JP5159186B2 - ビードフィラー用ゴム組成物およびそれを用いたビードフィラーを有するタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ビードフィラー用ゴム組成物およびそれを用いたビードフィラーを有するタイヤに関する。

タイヤのビードフィラーに使用されるゴム組成物は、剛性（Ｅ＊）を高く、転がり抵抗（ｔａｎδ）を低く、破断時伸び（ＥＢ（％））に優れる（操縦安定性、転がり抵抗特性および縁石ピンチカット性能に優れる）必要がある。

これらの要求を満足するために、ゴム成分に、カーボンブラック、ガラス短繊維などの無機短繊維および変性フェノール樹脂などの硬化性樹脂を配合させたビードフィラー用ゴム組成物（例えば、特許文献１参照）が知られている。そこで、ゴム組成物の補強効果を大きくし、ゴムの硬度を高く（剛性を高く）させる目的や、ゴム組成物の耐久性を上げるために、カーボンブラックなどの充填剤やフェノール樹脂の配合量を多くする必要がある。しかし、近年、タイヤの転がり抵抗を低減する市場ニーズや、低コスト化のための加工性の改善など、さまざまな改善の余地がある。

ところで、天然ゴムは、合成ゴムと比較して優れた生ゴム強度（グリーンストレングス）を有しており、加工性に優れている。また、加硫ゴムとしても機械的強度が高く、耐摩耗性に優れているため、トラック／バス用タイヤなど大型タイヤに多く使用されている。しかしながら、近年、省資源や炭酸ガス排出抑制の規制強化などの環境問題的観点より、大型タイヤの低燃費性が重要視されてきており、天然ゴムの優れた特性である耐摩耗性などを低下させることなく、低燃費性の向上が急務となっている。

また、天然ゴムは、天然ゴム中に存在している蛋白質や脂質などの非ゴム成分が起因となって分子同士が絡み合い、ゲル化がおこるとされている。ゲル化がおこるとゴムの粘度が上昇し、加工性が悪化するという欠点がある。一般的に、天然ゴムの加工性を改良するために、練りロール機や密閉式混合機で素練りし、分子量を下げるという方法が用いられているが、このような素練りは分子主鎖をランダムに切断してしまうため、燃費特性の悪化を引きおこす。一方、ゲル化の要因の一つとしてあげられている蛋白質を除去する方法が、ゲル化を抑制する方法として提案されている。

そこで、機械的特性を損ねることなく、低燃費性および加工性に優れたタイヤトレッド用ゴム組成物を得るために、ゴム成分に重量平均分子量が１４０万以上、チッ素含有率が０．１重量％以下である脱蛋白質天然ゴムを含有するタイヤトレッド用ゴム組成物が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−７２３１２号公報 特開２００５−４７９９３号公報

本発明は、操縦安定性、転がり抵抗特性および縁石ピンチカット性能をバランスよく向上させ（つまり、剛性（Ｅ＊）が高く、転がり抵抗（ｔａｎδ）が低く、破断時伸び（ＥＢ（％））に優れる）、さらにコストを抑えとゴム加工性を向上することができるビードフィラー用ゴム組成物およびそれを用いたビードフィラー用ゴム組成物を有するタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、蛋白質の指標としての総チッ素含有率が０．３重量％以下である脱蛋白天然ゴムを含むゴム成分を含有するビードフィラー用ゴム組成物に関する。

前記脱蛋白天然ゴムの総チッ素含有率は、０．１重量％以下であることが好ましい。

前記ゴム成分中の脱蛋白天然ゴムの含有率は、１０〜１００重量％であることが好ましい。

前記ゴム成分中の脱蛋白天然ゴムの含有率は、５０〜１００重量％であることが好ましい。

前記ゴム成分中の脱蛋白天然ゴムの含有率は１０〜８０重量％、天然ゴムの含有率は０〜７０重量％であり、スチレン−ブタジエンゴムの含有率は１０〜３０重量％であることが好ましい。

