JP2009001665A - 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、高剛性でヒステリシスロスが小さく、調製時の加工性にも優れるトレッド用ゴム組成物、およびこれを用いた、耐久性および転がり抵抗特性に優れる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【解決手段】ゴム成分１００質量部と、ＢＥＴ比表面積が１５０ｍ²／ｇ以下のシリカ２５〜６０質量部と、カーボンブラック５質量部以下とを含有し、ゴム成分が天然ゴムおよび変性天然ゴムの少なくともいずれかからな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に用いてなる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。

石油資源由来の原料の使用量を低減するとともに、走行時の発熱によるゴムのヒステリシスロス、具体的には損失正接（ｔａｎδ）、の増大に起因するタイヤの転がり抵抗の増大を抑制して低燃費化を図る目的で、充填剤の配合をカーボンブラックの多量添加からシリカの配合に置換えることも提案されている。シリカの配合によっても、耐久性が比較的良好なゴムを与えるゴム組成物を得ることができるが、シリカを配合すると、ゴム組成物の調製時に粘度上昇による加工性の低下という問題が生じ易くなる傾向がある。加工性の向上のために界面活性剤系のシリカ用加工助剤等を使用する方法もあるが、このような加工助剤は石油資源由来であるという問題がある。

シリカを配合したゴム組成物として、たとえば特許文献１には、天然ゴムからなるゴム成分１００質量部に対して、ＢＥＴ比表面積が１５０ｍ²／ｇ未満のシリカを３０質量部以上、ならびにカーボンブラックを５質量部以下含有するインナーライナー用ゴム組成物が提案されている。しかしこの技術はインナーライナーの転がり抵抗特性を向上させることを目的とするものであり、特許文献１にはトレッドゴムおよびこれに要求される性能については何ら考慮されていない。
特開２００６−２４９１４７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つつ、高剛性でヒステリシスロスが小さく、調製時の加工性にも優れるトレッド用ゴム組成物、およびこれを用いた、耐久性および転がり抵抗特性に優れ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、ゴム成分１００質量部と、ＢＥＴ比表面積が１５０ｍ²／ｇ以下のシリカ２５〜６０質量部と、カーボンブラック５質量部以下とを含有し、ゴム成分が天然ゴムおよび変性天然ゴムの少なくともいずれかからな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、変性天然ゴムがエポキシ化天然ゴムであることが好ましい。

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本発明のトレッド用ゴム組成物からなることができる。

本発明によれば、石油資源由来の原料の使用量を低減し、高剛性でヒステリシスロスが小さく、調製時の加工性にも優れるトレッド用ゴム組成物、およびこれを用いた、耐久性および転がり抵抗特性に優れる空気入りタイヤを提供することが可能となる。

本発明は、ゴム成分１００質量部と、ＢＥＴ比表面積が１５０ｍ²／ｇ以下のシリカ２５〜６０質量部と、カーボンブラック５質量部以下とを含有し、ゴム成分が天然ゴムおよび変性天然ゴムの少なくともいずれかからなるトレッド用ゴム組成物を提供する。

＜ゴム成分＞
本発明のトレッド用ゴム組成物において、ゴム成分は、天然ゴムおよび変性天然ゴムの少なくともいずれかからなる。

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。また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挙げることができる。天然ゴムおよび変性天然ゴムはそれぞれ１種でも２種以上の組合せであっても良い。

本発明においては、石油資源由来の原料の使用量の低減効果とゴム物性の確保とを容易に両立できる点で、上記変性天然ゴムがエポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）であることが好ましい。

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。

ここで、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）のエポキシ化率は、５モル％以上が好ましく、１０モル％以上がより好ましい。ここで、エポキシ化率とは、エポキシ化前の天然ゴム中の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）のエポキシ化率が５モル％未満の場合、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）のガラス転移温度が低いために、トレッド用ゴム組成物のゴム硬度が低く、該トレッド用ゴム組成物をトレッドゴムとして用いた空気入りタイヤの耐久性および耐疲労性が低下する傾向がある。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。エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）のエポキシ化率が６０モル％を超える場合、トレッド用ゴム組成物が硬くなり過ぎることによって機械強度が低下する傾向がある。

