(57)【要約】【課題】燃費性、耐疲労性及び操縦安定性のいずれにも優れたゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】本発明によるゴム組成物は、天然ゴム及び／又はポリイソプレンゴム３５〜５３重量部、ポリブタジエンゴム４５〜６３重量部、及びスチレン含有量が１５〜３５重量％であり、かつブタジエンのビニル結合量が３０〜７５％であるスチレン−ブタジエン共重合体ゴム２重量部以上１０重量部未満らなるゴム成分１００重量部に対して、カーボンブラック及び無機充填剤を合計３５〜６０重量部配合してなる。このゴム組成物は、空気入りタイヤのサイドウォール部に使用する。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ゴム及び／又はポリイソプレンゴム３５〜５３重量部、ポリブタジエンゴム４５〜６３重量部、及びスチレン含有量が１５〜３５重量％であり、かつブタジエンのビニル結合量が３０〜７５％であるスチレン−ブタジエン共重合体ゴム２重量部以上１０重量部未満からなるゴム成分１００重量部に対して、
カーボンブラック及び無機充填剤が合計３５〜６０重量部配合されていることを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】
前記カーボンブラックが５重量部以上３５重量部未満配合されていることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記無機充填剤がシリカであることを特徴とする請求項１又は２に記載のゴム組成物。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載のゴム組成物がサイドウォール部に使用されていることを特徴と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、ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、タイヤのサイドウォール部に使用して、燃費性を向上させつつ耐疲労性及び操縦安定性をも向上させることができるゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護の観点から自動車排気ガス対策が必要となってきており、排気ガス中に含まれる二酸化炭素の排出量が問題視されるようになってきた。かかる観点から自動車の排気ガス量の低減及び燃費低減が要請され、タイヤの軽量化及び低転がり抵抗の達成が必要となってきている。かかる目的でタイヤを軽量化するためにサイドウォール部を薄くすると、タイヤの耐カット性が劣るようになって好ましくないので、耐カット性の向上が必要となる。
【０００３】
このような視点から、高ビニル含有スチレン−ブタジエン共重合体ゴムをタイヤのサイドウォール部に使用するゴム組成物に配合することにより、耐屈曲疲労性、転動抵抗及び耐カット性を向上させる試みが、例えば特許文献１などで提案されている。一方、燃費性を向上させるためには、サイドウォール部に使用するゴム組成物に、補強性を付与するシリカを配合することが有効である。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１７５１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、シリカをゴム成分に配合すると、シリカ表面が親水性でポリマーとの親和性が極めて悪く、シリカとポリマーとを混練りすると、化学的な反応や物理的吸着が十分に起こらず、補強性に乏しい配合ゴムとなる。さらに、ゴム中でシリカ同士がシラノール基を通して水素結合を生成し、シリカのゴム中への分散性が低下する。そのため、シリカの配合による補強性の確保が不十分であり、硬度が低下するため操縦安定性が落ちる結果となる。
【０００６】
シリカのゴム中への分散性を確保するために、従来、シランカップリング剤が使用されている。シランカップリング剤は、シリカ表面のシラノール基に反応するアルコキシシリル基と、ゴムのポリマーと反応するイオウ連鎖とを含み、シリカ表面のシラノール基と反応してシリカの凝集を防ぎ、かつシリカとポリマーとを化学的に結合させる機能を持つ。しかしながら、シランカップリング剤を配合することによってシリカの分散性を向上させたとしても、タイヤの硬度低下を十分には防止できず、ひいては操縦安定性も低下するという問題点があった。
【０００７】
本発明は、以上のような従来の課題を解決するためになされたものであって、タイヤの硬度低下を防止し、耐疲労性、操縦安定性及び燃費性のいずれにも優れたゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるゴム組成物は、天然ゴム及び／又はポリイソプレンゴム３５〜５３重量部、ポリブタジエンゴム４５〜６３重量部、及びスチレン含有量が１５〜３５重量％であり、かつブタジエンのビニル結合量が３０〜７５％であるスチレン−ブタジエン共重合体ゴム２重量部以上１０重量部未満らなるゴム成分１００重量部に対して、カーボンブラック及び無機充填剤が合計３５〜６０重量部配合されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のゴム組成物にあっては、前記カーボンブラックが５重量部以上３５重量部未満配合されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