ベーストレッド用ゴム組成物、その製造方法および空気入りタイヤ
【課題】操縦安定性を保持したまま、乗り心地の向上とノイズを低減することができるベーストレッド用ゴム組成物を提供することを目的とする。
【解決手段】ＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０の加硫ゴムのマトリックス中に、ＪＩＳ−Ａ硬度が３０〜６０の粉末ゴムが配合されてなり、前記加硫ゴムのマトリックスのゴム成分１００質量部に対して、前記粉末ゴムを１〜１０質量部含有する、ベーストレッド用ゴム組成物に関する。
【解決手段】ＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０の加硫ゴムのマトリックス中に、ＪＩＳ−Ａ硬度が３０〜６０の粉末ゴムが配合されてなり、前記加硫ゴムのマトリックスのゴム成分１００質量部に対して、前記粉末ゴムを１〜１０質量部含有する、ベーストレッド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、ベーストレッド用ゴム組成物、その製造方法および空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高速操縦安定性（スタビリティー）の必要とされるタイヤにおいては、トレッドのベース部に硬度６５以上のゴム組成物を用いている。しかし、硬度６５以上のゴム組成物を使用した場合、高速操縦安定性能は向上するが、乗り心地が悪化する。
【０００３】
一方、ベーストレッドゴムとしてゴム硬度の低いゴム組成物を採用すると、乗り心地は向上するが、高速操縦安定性は悪化する。
【０００４】
このように、高速操縦安定性と乗り心地は二律背反の関係にあり、すべてを満足させるタイヤを得ることは非常に困難であった。
【０００５】
特許文献１には、操縦安定性を保持したまま、乗り心地の向上とノイズを低減することを目的とした、所定量の炭酸カルシウムおよびクラフト紙粉砕物を含有するゴム組成物が開示されている。
【０００６】
しかし更なる性能の向上が望まれている。
【特許文献１】特開２００６−１１１７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、操縦安定性を保持したまま、乗り心地の向上とノイズを低減することができるベース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】
【０００８】
本発明は、加硫後のＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０となるマトリックス中に、ＪＩＳ−Ａ硬度が３０〜６０の粉末ゴムが配合されてなり、前記マトリックスのゴム成分１００質量部に対して、前記粉末ゴムを１〜１０質量部含有する、ベーストレッド用ゴム組成物である。
【０００９】
本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物において、前記粉末ゴムの平均粒径が２０〜５００μｍであることが好ましい。
【００１０】
本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物において、前記粉末ゴムはゴム成分、補強剤および充填剤を含むことが好ましい。
【００１１】
本発明は、前記記載のベーストレッド用ゴム組成物をベーストレッド部に用いた空気入りタイヤである。
【００１２】
本発明は、加硫ゴムを粉砕して、ＪＩＳ−Ａ硬度が３０〜６０の粉末ゴムを得る工程と、前記粉末ゴムを、加硫後のＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０となるマトリックスの配合剤に加えて混練する工程を含む、ベーストレッド用ゴム組成物の製造方法である。
【００１３】
本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物の製造方法において、前記粉砕は、カッターミルにて粉砕後、冷凍粉砕を行なうことが好ましい。
【００１４】
本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物の製造方法において、粉末ゴムの平均粒径が２０〜５００μｍであることが好ましい。
【００１５】
本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物の製造方法において、前記粉末ゴムはゴム成分、補強剤および充填剤を含むことが好ましい。
【００１６】
本発明は、前記記載のベーストレッド用ゴム組成物の製造方法により製造したベーストレッド用ゴム組成物をベーストレッド部に用いた空気入りタイヤである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、操縦安定性を保持したまま、乗り心地の向上とノイズを低減することができるベーストレッド用ゴム組成物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】
＜空気入りタイヤの構造＞
本発明に係る空気入りタイヤのトレッド部は、キャップ部とベース部とからなる２重構造を有する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態の空気入りタイヤの右半分を示す断面図である。タイヤ１は、トレッド部２とサイドウォール部３とビード部４を有している。さらに、ビード部４にはビードコア５が埋設される。また、一方のビード部４から他方のビード部にわたって設けられ、両端を折り返してビードコア５を係止するカーカス６と、該カーカス６のクラウン部外側の２枚のプライよりなるベルト層７とが配置されている。そしてトレッド部２は、接地面側のキャップ部２Ａと、ベルト層に隣接する側のベース部２Ｂの２層で構成されている。カーカス６とその折り返し部に囲まれる領域には、ビードコア５の上端からサイドウォール方向に延びるビードエーペックス８が配置される。
【００２０】
図２は、本発明に係る空気入りタイヤ１におけるトレッド部２の拡大図である。本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物は、ベース部２Ｂに使用するものである。
【００２１】
＜マトリックス＞
本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物は、マトリックス中に、粉末ゴムが配合されてなる。
【００２２】
（マトリックスのゴム成分）
マトリックスのゴム成分としては、たとえば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）などがあげられ、これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、キャップ部のトレッドゴムとの接着性が優れるという理由から、ＮＲ、ＳＢＲ、ＢＲ、ＥＮＲからなる群から選ばれる１種以上のジエン系ゴムが好ましく、ＮＲおよび／またはＳＢＲがより好ましい。
【００２３】
（カーボンブラック）
マトリックスは補強剤としてカーボンブラックを配合することが可能である。カーボンブラックの配合量は、マトリックスのゴム成分１００質量部に対して、好ましくは３０〜１５０質量部、より好ましくは５０〜１００質量部である。カーボンブラックの配合量が３０質量部未満では十分な補強性、剛性が得られず、１５０質量部をこえると発熱しやすくなる。
【００２４】
カーボンブラックは、チッ素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）が好ましくは２０〜１２０ｍ2／ｇであり、より好ましくは３０〜８０ｍ2／ｇである。チッ素吸着比表面積が２０ｍ2／ｇ未満であると補強性、剛性（操縦安定性）が不十分であり、１２０ｍ2／ｇを超えると発熱しやすくなり好ましくない。
【００２５】
（軟化剤）
