(57)【要約】      （修正有）【課題】ウェット路面及び雪上路面における制動性能と低転がり性能とを両立したタイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤの提供。【解決手段】ガラス転移温度が−２０℃〜−４０℃、エポキシ基含有３級アミン変性基を有し、ビニル含有量３５質量％〜４５質量％である第一の共役ジエン系ゴム２５質量部〜３０質量部と、イソプレン８０質量％〜９５質量％と芳香族ビニル５質量％〜２０質量％とを含む重量平均分子量５００〜１５，０００である重合体ブロックと、１，３‐ブタジエン及び芳香族ビニルを含む重合体ブロックと、を有する共役ジエン系重合体鎖の活性末端にポリオルガノシロキサンを反応させてなり、第一の共役ジエン系ゴムよりもビニル含有量が５質量％〜２５質量％低い第二の共役ジエン系ゴム２０質量部〜３５質量部と、シス‐１，４‐結合の含有量が７５モル％以上のシラン変性共役ジエン系重合体３５質量部〜５０質量部と、を含むタイヤ用ゴム組成物。【選択図】図２
2019167412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビニル含有量が３５質量％〜４５質量％である第一の共役ジエン系ゴム２５質量部〜３０質量部と、前記第一の共役ジエン系ゴムよりもビニル含有量が５質量％〜２５質量％低い第二の共役ジエン系ゴム２０質量部〜３５質量部と、変性共役ジエン系重合体３５質量部〜５０質量部とからなるジエン系ゴム１００質量部を含むタイヤ用ゴム組成物であって、
前記第一の共役ジエン系ゴムは、ガラス転移温度が−２０℃〜−４０℃であり、エポキシ基を有する３級アミンを変性基として有し、
前記第二の共役ジエン系ゴムは、イソプレン８０質量％〜９５質量％と芳香族ビニル５質量％〜２０質量％とを含み、活性末端を有し、重量平均分子量が５００〜１５，０００である重合体ブロックＡと、１，３‐ブタジエンおよび芳香族ビニルを含み、活性末端を有する重合体ブロックＢとからなり、前記重合体ブロックＡと前記重合体ブロックＢとを一続きにして形成された活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の前記活性末端にポリオルガノシロキサンを反応させてなり、
前記変性共役ジエン系重合体は、シス‐１，４‐結合の含有量が７５モル％以上の共役ジエン系重合体の活性末端を、少なくともヒドロカルビルオキシシラン化合物によって変性したもの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質量部に対して少なくともシリカを含む充填剤が８０質量部以下配合され、前記充填剤中のシリカの配合比率が８０質量％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または２に記載のタイヤ用ゴム組成物をトレッド部に用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記トレッド部に、タイヤ赤道の両側でタイヤ周方向に延びる一対の第一主溝と、該第一主溝の外側でタイヤ周方向に延びる一対の第二主溝とを含む少なくとも４本の周方向溝が形成され、前記一対の第一主溝の相互間に第一陸部が区画され、前記第一主溝と前記第二主溝との間に第二陸部が区画され、
前記第一陸部に、溝幅１ｍｍ以下であってタイヤ幅方向に延びる複数本の第一サイプと、溝幅１ｍｍ超であってタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝とが形成され、前記第一サイプ及び前記横溝がタイヤ周方向に対して同一角度で配置されて互いに連結され、前記第一サイプ及び前記横溝の各々が前記一対の第一主溝のいずれか一方に開口することを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記第二陸部に、タイヤ幅方向に延びる複数本の第二サイプと、一端が前記第二主溝に開口し他端が前記第二陸部内で閉塞すると共に屈曲形状を有する複数本の補助溝とが形成され、前記第二サイプが前記第一サイプと同一方向に配向し、前記補助溝が開口端から屈曲点まで延長する第一溝部と屈曲点から閉塞端まで延長する第二溝部とを有し、前記第一溝部の前記第二サイプに対する交差角度が４５°〜９０°の範囲にあることを特徴とする請求項４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、主として空気入りタイヤのトレッド部に用いることを意図したタイヤ用ゴム組成物と、それを用いた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両走行時の低燃費性の面から、タイヤの転がり抵抗を低減することが求められている。また、安全性の面から、ウェット性能（ウェット路面での制動性能）の向上が求められている。また、特にオールシーズン用タイヤでは、これら性能に加えてスノー性能（スノー路面での制動性能）の向上も求められている。これら複数の性能に関して、例えば、タイヤのトレッド部を構成するゴム成分にガラス転移温度の低いゴムを配合することで、転がり抵抗を低減し、且つ、スノー性能を向上することができることが知られている（例えば、特許文献１を参照）。しかしながら、ガラス転移温度の低いゴムを配合した場合には、ウェット性能を充分に確保することができず、これら性能をバランスよく両立することはできないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６‐００６１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ウェット路面およびスノー路面における制動性能を向上し、且つ、転がり抵抗を低減し、これら性能をバランスよく両立したタイヤ用ゴム組成物および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】
