(57)【要約】【課題】自動車の燃費を向上させるため、タイヤには低発熱性であることが求められている。この要求を解決するために、例えばタイヤにシリカを配合する手法が知られている。しかしながらシリカは、その粒子表面に存在するシラノール基による水素結合の形成のために凝集する傾向を有し、混練時にゴム組成物のムーニー粘度が高くなり、加工性を悪化させるという問題点があった。このため、ゴム組成物にシリカを十分な量で配合することができず、所望の低発熱性を得ることが困難であった。【解決手段】少なくともゴム成分と充填剤とを配合してなるゴム組成物において、前記充填剤の少なくとも１種が、構造の一部を糖質類で置換した変性フェノール樹脂によりその表面を被覆したレジンコーテッド充填剤であるゴム組成物と、該ゴム組成物を用いてなる空気入りタイヤにより上記課題を解決した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともゴム成分と充填剤とを配合してなるゴム組成物において、
前記充填剤の少なくとも１種が、構造の一部を糖質類で置換した変性フェノール樹脂によりその表面を被覆したレジンコーテッド充填剤であることを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】
前記変性フェノール樹脂中、前記糖質類の置換比率が０．１〜２０質量％であ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】
前記レジンコーテッド充填剤が、シリカの表面を前記変性フェノール樹脂により被覆したレジンコーテッド充填剤であることを特徴とする請求項１または２に記載のゴム組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のゴム組成物を用いてなる空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関するものであり、詳しくは、優れた加工性および低発熱性を有する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ものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の燃費を向上させるため、タイヤには低発熱性であることが求められている。この要求を解決するために、例えばタイヤにシリカを配合する手法が知られている。しかしながらシリカは、その粒子表面に存在するシラノール基による水素結合の形成のために凝集する傾向を有し、混練時にゴム組成物のムーニー粘度が高くなり、加工性を悪化させるという問題点があった。このため、ゴム組成物にシリカを十分な量で配合することができず、所望の低発熱性を得ることが困難であった。
【０００３】
なお、下記特許文献１には、糖質類とフェノール類との反応によって得られた変性フェノール樹脂が開示されている。しかしながら特許文献１には、該樹脂で充填剤を被覆し、これをゴム組成物に使用し、加工性を向上し、かつ低発熱性を図るという技術思想は何ら開示または示唆されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−９０２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、優れた加工性および低発熱性を有するゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ゴム成分に特定の変性フェノール樹脂を特定量配合してゴム組成物とし、これに金属製補強コードを埋設させることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成することができた。
すなわち本発明は以下の通りである。
１．少なくともゴム成分と充填剤とを配合してなるゴム組成物において、
前記充填剤の少なくとも１種が、構造の一部を糖質類で置換した変性フェノール樹脂によりその表面を被覆したレジンコーテッド充填剤であることを特徴とするゴム組成物。
２．前記変性フェノール樹脂中、前記糖質類の置換比率が０．１〜２０質量％であることを特徴とする前記１に記載のゴム組成物。
３．前記レジンコーテッド充填剤が、シリカの表面を前記変性フェノール樹脂により被覆したレジンコーテッド充填剤であることを特徴とする前記１または２に記載のゴム組成物。
４．前記１〜３のいずれかに記載のゴム組成物を用いてなる空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のゴム組成物は、ゴム成分と特定のレジンコーテッド充填剤とを配合したので、優れた加工性を有し、これにより、シリカを多量配合することができ、タイヤに優れた低発熱性を提供できる。またシリカの多量配合により、コストダウンも図れる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】空気入りタイヤの一例の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明における空気入りタイヤの一例の部分断面図である。
