JP2008156446A - 特定のタイヤ部材用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】転がり抵抗を低減させ、加工性を向上させることができる特定のタイヤ部材用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤを提供する。
【解決手段】ジエン系ゴム１００重量部に対して、チッ素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ以下のカーボンブラックを５〜１５０重量部、およびチッ素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ以下のシリカを５〜８０重量部含有し、該シリカ１００重量部に対して、シランカップリング剤を２〜１２重量部含有する特定のタイヤ部材用ゴム組成物、ならびにそれを用いたタイヤ。
【選択図】なし

Description

本発明は、特定のタイヤ部材用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤに関する。

タイヤの転がり抵抗を低減させるために、トレッドに、充填剤としてシリカを配合することは、一般的に知られている。トレッドにシリカを配合すると、ウェットトラクション性能も同時に向上させることができることが知られている。ここで、トレッドのみの適用では、転がり抵抗の低減効果に限界があるため、他のタイヤ部材においても、シリカを適用する必要がある。

しかし、サイドウォール、ベーストレッド、クリンチエイペックス、インナーライナーでは、粒子径の大きいカーボンブラックが使用されており、この粒子径の大きいカーボンブラックをシリカに変更しても、転がり抵抗の充分な低減効果は得られなかった。

一方、シリカ含有カーボンブラックおよびシリカを含有するベーストレッド用ゴム組成物も知られている（たとえば、特許文献１参照）。しかし、押出し加工性（ゴム焼け）において、いまだ改善の余地がある。

特開２００５−２４８０２０号公報

本発明は、転がり抵抗を低減させ、加工性を向上させることができる特定のタイヤ部材用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、チッ素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ以下のカーボンブラックを５〜１００重量部、およびチッ素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ以下のシリカを５〜８０重量部含有し、該シリカ１００重量部に対して、シランカップリング剤を２〜１２重量部含有するサイドウォール用ゴム組成物に関する。

また、本発明は、前記サイドウォール用ゴム組成物を用いたサイドウォールを有するタイヤに関する。

本発明は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、チッ素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ以下のカーボンブラックを５〜１００重量部、およびチッ素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ以下のシリカを５〜８０重量部含有し、該シリカ１００重量部に対して、シランカップリング剤を２〜１２重量部含有するベーストレッド用ゴム組成物に関する。

また、本発明は、前記ベーストレッド用ゴム組成物を用いたベーストレッドを有するタイヤに関する。

本発明は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、チッ素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ以下のカーボンブラックを５〜１００重量部、およびチッ素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ以下のシリカを５〜８０重量部含有し、該シリカ１００重量部に対して、シランカップリング剤を２〜１２重量部含有するクリンチエイペックス用ゴム組成物に関する。

また、本発明は、前記クリンチエイペックス用ゴム組成物を用いたクリンチエイペックスを有するタイヤに関する。

本発明は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、チッ素吸着比表面積が８０ｍ²／ｇ以下のカーボンブラックを５〜１５０重量部、およびチッ素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ以下のシリカを５〜８０重量部含有し、該シリカ１００重量部に対して、シランカップリング剤を２〜１２重量部含有するインナーライナー用ゴム組成物に関する。

また、本発明は、前記インナーライナー用ゴム組成物を用いたインナーライナーを有するタイヤに関する。

本発明によれば、ジエン系ゴム、所定のカーボンブラック、所定のシリカおよびシランカップリング剤を所定量含有することで、転がり抵抗を低減させ、加工性を向上させることができる特定のタイヤ部材用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤを提供することができる。

本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム、カーボンブラック、シリカおよびシランカップリング剤を含有する。

ジエン系ゴムとしては、とくに制限はなく、たとえば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、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）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、イソモノオレフィンとパラアルキルスチレンとの共重合体のハロゲン化物などがあげられ、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。

本発明で使用するカーボンブラックは、大粒径のものである。

カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）は１００ｍ²／ｇ以下、好ましくは９０ｍ²／ｇ以下、より好ましくは８０ｍ²／ｇ以下である。カーボンブラックのＮ₂ＳＡが１００ｍ²／ｇをこえると、加硫後のゴム組成物の低発熱性に劣り、低燃費性を悪化させてしまう。また、カーボンブラックのＮ₂ＳＡは２５ｍ²／ｇ以上が好ましく、３５ｍ²／ｇ以上がより好ましい。カーボンブラックのＮ₂ＳＡが２５ｍ²／ｇ未満では、充分な補強効果が得られない傾向がある。なお、本発明では、カーボンブラックのＮ₂ＳＡは、サイドウォール用、ベーストレッド用、クリンチエイペックス用としては２５〜１００ｍ²／ｇが好ましく、インナーライナー用としては２５〜８０ｍ²／ｇが好ましい。

