(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、天然ゴムおよびブタジエンゴムからなり、かつ前記スチレン−ブタジエン共重合体ゴムを４０質量部以上含むジエン系ゴム１００質量部に対し、シリカを３０質量部以上およびキシリトールを０．１〜３０質量部配合してなり、
前記ジエン系ゴム１００質量部に対し、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が６０〜２００ｍ２／ｇのカーボンブラックおよび窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が１００〜３００ｍ２／ｇのシリカを、前記カーボンブラックおよび前記シリカの合計として３０〜７０質量部の範囲で配合してなる
ことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
【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、低転がり抵抗を維持したまま、湿潤状態の路面における制動性（ウェット制動）、操縦安定性および加工性を改善できる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】
タイヤ用ゴム組成物、とくにタイヤトレッド用ゴム組成物に求められる性能には、低転がり抵抗、高いウェット制動、高い操縦安定性、優れた耐摩耗性がある。これらの性能はいずれも背反特性に位置するため、これらの特性を高次元で両立していくことが求められており、様々な技術開発が行われている。
例えば、ウェット制動および操縦安定性を向上させるために、シリカのようなフィラーを多量配合し、ｔａｎδ（０℃）上昇および硬度上昇を図る方法がある。しかし、このような方法では、低転がり抵抗との両立の難しさや粘度上昇による加工性の悪化を引き起こし、背反特性を両立することが非常に困難であった。
【０００３】
なお、下記特許文献１は、ゴム成分（Ａ）、無機層状化合物（Ｂ）および水性膨潤剤（Ｃ）を混合して得られるゴム組成物を開示し、水性膨潤剤（Ｃ）としてアルコール類等の水酸基を有する化合物を例示している。
しかし、特許文献１に記載の発明の課題および効果は、空気透過性が低く、かつ伸縮性に優れるゴム組成物を提供することであり、アルコール類等の水酸基を有する化合物をゴム組成物に添加して低転がり抵抗、ウェット制動、操縦安定性および加工性を改善しようとする見地は何ら開示または示唆していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３２５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、低転がり抵抗を維持したまま、湿潤状態の路面における制動性（ウェット制動）、操縦安定性および加工性を改善できる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】
【０００６】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、特定の組成を有するジエン系ゴムに、特定の多価アルコールの特定量を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。
【０００７】
１．スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、天然ゴムおよびブタジエンゴムからなり、かつ前記スチレン−ブタジエン共重合体ゴムを４０質量部以上含むジエン系ゴム１００質量部に対し、シリカを３０質量部以上およびキシリトールを０．１〜３０質量部配合してなり、
前記ジエン系ゴム１００質量部に対し、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が６０〜２００ｍ２／ｇのカーボンブラックおよび窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が１００〜３００ｍ２／ｇのシリカを、前記カーボンブラックおよび前記シリカの合計として３０〜７０質量部の範囲で配合してなる
ことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
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】
【０００８】
本発明によれば、特定の組成を有するジエン系ゴムに、特定の多価アルコールの特定量を配合したので、低転がり抵抗を維持したまま、湿潤状態の路面における制動性（ウェット制動）、操縦安定性および加工性を改善できる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】
【０００９】
【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】
【００１０】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１１】
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、とくにトレッド３（とくにキャップトレッド）に有用である。
【００１２】
（ジエン系ゴム）
本発明で使用されるジエン系ゴムは、１００質量部中、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）が４０質量部以上を占める必要がある。ＳＢＲが４０質量部未満では、加工性、シリカの分散性が悪化する。さらに好ましいＳＢＲの配合量は、ジエン系ゴム１００質量部中、５０質量部以上である。また、本発明では、ＳＢＲ以外にもタイヤ用ゴム組成物に配合することができる任意の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、その分子量やミクロ構造はとくに制限されず、アミン、アミド、シリル、アルコキシシリル、カルボキシル、ヒドロキシル基等で末端変性されていても、エポキシ化されていてもよい。
