(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スチレン−ブタジエン共重合体ゴム５５〜９５質量％および天然ゴム５〜４５質量％からなるジエン系ゴム１００質量部に対し、ＢＥＴ比表面積が１００〜３００ｍ２／ｇのシリカを３０〜１５０質量部、下記式１で表される２−（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルチオ）ベンゾチアゾールを０．１〜５質量部および芳香族変性テルペン樹脂を１〜３０質量部配合してなることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
【化１】
0005633230.tif 000005
【請求項２】
請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物をトレッドに使用した空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関するものであり、詳しくは、湿潤路面での高い制駆動性と低い転がり抵抗とを両立したタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の安全意識、環境意識の高まりに伴い、タイヤの特性として湿潤路面での高い制駆動性（ウェット性能）と低い転がり抵抗との両立が求められている。しかしながらこの両性能は背反するものであり、両立は難しい。
この目的を達成するために、例えばシリカをタイヤ用ゴムコンパウンドに配合することが知られている。しかしこの手段では、カーボンブラックと比較して熱伝導度が低下するため、加硫速度が遅くなり、生産性の悪化が懸念される。
【０００３】
また、非石油外資源を使用する目的およびウェット性能を向上させる目的で、芳香族変性テルペン樹脂を配合する技術が知られている（特許文献１）。しかし、芳香族変性テルペン樹脂を多く配合すると転がり抵抗が悪化する傾向が見られる。
【０００４】
また、下記特許文献２には、天然ゴムおよび合成天然ゴム１００重量部に対して、特定のメルカプトベンゾチアゾール誘導体を０．３〜５．０重量部配合されることを特徴とするゴム組成物が開示されている。しかしながら特許文献２には、当該誘導体と特定の組成のジエン系ゴムと、特定の特性を有するシリカと、芳香族変性テルペン樹脂とを組み合わせ、所望のウェット性能および転がり抵抗を備えたタイヤ用ゴム組成物を獲得するという技術思想は何ら開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３８１５７号公報
【特許文献２】特開２００７−３２７０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって本発明の目的は、湿潤路面での高い制駆動性と低い転がり抵抗とを高い次元で両立したタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、特定の組成のジエン系ゴムと、特定の特性を有するシリカと、特定の化合物と、芳香族変性テルペン樹脂とを、特定量でもって配合することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成することができた。
すなわち本発明は以下のとおりである。
１．スチレン−ブタジエン共重合体ゴム５５〜９５質量％および天然ゴム５〜４５質量％からなるジエン系ゴム１００質量部に対し、ＢＥＴ比表面積が１００〜３００ｍ２／ｇのシリカを３０〜１５０質量部、下記式１で表される２−（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルチオ）ベンゾチアゾールを０．１〜５質量部および芳香族変性テルペン樹脂を１〜３０質量部配合してなることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
【０００８】
[化１]
0005633230.tif 000002
【０００９】
２．前記１に記載のタイヤ用ゴム組成物をトレッドに使用した空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、特定の組成のジエン系ゴムと、特定の特性を有するシリカと、特定の化合物と、芳香族変性テルペン樹脂とを、特定量でもって配合することにより、湿潤路面での高い制駆動性と低い転がり抵抗とを高い次元で両立したタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】空気入りタイヤの一例の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１３】
図１は、乗用車用の空気入りタイヤの一例の部分断面図である。
図１において、空気入りタイヤは左右一対のビード部１およびサイドウォール２と、両サイドウォール２に連なるトレッド３からなり、ビード部１、１間に繊維コードが埋設されたカーカス層４が装架され、カーカス層４の端部がビードコア５およびビードフィラー６の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられている。トレッド３においては、カーカス層４の外側に、ベルト層７がタイヤ１周に亘って配置されている。また、ビード部１においてはリムに接する部分にリムクッション８が配置されている。
以下に説明する本発明のタイヤ用ゴム組成物は、上記のようなタイヤ用の各種部材に有用であり、とくにトレッド３に有用である。
【００１４】
