(57)【要約】【課題】タイヤの低燃費化を可能とするベーストレッド用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤを提供する。【解決手段】天然ゴムおよびブタジエンゴムからなるゴム成分１００重量部に対して、澱粉および可塑剤からなる複合材１〜２０重量部を含有するベーストレッド用ゴム組成物、ならびに、このゴム組成物からなるベーストレッドを有するタイヤ。前記ゴム組成物は、さらに、カーボンブラック、シリカ、アルミナおよびクレーからなる群より選ばれた少なくとも１種の充填剤３０〜８０重量部を含有することが好ましい。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ゴムおよびブタジエンゴムからなるゴム成分１００重量部に対して、澱粉および可塑剤からなる複合材１〜２０重量部を含有するベーストレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
さらに、カーボンブラック、シリカ、アルミナおよびクレーからなる群より選ばれた少なくとも１種の充填剤３０〜８０重量部を含有する請求項１記載のベーストレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
請求項１記載のベース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、ベーストレッド用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤに関する。詳細には、低燃費化を可能にするベーストレッド用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車走行における低燃費化を実現する手法として、トレッドゴムの発熱を低減させることがおこなわれている。たとえば、従来より充填剤の一部を澱粉および可塑剤からなる複合材で置換する方法が知られている（特許文献１参照）。しかし、ゴム成分として天然ゴムまたはブタジエンゴムのどちらか一方を用いるタイヤでは、それぞれ、加硫時におけるリバージョンを引き起こす、あるいは引き裂き強度が低下するという問題点があった。
【０００３】
また、天然ゴムおよびポリブタジエンをゴム成分として用いる方法が知られている（特許文献２参照）。しかし、可塑剤を含まない澱粉を配合しているタイヤでは、転がり抵抗が増大するという問題点があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−８９５９９号公報
【特許文献２】
特開２００２−２１１２０３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、自動車走行における低燃費化を可能にするベーストレッド用ゴム組成物、およびそれを用いたタイヤの提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、天然ゴムおよびブタジエンゴムからなるゴム成分１００重量部に対して、澱粉および可塑剤からなる複合材１〜２０重量部を含有するベーストレッド用ゴム組成物に関する。
【０００７】
さらに、カーボンブラック、シリカ、アルミナおよびクレーからなる群より選ばれた少なくとも１種の充填剤３０〜８０重量部を含有することが好ましい。
【０００８】
また、本発明は、前記ベーストレッド用ゴム組成物からなるベーストレッドを有するタイヤに関する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、ゴム成分、ならびに、澱粉および可塑剤からなる複合材からなる。
【００１０】
ゴム成分は、天然ゴム（ＮＲ）およびブタジエンゴム（ＢＲ）からなる。
【００１１】
本発明で用いるＢＲのシス−１，４−ジエン単位量は、１０〜６０重量％であることが好ましく、２０〜５０重量％であることがより好ましい。シス−１，４−ジエン単位量が１０重量％未満では、加硫時におけるＮＲゴムのリバージョンにより物性が悪化する傾向がある。また、５０重量％をこえると、ゴムの引き裂き強度の低下に伴い、タイヤの耐久性が悪化する傾向がある。
【００１２】
ＮＲの配合比率は、ＮＲが３０〜９０重量％であることが好ましく、５０〜８０重量％であることがより好ましい。ＮＲが３０重量％未満では，ゴムの引っ張り強度および引き裂き強度が低下する傾向がある。また、９０重量％をこえると、加硫時のリバージョンにより物性が悪化する傾向がある。
【００１３】
さらに、本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、その他のゴム成分として、ＳＢＲなどを含有することができる。
【００１４】
澱粉および可塑剤からなる複合材とは、澱粉と可塑剤をブレンドしたもののことで、一般に、澱粉と可塑剤との混合には、澱粉と可塑剤とのあいだに比較的強い化学的および／または物理的相互作用が存在すると考えられている。
【００１５】
澱粉は、通常、アミロースの繰り返し単位（グルコシド結合により結合されたアンヒドログルコピラノース単位）と分枝鎖構造を構成するアミロペクチンの繰り返し単位からなる糖鎖である。具体的には、トウモロコシ、ジャガイモ、米または小麦などの植物由来の貯蔵多糖類があげられる。澱粉は、普通約２００℃以上の軟化点を有しており、単独ではゴム組成物に効率よく混合させることが困難である。