また本発明で使用されるジエン系ゴムは、平均ガラス転移温度が−５０℃以上であることが望ましい。平均ガラス転移温度が−５０℃以上であることにより、ウェット制動がさらに向上する。なお、本発明でいう平均ガラス転移温度（Ｔｇ）は、ゴムの種類をｎ、各ゴムのガラス転移温度Ｔｉ（℃）、各ゴムの配合量（全ゴム１００質量部に対する質量部）をＱｉとすると、下記式によって算出すればよい。
【００１３】
[数１]
0005998587.tif 000002
【００１４】
（シリカ）
本発明で使用されるシリカとしては、乾式シリカ、湿式シリカ、コロイダルシリカおよび沈降シリカなど、従来からタイヤ用ゴム組成物において使用することが知られている任意のシリカを単独でまたは２種以上組み合わせて使用できる。
なお本発明では、本発明の効果がさらに向上するという観点から、シリカの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が１００〜３００ｍ２／ｇであるのが好ましく、１５０〜２００ｍ２／ｇであるのがさらに好ましい。なお、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）はＪＩＳ  Ｋ６２１７−２に準拠して求めた値である。
【００１５】
（多価アルコール）
本発明で使用する多価アルコールは、次の条件（１）〜（３）をすべて満たす必要がある。
（１）水酸基数が３より大きくかつ１０以下である。
（２）水酸基の数と炭素原子の数の比が、前者／後者として０．７以上である。
（３）直鎖状または分岐状であって、環状構造を持たない。
上記条件（１）〜（３）をすべて満たす多価アルコール（以下、特定多価アルコールという）としては、例えば糖アルコール類が挙げられ、具体的には、エリスリトール、スレイトール等のテトリオール類；アラビトール、キシリトール、リビトール等のペンチトール類；ソルビトール、マンニトール、ガラクチトール等のヘキシトール類；ボレミトール等のヘプチトール類；Ｄ−エリスロ−Ｄ−ガラクトオクチトール等のオクチトール類；ノニトール類；デシトール類が挙げられる。これらの糖アルコール類の立体配置には制限はなく、直鎖状糖アルコールはＤ体でもＬ体でもよく、Ｄ体とＬ体の混合物のＤＬ体であってもよい。
本発明で使用する特定多価アルコールの配合により、（ａ）シリカの分散性が向上し、低転がり抵抗を維持したままウェット制動の向上が可能となる。（ｂ）また、特定多価アルコールがゴム組成物の混合調製中に可塑剤かつ分散助剤として振舞い、粘度低下を生じさせ、加工性が向上する。（ｃ）なお、一般的にシリカの分散性を向上させると硬度の低下が見られるが、本発明では理由は定かではないが、このような硬度の低下の現象が生じない。
本発明において、とくに好ましい特定多価アルコールは、キシリトールである。キシリトールは上記（ａ）および（ｂ）の効果をさらに高める作用を有する。とくに上記（ｂ）の効果において、キシリトールは融点が９２℃と低く、一層の粘度低下をもたらし加工性が向上する。さらに、上記（ｃ）の効果において、キシリトールの配合により硬度の上昇が見られる。
【００１６】
（充填剤）
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、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。本発明の効果の点から、カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は６０〜２００ｍ２／ｇの範囲が好ましく、７０〜１５０ｍ２／ｇであるのがさらに好ましい。なお、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）はＪＩＳ  Ｋ６２１７−２に準拠して求めた値である。
【００１７】
（タイヤ用ゴム組成物の配合割合）
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、シリカを３０質量部以上および特定多価アルコールを０．１〜３０質量部配合してなることを特徴とする。
シリカが３０質量部未満であると、ウェット制動および硬度が低下する。
特定多価アルコールが０．１質量部未満であると、配合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３０質量部を超えると硬度が低下する。
【００１８】
シリカのさらに好ましい配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、４０〜６０質量部である。
特定多価アルコールのさらに好ましい配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、５〜２０質量部である。
また、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が６０〜２００ｍ２／ｇのカーボンブラックおよび窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が１００〜３００ｍ２／ｇのシリカを使用する形態において、両者の配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、前記カーボンブラックおよび前記シリカの合計として３０〜７０質量部の範囲が好ましく、４０〜７０質量部がさらに好ましい。
【００１９】
本発明に係る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、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。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】
