カーカス用ゴム組成物、空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法
【課題】転がり抵抗特性及び耐久性をバランス良く向上できるカーカス用ゴム組成物と、それを用いて作製したカーカスを有する空気入りタイヤと、該ゴム組成物を用いてカーカスを作製する工程を含む空気入りタイヤの製造方法とを提供する。
【解決手段】ゴム成分１００質量部に対して、石炭ピッチ系炭素繊維を５〜４０質量部含有するカーカス用ゴム組成物に関する。
【解決手段】ゴム成分１００質量部に対して、石炭ピッチ系炭素繊維を５〜４０質量部含有するカーカス用ゴム組成物に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーカス用ゴム組成物と、該ゴム組成物を用いて作製したカーカスを有する空気入りタイヤと、該ゴム組成物を用いてカーカスを作製する工程を含む空気入りタイヤの製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、タイヤには、繊維コードなどの補強コードと、そのコードを被覆するゴム組成物とを含んで構成されたカーカス（ケース）が設けられている。近年、環境問題、経済性の観点から、タイヤの転がり抵抗の低減と、長期の走行時における耐久性の向上とが要求されており、カーカス用のゴム組成物においても、転がり抵抗の低減とともに、引き裂き強度、耐屈曲亀裂性等の耐久性の向上が求められている。
【０００３】
しかしながら、転がり抵抗の低減と、耐久性の向上とを同時に実現することは困難であった。例えば、カーボンブラック、シリカなどの充填剤や、フェノール系樹脂などの熱硬化性樹脂の配合量を多くしたり、充填剤を微細化することにより、硬度を高めることができるが、この場合、ｔａｎδが大きくなり、転がり抵抗が上昇する傾向があった。また、引き裂き強度、耐屈曲亀裂性等のゴム強度（耐久性）が低下するという傾向もあった。
【０００４】
特許文献１には、脱蛋白天然ゴムを含有するインナーライナー用ゴム組成物が開示されているが、カーカス用ゴム組成物については開示されておらず、また、炭素繊維については詳細に検討されていない。更に、前記の性能についても改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決し、転がり抵抗特性及び耐久性をバランス良く向上できるカーカス用ゴム組成物と、それを用いて作製したカーカスを有する空気入りタイヤと、該ゴム組成物を用いてカーカスを作製する工程を含む空気入りタイヤの製造方法と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】
本発明は、ゴム成分１００質量部に対して、石炭ピッチ系炭素繊維を５〜４０質量部含有するカーカス用ゴム組成物に関する。
【０００８】
上記ゴム組成物は、ゴム成分１００質量部に対して、シリカを２５〜８０質量部含有し、上記シリカ１００質量部に対して、シランカップリング剤を１〜１５質量部含有することが好ましい。
上記石炭ピッチ系炭素繊維は、平均繊維径が１〜８０μｍ、平均繊維長が０．１〜３０ｍｍであることが好ましい。
【０００９】
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製したカーカスを有する空気入りタイヤに関する。
【００１０】
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いてカーカスを作製する工程を含む空気入りタイヤの製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ゴム成分に石炭ピッチ系炭素繊維を配合することにより、ゴム組成物の転がり抵抗を低減するとともに、引き裂き強度及び耐屈曲亀裂性能が向上し、耐久性を高めることができる。従って、該ゴム組成物をカーカスに適用することにより、転がり抵抗特性及び耐久性に優れた空気入りタイヤを提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のカーカス用ゴム組成物は、ゴム成分と、石炭ピッチ系炭素繊維とを含有するため、低いｔａｎδを有しつつ、引き裂き強度及び耐屈曲亀裂性能が向上し、耐久性を高めることができる。従って、該ゴム組成物をカーカスに使用することにより、転がり抵抗特性及び耐久性に優れた空気入りタイヤを製造できる。
【００１３】
ゴム成分としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、スチレンイソプレンゴム、イソプレンブタジエンゴムなど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。なかでも、低発熱性の点から、ＮＲ及びＳＢＲを併用することが好ましい。
【００１４】
ＮＲ、ＳＢＲとしては特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。例えば、ＮＲとしては、ＳＩＲ２０、ＲＳＳ♯３、ＴＳＲ２０等を使用できる。また、ＳＢＲとしては、乳化重合スチレンブタジエンゴム（Ｅ−ＳＢＲ）、溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ）等を使用できる。
【００１５】
ＳＢＲのスチレン含有量は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上である。１０質量％未満であると、ゴムの破壊強度が低くなる傾向がある。また、該スチレン含有量は、好ましくは４０質量％以下、より好ましくは３０質量％以下である。４０質量％を超えると、ゴムの加工性が悪化する傾向がある。
【００１６】
ＮＲの含有量は、ゴム成分１００質量％中、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、更に好ましくは６５質量％以上である。５０質量％未満であると、ゴムの伸びが低下し、加工性が悪化する傾向がある。該ＮＲの含有量は、好ましくは９５質量％以下、より好ましくは９０質量％以下、更に好ましくは８０質量％以下である。９５質量％を超えると、ゴムの耐熱性が低下し、繰り返し歪みをかけたときに割れが発生する傾向がある。
【００１７】
ＳＢＲの含有量は、ゴム成分１００質量％中、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、更に好ましくは２５質量％以上である。１０質量％未満であると、ゴムの耐熱性の向上に寄与できない傾向がある。該ＳＢＲの含有量は、好ましくは８０質量％以下、より好ましくは７０質量％以下、更に好ましくは６０質量％以下である。８０質量％を超えると、ゴムの伸びが低下し、シートの押し出し形状が不均一になる傾向がある。