軟化剤としては、プロセスオイル、潤滑油、パラフィン、流動パラフィン、石油アスファルト、ワセリンなどの石油系軟化剤、大豆油、パーム油、ヒマシ油、アマニ油、ナタネ油、ヤシ油などの脂肪油系軟化剤、トール油、サブ、蜜ロウ、カルナバロウ、ラノリンなどのワックス類、リノール酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ラウリン酸などの脂肪酸、などが挙げられる。軟化剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対してたとえば１００質量部以下とされることが好ましく、この場合、該ゴム組成物がタイヤに使用された際のウェットグリップ性能を低下させる危険性が少ない。
【００２６】
（老化防止剤）
マトリックスは、老化防止剤として、アミン系、フェノール系、イミダゾール系の各化合物や、カルバミン酸金属塩、ワックスなどを適宜選択して使用することが可能である。
【００２７】
（加硫助剤）
マトリックスは、加硫助剤として、ステアリン酸、酸化亜鉛（亜鉛華）などを使用することができる。
【００２８】
（加硫剤）
マトリックスは、加硫剤として、有機過酸化物もしくは硫黄系加硫剤を使用できる。有機過酸化物としては、たとえば、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３あるいは１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシプロピル）ベンゼン等を使用することができる。また、硫黄系加硫剤としては、たとえば、硫黄、モルホリンジスルフィドなどを使用することができる。これらの中では硫黄が好ましい。
【００２９】
（加硫促進剤）
マトリックスは、加硫促進剤として、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド−アミン系またはアルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、もしくは、キサンテート系加硫促進剤のうち少なくとも一つを含有するものを使用することが可能である。
【００３０】
（その他の配合剤）
マトリックスには、前記各種成分のほかにも、従来ゴム工業にて通常に使用される配合剤、たとえば、架橋剤、充填剤などを配合することができる。
【００３１】
（マトリックスの硬度）
加硫後のマトリックスの２５℃で測定したＪＩＳ−Ａ硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３）は６５〜８０が好ましく、６７〜７４がより好ましい。通常、高速操縦安定性が必要とされるタイヤのベーストレッドゴムには、ＪＩＳ−Ａ硬度が６５以上のゴム組成物を用いている。一方、ＪＩＳ−Ａ硬度が８０をこえるとベーストレッドゴムの耐久性（屈曲疲労）および接着性が低下するため好ましくない。
【００３２】
＜粉末ゴム＞
本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物は、マトリックス中に、粉末ゴムが配合されてなる。
【００３３】
粉末ゴムは、加硫ゴムを粉砕することにより得られる。
（粉末ゴムのゴム成分）
粉末ゴムのゴム成分としては、たとえば、ＮＲ、ＩＲ、ＳＢＲ、ＢＲ、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ＩＩＲなどのジエン系ゴムがあげられ、これらのジエン系ゴムは、とくに制限はなく、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、キャップ部のトレッドゴムおよびブレーカートッピングゴムとの接着性の観点から、ＮＲ、ＳＢＲ、ＢＲ、ＥＮＲからなる群から選ばれる１種以上のゴム成分が好ましく、ＮＲ、ＢＲ、ＳＢＲからなる群から選ばれる１種以上のゴム成分がより好ましい。
【００３４】
（粉末ゴムの加硫剤）
粉末ゴムは、ゴム成分の他に、加硫剤を含むことが好ましい。
【００３５】
粉末ゴムに使用する加硫剤としては、たとえば、硫黄、パーオキサイドなどの有機過酸化物、塩化硫黄、有機含硫黄化合物などがあげられる。これらの加硫剤はとくに制限はないが、疲労に強いという理由から、硫黄または有機過酸化物が好ましく、硫黄またはパーオキサイドがより好ましく、硫黄がさらに好ましい。
【００３６】
粉末ゴムの加硫剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、０．５〜５質量部が好ましく、１〜３質量部がより好ましい。加硫剤の含有量が０．５質量部未満では、加硫が不十分で粉末ゴムとして機能しない。加硫剤の含有量が５質量部をこえるとオイルの配合量を増やす必要があり、経時変化で粉末ゴムが硬くなるため好ましくない。
【００３７】
（粉末ゴムの充填剤）
粉末ゴムは、さらに、充填剤を含むこともできる。
【００３８】
粉末ゴムに使用する充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、一般式ｍＭ・ｘＳｉＯy・ｚＨ2Ｏ（Ｍは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウムおよびジルコニウムからなる群から選ばれる金属、該金属の酸化物、水酸化物および炭酸塩ならびに該金属の酸化物および水酸化物の水和物からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、ｍ、ｘ、ｙおよびｚは定数）で表される無機充填剤があげられ、これらの充填剤はとくに制限はなく、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、補強効果が高いという理由から、カーボンブラックまたはシリカが好ましい。
【００３９】
カーボンブラックは、チッ素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）が好ましくは２０〜１２０ｍ2／ｇであり、より好ましくは３０〜８０ｍ2／ｇである。チッ素吸着比表面積が２０ｍ2／ｇより低いと補強性、剛性（操縦安定性）が不十分であり、１２０ｍ2／ｇを超えると発熱しやすくなり好ましくない。
【００４０】
シリカの窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）は、１００ｍ2／ｇ以上が好ましく、１１０ｍ2／ｇ以上がより好ましい。シリカのＮ2ＳＡが１００ｍ2／ｇ未満では、十分な補強効果が得られない傾向がある。シリカのＮ2ＳＡは、３００ｍ2／ｇ以下が好ましく、２５０ｍ2／ｇ以下がより好ましい。シリカのＮ2ＳＡが３００ｍ2／ｇをこえると、加工性が悪くなる傾向がある。
【００４１】
粉末ゴム中の充填剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して１０〜８０質量部が好ましく、２０〜６０質量部がより好ましい。充填剤の含有量が８０質量部をこえると、オイルの配合量を増やす必要があり、経時変化で粉末ゴムが硬くなるため好ましくない。充填材の含有量が１０質量部未満であると補強性が不足するため好ましくない。
【００４２】
粉末ゴムには、前記ゴム成分、架橋剤および充填剤のほかにも、従来ゴム工業にて通常に使用される配合剤、たとえば、ステアリン酸、酸化亜鉛、各種老化防止剤、各種加硫促進剤などを配合することができる。
【００４３】
（粉末ゴムの製造方法）
粉末ゴムは、ゴム成分および必要に応じて他の充填剤および配合剤を、たとえばバンバリーミキサーにて混練りし、得られた混練物に対して、架橋剤および加硫促進剤を、たとえばオープンロールにて混練りし、その後加硫した、加硫ゴムを粉砕して得られる。
【００４４】
粉砕方法としては、液体窒素を用いて冷凍粉砕する方法、石臼式の粉砕方法、ロールあるいはミキサーによる粉砕方法、押し出し機による粉砕方法などがあげられる。粒径が小さくできるという理由から、カッターミルで粉砕した後、冷凍粉砕を行うことが好ましい。
【００４５】
（粉末ゴムの硬度）