【０００５】
上記目的を達成する本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ビニル含有量が３５質量％〜４５質量％である第一の共役ジエン系ゴム２５質量部〜３０質量部と、前記第一の共役ジエン系ゴムよりもビニル含有量が５質量％〜２５質量％低い第二の共役ジエン系ゴム２０質量部〜３５質量部と、変性共役ジエン系重合体３５質量部〜５０質量部とからなるジエン系ゴム１００質量部を含むゴム組成物であって、前記第一の共役ジエン系ゴムは、ガラス転移温度が−２０℃〜−４０℃であり、エポキシ基を有する３級アミンを変性基として有し、前記第二の共役ジエン系ゴムは、イソプレン８０質量％〜９５質量％と芳香族ビニル５質量％〜２０質量％とを含み、活性末端を有し、重量平均分子量が５００〜１５，０００である重合体ブロックＡと、１，３‐ブタジエンおよび芳香族ビニルを含み、活性末端を有する重合体ブロックＢとからなり、前記重合体ブロックＡと前記重合体ブロックＢとを一続きにして形成された活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の前記活性末端にポリオルガノシロキサンを反応させてなり、前記変性共役ジエン系重合体は、シス‐１，４‐結合の含有量が７５モル％以上の共役ジエン系重合体の活性末端を、少なくともヒドロカルビルオキシシラン化合物によって変性したものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、上述の３種類のポリマー（第一および第二の共役ジエン系ゴムと共役ジエン系重合体）を適量ずつ配合しているので、ウェット路面における制動性能（以下、ウェット性能）およびスノー路面における制動性能（以下、スノー性能）と低転がり抵抗性能（以下、低転がり性能）とをバランスよく両立することができる。特に、第一および第二の共役ジエン系ゴムのビニル含有量が異なり、その差が５質量％〜２５質量％に設定されているので、低転がり性能を悪化させることなく、ウェット性能およびスノー性能を向上し、これら性能を両立することができる。
【０００７】
本発明のタイヤ用ゴム組成物では、ジエン系ゴム１００質量部に対して少なくともシリカを含む充填剤が８０質量部以下配合され、充填剤中のシリカの配合比率が８０質量％以上であることが好ましい。これにより、優れたウェット性能およびスノー性能を維持しながら、低転がり性能を高めることができる。
【０００８】
上述のタイヤ用ゴム組成物は、空気入りタイヤのトレッド部に用いることが好ましい。特に、トレッド部に、タイヤ赤道の両側でタイヤ周方向に延びる一対の第一主溝と、該第一主溝の外側でタイヤ周方向に延びる一対の第二主溝とを含む少なくとも４本の周方向溝が形成され、一対の第一主溝の相互間に第一陸部が区画され、第一主溝と前記第二主溝との間に第二陸部が区画され、第一陸部に、溝幅１ｍｍ以下であってタイヤ幅方向に延びる複数本の第一サイプと、溝幅１ｍｍ超であってタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝とが形成され、第一サイプ及び横溝がタイヤ周方向に対して同一角度で配置されて互いに連結され、第一サイプ及び横溝の各々が前記一対の第一主溝のいずれか一方に開口することが好ましい。更に、第二陸部に、タイヤ幅方向に延びる複数本の第二サイプと、一端が第二主溝に開口し他端が第二陸部内で閉塞すると共に屈曲形状を有する複数本の補助溝とが形成され、第二サイプが第一サイプと同一方向に配向し、補助溝が開口端から屈曲点まで延長する第一溝部と屈曲点から閉塞端まで延長する第二溝部とを有し、第一溝部の第二サイプに対する交差角度が４５°〜９０°の範囲にあることが好ましい。このような空気入りタイヤに上述のタイヤ用ゴム組成物を用いることで、ゴム組成物の物性によってウェット性能とスノー性能と低転がり性能とを両立するだけでなく、トレッドパターンの特性によってこれら性能（特に、スノー性能）の更なる向上を図ることができる。
【０００９】
尚、以降の説明において、「接地領域」とは、タイヤを正規リムにリム組みして正規内圧を充填した状態で平面上に垂直に置いて正規荷重を加えたときのタイヤ軸方向の両端部（接地端）の間の領域である。「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えば、ＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば“Ｄｅｓｉｇｎ  Ｒｉｍ”、或いはＥＴＲＴＯであれば“Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｒｉｍ”とする。「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表“ＴＩＲＥ  ＲＯＡＤ  ＬＩＭＩＴＳ  ＡＴ  ＶＡＲＩＯＵＳ  ＣＯＬＤ  ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ  ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ  ＰＲＥＳＳＵＲＥ”であるが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。「正規荷重」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表“ＴＩＲＥ  ＲＯＡＤ  ＬＩＭＩＴＳ  ＡＴ  ＶＡＲＩＯＵＳ  ＣＯＬＤ  ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ  ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＬＯＡＤ  ＣＡＰＡＣＩＴＹ”であるが、タイヤが乗用車用である場合には前記荷重の８８％に相当する荷重とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの一例を示す子午線断面図である。
