(57)【要約】【課題】ウェット性能を維持しながら、転がり抵抗を低減す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。【解決手段】スチレンブタジエンゴムを含むジエン系ゴムに、シリカと、シランカップリング剤を配合するとともに、低分子量タンパク質であるペプトンを配合したタイヤトレッド用ゴム組成物である。ペプトンは、ジエン系ゴム１００重量部に対して、１〜２０重量部配合されることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
スチレンブタジエンゴムを含むジエン系ゴムに、シリカと、シランカップリング剤と、ペプトンを配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
前記ジエン系ゴム１００重量部に対して、ペプトンを１〜２０重量部配合してなる、請求項１記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【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に用いられるゴム組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の空気入りタイヤの開発においては、湿潤路面でのグリップ性能であるウェット性能と、低燃費性に寄与する低転がり抵抗性とのバランスを向上することができるシリカを充填剤、即ちフィラーとして配合することが多い。
【０００３】
かかるシリカは、一般にジエン系ゴムに対する分散性に劣ることから、シリカとジエン系ゴムとの親和性を向上するために、シランカップリング剤が広く用いられている（下記特許文献１参照）。しかしながら、シリカとシランカップリング剤を併用するだけでは、その改良は不十分である。
【０００４】
一方、タイヤ用ゴム組成物において、耐摩耗性を改良するために、ジエン系ゴムに、デンプンとセルロースを配合することが提案されている（下記特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−２６９３０５号公報
【特許文献２】特開２００５−１３３０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、デンプンやセルロースなどの糖類を配合することで、タイヤ用ゴム組成物の特性を改良することは提案されているが、デンプンやセルロースではシリカ配合における上記特性の改良効果は不十分である。
【０００６】
本発明は、以上に鑑み、ウェット性能を維持しながら、転がり抵抗を低減す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】
本発明者は、上記課題に鑑みて鋭意検討していく中で、低分子量タンパク質であるペプトンを添加することによりシリカ配合の特性が改良されることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物は、スチレンブタジエンゴムを含むジエン系ゴムに、シリカと、シランカップリング剤と、ペプトンを配合してなるものである。
【発明の効果】
【０００９】
このようにシリカ配合において、ペプトンを配合することにより、ウェット性能を維持しながら、転がり抵抗を低減することができる。
【００１０】
ペプトンは、ジエン系ゴム１００重量部に対して、１〜２０重量部配合されることが好ましく、これにより、ウェット性能と耐摩耗性を維持しながら、転がり抵抗を低減することができる。
【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】
本発明に係るゴム組成物において、ゴム成分としては、タイヤトレッド用であることから、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を含むジエン系ゴムが用いられる。該ジエン系ゴムは、スチレンブタジエンゴムの単独使用でもよく、又は、スチレンブタジエンゴムと他のジエン系ゴムとの併用でもよい。他のジエン系ゴムと併用する場合、特に限定するものではないが、スチレンブタジエンゴム５０重量％以上と、他のジエン系ゴム５０重量％以下のブレンドゴムとすることが好ましい。
【００１３】
スチレンブタジエンゴムとブレンドする他のジエン系ゴムとしては、特に限定されず、例えば、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−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、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）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。
【００１４】