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

ゴム成分中の天然ゴム（ＮＲ）の含有率は、３０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３０質量％未満の場合、トレッド用ゴム組成物の機械強度が低くなる傾向がある。天然ゴム（ＮＲ）の該含有率は、４０質量％以上、さらに５０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）の含有率は、８０質量％以下であることが好ましい。天然ゴム（ＮＲ）の該含有率が８０質量％を超える場合、トレッド用ゴム組成物の耐摩耗性が低くなる傾向がある。天然ゴム（ＮＲ）の該含有率は、７０質量％以下、さらに６０質量％以下であることがより好ましい。

本発明において変性天然ゴムがエポキシ化天然ゴムである場合、ゴム成分中のエポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）の含有率は、２０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２０質量％未満の場合、耐摩耗性の改善効果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、２５質量％以上、さらに３０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、７０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７０質量％を超える場合、ゴム硬度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、６５質量％以下、さらに６０質量％以下であることがより好ましい。

なお、天然ゴム（ＮＲ）の一部または全部が脱蛋白天然ゴム（ＤＰＮＲ）であっても良く、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良い。

＜シリカ＞
本発明においては、ＢＥＴ比表面積が１５０ｍ²／ｇ以下であるシリカが配合される。ゴム組成物中にシリカを配合すると、ゴムの機械強度を向上させる補強剤としての効果や、ヒステリシスロスを低減する効果が得られる。また、シリカは石油外資源由来であるため、たとえばカーボンブラックなどの石油資源由来の補強剤を主な補強剤として配合する場合と比べて、ゴム組成物中の石油資源由来の原料の使用量を低減できる。しかし、シリカを配合する場合には、たとえばカーボンブラックなどを主な補強剤として配合する場合と比べてゴム組成物の製造時における未加硫ゴム組成物のムーニー粘度が上昇し易く、良好な加工性を確保することが難しい場合が多い。

本発明においては、シリカのＢＥＴ比表面積を１５０ｍ²／ｇ以下とすることによって、石油資源由来の原料の使用量を低減し、しかもトレッド用ゴム組成物の剛性、硬度および機械強度のような物理的特性を良好に維持しつつ、未加硫ゴム組成物のムーニー粘度を低減して加工性を向上させることができる。シリカのＢＥＴ比表面積は、１４０ｍ²／ｇ以下、さらに１３０ｍ²／ｇ以下とされることがより好ましい。

加工性の向上という点では、シリカのＢＥＴ比表面積は低い方が好ましいが、たとえばＢＥＴ比表面積が５０ｍ²／ｇ未満である場合、トレッド用ゴム組成物の硬度が低くなって機械強度が低下する傾向がある。よってシリカのＢＥＴ比表面積は５０ｍ²／ｇ以上であることが好ましく、８０ｍ²／ｇ以上、さらに１００ｍ²／ｇ以上であることがより好ましい。

なお、シリカは１種でも２種以上の組合せからなっても良く、２種以上のシリカが組み合される場合の上記ＢＥＴ比表面積はシリカ全体での数平均として求められる。

なお、本発明においては、上記のような特定のシリカを用いることによって加工性を向上させることができるため、たとえばシリカを配合する場合に通常用いられる石油資源由来の加工助剤の必要性を低減できるという効果も得られる。

シリカの配合量は、ゴム成分１００質量部に対して２５〜６０質量部の範囲内とされる。ゴム成分１００質量部に対するシリカの配合量が２５質量部未満である場合、シリカの配合による補強効果およびヒステリシスロスの低減効果を十分確保できず、６０質量部を超える場合、良好な加工性が得られない。シリカの該配合量は、３０質量部以上がより好ましく、３５質量部以上がさらに好ましい。またシリカの該配合量は、５０質量部以下がより好ましく、４５質量部以下がさらに好ましい。

