JP2008308575A - トレッド用ゴム組成物およびこれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】石油資源由来の原料の使用量を低減し、転がり抵抗およびグリップ性能に優れる空気入りタイヤを与えるトレッド用ゴム組成物、およびこれを用いた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】ゴム成分と充填剤とを含み、ゴム成分は、天然ゴムおよび変性天然ゴムから選択される１種以上からなりかつエポキシ化天然ゴムを含む天然ゴム成分を８０質量％以上含み、充填剤の少なくとも一部は、白色充填剤であり、白色充填剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して１０〜１００質量部の範囲内であるトレッド用ゴム組成物を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、トレッド用、特にベーストレッド用として好適なトレッド用ゴム組成物、および該トレッド用ゴム組成物をトレッド部の少なくとも一部に用いた空気入りタイヤに関する。

近年、環境問題が重視されるようになり、ＣＯ₂排出の規制が強化されている。また石油資源は有限であり、将来的には、カーボンブラックなどの石油資源由来の原料の供給が困難になる可能性があるとともに、供給量が年々減少していることによる石油価格の高騰が予測される。よって、石油資源由来の原料を石油外資源由来の原料に置換していくことが求められている。

現在一般的に市販されているタイヤは、全重量の半分以上が石油資源である原料から構成されている。たとえば、一般的な乗用車用タイヤは、合成ゴム約２０質量％、カーボンブラック約２０質量％、軟化剤、合成繊維などを含んでいるため、タイヤ全体の約５０質量％以上が石油資源由来の原料から構成されている。そこで、天然資源由来の原料を用いたタイヤ用ゴムの開発が望まれている。しかし、たとえばタイヤのトレッド部を形成するトレッドゴムにはタイヤの転がり抵抗を低減させつつグリップ性能を維持することが要求される等、天然資源由来の原料を用いる場合においても、タイヤ用ゴムには適用部材に応じた基本性能が要求される。

特許文献１には、転がり抵抗を低減する目的で、ジエン系ゴム１００質量部に対し、無機充填剤５〜１５０重量部、シランカップリング剤０〜３０重量部、および、ヨウ素価が１３０以下である植物油脂５〜１００重量部を含有するゴム組成物が提案されている。

特許文献２には、タイヤの耐摩耗性および転がり抵抗特性を低下させることなく、ウェットグリップ性能を大幅に改善できる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目的で、（Ａ）ジエン系ゴムまたはジエン系ゴムと天然ゴムとの混合物からなり、かつスチレン−ブタジエンゴムを少なくとも２０重量％含有するゴム成分１００重量部、（Ｂ）クレー５〜５０重量部、（Ｃ）チッ素吸着比表面積が１００〜３００ｍ²／ｇであるシリカ５重量部以上および（Ｄ）チッ素吸着比表面積が７０〜３００ｍ²／ｇであるカーボンブラック１重量部以上を含有し、（Ｂ）クレーと（Ｃ）シリカとの合計量が３０重量部以上、（Ｂ）クレーと（Ｃ）シリカと（Ｄ）カーボンブラックとの合計量が１００重量部以下であることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物が提案されている。

特許文献３には、自動車走行における低燃費化を可能にするベーストレッド用ゴム組成物、およびそれを用いたタイヤの提供を目的として、天然ゴムおよびブタジエンゴムからなるゴム成分１００重量部に対して、澱粉および可塑剤からなる複合材１〜２０重量部を含有するベーストレッド用ゴム組成物が提案されている。

特許文献４には、自動車走行における低燃費化を可能にするサイドウォール用ゴム組成物、およびそれを用いたタイヤの提供を目的として、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴム、ならびにブタジエンゴムからなるゴム成分１００重量部に対して、澱粉および可塑剤からなる複合材１〜２０重量部を含有するサイドウォール用ゴム組成物が提案されている。

