(57)【要約】【課題】タイヤの低燃費化を達成し、操縦安定性を向上させたタイヤカーカス用ゴム組成物を提供する。【解決手段】スチレンブタジエンゴムラテックスおよびシリカを水中でミクロ分散させることにより製造されたシリカマスターバッチ、ジエン系ゴム、ならびにカーボンブラックを含有するタイヤカーカス用ゴム組成物であって、該カーボンブラックを全ゴム成分１００重量部に対して合計０〜４０重量部含み、該カーボンブラック、および該シリカマスターバッチ中のシリカを、全ゴム成分１００重量部に対して合計３０〜６０重量部含有するタイヤカーカス用ゴム組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
スチレンブタジエンゴムラテックスおよびシリカを水中でミクロ分散させることにより製造されたシリカマスターバッチ、ジエン系ゴム、ならびにカーボンブラックを含有するタイヤカーカス用ゴム組成物であって、
該カーボンブラックを全ゴム成分１００重量部に対して合計０〜４０重量部含み、
該カーボンブラック、および該シリカマスターバッチ中のシリカを、全ゴム成分１００重量部に対して合計３０〜６０重量部含有するタイヤカーカス用ゴム組成物。
【請求項２】
前記シリカマスターバッチが、シリカ１００重量部に対して３〜１０重量部のシランカップリング剤を含有する請求項１記載のタイヤカーカス用ゴム組成物。
【請求項３】
請求項１または２記載のゴム組成物を用いたタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低燃費化を達成し、操縦安定性を向上させるタイヤカーカス用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギー化を目的としてタイヤの転がり抵抗を低減させるために、種々の手段が取り上げられており、その手段の１つとしては、タイヤ用ゴム組成物に用いられる充填剤として、シリカを用いることがあげられる。
【０００３】
しかし、タイヤの低燃費化のために、構成されているゴムのエネルギーロスを少なくする方法として、主にトレッドゴムにのみ着目され、他のコンポーネントでは低燃費化が疎かにされてきた経緯がある。
【０００４】
トレッドゴム以外のコンポーネントの低燃費化を達成する方法としては、ケースゴム部分のエネルギーロスを低減させるために充填剤であるカーボンブラックの量を減らすことが一般的に行なわれてきたが、ケースゴムの補強性を下げてタイヤの耐久性を低下させたり、タイヤの横剛性を減じることになり、操縦安定性を悪化させるという問題があった。
【０００５】
これに対して、カーボンブラックのかわりにシリカを用いることも検討されてきたが、シリカそのものの分散性が悪く、カーカスのトッピング時にシリカの分散不良からトッピング速度を上げられない、トッピングゴムに穴が開くなどの問題点も多く発生していた。
【０００６】
特許文献１には、乳化重合ＳＢＲにおいてもシリカの低燃費性を向上させたシリカマスターバッチを配合したゴム組成物が開示されている。しかし、シリカが少量しか含有されておらず、さらに乾燥後のシリカを用いているため、シリカが充分に分散していないため、得られたゴム組成物の耐久性が劣るという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２８６５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、タイヤの低燃費化を達成し、操縦安定性を向上させたタイヤカーカス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】
【０００９】
本発明は、スチレンブタジエンゴムラテックスおよびシリカを水中でミクロ分散させることにより製造されたシリカマスターバッチ、ジエン系ゴム、ならびにカーボンブラックを含有するタイヤカーカス用ゴム組成物であって、該カーボンブラックを全ゴム成分１００重量部に対して合計０〜４０重量部含み、該カーボンブラック、および該シリカマスターバッチ中のシリカを、全ゴム成分１００重量部に対して合計３０〜６０重量部含有するタイヤカーカス用ゴム組成物に関する。
【００１０】
前記シリカマスターバッチが、シリカ１００重量部に対して３〜１０重量部のシランカップリング剤を含有する好ましい。
【００１１】
本発明は、前記ゴム組成物を用いたタイヤに関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、シリカとＳＢＲラテックスを水中で混合して、ＳＢＲポリマー中にシリカをミクロ分散させることに成功したシリカマスターバッチをゴム組成物に配合し、ゴム組成物中の補強剤、およびシリカマスターバッチ中のシリカの配合量を特定することで、タイヤの低燃費化を達成し、操縦安定性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のゴム組成物は、シリカマスターバッチ、ジエン系ゴムおよびカーボンブラックからなる。
【００１４】
シリカマスターバッチは、スチレンブタジエンゴムラテックス（ＳＢＲラテックス）およびシリカを水中でミクロ分散させることにより製造される。
