(57)【要約】  本発明は、地球環境への配慮とタイヤ性能、特に耐摩耗性及び操縦安定性の高い次元での両立を達成する空気入りタイヤに関し、より詳しくは、天然ゴム及び／又はイソプレンゴムを８０重量％以上含むゴム成分１００重量部当たり、石油外資源からなる無機充填剤を２０重量部以上と、６０℃以上の軟化点を有する樹脂を１０重量部以上とを含有するゴム組成物をトレッドゴムに用いた空気入りタイヤに関するものである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ゴム及び／又はイソプレンゴムを８０重量％以上含むゴム成分１００重量部当たり、
石油外資源からなる無機充填剤を２０重量部以上と、
６０℃以上の軟化点を有する樹脂を１０重量部以上と
を含有することを特徴とするゴム組成物をトレッドゴムに用いてなる空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記無機充填剤として、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカのいずれか１あるいはこれらを複数用いることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記樹脂として、天然樹脂を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記天然樹脂は、ロジン系樹脂、リモネン系樹脂、テルペン系樹脂の少なくとも１を含むことを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
可塑剤として、動植物油を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境に配慮した空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に対する配慮が必要となっており、タイヤに関しても、制動性や直進安定性、操縦安定性といった安全性だけではなく、転がり抵抗を下げ、排出するＣＯ2の量も低下させるといった環境に対する配慮が必須となってきている。そのため、ポリマー末端変性を行ったり、粘弾性をコントロールする配合技術により、性能と環境への配慮を両立させる検討がなされてきている。【０００３】
しかし、合成ゴムやカーボンブラックなどタイヤトレッドに用いる原材料は、石油精製物から合成されたものがほとんどであり、石油を使用する、あるいは石油を精製することによるＣＯ2の発生を抑制するためには、タイヤに使用する原材料自体にも配慮する必要がある。【０００４】
そこで、従来、合成ゴムに代えて天然ゴムを用いるなどして、石油外資源からなる原材料で構成されたタイヤが開示されている（例えば、特開２００３−６３２０６号公報参照）。
【発明の開示】
【０００５】
しかしながら、天然ゴムを主原料として用いたタイヤは、合成ゴムを主原料として用いたタイヤに比べ、耐摩耗性や操縦安定性に劣る。例えば、ジエン系ゴムとして、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を使用し、乾燥及び湿潤路面でのグリップ性能の向上や、操縦安定性の向上を図るものが知られているが、天然ゴムを主原料として用いる場合、ＳＢＲ並みの操縦安定性を達成するには至っていなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、地球環境への配慮とタイヤ性能、特に耐摩耗性及び操縦安定性の高い次元での両立を達成する空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成するため、石油外資源を用いることに着目して鋭意研究を行った。その結果、６０℃以上の軟化点を有する樹脂を併用することにより、タイヤ性能、特に耐摩耗性及び操縦安定性の高い次元での両立を達成し得るトレッドゴムを用いた空気入りタイヤを完成させるに至った。
【０００８】
本発明の特徴は、天然ゴム及び／又はイソプレンゴムを８０重量％以上含むゴム成分１００重量部当たり、石油外資源からなる無機充填剤を２０重量部以上と、６０℃以上の軟化点を有する樹脂を１０重量部以上とを含有するゴム組成物をトレッドゴムに用いてなる空気入りタイヤであることを要旨とする。
【０００９】