しかし、従来の技術では、石油資源由来の原料の使用量を低減し、転がり抵抗およびグリップ性能に優れる空気入りタイヤを与えるトレッド用ゴム組成物、およびこれを用いた空気入りタイヤは得られていない。
特開２００３−６４２２２号公報 特開２００２−１０５２４５号公報 特開２００５−２２８７号公報 特開２００５−５３９４４号公報

本発明は上記の課題を解決し、石油資源由来の原料の使用量を低減し、転がり抵抗およびグリップ性能に優れる空気入りタイヤを与えるトレッド用ゴム組成物、およびこれを用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、ゴム成分と充填剤とを含み、ゴム成分は、天然ゴムおよび変性天然ゴムから選択される１種以上からなりかつエポキシ化天然ゴムを含む天然ゴム成分を８０質量％以上含み、充填剤の少なくとも一部は、白色充填剤であり、白色充填剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して１０〜１００質量部の範囲内であるトレッド用ゴム組成物を提供する。

本発明のトレッド用ゴム組成物においては、天然ゴム成分の総エポキシ化率が、５％以上であることが好ましい。

本発明のトレッド用ゴム組成物においては、充填剤が白色充填剤からなり、白色充填剤が、シリカ、セリサイト、炭酸カルシウム、クレー、アルミナ、タルク、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、から選択される１種以上からなることが好ましい。

本発明のトレッド用ゴム組成物においては、ゴム成分が天然ゴム成分からなることが好ましい。

本発明はまた、上述のいずれかのトレッド用ゴム組成物がトレッド部の少なくとも一部を形成してなる、空気入りタイヤを提供する。

本発明の空気入りタイヤにおいては、トレッド部がキャップトレッド部とベーストレッド部とを有し、該ベーストレッド部が上述のいずれかのトレッド用ゴム組成物からなることが好ましい。

本発明によれば、石油資源由来の原料の使用量を低減し、転がり抵抗およびグリップ性能に優れる空気入りタイヤを与えるトレッド用ゴム組成物、およびこれを用いた空気入りタイヤを提供することが可能となる。

本発明のトレッド用ゴム組成物においては、エポキシ化天然ゴムを少なくとも含有する天然ゴム成分を所定量用いることによって、石油資源由来のゴムの使用量を低減しつつトレッド用ゴム組成物に良好な物理特性を付与できる。また、充填剤として白色充填剤を所定量用いることによっても、石油資源由来の原料の使用量低減とトレッド用ゴム組成物の良好な物理的特性の確保とが可能となる。

＜ゴム成分＞
本発明において用いられるゴム成分は、天然ゴムおよび変性天然ゴムから選択される１種以上からなりかつエポキシ化天然ゴムを含む天然ゴム成分（以下、単に天然ゴム成分ともいう）を８０質量％以上含む。ゴム成分中の天然ゴム成分の含有量が８０質量％未満であると、石油資源由来の原料の使用量の低減効果が十分得られない。ゴム成分中の天然ゴム成分の含有量は、８５質量％以上、さらに９０質量％以上であることがより好ましく、１００質量％、すなわちゴム成分が天然ゴム成分からなることが最も好ましい。

しかし、所望のタイヤ特性に応じて、たとえばゴム成分中の天然ゴム成分の含有率を９９質量％以下、さらに９５質量％以下とし、ゴム成分中の残部として、本発明の効果を損なわない範囲で天然ゴム成分以外のゴムを配合してもよい。

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、ＲＳＳ＃３、ＴＳＲなどのグレードの天然ゴムを挙げることができる。

なお、天然ゴムとは、狭義にはシス−１，４−ポリイソプレンを主成分とするものを意味するが、本発明においては、上記の他に、たとえばトランス−１，４−ポリイソプレンを主成分とするバラタ等も包含し、植物から採取される乳液に由来しかつポリイソプレンを含む弾性体を意味する。