本発明において粉末ゴムの硬度とは、粉砕前の加硫ゴムの硬度によって示す。粉末ゴム（加硫ゴム）の２５℃で測定したＪＩＳ−Ａ硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３）は３０〜６０が好ましく、４０〜５５がより好ましい。通常、高速操縦安定性が必要とされるタイヤのベーストレッドゴムには、ＪＩＳ−Ａ硬度が６５以上のゴム組成物を用いている。しかし、ＪＩＳ−Ａ硬度が６５以上のゴム組成物をベーストレッドゴムに用いると、高速操縦安定性は向上するが、乗り心地やノイズ性能が悪化する。本発明では、ＪＩＳ−Ａ硬度が３０〜６０と比較的軟質な粉末ゴムを配合することで、乗り心地やノイズ性能を向上させることができる。粉末ゴムのＪＩＳ−Ａ硬度が６０をこえると、乗り心地やノイズ性能の向上効果が十分でない。粉末ゴムのＪＩＳ−Ａ硬度が３０未満であると耐久性および高速操縦安定性が低下するため好ましくない。
【００４６】
（粉末ゴムの粒径）
粉末ゴムの平均粒径は、２０〜５００μｍが好ましく、１００〜３００μｍがより好ましい。粉末ゴムの平均粒径が５００μｍをこえると、混練時にゴム組成物が十分な流動性を有しないために、加工性が低下する傾向があり、また、摩耗を低下させてしまう場合がある。２０μｍ未満であると粉末ゴムが小さすぎて、乗り心地およびノイズ性能の十分な改善効果が得られない。なお、粉末ゴムの平均粒径は、電子顕微鏡、レーザー式粒度分布計、メッシュを用いたフルイ方式により測定した。
【００４７】
＜ベーストレッド用ゴム組成物＞
本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物は、マトリックス中に、粉末ゴムが配合されてなる。
【００４８】
（粉末ゴムの含有量）
本発明のベーストレッド用ゴム組成物中において、粉末ゴムの含有量は、マトリックスのゴム成分ゴム１００質量部に対して、１〜１０質量部、好ましくは３〜７質量部である。粉末ゴムの含有量が１質量部未満では、ゴム粉の配合による乗り心地やノイズの十分な改善効果が得られない。また、粉末ゴムの含有量が１０質量部をこえると、耐摩耗性が低下する傾向がある。
【００４９】
＜ベーストレッド用ゴム組成物の製造方法＞
本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物の製造方法は、加硫ゴムを粉砕して、ＪＩＳ−Ａ硬度が３０〜６０の粉末ゴムを得る工程と、前記粉末ゴムを、加硫後のＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０となるマトリックスの配合剤に加えて混練する工程、を含む。
【００５０】
具体的には、ゴム成分および粉末ゴム、さらに必要に応じて他の充填剤および配合剤を、たとえばバンバリーミキサーにて混練りし、得られた混練物に対して、加硫剤および加硫促進剤を、たとえばオープンロールにて混練りすることにより得られる。
【００５１】
＜空気入りタイヤの製造方法＞
本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物をベーストレッド部に用いた空気入りタイヤは、ベーストレッド用ゴム組成物の配合成分を、たとえばバンバリーミキサーやニーダー等により１３０℃以上１６０℃以下で混練して、ベーストレッド用ゴム組成物の未加硫物を調製し、該未加硫物を空気入りタイヤのベーストレッド部分に適用して加硫成形することによって製造することができる。
【実施例】
【００５２】
本発明を、製造例および実施例にもとづいて本発明を詳細に説明するが、本発明は、これらのみに限定されるものではない。
【００５３】
＜粉末ゴム１〜５＞
［加硫ゴムの作製］
硫黄および加硫促進剤以外の配合剤を表１の配合処方にしたがって配合し、１．７Ｌの密閉型バンバリーミキサーにて、１５０℃に達するまで３〜５分間混練りし、混練物を得た。得られた混練物に、硫黄および加硫促進剤を表１の配合処方にしたがって配合し、オープンロールにて、８０℃で３分間混練りし、さらに、１５０℃で３０分間加硫することで粉末ゴム１〜５作製用の加硫ゴムを得た。
【００５４】
（加硫ゴムの硬度）
前記加硫ゴムについて、ＪＩＳ Ｋ ６２５３「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムの硬さ試験方法」に準じて、タイプＡデュロメーターにてゴム硬度を測定した。測定温度は２５℃である。なお、加硫ゴムの硬度は、粉末ゴムの硬度に該当する。
【００５５】
結果を表１に示す。
［粉末ゴムの作製］
前記加硫ゴムを液体窒素を用いて、５分間冷凍粉砕し、粉末ゴム１〜５を作製した。
【００５６】
（粉末ゴムの平均粒径）
粉末ゴムの平均粒径は、図３に示すように、粉末ゴム３１の横径Ｘと縦径Ｙを電子顕微鏡を用いて測定し、そのＸとＹから、（Ｘ＋Ｙ）／２の数式にしたがって粒径を求め、任意の１００個の粉末ゴムの粒径の平均値を平均粒径としたものである。
【００５７】
結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】
ＢＲ：宇部興産（株）社製のＢＲ１５０Ｂ（ハイシスブタジエンゴム）
ＮＲ：ＴＳＲ
カーボンブラック：三菱化学（株）社製のＨ３５１（Ｔ−ＨＳクラス、窒素吸着比表面積：６９ｍ2／ｇ）
オイル：Ｈ＆Ｒ ＥＳＰ社製のＶＩＶＡＴＥＣ５００
ワックス：大内新興化学工業（株）社製のサンノックＮ
老化防止剤：大内新興化学工業（株）社製のノクラック６Ｃ
ステアリン酸：花王（株）社製のステアリン酸ルナックＳ３０
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）社製の亜鉛華１号
硫黄：鶴見化学工業（株）社製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）社製のノクセラーＣＺ
＜実施例１〜１０、比較例１〜２＞
［ベーストレッド用ゴム組成物の加硫シートの作製］
硫黄および加硫促進剤以外の配合剤を表２の配合処方にしたがって配合し、１６Ｌの密閉型バンバリーミキサーにて、１５０℃に達するまで３〜５分間混練りし、混練物を１６インチロールでシート化した。得られたシートと硫黄および加硫促進剤を表２の配合処方にしたがって配合し、１６Ｌの密閉型バンバリーミキサーにて、１００℃に達するまで３〜５分間混練りしてベーストレッド用ゴム組成物を調製し、１６インチロールでシート化した。得られた未加硫シートを１５０℃で３０分間加硫することで実施例１〜１０、比較例１〜２のベーストレッド用ゴム組成物の加硫シートを得た。該加硫シートについて以下の試験を行なった。
【００６０】
（硬度測定）
ＪＩＳ Ｋ ６２５３「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムの硬さ試験方法」に準じて、タイプＡデュロメーターにてゴム硬度を測定した。測定温度は２５℃である。
【００６１】
（引張試験）
ＪＩＳ Ｋ ６２５１「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム―引張特性の求め方」に準じて、前記ベーストレッド用ゴム組成物の加硫シートからなる３号ダンベル型ゴム試験片を用いて評価を行なった。この試験により、各ベーストレッド用ゴム組成物の加硫シートについて、破断応力ＴＢ（ＭＰａ）および破断時伸びＥＢ（％）をそれぞれ測定した。なお、ＴＢおよびＥＢいずれも、数値が小さいほど、応力緩和しやすいことを示す。
【００６２】
（粘弾性試験）
（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて、周波数１０Ｈｚ、初期歪み１０％、動歪２％の条件下で、７０℃における損失正接ｔａｎδの測定を行い、比較例１の７０℃におけるｔａｎδを１００とし、下記計算式により、指数表示した。ｔａｎδ指数の値が小さいほど、ゴム組成物の発熱が抑制され、低発熱性が向上していることを示す。
【００６３】
（ｔａｎδ指数）＝（各配合のｔａｎδ）÷（比較例１のｔａｎδ）×１００
［空気入りタイヤの作製］
