(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス転移点が−５０℃以上０℃以下のスチレンブタジエンゴムを５０重量部以上含むジエン系ゴム成分１００重量部に対し、
下記一般式（１）で表されるアルキル−Ｄ−グルコピラノシドを０．１重量部以上２０重量部以下と、補強性充填剤を６０重量部以上２００重量部以下含有するタイヤトレッド用ゴム組成物。
【化１】
0005389562.tif 000006
（式中、ｎは０〜２４の整数である。）
【請求項２】
前記一般式（１）のｎが０〜１２の整数である請求項１記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
前記補強性充填剤は窒素吸着比表面積が７０〜１５０ｍ２／ｇのカーボンブラックを含む請求項１又は２に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム組成物を用いてなるトレッドを備えた空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤのトレッドに用いられるタイヤトレッド用ゴム組成物、及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】
空気入りタイヤ、とりわけラリータイヤやセミレーシングタイヤなどのレース用タイヤにおいては、乾燥路面でのグリップ性能（ドライグリップ性）、耐カットチップ性、耐摩耗性なとが重要である。
【０００３】
ドライグリップ性を向上させるための手法として、例えば、補強性充填剤や軟化剤を高充填化したり、ガラス転移点の高いゴムポリマーを使用したりするなどの手法がとられているが、その場合、耐摩耗性が悪化するなどの問題があり、また、更なるドライグリップ性や耐カットチップ性の向上が求められている。また、耐カットチップ性を向上させるための手法として、ロジンなどに代表される樹脂を添加する技術もあるが（例えば、下記特許文献１参照）、耐摩耗性が低下するというデメリットがある。
【０００４】
ところで、ゴム組成物に糖類を添加する技術が従来知られており、例えば、下記特許文献２には、破壊特性、ウェットグリップ性及び発熱性や加工性を損なうことなく、耐摩耗性及び耐老化性を改良するために、単糖類や、二糖類以上の多糖類、更にはこれらの誘導体（例えば、糖アルコール、デオキシ糖、アミノ糖、配糖体、ウロン酸、糖脂肪酸エステル）などを配合することが提案されている。しかしながら、本発明特有のアルキル基変性糖誘導体を配合することは知られておらず、またそれによる有利な作用効果も知られていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１１６７３４号公報
【特許文献２】特開平１１−０７１４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、耐摩耗性を損なうことなく、ドライグリップ性と耐カットチップ性を改良することができるタイヤトレッド用ゴム組成物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、上記の点に鑑み鋭意検討していく中で、特定のジエン系ゴム成分に対し、アルキル基で変性した特定の糖誘導体を補強性充填剤とともに配合することで、耐摩耗性の悪化を抑えつつ、ドライグリップ性と耐カットチップ性を大幅に向上させることができることを見い出した。本発明は、かかる知見に基づくものである。
【０００８】
すなわち、本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物は、ガラス転移点が−５０℃以上０℃以下のスチレンブタジエンゴムを５０重量部以上含むジエン系ゴム成分１００重量部に対し、後述する一般式（１）で表されるアルキル−Ｄ−グルコピラノシドを０．１重量部以上２０重量部以下と、補強性充填剤を６０重量部以上２００重量部以下含有するものである。
【０００９】
本発明に係る空気入りタイヤは、かかるゴム組成物を用いてなるトレッドを備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、耐摩耗性の悪化を抑えながら、ドライグリップ性と耐カットチップ性を改良することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。
【００１２】
本発明に係るゴム組成物において、ジエン系ゴム成分としては、ガラス転移点が−５０℃以上０℃以下のスチレンブタジエンゴム（即ち、すなわちスチレン−ブタジエン共重合体、ＳＢＲ）を、ジエン系ゴム１００重量部中、５０重量部以上含むものが用いられる。このようにガラス転移点が比較的高いスチレンブタジエンゴムを用いることは、ドライグリップ性の向上に寄与する。該ガラス転移点のより好ましい範囲は、−５０〜−１０℃である。ここで、ガラス転移点（Ｔｇ）は、ＪＩＳ  Ｋ７１２１に準拠して示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を用いて測定される値（昇温速度２０℃／分）である。
