(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２３℃において液状で、かつ９０℃における粘度が９０〜１５０Ｐａ・ｓであるテルペン系樹脂を、
原料ゴム成分１００質量部に対して１０〜７０質量部配合してなるタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
前記原料ゴム成分がスチレン−ブタジエンゴムである請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載のタイヤ用ゴム組成物でトレッド部が形成されるタイヤ。
【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に関し、詳しくはウェットグリップ性能が高く、加工性を向上させたタイヤ用ゴム組成物およびこれで形成されたタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能の乗用車や自動２輪車に使われる高性能タイヤや、競技車両用のレーシングタイヤなどに使用するタイヤにおいては、高いグリップ性能が要求される。特にウェット路面と該タイヤとの界面に生じる水膜による摩擦係数低下によるウェットグリップ性能の低下の改善を達成するために、該タイヤ用に適したタイヤ用ゴム組成物の開発が進められている。
【０００３】
現在、転がり抵抗を低減させつつウェットグリップ性能を維持するために、タイヤのタイヤ用ゴム組成物において、ガラス転移温度の高い原料ゴム成分、シリカおよび多量の軟化剤が一般に配合されている。また、該タイヤ用ゴム組成物においては、ブチル系原料ゴム、特にパラメチルスチレン−イソブチレン共重合体の臭素化物が用いられている。
【０００４】
特開２００４−２５８４号公報（特許文献１）には、ゴム成分１００重量部に対し、充填剤４０〜５００重量部およびレジン１５重量部以上を配合したタイヤ用ゴム組成物が開示されており、このレジンとしてテルペン樹脂、ロジン樹脂が例示されている。特許文献１によれば、タイヤ用ゴム組成物の組成をこのようにすることでトレッド部に用いてウェットグリップ性能および耐摩耗性を両立することができると記載されている。
【０００５】
しかしながら、ガラス転移温度の高い原料ゴム成分を用いると低温で硬くなり、グリップ性能が向上しない場合がある。また、該タイヤ用ゴム組成物を用いてタイヤを製造する際に、該タイヤ用ゴム組成物に添加するシリカ量を増加させても、硬さを合わせるために配合する軟化材が多量になりすぎ、加工性が悪化し、グリップ性能が向上しない場合があるとの問題がある。
【特許文献１】特開２００４−２５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決し、ウェットグリップ性能が高く、調製時の加工性にも優れるタイヤ用ゴム組成物および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】
本発明は、２３℃において液状で、かつ９０℃における粘度が２０〜１５０Ｐａ・ｓであるテルペン系樹脂を、原料ゴム成分１００質量部に対して１０〜７０質量部配合してなるタイヤ用ゴム組成物に関する。
【０００８】
また、本発明のタイヤ用ゴム組成物において、原料ゴム成分がスチレン−ブタジエンゴムであることが好ましい。
【０００９】
また、本発明は、上述のタイヤ用ゴム組成物でトレッド部が形成されるタイヤに関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ウェットグリップ性能が高く、調製時の加工性にも優れるタイヤ用ゴム組成物およびタイヤを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、２３℃において液状で、かつ９０℃における粘度が２０〜１５０Ｐａ・ｓであるテルペン系樹脂を、原料ゴム成分１００質量部に対して１０〜７０質量部配合してなるものである。ここで、本発明において、該粘度はＪＩＳＫ７１１７−１に準拠して測定することができる。
【００１２】
＜テルペン系樹脂＞
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、上述のとおりテルペン系樹脂が配合されてなる。該タイヤ用組成物は、複数種のテルペン系樹脂を配合していてもよい。
【００１３】
