(57)【要約】【課題】低燃費化と高モジュラス化を達成し、タイヤの周剛性を増大させたタイヤサイドトレッド用ゴム組成物を提供する。【解決手段】ジエン系成分を含む少なくとも１種のゴムに、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が９０〜１４０ｍ２／ｇであるゴム補強用カーボンブラックの表面にシリカを０．１〜５０重量％付着させた表面処理カーボンブラックと窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が２０〜１００ｍ２／ｇであるゴム補強用カーボンブラックとをその総配合量が４０〜７０重量部となるように配合し、更にシランカップリング剤を表面処理カーボンブラックの配合量に対し２〜１５重量％の分量で配合してなるタイヤサイド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】
ジエン系成分を含む少なくとも１種のゴムに、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が９０〜１４０ｍ２／ｇであるゴム補強用カーボンブラックの表面にシリカを０．１〜５０重量％付着させた表面処理カーボンブラックと窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が２０〜１００ｍ２／ｇであるゴム補強用カーボンブラックとをその総配合量が４０〜７０重量部となるように配合し、更にシランカップリング剤を表面処理カーボンブラックの配合量に対し２〜１５重量％の分量で配合してなるタイヤサイドトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
前記シランカップリング剤としてビス（３−トリエトキシシリル−プロピル）ジスルフィドを配合した、請求項１に記載のタイヤサイド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、タイヤサイドトレッド用ゴム組成物に関し、更に詳細には、低燃費化を図った上で高モジュラス化を達成し、タイヤの周剛性を増大させたタイヤサイドトレッド用ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トレッド部材用のタイヤ用ゴム組成物において、耐久性を高め、かつシリカの分散性を改善するために、シリカ表面処理カーボンブラックとシランカップリング剤とを配合する技術は、例えば、特開平８−２７７３４７号公報等に開示されている。また、加工性と分散性の悪化を生ずること無しに転動抵抗（発熱）を少なくし、耐屈曲疲労性も改良するようにしたタイヤのサイドトレッド用ゴム組成物も、特開平１０−８７８８６号公報に開示されている。しかしながら、低燃費化を図った上で高モジュラス化を達成し、タイヤの周剛性を増大させるタイヤサイドトレッド用ゴム部材が求められていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２７７３４７号公報
【特許文献２】
特開平１０−８７８８６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
タイヤの操縦安定性を高めるためにサイドトレッドのモジュラスを増大することは、タイヤの周剛性増大につながるので有効である。他方、近年、省資源化の観点からタイヤの低転動抵抗化（低燃費化）の要求も厳しく、キャップトレッドだけでなくサイドトレッドなどの部材でも低発熱化が求められている。ところが、低発熱化を達成するべく粒度の大きなカーボンブラックに置換するとモジュラスの低下を招き、モジュラスを増大化するべく粒度の小さなカーボンブラックに置換すると低転動抵抗性能の悪化を招いている。そこで、本発明では、カーボンブラックの一部をシリカ表面処理カーボンブラックに置換することで、低転動抵抗性能（低燃費化）の悪化を招くこと無く、高モジュラス化を図ることができるタイヤサイド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】
