(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
未変性のブタジエンゴムを３５重量％以上６５重量％未満、結合スチレン量が３５重量％以上である乳化重合スチレンブタジエンゴムを含み、前記ブタジエンゴムおよび乳化重合スチレンブタジエンゴムの合計が５０重量％以上９０重量％以下であるジエン系ゴム１００重量部に対し、軟化点が１００℃以上の芳香族変性テルペン樹脂をＷＴ重量部配合し、前記ブタジエンゴムの配合量（ＷＢ重量部）との比（ＷＢ／ＷＴ）が２．５〜５．０であることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
前記ジエン系ゴム１００重量部に対し、充填剤を５０〜１２０重量部配合すると共に、前記充填剤中、ＣＴＡＢ比表面積が１２０〜１８０ｍ2／ｇであるシリカが１０重量％以上であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のタイヤ用ゴム組成物を使用したことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項４】
ライトトラック用タイヤであることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
【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に関し、更に詳しくは、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減すると共に、ウェットグリップ性能及びタイヤ耐久性を向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境の悪化を抑制するため、環境に配慮した空気入りタイヤが求められている。このためタイヤの転がり抵抗を低減し燃費性能を向上することが必要になる。転がり抵抗を低減する手法としては、例えば、タイヤを構成するゴム組成物中のカーボンブラックの配合量を減少したり、ポリマーとしてガラス転移温度の低いものを利用したりすることが知られている。しかし、このようなゴム組成物は転がり抵抗を低減する効果は得られるものの、タイヤの重要な基本特性であるグリップ性能、特にウェットグリップ性能が低下したり、引張り破断伸びが低下して耐カット性や耐チッピング性などのタイヤ耐久性が悪化したりする虞があった。【０００３】
特許文献１は、ポリマーとしてガラス転移温度の低いゴムを使用すると共に、芳香族変性テルペン樹脂を配合したタイヤ用ゴム組成物により、燃費性能とグリップ性能を共に改良することを提案している。【０００４】
しかしながら、このタイヤ用ゴム組成物は耐カット性や耐チッピング性などのタイヤ耐久性が不充分であり、また低燃費性能についても更なる向上が求められており改善の余地があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特開２００９−１３８１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上述する問題点を解決するため、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減すると共に、ウェットグリップ性能及びタイヤ耐久性を向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明のタイヤ用ゴム組成物は、未変性のブタジエンゴムを３５重量％以上６５重量％未満、結合スチレン量が３５重量％以上である乳化重合スチレンブタジエンゴムを含み、前記未変性のブタジエンゴムおよび乳化重合スチレンブタジエンゴムの合計が５０重量％以上９０重量％以下であるジエン系ゴム１００重量部に対し、軟化点が１００℃以上の芳香族変性テルペン樹脂をＷＴ重量部配合し、前記未変性のブタジエンゴムの配合量（ＷＢ重量部）との比（ＷＢ／ＷＴ）が２．５〜５．０であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のタイヤ用ゴム組成物によれば、ジエン系ゴムが未変性のブタジエンゴム及び結合スチレン量が３５重量％以上である乳化重合スチレンブタジエンゴムからなり、この両者の合計が５０重量％以上９０重量％以下になるように組成し、かつ軟化点が１００℃以上の芳香族変性テルペン樹脂の配合量（ＷＴ重量部）と未変性のブタジエンゴムの配合量（ＷＢ重量部）との比（ＷＢ／ＷＴ）を２．５〜５．０にしたので、空気入りタイヤにしたとき、転がり抵抗を低減すると共に、ウェットグリップ性能及びタイヤ耐久性を向上することができる。