【００１６】
可塑剤は、澱粉の軟化点を低下させ、ゴムへの分散を容易にするために使用される。したがって、澱粉の軟化点よりも充分に低い融点を有することが好ましい。具体的には、１８０℃未満、好ましくは１６０℃未満の融点を有する可塑剤が用いられる。
【００１７】
このような可塑剤としては、具体的には、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−アセテート−ビニルアルコール三元共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−グリシダールアクリレート共重合体、エチレン−無水マレイン酸−共重合体、酢酸セルロース、二塩基性有機酸とジオールとのエステル縮合物などがあげられる。可塑剤は、複合材中に１種または２種以上含まれていてもよい。
【００１８】
澱粉と可塑剤は、ついで、当業者によく知られている混合法にしたがって調製することができる。たとえば、米国特許第５，４０３，３７４号明細書に開示された方法などがあげられる。
【００１９】
澱粉および可塑剤からなる複合材における澱粉含有量は、可塑剤１００重量部に対して、約５０〜約４００重量部であることが好ましく、約１００〜２００重量部であることがより好ましい。
【００２０】
また、澱粉および可塑剤からなる複合材の軟化点は、約１１０〜約１７０℃であることが好ましい。
【００２１】
澱粉および可塑剤からなる複合材は、たとえば、自由流動性の乾燥粉末として、または自由流動性を有する乾燥ペレット化形態で使用することが好ましい。澱粉および可塑剤からなる複合材の例としては、特開平１０−１７７１３号公報に記載されているものがあげられる。
【００２２】
澱粉および可塑剤からなる複合材の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して１〜２０重量部、好ましくは５〜１０重量部である。澱粉および可塑剤からなる複合材の配合量が１重量部未満では、添加による転がり抵抗の低減効果があらわれにくい。また、２０重量部をこえると、耐久性が悪化する。
【００２３】
また、本発明のゴム組成物では、ベーストレッド用配合に使用される充填剤のうち、１〜２０重量部を澱粉および可塑剤からなる複合材に置換することにより、グリップ性能を犠牲にすることなくタイヤを低燃費化することができる。
【００２４】
本発明のゴム組成物は、さらに充填剤として、カーボンブラック、シリカ、アルミナまたはクレーなどを含有することができる。これらは単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２５】
カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、８０〜２００ｍ２／ｇであることが好ましい。Ｎ２ＳＡが８０ｍ２／ｇ未満では、補強効果が不十分であり、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、２００ｍ２／ｇをこえると、未加硫ゴムのムーニー粘度が上がり、加工性が悪化する傾向がある。
【００２６】
充填剤の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、３０〜８０重量部であることが好ましい。充填剤の配合量が３０重量部未満では、補強効果が充分でない傾向がある。また、８０重量部をこえると、加工性の悪化し、転がり抵抗が増大する傾向がある。
【００２７】
本発明のゴム組成物は、さらにシランカップリング剤を含有することが好ましい。シランカップリング剤として、具体的には、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（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリメ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、２−メルカプトエチルトリメトキシシラン、２−メルカプトエチ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、３−ニトロプロピルトリエトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリエトキシシラン、２−クロロエチルトリメトキシシラン、２−クロロエチルトリエトキシシラン、３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、２−トリエトキシシリルエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィドなどがあげられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。シランカップリング剤において、カップリング剤添加効果とコストの両立の点から、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドなどが好ましい。
【００２８】
