(57)【要約】【課題】氷上制動性能と、氷上及び湿潤路面での操縦安定性を向上させることができる、タイヤ用ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】ゴム成分を含有し、周波数１０Ｈｚ、静歪み１０％、動歪み±０．２５％の条件で測定した、加硫物の温度−４０℃での貯蔵弾性率Ｅ’（−４０℃）と温度−５℃での貯蔵弾性率Ｅ’（−５℃）の比が、２．５≦Ｅ’（−４０℃）／Ｅ’（−５℃）≦５．０の範囲内であり、貯蔵弾性率Ｅ’（−４０℃）が、３０ＭＰａ以下である、タイヤ用ゴム組成物とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム成分を含有し、
周波数１０Ｈｚ、静歪み１０％、動歪み±０．２５％の条件で測定した、加硫物の温度−４０℃での貯蔵弾性率Ｅ’（−４０℃）と温度−５℃での貯蔵弾性率Ｅ’（−５℃）の比が、２．５≦Ｅ’（−４０℃）／Ｅ’（−５℃）≦５．０の範囲内であり、
貯蔵弾性率Ｅ’（−４０℃）が、３０ＭＰａ以下である、タイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
前記ゴム成分が、（Ａ）天然ゴム、（Ｂ）ガラス転移温度が−９５℃以上−６０℃以下であり、シス含有量が０質量％よりも大きく、４５質量％以下のジエン系ゴム、及び（Ｃ）シス含有量が９０％以上のブタジエンゴムを含有する、請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
ゴム成分１００質量部中、天然ゴム（Ａ）の含有量が３０質量部以上７０質量部以下、ジエン系ゴム（Ｂ）の含有量が１０質量部以上４０質量部以下、ブタジエンゴム（Ｃ）の含有量が１０質量部以上４０質量部以下である、請求項２に記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項４】
ゴム成分１００質量部に対して、加硫剤を１．２質量部以上５質量部以下含有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤ用ゴム組成物を用いて作製された、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、及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】
スタッドレスタイヤやスノータイヤ等の冬用タイヤは、氷上性能や雪上性能等の低温性能を向上するため、一般にトレッドゴムが柔らかく、常温での湿潤路面における走行性能（ウェット性能）に関しては、必ずしも十分とはいえない。そのため、低温性能を維持しつつ、ウェット性能等の常温での性能を向上することが求められる。
【０００３】
特許文献１には、低温性能に優れるとともにウェット性能に優れた高性能タイヤを提供するために、スチレン含有量が３０％以上３８％以下のスチレンブタジエンゴムを含むゴム成分に、窒素比表面積が８０ｍ２／ｇ以上のカーボンブラックと、ネオペンチル型ポリオールエステルを配合した、０℃におけるｔａｎδが０．７４以上で−２０℃における貯蔵弾性率が３０ＭＰａ以下のゴム組成物が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、氷雪路面上で容易に走行できる全天候性能を有する高運動性能タイヤを提供するために、ガラス転移温度が−６５℃以下のジエン系ゴムと、ガラス転移温度が−５５℃以上のジエン系ゴムからなるゴム成分に、窒素吸着量が１２５ｍ２／ｇ以上１４５ｍ２／ｇ以下のカーボンブラックと、エステル系低温軟化剤を配合した、−２０℃における１００％伸張時弾性率が４０ｋｇ／ｃｍ２以下で３０℃におけるｔａｎδが０．３以上のゴム組成物が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、低温から高温まで、また湿潤路面及び乾燥路面での安定した操縦安定性を発揮するタイヤを提供するために、乳化重合スチレンブタジエンゴムと溶液重合スチレンブタジエンゴムを含むゴム成分に、シリカを２０質量部以上８０質量部以下含む充填剤と、軟化剤を配合した、１００℃の貯蔵弾性率に対する３０℃の貯蔵弾性率との比が０．４３以上であり、かつ１５０％歪み時のヒステリシスロスが０．３以上であるゴム組成物が開示されている。