【００１３】
前記ジエン系ゴム成分は、ガラス転移点が−５０〜０℃である少なくとも一種のスチレンブタジエンゴムを、ゴム成分１００重量部中５０重量部以上含むものであれば、該スチレンブタジエンゴム単独（即ち、１００重量部）でもよく、あるいはまた、該スチレンブタジエンゴム５０重量部以上と他のジエン系ゴム５０重量部以下とのブレンドであってもよい。ブレンドする場合、該スチレンブタジエンゴムを、ゴム成分１００重量部中７０重量部以上使用することが、より好ましい。
【００１４】
上記のブレンドする他のジエン系ゴムとしては、特に限定はなく、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ガラス転移点が−５０℃未満のスチレンブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、ニトリルゴムなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いても２種以上併用してもよい。
【００１５】
本発明に係るゴム組成物に配合されるアルキル基変性糖誘導体は、グルコースに第１級アルコールを反応させてなるものである。グルコースとしては、Ｄ−グルコースでもＬ−グルコースでもよいが、天然物であるブドウ糖、すなわちＤ−グルコースを用いることが好ましい。また、第１級アルコールとしては、炭素数が１〜２５の飽和アルコールを用いることが好ましい。
【００１６】
従って、アルキル基変性糖誘導体としては、アルキル基の炭素数が１〜２５であるアルキル−Ｄ−グルコピラノシドを用いることが好ましい。このような天然ブドウ糖由来のアルキル基変性糖誘導体を用いることは、石油資源由来の原料の低減にもつながる。この場合、該グルコピラノシドとしては、α型（すなわち、アルキル−α−Ｄ−グルコピラノシド）でも、β型（すなわち、アルキル−β−Ｄ−グルコピラノシド）でもよく、また両者の混合物でもよい。ここで、アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｎ−ヘキシル基、イソヘキシル基、ネオヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基が挙げられる。
【００１７】
アルキル基変性糖誘導体として、特に好ましくは、下記一般式（１）で表されるアルキル−Ｄ−グルコピラノシドを用いることであり、特に好ましくは下記一般式（２）で表されるアルキル−α−Ｄ−グルコピラノシドを用いることである。
【化１】
0005389562.tif 000002
【化２】
0005389562.tif 000003
【００１８】
上記式（１）及び（２）中、ｎは０〜２４の整数である。（ｎ＋１）で表されるアルキル基の炭素数は、これが大きすぎると、グルコース部分の寄与が小さくなって添加効果がパラフィンオイルに近づく傾向となり、耐摩耗性の低下などを引き起こすおそれがあるため、２５以下であることが好ましい。ｎは、より好ましくは、０〜１２の整数であり、更に好ましくは、２〜１０の整数である。
【００１９】
アルキル−Ｄ−グルコピラノシドは、下記式（３）のように、ブドウ糖に第１級アルコールを反応させることで得られるものである。この反応は、例えば、ブドウ糖と第１級アルコールとを塩酸及びカチオン交換樹脂の存在下に加熱反応させる方法（特公昭５０−１３７７０号公報参照）、触媒としてカチオン交換樹脂（スチレンとジビニルベンゼンを重縮合して製造した三次元高分子基体に交換基としてスルホン酸基を結合させたもの）を固定床として用いてブドウ糖と第１級アルコールを反応させる方法（特開平６−９２９８４号公報参照）、触媒としてトランスグルコシダーゼ（α−グルコシダーゼ）を用いてブドウ糖と第１級アルコールを反応させる方法（特開平７−８７９９２号公報参照）、ブドウ糖と第１級アルコールとを粘土鉱物（モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライトなど）の存在下で反応させる方法（特開平１０−２０４０９５号公報参照）などにより行うことができる。
【化３】
0005389562.tif 000004
【００２０】
前記アルキル基変性糖誘導体は、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、０．１〜２０重量部にて配合することができる。この配合量が０．１重量部未満では、その添加効果が不十分であり、逆に２０重量部を超えると、ドライグリップ性と耐カットチップ性には優れるものの、耐摩耗性が悪化する。アルキル基変性糖誘導体の配合量の下限は、より好ましくは１重量部以上、更に好ましくは３重量部以上であり、上限は、より好ましくは１０重量部以下、更に好ましくは５重量部以下である。
【００２１】
