(57)【要約】【課題】タイヤの低燃費性とウェットグリップ性能の向上を高度に両立し得るゴム組成物を提供する。【解決手段】ゴム成分、および、１次粒子径が１４ｎｍ以下で、かつチッ素吸着比表面積が４００ｍ2／ｇ以上である極小粒子径シリカを含むゴム組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム成分、および、１次粒子径が１４ｎｍ以下で、かつチッ素吸着比表面積が４００ｍ2／ｇ以上である極小粒子径シリカを含むゴム組成物。
【請求項２】
さらに、極小粒子径シリカ以外のシリカ、および、シランカップリング剤を含み、ゴム成分１００重量部に対して、極小粒子径シリカと極小粒子径シリカ以外のシリカとの合計量が４０重量部以上である請求項１記載のゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物に関し、とりわけ低燃費性に優れるタイヤ用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、タイヤの低燃費化とウェットグリップ性能の向上の両立が強く求められており、この要求を満足させるために、タイヤトレッド用ゴム組成物にシリカを配合することが行なわれてきた。このようなシリカとしては、通常、１次粒子径が１５ｎｍ以上あるいはチッ素吸着比表面積が４００ｍ2／ｇ未満のシリカが用いられてきた。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、ゾル−ゲル法で形成された平均粒子径１０〜３０μｍ、比表面積４００〜７００ｍ2／ｇのシリカをタイヤ用ゴム組成物に用いることが開示されている。
【０００４】
しかし、さらなる低燃費化およびウェットグリップ性能の向上を高度に両立することがが昨今求められるようになり、その要求に答えることが難しくなってきているのが現状である。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１１６４４０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、タイヤの低燃費性とウェットグリップ性能の向上を高度に両立し得る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、ゴム成分、および、１次粒子径が１４ｎｍ以下で、かつチッ素吸着比表面積が４００ｍ2／ｇ以上である極小粒子径シリカを含むゴム組成物に関する。
【０００８】
前記ゴム組成物は、さらに、極小粒子径シリカ以外のシリカ、および、シランカップリング剤を含み、ゴム成分１００重量部に対して、極小粒子径シリカと極小粒子径シリカ以外のシリカとの合計量が４０重量部以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、１次粒子径が１４ｎｍ以下で、かつチッ素吸着比表面積が４００ｍ2／ｇ以上である特異なシリカを配合することにより、さらなる低燃費性およびウェットグリップの確保、ならびに耐摩耗性の向上が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のゴム組成物は、ゴム成分に極小粒子径シリカを配合してなる。
【００１１】
前記ゴム成分としては、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ニトリルゴム、エチレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴムなどがあげられる。これらの中では、ウェットグリップ性能が優れる点で、天然ゴム、ＳＢＲ、ＩＲ、二トリルゴム、ブチルゴムが好ましく用いられる。これらのゴムは、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。
【００１２】
前記極小粒子径シリカの１次粒子径が１４ｎｍ以下、好ましくは１２ｎｍ以下、より好ましくは１１ｎｍ以下である。１次粒子径が１４ｎｍをこえると耐摩耗性が悪化する。また、極小粒子径シリカの１次粒子径は、好ましくは５ｎｍ以上、より好ましくは８ｎｍ以上である。１次粒子径が５ｎｍ未満では、ゴム中への分散が困難になり、凝集がおこり、かえって低燃費性が悪化する傾向がある。ここで、１次粒子径は、ＴＥＭの測定により求められる。
【００１３】
さらに、前記極小粒子径シリカのチッ素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）は、４００ｍ2／ｇ以上、好ましくは５００ｍ2／ｇ以上である。Ｎ2ＳＡが４００ｍ2／ｇ未満ではゴムとの結合点が減り、低燃費化がはかれない。また、極小粒子径シリカのＮ2ＳＡは、好ましくは１０００ｍ2／ｇ以下、より好ましくは８５０ｍ2／ｇ以下である。Ｎ2ＳＡが１０００ｍ2／ｇをこえるとゴム中への分散が著しく困難になり、かえって耐摩耗性が悪化する傾向がある。
【００１４】
前記極小粒子径シリカの配合量は、前記ゴム成分１００重量部に対して、好ましくは５重量部以上、より好ましくは１０重量部以上である。配合量が５重量部未満では充分な耐摩耗性、低燃費性の改善効果がみられない傾向がある。また、極小粒子径シリカの配合量は、好ましくは４０重量部以下、より好ましくは３５重量部以下である。配合量が４０重量部をこえると、コストがかかり好ましくない傾向がある。
【００１５】
さらに、本発明のゴム組成物には、前記極小粒子径シリカ以外のシリカも配合することができる。
【００１６】
前記シリカの配合量は、前記ゴム成分１００重量部に対して、好ましくは２５重量部以上、より好ましくは３０重量部以上である。配合量が２５重量部未満では低燃費性の改善効果が小さい傾向がある。また、前記シリカの配合量は、好ましくは１００重量部以下、より好ましくは８０重量部以下である。配合量が１００重量部をこえると、ゴムが硬くなりすぎて、充分なウェットグリップが得られない傾向がある。
【００１７】
前記極小粒子径シリカと極小粒子径シリカ以外のシリカとの合計量は、前記ゴム成分１００重量部に対して、好ましくは４０重量部以上である。合計量が４０重量部未満では充分な低燃費性の改善効果がみられない傾向がある。また、該合計量は、好ましくは１４０重量部以下、より好ましくは１１５重量部以下である。合計量が１４０重量部をこえるとゴムが硬くなりすぎてウェットグリップが充分に得られない傾向がある。
【００１８】
さらに、本発明のゴム組成物には、シランカップリング剤を配合することができる。
【００１９】