カーボンブラックの含有量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して５重量部以上、好ましくは４０重量部以上である。カーボンブラックの含有量が５重量部未満では、電気抵抗が高くなるため導電性対策が必要となり、さらに、外部に露出する部材についてはタイヤ外観を充分に黒くすることができず、商品性が低下する。また、カーボンブラックの含有量は１５０重量部以下、好ましくは１２０重量部以下、より好ましくは１００重量部以下である。カーボンブラックの含有量が１５０重量部をこえると、低発熱性に劣り、低燃費性を悪化させてしまう。なお、本発明では、カーボンブラックの含有量は、サイドウォール用、ベーストレッド用、クリンチエイペックス用としては５〜１００重量部が好ましく、インナーライナー用としては５〜１５０重量部が好ましい。

シリカとしては、湿式法で調製されるものや、乾式法で調製されるものなどがあげられるが、とくに制限はない。

シリカのＮ₂ＳＡは１００ｍ²／ｇ以下、好ましくは７０ｍ²／ｇ以下である。シリカのＮ₂ＳＡが１００ｍ²／ｇをこえると、粒径の大きいカーボンブラックに対して、低発熱性の改善効果が見られない。また、シリカのＮ₂ＳＡは２５ｍ²／ｇ以上が好ましく、４０ｍ²／ｇ以上がより好ましい。シリカのＮ₂ＳＡが２５ｍ²／ｇ未満では、充分な補強効果が得られない傾向がある。

シリカの含有量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して５重量部以上、好ましくは２０重量部以上である。シリカの含有量が５重量部未満では、低発熱性の充分な改善効果が得られない。また、シリカの含有量は８０重量部以下、好ましくは６０重量部以下である。シリカの含有量が８０重量部をこえると、加工性が悪化する。

シランカップリング剤としては、とくに制限はなく、ゴム工業において、従来からシリカと併用されるものを使用することができ、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−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、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があげられる。

シランカップリング剤の含有量は、シリカ１００重量部に対して２重量部以上、好ましくは５重量部以上である。シランカップリング剤の含有量が２重量部未満では、シリカの補強効果が充分に発揮できず、低発熱性の改善効果も小さくなる。また、シランカップリング剤の含有量は１２重量部以下、好ましくは１０重量部以下である。シランカップリング剤の含有量が１２重量部をこえると、低発熱性の改善効果が現れず、コストが上昇してしまう。

本発明のゴム組成物には、前記ジエン系ゴム、カーボンブラック、シリカおよびシランカップリング剤以外にも、従来からゴム工業で使用される配合剤、たとえば、プロセスオイル、ワックス、各種老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤などを必要に応じて適宜含有することができる。

本発明のゴム組成物は、一般的な方法で調製される。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ジエン系ゴム、アルキルフェノール・塩化硫黄縮合物および必要に応じて前記配合剤を混練りし、その後加硫することにより、本発明のゴム組成物を調製することができる。

本発明のゴム組成物は、低発熱化することにより、燃費性能の改善効果が見込まれるという理由から、タイヤ部材のなかでも、サイドウォール、ベーストレッド、クリンチエイペックス、インナーライナーとして好適に使用されるものである。

本発明のタイヤは、前記ゴム組成物をサイドウォール、ベーストレッド、クリンチエイペックスまたはインナーライナーに用いて、通常の方法により製造される。すなわち、前記ゴム組成物を未加硫の段階でタイヤのサイドウォール、ベーストレッド、クリンチエイペックスまたはインナーライナーの形状に押出し加工し、タイヤ成形機上で、他のタイヤ部材とともに通常の方法により貼り合わせて未加硫タイヤを形成する。該未加硫タイヤを加硫機中で加熱・加圧して本発明のタイヤを得ることができる。

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。

以下、実施例およ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。
天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ♯３
ブタジエンゴム（ＢＲ）（１）：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ
ＢＲ（２）：宇部興産（株）製のＢＲ１３０Ｂ
ブチルゴム（ＩＩＲ）：エクソン化学（Ｅｘｘｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）製のクロロブチル（Ｃｈｌｏｒｏｂｕｔｙｌ）１０６８
カーボンブラック（１）：キャボットジャパン（株）製のショウブラックＮ５５０（Ｎ₂ＳＡ：４１ｍ²／ｇ）
カーボンブラック（２）：キャボットジャパン（株）製のショウブラックＮ３５１（Ｎ₂ＳＡ：７１ｍ²／ｇ）
シリカ（１）：デグッサ社製のウルトラシル３６０（Ｎ₂ＳＡ：５０ｍ²／ｇ）
シリカ（２）：デグッサ社製のウルトラシルＶＮ３（Ｎ₂ＳＡ：２００ｍ²／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）
プロセスオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＡＨ−２４
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
老化防止剤：住友化学（株）製のアンチゲン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）
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛
硫黄：軽井沢硫黄（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ＣＺ（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）

