JP2006199784A - ベーストレッド用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】車の低燃費性を向上させるベーストレッド用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】式１
【化１】

（式中、Ｒ¹は、アミノ基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基、メルカプト基、またはこれらの誘導体を表す）
で表わされる化合物を共重合することにより得られるブタジエンゴムを１５〜８０重量％含有するゴム成分からなるベーストレッド用ゴム組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、ベーストレッド用ゴム組成物に関する。

近年、タイヤの転がり抵抗を低減して、発熱を抑えることにより、車の低燃費化がおこなわれている。とくに車の低燃費化への要求は強くなってきており、タイヤ部材のなかでもタイヤにおける占有比率の高いトレッドに対して、優れた低発熱性が要求されている。

また、車の走行における安全性の面から、タイヤのトレッドに対して優れたグリップ性能も要求されているが、低燃費性とグリップ性能とは背反性能であるため、一般的にトレッドをキャップトレッド／ベーストレッドの２層構造とし、ベーストレッド用として低発熱性を有するゴムを採用することが一般的におこなわれている。すなわち、キャップトレッドのような路面と接する表層部にはグリップ力の高いゴム組成物を用い、ベーストレッドのような内層部には低発熱性を有するゴム組成物を使用することで、タイヤの低燃費性とグリップ性能を両立させるというものである。

このように、ベーストレッドには低発熱性を有するゴム組成物が要求されているが、充分な低発熱性を有するベーストレッド用ゴム組成物は、未だ得られていないのが現状である。

特許文献１には、特定の構造を有するポリマーが記載されているが、タイヤのベーストレッドに用いることを想定したものではない。

また、特許文献２には、スター型溶液重合ゴムを含有するベーストレッド用ゴム組成物が記載されているが、充分な低発熱性を示すものではなかった。

特開２００３−２９２５２９号 公報特開平７−１０９３８４号公報

本発明は、車の低燃費性を向上させるベーストレッド用ゴム組成物を提供することを目的とする。

本発明は、式１

（式中、Ｒ¹は、アミノ基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基、メルカプト基、またはこれらの誘導体を表す）
で表わされる化合物を共重合することにより得られるブタジエンゴムを１５〜８０重量％含有するゴム成分からなるベーストレッド用ゴム組成物に関する。

本発明によれば、特定のブタジエンゴムを配合することにより、車の低燃費性を充分に向上させたベーストレッド用ゴム組成物を提供することができる。

本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、式（１）で表される化合物（以下、化合物１）を共重合することにより得られるブタジエンゴム（以下、化合物１含有ＢＲ）を含有するゴム成分からなる。ここで、化合物１含有ＢＲは、化合物１と１，３−ブタジエンゴムを共重合したものをいう。化合物１を含有するゴム成分としてはほかに、化合物１、１，３−ブタジエンおよびスチレンの３種のモノマーを共重合することにより得られるＳＢＲなどがあげられるが、該ＳＢＲはスチレンを含有していることから大きく発熱するため、本発明では化合物１含有ＢＲを用いる。

（式中、Ｒ¹は、アミノ基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基、メルカプト基、またはこれらの誘導体を表す）。

前記Ｒ¹としては、補強用充填剤との相互作用が大きいことから、アミノ基であることが好ましい。

前記アミノ基としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノ基およびモルホリノ基からなる群から選ばれることが好ましく、なかでも補強用充填剤との相互作用が大きいことから、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ基であることが好ましい。

化合物１含有ＢＲ１分子中において、化合物１は、平均１．１〜５個共重合されていることが好ましい。化合物１含有ＢＲ１分子中において化合物１が１．１個未満しか共重合されていない場合、車の低燃費性が不充分となる傾向があり、５個をこえて共重合されている場合、ゴム組成物の加工性が低下する傾向がある。

ゴム成分中における化合物１含有ＢＲの含有率は１０重量％以上、好ましくは１５重量％以上、より好ましくは２０重量％以上である。含有率が１０重量％未満では、転がり抵抗が増大して、低発熱性が不充分となる。また、化合物１含有ＢＲの含有率は８０重量％以下、好ましくは７０重量％以下、より好ましくは６０重量％以下である。含有率が８０重量％をこえると、混練り成形時の加工性が悪化する。

ゴム成分としては、化合物１含有ＢＲとともに、天然ゴム(ＮＲ）、ポリイソプレン合成ゴム(ＩＲ）、化合物１を有しない一般的なポリブタジエンゴム(ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム(ＳＢＲ）、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）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＩＢＲ）などのジエン系ゴムを併用できる。これらのジエン系ゴムは単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、ゴム強度の点から、天然ゴム（ＮＲ）および／またはイソプレンゴム（ＩＲ）を、化合物１含有ＢＲと併用することが望ましい。

本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、前記ゴム成分の他に、ベーストレッド用ゴム組成物の製造において、一般に使用されるカーボンブラック、シリカ、クレーといった補強用充填剤、老化防止剤、軟化剤、硫黄、シランカップリング剤、加工助剤等を必要に応じて通常使用される量を含むことができる。補強用充填剤としては、なかでもシリカを含有することが好ましい。