前記未加硫シートをベース部２Ｂの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材（キャップ部２Ａ，ベルト層７，サイドウォール部３など）と貼りあわせ、１７０℃の条件下で１５分間プレス加硫することにより、図１に示す空気入りタイヤ（サイズ：２３５／４５Ｒ１７）を製造した。得られた空気入りタイヤを乗用車に装着し、テストコースにて下記試験を行なった。
【００６４】
（高速操縦安定性試験）
タイヤをリム（１７×７ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）にて、排気量２０００ｃｃの国産ＦＦ乗用車の全輪装着し、ドライアスファルト路面のタイヤテストコースを速度１８０ｋｍ／ｈにて走行したときの直進安定性を、比較例１を２点とした３点法で、テストドライバーが官能評価した。点数が小さい方が良好である。
【００６５】
（乗り心地）
前記高速操縦時の乗り心地を、比較例１を３点とした３点法で、テストドライバーが官能評価した。点数が小さい方が良好である。
【００６６】
（ノイズ）
空気入りタイヤをリムに装着し、排気量２０００ｃｃの国産ＦＦ乗用車の全輪装着し、ロードノイズ計測路（アスファルト粗面路）を時速６０ｋｍ／ｈで走行したときの、運転席窓側耳位置における車内音を、比較例１を３点とした３点法で、テストドライバーが官能評価した。点数が小さい方が良好である。
【００６７】
結果を表２に示す。
【００６８】
【表２】
【００６９】
ＳＢＲ：ＪＳＲ社製のＳＢＲ１５０２
ＮＲ：ＴＳＲ
粉末ゴム１〜５：表１の配合により作製
カーボンブラック：三菱化学（株）社製のＨ３５１（窒素吸着比表面積：６９ｍ2／ｇ）
オイル：Ｈ＆Ｒ ＥＳＰ社製のＶＩＶＡＴＥＣ５００
ワックス：大内新興化学工業（株）社製のサンノックＮ
老化防止剤：大内新興化学工業（株）社製のノクラック６Ｃ
ステアリン酸：花王（株）社製のルナックＳ３０
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）社製の亜鉛華１号
硫黄：鶴見化学工業（株）社製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）社製のノクセラーＣＺ
（評価結果）
実施例１は、マトリックスのゴム成分であるＳＢＲ１００質量部に対して、ＪＩＳ−Ａ硬度５８、平均粒径３００μｍの粉末ゴム１を５質量部含む。粉末ゴムを含まない比較例１に比べてＴＢおよびＥＢが小さく、応力緩和しやすく、低発熱性も向上した。タイヤの性能は同等である。
【００７０】
実施例２は、マトリックスのゴム成分であるＳＢＲ１００質量部に対して、ＪＩＳ−Ａ硬度６０、平均粒径３００μｍの粉末ゴム２を５質量部含む。比較例１に比べてＴＢおよびＥＢが小さく、応力緩和しやすく、低発熱性も向上した。タイヤ性能は、高速操縦安定性を維持したまま、乗り心地およびノイズ性能が若干向上した。
【００７１】
実施例３は、マトリックスのゴム成分であるＳＢＲ１００質量部に対して、ＪＩＳ−Ａ硬度５０、平均粒径３００μｍの粉末ゴム３を５質量部含む。比較例１に比べてＴＢおよびＥＢが小さく、応力緩和しやすく、低発熱性も向上した。タイヤ性能は、高速操縦安定性を維持したまま、乗り心地およびノイズ性能が向上した。
【００７２】
実施例４は、マトリックスのゴム成分であるＳＢＲ１００質量部に対して、ＪＩＳ−Ａ硬度５０、平均粒径８０μｍの粉末ゴム４を５質量部含む。比較例１に比べてＴＢおよびＥＢが小さく、応力緩和しやすく、低発熱性も向上した。タイヤ性能は、高速操縦安定性を維持したまま、乗り心地およびノイズ性能が向上した。
【００７３】
実施例５は、マトリックスのゴム成分であるＳＢＲ１００質量部に対して、ＪＩＳ−Ａ硬度３０、平均粒径３００μｍの粉末ゴム５を５質量部含む。比較例１に比べてＴＢおよびＥＢが小さく、応力緩和しやすく、低発熱性も向上した。タイヤ性能は、高速操縦安定性が若干劣るが、乗り心地およびノイズ性能が向上した。
【００７４】
実施例６および７は、実施例３と粉末ゴム３の含有量が異なる配合で、それぞれ粉末ゴム３を1質量部、１０質量部含む。実施例６は実施例３より効果が劣るものの、比較例１より応力緩和しやすく、低発熱性も向上した。実施例７は実施例３よりも、全ての項目において優れた効果を示した。
【００７５】
実施例８は、マトリックスのゴム成分としてＳＢＲ３０質量部、ＮＲ７０質量部を使用し、該ゴム成分１００質量部に対して、粉末ゴム２を５質量部含む。同様のゴム成分からなり、粉末ゴムを含まない比較例２に比べてＴＢおよびＥＢが小さく、応力緩和しやすく、低発熱性は同等であった。タイヤ性能は、高速操縦安定性を維持したまま、乗り心地およびノイズ性能が若干向上した。
【００７６】
実施例９は、マトリックスのゴム成分としてＳＢＲ３０質量部、ＮＲ７０質量部を使用し、該ゴム成分１００質量部に対して、粉末ゴム３を５質量部含む。比較例２に比べてＴＢおよびＥＢが小さく、応力緩和しやすく、低発熱性は同等であった。タイヤ性能は、高速操縦安定性を維持したまま、乗り心地およびノイズ性能が向上した。
【００７７】
実施例１０は、マトリックスのゴム成分としてＳＢＲ３０質量部、ＮＲ７０質量部を使用し、該ゴム成分１００質量部に対して、粉末ゴム５を５質量部含む。比較例２に比べてＴＢおよびＥＢが小さく、応力緩和しやすく、低発熱性は同等であった。タイヤ性能は、高速操縦安定性が若干劣るが、乗り心地およびノイズ性能が向上した。
【００７８】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る空気入りタイヤの右半分の断面図である。
【図２】本発明に係る空気入りタイヤのトレッド部の拡大断面図である。
【図３】本発明において、粉末ゴムの粒径の測定方法を説明するために、粉末ゴムを模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 空気入りタイヤ、２ トレッド部、２Ａ キャップ部、２Ｂ ベース部、３ サイドウォール部、４ ビード部、５ ビードコア、６ カーカス、７ ベルト層、８ビードエーペックス、３１ 粉末ゴム。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーストレッド用ゴム組成物、その製造方法および空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高速操縦安定性（スタビリティー）の必要とされるタイヤにおいては、トレッドのベース部に硬度６５以上のゴム組成物を用いている。しかし、硬度６５以上のゴム組成物を使用した場合、高速操縦安定性能は向上するが、乗り心地が悪化する。
【０００３】
一方、ベーストレッドゴムとしてゴム硬度の低いゴム組成物を採用すると、乗り心地は向上するが、高速操縦安定性は悪化する。
【０００４】
このように、高速操縦安定性と乗り心地は二律背反の関係にあり、すべてを満足させるタイヤを得ることは非常に困難であった。
【０００５】
特許文献１には、操縦安定性を保持したまま、乗り心地の向上とノイズを低減することを目的とした、所定量の炭酸カルシウムおよびクラフト紙粉砕物を含有するゴム組成物が開示されている。
【０００６】
しかし更なる性能の向上が望まれている。
【特許文献１】特開２００６−１１１７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、操縦安定性を保持したまま、乗り心地の向上とノイズを低減することができるベース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】
【０００８】
本発明は、加硫後のＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０となるマトリックス中に、ＪＩＳ−Ａ硬度が３０〜６０の粉末ゴムが配合されてなり、前記マトリックスのゴム成分１００質量部に対して、前記粉末ゴムを１〜１０質量部含有する、ベーストレッド用ゴム組成物である。
【０００９】
