説明

ベーストレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤ

【課題】石油外資源からなる材料の含有比率をより高くすることにより、省資源および環境保護への配慮が十分なされているとともに、トレッド部が磨耗した際のグリップ性、転がり抵抗性および耐久性の両立が図られたベーストレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】5〜85質量%の天然ゴムと、95〜15質量%のエポキシ化天然ゴムと、からなる天然系ゴム成分100質量部に対して、シリカを20〜100質量部含み、該シリカ100質量部に対して、(X)n−Si−Y(4-n)(式中、Xはメトキシ基またはエトキシ基を示し、Yはフェニル基または直鎖状あるいは分岐状のアルキル基を示す。また、nは1〜3の整数を表す)で表されるシラン化合物を4〜16質量部含有するベーストレッド用ゴム組成物、および当該ゴム組成物からなるベーストレッドゴムを備える空気入りタイヤである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タイヤに用いられるゴム組成物に関し、より詳しくは、空気入りタイヤのベーストレッド用ゴム組成物に関する。また、本発明は、当該ゴム組成物からなるベーストレッドゴムを備える空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、タイヤのベーストレッド用ゴム組成物には、優れた転がり抵抗を示す天然ゴム(NR)に加えて、スチレンブタジエンゴム(SBR)やポリブタジエンゴムをブレンドし、さらに、トレッド部が磨耗した際のグリップ性、転がり抵抗性および耐久性を満足させるために、カーボンブラックが配合されてきた。これらスチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリブタジエンゴムおよびカーボンブラックはいずれも石油資源由来の材料である。
【0003】
しかし、近年、環境問題が重視されるようになり、二酸化炭素の排出量の規制が強化されている。また、石油現存量は有限であることから、石油資源由来の原材料の使用には限界がある。このような環境重視指向は、タイヤの分野においても例外ではなく、現在使用されている石油資源由来の原材料の一部または全てを石油外資源由来の原材料で代替したベーストレッド用ゴム組成物の開発が求められている。
【0004】
たとえば特許文献1には、カーボンブラックの代替原料として石油外資源であるシリカ等を用いたエコタイヤが開示されている。しかし、ベーストレッド用ゴム組成物において、カーボンブラックの代わりにシリカ等の白色充填剤を使用すると、ベーストレッドの重要な特性である、トレッド部が磨耗した際のグリップ性、転がり抵抗性および耐久性の両立を図ることは困難であった。
【0005】
ところで、特許文献2〜5には、グリップ性の改善あるいは撥水性を改善することを目的として、タイヤトレッド用ゴム組成物やサイドウォール用ゴム組成物中にシリル化剤を配合する技術が開示されている。しかしながら、ベーストレッドにおける、トレッド部が磨耗した際のグリップ性、転がり抵抗性および耐久性の両立については考慮されておらず、改善の余地があった。
【0006】
このように、石油資源由来の原材料を石油外資源由来の原材料で代替したゴム組成物においては、トレッド部が磨耗した際のグリップ性、転がり抵抗性および耐久性の両立が図られた、ベーストレッドゴム用として好適に用いられるゴム組成物は得られていないのが現状である。
【特許文献1】特開2003−63206号公報
【特許文献2】特開平7−118454号公報
【特許文献3】特開平7−292158号公報
【特許文献4】特開平9−87427号公報
【特許文献5】特開平10−60175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、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、石油外資源からなる材料の含有比率をより高くすることにより、省資源および環境保護への配慮が十分なされているとともに、トレッド部が磨耗した際のグリップ性、転がり抵抗性および耐久性の両立が図られたベーストレッド用ゴム組成物、および、当該ゴム組成物からなるベーストレッドゴムを備える空気入りタイヤを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は、石油外資源由来の充填剤のうち、シリカは、耐磨耗性とウェット性能とのバランスがよいゴム組成物を提供し、また、天然ゴム(NR)にエポキシ化天然ゴム(ENR)をブレンドすると、ウェット性能と転がり抵抗性能とのバランスをとることができるという知見を得ていた。しかし、エポキシ化天然ゴム(ENR)は、天然ゴムと比較して極性が高いため、配合したシリカは、ENR層に局在化してしまい、ゴムの磨耗性が低下する。さらに、よりガラス転移点が高いENR層にシリカが局在することにより、高温領域における損失正接(tanδ)が上昇し、転がり抵抗が低下してしまうという問題もあった。