変性天然ゴムとしては、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、水素化天然ゴム等を例示できる。本発明において、天然ゴム成分はエポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）を含む。エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）は、天然ゴムの不飽和二重結合がエポキシ化された変性天然ゴムの一種であり、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、かつ機械強度や耐摩耗性に優れる。特に、トレッド用ゴム組成物中にシリカを配合する場合には、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摩耗性を得ることができる。

天然ゴム成分の総エポキシ化率は、５％以上であることが好ましい。該総エポキシ化率が５％未満の場合、天然ゴム成分のガラス転移温度が低く、トレッド用ゴム組成物の剛性および硬度が低いために機械強度が低くなり、該トレッド用ゴム組成物をトレッドゴムに用いた空気入りタイヤのグリップ性能が低くなる傾向がある。天然ゴム成分の総エポキシ化率は、さらに１０％以上、さらに１５％以上であることがより好ましい。

一方、天然ゴム成分の総エポキシ化率は理論的に１００％以下であるが、７０％以下であることが好ましい。該エポキシ化率が７０％を超える場合、トレッド用ゴム組成物が硬くなることによって機械強度が低下する傾向があるからである。天然ゴム成分の総エポキシ化率は、さらに６５％以下、さらに６０％以下であることがより好ましい。

ここで、天然ゴム成分の総エポキシ化率は、以下の式、
総エポキシ化率＝Ａ×Ｂ
（上記式中、Ａは、天然ゴム成分中のエポキシ化天然ゴムの質量分率を示し、Ｂは、該質量分率を占めるエポキシ化天然ゴムのエポキシ化率を示す）
により算出される。

また、エポキシ化率とは、エポキシ化前の天然ゴム成分中の炭素間二重結合の全数のうちエポキシ化された数の割合を意味し、たとえば滴定分析や核磁気共鳴（ＮＭＲ）分析等により求められる。

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。天然ゴム（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、たとえば天然ゴムのエマルジョンに過酢酸や過蟻酸などの有機過酸をエポキシ化剤として反応させる方法を挙げることができる。

本発明において、天然ゴム成分の総エポキシ化率が５％以上とされる場合、エポキシ化天然ゴムのエポキシ化率は５％以上であることが必要である。但し、たとえば２種以上のエポキシ化天然ゴムが組合せされる場合には、エポキシ化天然ゴム全体でエポキシ化率が５％以上とされればよく、エポキシ化率が５％未満のエポキシ化天然ゴムが含まれてもよい。エポキシ化天然ゴムのエポキシ化率は、さらに１０％以上、さらに１５％以上であることがより好ましい。

一方、エポキシ化天然ゴムのエポキシ化率は、７０％以下であることが好ましい。該エポキシ化率が７０％を超える場合、トレッド用ゴム組成物が硬くなって機械強度が低下したり、トレッド用ゴム組成物の調製時の分散性が低下したりする傾向があるからである。該エポキシ化率は、さらに６５％以下、さらに６０％以下であることがより好ましい。

エポキシ化天然ゴムとして、より典型的には、エポキシ化率２５％のエポキシ化天然ゴムや、エポキシ化率５０％のエポキシ化天然ゴムなどを例示できる。

なお、天然ゴムの一部または全部が脱蛋白天然ゴム（ＤＰＮＲ）であってもよく、変性天然ゴムの一部または全部が該脱蛋白天然ゴム（ＤＰＮＲ）の変性ゴムであってもよい。

本発明の効果を損なわない範囲でゴム成分が天然ゴム成分以外のゴムを含む場合、天然ゴム成分以外のゴムとしては、たとえば、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、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例示できる。中でも、トレッド用ゴム組成物の硬度を高くでき、空気入りタイヤに対して特に良好な耐久性および耐疲労性を付与できる点で、ＳＢＲ、ＢＲ、ＩＲが好ましい。