【００１８】
ＮＲ及びＳＢＲの合計含有量は、ゴム成分１００質量％中、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上であり、１００質量％でもよい。８０質量％未満であると、ゴムの加工性が低下し、シートとしてまとまらない等の不具合が生じる傾向がある。
【００１９】
本発明では、石炭ピッチ系炭素繊維が使用される。石炭ピッチ系炭素繊維の配合により、引き裂き強度及び耐屈曲亀裂性能を高め、剛性（ゴム強度）を高めることができる。また、発熱性を抑え、低いｔａｎδを得ることもできる。従って、該ゴム組成物をカーカスに使用することにより、低い転がり抵抗と高い耐久性（ゴム強度）とを両立でき、両性能のバランスに優れた空気入りタイヤを製造できる。
【００２０】
石炭ピッチ系炭素繊維は、ゴム中への分散、低発熱性向上の観点から、平均繊維径が１〜８０μｍであることが好ましい。平均繊維径の下限は、より好ましくは３μｍ以上、更に好ましくは５μｍ以上である。また、平均繊維径の上限は、より好ましくは３０μｍ以下、更に好ましくは２０μｍ以下である。
【００２１】
また、石炭ピッチ系炭素繊維は、ゴム中への分散、低発熱性向上の観点から、平均繊維長が０．１〜３０ｍｍであることが好ましい。平均繊維長の下限は、より好ましくは１ｍｍ以上、更に好ましくは４ｍｍ以上である。また、平均繊維長の上限は、より好ましくは１５ｍｍ以下、更に好ましくは１０ｍｍ以下である。
なお、上記平均繊維径、平均繊維長は、例えば、電子顕微鏡で観察することにより測定することができる。
【００２２】
本発明における石炭ピッチ系炭素繊維としては特に限定されないが、例えば、特開平７−３３１５３６号公報に記載の製法により得られるものが好適に用いられる。具体的には、ピッチ繊維を常法にしたがって不融化し、所望の温度で炭化及び／又は黒鉛化を行うことにより「原料となる炭素繊維」を得、次にその原料となる炭素繊維を予め黒鉛化処理されたパッキングコークスとともに黒鉛製のルツボの中に入れ黒鉛化処理することにより、石炭ピッチ系炭素繊維を製造できる。
【００２３】
なお、前記製法で使用されるピッチ繊維（紡糸ピッチ）としては、石炭系のコールタール、コールタールピッチ、石炭液化物等の炭素質原料（４０％以上、好ましくは７０％以上、更に好ましくは９０％以上の光学的異方性組織を含むものが好適である）を用いて紡糸して得られるものが挙げられる。また、「原料となる炭素繊維」には、サイジング剤（エポキシ化合物、水溶性ポリアミド化合物等）を添着してもよい。
【００２４】
前記製法により、繊維軸方向の熱伝導率が５００〜１５００Ｗ／ｍ・Ｋ、引張弾性率８５ｔｏｎ／ｍｍ２以上、圧縮強度３５ｋｇ／ｍｍ２以上であり、黒鉛結晶の積層厚みＬｃが３０〜５０ｎｍ、黒鉛結晶の層面方向の広がりＬａとの比（Ｌａ／Ｌｃ）が１．５倍以上であり、かつ繊維軸方向の断面のドメインサイズが５００ｎｍ以下である石炭ピッチ系炭素繊維を製造でき、本発明で好適に使用できる。なお、熱伝導率、引張弾性率、圧縮強度、Ｌｃ、Ｌａ、ドメインサイズ、光学的異方性組織割合は、前記公報に記載の方法により測定できる。
【００２５】
前記製法による石炭ピッチ系炭素繊維は、分子の配向が一方向に規制された液晶（メソフェーズ）などを原料としているため、結晶化度が極めて高く、弾性率、熱伝導度が高い。
本発明における石炭ピッチ系炭素繊維は、多環芳香族分子骨格が層状に積み重なった構造を有するものが好ましい。石炭ピッチ系炭素繊維の市販品としては、三菱樹脂（株）製の「Ｋ６３７１Ｔ」等が挙げられる。
【００２６】
上記石炭ピッチ系炭素繊維の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、５質量部以上、好ましくは１０質量部以上である。また、該含有量は、４０質量部以下、好ましくは３５質量部以下、より好ましくは３０質量部以下である。５質量部未満であると、転がり抵抗の低減と耐久性の向上とが期待できず、４０質量部を超えると、ゴムの強度が低下してしまい、またコストも上昇し、好ましくない。
【００２７】
本発明のゴム組成物は、補強充填剤を含有することが好ましい。これにより、補強効果が得られ、剛性を向上できる。補強充填剤としては、タイヤ工業で一般的に用いられているものを特に制限なく使用でき、例えば、カーボンブラック、シリカ、クレー、タルク、炭酸マグネシウム等が挙げられる。なかでも、ゴムの強度をより向上できるという点から、シリカを用いることが好ましく、シリカ及びカーボンブラックを併用することがより好ましい。
【００２８】
シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ（無水ケイ酸）、湿式法シリカ（無水ケイ酸）等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。
【００２９】
シリカの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、１２０ｍ２／ｇ以上が好ましく、１５０ｍ２／ｇ以上がより好ましい。１２０ｍ２／ｇ未満では、ゴムの補強性が低下するおそれがある。また、シリカのＮ２ＳＡは、２２０ｍ２／ｇ以下が好ましく、２００ｍ２／ｇ以下がより好ましい。２２０ｍ２／ｇを超えると、シリカが凝集しやすく、十分な分散が得られない傾向がある。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８１に準じてＢＥＴ法で測定される値である。
【００３０】
シリカの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、２５質量部以上、好ましくは３０質量部以上、より好ましくは３５質量部以上、更に好ましくは４０質量部以上である。２５質量部未満であると、ゴムの補強性が十分でない傾向がある。上記シリカの含有量は、８０質量部以下、好ましくは７５質量部以下、より好ましくは７０質量部以下である。８０質量部を超えると、ゴムの低発熱性が悪化する傾向がある。
【００３１】
本発明のゴム組成物には、シリカとともに、シランカップリング剤を含有することが好ましい。