前記ビードフィラー用ゴム組成物において、ゴム成分１００重量部に対して、充填剤を４０〜９０重量部含有することが好ましい。

前記ビードフィラー用ゴム組成物において、充填剤はカーボンブラックであることが好ましい。

前記ビードフィラー用ゴム組成物において、充填剤中のシリカの含有率は、０〜４５重量％であることが好ましい。

また、本発明は、前記ビードフィラー用ゴム組成物を用いたビードフィラーを有するタイヤに関する。

本発明によれば、所定の脱蛋白天然ゴムを所定量含有することで、操縦安定性、転がり抵抗特性および縁石ピンチカット性能をバランスよく向上させ（つまり、剛性（Ｅ＊）が高く、転がり抵抗（ｔａｎδ）が低く、破断時伸び（ＥＢ（％））に優れる）、さらにコストを抑えとゴム加工性を向上することができるビードフィラー用ゴム組成物およびそれを用いたビードフィラー用ゴム組成物を有するタイヤを提供することができる。

本発明のビードフィラー用ゴム組成物は、所定の脱蛋白天然ゴム（以下、ＤＰＮＲということもある）を含むゴム成分を含有する。

図１は、本発明のビードフィラー８から構成されるタイヤ１の断面図を示したものである。

タイヤ１は、トレッドゴムからなるトレッド２と、その両端部からタイヤ半径方向内方に伸び、タイヤ外皮をなすサイドウォールゴムからなる一対のサイドウォール３と、各サイドウォール３の内方端に設けられたクリンチエイペックス４とを有し、この例では乗用車用のタイヤが示されている。

タイヤ１は、例えば各クリンチエイペックス４のビードコア５、ビードコア５間をトロイド状にまたがってのびているカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド２の内部に配されたトレッド補強コード層７とを含んで構成されている。

前記カーカス６は、例えばラジアル構造の１枚のカーカスプライから形成される。前記カーカスプライは、例えばビードコア５をまたがるトロイド状の本体部６ａと、その両側に連なりビードコア５の周りをタイヤ軸方向内側から外側に向けて折り返された一対の折返し部６ｂとを有する。

そして、ビードフィラーゴム８Ｇからなるビードフィラー８は、カーカスプライの本体部６ａと折返し部６ｂとの間で、ビードコア５から半径方向外側にのびるように配されている。

また、前記トレッド補強コード層７は、金属コードをタイヤ周方向に対して配列した２枚のベルトプライ（９Ａおよび９Ｂ）を重ねて構成したベルト９と、そのタイヤ半径方向外側に配されたタイヤ周方向にのびるコードを有したバンドプライからなるバンド１０とを含んで構成されている。なおバンド１０は、必要に応じて省略することもできる。

また、タイヤ１は、前記トレッド補強コード層７のタイヤ半径方向外側に、ベースゴム１１を介してトレッド２が配され、ベースゴム１１のタイヤ軸方向の両側縁は、前記サイドウォールに接続されている。

また、同タイヤ半径方向の内端は、金属製のリムＲに接触することができる。

本発明では、天然ゴム（ＮＲ）中に５〜１０重量％程度含まれ、ゲル化を引きおこす蛋白質を除去し、蛋白質の指標としての総チッ素含有率を０．３重量％以下にした脱蛋白天然ゴム（ＤＰＮＲ）をゴム成分の一部として配合することで、加工時のゴム粘度を下げ加工性を改善している。なお、天然ゴムを脱蛋白する処理としては、特開２００５−４７９９３号公報などに記載されている従来から公知の方法を採用することができる。また、脱蛋白するＮＲとしては、ＲＳＳ＃３やＴＳＲ２０など、従来から使用されるグレードのものを使用することができる。

本発明では、脱蛋白天然ゴムの蛋白質含有量の指標として総チッ素含有率を用いている。脱蛋白天然ゴムの総チッ素含有率は、ゲル化を引き起こさないという理由から、０．３重量％以下、好ましくは０．１重量％以下である。なお、脱蛋白天然ゴムの総チッ素含有率の下限値は低い方が好ましく、できればチッ素を含有しないことが望ましい。

脱蛋白天然ゴムの重量平均分子量は、生ゴム強度が高い点から、１４０万以上が好ましい。なお、脱蛋白天然ゴムの重量平均分子量の上限値はとくに制限はない。

また、脱蛋白天然ゴムはゲル分が減少した天然ゴムであり、トルエン不溶分として測定される脱蛋白天然ゴムのゲル含有率は、未加硫ゴムの粘度の上昇を抑制でき、加工性に優れる点から、１０重量％以下が好ましい。なお、脱蛋白天然ゴムのゲル含有率は低い方が好ましく、できればゲル分を含有しないことが望ましい。