ゴム成分中の天然ゴム（ＮＲ）の含有率は、５質量％以上であることが好ましい。天然ゴム（ＮＲ）の該含有率が５質量％未満の場合、加工性が低下する傾向がある。天然ゴム（ＮＲ）の該含有率は、さらに１０質量％以上であることがより好ましい。また、ゴム成分中の天然ゴム（ＮＲ）の含有率を、たとえば８０質量％以下、さらに７０質量％以下とする場合、空気入りタイヤに特に良好なグリップ性能が付与される。

ゴム成分中のエポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）の含有率は、５質量％以上であることが好ましい。エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）の該含有率が５質量％未満の場合、トレッド用ゴム組成物の剛性が低くなる傾向がある。エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）の該含有率は、さらに１０質量％以上であることがより好ましい。また、ゴム成分中のエポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）の含有率は、９０質量％以下であることが好ましい。エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）の含有率が９０質量％を超える場合、ゴム硬度および剛性が大きくなり過ぎるためにトレッド用ゴム組成物の機械強度がかえって低くなる傾向がある。エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）の該含有率は、さらに８０質量％以下であることがより好ましい。

＜充填剤＞
本発明において配合される充填剤の少なくとも一部は白色充填剤とされる。本発明において、白色充填剤とは、典型的には白色の無機フィラーを意味し、より具体的には、シリカ、セリサイト、炭酸カルシウム、クレー、アルミナ、タルク、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン等が例示される。

白色充填剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して１０〜１００質量部の範囲内とされる。白色充填剤のゴム成分１００質量部に対する配合量が１０質量部未満であると補強効果と空気入りタイヤの転がり抵抗低減効果とを両立させることができない。白色充填剤の該配合量は、さらに１２質量部以上、さらに１５質量部以上であることが好ましい。一方、白色充填剤の該配合量が１００質量部を超えると転がり抵抗の低減効果が十分得られない。白色充填剤の該配合量は、さらに８０質量部以下、さらに７０質量部以下であることがより好ましい。

本発明においては、充填剤が白色充填剤からなり、かつ、該白色充填剤が、シリカ、セリサイト、炭酸カルシウム、クレー、アルミナ、タルク、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化チタンから選択される１種以上からなることが好ましい。特に、白色充填剤がシリカを含むことが好ましい。シリカが配合されることにより、補強効果、転がり抵抗の低減効果、グリップ性能の向上効果が特に良好になる。

白色充填剤がシリカを含む場合、シリカの配合量は、ゴム成分１００質量部に対して５〜１００質量部の範囲内であることが好ましい。ゴム成分１００質量部に対するシリカの配合量が５質量部未満である場合、補強効果、転がり抵抗の低減効果およびグリップ性能の向上効果が小さくなる傾向がある。一方、シリカの該配合量が１００質量部を超える場合、トレッド用ゴム組成物の製造時の加工性が低下する傾向がある。シリカの該配合量は、さらに１０質量部以上、さらに１５質量部以上であることがより好ましく、また、さらに９０質量部以下、さらに８０質量部以下であることがより好ましい。

シリカは、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。また、好ましい市販品としては、たとえば、デグッサ製の「ウルトラジルＶＮ２」（ＢＥＴ比表面積１２５ｍ²／ｇ）および「ウルトラジルＶＮ３」（ＢＥＴ比表面積２１０ｍ²／ｇ）等を例示できる。

本発明においては、白色充填剤として、炭酸カルシウムとシリカとを併用することも好ましい。この場合、コストダウン効果が良好である。炭酸カルシウムとシリカとを併用する場合の配合量としては、ゴム成分１００質量部に対して、炭酸カルシウムの配合量を５〜１００質量部、かつ、シリカの配合量を５〜１００質量部とすることが好ましい。

また、シリカの配合量Ｙに対する炭酸カルシウムの配合量Ｘの比Ｘ／Ｙは、０．０１〜０．５の範囲内であることが好ましい。比Ｘ／Ｙが０．０１以上である場合、転がり抵抗の低減効果が特に良好に得られ、０．５以下である場合、コストダウンという利点が得られるからである。