【図２】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンの一例を示す展開図である。
【図３】図２のトレッドパターンにおける第一陸部、第二陸部及び第三陸部を抽出して示す平面図である。但し、第三陸部は接地領域内の部分である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
本発明のタイヤ用ゴム組成物において、ゴム成分は、後述の第一の共役ジエン系ゴムと、後述の第二の共役ジエン系ゴムと、後述の変性共役ジエン系重合体とからなるジエン系ゴムである。ジエン系ゴム１００質量部中の第一の共役ジエン系ゴムの配合量は２０質量部〜３５質量部、第二の共役ジエン系ゴムの配合量は２５質量部〜３０質量部、変性共役ジエン系重合体の配合量は３５質量部〜５０質量部である。第一の共役ジエン系ゴムと第二の共役ジエン系ゴムとは、特にビニル含有量が異なっており、第一の共役ジエン系ゴムのビニル含有量は３５質量％〜４５質量％、好ましくは４０質量％〜４５質量％であり、第二の共役ジエン系ゴムのビニル含有量は好ましくは２０質量％〜３５質量％、より好ましくは２５質量％〜３０質量％であり、その差は５質量％〜２５質量％、好ましくは１０質量％〜２０質量％である。このようにビニル含有量が適度に異なる２種類の共役ジエン系ゴムを併用することでスノー性能、ウェット性能、転がり抵抗をバランスよく改善することができる。ビニル含有量の差が５質量％未満であると低転がり性能とスノー性能が悪化する。ビニル含有量の差が２５質量％を超えると転がり抵抗を低減する効果が得られない。
【００１３】
第一の共役ジエン系ゴムとしては、分子鎖の片末端または両末端に官能基を有するようにした溶液重合で製造したスチレンブタジエンゴムを例示することができ、その変性基はエポキシ基を有する３級アミンである。第一の共役ジエン系ゴムのビニル含有量は、上記のように３５質量％〜４５質量％、好ましくは４０質量％〜４５質量％である。また、第一の共役ジエン系ゴムのガラス転移温度は−２０℃〜−４０℃、好ましくは−３０℃〜−４０℃である。このように特定の変性基を有し、上述のガラス転移温度およびビニル含有量を満たす共役ジエン系を用いることで、転がり抵抗を低減することができる。第一の共役ジエン系ゴムのビニル含有量は赤外分光分析（ハンプトン法）により測定するものとする。また、第一の共役ジエン系ゴムのガラス転移温度は示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により２０℃／分の昇温速度条件によりサーモグラムを測定し、転移域の中点の温度とする。また第一の共役ジエン系ゴムがオイルを含む油展品であるときは、オイルを除いた第一の共役ジエン系ゴムのガラス転移温度とする。
【００１４】
エポキシ基有する３級アミンとしては、４，４’‐ジグリシジル‐ジフェニルメチルアミン、４，４’‐ジグリシジル‐ジベンジルメチルアミン、等を例示することができる。
【００１５】
第二の共役ジエン系ゴムは、イソプレン８０質量％〜９５質量％と芳香族ビニル５質量％〜２０質量％とを含み、活性末端を有し、重量平均分子量が５００〜１５，０００である重合体ブロックＡと、１，３‐ブタジエンおよび芳香族ビニルを含み、活性末端を有する重合体ブロックＢとからなり、これら重合体ブロックＡと重合体ブロックＢとを一続きにして形成された活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖の活性末端にポリオルガノシロキサンを反応させて構成された共役ジエン系ゴムである。
【００１６】
上記重合体ブロックＡにおける芳香族ビニルとしては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、２−メチルスチレン、３−メチルスチレン、４−メチルスチレン、２−エチルスチレン、３−エチルスチレン、４−エチルスチレン、２，４−ジイソプロピルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、４−ｔ−ブチルスチレン、５−ｔ−ブチル−２−メチルスチレン、ビニルナフタレン、ジメチルアミノメチルスチレン、およびジメチルアミノエチルスチレンなどが挙げられる。これらの中でも、スチレンが好ましい。これらの芳香族ビニルは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１７】
重合体ブロックＡの重量平均分子量（Ｍｗ）は、上記のように５００〜１５，０００であり、好ましくは１，０００〜１２，０００、より好ましくは１，５００〜１０，０００であるとよい。重合体ブロックＡの重量平均分子量が５００未満であると、所望の低転がり性能とウェット性能が発現しにくくなる。重合体ブロックＡの重量平均分子量が１５，０００を超えると、所望の低転がり性能とウェット性能の指標となる粘弾性特性のバランスが崩れる可能性がある。重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）によって測定されるポリスチレン換算の値である。