本発明によれば、ジエン系成分を含む少なくとも１種のゴムに、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が９０〜１４０ｍ２／ｇであるゴム補強用カーボンブラックの表面にシリカを０．１〜５０重量％付着させた表面処理カーボンブラックと窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が２０〜１００ｍ２／ｇであるゴム補強用カーボンブラックとをその総配合量が４０〜７０重量部となるように配合し、更にシランカップリング剤を表面処理カーボンブラックの配合量に対し２〜１５重量％の分量で配合してなるタイヤサイドトレッド用ゴム組成物が提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明では、タイヤサイドトレッド用ゴム組成物に使用するカーボンブラック補強剤の一部をシリカ表面処理カーボンブラックに置換することで、低転動抵抗性能（低燃費化）の悪化を招くこと無しに高モジュラス化を図ることができることを見出したものである。
【０００７】
本発明で使用するシリカ表面処理カーボンブラックにおける補強用カーボンブラックには、サイドトレッド用の硬いゴム素材を得るべく、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が９０〜１４０ｍ２／ｇのカーボンブラックが用いられる。そして、このシリカ表面処理カーボンブラックと共に用いられる未処理のカーボンブラックには、比表面積がより小さなＦＥＦ級の窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が２０〜１００ｍ２／ｇであるカーボンブラックが用いられる。
【０００８】
本発明で使用する上記シリカ表面処理カーボンブラックは、その製造方法には特に限定されないが、例えば、特開昭６３−６３７５５号公報に記載される方法に従って、上記カーボンブラックを水中に分散させ、ｐＨを６以上、好ましくは１０〜１１以上に調節し、温度を７０℃以上、好ましくは８５〜９５℃に保ちながら、例えば珪酸ナトリウムを加水分解させて、カーボンブラックの表面上に無定形シリカを付着または沈積させることによって製造できる。
【０００９】
シリカ表面処理カーボンブラック中のシリカの付着量は、０．１〜５０重量％が好適に使用され、更に好ましくは、０．３〜３０重量％である。このシリカの付着量が少な過ぎると、高温域（４０℃〜１００℃）の  ｔａｎδと低温域の  ｔａｎδ（０℃付近）のバランスが改良されず、逆に多過ぎると電気伝導性が低下してしまうと共に、補強剤の凝集力が強くなり混練中の分散性が不充分となるので好ましくない。
【００１０】
本発明のタイヤサイドトレッド用ゴム組成物に配合される補強剤としての所定のシリカ表面処理カーボンブラックと所定の未処理カーボンブラックとは、その総配合量が４０〜７０重量部、より好ましくは５０〜６０重量部となるように配合して用いられる。当該表面処理カーボンブラックと未処理カーボンブラックとの総配合量が４０重量部未満では硬さの低下を引き起こし操縦安定性に劣るため好ましくなく、また７０重量部を超えると低燃費性の悪化を伴うので好ましくない。また、当該シリカ表面処理カーボンブラックと未処理カーボンブラックとの配合割合は、好ましくは、この総配合量に対する表面処理カーボンブラックの配合量が１０〜８０重量％、より好ましくは２０〜６０重量％となるような配合比で用いられる。この総配合量に対する表面処理カーボンブラックの配合量が１０重量％未満では所期の効果が得られず、また８０重量％を超えると加工性が悪くなるため好ましくない。
【００１１】
本発明のタイヤサイドトレッド用ゴム組成物に更に配合されるシランカップリング剤としては、従来より一般タイヤ用に用いられてきたシランカップリング剤ならばいずれも使用することができるが、特に、ビス（３−トリエトキシシリル−プロピル）ジスルフィドを用いると、本発明の所期の効果を達成した上更に加工性をも改善できるので一層好ましい。このシランカップリング剤は、シリカ表面処理カーボンブラックの配合量に対し２〜１５重量％、好ましくは５〜１０重量％の分量で配合される。
【００１２】
本発明によるタイヤサイドトレッド用ゴム組成物に用いられる好適なゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）およびアクリロニトリルブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）などから選ばれるゴムを単独で、またはブレンドゴムとして使用することができる。
【００１３】