シランカップリング剤としては、ゴム工業において、従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を使用することができ、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（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）トリスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）トリスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）トリスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）トリスルフィド、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）ジスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）ジスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）ジスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）ジスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィドなどのスルフィド系が挙げられる。また、メルカプト系、ビニル系、グリシドキシ系、ニトロ系、クロロ系なども挙げられる。なかでも、ゴム中にシリカを微分散させるために、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドを用いることが好ましい。
【００３２】
シランカップリング剤の含有量は、シリカ１００質量部に対して、１質量部以上、好ましくは２質量部以上、より好ましくは３質量部以上、更に好ましくは４質量部以上である。１質量部未満では、添加による効果が充分に得られないおそれがある。また、該含有量は、好ましくは１５質量部以下である。１５質量部を超えると、配合量に見合う効果が得られず、補強性が低下するおそれがある。
【００３３】
カーボンブラックとしては特に限定されず、例えば、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどを用いることができる。
【００３４】
カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、３０ｍ２／ｇ以上が好ましく、３５ｍ２／ｇ以上がより好ましい。３０ｍ２／ｇ未満であると、ゴムの補強性が悪化する傾向がある。また、カーボンブラックのＮ２ＳＡは、１００ｍ２／ｇ以下が好ましく、８０ｍ２／ｇ以下がより好ましい。１００ｍ２／ｇを超えると、転がり抵抗が不利になる傾向がある。
なお、カーボンブラックのＮ２ＳＡは、ＪＩＳ Ｋ６２１７のＡ法によって求められる。
【００３５】
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、１０質量部以上が好ましく、１５質量部以上がより好ましい。１０質量部未満であると、ゴムの補強性が悪化する傾向がある。また、該含有量は、７０質量部以下が好ましく、６０質量部以下がより好ましく、５０質量部以下が更に好ましい。７０質量部を超えると、転がり抵抗が不利になる傾向がある。
【００３６】
本発明のゴム組成物には、熱硬化性樹脂を配合してもよい。熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール系樹脂、クレゾール系樹脂などが挙げられる。なかでも、高硬度が得られる点から、フェノール系樹脂が好ましい。
【００３７】
フェノール系樹脂としては、例えば、フェノール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類とを酸又はアルカリ触媒で反応させることにより得られるフェノール樹脂；カシューオイル、トールオイル、アマニ油、各種動植物油、不飽和脂肪酸、ロジン、アルキルベンゼン樹脂、アニリン、メラミンなどを用いて変性した変性フェノール樹脂等が挙げられる。フェノール系樹脂のなかでも、硬度の向上効果が大きいという理由から、変性フェノール樹脂が好ましく、カシューオイル変性フェノール樹脂又はロジン変性フェノール樹脂が好ましい。
【００３８】
本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、軟化剤（パラフィン系、アロマ系、ナフテン系のプロセスオイル等のオイル、可塑剤等）、ステアリン酸、酸化亜鉛、各種老化防止剤、ワックス、硫黄又は硫黄化合物等の加硫剤、加硫促進剤、加硫促進補助剤などを必要に応じて適宜配合することができる。
【００３９】
加硫剤として硫黄を用いる場合、硫黄の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１．０質量部以上、より好ましくは２．０質量部以上である。また、該含有量は、好ましくは６．０質量部以下、より好ましくは５．０質量部以下である。１．０質量部未満では、加硫速度が遅く、加硫不足になる傾向があり、６．０質量部を超えると、加硫速度が速くなり、スコーチングする傾向がある。
【００４０】
加硫促進剤としては、スルフェンアミド系加硫促進剤（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＤＣＢＳ）、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミドなど）、グアニジン系加硫促進剤（ジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）、ジオルトトリグアニジン、トリフェニルグアニジン、オルトトリルビグアニド、ジフェニルグアニジンフタレートなど）が好ましく、ＴＢＢＳ、ＣＢＳが特に好ましい。
【００４１】
加硫促進剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは０．８質量部以上である。また、該配合量は、好ましくは３．０質量部以下、より好ましくは２．０質量部以下である。０．５質量部未満では、加硫速度が遅く、加硫不足になる傾向があり、３．０質量部を超えると、加硫速度が速くなり、スコーチングする傾向がある。
【００４２】
本発明のゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記各成分を混練りし、その後加硫する方法等により製造できる。
【００４３】
