(57)【要約】【課題】加工性に優れ、ゴム硬度を維持しながら、発熱を低下させ得るビード用ゴム組成物、および、低燃費性と操縦安定性のバランスを向上させた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】（Ａ）ゴム成分１００重量部に対して、（Ｂ）チッ素吸着比表面積が３０〜１００ｍ2／ｇで、かつジブチルフタレート吸着量が４０〜２００ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラック１０〜１００重量部、および、（Ｃ）アスペクト比が３〜３０で、かつ、平均粒子径が２〜３０μｍである薄板状天然鉱石５〜１２０重量部を含有してなるタイヤビード用ゴム組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ゴム成分１００重量部に対して、（Ｂ）チッ素吸着比表面積が３０〜１００ｍ2／ｇで、かつジブチルフタレート吸着量が４０〜２００ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラック１０〜１００重量部、および、（Ｃ）アスペクト比が３〜３０で、かつ、平均粒子径が２〜３０μｍである薄板状天然鉱石５〜１２０重量部を含有してなるタイヤビード用ゴム組成物。
【請求項２】
請求項１記載のゴム組成物からなるクリンチエイペックスまたはビードエイペックスを有する空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビード用ゴム組成物および空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、低燃費性に対する要求が強くなっており、タイヤの低発熱化が望まれている。
【０００３】
発熱を低減する方法として、カーボンブラックの充填量を減らす方法、または、粒子径の大きいカーボンブラックを使用する方法が考えられる。しかしながら、そのような方法では、ゴムの硬度が低下するため、タイヤの剛性が低下するという欠点がある。
【０００４】
とくにビード部分の剛性は、操縦性能にかかわるため非常に重要であり、ビード部分には、タイヤの他の部分と比較して非常に硬度の高いゴムを用いる必要がある。そのため、ビード部分のゴムに前記のような方法を用いることは不適であり、大幅に操縦性能が損なわれてしまう。
【０００５】
一方、高い硬度を得るために、オイルの使用を抑えることが考えられるが、そうすると配合粘度が高くなり、工程において負荷となる。また、硬化性レジンなどの添加により高い硬度を得ることができるが、発熱が大きくなるという欠点がある。
【０００６】
ところで、耐オゾン性や氷上性能などの向上を目的としてタイヤトレッド部に、また、低空気透過性などを目的としてタイヤサイドウォール部に、ゴム成分にカーボンブラックおよびセリサイトなどの薄板状天然鉱石を配合したゴムを用いることはすでに提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、このようなゴムを、とくにビード部に用いて低燃費性および操縦安定性のバランスを向上させることは、これまで知られていなかった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２７００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、加工性に優れ、ゴム硬度を維持しながら、発熱を低下させ得るビード用ゴム組成物、および、低燃費性と操縦安定性のバランスを向上させた空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、（Ａ）ゴム成分１００重量部に対して、（Ｂ）チッ素吸着比表面積が３０〜１００ｍ２／ｇで、かつジブチルフタレート吸着量が４０〜２００ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラック１０〜１００重量部、および、（Ｃ）アスペクト比が３〜３０で、かつ、平均粒子径が２〜３０μｍである薄板状天然鉱石５〜１２０重量部を含有してなるタイヤビード用ゴム組成物に関する。
【００１０】
また、本発明は、前記ゴム組成物からなるクリンチエイペックスまたはビードエイペックスを有する空気入りタイヤに関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、加工性に優れ、ゴム硬度を維持しながら、低燃費性と操縦安定性とのバランスに優れた空気入りタイヤを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のビード用ゴム組成物は、ゴム成分、カーボンブラックおよび薄板状天然鉱石からなる。
【００１３】
前記ゴム成分としては、たとえば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレン合成ゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレン−イソプレン−ブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）などのジエン系ゴムがあげられる。これらのジエン系ゴム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。
【００１４】
前記ゴム成分のなかでも、低発熱性であることから、天然ゴム（ＮＲ）および／またはイソプレンゴム（ＩＲ）を用いることが望ましい。さらに、ゴム成分中におけるＮＲおよび／またはＩＲの合計量は２０重量％以上であることが好ましく、３０重量％以上であることがさらに好ましい。該合計量が２０重量％未満では破断強度に劣る傾向がある。
【００１５】
