JPWO2016021467A1 - ゴム組成物およびタイヤ - Google Patents

Abstract

ＢＥＴ比表面積が１３０ｍ2／ｇ以下、ＪＩＳ Ｋ６２２１−１９８２ ６．３．３に基づいて測定した造粒粒子の硬さが２３．５ｃＮ以上であるシリカを含有するゴム組成物によれば、低燃費性を維持しながら、ゴム特性に優れたゴム組成物、ならびに該ゴム組成物で構成されたタイヤ部材を備えるタイヤを提供することができる。

Description

本発明は、ゴム組成物および該ゴム組成物で構成されたタイヤ部材を備えるタイヤに関する。

従来、ゴム組成物には、低燃費性、耐摩耗性、機械的強度など様々な物性が要求され、これらを向上させるために従来から数々の工夫がなされている。

例えば、特に近年注目されている低燃費性の向上には、大粒径のシリカを用いることが有効であることが知られている。しかし、大粒径のシリカを用いると、低燃費性は向上するものの、耐摩耗性、機械的強度が悪化することが多いという問題がある。

また従来、加工の利便性、粉末飛散の環境性などの観点より、シリカの造粒が行われている。しかし、シリカ造粒粒子の硬さと該シリカを含有するゴム組成物の物性との関係についてはこれまで十分に検討されていなかった。シリカを含有するゴム組成物の物性をコントロールする要素として、シリカのＢＥＴ比表面積などで表わされる粒子径、細孔分布、表面活性基などが知られているが、これらの要素だけでは、シリカを含有するゴム組成物の物性を予測し、コントロールするには不十分であった。

特許文献１には、窒素吸着比表面積や粒子径が異なる２種類のシリカを配合し、低燃費性、耐破壊強度および加工性をバランス良く改善できるゴム組成物が記載されているが、シリカの造粒粒子の硬さについては検討されていない。

特開２０１４−１２５５４８号公報

本発明は、低燃費性を維持しながら、耐摩耗性、ゴム強度およびゴム弾性などのゴム特性に優れたゴム組成物、ならびに該ゴム組成物で構成されたタイヤ部材を備えるタイヤを提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討の結果、ＢＥＴ比表面積および所定の方法で測定した造粒粒子の硬さが所定の範囲であるシリカを含有するゴム組成物とすることにより、ゴム成分などとの混練りの際に、シリカ造粒粒子自体の硬度により分散が促進され、前記課題を解決できることを見出し、さらに検討を重ねて、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、ＢＥＴ比表面積が１３０ｍ²／ｇ以下、ＪＩＳ Ｋ６２２１−１９８２ ６．３．３に基づいて測定した造粒粒子の硬さが２３．５ｃＮ以上であるシリカを含有するゴム組成物に関する。

前記シリカのＤＢＰ吸油量が１８０ｍｌ／１００ｇ以下であることが好ましい。

前記シリカにおける細孔直径が１０〜１００ｎｍの細孔における細孔容積が、１．７ｍｌ／ｇ以下であることが好ましい。

また、本発明は、前記ゴム組成物で構成されたタイヤ部材を備えるタイヤに関する。

本発明は、前記ゴム組成物で構成されたベーストレッドを備えるタイヤに関する。

本発明は、前記ゴム組成物で構成されたクリンチエイペックスを備えるタイヤに関する。

本発明は、前記ゴム組成物で構成されたトレッドを備えるトラック・バスタイヤに関する。

本発明は、前記ゴム組成物で構成されたビードエイペックスを備えるタイヤに関する。

本発明は、前記ゴム組成物で構成されたインナーライナーを備えるタイヤに関する。

本発明は、前記ゴム組成物で構成されたトレッドを備える冬用タイヤに関する。

本発明は、前記ゴム組成物で構成されたサイドウォールを備えるタイヤに関する。

本発明は、前記ゴム組成物で構成されたアンダートレッドを備えるタイヤに関する。

本発明によれば、ＢＥＴ比表面積および所定の方法で測定した造粒粒子の硬さが所定の範囲であるシリカを含有するゴム組成物とすることで、低燃費性を維持しながら、ゴム特性に優れたゴム組成物、ならびに該ゴム組成物で構成されたタイヤ部材を備えるタイヤを提供することができる。

本発明のゴム組成物は、ＢＥＴ比表面積が１３０ｍ²／ｇ以下であり、かつＪＩＳ Ｋ６２２１−１９８２ ６．３．３に基づいて測定した造粒粒子の硬さが２３．５ｃＮ以上であるシリカを含有することを特徴とする。

前記シリカのＢＥＴ比表面積は、１３０ｍ²／ｇ以下であり、１２５ｍ²／ｇ以下が好ましく、１２０ｍ²／ｇ以下がより好ましく、１１８ｍ²／ｇ以下がさらに好ましい。ＢＥＴ比表面積が１３０ｍ²／ｇを超える場合は、加工性および低燃費性が十分に得られない可能性がある。また、シリカのＢＥＴ比表面積の下限は特に限定されないが、優れた耐摩耗性が得られるという理由から、５０ｍ²／ｇ以上が好ましく、７０ｍ²／ｇ以上がより好ましく、９０ｍ²／ｇ以上がさらに好ましい。なお、本明細書におけるシリカのＢＥＴ比表面積は、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８１に準じてＢＥＴ法で測定される値である。