本発明のゴム組成物は、カーカスにおけるカーカスコードを被覆するゴム組成物として使用される。具体的には、特開２００９−１３２２０号公報の図面、等に示されるカーカスに使用される。カーカスコードとしては、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、ポリエチレンテレフタレートなどの原料により得られる繊維コードが挙げられ、なかでも、熱安定性に優れ、安価であるという理由から、ポリエステルコードが好ましい。カーカスは、従来公知の方法により製造でき、例えば、上記ゴム組成物をフィルム状に加工し、該フィルム状のゴム組成物でカーカスコードを被覆してカーカスを製造できる。
【００４４】
本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、各種配合剤とゴム成分とを混練りした後、得られた混練物を用いてカーカスコードを被覆してから、タイヤ成型機上にて通常の方法でカーカス形状に成形し、他のタイヤ部材と貼り合わせ、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造できる。
【００４５】
本発明のカーカス用ゴム組成物を用いて作製したカーカス用ゴム組成物を有するタイヤは、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤに特に好適に使用できる。
【実施例】
【００４６】
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００４７】
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
ＳＢＲ：ＪＳＲ（株）製のＪＳＲ１５０２（スチレン含量２５．２質量％）
ＮＲ：ＴＳＲ２０
カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイアブラックＨＡＦ（Ｎ３３０、Ｎ２ＳＡ：７９ｍ２／ｇ）
シリカ：デグッサ社製のウルトラジルＶＮ３（Ｎ２ＳＡ：１７５ｍ２／ｇ）
シランカップリング剤：デグッサ社製の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）
石炭ピッチ系炭素繊維：三菱化学（株）製のＫ６３７１Ｔ（チョップドファイバー、平均繊維径：１１μｍ、平均繊維長：６．３ｍｍ）
石油ピッチ系炭素繊維：（株）クレハ製のクレカミルドＭ１０１Ｔ（平均繊維径１８μｍ、平均繊維長１００μｍ）
プロセスオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＰＳ３２
ステアリン酸：日油（株）製の桐
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛１号
硫黄：フレキシス（株）製のクリステックスＨＳＯＴ２０
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
【００４８】
実施例１〜３及び比較例１〜５
表１に示す配合処方にしたがい、バンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を混練りし、混練り物を得た。次に、オープンロールを用いて、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加して混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を１６０℃の条件で２５分間プレス加硫することにより、各加硫ゴム組成物を作製した。
【００４９】
（引き裂き試験）
ＪＩＳ−Ｋ６２５２の「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム−引き裂き強さの求め方」の試験方法に準じて、上記加硫ゴム組成物からなる切り込み無しのアングル形試験片を使うことにより引き裂き強さ（Ｎ／ｍｍ）を測定した。数値が大きいほど、引き裂き強度に優れていることを示す。
【００５０】
（Ｄｅ ｍａｔｔｉａ試験）
ＪＩＳ−Ｋ６２６０の「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムのデマッチャ屈曲亀裂成長試験方法」の試験方法に準じて、室温２５℃の条件で、上記加硫ゴム組成物からなるサンプルに１ｍｍの破断が生じるまでの屈曲回数を測定し、得られた回数を対数で表した。数値が大きいほど耐屈曲亀裂性能が良好であることを示す。なお、７０％および１１０％とは、もとの加硫ゴム組成物サンプルの長さに対する伸び率を表す。
【００５１】
（転がり抵抗試験）
（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターＶＥＳを用いて、測定温度８０℃、初期歪み１０％、動歪み±２％、周波数１０Ｈｚの条件で、加硫ゴム組成物の損失正接（ｔａｎδ）を測定し、比較例１のｔａｎδを１００として、下記計算式により、転がり抵抗特性を指数表示した。指数が大きいほど、転がり抵抗が小さく、低発熱性に優れることを示す。
（転がり抵抗指数）＝（比較例１のｔａｎδ／各配合のｔａｎδ）×１００
【００５２】
【表１】
【００５３】
表１から、平均繊維径及び平均繊維長を有する石炭ピッチ系炭素繊維を用いた実施例１〜３では、比較例１（石炭ピッチ系及び石油ピッチ系炭素繊維を添加せず）と比較して、引き裂き強度、耐屈曲亀裂性能及び転がり抵抗特性がバランスよく向上していた。また、石油ピッチ系炭素繊維を使用した比較例２〜４では、比較例１と比較して、引き裂き強度及び耐屈曲亀裂性能が低下しており、また、石油ピッチ系炭素繊維の含有量が増えるにつれて、引き裂き強度及び耐屈曲亀裂性能が悪化していく傾向があった。更に、実施例１〜３と同じ石炭ピッチ系炭素繊維を用いて、その配合量を５０質量部にした比較例５では、比較例１と比較して、引き裂き強度及び耐屈曲亀裂性能が低下した。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーカス用ゴム組成物と、該ゴム組成物を用いて作製したカーカスを有する空気入りタイヤと、該ゴム組成物を用いてカーカスを作製する工程を含む空気入りタイヤの製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、タイヤには、繊維コードなどの補強コードと、そのコードを被覆するゴム組成物とを含んで構成されたカーカス（ケース）が設けられている。近年、環境問題、経済性の観点から、タイヤの転がり抵抗の低減と、長期の走行時における耐久性の向上とが要求されており、カーカス用のゴム組成物においても、転がり抵抗の低減とともに、引き裂き強度、耐屈曲亀裂性等の耐久性の向上が求められている。
【０００３】
