(57)【要約】【課題】ラジオノイズ等の静電気トラブルを解消しながら、しかもウェット性能と転がり抵抗性能を従来にも増して高いレベルで両立させる。【解決手段】シリカを、ジエン系ゴム１００重量部に対して２０〜１００重量部、かつ全フィラー量の５０重量％以上にて配合し、Ｎ２ＳＡ＝１００〜２００ｍ２／ｇのファーネスブラックとＮ２ＳＡ＝７００ｍ２／ｇ以上の高導電性カーボンブラックからなるカーボンブラックを、ゴム組成物中における含有率（重量％）をそれぞれＷａ、Ｗｂとして下記式（１）を満足するよう配合し、更に下記式（２）のシランカップリング剤を用いる。 １４ ≦ Ｗａ ＋ ２．２×Ｗｂ ≦ ２０  …（１）（ＣｎＨ２ｎ＋１Ｏ）３Ｓｉ−ＣｍＨ２ｍ−Ｓ−ＣＯ−ＣｋＨ２ｋ＋１  …（２）（式中、ｎは１〜３の整数、ｍは１〜５の整数、ｋは５〜９の整数）【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴムに対して、シリカとカーボンブラックからなるフィラーを配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物であって、
前記シリカが、ジエン系ゴム１００重量部に対して２０〜１００重量部であり、かつ、全フィラー量の５０重量％以上となるよう配合され、
前記カーボンブラックが、窒素吸着比表面積１００〜２００ｍ２／ｇのファーネスブラックと、窒素吸着比表面積７００ｍ２／ｇ以上の高導電性カーボンブラックからなり、かつ、前記ファーネスブラックの全ゴム組成物中の含有率をＷａ（重量％）とし、前記高導電性カーボンブラックの全ゴム組成物中の含有率をＷｂ（重量％）として、両者が下記式（１）を満足するように配合され、
更に、下記一般式（２）で表されるシランカップリング剤をシリカ１００重量部に対して２〜２５重量部配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
１４ ≦ Ｗａ ＋ ２．２×Ｗｂ ≦ ２０  …（１）
（ＣｎＨ２ｎ＋１Ｏ）３Ｓｉ−ＣｍＨ２ｍ−Ｓ−ＣＯ−ＣｋＨ２ｋ＋１  …（２）
（式（２）中、ｎは１〜３の整数、ｍは１〜５の整数、ｋは５〜９の整数である。）
【請求項２】
前記高導電性カーボンブラックの全ゴム組成物中の含有率が２．０重量％以上であることを特徴とする請求項１記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
請求項１又は２記載のゴム組成物からなるトレッド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、空気入りタイヤのトレッドを形成するゴムとして用いられるタイヤトレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気入りタイヤにおいては、湿潤路面での制動性、操作性であるウェット性能と、低燃費化につながる転がり抵抗性能とを両立させるため、トレッドゴムにシリカを配合することが提案されている。
【０００３】
しかしながら、かかるシリカ配合のゴム組成物は導電性が低く、トレッドゴムが通電を遮断するため、車両に蓄積された静電気がタイヤを経て路面にアースされず、ラジオノイズや電気回路に悪影響を与える等の問題がある。
【０００４】
このようなトレッドゴムの導電性不良を解消するため、下記特許文献１，２には、トレッドゴムの半径方向内側に導電性ゴム層を設け、該導電性ゴム層をトレッド表面の一部に露出させる構成が提案されている。しかしながら、かかる構成では、タイヤ製造工程を複雑化させ、生産性を悪化させることになる。
【０００５】
一方、下記特許文献３には、ウェット性能と転がり抵抗性能との両立を図りながら、ラジオノイズ等の静電気トラブルを解消するために、ゴムにシリカを配合するとともに、ゴム１００重量部に対して導電性カーボンブラックを１〜３重量部配合することが提案されている。しかしながら、このように単に導電性カーボンブラックを配合するのみでは、導電性を確保しつつ、ウェット性能と転がり抵抗性能を高いレベルで両立させることは難しい。
【特許文献１】特開平９−７１１１２号公報
【特許文献２】特開２０００−８５３１６号公報
