JP2009007448A - トレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、転がり抵抗を悪化させることなく電気抵抗を低減することができ、かつ石油外資源を起源とする原料の含有量を高めたトレッド用ゴム組成物を提供することにある。
【解決手段】本発明のトレッド用ゴム組成物は、ゴム成分とポリピロールとを含み、該ゴム成分は、天然ゴム成分を80質量%以上含み、該ポリピロールは、担体に担持されることなく直接的に該ゴム成分中に配合されるものであって該ゴム成分100質量部に対して1質量部以上15質量部以下含まれることを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】本発明のトレッド用ゴム組成物は、ゴム成分とポリピロールとを含み、該ゴム成分は、天然ゴム成分を80質量%以上含み、該ポリピロールは、担体に担持されることなく直接的に該ゴム成分中に配合されるものであって該ゴム成分100質量部に対して1質量部以上15質量部以下含まれることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、空気入りタイヤのトレッド部に用いられるトレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤに関する。
転がり抵抗を低減させつつウェットグリップ性能を維持するために、空気入りタイヤのトレッド部にシリカを配合することが行なわれている。しかしながら、シリカを配合した場合、タイヤの電気抵抗が高くなり車両に静電気が蓄積することから、燃料補給時にスパークが発生することにより燃料に引火する等という問題が指摘されている。
このような問題を解決するために、トレッド表面にゴムセメントを塗布する技術や電気抵抗の低いゴムをトレッド内に埋設し、路面とタイヤとの電気抵抗を低減する技術等が提案されている(たとえば特許文献1)。しかしながら、より高度な安全性を追求するためにはさらに十分に電気抵抗を低下させることが望まれる。
そこで、このような要求に応えるためにトレッド部を構成するゴム成分に導電性のカーボンブラックを直接配合することにより電気抵抗を低減させることが考えられるが、このようなカーボンブラックは転がり抵抗を悪化させることが懸念される。
また、ゴム成分に導電性を付与する手段として、このようなカーボンブラックを配合する手段以外に、たとえば繊維、シリカ、カーボンブラック等を担体としてこの担体に導電性ポリマーを担持させた導電性材料をゴム成分に配合することが試みられている(特許文献2〜4)。しかしながら、このような担体に担持された導電性材料によってはゴム成分の電気抵抗を十分に低減できない場合がある。
一方、近年、環境問題が重視されるようになり、二酸化炭素の排出抑制の規制が強化され、また石油原料は有限であって供給量が年々減少する状況にある。このため、タイヤの製造においても石油資源に依存しない石油外資源を用いてなる原料の使用が望まれており、それに対応する提案もなされている(たとえば特許文献5)。
特許第2944908号公報
特開平10−036559号公報
特開平10−309905号公報
特開平11−049892号公報
特開2003−063206号公報
本発明は、上記のような現状に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、転がり抵抗を悪化させることなく電気抵抗を低減することができ、かつ石油外資源を起源とする原料の含有量を高めた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ことにある。
本発明のトレッド用ゴム組成物は、ゴム成分とポリピロールとを含み、該ゴム成分は、天然ゴム成分を80質量%以上含み、該ポリピロールは、担体に担持されることなく直接的に該ゴム成分中に配合されるものであって該ゴム成分100質量部に対して1質量部以上15質量部以下含まれることを特徴とする。
ここで、上記天然ゴム成分は、天然ゴムおよび変性天然ゴムからなる群より選ばれる1または2以上の成分からなるものであることが好ましく、上記ゴム成分はこのような天然ゴム成分のみからなることが好ましい。また、上記天然ゴム成分は、総エポキシ化率が0.05以上0.65以下であることが好ましい。
また、本発明の空気入りタイヤは、上記トレッド用ゴム組成物を用いて得られるトレッド部を備えるものである。