のゴム組成物にあっては、前記無機充填剤がシリカであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の空気入りタイヤにあっては、前記ゴム組成物がサイドウォール部に使用されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかるゴム組成物は、燃費性を向上させつつ耐疲労性及び操縦安定性も同時に向上させることができ、かかる諸特性を実現したゴム組成物をサイドウォール部に有する空気入りタイヤが得られるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明にかかるゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤを実施の形態に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
本発明にかかるゴム組成物は、天然ゴム及び／又はポリイソプレンゴム３５〜５３重量部、ポリブタジエンゴム４５〜６３重量部、及びスチレン含有量が１５〜３５重量％であり、かつブタジエンのビニル結合量が３０〜７５％であるスチレン−ブタジエン共重合体ゴム２重量部以上１０重量部未満からなるゴム成分１００重量部に対して、カーボンブラック及び無機充填剤が合計３５〜６０重量部配合されている。
【００１４】
〔ゴム組成物のゴム成分〕
本発明によるゴム組成物のうちゴム成分は、天然ゴム（ＮＲ）及び／又はポリイソプレンゴム（ＩＲ）３５〜５３重量部、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）４５〜６３重量部、及びスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）２重量部以上１０重量部未満を含む。これらの各ゴムは、この所定の配合割合で配合するすることにより、燃費性を向上させつつ耐疲労性及び操縦安定性も同時に向上させることができ、上記配合割合を満たさない場合には、これらの諸特性を同時に向上させることができない。
【００１５】
スチレン−ブタジエン共重合体ゴムは、そのスチレン含有量が１５〜３５重量％であることが好ましい。スチレン含有量は、耐カット性の向上には寄与するが、屈曲疲労性を低下させる傾向にあるので、１５〜３５重量％の範囲に保つのが好ましい。スチレン含有量が１５重量％未満であると、耐カット性を向上させる効果を不十分であり、３５重量％を超えると屈曲疲労性を低下させるので好ましくない。
【００１６】
また、スチレン−ブタジエン共重合体ゴムにおけるブタジエンのビニル結合量は、３０〜７５％であることが好ましい。なお、ここでいうビニル結合量とは、スチレン−ブタジエン共重合体ゴムのブタジエン部分（シス、トランス及びビニル）中のビニル結合量をいう。ブタジエンのビニル結合は、ヒステリシス（転がり抵抗）の低下に寄与するため、タイヤのサイドウォール部にはビニル結合を比較的多く配合することが好ましく、ビニル結合量を３０〜７５％とすることにより、転がり抵抗が寄与する燃費性、及び操縦安定性の向上を図ることができる。ビニル結合量が３０％未満であると、転がり抵抗を増加する効果が不十分であり、７５％を超えると耐疲労性が悪化するため好ましくない。
【００１７】
〔カーボンブラック〕
本発明によるゴム組成物に用いられるカーボンブラックとしては、ゴム配合物に一般的に用いられるカーボンブラックを使用することができ、好ましくはヨウ素吸着量：３０〜１００ｇ／ｋｇ、窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）：３５〜９５ｍ2／ｇのカーボンブラックを使用できる。
【００１８】
また、カーボンブラックの配合量は、５重量部以上３５重量部未満であることが好ましい。カーボンブラックの配合量が５重量部未満であると、操縦安定性の確保が困難となるおそれがあり、配合量が３５重量部以上であると、燃費性の確保が困難となるおそれがあるので好ましくない。
【００１９】
〔無機充填剤〕
本発明によるゴム組成物には、無機充填剤として、例えばシリカ、クレー、タルクなどを充填する。シリカは、特にドレッド部のゴム組成物に配合した場合、耐摩耗性を犠牲にすることなく低転がり抵抗とウエット路面でのタイヤ性能を高度に両立できるが、サイドウォール部用のゴム組成物にシリカを配合した場合にもタイヤの耐疲労性の向上に寄与し得る。
【００２０】
無機充填剤の配合量は、上述したゴム成分１００重量部に対して、カーボンブラック及び無機充填剤を合計３５〜６０重量部配合することが好ましい。このような配合割合とすることによって、燃費性、耐疲労性を共に向上させることができる。なお、カーボンブラックを５重量部以上３５重量部未満使用した場合、無機充填剤は５５重量部以下を配合する。
【００２１】
〔その他の添加成分〕
本発明のゴム組成物には、上述した必須成分に加えて、硫黄、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤などタイヤ用に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、これらの添加剤の配合量も一般的な量とすることができる。例えば、硫黄の配合量はゴム１００重量部当り０．８重量部以上とするのが好ましく、１．０〜２．０重量部とするのが更に好ましい。
【００２２】
〔空気入りタイヤ〕