ここで、本明細書中でいう「テルペン系樹脂」とは、一般に植物の葉、樹、根等から得られる植物精油に含まれるテルペン化合物を主モノマーとして重合された樹脂を指す。テルペン化合物は、一般に、イソプレン（Ｃ5Ｈ8）の重合体で、モノテルペン（Ｃ10Ｈ16）、セスキテルペン（Ｃ15Ｈ24）、ジテルペン（Ｃ20Ｈ32）などに分類されるテルペンを基本骨格とする化合物であり、たとえばα−ピネン、β−ピネン、ジペンテン、リモネン、ミルセン、アロオシメン、オシメン、α−フェランドレン、α−テルピネン、γ−テルピネン、テルピノレン、１，８−シネオール、１，４−シネオール、α−テルピネオール、β−テルピネオール、γ−テルピネオール、カンフェン、トリシクレン、サビネン、パラメンタジエン類、カレン類などが挙げられる。
【００１４】
本発明におけるテルペン系樹脂には、上述したテルペン化合物を原料とする、たとえばα−ピネン樹脂、β−ピネン樹脂、リモネン樹脂、ジペンテン樹脂、β−ピネン／リモネン樹脂などのテルペン樹脂の他、テルペン化合物と芳香族化合物とを原料とする芳香族変性テルペン樹脂、テルペン化合物とフェノール系化合物とを原料とするテルペンフェノール樹脂、テルペン樹脂に水素添加処理した水素添加テルペン樹脂も含まれる。ここで、本発明における芳香族テルペン樹脂の原料となる芳香族化合物としては、たとえばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルトルエンなどが挙げられ、また、テルペンフェノール樹脂の原料となるフェノール系化合物としては、たとえばフェノール、ビスフェノールＡ、クレゾール、キシレノールなどが挙げられる。
【００１５】
本発明におけるテルペン系樹脂は、ＮＲ、ＥＮＲなどの改質天然ゴムおよびＳＢＲなどの合成ゴムとの相溶性が高いため、α−ピネン、β−ピネン、リモネンおよびターピノーレンからなる群から選ばれる１種以上のモノマーを（共）重合したテルペン系（共）重合体が好ましく、β−ピネンおよび／またはリモネンを（共）重合したテルペン系重合体がより好ましい。
【００１６】
また、本発明におけるテルペン系樹脂は、２３℃で、液状であり、かつ９０℃における粘度が２０Ｐａ・ｓ以上１５０Ｐａ・ｓ以下のものである。該粘度は、３０Ｐａ・ｓ以上がより好ましい。また、該粘度は１２０Ｐａ・ｓ以下がより好ましい。該テルペン系樹脂の粘度が、２０Ｐａ・ｓ未満ではウェットグリップ性能が劣る傾向がある。該粘度が１５０Ｐａ・ｓを超えると過剰に硬くなる傾向がある。
【００１７】
本発明のタイヤ用ゴム組成物におけるテルペン系樹脂の配合量は、原料ゴム成分１００質量部に対して１０質量部以上が好ましく、２５質量部以上がより好ましく、５０質量部以上がさらに好ましい。該テルペン系樹脂の配合量が１０質量部未満では、ウェットグリップ性能の向上、フィラーの分散性向上、耐摩耗性の改善、耐クラック性の改善などの効果が小さくなる傾向がある。また、該テルペン系樹脂の配合量は、７０質量部以下が好ましい。テルペン系樹脂の配合量が７０質量部をこえると、調整時において粘着が強く、加工性が悪化する傾向がある。
【００１８】
＜原料ゴム成分＞
本発明のタイヤ用ゴム組成物において、原料ゴム成分は、ジエン系合成ゴムを含むことが好ましい。ジエン系合成ゴムとしては、たとえば、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンイソプレン共重合体ゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）、イソブチレンとｐ−メチルスチレンとの共重合体のハロゲン化物などを挙げることができる。本発明のタイヤ用ゴム組成物においては、耐磨耗性およびウェットグリップ性能を向上させる観点からスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を用いることが好ましい。
【００１９】
該原料ゴム成分に、スチレン−ブタジエンゴムを用いる場合には、その結合スチレン量は、３０〜４５質量％であることが好ましい。該結合スチレン量が３０質量％未満である場合には、ウェットグリップ不足の虞があり、４５質量％超過の場合には、低温で硬くなり、ウェットグリップ不足の虞があるためである。
【００２０】
＜シリカ＞
本発明においては、ＢＥＴ比表面積が１５０ｍ2／ｇ以下であるシリカが配合されることが好ましい。タイヤ用ゴム組成物中にシリカを配合すると、該タイヤ用ゴム組成物の機械強度を向上させる補強剤としての効果や、ヒステリシスロスを低減する効果が得られる。また、シリカは石油外資源由来であるため、たとえばカーボンブラックなどの石油資源由来の補強剤を主な補強剤として配合する場合と比べて、タイヤ用ゴム組成物中の石油資源由来の原料の使用量を低減できる。しかし、シリカを配合する場合には、たとえばカーボンブラックなどを主な補強剤として配合する場合と比べてタイヤ用ゴム組成物の製造時における未加硫ゴム組成物のムーニー粘度が上昇し易く、良好な加工性を確保することが難しい場合が多い。
