WO2014157335A1 - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

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慶寛 亀田
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    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
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    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
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    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/003—Additives being defined by their diameter

Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition for tires that is improved in rubber hardness, strength, and processability to a conventional level or more.
  • clay is sometimes blended in a tire rubber composition for the purpose of securing an effect of increasing weight (cost reduction) and molding stability.
  • the rubber composition containing clay instead of carbon black has a problem that the rubber hardness and strength are reduced as compared with the rubber composition containing carbon black.
  • Patent Document 1 proposes a rubber composition for a tire tread in which clay having an average particle diameter of 10 ⁇ m or less and carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 70 to 300 m 2 / g are blended.
  • the rubber composition containing clay having an average particle diameter of 10 ⁇ m or less may deteriorate its processability, and a tire rubber composition that has both rubber hardness, strength and processability has not yet been established. Absent.
  • An object of the present invention is to provide a rubber composition for a tire in which rubber hardness, strength and processability are improved to a conventional level or more while blending clay.
  • the inorganic filler comprises The particles having a particle diameter of 5 ⁇ m or less are 20 to 80%, and when the aluminum content in the inorganic filler is Wal wt% and the silicon content is Wsi wt%, the aluminum content Wal is 11 to 40 wt%, The ratio Wal / (Wal + Wsi) ⁇ 100 of aluminum to the total of aluminum and silicon is 15 to 38% by weight.
  • the rubber composition for tires of the present invention is formulated with a specific inorganic filler that limits the particle size and the aluminum and silicon content, so that the rubber hardness, strength and processability can be improved to a level higher than conventional levels. it can.
  • the carbon black preferably has a nitrogen adsorption specific surface area of 15 to 40 m 2 / g and a DBP absorption of 50 to 120 ml / 100 g.
  • the pneumatic tire in which the bead portion is formed using the rubber composition for a tire of the present invention can be manufactured by stably maintaining the high quality of a pneumatic tire having excellent tire performance.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view in the tire meridian direction showing an example of an embodiment of a pneumatic tire using the rubber composition for a tire of the present invention.
  • FIG. 1 shows an example of an embodiment of a pneumatic tire using a tire rubber composition in a tread portion, and includes a tread portion 1, a sidewall portion 2, and a bead portion 3.
  • the bead part 3 uses the rubber composition for tires of the present invention.
  • two carcass layers 4 in which reinforcing cords extending in the tire radial direction are arranged at predetermined intervals in the tire circumferential direction between the left and right bead portions 3 and embedded in a rubber layer are extended.
  • the portion is folded back from the inner side in the tire axial direction so as to sandwich the bead filler 6 around the bead core 5 embedded in the bead portion 3.
  • An inner liner layer 7 is disposed inside the carcass layer 4.
  • a belt cover layer 9 is disposed on the outer peripheral side of the belt layer 8.
  • a tread portion 1 is formed of a tread rubber layer 12 on the outer peripheral side of the belt cover layer 9.
  • a side rubber layer 13 is disposed outside the carcass layer 4 of each sidewall portion 2, and a rim cushion rubber layer 14 is provided outside the folded portion of the carcass layer 4 of each bead portion 3.
  • the rubber component of the tire rubber composition of the present invention is a diene rubber.
  • the diene rubber include natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, butyl rubber, and acrylonitrile-butadiene rubber. Of these, natural rubber and styrene-butadiene rubber are preferable.
  • a suitable composition thereof is that the natural rubber is 100 to 100% by weight of the diene rubber, preferably 30 to 90% by weight, more preferably 50 to 80% by weight.
  • the styrene-butadiene rubber is preferably 10 to 70% by weight, more preferably 20 to 50% by weight.
  • This rubber composition always contains carbon black and an inorganic filler in the above-described diene rubber.
  • the amount of the inorganic filler is 10 to 80 parts by weight, preferably 20 to 60 parts by weight, based on 100 parts by weight of the diene rubber.
  • the proportion of particles having a particle size of 5 ⁇ m or less is 20 to 80%, preferably 20 to 60%.
  • the ratio of particles of 5 ⁇ m or less is 20 to 80%, preferably 20 to 60%.
  • the reinforcing performance such as rubber hardness and strength of the rubber composition can be enhanced.
  • grains of 5 micrometers or less 80% or less the increase in the viscosity of a rubber composition can be suppressed and favorable workability can be obtained.
