JP2007039585A - 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】 グリップ性能の低下を生じさせることなく低燃費化が可能で、かつ使用後には微生物によって分解され得る空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 天然ゴムおよび／またはジエン系ゴムを含むゴム成分の１００質量部に対して、生分解性脂肪族ポリエステルを０．５〜８０質量部の範囲内で含有するゴム組成物に関する。該生分解性脂肪族ポリエステルは、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリアルキレンサクシネートから選択される１種以上であることが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、生分解性脂肪族ポリエステルを配合したゴム組成物およびこれを用いた空気入りタイヤに関する。

近年、省資源化や炭酸ガス（ＣＯ₂）排出抑制の規制強化等の環境問題上の観点から、タイヤの低燃費性が重要視されており、低燃費性と、グリップ性能等のタイヤ特性との両立が急務となっている。低燃費化の方法としては、たとえばシリカとシランカップリング剤とを使用する方法が多数報告されているが、要求性能を満足するには至っていないのが現状である。

一方、使用済みのタイヤのリサイクルにおいても、タイヤのゴム片またはゴム粉末をそのまま用い、ゴムとして再利用するマテリアルリサイクルの実用化が要求されている。リサイクルの方法としては、たとえば二軸押出機等によってゴム片またはゴム粉末に大きな剪断力を加えて、粉砕、脱硫する方法等が検討されているが、このような物理的な処理方法は大きなエネルギーを必要とするという問題がある。そこで、より少ないエネルギーでマテリアルリサイクルを行なう方法として、微生物による各種ゴムの分解処理方法が種々提案されている。しかし微生物を用いる方法は、処理に時間がかかる点等により実用性に乏しいという問題がある。特許文献１には、廃タイヤをはじめとするゴム製品の廃棄物に含まれる加硫ゴム組成物を木材腐朽菌により分解する方法が提案されている。この方法によれば使用済のタイヤの分解処理を比較的容易に行なうことが可能であるが、特許文献１においてはタイヤ自体の特性向上については考慮されていない。

樹脂業界においては、同じく環境保護の観点から、微生物等の作用により経時的に分解可能な樹脂、すなわち生分解性樹脂の開発が進められている。このような生分解性樹脂は、従来のプラスチックと同様に溶融加工等によって各種製品の生産に利用することができる。また、生分解性樹脂は自然界で微生物により分解されるという利点を有しており、従来の多くの有機高分子化合物のように自然環境に残留して環境汚染を引き起こすことがない。しかし、樹脂はゴムのような柔軟性を有さないため、タイヤ用のゴム組成物に用いることは難しいという問題がある。

また、天然資源を配合したタイヤとしては、たとえばスターチ複合物を用いる方法が提案されているが、この方法においては、スターチ複合物を十分に分散させるために高温での混合工程が必要であり、工程が複雑になるのみでなく、ポリマーの劣化が促進されるという問題がある。
特開２００４−９９７３８号公報

本発明は上記の課題を解決し、グリップ性能の低下を生じさせることなく低燃費化が可能で、かつ使用後には微生物によって分解が促進され得る空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、天然ゴムおよび／またはジエン系ゴムを含むゴム成分の１００質量部に対して、生分解性脂肪族ポリエステルを０．５〜８０質量部の範囲内で含有するゴム組成物に関する。

本発明においては、生分解性脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリアルキレンサクシネートから選択される１種以上であることが好ましい。

また、該生分解性脂肪族ポリエステルの重量平均分子量が５００〜８００，０００の範囲内であることが好ましい。

また、該生分解性脂肪族ポリエステルのガラス転移温度が、−７０℃〜３０℃の範囲内であることが好ましい。

本発明においては、ゴム成分が、アルコキシル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、グリシジル基、カルボニル基、エステル基、ヒドロキシ基、アミノ基、シラノール基から選ばれる少なくとも１種の官能基を含有する官能基含有天然ゴムおよび／または官能基含有ジエン系ゴムを含むことが好ましい。また、ゴム成分がエポキシ化天然ゴムを含むことが好ましい。

