タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤ
【課題】タイヤのグリップ性能を向上させ得るタイヤ用ゴム組成物、および、このゴム組成物を用いたタイヤを提供する。
【解決手段】天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴム１００重量部に対して、圧電材料を１〜１５０重量部含有するタイヤ用ゴム組成物、およびそのタイヤ用ゴム組成物を用いたタイヤ。前記圧電材料の平均粒径が０．０１〜５０μｍであることが好ましい。
【解決手段】天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴム１００重量部に対して、圧電材料を１〜１５０重量部含有するタイヤ用ゴム組成物、およびそのタイヤ用ゴム組成物を用いたタイヤ。前記圧電材料の平均粒径が０．０１〜５０μｍであることが好ましい。
【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およびそれを用いたタイヤに関する。詳細には、タイヤのグリップ性能を向上させ得るタイヤ用ゴム組成物、および、このゴム組成物を用いたタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤに要求されるグリップ性能を向上させるために、様々な検討が行なわれている。グリップ性能を向上させるために、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）のスチレンおよびビニルの配合量を多くすることで、ガラス転移点をより高くする方法が報告されているが、耐摩耗性が低下する。また、オイルを多量に用いてグリップ性能を向上させる方法が報告されているが、この場合も、耐摩耗性が低下する。さらに、微粒子のカーボンブラックを使う方法が報告されているが、多量のカーボンブラックを用いるとカーボンブラックの分散不良を起こして耐摩耗性が低下する。
【０００３】
これらの問題点を解決するために、ゴム組成物にタングステンなどの無機化合物を添加する方法（特許文献１参照）、アクリル系樹脂を添加する方法（特許文献２参照）およびウレタン系粒子を添加する方法（特許文献３参照）が提案されているが、充分なグリップ性能を示すゴム組成物は、未だに存在していないのが現状である。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３１９４４７号公報
【特許文献２】特開２００２−８０６４２号公報
【特許文献３】特開２００２−９７３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、タイヤのグリップ性能を向上させ得るタイヤ用ゴム組成物、およびそのゴム組成物を用いたタイヤ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】
【０００６】
すなわち、本発明は、天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴム１００重量部に対して、圧電材料を１〜１５０重量部含有するタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【０００７】
前記圧電材料の平均粒径が０．０１〜５０μｍであることが好ましい。
【０００８】
また、本発明は、前記タイヤトレッド用ゴム組成物を用いたタイヤに関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、タイヤのグリップ性能を向上させ得るタイヤ用ゴム組成物、およびそのゴム組成物を用いた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】
【００１０】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ゴム成分および圧電材料からなる。
【００１１】
本発明に用いられるゴム成分は、天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴムからなる。ここでジエン系合成ゴムとしては、例えば、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、イソブチレン−イソプレンゴム（ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などがあげられる。これらのゴムは単独で用いてもよく、あるいは２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００１２】
本発明に用いられる圧電材料は、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する機能を果たすものである。このような圧電材料としては、圧電セラミックスまたは圧電性ポリマーなどが使用される。具体的には、ＢａＴｉＯ3、（Ｂａ、Ｐｂ）ＴｉＯ3、（Ｂａ、Ｃａ）ＴｉＯ3、（Ｋ、Ｎａ）ＮｂＯ3、（Ｋ、Ｌｉ）ＮｂＯ3、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3（すなわちＰＺＴ）、複合ペロブスカイトを配合したＰＺＴ、ＰＬＺＴ（ＬａをドープしたＰＺＴ）、Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12、ＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴｉＯ3などのほか、ＺｎＯ、ＡｌＮ、ＰｂＴｉＯ3などの圧電セラミックス、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体、ビニリデンシアナイドと酢酸ビニルとの共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ヨウ素化ポリ酢酸ビニルなどのほか、ポリウレアなどの高分子圧電体などがある。
【００１３】
圧電材料の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して１〜１５０重量部、好ましくは５〜１００重量部、より好ましくは１０〜５０重量部である。配合量が１重量部未満であると、タイヤのグリップ性能を向上させる効果が不充分である。また、１５０重量部をこえると耐摩耗性が低下する。
【００１４】