本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物において、前記粉末ゴムの平均粒径が２０〜５００μｍであることが好ましい。
【００１０】
本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物において、前記粉末ゴムはゴム成分、補強剤および充填剤を含むことが好ましい。
【００１１】
本発明は、前記記載のベーストレッド用ゴム組成物をベーストレッド部に用いた空気入りタイヤである。
【００１２】
本発明は、加硫ゴムを粉砕して、ＪＩＳ−Ａ硬度が３０〜６０の粉末ゴムを得る工程と、前記粉末ゴムを、加硫後のＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０となるマトリックスの配合剤に加えて混練する工程を含む、ベーストレッド用ゴム組成物の製造方法である。
【００１３】
本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物の製造方法において、前記粉砕は、カッターミルにて粉砕後、冷凍粉砕を行なうことが好ましい。
【００１４】
本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物の製造方法において、粉末ゴムの平均粒径が２０〜５００μｍであることが好ましい。
【００１５】
本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物の製造方法において、前記粉末ゴムはゴム成分、補強剤および充填剤を含むことが好ましい。
【００１６】
本発明は、前記記載のベーストレッド用ゴム組成物の製造方法により製造したベーストレッド用ゴム組成物をベーストレッド部に用いた空気入りタイヤである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、操縦安定性を保持したまま、乗り心地の向上とノイズを低減することができるベーストレッド用ゴム組成物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】
＜空気入りタイヤの構造＞
本発明に係る空気入りタイヤのトレッド部は、キャップ部とベース部とからなる２重構造を有する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態の空気入りタイヤの右半分を示す断面図である。タイヤ１は、トレッド部２とサイドウォール部３とビード部４を有している。さらに、ビード部４にはビードコア５が埋設される。また、一方のビード部４から他方のビード部にわたって設けられ、両端を折り返してビードコア５を係止するカーカス６と、該カーカス６のクラウン部外側の２枚のプライよりなるベルト層７とが配置されている。そしてトレッド部２は、接地面側のキャップ部２Ａと、ベルト層に隣接する側のベース部２Ｂの２層で構成されている。カーカス６とその折り返し部に囲まれる領域には、ビードコア５の上端からサイドウォール方向に延びるビードエーペックス８が配置される。
【００２０】
図２は、本発明に係る空気入りタイヤ１におけるトレッド部２の拡大図である。本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物は、ベース部２Ｂに使用するものである。
【００２１】
＜マトリックス＞
本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物は、マトリックス中に、粉末ゴムが配合されてなる。
【００２２】
（マトリックスのゴム成分）
マトリックスのゴム成分としては、たとえば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）などがあげられ、これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、キャップ部のトレッドゴムとの接着性が優れるという理由から、ＮＲ、ＳＢＲ、ＢＲ、ＥＮＲからなる群から選ばれる１種以上のジエン系ゴムが好ましく、ＮＲおよび／またはＳＢＲがより好ましい。
【００２３】
（カーボンブラック）
マトリックスは補強剤としてカーボンブラックを配合することが可能である。カーボンブラックの配合量は、マトリックスのゴム成分１００質量部に対して、好ましくは３０〜１５０質量部、より好ましくは５０〜１００質量部である。カーボンブラックの配合量が３０質量部未満では十分な補強性、剛性が得られず、１５０質量部をこえると発熱しやすくなる。
【００２４】
カーボンブラックは、チッ素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）が好ましくは２０〜１２０ｍ2／ｇであり、より好ましくは３０〜８０ｍ2／ｇである。チッ素吸着比表面積が２０ｍ2／ｇ未満であると補強性、剛性（操縦安定性）が不十分であり、１２０ｍ2／ｇを超えると発熱しやすくなり好ましくない。
【００２５】
（軟化剤）
軟化剤としては、プロセスオイル、潤滑油、パラフィン、流動パラフィン、石油アスファルト、ワセリンなどの石油系軟化剤、大豆油、パーム油、ヒマシ油、アマニ油、ナタネ油、ヤシ油などの脂肪油系軟化剤、トール油、サブ、蜜ロウ、カルナバロウ、ラノリンなどのワックス類、リノール酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ラウリン酸などの脂肪酸、などが挙げられる。軟化剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対してたとえば１００質量部以下とされることが好ましく、この場合、該ゴム組成物がタイヤに使用された際のウェットグリップ性能を低下させる危険性が少ない。
【００２６】
（老化防止剤）
マトリックスは、老化防止剤として、アミン系、フェノール系、イミダゾール系の各化合物や、カルバミン酸金属塩、ワックスなどを適宜選択して使用することが可能である。
【００２７】
（加硫助剤）
マトリックスは、加硫助剤として、ステアリン酸、酸化亜鉛（亜鉛華）などを使用することができる。
【００２８】
（加硫剤）
マトリックスは、加硫剤として、有機過酸化物もしくは硫黄系加硫剤を使用できる。有機過酸化物としては、たとえば、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３あるいは１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシプロピル）ベンゼン等を使用することができる。また、硫黄系加硫剤としては、たとえば、硫黄、モルホリンジスルフィドなどを使用することができる。これらの中では硫黄が好ましい。
【００２９】
（加硫促進剤）
マトリックスは、加硫促進剤として、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド−アミン系またはアルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、もしくは、キサンテート系加硫促進剤のうち少なくとも一つを含有するものを使用することが可能である。
【００３０】
（その他の配合剤）
マトリックスには、前記各種成分のほかにも、従来ゴム工業にて通常に使用される配合剤、たとえば、架橋剤、充填剤などを配合することができる。
【００３１】
（マトリックスの硬度）
加硫後のマトリックスの２５℃で測定したＪＩＳ−Ａ硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３）は６５〜８０が好ましく、６７〜７４がより好ましい。通常、高速操縦安定性が必要とされるタイヤのベーストレッドゴムには、ＪＩＳ−Ａ硬度が６５以上のゴム組成物を用いている。一方、ＪＩＳ−Ａ硬度が８０をこえるとベーストレッドゴムの耐久性（屈曲疲労）および接着性が低下するため好ましくない。
【００３２】
＜粉末ゴム＞