本発明において用いられるシリカとしては、とくに制限はなく、乾式法シリカ（無水ケイ酸）、湿式法シリカ（無水ケイ酸）などがあげられ、とくに湿式法シリカが好ましい。

シリカのチッ素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）は３０ｍ²／ｇ以上であることが好ましく、５０ｍ²／ｇ以上であることがより好ましい。Ｎ₂ＳＡが３０ｍ²／ｇ未満ではシリカによる補強効果が得られない傾向がある。また、シリカのＮ₂ＳＡは３００ｍ²／ｇ以下であることが好ましく、２００ｍ²／ｇ以下であることがより好ましい。Ｎ₂ＳＡが３００ｍ²／ｇをこえると、シリカの分散性が低下し加工性が著しく低下する傾向がある。

シリカの含有量は、ゴム成分１００重量部に対して５重量部以上であることが好ましい。含有量が５重量部未満では、化合物１含有ＢＲの配合による転がり抵抗の低減効果しか得られない傾向がある。また、シリカの含有量は６０重量部以下であることが好ましく、４５重量部以下であることがより好ましい。含有量が６０重量部をこえると、タイヤの発熱が増大する傾向がある。

補強用充填剤としてカーボンブラックを用いる場合、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１０〜６０重量部であることが好ましい。含有量が１０重量部未満では、ゴム強度が充分ではない傾向があり、また、含有量が６０重量部をこえると、タイヤの発熱が増大する傾向がある。

補強用充填剤の合計含有量は、ゴム成分１００重量部に対して３０〜８０重量部であることが好ましい。合計含有量が３０重量部未満では、充分なタイヤ強度が得られない傾向があり、また、合計含有量が８０重量部をこえると、タイヤの発熱が増大する傾向がある。

本発明のゴム組成物を用いて得られたベーストレッドの容積比率は、トレッド全体の１０％以上であることが好ましく、１５％以上であることがより好ましい。容積比率が１０％未満では、転がり抵抗が増大し、低発熱性が充分ではない傾向がある。また、該容積比率は５０％以下であることが好ましく、４０％以下であることがより好ましい。容積比率が５０％をこえると、摩耗時にベーストレッドがタイヤの表面に露出するおそれがある。

また、キャップトレッドの容積比率は、トレッド全体の５０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましい。容積比率が５０％未満では、摩耗時にベーストレッドがタイヤの表面に露出するおそれがある。また、該容積比率は９０％以下であることが好ましく、７０％以下であることがより好ましい。該容積比率が９０％をこえると、転がり抵抗が増大し、低発熱性が充分ではない傾向がある。

トレッドが、ベーストレッドおよびキャップトレッドの２層構造、または３層以上の多層構造のどちらの構造としてもよく、どちらの構造をとった場合でも、ベーストレッドの容積比率は前記と同様であることが好ましい。

トレッドは、混練り後に得られるシート状の未加硫ゴム組成物を所定の形状に貼りあわせる方法や、混練り後に得られる未加硫ゴム組成物を２本以上の押出し機に装入して押出し機のヘッド出口で２層以上に形成する方法により作製される。

本発明のゴム組成物からなるベーストレッドを有する空気入りタイヤは、充分な車の低燃費性を向上させることができる。

実施例にもとづいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

以下に、実施例において使用した各種薬品について記載する。
ＮＲ：ＲＳＳ＃３
ＢＲ１：日本ゼオン（株）製のＮｉｐｏｌ ＢＲ１２２０（化合物１を含有していない）
ＢＲ２：住友化学工業（株）の化合物１含有ＢＲ（式中、Ｒ¹＝Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ基、ＢＲ２の１分子中において平均１．２個の化合物１が、１，３−ブタジエンと共重合している）
カーボンブラック：東海カーボン（株）製のシーストＮＨ（ＨＡＦ級）
シリカ：ローディア社製のＺ１１６５ＭＰ（湿式法シリカ、チッ素吸着比表面積：１６５ｍ²／ｇ）
アロマチックオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＡＨ−２４
亜鉛華：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸「椿」
老化防止剤：住友化学工業（株）製のアンチゲン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）
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
硫黄：軽井沢硫黄（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−ベンゾチアジルスルフェンアミド）

実施例１〜２および比較例１〜２
硫黄および加硫促進剤を除く各種薬品を、表１の配合内容にしたがって、バンバリー型ミキサーにて３分間混練し、次に硫黄および加硫促進剤を加えてロールにて混練し、得られた混練物を押出した。押出されたシート状の混練物を、タイヤ成型機上にて貼りあわせて、ベーストレッドを成形して、他のタイヤ部材と貼り合わせることにより未加硫タイヤを作製した。これを加硫することにより、トレッドがキャップトレッドとベーストレッドの２層構造からなる試験タイヤ（サイズ：１９５／６５Ｒ１５）を作製して、各試験に供した。なお、試験タイヤにおいて、全トレッド中のベーストレッドの容積比は３０％であった。

以下に、試験方法を示す。
（転がり抵抗試験）
転がり抵抗試験機を用いて、試験タイヤを、リム（１５×６ＪＪ）、内圧（２３０ｋＰａ）、荷重（３．４３ｋＮ）、速度（８０ｋｍ／ｈ）で走行させたときの転がり抵抗を測定し、比較例１を１００としたときの指数で表示した。指数は大きいほど、転がり抵抗が低減されており良好である。

結果を表１に示す。

Claims (1)

1. 式１
   

   

   （式中、Ｒ¹は、アミノ基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基、メルカプト基、またはこれらの誘導体を表す）
   で表わされる化合物を共重合することにより得られるブタジエンゴムを１５〜８０重量％含有するゴム成分からなるベーストレッド用ゴム組成物。