(57)【要約】【課題】加工性、硬さ、破断伸びを高次元にバランスさせるように維持しながら走行時の発熱を抑制可能にするタイヤ用ゴム組成物を提供する。【解決手段】ジエン系ゴム１００重量部に対し、官能基を有する液状ゴム１〜２０重量部、無機充填剤１０〜７０重量部、カーボンブラック１０〜６０重量部を含有すると共に、前記無機充填剤とカーボンブラックとの合計量が３５〜８０重量部であり、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が３０〜９０ｍ2／ｇであることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム１００重量部に対し、官能基を有する液状ゴム１〜２０重量部、無機充填剤１０〜７０重量部、カーボンブラック１０〜６０重量部を含有すると共に、前記無機充填剤とカーボンブラックとの合計量が３５〜８０重量部であり、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が３０〜９０ｍ2／ｇであるタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
前記無機充填剤が、クレー又は炭酸カルシウムである請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
前記官能基を有する液状ゴムが、カルボキシル基、酸無水物基又は水酸基を有する液状ゴムである請求項１又は２に記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項４】
前記ジエン系ゴムが、ブタジエンゴム５０重量％以上を含有する請求項１，２又は３に記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物からなるサイドトレッド部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、タイヤ用ゴム組成物に関し、さらに詳しくは、加工性、硬さ、破断伸びを維持しながら走行時の発熱を抑制可能なタイヤ用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境を保護する観点から、空気入りタイヤにも環境への配慮が求められ、具体的には燃費を向上させる性能が望まれている。燃費を改善するためには、走行時の発熱を抑制可能なゴム組成物を用いて空気入りタイヤを製作すればよく、特に、走行時の繰り返し変形が大きいサイドトレッド部の発熱を低減することにより、燃費を改善することができると考えられる。
【０００３】
しかし、発熱を抑えるために、ゴム組成物に配合するカーボンブラックの粒子径を大きくしたり、配合量を減らしたり、加硫系配合剤を増加したりすると、発熱を抑制するがゴム組成物の硬さや破断伸びが悪化するという問題があった。また、無機充填剤を配合すると発熱が抑制される反面、ゴム組成物のムーニー粘度が増大し、加工性や破断伸びが悪化するという問題があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
したがって、タイヤ用ゴム組成物として、加工性、硬さ、破断伸びなどの性能を高次元にバランスさせて悪化させることなく、低発熱性を達成することで燃費性能の向上を実現することが大きな課題になっている。
【特許文献１】特開平１０−８７８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、加工性、硬さ、破断伸びを高次元にバランスさせるように維持しながら走行時の発熱を抑制可能にするタイヤ用ゴム組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、官能基を有する液状ゴム１〜２０重量部、無機充填剤１０〜７０重量部、カーボンブラック１０〜６０重量部を含有すると共に、前記無機充填剤とカーボンブラックとの合計量が３５〜８０重量部であり、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が３０〜９０ｍ2／ｇであることを特徴とする。
【０００７】
前記無機充填剤は、クレー又は炭酸カルシウムであるとよく、前記官能基を有する液状ゴムは、カルボキシル基、酸無水物基又は水酸基を有する液状ゴムであるとよく、また、前記ジエン系ゴムは、ブタジエンゴム５０重量％以上を含有するとよい。このタイヤ用ゴム組成物は、空気入りタイヤのサイドトレッド部を構成するのに好適である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、無機充填剤１０〜７０重量部、窒素吸着比表面積が３０〜９０ｍ2／ｇのカーボンブラック１０〜６０重量部を含有すると共に、無機充填剤とカーボンブラックとの合計量を３５〜８０重量部にしたので、ゴム組成物の発熱性を低減すると共に、官能基を有する液状ゴム１〜２０重量部を含有するようにしたので、さらに発熱性を低減すると同時に、ゴム組成物の加工性（ムーニー粘度）、硬さ、破断伸びを高次元にバランスさせて維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のタイヤ用ゴム組成物において、ジエン系ゴムは、特に制限されるものではなく、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられる天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブチルゴム等が挙げられる。これらジエン系ゴムは、単独又は任意のブレンドとして使用することができる。また、ジエン系ゴムは、好ましくはブタジエンゴム５０重量％以上を含有するとよく、さらに、発熱性を低減すると同時に耐疲労性も向上しサイドトレッドに適したゴム組成物になる。
