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1. JP2008156593 - RUBBER COMPOSITION FOR TREAD AND TIRE HAVING TREAD USING THE SAME

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Description

Title of Invention トレッド用ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有するタイヤ JP 2006137862 20060517 JP 2006324195 20061130 20110615 C08L63/00−63/10 C08G59/00−59/72 特開2006−036965(JP,A) 特表2000−514031(JP,A) 特開平11−228746(JP,A) 特表2003−520880(JP,A) 特開2006−008863(JP,A) 特表2002−533234(JP,A) 特開2005−089625(JP,A) 特開平07−149955(JP,A) 2008156593 20080710 20070711 赤澤 高之

Technical Field

0001  

Background Art

0002   0003   0004   0005   0006  

Disclosure of Invention

Technical Problem

0007  

Technical Solution

0008   0009   0010  

Advantageous Effects

0011  

Best Mode for Carrying out the Invention

0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038  

Mode for the Invention

0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050  

Claims

1   2    

Description

トレッド用ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有するタイヤ

JP 2006137862 20060517 JP 2006324195 20061130 20110615 C08L63/00−63/10 C08G59/00−59/72 patcit 1 : 特開2006−036965(JP,A)
patcit 2 : 特表2000−514031(JP,A)
patcit 3 : 特開平11−228746(JP,A)
patcit 4 : 特表2003−520880(JP,A)
patcit 5 : 特開2006−008863(JP,A)
patcit 6 : 特表2002−533234(JP,A)
patcit 7 : 特開2005−089625(JP,A)
patcit 8 : 特開平07−149955(JP,A)
2008156593 20080710 20070711 赤澤 高之

Technical Field

[0001]
本発明は、トレッド用ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有するタイヤに関する。

Background Art

[0002]
従来、天然ゴムのみを含有するゴム成分を使用したゴム組成物が、トレッド用ゴム組成物として使用されていた。しかし、その場合、得られたタイヤのグリップ力が低いためゴム成分として天然ゴムに加えてスチレンブタジエンゴムのような石油資源由来の合成ゴムを使用することによりグリップ性能の向上を図ってきた。
[0003]
しかし、近年、環境問題が重視されるようになり、CO 2排出抑制の規制が強化され、また、石油資源は有限であって、その供給量が年々減少していることから、将来的に石油価格の高騰が予測され、スチレンブタジエンゴムなどの石油資源由来の原材料の使用には限界がみられる。そのため、将来、石油が枯渇した場合を想定すると、天然ゴムやシリカ、炭酸カルシウム等の白色充填剤のような石油外資源を使用することが必要となる。
[0004]
しかし、石油外資源を使用した場合であっても、従来用いていた石油資源の使用により得られるトレッド性能(たとえば、タイヤのグリップ性能など)と同等、あるいはそれ以上の性能が必要となってくる。
[0005]
特許文献1には、石油外資源を使用してタイヤのトレッド部の性能を向上させるために、石油外資源であるエポキシ化天然ゴムをゴム成分として含有したタイヤ用ゴム組成物の製造方法が開示されている。しかし、グリップ性能は石油資源を使用したタイヤに劣らないものの、転がり抵抗を充分に低減させることができてはおらず、環境に与える影響を考慮すると、さらに転がり抵抗の低減を図る必要がある。
[0006]
patcit 1 : 特表2002−533234号公報

Disclosure of Invention

Technical Problem

[0007]
本発明は、環境に配慮することも、将来の石油の供給量の減少に備えることもでき、さらに、転がり抵抗を低減させ、グリップ性能を向上させることができるトレッド用ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有するタイヤを提供することを目的とする。

Technical Solution

[0008]
本発明は、エポキシ化天然ゴムを含有するゴム成分100重量部に対して、シリカを水に分散させて5%水性分散液としたときのpHが7.1〜12.0であるシリカを30〜80重量部、およびカーボンブラックを10重量部以下含有するトレッド用ゴム組成物に関する。
[0009]
前記ゴム成分において、エポキシ化天然ゴムの含有率は50重量%以上であることが好ましい。
[0010]
また、本発明は、前記トレッド用ゴム組成物を用いたトレッドを有するタイヤに関する。