本発明のゴム組成物は、ゴム成分の１００質量部に対して、シリカを５〜１５０質量部の範囲内、およびシランカップリング剤を該シリカの含有量に対して１〜２０質量％の範囲内となるようにそれぞれ含有することが好ましい。

本発明はまた、上記のゴム組成物を用いてなる空気入りタイヤに関する。

本発明においては、生分解性脂肪族ポリエステルを配合したゴム組成物を用いることにより、グリップ性能を低下させることなく低燃費化の実現が可能で、かつ使用後には微生物によって分解され得る空気入りタイヤを得ることが可能となる。

本発明のゴム組成物は、天然ゴムおよび／またはジエン系ゴムを含むゴム成分の１００質量部に対して、生分解性脂肪族ポリエステルを０．５〜８０質量部の範囲内で含有する。本発明において、生分解性脂肪族ポリエステルとは、生体内または微生物の作用によって分解される脂肪族ポリエステルを意味する。

本発明のゴム組成物に配合される生分解性脂肪族ポリエステルは、特に、微生物の作用によって最終的に二酸化炭素と水とに分解され得るものであることが好ましい。この場合、使用後の空気入りタイヤをより容易に分解処理することが可能となる。

本発明のゴム組成物に配合される生分解性脂肪族ポリエステルは、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリアルキレンサクシネートから選択される１種以上であることが好ましい。これらの脂肪族ポリエステルは、微生物による生分解性に特に優れるとともに、これらの脂肪族ポリエステルを用いた場合、良好なグリップ性能の確保と低燃費化が可能である。

生分解性脂肪族ポリエステルは、天然ゴムおよび／またはジエン系ゴムを含むゴム成分の１００質量部に対して０．５〜８０質量部の範囲内で配合される。配合量が０．５質量部未満の場合、生分解性脂肪族ポリエステルを配合することによる燃費の低減効果および生分解性の向上効果が十分得られず、８０質量部を超える場合、生分解性脂肪族ポリエステルの分散性が悪化し、耐摩耗性が十分得られない。生分解性脂肪族ポリエステルの配合量は、１〜６０質量部の範囲内、さらに２〜５０質量部の範囲内とされることが特に好ましい。

本発明においては、生分解性脂肪族ポリエステルの重量平均分子量が５００〜８００，０００の範囲内であることが好ましい。重量平均分子量が５００以上である場合、物理的強度に優れるゴム組成物が得られる。一方８００，０００以下である場合、生分解性脂肪族ポリエステルをゴム組成物中に均一に分散させることができるため、耐摩耗性の低下が生じ難く、またタイヤの使用後においては、微生物による生分解を比較的短期間で進行させることができる。生分解性脂肪族ポリエステルの重量平均分子量は、さらに５００〜５００，０００の範囲内、さらに５００〜１００，０００の範囲内とされることが好ましい。

生分解性脂肪族ポリエステルのガラス転移温度（Ｔｇ）は、−７０℃〜３０℃の範囲内であることが好ましい。ガラス転移温度が−７０℃以上である場合転がり抵抗特性や耐摩耗性が良好であり、３０℃以下である場合グリップ性能が良好であるとともに、ゴム成分との相溶性にも優れる。該ガラス転移温度は、さらに−６０℃〜２０℃の範囲内であることが好ましい。

生分解性脂肪族ポリエステルの分子構造、およびゴム組成物中の該生分解性脂肪族ポリエステルの含有量は、核磁気共鳴装置（ＮＭＲ）や赤外線吸収スペクトル等、重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフ（ＧＰＣ）等、ガラス転移温度は示差走査熱量分析装置等をそれぞれ用いて評価可能である。