【０００９】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、前記ジエン系ゴム１００重量部に対し、充填剤を５０〜１２０重量部配合すると共に、前記充填剤中、ＣＴＡＢ比表面積が１２０〜１８０ｍ2／ｇであるシリカを１０重量％以上にすることができる。【００１０】
本発明のタイヤ用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤは、転がり抵抗を低減すると共に、ウェットグリップ性能及びタイヤ耐久性を向上することができる。【００１１】
また本発明の空気入りタイヤは、ライトトラック用に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本発明のタイヤ用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤの実施形態の一例を示すタイヤ子午線方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のタイヤ用ゴム組成物において、ジエン系ゴムは、未変性のブタジエンゴム及び結合スチレン量が３５重量％以上である乳化重合スチレンブタジエンゴムを必ず含む。未変性のブタジエンゴムとしては、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられる未変性のブタジエンゴム（以下、単に「ブタジエンゴム」と記すことがある。）を使用することができる。ブタジエンゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００重量％中３５重量％以上６５重量％未満、好ましくは３５〜６２重量％、より好ましくは３５〜５５重量％、さらに好ましくは３５〜５０重量％にする。ブタジエンゴムの含有量が３５％未満であると転がり抵抗を低減する効果および耐摩耗性を改良する効果が十分に得られない。またブタジエンゴムの含有量が６５重量％以上であるとウェットグリップ性能が低下する。
【００１４】
本発明のタイヤ用ゴム組成物において、ジエン系ゴムは、ブタジエンゴム及び結合スチレン量が３５重量％以上である乳化重合スチレンブタジエンゴムを必ず含む。ブタジエンゴムとしては、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられるブタジエンゴムを使用することができる。ブタジエンゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００重量％中３５重量％以上６５重量％未満、好ましくは３５〜６２重量％、より好ましくは３５〜５５重量％、さらに好ましくは３５〜５０重量％にする。ブタジエンゴムの含有量が３５％未満であると転がり抵抗を低減する効果および耐摩耗性を改良する効果が十分に得られない。またブタジエンゴムの含有量が６５重量％以上であるとウェットグリップ性能が低下する。
【００１５】
本発明においてスチレンブタジエンゴムとしては、乳化重合スチレンブタジエンゴムを使用する。乳化重合スチレンブタジエンゴムを含有することにより、タイヤ用ゴム組成物の加工性、物性、コストの総合バランスが良好になる。
【００１６】
乳化重合スチレンブタジエンゴムの含有量は、上述した未変性のブタジエンゴムとの合計がジエン系ゴム１００重量％中５０重量％以上９０重量％以下、好ましくは６０〜７５重量％になるように決めるものとする。ブタジエンゴムと結合スチレン量が３５重量％以上の乳化重合スチレンブタジエンゴムの合計が５０重量％未満であると、タイヤ用ゴム組成物の耐摩耗性が低下し、タイヤにしたときの転がり抵抗が大きくなる。
【００１７】
乳化重合スチレンブタジエンゴムの含有量は、上述したブタジエンゴムとの合計がジエン系ゴム１００重量％中５０重量％以上９０重量％未満、好ましくは６０〜７５重量％になるように決めるものとする。ブタジエンゴムと結合スチレン量が３５重量％以上の乳化重合スチレンブタジエンゴムの合計が５０重量％未満であると、タイヤ用ゴム組成物の耐摩耗性が低下し、タイヤにしたときの転がり抵抗が大きくなる。
【００１８】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ブタジエンゴム、結合スチレン量が３５重量％以上の乳化重合スチレンブタジエンゴム以外の他のジエン系ゴムを、ジエン系ゴム１００重量％中１０重量％を超え５０重量％以下、好ましくは２５〜４０重量％の範囲内で含有する。他のジエン系ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、溶液重合スチレンブタジエンゴム、結合スチレン量が３５重量％未満の乳化重合スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム等を例示することができる。なかでも他のジエン系ゴムとして、天然ゴム、結合スチレン量が３５重量％未満の乳化重合スチレンブタジエンゴムが好ましい。とりわけ、結合スチレン量が３５重量％未満の乳化重合スチレンブタジエンゴムが好ましく、タイヤ用ゴム組成物をより容易に加工することを可能にすることができる。