【００１８】
重合体ブロックＡのイソプレン単位含有量は、上記のように８０〜９５質量％であり、好ましくは８５〜９５質量％であり、より好ましくは８７質量％〜９５質量％であるとよい。また、重合体ブロックＡの芳香族ビニル含有量は、上記のように５〜２０質量％であり、好ましくは５〜１５質量％、より好ましくは５〜１３質量％であるとよい。
【００１９】
重合体ブロックＡは、イソプレンおよび芳香族ビニル以外の単量体単位を含んでもよいが、イソプレンおよび芳香族ビニル以外の単量体単位の含有量は好ましくは１５質量％以下、より好ましくは１０質量％以下、更に好ましくは６質量％以下であるとよい。イソプレンおよび芳香族ビニル以外の単量体単位としては、例えば１，３−ブタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、２−クロロ−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、および１，３−ヘキサジエンなどのイソプレン以外の共役ジエン；アクリロニトリル、およびメタクリロニトリルなどのα，β−不飽和ニトリル；アクリル酸、メタクリル酸、および無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸または酸無水物；メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、およびアクリル酸ブチルなどの不飽和カルボン酸エステル；１，５−ヘキサジエン、１，６−ヘプタジエン、１，７−オクタジエン、ジシクロペンタジエン、および５−エチリデン−２−ノルボルネンなどの非共役ジエン；などが挙げられる。
【００２０】
重合体ブロックＢにおける芳香族ビニルの具体例および好適な態様は重合体ブロックＡと同様であり上述のとおりである。また、重合体ブロックＢの１，３‐ブタジエン単位含有量は特に限定されないが、好ましくは５５質量％〜９５質量％、より好ましくは５５質量％〜９０質量％であるとよい。重合体ブロックＢの芳香族ビニル単位含有量は特に限定されないが、好ましくは５質量％〜４５質量％、より好ましくは１０質量％〜４５質量％であるとよい。
【００２１】
重合体ブロックＢは、１，３‐ブタジエン単位および芳香族ビニル単位以外に、更に、その他の単量体単位を有していてもよい。その他の単量体単位を構成するために用いられるその他の単量体としては、上述した「イソプレン以外の単量体のうち芳香族ビニル以外の例」のうち１，３‐ブタジエンを除いたものや、イソプレンなどが挙げられる。重合体ブロックＢのその他の単量体単位の含有量は、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４０質量％以下、更に好ましくは３５質量％以下であるとよい。
【００２２】
前記重合体ブロックＡと前記重合体ブロックＢとを一続きにして形成された活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖は、生産性の観点より、重合体ブロックＡ−重合体ブロックＢで構成され、重合体ブロックＢの末端が活性末端であることが好ましいが、重合体ブロックＡを複数有していてもよいし、その他の重合体ブロックを有していてもよい。例えば、重合体ブロックＡ−重合体ブロックＢ−重合体ブロックＡ、および重合体ブロックＡ−重合体ブロックＢ−イソプレンのみからなるブロックなどの、活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖が挙げられる。上記活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖における重合体ブロックＡと重合体ブロックＢとの質量比（重合体ブロックＡ、Ｂが複数ある場合は、それぞれの合計質量を基準とする）は、（重合体ブロックＡの質量）／（重合体ブロックＢの質量）として、好ましくは０．００１〜０．１、より好ましくは０．００３〜０．０７、更に好ましくは０．００５〜０．０５であるとよい。
【００２３】
ポリオルガノシロキサンは、下記式（１）により表され、下記式（１）中、Ｒ1 〜Ｒ8 は、炭素数１〜６のアルキル基、または炭素数６〜１２のアリール基であり、これらは互いに同一であっても相違していてもよい。Ｘ1 およびＸ4 は、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、炭素数１〜５のアルコキシ基、および、エポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基からなる群より選ばれるいずれかの基であり、これらは互いに同一であっても相違していてもよい。Ｘ2 は、炭素数１〜５のアルコキシ基、またはエポキシ基を含有する炭素数４〜１２の基であり、複数あるＸ2 は互いに同一であっても相違していてもよい。Ｘ3 は、２〜２０のアルキレングリコールの繰返し単位を含有する基であり、Ｘ3 が複数あるときは、それらは互いに同一であっても相違していてもよい。ｍは３〜２００の整数、ｎは０〜２００の整数、ｋは０〜２００の整数である。
【００２４】
【化１】
2019167412.tif 000003
【００２５】
