(57)【要約】【課題】タイヤトレッド用ゴム組成物のヒステリシスロスを損なうことなく、摩擦力を高める。【解決手段】ジエン系ゴム１００重量部並びに窒素吸着比表面積Ｎ２  ＳＡ（ｍ２  ／ｇ）が８０〜１５０で、かつ着色度ＴＩＮＴ（％）とジブチルフタレート吸油量ＤＢＰＡ（ｍｌ／１００ｇ）がＴＩＮＴ（％）＞１．４ＤＢＰＡ（ｍｌ／１００ｇ）なる関係を満たすカーボンブラック５〜１５０重量部を含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム１００重量部並びに窒素吸着比表面積Ｎ２  ＳＡ（ｍ２  ／ｇ）が８０〜１５０で、かつ着色度ＴＩＮＴ（％）とジブチルフタレート吸油量ＤＢＰＡ（ｍｌ／１００ｇ）がＴＩＮＴ（％）＞１．４ＤＢＰＡ（ｍｌ／１００ｇ）なる関係を満たすカーボンブラック５〜１５０重量部を含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
前記カーボンブラックのＤＢＰＡが３０〜８０（ｍｌ／１００ｇ）である請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
前記ジエン系ゴムの平均ガラス転移温度Ｔｇが−５０℃〜−１０℃の範囲である請求項１又は２に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項４】
平均ガラス転移温度Ｔｇが−５０〜−１０℃の範囲のジエン系ゴム１００重量部、窒素吸着比表面積Ｎ２  ＳＡ（ｍ２  ／ｇ）が８０〜１５０で、かつジブチルフタレート吸油量ＤＢＰＡ（ｍｌ／１００ｇ）が３０〜８０の範囲のカーボンブラック５〜１５０重量部及びその他の任意的な充填剤０〜１４５重量部を含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタイヤトレッド用ゴム組成物に関し、更に詳しくはヒステリシスロスを実質的に損なうことなく摩擦力を高めることができるタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤトレッド用ゴムとして、安全性の観点から高い摩擦力を持ったゴムが求められている。一方、環境衛生上の観点から、転がり抵抗の小さいタイヤ、即ちタイヤ転動時のヒステリシスロスの小さいゴムが求められている。これらの性能を両立するために、シリカを配合した技術が知られている（例えば非特許文献１参照）。シリカがこのような特性を発現する理由としては、シリカ配合ゴムが低ひずみ域で弾性率が低い事が挙げられる。しかし、シリカは、シランカップリング剤を用いて化学的にゴムと結合させているために、この反応を制御する必要があり、特に多量配合では加工上の制約があることが問題である。
【０００３】
【非特許文献１】
日本接着学会誌  ３７巻５号（２００１）２１〜２６頁
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、ヒステリシスロスを実質的に低下させることなく、摩擦力を高めることができ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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に従えば、ジエン系ゴム１００重量部並びに窒素吸着比表面積Ｎ２  ＳＡ（ｍ２  ／ｇ）が８０〜１５０で、かつ着色度ＴＩＮＴ（％）とジブチルフタレート吸油量ＤＢＰＡ（ｍｌ／１００ｇ）がＴＩＮＴ（％）＞１．４ＤＢＰＡ（ｍｌ／１００ｇ）なる関係を満たすカーボンブラック５〜１５０重量部を含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。
【０００６】
本発明に従えば、また、平均ガラス転移温度Ｔｇが−５０〜−１０℃の範囲のジエン系ゴム１００重量部、窒素吸着比表面積Ｎ２  ＳＡ（ｍ２  ／ｇ）が８０〜１５０で、かつジブチルフタレート吸油量ＤＢＰＡ（ｍｌ／１００ｇ）が３０〜８０の範囲のカーボンブラック５〜１５０重量部及びその他の任意的な充填剤０〜１４５重量部を含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、適度な粒径を持ち、ストラクチャーの大きさに比べて着色度が高いカーボンブラックを配合することにより、低ひずみ域の弾性率がシリカと同程度となるゴム組成物を得ることができることを見出した。