本発明の特徴に係るゴム組成物は、そのゴム成分のうち、天然ゴム及び／又はイソプレンゴムを合計８０重量％以上含み、残りは、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）など通常使用されているものを単独、又は組み合わせて用いることができる。
【００１０】
本発明の特徴に係る空気入りタイヤによると、石油外資源であるゴム成分と無機充填剤とを用いると共に、６０℃以上の軟化点を有する樹脂を併用することにより、地球環境への配慮とタイヤ性能、特に耐摩耗性及び操縦安定性の高い次元での両立を達成することができる。
【００１１】
又、無機充填剤として、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカのいずれか１あるいはこれらを複数用いることが望ましい。特に、シリカ単独か、シリカと水酸化アルミニウムを組み合わせることが望ましい。又、無機充填剤の使用量は、２０重量部以上であり、２０〜１００重量部の範囲が好ましく、４０〜８０重量部の範囲が更に好ましい。より詳細には、使用する水酸化アルミニウムは、直径０．１〜１０μｍであることが好ましく、０．５〜２．０μｍであることが更に好ましい。又、シリカとしては、ニプシルＡＱ、ＫＱグレードがより好ましいが、通常使用されるものでも構わない。
【００１２】
このような無機充填剤を用いることにより、ＣＯ2の発生を抑制し、地球環境を配慮した空気入りタイヤを提供することができる。
【００１３】
又、本発明の特徴に係る空気入りタイヤは、６０℃以上の軟化点を有する樹脂として、天然樹脂を用いることが望ましい。天然樹脂としては、ロジン系樹脂、リモネン系樹脂、テルペン系樹脂の少なくとも１を含むことが望ましい。
【００１４】
このような樹脂を用いることにより、ＣＯ2の発生を抑制し、地球環境を配慮した空気入りタイヤを提供することができる。
【００１５】
又、本発明の特徴に係る空気入りタイヤは、可塑剤として動植物油を用いることが望ましい。動植物油は、具体的には、ロジン油、トール油、カシュー油、アマニ油、ナタネ油、パーム油、リノール油、オレイン酸、サラダ油、ヒマシ油、大豆油などが用いられる。その他、可塑剤として、ロジン系樹脂、リモネン系樹脂、テルペン系樹脂などの天然樹脂を用いてもよい。
【００１６】
このような可塑剤を用いることにより、ＣＯ2の発生を抑制し、地球環境を配慮した空気入りタイヤを提供することができる。
【００１７】
本発明によれば、地球環境への配慮とタイヤ性能、特に耐摩耗性及び操縦安定性の高い次元での両立を達成する空気入りタイヤを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明を詳細に説明する。【００１９】
（ゴム組成物）
本実施形態に係るゴム組成物は、ゴム成分と、無機充填剤と、樹脂とを含有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の成分を含有してなる。【００２０】
−ゴム成分−
ゴム成分としては、天然ゴム又はイソプレンゴムを含むことが必要である。ゴム成分のうち、天然ゴム及び／又はイソプレンゴムを合計８０重量％以上含むこととし、残りは、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）など通常使用されているものを単独、又は組み合わせて用いる。又、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリルゴムなどの第３モノマーを含んだ共重合体や四塩化すずやアルコキシシランなどで末端変性された共重合体を使用してもよい。【００２１】
−無機充填剤−
本実施形態に係るゴム組成物は、ゴム成分１００重量部当たり、石油外資源からなる無機充填剤を２０重量部以上含む。【００２２】