本発明で使用されるジエン系ゴム成分は、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(ＳＢＲ)を５０質量％以上含んでいれば特に限定されず、タイヤ用ゴム組成物に配合することができる任意のジエン系ゴムを用いることができ、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
また、本発明で使用することのできるＳＢＲは特に限定されるものではないが、例えば末端部分にＮ−置換アミノ基や水酸基などを有するＳＢＲであってもよい。ＳＢＲは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
また、ＳＢＲの配合量は５０質量％以上（すなわちジエン系ゴム成分全体を１００質量部としたときにＳＢＲの配合量は５０質量部以上である）とすることにより低転がり抵抗を確保することができ、５５〜８５質量％使用することがより好ましい。
ＳＢＲ以外のゴム成分としては、ウェット性能をより高いレベルに保持させる観点から、ＮＲを配合することが好ましく、ジエン系ゴム成分中、ＮＲを５〜４５質量％配合することがより好ましく、ジエン系ゴム成分中、両者の合計は１００質量％となることがより好ましい。
【００１５】
（シリカ）
本発明で使用されるシリカは、ＢＥＴ比表面積（ＡＳＴＭ Ｄ１９９３−０３に準じて測定）が１００〜３００ｍ２／ｇである必要がある。
ＢＥＴ比表面積が１００ｍ2／ｇ未満では、弾性率が低下し、好ましくない。逆に３００ｍ２／ｇを超えると、ゴム組成物の加硫速度の遅延や、粘度上昇による加工性の悪化が大きく、好ましくない。
好ましいＢＥＴ比表面積は、１１０〜２４０ｍ2／ｇである。さらに好ましくは、１４０〜２１０ｍ2／ｇである。ＢＥＴ比表面積がこの範囲にあるシリカを用いると、本発明のタイヤ用ゴム組成物における転がり抵抗のより低減が可能となるので好ましい。
【００１６】
また本発明では、下記式１で表される２−（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルチオ）ベンゾチアゾール（以下、式１で表される化合物という）を使用することを必須とする。
【００１７】
[化２]
0005633230.tif 000003
【００１８】
前記式１で表される化合物は、公知の化合物であり、例えば前記特許文献２に開示されている。また商業的に入手も可能であり、例えば川口化学工業（株）から市販されている。
【００１９】
本発明のタイヤ用ゴム組成物に配合される芳香族変性テルペン樹脂としては、例えば、α−ピネン、β−ピネン、ジペンテン、リモネンなどのテルペン樹脂と、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、インデンなどの芳香族化合物とを重合させて得られる芳香族変性テルペン樹脂が有効に使用される。当該芳香族化合物の芳香族変性テルペン樹脂中での含有量は、１０〜５０質量％であることが好ましい。
かかる芳香族変性テルペン樹脂をジエン系ゴムに配合することによって、当該樹脂とジエン系ゴムとの相溶性が一層良好となるため、ゴム組成物のウェット性能が向上する。
【００２０】
本発明では、シリカによるゴムマトリックスの補強効果を増大させるため、シランカップリング剤を使用するのが好ましい。使用されるシランカップリング剤は、とくに制限されないが、含硫黄シランカップリング剤が好ましく、例えば３−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン、３−プロピオニルチオプロピルトリメトキシシラン、ビス−（３−ビストリエトキシシリルプロピル）−テトラスルフィド、ビス−（３−ビストリエトキシシリルプロピル）−ジスルフィド、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
シランカップリング剤の配合量は、前記シリカに対して５〜１０質量％が好ましく、６〜８質量％がさらに好ましい。
【００２１】
本発明のゴム組成物は、上記シリカ以外に各種充填剤を配合することができる。充填剤としてはとくに制限されず、用途により適宜選択すればよいが、例えばカーボンブラック、無機充填剤等が挙げられる。無機充填剤としては、例えばクレー、タルク、炭酸カルシウム等を挙げることができる。中でもカーボンブラックが好ましい。
【００２２】
（タイヤ用ゴム組成物の配合割合）
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、ＢＥＴ比表面積が１００〜３００ｍ２／ｇのシリカを３０〜１５０質量部および前記式１で表される化合物を０．１〜５質量部および芳香族変性テルペン樹脂を１〜３０質量部配合してなることを特徴とする。
前記シリカの配合量が３０質量部未満であると、所望のウェット性能と転がり抵抗とを両立することができない。逆に１５０質量部を超えると、転がり抵抗が悪化し、またムーニー粘度が増加し加工が困難となるため好ましくない。
前記式１で表される化合物の配合量が０．１質量部未満であると、添加量が少な過ぎて本発明の効果を奏することができない。逆に５質量部を超えるとウェット性能が悪化する。
芳香族変性テルペン樹脂の配合量が１質量部未満であると、所望のウェット性能が得られない。逆に３０質量部を超えると、転がり抵抗が悪化する。
【００２３】
好ましい前記シリカの配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、４０〜１２０質量部である。
好ましい前記式１で表される化合物の配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、０．５〜４．５質量部である。