【特許文献３】特開平１１−８０４３５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、以上の点に鑑みてなされたものであり、ラジオノイズ等の静電気トラブルを解消しながら、しかもウェット性能と転がり抵抗性能を従来にも増して高いレベルで両立させることができるタイヤトレッド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】
上記課題を解決する本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴムに対して、シリカとカーボンブラックからなるフィラーを配合してなるものであって、前記シリカが、ジエン系ゴム１００重量部に対して２０〜１００重量部であり、かつ、全フィラー量の５０重量％以上となるよう配合され、前記カーボンブラックが、窒素吸着比表面積１００〜２００ｍ２／ｇのファーネスブラックと、窒素吸着比表面積７００ｍ２／ｇ以上の高導電性カーボンブラックからなり、かつ、前記ファーネスブラックの全ゴム組成物中の含有率をＷａ（重量％）とし、前記高導電性カーボンブラックの全ゴム組成物中の含有率をＷｂ（重量％）として、両者が下記式（１）を満足するように配合され、更に、下記一般式（２）で表されるシランカップリング剤をシリカ１００重量部に対して２〜２５重量部配合してなるものである。
【０００８】
１４ ≦ Ｗａ ＋ ２．２×Ｗｂ ≦ ２０  …（１）
（ＣｎＨ２ｎ＋１Ｏ）３Ｓｉ−ＣｍＨ２ｍ−Ｓ−ＣＯ−ＣｋＨ２ｋ＋１  …（２）
式（２）中、ｎは１〜３の整数、ｍは１〜５の整数、ｋは５〜９の整数である。
【０００９】
本発明に係る空気入りタイヤは、上記タイヤトレッド用ゴム組成物からなるトレッドを有する空気入りタイヤである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、シリカと特定のシランカップリング剤である保護化メルカプトシランとを組み合わせるとともに、高導電性カーボンブラックと特定のファーネスブラックとを上記特定の割合で使用することにより、ラジオノイズ等の静電気トラブルを解消しながら、ウェット性能と転がり抵抗性能を高いレベルで両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。
【００１２】
本発明のゴム組成物において、ゴム成分として使用されるジエン系ゴムは、特に限定されず、タイヤ用ゴム組成物において一般に用いられる各種ジエン系ゴムを用いることができる。例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ブタジエンゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン−イソプレン共重合体ゴムなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いても２種以上併用してもよい。
【００１３】
本発明のゴム組成物に使用されるシリカとしては、特に限定されないが、湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカ、沈降シリカなどが挙げられ、特に含水珪酸を主成分とする湿式シリカを用いることが好ましい。シリカは、ジエン系ゴム１００重量部に対して２０〜１００重量部配合され、より好ましい配合量は、下限が４０重量部、上限が７０重量部である。また、シリカは、全フィラー量中に占める比率が５０重量％以上となるよう配合される。シリカの比率が５０重量％未満では、保護化メルカプトシランによる転がり抵抗低減が効果的でなくなる。シリカ比率の上限は８０重量％以下であることが好ましい。
【００１４】
本発明のゴム組成物において、カーボンブラックとしては、（Ａ）窒素吸着比表面積１００〜２００ｍ２／ｇのファーネスブラックと、（Ｂ）窒素吸着比表面積７００ｍ２／ｇ以上の高導電性カーボンブラックとが併用される。かかるカーボンブラックは、ジエン系ゴム１００重量部に対してトータルで１００重量部以下にて配合されることが好ましい。ここで、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）はＪＩＳ Ｋ ６２１７に準じて測定される値である。