本発明において使用される生分解性脂肪族ポリエステルの好ましい例としては、微生物産生系では、ポリヒドロキシブチレートとして、三菱ガス化学社製の「ビオグリーン」等が挙げられる。また、化学合成系では、ポリ乳酸として、カーギル−ダウ社製の「ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ」、三井化学社製の「レイシア」、カネボウ合繊社製の「ラクトロン」、大日本インキ化学工業社製の「プラメート」等、ポリカプロラクトンとして、ダウ社製の「ＴＯＮＥ」、ダイセル化学工業社製の「セルグリーンＰＨ」等、ポリ（カプロラクトン／ブチレンサクシネート）として、ダイセル化学工業社製の「セルグリーンＣＢＳ」等、ポリブチレンサクシネートとして、昭和高分子社製の「ビオノーレ」等、ポリ（ブチレンサクシネート／アジペート）として、昭和高分子社製の「ビオノーレ」、Ｉｒｅケミカル社製の「Ｅｎｐｏｌ」等、ポリ（ブチレンサクシネート／カーボネート）として、三菱ガス化学社製の「ユーペック」等、ポリ（エチレンテレフタレート／サクシネート）として、デュポン社製の「Ｂｉｏｍａｘ」等、ポリ（ブチレンアジペート／テレフタレート）として、ＢＡＳＦ社製の「Ｅｃｏｆｌｅｘ」、Ｉｒｅケミカル社製の「Ｅｎｐｏｌ」等、ポリ（テトラメチレンアジペート／テレフタレート）として、イーストマンケミカル社製の「Ｅａｓｔａｒｂｉｏ」等、ポリエチレンサクシネートとして、日本触媒社製の「ルナーレＳＥ」等が挙げられる。これらは、単独でも２種以上の組合せでも用いられ得る。

本発明のゴム成分は、天然ゴムおよび／またはジエン系ゴムを含む。ジエン系ゴムとしては、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、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）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム等が挙げられる。これらのゴムは、単独で用いても２種以上を組み合わせて用いても良い。

本発明のゴム成分は、アルコキシル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、グリシジル基、カルボニル基、エステル基、ヒドロキシ基、アミノ基、シラノール基から選ばれる少なくとも１種の官能基を含有する官能基含有天然ゴムおよび／または官能基含有ジエン系ゴムを含むことが好ましい。天然ゴムおよび／またはジエン系ゴムがこれらの官能基を含む場合、ゴム成分と生分解性脂肪族ポリエステルとの相溶性が向上するという効果が得られる。ゴム成分がエポキシ化天然ゴムを含む場合、ゴム成分と生分解性脂肪族ポリエステルとの相溶性が特に良好になる点で好ましい。

アルコキシル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、グリシジル基、カルボニル基、エステル基、ヒドロキシ基、アミノ基、シラノール基から選ばれる少なくとも１種の官能基は、官能基含有天然ゴム中または官能基含有ジエン系ゴム中に１〜８０モル％の範囲内で含まれることが好ましい。官能基の含有量が１モル％以上であれば、ゴム成分と生分解性脂肪族ポリエステルとの相溶性の向上効果が良好に得られ、８０モル％以下であれば未加硫ゴム組成物の製造時の粘度上昇が抑えられ、加工性が良好となる。

天然ゴムおよび／またはジエン系ゴムにアルコキシル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、グリシジル基、カルボニル基、エステル基、ヒドロキシ基、アミノ基、シラノール基から選ばれる少なくとも１種の官能基を含有させる方法としては、たとえば、炭化水素溶媒中で、有機リチウム開始剤を用いて重合されたスチレン−ブタジエン共重合体の重合末端に官能基を導入する方法や、天然ゴムあるいはジエン系ゴムをクロルヒドリン法、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、過酸法等の方法によりエポキシ化する方法等が挙げられる。