石油外資源からなる無機充填剤としては、シリカ（ＳｉＯ2）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、水酸化アルミニウム［Ａｌ（ＯＨ）3］、クレー（Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、タルク（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ2・Ｈ2Ｏ）、マイカ等が挙げられる。その他、アルミナ水和物（Ａｌ2Ｏ3・Ｈ2Ｏ）、水酸化マグネシウム［Ｍｇ（ＯＨ）2］、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、アタパルジャイト（５ＭｇＯ・８ＳｉＯ2・９Ｈ2Ｏ）、チタン白（ＴｉＯ2）、チタン黒（ＴｉＯ2n-1）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、水酸化カルシウム［Ｃａ（ＯＨ）2］、酸化アルミニウムマグネシウム（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）、カオリン（Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏ）、パイロフィライト（Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2・Ｈ2Ｏ）、ベントナイト（Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏ）、ケイ酸アルミニウム（Ａｌ2ＳｉＯ5、Ａｌ4・３ＳｉＯ4・５Ｈ2Ｏ等）、ケイ酸マグネシウム（Ｍｇ2ＳｉＯ4、ＭｇＳｉＯ3等）、ケイ酸カルシウム（Ｃａ2ＳｉＯ4等）、ケイ酸アルミニウムカルシウム（Ａｌ2Ｏ3・ＣａＯ・２ＳｉＯ2等）、ケイ酸マグネシウムカルシウム（ＣａＭｇＳｉＯ4）等を用いてもよい。これらの無機充填剤は、単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。【００２３】
これらの無機化合物の中でも、タイヤ性能向上効果が顕著である点から、シリカ単独か、シリカと水酸化アルミニウムを組み合わせることが望ましい。又、無機充填剤の使用量は２０〜１００重量部の範囲が好ましく、４０〜８０重量部の範囲が更に好ましい。より詳細には、使用する水酸化アルミニウムは、直径０．１〜１０μｍであることが好ましく、０．５〜２．０μｍであることが更に好ましい。又、シリカとしては、ニプシルＡＱ、ＫＱグレードがより好ましいが、通常使用されるものでも構わない。【００２４】
尚、無機充填剤として、カーボンブラックを使用してもよいが、環境への配慮の観点からは、その配合量は２０重量部以下であることが好ましい。カーボンブラックは、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦグレードはすべて使用できる。【００２５】
−樹脂−
本実施形態に係るゴム組成物は、ゴム成分１００重量部当たり、６０℃以上の軟化点を有する樹脂を１０重量部以上含む。【００２６】
６０℃以上の軟化点を有する樹脂としては、石油系樹脂、フェノール系樹脂、天然樹脂などでも良いが、自然界に存在する天然樹脂を用いることが望ましい。天然樹脂としては、ロジン系樹脂、リモネン系樹脂、テルペン系樹脂の少なくとも１を含むことが望ましい。【００２７】
−可塑剤−
本実施形態に係るゴム組成物は、可塑剤として一般に使用されるプロセスオイル（アロマティックオイル、ナフテニックオイル、スピンドルオイルなど）、ＤＯＰなどのエステル系可塑剤であれば特に限定はしないが、動植物油を用いることが望ましい。動植物油は、具体的には、ロジン油、トール油、カシュー油、アマニ油、ナタネ油、パーム油、リノール油、オレイン酸、サラダ油、ヒマシ油、大豆油などが用いられる。その他、可塑剤として、ロジン系樹脂、リモネン系樹脂、テルペン系樹脂などの天然樹脂を用いてもよい。【００２８】
−その他の成分−
ゴム組成物に含まれるその他の成分としては、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択し、使用することができ、例えば、硫黄等の加硫剤、ＣＺ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジル−スルフェンアミド）、ＤＰＧ、ＤＭ、ＮＳ、ＯＢＳ（Ｎ−オキシジエチレン−ベンゾチアジル−スルフェンアミド）等の加硫促進剤、老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、オゾン劣化防止剤、着色剤、帯電防止剤、滑剤、酸化防止剤、軟化剤、シランカップリング剤（特開平１０−１２０８２７等参照）、発泡剤、発泡助剤等の添加剤などの他、一般にゴム業界で用いられているものであれば、問題なく使用することができる。又、本実施形態に係るゴム組成物は、作業性改良剤（特開２００２−１２１３３０等参照）、シリカの分散性改良剤（特許第３４５１０９４号等参照）、帯電防止剤（特許第３４６７３８０号等参照）、貯蔵弾性率向上剤（特開２００３−１７６３７８等参照）等を含んでもよい。【００２９】