本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物は、マトリックス中に、粉末ゴムが配合されてなる。
【００３３】
粉末ゴムは、加硫ゴムを粉砕することにより得られる。
（粉末ゴムのゴム成分）
粉末ゴムのゴム成分としては、たとえば、ＮＲ、ＩＲ、ＳＢＲ、ＢＲ、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ＩＩＲなどのジエン系ゴムがあげられ、これらのジエン系ゴムは、とくに制限はなく、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、キャップ部のトレッドゴムおよびブレーカートッピングゴムとの接着性の観点から、ＮＲ、ＳＢＲ、ＢＲ、ＥＮＲからなる群から選ばれる１種以上のゴム成分が好ましく、ＮＲ、ＢＲ、ＳＢＲからなる群から選ばれる１種以上のゴム成分がより好ましい。
【００３４】
（粉末ゴムの加硫剤）
粉末ゴムは、ゴム成分の他に、加硫剤を含むことが好ましい。
【００３５】
粉末ゴムに使用する加硫剤としては、たとえば、硫黄、パーオキサイドなどの有機過酸化物、塩化硫黄、有機含硫黄化合物などがあげられる。これらの加硫剤はとくに制限はないが、疲労に強いという理由から、硫黄または有機過酸化物が好ましく、硫黄またはパーオキサイドがより好ましく、硫黄がさらに好ましい。
【００３６】
粉末ゴムの加硫剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、０．５〜５質量部が好ましく、１〜３質量部がより好ましい。加硫剤の含有量が０．５質量部未満では、加硫が不十分で粉末ゴムとして機能しない。加硫剤の含有量が５質量部をこえるとオイルの配合量を増やす必要があり、経時変化で粉末ゴムが硬くなるため好ましくない。
【００３７】
（粉末ゴムの充填剤）
粉末ゴムは、さらに、充填剤を含むこともできる。
【００３８】
粉末ゴムに使用する充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、一般式ｍＭ・ｘＳｉＯy・ｚＨ2Ｏ（Ｍは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウムおよびジルコニウムからなる群から選ばれる金属、該金属の酸化物、水酸化物および炭酸塩ならびに該金属の酸化物および水酸化物の水和物からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、ｍ、ｘ、ｙおよびｚは定数）で表される無機充填剤があげられ、これらの充填剤はとくに制限はなく、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、補強効果が高いという理由から、カーボンブラックまたはシリカが好ましい。
【００３９】
カーボンブラックは、チッ素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）が好ましくは２０〜１２０ｍ2／ｇであり、より好ましくは３０〜８０ｍ2／ｇである。チッ素吸着比表面積が２０ｍ2／ｇより低いと補強性、剛性（操縦安定性）が不十分であり、１２０ｍ2／ｇを超えると発熱しやすくなり好ましくない。
【００４０】
シリカの窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）は、１００ｍ2／ｇ以上が好ましく、１１０ｍ2／ｇ以上がより好ましい。シリカのＮ2ＳＡが１００ｍ2／ｇ未満では、十分な補強効果が得られない傾向がある。シリカのＮ2ＳＡは、３００ｍ2／ｇ以下が好ましく、２５０ｍ2／ｇ以下がより好ましい。シリカのＮ2ＳＡが３００ｍ2／ｇをこえると、加工性が悪くなる傾向がある。
【００４１】
粉末ゴム中の充填剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して１０〜８０質量部が好ましく、２０〜６０質量部がより好ましい。充填剤の含有量が８０質量部をこえると、オイルの配合量を増やす必要があり、経時変化で粉末ゴムが硬くなるため好ましくない。充填材の含有量が１０質量部未満であると補強性が不足するため好ましくない。
【００４２】
粉末ゴムには、前記ゴム成分、架橋剤および充填剤のほかにも、従来ゴム工業にて通常に使用される配合剤、たとえば、ステアリン酸、酸化亜鉛、各種老化防止剤、各種加硫促進剤などを配合することができる。
【００４３】
（粉末ゴムの製造方法）
粉末ゴムは、ゴム成分および必要に応じて他の充填剤および配合剤を、たとえばバンバリーミキサーにて混練りし、得られた混練物に対して、架橋剤および加硫促進剤を、たとえばオープンロールにて混練りし、その後加硫した、加硫ゴムを粉砕して得られる。
【００４４】
粉砕方法としては、液体窒素を用いて冷凍粉砕する方法、石臼式の粉砕方法、ロールあるいはミキサーによる粉砕方法、押し出し機による粉砕方法などがあげられる。粒径が小さくできるという理由から、カッターミルで粉砕した後、冷凍粉砕を行うことが好ましい。
【００４５】
（粉末ゴムの硬度）
本発明において粉末ゴムの硬度とは、粉砕前の加硫ゴムの硬度によって示す。粉末ゴム（加硫ゴム）の２５℃で測定したＪＩＳ−Ａ硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３）は３０〜６０が好ましく、４０〜５５がより好ましい。通常、高速操縦安定性が必要とされるタイヤのベーストレッドゴムには、ＪＩＳ−Ａ硬度が６５以上のゴム組成物を用いている。しかし、ＪＩＳ−Ａ硬度が６５以上のゴム組成物をベーストレッドゴムに用いると、高速操縦安定性は向上するが、乗り心地やノイズ性能が悪化する。本発明では、ＪＩＳ−Ａ硬度が３０〜６０と比較的軟質な粉末ゴムを配合することで、乗り心地やノイズ性能を向上させることができる。粉末ゴムのＪＩＳ−Ａ硬度が６０をこえると、乗り心地やノイズ性能の向上効果が十分でない。粉末ゴムのＪＩＳ−Ａ硬度が３０未満であると耐久性および高速操縦安定性が低下するため好ましくない。
【００４６】
（粉末ゴムの粒径）
粉末ゴムの平均粒径は、２０〜５００μｍが好ましく、１００〜３００μｍがより好ましい。粉末ゴムの平均粒径が５００μｍをこえると、混練時にゴム組成物が十分な流動性を有しないために、加工性が低下する傾向があり、また、摩耗を低下させてしまう場合がある。２０μｍ未満であると粉末ゴムが小さすぎて、乗り心地およびノイズ性能の十分な改善効果が得られない。なお、粉末ゴムの平均粒径は、電子顕微鏡、レーザー式粒度分布計、メッシュを用いたフルイ方式により測定した。
【００４７】
＜ベーストレッド用ゴム組成物＞
本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物は、マトリックス中に、粉末ゴムが配合されてなる。
【００４８】
（粉末ゴムの含有量）
本発明のベーストレッド用ゴム組成物中において、粉末ゴムの含有量は、マトリックスのゴム成分ゴム１００質量部に対して、１〜１０質量部、好ましくは３〜７質量部である。粉末ゴムの含有量が１質量部未満では、ゴム粉の配合による乗り心地やノイズの十分な改善効果が得られない。また、粉末ゴムの含有量が１０質量部をこえると、耐摩耗性が低下する傾向がある。
【００４９】
＜ベーストレッド用ゴム組成物の製造方法＞
本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物の製造方法は、加硫ゴムを粉砕して、ＪＩＳ−Ａ硬度が３０〜６０の粉末ゴムを得る工程と、前記粉末ゴムを、加硫後のＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０となるマトリックスの配合剤に加えて混練する工程、を含む。
【００５０】
具体的には、ゴム成分および粉末ゴム、さらに必要に応じて他の充填剤および配合剤を、たとえばバンバリーミキサーにて混練りし、得られた混練物に対して、加硫剤および加硫促進剤を、たとえばオープンロールにて混練りすることにより得られる。
【００５１】