変性共役ジエン系重合体は、分子鎖の両末端に官能基を有するようにした溶液重合で製造した共役ジエン系重合体であり、特に、シス‐１，４‐結合の含有量が７５モル％以上の共役ジエン系重合体の活性末端を少なくともヒドロカルビルオキシシラン化合物によって変性したものである。このような変性共役ジエン系重合体ゴムを配合することによりシリカとの親和性を高くし分散性を改善するため、シリカの作用効果を一層向上するので、低転がり性能およびウェット性能を改良することができる。
【００２６】
変性共役ジエン系重合体の骨格は、共役ジエン系単量体と芳香族ビニル単量体とを共重合して得られた共重合体により構成される。共役ジエン系単量体としては、例えば１，３−ブタジエン、イソプレン（２−メチル−１，３−ブタジエン）、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、２−クロロ−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエンなどが例示される。また芳香族ビニル単量体としては、例えばスチレン、２−メチルスチレン、３−メチルスチレン、４−メチルスチレン、α−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、２，４−ジイソプロピルスチレン、４−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ジビニルベンゼン、ｔｅｒｔ−ブトキシスチレン、ビニルベンジルジメチルアミン、（４−ビニルベンジル）ジメチルアミノエチルエーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルスチレン、ビニルピリジンなどが挙げられる。
【００２７】
ヒドロカルビルオキシシラン化合物としては、例えばＮ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）アミノエチルトリメトキシシラン、およびＮ，Ｎ−ビス（トリメチルシリル）アミノエチルトリエトキシシランなどを挙げることができる。
【００２８】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、上述のジエン系ゴムに対して、少なくともシリカを含む充填剤を配合することが好ましい。シリカを含む充填剤を配合することでタイヤ用ゴム組成物のウェット性能を向上することができる。シリカとしては、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。シリカは、市販されているものの中から適宜選択して使用することができる。また通常の製造方法により得られたシリカを使用することができる。シリカ以外の充填剤としては、例えばカーボンブラック、クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等を例示することができる。充填剤の配合量は、上述のジエン系ゴム１００質量部に対して、好ましくは８０質量部以下、より好ましくは５５質量部〜７５質量部である。充填剤の配合量が８０質量部を超えると、スノー性能の向上効果と転がり抵抗の低減効果が限定的になる。充填剤中のシリカの配合比率は、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは８３質量％〜９３質量％である。シリカの配合比率が８０質量％未満であると、ウェット性能が低下する。
【００２９】
本発明のタイヤ用ゴム組成物には、上記以外の他の配合剤を添加することができる。他の配合剤としては、加硫促進剤、老化防止剤、液状ポリマー、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂など、一般的に空気入りタイヤ用ゴム組成物に使用される各種配合剤を例示することができる。これら配合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にすることができる。また混練機としは、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、ロール等を使用することができる。
【００３０】
上述の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に用いることができる。本発明のタイヤ用ゴム組成物を適用する空気入りタイヤの構造は特に限定されないが、上述の３性能のいずれかに優れるものであれば、ゴム組成物による性能とタイヤ構造による性能との共働により、より高度にウェット性能、スノー性能、および低転がり性能を両立することが可能にある。例えば、図１〜図３に示す空気入りタイヤは、後述のようにスノー性能に優れたものであり、本発明のタイヤ用ゴム組成物を好適に用いることができる。
【００３１】
図１に示すように、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部１と、このトレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備えている。尚、図１は子午線断面図であるため描写されないが、トレッド部１、サイドウォール部２、ビード部３は、それぞれタイヤ周方向に延在して環状を成しており、これにより空気入りタイヤのトロイダル状の基本構造が構成される。子午線断面図に描写された他のタイヤ構成部材についても、特に断りがない限り、いずれもタイヤ周方向に延在して環状を成すものである。
【００３２】