本発明に係るゴム組成物には、補強性充填剤が、ジエン系ゴム１００重量部に対して、６０〜２００重量部で配合される。補強性充填剤の配合量が６０重量部未満では、ドライグリップ性、耐カットチップ性及び耐摩耗性に劣る。配合量が２００重量部を超えると加工性が悪化する。補強性充填剤の配合量は、より好ましくは、６０〜１５０重量部であり、更に好ましくは６０〜１２０重量部である。
【００２２】
補強性充填剤としては、例えば、カーボンブラック、シリカなどが挙げられるが、好ましくは、カーボンブラックを主成分とすることであり、すなわち、カーボンブラック単独、又はカーボンブラック６０重量％以上とシリカ４０重量％以下との併用である。カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して４０〜２００重量部であることが好ましく、より好ましくは５０〜１２０重量部である。
【００２３】
上記カーボンブラックとしては、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が７０〜１５０ｍ２／ｇであるもの、すなわち、ＡＳＴＭグレードで、ＳＡＦクラス（Ｎ１００番台）、ＩＳＡＦクラス（Ｎ２００番台）、ＨＡＦクラス（Ｎ３００番台）のものが好ましく用いられる。窒素吸着比表面積が小さすぎると、耐摩耗性及び耐カットチップ性が劣る傾向となり、また、ドライグリップ性の改良効果も小さくなる。より好ましくは、窒素吸着比表面積が１００〜１５０ｍ２／ｇのカーボンブラックを用いることである。ここで、窒素吸着比表面積は、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−２に準じて測定される値である。
【００２４】
上記シリカとしては、特に限定されず、例えば、湿式シリカ（含水ケイ酸），乾式シリカ（無水ケイ酸），ケイ酸カルシウム，ケイ酸アルミニウム等が挙げられるが、中でも湿式シリカが好ましい。上記カーボンブラックとともにシリカを併用することで、ドライグリップ性と耐カットチップ性を更に向上することができる。シリカを併用する場合、補強性充填剤１００重量部中１０〜４０重量部で配合することが好ましい。特に限定するものではないが、シリカとしては、ＢＥＴ法による窒素吸着比表面積（ＢＥＴ）１５０〜２５０ｍ２／ｇのコロイダル特性を有するものが好ましく用いられ、より好ましくは１８０〜２３０ｍ２／ｇである。なお、シリカのＢＥＴはＩＳＯ  ５７９４に記載のＢＥＴ法に準拠し測定される。
【００２５】
本発明に係るゴム組成物には、上述した各成分の他に、亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤、軟化剤、加硫促進剤、加硫剤、加硫助剤、樹脂類など、タイヤのトレッド用ゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。上記加硫剤としては、例えば、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、オイル処理硫黄などの硫黄が好ましく用いられ、特に限定するものではないが、硫黄はジエン系ゴム成分１００重量部に対して０．５〜３．０重量部にて配合されることが好ましく、より好ましくは１．０〜２．０重量部である。
【００２６】
上記ゴム組成物は、通常に用いられるバンバリーミキサーやロール、ニーダー等の混合機を用いて混練し作製することができる。得られたゴム組成物は、各種空気入りタイヤのトレッドに用いることができ、常法に従い加硫成形することにより、該トレッドを備えた空気入りラジアルタイヤを作製することができる。適用するタイヤとしては、乗用車用タイヤ、トラックやバスなどの重荷重用タイヤなど、特に限定するものではないが、より好ましくは、ダートコースなどの悪路を走行するオフロードレース等に用いられるラリータイヤや、高いドライグリップ性が要求されるセミレーシングタイヤなどのレース用タイヤに用いることである。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２８】
バンバリーミキサーを使用し、下記表１に示す配合（重量部）に従って、常法に従い各成分を添加混合して、実施例及び比較例のゴム組成物を調製した。表１中の各成分は以下の通りである。
【００２９】
・ＳＢＲ１：ＪＳＲ株式会社製「ＳＢＲ０１２２」（ゴムポリマー１００重量部に対してオイル３４重量部を添加した油展スチレンブタジエンゴム、ガラス転移点＝−４０℃）
・ＳＢＲ２：旭化成株式会社製「タフデン４８５０」（ゴムポリマー１００重量部に対してオイル５０重量部を添加した油展スチレンブタジエンゴム、ガラス転移点＝−２５℃）
・ＳＢＲ３：ＪＳＲ株式会社製「ＳＢＲ１７１２」（ゴムポリマー１００重量部に対してオイル３７．５重量部を添加した油展スチレンブタジエンゴム、ガラス転移点＝−６４℃）
・天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ３号
・カーボンブラックＳＡＦ：東海カーボン株式会社製「シースト９」（Ｎ２ＳＡ＝１４２ｍ２／ｇ）