（ゴム組成物の製造）
本実施形態に係るゴム組成物は、ゴム成分と、無機充填剤と、樹脂と、必要に応じて適宜選択したその他の成分とを、混練り、熱入れ、押出、加硫等することにより製造することができる。【００３０】
混練りの条件としては、特に制限はなく、混練り装置への投入体積、ローターの回転速度、ラム圧等、混練り温度、混練り時間、混練り装置の種類等の諸条件について目的に応じて適宜選択することができる。混練り装置としては、例えば、通常ゴム組成物の混練りに用いるバンバリーミキサー、インターミックス、ニーダー等が挙げられる。【００３１】
本実施形態に係るゴム組成物においては、操縦安定性を確保するために、充填剤量を増やす配合手法をとると、作業性に困難をきたすようになるが、この場合は、予めシリカを練り込んだ天然ゴムを用いる手法をとってもよい。このように予め無機充填剤を練り込んだゴムを用いる方法をマスターバッチ法といい、特開平１−１３５８５０号公報や特開昭６０−４５４１号公報にその詳細が開示されている。【００３２】
熱入れの条件としては、特に制限はなく、熱入れ温度、熱入れ時間、熱入れ装置等の諸条件について目的に応じて適宜選択することができる。熱入れ装置としては、例えば、通常ゴム組成物の熱入れに用いるロール機等が挙げられる。【００３３】
押出の条件としては、特に制限はなく、押出時間、押出速度、押出装置、押出温度等の諸条件について目的に応じて適宜選択することができる。押出装置としては、例えば、通常タイヤ用ゴム組成物の押出に用いる押出機等が挙げられる。押出温度は、適宜決定することができる。【００３４】
押出の際、ゴム組成物の流動性をコントロールする目的で、アロマ系オイル、ナフテン系オイル、パラフィン系オイル、エステル系オイル等の可塑剤、液状ポリイソプレンゴム、液状ポリブタジエンゴム等の液状ポリマーなどの加工性改良剤をゴム組成物に適宜添加することができる。この場合、ゴム組成物の加硫前の粘度を低下させ、その流動性を高めることができ、極めて良好に押出を行うことができる。【００３５】
加硫を行う装置、方式、条件等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。加硫を行う装置としては、例えば、通常タイヤ用ゴム組成物の加硫に用いる金型による成形加硫機などが挙げられる。加硫の条件として、その温度は、通常１００〜１９０℃程度である。【００３６】
（用途）
本実施形態に係るゴム組成物は、各種分野において好適に使用することができるが、タイヤのトレッド等に特に好適に使用することができ、本実施形態に係る空気入りタイヤに好適に使用することができる。【００３７】
（空気入りタイヤ）
本実施形態に係る空気入りタイヤは、上述のタイヤトレッド用ゴム組成物をトレッド部に用いることにより、地球環境への配慮とタイヤ性能、特に耐摩耗性及び操縦安定性の高い次元での両立を達成することができる。尚、本実施形態に係る空気入りタイヤは、従来より公知の構造で、特に限定はなく、通常の方法で製造できる。又、本実施形態に係る空気入りタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。【００３８】
空気入りタイヤの一例としては、１対のビード部、当該ビード部にトロイド状をなして連なるカーカス、当該カーカスのクラウン部をたが締めするベルト及びトレッドを有してなる空気入りタイヤなどが好適に挙げられる。本実施形態に係る空気入りタイヤは、ラジアル構造を有していてもよいし、バイアス構造を有していてもよい。【００３９】
トレッドの構造としては、特に制限はなく、１層構造であってもよいし、多層構造であってもよく、直接路面に接地する上層のキャップ部と、このキャップ部の空気入りタイヤの内側に隣接して配置される下層のベース部とから構成される、いわゆるキャップ・ベース構造を有していてもよい。本実施形態においては、少なくともキャップ部が本実施形態に係るゴム組成物で形成されているのが好ましい。本実施形態に係る空気入りタイヤは、その製造方法につき特に制限はないが、例えば、以下のようにして製造することができる。即ち、まず、本実施形態に係るゴム組成物を調製し、このゴム組成物を、生空気入りタイヤケースのクラウン部に予め貼り付けられた未加硫のベース部の上に貼り付ける。そして、所定のモールドで所定温度、所定圧力の下で加硫成形することにより製造することができる。【００４０】