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）などを例示できる。

＜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。

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。

シリカの配合量を１００質量％としたときのシランカップリング剤の配合量は、２質量％以上であることが好ましく、３質量％以上がより好ましい。シランカップリング剤の該配合量が２質量％未満である場合、機械強度が低下する傾向にある。また、シランカップリング剤の該配合量は、２０質量％以下であることが好ましく、１８質量％以下がより好ましい。該配合量が２０質量％を超えると、配合量を増やしても加工性の顕著な改善は望めない一方、コストが上昇してしまい経済的ではない。また、シランカップリング剤の該配合量が２０質量％を超えると、機械強度が低下する傾向にある。

＜カーボンブラック＞
本発明のトレッド用ゴム組成物は、補強剤としてカーボンブラックを５質量部以下で含有する。カーボンブラックを配合することによって、トレッド用ゴム組成物に良好な機械強度が付与されるが、カーボンブラックは一般に石油資源由来である。ゴム成分１００質量部に対するカーボンブラックの配合量が５質量部を超えると、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他、転がり抵抗を低減して低燃費性の空気入りタイヤを得るために必要なトレッド用ゴム組成物のヒステリシスロスの低減、具体的にはｔａｎδの低減、を十分な程度に実現することが困難である。カーボンブラックの該配合量は、さらに４質量部以下、さらに３質量部以下であることが好ましい。一方、良好な機械強度と調製時の良好な加工性とを両立させる点では、カーボンブラックの配合量が、ゴム成分１００質量部に対して１質量部以上、さらに１.５質量部以上、さらに２質量部以上であることが好ましい。

カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は７０〜１２０ｍｌ／１００ｇの範囲内であることが好ましい。カーボンブラックのＤＢＰ吸油量が７０ｍｌ／１００ｇ未満である場合、補強効果が小さくなる傾向があり、１２０ｍｌ／１００ｇを超える場合、トレッド用ゴム組成物の調製時の加工性が低下する傾向がある。カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、さらに７５ｍｌ／１００ｇ以上、さらに８０ｍｌ／１００ｇ以上であることがより好ましく、また、さらに１１５ｍｌ／１００ｇ以下、さらに１００ｍｌ／１００ｇ以下であることがより好ましい。

カーボンブラックの好ましい市販品としては、たとえば、昭和キャボネット製の「ショウブラックＮ２２０」などを例示できる。

＜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、硬化レジン、ワックス、老化防止剤などを配合しても良い。

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。

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、ステアリン酸などを使用できる。
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、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良い。

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、石油資源由来の原料の使用量を低減しつつ、良好な耐久性の確保と転がり抵抗の低減と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が付与されることができる。

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、良好な耐久性と転がり抵抗特性と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１，２および比較例１，２＞
表１に示す配合処方に従い、神戸製鋼所（株）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充填率が５８％になるように充填し、回転数８０ｒｐｍで１４０℃に到達するまで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、各実施例および各比較例に係る配合の未加硫ゴム組成物を得た。

（ムーニー粘度指数）
ＪＩＳ Ｋ６３００に準じて、１３０℃で未加硫ゴム組成物のムーニー粘度を測定し、比較例１のムーニー粘度を１００として、下記の計算式、
ムーニー粘度指数＝（比較例１のムーニー粘度）÷（各実施例および各比較例のムーニー粘度）×１００
により指数表示した。指数が大きいほど粘度が低く、加工が容易であることを示す。

（未加硫ゴムシートの加工性）
未加硫ゴム組成物を用い、ロールにて厚み１．０ｍｍの未加硫ゴムシートを押出し、目視にて未加硫ゴムシートの生地の状態を確認し、下記の基準で評価した。
Ａ：耳切れが発生せず、地肌に問題がなく、加工性が良好である。
Ｂ：耳切れおよび地肌の問題の少なくともいずれかが発生し、加工性が悪い。