前記シリカのＪＩＳ Ｋ６２２１−１９８２ ６．３．３に基づいて測定した造粒粒子の硬さは、２３．５ｃＮ以上であり、２５．５ｃＮ以上が好ましく、２７．５ｃＮ以上がより好ましく、２９．４ｃＮ以上がさらに好ましい。該造粒粒子の硬さが２３．５ｃＮ未満の場合は、混練り時のトルクが不十分となり、ゴム組成物の強度、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、該造粒粒子の硬さの上限は特に限定されないが、優れた加工性が得られるという理由から、９８．１ｃＮ以下が好ましく、４９．０ｃＮ以下がより好ましく、３５．３ｃＮ以下がさらに好ましい。なお、本明細書における造粒粒子の硬さ（ｃＮ）は、ＪＩＳ Ｋ６２２１−１９８２ ６．３．３に準じて測定した造粒粒子の硬さ（ｇ）を用いて下記式より換算した値である。
造粒粒子の硬さ（ｃＮ）＝
測定した造粒粒子の硬さ（ｇ）×０．９８０６６５

前記造粒粒子の硬さの調整方法としては、例えば、粉末状沈殿シリカを減圧ならびに機械的圧力の使用下で予備圧縮し、型溝によって圧縮成形する乾式法（独国特許第１８０７７１４号等参照）でシリカを造粒する際に、圧力などを調整することにより、造粒粒子の硬さを調整する方法が挙げられるが、この限りではない。

前記シリカのＤＢＰ吸油量は、１８０ｍｌ／１００ｇ以下が好ましく、１７５ｍｌ／１００ｇ以下がより好ましい。ＤＢＰ吸油量が１８０ｍｌ／１００ｇを超える場合は、加工性と耐摩耗性の両立が困難になる傾向がある。また、シリカのＤＢＰ吸油量の下限は特に限定されないが、通常、５０ｍｌ／１００ｇ以上である。なお、シリカのＤＢＰは、ＪＩＳ Ｋ６２１７−４に準じて測定される値である。

前記シリカにおける細孔直径が１０〜１００ｎｍの細孔における細孔容積は、１．７ｍｌ／ｇ以下が好ましく、１．６ｍｌ／ｇ以下がより好ましい。該細孔容積が１．７ｍｌ／ｇを超える場合は、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、該細孔容積の下限は特に限定されないが、シリカの造粒工程が容易であるという理由から、０．１ｍｌ／ｇ以上であることが好ましい。なお、本明細書におけるシリカの細孔容積は、水銀圧入式細孔径分布測定装置によって測定される値である。

前記シリカのゴム成分１００質量部に対する含有量は、５質量部以上が好ましく、１０質量部以上がより好ましい。シリカの含有量が５質量部未満の場合は、本発明の効果が十分に得られない傾向がある。また、シリカの含有量は、２００質量部以下が好ましく、１８０質量部以下がより好ましい。シリカの含有量が２００質量部を超える場合は、加工性および低燃費性が劣る傾向がある。

本発明のゴム組成物によりタイヤのクリンチエイペックス、インナーライナーまたはアンダートレッドを構成する場合の前記シリカのゴム成分１００質量部に対する含有量は、１０質量部以上が好ましく、２０質量部以上がより好ましい。シリカの含有量が１０質量部未満の場合は、本発明の効果が十分に得られない傾向がある。また、シリカの含有量は、６０質量部以下が好ましく、５０質量部以下がより好ましい。シリカの含有量が６０質量部を超える場合は、加工性および低燃費性が劣る傾向がある。

本発明のゴム組成物によりトラック・バスタイヤのトレッドを構成する場合の前記シリカのゴム成分１００質量部に対する含有量は、１０質量部以上が好ましく、２０質量部以上がより好ましい。シリカの含有量が１０質量部未満の場合は、本発明の効果が十分に得られない傾向がある。また、シリカの含有量は、４０質量部以下が好ましく、３０質量部以下がより好ましい。シリカの含有量が４０質量部を超える場合は、加工性および耐摩耗性が劣る傾向がある。

また、本発明のゴム組成物によりタイヤのビードエイペックスを構成する場合の前記シリカのゴム成分１００質量部に対する含有量は、５質量部以上が好ましく、２０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。シリカの含有量が５質量部未満の場合は、ゴムの補強性が不足し、タイヤの耐久性に問題が生じるおそれがある。また、シリカの含有量は、１００質量部以下が好ましく、８０質量部以下がより好ましく、６５質量部以下がさらに好ましい。シリカの含有量が１００質量部を超える場合は、加工性が劣る傾向がある。