本発明のトレッド用ゴム組成物は、上記の通りの構成を有することにより、転がり抵抗を悪化させることなく(すなわち低燃費化を実現させつつ)電気抵抗を低減することができ安全性に優れたものであるとともに、石油外資源を起源とする原料の含有量を高めたことにより自然環境に配慮し将来の石油の供給量の減少に備えたものである。また、本発明の空気入りタイヤは、このようなトレッド用ゴム組成物を用いて得られるトレッド部を備えることにより、転がり抵抗を悪化させることなく電気抵抗を低減することができ安全性に優れたものであるとともに、石油外資源を起源とする原料の含有量を高めたことにより自然環境に配慮し将来の石油の供給量の減少に備えたものである。
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
<トレッド用ゴム組成物>
本発明のトレッド用ゴム組成物は、タイヤのトレッド部に用いられるものであり、ゴム成分とポリピロールとを含む。これらの成分を含む限り、本発明の効果が発揮される範囲内で他の成分を含むことができる。
<トレッド用ゴム組成物>
本発明のトレッド用ゴム組成物は、タイヤのトレッド部に用いられるものであり、ゴム成分とポリピロールとを含む。これらの成分を含む限り、本発明の効果が発揮される範囲内で他の成分を含むことができる。
なお、本発明でいうトレッド部とは、タイヤにおいて路面と直接接する部位をいい通常1層で形成されるが、このトレッド部が2層以上に分かれて形成される場合は、路面に接する側の層(通常キャップトレッド部という)を示し、そのキャップトレッド部の下層に位置する(路面に接することのない内部層として存在する)ベーストレッド部は含まないものとする。
<ゴム成分>
上記ゴム成分は、天然ゴム成分を80質量%以上含むものである。すなわち、石油外資源である天然ゴム成分をこのように高濃度で含有することにより、石油外資源を起源とする原料の含有量を高めたものである。したがって、天然ゴム成分の含有量は高くなればなる程好ましいため、その上限は規定されず、このようなゴム成分は天然ゴム成分のみからなるものとすることも好ましい。しかし、後述のようにその他のゴム成分(たとえば合成ゴム)を20質量%以下含むこともできる。なお、天然ゴム成分が80質量%未満の場合には、上記のような自然環境に配慮した効果に乏しいものとなる。
上記ゴム成分は、天然ゴム成分を80質量%以上含むものである。すなわち、石油外資源である天然ゴム成分をこのように高濃度で含有することにより、石油外資源を起源とする原料の含有量を高めたものである。したがって、天然ゴム成分の含有量は高くなればなる程好ましいため、その上限は規定されず、このようなゴム成分は天然ゴム成分のみからなるものとすることも好ましい。しかし、後述のようにその他のゴム成分(たとえば合成ゴム)を20質量%以下含むこともできる。なお、天然ゴム成分が80質量%未満の場合には、上記のような自然環境に配慮した効果に乏しいものとなる。
<天然ゴム成分>
上記天然ゴム成分は、天然ゴムおよび変性天然ゴムからなる群より選ばれる1または2以上の成分からなるものである。すなわち、本発明の天然ゴム成分は、天然ゴムのみを含んでいてもよいし、変性天然ゴムのみを含んでいてもよいし、または天然ゴムと変性天然ゴムとの両者を含んでいてもよい。また、これらの場合、天然ゴムは1または2以上の成分(すなわち1種のものを単独で用いてもよいし2種以上のものを組み合わせて)用いることもでき、また同様に、変性天然ゴムも1または2以上の成分(すなわち1種のものを単独で用いてもよいし2種以上のものを組み合わせて)用いることもできる。以下、各種別毎に説明する。
上記天然ゴム成分は、天然ゴムおよび変性天然ゴムからなる群より選ばれる1または2以上の成分からなるものである。すなわち、本発明の天然ゴム成分は、天然ゴムのみを含んでいてもよいし、変性天然ゴムのみを含んでいてもよいし、または天然ゴムと変性天然ゴムとの両者を含んでいてもよい。また、これらの場合、天然ゴムは1または2以上の成分(すなわち1種のものを単独で用いてもよいし2種以上のものを組み合わせて)用いることもでき、また同様に、変性天然ゴムも1または2以上の成分(すなわち1種のものを単独で用いてもよいし2種以上のものを組み合わせて)用いることもできる。以下、各種別毎に説明する。
<天然ゴム>
上記天然ゴムは、天然ゴムとして知られるものであればいずれのものも含まれ、原産地等は限定されない。このような天然ゴムは、シス1,4ポリイソプレンを主体として含むが、要求特性に応じてトランス1,4ポリイソプレンを含むこともできる。
上記天然ゴムは、天然ゴムとして知られるものであればいずれのものも含まれ、原産地等は限定されない。このような天然ゴムは、シス1,4ポリイソプレンを主体として含むが、要求特性に応じてトランス1,4ポリイソプレンを含むこともできる。
したがって、上記天然ゴムには、シス1,4ポリイソプレンを主体として含む天然ゴムの他、たとえば南米産アカテツ科のゴムの一種であるバラタ等、トランス1,4イソプレンを主体として含む天然ゴムも含まれる。本発明の天然ゴム成分は、このような天然ゴムを1種または2種以上(すなわち1成分または2成分以上)含むことができる。