  • the particle diameter of the inorganic filler is measured by a laser diffraction method based on JIS 8825-1.
  • the ratio of particles having a particle size of 5 ⁇ m or less was determined by calculating a cumulative particle size distribution representing the relationship between the particle diameter and the number of particles from the measured value, and calculating the number ratio of particles having a particle size of 5 ⁇ m or less.
  • the inorganic filler is an inorganic filler containing aluminum and silicon.
  • the aluminum content of the inorganic filler is Wal wt% and the silicon content is Wsi wt%
  • the aluminum content Wal is 11 to 40 wt%
  • the ratio of aluminum to the total of aluminum and silicon Wal / ( Wal + Wsi) ⁇ 100 is 15 to 38% by weight.
  • the aluminum content Wal of the inorganic filler is 11 to 40% by weight, preferably 11 to 35% by weight.
  • the hardness of the rubber composition can be improved.
  • the processability of a rubber composition can be improved by making the aluminum content rate Wal 40% by weight or less.
  • the ratio Wal / (Wal + Wsi) ⁇ 100 of aluminum to the total of aluminum and silicon of the inorganic filler is 15 to 38% by weight, preferably 16 to 35% by weight.
  • the ratio Wal / (Wal + Wsi) ⁇ 100 to 15% by weight or more the hardness and tensile strength of the rubber composition can be increased, and good reinforcement can be obtained.
  • the ratio Wal / (Wal + Wsi) ⁇ 100 to 38% by weight or less an increase in the viscosity of the rubber composition can be suppressed and good processability can be obtained.
  • the aluminum content Wal% by weight and the silicon content Wsi% by weight in the inorganic filler are measured by X-ray fluorescence analysis based on JIS K0119.
  • the kind of the inorganic filler is not particularly limited as long as the above-described particle diameter and the composition range of aluminum and silicon are satisfied.
  • examples of inorganic fillers include clay, mica, and wax minerals. Of these, clay is preferable.
  • the rubber composition of the present invention always contains carbon black.
  • the compounding amount of the carbon black is 30 to 100 parts by weight, preferably 40 to 85 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber.
  • the weight ratio (inorganic filler / carbon black) is preferably (10/90) to (70/30) as the ratio of the above-mentioned inorganic filler and carbon black. ), More preferably (30/70) to (60/40).
  • the weight ratio (inorganic filler / carbon black) is preferably (10/90) to (70/30) as the ratio of the above-mentioned inorganic filler and carbon black.
  • the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is preferably 15 to 40 m 2 / g, more preferably 25 to 35 m 2 / g. Hardness can be increased by setting the nitrogen adsorption specific surface area to 15 m 2 / g or more. Moreover, workability can be improved by setting the nitrogen adsorption specific surface area to 40 m 2 / g or less. In this specification, the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is measured by the BET method based on ASTM D1993-03.
  • the DBP absorption amount of carbon black is preferably 50 to 120 m 2 / g, more preferably 80 to 100 m 2 / g.
  • the DBP absorption amount is preferably 50 to 120 m 2 / g, more preferably 80 to 100 m 2 / g.
  • the tensile strength and hardness can be increased.
  • workability deterioration can be suppressed by making DBP absorption amount into 120 m ⁇ 2 > / g or less.
  • the DBP absorption amount of carbon black is measured by the BET method based on JIS K6217-4.
  • the rubber composition and the rubber composition can be blended with fillers other than the above-described limited inorganic filler and carbon black.
  • fillers include talc, mica, calcium carbonate, aluminum hydroxide, aluminum oxide, and titanium oxide.
  • the rubber composition and the rubber composition are a vulcanization or crosslinking agent, a vulcanization accelerator, an anti-aging agent, a plasticizer, a processing aid, a liquid polymer, a terpene resin, and a thermosetting agent.
  • Various additives generally used in rubber compositions for tires such as an adhesive resin can be blended within a range that does not impair the object of the present invention, and such additives are kneaded by a general method to rubber.
  • the composition can be used to vulcanize or crosslink. As long as the amount of these additives is not contrary to the object of the present invention, a conventional general amount can be used.
  • the rubber composition for tires of the present invention can be produced by mixing the above components using a normal rubber kneading machine such as a Banbury mixer, a kneader, or a roll.
  • the rubber composition for a tire of the present invention can be used to form a tread portion, a sidewall portion, and a bead portion of a pneumatic tire. Especially, it is preferable to form a bead part with this rubber composition for tires.