本発明で使用できるゴム成分としては、特に限定されず、天然ゴム（ＮＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、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）、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）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）などが挙げられる。これらのゴム成分は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、タイヤの各部材において必要な性能を容易に確保できるという理由から、ＮＲ、ＥＮＲ、ＢＲ、ＳＢＲなどのジエン系ゴムを用いることが好ましい。また、これらのゴム成分は、ゴムの主鎖および末端が変性剤により変性されたものでもよく、一部が多官能型、例えば四塩化スズ，四塩化珪素のような変性剤を用いることにより分岐構造を有しているものでも良い。なお、ゴム成分の種類、各ゴム成分の配合量は、適用部材などに応じて適宜選択することができる。

前記ＮＲとしては特に限定されず、例えば、ＳＩＲ２０、ＲＳＳ♯３、ＴＳＲ２０等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。

ＮＲを含有する場合のゴム成分中のＮＲの含有量は、５質量％以上が好ましく、１０質量％以上がより好ましく、３０質量％以上がさらに好ましく、５０質量％以上が特に好ましい。５質量％未満の場合は、優れた低燃費性およびゴム強度が得られないおそれがある。また、ＮＲ含有量の上限は特に限定されないが、９０質量％以下が好ましく、８０質量％以下がより好ましい。

前記ＥＮＲとしては、市販のＥＮＲを用いてもよいし、ＮＲをエポキシ化したものを用いてもよい。ＮＲをエポキシ化する方法としては、とくに限定されるものではないが、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、過酸法などの方法を用いて行うことができる。過酸法としてはたとえば、ＮＲに過酢酸や過蟻酸などの有機過酸を反応させる方法などがあげられる。

ＥＮＲを含有する場合のゴム成分中のＥＮＲの含有量は、１０質量％以上が好ましく、４０質量％以上がより好ましい。１０質量％未満の場合は、ＥＮＲによる充填剤の分散効果が得られにくくなる傾向がある。また、ＥＮＲの含有量は、９９質量％以下が好ましく、６０質量％以下がより好ましい。９９質量％を超える場合は、加工性や破断強度が低下するおそれがある。

前記ブタジエンゴムとしては特に限定されず、例えば、ハイシス１，４−ポリブタジエンゴム（ハイシスＢＲ）、１，２−シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含むブタジエンゴム（ＳＰＢ含有ＢＲ）、変性ブタジエンゴム（変性ＢＲ）などを使用できる。なかでも、耐摩耗性の向上効果が高いという理由から、シス含有量が９５質量％以上のハイシスＢＲが好ましい。

ＢＲを含有する場合のゴム成分中のＢＲの含有量は、５質量％以上が好ましく、１０質量％以上がより好ましい。ＢＲの含有量が５質量％未満の場合は、耐摩耗性の向上効果が不十分となる傾向がある。また、ＢＲの含有量は、９０質量％以下が好ましく、８０質量％以下がより好ましい。ＢＲの含有量が９０質量％を超える場合は、加工性やグリップ特性が低下する傾向がある。

前記スチレンブタジエンゴムとしては特に限定されず、乳化重合スチレンブタジエンゴム（Ｅ−ＳＢＲ）、溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ）、これらのＳＢＲの末端を変性した変性ＳＢＲ（変性Ｅ−ＳＢＲ、変性Ｓ−ＳＢＲ）など、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。なかでも、加工性とグリップ特性とのバランスに優れるという理由から、Ｓ−ＳＢＲが好ましい。

ＳＢＲを含有する場合のゴム成分中のＳＢＲの含有量は、１０質量％以上が好ましく、２０質量％以上がより好ましい。１０質量％未満の場合は、加工性やグリップ特性が低下する傾向がある。また、ＳＢＲの含有量の上限は特に限定されず、１００質量％でもよい。

本発明のゴム組成物によりタイヤのビードエイペックスを構成する場合においてＳＢＲを含有する場合のゴム成分中のＳＢＲの含有量は、５質量％以上が好ましく、１０質量％以上がより好ましく、１５質量％以上がさらに好ましい。また、当該ＳＢＲの含有量は、９５質量％以下が好ましく、６０質量％以下がより好ましく、５５質量％以下がさらに好ましく、５０質量％以下が特に好ましい。ＳＢＲの含有量を当該範囲内とすることで、低燃費性および加工性が良好に得られる。

ＳＢＲのスチレン含量は、５質量％以上が好ましく、１０質量％以上がより好ましく、２０質量％以上がさらに好ましい。５質量％未満の場合は、十分なゴム強度が得られないおそれがある。また、当該スチレン含量は、６０質量％以下が好ましく、５０質量％以下がより好ましく、３０質量％以下がさらに好ましい。６０質量％を超える場合は、優れた低燃費性が得られないおそれがある。なお、本明細書におけるＳＢＲのスチレン含量は、¹Ｈ−ＮＭＲ測定により算出される。

本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、シランカップリング剤、カーボンブラックなどシリカ以外の補強用充填剤、オイル、ワックス、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合することができる。

