(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イソモノオレフィンとｐ−アルキルスチレンとからなる共重合体をハロゲン化してなる変性共重合体を５〜３０重量％配合してなるゴム成分１００重量部に対し、補強性充填剤としてカーボンブラックおよびシリカを４０〜８０重量部と、該シリカ重量の５〜２５重量％のシランカップリング剤とを配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物であって、
（１）イソモノオレフィンとｐ−アルキルスチレンとからなる共重合体をハロゲン化してなるハロゲン化変性共重合体を除く重合体と、硫黄および加硫促進剤以外の配合剤とを配合する工程と、
（２）前記工程（１）で得られた配合物に前記ハロゲン化変性共重合体を配合する工程と、
（３）前記工程（２）で得られた配合物に硫黄および加硫促進剤を配合する工程と、
を経て製造されたことを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
請求項１記載のタイヤトレッド用ゴム組成物をタイヤトレッドに用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項３】
タイヤトレッドゴムの硬度がＪＩＳ硬度で５６度以下である請求項２記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関し、詳しくは氷雪路面での制動／駆動性及び操縦安定性（以下「低温性能」と略記する）を損ねることなく湿潤路面での制動性及び操縦安定性（以下「ウェット性能」と略記する）を飛躍的に向上させたタイヤトレッド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。
【０００２】
【従来の技術】
スパイクタイヤの規制以降、低温性能を向上させるため、タイヤトレッドのパターンやトレッドゴムに多くの検討がなされてきた。
例えば、低温性能を向上させるためには、低温域でのゴム硬度を軟らかくすることで接触面積を増やし、これにより粘着摩擦力を高めることが有効であることから、従来の技術では氷雪上性能を確保するためにトレッド用ゴム組成物について以下のような対応がなされてきた。
▲１▼低温域で柔軟なポリブタジエンゴムを多量に配合する。
▲２▼カーボンブラック等の補強性充填剤量を減量する。
▲３▼多量の柔軟剤（オイル）を配合する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では前述のように低温性能を確保するためにポリブタジエンゴムの多量配合や補強性充填剤の減量を行ってきたため、これによるトレッドゴムにおけるヒステリシスロスの減少が顕著であった。かかるヒステリシスロスの減少は、特にウェット性能を大きく損なうという問題を伴うこととなる。
【０００４】
また、従来技術における多量の柔軟剤（オイル）の配合による低温性能の確保は、耐摩耗性の低下やオイル移行に伴うゴムの劣化（硬化）が問題となる。
【０００５】
そこで本発明の目的は、低温性能を損なうことなく飛躍的にウェット性能を向上させたタイヤトレッド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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前述の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、タイヤトレッド用ゴム組成物にある特定のハロゲン化変性共重合体と補強性充填剤とを所定量配合することにより、特にはある特定の配合手法を用いて配合することにより、前記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明はそれぞれ下記の構成よりなる。
【０００７】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、イソモノオレフィンとｐ−アルキルスチレンとからなる共重合体をハロゲン化してなる変性共重合体を５〜３０重量％配合してなるゴム成分１００重量部に対し、補強性充填剤としてカーボンブラックおよびシリカを４０〜８０重量部と、該シリカ重量の５〜２５重量％のシランカップリング剤とを配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物であって、
（１）イソモノオレフィンとｐ−アルキルスチレンとからなる共重合体をハロゲン化してなるハロゲン化変性共重合体を除く重合体と、硫黄および加硫促進剤以外の配合剤とを配合する工程と、