【００１９】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、芳香族変性テルペン樹脂を配合することにより、ウェットグリップ性能を向上する。これは芳香族変性テルペン樹脂が、シリカ、カーボンブラック等の充填剤の分散性を良好にすると共に、充填剤とジエン系ゴムとの相溶性を一層改良するからである。
【００２０】
芳香族変性テルペン樹脂の配合量は、未変性のブタジエンゴムの配合量をＷＢ重量部、芳香族変性テルペン樹脂の配合量をＷＴ重量部とするとき、両者の比（ＷＢ／ＷＴ）が２．５〜５．０、好ましくは３．０〜４．０になるように調節する。ブタジエンゴムと芳香族変性テルペン樹脂の配合量の比（ＷＢ／ＷＴ）が２．５未満であると、転がり抵抗を低減する効果が十分に得られない。また配合量の比（ＷＢ／ＷＴ）が５．０を超えると、ウェットグリップ性能が低下する。
【００２１】
芳香族変性テルペン樹脂の配合量は、ブタジエンゴムの配合量をＷＢ重量部、芳香族変性テルペン樹脂の配合量をＷＴ重量部とするとき、両者の比（ＷＢ／ＷＴ）が２．５〜５．０、好ましくは３．０〜４．０になるように調節する。ブタジエンゴムと芳香族変性テルペン樹脂の配合量の比（ＷＢ／ＷＴ）が２．５未満であると、転がり抵抗を低減する効果が十分に得られない。また配合量の比（ＷＢ／ＷＴ）が５．０を超えると、ウェットグリップ性能が低下する。
【００２２】
本発明において、芳香族変性テルペン樹脂としては、α−ピネン、β−ピネン、ジペンテン、リモネンなどのテルペンとスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンのうち少なくとも一つ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好ましく用いられる。
【００２３】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、充填剤を配合することにより、転がり抵抗を低くしながら、ウェットグリップ性能及びタイヤ耐久性を改良することができる。
【００２４】
充填剤の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し好ましくは５０〜１２０重量部、より好ましくは６０〜９０重量部にするとよい。充填剤の配合量が５０重量部未満であるとウェットグリップ性能が低下する。また充填剤の配合量が１２０重量部を超えると転がり抵抗を低減する効果が十分に得られない。
【００２５】
充填剤としては、シリカが好ましく、タイヤにしたとき転がり抵抗を低減することができる。シリカの配合量は、全充填剤中、好ましくは１０重量％以上、より好ましくは、１０〜４０重量％にするとよい。シリカの配合量が１０重量％未満であると転がり抵抗を低減する効果が十分に得られない。
【００２６】
またシリカとしては、ＣＴＡＢ比表面積が好ましくは１２０〜１８０ｍ2／ｇ、より好ましくは１４０〜１７０ｍ2／ｇであるとよい。シリカのＣＴＡＢ比表面積が１２０ｍ2／ｇ未満であると、ウェット性能が悪化し、耐摩耗性も悪化する。またシリカのＣＴＡＢ比表面積が１８０ｍ2／ｇを超えると、転がり抵抗を低減する効果が十分に得られない。本明細書において、シリカのＣＴＡＢ比表面積はＪＩＳ  Ｋ６２１７−３により測定するものとする。
【００２７】
本発明において、シリカの種類として、タイヤ用ゴム組成物に通常使用されるシリカ、例えば湿式法シリカ、乾式法シリカあるいは表面処理シリカなどを使用することができる。このようなシリカは、市販のシリカの中から適宜選択して使用することが出来る。
【００２８】
また、シリカと共にシランカップリング剤を配合することにより、ジエン系ゴムに対するシリカの分散性を改良することができ好ましい。シランカップリング剤の配合量は、シリカの配合量に対し、好ましくは３〜１５重量％、より好ましくは４〜１０重量％にするとよい。シランカップリング剤の配合量が３重量％未満であると、シリカの分散性を十分に改良することができない。また、シランカップリング剤の配合量が１５重量％を超えると、シランカップリング剤同士が凝集・縮合してしまい、所望の効果を得ることができなくなる。
【００２９】