【０００８】
本発明においてタイヤトレッド用ゴム組成物に配合するジエン系ゴムとしては、例えばタイヤ用原料ゴムとして使用することができる任意のジエン系ゴムを含み、代表的なジエン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、各種ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）などをあげることができる。なお、これは単独又は任意のブレンドとして使用することができる。本発明で使用するジエン系ゴムは平均ガラス転移温度が好ましくは−５０℃〜−１０℃、更に好ましくは−４５〜−２０℃であるのが、摩擦力の向上に特に適している。
【０００９】
本発明の第一態様に係るタイヤトレッド用ゴム組成物には、窒素吸着比表面積Ｎ２  ＳＡ（ｍ２  ／ｇ）が８０〜１５０、好ましくは８２〜１４０で、かつ着色度ＴＩＮＴ（％）とジブチルフタレート吸油量ＤＢＰＡ（ｍｌ／１００ｇ）がＴＩＮＴ（％）＞１．４ＤＢＰＡ（ｍｌ／１００ｇ）なる関係を満たすカーボンブラック５〜１５０重量部、好ましくは１０〜１４０重量部を配合する。
【００１０】
Ｎ２  ＳＡ（ｍ２  ／ｇ）はカーボンブラックの比表面積を示すカーボンブラック粒子径を代表する値で、ＪＩＳ−Ｋ６２１７にて測定する。着色度ＴＩＮＴ（％）はカーボンブラックを例えばカラーインク用として使用する際に重要な指標で、カーボンブラックを白色顔料と共に練って塗布した際の明るさを示し（ＪＩＳ−Ｋ６２１７にて測定）、色の濃いものほど着色力が大きい。ＤＢＰＡ（ｍｌ／１００ｇ）はカーボンブラック粒子のストラクチャーを代表する値でＪＩＳ−Ｋ６２１７に従って測定する。
【００１１】
本発明で使用するカーボンブラックの粒径、即ちＮ２  ＳＡの値が小さ過ぎると得られるゴム組成物の破断特性や耐摩耗性が不十分であり、逆に大き過ぎるとゴムなどとの混練時に十分に分散させることが困難となるため、破断特性や耐摩耗性が不十分となるので好ましくない。本発明において使用するカーボンブラックは好ましくはＤＢＰＡが３０〜８０（ｍｌ／１００ｇ）、更に好ましくは４０〜７８（ｍｌ／１００ｇ）で、かかる範囲のＤＢＰＡの使用により摩擦力をよりいっそう高めるので好ましい。なお、加工上問題ない範囲でシリカをカーボンブラックと併用することもできる。
【００１２】
本発明において使用するカーボンブラックはＴＩＮＴ（％）がＤＢＰＡ（ｍｌ／１００ｇ）の値の１．４倍より大きくなることが必要で、１．５倍以上、更には１．６倍以上になるのが好ましい。このように、ストラクチャーの大きさに比べて着色度の大きいカーボンブラックとしては、例えば従来インク用に使用されていたカーボンブラックがあり、表面活性が従来のゴム用カーボンブラックとは異なるために、配合後にタイトなバウンドラバーが形成されず、つよく拘束されたゴム分子が少ないために、シリカ配合の場合と同様に低ひずみ域の弾性率が低くなる。また、カーボンブラックのストラクチャーが小さいとカーボンブラックがゴム中でネットワークを形成しにくいために、さらに低ひずみ域の弾性率を低下させることができる。
【００１３】
本発明の第二の態様では、Ｔｇが−５０℃〜−１０℃、好ましくは−４５〜−２０℃のジエン系ゴム１００重量部に、カーボンブラックとしてＮ２  ＳＡが８０〜１５０ｍ２  ／ｇ、好ましくは８２〜１４０ｍ２  ／ｇでＤＢＰＡが３０〜８０ｍｌ／ｇ、好ましくは４０〜７８ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを配合することによってカーボンブラックの着色度ＴＩＮＴとは無関係に本発明の所望の効果を得ることができる。なお、本発明の第二の態様ではジエン系ゴム１００重量部及び前記特定のカーボンブラック５〜１５０重量部以外に任意的な充填剤（例えば一般的なカーボンブラックやシリカ）０〜１４５重量部、好ましくは５〜１３５重量部を配合することができる。