また、本発明においては、ゴム成分の１００質量部に対して、シリカを５〜１５０質量部の範囲内、およびシランカップリング剤を該シリカの含有量に対して１〜２０質量％の範囲内となるようにそれぞれ含有することが好ましい。シリカの配合量が５質量部以上である場合、走行時のタイヤの発熱が低減されるとともに、良好なウエットグリップ性能と耐摩耗性とが得られる。また１５０質量部以下である場合、未加硫ゴム組成物の製造時の粘度上昇が抑えられること等によりゴム組成物の製造時の加工性、作業性が良好となる。シリカの含有量は、さらに１０〜１２０質量部の範囲内、さらに１５〜１００質量部の範囲内とされることが好ましい。

シリカとしては、従来ゴム補強用として慣用されているものが使用でき、たとえば乾式法シリカ、湿式法シリカ、コロイダルシリカ等の中から適宜選択して用いることができる。また、窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が１００〜３００ｍ²／ｇの範囲内、さらに１２０〜２８０ｍ²／ｇの範囲内であるものを用いることが好ましい。シリカのＮ₂ＳＡが１００ｍ²／ｇ以上である場合ゴム組成物に対する補強効果が大きい点で好ましく、３００ｍ²／ｇ以下である場合ゴム組成物中での該シリカの分散性が良好で、該ゴム組成物の発熱性の増大を防止できる点で好ましい。

本発明のゴム組成物には、好ましくはシランカップリング剤がさらに配合される。シリカの含有量に対してシランカップリング剤の含有量が１質量％以上である場合、シランカップリング剤の配合によるカップリング効果が十分得られる。また２０質量％より多くシランカップリング剤を配合してもコスト上昇の割にカップリング効果の上昇は少ない上、シランカップリング剤の含有量が過度に多い場合には、補強性、耐摩耗性がかえって低下する場合があるため、シリカの含有量に対するシランカップリング剤の含有量は２０質量％以下とされることが好ましい。該含有量は、２〜１５質量部の範囲内とされることが特に好ましい。

シランカップリング剤としては、従来からシリカ充填剤と併用される任意のシランカップリング剤を用いることができる。具体的には、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−メチルジエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−メチルジエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（４−メチルジエトキシシリルブチル）テトラスルフィド、ビス（３−メチルジメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−メチルジメトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス(４−メチルジ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、ビス（３−メチルジエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−メチルジエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（４−メチルジエトキシプロピル）ジスルフィド、ビス（３−メチルジメトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−メチルジメトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（４−メチルジメトキシシリルブチル）ジスルフィド、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、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、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等が挙げられる。

中でも、カップリング効果と製造コストとの両立の面で、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（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド等が特に好ましく用いられる。これらのシランカップリング剤は、単独で用いても２種以上を組み合わせて用いても良い。

本発明のゴム組成物には、上記のゴム成分、生分解性脂肪族ポリエステル、シリカ、シランカップリング剤の他、カーボンブラック等の充填剤や、軟化剤、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、老化防止剤、硫黄その他の加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、過酸化物、酸化亜鉛、ステアリン酸等、必要に応じた添加剤が適宜配合され得る。

カーボンブラックが配合される場合、該カーボンブラックの配合量は、ゴム成分１００質量部に対してたとえば１００質量部以下、さらに２０〜８０質量部の範囲内とされることが好ましい。カーボンブラックの配合量が１００質量部以下であればゴム組成物の調製時の分散性および作業性を悪化させる危険性が少ない。

カーボンブラックとしては、窒素吸着比表面積が、たとえば８０〜２８０ｍ²／ｇの範囲内、さらに１００〜２００ｍ²／ｇの範囲内に設定されたものが好ましく用いられる。窒素吸着比表面積が８０ｍ²／ｇ以上であれば該ゴム組成物がタイヤに使用された場合に良好なウエットグリップ性能および耐摩耗性が得られ、２８０ｍ²／ｇ以下であればゴム組成物を調製する際のカーボンブラックの分散性悪化によるゴム組成物の耐摩耗性の低下が防止される。

本発明のゴム組成物にはシランカップリング剤が配合されるが、用途に応じてその他のカップリング剤、たとえばアルミネート系カップリング剤、チタン系カップリング剤を併用することも可能である。