左右一対のビード部３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りに車両内側から外側に折り返されている。また、ビードコア５の外周上にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４の本体部と折り返し部とにより包み込まれている。一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層（図１では２層）のベルト層７が埋設されている。各ベルト層７は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。これらベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。更に、ベルト層７の外周側にはベルト補強層８が設けられている。ベルト補強層８は、タイヤ周方向に配向する有機繊維コードを含む。ベルト補強層８において、有機繊維コードはタイヤ周方向に対する角度が例えば０°〜５°に設定されている。
【００３３】
トレッド部１におけるカーカス層４の外周側にはトレッドゴム層が配され、サイドウォール部２におけるカーカス層４の外周側（タイヤ幅方向外側）にはサイドゴム層が配され、ビード部３におけるカーカス層４の外周側（タイヤ幅方向外側）にはリムクッションゴム層が配されている。トレッドゴム層は、物性の異なる２種類のゴム層（キャップトレッドゴム層およびアンダートレッドゴム層）をタイヤ径方向に積層した構造であってもよい。本発明のタイヤ用ゴム組成物は、これらゴム層のうちトレッドゴム層に用いられる。
【００３４】
図２において、ＣＬはタイヤ赤道であり、ＴＣＷは接地幅であり、この接地幅ＴＣＷ内の領域が接地領域である。図２に示すように、トレッド部１にはタイヤ周方向に延びる少なくとも４本の周方向溝１０が形成されている。周方向溝１０は、タイヤ赤道ＣＬの両側の位置でタイヤ周方向に延びる一対の第一主溝１１と、該第一主溝１１よりもタイヤ幅方向外側の位置でタイヤ周方向に延びる一対の第二主溝１２とを含んでいる。第一主溝１１及び第二主溝１２の寸法は特に限定されるものではないが、例えば、溝幅が５．０ｍｍ〜１５．０ｍｍの範囲に設定され、溝深さが６．０ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲に設定されている。
【００３５】
これにより、第一主溝１１，１１の相互間にはタイヤ周方向に延在する第一陸部２１が区画され、第一主溝１１と第二主溝１２との間にはタイヤ周方向に延在する第二陸部２２が区画され、第二主溝１２（周方向溝１０のうちタイヤ幅方向の最外側に位置する溝）のタイヤ幅方向外側には第三陸部２３が区画されている。
【００３６】
タイヤ赤道ＣＬ上に位置する第一陸部２１には、タイヤ幅方向に延びる複数本の第一サイプ３１と、タイヤ幅方向に延びる複数本の横溝４１とが形成されている。第一サイプ３１は溝幅が１ｍｍ以下である一方で、横溝４１は溝幅が１ｍｍ超、より好ましくは、１．０ｍｍ超〜３．０ｍｍである。これら第一サイプ３１及び横溝４１はタイヤ周方向に対して同一角度で配置されて互いに連結され、第一サイプ３１及び横溝４１の各々が一対の第一主溝１１，１１のいずれか一方に開口している。より好ましい形態として、複数本の第一サイプ３１は一方側の第一主溝１１に連通するものと他方側の第一主溝１１に連通するものとがタイヤ周方向に沿って交互に位置するように配置され、複数本の横溝４１は他方側の第一主溝１１に連通するものと一方側の第一主溝１１に連通するものとがタイヤ周方向に沿って交互に位置するように配置されている。
【００３７】
第一主溝１１の外側に位置する第二陸部２２の各々には、タイヤ幅方向に延びる複数本の第二サイプ３２と、一端が第二主溝１２の開口し他端が第二陸部２２内で閉塞すると共に屈曲形状を有する複数本の補助溝４２とが形成されている。第二陸部２２の第二サイプ３２は、溝幅が１ｍｍ以下であり、第一陸部２１の第一サイプ３１と同一方向に配向している。より具体的には、図３に示すように、第一サイプ３１のタイヤ周方向に対する角度をα1 とし、第二サイプ３２のタイヤ周方向に対する角度をα2 としたとき、両者の差（｜α2 −α1 ｜）が好ましくは１０°以下となっている。
【００３８】
補助溝４２は、釣り針状に折れ曲がった形状をなし、その中心線Ｌ上の屈曲点Ｐ2 を境にして屈曲している。補助溝４２は、開口端Ｐ1 から屈曲点Ｐ2 まで延長する第一溝部４２Ａと、屈曲点Ｐ2 から閉塞端Ｐ3 まで延長する第二溝部４２Ｂとを有している。第一溝部４２Ａの第二サイプ３２に対する交差角度β1 は好ましくは４５°〜９０°の範囲に設定されている。この交差角度β1 は補助溝４２の開口端Ｐ1 と屈曲点Ｐ2 とを結んだ直線が第二サイプ３２に対してなす角度である。また、第二溝部４２Ｂの第一溝部４２Ａに対する屈曲角度β2 は好ましくは０°〜４５°の範囲に設定されている。この屈曲角度β2 は補助溝４２の屈曲点Ｐ2 と閉塞端Ｐ3 とを結んだ直線が開口端Ｐ1 と屈曲点Ｐ2 とを結んだ直線に対してなす角度である。更に、第一溝部４２Ａの長さａと第二溝部４２Ｂの長さｂとは好ましくは０．０５×ａ≦ｂ≦０．４×ａの関係を満足している。第一溝部４２Ａの長さａは補助溝４２の中心線Ｌに沿って測定される開口端Ｐ1 から屈曲点Ｐ2 までの長さであり、第二溝部４２Ｂの長さｂは補助溝４２の中心線Ｌに沿って測定される屈曲点Ｐ2 から閉塞端Ｐ3 までの長さである。
【００３９】
トレッド部１のショルダー領域に位置する第三陸部２３には、タイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝４３と、タイヤ周方向に隣り合うラグ溝４３を互いに連結する複数本の縦溝４４とが形成されている。各ラグ溝４３は第二主溝１２に対して非連通となっている。また、第三陸部２３にはタイヤ幅方向に延びる複数本の第三サイプ３３が形成されている。これら第三サイプ３３は第二主溝１２に対して非連通となっている。第三サイプ３３の形状は特に限定されるものではないが、ここでは剛性確保の観点からジグザグ形状が採用されている。