前記シランカップリング剤としては、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を使用することができ、例えば、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、３−オクタノイルチオ−１−プロピ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が挙げられ、単独で用いても良く、２種以上組み合わせて用いても良い。商品名としては、Ｄｅｇｕｓｓａ社製のＳｉ６９、Ｓｉ７５、Ｓｉ３６３や、モメンティブ社製のＮＸＴ、ＮＸＴ−ＬＶ、ＮＸＴＵＬＶ、ＮＸＴ−Ｚなどがある。なかでも、コストと性能との両立という理由から、メルカプト系のＮＸＴやスルフィド系のシランカップリング剤を用いることが好ましく、特に、Ｓｉ６９などのビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドおよび／またはＳｉ７５などのビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドを用いることが好ましい。

シランカップリング剤を含有する場合のシリカ１００質量部に対する含有量は、０．５質量部以上が好ましく、１．５質量部以上がより好ましく、２．５質量部以上がさらに好ましい。シランカップリング剤の含有量が０．５質量部未満である場合は、シリカを良好に分散させることが難しくなるおそれがある。また、シランカップリング剤のシリカ１００質量部に対する含有量は、２０質量部以下が好ましく、１５質量部以下がより好ましく、１０質量部以下がさらに好ましい。シランカップリング剤の含有量が２０質量部を超える場合は、シリカの分散効果が向上し難く、コストが不必要に増大する傾向がある。また、スコーチタイムが短くなり、混練りや押出しでの加工性が悪化する傾向がある。

前記カーボンブラックは特に限定されず、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどを、単独または２種以上を組合せて使用することができる。将来の石油資源の枯渇を想定した場合は、再生可能な生物由来原料を使用したカーボンブラックを使用することが好ましい。カーボンブラックを含有することで、良好な補強効果が得られるとともに、白色化を防止する効果を高めることができる。

カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）は、１０ｍ²／ｇ以上が好ましく、２０ｍ²／ｇ以上がより好ましく、１００ｍ²／ｇ以上がさらに好ましい。Ｎ₂ＳＡが１０ｍ²／ｇ未満の場合は、十分な耐候性が得られない傾向、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、カーボンブラックのＮ₂ＳＡは、２８０ｍ²／ｇ以下であることが好ましく、２５０ｍ²／ｇ以下であることがより好ましい。カーボンブラックのＮ₂ＳＡが２８０ｍ²／ｇを超える場合は、分散性が劣り、耐摩耗性が低下する傾向がある。なお、本明細書におけるカーボンブラックのＮ₂ＳＡは、ＪＩＳ Ｋ６２１７のＡ法によって求められる。

本発明のゴム組成物によりタイヤのビードエイペックスを構成する場合のカーボンブラックのＮ₂ＳＡは、１０ｍ²／ｇ以上が好ましく、３０ｍ²／ｇ以上がより好ましく、５０ｍ²／ｇ以上がさらに好ましい。Ｎ₂ＳＡが１０ｍ²／ｇ未満の場合は、十分な接着性やゴム強度が得られないおそれがある。また、当該カーボンブラックのＮ₂ＳＡは、２５０ｍ²／ｇ以下が好ましく、１５０ｍ²／ｇ以下がより好ましく、１００ｍ²／ｇ以下がさらに好ましい。２５０ｍ²／ｇを超える場合は、未加硫時の粘度が非常に高くなり、加工性が悪化し、また低燃費性も悪化する傾向がある。

カーボンブラックを含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、１質量部以上が好ましく、３質量部以上がより好ましい。また、カーボンブラックの含有量は、１５０質量部以下が好ましく、１００質量部以下がより好ましい。カーボンブラックの含有量を上記の範囲内とすることで、ゴム組成物の力学強度を確保でき、良好な耐候性が得られる。

本発明のゴム組成物によりタイヤのビードエイペックスを構成する場合においてカーボンブラックを含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、５質量部以上が好ましく、２０質量部以上がより好ましく、４０質量部以上がさらに好ましい。含有量が５質量部未満の場合は、十分な粘着性、ゴム強度が得られないおそれがある。また、当該カーボンブラックの含有量は、１００質量部以下が好ましく、８０質量部以下がより好ましく、７０質量部以下がさらに好ましい。含有量が１００質量部を超える場合は、分散性や加工性が悪化する傾向がある。

本発明のゴム組成物の製造方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、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各成分を混練りし、その後加硫する方法などにより製造できる。

こうして得られる本発明のゴム組成物は、タイヤのキャップトレッド、ベーストレッド、アンダートレッド、クリンチエイペックス、ビードエイペックス、サイドウォール、ブレーカークッションゴム、カーカスコード被覆用ゴム、ランフラット補強層、インスレーション、チェーファー、インナーライナーなどのタイヤ部材を始め、ベルト、ロールなどにも好適に用いることができるが、タイヤ部材とすることが特に好ましい。

