(57)【要約】【課題】疲労性、発熱性を犠牲にすることなく、粘着力を向上させることができるゴム組成物及びタイヤを提供する。【解決手段】ゴム組成物の表面張力γ１が３５〜５３（ｍＮ／ｍ）で、かつ、路面表面張力γ２との差γ１−γ２が±１３（ｍＮ／ｍ）の範囲内であることを特徴とするゴム組成物。  また、本発明のタイヤは、上記ゴム組成物をタイヤトレッドに適用したことを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム組成物の表面張力γ１が３５〜５３（ｍＮ／ｍ）で、かつ、路面表面張力γ２との差γ１−γ２が±１３（ｍＮ／ｍ）の範囲内であることを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のゴム組成物を使用したことを特徴とするタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘着力を向上させることができるゴム組成物及びそれを用いたタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ゴム組成物のｔａｎδ（損失係数）を高くし、若しくは、弾性率を減少させることにより、ゴム組成物の粘着力を向上させることが知られている。
【０００３】
しかしながら、ゴム組成物のｔａｎδを高くしたり、弾性率を減少させることは、発熱性が大きくなりゴム組成物を熱的に厳しい状態になりやすいという課題がある。また、ゴム組成物の弾性率を減少させることは、ゴム組成物の歪みが大きくなるため、疲労性が低下してしまう点に課題がある。
【０００４】
一方、路面との粘着力を向上させることによって、タイヤが路面に接地するトレッド部を改善することが行われている。
例えば、トレッドゴムの弾性率を低くしたり、カーボンブラックやオイルの配合量を多くしたり、ガラス転移温度（Ｔｇ）を高くしたりすること等の種々の検討が試みられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、上記文献に記載の技術をもってしても、未だ粘着力を向上させる技術については不十分であり、疲労性、発熱性を犠牲にすることなく、粘着力を向上させることができるゴム組成物及びそれを用いたタイヤが切望されているのが現状である。
【特許文献１】特開平１０−１９５２３８号公報（特許請求の範囲及び実施例等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の課題及び現状に鑑み、これを解消しようとするものであり、疲労性、発熱性を犠牲にすることなく、粘着力を向上させることができるゴム組成物及びそれを用いたタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記従来の課題等について、鋭意検討した結果、ゴム組成物の表面張力を特定の範囲とし、かつ、路面の表面張力との差を特定の範囲とすることにより、上記目的のゴム組成物及びそれを用いたタイヤが得られることを見い出し、本発明を完成するに至ったのである。
【０００８】
すなわち、本発明は、次の（１）及び（２）に存する。
（１）  ゴム組成物の表面張力γ１が３５〜５３（ｍＮ／ｍ）で、かつ、路面表面張力γ２との差、γ１−γ２が±１３（ｍＮ／ｍ）の範囲内であることを特徴とするゴム組成物。
（２）  上記（１）に記載のゴム組成物を使用したことを特徴とするタイヤ。
なお、本発明において、「路面」とは、一般的な舗装路面を示し、例えば、密粒路面、密粒Ｇ路面、細粒路面、細密路面、排水性路面、排水性Ｇ路面を含むものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、疲労性、発熱性を犠牲にすることなく、粘着力を向上させることができるゴム組成物及びタイヤが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施形態を詳しく説明する。
本発明のゴム組成物において、ゴム組成物の表面張力γ１は３５〜５３（ｍＮ／ｍ）とすることが必要であり、かつ、路面表面張力γ２との差γ１−γ２は±１３（ｍＮ／ｍ）の範囲内とすることが必要である。
【００１１】
本発明において、ゴム組成物の表面張力γ１、路面表面張力γ２は、下記表面エネルギーの算出方法〔１〕のヤング−デュプレの式（３）により液体の表面張力γＬと接触角θにより接着仕事Ｗを求めることができ、また、下記表面エネルギーの算出方法〔２〕の拡張フォークスの式（４）と畑・北崎による拡張フォークスの式（５）〔日本接着協会誌、第３巻、１９７２年に、北崎、畑が発表した論文〕及び式（６）と上記式（３）接着仕事Ｗにより、固体（ゴム組成物、路面）の表面張力γＳを求めることができる。
本発明（後述する実施例等を含む）では、三種の液体〔例えば、既知のγＬ１（水）、γＬ２（ジヨードメタン）、γＬ３（ヘキサデカン）〕をゴム組成物又は路面に垂らしてγＳを測定して求めた。
