化１】
2004315590.tif 000007
（式中、ｎは１〜４の整数であり、Ｒ１、Ｒ２は炭素数１２以下の炭化水素基を表す）で示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、
配合比率（（Ｂ）＋（Ｃ））／（Ｄ）が０．０１〜０．２であるゴム組成物。
【請求項２】
前記一般式における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とは相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、転がり抵抗が増加するという問題を有する。
【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、転がり抵抗が増加するという問題を有する。
【０００５】
特許文献１および２には、操縦安定性、ウェットスキッド性などを改善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系化合物を配合することが記載されている。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ものの、耐摩耗性までを向上させることはできなかった。
【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】
特開平１１−２１３８３号公報
【特許文献２】
特開２００２−１１４８７１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況下で、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、従来の方法で製造さ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）酸化アルミニウム０．１〜２０重量部、（Ｃ）一般式：
【００１１】
【化２】
2004315590.tif 000002
【００１２】
（式中、ｎは１〜４の整数であり、Ｒ１、Ｒ２は炭素数１２以下の炭化水素基を表す）で示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、配合比率（（Ｂ）＋（Ｃ））／（Ｄ）が０．０１〜０．２であるゴム組成物に関する。
【００１３】
前記一般式におけるＲ１および／またはＲ２が、２−エチルヘキシル基であることが好ましい。
【００１４】
本発明はまた、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、（Ｂ）酸化アルミニウム、（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特定量配合することにより、グリップ性能を損なうことなく、転がり抵抗を低減させ、かつ耐摩耗性を向上させたものである。
【００１６】
ジエン系ゴム成分（Ａ）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。これらのゴム成分は、単独で用いても、２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００１７】
酸化アルミニウム（Ｂ）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。酸化アルミニウムの配合量が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、２０重量部を超えると転がり抵抗が大きくなる。
【００１８】
チウラム系化合物（Ｃ）としては、以下に一般式で示されるチウラム系化合物が用いられる。
【００１９】
一般式：
【００２０】
【化３】
2004315590.tif 000003
【００２１】
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を超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。
【００２２】
かかるチウラム系化合物（Ｃ）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）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、特にテトラキス（２−エチルヘキシル）チウラムジスルフィドが好ましい。
【００２３】
チウラム系化合物（Ｃ）の配合量は、ジエン系ゴム成分（Ａ）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、２０重量部を超えると耐摩耗性が低下する。
【００２４】
酸化アルミニウム（Ｂ）とチウラム系化合物（Ｃ）の配合比率（Ｂ）／（Ｃ）は、０．２〜５であることが好ましい。配合比率（Ｂ）／（Ｃ）が０．２未満では耐摩耗性が低下する傾向があり、５を超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（Ｄ）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のものが好ましい。Ｎ２ＳＡが８０ｍ２／ｇ未満では耐摩耗性が低下する傾向があり、２８０ｍ２／ｇを超えると転がり抵抗が大きくなる傾向がある。
【００２６】
カーボンブラック（Ｄ）の配合量は、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、好ましくは１０〜２００重量部であり、より好ましくは１５〜１５０重量部であり、さらに好ましくは２０〜１００重量部である。カーボンブラックの配合量が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重量部を超えると加工性が低く、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。
【００２７】
酸化アルミニウム（Ｂ）およびチウラム系化合物（Ｃ）の、カーボンブラック（Ｄ）に対する配合比率（（Ｂ）＋（Ｃ））／（Ｄ）は、０．０１〜０．２であり、好ましくは０．０２〜０．１５である。この配合比率が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を超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。
【００２８】
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。
【００２９】
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であり、１３０〜２８０ｍ２／ｇであることが好ましい。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。
【００３０】
シリカの配合量は、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、好ましくは５〜１５０重量部であり、より好ましくは１０〜１２０重量部である。シリカの配合量が５重量部未満であると、充分な補強効果が得られず、１５０重量部をこえると、加工性および作業性が低下する傾向がある。
【００３１】
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。
【００３２】
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％であり、より好ましくは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、コストのわりにカップリング効果が得られず、補強性および耐摩耗性が低下する傾向がある。
【００３３】
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される。
【００３４】
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の各部材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、低転がり抵抗性および耐摩耗性のバランスに優れるものである。
【００３５】
【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ない。
【００３６】
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
酸化アルミニウム：住友化学工業（株）製のアルミナＡＬ−３２
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
【００３７】
以下に加硫ゴムの評価方法について説明する。
【００３８】
（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。
【００３９】
（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、それぞれ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。
【００４０】
（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
【００４１】
実施例１〜４および比較例１〜８
表１〜３に示す各配合処方にしたがって混練り配合し、各種供試ゴム組成物を得た。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。
【００４２】
【表１】
2004315590.tif 000004
【００４３】
【表２】
2004315590.tif 000005
【００４４】
【表３】
2004315590.tif 000006
【００４５】
表１、２および３の結果から、（Ｂ）酸化アルミニウムおよび（Ｃ）チウラム系化合物の、（Ｄ）カーボンブラックに対する配合比率（（Ｂ）＋（Ｃ））／（Ｄ）が、０．０１〜０．２である場合には（実施例１〜４）、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。
【００４６】
（（Ｂ）＋（Ｃ））／（Ｄ）が０．０１未満では、酸化アルミニウム、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（比較例２）、ほとんど効果が得られず、また０．２を超える場合には（比較例３および比較例８）、耐摩耗性が大幅に低下することがわかった。
【００４７】
また、酸化アルミニウムとチウラム系化合物を単独で配合すると（比較例４および５）、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。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、ジエン系ゴム成分（Ａ）に、酸化アルミニウム（Ｂ）、チウラム系化合物（Ｃ）、およびカーボンブラック（Ｄ）を組み合わせて特定量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、転がり抵抗を低減させ、かつ耐摩耗性を向上させたタイヤトレッド用ゴム組成物、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。