【0009】
本発明者は、上記問題の解決のためには、ゴム組成物中にシラン化合物(シリル化剤)を添加すればよいことを見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明は以下のとおりである。
【0010】
本発明は、5〜85質量%の天然ゴムと、95〜15質量%のエポキシ化天然ゴムと、からなる天然系ゴム成分100質量部に対して、シリカを20〜100質量部含み、かつ、該シリカ100質量部に対して、下記一般式(1):
(X)n−Si−Y(4-n) (1)
(上記一般式(1)中、Xはメトキシ基またはエトキシ基を示し、Yはフェニル基または直鎖状あるいは分岐状のアルキル基を示す。また、nは1〜3の整数を表す。)
で表されるシラン化合物を4〜16質量部含有するベーストレッド用ゴム組成物である。ここで、本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、上記天然系ゴム成分100質量部に対して、60質量部以下のポリブタジエンゴムおよび/またはスチレンブタジエンゴムをさらに含有してもよい。また、本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、上記シリカ100質量部に対して、4〜20質量部のシランカップリング剤をさらに含有することが好ましい。
【0011】
さらに、本発明は、上記ゴム組成物からなるベーストレッドゴムを備える空気入りタイヤを提供する。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、石油外資源からなる材料の含有比率をより高くすることにより、省資源および環境保護への配慮が十分なされているとともに、トレッド部が磨耗した際のグリップ性、転がり抵抗性および耐久性の両立が図られたベーストレッド用ゴム組成物、および、当該ゴム組成物からなるベーストレッドゴムを備える空気入りタイヤが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、5〜85質量%の天然ゴム(NR)と、95〜15質量%のエポキシ化天然ゴム(ENR)と、からなる天然系ゴム成分100質量部に対して、シリカを20〜100質量部含み、かつ、該シリカ100質量部に対して、下記一般式(1):
(X)n−Si−Y(4-n) (1)
(上記一般式(1)中、Xはメトキシ基またはエトキシ基を示し、Yはフェニル基または直鎖状あるいは分岐状のアルキル基を示す。また、nは1〜3の整数を表す。)
で表されるシラン化合物を4〜16質量部含有することを特徴とする。以下、本発明のベーストレッド用ゴム組成物が含有する各成分について詳細に説明する。
【0014】
<ゴム成分>
本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、天然系ゴム成分を含有し、該天然系ゴム成分は、5〜85質量%の天然ゴム(NR)と、95〜15質量%のエポキシ化天然ゴム(ENR)と、から構成される。
【0015】
天然ゴム(NR)としては、ゴム工業において従来用いられているものを使用することができ、たとえば、KR7、TSR20などのグレードの天然ゴムを挙げることができる。
【0016】
天然系ゴム成分中の天然ゴム(NR)の含有率は、5〜85質量%である。天然系ゴム中の天然ゴム(NR)の含有率が5質量%未満であると、ゴム強度が十分でない傾向がある。また、当該含有率が85質量%を超えると、耐磨耗性が十分でない傾向がある。天然系ゴム中の天然ゴム(NR)の含有率は、好ましくは10〜50質量%であり、より好ましくは、10〜40質量%である。
【0017】
本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、天然系ゴム成分としてエポキシ化天然ゴム(ENR)を含む。エポキシ化天然ゴム(ENR)は、天然ゴム(NR)の不飽和二重結合がエポキシ化されたものであり、極性基であるエポキシ基により分子凝集力が増大する。そのため、天然ゴムよりもガラス転移温度(Tg)が高く、かつ機械的強度や耐磨耗性、耐空気透過性に優れる。特に、ゴム組成物中にシリカを配合した場合においては、シリカ表面のシラノール基とエポキシ化天然ゴムのエポキシ基との反応に起因して、カーボンブラックをゴム組成物中に配合する場合と同程度の機械的強度や耐磨耗性を得ることができる。
【0018】
エポキシ化天然ゴム(ENR)としては、市販のものを用いてもよいし、天然ゴム(NR)をエポキシ化したものを用いてもよい。NRをエポキシ化する方法としては、特に限定されるものではなく、たとえばクロルヒドリン法、直接酸化法、過酸化水素法、アルキルヒドロペルオキシド法、過酸法などを挙げることができる。過酸法としては、たとえば天然ゴムに過酢酸や過蟻酸などの有機過酸を反応させる方法を挙げることができる。
【0019】