（本実施形態に係るゴム組成物及び空気入りタイヤの作用及び効果）
本実施形態に係るゴム組成物及び空気入りタイヤによると、天然ゴム及び／又はイソプレンゴムを８０重量％以上含むゴム成分１００重量部当たり、石油外資源からなる無機充填剤を２０重量部以上と、６０℃以上の軟化点を有する樹脂を１０重量部以上とを含有することにより、地球環境への配慮とタイヤ性能、特に耐摩耗性及び操縦安定性の高い次元での両立を達成することができる。【００４１】
又、ゴム成分のうち、天然ゴム及び／又はイソプレンゴムを８０重量％以上含むことにより、ＣＯ2の発生を抑制することができる。同様に、石油外資源からなる無機充填剤を２０重量部以上含むことにより、ＣＯ2の発生を抑制することができる。【００４２】
又、６０℃以上の軟化点を有する樹脂を１０重量部以上含むことにより、従来のＳＢＲ並みのタイヤ性能を確保し、更に高耐摩耗性をも向上することができる。【００４３】
又、６０℃以上の軟化点を有する樹脂として、ロジン系樹脂、リモネン系樹脂、テルペン系樹脂などの天然樹脂を用いることにより、更にＣＯ2の発生を抑制し、地球環境を配慮することができる。【００４４】
又、可塑剤として動植物油や天然樹脂を用いることにより、更にＣＯ2の発生を抑制し、地球環境を配慮することができる。【００４５】
＜実施例＞
以下に実施例を挙げて、本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。【００４６】
表１に示す組成のゴム組成物を調整し、各ゴム組成物の物性を以下に示す方法で測定した。【００４７】
（１）操縦安定性評価
表１に示す比較例及び実施例に係るゴム組成物について、上島製粘弾性測定機を用い、動的歪１％の条件下、２５℃における動的貯蔵弾性率を測定した。結果は、比較例１の結果を１００とし、指数表示した。数値が大きいほど操縦安定性に優れることを示す。【００４８】
（２）耐摩耗性評価
表１に示す比較例及び実施例に係るゴム組成物について、上島製ランボーン試験機を用い、室温におけるスリップ率６０％の摩耗量を測定した。結果は、比較例１の結果を１００とし、指数表示した。数値が大きいほど耐摩耗性に優れることを示す。【００４９】
（３）ＷＥＴグリップ性評価
表１に示す比較例及び実施例に係るゴム組成物について、ＢＰＳＴ（ブリティッシュ・ポータブル・スキッド・テスター）を用い、湿潤コンクリート路面に対する加硫ゴム試験片の抵抗値を測定した。結果は、比較例１の結果を１００とし、指数表示した。数値が大きいほどＷＥＴグリップ性に優れることを示す。【００５０】
2005090463.tif 000002
【００５１】
（結果）
表１より、実施例１のゴム組成物は、比較例１及び比較例２のゴム組成物に比べ、耐摩耗性に優れ、操縦安定性、ＷＥＴグリップ性に関してもＳＢＲ１００％配合の性能とほとんど遜色ないレベルであることが分かった。よって、天然ゴム（ＮＲ）を用いても、高軟化点樹脂（ここでは、ロジン系樹脂）を併用することで、環境を配慮した上で、タイヤ性能、特に耐摩耗性及び操縦安定性の高い次元での両立を達成することができることが確認できた。【００５２】
又、実施例２のゴム組成物は、比較例１及び比較例２のゴム組成物に比べ、耐摩耗性に優れ、操縦安定性、ＷＥＴグリップ性に関してもＳＢＲ１００％配合の性能とほとんど遜色ないレベルであることが分かった。よって、水酸化アルミニウムとシリカを併用することで、環境を配慮した上で、タイヤ性能、特に耐摩耗性及び操縦安定性の高い次元での両立を達成することができることが確認できた。【００５３】
又、実施例３及び実施例４のゴム組成物は、比較例１及び比較例２のゴム組成物に比べ、耐摩耗性に優れ、操縦安定性、ＷＥＴグリップ性に関してもＳＢＲ１００％配合の性能よりも高い次元で両立できることが分かった。よって、天然ゴムとＳＢＲとを併用し、無機充填剤を増量することで、環境を配慮した上で、タイヤ性能、特に耐摩耗性及び操縦安定性の高い次元での両立を達成することができることが確認できた。
【国際調査報告】
2005090463.tif 000003
2005090463.tif 000004
2005090463.tif 000005
2005090463.tif 000006