Advantageous Effects

[0011]
本発明によれば、所定のゴム成分、所定のシリカおよびカーボンブラックを所定量含有することにより、環境に配慮することも、将来の石油の供給量の減少に備えることもでき、さらに、転がり抵抗を低減させ、グリップ性能を向上させることができるトレッド用ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有するタイヤを提供することができる。

Best Mode for Carrying out the Invention

[0012]
本発明のトレッド用ゴム組成物は、ゴム成分、シリカおよびカーボンブラックを含有する。
[0013]
前記ゴム成分は、エポキシ化天然ゴム(ENR)を含有する。
[0014]
ENRとしては、とくに制限されるわけではないが、天然ゴム(NR)のエマルジョンに過酢酸などのエポキシ化剤を添加して反応させることにより製造されたものを用いることができる。
[0015]
ENRのエポキシ化率は15モル%以上が好ましく、20モル%以上がより好ましい。ENRのエポキシ化率が15モル%未満では、グリップ性能が不充分である傾向がある。また、ENRのエポキシ化率は85モル%以下が好ましく、50モル%以下がより好ましい。ENRのエポキシ化率が85モル%をこえると、転がり抵抗が増大してしまう傾向がある。
[0016]
ゴム成分中のENRの含有率は50重量%以上が好ましく、70重量%以上がより好ましく、80重量%以上がさらに好ましい。ENRの含有率が50重量%未満では、グリップ性能が低下する傾向がある。なお、ENRの含有率は100重量%が最も好ましい。
[0017]
ゴム成分としては、ENR以外にも、タイヤ工業において一般的に使用されているゴム成分、たとえば、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)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(X−IIR)、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)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、イソモノオレフィンとパラアルキルスチレンとの共重合体のハロゲン化物などを使用することができ、これらのENR以外のゴム成分は、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。なかでも、石油外資源であるため、環境に配慮することも、将来の石油の供給量の減少に備えることもでき、さらに、転がり抵抗を低減させ、グリップ性能を向上させることができることから、NRが好ましい。
[0018]
NRを含有する場合、ゴム成分のNRの含有率は50重量%以下が好ましく、30重量%以下がより好ましく、20重量%以下がさらに好ましい。NRの含有率が50重量%をこえると、グリップ性能が低下する傾向がある。
[0019]
シリカとしては、乾式法または湿式法により調製されたものがあげられるが、とくに制限はない。
[0020]
シリカのBET比表面積(BET)は30m 2/g以上が好ましく、45m 2/g以上がより好ましい。シリカのBETが30m 2/g未満では、耐摩耗性が悪化する傾向がある。また、シリカのBETは250m 2/g以下が好ましく、200m 2/g以下がより好ましい。シリカのBETが250m 2/gをこえると、混練り時の加工性が低下し、シリカを分散させることが困難になる傾向がある。
[0021]
シリカを水に分散させて5%水性分散液としたときのpH(5%pH)は7.1以上、好ましくは7.4以上である。5%pHが7.1未満では、転がり抵抗が増大する。また、5%pHは12.0以下、好ましくは11.0以下である。5%pHが12.0をこえるシリカを製造することは困難であり、コストが増大してしまう。
[0022]
シリカとして、タイヤ工業において一般的に使用されるシリカを用いることができる。5%pHが本願発明を満たすものとしては、例えばデグッサ社製のCarplex#1120(5%pH:10.6)、デグッサ社製のCarplex#67(5%pH:7.9)、デグッサ社製のUltrasil360(5%pH:9.0)、ローディア社製のZEOSIL40(5%pH:8.1)などがあげられる。
[0023]
また、5%pHが本願発明を満たさないものとしては、例えばデグッサ社製のウルトラシルVN3(5%pH:6.2)、日本シリカ(株)製のニップシールVN3 AQ(5%pH:6.0)、ローン−ポウレック社製のZeosil 1165MP(5%pH:6.2)、デグッサ社製のCarplexCS−7(5%pH:6.1)などがあげられる。
[0024]
シリカの含有量は、ゴム成分100重量部に対して30重量部以上、好ましくは50重量部以上である。シリカの含有量が30重量部未満では、タイヤのグリップ性能を向上させるために代わりとなる充填剤であるカーボンブラックの配合量が多くせざるを得なくなるため環境に配慮することも、将来の石油の供給量の減少に備えることもでなく、またカーボンブラックを配合しない場合はタイヤに充分なグリップ性能が得られない。また、シリカの含有量は80重量部以下、好ましくは70重量部以下である。シリカの含有量が80重量部をこえると、加工性およびグリップ性能をバランスよく向上させることができない。