しかしながら、転がり抵抗の低減と、耐久性の向上とを同時に実現することは困難であった。例えば、カーボンブラック、シリカなどの充填剤や、フェノール系樹脂などの熱硬化性樹脂の配合量を多くしたり、充填剤を微細化することにより、硬度を高めることができるが、この場合、ｔａｎδが大きくなり、転がり抵抗が上昇する傾向があった。また、引き裂き強度、耐屈曲亀裂性等のゴム強度（耐久性）が低下するという傾向もあった。
【０００４】
特許文献１には、脱蛋白天然ゴムを含有するインナーライナー用ゴム組成物が開示されているが、カーカス用ゴム組成物については開示されておらず、また、炭素繊維については詳細に検討されていない。更に、前記の性能についても改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決し、転がり抵抗特性及び耐久性をバランス良く向上できるカーカス用ゴム組成物と、それを用いて作製したカーカスを有する空気入りタイヤと、該ゴム組成物を用いてカーカスを作製する工程を含む空気入りタイヤの製造方法と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】
本発明は、ゴム成分１００質量部に対して、石炭ピッチ系炭素繊維を５〜４０質量部含有するカーカス用ゴム組成物に関する。
【０００８】
上記ゴム組成物は、ゴム成分１００質量部に対して、シリカを２５〜８０質量部含有し、上記シリカ１００質量部に対して、シランカップリング剤を１〜１５質量部含有することが好ましい。
上記石炭ピッチ系炭素繊維は、平均繊維径が１〜８０μｍ、平均繊維長が０．１〜３０ｍｍであることが好ましい。
【０００９】
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製したカーカスを有する空気入りタイヤに関する。
【００１０】
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いてカーカスを作製する工程を含む空気入りタイヤの製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ゴム成分に石炭ピッチ系炭素繊維を配合することにより、ゴム組成物の転がり抵抗を低減するとともに、引き裂き強度及び耐屈曲亀裂性能が向上し、耐久性を高めることができる。従って、該ゴム組成物をカーカスに適用することにより、転がり抵抗特性及び耐久性に優れた空気入りタイヤを提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のカーカス用ゴム組成物は、ゴム成分と、石炭ピッチ系炭素繊維とを含有するため、低いｔａｎδを有しつつ、引き裂き強度及び耐屈曲亀裂性能が向上し、耐久性を高めることができる。従って、該ゴム組成物をカーカスに使用することにより、転がり抵抗特性及び耐久性に優れた空気入りタイヤを製造できる。
【００１３】
ゴム成分としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、スチレンイソプレンゴム、イソプレンブタジエンゴムなど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。なかでも、低発熱性の点から、ＮＲ及びＳＢＲを併用することが好ましい。
【００１４】
ＮＲ、ＳＢＲとしては特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。例えば、ＮＲとしては、ＳＩＲ２０、ＲＳＳ♯３、ＴＳＲ２０等を使用できる。また、ＳＢＲとしては、乳化重合スチレンブタジエンゴム（Ｅ−ＳＢＲ）、溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ）等を使用できる。
【００１５】
ＳＢＲのスチレン含有量は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上である。１０質量％未満であると、ゴムの破壊強度が低くなる傾向がある。また、該スチレン含有量は、好ましくは４０質量％以下、より好ましくは３０質量％以下である。４０質量％を超えると、ゴムの加工性が悪化する傾向がある。
【００１６】
ＮＲの含有量は、ゴム成分１００質量％中、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、更に好ましくは６５質量％以上である。５０質量％未満であると、ゴムの伸びが低下し、加工性が悪化する傾向がある。該ＮＲの含有量は、好ましくは９５質量％以下、より好ましくは９０質量％以下、更に好ましくは８０質量％以下である。９５質量％を超えると、ゴムの耐熱性が低下し、繰り返し歪みをかけたときに割れが発生する傾向がある。
【００１７】
ＳＢＲの含有量は、ゴム成分１００質量％中、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、更に好ましくは２５質量％以上である。１０質量％未満であると、ゴムの耐熱性の向上に寄与できない傾向がある。該ＳＢＲの含有量は、好ましくは８０質量％以下、より好ましくは７０質量％以下、更に好ましくは６０質量％以下である。８０質量％を超えると、ゴムの伸びが低下し、シートの押し出し形状が不均一になる傾向がある。
【００１８】
ＮＲ及びＳＢＲの合計含有量は、ゴム成分１００質量％中、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上であり、１００質量％でもよい。８０質量％未満であると、ゴムの加工性が低下し、シートとしてまとまらない等の不具合が生じる傾向がある。
【００１９】
本発明では、石炭ピッチ系炭素繊維が使用される。石炭ピッチ系炭素繊維の配合により、引き裂き強度及び耐屈曲亀裂性能を高め、剛性（ゴム強度）を高めることができる。また、発熱性を抑え、低いｔａｎδを得ることもできる。従って、該ゴム組成物をカーカスに使用することにより、低い転がり抵抗と高い耐久性（ゴム強度）とを両立でき、両性能のバランスに優れた空気入りタイヤを製造できる。
【００２０】
石炭ピッチ系炭素繊維は、ゴム中への分散、低発熱性向上の観点から、平均繊維径が１〜８０μｍであることが好ましい。平均繊維径の下限は、より好ましくは３μｍ以上、更に好ましくは５μｍ以上である。また、平均繊維径の上限は、より好ましくは３０μｍ以下、更に好ましくは２０μｍ以下である。
【００２１】
また、石炭ピッチ系炭素繊維は、ゴム中への分散、低発熱性向上の観点から、平均繊維長が０．１〜３０ｍｍであることが好ましい。平均繊維長の下限は、より好ましくは１ｍｍ以上、更に好ましくは４ｍｍ以上である。また、平均繊維長の上限は、より好ましくは１５ｍｍ以下、更に好ましくは１０ｍｍ以下である。