充填剤全体としての配合量は、ゴム成分１００質量部に対して５〜１００質量部の範囲内であることが好ましい。充填剤のゴム成分１００質量部に対する配合量が５質量部未満である場合、補強効果が低下する傾向があり、１００質量部を超える場合、トレッド用ゴム組成物の剛性が過度に高くなることにより機械強度が低下する傾向がある他、加工性が低下する傾向がある。充填剤の該配合量は、さらに１０質量部以上、さらに１５質量部以上であることがより好ましく、また、さらに９０質量部以下、さらに８０質量部以下であることがより好ましい。

＜白色充填剤以外の充填剤＞
充填剤は、本発明の効果を損なわない範囲で白色充填剤以外の充填剤成分として、たとえばカーボンブラック等を含んでもよい。この場合、ゴム成分１００質量部に対するカーボンブラックの配合量は１０質量部以下とされることが好ましい。カーボンブラックの該配合量が１０質量部を超える場合、石油資源由来の原料の使用量低減効果が小さくなる傾向があるとともに、転がり抵抗の低減効果を良好に得難くなる傾向がある。石油資源由来の原料の使用量を低減する点で、カーボンブラックの該配合量は、さらに５質量部以下であることがより好ましい。一方、トレッド用ゴム組成物の耐摩耗性が向上する点で、カーボンブラックの該配合量は、２質量部以上、さらに３質量部以上、さらに４質量部以上であってもよい。

カーボンブラックの好ましい市販品としては、たとえば、キャボネットジャパン製の「ショウブラックＮ３３０」「ショウブラックＮ２２０」「ショウブラックＮ１１０」等を例示できる。

＜シランカップリング剤＞
本発明においては、シランカップリング剤を併用することが好ましい。これによりトレッド用ゴム組成物に対してより優れた補強効果が付与される。シランカップリング剤の配合量は、白色充填剤の配合量を１００質量％としたときの量で１〜２０質量％の範囲内とすることが好ましい。シランカップリング剤の該配合量が１質量％未満である場合、補強効果が低くなる傾向があり、２０質量％を超える場合、量を増やしても補強効果の顕著な改善は期待できない一方コストが上昇するため経済的でなくなる傾向がある。分散性およびカップリング効果の点から、シランカップリング剤の該配合量は、２質量％以上であることがより好ましく、また、１５質量％以下であることがより好ましい。

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。

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。

＜その他の配合剤＞
本発明のトレッド用ゴム組成物には、上記した成分以外にも、従来ゴム工業で使用される他の配合剤、たとえば加硫剤、ステアリン酸、加硫促進剤、加硫促進助剤、オイル、硬化性レジン、ワックス、老化防止剤などを配合してもよい。

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。また、硫黄はオイル処理されたものであってもよい。

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。

加硫促進助剤としては、たとえば酸化亜鉛等を例示できる。
老化防止剤としては、アミン系、フェノール系、イミダゾール系の老化防止剤や、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。

オイルとしては、プロセスオイル、植物油脂、またはこれらの混合物、などを例示できる。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例示できる。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、などを例示できる。

＜空気入りタイヤ＞
本発明はまた、前述したようなトレッド用ゴム組成物がトレッド部の少なくとも一部を形成してなる、空気入りタイヤを提供する。特に、トレッド部はキャップトレッド部とベーストレッド部とを有し、該ベーストレッド部は上述のいずれかのトレッド用ゴム組成物からなることが好ましい。本発明の空気入りタイヤは、上記のトレッド部、特にベーストレッド部を備えていればよい。

図１は、本発明に係る空気入りタイヤの左半分を例示した断面図である。空気入りタイヤ１は、トレッド部２と、該トレッド部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。

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から形成され、このカーカスプライは、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。

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。

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。

本発明の空気入りタイヤは、図１に示すように、キャップトレッド部２ａとベーストレッド部２ｂとを備えることができる。この場合、ベーストレッド部が本発明のトレッド用ゴム組成物からなることが好ましい。