【０００６】
特許文献４には、低燃費性に優れ、低温特性（例えば、雪上及び氷上路面でのグリップ性能）にも優れたタイヤが得られるゴム組成物を提供するために、シス−１，４−構造含有率が９０％以上であるポリブタジエン（α）と、ポリブタジエン（α）以外のジエン系重合体（β）と、ゴム補強剤（γ）とを含み、加硫後における−３０℃の貯蔵弾性率（Ｅ’）が、２９ＭＰａ以下であることを特徴とするゴム組成物が開示されている。
【０００７】
しかしながら、上記のいずれも低温性能を維持しつつ常温での性能を向上する上で必ずしも十分であるとはいえず、更なる改善が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公平６−２５２８０号公報
【特許文献２】特公平４−７０３４０号公報
【特許文献３】特許第３３５０２９１号公報
【特許文献４】国際公開２０１６／０３９００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑み、氷上制動性能と、氷上及び湿潤路面での操縦安定性を向上させることができる、タイヤ用ゴム組成物、及びそれを用いた空気入り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】
【００１０】
本発明に係るタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分を含有し、周波数１０Ｈｚ、静歪み１０％、動歪み±０．２５％の条件で測定した、加硫物の温度−４０℃での貯蔵弾性率Ｅ’（−４０℃）と温度−５℃での貯蔵弾性率Ｅ’（−５℃）の比が、２．５≦Ｅ’（−４０℃）／Ｅ’（−５℃）≦５．０の範囲内であり、貯蔵弾性率Ｅ’（−４０℃）が、３０ＭＰａ以下であるものとする。
【００１１】
上記ゴム成分は、（Ａ）天然ゴム、（Ｂ）ガラス転移温度が−９５℃以上−６０℃以下であり、シス含有量が０質量％よりも大きく、４５質量％以下のジエン系ゴム、及び（Ｃ）シス含有量が９０％以上のブタジエンゴムを含有するものとすることができる。
【００１２】
ゴム成分１００質量部中、天然ゴム（Ａ）の含有量は３０質量部以上７０質量部以下、ジエン系ゴム（Ｂ）の含有量は１０質量部以上４０質量部以下、ブタジエンゴム（Ｃ）の含有量は１０質量部以上４０質量部以下であるものとすることができる。
【００１３】
ゴム成分１００質量部に対して、加硫剤を１．２質量部以上５質量部以下含有するものとすることができる。
【００１４】
本発明に係る空気入りタイヤは、上記タイヤ用ゴム組成物を用いて作製されたものとする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のタイヤ用ゴム組成物によれば、氷上制動性能と、氷上及び湿潤路面での操縦安定性が向上した空気入りタイヤを得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。
【００１７】
本実施形態に係るタイヤ用ゴム組成物は、周波数１０Ｈｚ、静歪み１０％、動歪み±０．２５％の条件で測定した、加硫物の温度−４０℃での貯蔵弾性率Ｅ’（−４０℃）と温度−５℃での貯蔵弾性率Ｅ’（−５℃）の比が、２．５≦Ｅ’（−４０℃）／Ｅ’（−５℃）≦５．０の範囲内のものである。本実施形態のタイヤ用ゴム組成物の貯蔵弾性率Ｅ’（−４０℃）を低くくし、−４０℃から−５℃までの低温領域における貯蔵弾性率Ｅ’の変化を小さくすることにより、氷上での制動性能や操縦安定性と、湿潤路面での操縦安定性とを両立し易い。詳細には、常温での性能を基準に考えた場合、低温での弾性率の上昇（硬化の程度）が小さいので、氷上での制動性能や操縦安定性の低下を抑え易い。また、湿潤路面での弾性率の低下（軟化の程度）が小さいので、操縦安定性の低下を抑え易い。