【００１５】
上記Ａ成分のファーネスブラックとしては、オイルファーネスブラックを用いることが好ましい。また、窒素吸着比表面積は１００〜１５０ｍ２／ｇであることが好ましく、具体的には、ＳＡＦカーボンブラック、ＩＳＡＦカーボンブラックが用いられる。Ｂ成分単独ではなく、かかるＡ成分のファーネスブラックを併用することにより、転がり抵抗性能を確保することができる。なお、上記Ａ成分として、窒素吸着比表面積が１００未満のファーネスブラック、例えばＨＡＦ、ＦＥＦカーボンブラックを用いた場合には、カーボンブラックの総量を抑えながら導電性を確保することが難しくなり、逆に導電性を確保できるレベルまでカーボンブラック量を増やすと、ウェット性能と転がり抵抗性能のバランスが悪化してしまう。
【００１６】
上記Ｂ成分の高導電性カーボンブラックとしては、ケッチェンブラックと称されるカーボンブラックが挙げられ、これを配合することにより導電性を高めることができる。Ｂ成分の窒素吸着比表面積の上限は特に限定されないが、１５００ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。
【００１７】
上記Ａ成分のファーネスブラックとＢ成分の高導電性カーボンブラックは、上記式（１）を満足するように配合される。この式は、カーボンブラック量を減らしシリカ量を確保することでウェット性能と転がり抵抗性能の両立を図りながら、しかも導電性を確保するための式であり、Ｂ成分の高導電性カーボンブラックがＡ成分のファーネスブラックの約２．２倍の導電性を発揮するという実験結果に基づいて規定されたものである。式（１）のＷａ＋２．２×Ｗｂが１４未満では導電性を確保することができず、逆に２０を超えるとウェット性能と転がり抵抗性能のバランスが悪化する。
【００１８】
Ｂ成分の高導電性カーボンブラックは、その含有率である上記Ｗｂが２．０重量％以上であることが、導電性を確保しながらカーボンブラック総量を減らすために好ましい。より好ましくは、Ｗｂは３．０〜６．０重量％である。一方、Ａ成分のファーネスブラックは、その含有率である上記Ｗａが６．０重量％以上であることが好ましく、より好ましくは６．０〜１０．０重量％である。
【００１９】
本発明のゴム組成物に使用されるシランカップリング剤は、上記一般式（２）で表される保護化メルカプトシランである。かかる保護化メルカプトシランは特表２００１−５０５２２５号公報に記載の方法に準拠して製造することができる。この保護化メルカプトシランは、上記した本発明の効果を充分に発揮させる上で、シリカ１００重量部に対して２〜２５重量部配合される。なお、かかるシランカップリング剤は、予めシリカに処理しておいて、この処理済みのシリカを上記ゴム成分に添加混合して配合することもできる。
【００２０】
本発明のゴム組成物には、上記した成分の他に、老化防止剤、亜鉛華、ステアリン酸、軟化剤、加硫剤、加硫促進剤など、タイヤ用ゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。なお、フィラーとして、上記シリカ及びカーボンブラックの他に、酸化チタン、ケイ酸アルミニウム、クレー、タルク等を配合してもよい。
【００２１】
以上よりなる本発明のゴム組成物は、常法に従い加硫成形することにより、空気入りタイヤのトレッドを形成することができる。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２３】
バンバリーミキサーを使用し、下記表１，２に示す配合に従い、ゴム組成物を調製した。表１，２の各成分の詳細は以下の通りである。
【００２４】
・ＳＢＲ：旭化成製のスチレンブタジエンゴム「タフデンＥ−５０」（ゴムポリマー１００重量部に対してオイルを３７．５重量部含有する油展ゴム）
・ＢＲ：ＪＳＲ製のブタジエンゴム「ＢＲ０１」。
【００２５】
・ＳＡＦ ＣＢ：東海カーボン製ファーネスブラック「シースト９」（窒素吸着比表面積＝１４２ｍ２／ｇ）
・ＩＳＡＦ ＣＢ：東海カーボン製ファーネスブラック「シースト７ＨＭ」（窒素吸着比表面積＝１２６ｍ２／ｇ）
・ＨＡＦ ＣＢ：東海カーボン製ファーネスブラック「シーストＫＨ」（窒素吸着比表面積＝９３ｍ２／ｇ）
・高導電性ＣＢ：花王製ケッチェンブラック「ケッチェンブラックＥＣ」（窒素吸着比表面積＝８００ｍ２／ｇ）