【００１０】
官能基を有する液状ゴムのベースとなる液状ゴムとしては、例えば、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレンプロピレン系ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム等を例示することができる。なかでも、イソプレンゴム、ブタジエンゴムが好ましく、上述したジエン系ゴムとの相溶性が優れ、タイヤ用ゴム組成物として好適である。
【００１１】
官能基としては、特に制限されるものではないが、カルボキシル基、酸無水物基、カルボニル基、水酸基、ハロゲン基、エポキシ基、アミノ基、アルデヒド基、Ｎ−メチロール基、クロロメチル基、イソシアネート基、チオール基を例示することができる。なかでも、カルボキシル基、酸無水物基、水酸基が好ましい。このような官能基を有する液状ゴムは、無機充填剤に対する親和性に優れるため、発熱性を低減すると同時に、破断伸びを維持・向上することができる。
【００１２】
液状ゴム１分子当たりの官能基の数は、好ましくは２〜１０がよい。官能基の数が少なすぎると、無機充填剤に対する親和性が得られず、逆に多すぎると、混合時の加工性が悪化する虞がある。また、官能基を有する液状ゴムの数平均分子量は、好ましくは１０００〜５００００であり、より好ましくは５０００〜３００００がよい。数平均分子量が１０００未満であると、発熱性低減効果が薄れてしまい、逆に、数平均分子量が５００００を超えると、ゴム組成物のムーニー粘度が高くなり加工性が悪化する。
【００１３】
このような官能基を有する液状ゴムとしては、カルボキシル基を有する液状イソプレンゴム（クラレ社製ＬＩＲ−４１０）、酸無水物基を有する液状イソプレンゴム（クラレ社製ＬＩＲ−４０３）、水酸基を有する液状ブタジエンゴム（出光化学社製ｐｏｌｙ−ｂｄ  Ｒ−４５ＨＴ）等を好適に使用することができる。
【００１４】
本発明において、官能基を有する液状ゴムの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、１〜２０重量部であり、好ましくは５〜１５重量部にするとよい。配合量が１重量部未満では、無機充填剤を配合した場合に十分な親和性が得られず破断伸びが低下すると共に、ゴム組成物のムーニー粘度が高くなり加工性が悪化する。２０重量部を超えると、混合時の加工性が悪くなる。
【００１５】
本発明で使用する無機充填剤は、通常タイヤ用ゴム組成物に用いられるものを使用することができ、例えば、クレー、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、珪藻土、タルク、アルミナ、マイカ等を例示することができる。なかでも、クレー、炭酸カルシウムが好ましく、とりわけクレーがよい。
【００１６】
無機充填剤の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、１０〜７０重量部であり、好ましくは２０〜５０重量部にするとよい。無機充填剤が１０重量部未満の場合、低発熱性を十分に得ることができない。無機充填剤が７０重量部を超えると混合時の加工性が悪くなる。
【００１７】
本発明で使用するカーボンブラックは、窒素吸着比表面積が３０〜９０ｍ2／ｇであり、好ましくは４０〜８０ｍ2／ｇであるとよい。窒素吸着比表面積が３０ｍ2／ｇ未満では、十分な補強効果が得られず、ゴム組成物の硬度が低下する。
になる。窒素吸着比表面積が９０ｍ2／ｇを超えると発熱性が悪化すると共に、加工性も低下する。窒素吸着比表面積は、ＪＩＳ  Ｋ６２１７に準拠して測定するものとする。
【００１８】
カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、１０〜６０重量部であり、好ましくは２０〜４０重量部にするとよい。カーボンブラックが１０重量部未満の場合、無機充填剤が多く必要となり、混合時の加工性が悪くなる。カーボンブラックが６０重量部を超えると発熱性が悪化する。
【００１９】
また、無機充填剤とカーボンブラックとの合計量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、３５〜８０重量部であり、好ましくは４０〜７０重量部にするとよい。合計量が３５重量部未満の場合、ゴムに十分な強度が得られず、合計量が８０重量部を超えると混合時の加工性が悪化すると共に、発熱性が悪化する。
【００２０】