<変性天然ゴム>
上記変性天然ゴムとは、上記のような天然ゴムを変性または精製したものである。たとえば、エポキシ化天然ゴム(ENR)、脱蛋白天然ゴム(DPNR)等が含まれる。本発明の天然ゴム成分は、このような変性天然ゴムを1種または2種以上(すなわち1成分または2成分以上)含むことができる。
上記変性天然ゴムとは、上記のような天然ゴムを変性または精製したものである。たとえば、エポキシ化天然ゴム(ENR)、脱蛋白天然ゴム(DPNR)等が含まれる。本発明の天然ゴム成分は、このような変性天然ゴムを1種または2種以上(すなわち1成分または2成分以上)含むことができる。
ここで、エポキシ化天然ゴムは、たとえばエポキシ化率が25%(ENR25)のものや50%(ENR50)のもの等を挙げることができるがこれらのみに限られるものではない。なお、上記においてエポキシ化率とは、ポリイソプレン骨格中の炭素間二重結合がエポキシ化されている比率(%)を示す。
また、天然ゴムをエポキシ化する方法は、従来公知の方法を採用することができる。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、過酸法等の方法を採用することができる。過酸法としては、たとえば天然ゴムに過酢酸や過ギ酸等の有機過酸を反応させる方法等がある。
上記変性天然ゴムは、このようなエポキシ化天然ゴムを1種または2種以上(すなわち1成分または2成分以上)含むことができる。
<総エポキシ化率>
本発明の天然ゴム成分は、総エポキシ化率が0.05以上0.65以下であることが好ましい。総エポキシ化率が0.05未満の場合、剛性、硬度、耐摩耗性に劣る場合があり、0.65を超えると硬度が過度に高くなり耐屈曲疲労性が低下する場合がある。このような総エポキシ化率は、より好ましくはその下限が0.1以上であり、その上限が0.6以下である。
本発明の天然ゴム成分は、総エポキシ化率が0.05以上0.65以下であることが好ましい。総エポキシ化率が0.05未満の場合、剛性、硬度、耐摩耗性に劣る場合があり、0.65を超えると硬度が過度に高くなり耐屈曲疲労性が低下する場合がある。このような総エポキシ化率は、より好ましくはその下限が0.1以上であり、その上限が0.6以下である。
ここで、本発明における総エポキシ化率とは、以下の式で示されるものとする。
総エポキシ化率=A×B/C
上記式中Aは、天然ゴム成分100質量部に含まれるエポキシ化天然ゴムの質量部を示し、Bはそのエポキシ化天然ゴムのエポキシ化率を示し、Cは100質量部(天然ゴム成分の全量を100質量部とする)を示す。
総エポキシ化率=A×B/C
上記式中Aは、天然ゴム成分100質量部に含まれるエポキシ化天然ゴムの質量部を示し、Bはそのエポキシ化天然ゴムのエポキシ化率を示し、Cは100質量部(天然ゴム成分の全量を100質量部とする)を示す。
本発明においては、総エポキシ化率をこのように0.05以上0.65以下と規定することにより、剛性、硬度、耐摩耗性、耐屈曲疲労性等のゴム成分の諸特性が飛躍的に向上するとともに、ポリピロールを担体に担持することなく直接的にゴム成分中に配合してもポリピロールのブリードが生じないという極めて優れた効果を示すものとなる。総エポキシ化率が上記範囲外となると、ポリピロールがブリードし、十分な導電性が示されなくなるとともに、ゴム特性自体をも悪化させるという問題を誘起する傾向を示す。
<その他のゴム成分>
本発明のゴム成分は、上記の天然ゴム成分以外に次のような他のゴム成分(合成ゴム)を含むことができる。このような他のゴム成分としては、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)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、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挙げることができる。このような他のゴム成分は、1種または2種以上含むことができ、20質量%以下の範囲で上記天然ゴム成分と混合することができる。しかし、石油外資源の使用量を増加させるという観点からはこのような他のゴム成分の使用量は少量であればある程好ましい。
本発明のゴム成分は、上記の天然ゴム成分以外に次のような他のゴム成分(合成ゴム)を含むことができる。このような他のゴム成分としては、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)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、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挙げることができる。このような他のゴム成分は、1種または2種以上含むことができ、20質量%以下の範囲で上記天然ゴム成分と混合することができる。しかし、石油外資源の使用量を増加させるという観点からはこのような他のゴム成分の使用量は少量であればある程好ましい。