【００４０】
上述した空気入りタイヤでは、第一陸部２１に複数本の第一サイプ３１と複数本の横溝４１とが形成され、これら第一サイプ３１及び横溝４１がタイヤ周方向に対して同一角度で配置されて互いに連結され、第一サイプ３１及び横溝４１の各々が一対の第一主溝１１，１１のいずれか一方に開口している。そのため、第一陸部２１をタイヤ幅方向に延びる太い溝だけで分断する場合に比べて第一陸部２１の剛性を確保することができ、第一陸部２１をタイヤ幅方向に延びる細いサイプだけで分断する場合に比べて排雪性を改善することができる。
【００４１】
また、第一陸部２１に配置された第一サイプ３１と第二陸部２２に配置された第二サイプ３２の向きを統一することにより、雪上での走行時に第一サイプ３１及び第二サイプ３２が開き易くなるため排雪性を改善することができる。しかも、第二陸部２２には片側の端部が閉塞していて屈曲形状を有する補助溝４２が形成され、該補助溝４２の第一溝部４２Ａの第二サイプ３２に対する交差角度β1 が所定の範囲にあり、補助溝４２の第一溝部４２Ａの長さａと第二溝部４２Ｂの長さｂとが所定の関係を満足するので、第二陸部２２の剛性を確保しながらスノートラクションを高めることができる。これにより、ドライ路面での操縦安定性を良好に維持しながらスノー性能を改善することが可能になる。
【００４２】
更に、第二主溝１２（周方向溝１０のうちタイヤ幅方向の最外側に位置する溝）の外側に位置する第三陸部２３に、タイヤ幅方向に延びて第二主溝１２に対して非連通となる複数本のラグ溝４３と、タイヤ周方向に隣り合うラグ溝４３，４３を互いに連結する複数本の縦溝４４とが形成されているので、これらラグ溝４３及び縦溝４４に基づいてスノー性能を改善することができる。しかも、第三陸部２３に配置されたラグ溝４３は第二主溝１２に対して非連通であるので、第三陸部２３の剛性を確保し、ドライ路面での操縦安定性を改善することができる。
【００４３】
ここで、補助溝４２の第一溝部４２Ａの第二サイプ３２に対する交差角度β1 が４５°よりも小さいと第二陸部２２の剛性が低下してドライ路面での操縦安定性が悪化する。特に、交差角度β1 は４５°〜９０°の範囲にあると良い。また、補助溝４２の第二溝部４２Ｂの長さｂが第一溝部４２Ａの長さａの０．０５倍よりも短いとスノー性能の改善効果が不十分になり、逆に第一溝部４２Ａの長さａの０．４倍よりも大きいとドライ路面での操縦安定性が悪化する。特に、第一溝部４２Ａの長さａと第二溝部４２Ｂの長さｂとが０．１×ａ≦ｂ＜０．３×ａの関係を満足すると良い。
【００４４】
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】
【００４５】
表１〜２に示す配合からなる１６種類のトレッド用ゴム組成物（標準例１、比較例１〜７、実施例１〜８）を、それぞれ加硫促進剤および硫黄を除く配合成分を秤量し、１．７Ｌの密閉式バンバリーミキサーで５分間混練し、温度１５０℃でマスターバッチを放出し室温冷却した。その後、このマスターバッチを同じ１．７Ｌの密閉式バンバリーミキサーに供し、加硫促進剤及び硫黄を加え２分間混合してトレッド用ゴム組成物を調製した。
【００４６】
更に、各タイヤ用ゴム組成物をトレッド部に用いて、タイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６  ９１Ｖであり、図１に示す基本構造を有し、図２に示すトレッドパターンを基調とし、第一陸部の構造に関して横溝と第一サイプの有無、第二陸部の構造に関して補助溝の第一溝部の第二サイプに対する交差角度を表１〜２のように設定した空気入りタイヤを作製し、下記に示す方法により、スノー性能、ウェット性能、低転がり性能の評価を行った。
【００４７】
尚、表１〜２において、共役ジエン系ゴム１〜４の配合量は、油展品のオイル分を除いた正味のゴム成分の配合量を記載した。表１〜２の「第一陸部」の欄について、図２，３の態様の第一陸部において「横溝」および「第一サイプ」のうち設けられた要素の欄に○印を表示し、設けられなかった要素の欄に×印を表示した。具体的には、実施例５では、図２，３の態様において第一サイプが形成されず横溝のみが設けられており、実施例６では、図２，３の態様において横溝が形成されず第一サイプのみが設けられており、他の例では、図２，３の態様のように横溝および第一サイプの両者が設けられている。
【００４８】
スノー性能
各試験タイヤをリムサイズ１６×６．５ＪＪのホイールに組み付けて、空気圧を２００ｋＰａとし、排気量１６００ｃｃの試験車両（前輪駆動車）に装着し、圧雪路からなるテストコースにおいて、速度４０ｋｍ／ｈでの走行状態からＡＢＳ制動を行って車両が停止するまでの制動距離を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用いて、標準例１を１００とする指数値にて示した。この指数値が大きいほど制動距離が短く、スノー性能が優れていることを意味する。
【００４９】
ウェット性能
各試験タイヤをリムサイズ１６×６．５ＪＪのホイールに組み付けて、空気圧を２００ｋＰａとし、排気量１６００ｃｃの試験車両（前輪駆動車）に装着し、ウェット路面からなるテストコースにおいて、速度４０ｋｍ／ｈでの走行状態からＡＢＳ制動を行って車両が停止するまでの制動距離を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用いて、標準例１を１００とする指数値にて示した。この指数値が大きいほど制動距離が短く、ウェット性能が優れていることを意味する。