・カーボンブラックＩＳＡＦ：東海カーボン株式会社製「シースト７ＨＭ」（Ｎ２ＳＡ＝１２６ｍ２／ｇ）
・カーボンブラックＨＡＦ：東海カーボン株式会社製「シーストＫＨ」（Ｎ２ＳＡ＝９３ｍ２／ｇ）
・シリカ：東ソー・シリカ株式会社製「ニップシールＡＱ」（ＢＥＴ＝２０５ｍ２／ｇ）
・ロジン樹脂：荒川化学工業株式会社製「中国ロジン」
・グルコース：ナカライテスク株式会社製「Ｄ−（＋）−グルコース」
・アルキル基変性糖誘導体Ａ：ブチル−α−Ｄ−グルコピラノシド、式（２）中のｎ＝３、群栄化学工業株式会社製「ＧＳ−ＡＧ４Ｓ」
・アルキル基変性糖誘導体Ｂ：オクチル−α−Ｄ−グルコピラノシド、式（２）中のｎ＝７、群栄化学工業株式会社製「ＧＳ−ＡＧ８Ｓ」
・アルキル基変性糖誘導体Ｃ：デシル−α−Ｄ−グルコピラノシド、式（２）中のｎ＝９、群栄化学工業株式会社製「ＧＳ−ＡＧ１０Ｓ」
【００３０】
各ゴム組成物には、共通配合として、ジエン系ゴム１００重量部に対して、亜鉛華（三井金属鉱業株式会社製「亜鉛華１号」）３重量部、ステアリン酸（花王株式会社製「ルナックＳ−２５」）２重量部、老化防止剤（住友化学工業株式会社製「アンチゲン６Ｃ」）１重量部、硫黄（鶴見化学工業株式会社製「粉末硫黄」）１．５重量部、加硫促進剤ＣＢＳ（三新化学工業株式会社製「サンセラーＣＭ」）２．０重量部、及び加硫促進剤ＤＰＧ（住友化学工業株式会社製「ソクシノールＤ」）１．０重量部を配合した。
【００３１】
得られた各ゴム組成物について、加硫速度を測定するとともに、１５０℃×３０分で加硫して所定形状の試験片を作製し、得られた試験片を用いて、ドライグリップ性、耐カットチップ性（破断強度、引裂強度）、及び耐摩耗性を測定・評価した。各測定・評価方法は次の通りである。
【００３２】
・加硫速度ｔ５０：ＪＩＳ  Ｋ６３００に準拠したムーニースコーチ試験を、レオメーター（Ｌ形ロータ）を用いて行い、予熱１分、温度１５０℃で測定時のｔ５０値を求めた。この値が小さいほど加硫速度が速いことを示す。
【００３３】
・ドライグリップ性：東洋精機社製スペクトロメータを用いて、周波数１０Ｈｚ、初期伸張１０％、歪み振幅±２％、及び温度２０℃における粘弾特性としてのｔａｎδ（損失正接）を測定し、比較例１の値を１００とした指数で表示した。指数が大きいほどｔａｎδが大きいことを示す。１０Ｈｚ程度の周波数下における２０℃付近のｔａｎδは、トレッドゴムとして用いたときのドライグリップ性と良く相関し、該ｔａｎδが大きいほどドライグリップ性に優れることが知られている。従って、上記指数が大きいほど、ドライグリップ性に優れる。
【００３４】
・耐カットチップ性：破断強度（ＭＰａ）は、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して引張試験（ダンベル３号）を実施した。引裂強度（ｋＮ／ｍ）は、ＪＩＳ  Ｋ６２５２に準拠して引裂試験（クレセント形ダンベル）を実施した。破断強度と引裂強度は耐カットチップ性に相関があることが知られており、両者の値が大きいほど、耐カットチップ性に優れる。
【００３５】
・耐摩耗性：ＪＩＳ  Ｋ６２６４に準拠して、ランボーン摩耗試験機を用い、スリップ率３０％、負荷荷重４０Ｎ、落砂量２０ｇ／分の条件で摩耗試験を実施した。結果は、比較例１の摩耗量を１００とした指数（「比較例１の摩耗量」×１００／「各試験片の摩耗量」）で表示した。指数が大きいほど、耐摩耗性に優れる。
【００３６】
【表１】
0005389562.tif 000005
【００３７】
結果は表１に示す通りであり、実施例１〜１１であると、コントロールである比較例１に対して、耐摩耗性の悪化を抑えながら、破断強度と引裂強度が向上して耐カットチップ性が改良されており、また、ドライグリップ性も大幅に向上していた。また、加硫速度も速くなっていた。シリカを併用した実施例６は、同じアルキル基変性糖誘導体を同量配合した実施例４に対して、ドライグリップ性と耐カットチップ性の更なる改良がみられた。
【００３８】
これに対し、比較例２では、アルキル基変性糖誘導体を配合したものの、スチレンブタジエンゴムの比率が小さいため、比較例１に対してドライグリップ性が低下した。比較例３では、スチレンブタジエンゴムのガラス転移点が低すぎたため、ドライグリップ性が低下した。比較例４では、カーボンブラックの配合量が少なすぎて、耐摩耗性及び耐カットチップ性に劣り、ドライグリップ性も比較例１に対して低下していた。比較例５は、アルキル基変性糖誘導体の代わりにロジン樹脂を配合したものであるが、その場合、耐カットチップ性とドライグリップ性がやや改良されたものの、その効果は小さく、また、耐摩耗性が悪化した。比較例６は、アルキル基変性糖誘導体の代わりに、糖類としてグルコースを配合したものであるが、グルコースでは、ドライグリップ性の改良効果は得られず、また、耐カットチップ性及び耐摩耗性が悪化した。比較例７では、アルキル基変性糖誘導体の配合量が多すぎて、ドライグリップ性及び耐カットチップ性には優れていたものの、耐摩耗性が悪化した。