エポキシ化天然ゴム(ENR)のエポキシ化率は、特に制限されないが、5モル%以上が好ましく、10モル%以上がより好ましい。ENRのエポキシ化率が5モル%未満の場合、ENRがNRと相溶することによる効果が減少する傾向にある。また、エポキシ化天然ゴム(ENR)のエポキシ化率は、60モル%以下が好ましく、50モル%以下がより好ましい。ENRのエポキシ化率が60モル%を超える場合、ゴム強度が十分でない傾向がある。なお、エポキシ化天然ゴム(ENR)のエポキシ化率とは、(エポキシ化された二重結合の数)/(エポキシ化前の二重結合の数)を意味する。具体的には、エポキシ化率25モル%のENR(ENR25)やエポキシ化率50モル%のENR(ENR50)などを好適に用いることができる。
【0020】
本発明において、ENRは1種のみを用いてもよく、エポキシ化率の異なる2種以上のENRを用いてもよい。
【0021】
天然系ゴム成分中におけるエポキシ化天然ゴム(ENR)の含有率は、15〜95質量%である。ENRの含有率が15質量%未満であると、耐磨耗性能が十分でない傾向がある。また、ENRの含有率が95質量%を超えると、強度が十分でない傾向がある。
【0022】
本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、上記した天然系ゴム成分のほかにジエン系合成ゴムなどを含んでもよい。ジエン系合成ゴムとしては、たとえば、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレンイソプレン共重合体ゴム、イソプレンゴム(IR)、ブチルゴム(IIR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、ハロゲン化ブチルゴム(X−IIR)、イソブチレンとp−メチルスチレンとの共重合体のハロゲン化物などを挙げることができる。なかでも、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)およびこれらの組み合わせは、転がり抵抗性能と耐久性との両立のため、好適に用いることができる。
【0023】
本発明のベーストレッド用ゴム組成物がジエン系合成ゴムを含む場合、ジエン系合成ゴムの含有量は、天然系ゴム成分100質量部に対して、60質量%以下とすることが好ましい。ただし、省資源および環境保護を考慮し、石油外資源の含有率を高めるという観点からは、ジエン系合成ゴムを含まないことがより好ましい。
【0024】
<シリカ>
本発明のベーストレッド用ゴム組成物はシリカを含有する。シリカは、補強用充填剤として機能するものであり、シリカを配合することにより、得られるベーストレッドゴムのウェット性能を向上させることができる。
【0025】
シリカとしては、湿式法により調製されたものであってもよく、乾式法により調製されたものであってもよい。
【0026】
シリカのBET比表面積は、40m2/g以上が好ましく、80m2/g以上がより好ましい。シリカのBET比表面積が40m2/g未満では、耐磨耗性能が低下する傾向にある。また、シリカのBET比表面積は、400m2/g以下が好ましく、300m2/g以下がより好ましい。シリカのBET比表面積が400m2/gを超えると、酸化亜鉛を配合した場合、酸化亜鉛の分散性が劣る傾向にある。具体的には、デグッサ製のウルトラジルVN2(BET比表面積:125m2/g)やウルトラジルVN3(BET比表面積:210m2/g)などを好適に用いることができる。
【0027】
シリカの含有量は、天然系ゴム成分100質量部に対して、20質量部以上である。シリカの含有量が20質量部未満では、引き裂き強度が不十分となる傾向にある。シリカの含有量は、天然系ゴム成分100質量部に対して、25質量部以上がより好ましい。また、シリカの含有量は、天然系ゴム成分100質量部に対して、100質量部以下が好ましく、90質量部以下がより好ましい。シリカの含有量が100質量部を超えると、耐屈曲亀裂性能に劣る傾向にある。
【0028】
<シラン化合物>
本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、シラン化合物を含む。シラン化合物の添加により、トレッド部が磨耗した際のグリップ性、転がり抵抗性および耐久性の両立が図られたゴム組成物を得ることができる。かかる効果は、当該シラン化合物がシリカの極性を低下させることに起因すると考えられる。
【0029】
ここで、本発明におけるシラン化合物とは、下記一般式(1):
(X)n−Si−Y(4-n) (1)
(上記一般式(1)中、Xはメトキシ基またはエトキシ基を示し、Yはフェニル基または直鎖状あるいは分岐状のアルキル基を示す。また、nは1〜3の整数を表す。)
で表されるシラン化合物である。
【0030】
上記一般式(1)中のXは、天然系ゴム成分との相溶性により優れているという理由から、エトキシ基であることがより好ましい。同様の理由から、上記一般式(1)中のYは、フェニル基であることがより好ましい。また、上記一般式(1)中のnは、1〜3の整数である。nが0の場合、Xが存在しないこととなり、シラン化合物の反応性が増大しすぎる傾向がある。nが4の場合、Yが存在せず、シラン化合物の反応性が低下する傾向にある。
【0031】