  • a pneumatic tire having a bead portion formed using the tire rubber composition of the present invention has excellent tire performance such as steering stability and durability because the rubber composition has high rubber hardness and strength. Further, since the processability of the rubber composition is good, it can be produced while maintaining its high quality stably.
  • Example 14 types of rubber compositions for tires (Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 7) having the formulations shown in Tables 1 and 2 were used as a common formulation, and sulfur and vulcanization accelerators were used.
  • the components to be removed were kneaded with a 1.8 L closed mixer at 160 ° C. for 5 minutes and discharged as a master batch.
  • a rubber composition for a tire was prepared by adding sulfur and a vulcanization accelerator to this master batch and kneading with an open roll.
  • the addition amount of the common compounding agent described in Table 4 was expressed in parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber described in Tables 1 and 2 (net amount of rubber 100 parts by weight).
  • Mooney viscosity The Mooney viscosity of the obtained rubber composition was compliant with JIS K6300, using a Mooney viscometer with an L-shaped rotor (38.1 mm diameter, 5.5 mm thickness), preheating time 1 minute, rotor rotation time 4 Measured at 100 ° C. and 2 rpm.
  • the obtained results are shown in the “workability” column of Tables 1 and 2 as an index with the value of Comparative Example 1 being 100. A smaller index means a smaller viscosity and better processability.
  • the 14 types of rubber compositions for tires thus obtained were press vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes in a mold having a predetermined shape to produce a vulcanized rubber test piece.
  • the rubber hardness and tensile strength were measured by the following methods. evaluated.
  • Rubber Hardness The rubber hardness of the obtained vulcanized rubber test piece was measured at a temperature of 20 ° C. with a durometer type A in accordance with JIS K6253. The obtained results are shown in the “Rubber Hardness” column of Tables 1 and 2 as an index with the value of Comparative Example 1 as 100. The larger the index, the higher the rubber hardness and the better the mechanical properties, and the better the steering stability when making a pneumatic tire.
  • ⁇ NR Natural rubber
  • STR-20 SBR emulsion polymerization styrene-butadiene rubber
  • Nipol 1502 manufactured by Nippon Zeon Carbon black
  • 1 Nitrogen adsorption specific surface area (BET) is 35 m 2 / g, DBP absorption is 85 ml / 100 g, Nikka Carbon Co., Ltd.
  • Carbon black 2 Nitrogen adsorption specific surface area (BET) of 90 m 2 / g, DBP absorption of 122 ml / 100 g, THAI CARBON BLACK PUBLIC CO.
  • Clay 1 to clay 9 Clay having a chemical composition of a particle ratio of 5 ⁇ m or less, an aluminum content, and a ratio of aluminum to the total of aluminum and silicon shown in Table 3
  • Zinc oxide 3 types of zinc oxide manufactured by Shodo Chemical Co., Ltd.
  • Stearic acid Beads stearic acid YR manufactured by NOF Corporation
  • Oil Extract No. 4 S manufactured by Showa Shell Sekiyu KK
  • Sulfur Hosei Chemical Industries oil processing sulfur
  • Vulcanization accelerator Ouchi Shinsei Chemical Industry Noxeller CZ-G
  • the rubber composition for tires of Comparative Example 1 has the aluminum content Wal of the clay 3 of less than 11% by weight, and the ratio Wal / (Wal + Wsi) of aluminum to the total of aluminum and silicon is less than 15% by weight.
  • the processability, rubber hardness and tensile strength cannot be improved as in the rubber compositions of Examples 1 to 4.
  • the aluminum content Wal of the clays 1 and 2 is less than 11% by weight, the aluminum ratio Wal / (Wal + Wsi) is less than 15% by weight, and the particle ratio of 5 ⁇ m or less is 20%. Since it is less than%, workability and rubber hardness cannot be improved, and tensile strength deteriorates.
  • the aluminum ratio Wal / (Wal + Wsi) of the clay 4 exceeds 38% by weight, and the particle ratio of 5 ⁇ m or less exceeds 80%, so that the workability deteriorates.