[0025]
本発明では、シリカとともにシランカップリング剤を併用することが好ましい。
[0026]
シランカップリング剤としては、とくに限定されるわけではないが、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(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−トリメトキシシシルエチル)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(3−トリメトキシシリルプロピル)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(3−トリメトキシシリルプロピル)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、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があげられる。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。
[0027]
シリカとともにシランカップリング剤を併用する場合、シランカップリング剤の含有量は、シリカ100重量%に対して2重量%以上が好ましく、4重量%以上がより好ましい。シランカップリング剤の含有量が2重量%未満では、耐摩耗性が不充分となる傾向がある。また、シランカップリング剤の含有量は20重量%以下が好ましく、12重量%以下がより好ましい。シランカップリング剤の含有量が20重量%をこえると、コストに対する性能の改善効果がつりあわない傾向がある。
[0028]
カーボンブラックとしては、とくに限定されるわけではないが、N110、N220、N234、N326、N330、N351、N550のように、タイヤ工業において一般的に使用されるカーボンブラックを用いることができる。なかでも、タイヤを適当に黒色化することができ、さらに、耐候性を向上させられることから、N220が好ましい。
[0029]
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100重量部に対して10重量部以下、好ましくは6重量部以下である。カーボンブラックの含有量が10重量部をこえると、石油資源の含有率が増大するため、環境に配慮することも、将来の石油の供給量の減少に備えることもできない。また、カーボンブラックの含有量は2重量部以上が好ましく、4重量部以上がより好ましい。カーボンブラックの含有量が2重量部未満では、タイヤを充分に黒色化することができないうえに、耐候性が低下する傾向がある。
[0030]
本発明では、所定のゴム成分、所定のシリカおよびカーボンブラックを所定量含有することで、環境に配慮することも、将来の石油の供給量の減少に備えることもでき、さらに、転がり抵抗を低減させ、グリップ性能を向上させることができる。
[0031]
本発明のトレッド用ゴム組成物は、軟化剤としてオイルを含有してもよい。
[0032]
オイルとしては、プロセスオイル、植物油脂またはこれらの混合物があげられるが、環境に配慮することも、将来の石油の供給量の減少に備えることもできるという理由から、植物油脂が好ましい。
[0033]
プロセスオイルとしては、具体的には、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。
[0034]
植物油脂としては、具体的には、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、バーム油、ヤシ油、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、バーム核油、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。
[0035]
本発明のトレッド用ゴム組成物には、前記ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤、カーボンブラックおよび軟化剤以外にも、タイヤ工業において通常使用される配合剤、たとえば、ワックス、各種老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤などを適宜配合することができる。
[0036]
本発明のタイヤは本発明のトレッド用ゴム組成物を用いて、通常の方法により製造される。すなわち、前記配合剤を必要に応じて配合した本発明のトレッド用ゴム組成物を未加硫の段階でタイヤのトレッド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にて成形し、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本発明のタイヤを製造することができる。
[0037]
本発明のタイヤは、本発明のトレッド用ゴム組成物をトレッドに用いることで、環境に配慮することも、将来の石油の供給量の減少に備えることもできるエコタイヤとすることができる。
[0038]
さらに、本発明のトレッド用ゴム組成物は、転がり抵抗を低減させ、グリップ性能を向上させることができるという利点から、特にキャップトレッド用ゴム組成物として用いることが好ましい。