図１において、空気入りタイヤは左右一対のビード部１およびサイドウォール２と、両サイドウォール２に連なるトレッド３からなり、ビード部１、１間に繊維コードが埋設されたカーカス層４が装架され、カーカス層４の端部がビードコア５およびビードフィラー６の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられている。トレッド３においては、カーカス層４の外側に、ベルト層７がタイヤ１周に亘って配置されている。また、ビード部１においてはリムに接する部分にリムクッション８が配置されている。
以下に説明する本発明のゴム組成物は、とくにトレッド部材に有用である。
【００１１】
（ゴム成分）
本発明で使用されるゴム成分は、ゴム組成物に配合することができる任意のゴム成分が挙げられ、具体的には、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）等のジエン系ゴムが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、その分子量やミクロ構造はとくに制限されず、アミン、アミド、シリル、アルコキシシリル、カルボキシル、ヒドロキシル基等で末端変性されていても、エポキシ化されていてもよい。
これらのゴム成分の中でも、本発明の効果の点からＳＢＲおよびＢＲが好ましい。
【００１２】
（レジンコーテッド充填剤）
本発明で使用されるレジンコーテッド充填剤とは、構造の一部を糖質類で置換した変性フェノール樹脂によりその表面が被覆された充填剤である。充填剤としては、シリカ、カーボンブラック、他の無機充填剤等が挙げられる。他の無機充填剤としては、例えばクレー、タルク、炭酸カルシウム等が挙げられる。本発明では、とくに加工性を向上し、かつ低発熱性を図るという観点から、シリカおよび／またはカーボンブラック、とくにシリカを用いてレジンコーテッド充填剤を調製するのが好ましい。
【００１３】
（変性フェノール樹脂）
本発明で使用される変性フェノール樹脂は、その構造の一部が糖質類で置換された樹脂である。
本発明で使用される変性フェノール樹脂は、酸性触媒存在下、糖質類と、フェノール類および必要に応じてホルムアルデヒドとの反応によって製造することができる。
糖質類としては、単糖類、２糖類、３糖類、少糖類、多糖類が挙げられる。具体的には、グルコース、フルクトース、マンノース、ガラクトース、アラビノース、キシロース、マルトース、イソマルソース、ラクトース、スクロース、トレハロース、ラフィノース、異性化糖、デキストリン、オリゴ糖、フラクタン、フラクオリゴ糖、澱粉、粗澱粉、アミロース、アミロペクチン、廃棄糖蜜（澱粉かす）などが挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
フェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、プロピルフェノール、ブチルフェノール、ブチルクレゾール、フェニルフェノール、クミルフェノール、メトキシフェノール、ブロモフェノール、ビスフェノールＡなどが挙げられる。
酸性触媒としては、例えば、鉱酸類（例えば、塩酸、硫酸等）、有機酸類（例えば、パラトルエンスルホン酸、シュウ酸等）などが挙げられる。
本発明においては、変性フェノール樹脂中、糖質類の置換比率が０．１〜２０質量％となるのが本発明の効果の観点から好ましい。この置換比率は、糖質類とフェノール類との反応系において、両者の仕込み比率を適宜変更することにより調整可能である。
この糖質類とフェノール類との反応温度は２０〜２００℃であることが好ましく、１２０〜１６０℃であることがより好ましい。反応温度が２０℃以上であれば、充分に反応させることができ、２００℃以下であれば、分解を抑制できる。
反応時間は０．５〜２０時間であることが好ましく、１〜３時間であることがより好ましい。反応時間が０．５時間以上であれば、高い収率で変性フェノール樹脂を得ることができ、２０時間以下であれば、生産性の低下を抑制できる。
なお、該変性フェノール樹脂は、前記特許文献１にも記載され公知である。また市販されているものを利用することができ、例えば群栄化学工業（株）から商品名Ｓ−４３２０ ５％、Ｓ−４３２０ １０％、Ｓ−４３２０ １５％等が挙げられる。
充填剤に被覆する変性フェノール樹脂の量としては、被覆前の充填剤に対して、０．０１〜２０質量％、さらには、０．０５〜１０質量％とするのが好ましい。
【００１４】
