(57)【要約】【課題】  転がり抵抗を抑えつつ優れたグリップ性能を有するタイヤ、即ち、低燃費性と操縦安定性とを高度な次元で両立したタイヤ、及び当該タイヤを実現し得るトレッド用ゴム組成物を提供する。【解決手段】  ジエン系ゴムと、硫黄と、コバルト又はコバルト化合物とを含むトレッド用ゴム組成物であって、前記コバルト又はコバルト化合物が前記ジエン系ゴム１００質量部に対し０．１〜４０質量部配合されることを特徴とするトレッド用ゴム組成物、及び当該トレッド用ゴム組成物をトレッド部に用いてなるタイヤ。【選択図】  図１
2006249361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴムと、硫黄と、コバルト又はコバルト化合物とを含むトレッド用ゴム組成物であって、前記コバルト又はコバルト化合物が前記ジエン系ゴム１００質量部に対し０．１〜４０質量部配合されることを特徴とするトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
前記コバルト又はコバルト化合物が前記ジエン系ゴム１００質量部に対し１〜２０質量部配合される請求項１記載のトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
前記コバルト化合物が水酸化コバルトである請求項１又は２記載のトレッド用ゴム組成物。
【請求項４】
更に脂肪酸が、前記ジエン系ゴム１００質量部に対し０．１〜１０質量部配合される請求項１，２又は３記載のトレッド用ゴム組成物。
【請求項５】
前記脂肪酸が炭素数１〜３０の脂肪酸である請求項４記載のトレッド用ゴム組成物。
【請求項６】
前記脂肪酸が炭素数１５〜３０の脂肪酸である請求項５記載のトレッド用ゴム組成物。
【請求項７】
前記脂肪酸が飽和脂肪酸である請求項４，５又は６記載のトレッド用ゴム組成物。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載のトレッド用ゴム組成物をトレッド部に用いてなるタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は転がり抵抗を抑えつつ優れたグリップ性能を有するタイヤ、及び当該タイヤを実現するトレッド用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車タイヤに要求される性能は、耐久性、耐摩耗性、低燃費性（低い転がり抵抗）、操縦安定性（高いグリップ性能）、乗り心地性など多岐にわたり、これらの特性を満足させるべく様々なタイヤ用ゴム組成物が提案されている。例えば特許文献１：特開２００１−２３３９９８号公報には、主に耐久性の向上（自動車用タイヤに補強材として用いられるスチールコードとゴム部材との間の接着性を維持すること）を目的として、ゴム成分、有機酸のコバルト塩、水酸化コバルトを各々特定量配合したスチールコードコーティング用ゴム組成物が提案されている。
【０００３】
一方、低燃費性及び操縦安定性についてはゴムのヒステリシスロスが大きく影響することが知られている。しかし、ヒステリシスロスを大きくするとグリップ性能は向上するが転がり抵抗も増大するため、一般に燃費については悪化する傾向となる。つまり、低燃費性と操縦安定性とは二律背反の関係にあるとされるが、これら両特性を高度な次元で両立したタイヤ用ゴム組成物の開発が望まれていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２３３９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、転がり抵抗を抑えつつ優れたグリップ性能を有するタイヤ、即ち、低燃費性と操縦安定性とを高度な次元で両立したタイヤ、及び当該タイヤを実現し得るタイヤ用ゴム組成物（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】
【０００６】
本発明者は、上記目的を達成するために、以下のトレッド用ゴム組成物及びタイヤを提供する。
請求項１：
ジエン系ゴムと、硫黄と、コバルト又はコバルト化合物とを含むトレッド用ゴム組成物であって、前記コバルト又はコバルト化合物が前記ジエン系ゴム１００質量部に対し０．１〜４０質量部配合されることを特徴とするトレッド用ゴム組成物。
請求項２：
前記コバルト又はコバルト化合物が前記ジエン系ゴム１００質量部に対し１〜２０質量部配合される請求項１記載のトレッド用ゴム組成物。
請求項３：