前記カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、３０ｍ２／ｇ以上、好ましくは４０ｍ２／ｇ以上である。カーボンブラックのＮ２ＳＡが３０ｍ２／ｇ未満であると、充分な補強性や耐摩耗性が得られない。また、Ｎ２ＳＡは、１００ｍ２／ｇ以下、好ましくは９０ｍ２／ｇ以下である。１００ｍ２／ｇをこえると分散性が悪化し、さらに発熱性が増大する。このようなカーボンブラックとしては、たとえば、ＨＡＦ、ＦＥＦなどがあげられるが、とくに制限されるものではない。
【００１６】
前記カーボンブラックのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸着量は、４０ｍｌ／１００ｇ以上、好ましくは５０ｍｌ／１００ｇ以上、より好ましくは８０ｍｌ／１００ｇ以上である。また、ＤＢＰ吸着量は、２００ｍｌ／１００ｇ以下、好ましくは１８０ｍｌ／１００ｇ以下、より好ましくは１６０ｍｌ／１００ｇ以下である。ＤＢＰ吸着量がこの範囲である場合には、機械的特性および耐摩耗性に優れる。
【００１７】
前記カーボンブラックの配合量は、前記ゴム成分１００重量部に対して、１０重量部以上、好ましくは２０重量部以上、より好ましくは３０重量部以上である。カーボンブラックの配合量が１０重量部未満では、補強性が不充分であり、ゴム強度が劣る。また、カーボンブラックの配合量は、１００重量部以下、好ましくは９０重量部以下、より好ましくは８５重量部以下である。カーボンブラックの配合量が１００重量部をこえると発熱が大きくなる傾向がある。
【００１８】
前記薄板状天然鉱石としては、カオリナイト、セリサイト、フロゴバイト、マスコバイトなどの雲母類が好ましく、なかでも、硬さと低発熱性のバランスに優れることから、セリサイトがより好ましい。
【００１９】
前記薄板状天然鉱石のアスペクト比（厚さに対する最大径の比）は、３以上、好ましくは５以上、より好ましくは１０以上である。アスペクト比が３以下では硬度が充分に得られない。また、アスペクト比は３０以下、好ましくは２０以下である。アスペクト比が３０より大きいと、ゴム成分への分散が悪化し、破壊強度が低下する。なお、アスペクト比は、薄板状天然鉱石を電子顕微鏡で観察し、任意の粒子５０個について長径と短径を測定し、その平均長径ａと平均短径ｂとにより、ａ／ｂとして求められる。
【００２０】
前記薄板状天然鉱石の平均粒子径は、２μｍ以上、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上である。平均粒子径が２μｍ未満では、粉砕にコストがかかるうえ、充分な硬さが得られない。また、平均粒子径は、３０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下である。平均粒子径が３０μｍをこえると破壊の起点となり、耐屈曲疲労性が低下する。なお、ここで、平均粒子径とは、薄板状天然鉱石の長径の平均値をいう。
【００２１】
前記薄板状天然鉱石の配合量は、前記ゴム成分１００重量部に対して、５重量部以上、好ましくは１０重量部以上、より好ましくは１５重量部以上である。薄板状天然鉱石の配合量が５重量部未満では、薄板状天然鉱石を配合することによる効果が充分に得られない。また、薄板状天然鉱石の配合量は、１２０重量部以下、好ましくは８０重量部以下、より好ましくは６０重量部以下である。薄板状天然鉱石の配合量が１２０重量部をこえると、ゴムへの分散が困難になるうえ、発熱が大きくなる。
【００２２】
さらに、本発明のゴム組成物には、必要に応じてシランカップリング剤を配合することができる。
【００２３】
前記シランカップリング剤としてはとくに限定されないが、スルフィド系、メルカプト系、ビニル系、アミノ系、グリシドキシ系、ニトロ系、クロロ系のシランカップリング剤が用いられる。
【００２４】
具体的には、スルフィド系のシランカップリング剤としては、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、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ジスルフィド、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、２−トリメ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リ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。
【００２５】
メルカプト系のシランカップリング剤としては、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などがあげられる。
【００２６】
ビニル系のシランカップリング剤としては、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどがあげられる。
【００２７】
アミノ系のシランカップリング剤としては、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシランなどがあげられる。
【００２８】
グリシドキシ系のシランカップリング剤としては、Ｙ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、Ｙ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、Ｙ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、Ｙ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどがあげられる。
【００２９】
ニトロ系のシランカップリング剤としては、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などがあげられる。
【００３０】
クロロ系のシランカップリング剤としては、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などがあげられる。