（Ｅ*（複素弾性率）指数）
未加硫ゴム組成物を用い、ロールでのカレンダーにより、厚み２ｍｍの未加硫ゴムシートを押出し、１５０℃で３０分間加硫して、試験用ゴムシートを作製した。試験用ゴムシートから、打ち抜き機を用いて、幅４ｍｍ×長さ４０ｍｍの測定試料を作製した。該測定試料につき、粘弾性スペクトロメータ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Ｅ*を測定し、比較例１のＥ*を１００として、下記の計算式、
Ｅ*指数＝（各実施例または各比較例のＥ*）÷（比較例１のＥ*）×１００
により指数表示した。指数が大きいほどＥ＊（複素弾性率）が高く機械強度に優れることを示す。

（ｔａｎδ指数）
上記のＥ*（複素弾性率）の測定と同じ方法および条件で、各実施例および各比較例に係る試験用ゴムシートのｔａｎδを測定し、下記の計算式、
ｔａｎδ指数＝（比較例１のｔａｎδ）÷（各実施例または各比較例のｔａｎδ）×１００
により指数表示した。指数が大きいほどｔａｎδが低く、ヒステリシスロスが小さいため転がり抵抗特性が良好となる。

注１：天然ゴム（ＮＲ）は、ＴＳＲ２０である。
注２：カーボンブラックは、昭和キャボネット製の「ショウブラックＮ２２０」である。
注３：シリカＡは、デグッサ製のウルトラジルＶＮ３（ＢＥＴ：２１０ｍ²／ｇ）である。
注４：シリカＢは、デグッサ製のウルトラジルＶＮ２（ＢＥＴ：１２５ｍ²／ｇ）である。
注５：シランカップリング剤は、デグッサ社製の「Ｓｉ２６６」である。
注６：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７：ステアリン酸は、日本油脂（株）製の「ステアリン酸」である。
注８：酸化亜鉛は、三井金属鉱業（株）製の「亜鉛華１号」である。
注９：硫黄は、鶴見化学（株）製の「粉末硫黄」である。
注１０：加硫促進剤は、大内新興化学工業（株）製の「ノクセラーＮＳ」である。

表１に示す結果から、ＢＥＴ比表面積が大きいシリカを用いた比較例１においては未加硫ゴム組成物のムーニー粘度の上昇によって良好な加工性が得られず、シリカの含有量が少ない比較例２においては加硫後の試験用ゴムシートのＥ*が著しく低かった。

これに対し、シリカのＢＥＴ比表面積および配合量が本発明の範囲とされた実施例１，２においては、未加硫ゴム組成物のムーニー粘度が低く抑えられ良好な加工性が得られた。また実施例１，２においては、加硫後の試験用ゴムシートのＥ*が低下することなくｔａｎδが低い値を示した。以上の結果から、本発明によれば、高剛性でヒステリシスロスが小さく、かつ調製時の加工性が良好なトレッド用ゴム組成物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ゴムに好適に適用され、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、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、２ａ キャップトレッド部、２ｂ ベーストレッド部、３Ｇ サイドウォールゴム、４Ｇ クリンチゴム。

Claims (4)

1. ゴム成分１００質量部と、ＢＥＴ比表面積が１５０ｍ²／ｇ以下のシリカ２５〜６０質量部と、カーボンブラック５質量部以下と、を含有し、
   前記ゴム成分は、天然ゴムおよび変性天然ゴムの少なくともいずれかからなる、トレッド用ゴム組成物。
2. 前記変性天然ゴムがエポキシ化天然ゴムである、請求項１に記載のトレッド用ゴム組成物。
3. 請求項１または２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。
4. 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３に記載の空気入りタイヤ。

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