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Abstract

　クレーを配合しながらゴム硬度、強度及び加工性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物を提供する。ジエン系ゴム１００重量部に、カーボンブラックを３０～１００重量部、無機充填剤を１０～８０重量部配合すると共に、前記無機充填剤が、粒子径５μｍ以下の粒子が２０～８０％であり、前記無機充填剤におけるアルミニウム含有率をＷａｌ重量％、ケイ素含有率をＷｓｉ重量％とするとき、アルミニウム含有率Ｗａｌが１１～４０重量％、アルミニウムとケイ素の合計に対するアルミニウムの割合Ｗａｌ／（Ｗａｌ＋Ｗｓｉ）×１００が１５～３８重量％であることを特徴とする。

Description

タイヤ用ゴム組成物
　本発明は、ゴム硬度、強度及び加工性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物に関する。
　従来、タイヤ用ゴム組成物には、増量効果（コスト削減）や成形安定性を確保する目的でクレーが配合されることがある。しかし、カーボンブラックの代わりにクレーを配合したゴム組成物は、カーボンブラックを配合したゴム組成物に比べ、ゴム硬度、強度が低下するという課題があった。
　特許文献１は、平均粒子径が１０μｍ以下のクレー及びチッ素吸着比表面積が７０～３００ｍ2／ｇのカーボンブラックを配合したタイヤトレッド用ゴム組成物を提案している。
　しかし、平均粒子径１０μｍ以下のクレーを配合したゴム組成物では、その加工性が悪化することがあり、ゴム硬度、強度と加工性とを両立するようなタイヤ用ゴム組成物は未だ確立されていない。
日本国特開２００２－８０６３８号公報
　本発明の目的は、クレーを配合しながらゴム硬度、強度及び加工性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物を提供することにある。
　上記目的を達成する本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に、カーボンブラックを３０～１００重量部、無機充填剤を１０～８０重量部配合すると共に、前記無機充填剤が、粒子径５μｍ以下の粒子が２０～８０％であり、前記無機充填剤におけるアルミニウム含有率をＷａｌ重量％、ケイ素含有率をＷｓｉ重量％とするとき、アルミニウム含有率Ｗａｌが１１～４０重量％、アルミニウムとケイ素の合計に対するアルミニウムの割合Ｗａｌ／（Ｗａｌ＋Ｗｓｉ）×１００が１５～３８重量％であることを特徴とする。
　本発明のタイヤ用ゴム組成物は、粒子径並びにアルミニウム及びケイ素の含有率を限定した特定の無機充填剤を配合するようにしたのでゴム硬度、強度及び加工性を従来レベル以上に改良することができる。
　前記カーボンブラックとしては、窒素吸着比表面積が１５～４０ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸収量が５０～１２０ｍｌ／１００ｇであることが好ましい。
　本発明のタイヤ用ゴム組成物を使用してビード部を形成した空気入りタイヤは、優れたタイヤ性能を有する空気入りタイヤを、その高い品質を安定的に維持して製造することができる。
図１は本発明のタイヤ用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤの実施形態の一例を示すタイヤ子午線方向の部分断面図である。
　図１は、タイヤ用ゴム組成物をトレッド部に使用した空気入りタイヤの実施形態の一例を示し、トレッド部１、サイドウォール部２、ビード部３からなる。このうちビード部３は本発明のタイヤ用ゴム組成物が使用されている。
　図１において、左右のビード部３間にタイヤ径方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に所定の間隔で配列してゴム層に埋設した２層のカーカス層４が延設され、その両端部がビード部３に埋設したビードコア５の周りにビードフィラー６を挟み込むようにしてタイヤ軸方向内側から外側に折り返されている。カーカス層４の内側にはインナーライナー層７が配置されている。トレッド部１のカーカス層４の外周側には、タイヤ周方向に傾斜して延在する補強コードをタイヤ軸方向に所定の間隔で配列してゴム層に埋設した２層のベルト層８が配設されている。この２層のベルト層８の補強コードは層間でタイヤ周方向に対する傾斜方向を互いに逆向きにして交差している。ベルト層８の外周側には、ベルトカバー層９が配置されている。このベルトカバー層９の外周側に、トレッド部１がトレッドゴム層１２により形成される。各サイドウォール部２のカーカス層４の外側にはサイドゴム層１３が配置され、各ビード部３のカーカス層４の折り返し部外側にはリムクッションゴム層１４が設けられている。