【００３１】
前述のシランカップリング剤は、１種で、または２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３２】
本発明のタイヤビード用ゴム組成物には、アロマチックオイル、パラフィンオイル、ひまし油、大豆油などのオイルを配合することができる。
【００３３】
さらに、本発明のタイヤビード用ゴム組成物には、前記ゴム成分、カーボンブラック、薄板状天然鉱石、シランカップリング剤およびオイルのほかにも、タイヤ用ゴム組成物の製造に一般に使用されるシリカ、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などの添加剤を、必要に応じて通常使用される量の範囲内で配合することができる。
【００３４】
本発明のタイヤビード用ゴム組成物の製造方法としては、公知の方法を採用することができ、たとえば、前記各成分をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練するという方法がある。
【００３５】
前述のようにして得られる本発明のタイヤビード用ゴム組成物は、加硫後２５℃で測定される複素弾性率（Ｅ＊）が、好ましくは８ＭＰａ以上、より好ましくは１０ＭＰａ以上である。ゴム硬度が８ＭＰａ未満では操縦安定性に劣る傾向がある。
【００３６】
本発明のタイヤビード用ゴム組成物は、タイヤのビード部材に用いられる。ここで、ビード部材とは、クリンチエイペックスおよびビードエイペックスを示す。
【００３７】
クリンチエイペックスおよびビードエイペックスは、ゴム組成物をシート状にしたものを所定の形状に貼り合わせる方法、または、ゴム組成物を押出し機に装入して押出し機にて形成する方法により作製することができる。
【００３８】
本発明の空気入りタイヤは、本発明のタイヤビード用ゴム組成物から得られたクリンチエイペックスまたはビードエイペックスを用いて、通常の方法により製造される。
【実施例】
【００３９】
以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらのみに制限されるものではない。
【００４０】
実施例１〜２および比較例１〜３
（材料）
ＮＲ：ＲＳＳ＃３
ＢＲ：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ
カーボンブラック：東海カーボン（株）製のシーストＮＨ（ＨＡＦ級、Ｎ２ＳＡ７４ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸着量１２７ｍｌ／１００ｇ）
セリサイト：日本フォラム（株）製のＫＭ−８（アスペクト比１５、平均粒子径１７μｍ）
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸「椿」
アロマチックオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＡＨ−２４
老化防止剤：住友化学工業（株）製のアンチゲン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）
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
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ＮＳ（ＴＢＢＳ：Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）
【００４１】
（製造方法）
表１に示す配合組成にしたがって、まず硫黄および加硫促進剤を除く材料をバンバリー型ミキサーにて、１５０℃で３分間混練した。得られた配合物に、硫黄および加硫促進剤をロールで８０℃で４分間練り込み、ゴム組成物を得た。
【００４２】
これらのゴム組成物をクリンチエイペックスおよびビードエイペックスに用いて、グリーンタイヤを成形し加硫して、試験タイヤ（サイズ：１９５／６５Ｒ１５）を作製し、以下の各試験に供した。
【００４３】
（試験方法）
＜ムーニー粘度＞
ＪＩＳ  Ｋ６３００に準じて、１３０℃で未加硫組成物のムーニー粘度を測定した。測定結果を、比較例１を１００（基準）とした指数で示した。指数が大きいほど粘度が低く、加工が容易であることを示す。
【００４４】
＜複素弾性率（Ｅ＊）＞
（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータで測定温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み２％、周波数１０ＨｚにおけるＥ＊（ＭＰａ）を測定した。
【００４５】
＜転がり抵抗＞
転がり抵抗試験機を用い、試験タイヤを、リム：１５×６ＪＪ、内圧：２３０ｋＰａ、荷重：３．４３ｋＮ、速度：８０ｋｍ／時間の条件で走行させたときの転がり抵抗を測定した。測定結果を、比較例１を１００（基準）としたときの指数で表示した。指数が大きいほど、転がり抵抗が小さく低燃費性に優れることを示す。
【００４６】
＜操縦安定性＞
試験タイヤを車輌（国産ＦＦ２０００ｃｃ）の全輪に装着してテストコースを実車走行し、ドライバーの官能評価により操縦安定性を評価した。評価は１０点を満点とし、比較例１を６点（基準）として相対評価を行なった。評点が大きいほど操縦安定性が良好である。
【００４７】
（試験結果）
表１に結果を示す。
【００４８】
【表１】
2005272604.tif 000002
【００４９】
比較例１に対して、カーボンブラックを増量した比較例２では、ゴム硬度が高くなって操縦安定性は向上するが、加工性が低下し、また燃費が増大した。一方、カーボンブラックを減量した比較例３では、加工性が向上し、低燃費性にも優れているが、ゴム硬度が低くなって操縦安定性が低下した。
【００５０】
一方、セリサイトを添加した実施例１および２では、ゴム硬度が高くなって操縦安定性が向上し、さらに、加工性および低燃費性にも優れていた。