本発明のタイヤは、本発明のゴム組成物を用いて、通常の方法により製造できる。すなわち、ゴム成分に対して前記の配合剤を必要に応じて配合した本発明のゴム組成物を、未加硫の段階で各タイヤ部材（例えばトレッド）の形状にあわせて押出し加工し、タイヤ成形機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、通常の方法にて成型することにより、未加硫タイヤを形成し、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、本発明のタイヤを製造することができる。また、本発明のタイヤは、空気入りタイヤ、エアレス（ソリッド）タイヤいずれであってもかまわないが、空気入りタイヤであることが特に好ましい。

特に、本発明のゴム組成物で構成されたベーストレッドを備えるタイヤとすることにより、転がり低燃費性および耐屈曲性に優れたタイヤが得られる。本発明のゴム組成物で構成されたクリンチエイペックスを備えるタイヤとすることにより、低燃費性および操縦安定性に優れたタイヤが得られる。本発明のゴム組成物で構成されたトレッドを備えるトラック・バスタイヤとすることにより、低燃費性、耐摩耗性および操縦安定性に優れたトラック・バスタイヤが得られる。本発明のゴム組成物で構成されたビードエイペックスを備えるタイヤとすることにより、低燃費性に優れたタイヤが得られる。本発明のゴム組成物で構成されたインナーライナーを備えるタイヤとすることにより、低燃費性および耐空気透過性に優れたタイヤが得られる。本発明のゴム組成物で構成されたトレッドを備える冬用タイヤとすることにより、低燃費性、耐摩耗性、操縦安定性および氷上性能に優れた冬用タイヤが得られる。本発明のゴム組成物で構成されたサイドウォールを備えるタイヤとすることにより、低燃費性および耐屈曲性に優れたタイヤが得られる。また、本発明のゴム組成物で構成されたアンダートレッドを備えるタイヤとすることにより、低燃費性および操縦安定性に優れたタイヤが得られる。

本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は、実施例にのみ限定されるものではない。

以下、実施例および比較例において用いた各種薬品をまとめて示す。
ＳＢＲ１：ＬＡＮＸＥＳＳ社製のＢｕｎａ ＶＳＬ ２５２５−０（Ｓ−ＳＢＲ、スチレン含有量：２５質量％、ビニル含有量：２５質量％）
ＳＢＲ２：日本ゼオン（株）製のＮｉｐｏｌ１５０２（Ｅ−ＳＢＲ、スチレン含有量：２３．５質量％、ビニル含有量：１８質量％）
ＢＲ：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ（シス含有量：９７％、ＭＬ₁₊₄（１００℃）：４０、Ｍｗ／Ｍｎ：３．３）
ＶＣＲ：宇部興産（株）製のＶＣＲ６１７（ＳＰＢ含有ＢＲ、ＳＰＢの含有量：１７重量％、ＳＰＢの融点：２００℃）
ＮＲ１：ＴＳＲ２０
ＮＲ２：ＲＳＳ＃３
ＥＮＲ：クンプーランガスリー社製のＥＮＲ２５（エポキシ化率：２５％）
カーボンブラック１：三菱化学（株）製のダイアブラックＩ（ＩＳＡＦカーボン、Ｎ₂ＳＡ：１１４ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量：１１４ｍｌ／１００ｇ）
カーボンブラック２：キャボットジャパン（株）製のショウブラックＮ３５１Ｈ（Ｎ₂ＳＡ：６４ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量：１３６ｍｌ／１００ｇ）
カーボンブラック３：東海カーボン（株）製のシーストＮ（Ｎ３３０、Ｎ₂ＳＡ：７４ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量：１０２ｍｌ／１００ｇ）
カーボンブラック４：東海カーボン（株）製のシーストＶ（Ｎ６６０、Ｎ₂ＳＡ：２７ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量：２６ｍｌ／１００ｇ）
カーボンブラック５：キャボットジャパン（株）製のショウブラックＮ３３０（ＨＡＦ、Ｎ₂ＳＡ：７５ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量：１０２ｍｌ／１００ｇ）
カーボンブラック６：キャボットジャパン（株）製のショウブラックＮ５５０（ＦＥＦ、Ｎ₂ＳＡ：４２ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量：１１５ｍｌ／１００ｇ）
シリカ１：下記に示す製造方法で作成した造粒シリカ
シリカ２：下記に示す製造方法で作成した造粒シリカ
シリカ３：Ｒｈｏｄｉａ社製のＺＥＯＳＩＬ１１５ＧＲ
シリカ４：エボニックデグサ社製の５０００ＧＲ
シリカ５：デグッサ社製のウルトラシルＵ３６０
シランカップリング剤１：Ｄｅｇｕｓｓａ社製の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）
シランカップリング剤２：Ｄｅｇｕｓｓａ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）
オイル１：（株）ジャパンエナジー製のＴＤＡＥオイル
オイル２：ＪＸ日鉱日石エネルギー（株）製のプロセスオイル
オイル３：出光興産（株）製のミネラルオイルＰＷ−３８０
ワックス：日本精蝋（株）製のオゾエース０３５５
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
ステアリン酸：日油（株）製のビーズステアリン酸「椿」
老化防止剤１：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、６ＰＰＤ）
老化防止剤２：大内新興化学工業（株）製のノクラック２２４（２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体）
老化防止剤３：川口化学工業（株）製のアンテージＲＤ（２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体）
硫黄１：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
硫黄２：四国化成工業（株）製のミュークロン ＯＴ２０（不溶性硫黄）
加硫促進剤１：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
加硫促進剤２：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤ（１，３−ジフェニルグアニジン）