<ポリピロール>
上記ポリピロールは、担体に担持されることなく直接的に上記ゴム成分中に配合されるものであって上記ゴム成分100質量部に対して1質量部以上15質量部以下含まれる。このように本発明では、導電性物質としてポリピロールを使用し、かつ該ポリピロールを担体に担持することなく直接的に上記ゴム成分中に配合することにより導電性を付与したこと(すなわち電気抵抗を十分に低減したこと)に特徴を有する。これにより、導電性のカーボンブラックを用いた場合に問題となる転がり抵抗の悪化を防止することができるとともに、担体に担持させることなく直接的に配合していることから電気抵抗を十分に低減させることができ、しかもポリピロールとして骨粉等を原料とするものを用いれば石油外資源の使用割合を増加させることに資するものともなる。なお、上記転がり抵抗の悪化の防止効果は、上記のような総エポキシ化率を有する天然ゴム成分との併用により一層向上したものとなり、またそのような総エポキシ化率を有する天然ゴム成分の使用によりゴム成分からのブリードを防止したものである。
上記ポリピロールは、担体に担持されることなく直接的に上記ゴム成分中に配合されるものであって上記ゴム成分100質量部に対して1質量部以上15質量部以下含まれる。このように本発明では、導電性物質としてポリピロールを使用し、かつ該ポリピロールを担体に担持することなく直接的に上記ゴム成分中に配合することにより導電性を付与したこと(すなわち電気抵抗を十分に低減したこと)に特徴を有する。これにより、導電性のカーボンブラックを用いた場合に問題となる転がり抵抗の悪化を防止することができるとともに、担体に担持させることなく直接的に配合していることから電気抵抗を十分に低減させることができ、しかもポリピロールとして骨粉等を原料とするものを用いれば石油外資源の使用割合を増加させることに資するものともなる。なお、上記転がり抵抗の悪化の防止効果は、上記のような総エポキシ化率を有する天然ゴム成分との併用により一層向上したものとなり、またそのような総エポキシ化率を有する天然ゴム成分の使用によりゴム成分からのブリードを防止したものである。
ポリピロールの配合量が1質量部未満の場合、十分な導電性を確保することができない。一方、その配合量が15質量部を超えると、大幅に転がり抵抗が悪化する。ポリピロールの配合量は、より好ましくは上記ゴム成分100質量部に対してその下限が2質量部以上、さらに好ましくは3質量部以上であり、その上限が12質量部以下、さらに好ましくは10質量部以下である。
なお、本発明においてポリピロールが「担体に担持されることなく直接的にゴム成分中に配合される」とは、たとえば繊維、シリカ、カーボンブラック等を担体としてこの担体にポリピロールを担持させたり含有させたり、あるいはその担体表面をポリピロールで被覆したりした状態(すなわちこのような状態を担体に担持した状態と呼ぶものとする)でゴム成分中に配合するのではなく、ポリピロールをそのような担体に担持しない状態(すなわち単体の状態)でゴム成分中に配合することをいうものとする。
このようなポリピロールは、構成単位をピロールとする単独重合体であって、100000以上300000以下の重量平均分子量(MW)を有していることが好ましく、より好ましくはその下限が150000以上、その上限が250000以下である。その重量平均分子量が100000未満の場合、導電性を発揮することができないことがあり、300000を超えると加工性が悪化する場合がある。
本発明のトレッド用ゴム組成物は、このようなポリピロールを1種または2種以上含むことができる。
<その他の成分>
本発明のトレッド用ゴム組成物は、上記のゴム成分とポリピロールとを含む限り、他の成分を含んでいても差し支えない。このような他の成分としては、たとえば白色充填剤、シランカップリング剤、加硫剤(硫黄)、加硫促進剤、加硫助剤、架橋剤、架橋促進剤、老化防止剤、充填剤、ワックス、軟化剤、可塑剤、カップリング剤等、タイヤ用または一般のゴム組成物用に配合される従来公知の各種配合剤または添加剤を従来公知の配合量で配合することができる。
本発明のトレッド用ゴム組成物は、上記のゴム成分とポリピロールとを含む限り、他の成分を含んでいても差し支えない。このような他の成分としては、たとえば白色充填剤、シランカップリング剤、加硫剤(硫黄)、加硫促進剤、加硫助剤、架橋剤、架橋促進剤、老化防止剤、充填剤、ワックス、軟化剤、可塑剤、カップリング剤等、タイヤ用または一般のゴム組成物用に配合される従来公知の各種配合剤または添加剤を従来公知の配合量で配合することができる。