【００１５】
一般的に、シリカは、珪酸をアルカリ水溶液中に溶かして水ガラスを作製し、これを硫酸で中和することにより沈殿させ、一旦、乾燥させてこれを粉砕し、また、押し固める工程を経てペレット状のものが作製される。
【００１６】
また、乳化重合スチレンブタジエンゴムは、スチレンおよびブタジエンモノマーを含んだ懸濁溶液中に、ラジカル発生剤である開始剤を配合してスチレンとブタジエンとを共重合させ、その後、反応停止および乾燥工程を経て得られた粒状のポリマーを押し固めることでベール状のＳＢＲが作製される。
【００１７】
このようにシリカおよびＳＢＲの両作製方法において、水中で反応を行ない、さらに熱を加えることで乾燥させるという工程を経ていることから、シリカの溶液およびＳＢＲの懸濁溶液を混合して、ＳＢＲ中に分散しにくいシリカを予めミクロ分散させることで、熱処理工程および乾燥工程を経てシリカマスターバッチが得られる。このようにして得られたシリカマスターバッチは、別々に作製してドライ練り分散させることで得られたシリカマスターバッチと比較して、シリカそのものを微小な単位まで、より分散させたものである。
【００１８】
シリカマスターバッチにおけるＳＢＲのスチレン含有量は、４５％以下であることが好ましい。スチレン含有量が４５％をこえると、粘性などのゴムとしての性質が低下し、ベールとしてのまとまりがなくなり、ハンドリング性が劣るなどマスターバッチのベール形状安定性が低下する傾向がある。
【００１９】
シリカマスターバッチにおけるシリカの含有量は、シリカマスターバッチ中のＳＢＲ１００重量部に対して、１２０重量部以下であることが好ましく、１１０重量部以下であることがより好ましい。含有量が１２０重量部をこえると、ベール形状としてのまとまりが悪くなる傾向がある。
【００２０】
シリカマスターバッチは、シランカップリング剤を含有していることが好ましい。シリカマスターバッチ作製の乾燥工程の前段階で、シランカップリング剤をあらかじめ配合しておくことで乾燥工程での加熱処理時にシリカとシランカップリング剤が反応し、反応効率を向上させる。また、反応副生成物であるエタノールの除去が、それぞれ別々に作製してドライ練り分散させることで得られる従来のシリカマスターバッチでは困難であったが、本発明に用いられるシリカマスターバッチにおいては、乾燥工程でエタノールを除去することが可能となる。
【００２１】
シランカップリング剤としては、Ｓｉ６９（ビス（３−トリエトキシシリルプロピルテトラスルフィド）、Ｓｉ７５（ビス（３−トリエトキシシリルプロピルジスルフィド）、Ｓｉ２６６などがあげられるが、シリカの分散性を向上させる効果が得られ、コストがかからないという理由から、Ｓｉ７５を用いることが好ましい。
【００２２】
シリカマスターバッチにおけるシランカップリング剤の含有量は、シリカ１００重量部に対して３〜１０重量部であることが好ましい。含有量が３重量部未満では、シランカップリング剤によりシリカが充分にコーティングされず、分散しにくい傾向があり、１０重量部をこえると、コストがかかる傾向がある。
【００２３】
本発明においてシリカマスターバッチとともに用いられるジエン系ゴム成分の具体的な例としては、たとえば、天然ゴム（ＮＲ）、各種ブタジエンゴム（ＢＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）などがあげられる。これらは、単独で使用してもよく、２種類以上をブレンドして用いてもよい。ブレンドする場合のブレンド比にとくに限定はない。これらのうちでは、発熱性が低く、乳化状態を経由し、さらにシリカマスターバッチとの相溶性が優れるという点から、ＮＲが好ましい。
【００２４】
ＮＲおよび／またはＢＲまたはＩＲの総含有量に対するシリカマスターバッチ中のＳＢＲの含有量の比は、１／３〜１であることが好ましい。１／３未満では、シリカの分散による充分な効果が得られない傾向がある。
【００２５】
本発明においてシリカマスターバッチとともに用いられるカーボンブラックとしては、Ｎ３３０、Ｎ３５０などがあげられる。
【００２６】
前記カーボンブラックの配合量は、ゴム組成物中の全ゴム成分１００重量部に対して０〜４０重量部である。該配合量が４０重量部をこえると、ゴムの発熱性が高くなり、タイヤとしての耐久性が低下する。
【００２７】
本発明のゴム組成物は、前記カーボンブラック、およびシリカマスターバッチ中のシリカを、ゴム組成物中の全ゴム成分１００重量部に対して合計３０〜６０重量部含有する。合計含有量が３０重量部未満では、ゴム組成物製造時における押し出されたゴム生地の状態が悪く、得られたゴム組成物を用いたタイヤにおいて、充分な操縦安定性が得られない。また、６０重量部をこえると、ゴム組成物製造時における押し出し特性が低く、得られたゴム組成物を用いたタイヤにおいて、充分な操縦安定性が得られず、転がり抵抗が低減されない。
【００２８】
本発明のゴム組成物は、シリカマスターバッチとは別にシリカを配合することができる。そのようなシリカとしては、シリカＶＮ３などがあげられる。
【００２９】
