JP2005179572A - タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】低発熱性および補強性を低下させることなくタイヤのコストを低減するタイヤベーストレッド用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】ジエン系ゴム１００重量部に対して、粒子径が５μｍ以下の炭酸カルシウム粉末１〜６０重量部、および充填剤２０〜１００重量部からなるタイヤベーストレッド用ゴム組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は乗用車向けタイヤ用ゴム組成物に関し、特にベーストレッド用ゴム組成物に関する。

タイヤの低発熱性を向上するための技術として、特許文献１にタイヤベーストレッドにジエン系ゴムおよびカーボンブラックを使用する方法が開示されている。近年、タイヤのコスト低減が求められており、この目的達成のため、タイヤベーストレッドについてもコスト低減を図る必要がある。

タイヤのコストを低減させるために、カーボンブラックおよびオイルを増量し配合する方法が知られている。しかし、カーボンブラックおよびオイルを過剰量配合した場合、発熱が増大し、転がり抵抗が増大する。

また、カーボンブラックの粒子径を大きくすることで、コストを低減させる方法も知られているが、粒子径が大きすぎると補強性が低下してしまうので、粒子径の増大によるコスト削減にも限界がある。

特開平７−１０９３８４号公報

本発明は、低発熱性および補強性を低下させることなくタイヤのコストを低減するタイヤ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。

本発明は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、粒子径が５μｍ以下の炭酸カルシウム粉末１〜６０重量部、および充填剤２０〜１００重量部からなるタイヤベーストレッド用ゴム組成物に関する。

前記タイヤベーストレッド用ゴム組成物における炭酸カルシウム粉末の配合量は５〜６０重量部であることが好ましい。

本発明によれば、低発熱性および補強性を低下させることなくタイヤのコストを低減できる。

本発明のタイヤベーストレッド用ゴム組成物はジエン系ゴム成分、炭酸カルシウム粉末および充填剤からなる。

ジエン系ゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリルニトリルゴム（ＮＢＲ）などがあげられる。中でも、ＮＲおよびＢＲを混合して用いることが好ましい。

炭酸カルシウム粉末の平均粒子径は５μｍ以下である。下限については０．０１μｍであることが好ましく、０．１μｍであることがより好ましい。上限については３μｍであることがより好ましい。平均粒子径が０．０１μｍ未満では、ゴム中への分散性が低下し、均一なものが得られない。さらに０．０１μｍ未満の平均粒子径にまで炭酸カルシウムを粉砕することにコストがかかり、充分なコスト低減効果が得られない。また、５μｍをこえると、ゴム中に異物として存在し、耐久性を低下させることになるので好ましくない。

前記炭酸カルシウム粉末の比表面積は０．５〜３０ｍ²／ｇであることが好ましい。下限については０．７ｍ²／ｇであることがより好ましく、０．８ｍ²／ｇであることがさらに好ましい。上限については１５ｍ²／ｇであることがより好ましく、５ｍ²／ｇであることがさらに好ましい。比表面積が０．５ｍ²／ｇ未満では、ゴム成分との親和性が低く、補強性が低下する傾向がある。また、３０ｍ²／ｇをこえると、分散性が低下し、均一なものが得られない傾向がある。

前記炭酸カルシウム粉末の配合量はジエン系ゴム１００重量部に対して１〜６０重量部である。下限については５重量部であることが好ましく、１０重量部であることがより好ましい。上限については５０重量部であることが好ましく、３０重量部であることがより好ましい。配合量が１重量部未満では、コストの低減効果が充分ではない。また、６０重量部をこえると、破断強度および破断伸びが低下するため好ましくない。

充填剤としては、炭酸カルシウム粉末以外のものを意味し、たとえば、カーボンブラック、シリカ、クレー、タルク、炭酸マグネシウムがあげられる。ゴムに対する補強性が高く、比較的安価であることからカーボンブラックを用いることが好ましい。

前記カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）は４０〜１００ｍ²／ｇであることが好ましい。下限については４５ｍ²／ｇであることがより好ましい。上限については９０ｍ²／ｇであることがより好ましい。Ｎ₂ＳＡが４０ｍ²／ｇ未満では、充分な補強性が得られない傾向がある。また、１００ｍ²／ｇをこえると、発熱が増大し、低燃費性能が低下する傾向がある。