本発明のトレッド用ゴム組成物は、上記のような他の成分の中でも特に白色充填剤(便宜上白色という用語を用いるが色彩としての白色の程度を厳密に規定するものではない)を含むことが好ましい。このような白色充填剤は、ゴム成分に対する補強剤としての作用を示すものであり、たとえばシリカ、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、酸化チタン等を挙げることができる。これらの白色充填剤の中でも、特にシリカを用いることが好ましい(白色充填剤は1種または2種以上のものを用いることができるが、シリカ以外の白色充填剤を用いる場合であってもシリカを併用することが好ましい)。このようにシリカを用いることにより、導電性、補強性、転がり抵抗のそれぞれをバランスよく向上させることができるからである。特に導電性物質としてのポリピロールとこのシリカを併用することにより、ゴム成分に対する補強性が飛躍的に向上したものとなる。
このようなシリカのBET比表面積は、100m2/g以上が好ましく、125m2/g以上がより好ましい。シリカのBET比表面積が100m2/g未満では、上記のような性能が十分に発揮できない傾向にある。また、シリカのBET比表面積は、250m2/g以下が好ましく、210m2/g以下がより好ましい。シリカのBET比表面積が250m2/gを超えると、加工性が悪化する傾向にある。
なお、このような白色充填剤は、上記ゴム成分100質量部に対して5質量部以上80質量部以下用いることが好ましい。
また、上記のような白色充填剤は、シランカップリング剤とともに用いることが好ましい。このようにシランカップリング剤を併用することによりゴム成分に対する補強作用をさらに向上させることができる。このような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いずれも使用でき特に限定されない。シランカップリング剤としては、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。
このようなシランカップリング剤の配合量は、白色充填剤に対して1質量%以上20質量%以下とすることが好ましい。シランカップリング剤の配合量が1質量%未満の場合、シランカップリング剤の併用による上記のような効果を得ることができない場合がある。一方、その配合量が20質量%を超えても更なる効果の向上を期待することができず、経済的に不利となる。分散効果およびカップリング効果を考慮すると、その配合量は2質量%以上15質量%以下とすることがより好ましい。
<空気入りタイヤ>
本発明の空気入りタイヤは、上記トレッド用ゴム組成物を用いて得られるトレッド部を備えたものである。すなわち、本発明の空気入りタイヤは、このようなトレッド部を備える限り、従来公知のいかなる構造を有する空気入りタイヤをも含むものである。
本発明の空気入りタイヤは、上記トレッド用ゴム組成物を用いて得られるトレッド部を備えたものである。すなわち、本発明の空気入りタイヤは、このようなトレッド部を備える限り、従来公知のいかなる構造を有する空気入りタイヤをも含むものである。
このような空気入りタイヤ1は、たとえば図1に示されるように、トレッド部2と、そのトレッド部2に対してタイヤ側面方向において隣接する一対のウィング部10と、その各ウィング部10に接してタイヤ半径方向内方に延びるサイドウォール部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。
本発明のトレッド用ゴム組成物は、上記トレッド部2に使用されるものである。
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、上記構成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、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、上記構成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、このようなトレッド用ゴム組成物を用いて得られるトレッド部を備えることにより、転がり抵抗を悪化させることなく電気抵抗を低減することができ安全性に優れたものであるとともに、石油外資源を起源とする原料の含有量を高めたことにより自然環境に配慮し将来の石油の供給量の減少に備えたものである。
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。