シランカップリング剤の種類としては、特に制限されるものではないが、硫黄含有シランカップリング剤が好ましい。硫黄含有シランカップリング剤としては、例えばビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラサルファイド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジサルファイド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラサルファイド、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン等を例示することができる。
【００３０】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、充填剤としてシリカ以外の他の充填剤を配合することができる。他の充填剤としては、カーボンブラック、クレイ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、タルク、マイカ等を例示することができる。なかでもカーボンブラックが好ましい。カーボンブラックを配合することにより、ゴム組成物の強度を改良し、タイヤにしたときタイヤ耐久性を改良することができる。これら他の充填剤は一つの種類を使用することができる。また複数種を組み合わせて使用することができる。
【００３１】
本発明のタイヤ用ゴム組成物には、加硫又は架橋剤、老化防止剤、可塑剤などのゴム組成物に一般的に使用され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ゴム組成物とし、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は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。
【００３２】
タイヤ用ゴム組成物は、通常のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、空気入りタイヤのトレッド部、サイドウォール部を構成することができる。このタイヤ用ゴム組成物は、これらの部位から選ばれる少なくとも一か所に使用するとよい。なかでもトレッド部を構成するのが好ましい。本発明のタイヤ用ゴム組成物をこれらの部位に使用した空気入りタイヤは、転がり抵抗を低減し燃費性能を向上可能にすると共に、耐カット性や耐チッピング性及びウェットグリップ性能を従来レベル以上に向上することが出来る。
【００３３】
本発明の空気入りタイヤは、ライトトラック用空気入りタイヤとすることが好ましい。ライトトラックとは、ライトデューティートラックともいい、アメリカ合衆国における自動車の分類で、貨物の積載量が４０００ポンド（１８１５ｋｇ）未満のトラックまたはトラックベースの自動車をいう。ライトトラック用空気入りタイヤには、乗用車用空気入りタイヤと比べ、より高いレベルの耐カット性や耐チッピング性などのタイヤ耐久性が求められている。本発明のゴム組成物をトレッド部やサイドウォール部に使用したライトトラック用空気入りタイヤは、転がり抵抗を低減すると共に、ウェットグリップ性能及びタイヤ耐久性を向上することができる。
【００３４】
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００３５】
表３に示す添加剤を配合することを共通にし、表１、２に示す配合からなる１８種類のゴム組成物（実施例１〜１１、比較例１〜７）を、それぞれ硫黄及び加硫促進剤を除く配合成分を秤量し、１６Ｌのバンバリーミキサーで５分間混練し、これを放出し室温冷却した。これをオープンロールに供給し硫黄及び加硫促進剤を加え混合し、タイヤ用ゴム組成物を調製した。表１，２において、スチレンブタジエンゴムＥ−ＳＢＲ−２は油展成分を含むため、括弧内にＳＢＲとしての正味の配合量を併記した。表１，２において、スチレンブタジエンゴムＥ−ＳＢＲ−２の正味の配合量をＷＳとし、ブタジエンゴムおよび芳香族変性テルペン樹脂の配合量をＷＢおよびＷＴとする。また表３に示す添加剤の配合量は、表１，２に示したジエン系ゴム１００重量部に対する重量部として記載する。【００３６】
得られた１８種類のゴム組成物を使用して、それぞれ所定形状の金型中で、１６０℃、２０分間加硫して加硫ゴムシートを作製し、下記の方法により、転がり抵抗性、耐摩耗性能をそれぞれ下記の方法で測定した。【００３７】
転がり抵抗性；ｔａｎδ（６０℃）
得られた加硫ゴムシートの動的粘弾性を、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚで測定し、温度６０℃におけるｔａｎδを求めた。得られた結果は、比較例１の値の逆数を１００とする指数にし「転がり抵抗性」として表１，２に示した。この指数が大きいほどｔａｎδ（６０℃）が小さく、タイヤにしたときに転がり抵抗性が小さく燃費性能が優れることを意味する。【００３８】
耐摩耗性能