Mode for the Invention

[0039]
実施例にもとづいて、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。
[0040]
次に、実施例および比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
天然ゴム(NR):TSR20
エポキシ化天然ゴム(ENR):クンプーランガスリー社(Kumpulan Guthrie Berhad)(マレーシア)製のエポキシ化天然ゴム(エポキシ化率:25モル%)
カーボンブラック:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN220
シリカA1:デグッサ社製のCarplex#1120(pH:10.6)
シリカA2:ローディア社製のZEOSIL40(5%pH:8.1)
シリカA3:デグッサ社製のUltrasil360(5%pH:9.0)
シリカB1:デグッサ社製のウルトラシルVN3(pH:6.2)
シランカップリング剤:デグッサ社製のSi75(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:日清オイリオグループ(株)製の大豆油
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックワックス
老化防止剤: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)
ステアリン酸:日本油脂(株)製のステアリン酸
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
[0041]
実施例1〜11および比較例1〜7
表1に示す配合処方にしたがい、(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以外の薬品を約150℃の条件下で4分間混練りし、混練り物を得た。次に、オープンロールを用いて、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を添加し、80℃の条件下で3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トレッド形状に成形し、他のタイヤ部材と貼りあわせ、150℃の条件下で30分間加硫することにより、実施例1〜11および比較例1〜7の乗用車用試験タイヤ(タイヤサイズ:195/65R15)を作製した。
[0042]
(転がり抵抗試験)
25℃の条件下で、前記乗用車用試験タイヤをドラム上で走行させて転がり抵抗を測定した。そして、比較例1の転がり抵抗指数を100とし、下記計算式により、各配合の転がり抵抗を指数表示した。なお、転がり抵抗指数が大きいほど転がり抵抗が低減され、転がり抵抗特性に優れることを示す。
(転がり抵抗指数)=(比較例1の転がり抵抗)
÷(各配合の転がり抵抗)×100
[0043]
(グリップ性能)
アンチロックブレーキシステム(ABS)評価試験により得られた制動性能をもとにして、グリップ性能を評価した。すなわち、1800cc級のABSが装備された乗用車に前記タイヤを装着して、アスファルト路面(ウェット路面状態、スキッドナンバー約50)を実車走行させ、時速100km/hの時点でブレーキをかけ、乗用車が停止するまでの減速度を算出した。ここで、本発明でいう減速度とは、乗用車が停止するまでの距離である。そして、比較例1のグリップ性能指数を100とし、下記計算式により、各配合の減速度をグリップ性能指数として示した。なお、グリップ性能指数が大きいほど制動性能が良好であり、グリップ性能に優れることを示す。
(グリップ性能指数)=(比較例1の減速度)
÷(各配合の減速度)×100
[0044]
上記試験の評価結果を表1および表2に示す。
[0045]
[Table 1]


[0046]
[Table 2]


[0047]
実施例1〜11では、ENR、所定のシリカおよびカーボンブラックを所定量含有しており、転がり抵抗を低減させ、グリップ性能を向上させることができる。
[0048]
比較例1、2、4および5では、シリカのpHが低いため、グリップ性能の改善効果が不充分であり、転がり抵抗が増大してしまう。
[0049]
比較例3では、ENRを含有しないため、グリップ性能が低下してしまう。
[0050]
比較例6および7では、シリカを所定量含有しないため、グリップ性能の改善効果と転がり抵抗の低減効果のバランスが悪い。

Claims

[1]
エポキシ化天然ゴム の含有率が100重量%であるゴム成分100重量部に対して、
シリカを水に分散させて5%水性分散液としたときのpHが 9.0〜12.0であるシリカを 50〜80重量部、および
カーボンブラックを 2〜10重量 部含有するトレッド用ゴム組成物。
[2]
請求項 1記載のトレッド用ゴム組成物を用いたトレッドを有するタイヤ。