【００２１】
加工性の向上という点では、シリカのＢＥＴ比表面積は低い方が好ましいが、たとえばＢＥＴ比表面積が５０ｍ2／ｇ未満である場合、タイヤ用ゴム組成物の硬度が低くなって機械強度が低下する傾向がある。よってシリカのＢＥＴ比表面積は５０ｍ2／ｇ以上であることが好ましく、８０ｍ2／ｇ以上、さらに１００ｍ2／ｇ以上であることがより好ましい。
【００２２】
なお、シリカは１種でも２種以上の組合せからなっても良く、２種以上のシリカが組み合される場合の上記ＢＥＴ比表面積はシリカ全体での数平均として求められる。
【００２３】
なお、本発明においては、上記のような特定のシリカを用いることによって加工性を向上させることができるため、たとえばシリカを配合する場合に通常用いられる石油資源由来の加工助剤の必要性を低減できるという効果も得られる。
【００２４】
シリカの配合量は、原料ゴム成分１００質量部に対して１０〜１５０質量部の範囲内とされる。原料ゴム成分１００質量部に対するシリカの配合量が１０質量部未満である場合、シリカの配合による補強効果およびヒステリシスロスの低減効果を十分確保できず、１５０質量部を超える場合、良好な加工性が得られない。シリカの該配合量は、５０質量部以上がより好ましく、７０質量部以上がさらに好ましい。またシリカの該配合量は、１３５質量部以下がより好ましい。
【００２５】
シリカは、湿式法により調製されたものであってもよく、乾式法により調製されたものであってもよい。また、好ましい市販品としては、たとえば、日本シリカ工業（株）製の「ニプシルＶＮ３」などを例示できる。
【００２６】
＜カップリング剤＞
本発明においては、シリカとともに、カップリング剤を配合することが好ましい。カップリング剤としては、従来公知のカップリング剤を用いることができ、たとえば、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（４−トリエトキシシリルブチル）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−トリメトキシシリルエチル）テトラ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；などを挙げることができる。これらのカップリング剤は、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】
上記のなかでも、加工性が良好であるという理由から、デグッサ社製Ｓｉ６９（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）、Ｓｉ２６６（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド）などが好ましく用いられる。
【００２８】
シリカの配合量を１００質量部としたときのカップリング剤の配合量は、６質量部以上であることが好ましく、８質量部以上がより好ましい。カップリング剤の該配合量が６質量部未満である場合、機械強度が低下する傾向にある。また、カップリング剤の該配合量は、１５質量部以下であることが好ましく、１２質量部以下がより好ましい。該配合量が１５質量部を超えると、配合量を増やしても加工性の顕著な改善は望めない一方、コストが上昇してしまい経済的ではない。また、カップリング剤の該配合量が１５質量部を超えると、機械強度が低下する傾向にある。
【００２９】
＜カーボンブラック＞
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、補強剤としてカーボンブラックを原料ゴム成分１００質量部に対して５０質量部以下で含有することが好ましい。カーボンブラックを配合することによって、タイヤ用ゴム組成物に良好な機械強度が付与されるが、カーボンブラックは一般に石油資源由来である。原料ゴム成分１００質量部に対するカーボンブラックの配合量が５０質量部を超えると、低温で硬くなりウェットグリップを損ねる。カーボンブラックの該配合量は、さらに３０質量部以下以下であることが好ましい。一方、良好な機械強度と調製時の良好な加工性とを両立させる点では、カーボンブラックの配合量が、原料ゴム成分１００質量部に対して１０質量部以上であることが好ましい。
【００３０】
カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は７０〜１２０ｍｌ／１００ｇの範囲内であることが好ましい。カーボンブラックのＤＢＰ吸油量が７０ｍｌ／１００ｇ未満である場合、補強効果が小さくなる傾向があり、１２０ｍｌ／１００ｇを超える場合、タイヤ用ゴム組成物の調製時の加工性が低下する傾向がある。カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、さらに７５ｍｌ／１００ｇ以上、さらに８０ｍｌ／１００ｇ以上であることがより好ましく、また、さらに１１５ｍｌ／１００ｇ以下、さらに１００ｍｌ／１００ｇ以下であることがより好ましい。
【００３１】
カーボンブラックの好ましい市販品としては、たとえば、三菱化学（株）製の「ダイヤブラックＡ（Ｎ１１０）」などを例示できる。
【００３２】
＜その他の配合剤＞
本発明のタイヤ用ゴム組成物には、上記した成分以外にも、従来ゴム工業で使用される他の配合剤、たとえば加硫剤、ステアリン酸、加硫促進剤、加硫促進助剤、アロマオイル、硬化レジン、ワックス、老化防止剤などを配合しても良い。
【００３３】
加硫剤としては、有機過酸化物もしくは硫黄系加硫剤を使用することが可能であり、有機過酸化物としては、たとえば、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンなどが挙げられる。また、硫黄系加硫剤としては、たとえば、硫黄、モルホリンジスルフィドなどを使用することができる。これらの中では硫黄が好ましい。これらの加硫剤は、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。
【００３４】
加硫促進剤としては、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド−アミン系またはアルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、もしくは、キサンテート系加硫促進剤のうち少なくとも一つを含有するものを使用することが可能である。スルフェンアミド系としては、たとえばＣＢＳ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）などのスルフェンアミド系化合物などを使用することができる。チアゾール系としては、たとえばＭＢＴ（２−メルカプトベンゾチアゾール）などのチアゾール系化合物などを使用することができる。チウラム系としては、たとえばＴＭＴＤ（テトラメチルチウラムジスルフィド）などのチウラム系化合物を使用することができる。チオウレア系としては、たとえばチアカルバミド、ジエチルチオ尿素、ジブチルチオ尿素、トリメチルチオ尿素、ジオルトトリルチオ尿素などのチオ尿素化合物などを使用することができる。グアニジン系としては、たとえばジフェニルグアニジンなどのグアニジン系化合物を使用することができる。ジチオカルバミン酸系としては、たとえばエチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ブチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛などのジチオカルバミン酸系化合物などを使用することができる。アルデヒド−アミン系またはアルデヒド−アンモニア系としては、たとえばアセトアルデヒド−アニリン反応物、ブチルアルデヒド−アニリン縮合物、ヘキサメチレンテトラミン、アセトアルデヒド−アンモニア反応物などのアルデヒド−アミン系またはアルデヒド−アンモニア系化合物などを使用することができる。イミダゾリン系としては、たとえば２−メルカプトイミダゾリンなどのイミダゾリン系化合物などを使用することができる。キサンテート系としては、たとえばジブチルキサントゲン酸亜鉛などのキサンテート系化合物などを使用することができる。これらの加硫促進剤は、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。
【００３５】
加硫促進助剤としては、たとえば酸化亜鉛、ステアリン酸などを使用できる。
老化防止剤としては、アミン系、フェノール系、イミダゾール系、カルバミン酸金属塩などを適宜選択して使用することができる。
【００３６】