造粒シリカの製造
前記シリカ１および２は、造粒コンパクタの圧力を変更したこと以外は、通常の湿式シリカの製造方法に基づいて製造した。

シリカ１〜５の造粒粒子の硬さ、ＢＥＴ比表面積、ＤＢＰ吸油量および細孔容積を測定した。結果を表１に示す。

実施例１、２、比較例１〜３
表２に示す配合内容に従い、上記各種薬品（硫黄および加硫促進剤を除く）を、１．７Ｌバンバリーミキサーにて、排出温度１５０℃で５分間混練りし、混練り物を得た。得られた混練り物に、硫黄および加硫促進剤を添加し、排出温度１０５℃で４分間混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を１５０℃で３０分間、１ｍｍ厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物および加硫ゴム組成物について、下記評価を行った。基準比較例は比較例１として行った。結果を表２に示す。

＜加工性指数＞
各未加硫ゴム組成物について、ＪＩＳ Ｋ６３００−１の「未加硫ゴム−物理特性−第１部：ムーニー粘度計による粘度及びスコーチタイムの求め方」に準じたムーニー粘度の測定方法に従い、１３０℃の温度条件にて、ムーニー粘度（ＭＬ₁₊₄）を測定した。結果は基準比較例のＭＬ₁₊₄を１００とし、下記計算式による指数で示す。加工性指数が大きいほどＭＬ₁₊₄が低く、加工性に優れることを示す。
（加工性指数）＝
（基準比較例のＭＬ₁₊₄）／（各配合のＭＬ₁₊₄）×１００

＜転がり抵抗指数＞
（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、温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み２％、周波数１０Ｈｚの条件下で各加硫ゴム組成物の損失正接（ｔａｎδ）を測定した。結果は基準比較例のｔａｎδを１００とし、下記計算式による指数で示す。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す。
（転がり抵抗指数）＝
（基準比較例のｔａｎδ）／（各配合のｔａｎδ）×１００

＜ゴム強度指数＞
各加硫ゴム組成物からなる３号ダンベル型試験片を用いて、ＪＩＳ Ｋ６２５１「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、２３℃雰囲気下にて引張試験を実施し、破断時伸び（ＥＢ）（％）および破断時強度（ＴＢ）（ＭＰａ）を測定した。結果は基準比較例のＥＢ×ＴＢを１００とし、下記計算式による指数で示す。ゴム強度指数が大きいほど破断強度に優れることを示す。
（ゴム強度指数）＝
（各配合のＥＢ×ＴＢ）／（基準比較例のＥＢ×ＴＢ）×１００

＜耐摩耗性指数＞
ランボーン型摩耗試験機を用いて、室温、負荷荷重１．０ｋｇ、スリップ率３０％の条件下で各加硫ゴム組成物の摩耗量を測定した。結果は基準比較例の摩耗量を１００とした指数で示す。指数が大きいほど耐摩耗性に優れることを示す。
（耐摩耗性指数）＝
（基準比較例の摩耗量）／（各配合の摩耗量）×１００

＜操縦安定性指数＞
（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、温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み２％、周波数１０Ｈｚの条件下で各加硫ゴム組成物の複素弾性率（Ｅ＊）を測定した。結果は基準比較例のＥ＊を１００とし、下記計算式による指数で示す。操縦安定性指数が大きいほど操縦安定性に優れることを示す。
（操縦安定性指数）＝
（各配合のＥ＊）／（基準比較例のＥ＊）×１００

表２の結果より、ＢＥＴ比表面積および所定の方法で測定した造粒粒子の硬さが所定の範囲であるシリカを含有するゴム組成物は、低燃費性を維持しながら、耐摩耗性、ゴム強度およびゴム弾性に優れることが分かる。

実施例３、４、比較例４、５（ベーストレッド用ゴム組成物）
表３に示す配合内容に従い、上記各種薬品（硫黄および加硫促進剤を除く）を、１．７Ｌバンバリーミキサーにて、排出温度１５０℃で５分間混練りし、混練り物を得た。得られた混練り物に、硫黄および加硫促進剤を添加し、排出温度１０５℃で４分間混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を１５０℃で３０分間、１ｍｍ厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物および加硫ゴム組成物について、前記の加工性指数および転がり抵抗指数の評価、ならびに下記評価を行った。基準比較例は比較例４として行った。結果を表３に示す。