＜空気入りタイヤの製造方法＞
本発明に係るベーストレッド用ゴム組成物をベーストレッド部に用いた空気入りタイヤは、ベーストレッド用ゴム組成物の配合成分を、たとえばバンバリーミキサーやニーダー等により１３０℃以上１６０℃以下で混練して、ベーストレッド用ゴム組成物の未加硫物を調製し、該未加硫物を空気入りタイヤのベーストレッド部分に適用して加硫成形することによって製造することができる。
【実施例】
【００５２】
本発明を、製造例および実施例にもとづいて本発明を詳細に説明するが、本発明は、これらのみに限定されるものではない。
【００５３】
＜粉末ゴム１〜５＞
［加硫ゴムの作製］
硫黄および加硫促進剤以外の配合剤を表１の配合処方にしたがって配合し、１．７Ｌの密閉型バンバリーミキサーにて、１５０℃に達するまで３〜５分間混練りし、混練物を得た。得られた混練物に、硫黄および加硫促進剤を表１の配合処方にしたがって配合し、オープンロールにて、８０℃で３分間混練りし、さらに、１５０℃で３０分間加硫することで粉末ゴム１〜５作製用の加硫ゴムを得た。
【００５４】
（加硫ゴムの硬度）
前記加硫ゴムについて、ＪＩＳ Ｋ ６２５３「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムの硬さ試験方法」に準じて、タイプＡデュロメーターにてゴム硬度を測定した。測定温度は２５℃である。なお、加硫ゴムの硬度は、粉末ゴムの硬度に該当する。
【００５５】
結果を表１に示す。
［粉末ゴムの作製］
前記加硫ゴムを液体窒素を用いて、５分間冷凍粉砕し、粉末ゴム１〜５を作製した。
【００５６】
（粉末ゴムの平均粒径）
粉末ゴムの平均粒径は、図３に示すように、粉末ゴム３１の横径Ｘと縦径Ｙを電子顕微鏡を用いて測定し、そのＸとＹから、（Ｘ＋Ｙ）／２の数式にしたがって粒径を求め、任意の１００個の粉末ゴムの粒径の平均値を平均粒径としたものである。
【００５７】
結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】
ＢＲ：宇部興産（株）社製のＢＲ１５０Ｂ（ハイシスブタジエンゴム）
ＮＲ：ＴＳＲ
カーボンブラック：三菱化学（株）社製のＨ３５１（Ｔ−ＨＳクラス、窒素吸着比表面積：６９ｍ2／ｇ）
オイル：Ｈ＆Ｒ ＥＳＰ社製のＶＩＶＡＴＥＣ５００
ワックス：大内新興化学工業（株）社製のサンノックＮ
老化防止剤：大内新興化学工業（株）社製のノクラック６Ｃ
ステアリン酸：花王（株）社製のステアリン酸ルナックＳ３０
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）社製の亜鉛華１号
硫黄：鶴見化学工業（株）社製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）社製のノクセラーＣＺ
＜実施例１〜１０、比較例１〜２＞
［ベーストレッド用ゴム組成物の加硫シートの作製］
硫黄および加硫促進剤以外の配合剤を表２の配合処方にしたがって配合し、１６Ｌの密閉型バンバリーミキサーにて、１５０℃に達するまで３〜５分間混練りし、混練物を１６インチロールでシート化した。得られたシートと硫黄および加硫促進剤を表２の配合処方にしたがって配合し、１６Ｌの密閉型バンバリーミキサーにて、１００℃に達するまで３〜５分間混練りしてベーストレッド用ゴム組成物を調製し、１６インチロールでシート化した。得られた未加硫シートを１５０℃で３０分間加硫することで実施例１〜１０、比較例１〜２のベーストレッド用ゴム組成物の加硫シートを得た。該加硫シートについて以下の試験を行なった。
【００６０】
（硬度測定）
ＪＩＳ Ｋ ６２５３「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムの硬さ試験方法」に準じて、タイプＡデュロメーターにてゴム硬度を測定した。測定温度は２５℃である。
【００６１】
（引張試験）
ＪＩＳ Ｋ ６２５１「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム―引張特性の求め方」に準じて、前記ベーストレッド用ゴム組成物の加硫シートからなる３号ダンベル型ゴム試験片を用いて評価を行なった。この試験により、各ベーストレッド用ゴム組成物の加硫シートについて、破断応力ＴＢ（ＭＰａ）および破断時伸びＥＢ（％）をそれぞれ測定した。なお、ＴＢおよびＥＢいずれも、数値が小さいほど、応力緩和しやすいことを示す。
【００６２】
（粘弾性試験）
（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて、周波数１０Ｈｚ、初期歪み１０％、動歪２％の条件下で、７０℃における損失正接ｔａｎδの測定を行い、比較例１の７０℃におけるｔａｎδを１００とし、下記計算式により、指数表示した。ｔａｎδ指数の値が小さいほど、ゴム組成物の発熱が抑制され、低発熱性が向上していることを示す。
【００６３】
（ｔａｎδ指数）＝（各配合のｔａｎδ）÷（比較例１のｔａｎδ）×１００
［空気入りタイヤの作製］
前記未加硫シートをベース部２Ｂの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材（キャップ部２Ａ，ベルト層７，サイドウォール部３など）と貼りあわせ、１７０℃の条件下で１５分間プレス加硫することにより、図１に示す空気入りタイヤ（サイズ：２３５／４５Ｒ１７）を製造した。得られた空気入りタイヤを乗用車に装着し、テストコースにて下記試験を行なった。
【００６４】
（高速操縦安定性試験）
タイヤをリム（１７×７ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）にて、排気量２０００ｃｃの国産ＦＦ乗用車の全輪装着し、ドライアスファルト路面のタイヤテストコースを速度１８０ｋｍ／ｈにて走行したときの直進安定性を、比較例１を２点とした３点法で、テストドライバーが官能評価した。点数が小さい方が良好である。
【００６５】
（乗り心地）
前記高速操縦時の乗り心地を、比較例１を３点とした３点法で、テストドライバーが官能評価した。点数が小さい方が良好である。
【００６６】
（ノイズ）
空気入りタイヤをリムに装着し、排気量２０００ｃｃの国産ＦＦ乗用車の全輪装着し、ロードノイズ計測路（アスファルト粗面路）を時速６０ｋｍ／ｈで走行したときの、運転席窓側耳位置における車内音を、比較例１を３点とした３点法で、テストドライバーが官能評価した。点数が小さい方が良好である。
【００６７】
結果を表２に示す。
【００６８】
【表２】
【００６９】
ＳＢＲ：ＪＳＲ社製のＳＢＲ１５０２
ＮＲ：ＴＳＲ
粉末ゴム１〜５：表１の配合により作製
カーボンブラック：三菱化学（株）社製のＨ３５１（窒素吸着比表面積：６９ｍ2／ｇ）
オイル：Ｈ＆Ｒ ＥＳＰ社製のＶＩＶＡＴＥＣ５００
ワックス：大内新興化学工業（株）社製のサンノックＮ
老化防止剤：大内新興化学工業（株）社製のノクラック６Ｃ
ステアリン酸：花王（株）社製のルナックＳ３０
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）社製の亜鉛華１号
硫黄：鶴見化学工業（株）社製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）社製のノクセラーＣＺ
（評価結果）
実施例１は、マトリックスのゴム成分であるＳＢＲ１００質量部に対して、ＪＩＳ−Ａ硬度５８、平均粒径３００μｍの粉末ゴム１を５質量部含む。粉末ゴムを含まない比較例１に比べてＴＢおよびＥＢが小さく、応力緩和しやすく、低発熱性も向上した。タイヤの性能は同等である。
【００７０】
実施例２は、マトリックスのゴム成分であるＳＢＲ１００質量部に対して、ＪＩＳ−Ａ硬度６０、平均粒径３００μｍの粉末ゴム２を５質量部含む。比較例１に比べてＴＢおよびＥＢが小さく、応力緩和しやすく、低発熱性も向上した。タイヤ性能は、高速操縦安定性を維持したまま、乗り心地およびノイズ性能が若干向上した。
【００７１】