アロマオイルとしては、プロセスオイル、植物油脂、またはこれらの混合物、などを例示できる。プロセスオイルとしては、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を例示できる。植物油脂としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、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、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、サフラワー油、桐油、などを例示できる。
【００３７】
＜タイヤ＞
本発明のタイヤは、本発明所定のタイヤ用ゴム組成物を用いて得られるトレッド部、特にキャップトレッド部を備えるため、ウェットグリップ性能が高い。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３９】
＜実施例１〜２、比較例１〜４および参考例＞
表１に示す配合処方に従い、神戸製鋼所（株）製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を除く配合成分を充填率が６５％になるように充填し、回転数７７ｒｐｍで１６０℃に到達するまで混練りした。ついで、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を表１に示す配合量で加えてトレッド用のタイヤ用ゴム組成物を製造した。これを、２層押出しして、トレッド部が該タイヤ用ゴム組成物で形成された１９５／６５Ｒ４２０サイズのモーターサイクル用タイヤを成形し加硫した。
【００４０】
（ウェットグリップ指数の測定方法）
上述のようにして製造されたウェットグリップ指数については１週約６ｋｍのサーキットを５周実走行した際の官能評価により判定した。数値の大きいほど良好であることを示す。
【００４１】
（加工性指数）
８０℃に温度設定したロールにゴムを巻きつかせ、シート状に切り出す際の粘着の強さを官能評価により判定した。数値が大きいほど粘着が弱く加工しやすいことを示す。
【００４２】
【表１】
0005605669.tif 000002
【００４３】
注１：スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）は、３９質量％スチレン含有ＳＢＲ（油分：５０質量部油）旭化成（株）製の「タフデン４３５０」である。
注２：カーボンブラックは、三菱化学（株）製の「ダイヤブラックＡ（Ｎ１１０）」である。
注３：シリカは、日本シリカ工業（株）製の「ニプシルＶＮ３」である。
注４：アロマオイルはジャパンエナジー（株）製の「Ｘ−１４０」である。
注５：レジン（１）は、試作品（テルペン系樹脂、９０℃粘度：１０Ｐａ・ｓ）である。
注６：レジン（２）は、試作品（テルペン系樹脂、９０℃粘度：３０Ｐａ・ｓ）である。
注７：レジン（３）は、試作品（テルペン系樹脂、９０℃粘度：９０Ｐａ・ｓ）である。
注８：レジン（４）は、試作品（テルペン系樹脂、９０℃粘度：１７０Ｐａ・ｓ）である。
注９：カップリング剤は、デグッサ製の「Ｓｉ２６６」である。
注１０：ステアリン酸は、日本油脂（株）製の「ステアリン酸桐」である。
注１１：酸化亜鉛は、三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種である。
注１２：イオウは、鶴見化学（株）製の「粉末硫黄」である。
注１３：加硫促進剤ＣＢＳは、大内新興化学工業（株）製の「ノクセラーＣＺ」である。
注１４：加硫促進剤ＤＰＧは、大内新興化学工業（株）製の「ノクセラーＤ」である。
注１５：表１中に記載はないが、老化防止剤６ＰＰＤとしてフレキシス製の「サントフレックス１３」を配合した。
【００４４】
表１に示す結果から、本発明に係る実施例１〜２および参考例のタイヤ用ゴム組成物で形成されたタイヤは、ウェットグリップ性能が高く、かつ加工性が高かった。また、比較例１〜３におけるタイヤ用ゴム組成物で形成されたタイヤは、加工性は悪くないものの、ウェットグリップ性能が低いものであった。また、比較例４におけるタイヤ用ゴム組成物で形成されたタイヤは、ウェットグリップ性能は悪くないものの、加工性が悪いものであった。
【００４５】
以上の結果から、本発明によれば、調整時における加工性が良好で、ウェットグリップ性能に優れたタイヤ用ゴム組成物およびタイヤが得られることが分かった。
【００４６】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明におけるタイヤ用ゴム組成物は、加工性が良好で、かつウェットグリップ性能が高い。したがって、該タイヤ用ゴム組成物は、高性能の乗用車や自動２輪車に使われる高性能タイヤや、競技車両用のレーシングタイヤなどに使用するタイヤに利用することができる。