実施例１〜８および比較例１〜８
表１〜４に示す配合処方にしたがい、バンバリー型ミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤以外の薬品を１５０℃の条件下で３分間混練りし、混練り物を得た。つぎに、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、８０℃の条件下で５分間練り込み、実施例１〜８および比較例１〜８の未加硫ゴム組成物を得た。なお、下記評価試験において、実施例１〜２および比較例１〜２（サイドウォール用ゴム組成物）では比較例１を、実施例３〜４および比較例３〜４（ベーストレッド用ゴム組成物）では比較例３を、実施例５〜６および比較例５〜６（クリンチエイペックス用ゴム組成物）では比較例５を、実施例７〜８および比較例７〜８（インナーライナー用ゴム組成物）では比較例７を基準配合とした。

（加工性）
前記未加硫ゴム組成物から所定のサイズの試験片を作製し、ＪＩＳ Ｋ ６３００「未加硫ゴムの試験方法」に準じて、（株）島津製作所製のムーニー粘度試験機を用い、１分間の予熱によって熱せられた１３０℃の温度条件にて、小ローターを回転させ、４分間経過した時点での未加硫ゴム組成物のムーニー粘度（ＭＬ₁₊₄／１３０℃）を測定し、基準配合のムーニー粘度指数を１００とし、下記計算式により、各配合のムーニー粘度を指数表示した。なお、ムーニー粘度指数が大きいほど、ムーニー粘度が低減され、加工性に優れることを示す。
（ムーニー粘度指数）＝（基準配合のムーニー粘度）
÷（各配合のムーニー粘度）×１００

（転がり抵抗）
前記未加硫ゴム組成物を１７５℃の条件下で１２分間２０ｋｇｆの圧力条件でプレス加硫し、実施例１〜８および比較例１〜８の加硫ゴム組成物を得た。

（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、周波数１０Ｈｚ、初期歪み１０％および動歪２％の条件下で、７０℃における加硫ゴム組成物の損失正接（ｔａｎδ）を測定し、基準配合の転がり抵抗指数を１００とし、下記計算式により、各配合のｔａｎδを指数表示した。なお、転がり抵抗指数が大きいほど、転がり抵抗が低減され、優れることを示す。
（転がり抵抗指数）＝（基準配合のｔａｎδ）／（各配合のｔａｎδ）×１００

上記試験の評価結果を表１〜４に示す。

Claims (8)

1. ジエン系ゴム１００重量部に対して、
   チッ素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ以下のカーボンブラックを５〜１００重量部、および
   チッ素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ以下のシリカを５〜８０重量部含有し、
   該シリカ１００重量部に対して、
   シランカップリング剤を２〜１２重量部含有するサイドウォール用ゴム組成物。
2. 請求項１記載のサイドウォール用ゴム組成物を用いたサイドウォールを有するタイヤ。
3. ジエン系ゴム１００重量部に対して、
   チッ素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ以下のカーボンブラックを５〜１００重量部、および
   チッ素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ以下のシリカを５〜８０重量部含有し、
   該シリカ１００重量部に対して、
   シランカップリング剤を２〜１２重量部含有するベーストレッド用ゴム組成物。
4. 請求項３記載のベーストレッド用ゴム組成物を用いたベーストレッドを有するタイヤ。
5. ジエン系ゴム１００重量部に対して、
   チッ素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ以下のカーボンブラックを５〜１００重量部、および
   チッ素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ以下のシリカを５〜８０重量部含有し、
   該シリカ１００重量部に対して、
   シランカップリング剤を２〜１２重量部含有するクリンチエイペックス用ゴム組成物。
6. 請求項５記載のクリンチエイペックス用ゴム組成物を用いたクリンチエイペックスを有するタイヤ。
7. ジエン系ゴム１００重量部に対して、
   チッ素吸着比表面積が８０ｍ²／ｇ以下のカーボンブラックを５〜１５０重量部、および
   チッ素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ以下のシリカを５〜８０重量部含有し、
   該シリカ１００重量部に対して、
   シランカップリング剤を２〜１２重量部含有するインナーライナー用ゴム組成物。
8. 請求項７記載のインナーライナー用ゴム組成物を用いたインナーライナーを有するタイヤ。