【００２０】
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。
【００２１】
実施例１〜２および比較例１〜７
サンプルの調製
表１に示す配合（質量部）において、加硫促進剤と硫黄を除く成分を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、約１５０℃でミキサー外に放出させて室温冷却した。続いて、該組成物に加硫促進剤および硫黄を加えてオープンロールにて混練し、タイヤ用ゴム組成物を得た。次に得られたタイヤ用ゴム組成物を所定の金型中で１６０℃、２０分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を得、以下に示す試験法でタイヤ用ゴム組成物および加硫ゴム試験片の物性を測定した。
なお、本実施例で使用したジエン系ゴムの平均ガラス転移温度は-45℃であった。
【００２２】
ムーニー粘度：タイヤ用ゴム組成物のムーニー粘度を、ＪＩＳ  Ｋ６３００に基づき１００℃で測定した。結果は、比較例１の値を１００として指数で示した。指数が小さいほど加工性が良好であることを示す。
ウェット制動：岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、伸張変形歪率０．５±２％、振動数２０Ｈｚの条件下でｔａｎδ（０℃）を測定し、この値をもってウェット制動を評価した。結果は、比較例１を１００として指数で示した。指数が高いほど、ウェット制動が良好であることを示す。
転がり抵抗：岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、伸張変形歪率０．５±２％、振動数２０Ｈｚの条件下でｔａｎδ（６０℃）を測定し、この値をもって転がり抵抗性を評価した。結果は、比較例１を１００として指数で示した。指数が低いほど、低転がり抵抗であることを示す。
ペイン効果：未加硫の組成物を用いてＡＳＴＭ Ｐ６２０４に準拠してＲＰＡ２０００においてＧ’（０．５６％）を測定した。結果は、比較例１を１００として指数で示した。指数が小さいほどシリカの分散性が高いことを意味する。
硬度（２０℃）：ＪＩＳ  Ｋ６２５３に基づき、２０℃にて測定した。結果は、比較例１の値を１００として指数で示した。指数が大きいほど硬度が高く、操縦安定性に優れることを示す。
結果を表１に併せて示す。
【００２３】
【表１】
0005998587.tif 000003
【００２４】
＊１：ＮＲ（ＴＳＲ２０）
＊２：ＳＢＲ（旭化成（株）製Ｅ５８１。末端変性溶液重合ＳＢＲ（スチレン／シス／トランス／ビニル＝６７／２３／３５／４３％、Ｍｗ＝１２６万、Ｔｇ＝−２７℃）
＊３：ＢＲ（日本ゼオン（株）製Ｎｉｐｏｌ ＢＲＸ５０００）
＊４：酸化亜鉛（正同化学工業（株）製酸化亜鉛３種）
＊５：ステアリン酸（日油(株)製ビーズステアリン酸）
＊６：老化防止剤（ＦＬＥＸＳＹＳ製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ ６ＰＰＤと大内新興化学工業（株）製ノクラック２２４を１：１（質量比）として使用）
＊７：ワックス（大内新興化学工業（株）製パラフィンワックス）
＊８：シリカ（エボニックデグッサジャパン（株）製ＵＬＴＲＡＳＩＬ  ＶＮ３ＧＲ、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）＝１６５ｍ２／ｇ）
＊９：カーボンブラック（東海カーボン（株）製シーストＫＨＰ、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）＝７５ｍ２／ｇ）
＊１０：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）
＊１１：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）
＊１２：加硫促進剤（大内新興化学工業（株）製ノクセラーＣＺ−Ｇと住友化学(株)製ソクシノールＤ−Ｇを１：１（質量比）として使用）
＊１３：硫黄（鶴見化学工業（株）製金華印油入微粉硫黄）
＊１４：キシリトール（東京化成工業（株）製）
＊１５：ジエチレングリコール（東京化成工業（株）製）
＊１６：グリセリン（東京化成工業（株）製）
【００２５】
上記の表から明らかなように、実施例１〜２で調製されたタイヤ用ゴム組成物は、特定の組成を有するジエン系ゴムに、特定の多価アルコールの特定量を配合したので、従来の代表的な比較例１に比べて、粘度が低く加工性に優れ、ウェット制動および低転がり抵抗が共に向上し、シリカの分散性が向上しているにもかかわらず、高い硬度を示した。
これに対し、比較例２は、ＳＢＲの配合量が本発明で規定する下限未満であるので、加工性、転がり抵抗、シリカの分散性が悪化した。
比較例３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、ウェット制動および硬度が低下した。
比較例４は、特定多価アルコールの配合量が本発明で規定する下限未満であるので、加工性、ウェット制動、低転がり抵抗、硬度の改善が見られなかった。
比較例５は、特定多価アルコールの配合量が本発明で規定する上限を超えているので、硬度が低下した。
比較例６は、特定多価アルコールの替わりに、ジエチレングリコールを使用した例であるので、加工性、ウェット制動、低転がり抵抗、シリカの分散性、硬度の改善が見られなかった。
比較例７は、特定多価アルコールの替わりに、グリセリンを使用した例であるので、加工性、ウェット制動、低転がり抵抗、シリカの分散性、硬度の改善が見られなかった。
【符号の説明】
【００２６】
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】
0005998587.tif 000004