また、本発明のタイヤ用ゴム組成物には、さらに、クレー、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン等の無機充填剤を単独であるいは２種以上混合して用いることができる。

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エットグリップ性能を低下させる危険性が少ない。

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。

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−ｔ−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が挙げられる。

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が挙げられる。

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が挙げられる。

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が挙げられる。

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が挙げられる。

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などが挙げられる。

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が挙げられる。

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。

さらに、本発明のタイヤ用ゴム組成物には必要に応じて可塑剤を配合することができる。具体的には、ＤＭＰ（フタル酸ジメチル）、ＤＥＰ（フタル酸ジエチル）、ＤＨＰ（フタル酸ジヘプチル）、ＤＯＰ（フタル酸ジオクチル）、ＤＩＮＰ（フタル酸ジイソノニル）、ＤＩＤＰ（フタル酸ジイソデシル）、ＢＢＰ（フタル酸ブチルベンジル）、ＤＬＰ（フタル酸ジラウリル）、ＤＣＨＰ（フタル酸ジシクロヘキシル）、無水ヒドロフタル酸エステル、ＤＯＺ（アゼライン酸ジ−２−エチルヘキシル）、ＤＢＳ（セバシン酸ジブチル）、等が挙げられる。

本発明のタイヤ用ゴム組成物には、スコーチを防止または遅延させるためスコーチ防止剤として、たとえば無水フタル酸、サリチル酸、安息香酸などの有機酸、Ｎ−ニトロソジフェニルアミンなどのニトロソ化合物、Ｎ−シクロヘキシルチオフタルイミド等を使用することができる。

本発明のゴム組成物を用いてタイヤを製造する方法は特に限定されず、たとえば、本発明のゴム組成物を未加硫の段階で適用されるタイヤの部材の形状に合わせて押出加工し、タイヤ成型機によって加圧してタイヤを得る方法等、通常用いられる方法を採用することができる。

本発明のゴム組成物は、乗用車用、トラック・バス用、重機用等、種々のタイヤに対して好適に適用され得る。図１は、本発明に係る空気入りタイヤの右半分を示す断面図である。タイヤＴは、ビード部１とサイドウォール部２とトレッド部３とを有している。さらに、ビード部１にはビードコア４が埋設される。また、一方のビード部１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４を係止するカーカス５と、該カーカス５のクラウン部外側の２枚以上のベルトプライよりなるベルト層６とが配置されている。カーカス５とその折返し部５ａに囲まれる領域には、ビードコア４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７が配置される。本発明のゴム組成物は、空気入りタイヤの主としてトレッド部、サイドウォール部、カーカスプライやベルトプライに対して好適に使用され得る。

［実施例］
以下、実施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。

＜ゴム組成物の製造＞
表１に示す配合成分のうち硫黄、加硫促進剤を除く成分を、１．７リットルの密閉型ミキサーを用いて１３０〜１４０℃で５分間混練し、マスターバッチを得た。このマスターバッチに硫黄、加硫促進剤を添加し、８インチのオープンロールを用いて５０℃で５分間混練し、未加硫ゴム組成物を得た。これをさらに１７０℃で２０分間プレス加硫し、実施例および比較例のゴム組成物を得た。未加硫ゴム組成物および得られたゴム組成物につき、下記の特性評価を行なった。

＜加工性＞
未加硫ゴム組成物につき、ＪＩＳ Ｋ６３００に定められたムーニー粘度の測定法に従って１３０℃でムーニー粘度（ＭＬ１＋４）の測定を行ない、下式により定義されるムーニー粘度指数を算出した。ムーニー粘度指数が大きい程、ムーニー粘度が低く、加工性に優れている。
ムーニー粘度指数＝（比較例１のＭＬ（１＋４））／（各実施例または各比較例のＭＬ（１＋４））×１００
結果を表１に示す。