上記ゴム組成物に配合されるシリカとしては、特に限定されないが、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。シリカの比表面積（ＩＳＯ  ５７９４／１に準じて測定されるＢＥＴ法）は、特に限定されないが、１００〜３００ｍ２／ｇであることが、タイヤトレッド用として好ましい。
【００１５】
シリカの配合量は、本発明の効果を損なわない範囲内であればよく、特に限定されない。通常は、ゴム成分１００重量部に対して２０〜１００重量部配合されることが好ましく、より好ましくは５０〜９０重量部である。なお、シリカの配合量が多すぎると、加工性が損なわれる。
【００１６】
上記ゴム組成物に配合されるシランカップリング剤は、シリカとジエン系ゴムの結合を促進するために配合される。シランカップリング剤としては、従来からシリカとともにゴム組成物に使用されるものであればよく、例えば、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（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、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、３−ニトロプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
【００１７】
シランカップリング剤の配合量は、本発明の効果を損なわない範囲内であればよく、特に限定されないが、通常はシリカ１００重量部に対して、５〜１５重量部配合されることが好ましく、より好ましくは６〜１０重量部である。
【００１８】
上記ゴム組成物に配合されるペプトンは、タンパク質を酵素あるいは酸、アルカリで部分的に加水分解することによって低分子化したものであり、アミノ酸及び低分子量のポリペプチドを主成分とし、ゴム組成物においてはフィラーとして働くと考えられる。
【００１９】
シリカ配合において、シリカは親水性であるのに対し、ジエン系ゴムは疎水性であるため、シリカの分散性改良にシランカップリング剤が用いられている。これに対し、ペプトンは、２０種類のアミノ酸から構成されるタンパク質を低分子量化したものであり、２０種類のアミノ酸の中には疎水性の構造のものと、親水性の構造のものがある。
【００２０】
すなわち、タンパク質は、下記一般式で表される基本構造を持ち、式中のＲはアミノ酸の種類により２０種類存在する。
【化１】
2009029991.tif 000002
【００２１】
そのうち、例えば、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニンなどのように上記Ｒが非極性基である疎水性のアミノ酸は、タンパク質及びその分解物であるペプトン中で疎水性の部位を構成し、例えば、セリン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リシンなどのように上記Ｒが極性基である親水性のアミノ酸は、タンパク質及びペプトン中で親水性の部位を構成する。この疎水性の部位がジエン系ゴムと高い親和性を持つため、シランカップリング剤と反応しなくても高度に分散し、フィラーとしての効果を発揮すると思われる。そして、ペプトンをフィラーとして考えた場合、適度な剛直性と柔軟性を備えていると考えられ、これにより、転がり抵抗の低減などの改良効果が奏されると考えられる。
【００２２】
上記ゴム組成物に用いられるペプトンとしては、微生物試験用培養基原料として、あるいはまた、各種発酵工業用培地に用いられているものが挙げられる。具体的には、牛乳カゼインなどのカゼインを酵素で分解してなるペプトンが好ましく用いられる。
【００２３】
ペプトンの平均分子量は、特に限定されないが、１万〜１０万であることが好ましく、より好ましくは１万〜５万である。また、ペプトンの平均粒径は、特に限定されないが、平均粒径＝０．１〜１００μｍであることが好ましく、より好ましくは０．１〜１０μｍである。ここで、平均粒径は、島津製作所製のレーザー回折式粒度分布測定装置「ＳＡＬＤ−２０００Ａ」を用いて測定した値である。
【００２４】
ペプトンの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、１〜２０重量部であることが好ましく、より好ましくは５〜２０重量部、更に好ましくは５〜１５重量部である。ペプトンの配合量が少なすぎると、その効果が不十分であり、逆に多すぎると、耐摩耗性が悪化する。
【００２５】
本発明に係るゴム組成物には、上記の各成分の他に、カーボンブラック等の他の充填剤、老化防止剤、亜鉛華、ステアリン酸、軟化剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤、加硫遅延剤など、タイヤ用組成物に通常配合される各種添加剤を配合することができる。
【００２６】
本発明に係るゴム組成物は、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ローラーなどの混練機を用いて混練りすることにより得られ、常法に従い加硫成形することにより、各種空気入りタイヤのトレッドゴムを構成することができる。