前記コバルト化合物が水酸化コバルトである請求項１又は２記載のトレッド用ゴム組成物。
請求項４：
更に脂肪酸が、前記ジエン系ゴム１００質量部に対し０．１〜１０質量部配合される請求項１，２又は３記載のトレッド用ゴム組成物。
請求項５：
前記脂肪酸が炭素数１〜３０の脂肪酸である請求項４記載のトレッド用ゴム組成物。
請求項６：
前記脂肪酸が炭素数１５〜３０の脂肪酸である請求項５記載のトレッド用ゴム組成物。
請求項７：
前記脂肪酸が飽和脂肪酸である請求項４，５又は６記載のトレッド用ゴム組成物。
請求項８：
請求項１乃至７のいずれかに記載のトレッド用ゴム組成物をトレッド部に用いてなるタイヤ。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、低燃費性と操縦安定性とを高度な次元で両立したタイヤ、及び当該タイヤを実現し得るタイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照し、本発明を更に詳しく説明する。
図１は、本発明のタイヤの一例を示すタイヤ１０についての、回転軸線を含む平面による左半断面図である。図１において、タイヤ１０は一対のビード部１１（片側のみ示す）と、一対のサイドウォール部１２（片側のみ示す）と、トレッド部１３とを有する。また、タイヤ１０は、ビード部１１内に埋設した一対のビードコア１４相互間にわたり各部１１、１２、１３を補強する１プライ以上のラジアルカーカス１５と、ラジアルカーカス１５の外周でトレッド部１３を強化するベルト１６とを備える。ラジアルカーカス１５の端末部は、対をなすビードコア１４の間に係止されている。
【０００９】
また、タイヤ１０は、その外側ゴム部材として、ビード部１１にチェーファゴム１７と、サイドウォール部１２にサイドウォールゴム１８と、トレッド部１３のベルト１６の外周側にトレッドゴム１９とを有する。
さらに、タイヤ１０は、その内側ゴム部材としてインナーライナゴム２０を有し、ビード部１１からサイドウォール部１２の内部補強ゴム部材としてビードフィラゴム２１を有する。また、ときに、タイヤ１０は、その外側ゴム部材として、サイドウォールゴム１８とトレッドゴム１９との橋渡し役を果たすミニサイドウォールゴム２２を備える。トレッドゴム１９は、一般に、ベルト１６との接着を確保するためのトレッドアンダークッションゴム２３を最内側に、トレッドベースゴム２４を中間層に、そしてトレッドキャップゴム２５の多層構造を有する。なお、一点鎖線の丸で示すα領域はトウ部、一点鎖線の丸で示すβ，γ領域はタイヤ１０の荷重負荷直下で大きな曲げひずみが発生する部位である。
【００１０】
本発明のトレッド用ゴム組成物は、タイヤにおけるトレッド部を構成するトレッド用ゴム組成物であり、例えば上記タイヤ１０においてはトレッド部１３を構成するものであって、より詳しくは、トレッドゴム１９を形成するトレッドキャップゴム２５、トレッドベースゴム２４、及びトレッドアンダークッションゴム２３のいずれか又は２以上の組合せを構成するものである。
そして、本発明のトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴムと、硫黄と、コバルト又はコバルト化合物とを含むゴム組成物であって、前記コバルト又はコバルト化合物が前記ジエン系ゴム１００質量部に対し０．１〜４０質量部配合されることを特徴とする。
【００１１】
従来、低燃費性（小さい転がり抵抗）と操縦安定性（高いグリップ性能）とを両立させるべく様々なゴム組成物が提案されているが、その設計指針としては同じ歪み領域でのヒステリシスロスを適度に調整しようとするものであった。
本発明者は、実走行時においては通常走行時、トレッドに加わる力は小さく低歪み状態であるのに対し、急ブレーキ、コーナーリング時などではトレッドに加わる力が大きいため高歪み状態であることを考慮し、より実走行時のタイヤ挙動に合致した設計指針を採用することとした。即ち、転がり抵抗は低歪み領域での現象であり、グリップ性能は高歪み領域での現象であると捉えることができるため、低歪み領域でのヒステリシスロスを抑制することで転がり抵抗の低減を、高歪み領域でのヒステリシスロスを増加させることでグリップ性能の向上を図ることこそが、低燃費性と操縦安定性とを両立したタイヤを設計するための重要な指針であると考えた。
そして、詳細は詳らかではないが、ジエン系ゴムと硫黄とのゴム組成物系において更にコバルト又はコバルト化合物を特定量配合すると、おそらくは硫黄とコバルト又はコバルト化合物との反応により生成する硫化コバルトがジエン系ゴムに対し上記指針に沿う形で作用し、低歪み領域でのヒステリシスロス抑制と高歪み領域でのヒステリシスロス増加とを両立したゴム組成物が実現され得ることを見出したものである。