具体的には、一般的に接触角を測定する試験機を使用し、通常、撥水や疎水性の評価等には溶媒として水を使用し表面解析を行うが、表面張力を評価するには水以外に更に２種の溶媒（ジヨードメタン、ヘキサデカン）を用いて表面解析を実施した。
この三種の液体の各表面張力及び接触角θの測定結果は、下記表２で示すとおりである。
【００１２】
【数１】
2010024411.tif 000002
【００１３】
【表１】
2010024411.tif 000003
【表２】
2010024411.tif 000004
【００１４】
これらの結果を上記計算式（３）、（６）に代入して、下記のようにして固体表面（ゴム組成物）の表面張力を求めた。また、これと同様にして路面の表面張力を求めることができる。
【数２】
2010024411.tif 000005
【００１５】
本発明において、被着体である路面の表面張力を一定とした場合、結合する相手となるゴム組成物の表面張力を増加させていくにつれて、上記式（６）のように系の結合エネルギーは増加し、粘着仕事（接着仕事）は増加するものとなる。従って、本発明では、ゴム組成物と路面の表面張力の差を小さくすることにより粘着力を向上させるものである。
【００１６】
本発明において、ゴム組成物は、表面張力γ１が３５〜５３（ｍＮ／ｍ）となるようにゴム成分、充填剤（カーボンブラック等）、軟化剤（オイル、樹脂）を含有し、硫黄で加硫できる組成物となるものであれば、ゴム組成物の配合組成は特に限定されず、例えば、各ゴム成分、充填剤の種類及びその量、軟化剤の種類及びその量、硫黄等の各種配合剤を種々好適に組み合わせることにより、目的のゴム組成物を得ることができる。
用いることができるゴム成分としては、天然ゴム及び／又はジエン合成系ゴムが用いられ、例えば、天然ゴム、シス−１，４−ポリイソプレン、スチレン−ブタジエン共重合体、低シス−１，４−ポリブタジエン、イソプレン、高シス−１，４−ポリブタジエン、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、クロロプレンゴム、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等の少なくとも１種を使用することができる。
【００１７】
なお、本発明において、表面張力（ｍＮ／ｍ）は、表面を出来るだけ小さくしようとする傾向を持つ液体の性質のことで、界面張力の一種であり、液体内の分子は周りから引力で引かれているのに対して、表面上にある分子は液体に触れていない部分だけ、液体分子の引力の影響を受けず、その分だけ、表面上にある分子は余ったエネルギーを持つことになり、これが表面張力の強さとなり、単位はｍＮ／ｍを用い、その長さ当りの力を表す。そしてこの値は、その面積当りの表面自由エネルギー（ｍＪ／ｍ２)と等しい。ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレンブタジエン、ブタジエン等は、その表面エネルギーは３５（ｍＪ／ｍ２）未満となる低表面エンルギーの基材であるので、これらの成分を用いる場合などには、その量、その他の配合成分を好適に組み合わせることにより最適な結合状態をつくり、粘着力を向上させることができるゴム組成物とすることができる。
【００１８】
用いることができる充填剤としては、例えば、カーボンブラック、シリカ、アミノケイ酸、ゼオライト、クレー、シリカが固定化されたカーボンブラック、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等を用いることができる。
これらの充填剤の合計含有量は、ゴム組成物の表面張力γ１が上記範囲内となり、路面表面張力γ２との差が上記の範囲内となる量であれば、特に限定されないが、ゴム成分１００質量部に対して、５〜４００質量部、好ましくは、５〜１００質量部が望ましい。
【００１９】
本発明のゴム組成物には、上記ゴム成分、充填剤、並びに、硫黄を含む加硫剤の他に、ゴム業界で通常使用される配合剤を本発明の効果を阻害しない範囲で用いることができ、例えば、軟化剤、老化防止剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、シランカップリング剤などを適宜配合することができる。
【００２０】
本発明のゴム組成物において、その表面張力γ１が３５（ｍＮ／ｍ）未満であると、接着仕事（Ｗ）が小さく、結合力が低くなり、一方、表面張力γ１が５３（ｍＮ／ｍ）を超えると、接着仕事（Ｗ）は大きいがゴム表面が活性化し、不安定になり結合が低く、埃や汚れ等がつきやすくなり、好ましくない。
また、ゴム組成物の表面張力γ１と路面表面張力γ２との差（γ１−γ２）は、±１３の範囲内とすることが必要である。この範囲であれば、ゴムと路面の親和性が高いためゴムの粘着力が高くなる。従って、表面張力の差（γ１−γ２）が、±１３（ｍＮ／ｍ）を超えると、ゴムの路面への粘着力が小さくなり、好ましくない。
【００２１】