【００１８】
貯蔵弾性率Ｅ’の比Ｅ’（−４０℃）／Ｅ’（−５℃）は、上記範囲内であれば特に限定されないが、２．５以上４．５以下であることが好ましく、３．０以上４．５以下であることがより好ましい。
【００１９】
また、貯蔵弾性率Ｅ’（−４０℃）は、３０ＭＰａ以下であれば特に限定されないが、２５ＭＰａ以下であることが好ましい。３０ＭＰａ以下であることにより、優れた氷上性能が得られ易い。
【００２０】
本実施形態に係るゴム成分は、特に限定されないが、ジエン系ゴムを用いることができ、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴムなどが挙げられ、これらの中でも、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴムであることが好ましく、スチレンブタジエンゴムは溶液重合スチレンブタジエンゴムであることがより好ましい。
【００２１】
ゴム組成物の結晶化が抑制され、氷上制動性能が向上する観点から、特に好ましい実施形態に係るゴム成分は、（Ａ）天然ゴムと、（Ｂ）ガラス転移温度が−９５℃以上−６０℃以下であり、シス含有量が０質量％よりも大きく、４５質量％以下のジエン系ゴムと、（Ｃ）シス含有量が９０％以上のブタジエンゴムとの組合せである。この場合、天然ゴム（Ａ）の含有量は、特に限定されないが、ゴム成分１００質量部中、３０質量部以上７０質量部以下であることが好ましい。ジエン系ゴム（Ｂ）の含有量は、特に限定されないが、ゴム成分１００質量部中、１０質量部以上４０質量部以下である事が好ましい。ブタジエンゴム（Ｃ）の含有量は、特に限定されないが、ゴム成分１００質量部中１０質量部以上４０質量部以下であることが好ましい。ここで、ガラス転移温度は、ＪＩＳ  Ｋ７１２１に準拠して示差走査熱量測定（ＤＳＣ）法により、昇温速度：２０℃／分にて（測定温度範囲：−１５０℃以上５０℃以下）測定される値である。
【００２２】
本実施形態に係るタイヤ用ゴム組成物には、無機充填剤として、カーボンブラック、シリカ等の補強性充填剤を用いることができる。すなわち、無機充填剤は、カーボンブラック単独でも、シリカ単独でも、カーボンブラックとシリカの併用でもよい。好ましくは、カーボンブラックとシリカの併用である。無機充填剤の含有量は、特に限定されず、例えばゴム成分１００質量部に対して、２０質量部以上１２０質量部以下であることが好ましく、より好ましくは２０質量部以上１１０質量部以下であり、さらに好ましくは３０質量部以上１１０質量部以下である。
【００２３】
カーボンブラックとしては、特に限定されず、公知の種々の品種を用いることができる。カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、１質量部以上７０質量部以下であることが好ましく、より好ましくは１質量部以上６０質量部以下である。
【００２４】
シリカとしても、特に限定されないが、湿式沈降法シリカや湿式ゲル法シリカなどの湿式シリカが好ましく用いられる。シリカを含有する場合、その含有量は、ゴムのｔａｎδのバランスや補強性などの観点からゴム成分１００質量部に対して、１０質量部以上１００質量部以下であることが好ましく、より好ましくは１０質量部以上９０質量部以下である。
【００２５】
シリカを含有する場合、スルフィドシラン、メルカプトシランなどのシランカップリング剤をさらに含有してもよい。シランカップリング剤を含有する場合、その含有量はシリカ１００質量部に対して２質量部以上２０質量部以下であることが好ましい。
【００２６】