（２）前記工程（１）で得られた配合物に前記ハロゲン化変性共重合体を配合する工程と、
（３）前記工程（２）で得られた配合物に硫黄および加硫促進剤を配合する工程と、
を経て製造されたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の空気入りタイヤは、前記タイヤトレッド用ゴム組成物をタイヤトレッドに用いたことを特徴とするものである。
【００１０】
前記空気入りタイヤにおいて、トレッドゴムの硬度がＪＩＳ硬度で５６度以下であることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のタイヤ用トレッドゴム組成物においては、ゴム成分のうち、イソモノオレフィンとｐ−アルキルスチレンとからなる共重合体をハロゲン化してなる変性共重合体を５〜３０重量％使用する。かかるイソモノオレフィンとしては、炭素原子数が４〜７のものもが好ましく、イソブチレンがより好ましい。また、ｐ−アルキルスチレンとしては、アルキル基の炭素原子数が１〜３の直鎖または分岐鎖のものが好ましく、ｐ−メチルスチレンがより好ましい。さらに、共重合体の変性に使用するハロゲン原子としては、臭素あるいは塩素が好ましい。本発明における好ましいｐ−アルキルスチレンの量は、変性共重合体中１〜２０重量％であり、ハロゲン化量は１〜１００重量％である。
【００１２】
本発明に用いる上述の変性共重合体は、例えば、欧州特許明細書第８９３０５９５，９号に開示されている方法により重合することができる。
即ち、イソモノオレフィンとｐ−アルキルスチレンをルイス酸触媒の存在下、メチルクロリド等の溶媒中で共重合させる。ここで好ましいルイス酸としてはエチルアルミニウムジクロリド等であり、モノマー全量対比０．００１〜０．２重量％で使用する。重合終了後は、ラジカル開始剤を使用してラジカルハロゲン化により所望の変性共重合体を得ることができる。
【００１３】
本発明においては、上記ハロゲン化変性共重合体がゴム成分１００重量部中５〜３０重量部占めることを要する。これは５重量部未満では十分なウェット性能の向上が発揮されず、また３０重量部を超過すると低温性能および耐摩耗性を損なうためである。
【００１４】
また、本発明のゴム組成物においては、ゴム成分１００重量部中、７０〜９５重量部は天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴムまたはその他のジエン系ゴムが配合される。特には、高耐久性と高耐破壊性の点から天然ゴムを、また低温域での柔軟性確保の点からポリブタジエンゴムを選択し、上記ハロゲン化変性共重合体以外のゴム成分として、これら２種を主体に配合することが好ましい。これらの好適配合量範囲は、天然ゴムが２０〜６５重量部であり、ポリブタジエンゴムが３０〜７５重量部である。
【００１５】
さらに、本発明のゴム組成物においては、補強性充填剤として、カーボンブラックおよび／またはシリカをゴム成分１００重量部に対して４０〜８０重量部配合することを要する。かかる補強性充填剤の配合量が４０重量部未満であると十分なウェット性能および耐摩耗性能が得られず、一方８０重量部を超えると低温域での柔軟性が確保できなくなる。
【００１６】
本発明における好ましいカーボンブラックとしてはＨＡＦ〜ＳＡＦ級カーボンブラックである。また、シリカを配合するときには、シリカ重量の５〜２５重量％の割合で有機シラン化合物をシランカップリング剤として補強性および分散性の点から配合することが好ましい。
【００１７】
本発明のゴム組成物には、その他の成分として硫黄や加硫促進剤、老化防止剤、その他配合剤が通常使用される分量で適宜配合される。なお、氷上性能を向上させる上で発泡剤を用いた発泡ゴムとすることが有効であるが、本発明においては発泡ゴムにおいても有効である。
【００１８】
次に、本発明のゴム組成物の製造方法について説明する。
まず、工程▲１▼として、ハロゲン化変性共重合体を除く重合体、例えば天然ゴムやポリブタジエンゴムと、補強性充填剤と、オイルと、硫黄および加硫促進剤以外の他配合剤とを配合する。ここで、補強性充填剤としてシリカを使用するときには、この工程▲１▼でシランカップリング剤も一緒に配合する。
【００１９】
続いて工程▲２▼として、工程▲１▼で得られた配合物にハロゲン化変性共重合体を配合する。
【００２０】
最後に工程▲３▼として、工程▲２▼で得られた配合物に硫黄および加硫促進剤を配合する。
【００２１】