本発明のトレッド用ゴム組成物を用いることにより、転がり抵抗の低減およびグリップ性能の向上が可能なトレッド部を形成することができる。また、本発明のトレッド用ゴム組成物を用いてベーストレッド部を形成する場合、キャップトレッド部が摩耗しても良好な転がり抵抗特性およびグリップ性能が付与される。

本発明の空気入りタイヤは、上記本発明の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、本発明の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トレッド部、特に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。

本発明の空気入りタイヤは、本発明所定のトレッド用ゴム組成物を用いて得られるトレッド部、特にベーストレッド部を備えるため、良好な転がり抵抗特性およびグリップ性能を有するものであるとともに、石油資源由来の原料の使用量が低減され、将来の石油の供給量の減少に備えることができ優れた安全性も有する。

本発明が提供する空気入りタイヤは、地球環境に優しい「エコタイヤ」として、たとえば乗用車用、トラック用、バス用、重車両用など、種々の用途に対して好適に適用され得る。

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。

＜実施例１〜６および比較例１＞
表１に示す配合処方に従い、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３分間混練して混練り物を得た。これに硫黄および加硫促進剤を表１に示す配合処方で加えて、２軸オープンロールを用い、６０℃で３分間さらに練り込んで未加硫ゴム組成物を調製した。

上記で得た未加硫ゴム組成物を押出して未加硫ゴムシートを作製し、さらにこれを１７０℃で１２分間加硫して、加硫ゴムシートを得た。

（試験用タイヤの作製）
上記で得た未加硫ゴム組成物をベーストレッド形状に押出し、キャップトレッドを含む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した。この未加硫タイヤを加硫機中で、１８０℃で７分間加熱加圧することにより、図１に示す構造を有するサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤを作製した。

なお上記の空気入りタイヤは、
カーカスプライ
コード材料 ポリエステル１５００デニール
ブレーカー
コード角度 タイヤ周方向に２２度×２２度
コード材料 １×４×０．２７
の基本構造を有する。

さらに、上記の空気入りタイヤのキャップトレッド部を、バフで除去し、トレッド部の接地面の全面にベーストレッド部を露出させて、試験用タイヤを作製した。

（転がり抵抗指数）
上記で得た試験用タイヤにつき、Ｔ＆Ｔ製の転がり抵抗計測装置を用いて、時速８０ｋｍ、空気圧２５０ｋＰａ、付加荷重４．０ｋＮの条件で転がり抵抗を測定した。得られた測定値につき、比較例１を１００として、下記の計算式、
転がり抵抗指数＝（比較例１の転がり抵抗）÷（各実施例の転がり抵抗）×１００
により転がり抵抗指数を算出した。転がり抵抗指数が大きい程、転がり抵抗が小さく発熱性が小さいため、タイヤ性能が良好であることを示す。

（制動性能指数）
上記で得た試験用タイヤを乗用車に装着し、ウエットアスファルト路面において、時速１００ｋｍからの制動停止距離を測定し、摩擦係数μを算出した。比較例１を１００として、下記の計算式、
制動性能指数＝（各実施例の摩擦係数μ）÷（比較例１の摩擦係数μ）×１００
により制動性能指数を算出した。制動性能指数が大きい程、グリップ性能が良好であることを示す。

（引張強度指数）
上記の方法で作製した加硫ゴムシートにつき、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準じて引張強度を測定した。比較例１を１００として、下記の計算式、
引張強度指数＝（各実施例の引張強度）÷（比較例１の引張強度）×１００
により引張強度指数を算出した。引張強度指数が大きい程、破壊エネルギーが大きく機械強度が良好であることを示す。