好ましい芳香族変性テルペン樹脂の配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、１〜２５質量部である。
なお、上記シリカ以外の充填剤を合わせて含有する場合には、シリカとの合計で１４５質量部以下となるよう配合するのがよい。
【００２４】
本発明のタイヤ用ゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に配合されている各種添加剤を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も、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。
【００２５】
また本発明のタイヤ用ゴム組成物は従来の空気入りタイヤの製造方法に従って空気入りタイヤを製造するのに使用することができる。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。
【００２７】
実施例１〜３および比較例１〜８
サンプルの調製
表１に示す配合（質量部）において、加硫系（加硫促進剤、硫黄）を除く成分を１．７リットルの密閉式バンバリーミキサーで５分間混練した後、ミキサー外に放出させて室温冷却した。続いて、該組成物を同バンバリーミキサーに再度入れ、加硫系を加えて混練し、ゴム組成物を得た。次に得られたゴム組成物を所定の金型中で１６０℃で２０分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を調製した。得られた加硫ゴム試験片について以下に示す試験法で物性を測定した。
【００２８】
ｔａｎδ（０℃）：ＪＩＳ Ｋ６３９４に準拠して、（株）東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪＝１０％、振幅＝±２％、周波数＝２０Ｈｚの条件下でｔａｎδ（０℃）を測定し、この値をもってウェット性能を評価した。結果は、比較例１を１００として指数で示した。指数が大きいほど、ウェット性能が良好であることを示す。
ｔａｎδ（６０℃）：ＪＩＳ Ｋ６３９４に準拠して、（株）東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪＝１０％、振幅＝±２％、周波数＝２０Ｈｚの条件下でｔａｎδ（６０℃）を測定し、この値をもって転がり抵抗を評価した。結果は、比較例１を１００として指数で示した。指数が小さいほど、転がり抵抗が低く、低燃費性が良好であることを示す。
結果を表１に併せて示す。
【００２９】
【表１】
0005633230.tif 000004
【００３０】
＊１：ＳＢＲ（日本ゼオン（株）製NS460）
＊２：ＮＲ（ＳＩＲ）
＊３：シリカ（エボニックデグッサジャパン（株）製ULTRASIL VN3、ＢＥＴ比表面積＝１７１m2/g）
＊４：カーボンブラック（キャボットジャパン（株）製ショウブラックＮ３３９）
＊５：シランカップリング剤（エボニックデグッサジャパン（株）製Ｓｉ６９）
＊６：酸化亜鉛（正同化学工業（株）製酸化亜鉛３種）
＊７：ステアリン酸（日油(株)製ビーズステアリン酸）
＊８：アロマオイル（昭和シェル石油（株）製エクストラクト４号Ｓ）
＊９：テルペン樹脂（ヤスハラケミカル（株）製ＹＳレジンＴＯ−１２５、芳香族変性テルペン樹脂、テルペン：ジペンテンおよびリモネン、変性芳香族化合物：スチレン含有）
＊１０：硫黄（細井化学工業（株）製油処理硫黄）
＊１１：加硫促進剤−１（三新化学工業（株）製サンセラーＣＭ−Ｇ）
＊１２：加硫促進剤−２（ＦＬＥＸＳＹＳ社製PERKACIT DPG）
＊１３：ＤＢＺＭ：（前記式１で表される化合物、川口化学工業（株）製２−（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルチオ）ベンゾチアゾール）
【００３１】
上記の表１から明らかなように、実施例１〜３で調製されたゴム組成物は、特定の組成のジエン系ゴムと、特定の特性を有するシリカと、ＤＢＺＭと、芳香族変性テルペン樹脂とを、特定量でもって配合しているので、従来の代表的な比較例１に対し、ウェット性能と低い転がり抵抗とが高い次元で両立している。
これに対し、比較例２は、式１で表される化合物を配合せず、加硫促進剤を増量した例であり、転がり抵抗が悪化している。
比較例３は、式１で表される化合物の配合量が本発明で規定する上限を超えているので、ウェット性能が悪化している。
比較例４は、芳香族変性テルペン樹脂を配合していないので、ウェット性能が悪化している。
比較例５は、芳香族変性テルペン樹脂の配合量が本発明で規定する上限を超えているので、転がり抵抗が悪化している。
比較例６は、シリカの配合量が本発明で規定する下限未満であるので、ウェット性能、転がり抵抗が共に悪化している。
比較例７は、シリカの配合量が本発明で規定する上限を超えているので、転がり抵抗が悪化している。
比較例８は、ＳＢＲの配合量が本発明で規定する下限未満であるので、転がり抵抗が悪化している。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、湿潤路面での高い制駆動性と低い転がり抵抗とを高い次元で両立しているので、タイヤの各種部材に有用であり、とくにトレッドに有用である。
【符号の説明】
【００３３】
１  ビード部
２  サイドウォール
３  トレッド
４  カーカス層
５  ビードコア
６  ビードフィラー
７  ベルト層
８  リムクッション
【図１】
0005633230.tif 000006