・シリカ：日本シリカ製「ニップシールＡＱ」。
【００２６】
・汎用カップリング剤：ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、デグサ社製「Ｓｉ−７５」
・保護化メルカプトシラン：上記式（２）で表されるカップリング剤（ｎ＝２，ｍ＝３，ｋ＝７）、ＧＥシリコーンズ社製「ＮＸＴ」。
【００２７】
また、各ゴム組成物には、共通配合として、ジエン系ゴム１００重量部に対し、プロセス油（ジャパンエナジー製「ＪＯＭＯプロセスＸ−１４０」）１３．７５重量部、ステアリン酸（花王製「ルナックＳ−２０」）２重量部、亜鉛華（三井金属製「亜鉛華１種」）２重量部、老化防止剤（住友化学製「アンチゲン６Ｃ」）２重量部、ワックス（大内新興化学製「サンノックＮ」）２重量部、加硫促進剤（大内新興化学製「ノクセラーＤ」）１．５重量部、加硫促進剤（大内新興化学製「ノクセラーＣＺ」）２．０重量部、硫黄（鶴見化学製「粉末硫黄」）２．０重量部を配合した。
【００２８】
得られた各ゴム組成物をトレッドゴムとして用いて１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤを常法に従い加硫成形することにより作製した。得られた各タイヤについて、転がり抵抗性能、ウェット制動性、導電性を評価した。各評価方法は次の通りである。
【００２９】
・転がり抵抗性能：転がり抵抗測定ドラムを用い、空気圧２３０ｋＰａ、荷重４５０ｋｇｆ、温度２３℃、速度８０ｋｍ／ｈの条件で各タイヤの転がり抵抗を測定し、比較例１の値を１００とした指数で表示した。指数が小さいほど転がり抵抗が低く、低燃費性に優れることを示す。
【００３０】
・ウェット制動性：２０００ｃｃの国産乗用車に上記タイヤを４本装着し、２〜３ｍｍの水深で水をまいた路面上を走行し、時速９０ｋｍでＡＢＳを作動させて２０ｋｍ／ｈまで減速時の制動距離を測定した。比較例１の値を１００とした指数で表示し、指数が大きいほど制動距離が短く、ウェット制動性に優れることを示す。
【００３１】
・導電性：タイヤをホイールに組付け、内圧２ｋｇ／ｃｍ２とし、鉄板上に荷重４００ｋｇで押し付け、鉄板とホイールの間に２００Ｖの電圧をかけて通電の有無を確認した。電気抵抗値が１０８Ω以下で通電が認められたものを「○」、通電が確認できなかったものを「×」と評価した。
【表１】
2007051170.tif 000002
【表２】
2007051170.tif 000003
【００３２】
結果は表１，２に示す通りであり、シリカ単独配合である比較例１から、シリカの一部をカーボンブラックで置き換えることにより、導電性を改善することはできるものの、カーボンブラック量が増えるに従って転がり抵抗性能が大きく損なわれた（比較例２，３参照）。また、その場合に、カーボンブラックの一部を高導電性カーボンブラックに置き換えただけでは、転がり抵抗性能の改善効果は認められなかった（比較例４，５参照）。また、ファーネスブラックとしてＨＡＦカーボンブラックを用いた場合も、その一部を高導電性カーボンブラックで置き換えることにより導電性は改善されたものの、転がり抵抗性能が悪化していた（比較例８〜１０参照）。
【００３３】
これに対し、本発明に係る実施例１であると、シリカ単独配合である比較例１と同等以上の優れた転がり抵抗性能とウェット性能を持つものでありながら、導電性も確保されていた。また、実施例２〜７についても、導電性を確保しながら、転がり抵抗性能とウェット性能が高いレベルで両立されていた。一方、比較例６では、上記式（１）の値が２０を超えるものであるため、転がり抵抗性能に劣るものであった。また、比較例７では、式（１）の値が１４未満であるため、導電性が確保されていなかった。また、比較例１１では、式（１）は満足するものの、高導電性カーボンブラックとともに併用するファーネスブラックとしてＨＡＦカーボンブラックを用いたため、導電性を確保することができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の空気入りタイヤ用ゴム組成物は、乗用車用空気入りラジアルタイヤを始めとする各種の空気入りタイヤのトレッドを構成するゴムとして利用することができる。