なお、上記平均繊維径、平均繊維長は、例えば、電子顕微鏡で観察することにより測定することができる。
【００２２】
本発明における石炭ピッチ系炭素繊維としては特に限定されないが、例えば、特開平７−３３１５３６号公報に記載の製法により得られるものが好適に用いられる。具体的には、ピッチ繊維を常法にしたがって不融化し、所望の温度で炭化及び／又は黒鉛化を行うことにより「原料となる炭素繊維」を得、次にその原料となる炭素繊維を予め黒鉛化処理されたパッキングコークスとともに黒鉛製のルツボの中に入れ黒鉛化処理することにより、石炭ピッチ系炭素繊維を製造できる。
【００２３】
なお、前記製法で使用されるピッチ繊維（紡糸ピッチ）としては、石炭系のコールタール、コールタールピッチ、石炭液化物等の炭素質原料（４０％以上、好ましくは７０％以上、更に好ましくは９０％以上の光学的異方性組織を含むものが好適である）を用いて紡糸して得られるものが挙げられる。また、「原料となる炭素繊維」には、サイジング剤（エポキシ化合物、水溶性ポリアミド化合物等）を添着してもよい。
【００２４】
前記製法により、繊維軸方向の熱伝導率が５００〜１５００Ｗ／ｍ・Ｋ、引張弾性率８５ｔｏｎ／ｍｍ２以上、圧縮強度３５ｋｇ／ｍｍ２以上であり、黒鉛結晶の積層厚みＬｃが３０〜５０ｎｍ、黒鉛結晶の層面方向の広がりＬａとの比（Ｌａ／Ｌｃ）が１．５倍以上であり、かつ繊維軸方向の断面のドメインサイズが５００ｎｍ以下である石炭ピッチ系炭素繊維を製造でき、本発明で好適に使用できる。なお、熱伝導率、引張弾性率、圧縮強度、Ｌｃ、Ｌａ、ドメインサイズ、光学的異方性組織割合は、前記公報に記載の方法により測定できる。
【００２５】
前記製法による石炭ピッチ系炭素繊維は、分子の配向が一方向に規制された液晶（メソフェーズ）などを原料としているため、結晶化度が極めて高く、弾性率、熱伝導度が高い。
本発明における石炭ピッチ系炭素繊維は、多環芳香族分子骨格が層状に積み重なった構造を有するものが好ましい。石炭ピッチ系炭素繊維の市販品としては、三菱樹脂（株）製の「Ｋ６３７１Ｔ」等が挙げられる。
【００２６】
上記石炭ピッチ系炭素繊維の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、５質量部以上、好ましくは１０質量部以上である。また、該含有量は、４０質量部以下、好ましくは３５質量部以下、より好ましくは３０質量部以下である。５質量部未満であると、転がり抵抗の低減と耐久性の向上とが期待できず、４０質量部を超えると、ゴムの強度が低下してしまい、またコストも上昇し、好ましくない。
【００２７】
本発明のゴム組成物は、補強充填剤を含有することが好ましい。これにより、補強効果が得られ、剛性を向上できる。補強充填剤としては、タイヤ工業で一般的に用いられているものを特に制限なく使用でき、例えば、カーボンブラック、シリカ、クレー、タルク、炭酸マグネシウム等が挙げられる。なかでも、ゴムの強度をより向上できるという点から、シリカを用いることが好ましく、シリカ及びカーボンブラックを併用することがより好ましい。
【００２８】
シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ（無水ケイ酸）、湿式法シリカ（無水ケイ酸）等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。
【００２９】
シリカの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、１２０ｍ２／ｇ以上が好ましく、１５０ｍ２／ｇ以上がより好ましい。１２０ｍ２／ｇ未満では、ゴムの補強性が低下するおそれがある。また、シリカのＮ２ＳＡは、２２０ｍ２／ｇ以下が好ましく、２００ｍ２／ｇ以下がより好ましい。２２０ｍ２／ｇを超えると、シリカが凝集しやすく、十分な分散が得られない傾向がある。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８１に準じてＢＥＴ法で測定される値である。
【００３０】
シリカの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、２５質量部以上、好ましくは３０質量部以上、より好ましくは３５質量部以上、更に好ましくは４０質量部以上である。２５質量部未満であると、ゴムの補強性が十分でない傾向がある。上記シリカの含有量は、８０質量部以下、好ましくは７５質量部以下、より好ましくは７０質量部以下である。８０質量部を超えると、ゴムの低発熱性が悪化する傾向がある。
【００３１】
本発明のゴム組成物には、シリカとともに、シランカップリング剤を含有することが好ましい。
シランカップリング剤としては、ゴム工業において、従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を使用することができ、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（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）トリスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）トリスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）トリスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）トリスルフィド、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）ジスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）ジスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）ジスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）ジスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィドなどのスルフィド系が挙げられる。また、メルカプト系、ビニル系、グリシドキシ系、ニトロ系、クロロ系なども挙げられる。なかでも、ゴム中にシリカを微分散させるために、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドを用いることが好ましい。
【００３２】
