(57)【要約】【課題】氷上摩擦性能を向上させたタイヤ用ゴム組成物を提供する。【解決手段】天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴムおよびブタジエンゴムからなる群から選ばれる１種以上のゴム成分１００重量部に対して、元素半導体および／または化合物半導体を０．５〜１５０重量部含有するタイヤ用ゴム組成物。または、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴムおよびブタジエンゴムからなる群から選ばれる１種以上のゴム成分１００重量部に対し、元素半導体、化合物半導体および遷移金属酸化物からなる群から選ばれる１種以上に、ＩＡ族、IVＡ族、ＶＡ族、IIIＢ族、IVＢ族、ＶＢ族、VIＢ族およびVIIＢ族からなる群から選ばれる１種以上のイオンをドーピングした化合物を０．５〜１５０重量部含有するタイヤ用ゴム組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴムおよびブタジエンゴムからなる群から選ばれる１種以上のゴム成分１００重量部に対して、元素半導体および／または化合物半導体を０．５〜１５０重量部含有するタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴムおよびブタジエンゴムからなる群から選ばれる１種以上のゴム成分１００重量部に対して、元素半導体、化合物半導体および遷移金属酸化物からなる群から選ばれる１種以上に、ＩＡ族、IVＡ族、ＶＡ族、IIIＢ族、IVＢ族、ＶＢ族、VIＢ族およびVIIＢ族からなる群から選ばれる１種以上のイオンをドーピングした化合物を０．５〜１５０重量部含有するタイヤ用ゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、氷雪路面での氷上摩擦性能を向上させたタイヤ用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
氷雪路面の走行を目的として、スパイクタイヤの使用やタイヤへのチェーンの装着がなされてきたが、粉塵問題などの環境問題が発生するため、これらにかわる氷雪路面走行用タイヤとしてスタッドレスタイヤが開発された。
【０００３】
スタッドレスタイヤは一般路面に比べ、氷雪路面では著しく摩擦係数が低下し、滑りやすくなるので、材料面および設計面での工夫がなされている。たとえば、低温特性に優れたジエン系ゴムを配合すること、タイヤ表面の凹凸を変化させ表面エッジ成分を増加させること、および引っ掻き効果のある無機フィラーや繊維を配合することが行なわれてきた（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、依然として、スパイクタイヤに比べ、スタッドレスタイヤの氷雪路面での氷上摩擦性能は充分とはいえず、さらなる改善が求められている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３０１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、氷上摩擦性能を向上させたタイヤ用ゴム組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴムおよびブタジエンゴムからなる群から選ばれる１種以上のゴム成分１００重量部に対して、元素半導体および／または化合物半導体を０．５〜１５０重量部含有するタイヤ用ゴム組成物に関する。
【０００８】
また、本発明は、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴムおよびブタジエンゴムからなる群から選ばれる１種以上のゴム成分１００重量部に対し、元素半導体、化合物半導体および遷移金属酸化物からなる群から選ばれる１種以上に、ＩＡ族、IVＡ族、ＶＡ族、IIIＢ族、IVＢ族、ＶＢ族、VIＢ族およびVIIＢ族からなる群から選ばれる１種以上のイオンをドーピングした化合物を０．５〜１５０重量部含有するタイヤ用ゴム組成物に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、元素半導体および／または化合物半導体を、あるいは元素半導体、化合物半導体および遷移金属酸化物からなる群から選ばれる１種以上に、ＩＡ族、IVＡ族、ＶＡ族、IIIＢ族、IVＢ族、ＶＢ族、VIＢ族およびVIIＢ族からなる群から選ばれる１種以上のイオンをドーピングした化合物を、特定量配合することにより、氷上摩擦性能を向上させたタイヤ用ゴム組成物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分、ならびに元素半導体および／または化合物半導体からなる。
【００１１】