＜耐摩耗性＞
得られたゴム組成物について、ランボーン摩耗試験機にて、温度２０℃、スリップ率２０％、試験時間５分間の条件でランボーン摩耗量を測定し、各実施例および各比較例のゴム組成物の容積損失を計算し、下式により定義される摩耗指数を算出した。指数が大きい程耐摩耗性に優れる。
摩耗指数＝（比較例１の容積損失）／（各実施例または各比較例の容積損失）×１００
結果を表１に示す。

＜転がり抵抗特性＞
得られたゴム組成物について、粘弾性スペクトロメーター「ＶＥＳ」（岩本製作所製）を用いて、温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み２％の条件下で各実施例および各比較例のゴム組成物のｔａｎδを測定し、下式により定義される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特性が優れる。
転がり抵抗指数＝（比較例１のｔａｎδ）／（各実施例または各比較例のｔａｎδ）×１００
結果を表１に示す。

＜ウエットグリップ性能＞
得られたゴム組成物について、スタンレー社製のポータブルスキッドテスターを用い、ＡＳＴＭ Ｅ３０３−８３の方法に従ってウエットスキッドの測定を行ない、下式により定義されるウエットスキッド指数を算出した。ウエットスキッド指数が大きい程ウエットグリップ性能に優れる。
ウエットスキッド指数＝（各実施例または各比較例の測定値）／（比較例１の測定値）×１００
結果を表１に示す。

＜生分解性試験＞
（微生物の前培養）
下記に示す組成の培地を作製し、オートクレーブ内で、１２１℃で２０分間滅菌処理した後、滅菌済シャーレに２０ｍｌずつ分注して固化させ、培地プレートを得た。培地プレート上に、Ｃｅｒｉｐｏｒｉｏｐｓｉｓ ｓｕｂｖｅｒｍｉｓｐｏｒａ ＦＰ９００３１を一白金耳量植菌して、２８℃で７日間、前培養した。

前培養の培地
日水製薬（株）製ポテトデキストロース粉末：３９．０ｇ
蒸留水 ：１Ｌ
上記のポテトデキストロース粉末には、ポテト浸出液末４．０ｇ、ブドウ糖２０．０ｇ、寒天１５．０ｇが含まれる。

（ゴム組成物の分解実験）
前述の方法で調製した各実施例および各比較例のゴム組成物から、２０ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍのゴムシートをそれぞれ切り出し、分解実験用サンプルとした。海砂８０ｇ、蒸留水２０ｍｌ、木片１０ｇを加えたフラスコに該ゴムシートをそれぞれ３枚置き、下記に示す組成の培地を１０ｍｌ加えて、シリコン栓をした後、オートクレーブ内で、１２１℃で２０分間滅菌処理した。続いて、前述の前培養を経た培地プレートをコルクボーラーで打ち抜いて、直径約４ｍｍの円柱型の菌ペレットを作製し、滅菌処理後のフラスコ内の培地に該菌ペレットを５個ずつ植菌した。植菌したフラスコを恒温槽に入れ、２８℃、湿度７０％で１００日間静置してインキュベーションを行なった。

分解実験の培地
グルコース ：７００ｍｇ
コーンスティープリカー：７００ｍｇ
蒸留水 ：１００ｍｌ
インキュベーション終了後、フラスコ内からゴムシートを回収し、７０質量％エタノールで洗浄、乾燥後、該ゴムシートの質量を測定し、インキュベーション前の質量を１００％としたときの質量減少率（％）を算出した。結果を表１に示す。