シランカップリング剤は、シリカ同様、澱粉および可塑剤からなる複合材に対しても必要であり、その配合量は、シリカと澱粉および可塑剤からなる複合材の合計重量の４〜１２重量％であることが好ましい。シランカップリング剤が４重量％未満では、ムーニー粘度が高くなり、加工性が悪化する傾向がある。また、１２重量％をこえると、コストがかかる傾向がある。
【００２９】
さらに本発明のゴム組成物には、必要に応じて、軟化剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤などの通常ゴム工業で使用される配合剤を適宜配合することができる。
【００３０】
本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、タイヤのトレッド部に用いて、タイヤの低燃費化を図ることができる。
【００３１】
【実施例】
つぎに、本発明の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。
【００３２】
実施例および比較例で使用した原料を以下に示す。
ＮＲ：ＲＳＳ＃３グレード
ＢＲ：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ（ハイシスタイプ、ブランチタイプ、５重量％トルエン溶液粘度  Ｔ−ｃｐ＝４８）
澱粉および可塑剤からなる複合材：ノバモントモンテエジソン社（Ｎｏｖａｍｏｎｔ  Ｍｏｎｔｅｄｉｓｏｎ  Ｃｏｍｐａｎｙ）のマター・バイ（Ｍａｔｅｒ  Ｂｉ）１１２８Ｒ（澱粉と可塑剤の重量比：約１．５／１、ＡＳＴＭ  Ｎｏ．Ｄ１２２８による軟化点：約１４７℃、澱粉：重量比約１／３のアミロ−ス単位およびアミロペクチン単位から成り、含水率が約５重量％の澱粉、可塑剤：エチレン−ビニルアルコール共重合体）
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Ｎ５５０（Ｎ２ＳＡ  ４１ｍ２／ｇ）
老化防止剤：精工化学（株）製のオゾノン６Ｃ
アロマオイル：（株）ジャパンエナジー製のプロセスＸ１４０
硫黄：軽井沢硫黄（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ＣＺ
【００３３】
実施例１および比較例１〜３
硫黄および加硫促進剤を除く上記の原材料（ベース）と、ワックス３重量部、老化防止剤２重量部、ステアリン酸２．５重量部、酸化亜鉛２．５重量部およびアロマオイル２０重量部を、通常のバンバリーミキサーで約１５０℃で５〜７分間混練りした。得られた混練り物に上記の硫黄および加硫促進剤を加えて再度バンバリーミキサーで約９０℃で３〜５分間練り込み、ゴム組成物を得た。
【００３４】
得られたゴム組成物を所定の形状の口金を備えた押し出し機で押し出し成形し、ベーストレッド形状のゴム組成物を得た。得られたゴム組成物を定法にてタイヤ成型機上で張り合わせ、タイヤローカバーを作製し、これを金型中で加硫してタイヤを得た。
【００３５】
つぎに、製造したタイヤを用いて、以下の粘弾性試験、タイヤの重量測定、転がり抵抗およびドラム耐久試験を実施した。
【００３６】
（粘弾性試験）
作製したタイヤから、幅４ｍｍ、長さ４０ｍｍ、厚さ２ｍｍの試験片を切り出し、（株）岩本製作所製の粘弾性測定機にて複素弾性率（Ｅ＊）および損失正接（ｔａｎδ）の粘弾性物性を測定した。測定条件は、初期歪み１０％、動歪み２％、振動周波数１０Ｈｚ、温度７０℃とした。Ｅ＊およびｔａｎδにおいて、それぞれ比較例１の場合を１００（基準）として指数表示した。Ｅ＊の指数が小さいほど柔軟であることを示す。また、ｔａｎδ値が小さいほど、転がり抵抗が低減されていることを示す。
【００３７】
（タイヤの重量）
タイヤ重量を測定し、比較例１のタイヤ重量を１００（基準）として指数表示した。指数が小さいほど、タイヤが軽量であることを示す。
【００３８】
（転がり抵抗）
（株）神戸製鋼所製の転がり抵抗試験機を用い、荷重３０Ｎ、タイヤの内圧２００ｋＰａ、速度８０ｋｍ／時間の条件で走行させて、転がり抵抗を測定した。測定値を比較例１の場合を１００（基準）として指数で示した。指数が大きいほど、転がり抵抗が小さく、低燃費性能が良好なことを示す。
【００３９】
（ドラム耐久試験）
試作タイヤを３００００ｋｍドラム走行させ、損傷が発生の有無を確認した。○：３００００ｋｍ完走（合格）、×：３００００ｋｍ未満で損傷発生（不合格）。
【００４０】
結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
2005002287.tif 000002
【００４２】
澱粉／可塑剤・複合剤が１〜２０重量部の実施例１において、タイヤが柔軟性を有し、転がり抵抗が低減され、およびタイヤの軽量化を達成するものであった。
【００４３】
澱粉・可塑剤／複合剤が１重量部より少ない比較例２では、転がり抵抗低減の効果があまり得られず、澱粉・可塑剤／複合剤が２０重量部より多い比較例３では、タイヤの損傷が確認された。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、ベーストレッド用ゴムを軽量化することができ、また発熱しにくくすることができるので、タイヤの転がり抵抗を低減させることができる。