本発明による空気入りタイヤは、上述した各成分を配合するゴム組成物を特にそのサイドウォール部に使用している。その構造には特に限定はなく、従来から知られている任意の構造の空気入りタイヤは勿論のこと、さらには現在開発中の各種構造の空気入りタイヤの構造とすることができる。このように、本発明はタイヤのサイドウォール部を上記ゴム組成物から構成した任意の空気入りタイヤを包含する。
【実施例】
【００２３】
以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定するものではない。
【００２４】
実施例１〜２及び比較例１〜４
表１に示す配合（重量部）でそれぞれの成分を配合し、加硫促進剤と硫黄を除く原料ゴム及び配合剤を１６リットルのバンバリーミキサーで５分間混合した後、この混合物に加硫促進剤と硫黄とを同様のバンバリーミキサーにて４分間混練し、ゴム組成物を得た。次いで、常法に従って、得られたゴム組成物をサイドウォール部に有する空気入りタイヤを成型し、成型した空気入りタイヤの操縦安定性及び燃費性を測定し、測定結果を表１に示した。
【００２５】
【表１】
2007302716.tif 000002
【００２６】
〔配合剤〕
表１中に示す配合剤は、それぞれ次の通りである。
・ＮＲ（天然ゴム）：ＳＴＲ２０
・ＢＲ（ポリブタジエンゴム）（表１中の注＊１、以下同様）：「ＮｉｐｏｌＢＲ  １２２０」（商品名）、日本ゼオン（株）製
・ＳＢＲ（スチレン−ブタジエン共重合体ゴム）−１（＊２）：「アサプレン１２０４」（商品名）、旭化成（株）製
・ＳＢＲ−２（＊３）：「Ｎｉｐｏｌ  ＮＳ１１６」（商品名）、日本ゼオン（株）製
・ＳＢＲ−３（＊４）：「Ｎｉｐｏｌ  １５０２」（商品名）、日本ゼオン（株）製
・ＳＢＲ−４（＊５）：「タフデン１０００」（商品名）、旭化成（株）製
・ＳＢＲ−５（＊６）：「アサプレンＥ１０」（商品名）、旭化成（株）製
・ＣＢ（カーボンブラック）（＊７）：「ショウブラックＮ３３０」（商品名）、キャボットジャパン（株）製
・シリカ（＊８）：「Ｎｉｐｓｉｌ  ＡＱ」（商品名）、東ソー・シリカ（株）製
・カップリング剤（＊９）：「ＳＩ６９」（商品名）、デグッサ製
・老化防止剤（＊１０）：「６ＰＰＤ」（商品名）、（株）フレキシス製
・加硫促進剤（＊１１）：「ノクセラーＮＳ」（商品名）、大内新興化学工業（株）製
【００２７】
〔測定項目〕
（１）耐疲労性について、耐疲労評価は、上述のようにして得られたゴム組成物を金型中１５０℃で３０分間加硫して得た２ｍｍ厚の加硫シートから打ち抜いた３号ダンベルに、ＪＩＳ  Ｋ６２７０に準じて、１００％歪みを繰り返し与え、破断回数を測定した。破断回数測定はｎ＝６で行い、正規確率分布による５０％残存確率を求め、基準例を１００とする指数で示す。数値が大きい方が疲労寿命が長く、疲労破壊性に優れることを示す。
【００２８】
（２）操縦安定性は、積載量１０ｔトラックへリブパターンの１１Ｒ２２．５サイズのタイヤを装着し、５ｋｍの一定のコース走行しフィーリングを５段階評価した。基準例が３であり、数字が大きいほど操縦安定性が良好であることを示す。
【００２９】
（３）燃費性は、積載量１０ｔトラックへリブパターンの１１Ｒ２２．５サイズのタイヤを装着し、８０ｋｍの一定のコース走行し、走行距離と使用燃料量より燃費を算出し指数表示した。基準値が１００であり、数字が小さいほど燃費性が良好であることを示す。
【００３０】
〔結果の検討〕
実施例１では、スチレン含有量が２５重量％、ビニル結合量が３２％のＳＢＲ−１を使用しているため、耐疲労性が非常に良好であり、疲労寿命が長く、疲労破壊性に優れた結果が得られた。操縦安定性も良好な結果であり、燃費性は非常に良好であり、耐疲労性、操縦安定性及び燃費性のいずれにおいてもバランス良く良好な結果であった。
【００３１】
実施例２では、スチレン含有量が２３重量％、ビニル結合量が７０％のＳＢＲ−２を使用しているため、耐疲労性及び操縦安定性が実施例１に比べてさらに優れた結果であった。燃費性は、実施例１に比べて効果は若干劣るが、燃費性を非常に改善する効果が得られた。
【００３２】
比較例１では、ＳＢＲを使用しておらず、耐疲労性が非常に低下し、操縦安定性は極めて悪い結果であった。燃費性は、良好な結果であった。
比較例２では、スチレン含有量が２４重量％、ビニル結合量が１６％のＳＢＲ−３を使用しており、耐疲労性が低下した。操縦安定性は、良好な結果であり、燃費性は若干向上した。
【００３３】
比較例３では、スチレン含有量が１９重量％、ビニル結合量が９％のＳＢＲ−４を使用しており、耐疲労性が低下した。操縦安定性は、良好な結果であり、燃費性は若干向上する結果であった。
比較例４では、スチレン含有量が４２重量％、ビニル結合量が３５％のＳＢＲ−５を使用しており、耐疲労性が非常に低下した。操縦安定性は、改善が見られず、燃費性は良好な結果であった。
【００３４】
以上のように、実施例１及び２では、耐疲労性、操縦安定性及び燃費性のいずれにおいても良好な結果が得られた。一方、比較例１〜４では、いずれかの測定項目が優れていても、耐疲労性、操縦安定性及び燃費性の全てに良好な結果は得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明にかかるゴム組成物は、タイヤのサイドウォール部に使用することにより、耐疲労性、操縦安定性及び燃費性のいずれにおいても優れた特性を有するので、このゴム組成物をサイドウォール部に使用した空気入りタイヤに有用である。