ゴム成分は、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴムおよびブタジエンゴムからなる群から選ばれる少なくとも１種からなる。
【００１２】
天然ゴムとブタジエンゴムを混合して用いた場合、下限としては、ブタジエンゴムの含有量がゴム成分中に５重量％であることが好ましく、１５重量％であることがより好ましい。また、上限としては８０重量％であることが好ましく、７０重量％であることがより好ましい。含有量が５重量％未満では、低温特性を発揮しない傾向があり、８０重量％をこえると、破壊特性が悪化する傾向がある。
【００１３】
元素半導体としては、ダイヤモンド、シリコン、ゲルマニウム、α−スズ、砒素、アンチモン、ビスマス、セレンおよびテルル（好ましくはシリコン、ゲルマニウム）などがあげられる。
【００１４】
化合物半導体としては、IIIＢ−ＶＢ族元素からなるＡｌＳｂ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、IIＢ−VIＢ族元素からなるＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＩＡ−ＶＢ族元素からなるＣｓ3Ｓｂ、ＩＢ−VIＢ族元素からなるＣｕ2Ｏ、Ａｇ2Ｓ、Ａｇ2Ｓｅ、IIＡ−IVＢ族元素からなるＭｇ2Ｓｉ、Ｍｇ2Ｇｅ、IIＢ−ＶＢ族元素からなるＺｎ3Ａｓ2、ＺｎＳｂ、ＣｄＳｂ、IIIＢ−IVＢ族元素からなるＧａＳ、IVＢ−IVＢ族元素からなるＳｉＣ、IVＢ−VIＢ族元素からなるＳｎＯ2、ＰｂＯ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＶＢ−VIＢ族元素からなるＢｉ2Ｓｅ3、Ｂｉ2Ｔｅ3、ＩＢ−IIIＢ−VIＢ族元素からなるＣｕＩｎＳ2、IIＢ−IVＢ−Ｖ族元素からなるＣＤＧＥＰ2などがあげられる。
【００１５】
元素半導体と化合物半導体は、以下の経験則により選ばれる。
（Ｎｅ／Ｎａ）＋ｂ＝８
Ｎｅ：分子式に含まれる価電子数
Ｎａ：分子式に含まれるIVＢ〜VIIＢ族元素の原子数
ｂ：Ｎａとして数えた原子がこれと同種の原子と作る結合の数
【００１６】
例えば、シリコンのＮｅは４、Ｎａは１、ｂは４であり、それぞれの値を上記経験則に当てはめると８となる。また、ＩｎＳｂのＮｅは８、Ｎａは１、ｂは０であり、それぞれの値を上記経験則に当てはめると８となる。
【００１７】
元素半導体および／または化合物半導体の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、０．５〜１５０重量部である。下限としては、１．０重量部であることが好ましい。配合量が０．５重量部未満では、氷上性能の向上がみられない。また、１５０重量部をこえると、耐摩耗性が悪化する。
【００１８】
また、本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分、ならびに元素半導体、化合物半導体および遷移金属酸化物からなる群から選ばれる１種以上に、ＩＡ族、IVＡ族、ＶＡ族、IIIＢ族、IVＢ族、ＶＢ族、VIＢ族およびVIIＢ族からなる群から選ばれる１種以上のイオンをドーピングした化合物からなる。
【００１９】
ゴム成分、元素半導体および化合物半導体は、前記したものを用いる。
【００２０】
前記遷移金属酸化物としては、Ｖ2Ｏ3、ＴｉＯ、ＴｉＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯなどがあげられる。
【００２１】
ＩＡ族イオンとしては、Ｌｉ+、Ｎａ+、Ｋ+、Ｒｂ+、Ｃｓ+、IVＡ族イオンとしては、Ｔｉ4+、Ｚｒ4+、ＶＡ族イオンとしては、Ｔａ5+、Ｖ5+、Ｎｂ5+、IIIＢ族イオンとしては、Ａｌ3+、Ｂ3+、Ｇａ3+、Ｉｎ3+、Ｔｌ3+、IVＢ族イオンとしては、Ｃ4+、Ｓｉ4+、Ｇｅ4+、Ｓｎ4+、Ｐｂ4+、ＶＢ族イオンとしては、Ｎ3-、Ｐ3+、Ａｓ3+、Ｓｂ3+、Ｂｉ3+、VIＢ族イオンとしては、Ｏ2-、Ｓ2-、Ｓｅ2-、Ｔｅ2-があげられる。
【００２２】
元素半導体、化合物半導体および遷移金属酸化物からなる群から選ばれる１種以上に、ＩＡ族、IVＡ族、ＶＡ族、IIIＢ族、IVＢ族、ＶＢ族、VIＢ族およびVIIＢ族からなる群から選ばれる１種以上のイオンをドーピングすることで、ドナーあるいはアクセプターとして働き、半導体の性質（ｎ型、ｐ型）を変えるという効果が得られる。
【００２３】
元素半導体、化合物半導体および遷移金属酸化物からなる群から選ばれる１種以上に、前記イオンをドーピングした化合物は、製造が容易であり、コストがかからないという理由から、ＺｎＯにＡｌ3+イオンをドーピングした導電性酸化亜鉛を用いることが好ましい。
【００２４】