本発明のタイヤサイドトレッド用ゴム組成物には、前記した必須成分に加えて、更に通常の加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用に配合されている各種配合剤が、従来の一般的な配合量として適宜配合される。
【００１４】
【実施例】
以下、実施例および比較例によって本発明を更に説明するが、本発明の技術的範囲をこれらの実施例によって限定するものでないことは言うまでもない。
【００１５】
シリカ表面処理カーボンブラックの調製
カーボンブラック（Ｎ２３４、三菱化学製）１００ｇのスラリーを常法により調製し、９０℃に加温した後、２０％に希釈したＪＩＳ３号珪酸ナトリウムを４時間かけて定量ポンプで添加しつつ、ｐＨ５〜１０に希硫酸および水酸化ナトリウム水溶液で維持しながらシリカをカーボンブラック表面に沈積させた。その後ｐＨを６に調整して６時間放置し、濾過、水洗、乾燥して目的物を得た。
【００１６】
試験サンプルの作製
以下の各表に示す配合における硫黄と加硫促進剤を除く配合成分を１．８リットルの密閉型ミキサーで３〜５分間混練し、１６０℃の温度に達したときに放出したマスターバッチに、硫黄と加硫促進剤を８インチのオープンロールで混練してゴム組成物を得た。ここで得られた表４の配合に係るゴム組成物のムーニースコーチを測定した。次いで、この組成物を１５ｃｍ×１５ｃｍ×０．２ｃｍの金型中で、１６０℃、２０分間プレス加硫して試験片（ゴムシート）を作製し、これによりｔａｎδ（６０℃）、３００％モジュラス、屈曲疲労などを測定、評価した。
【００１７】
試験法
１）ｔａｎδ（６０℃）：  粘弾性スペクトロメーター（東洋精機製）を用いて、温度６０℃、初期歪：１０％、動的歪：±２％、周波数２０Ｈｚの条件で測定した。
２）３００％モジュラス：  ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠し、３００％モジュラスを測定した。
３）屈曲疲労：  ＪＩＳ  Ｋ６２６０に準拠し、デマッチャ屈曲疲労を測定した。
４）ムーニースコーチ：  ＪＩＳ  Ｋ６３００に準拠し、１２５℃で粘度が５ポイント上昇する時間（分）を測定した。
【００１８】
実施例１〜３および比較例１〜７
結果を以下の表１〜４に示す。
【表１】
2005068199.tif 000002
【００１９】
表１の結果によると、比較例１〜３から、ＩＳＡＦ級またはＨＡＦ級のカーボンブラックを配合すると、３００％モジュラスは増大するが、ｔａｎδが高くなり低燃費化が図られないことが判る。比較例４から、ＧＰＦ級のカーボンブラックを配合すると、低燃費化は図られるが、３００％モジュラスが劣ることが判る。実施例１から、ＦＥＦ級のカーボンブラックと所定のシリカ表面処理カーボンブラックを併用すると、低燃費化および３００％モジュラスが共に向上していることが判る。
【００２０】
【表２】
2005068199.tif 000003
表２の結果によると、比較例５から、未処理カーボンブラックとシリカ表面処理カーボンブラックの総量を増大していくと低燃費化の悪化を招くことが判る。その総配合量は７０重量部以内が望ましいことも判る。実施例１および２から、当該総配合量が適正の範囲にあれば、低燃費化と高３００％モジュラスの両立が可能であることが判る。
【００２１】
【表３】
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表３の結果によると、比較例６から、ＨＡＦ級のカーボンブラックを用いてその配合量を減じると、低燃費性と高３００％モジュラスを両立できるものの、耐久性に難があることが判る。比較例７から、ＧＰＦ級のカーボンブラック５０重量部を用いると低燃費性と耐久性は良好であるが、３００％モジュラスが低くなることが判る。実施例１では、低燃費性と高３００％モジュラスの両立を図った上で、更に耐久性も良好であることが判る。
【００２２】
【表４】
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表４の結果によると、実施例１および３から、シランカップリング剤にジスルフィド系のビス（３−トリエトキシシリル−プロピル）ジスルフィドを用いると、ＦＥＦ級の未処理カーボンブラックのみの配合である比較例１と同等のムーニースコーチとなり、テトラスルフィド系のシランカップリング剤よりも更に加工性の点で良好であることが判る。
【００２３】
【発明の効果】
以上の結果によると、本発明のタイヤサイドトレッド用ゴム組成物では、低燃費性と高３００％モジュラスの両立が図られると共に、加工性の点でも改善されている。