ゴム成分中の脱蛋白天然ゴムの含有率は１０重量％以上、好ましくは５０重量％以上である。脱蛋白天然ゴムの含有率が１０重量％未満では、脱蛋白天然ゴムを配合することによる改善効果が小さくなるため好ましくない。また、ゴム成分中の脱蛋白天然ゴムの含有率の上限値は、とくに制限はなく、１００重量％でもよい。

本発明では、ゴム成分として、ＤＰＮＲ以外のゴム成分を使用する場合、ＤＰＮＲと併用するゴム成分としては、例えば、ＮＲ、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などがあげられるが、強度に優れる点から、ＮＲが好ましく、コスト面から物性を大きく劣化させない範囲で、ＳＢＲを用いることが好ましい。

ＮＲとしては、ＤＰＮＲに使用するＮＲと同様に、ＲＳＳ＃３やＴＳＲ２０など、従来から使用されるグレードのものを使用することができる。

ＮＲを含む場合、ゴム成分中のＮＲの含有率は、強度とコスト面のバランスに優れる点から、０〜７０重量％が好ましく、０〜３０重量％がより好ましい。

ＳＢＲとしては、とくに制限はなく、従来から使用される住友化学工業（株）製のＳＢＲ１５０２やＳＢＲ ＳＥ２１４８などを使用することができる。

ＳＢＲを含む場合、ゴム成分中のＳＢＲの含有率は、コストに優れる点から、１０〜３０重量％が好ましく、１５〜２５重量％がより好ましい。

本発明のビードフィラー用ゴム組成物は、ＤＰＮＲに加えて、充填剤、オイルおよび樹脂を含むことが好ましい。

充填剤としては、とくに制限はないが、従来から使用されるカーボンブラックやシリカがよく知られている。また、これら以外にも、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、アルミナ、水酸化アルミニウム、クレー、タルクなどもあげられる。なかでも、強度、加工性、コスト面という理由からカーボンブラックを使用することが好ましく、低転がり抵抗性という理由からシリカが好ましい。

充填剤としてカーボンブラックを配合する場合、カーボンブラックの配合量は、操縦安定性、コストに優れる点から、ゴム成分１００重量部に対して５０〜９０重量部が好ましく、８０〜９０重量部がより好ましい。

充填剤としてシリカを配合する場合、シリカの配合量は、低転がり抵抗性に優れる点から、ゴム成分１００重量部に対して５〜３０重量部が好ましく、１５〜３０重量部がより好ましい。

充填剤としてシリカを配合する場合、充填剤中のシリカの含有率は、低転がり抵抗性と加工性とのバランスに優れる点から、７〜４３重量％が好ましく、７〜２９重量％がより好ましい。

本発明では、充填剤としてシリカを使用する場合、シランカップリング剤を含有することが好ましい。本発明で好適に使用できるシランカップリング剤は、従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤とすることができる。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−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等のスルフィド系、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等のメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニル系、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、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン等のグリシドキシ系、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等のニトロ系、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等のクロロ系等があげられる。カップリング剤添加効果とコストの両立からビス（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、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が好適に用いられる。これらシランカップリング剤は１種、または２種以上組み合わせて用いてもよい。

シランカップリング剤の配合量は、適正なコストでカップリング効果が得られ、より一層良好な補強性や耐摩耗性が達成できる点から、シリカ１００重量部に対して０．５〜１．３重量部が好ましく、０．７〜１．１重量部がより好ましい。

オイルとしては、プロセスオイル、植物油脂、動物油脂などがあげられる。

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があげられる。

植物油としては、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、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、桐油などがあげられる。

動物油脂としては、オレイルアルコール、魚油、牛脂などがあげられる。

なかでも、耐久性とコスト面に優れる点から、プロセスオイルが好ましく、芳香族系プロセスオイルがより好ましい。

オイルの配合量は、硬度（Ｈｓ）を維持して、操縦安定性に優れる点から、ゴム成分１００重量部に対して０〜５重量部が好ましく、１〜３重量部がより好ましい。

樹脂（レジン）としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂などがあげられる。

フェノール樹脂としては、住友デュレツ（株）製のスミライトレジンＰＲ１２６８６などがあげられる。

なかでも、安価で、耐熱性および耐水性に優れる点から、フェノール樹脂が好ましい。

樹脂（レジン）の配合量は、ゴムの硬度（Ｈｓ）のバランスに優れる点から、ゴム成分１００重量部に対して０．１〜３０重量部が好ましく、１５〜２５重量部がより好ましい。

本発明のビードフィラー用ゴム組成物は、前記ゴム成分、充填剤、シランカップリング剤、オイルおよび樹脂（レジン）以外にも、従来からタイヤ工業において使用される配合剤、例えば、ワックス、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合することができる。