元素半導体、化合物半導体および遷移金属酸化物からなる群から選ばれる１種以上に、ＩＡ族、IVＡ族、ＶＡ族、IIIＢ族およびIVＢ族からなる群から選ばれる１種以上のイオンをドーピングした化合物の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、０．５〜１５０重量部である。配合量の下限としては、１．０重量部であることが好ましく、上限としては５０重量部であることが好ましい。配合量が０．５重量部未満では、氷上摩擦性能が充分に得られない。また、１５０重量部をこえると、耐摩耗性が低下する。
【００２５】
本発明のゴム組成物には、補強剤（充填剤）、加硫剤（架橋剤）、加硫促進剤、各種オイル、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、カップリング剤などのタイヤ用または一般のゴム組成物用に配合される各種配合剤および添加剤を配合することができる。また、これらの配合剤、添加剤の配合量も一般的な量とすることができる。
【００２６】
補強剤としては、主にカーボンブラックを用いることが好ましい。
【００２７】
カーボンブラックのヨウ素吸着量は、３０〜３００ｍｇ／ｇであることが好ましい。ヨウ素吸着量の下限としては、６０ｍｇ／ｇであることがより好ましく、上限としては、２００ｍｇ／ｇであることがより好ましい。ヨウ素吸着量が３０ｍｇ／ｇ未満では、補強性が少ない傾向があり、３００ｍｇ／ｇをこえると、加工性が悪化する傾向がある。
【００２８】
カーボンブラックの配合量は、ゴム成分１００重量部に対して５〜２００重量部であることが好ましい。配合量が５重量部未満では、補強効果が得られない傾向があり、２００重量部をこえると加工性が低下する傾向がある。
【００２９】
本発明のタイヤは、本発明のタイヤ用ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。すなわち、必要に応じて前記添加剤を配合した本発明のタイヤ用ゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤの各部材の形状にあわせて押出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、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することによりタイヤを得る。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例にもとづいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらのみに制限されるものではない。
【００３１】
実施例および比較例で使用した原料を以下にまとめて示す。
天然ゴム：テックビーハング社製のＲＳＳ＃３
ブタジエンゴム：宇部興産（株）製のＵＢＥＰＯＬ−ＢＲ１５０Ｂ
カーボンブラック：昭和キャボット（株）製のショウワブラックＮ２２０（ヨウ素吸着量：１１８ｍｇ／ｇ）
オイル：出光興産（株）製のダイナプロセスオイルＰＳ３２３
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックワックス
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
亜鉛華：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
導電性酸化亜鉛：ハクスイテック（株）製の導電性酸化亜鉛２３−Ｋ
硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤１：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＣＺ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジル−スルフェンアミド）
加硫促進剤２：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤ（ジフェニルグアニジン）
【００３２】
実施例１〜３および比較例
【００３３】
【表１】
2005187593.tif 000002
【００３４】
表１に示す、硫黄、加硫促進剤を除く配合成分を、１．７リットルの密閉型バンバリーミキサーを用いて３〜５分間混練りし、温度が１５０℃以上に達した時点で配合ゴムを排出し、ベース練りゴムとした。ベース練りゴム、硫黄および加硫促進剤をオープンロールで混練りし、加硫することによりゴム組成物を得た。
【００３５】
（氷上摩擦試験）
温度制御された恒温室内に設置された氷面上にゴム試験片を一定加重で押しつけ、一定速度で滑らせるときの抵抗（摩擦力）を検出することにより行なった。試験条件は、氷温および恒温室温度を−２℃および−５℃に設定し、速度２０ｋｍ／ｈ、接地圧力２ｋｇ／ｃｍ2となるように加重をかけた。なお、結果は、比較例を１００とし、指数表示した。数値が大きいほど、摩擦力が高いことを示す。