前記シリカの配合量は、ゴム組成物中の全ゴム成分１００重量部に対して５重量部以下であることが好ましく、３重量部以下であることがより好ましい。配合量が５重量部をこえると、分散不良により耐久性が著しく低下する傾向がある。
【００３０】
さらに、本発明のゴム組成物は、前記成分のほかにゴム工業で通常使用されている各種薬品、たとえば、硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤、各種軟化剤、各種老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、酸化防止剤などの添加剤を配合することができる。
【００３１】
本発明のゴム組成物はタイヤカーカスとして用いられる。タイヤカーカスは、通常の加工装置、たとえば、ロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどにより混練りし、シート状にしたものを、所定の形状に張り合わせ、それを加硫する方法などにより作製することができる。
【００３２】
本発明のタイヤは、本発明のゴム組成物をタイヤカーカスとして用いて製造されることが好ましい。
【実施例】
【００３３】
実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に制限されるものではない。
【００３４】
実施例１〜４および比較例１〜２
以下に実施例および比較例で用いた各種薬品について詳細に説明する。
ＳＢＲ−Ａ：三菱化学（株）製のパウダーラバーＰＲ２３１０（スチレン含有量２３％のＳＢＲ１００重量部に対して、未乾燥シリカをシリカ正味の量で１００重量部、およびシランカップリング剤（Ｓｉ７５）８重量部含有）（ＳＢＲ：４８重量％、シリカ：４８重量％、シランカップリング剤：４重量％）
ＳＢＲ−Ｂ：三菱化学（株）製のパウダーラバーＰＲ２３５０（スチレン含有量２３％のＳＢＲ１００重量部に対して、未乾燥シリカをシリカ正味の量で５０重量部、およびシランカップリング剤（Ｓｉ７５）４重量部含有）（ＳＢＲ：６４．９重量％、シリカ：３２．５重量％、シランカップリング剤：２．６重量％）
ＳＢＲ：ＪＳＲ（株）製のＳＢＲ１５０２
ＮＲ：ＲＳＳ♯３
カーボンブラック：昭和キャボット（株）製のＮ３３０
シリカ：デグサ社製のＶＮ３
プロセスオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＰＳ３２
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：フレキシス社製のサントフレックス１３
ステアリン酸：日本油脂（株）製の桐
亜鉛華：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２号
硫黄：日本乾溜工業（株）のセイミサルファー
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）のノクセラーＮＳ
【００３５】
（株）神戸製鋼所製１．７Ｌバンバリーを用いて、前記各種薬品を表１に示す配合内容に加えて、全ゴム成分１００重量部に対してプロセスオイル５重量部、ワックス２重量部、老化防止剤２重量部、ステアリン酸２重量部、亜鉛華２重量部を混練りした後、オープンロール上で得られた混練り物に、全ゴム成分１００重量部に対して硫黄を５．５重量部、および加硫促進剤を１．５重量部を加えて練りこんだ混合物を１５０℃において３０分間加硫することでゴム組成物を得た。
【００３６】
得られたゴム組成物を用いて、以下に示す特性試験をおこなった。
（硬度）
作製したゴム組成物を２５℃でＪＩＳ−Ａ硬度計で測定した。
【００３７】
（粘弾性測定）
（株）岩本製作所製のＶＥＳ−Ｆ−３を用いて、周波数１０Ｈｚ、初期歪み１０％、動歪み２％で６０℃における複素弾性率（Ｅ＊）と損失正接（ｔａｎδ）を測定した。
【００３８】
このＥ＊値が大きいほど剛性が高く、操縦安定性に有利となる。また、ｔａｎδ値が小さいほど、転がり抵抗が低減され有利となる。
【００３９】
（押し出し特性）
設計上のスペック内の押出し形状で押し出すことのできる最高速度を決めることで押し出し速度（ｍ／ｓ）を測定した。数値が大きいほど、生産性が良好である。また、目視により表面状態を観察することで生地を評価した。
【００４０】
（操縦安定性）
本発明のゴム組成物をタイヤカーカスに用いた１９５／６５Ｒ１５サイズのタイヤを常法で作製し、当該タイヤを装着した普通乗用車にてテストコースにおいて官能試験を実施した。
とくにハンドル応答性について比較例１を６点として相対評価した。点数が高いほうが操縦安定性が良好である。
【００４１】
（転がり抵抗）
本発明のゴム組成物をタイヤカーカスに用いた１９５／６５Ｒ１５サイズのタイヤを用いて、台上でのタイヤの転がり抵抗を測定した。下記式により比較例１の値を１００として、転がり抵抗指数を算出した。転がり抵抗が小さいほど良好である。
転がり抵抗指数＝（各タイヤの転がり抵抗値）／（比較例１におけるタイヤの転がり抵抗値）×１００
【００４２】
試験結果をそれぞれ表１に示す。
【００４３】
【表１】
2005247985.tif 000002