＜耐屈曲性指数＞
各加硫ゴム組成物について、ＪＩＳ Ｋ ６２６０「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム 耐屈曲亀裂性及び耐屈曲亀裂成長性の求め方（デマッチャ）」に準じて、耐屈曲亀裂成長性を測定した。結果は、基準比較例の亀裂成長速度を１００とし、下記計算式による指数で示す。耐屈曲性指数が小さいほど耐屈曲性に優れることを示す。
（耐屈曲性指数）＝
（各配合の亀裂成長速度）／（基準比較例の亀裂成長速度）×１００

表３の結果より、ＢＥＴ比表面積および所定の方法で測定した造粒粒子の硬さが所定の範囲であるシリカを含有するベーストレッド用ゴム組成物は、低燃費性を維持しながら、耐屈曲性に優れることが分かる。

実施例５、６、比較例６、７（クリンチエイペックス用ゴム組成物）
表４に示す配合内容に従い、上記各種薬品（硫黄および加硫促進剤を除く）を、１．７Ｌバンバリーミキサーにて、排出温度１５０℃で５分間混練りし、混練り物を得た。得られた混練り物に、硫黄および加硫促進剤を添加し、排出温度１０５℃で４分間混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を１５０℃で３０分間、１ｍｍ厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物および加硫ゴム組成物について、前記の加工性指数、転がり抵抗指数、ゴム強度指数および操縦安定性指数の評価を行った。基準比較例は比較例６として行った。結果を表４に示す。

表４の結果より、ＢＥＴ比表面積および所定の方法で測定した造粒粒子の硬さが所定の範囲であるシリカを含有するクリンチエイペックス用ゴム組成物は、低燃費性を維持しながら、ゴム強度および操縦安定性に優れることが分かる。

実施例７〜９、比較例８、９（トラック・バスタイヤのトレッド用ゴム組成物）
表５に示す配合内容に従い、上記各種薬品（硫黄および加硫促進剤を除く）を、１．７Ｌバンバリーミキサーにて、排出温度１５０℃で５分間混練りし、混練り物を得た。得られた混練り物に、硫黄および加硫促進剤を添加し、排出温度１０５℃で４分間混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を１５０℃で３０分間、１ｍｍ厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物および加硫ゴム組成物について、前記の加工性指数、転がり抵抗指数、ゴム強度指数、耐摩耗性指数および操縦安定性指数の評価を行った。基準比較例は比較例８として行った。結果を表５に示す。

表５の結果より、ＢＥＴ比表面積および所定の方法で測定した造粒粒子の硬さが所定の範囲であるシリカを含有するトラック・バスタイヤのトレッド用ゴム組成物は、低燃費性を維持しながら、ゴム強度、耐摩耗性および操縦安定性に優れることが分かる。

実施例１０〜１３、比較例１０〜１３（ビードエイペックス用ゴム組成物）
表６および７に示す配合内容に従い、上記各種薬品（硫黄および加硫促進剤を除く）を、１．７Ｌバンバリーミキサーにて、排出温度１５０℃で５分間混練りし、混練り物を得た。得られた混練り物に、硫黄および加硫促進剤を添加し、排出温度１０５℃で４分間混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を１５０℃で３０分間、１ｍｍ厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物および加硫ゴム組成物について、前記の加工性指数、転がり抵抗指数、ゴム強度指数、耐摩耗性指数および操縦安定性指数の評価を行った。基準比較例は表６については比較例１０、および表７については比較例１２として行った。結果を表６および７に示す。

表６および７の結果より、ＢＥＴ比表面積および所定の方法で測定した造粒粒子の硬さが所定の範囲であるシリカを含有するビードエイペックス用ゴム組成物は、低燃費性を維持しながら、ゴム強度に優れることが分かる。

実施例１４、１５、比較例１４、１５（インナーライナー用ゴム組成物）
表８に示す配合内容に従い、上記各種薬品（硫黄および加硫促進剤を除く）を、１．７Ｌバンバリーミキサーにて、排出温度１５０℃で５分間混練りし、混練り物を得た。得られた混練り物に、硫黄および加硫促進剤を添加し、排出温度１０５℃で４分間混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を１５０℃で３０分間、１ｍｍ厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物および加硫ゴム組成物について、前記の加工性指数、転がり抵抗指数およびゴム強度指数の評価、ならびに下記評価を行った。基準比較例は比較例１４として行った。結果を表８に示す。

＜耐空気透過性指数＞
各加硫ゴム組成物からなるゴム試験片（直径９０ｍｍおよび厚さ１ｍｍ）を作製し、ＡＳＴＭ Ｄ １４３４−７５Ｍにしたがって、空気透過係数（ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ／ｃｍＨｇ）をそれぞれ算出した。結果は、基準比較例の空気透過係数を１００とし、下記計算式による指数で示す。耐空気透過性指数が大きいほど、空気を透過しにくく、耐空気透過性に優れることを示す。
（耐空気透過性指数）＝
（基準比較例の空気透過係数）／（各空気透過係数）×１００

表８の結果より、ＢＥＴ比表面積および所定の方法で測定した造粒粒子の硬さが所定の範囲であるシリカを含有するインナーライナー用ゴム組成物は、低燃費性を維持しながら、ゴム強度および耐空気透過性に優れることが分かる。