上記一般式(1)で表されるシラン化合物の具体例を挙げれば、たとえば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシランなどである。これらのシラン化合物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。ゴムとの相溶性およびコストを低減できるという理由から、フェニルトリエトキシシランが好ましい。
【0032】
シラン化合物の含有量は、シリカ100質量部に対して、4質量部以上であり、好ましくは5質量部以上である。シラン化合物の含有量が4質量部未満では、耐屈曲亀裂性能が低下する傾向にある。また、シラン化合物の含有量は、シリカ100質量部に対して、16質量部以下であり、好ましくは15質量部以下である。シラン化合物の含有量が16質量部を超えると、耐磨耗性能が低下する傾向にある。
【0033】
<シランカップリング剤>
本発明のベーストレッド用ゴム組成物には、シリカとともに、シランカップリング剤を配合することが好ましい。シランカップリング剤としては、従来公知のシランカップリング剤を用いることができ、たとえば、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−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリメトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、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、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィドなどのスルフィド系;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、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシランなどのメルカプト系;ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系;3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系;γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどのグリシドキシ系;3−ニトロプロピルトリメトキシシラン、3−ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系;3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、2−クロロエチルトリメトキシシラン、2−クロロエチルトリエトキシシランなどのクロロ系;などを挙げることができる。これらのシランカップリング剤は、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。
【0034】
上記のなかでも、加工性が良好であるという理由から、デグッサ社製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)、Si266(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)などが好ましく用いられる。
【0035】
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4質量部以上が好ましく、5質量部以上がより好ましい。含有量が4質量部未満では、耐屈曲亀裂性能の改善効果が得られにくい傾向にある。また、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、20質量部以下が好ましく、15質量部以下がより好ましい。20質量部を超える場合、耐屈曲亀裂性能の改善効果が得られにくい傾向にある。
【0036】
<カーボンブラック>
本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、カーボンブラックを含んでもよい。カーボンブラックのBET比表面積は、60m2/g以上が好ましく、80m2/g以上がより好ましい。カーボンブラックのBET比表面積が60m2/g未満では、耐屈曲亀裂性能の改善効果が得られにくい傾向にある。また、カーボンブラックのBET比表面積は、150m2/g以下が好ましく、130m2/g以下がより好ましい。カーボンブラックのBET比表面積が150m2/gを超える場合、加工性が悪化する傾向にある。
【0037】
本発明のベーストレッド用ゴム組成物がカーボンブラックを含有する場合、その含有量は、天然系ゴム成分100質量部に対して20質量部以下であることが好ましく、15質量部以下であることがより好ましい。カーボンブラックの添加により、ゴム強度およびゴム硬度のさらなる改善を図ることが可能である。ただし、省資源および環境保護の観点からは、カーボンブラックを含有しないことが好ましい。
【0038】
<その他の配合剤>
本発明のベーストレッド用ゴム組成物には、上記した成分以外にも、他の添加剤、たとえば加硫剤、加硫促進剤、ステアリン酸、オイル、ワックス、老化防止剤、亜鉛華(酸化亜鉛)などを含有してもよい。