前記充填剤の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して２０〜１００重量部である。下限については２５重量部であることが好ましく、３０重量部であることがより好ましい。上限については９０重量部であることが好ましく、８５重量部であることがより好ましい。充填剤の配合量が２０重量部未満では、ゴムに対する補強性が低下する。また、１００重量部をこえると、低発熱性が低下してしまうので好ましくない。

本発明のゴム組成物には、ゴム成分、炭酸カルシウム粉末および充填剤のほかに、オイル、ワックス、老化防止剤、ステアリン酸、亜鉛華、加硫剤、加硫促進剤などの通常ゴム工業で使用されている各種添加剤を適宜配合することができる。

本発明のゴム組成物に用いられるオイルとしては、アロマティック系オイル、ナフテン系オイル等があげられるが、加工性に優れるアロマティック系オイルが好ましく用いられる。

前記オイルの配合量は、ゴム成分１００重量部に対して１〜５０重量部であることが好ましい。下限については３重量部であることがより好ましい。上限については４５重量部であることがより好ましい。配合量が１重量部未満では、加工性が低下する傾向がある。また、５０重量部をこえると、発熱量が高くなり、低燃費性が低下する傾向がある。

本発明のゴム組成物はタイヤベーストレッドとして用いられる。タイヤベーストレッドとは、２重構造（内面層および表面層）からなるトレッドのうち内面層を示す。本発明のゴム組成物は、耐摩耗性は低下するが、低燃費性を維持しながらコスト低下を図れるという理由から、タイヤ部位の中でも特にタイヤベーストレッドとして用いられる。

タイヤベーストレッドは、通常の加工装置、たとえば、ロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどにより混練りし、シート状にしたものを、所定の形状に張り合わせる方法などにより作製することができる。

以下に本発明の具体的な実施例および比較例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。

以下に実施例および比較例で用いた材料をまとめて説明する。
ＮＲ：テックビーハング社製のＲＳＳ＃３
ＢＲ：宇部興産（株）製のＵＢＥＰＯＬ−ＢＲ１５０Ｂ
カーボンブラック：昭和キャボット（株）製のショウブラックＮ３５１（Ｎ₂ＳＡ：７３ｍ²／ｇ）
オイル：出光興産（株）製のダイナプロセスオイルＰＳ３２３
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックワックス
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−フェニレンジミン）
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸
亜鉛華：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
炭酸カルシウム粉末：丸尾カルシウム（株）製の炭カルスーパーＳＳ（平均粒子径：３μｍ、比表面積：０．８ｍ²／ｇ）
硫黄：鶴見化学工業（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−ｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌ−２−ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｙｌ−ｓｕｌｆｅｎａｍｉｄｅ）

実施例１〜２および比較例１〜３
表１に示す配合にしたがい、硫黄および加硫促進剤以外の材料を混練りしたのち、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を加えて混練りした。混練り物を加硫することにより、ゴム組成物を得、これらについて以下に示す各特性の試験を行なった。

（コスト）
比較例１の総コストを１００（基準）として指数表示した。指数が小さいほど、コストが低減されている。

（引張り試験）
調製したゴム組成物からＪＩＳ−Ｋ６２５１に準じて３号ダンベルを用いて引張り試験を実施し、破断強度（Ｔ_B）、破断伸び（Ｅ_B）を測定した。これらの値を、比較例１を１００（基準）として指数表示した。Ｔ_Bの指数が大きいほど、また、Ｅ_Bの指数が大きいほど良好である。

（転がり抵抗試験）
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％の条件下で各配合のｔａｎδを測定した。数値が小さいほど、転がり抵抗が低減されており良好である。

試験結果を表１に示す。

実施例１および２では、比較例１に比べて、Ｔ_B、Ｅ_Bおよびｔａｎδがほぼ同等であるにもかかわらず、コストが大幅に低減された。一方、炭酸カルシウム粉末を過剰量配合した比較例２ではＴ_Bが低下してしまい、補強性が低下した。カーボンブラックを過剰量配合した比較例３ではｔａｎδが大きくなり、転がり抵抗が増大した。

Claims (2)

1. ジエン系ゴム１００重量部に対して、粒子径が５μｍ以下の炭酸カルシウム粉末１〜６０重量部、および充填剤２０〜１００重量部からなるタイヤベーストレッド用ゴム組成物。
2. 前記炭酸カルシウム粉末の配合量が５〜６０重量部である請求項１記載のタイヤベーストレッド用ゴム組成物。