圧電材料の平均粒径は、０．０１〜５０μｍであることが好ましく、０．０１〜１０μｍであることがより好ましい。平均粒径が０．０１μｍ未満では、タイヤのグリップ性能を向上させる効果が充分でない傾向がある。また、平均粒径が５０μｍをこえると、耐摩耗性が低下する傾向がある。圧電材料の形状は球形である必要はなく、板状、薄膜状、あるいは不規則な形状であることもできるが、いずれの場合であっても、粉砕、切断などにより、最大径が上記平均粒径の範囲内とすることが好ましい。
【００１５】
圧電材料のキュリー温度は、１００℃以上であることが好ましい。キュリー温度が１００℃未満では、圧電性消失によりグリップ性能を向上させる効果が得られない傾向がある。
【００１６】
圧電材料の圧電定数（ｇ３３）は５×１０-3Ｖｍ／Ｎ以上であることが好ましい。５×１０-3Ｖｍ／Ｎ未満では、グリップ性能を向上させる効果が得られない傾向がある。
【００１７】
圧電材料は、加熱したシリコンオイル中で高電圧を印加する操作を行なうなどのポーリング処理により、分極を揃えておくことができる。
【００１８】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、さらに補強用充填剤を含有することができる。補強用充填剤は単独で用いてもよく、２種以上組み合わせて用いてもよい。補強用充填剤としては、従来のタイヤ用ゴム組成物において、慣用されるもののなかから任意に選択して用いることができるが、主としてカーボンブラックが好ましい。
【００１９】
カーボンブラックの含有量は、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して１０〜２００重量部であることが好ましく、２０〜１５０重量部であることがより好ましい。カーボンブラックの含有量が１０重量部未満では、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、２００重量部をこえると、加工性が悪化する傾向がある。カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、８０〜２８０ｍ2／ｇであることが好ましく、１００〜２００ｍ2／ｇであることがより好ましい。チッ素吸着比表面積が８０ｍ2／ｇ未満では、グリップ性能および耐摩耗性が低下する傾向がある。また、チッ素吸着比表面積が２８０ｍ2／ｇをこえると、良好な分散が得られにくく、耐摩耗性が低下する傾向がある。
【００２０】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には、前記成分の他にゴム工業で通常使用されている硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤、各種軟化剤、各種老化防止剤、ステアリン酸、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、酸化亜鉛などの添加剤を配合することができる。
【００２１】
本発明のタイヤは、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。すなわち、必要に応じて前記添加剤を配合した本発明タイヤトレッド用ゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤの各部材の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、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、タイヤを得る。このようにして得られた本発明のタイヤは、グリップ性能に優れるものである。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物を、実施例に基づいて具体的に説明するが、これらの実施例は本発明を限定するものではない。
【００２３】
以下に実施例および比較例で用いた各種薬品について説明する。
ＳＢＲ：住友化学工業（株）製のＳＢＲ１５０２
カーボンブラック：昭和キャボット（株）製のＮ２２０（チッ素吸着比表面積：１２５ｍ2／ｇ）
圧電材料１：テイカ（株）製のＰＺＴ（平均粒径：３．５μｍ、キュリー温度：３００℃、圧電定数：２．２×１０-2Ｖｍ／Ｎ）
圧電材料２：呉羽化学（株）製のポリフッ化ビニリデン（平均粒径：５μｍ、キュリー温度：１２０℃、圧電定数：７．０×１０-2Ｖｍ／Ｎ）
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ
表１の配合内容にしたがって、混練り配合し、各種ゴム組成物を得た。これらのゴム組成物を１７０℃で２０分間プレス加硫して加硫物を得た。得られたゴム組成物について、以下に示す各特性の評価を行なった。
【００２４】
実施例１〜４および比較例１
以下に評価方法について説明する。
（１）グリップ性能（ゴム）
（株）上島製作所製スペクトロメーターを用いて、動的歪振幅１％、周波数１０Ｈｚ、温度４０℃で損失正接（ｔａｎδ）を測定した。ｔａｎδの値について比較例１を１００として指数表示した。数値が大きいほどグリップ性能が良好であることを示している。
【００２５】
（２）グリップ性能（実車）
前記ゴム組成物からなるトレッドを有する１９５／６５Ｒ１５のサイズのタイヤを作製し、このタイヤを用いて、アスファルト路面のテストコースで実車走行を行なった。その際における操舵時のコントロールの安定性をテストドライバーが評価し、５点満点（５；良い、４；やや良い、３；普通、２；やや悪い、１；悪い）で評価した。
【００２６】
【表１】
【００２７】
表１から明らかなように、実施例１〜４の圧電材料を含むゴム組成物は、比較例１に対して、ゴムおよび実車におけるグリップ性能を向上させることができた。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤに関する。詳細には、タイヤのグリップ性能を向上させ得るタイヤ用ゴム組成物、および、このゴム組成物を用いたタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤに要求されるグリップ性能を向上させるために、様々な検討が行なわれている。グリップ性能を向上させるために、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）のスチレンおよびビニルの配合量を多くすることで、ガラス転移点をより高くする方法が報告されているが、耐摩耗性が低下する。また、オイルを多量に用いてグリップ性能を向上させる方法が報告されているが、この場合も、耐摩耗性が低下する。さらに、微粒子のカーボンブラックを使う方法が報告されているが、多量のカーボンブラックを用いるとカーボンブラックの分散不良を起こして耐摩耗性が低下する。