実施例１６、１７、比較例１６、１７（冬用タイヤのトレッド用ゴム組成物）
表９に示す配合内容に従い、上記各種薬品（硫黄および加硫促進剤を除く）を、１．７Ｌバンバリーミキサーにて、排出温度１５０℃で５分間混練りし、混練り物を得た。得られた混練り物に、硫黄および加硫促進剤を添加し、排出温度１０５℃で４分間混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を１５０℃で３０分間、１ｍｍ厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物および加硫ゴム組成物について、前記の加工性指数、転がり抵抗指数、ゴム強度指数、耐摩耗性指数および操縦安定性指数の評価を行った。さらに、得られた未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に成型し、タイヤ成形機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、１７０℃で１２分間プレス加硫し、試験用冬用タイヤを製造し、下記の評価を行った。基準比較例は比較例１６として行った。結果を表９に示す。

＜氷上性能指数＞
各試験用タイヤを試験用実車（国産ＦＲ車、排気量：２０００ｃｃ）に装着し、北海道名寄テストコース（気温：−６〜−１℃）において、時速３０ｋｍで走行中の試験用実車のブレーキをロック状態としてから、試験用実車が停止するまでの距離（停止距離）を測定した。結果は、基準比較例の停止距離を１００とし、下記計算式による指数で示す。氷上性能指数が大きいほど、氷上制動性能に優れることを示す。試験結果を表９に示す
（氷上制動性能）＝
（基準比較例の停止距離）／（各試験用タイヤの停止距離）×１００

表９の結果より、ＢＥＴ比表面積および所定の方法で測定した造粒粒子の硬さが所定の範囲であるシリカを含有する冬用タイヤのトレッド用ゴム組成物は、低燃費性を維持しながら、ゴム強度、耐摩耗性、操縦安定性および氷上性能に優れることが分かる。

実施例１８、１９、比較例１８、１９（サイドウォール用ゴム組成物）
表８に示す配合内容に従い、上記各種薬品（硫黄および加硫促進剤を除く）を、１．７Ｌバンバリーミキサーにて、排出温度１５０℃で５分間混練りし、混練り物を得た。得られた混練り物に、硫黄および加硫促進剤を添加し、排出温度１０５℃で４分間混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を１５０℃で３０分間、１ｍｍ厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物および加硫ゴム組成物について、前記の加工性指数、転がり抵抗指数および耐屈曲性指数の評価を行った。基準比較例は比較例１８として行った。結果を表１０に示す。

表１０の結果より、ＢＥＴ比表面積および所定の方法で測定した造粒粒子の硬さが所定の範囲であるシリカを含有するサイドウォール用ゴム組成物は、低燃費性を維持しながら、耐屈曲性に優れることが分かる。

実施例２０、２１、比較例２０、２１（アンダートレッド用ゴム組成物）
表１１に示す配合内容に従い、上記各種薬品（硫黄および加硫促進剤を除く）を、１．７Ｌバンバリーミキサーにて、排出温度１５０℃で５分間混練りし、混練り物を得た。得られた混練り物に、硫黄および加硫促進剤を添加し、排出温度１０５℃で４分間混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を１５０℃で３０分間、１ｍｍ厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物および加硫ゴム組成物について、前記の加工性指数、転がり抵抗指数、ゴム強度指数および操縦安定性指数の評価を行った。基準比較例は比較例２０として行った。結果を表１１に示す。

表１１の結果より、ＢＥＴ比表面積および所定の方法で測定した造粒粒子の硬さが所定の範囲であるシリカを含有するアンダートレッド用ゴム組成物は、低燃費性を維持しながら、ゴム強度および操縦安定性に優れることが分かる。

Claims (12)

1. ＢＥＴ比表面積が１３０ｍ²／ｇ以下、ＪＩＳ Ｋ６２２１−１９８２ ６．３．３に基づいて測定した造粒粒子の硬さが２３．５ｃＮ以上であるシリカを含有するゴム組成物。
2. 前記シリカのＤＢＰ吸油量が１８０ｍｌ／１００ｇ以下である請求項１記載のゴム組成物。
3. 前記シリカにおける細孔直径が１０〜１００ｎｍの細孔における細孔容積が、１．７ｍｌ／ｇ以下である請求項１または２記載のゴム組成物。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物で構成されたタイヤ部材を備えるタイヤ。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物で構成されたベーストレッドを備えるタイヤ。
6. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物で構成されたクリンチエイペックスを備えるタイヤ。
7. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物で構成されたトレッドを備えるトラック・バスタイヤ。
8. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物で構成されたビードエイペックスを備えるタイヤ。
9. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物で構成されたインナーライナーを備えるタイヤ。
10. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物で構成されたトレッドを備える冬用タイヤ。
11. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物で構成されたサイドウォールを備えるタイヤ。
12. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物で構成されたアンダートレッドを備えるタイヤ。