本実施形態に係るタイヤ用ゴム組成物には、植物性粒状体等を含有していてもよい。植物性粒状体としては、例えば、種子の殻、果実の核、穀物及びその芯材などの粉砕物が挙げられ、具体的には、胡桃（クルミ）、杏（あんず）、椿、桃、梅、銀杏、落花生、栗などの果実の核や種子の殻の粉砕物、米、麦、アワ、ひえ、とうもろこしなどの穀物の粉砕物や、トウモロコシの穂芯などの穀物芯材の粉砕物などが挙げられる。
【００２７】
本実施形態に係るタイヤ用ゴム組成物には、上記した各成分に加え、通常のゴム工業で使用されているプロセスオイル、亜鉛華、ステアリン酸、軟化剤、可塑剤、ワックス、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤などの配合薬品類を通常の範囲内で適宜配合することができる。
【００２８】
加硫剤としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などの硫黄成分が挙げられる。加硫剤の含有量はゴム成分１００質量部に対して１．２質量部以上５質量部以下であることが好ましく、より好ましくは１．２質量部以上３質量部以下であり、さらに好ましくは１．２質量部以上２．５質量部以下である。また、加硫促進剤としては、任意のものを用いることができ、その含有量は、ゴム成分１００質量部に対して０．１質量部以上７質量部以下であることが好ましく、より好ましくは０．５質量部以上５質量部以下である。
【００２９】
本実施形態に係るタイヤ用ゴム組成物は、通常用いられるバンバリーミキサーやニーダー、ロール等の混合機を用いて、常法に従い混練して作製することができる。すなわち、第一混合段階で、ゴム成分に対し、加硫剤及び加硫促進剤を除く他の添加剤を添加混合し、得られた混合物に、最終混合段階で加硫剤及び加硫促進剤を添加混合してゴム組成物を調製することができる。
【００３０】
このようにして得られるゴム組成物は、タイヤ用として用いることができ、乗用車用、トラックやバスの大型タイヤなど、各種用途・サイズの空気入りタイヤのトレッド部やサイドウォール部などタイヤの各部位に適用することができ、特にスタッドレスタイヤのトレッド部に好適に用いることができる。ゴム組成物は、常法に従い、例えば、押出加工によって所定の形状に成形され、他の部品と組み合わせた後、例えば１４０℃以上１８０℃以下で加硫成形することにより、空気入りタイヤを製造することができる。
【００３１】
本実施形態に係る空気入りタイヤの種類としては、特に限定されず、上述の通り、乗用車用タイヤ、トラックやバスなどに用いられる重荷重用タイヤなどの各種のタイヤが挙げられ、スタッドレスタイヤであることが好ましい。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３３】
バンバリーミキサーを使用し、下記表１に示す配合（質量部）に従い、まず、第一混合段階（ノンプロ練り工程）で、加硫促進剤、及び硫黄を除く成分を添加混合し（排出温度＝１６０℃）、得られた混合物に、最終混合段階（プロ練り工程）で、加硫促進剤及び硫黄を添加混合して（排出温度＝９０℃）、ゴム組成物を調製した。
【００３４】
表１中の各成分の詳細は以下の通りである。
【００３５】
・ＮＲ：ＲＳＳ＃３、Ｔｇ：−６０℃、シス含有量：０質量％
・ＳＢＲ１：溶液重合ＳＢＲ、旭化成（株）製「Ｔｕｆ１８３４」、Ｔｇ：−７０℃、シス含有量：４８質量％
・ＳＢＲ２：溶液重合ＳＢＲ、ＪＳＲ（株）製「ＨＰＲ３４０」、Ｔｇ：−６０℃、シス含有量：２２質量％
・ＢＲ１：宇部興産（株）製「ＢＲ１５０Ｂ」、Ｔｇ：−１０４℃、シス含有量：９６質量％
・ＢＲ２：スズ末端変性ＢＲ、日本ゼオン（株）製「ＢＲ１２５０Ｈ」、Ｔｇ：−９２℃、シス含有量：４０質量％
・ＢＲ３：旭化成（株）製「Ｄ．ＮＦ３５」、Ｔｇ：−８９℃、シス含有量：３３質量％
・カーボンブラック：Ｎ３３９、東海カーボン（株）製「シーストＫＨ」