【0039】
加硫剤としては、有機過酸化物もしくは硫黄系加硫剤を使用することが可能であり、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、ジ−t−ブチルパーオキシ−ジイソプロピルベンゼン、t−ブチルパーオキシベンゼン、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシロキサン、n−ブチル−4,4−ジ−t−ブチルパーオキシバレレートなどを使用することができる。これらの中で、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゼンおよびジ−t−ブチルパーオキシ−ジイソプロピルベンゼンが好ましい。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。これらの加硫剤は、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。
【0040】
加硫促進剤としては、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。スルフェンアミド系としては、たとえばCBS(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)、TBBS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)、N,N−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド、N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド、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のスルフェンアミド系化合物などを使用することができる。チアゾール系としては、たとえばMBT(2−メルカプトベンゾチアゾール)、MBTS(ジベンゾチアジルジスルフィド)、2−メルカプトベンゾチアゾールのナトリウム塩、亜鉛塩、銅塩、シクロヘキシルアミン塩、2−(2,4−ジニトロフェニル)メルカプトベンゾチアゾール、2−(2,6−ジエチル−4−モルホリノチオ)ベンゾチアゾールなどのチアゾール系化合物などを使用することができる。チウラム系としては、たとえばTMTD(テトラメチルチウラムジスルフィド)、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド、ジペンタメチレンチウラムヘキサスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、ペンタメチレンチウラムテトラスルフィドなどのチウラム系化合物を使用することができる。チオウレア系としては、たとえばチアカルバミド、ジエチルチオ尿素、ジブチルチオ尿素、トリメチルチオ尿素、ジオルトトリルチオ尿素などのチオ尿素化合物などを使用することができる。グアニジン系としては、たとえばジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、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のグアニジン系化合物を使用することができる。ジチオカルバミン酸系としては、たとえばエチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ブチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジアミルジチオカルバミン酸亜鉛、ジプロピルジチオカルバミン酸亜鉛、ペンタメチレンジチオカルバミン酸亜鉛とピペリジンの錯塩、ヘキサデシル(またはオクタデシル)イソプロピルジチオカルバミン酸亜鉛、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ペンタメチレンジチオカルバミン酸ピペリジン、ジメチルジチオカルバミン酸セレン、ジエチルジチオカルバミン酸テルル、ジアミルジチオカルバミン酸カドミウムなどのジチオカルバミン酸系化合物などを使用することができる。アルデヒド−アミン系またはアルデヒド−アンモニア系としては、たとえばアセトアルデヒド−アニリン反応物、ブチルアルデヒド−アニリン縮合物、ヘキサメチレンテトラミン、アセトアルデヒド−アンモニア反応物などのアルデヒド−アミン系またはアルデヒド−アンモニア系化合物などを使用することができる。イミダゾリン系としては、たとえば2−メルカプトイミダゾリンなどのイミダゾリン系化合物などを使用することができる。キサンテート系としては、たとえばジブチルキサントゲン酸亜鉛などのキサンテート系化合物などを使用することができる。これらの加硫促進剤は、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。
【0041】
老化防止剤としては、アミン系、フェノール系、イミダゾール系、カルバミン酸金属塩などを適宜選択して使用することができる。
【0042】