シランカップリング剤の含有量は、シリカ１００質量部に対して、１質量部以上、好ましくは２質量部以上、より好ましくは３質量部以上、更に好ましくは４質量部以上である。１質量部未満では、添加による効果が充分に得られないおそれがある。また、該含有量は、好ましくは１５質量部以下である。１５質量部を超えると、配合量に見合う効果が得られず、補強性が低下するおそれがある。
【００３３】
カーボンブラックとしては特に限定されず、例えば、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどを用いることができる。
【００３４】
カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、３０ｍ２／ｇ以上が好ましく、３５ｍ２／ｇ以上がより好ましい。３０ｍ２／ｇ未満であると、ゴムの補強性が悪化する傾向がある。また、カーボンブラックのＮ２ＳＡは、１００ｍ２／ｇ以下が好ましく、８０ｍ２／ｇ以下がより好ましい。１００ｍ２／ｇを超えると、転がり抵抗が不利になる傾向がある。
なお、カーボンブラックのＮ２ＳＡは、ＪＩＳ Ｋ６２１７のＡ法によって求められる。
【００３５】
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、１０質量部以上が好ましく、１５質量部以上がより好ましい。１０質量部未満であると、ゴムの補強性が悪化する傾向がある。また、該含有量は、７０質量部以下が好ましく、６０質量部以下がより好ましく、５０質量部以下が更に好ましい。７０質量部を超えると、転がり抵抗が不利になる傾向がある。
【００３６】
本発明のゴム組成物には、熱硬化性樹脂を配合してもよい。熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール系樹脂、クレゾール系樹脂などが挙げられる。なかでも、高硬度が得られる点から、フェノール系樹脂が好ましい。
【００３７】
フェノール系樹脂としては、例えば、フェノール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類とを酸又はアルカリ触媒で反応させることにより得られるフェノール樹脂；カシューオイル、トールオイル、アマニ油、各種動植物油、不飽和脂肪酸、ロジン、アルキルベンゼン樹脂、アニリン、メラミンなどを用いて変性した変性フェノール樹脂等が挙げられる。フェノール系樹脂のなかでも、硬度の向上効果が大きいという理由から、変性フェノール樹脂が好ましく、カシューオイル変性フェノール樹脂又はロジン変性フェノール樹脂が好ましい。
【００３８】
本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、軟化剤（パラフィン系、アロマ系、ナフテン系のプロセスオイル等のオイル、可塑剤等）、ステアリン酸、酸化亜鉛、各種老化防止剤、ワックス、硫黄又は硫黄化合物等の加硫剤、加硫促進剤、加硫促進補助剤などを必要に応じて適宜配合することができる。
【００３９】
加硫剤として硫黄を用いる場合、硫黄の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１．０質量部以上、より好ましくは２．０質量部以上である。また、該含有量は、好ましくは６．０質量部以下、より好ましくは５．０質量部以下である。１．０質量部未満では、加硫速度が遅く、加硫不足になる傾向があり、６．０質量部を超えると、加硫速度が速くなり、スコーチングする傾向がある。
【００４０】
加硫促進剤としては、スルフェンアミド系加硫促進剤（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＤＣＢＳ）、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミドなど）、グアニジン系加硫促進剤（ジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）、ジオルトトリグアニジン、トリフェニルグアニジン、オルトトリルビグアニド、ジフェニルグアニジンフタレートなど）が好ましく、ＴＢＢＳ、ＣＢＳが特に好ましい。
【００４１】
加硫促進剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは０．８質量部以上である。また、該配合量は、好ましくは３．０質量部以下、より好ましくは２．０質量部以下である。０．５質量部未満では、加硫速度が遅く、加硫不足になる傾向があり、３．０質量部を超えると、加硫速度が速くなり、スコーチングする傾向がある。
【００４２】
本発明のゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記各成分を混練りし、その後加硫する方法等により製造できる。
【００４３】
本発明のゴム組成物は、カーカスにおけるカーカスコードを被覆するゴム組成物として使用される。具体的には、特開２００９−１３２２０号公報の図面、等に示されるカーカスに使用される。カーカスコードとしては、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、ポリエチレンテレフタレートなどの原料により得られる繊維コードが挙げられ、なかでも、熱安定性に優れ、安価であるという理由から、ポリエステルコードが好ましい。カーカスは、従来公知の方法により製造でき、例えば、上記ゴム組成物をフィルム状に加工し、該フィルム状のゴム組成物でカーカスコードを被覆してカーカスを製造できる。
【００４４】
本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、各種配合剤とゴム成分とを混練りした後、得られた混練物を用いてカーカスコードを被覆してから、タイヤ成型機上にて通常の方法でカーカス形状に成形し、他のタイヤ部材と貼り合わせ、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造できる。
【００４５】
本発明のカーカス用ゴム組成物を用いて作製したカーカス用ゴム組成物を有するタイヤは、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤに特に好適に使用できる。
【実施例】
【００４６】
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００４７】
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
ＳＢＲ：ＪＳＲ（株）製のＪＳＲ１５０２（スチレン含量２５．２質量％）
ＮＲ：ＴＳＲ２０
カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイアブラックＨＡＦ（Ｎ３３０、Ｎ２ＳＡ：７９ｍ２／ｇ）
シリカ：デグッサ社製のウルトラジルＶＮ３（Ｎ２ＳＡ：１７５ｍ２／ｇ）
シランカップリング剤：デグッサ社製の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）
石炭ピッチ系炭素繊維：三菱化学（株）製のＫ６３７１Ｔ（チョップドファイバー、平均繊維径：１１μｍ、平均繊維長：６．３ｍｍ）
石油ピッチ系炭素繊維：（株）クレハ製のクレカミルドＭ１０１Ｔ（平均繊維径１８μｍ、平均繊維長１００μｍ）
プロセスオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＰＳ３２
ステアリン酸：日油（株）製の桐
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛１号
硫黄：フレキシス（株）製のクリステックスＨＳＯＴ２０
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
【００４８】
実施例１〜３及び比較例１〜５
表１に示す配合処方にしたがい、バンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を混練りし、混練り物を得た。次に、オープンロールを用いて、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加して混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を１６０℃の条件で２５分間プレス加硫することにより、各加硫ゴム組成物を作製した。
【００４９】
（引き裂き試験）
ＪＩＳ−Ｋ６２５２の「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム−引き裂き強さの求め方」の試験方法に準じて、上記加硫ゴム組成物からなる切り込み無しのアングル形試験片を使うことにより引き裂き強さ（Ｎ／ｍｍ）を測定した。数値が大きいほど、引き裂き強度に優れていることを示す。
【００５０】
（Ｄｅ ｍａｔｔｉａ試験）
ＪＩＳ−Ｋ６２６０の「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムのデマッチャ屈曲亀裂成長試験方法」の試験方法に準じて、室温２５℃の条件で、上記加硫ゴム組成物からなるサンプルに１ｍｍの破断が生じるまでの屈曲回数を測定し、得られた回数を対数で表した。数値が大きいほど耐屈曲亀裂性能が良好であることを示す。なお、７０％および１１０％とは、もとの加硫ゴム組成物サンプルの長さに対する伸び率を表す。
【００５１】
（転がり抵抗試験）
（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターＶＥＳを用いて、測定温度８０℃、初期歪み１０％、動歪み±２％、周波数１０Ｈｚの条件で、加硫ゴム組成物の損失正接（ｔａｎδ）を測定し、比較例１のｔａｎδを１００として、下記計算式により、転がり抵抗特性を指数表示した。指数が大きいほど、転がり抵抗が小さく、低発熱性に優れることを示す。
（転がり抵抗指数）＝（比較例１のｔａｎδ／各配合のｔａｎδ）×１００
【００５２】
【表１】
【００５３】
表１から、平均繊維径及び平均繊維長を有する石炭ピッチ系炭素繊維を用いた実施例１〜３では、比較例１（石炭ピッチ系及び石油ピッチ系炭素繊維を添加せず）と比較して、引き裂き強度、耐屈曲亀裂性能及び転がり抵抗特性がバランスよく向上していた。また、石油ピッチ系炭素繊維を使用した比較例２〜４では、比較例１と比較して、引き裂き強度及び耐屈曲亀裂性能が低下しており、また、石油ピッチ系炭素繊維の含有量が増えるにつれて、引き裂き強度及び耐屈曲亀裂性能が悪化していく傾向があった。更に、実施例１〜３と同じ石炭ピッチ系炭素繊維を用いて、その配合量を５０質量部にした比較例５では、比較例１と比較して、引き裂き強度及び耐屈曲亀裂性能が低下した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム成分１００質量部に対して、石炭系ピッチ系炭素繊維を５〜４０質量部含有するカーカス用ゴム組成物。
【請求項２】
前記ゴム成分１００質量部に対して、シリカを２５〜８０質量部含有し、
前記シリカ１００質量部に対して、シランカップリング剤を１〜１５質量部含有する請求項１記載のカーカス用ゴム組成物。
【請求項３】
前記石炭ピッチ系炭素繊維は、平均繊維径が１〜８０μｍ、平均繊維長が０．１〜３０ｍｍである請求項１又は２記載のカーカス用ゴム組成物。
【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作製したカーカスを有する空気入りタイヤ。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載のゴム組成物を用いてカーカスを作製する工程を含む空気入りタイヤの製造方法。
【請求項１】
ゴム成分１００質量部に対して、石炭系ピッチ系炭素繊維を５〜４０質量部含有するカーカス用ゴム組成物。
【請求項２】
前記ゴム成分１００質量部に対して、シリカを２５〜８０質量部含有し、
前記シリカ１００質量部に対して、シランカップリング剤を１〜１５質量部含有する請求項１記載のカーカス用ゴム組成物。
【請求項３】
前記石炭ピッチ系炭素繊維は、平均繊維径が１〜８０μｍ、平均繊維長が０．１〜３０ｍｍである請求項１又は２記載のカーカス用ゴム組成物。
【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作製したカーカスを有する空気入りタイヤ。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載のゴム組成物を用いてカーカスを作製する工程を含む空気入りタイヤの製造方法。
【公開番号】特開２０１１−３７９８０（Ｐ２０１１−３７９８０Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８６０３６（Ｐ２００９−１８６０３６）
【出願日】平成２１年８月１０日（２００９．８．１０）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１０日（２００９．８．１０）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Ｆターム（参考）】
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