実施例３は、マトリックスのゴム成分であるＳＢＲ１００質量部に対して、ＪＩＳ−Ａ硬度５０、平均粒径３００μｍの粉末ゴム３を５質量部含む。比較例１に比べてＴＢおよびＥＢが小さく、応力緩和しやすく、低発熱性も向上した。タイヤ性能は、高速操縦安定性を維持したまま、乗り心地およびノイズ性能が向上した。
【００７２】
実施例４は、マトリックスのゴム成分であるＳＢＲ１００質量部に対して、ＪＩＳ−Ａ硬度５０、平均粒径８０μｍの粉末ゴム４を５質量部含む。比較例１に比べてＴＢおよびＥＢが小さく、応力緩和しやすく、低発熱性も向上した。タイヤ性能は、高速操縦安定性を維持したまま、乗り心地およびノイズ性能が向上した。
【００７３】
実施例５は、マトリックスのゴム成分であるＳＢＲ１００質量部に対して、ＪＩＳ−Ａ硬度３０、平均粒径３００μｍの粉末ゴム５を５質量部含む。比較例１に比べてＴＢおよびＥＢが小さく、応力緩和しやすく、低発熱性も向上した。タイヤ性能は、高速操縦安定性が若干劣るが、乗り心地およびノイズ性能が向上した。
【００７４】
実施例６および７は、実施例３と粉末ゴム３の含有量が異なる配合で、それぞれ粉末ゴム３を1質量部、１０質量部含む。実施例６は実施例３より効果が劣るものの、比較例１より応力緩和しやすく、低発熱性も向上した。実施例７は実施例３よりも、全ての項目において優れた効果を示した。
【００７５】
実施例８は、マトリックスのゴム成分としてＳＢＲ３０質量部、ＮＲ７０質量部を使用し、該ゴム成分１００質量部に対して、粉末ゴム２を５質量部含む。同様のゴム成分からなり、粉末ゴムを含まない比較例２に比べてＴＢおよびＥＢが小さく、応力緩和しやすく、低発熱性は同等であった。タイヤ性能は、高速操縦安定性を維持したまま、乗り心地およびノイズ性能が若干向上した。
【００７６】
実施例９は、マトリックスのゴム成分としてＳＢＲ３０質量部、ＮＲ７０質量部を使用し、該ゴム成分１００質量部に対して、粉末ゴム３を５質量部含む。比較例２に比べてＴＢおよびＥＢが小さく、応力緩和しやすく、低発熱性は同等であった。タイヤ性能は、高速操縦安定性を維持したまま、乗り心地およびノイズ性能が向上した。
【００７７】
実施例１０は、マトリックスのゴム成分としてＳＢＲ３０質量部、ＮＲ７０質量部を使用し、該ゴム成分１００質量部に対して、粉末ゴム５を５質量部含む。比較例２に比べてＴＢおよびＥＢが小さく、応力緩和しやすく、低発熱性は同等であった。タイヤ性能は、高速操縦安定性が若干劣るが、乗り心地およびノイズ性能が向上した。
【００７８】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る空気入りタイヤの右半分の断面図である。
【図２】本発明に係る空気入りタイヤのトレッド部の拡大断面図である。
【図３】本発明において、粉末ゴムの粒径の測定方法を説明するために、粉末ゴムを模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 空気入りタイヤ、２ トレッド部、２Ａ キャップ部、２Ｂ ベース部、３ サイドウォール部、４ ビード部、５ ビードコア、６ カーカス、７ ベルト層、８ビードエーペックス、３１ 粉末ゴム。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加硫後のＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０となるマトリックス中に、ＪＩＳ−Ａ硬度が３０〜６０の粉末ゴムが配合されてなり、
前記マトリックスのゴム成分１００質量部に対して、前記粉末ゴムを１〜１０質量部含有する、ベーストレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
前記粉末ゴムの平均粒径が２０〜５００μｍである請求項１記載のベーストレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
前記粉末ゴムはゴム成分、補強剤および充填剤を含む、請求項１または２記載のベーストレッド用ゴム組成物。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１つに記載のベーストレッド用ゴム組成物をベーストレッド部に用いた空気入りタイヤ。
【請求項５】
加硫ゴムを粉砕して、ＪＩＳ−Ａ硬度が３０〜６０の粉末ゴムを得る工程と、
前記粉末ゴムを、加硫後のＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０となるマトリックスの配合剤に加えて混練する工程とを含む、ベーストレッド用ゴム組成物の製造方法。
【請求項６】
前記粉砕は、カッターミルにて粉砕後、冷凍粉砕を行なう請求項５記載のベーストレッド用ゴム組成物の製造方法。
【請求項７】
前記粉末ゴムの平均粒径が２０〜５００μｍである請求項５または６記載のベーストレッド用ゴム組成物の製造方法。
【請求項８】
前記粉末ゴムはゴム成分、補強剤および充填剤を含む請求項５〜７いずれか１つに記載のベーストレッド用ゴム組成物の製造方法。
【請求項９】
請求項５〜８いずれか１つに記載のベーストレッド用ゴム組成物の製造方法により製造したベーストレッド用ゴム組成物をベーストレッド部に用いた空気入りタイヤ。
【請求項１】
加硫後のＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０となるマトリックス中に、ＪＩＳ−Ａ硬度が３０〜６０の粉末ゴムが配合されてなり、
前記マトリックスのゴム成分１００質量部に対して、前記粉末ゴムを１〜１０質量部含有する、ベーストレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
前記粉末ゴムの平均粒径が２０〜５００μｍである請求項１記載のベーストレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
前記粉末ゴムはゴム成分、補強剤および充填剤を含む、請求項１または２記載のベーストレッド用ゴム組成物。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１つに記載のベーストレッド用ゴム組成物をベーストレッド部に用いた空気入りタイヤ。
【請求項５】
加硫ゴムを粉砕して、ＪＩＳ−Ａ硬度が３０〜６０の粉末ゴムを得る工程と、
前記粉末ゴムを、加硫後のＪＩＳ−Ａ硬度が６５〜８０となるマトリックスの配合剤に加えて混練する工程とを含む、ベーストレッド用ゴム組成物の製造方法。
【請求項６】
前記粉砕は、カッターミルにて粉砕後、冷凍粉砕を行なう請求項５記載のベーストレッド用ゴム組成物の製造方法。
【請求項７】
前記粉末ゴムの平均粒径が２０〜５００μｍである請求項５または６記載のベーストレッド用ゴム組成物の製造方法。
【請求項８】
前記粉末ゴムはゴム成分、補強剤および充填剤を含む請求項５〜７いずれか１つに記載のベーストレッド用ゴム組成物の製造方法。
【請求項９】
請求項５〜８いずれか１つに記載のベーストレッド用ゴム組成物の製造方法により製造したベーストレッド用ゴム組成物をベーストレッド部に用いた空気入りタイヤ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１３２７７２（Ｐ２０１０−１３２７７２Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０９９９３（Ｐ２００８−３０９９９３）
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【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２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【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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