注１：天然ゴムは、ＲＳＳ♯３である。
注２：エポキシ化天然ゴムは、Ｋｕｍｐｌａｎ Ｇｕｔｈｒｉｅ Ｂｅｒｈａｄ社（マレーシア）製の「ＥＮＲ−５０」（エポキシ化率：５０モル％）である。
注３：シリカは、デグッサ社製の「Ｕｌｔｒａｓｉｌ ＶＮ３」（Ｎ₂ＳＡ：２１０ｍ²／ｇ）である。
注４：シランカップリング剤は、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）（ｌの平均値：２．２）である。
注５：アロマオイルは、（株）ジャパンエナジー製の「ＪＯＭＯプロセスＸ１４０」である。
注６：ポリ乳酸は、三井化学（株）製の「レイシアＨ−１００Ｊ」（分子量：１７０，０００、Ｔｇ：５９℃）である。
注７：ポリブチレンサクシネートは、昭和高分子（株）製の「ビオノーレ♯１００３」（分子量：８３，０００、Ｔｇ：−３２℃）である。
注８：ポリカプロラクトンは、ダイセル化学工業（株）製の「セルグリーンＰＨ７」（分子量：１０，０００、Ｔｇ：−６０℃）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ＴＢＢＳは、大内新興化学工業（株）製の「ノクセラーＮＳ」（Ｎ−第三−ブチル−２−ベンゾチアジル・スルフェンアミド）である。
注１４：加硫促進剤ＤＰＧは、大内新興化学工業（株）製の「ノクセラーＤ」（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル・グアニジン）である。

表１に示す結果より、生分解性脂肪族ポリエステルを含有するゴム組成物を用いた実施例１〜５においては、生分解性脂肪族ポリエステルを含有しない比較例１および２と比べて、同等またはそれ以上のムーニー粘度指数および摩耗指数を維持しつつ、転がり抵抗指数およびウエットスキッド指数が向上している。よって、本発明のゴム組成物を用いることにより、加工性および耐摩耗性を維持しつつ、転がり抵抗特性の向上により低燃費化が可能で、さらにウエットグリップ性能が向上された空気入りタイヤを得ることができることが分かる。また、実施例１〜５においては、比較例１および２と比べて分解実験における質量減少率が高い傾向にあることから、本発明のゴム組成物は生分解性に優れていることが分かる。

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。

本発明においては、生分解性脂肪族ポリエステルを配合したゴム組成物を、たとえば空気入りタイヤのトレッド部、サイドウォール部、カーカスプライ、ベルトプライ等に対して用いることにより、グリップ性能を低下させることなく低燃費化の実現が可能で、かつ使用後には微生物によって分解され得る空気入りタイヤを得ることが可能となる。

本発明に係る空気入りタイヤの右半分を示す断面図である。

符号の説明

Ｔ タイヤ、１ ビード部、２ サイドウォール部、３ トレッド部、４ ビードコア、５ カーカス、５ａ 折返し部、６ ベルト層、７ ビードエーペックス。

Claims (8)

1. 天然ゴムおよび／またはジエン系ゴムを含むゴム成分の１００質量部に対して、生分解性脂肪族ポリエステルを０．５〜８０質量部の範囲内で含有するゴム組成物。
2. 前記生分解性脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリアルキレンサクシネートから選択される１種以上である、請求項１に記載のゴム組成物。
3. 前記生分解性脂肪族ポリエステルの重量平均分子量が５００〜８００，０００の範囲内である、請求項１に記載のゴム組成物。
4. 前記生分解性脂肪族ポリエステルのガラス転移温度が、−７０℃〜３０℃の範囲内である、請求項１に記載のゴム組成物。
5. 前記ゴム成分が、アルコキシル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、グリシジル基、カルボニル基、エステル基、ヒドロキシ基、アミノ基、シラノール基から選ばれる少なくとも１種の官能基を含有する官能基含有天然ゴムおよび／または官能基含有ジエン系ゴムを含む、請求項１に記載のゴム組成物。
6. 前記ゴム成分がエポキシ化天然ゴムを含む、請求項１に記載のゴム組成物。
7. 前記ゴム成分の１００質量部に対して、シリカを５〜１５０質量部の範囲内、およびシランカップリング剤を前記シリカの含有量に対して１〜２０質量％の範囲内となるようにそれぞれ含有する、請求項１に記載のゴム組成物。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のゴム組成物を用いてなる空気入りタイヤ。

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