　本発明のタイヤ用ゴム組成物のゴム成分はジエン系ゴムからなる。ジエン系ゴムとしては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン－ブタジエンゴム、ブチルゴム、アクリロニトリル－ブタジエンゴム等が挙げられる。なかでも、天然ゴム、スチレン－ブタジエンゴムが好ましい。ジエン系ゴムが、天然ゴム及びスチレン－ブタジエンゴムからなるとき、その好適な組成は、天然ゴムがジエン系ゴム１００重量％中、好ましくは３０～９０重量％、より好ましくは５０～８０重量％であり、スチレン－ブタジエンゴムが好ましくは１０～７０重量％、より好ましくは２０～５０重量％である。
　このゴム組成物は、上述したジエン系ゴムに、カーボンブラック及び無機充填剤を必ず配合する。無機充填剤の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、１０～８０重量部、好ましくは２０～６０重量部である。無機充填剤の配合量を１０～８０重量部にすることにより、特定の無機充填剤を配合する効果をゴム組成物の特性に反映させることができる。
　無機充填剤は、粒子径が５μｍ以下の粒子の割合が２０～８０％、好ましくは２０～６０％にする。５μｍ以下の粒子の割合を２０％以上にすることによりゴム組成物のゴム硬度、強度などの補強性能を高くすることができる。また５μｍ以下の粒子の割合を８０％以下にすることによりゴム組成物の粘度の増大を抑制し良好な加工性を得ることができる。本明細書において無機充填剤の粒子径は、ＪＩＳ　８８２５-１に基づき、レーザー回折法により測定するものとする。また５μｍ以下の粒子の割合は、得られた測定値から粒子径とその個数の関係を表す累積粒度分布を求め、５μｍ以下の粒子の数割合を算出した。
　また無機充填剤は、アルミニウムおよびケイ素を含む無機充填剤である。本発明では、無機充填剤のアルミニウム含有率をＷａｌ重量％、ケイ素含有率をＷｓｉ重量％とするとき、アルミニウム含有率Ｗａｌを１１～４０重量％、アルミニウムとケイ素の合計に対するアルミニウムの割合Ｗａｌ／（Ｗａｌ＋Ｗｓｉ）×１００を１５～３８重量％にする。
　無機充填剤のアルミニウム含有率Ｗａｌは１１～４０重量％、好ましくは１１～３５重量％である。アルミニウム含有率Ｗａｌを１１重量％以上にすることにより、ゴム組成物の硬度を向上することができる。またアルミニウム含有率Ｗａｌを４０重量％以下にすることにより、ゴム組成物の加工性を良化することができる。
　無機充填剤のアルミニウムとケイ素の合計に対するアルミニウムの割合Ｗａｌ／（Ｗａｌ＋Ｗｓｉ）×１００は１５～３８重量％、好ましくは１６～３５重量％である。割合Ｗａｌ／（Ｗａｌ＋Ｗｓｉ）×１００を１５重量％以上にすることにより、ゴム組成物の硬度・引張り強度を増大し、良好な補強性を得ることができる。また割合Ｗａｌ／（Ｗａｌ＋Ｗｓｉ）×１００を３８重量％以下にすることにより、ゴム組成物の粘度の増大を抑制し良好な加工性を得ることができる。
　本明細書において無機充填剤におけるアルミニウム含有率Ｗａｌ重量％、ケイ素含有率Ｗｓｉ重量％は、ＪＩＳ　Ｋ０１１９に基づき、蛍光Ｘ線分析法により測定するものとする。
　無機充填剤の種類としては、上述した粒子径及びアルミニウム、ケイ素の組成範囲を満たす限り特に限定されるものではない。無機充填剤としては、例えばクレー、雲母類、ろう石鉱物類等を例示することができる。なかでもクレーが好ましい。
　本発明のゴム組成物は、カーボンブラックを必ず配合する。カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、３０～１００重量部、好ましくは４０～８５重量部である。カーボンブラックの配合量を３０重量部以上にすることにより、引張り強度・硬度を向上することができる。またカーボンブラックの配合量を１００重量部以下にすることにより、加工性の悪化を抑制することができる。
　また本発明のタイヤ用ゴム組成物において、上述した無機充填剤とカーボンブラックの配合量の比としては、重量比（無機充填剤／カーボンブラック）が好ましくは（１０／９０）～（７０／３０）、より好ましくは（３０／７０）～（６０／４０）にするとよい。重量比（無機充填剤／カーボンブラック）を（１０／９０）以上にすることにより、加工性の悪化を抑制することができる。また重量比（無機充填剤／カーボンブラック）を（７０／３０）以下にすることにより、加工性を良化することができる。
　カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、好ましくは１５～４０ｍ2／ｇ、より好ましくは２５～３５ｍ2／ｇにするとよい。窒素吸着比表面積を１５ｍ2／ｇ以上にすることにより硬度を増大できる。また窒素吸着比表面積を４０ｍ2／ｇ以下にすることにより加工性を良化することができる。本明細書において、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、ＡＳＴＭ　Ｄ１９９３－０３に基づきＢＥＴ法で測定されたものである。
　カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、好ましくは５０～１２０ｍ2／ｇ、より好ましくは８０～１００ｍ2／ｇにするとよい。ＤＢＰ吸収量を５０ｍ2／ｇ以上にすることにより、引張り強度・硬度を増大できる。またＤＢＰ吸収量を１２０ｍ2／ｇ以下にすることにより加工性悪化を抑制できる。本明細書において、カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、ＪＩＳ　Ｋ６２１７－４に基づきＢＥＴ法で測定されたものである。
　本発明において、ゴム組成物及びゴム組成物には、上記の限定された無機充填剤、カーボンブラック以外の他の充填剤を配合することができる。他の充填剤としては、例えばタルク、マイカ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン等が例示される。
　本発明のタイヤ用ゴム組成物において、ゴム組成物及びゴム組成物は、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤、加工助剤、液状ポリマー、テルペン系樹脂、熱硬化性樹脂などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤を、本発明の目的を阻害しない範囲内で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ゴム組成物とし、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は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。本発明のタイヤ用ゴム組成物は、通常のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。
　本発明のタイヤ用ゴム組成物は、空気入りタイヤのトレッド部、サイドウォール部、ビード部を形成するのに使用することができる。なかでもビード部をこのタイヤ用ゴム組成物で形成するのが好ましい。本発明のタイヤ用ゴム組成物を使用してビード部を形成した空気入りタイヤは、ゴム組成物のゴム硬度、強度が高いため、操縦安定性、耐久性などのタイヤ性能が優れる。またゴム組成物の加工性が良好であるため、その高い品質を安定的に維持して製造することができる。
　以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
　表４に示す配合剤を共通配合とし、表１，２に示す配合からなる１４種類のタイヤ用ゴム組成物（実施例１～７、比較例１～７）を、硫黄、加硫促進剤を除く成分を１.８Ｌの密閉型ミキサーで１６０℃、５分間混練しマスターバッチとして放出した。このマスターバッチに、硫黄、加硫促進剤を加えてオープンロールで混練することによりタイヤ用ゴム組成物を調製した。なお、表４に記載した共通配合剤の添加量は、表１，２に記載したジエン系ゴム１００重量部（正味のゴム量１００重量部）に対する重量部で表わした。
　得られた１４種類のタイヤ用ゴム組成物について、下記に示す方法でムーニー粘度を測定することにより加工性を評価した。
　　　加工性（ムーニー粘度）
　得られたゴム組成物のムーニー粘度をＪＩＳ　Ｋ６３００に準拠して、ムーニー粘度計にてＬ型ロータ（３８．１ｍｍ径、５．５ｍｍ厚）を使用し、予熱時間１分、ロータの回転時間４分、１００℃、２ｒｐｍの条件で測定した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数として、表１，２の「加工性」の欄に示した。この指数が小さいほど粘度が小さく加工性が優れることを意味する。
　得られた１４種類のタイヤ用ゴム組成物を所定形状の金型中で、１６０℃、２０分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を作製し、下記に示す方法でゴム硬度及び引張り強度を評価した。
　　　ゴム硬度
　得られた加硫ゴム試験片のゴム硬度を、ＪＩＳ　Ｋ６２５３に準拠し、デュロメータのタイプＡにより温度２０℃で測定した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数として、表１，２の「ゴム硬度」の欄に示した。この指数が大きいほど、ゴム硬度が高く機械的特性が優れること、また空気入りタイヤにしたとき操縦安定性が優れることを意味する。
　　　引張り強度