【実施例】
【００２７】
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。
【００２８】
バンバリーミキサーを使用し、下記表１に示す配合に従い、実施例及び比較例の各タイヤトレッド用ゴム組成物を調製した。なお、シリカは、ペプトン、デンプン又はセルロースの増量に従い、フィラー全体としての補強性が同様となるように、適宜減量した。表１中の各成分は以下の通りである。
【００２９】
・Ｅ−ＳＢＲ：ＪＳＲ株式会社製「ＳＢＲ１５０２」、
・シリカ：東ソー・シリカ工業株式会社製「ニップシールＡＱ」、ＢＥＴ比表面積＝２１５ｍ２／ｇ）、
・シランカップリング剤：デグッサ社製「Ｓｉ７５」（ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド）。
【００３０】
・ペプトン：日本製薬株式会社製「ポリペプトン」（牛乳カゼインを動物由来の酵素で分解したもの。平均分子量＝２万、平均粒径＝２．０μｍ）、
・デンプン：ナカライテスク株式会社製「馬鈴薯でんぷん」、
・セルロース：ナカライテスク株式会社製「セルロース」。
【００３１】
各ゴム組成物には、共通配合として、ジエン系ゴムであるＥ−ＳＢＲ１００重量部に対し、アロマオイル（ジャパンエナジー株式会社製「プロセスＸ−１４０」）４０重量部、ステアリン酸（花王株式会社製「ルナックＳ−２０」）２重量部、ワックス（大内新興化学工業株式会社製「サンノック」）２重量部、亜鉛華（三井金属鉱業株式会社製「亜鉛華１号」）２重量部、老化防止剤６Ｃ（大内新興化学工業株式会社製「ノクラック６Ｃ」）２重量部、硫黄（細井化学工業株式会社製「ゴム用粉末硫黄１５０メッシュ」）２重量部、加硫促進剤ＣＢＳ（大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーＣＺ」）２重量部を配合した。
【００３２】
得られた各ゴム組成物を用いてキャップ／ベース構造のトレッドを有するタイヤのキャップトレッドに適用し、２０５／６５Ｒ１５  ９４Ｈの空気入りラジアルタイヤを常法に従い製造し、転がり抵抗とウェット性能と耐摩耗性を評価した。各評価方法は、以下の通りである。
【００３３】
・転がり抵抗：使用リムを１５×６．５ＪＪとしてタイヤを装着し、空気圧２３０ｋＰａ、荷重４５０ｋｇｆとして、転がり抵抗測定用の１軸ドラム試験機にて２３℃で８０ｋｍ／ｈで走行させたときの転がり抵抗を測定した。結果は、コントロールである比較例１の値を１００とした指数で表示した。指数が小さいほど、転がり抵抗が小さく、従って燃費性に優れることを示す。
【００３４】
・ウェット性能：２０００ｃｃの国産ＦＦ車に各タイヤを４本装着し、２〜３ｍｍの水深で水をまいたアスファルト路面上を走行し、９０ｋｍ／ｈ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。結果は、コントロールである比較例１の値を１００とした指数で表示した。指数が大きいほどウェット性能に優れることを示す。
【００３５】
・耐摩耗性：２０００ｃｃの国産ＦＦ車に各タイヤを４本装着し、乾燥アスファルトの一般路面において５０００ｋｍ毎にローテーションしながら、２万ｋｍ走行後のトレッド残溝深さから摩耗量を求めた。結果は、コントロールである比較例１の値を１００とした指数で表示した。指数が大きいほど耐摩耗性に優れることを示す。
【表１】
2009029991.tif 000003
【００３６】
表１に示すように、ペプトンを配合した実施例１〜５であると、ウェット性能を実質的に損なうことなく、転がり抵抗が低減していた。特に、ペプトンの配合量を５重量部以上とすることで、優れた転がり抵抗の低減効果が確認された。なお、ペプトンの配合量が３０重量部である実施例５では、転がり抵抗の低減効果には優れていたが、耐摩耗性が悪化していた。ペプトンの配合量を５〜２０重量部、より好ましくは５〜１５重量部とすることで、ウェット性能及び耐摩耗性を確保しつつ、転がり抵抗を大幅に低減することができた。
【００３７】
これに対し、ポリペプトンの代わりに、デンプンを配合した比較例２では、転がり抵抗の低減効果が不十分であり、ウェット性能の悪化も認められた。また、セルロースを配合した比較例３では、転がり抵抗の低減効果はほとんど得られず、耐摩耗性が悪化していた。
【００３８】
このように、デンプンやセルロースなどの多糖類では奏されない優れた効果が、低分子量のタンパク質であるペプトンを配合することにより得られた。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明によれば、シリカ配合にペプトンを添加することにより、ウェット性能を維持しながら、転がり抵抗を低減することができるので、乗用車用ラジアルタイヤを始めとする各種空気入りタイヤのトレッドに好適に用いることができ、タイヤの燃費性を向上することができる。