JP2011246563A

JP2011246563A - 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

Info

Publication number: JP2011246563A
Application number: JP2010120043A
Authority: JP
Inventors: Shunsuke Yamada; 俊介山田
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2011-12-08

Abstract

【課題】低い転がり抵抗性を付与できると共に加工性も向上した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を提供する。
【解決手段】スチレン−ブタジエン共重合体ゴムおよびポリブタジエンゴムからなるジエン系ゴム成分１００質量部に対し、ＢＥＴ比表面積が１００〜３００ｍ^２／ｇのシリカを３０〜１５０質量部および軟化点が３５℃以下のクマロン樹脂を１〜５０質量部配合してなることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物と、該タイヤ用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤ。
【選択図】図１

Description

本発明は、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に関するものであり、詳しくは、低い転がり抵抗性を付与できると共に加工性も向上した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に関するものである。

近年の環境意識の高まりに伴い、タイヤの特性として転がり抵抗性の低減が求められている。その手段として、タイヤ用ゴム組成物にシリカを配合することが知られている。しかし、この手段では組成物の粘度が上昇し、加工性が悪化するという問題点がある。そこで、組成物にオイルを多量配合し、粘度低減を行う方法があるが、オイルを多量配合すると転がり抵抗性が増大する傾向にある。
なお、下記特許文献１には、タイヤ用ゴム組成物にクマロン樹脂を配合する技術が開示されているが、特許文献１には、低い転がり抵抗性と加工性を両立する手段について何ら開示または示唆されていない。

特開平５−２１４１７０号公報

したがって本発明の目的は、低い転がり抵抗性を付与できると共に加工性も向上した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を提供することにある。

本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、特定の組成からなるジエン系ゴム成分に特定の特性を有するシリカを特定量配合し、かつ、特定の軟化点範囲を有するクマロン樹脂を特定量配合することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成することができた。
すなわち本発明は以下のとおりである。
１．スチレン−ブタジエン共重合体ゴムおよびポリブタジエンゴムからなるジエン系ゴム成分１００質量部に対し、ＢＥＴ比表面積が１００〜３００ｍ^２／ｇのシリカを３０〜１５０質量部および軟化点が３５℃以下のクマロン樹脂を１〜５０質量部配合してなることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
２．前記１に記載のタイヤ用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤ。

本発明によれば、特定の組成からなるジエン系ゴム成分に特定の特性を有するシリカを特定量配合し、かつ、特定の軟化点範囲を有するクマロン樹脂を特定量配合することにより、低い転がり抵抗性を付与できると共に加工性も向上した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を提供することができる。

空気入りタイヤの一例の部分断面図である。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。

図１は、乗用車用の空気入りタイヤの一例の部分断面図である。
図１において、空気入りタイヤは左右一対のビード部１およびサイドウォール２と、両サイドウォール２に連なるトレッド３からなり、ビード部１、１間に繊維コードが埋設されたカーカス層４が装架され、カーカス層４の端部がビードコア５およびビードフィラー６の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられている。トレッド３においては、カーカス層４の外側に、ベルト層７がタイヤ１周に亘って配置されている。また、ビード部１においてはリムに接する部分にリムクッション８が配置されている。
以下に説明する本発明のタイヤ用ゴム組成物は、上記のようなタイヤ用の各種部材に有用であり、とくにトレッド３に有用である。

（ジエン系ゴム）
本発明で使用されるジエン系ゴム成分は、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）およびブタジエンゴム（ＢＲ）からなる。なお、ＳＢＲおよびＢＲの分子量やミクロ構造はとくに制限されず、アミン、アミド、シリル、アルコキシシリル、カルボキシル、ヒドロキシル基等で末端変性されていても、エポキシ化されていてもよい。なお、本発明におけるジエン系ゴム成分は分子量（重量平均分子量）は２５万以上、さらに好ましくは３０〜２００万である。
ＳＢＲとＢＲの割合は、加工性の観点から、ジエン系ゴム成分全体を１００質量部としたときに、ＳＢＲが６０〜９０質量部、ＢＲが１０〜４０質量部であるのが好ましい。

（シリカ）
本発明で使用されるシリカは、ＢＥＴ比表面積（ＪＩＳＫ６４３０付属書Ｅに準拠して測定）が１００〜３００ｍ^２／ｇである必要がある。
ＢＥＴ比表面積が１００ｍ²／ｇ未満では、補強性が悪化し、逆に３００ｍ^２／ｇを超えると、タイヤ用ゴム組成物の加硫速度の遅延や、粘度上昇による加工性の悪化が大きく、好ましくない。
好ましいＢＥＴ比表面積は、１１０〜２７０ｍ²／ｇである。さらに好ましくは、１２０〜２５０ｍ²／ｇである。

（シランカップリング剤）
本発明では、シランカップリング剤を使用するのが好ましい。使用されるシランカップリング剤は、とくに制限されないが、含硫黄シランカップリング剤が好ましく、例えば３−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン、３−プロピオニルチオプロピルトリメトキシシラン、ビス−（３−ビストリエトキシシリルプロピル）−テトラスルフィド、ビス−（３−ビストリエトキシシリルプロピル）−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等が挙げられる。
シランカップリング剤の配合量は、前記シリカに対して２〜１５質量％が好ましく、５〜１０質量％がさらに好ましい。

（クマロン樹脂）
本発明で使用されるクマロン樹脂は、クマロン−インデン樹脂とも呼ばれ、スチレン、クマロン、インデン等の共重合体であり、商業的に入手可能である。なお本発明で使用されるクマロン樹脂は、軟化点が３５℃以下である必要がある。軟化点が３５℃を超えると本発明の効果を奏することができない。さらに好ましい軟化点は、０〜３０℃である。本発明でいう軟化点は、ＪＩＳＫ２２０７の環球法にしたがって測定することができる。