本発明のビードフィラー用ゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記ゴム成分、必要に応じてその他の配合剤を混練りし、その後加硫することにより、本発明のビードフィラー用ゴム組成物を製造することができる。

ここで、ビードフィラー８は、ビードフィラーを有するタイヤの部分断面図である図１に示すように、カーカスプライの６ａおよび６ｂとの間で、ビードコア５から半径方向外側にのびるように配されるゴム部であり、タイヤをリム部に保持する役割、ビード部の耐久性を維持する役割や操縦安定性を維持する役割がある。

本発明のビードフィラー用ゴム組成物は、硬度（Ｈｓ）が高いという理由から、タイヤ部材のなかでもビードフィラーとして使用するものである。

本発明のタイヤは、本発明のビードフィラー用ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。すなわち、必要に応じて前記配合剤を配合した本発明のゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤのビードフィラーの形状にあわせて押出し加工し、タイヤ成型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してタイヤを製造する。

実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

以下、実施例、参考例および比較例で使用した各種市販薬品について説明する。
天然ゴム（ＮＲ）：一般的なＲＳＳ＃３グレード（ハイアンモニア天然ゴムラテックス）
０．３％−ＤＰＮＲ：以下の脱蛋白天然ゴムの調製に従い調製した。
０．１％−ＤＰＮＲ：以下の脱蛋白天然ゴムの調製に従い調製した。
スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）：住友化学工業（株）製のＳＢＲ１５０２
カーボンブラック：東海カーボン（株）製のシーストＮ
シリカ：デグサ製のＶＮ３
シランカップリング剤：デグサのＳｉ−６９
樹脂：住友デュレツ（株）製のＰＲ１２６８６（変性フェノール樹脂混合物）
アロマオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＰ５２３
ステアリン酸：日本油脂（株）製の桐
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
硫黄：日本乾留工業（株）製のセミサルファー
加硫促進剤（１）：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ−Ｐ
加硫促進剤（２）：三新化学工業（株）製のサンセラーＨ

下記に示す方法により脱蛋白天然ゴムを作製し、各々分析を行なった。

（脱蛋白天然ゴム（ＤＰＮＲ）の調製方法−１）
ソクテック社（マレーシア）製の高アンモニアタイプの天然ゴムラテックス（固形分６０．２％）１５０ｍｌをゴム固形分が１０％になるように２Ｌの蒸留水で希釈し、０．１２％のナフテン酸ソーダで安定化させ、リン酸二水素ナトリウムを添加してｐＨを９．２に調節した。ついで、脱蛋白酵素アルカラーゼ２．０Ｍ（ノボノルディスクバイオインダストリー（株））２．０ｇを１００ｍｌの蒸留水に分散させて、前記希釈天然ゴムラテックスに加えた。ラテックスのｐＨを再度９．２に調整した後、３７℃で２４時間維持して脱蛋白処理を行なった。脱蛋白処理を完了したラテックスに対して、陰イオン性界面活性剤ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム（花王（株）製のＫＰ４４０１）を１重量％の割合で添加し、１０，０００ｒｐｍで３０分間遠心分離を行なった。遠心分離後、上層に分離したクリーム状のゴム分を取り出し、さらに水で希釈することにより、ゴム固形分６０％の脱蛋白処理された脱蛋白質天然ゴムラテックスを得た。

得られた脱蛋白質天然ゴムラテックスをガラス板上にキャストし、室温で乾燥させた後、減圧下で乾燥させてポリマーを得た。得られたポリマーをガラス板上に流延し、室温で乾燥させた後、減圧下で乾燥させた。乾燥後、アセトンと２−ブタノンの混合溶媒（３：１）で抽出し、ホモポリマー等の不純物を除去し、０．３％−脱蛋白質天然ゴム（０．３％−ＤＰＮＲ）を得た。

（脱蛋白天然ゴム（ＤＰＮＲ）の調製方法−２）
脱蛋白天然ゴム（ＤＰＮＲ）の調製方法−１の調製方法において、脱蛋白酵素アルカラーゼ２．０Ｍを７．８ｇに代えた他は脱蛋白天然ゴム（ＤＰＮＲ）の調製方法−１の調製方法と同様にして脱蛋白質天然ゴムラテックスを得た。

得られた脱蛋白質天然ゴムラテックスをガラス板上にキャストし、室温で乾燥させた後、減圧下で乾燥させてポリマーを得た。得られたポリマーをガラス板上に流延し、室温で乾燥させた後、減圧下で乾燥させた。乾燥後、アセトンと２−ブタノンの混合溶媒（３：１）で抽出し、ホモポリマー等の不純物を除去し、０．１％−脱蛋白質天然ゴム（０．１％−ＤＰＮＲ）０．１％−ＤＰＮＲを得た。

（チッ素含有率）
ケルダール試験法によりチッ素含有率を測定した。

ＮＲ、０．３％−ＤＰＮＲおよび０．１％−ＤＰＮＲについての分析の結果を表１に示す。

実施例１５〜２０、参考例１〜１４および比較例１
（株）神戸製鋼所製の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各種材料を１５０℃排出で８分間混練りして混練り物を得た。その後、オープンロール上で、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を加えて８０℃の条件下で６分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。さらに、得られた未加硫ゴム組成物を１５０℃の条件下で３０分間プレス加硫することで、実施例１５〜２０、参考例１〜１４および比較例１のビードフィラー用ゴム組成物を得た。

（硬度（Ｈｓ）測定）
ＪＩＳ Ｋ ６２５３「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムの硬さ試験方法」の試験方法に準じて、タイプＡデュロメーターを用いて、２５℃における加硫ゴム組成物の硬度（Ｈｓ）を測定した。

（ゴム加工性）
ＪＩＳ Ｋ ６３００「未加硫ゴムの試験方法」に準じて、（株）島津製作所製のムーニー粘度試験機を用い、１分間の予熱によって熱せられた１３０℃の温度条件にて、小ローターを回転させ、４分間経過した時点での未加硫ゴム組成物のムーニー粘度を測定した。なお、ムーニー粘度が小さいほど、加工性に優れる。そして、基準配合（比較例１）のゴム加工性指数を１００とし、以下の計算式により、各配合のムーニー粘度をそれぞれ指数表示した。ゴム加工性指数が大きいほど、加工しやすく、加工性が優れていることを示す。
（ゴム加工性指数）＝（基準配合のムーニー粘度）
÷（各配合のムーニー粘度）×１００

（粘弾性試験）
（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターＶＥＳを用いて、初期歪み１０％、動歪み２％および振動周波数１０Ｈｚの条件下で７０℃におけるｔａｎδおよびＥ＊を測定した。なお、ｔａｎδが小さいほど転がり抵抗が小さく低燃費性に優れ、Ｅ＊が大きいほど剛性が高く操縦安定性が優れる。そして、基準配合（比較例１）の転がり抵抗指数および操縦安定性指数を１００とし、以下の計算式により、各配合のｔａｎδおよびＥ＊をそれぞれ指数表示した。転がり抵抗指数が大きいほど低燃費性に優れることを示し、操縦安定性指数が大きいほど剛性が高く、操縦安定性が優れることを示す。
（転がり抵抗指数）＝（比較例１のｔａｎδ）÷（各配合のｔａｎδ）×１００
（操縦安定性指数）＝（各配合のＥ＊）÷（比較例１のＥ＊）×１００

（引張試験）
前記加硫ゴム組成物からからなる３号ダンベル型試験片を用いて、ＪＩＳ Ｋ ６２５１「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準じて引張試験を実施し、破断時伸びＥＢ（％）を測定した。なお、ＥＢ（％）が大きいほど、縁石ピンチカット性能に優れる。そして、基準配合（比較例１）の破断時伸び指数を１００とし、以下の計算式により、各配合のＥＢ（％）をそれぞれ指数表示した。破断時伸び指数が大きいほど、縁石ピンチカット性能に優れることを示す。
（破断時伸び指数）＝（各配合のＥＢ（％））÷（比較例１のＥＢ（％））×１００

（コスト）
表２において、コストとは、原材料の単位重量当たりの価格のことである。そして、基準配合（比較例１）のコストをコスト指数１００とし、以下の計算式により、各配合のコストをそれぞれ指数表示した。
（コスト指数）＝（基準配合の単位重量価格）÷（各配合の単位重量価格）×１００

（トータル）
表２において、トータルとは、ゴム加工性指数、操縦安定指数、転がり抵抗指数、破断時伸び指数およびコスト指数の単純合計であり、大きいほど総合力に優れる。