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。
【００２０】
具体的に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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
前記シランカップリング剤の配合量は、前記極小粒子径シリカと極小粒子径シリカ以外のシリカとの合計量１００重量部に対して、好ましくは５重量部以上、より好ましくは７重量部以上である。シランカップリング剤の配合量が５重量部未満では加工性が悪化するだけでなく、低燃費性も悪化する傾向があり、１５重量部をこえると未反応のシランカップリング剤が増え、加工中のロールへのゴムの密着がおこると同時に、低燃費性も悪化する傾向がある。
【００２９】
さらに、本発明のゴム組成物には、その他の配合剤として、カーボンブラックなどシリカ以外の補強剤、オイル、着色剤、老化防止剤などを配合することができる。
【００３０】
カーボンブラックを配合する場合、カーボンブラックとしては、たとえば、市販のＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどが用いられる。
【００３１】
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、好ましくは５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５重量部未満では耐摩耗性が悪化する傾向がある。また、カーボンブラックの配合量は、好ましくは５０重量部以下、より好ましくは４０重量部以下である。カーボンブラックの配合量が５０重量部をこえると、低燃費性の改善効果がなくなる傾向がある。
【００３２】
本発明のゴム組成物は、前記ゴム成分、シリカ（極小粒子径シリカおよび極小粒子径シリカ以外のシリカ）、シランカップリング剤、および、その他の配合剤をニーダーやバンバリーミキサーなどを用いて混練したのち、所定形状にし、加硫成形することにより製造することができる。
【００３３】
なお、前記配合剤を配合する場合には、予め、前記ゴム成分、シリカ（極小粒子径シリカおよび極小粒子径シリカ以外のシリカ）、シランカップリング剤、必要に応じてオイルを混練してシリカマスターバッチを調製したのちに、該配合剤を加えて混練することが好ましい。予めシリカマスターバッチを調製することにより、シランカップリング剤のカップリング効果が充分に発揮されるという利点がある。
【００３４】
前述のようにして得られる本発明のゴム組成物は、タイヤ、とくにトレッドに用いられ、タイヤの低燃費性とウェットグリップ性能の向上を高度に両立することができる。
【実施例】
【００３５】
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。
【００３６】
実施例１および比較例１〜２
（薬品の説明）
天然ゴム：ＲＳＳ＃３
ＳＢＲ：ＪＳＲ（株）製のＳＢＲ１５０２
シリカ１：デグッサ社製のウルトラジルＶＮ３（１次粒子径：１６ｎｍ、Ｎ2ＳＡ：１７５ｍ2／ｇ）
シリカ２：シイベルヘグナー社製のＭＮ１Ｓ−０２１０（１次粒子径：１５ｎｍ、Ｎ2ＳＡ：１６０ｍ2／ｇ）
極小粒子径シリカ：シイベルヘグナー社製のＭＮ１Ｓ−０２２０（１次粒子径：１０ｎｍ、Ｎ2ＳＡ：６４０ｍ2／ｇ）
シランカップリング剤：デグッサ社製のＳｉ２６６（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド）
アロマオイル：（株）ジャパンエナジー製のＸ１４０
カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイヤブラックＩ（ＩＳＡＦ）
ステアリン酸：日本油脂（株）製
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華２種
硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤ＴＢＢＳ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ
加硫促進剤ＤＰＧ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤ
【００３７】
（ゴム組成物の製造方法）
容量１．７リットルのバンバリーミキサーを用いて、まず、表１に示す量の天然ゴム、ＳＢＲ、シリカ（通常シリカおよび／または極小粒子径シリカ）、シランカップリング剤、オイルを混練りした。つぎに、容量１．７リットルのバンバリーミキサーを用いて、得られた混練り物に、カーボンブラック、アロマオイル、ステアリン酸および酸化亜鉛を混練りした。さらにロールを用いて硫黄および加硫促進剤を混練りして、各未加硫ゴムシートを得た。
【００３８】
得られたゴム組成物を１７０℃で２０分間プレス加硫して加硫物を得た。得られた各加硫物を以下に示す各特性の試験に供した。
【００３９】
（試験方法の説明）
（加工性）
加工性の指標として、未加硫のゴム組成物のムーニー粘度ＭＬ(1+4)を、１３０℃で測定した。数値が小さいほど加工性に優れることを示す。
【００４０】
（ウェットグリップ性能）
粘弾性スペクトロメーターＶＥＳ（（株）岩本製作所製）を用いて、温度０℃、初期歪み１０％、動歪み０．２％および周波数１０Ｈｚの条件下で、各加硫物のｔａｎδを測定した。ｔａｎδが大きいほどウェットグリップ性能に優れることを示す。
【００４１】
（転がり抵抗特性）
粘弾性スペクトロメーターＶＥＳ（（株）岩本製作所製）を用いて、温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み（２％）および周波数１０Ｈｚの条件下で、各加硫物のｔａｎδを測定した。ｔａｎδが小さいほど転がり抵抗特性に優れることを示す。
【００４２】
（耐摩耗性）
ランボーン摩耗試験機を用いて、荷重２．５ｋｇｆ、スリップ率２０％、試験時間４分間の条件で摩耗させ、各サンプルの容積損失量を測定した。比較例１の摩耗指数を１００として、各配合の摩耗指数を下記計算式で算出した。摩耗指数が大きいほど耐摩耗性に優れることを示す。
（各配合の摩耗指数）
＝（比較例１の容積損失量）÷（各実施例の容積損失量）×１００
【００４３】
それぞれの試験結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
2005281384.tif 000002