（充填剤）
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、上記シリカ以外に各種充填剤を配合することができる。充填剤としてはとくに制限されず、用途により適宜選択すればよいが、例えばカーボンブラック、無機充填剤等が挙げられる。無機充填剤としては、例えばクレー、タルク、炭酸カルシウム等を挙げることができる。中でもカーボンブラックが好ましい。

（タイヤ用ゴム組成物の配合割合）
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、前記ジエン系ゴム成分１００質量部に対し、ＢＥＴ比表面積が１００〜３００ｍ^２／ｇのシリカを３０〜１５０質量部および軟化点が３５℃以下のクマロン樹脂を１〜５０質量部配合してなることを特徴とする。
シリカの配合量が３０質量部未満であると、転がり抵抗性の低減が達成されない。逆に１５０質量部を超えると、ムーニー粘度が増加し加工が困難となるため好ましくない。
クマロン樹脂の配合量が１質量部未満であると、添加量が少な過ぎて本発明の効果を奏することができない。逆に５０質量部を超えると転がり抵抗性の低減が達成されない。

好ましい前記シリカの配合量は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対し、４０〜１２０質量部である。
好ましい前記クマロン樹脂の配合量は、ジエン系ゴム成分１００質量部に対し、５〜４０質量部である。

本発明のタイヤ用ゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。

また本発明のタイヤ用ゴム組成物は従来の空気入りタイヤの製造方法に従って空気入りタイヤを製造するのに使用することができる。

以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。

標準例、実施例１〜２および比較例１〜４
サンプルの調製
表１に示す配合（質量部）において、加硫系（加硫促進剤、硫黄）を除く成分を１．７リットルの密閉式バンバリーミキサーで５分間混練した後、ミキサー外に放出させて室温冷却した。続いて、該組成物を同バンバリーミキサーに再度入れ、加硫系を加えて混練し、タイヤ用ゴム組成物を得た。次に得られたタイヤ用ゴム組成物を所定の金型中で１６０℃で２０分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を調製した。得られた未加硫のタイヤ用ゴム組成物および加硫ゴム試験片について以下に示す試験法で物性を測定した。

ムーニー粘度：ＪＩＳＫ６３００に準拠し、１００℃におけるムーニー粘度を測定した。結果は、標準例を１００として指数で示した。指数が低いほど粘度が低く加工性が良好であることを示す。
ｔａｎδ（６０℃）：（株）東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪＝１０％、振幅＝±２％、周波数＝２０Ｈｚの条件下でｔａｎδ（６０℃）を測定し、この値をもって転がり抵抗性を評価した。結果は、標準例を１００として指数で示した。指数が低いほど、転がり抵抗性が低減され良好であることを示す。
結果を表１に併せて示す。

＊１：ＳＢＲ（日本ゼオン（株）製NS460）
＊２：ＢＲ（日本ゼオン（株）製Nipol BR1220）
＊３：ＮＲ（ＴＳＲ２０）
＊４：シリカ（エボニックデグッサジャパン（株）製ULTRASIL VN3GR、ＢＥＴ比表面積＝１７５m²/g）
＊５：シランカップリング剤（エボニックデグッサジャパン（株）製Ｓｉ６９）
＊６：カーボンブラック（キャボットジャパン（株）製ショウブラックＮ３３９）
＊７：酸化亜鉛（正同化学工業（株）製、酸化亜鉛３種）
＊８：ステアリン酸（日油(株)製ビーズステアリン酸ＹＲ）
＊９：オイル（昭和シェル石油（株）製エクストラクト４号Ｓ）
＊１０：クマロン樹脂−１（日塗化学（株）製ニットレジンクマロンＧ９０、軟化点＝９０℃）
＊１１：クマロン樹脂−２（Rutgers社製NovaaresC10、軟化点＝１０℃）
＊１２：硫黄（細井化学工業（株）製油処理硫黄）
＊１３：加硫促進剤−１（三新化学工業（株）製サンセラーＣＭ−Ｇ）
＊１４：加硫促進剤−２（ＦＬＥＸＳＹＳ社製PERKACIT DPG）

上記の表１から明らかなように、実施例１〜２で調製されたタイヤ用ゴム組成物は、特定の組成からなるジエン系ゴム成分に特定の特性を有するシリカを特定量配合し、かつ、特定の軟化点範囲を有するクマロン樹脂を特定量配合しているので、従来の代表的な標準例に対し、低い転がり抵抗性を付与できると共に加工性も向上している。
これに対し、比較例１は、クマロン樹脂の軟化点が本発明で規定する上限を超えているので、加工性が悪化した。また、転がり抵抗性の改善も見られなかった。
比較例２は、クマロン樹脂の配合量が本発明で規定する上限を超えているので、転がり抵抗性、加工性が共に悪化した。
比較例３は、ＢＲを配合していないので、転がり抵抗性が悪化した。
比較例４は、ＢＲの替わりにＮＲを使用した例であるので加工性が悪化した。

１ビード部
２サイドウォール
３トレッド
４カーカス層
５ビードコア
６ビードフィラー
７ベルト層
８リムクッション

Claims

スチレン−ブタジエン共重合体ゴムおよびポリブタジエンゴムからなるジエン系ゴム成分１００質量部に対し、ＢＥＴ比表面積が１００〜３００ｍ^２／ｇのシリカを３０〜１５０質量部および軟化点が３５℃以下のクマロン樹脂を１〜５０質量部配合してなることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤ。