(57)【要約】【課題】低温および高温領域において優れたグリップ性能を示すタイヤ用ゴム組成物およびそれからなるタイヤを提供する。【解決手段】ＳＢＲを含むゴム成分、および（ａ）ＣＴＡＢ比表面積が２００〜２６０ｍ2／ｇのカーボンブラック、さらに、（ｂ）ＣＴＡＢ比表面積が１００〜１５０ｍ2／ｇのカーボンブラック、（ｃ）ＣＴＡＢ比表面積が１００〜１５０ｍ2／ｇであり、ＣＴＡＢ比表面積／ＩＡが１．２０ｍ2／ｍｇ以上のカーボンブラック、および（ｄ）シリカ、水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムからなる群から選ばれる１種以上の無機フィラーの、（ｂ）〜（ｄ）のいずれかを含有するタイヤ用ゴム組成物、およびそれを用いたタイヤ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
スチレンブタジエンゴムを含むゴム成分、およびカーボンブラックを含有するタイヤ用ゴム組成物であって、
該カーボンブラックが、（ａ）２００〜２６０ｍ2／ｇのセチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積を有するカーボンブラック７０〜９０重量％、および（ｂ）５０〜１００ｍ2／ｇのセチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積を有するカーボンブラック１０〜３０重量％からなるタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
スチレンブタジエンゴムを含むゴム成分、およびカーボンブラックを含有するタイヤ用ゴム組成物であって、
該カーボンブラックが、（ａ）２００〜２６０ｍ2／ｇのセチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積を有するカーボンブラック７０〜９０重量％、ならびに（ｃ）１００〜１５０ｍ2／ｇのセチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積を有し、ヨウ素吸着量に対するセチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積の比が１．２０ｍ2／ｍｇ以上であるカーボンブラック１０〜３０重量％からなるタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
スチレンブタジエンゴムを含むゴム成分、および充填剤を含有するタイヤ用ゴム組成物であって、
該充填剤が、（ａ）２００〜２６０ｍ2／ｇのセチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積を有するカーボンブラック７０〜９０重量％、および（ｄ）シリカ、水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムからなる群から選ばれる１種以上の無機フィラー１０〜３０重量％からなるタイヤ用ゴム組成物。
【請求項４】
請求項１、２または３記載のタイヤ用ゴム組成物からなるタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高性能タイヤ用ゴム組成物およびそれからなるタイヤに関し、とりわけ広い使用温度範囲において優れたグリップ性能を示す高性能タイヤ用ゴム組成物およびそれからなるタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
競技用タイヤなどの高性能タイヤに要求される性能としては、主としてグリップ性能が挙げられる。
【０００３】
近年、グリップ性能を改良するために、ガラス転移温度の高いゴム成分を用いたタイヤ用ゴム組成物、または表面積の大きいカーボンブラックなどの充填剤を配合したタイヤ用ゴム組成物などが報告されている。
【０００４】
しかし、タイヤの使用温度範囲において、グリップ性能の温度依存性が大きくなるため、低温におけるグリップ性能が低下し、さらに高温におけるグリップ性能も顕著に低下するという問題があった。
【０００５】
特許文献１には、特定の含水ケイ酸およびカーボンブラックを配合したタイヤ用ゴム組成物が開示されているが、使用されているカーボンブラックはＮ２３４グレードなど、ごく一般的なものであるため、該タイヤ用ゴム組成物を用いたとしても、低温および高温領域において優れたグリップ性能を示すタイヤを提供することができない。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２２８７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、低温および高温領域において優れたグリップ性能を示すタイヤ用ゴム組成物およびそれからなる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】
【０００８】
本発明の第一の態様は、スチレンブタジエンゴムを含むゴム成分、およびカーボンブラックを含有するタイヤ用ゴム組成物であって、該カーボンブラックが、（ａ）２００〜２６０ｍ2／ｇのセチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積を有するカーボンブラック７０〜９０重量％、および（ｂ）５０〜１００ｍ2／ｇのセチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積を有するカーボンブラック１０〜３０重量％からなるタイヤ用ゴム組成物に関する。
【０００９】
本発明の第二の態様は、スチレンブタジエンゴムを含むゴム成分、およびカーボンブラックを含有するタイヤ用ゴム組成物であって、該カーボンブラックが、（ａ）２００〜２６０ｍ2／ｇのセチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積を有するカーボンブラック７０〜９０重量％、ならびに（ｃ）１００〜１５０ｍ2／ｇのセチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積を有し、ヨウ素吸着量に対するセチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積の比が１．２０ｍ2／ｍｇ以上であるカーボンブラック１０〜３０重量％からなるタイヤ用ゴム組成物に関する。
【００１０】
本発明の第三の態様は、スチレンブタジエンゴムを含むゴム成分、および充填剤を含有するタイヤ用ゴム組成物であって、該充填剤が、（ａ）２００〜２６０ｍ2／ｇのセチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積を有するカーボンブラック７０〜９０重量％、および（ｄ）シリカ、水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムからなる群から選ばれる１種以上の無機フィラー１０〜３０重量％からなるタイヤ用ゴム組成物に関する。
【００１１】
本発明は、第一、第二または第三におけるタイヤ用ゴム組成物からなるタイヤに関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第一および第二の態様によれば、ＳＢＲを含むゴム成分、および２種の特定のカーボンブラックを含有することにより、低温および高温領域において優れたグリップ性能を示すタイヤ用ゴム組成物、およびそれからなるタイヤを提供することができる。
【００１３】
また、本発明の第三の態様によれば、ＳＢＲを含むゴム成分、特定のカーボンブラック、および特定の無機フィラーを含有することにより、低温および高温領域において優れたグリップ性能を示すタイヤ用ゴム組成物、およびそれからなるタイヤを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第一の態様のタイヤ用ゴム組成物は、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を含むゴム成分、（ａ）セチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積（ＣＴＡＢ比表面積）が２００〜２６０ｍ2／ｇのカーボンブラック（以下、カーボンブラック（ａ））、および（ｂ）セチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積（ＣＴＡＢ比表面積）が５０〜１００ｍ2／ｇのカーボンブラック（以下、カーボンブラック（ｂ））からなる。
【００１５】
ゴム成分として、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を含有する。ゴム成分としてＳＢＲを含有することで、グリップ性能が優れるという効果が得られる。
【００１６】
ゴム成分としては、他に天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（ＸＩＩＲ）などが挙げられる。
【００１７】
カーボンブラック（ａ）のＣＴＡＢ比表面積は２００ｍ2／ｇ以上、好ましくは２１０ｍ2／ｇ以上である。ＣＴＡＢ比表面積が２００ｍ2／ｇ未満では、高温において必要なグリップ性能が得られない。また、カーボンブラック（ａ）のＣＴＡＢ比表面積は２６０ｍ2／ｇ以下、好ましくは２５０ｍ2／ｇ以下である。ＣＴＡＢ比表面積が２６０ｍ2／ｇをこえると、ゴム中へのカーボンブラック（ａ）の分散が困難となり、破断強度が低下する、あるいは発熱が高くブローアウトする。
【００１８】
カーボンブラック（ａ）の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して５０〜１５０重量部であることが好ましい。含有量が５０重量部未満では、高温において高いグリップ性能が得られない傾向がある。また、カーボンブラック（ａ）の含有量が１５０重量部をこえると、発熱が高すぎてブローアウトしてしまう、また、得られたゴム組成物が硬すぎて、低温においてグリップ性能が得られない傾向がある。
【００１９】
カーボンブラック（ｂ）のＣＴＡＢ比表面積は５０ｍ2／ｇ以上、好ましくは６０ｍ2／ｇ以上である。ＣＴＡＢ比表面積が５０ｍ2／ｇ未満では、補強性が低すぎ、グリップ性能が極端に悪い。また、カーボンブラック（ｂ）のＣＴＡＢ比表面積は１００ｍ2／ｇ以下、好ましくは９０ｍ2／ｇ以下である。ＣＴＡＢ比表面積が１００ｍ2／ｇをこえると、低温において必要なグリップ性能が得られない。
【００２０】
カーボンブラック（ｂ）の具体例としては、Ｎ３３０グレード（三菱化学（株）製のダイヤブラックＨＡなど）、Ｎ３５１グレード（三菱化学（株）製のダイヤブラックＮ３５１Ｍ）などがあげられる。
【００２１】
カーボンブラック（ｂ）の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して５〜４５重量部であることが好ましい。含有量が５重量部未満では、低温におけるグリップ性能が小さい傾向がある。また、カーボンブラック（ｂ）の含有量が４５重量部をこえると、補強性が低く、高温においてグリップ性能が得られない傾向がある。
【００２２】
カーボンブラックとしては、カーボンブラック（ａ）およびカーボンブラック（ｂ）以外にも、それらの特性値を満たさないカーボンブラックを使用することができる。
【００２３】
第一の態様に使用される全カーボンブラックにおいて、カーボンブラック（ａ）の含有率は７０重量％以上、好ましくは７５重量％以上であり、カーボンブラック（ｂ）の含有率は３０重量％以下、好ましくは２５重量％以下である。カーボンブラック（ａ）の含有率は７０重量％未満で、カーボンブラック（ｂ）の含有率が３０重量％をこえると、補強性が低く、必要とするグリップ性能が得られない。また、カーボンブラック（ａ）の含有率は９０重量％以下、好ましくは８５重量％以下であり、カーボンブラック（ｂ）の含有率は１０重量％以上、好ましくは１５重量％以上である。カーボンブラック（ａ）の含有率は９０重量％より大きく、カーボンブラック（ｂ）の含有率が１０重量％未満では、得られたゴム組成物が硬すぎて、低温におけるグリップ性能が低い。
【００２４】
本発明の第一の態様のタイヤ用ゴム組成物は、前記ゴム成分およびカーボンブラックのほかに、シリカ、水酸化アルミニウム、および水酸化マグネシウムなどの無機フィラー、シランカップリング剤、軟化剤、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、加硫剤、加硫促進剤を配合することができる。
【００２５】
本発明の第二の態様のタイヤ用ゴム組成物は、ＳＢＲを含むゴム成分、カーボンブラック（ａ）、ならびに（ｃ）ＣＴＡＢ比表面積が１００〜１５０ｍ2／ｇ、およびヨウ素吸着量（ＩＡ）に対するＣＴＡＢ比表面積の比（ＣＴＡＢ比表面積／ＩＡ）が１．２０ｍ2／ｍｇ以上であるカーボンブラック（以下、カーボンブラック（ｃ））からなる。
【００２６】
本発明の第二の態様におけるゴム成分およびカーボンブラック（ａ）は、前記した第一の態様と同様のものを使用する。
【００２７】
カーボンブラック（ｃ）のＣＴＡＢ比表面積は１００ｍ2／ｇ以上、好ましくは１１０ｍ2／ｇ以上である。ＣＴＡＢ比表面積が１００ｍ2／ｇ未満では、高温におけるグリップ性能が得られない。また、カーボンブラック（ｃ）のＣＴＡＢ比表面積は１５０ｍ2／ｇ以下、好ましくは１４０ｍ2／ｇ以下である。ＣＴＡＢ比表面積が１５０ｍ2／ｇをこえると、低温におけるグリップ性能が得られない。
【００２８】
カーボンブラック（ｃ）において、ＩＡに対するＣＴＡＢ比表面積の比（ＣＴＡＢ比表面積／ＩＡ）は１．２０ｍ2／ｍｇ以上、好ましくは１．２３ｍ2／ｍｇ以上である。ＣＴＡＢ比表面積／ＩＡが１．２０ｍ2／ｍｇ未満では、低温領域での弾性率が高くなり、低温におけるグリップ性能が得られない。また、ＣＴＡＢ比表面積／ＩＡは１．３０ｍ2／ｍｇ以下であることが好ましく、１．２８ｍ2／ｍｇ以下であることがより好ましい。ＣＴＡＢ比表面積／ＩＡが１．３０ｍ2／ｍｇをこえると、逆に、高温におけるグリップ性能が低くなる傾向がある。
【００２９】
カーボンブラック（ｃ）の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して５〜４５重量部であることが好ましい。含有量が５重量部未満では、低温におけるグリップの向上効果が小さい傾向がある。また、カーボンブラック（ｃ）の含有量が４５重量部をこえると、補強性が低く、高温におけるグリップ性能が低い傾向がある。
【００３０】
カーボンブラックとしては、カーボンブラック（ａ）およびカーボンブラック（ｃ）以外にも、それらの特性値を満たさないカーボンブラックを使用することができる。
【００３１】
第二の態様に使用される全カーボンブラックにおいて、カーボンブラック（ａ）の含有率は７０重量％以上、好ましくは７５重量％以上であり、カーボンブラック（ｃ）の含有率は３０重量％以下、好ましくは２５重量％以下である。カーボンブラック（ａ）の含有率は７０重量％未満で、カーボンブラック（ｃ）の含有率が３０重量％をこえると、補強性が低く、必要とするグリップ性能が得られない。また、カーボンブラック（ａ）の含有率は９０重量％以下、好ましくは８５重量％以下であり、カーボンブラック（ｃ）の含有率は１０重量％以上、好ましくは１５重量％以上である。カーボンブラック（ａ）の含有量は９０重量％より大きく、カーボンブラック（ｃ）の含有率が１０重量％未満では、得られたゴム組成物が硬くなりすぎて、低温においてグリップ性能が得られない。
【００３２】
本発明の第二の態様のタイヤ用ゴム組成物は、前記ゴム成分およびカーボンブラックのほかに、シリカ、水酸化アルミニウム、および水酸化マグネシウムなどの無機フィラー、シランカップリング剤、軟化剤、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、加硫剤、加硫促進剤を配合することができる。
【００３３】
本発明の第三の態様のタイヤ用ゴム組成物は、ＳＢＲを含むゴム成分、および充填剤からなる。充填剤は、カーボンブラック（ａ）、ならびに（ｄ）シリカ、水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムからなる群から選ばれる１種以上の無機フィラー（以下、無機フィラー（ｄ））からなる。
【００３４】
本発明の第三の態様におけるゴム成分およびカーボンブラック（ａ）は、前記した第一の態様および第二の態様と同様のものを使用する。
【００３５】
無機フィラー（ｄ）は、シリカ、水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムからなる群から選ばれる１種以上である。
【００３６】
無機フィラー（ｄ）の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して５〜４５重量部であることが好ましい。含有量が５重量部未満では、低温におけるグリップの改善効果が小さい傾向がある。また、無機フィラー（ｄ）の含有量が４５重量部をこえると、補強性が低く、高温におけるグリップ性能が得られない傾向がある。
【００３７】
充填剤において、カーボンブラック（ａ）の含有率は７０重量％以上、好ましくは７５重量％以上であり、無機フィラー（ｄ）の含有率は３０重量％以下、好ましくは２５重量％以下である。カーボンブラック（ａ）の含有率は７０重量％未満で、無機フィラー（ｄ）の含有率が３０重量％をこえると、補強性が低く、高温におけるグリップ性能が得られない。また、カーボンブラック（ａ）の含有率は９０重量％以下、好ましくは８５重量％以下であり、無機フィラー（ｄ）の含有率は１０重量％以上、好ましくは１５重量％以上である。カーボンブラック（ａ）の含有率は９０重量％より大きく、無機フィラー（ｄ）の含有率が１０重量％未満では、低温におけるグリップ性能の改善効果が小さい。
【００３８】
本発明の第三の態様におけるタイヤ用ゴム組成物は、無機フィラー（ｄ）とともにシランカップリング剤を配合することができる。シランカップリング剤としては、たとえば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、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（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−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、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などがあげられる。
【００３９】
本発明の第三の態様のタイヤ用ゴム組成物は、前記ゴム成分、カーボンブラック（ａ）および無機フィラー（ｄ）のほかに、シランカップリング剤、軟化剤、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、加硫剤、加硫促進剤を配合することができる。
【００４０】
本発明の第一、第二および第三のタイヤ用ゴム組成物は、低温および高温においてグリップ性能を充分に向上させることが可能であるため、タイヤ部材のなかでもとくにトレッドに使用することが好ましい。
【００４１】
本発明のタイヤは、本発明の第一、第二または第三の態様のタイヤ用ゴム組成物を用いて通常の方法により製造される。すなわち、前記態様に示す配合を行なったタイヤ用ゴム組成物を未加硫の段階でタイヤ部材の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造することができる。
【００４２】
本発明のタイヤは、レースなどの競技に使用される高性能タイヤに好適に用いることができる。
【実施例】
【００４３】
実施例にもとづいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００４４】
以下に、実施例および比較例において使用した各種薬品を詳細に記載する。
ＳＢＲ：旭化成（株）製のタフデン４３５０（４０％スチレン含有ＳＢＲ、ゴム固形分１００重量部に対して５０重量部油展）
ＣＢ（ａ）：試作カーボン（ＣＴＡＢ比表面積：２２５ｍ2／ｇ）
ＣＢ（ｂ）：試作カーボン（ＣＴＡＢ比表面積：７５ｍ2／ｇ）
ＣＢ（ｃ）：試作カーボン（ＣＴＡＢ比表面積：１２５ｍ2／ｇ、ＩＡ：１００ｍｇ／ｇ）
水酸化アルミニウム：昭和電工（株）製のハイジライトＨ４３
アロマオイル：（株）ジャパンエナジー製のプロセスＸ−２６０
老化防止剤６ＰＰＤ：フレキシス社製のサントフレックス１３
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸「桐」
酸化亜鉛：三菱金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤ＣＢＳ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＣＺ
【００４５】
実施例１〜３および比較例１〜４
＜タイヤの製造方法＞
硫黄および加硫促進剤を除く各種薬品を表１の配合内容にしたがって、それぞれＢＲ型バンバリーにて混練りし、次に混練物に硫黄および加硫促進剤を加えてオープンロールにて混練りしてトレッド形状とし、他のタイヤ部材と貼り合わせることにより未加硫タイヤを作製した。未加硫タイヤを加硫することによりカートタイヤ（１１＊７．１０−５サイズ）を製造した。製造したカートタイヤを装着させた車を用いて以下の試験を行った。
【００４６】
＜グリップ性能＞
１周約５ｋｍのサーキットを５周実走行した際の官能評価によりグリップ性能を判定した。１００点満点で７０点以上が良好である。なお、低温グリップ性能は１５℃、高温グリップ性能は３０℃における測定値を示す。
【００４７】
試験結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
2006152079.tif 000002
【００４９】
実施例１〜３におけるタイヤは、低温および高温において優れたグリップ性能が認められた。