本発明のゴム組成物は、上記各成分を、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー等により混練りすることにより製造することができ、粘着力が要求されるゴム製品、特に、乗用車、トラック、バス、二輪車用等の空気入りタイヤのトレッド用のゴム組成物として好適に使用できる。
【００２２】
本発明のタイヤは、上記ゴム組成物を用いたものであり、本発明のゴム組成物を用いてタイヤを製造する場合は、例えば、押し出し機カレンダー等により混練して押し出すことによってタイヤトレッド用ゴムを作製し、これらを成型ドラム上で他の部材と張り合わせること等でグリーンタイヤを作製し、このグリーンタイヤをタイヤモールドに収め、内側から圧を加えながら加硫する方法などにより行うことができる。
【００２３】
このように構成される本発明では、ゴム組成物の表面張力γ１を３５〜５３（ｍＮ／ｍ）とし、かつ、路面表面張力γ２との差γ１−γ２を±１３（ｍＮ／ｍ）の範囲内とすることにより、路面との接着仕事が大きく、安定した結合状態を達成でき、これにより疲労性、発熱性を犠牲にすることなく、ｔａｎδ、弾性率とは別の要素で粘着力を向上させることができるゴム組成物が得られるものとなる。
また、本発明のタイヤは、上記特性のゴム組成物をタイヤに適用、特に、乗用車、トラック、バス、二輪車用等の空気入りタイヤのトレッド用のゴム組成物に使用することにより、路面との粘着力を向上させることができるので、今までにないタイヤ性能を向上させることができるものとなる。
【実施例】
【００２４】
次に、本発明を実施例及び比較例に基づいて更に詳述するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００２５】
〔実施例１〜９及び比較例１〜７〕
下記表３及び表４に示す配合処方の各ゴム組成物をバンバリーミキサーにて混練し、加硫条件（１６０℃×１２分）で加硫し、大きさ４０ｍｍ×５ｍｍ×２ｍｍの加硫ゴム組成物を得た。
【００２６】
得られた各加硫ゴム組成物について、下記方法により、表面張力を測定した。
また、路面として、下記の特性の路面を用いた。この路面について、下記方法により表面張力を求めた。
更に、得られた各加硫ゴム組成物について、下記方法により、粘着力を測定した。
これらの各ゴム組成物、路面の表面張力及びその差、粘着力について、下記表３及び４に示す。
【００２７】
（加硫ゴム組成物の表面張力の算出方法）
ＪＩＳ  Ｒ  ３２５７−１９９９に準拠し、協和界面科学社製のＤＭ７００を用いて接触角、液体表面長力を測定し、上述の計算式を用いて加硫ゴム組成物の表面張力を算出した。
【００２８】
〔路面特性、路面の表面張力の測定方法〕
路面特性：下記組成の舗装路面の表面を研磨し平滑にした状態で測定を実施した。
路面組成は、硬質砂岩〔表面張力：３５〜４０（ｍＮ／ｍ）〕、石灰岩〔表面張力：４５〜５０（ｍＮ／ｍ）〕及びストレートアスファルト６０／８０〔表面張力：２５〜３０（ｍＮ／ｍ）〕を下記表３及び４に示す組み合わせで路面（大きさ：１００ｍｍ×１００ｍｍ×４０ｍｍ）を作製した。
路面の表面張力の測定方法：加硫ゴム組成物の表面張力の測定方法、算出方法と同様にして測定、算出した。
【００２９】
（粘着力の測定方法）
ＪＩＳ  Ｚ  ０２３７−２０００に準拠し、タッキング試験機（レスカ社製）を用いて、粘着力（絶対値）を測定した。また、比較例３を１００としてインデックス表示した。数値が高いほど、粘着力に優れていることを示す。
【００３０】
【表３】
2010024411.tif 000006
【００３１】
【表４】
2010024411.tif 000007
【００３２】
上記３及び表４中の＊１〜＊９は、下記のとおりである。
＊１：スチレンブタジエンゴム（Ｅ−ＳＢＲ、１５００、ＪＳＲ社製）
＊２：シースト９Ｈ（東海カーボン社製、Ｎ２ＳＡ＝１４２ｍ２／ｇ，ジブチルフタレート吸油量＝１３０ｍｌ／１００ｇ）
＊３：オイルＡ、ＦＵＫＫＯＬ  ＡＲＯＭＡＸ＃３（富士興産社製）
＊４：オイルＢ、Ａ／Ｏｍｉｘ（三共油化社製）
＊５：樹脂Ａ、フェノール樹脂（ＢＡＳＦ社製、ＫＯＲＥＳＩＮ、軟化点１４５℃）
＊６：樹脂Ｂ、Ｃ９系石油樹脂（新日本石油社製、ネオポリマーＴ１４５、軟化点１４５℃）
＊７：マイクロクリスタリンワックス（精工化学社製）
＊８：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、大内新興化学工業社製
＊９：ビス（４−メチルジベンゾチアゾリル−２）―ジスルフィド、三新化学工業社製
【００３３】
上記表３及び４の結果から明らかなように、本発明範囲となる実施例１〜９は、本発明の範囲外となる比較例１〜７に較べて、粘着力に優れていることが判った。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明では、乗用車、トラック、バス、二輪車用等のタイヤのトレッド等に好適に使用できるゴム組成物及びそれを用いたタイヤが得られる。