　得られた加硫ゴム試験片から、ＪＩＳ　Ｋ６２５１に準拠してＪＩＳ３号ダンベル型試験片（厚さ２ｍｍ）を打ち抜き、温度２０℃で５００ｍｍ／分の引張り速度で試験を行い、引張り破断強度を測定した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数として、表１，２の「引張り強度」の欄に示した。この指数が大きいほど、引張り破断強度が大きく機械的特性が優れること、また空気入りタイヤにしたとき耐摩耗性及び操縦安定性が優れることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　なお、表１，２において使用した原材料の種類を下記に示す。
・ＮＲ：天然ゴム、ＳＴＲ-２０
・ＳＢＲ：乳化重合スチレンーブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ １５０２
・カーボンブラック１：窒素吸着比表面積（ＢＥＴ）が３５ｍ2/ｇ、ＤＢＰ吸収量が
８５ｍｌ／１００ｇ、新日化カーボン 社製Ｎ６６０（ニテロン＃ＧＮ）
・カーボンブラック２：窒素吸着比表面積（ＢＥＴ）が９０ｍ2/ｇ、ＤＢＰ吸収量が
１２２ｍｌ／１００ｇ、ＴＨＡＩ ＣＡＲＢＯＮ　ＢＬＡＣＫ　ＰＵＢＬＩＣＫ　ＣＯ．製Ｎ３３９（ＴＨＡＩＢＬＡＣＫ　Ｎ３３９）
・クレー１～クレー９：表３に示す、５μｍ以下の粒子割合、アルミニウム含有率及びアルミニウムとケイ素の合計に対するアルミニウムの割合の化学組成のクレー
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４において使用した原材料の種類を下記に示す。
・酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸ＹＲ
・オイル：昭和シェル石油社製エキストラクト４号Ｓ
・硫黄：細井化学工業社製油処理硫黄
・加硫促進剤：大内新興化学工業社製ノクセラーＣＺ-Ｇ
　表１から明らかなように実施例１～７のタイヤ用ゴム組成物は、加工性、ゴム硬度及び引張り強度を従来レベル以上に改良することが確認された。
　これに対し、比較例１のタイヤ用ゴム組成物は、クレー３のアルミニウム含有率Ｗａｌが１１重量％未満、アルミニウムとケイ素の合計に対するアルミニウムの割合Ｗａｌ／（Ｗａｌ＋Ｗｓｉ）が１５重量％未満であるので、加工性、ゴム硬度及び引張り強度を、実施例１～４のゴム組成物のようには改良することができない。
　比較例２及び３のタイヤ用ゴム組成物は、クレー１及び２のアルミニウム含有率Ｗａｌが１１重量％未満、アルミニウムの割合Ｗａｌ／（Ｗａｌ＋Ｗｓｉ）が１５重量％未満、かつ５μｍ以下の粒子割合が２０％未満であるので、加工性及びゴム硬度を改良することができず、引張り強度が悪化する。
　比較例４のタイヤ用ゴム組成物は、クレー４のアルミニウムの割合Ｗａｌ／（Ｗａｌ＋Ｗｓｉ）が３８重量％を超え、かつ５μｍ以下の粒子割合が８０％を超えるので、加工性が悪化する。
　比較例５のタイヤ用ゴム組成物は、クレー５のアルミニウムの割合Ｗａｌ／（Ｗａｌ＋Ｗｓｉ）が３８重量％を超えるので、加工性が悪化する。
　比較例６のタイヤ用ゴム組成物は、特定のクレーを配合せずに、カーボンブラックだけを配合したので、加工性が悪化する。
　比較例７のタイヤ用ゴム組成物は、カーボンブラックを配合しなかったので、引張り強度、硬度が悪化する。
１　トレッド部
２　サイドウォール部
３　ビード部
４　カーカス層
５　ビードコア
６　ビードフィラー
７　インナーライナー層
８　ベルト層
９　ベルトカバー層

Claims (3)

  1. 　ジエン系ゴム１００重量部に、カーボンブラックを３０～１００重量部、無機充填剤を１０～８０重量部配合すると共に、前記無機充填剤が、粒子径５μｍ以下の粒子が２０～８０％であり、前記無機充填剤におけるアルミニウム含有率をＷａｌ重量％、ケイ素含有率をＷｓｉ重量％とするとき、アルミニウム含有率Ｗａｌが１１～４０重量％、アルミニウムとケイ素の合計に対するアルミニウムの割合Ｗａｌ／（Ｗａｌ＋Ｗｓｉ）×１００が１５～３８重量％であることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
  2. 　前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が１５～４０ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸収量が５０～１２０ｍｌ／１００ｇであることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
  3. 　請求項１または２に記載のタイヤ用ゴム組成物で、ビード部を形成した空気入りタイヤ。
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