【００１４】
本発明に係るゴム組成物には、前記した必須成分に加えて、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑性剤などのタイヤ用に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる配合物は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量も本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。本発明に係るゴム組成物は、ヒステリシスロスを損なうことなく、摩擦力を高めたタイヤトレッド用ゴム組成物として有用である。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまでもない。
【００１６】
実施例１〜４及び比較例１〜２
サンプル調製
表Ｉに示す配合に従って、１６Ｌ密閉式バンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤を除く、ゴム及びカーボンブラック等の配合剤を５分間混合してマスターバッチを得た後、オープンロールにて、加硫促進剤及び硫黄を混合してゴム組成物を得た。得られたゴム組成物を１５×１５×０．２ｃｍの金型で１６０℃の温度で３０分間加硫し、加硫ゴムシートを得た。
【００１７】
次に得られた加硫ゴムシートのΔＥ’（２０℃）及びウェット制動性を以下の方法で測定し、結果を表Ｉに示した。
【００１８】
ΔＥ’の測定
東洋精機製の粘弾性スペクトロメータを用いて、０．２％から８．２％まで動ひずみを変量して貯蔵弾性率Ｅ’および損失弾性率Ｅ’’を測定し、Ｃｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロット（Ｇ．Ｋｒａｕｓ，“Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ”Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ  ｐ．８１（１９６５）参照。）によりひずみ０における弾性率Ｅ’０  とひずみ無限大における弾性率Ｅ’∞を求め、Ｅ’０  −Ｅ’∞の値をΔＥ’とした。このΔＥ’の値が小さいほど路面の凹凸への追従性がよく、グリップ力が向上する。
【００１９】
ウェット制動試験
各ゴム組成物をトレッド部に使用したサイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤを作製し、アスファルト路面で、初速度１００Ｋｍ／ｈからの制動距離を測定し、比較例１を１００とした指数で示した。数字が大きい方が制動距離が短く、優れることを示す。
【００２０】
【表１】
2004238609.tif 000002
表Ｉの脚注
＊１：日本ゼオン（株）製  ２７．３％油展ＳＢＲ（Ｔｇ＝−３５℃）
＊２：日本ゼオン（株）製  ＳＢＲ（Ｔｇ＝−５１℃）
＊３：昭和キャボット（株）製  カーボンブラック（表ＩＩ参照）
＊４：日本シリカ工業（株）製  シリカ
＊５：三菱化学（株）製  カーボンブラック（表ＩＩ参照）
＊６：三菱化学（株）製  カーボンブラック（表ＩＩ参照）
＊７：ＦＬＥＸＳＹＳ製  老化防止剤
＊８：正同化学工業製  工業用酸化亜鉛
＊９：日本油脂製  ステアリン酸
＊１０  ：昭和シェル石油製  芳香族油
＊１１  ：ＦＬＥＸＳＹＳ製  スルフェンアミド系加硫促進剤
＊１２  ：鶴見化学工業製  硫黄
【００２１】
【表２】
2004238609.tif 000003
【００２２】
なお、Ｎｉｐｏｌ  ９５２８Ｒ（Ｔｇ＝−３５℃）及びＮｉｐｏｌ  １５０２（Ｔｇ＝−５１℃）の平均Ｔｇは−３５×０．５＋（−５１×０．５）＝−４３℃である。
【００２３】
【発明の効果】
以上の通り、本発明に従えばヒステリシスロスを悪化させることなくゴムの摩擦力を高めることができる。