【００１２】
上記ジエン系ゴムとしては、例えば天然ゴムやエチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ），スチレン・ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ），ブタジエンゴム，イソプレンゴム，ブチルゴム，ハロゲン化ブチルゴム、イソブチレンとｐ−ハロゲン化メチルスチレンとの共重合体，アクリロニトリル・ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）などを挙げることができ、これらは１種を単独で、あるいは２種以上を併用してもよい。
【００１３】
本発明において上記硫黄の配合量としては、上記ジエン系ゴム１００質量部に対し通常１〜５質量部、好ましくは１〜３質量部である。当該配合量が多すぎると弾性率の増加を招く場合があり、少なすぎると耐摩耗性が悪化する場合がある。
【００１４】
上記コバルト化合物としては、例えば水酸化コバルト〔Ｃｏ（ＯＨ）2〕、ナフテン酸コバルト、ネオデカン酸コバルト等を用いることができ、入手容易性の観点から水酸化コバルトを用いることが特に好適である。
また、本発明においてコバルト又は上記のようなコバルト化合物の配合量としては、上記ジエン系ゴム１００質量部に対し０．１〜４０質量部、好ましくは１〜２０質量部である。当該配合量が多すぎると耐磨耗性が悪化し、少なすぎると効果が不十分となって、いずれの場合も本発明の目的が達成されない。
【００１５】
本発明のトレッド用ゴム組成物には、上記コバルト又はコバルト化合物と硫黄との反応を促進する観点から、更に脂肪酸を配合することが好適である。
このような脂肪酸としては飽和，不飽和あるいは直鎖状，分岐状のいずれの脂肪酸であってもよく、脂肪酸の炭素数としても特に制限されるものではない。
上記脂肪酸としては、例えば炭素数１〜３０、好ましくは１５〜３０の脂肪酸、より具体的にはシクロヘキサン酸（シクロヘキサンカルボン酸），側鎖を有するアルキルシクロペンタンなどのナフテン酸；ヘキサン酸，オクタン酸，デカン酸（ネオデカン酸等の分岐状カルボン酸を含む），ドデカン酸，テトラデカン酸，ヘキサデカン酸，オクタデカン酸（ステアリン酸）などの飽和脂肪酸；メタクリル酸，オレイン酸，リノール酸，リノレン酸などの不飽和脂肪酸；ロジン，トール油酸，アビエチン酸などの樹脂酸などが挙げられる。これらは１種を単独で、又は２種以上を併用しても良い。本発明においてはコバルト化合物との反応速度の観点から飽和脂肪酸であることが好適であり、中でもステアリン酸が好適に用いられる。
【００１６】
本発明において上記脂肪酸の配合量としては、上記ジエン系ゴム１００質量部に対し通常０．１〜１０質量部、好ましくは１〜５質量部、より好ましくは１〜３質量部である。当該配合量が多すぎると破壊強力が低下する場合があり、少なすぎると効果が小さい場合がある。
【００１７】
本発明のトレッド用ゴム組成物には、更に他の添加剤を配合することも可能である。このような添加剤としては、カーボンブラック、加硫促進剤、老化防止剤、亜鉛華（ＺｎＯ）、ワックス類、酸化防止剤、充填剤、発泡剤、可塑剤、滑剤、粘着付与剤、紫外線吸収剤、等を挙げることができる。
【００１８】
カーボンブラックとしては、例えば、ＳＲＦ、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦ、ＦＴ、ＭＴなどのカーボンブラックを挙げることができ、中でもＨＡＦ、ＩＳＡＦが好適である。これらは１種を単独で、又は２種以上を併用してもよい。
上記カーボンブラックの配合量としては、上記ジエン系ゴム１００質量部に対し通常３０〜１００質量部、好ましくは５０〜８０質量部である。カーボンブラックの配合量が３０質量部未満では耐磨耗性が悪化する場合があり、一方１００質量部を超えると混練作業性が著しく低下する場合がある。
【００１９】
加硫促進剤としては、例えば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）、ＴＢＢＳ（Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）、ＴＢＳＩ（Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェンイミド）等のスルフェンアミド系の加硫促進剤、ＤＰＧ（ジフェニルグアニジン）等のグアニジン系の加硫促進剤、テトラオクチルチウラムジスルフィド、テトラベンジルチウラムジスルフィド等のチウラム系加硫促進剤、ジアルキルジチオリン酸亜鉛などの加硫促進剤を挙げることができ、中でもＴＢＢＳ、ＤＰＧが好適である。これらは１種を単独で、又は２種以上を併用してもよい。