注１：天然ゴムは、テックビーハング社製の「ＲＳＳ♯３」である。
注２：エポキシ化天然ゴムは、ＭＲＢ（マレーシアゴム局）製のエポキシ化天然ゴム（エポキシ化率２５％）である。
注３：ブタジエンゴムは、宇部興産（株）製の「ＵＢＥＰＯＬ−ＢＲ１５０Ｂ」である。
注４：カーボンブラックは、昭和キャボネット（株）製の「ショウブラックＮ３３０」である。
注５：シリカは、デグッサ製の「ウルトラシルＶＮ３」である。
注６：炭酸カルシウムは、白石工業（株）製の「白艶華ＣＣ」である。
注７：シランカップリング剤は、デグッサ製の「Ｓｉ２６６」である。
注８：ワックスは、大内新興化学工業（株）製の「サンノックワックス」である。
注９：老化防止剤は、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）である。
注１０：ステアリン酸は、日本油脂（株）製のステアリン酸である。
注１１：酸化亜鉛は、三井金属鉱業（株）製の「亜鉛華１号」である。
注１２：硫黄は、鶴見化学（株）製の「粉末硫黄」である。
注１３：加硫促進剤ＣＺは、大内新興化学工業（株）製の「ノクセラーＣＺ」である。
注１４：加硫促進剤ＮＳは、大内新興化学工業（株）製の「ノクセラーＮＳ」である。

なお、表１に示す処方において、天然ゴム成分は、天然ゴムおよびエポキシ化天然ゴムであり、充填剤は、カーボンブラック、シリカおよび炭酸カルシウムであり、白色充填剤は、シリカおよび炭酸カルシウムである。

表１に示すように、エポキシ化天然ゴムと白色充填剤とを含まず、さらにゴム成分中の天然ゴム成分の比率が７０質量％である比較例１との比較において、エポキシ化天然ゴムを含む天然ゴム成分をゴム成分中８０質量％以上で含み、かつ白色充填剤をゴム成分１００質量部に対して１０質量部以上含む実施例１〜６においては、転がり抵抗特性、制動性能および引張強度がバランスよく確保できた。

上記の結果から、本発明によれば、石油資源由来の原料の使用量を低減し、転がり抵抗およびグリップ性能に優れる空気入りタイヤが得られることが分かる。

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。

本発明のトレッド用ゴム組成物は、乗用車用、トラック用、バス用、重車両用等の各種用途の空気入りタイヤのトレッド部、特にベーストレッド部に好適に適用され、本発明の空気入りタイヤは、上記各種用途に好適に適用され得る。

本発明に係る空気入りタイヤの左半分を例示した断面図である。

符号の説明

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 インナーライナゴム、３Ｇ サイドウォールゴム、４Ｇ クリンチゴム。

Claims (6)

1. ゴム成分と充填剤とを含み、
   前記ゴム成分は、天然ゴムおよび変性天然ゴムから選択される１種以上からなりかつエポキシ化天然ゴムを含む天然ゴム成分を８０質量％以上含み、
   前記充填剤の少なくとも一部は、白色充填剤であり、
   前記白色充填剤の配合量は、前記ゴム成分１００質量部に対して１０〜１００質量部の範囲内である、トレッド用ゴム組成物。
2. 前記天然ゴム成分の総エポキシ化率が、５％以上である、請求項１に記載のトレッド用ゴム組成物。
3. 前記充填剤が前記白色充填剤からなり、
   前記白色充填剤が、シリカ、セリサイト、炭酸カルシウム、クレー、アルミナ、タルク、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、から選択される１種以上からなる、請求項１または２に記載のトレッド用ゴム組成物。
4. 前記ゴム成分が前記天然ゴム成分からなる、請求項１〜３のいずれかに記載のトレッド用ゴム組成物。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のトレッド用ゴム組成物がトレッド部の少なくとも一部を形成してなる、空気入りタイヤ。
6. 前記トレッド部がキャップトレッド部とベーストレッド部とを有し、
   前記ベーストレッド部が前記トレッド用ゴム組成物からなる、請求項５に記載の空気入りタイヤ。

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