<実施例1〜4および比較例1〜2>
<トレッド用ゴム組成物の作製>
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、加硫促進剤NS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150℃で5分間混練りした。ついで、得られた混練り物に硫黄、加硫促進剤NSを表1に示す配合量で加えた後、2軸オープンロールを用いて、80℃で5分間混練りし、実施例1〜4および比較例1〜2の混練り状態のトレッド用ゴム組成物を得た。
<トレッド用ゴム組成物の作製>
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、加硫促進剤NS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150℃で5分間混練りした。ついで、得られた混練り物に硫黄、加硫促進剤NSを表1に示す配合量で加えた後、2軸オープンロールを用いて、80℃で5分間混練りし、実施例1〜4および比較例1〜2の混練り状態のトレッド用ゴム組成物を得た。
表1中、実施例および比較例で使用した各種配合成分の詳細は以下のとおりである。
(1)ゴム成分:天然ゴム(テックビーハング社製の「KR7」)50質量部とエポキシ化天然ゴム(マレーシアゴム局社製の「ENR25」(エポキシ化率:25%))50質量部とからなるゴム成分。すなわち、当該ゴム成分は、総エポキシ化率が0.125である天然ゴム成分のみからなるものである(天然ゴム成分の含有率:100質量%)。
(2)ポリピロール:ティーエーケミカル社製(重量平均分子量(MW):200000)。担体に担持することなく直接的に上記ゴム成分中に配合。
(3)シリカ:BETが210m2/gのデグッサ社製の「ウルトラジルVN3」。
(4)シランカップリング剤:デグッサ社製の「Si266」。
(5)ワックス:大内新興化学工業社製の「サンノックワックス」。
(6)老化防止剤:大内新興化学工業社製の「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)。
(7)ステアリン酸:日本油脂社製。加硫助剤として作用する。
(8)酸化亜鉛:三井金属鉱業社製の「亜鉛華1号」。加硫助剤として作用する。
(9)硫黄:鶴見化学社製の粉末硫黄。
(10)加硫促進剤NS:大内新興化学工業社製の「ノクセラーNS」。
(1)ゴム成分:天然ゴム(テックビーハング社製の「KR7」)50質量部とエポキシ化天然ゴム(マレーシアゴム局社製の「ENR25」(エポキシ化率:25%))50質量部とからなるゴム成分。すなわち、当該ゴム成分は、総エポキシ化率が0.125である天然ゴム成分のみからなるものである(天然ゴム成分の含有率:100質量%)。
(2)ポリピロール:ティーエーケミカル社製(重量平均分子量(MW):200000)。担体に担持することなく直接的に上記ゴム成分中に配合。
(3)シリカ:BETが210m2/gのデグッサ社製の「ウルトラジルVN3」。
(4)シランカップリング剤:デグッサ社製の「Si266」。
(5)ワックス:大内新興化学工業社製の「サンノックワックス」。
(6)老化防止剤:大内新興化学工業社製の「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)。
(7)ステアリン酸:日本油脂社製。加硫助剤として作用する。
(8)酸化亜鉛:三井金属鉱業社製の「亜鉛華1号」。加硫助剤として作用する。
(9)硫黄:鶴見化学社製の粉末硫黄。
(10)加硫促進剤NS:大内新興化学工業社製の「ノクセラーNS」。
<性能評価>
そして、上記のようにして各個別に得られたトレッド用ゴム組成物を用いて以下の条件により性能を評価した。その結果を表1に示す。
そして、上記のようにして各個別に得られたトレッド用ゴム組成物を用いて以下の条件により性能を評価した。その結果を表1に示す。
<導電性の評価>
上記のトレッド用ゴム組成物を用いて、厚み2mmで15cm四方の試験片を作成した。そして、ADVANTEST社製の電気抵抗測定器R8340Aを用いて、この試験片の電気抵抗(体積固有抵抗値)を測定した。測定条件は、電圧500V、気温25℃、湿度50%とした。体積固有抵抗値(logΩcm)が小さいもの程、電気抵抗が低く導電性に優れていることを示す。
上記のトレッド用ゴム組成物を用いて、厚み2mmで15cm四方の試験片を作成した。そして、ADVANTEST社製の電気抵抗測定器R8340Aを用いて、この試験片の電気抵抗(体積固有抵抗値)を測定した。測定条件は、電圧500V、気温25℃、湿度50%とした。体積固有抵抗値(logΩcm)が小さいもの程、電気抵抗が低く導電性に優れていることを示す。