得られた加硫ゴムシートをＪＩＳ  Ｋ６２６４に準拠して、ランボーン摩耗試験機（岩本製作所社製）を使用して、温度２０℃、荷重４９Ｎ、スリップ率２５％、時間４分の条件で摩耗量を測定した。得られた結果は、比較例１の値の逆数を１００とする指数にし、「耐摩耗性能」として表１，２に示した。この指数が大きいほど耐摩耗性が高く、タイヤ耐久性に優れることを意味する。【００３９】
得られた１８種類のゴム組成物をトレッド部に使用して、タイヤサイズ２６５／７０Ｒ１７のライトトラック用空気入りタイヤを製造し、排気量６１５３ｃｃのライトトラックに装着し、下記に示す方法でウェットグリップ性能を評価した。【００４０】
ウェットグリップ性能
評価タイヤを装着したライトトラックで湿潤路面における走行試験を行い、そのときのウェットグリップ性能を専門パネラー３名による感応評価により採点した。得られた結果は、比較例１を１００とする指数にし「ウェットグリップ性能」として表１，２に示した。この指数が大きいほど湿潤路面におけるウェットグリップ性能が優れていることを意味する。【００４１】
【表１】
0005920544.tif 000002
【００４２】
【表２】
0005920544.tif 000003
【００４３】
なお、表１、２において使用した原材料の種類を下記に示す。
ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ  ＢＲ１２２０
Ｅ−ＳＢＲ−１：乳化重合スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ  １５０２、結合スチレン量が２３．５重量％
Ｅ−ＳＢＲ−２：乳化重合スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ  １７３９、結合スチレン量が４０．０重量％、油展成分を３７．５重量部含む。
カーボンブラック：東海カーボン社製Ｎ−１３４
シリカ−１：ローディア社製Ｚｅｏｓｉｌ  １１６５ＭＰ（ＣＴＡＢ比表面積１５５ｍ2／ｇ）
シリカ−２：ローディア社製Ｚｅｏｓｉｌ  １１５ＧＲ（ＣＴＡＢ比表面積１１０ｍ2／ｇ）
カップリング剤：硫黄含有シランカップリング剤、エボニック  デグッサ社製Ｓｉ６９
芳香族変性テルペン樹脂−１：ヤスハラケミカル社製ＹＳレジンＴＯ−１２５、軟化点１２５℃
芳香族変性テルペン樹脂−２：ヤスハラケミカル社製ＹＳレジンＴＯ−８５、軟化点
８５℃
アロマオイル：昭和シェル石油社製エキストラクト４号Ｓ【００４４】
【表３】
0005920544.tif 000004
【００４５】
なお、表３において使用した原材料の種類を下記に示す。
酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
ステアリン酸：千葉脂肪酸社製  工業製ステアリン酸Ｎ
老化防止剤：精工化学社製オゾノン６Ｃ
硫黄：鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
加硫促進剤−１：大内新興化学社製ノクセラーＣＺ−Ｇ
加硫促進剤−２：フレキシス社製ＰＥＲＫＡＣＩＴ  ＤＰＧ【００４６】
一方、表１の結果から明らかなように、比較例２のタイヤ用ゴム組成物は、ブタジエンゴムの含有量が６５重量％以上であるのでウェットグリップ性能が劣る。比較例３のタイヤ用ゴム組成物は、ブタジエンゴムと芳香族変性テルペン樹脂の重量比（ＷＢ／ＷＴ）が５．０を超えるのでウェットグリップ性能が劣る。比較例４のタイヤ用ゴム組成物は、ブタジエンゴムと芳香族変性テルペン樹脂の重量比（ＷＢ／ＷＴ）が２．５未満であるので転がり抵抗が悪化する。
【００４７】
一方、表１の結果から明らかなように、比較例２のタイヤ用ゴム組成物は、ブタジエンゴムの含有量が６５重量％以上、ブタジエンゴムおよび結合スチレン量が３５重量％以上の乳化重合スチレンブタジエンゴムの合計が９０重量％以上であるのでウェットグリップ性能が劣る。比較例３のタイヤ用ゴム組成物は、ブタジエンゴムと芳香族変性テルペン樹脂の重量比（ＷＢ／ＷＴ）が５．０を超えるのでウェットグリップ性能が劣る。比較例４のタイヤ用ゴム組成物は、ブタジエンゴムと芳香族変性テルペン樹脂の重量比（ＷＢ／ＷＴ）が２．５未満であるので転がり抵抗が悪化する。【００４８】
比較例５のタイヤ用ゴム組成物は、ブタジエンゴムの含有量が３５重量％未満であるので耐摩耗性を改良出来ず、転がり抵抗性能が劣る。比較例６のタイヤ用ゴム組成物は、ブタジエンゴム（ＷＢ）およびスチレンブタジエンゴムＥ−ＳＢＲ−２（ＷＳ）の合計（ＷＢ＋ＷＳ）が５０重量％未満であるので耐摩耗性、転がり抵抗性能が劣る。比較例７のタイヤ用ゴム組成物は、ブタジエンゴム（ＷＢ）およびスチレンブタジエンゴムＥ−ＳＢＲ−２（ＷＳ）の合計（ＷＢ＋ＷＳ）が９０重量％を超えるのでウェットグリップ性能が劣る。
【図１】
0005920544.tif 000005