タイヤ用ゴム組成物には、加硫又は架橋剤、老化防止剤、可塑剤などのゴム組成物に一般的に使用され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ゴム組成物とし、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は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。
【００２１】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は空気入りタイヤのトレッド部、サイドトレッド部、ビード部等のケーシングコンパウンドや、各種被覆ゴム等に適用が可能である。特にサイドトレッド部として使用するとき最も優れた効果を発揮し、走行中の発熱を抑制し、燃費性能に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
【００２２】
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００２３】
下記に示す方法により調整された２１種類のゴム組成物（実施例１〜１１、標準例、比較例１〜９）のうち、一部をムーニー粘度試験に供し、残部を発熱性（ｔａｎδ）、ゴム硬さ、破断伸びの試験のため、それぞれ所定形状の金型中で、１５０℃、３０分間加硫して試験片を作製し、各試験を行った。
【００２４】
ゴム組成物の調製
表１，２に示す配合からなる２１種類のゴム組成物（実施例１〜１１、標準例、比較例１〜９）を、それぞれイオウ及び加硫促進剤を除く成分を秤量し、バンバリータイプミキサーで、温調６０℃、回転数６０ｒｐｍで混合し、温度１６０℃まで混練し放出した。得られたマスターバッチをオープンロールに供し、イオウ及び加硫促進剤を加えた後、左右各１０回切り返しすることにより、各ゴム組成物を得た。
【００２５】
ムーニー粘度（ＭＬ1+4）
得られたゴム組成物をＪＩＳ  Ｋ６３００に準拠して、ムーニー粘度計にてＬ型ロータ（３８．１ｍｍ系、５．５ｍｍ厚）を使用し、予熱時間１分、ロータの回転時間４分、１００℃、２ｒｐｍの条件で測定した。得られた結果は、標準例の値を１００とする指数で表わし表１，２に示した。この指数が小さいほど粘度が低く加工性に優れることを意味する。
【００２６】
発熱性（動的粘弾性、ｔａｎδ）
東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚで動的粘弾性を測定し、温度６０℃におけるｔａｎδを算出した。得られた結果は、標準例の値を１００とする指数で表わし表１，２に示した。この指数が小さいほど発熱性が小さく優れることを意味する。
【００２７】
ゴム硬さ
得られた試験片を用いＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠しデュロメータのタイプＡにより温度２５℃で測定した。得られた結果は、標準例の値を１００とする指数で表わし表１，２に示した。この指数が大きいほどゴム硬さが高いことを意味する。
【００２８】
破断伸び：
得られた試験片をＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して、ＪＩＳ３号ダンベルに打抜き、５００ｍｍ／分の引張速度にて引張試験を行い、破断伸びを測定した。得られた結果は、標準例の値を１００とする指数で表わし表１に示した。この指数が大きいほど破断伸びに優れることを意味する。
【００２９】
【表１】
2009138094.tif 000002
【００３０】
【表２】
2009138094.tif 000003
【００３１】
なお、表１，２において使用した原材料の種類を下記に示す。
天然ゴム：ＴＳＲ２０
ブタジエンゴム：日本ゼオン社製ＮＩＰＯＬ  ＢＲ  １２２０
ＣＢ−１：カーボンブラック、新日化カーボン社製ニテロン＃１０ＩＮ（窒素吸着比表面積  ４０ｍ2／ｇ）
ＣＢ−２：カーボンブラック、新日化カーボン社製ニテロン＃２００ＩＮ（窒素吸着比表面積  ７４ｍ2／ｇ）
ＣＢ−３：カーボンブラック、ＴＨＡＩ  ＣＡＲＢＯＮ  ＢＬＡＣＫ  Ｃｏ．製ＴＨＡＩＢＬＡＣＫ  Ｎ３３９（窒素吸着比表面積  ８４ｍ2／ｇ）
ＣＢ−４：カーボンブラック、キャボットジャパン社製ショウブラック  Ｎ２３４（窒素吸着比表面積  １１０ｍ2／ｇ）
クレー：日本タルク社製Ｔクレー
炭酸カルシウム：丸尾カルシウム社製ＭＳＫ−Ｖ
液状ゴム−１：酸無水物基を有する液状イソプレンゴム、クラレ社製ＬＩＲ４０３（数平均分子量約３４０００）
液状ゴム−２：カルボキシル基を有する液状イソプレンゴム、クラレ社製ＬＩＲ４１０（数平均分子量約３００００）
液状ゴム−３：ヒドロキシル基を有する液状ブタジエンゴム、出光化学社製ｐｏｌｙ−ｂｄ  Ｒ−４５Ｈ（数平均分子量約３０００）
オイル：出光興産社製ダイアナプロセスオイルＡＨ−２０
老化防止剤：住友化学社製アンチゲン６Ｃ
亜鉛華：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
ステアリン酸：日本油脂社製ビーズステアリン酸
イオウ：鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
加硫促進剤：ＦＬＥＸＳＹＳ社製ＳＡＮＴＯＣＵＲＥ  ＴＢＢＳ