<転がり抵抗の評価(粘弾性試験)>
上記のトレッド用ゴム組成物を用いて、厚み2mmで15cm四方の試験片を作成した。そして、岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて、この試験片の転がり抵抗指標(tanδ)を測定した。測定条件は、周波数10Hz、動歪2%、温度60℃とした。tanδが小さいもの程、発熱性が低く転がり抵抗が小さいこと(すなわち良好であること)を示す。
上記のトレッド用ゴム組成物を用いて、厚み2mmで15cm四方の試験片を作成した。そして、岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて、この試験片の転がり抵抗指標(tanδ)を測定した。測定条件は、周波数10Hz、動歪2%、温度60℃とした。tanδが小さいもの程、発熱性が低く転がり抵抗が小さいこと(すなわち良好であること)を示す。
性能評価結果を示す表1より明らかなように、本発明の実施例のトレッド用ゴム組成物(すなわちゴム成分とポリピロールとを含み、該ゴム成分は、天然ゴム成分を80質量%以上含み、該ポリピロールは、担体に担持されることなく直接的に上記ゴム成分中に配合されるものであって該ゴム成分100質量部に対して1質量部以上15質量部以下含むもの)は、比較例1のトレッド用ゴム組成物に比し優れた導電性を有しており、また、比較例2のトレッド用ゴム組成物に比し良好な転がり抵抗を示した。
よって、本発明のトレッド用ゴム組成物およびそれを用いて得られるトレッド部を備える空気入りタイヤは、転がり抵抗を悪化させることなく電気抵抗を低減すること(すなわち良好な転がり抵抗と低い電気抵抗の両立)ができ安全性に優れたものであることは明らかであり、しかも表1の配合組成より、石油外資源を起源とする原料の含有量を高めたことにより自然環境に配慮し将来の石油の供給量の減少に備えたものであることは明らかである。
なお、上記の実施例においては、トレッド用ゴム組成物のゴム成分として上記のような総エポキシ化率を有する天然ゴムとエポキシ化天然ゴムとの混合物を用いたため、ポリピロールのブリードは確認されなかった。
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
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。
1 空気入りタイヤ、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、10 ウィング部。
Claims (5)
- ゴム成分とポリピロールとを含み、
前記ゴム成分は、天然ゴム成分を80質量%以上含み、
前記ポリピロールは、担体に担持されることなく直接的に前記ゴム成分中に配合されるものであって、前記ゴム成分100質量部に対して1質量部以上15質量部以下含まれるトレッド用ゴム組成物。 - 前記天然ゴム成分は、天然ゴムおよび変性天然ゴムからなる群より選ばれる1または2以上の成分からなる請求項1記載のトレッド用ゴム組成物。
- 前記ゴム成分は、前記天然ゴム成分のみからなる請求項1または2記載のトレッド用ゴム組成物。
- 前記天然ゴム成分は、総エポキシ化率が0.05以上0.65以下である請求項1〜3のいずれかに記載のトレッド用ゴム組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のトレッド用ゴム組成物を用いて得られるトレッド部を備える空気入りタイヤ。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007169037A JP2009007448A (ja) | 2007-06-27 | 2007-06-27 | トレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤ |
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JP (1) | JP2009007448A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016031832A1 (ja) * | 2014-08-25 | 2016-03-03 | 高周波粘弾性株式会社 | タイヤ、これを装着した乗り物、および交通制御システム |
-
2007
- 2007-06-27 JP JP2007169037A patent/JP2009007448A/ja not_active Withdrawn
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