オイルとしては、たとえばプロセスオイル、植物油脂、およびそれらの混合物などを用いることができる。プロセスオイルとしては、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイルなどを挙げることができる。また、植物油脂としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生油、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、サフラワー油、桐油などを挙げることができる。
【0043】
本発明の空気入りタイヤは、上記本発明のベーストレッド用ゴム組成物からなるベーストレッドゴムを備える空気入りタイヤである。以下、図1を参照して本発明の空気入りタイヤを説明する。図1は、本発明に係る空気入りタイヤを例示したものである。空気入りタイヤ1は、キャップトレッド部2aとベーストレッド部2bとを備えるトレッド部2と、そのトレッド部2の両端からタイヤ半径方向内方に延びる一対のサイドウォール部3と、各サイドウォール部3の内方端に位置するビード部4とを備える構造を有するのが一般的である。そして、それらのビード部4間にはカーカス6が架け渡されるとともに、このカーカス6の外側かつトレッド部2の内側にはタガ効果を有してトレッド部2を補強するベルト層7が配される。
【0044】
上記カーカス6は、カーカスコードをタイヤ赤道COに対して、たとえば70〜90°の角度で配列する1枚以上のカーカスプライ6aから形成され、このカーカスプライ6aは、上記トレッド部2からサイドウォール部3を経てビード部4のビードコア5の廻りをタイヤ軸方向の内側から外側に折返されて係止される。
【0045】
上記ベルト層7は、ベルトコードをタイヤ赤道COに対して、たとえば40°以下の角度で配列した2枚以上のベルトプライ7aからなり、各ベルトコードがプライ間で交差するよう向きを違えて重置している。
【0046】
またビード部4には、上記ビードコア5から半径方向外方に延びるビードエイペックスゴム8が配されるとともに、カーカス6の内側には、タイヤ内腔面をなすインナーライナゴム9が隣設され、カーカス6の外側は、クリンチゴム4Gおよびサイドウォールゴム3Gで保護される。
【0047】
本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、上記ベーストレッド部2bに使用されるものである。
【0048】
本発明の空気入りタイヤは、上記本発明のベーストレッド用ゴム組成物を用いて、従来公知の方法により製造される。すなわち、上記構成のベーストレッド用ゴム組成物を混練りし、未加硫の段階でタイヤのベーストレッド部の形状に合わせて押出し加工し、タイヤの他の部材とともに、タイヤ成形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することにより、本発明の空気入りタイヤを得ることができる。
【0049】
かかる本発明の空気入りタイヤは、ベーストレッドゴムに、石油外資源からなる材料の含有比率がより高く、省資源および環境保護への配慮が十分なされているとともに、トレッド部が磨耗した際のグリップ性、転がり抵抗性および耐久性の両立が図られたゴム組成物が使用されているため、地球環境に優しい「エコタイヤ」として、たとえば乗用車などに好適に使用することができる。
【0050】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0051】
<実施例1〜3および比較例1〜3>
表1に示す配合処方に従い、神戸製鋼製1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤を除く配合成分を、回転数80rpm、150℃の条件で3分間混練りした。ついで、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を表1に示す配合量で加えた後、オープンロールを用いて、80℃で5分間混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。次に、当該未加硫ゴム組成物を150℃で、30分間加硫することにより、実施例1〜3および比較例1〜3の加硫ゴムシートを作製した。
【0052】
また、上記未加硫状態のベーストレッド用ゴム組成物(ベーストレッド部)を他の部材とともに張り合わせ、160℃で20分間プレス加硫することにより、実施例1〜3および比較例1〜3の空気入りタイヤ(サイズ:195/65R15)を作製した。このような空気入りタイヤは、図1に示したような構造を有しており、その詳細は以下の通りである。
カーカス:材料 ポリエステル(1670dtex/2)
ベルト層:材料 スチールコード、構造 1×4、角度 22°×22°
キャップトレッド部/ベーストレッド部の厚み比:80/20
【0053】
【表1】

【0054】
上記実施例および比較例で使用した各種配合成分の詳細は以下のとおりである。
(1)天然ゴム(NR):TSR20
(2)エポキシ化天然ゴム(ENR):クンプーランガスリー社製の「ENR25」(エポキシ化率25モル%)