かかる配合手法は各ゴム成分の特徴を最大限に活かすことができる。即ち、本発明の方法は、配合におけるゴム成分中の主要部分を成し得る天然ゴムやポリブタジエンゴム中にカーボンブラック等の補強性充填剤を取り込み、ハロゲン化変性共重合体への取り込みを最小限に抑えると同時に、ハロゲン化変性共重合体の分散性を向上させることができる。これにより、主要ゴム成分での低温性能確保の他、充填剤による補強性効果を充分に確保できると共に、ハロゲン化変性共重合体によるウェット性能に有用なヒステリシスロスを大きく獲ぐことが可能となる。
【００２２】
尚、氷上性能を向上させるための配合剤、例えば発泡剤は、工程▲３▼で配合するのが好ましい。
【００２３】
本発明の空気入りタイヤは、上述のゴム組成物をタイヤトレッドに用いたものであり、好ましくはトレッドゴムの硬度がＪＩＳ硬度で５６度以下である。このＪＩＳ硬度が５６度以下のときに特に優れた効果を有する。
【００２４】
【実施例】
本発明を実施例および比較例に基づき説明する。
表１および表２に示す各配合内容および配合手法に従い、ゴム組成物を調製し、氷雪性能、ウェット性能および耐摩耗性能について評価した。各評価法は以下の通りである。尚、表中の配合手法における工程▲１▼〜▲３▼は上述した工程▲１▼〜▲３▼に対応するものであり、工程▲１▼、▲３▼とは工程▲２▼を設けなかった場合を示す。
【００２５】
（イ）氷雪性能
各ゴム組成物を１８５／７０Ｒ１４サイズの乗用車用トレッドに適用し、このタイヤを国産２０００ｃｃＦＦ車に装着し、氷の温度−５℃の氷上で制動距離を測定した。比較例１の場合を１００として指数表示した。数値が大きい程氷雪性能が良好であることを示す。
【００２６】
（ロ）ウェット性能
氷雪性能を評価したのと同様のタイヤおよび車輛を用いて、湿潤路面での制動距離を評価した。評価は水深３ｍｍの湿潤アスファルト路面にて、車速８０ｋｍ／ｈから急制動し、停止するまでの距離を測定した。比較例１の場合を１００として指数表示した。数値が大きい程ウェット性能が良好であることを示す。
【００２７】
（ハ）耐摩耗性能
氷雪性能および湿潤性能の評価に用いたのと同様のタイヤおよび車輛にて国内一般市街地を各タイヤ１０，０００ｋｍ走行させた時の残溝深さより求めた。比較例１の場合を１００として指数表示した。数値が大きい程耐摩耗性が良好であることを示す。
【００２８】
尚、実施例及び比較例で用いたイソモノオレフィンとｐ−メチルスチレン（ＰＭＳ）とからなる共重合体を臭素化してなる変性共重合体（商品名Ｅｘｘｐｒｏ９０−１０およびＥｘｘｐｒｏ９３−５）のＰＭＳ濃度および臭素濃度を下記表３に示した。
【００２９】
【表１】
0003618471.tif 000002
【００３０】
【表２】
0003618471.tif 000003
＊１  天然ゴム
＊２  日本合成ゴム（株）製  シス−１，４−ポリブタジエン（商品名ＢＲ０１）
＊３  日本合成ゴム（株）製  スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ１５００）
＊４  日本シリカ工業（株）製  シリカ（Ｎｉｐｓｉｌ  ＡＱ）
＊５  ＤＥＧＵＳＳＡ製  シランカップリング剤：ビス−（３−トリメトキシリルプロピル）−テトラスルフィド（商品名ＳＩ６９）
＊６  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
【００３１】
【表３】
0003618471.tif 000004
【００３２】
以上の結果より、以下のことが確かめられた。
実施例１〜５のいずれにおいても氷雪性能及び耐摩耗性を損ねることなく大幅なウェット性能の向上を果たしている。また、実施例７から分かるように、ウェット性能を比較例１と同等とした場合、大幅な氷雪性能の向上が図られている。
【００３３】
また、実施例１と参考例の比較より、配合手法による効果の差が明らかである。さらに比較例４および５より、補強性充填剤の量が多過ぎても少な過ぎても、氷雪性能とウェット性能の両立を図ることができないことが分かる。さらにまた、比較例１、６および実施例４の比較により、ハロゲン化共重合体量の配合の有無および配合量の差によって効果に差があることが明らかである。実施例６は発泡剤との併用系であるが、この場合、飛躍的な低温性能とウェット性能の両立化が確認できる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明においては、タイヤトレッド用ゴム組成物に特定のハロゲン化変性共重合体と補強性充填剤とを所定量配合したことにより、低温性能を損なうことなくウェット性能を飛躍的に向上させたタイヤを具現化することが可能となった。