【０００３】
これらの問題点を解決するために、ゴム組成物にタングステンなどの無機化合物を添加する方法（特許文献１参照）、アクリル系樹脂を添加する方法（特許文献２参照）およびウレタン系粒子を添加する方法（特許文献３参照）が提案されているが、充分なグリップ性能を示すゴム組成物は、未だに存在していないのが現状である。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３１９４４７号公報
【特許文献２】特開２００２−８０６４２号公報
【特許文献３】特開２００２−９７３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、タイヤのグリップ性能を向上させ得るタイヤ用ゴム組成物、およびそのゴム組成物を用いたタイヤ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】
【０００６】
すなわち、本発明は、天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴム１００重量部に対して、圧電材料を１〜１５０重量部含有するタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【０００７】
前記圧電材料の平均粒径が０．０１〜５０μｍであることが好ましい。
【０００８】
また、本発明は、前記タイヤトレッド用ゴム組成物を用いたタイヤに関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、タイヤのグリップ性能を向上させ得るタイヤ用ゴム組成物、およびそのゴム組成物を用いた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】
【００１０】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ゴム成分および圧電材料からなる。
【００１１】
本発明に用いられるゴム成分は、天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴムからなる。ここでジエン系合成ゴムとしては、例えば、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、イソブチレン−イソプレンゴム（ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などがあげられる。これらのゴムは単独で用いてもよく、あるいは２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００１２】
本発明に用いられる圧電材料は、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する機能を果たすものである。このような圧電材料としては、圧電セラミックスまたは圧電性ポリマーなどが使用される。具体的には、ＢａＴｉＯ3、（Ｂａ、Ｐｂ）ＴｉＯ3、（Ｂａ、Ｃａ）ＴｉＯ3、（Ｋ、Ｎａ）ＮｂＯ3、（Ｋ、Ｌｉ）ＮｂＯ3、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3（すなわちＰＺＴ）、複合ペロブスカイトを配合したＰＺＴ、ＰＬＺＴ（ＬａをドープしたＰＺＴ）、Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12、ＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴｉＯ3などのほか、ＺｎＯ、ＡｌＮ、ＰｂＴｉＯ3などの圧電セラミックス、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体、ビニリデンシアナイドと酢酸ビニルとの共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ヨウ素化ポリ酢酸ビニルなどのほか、ポリウレアなどの高分子圧電体などがある。
【００１３】
圧電材料の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して１〜１５０重量部、好ましくは５〜１００重量部、より好ましくは１０〜５０重量部である。配合量が１重量部未満であると、タイヤのグリップ性能を向上させる効果が不充分である。また、１５０重量部をこえると耐摩耗性が低下する。
【００１４】
圧電材料の平均粒径は、０．０１〜５０μｍであることが好ましく、０．０１〜１０μｍであることがより好ましい。平均粒径が０．０１μｍ未満では、タイヤのグリップ性能を向上させる効果が充分でない傾向がある。また、平均粒径が５０μｍをこえると、耐摩耗性が低下する傾向がある。圧電材料の形状は球形である必要はなく、板状、薄膜状、あるいは不規則な形状であることもできるが、いずれの場合であっても、粉砕、切断などにより、最大径が上記平均粒径の範囲内とすることが好ましい。
【００１５】
圧電材料のキュリー温度は、１００℃以上であることが好ましい。キュリー温度が１００℃未満では、圧電性消失によりグリップ性能を向上させる効果が得られない傾向がある。
【００１６】
圧電材料の圧電定数（ｇ３３）は５×１０-3Ｖｍ／Ｎ以上であることが好ましい。５×１０-3Ｖｍ／Ｎ未満では、グリップ性能を向上させる効果が得られない傾向がある。
【００１７】
圧電材料は、加熱したシリコンオイル中で高電圧を印加する操作を行なうなどのポーリング処理により、分極を揃えておくことができる。
【００１８】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、さらに補強用充填剤を含有することができる。補強用充填剤は単独で用いてもよく、２種以上組み合わせて用いてもよい。補強用充填剤としては、従来のタイヤ用ゴム組成物において、慣用されるもののなかから任意に選択して用いることができるが、主としてカーボンブラックが好ましい。
【００１９】
カーボンブラックの含有量は、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して１０〜２００重量部であることが好ましく、２０〜１５０重量部であることがより好ましい。カーボンブラックの含有量が１０重量部未満では、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、２００重量部をこえると、加工性が悪化する傾向がある。カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、８０〜２８０ｍ2／ｇであることが好ましく、１００〜２００ｍ2／ｇであることがより好ましい。チッ素吸着比表面積が８０ｍ2／ｇ未満では、グリップ性能および耐摩耗性が低下する傾向がある。また、チッ素吸着比表面積が２８０ｍ2／ｇをこえると、良好な分散が得られにくく、耐摩耗性が低下する傾向がある。