その使用量としては上記ジエン系ゴム１００質量部に対し、通常１〜３質量部である。
【００２０】
充填剤としては、例えばホワイトカーボン、微粒子ケイ酸マグネシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、クレー、タルクなどの無機充填剤；ハイスチレン樹脂、クマロンインデン樹脂、フェノール樹脂、リグニン、変性メラミン樹脂、ロジン誘導体などの有機充填剤を挙げることができ、中でもホワイトカーボンが好適である。これらは１種を単独で、又は２種以上を併用してもよい。その使用量としては上記ジエン系ゴム１００質量部に対し、通常１０〜５０質量部である。
【００２１】
また、可塑剤としては、例えばゴムに通常用いられるアロマティック油、ナフテニック油、パラフィン油などのプロセスオイル；やし油などの植物油；アルキルベンゼンオイルなどの合成油等を挙げることができ、中でもアロマティック油が好適である。これらは１種を単独で、又は２種以上を併用してもよい。その使用量としては上記ジエン系ゴム１００質量部に対し、通常１０〜４０質量部である。
【００２２】
本発明のトレッド用ゴム組成物を得る際、上記各成分の配合方法に特に制限は無い。全ての成分原料を一度に配合して混練しても良いし、２段階あるいは３段階に分けて各成分を配合して混練を行ってもよい。なお、混練に際してはロール、インターナルミキサー、バンバリーローター等の公知の混練機を用いることができる。
また、このように各成分を配合して得た上記トレッド用ゴム組成物を加硫する際の条件としては、通常１４５〜１６０℃で１５〜４０分の加硫条件を採用することができる。
【実施例】
【００２３】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
【００２４】
〔実施例１〜３、比較例１〕
表１に示す配合（各成分の数値は全て質量部を示す）にて各原料成分を配合し、５００ｍｌのラボプラストミルおよび３インチロールを使用して混練することにより未加硫のトレッド用ゴム組成物を得た。この未加硫のトレッド用ゴム組成物を金型温度１４５℃にて成形し、図１におけるトレッドキャップゴム２５に相当する断面形状を有するゴム部材を作成した。このゴム部材を用いて図１の構成を有するタイヤ（２４５／７０Ｒ２２．５）を作成した。得られたタイヤの性能評価を行った。結果を表１に併記した。
【００２５】
【表１】
2006249361.tif 000003
【００２６】
ＮＲ
ＲＳＳ＃４。
Ｃ／Ｂ
カーボンブラック。昭和キャボット社製商品名ショウブラックＮ３３９。
水酸化コバルト
和光純薬社製。
ステアリン酸
新日本理化社製。
亜鉛華
堺化学社製。
老化防止剤
大内新興化学社製商品名ノクラック６Ｃ。
加硫促進剤
大内新興化学社製商品名ノクセラーＤ。
転がり抵抗
ドラム試験機にてタイヤ転動時の転がり抵抗（ＲＲ）値を測定した。比較例１の値を１００として指数評価を行った。数値が小さいほど良好な結果である。
ドライグリップ性能
ドライアスファルト路面での制動時のピーク摩擦力を評価した。比較例１の値を１００として指数評価を行った。数値が大きいほど良好な結果である。
【００２７】
比較例１は一般的なトレッドゴム配合を用いたタイヤであり、実施例１〜３は更に水酸化コバルトを加えた配合を用いたタイヤである。実施例１〜３のタイヤは従来のトレッドゴム配合を用いたタイヤよりも転がり抵抗が小さく、しかもドライグリップ性能に優れるタイヤである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一例を示すタイヤの、回転軸線を含む平面による左半断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  タイヤ
１１  ビード部
１２  サイドウォール部
１３  トレッド部
１４  ビードコア
１５  ラジアルカーカス
１６  ベルト
１７  チェーファゴム
１８  サイドウォールゴム
１９  トレッドゴム
２０  インナーライナゴム
２１  ビードフィラゴム
２２  ミニサイドウォールゴム
２３  トレッドアンダークッションゴム
２４  トレッドベースゴム
２５  トレッドキャップゴム
【図１】
2006249361.tif 000004