また本発明において、レジンコーテッド充填剤は、ゴム成分１００質量部に対して、例えば５〜１２０質量部、好ましくは５〜９０質量部の割合で存在するのが本発明の効果の観点から好ましい。また、レジンコーテッド充填剤以外の充填剤を配合してもよく、レジンコーテッド充填剤およびそれ以外の充填剤の合計配合量を、ゴム成分１００質量部に対して、例えば３０〜１２０質量部、好ましくは５０〜９０質量部のとするのが好ましい。
【００１５】
（その他成分）
本発明で使用されるゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫又は架橋剤；加硫又は架橋促進剤；レジンコーテッド充填剤以外の公知の各種充填剤；各種オイル；老化防止剤；可塑剤などのゴム組成物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、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。
【００１６】
また本発明のゴム組成物は従来の空気入りタイヤの製造方法に従って空気入りタイヤを製造するのに使用することができる。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。
【００１８】
実施例１〜３および比較例１
サンプルの調製
表１に示す配合（質量部）において、加硫系（加硫促進剤、硫黄）を除く成分を１．７リットルの密閉式バンバリーミキサーで３分間混練した後、ミキサー外に放出させて室温冷却した。続いて、該組成物を同バンバリーミキサーに再度入れ、加硫系を加えて１７０℃、２０分混練し、ゴム組成物を得た。次に得られたゴム組成物を用い、以下に示す試験法で物性を測定した。
【００１９】
ｔａｎδ（６０℃）：岩本製作所製、粘弾性スペクトロメーターを用いて、伸長変形歪率１０±２％、振動数２０Ｈｚ、温度６０℃で測定した。比較例１の値を１００として指数で示した。指数が小さいほど低発熱性であることを示す。
加工性（ムーニー粘度）：加硫前のゴム組成物について、ＪＩＳ  Ｋ６３００に基づき、１００℃にて測定した。比較例１の値を１００として指数で示した。指数が小さいほど低粘度であり、加工性が良好であることを示す。
結果を表１に併せて示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
＊１：ＳＢＲ（日本ゼオン（株）製Nipol 1702、油展量＝ＳＢＲ１００質量部に対し３７．５質量部、スチレン含量２３．５％、ビニル含量１５％）
＊２：ＢＲ（日本ゼオン（株）製Nipol 1220）
＊３：カーボンブラック（キャボットジャパン（株）製ショウブラックＮ３３０Ｔ、ＨＡＦ）
＊４：シリカ（日本アエロジル（株）製アエロジルＲ２０２）
＊５：レジンコーテッド充填剤−１（上記シリカに対し、変性フェノール樹脂（群栄化学工業（株）製S‐4320  5%、糖質類の置換比率＝約20質量％）を５質量％の割合で、上記シリカの表面を被覆したもの）
＊６：レジンコーテッド充填剤−２（上記シリカに対し、変性フェノール樹脂（群栄化学工業（株）製S‐4320  10%、糖質類の置換比率＝約20質量％）を１０質量％の割合で、上記シリカの表面を被覆したもの）
＊７：レジンコーテッド充填剤−３（上記シリカに対し、変性フェノール樹脂（群栄化学工業（株）製S‐4320  15%、糖質類の置換比率＝約20質量％）を１５質量％の割合で、上記シリカの表面を被覆したもの）
なお、各実施例は樹脂の量が比較例１と同じになるように、レジンコーテッド充填剤の量を調整した。
＊８：フェノール樹脂（群栄化学工業（株）製ＢＰＣ−２０）
＊９：酸化亜鉛（正同化学工業（株）製、酸化亜鉛３種）
＊１０：ステアリン酸（花王（株）製Ｌｕｎａｃ ＹＡ）
＊１１：老化防止剤（フレキシス社製サントフレックス６ＰＰＤ）
＊１２：シランカップリング剤（デグッサ社製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）
＊１３：アロマオイル（出光興産（株）製ダイアナプロセスオイルＡＨ−２０）
＊１４：加硫促進剤−１（三新化学工業（株）製サンセラーＣＭ−Ｇ、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）
＊１５：硫黄（５％油展処理硫黄）
＊１６：加硫促進剤−２（住友化学（株）製ソクシノールＤＧ、１，３−ジフェニルグアニジン）
＊１７：樹脂硬化剤（BARA CHEMICAL CO., LTD.製スミカノール５０７Ａ）
【００２２】
上記の表１から明らかなように、実施例１〜３で調製されたゴム組成物は、ゴム成分と特定のレジンコーテッド充填剤とを配合したので、レジンコーテッド充填剤を配合していない比較例１に比べ、加工性が向上し、かつ低発熱性である。
【符号の説明】
【００２３】
１  ビード部
２  サイドウォール
３  トレッド
４  カーカス層
５  ビードコア
６  ビードフィラー
７  ベルト層
８  リムクッション
【図１】
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