・シリカ：東ソー・シリカ（株）製「ニップシールＡＱ」
・シランカップリング剤：エボニック社製「Ｓｉ６９」
・オイル：ＪＸエネルギー（株）製「プロセスＰ２００」
・ステアリン酸：花王（株）製「ルナックＳ−２０」
・亜鉛華：三井金属鉱業（株）製「亜鉛華１号」
・ワックス：日本精蝋（株）製「ＯＺＯＡＣＥ０３５５」
・老化防止剤：大内新興化学工業（株）製「ノクラック６Ｃ」
・硫黄：鶴見化学工業（株）製「粉末硫黄」
・加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製「ノクセラーＤ」
【００３６】
得られた各ゴム組成物を、１５０℃で３０分間加硫することにより試験片を作成し、貯蔵弾性率Ｅ’を測定した。測定方法は次の通りである。
【００３７】
・貯蔵弾性率Ｅ’：ＪＩＳ  Ｋ６３９４に準拠して、（株）東洋精機製作所製の粘弾性試験機を使用し、周波数１０Ｈｚ、静歪み１０％、動歪み±０．２５％、及び温度−４０℃の条件下（伸長変形）でＥ’（−４０℃）を測定した。試験片は、つまみ具間隔２０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ２ｍｍの短冊状とした。また、温度を−５℃とし、その他は同じ条件でＥ’（−５℃）を測定した。
【００３８】
また、得られた各ゴム組成物を用いて常法に従い空気入りタイヤを作成し、氷上制動性能、湿潤路面での操縦安定性及び氷上での操縦安定性を評価した。評価方法は次の通りである。
【００３９】
・氷上制動性能：タイヤサイズが１９５／６５Ｒ／１５であるタイヤ４本を２０００ｃｃの４ＷＤ車に装着し、氷盤路（気温−３±３℃）上で４０ｋｍ／ｈ走行からＡＢＳ作動させて制動距離を測定し（ｎ＝１０の平均値）、制動距離の逆数について比較例１の値を１００とした指数で表示した。指数が大きいほど制動距離が短く、氷上路面での制動性能に優れることを示す。
【００４０】
・湿潤路面での操縦安定性：タイヤサイズが２１５／４５ＺＲ１７である試験用ラジアルタイヤ４本を乗用車に装着し、２ｍｍ以上３ｍｍ以下の水深で水をまいた路面上を走行した。時速１００ｋｍにて摩擦係数を測定し、比較例１を１００として指数表示した。指数が大きいほど摩擦係数が大きく、湿潤路面での操縦安定性に優れることを示す。
【００４１】
・氷上での操縦安定性：内圧２８０ｋＰａで組み込んだ、タイヤサイズが１９５／６５Ｒ／１５である試験タイヤを排気量２０００ｃｃの試験車両に装着し、訓練された３名のテストドライバーにて、氷盤路（気温−３±３℃）上を走行し、フィーリング評価した。採点は１０段階評価で、比較例１のタイヤを５点とした相対比較にて行った。点数が高いほど操縦安定性が良好である。
【００４２】
【表１】
2019112500.tif 000002
【００４３】
結果は、表１に示す通りであり、実施例１〜４は、貯蔵弾性率Ｅ’の比Ｅ’（−４０℃）／Ｅ’（−５℃）及び貯蔵弾性率Ｅ’（−４０℃）が所定範囲内であり、比較例１との対比より、氷上制動性能と、氷上及び湿潤路面での操縦安定性がいずれも優れていることがわかる。
【００４４】
比較例２，４は、貯蔵弾性率Ｅ’（−４０℃）が所定範囲外であり、比較例１との対比より、比較例２は氷上及び湿潤路面での操縦安定性が、比較例４は湿潤路面での操縦安定性が劣っていることがわかる。
【００４５】
比較例３は、貯蔵弾性率Ｅ’の比Ｅ’（−４０℃）／Ｅ’（−５℃）が所定範囲外であり、比較例１との対比より、氷上及び湿潤路面での操縦安定性が劣っていることがわかる。
【００４６】
比較例５は、貯蔵弾性率Ｅ’（−４０℃）及び貯蔵弾性率Ｅ’の比Ｅ’（−４０℃）／Ｅ’（−５℃）が所定範囲外であり、比較例１との対比より、氷上制動性能が劣っていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、乗用車、ライトトラック・バス等の各種タイヤに用いることができる。