(3)シラン化合物:信越化学(株)製の「KBE−103」(フェニルトリエトキシシラン)
(4)カーボンブラック:昭和キャボット製の「ショウブラックN351」
(5)シリカ:デグッサ社製の「ウルトラジルVN3」(BET比表面積:210m2/g)
(6)シランカップリング剤:デグッサ社製の「Si266」(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
(7)オイル:日本オイリオ(株)製の大豆油
(8)ワックス:大内新興化学工業(株)製の「サンノックワックス」
(9)老化防止剤:大内新興化学工業(株)製の「ノクラック6C」(N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン)
(10)ステアリン酸:日本油脂(株)製のステアリン酸「椿」
(11)亜鉛華:三井金属鉱業(株)製の「亜鉛華1号」
(12)硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
(13)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ァンアミド)
実施例1〜3および比較例1〜3の加硫ゴムシートおよび試験用空気入りタイヤについて、下記に示す試験を実施した。結果を表1に示す。
【0055】
(グリップ性能)
製造した上記試験用空気入りタイヤのキャップトレッド部を除去した後、排気量1800cc級のABSが装備された乗用車に装着し、スキッドナンバーが約50の湿潤アスファルト路面上を時速100km/hで走行中にロックブレーキを踏み、乗用車が停止するまでの距離を測定し、ロックブレーキ中の減速度を算出した。表1に示される数値は、比較例1の減速度を100としたときの相対値である。当該数値が大きいほど、湿潤ABS制動性能に優れ、グリップ性能に優れることを示す。
【0056】
(転がり抵抗性能)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%の条件下で、各加硫ゴムシートの損失正接(tanδ)を測定した。表1の数値は、比較例1の数値を100とし、下記計算式により指数表示した。当該指数が大きいほど、転がり抵抗性に優れる。
転がり抵抗指数=(比較例1のtanδ)/(各実施例または比較例のtanδ)×100
(耐磨耗性能)
ランボーン型磨耗試験機を用いて、室温、負荷荷重1.0kgf、スリップ率30%の条件下で、各加硫ゴムシートの磨耗量を測定した。表1の数値は、磨耗量の逆数を、比較例1を100として指数表示したものである。当該数値が大きいほど、耐磨耗性が高いことを示す。
【0057】
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】
【0058】
【図1】本発明の空気入りタイヤの一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【0059】
1 タイヤ、2 トレッド部、2a キャップトレッド部、2b ベーストレッド部、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 ビードエイペックスゴム、9 インナーライナーゴム、4G クリンチゴム。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
5〜85質量%の天然ゴムと、95〜15質量%のエポキシ化天然ゴムと、からなる天然系ゴム成分100質量部に対して、シリカを20〜100質量部含み、かつ、
前記シリカ100質量部に対して、下記一般式(1):
(X)n−Si−Y(4-n) (1)
(上記一般式(1)中、Xはメトキシ基またはエトキシ基を示し、Yはフェニル基または直鎖状あるいは分岐状のアルキル基を示す。また、nは1〜3の整数を表す。)
で表されるシラン化合物を4〜16質量部含有するベーストレッド用ゴム組成物。
【請求項2】
前記天然系ゴム成分100質量部に対して、60質量部以下のポリブタジエンゴムおよび/またはスチレンブタジエンゴムをさらに含有する請求項1に記載のベーストレッド用ゴム組成物。
【請求項3】
前記シリカ100質量部に対して、4〜20質量部のシランカップリング剤をさらに含有する請求項1または2に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のいずれかに記載のゴム組成物からなるベーストレッドゴムを備える空気入りタイヤ。

【図1】
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【公開番号】特開2008−303360(P2008−303360A)
【公開日】平成20年12月18日(2008.12.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−154287(P2007−154287)
【出願日】平成19年6月11日(2007.6.11)
【出願人】(000183233)住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Fターム(参考)】