上記評価結果を表２に示す。

参考例１のゴム組成物の評価結果からわかるように、０．３％−ＤＰＮＲを用いることで、硬度を高く維持し、転がり抵抗が小さく低燃費性に優れ、剛性が高く操縦安定性が優れ、ゴム加工性とも向上する。

参考例５のゴム組成物の評価結果からわかるように、０．３％−ＤＰＮＲをゴム成分中に１０重量％含むことで効果（硬度、低燃費性、操縦安定性、ゴム加工性）が現れ、参考例１〜５にあるように０．３％−ＤＰＮＲの含有率が高いほど、高い効果を得ることができる。

参考例１および２のゴム組成物の評価結果からわかるように、コストも考慮すると、０．３％−ＤＰＮＲをゴム成分中に６５重量％含むことが最適であるとわかる。つまり、０．３％−ＤＰＮＲのゴム成分中の含有率が大きいほど性能は向上するが、０．３％−ＤＰＮＲを多量に使用することで、０．３％−ＤＰＮＲを配合しないときよりもコストがかかる結果となることがわかる。

参考例６のゴム組成物の評価結果からわかるように、０．１％−ＤＰＮＲを用いることで、硬度を高く維持し、さらに転がり抵抗が小さく低燃費性に優れ、剛性が高く操縦安定性が優れ、ゴム加工性ともに、０．３％−ＤＰＮＲを使用したゴム組成物よりも向上することがわかる。しかし、参考例３および６のゴム組成物の評価結果からわかるように、０．１％−ＤＰＮＲは０．３％−ＤＰＮＲに比べて高価であるため、０．１％−ＤＰＮＲを用いることでコストが上がるという背反する結果となることがわかる。

参考例１、７〜１４のゴム組成物の評価結果からわかるように、充填剤を増やすと、硬度を高く維持し、剛性が高く操縦安定性が優れるが、燃費性（転がり抵抗）やゴム加工性の向上は見込めない結果となることがわかる。これら結果より、ゴム成分１００重量部に対して、充填剤の配合量は、好ましくは５５〜８５重量部、さらに好ましくは６０〜７５重量部であることがわかる。

参考例１、実施例１５〜２０のゴム組成物の評価結果からわかるように、カーボンの一部をシリカで置き換えることで、さらに低燃費性（転がり抵抗）を改善できることがわかる。ただし、シリカを増量すると、硬度が下がり、操縦安定性やゴム加工性の向上は見込めない結果となることがわかる。これら結果より、充填剤中のシリカの含有率は４３％以下が好ましく、２９％以下がより好ましく、７〜２２％の範囲がさらに好ましいことがわかる。

本発明のビードフィラーから構成されるタイヤの断面図を示したものである。

符号の説明

１ タイヤ
２ トレッド
３ サイドウォール
４ クリンチエイペックス
５ ビートコア
６ カーカス
６ａ カーカスプライの本体部
６ｂ カーカスプライの折返し部
７ コード層
８ ビードフィラー
８Ｇ ビードフィラーゴム
９ ベルト
９Ａ、９Ｂ ベルトプライ
１０ バンド
１１ ベースゴム
Ｒ リム

Claims (5)

1. 蛋白質の指標としての総チッ素含有率が０．３重量％以下である脱蛋白天然ゴムを含むゴム成分１００重量部に対して、充填剤４０〜９０重量部を含有するビードフィラー用ゴム組成物であって、
   ゴム成分中の脱蛋白天然ゴム以外のゴム成分がスチレン−ブタジエンゴムであり、そのゴム成分中の含有率が１０〜３０重量％であって、
   充填剤がカーボンブラックとシリカからなるものであり、シリカの充填剤中の含有率が７〜４３重量％であるビードフィラー用ゴム組成物。
2. 脱蛋白天然ゴムの総チッ素含有率が０．１重量％以下である請求項１記載のビードフィラー用ゴム組成物。
3. シリカ１００重量部に対して、シランカップリング剤０．５〜１．３重量部を、さらに含有する請求項１または２記載のビードフィラー用ゴム組成物。
4. ゴム成分１００重量部に対して、オイル１〜３重量部および／または樹脂０．１〜３０重量部をさらに含有するビードフィラー用ゴム組成物であって、
   オイルがプロセスオイル、植物油脂および動物油脂から選択されるものであり、
   樹脂がフェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂およびユリア樹脂から選択されるものである請求項１〜３のいずれかに記載のビードフィラー用ゴム組成物。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のビードフィラー用ゴム組成物を用いたビードフィラーを有するタイヤ。

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