【００２０】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には、前記成分の他にゴム工業で通常使用されている硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤、各種軟化剤、各種老化防止剤、ステアリン酸、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、酸化亜鉛などの添加剤を配合することができる。
【００２１】
本発明のタイヤは、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。すなわち、必要に応じて前記添加剤を配合した本発明タイヤトレッド用ゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤの各部材の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、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、タイヤを得る。このようにして得られた本発明のタイヤは、グリップ性能に優れるものである。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物を、実施例に基づいて具体的に説明するが、これらの実施例は本発明を限定するものではない。
【００２３】
以下に実施例および比較例で用いた各種薬品について説明する。
ＳＢＲ：住友化学工業（株）製のＳＢＲ１５０２
カーボンブラック：昭和キャボット（株）製のＮ２２０（チッ素吸着比表面積：１２５ｍ2／ｇ）
圧電材料１：テイカ（株）製のＰＺＴ（平均粒径：３．５μｍ、キュリー温度：３００℃、圧電定数：２．２×１０-2Ｖｍ／Ｎ）
圧電材料２：呉羽化学（株）製のポリフッ化ビニリデン（平均粒径：５μｍ、キュリー温度：１２０℃、圧電定数：７．０×１０-2Ｖｍ／Ｎ）
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ
表１の配合内容にしたがって、混練り配合し、各種ゴム組成物を得た。これらのゴム組成物を１７０℃で２０分間プレス加硫して加硫物を得た。得られたゴム組成物について、以下に示す各特性の評価を行なった。
【００２４】
実施例１〜４および比較例１
以下に評価方法について説明する。
（１）グリップ性能（ゴム）
（株）上島製作所製スペクトロメーターを用いて、動的歪振幅１％、周波数１０Ｈｚ、温度４０℃で損失正接（ｔａｎδ）を測定した。ｔａｎδの値について比較例１を１００として指数表示した。数値が大きいほどグリップ性能が良好であることを示している。
【００２５】
（２）グリップ性能（実車）
前記ゴム組成物からなるトレッドを有する１９５／６５Ｒ１５のサイズのタイヤを作製し、このタイヤを用いて、アスファルト路面のテストコースで実車走行を行なった。その際における操舵時のコントロールの安定性をテストドライバーが評価し、５点満点（５；良い、４；やや良い、３；普通、２；やや悪い、１；悪い）で評価した。
【００２６】
【表１】
【００２７】
表１から明らかなように、実施例１〜４の圧電材料を含むゴム組成物は、比較例１に対して、ゴムおよび実車におけるグリップ性能を向上させることができた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴム１００重量部に対して、圧電材料を１〜１５０重量部含有するタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
前記圧電材料の平均粒径が０．０１〜５０μｍである請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
請求項１または２記載のタイヤ用ゴム組成物を用いたタイヤ。
【請求項４】
天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴム１００重量部に対して、圧電材料を１〜１５０重量部含有するゴム組成物。
【請求項５】
前記圧電材料の平均粒径が０．０１〜５０μｍである請求項４記載のゴム組成物。
【請求項６】
請求項４または５記載のゴム組成物を用いたタイヤ。
【請求項１】
天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴム１００重量部に対して、圧電材料を１〜１５０重量部含有するタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
前記圧電材料の平均粒径が０．０１〜５０μｍである請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
請求項１または２記載のタイヤ用ゴム組成物を用いたタイヤ。
【請求項４】
天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴム１００重量部に対して、圧電材料を１〜１５０重量部含有するゴム組成物。
【請求項５】
前記圧電材料の平均粒径が０．０１〜５０μｍである請求項４記載のゴム組成物。
【請求項６】
請求項４または５記載のゴム組成物を用いたタイヤ。
【公開番号】特開２００７−１８２５８６（Ｐ２００７−１８２５８６Ａ）
【公開日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８２２４８（Ｐ２００７−８２２４８）
【出願日】平成１９年３月２７日（２００７．３．２７）
【分割の表示】特願２００３−１４９０４１（Ｐ２００３−１４９０４１）の分割
【原出願日】平成１５年５月２７日（２００３．５．２７）
【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１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２７日（２００７．３．２７）
【分割の表示】特願２００３−１４９０４１（Ｐ２００３−１４９０４１）の分割
【原出願日】平成１５年５月２７日（２００３．５．２７）
【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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