【００５０】
低転がり性能
各試験タイヤをリムサイズ１６×６．５ＪＪのホイールに組み付けて、空気圧を２００ｋＰａとし、室内ドラム試験機（ドラム径：１７０７ｍｍ）を用いて、ＪＡＴＭＡ  イヤーブック２００９年版記載の当該空気圧における最大負荷荷重の８５％に相当する荷重を負荷してドラムに押し付けた状態で、速度８０ｋｍ／ｈで走行させたときの転動抵抗を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用いて、標準例１の値を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど転動抵抗が小さく、低転がり性能に優れることを意味する。
【００５１】
【表１】
2019167412.tif 000004
【００５２】
【表２】
2019167412.tif 000005
【００５３】
表１，２において使用した原材料の種類を下記に示す。
・共役ジエン系ゴム１：変性スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製ＮＳ５６０（ガラス転移温度が−３３℃、スチレン含有量が４１質量％、ビニル含有量が２９質量％、ゴム成分１００重量部に対しオイル分２５質量％を含む油展品、第二の共役ジエン系ゴム）
・共役ジエン系ゴム２：変性スチレンブタジエンゴム、旭化成社製Ｅ５８１（ガラス転移温度が−３６℃、スチレン含有量が３７質量％、ビニル含有量が４３質量％、ゴム成分１００重量部に対しオイル分３７．５質量％を含む油展品、第一の共役ジエン系ゴム）
・共役ジエン系ゴム３：変性スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製ＮＳ５２２（ガラス転移温度が−２５℃、スチレン含有量が３９質量％、ビニル含有量が４２質量％、ゴム成分１００重量部に対しオイル分３７．５質量％を含む油展品）
・共役ジエン系ゴム４：変性スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ１７３９（ガラス転移温度が−４１℃、スチレン含有量が４０質量％、ビニル含有量が１４質量％、ゴム成分１００重量部に対しオイル分３７．５質量％を含む油展品）
・共役ジエン系重合体１：ブタジエンゴム、ＪＳＲ社製ＢＲ５４
・共役ジエン系重合体２：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ１２２０
・シリカ：Ｅｖｏｎｉｋ社製９１００ＧＲ
・カーボンブラック：キャボットジャパン社製ショウブラックＮ３３９
・シランカップリング剤：Ｅｖｏｎｉｋ  Ｄｅｇｕｓｓａ社製Ｓｉ６９
・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
・ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸
・亜鉛華：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・老化防止剤：フレキシス社製６ＰＰＤ
・硫黄：鶴見化学工業社製油入微粉硫黄
・加硫促進剤１：大内新興化学工業社製ノクセラーＣＺ‐Ｇ
・加硫促進剤２：住友化学社製ソクシノールＤ‐Ｇ
【００５４】
表１，２から明らかなように、実施例１〜８の空気入りタイヤは標準例１の空気入りタイヤに対して、スノー性能、ウェット性能、および低転がり性能を向上し、これら性能をバランスよく両立した。
【００５５】
一方、比較例１の空気入りタイヤは、使用されたタイヤ用ゴム組成物において、本発明の第二の共役ジエン系ゴムに相当する共役ジエン系ゴム１の配合量が多いため、スノー性能が悪化した。比較例２の空気入りタイヤは、使用されたタイヤ用ゴム組成物において、本発明の第一の共役ジエン系ゴムに相当する共役ジエン系ゴム２の配合量が多いため、ウェット性能が悪化した。比較例３の空気入りタイヤは、使用されたタイヤ用ゴム組成物において、変性共役ジエン系重合体の配合量が多いため、ウェット性能が悪化した。比較例４の空気入りタイヤは、使用されたタイヤ用ゴム組成物において、変性共役ジエン系重合体の配合量が少ないため、スノー性能が悪化した。比較例５の空気入りタイヤは、使用されたタイヤ用ゴム組成物において、本発明の第一の共役ジエン系ゴムに相当する共役ジエン系ゴム１のビニル含有量と本発明の第二の共役ジエン系ゴムに相当する共役ジエン系ゴム３のビニル含有量との差が小さいため、低転がり性能が悪化した。比較例６の空気入りタイヤは、使用されたタイヤ用ゴム組成物において、本発明の第一の共役ジエン系ゴムに相当する共役ジエン系ゴム１のビニル含有量と本発明の第二の共役ジエン系ゴムに相当する共役ジエン系ゴム４のビニル含有量との差が大きいため、低転がり性能が悪化した。比較例７の空気入りタイヤは、使用されたタイヤ用ゴム組成物において、変性共役ジエン系重合体ではなく未変性の共役ジエン系重合体が配合されているため、低転がり性能が悪化した。
【符号の説明】
【００５６】
１  トレッド部
２  サイドウォール部
３  ビード部
１０  周方向溝
１１  第一主溝
１２  第二主溝
２１  第一陸部
２２  第二陸部
２３  第三陸部
３１，３２，３３  サイプ
４１  横溝
４２  補助溝
４２Ａ  第一溝部
４２Ｂ  第二溝部
４３  ラグ溝
４４  縦溝
ＣＬ  タイヤ赤道
【図１】
2019167412.tif 000006
【図２】
2019167412.tif 000007
【図３】
2019167412.tif 000008