(57)【要約】【課題】グリップ性能、耐摩耗性能、低転がり抵抗性および加工性を高次元に両立させるタイヤトレッド用ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有する空気入りタイヤを提供する。【解決手段】本発明は、液状スチレン−ブタジエンゴムを５〜５０重量％含有するゴム成分１００重量部に対して、酸化亜鉛を０．５〜２．０重量部含有するタイヤトレッド用ゴム組成物、およびそれを用いたトレッドを有する空気入りタイヤ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状スチレン−ブタジエンゴムを５〜５０重量％含有するゴム成分１００重量部に対して、
酸化亜鉛を０．５〜２．０重量部含有するタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
請求項１記載のタイヤトレッド用ゴム組成物を用いたトレッドを有する空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有する空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤトレッド用ゴム組成物には、グリップ性能、耐摩耗性能、低転がり抵抗性および加工性を高次元に両立させることが求められている。
【０００３】
従来、ゴム組成物のグリップ性能や加工性を向上させるために、ゴム成分に液状スチレン−ブタジエンゴム（液状ＳＢＲ）などの液状ゴムを配合する方法が知られている。しかし、液状ゴムをゴム成分に配合した場合、液状ゴムの分子量が小さいこと、また、ゴム成分に含まれるスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）またはブタジエンゴム（ＢＲ）と液状ゴムとの相溶性が悪いため、ゴム組成物の耐摩耗性能が悪化するという問題がある。
【０００４】
一方、ゴム組成物の耐摩耗性能を向上させるために、ゴム成分として天然ゴム（ＮＲ）やＢＲを使用する方法が知られている。しかし、ＮＲやＢＲをゴム成分として使用すると、グリップ性能が悪化するという問題がある。
【０００５】
また、グリップ性能や耐摩耗性能をバランスよく向上させるために、ゴム成分に補強剤としてのカーボンブラックやシリカを増量する方法が知られている。しかし、補強剤を増量した場合、加硫前の粘度が大幅に上昇することや、加硫後の発熱性が大幅に悪化することなどから、ゴム組成物の低転がり抵抗性や高速耐久性が大幅に悪化するという問題がある。
【０００６】
つまり、液状ゴムまたは補強剤の配合量を増量あるいは減量する方法の限りにおいて、ゴム組成物のグリップ性能、耐摩耗性能、低転がり抵抗性および加工性の向上を同時に求めることは二律背反となってしまう。
【０００７】
また、グリップ性能を維持しながら、低転がり抵抗性と耐摩耗性能を両立させるため、比表面積が１０ｍ2／ｇ以上の酸化亜鉛を配合したゴム組成物（例えば特許文献１参照）が提供されている。しかし、比表面積が１０ｍ2／ｇ以上の酸化亜鉛は従来の酸化亜鉛に比べてコストが高いという問題があった。
【０００８】
また、グリップ性能、グリップ持続性および耐摩耗性能をバランスよく向上させるため、スチレン−ブタジエンポリマーを配合したゴム組成物（例えば特許文献２参照）が提供されている。しかし、ゴム成分にスチレン−ブタジエンポリマーを配合すると、ゴム組成物の発熱性が上がり、低転がり抵抗性が悪化し、高速耐久性が悪化するという問題があった。
【０００９】
これらの問題点を解決すべく、従来から種々の提案がなされているが、グリップ性能、耐摩耗性能、低転がり抵抗性および加工性を高次元に両立させるゴム組成物は、未だに存在しないのが現状である。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−５５５０５号公報
【特許文献２】特開２００６−１２４６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、グリップ性能、耐摩耗性能、低転がり抵抗性および加工性を高次元に両立させるタイヤトレッド用ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有する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】
【００１２】
本発明は、液状スチレン−ブタジエンゴムを５〜５０重量％含有するゴム成分１００重量部に対して、酸化亜鉛を０．５〜２．０重量部含有するタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【００１３】
また、本発明は、前記ゴム組成物を用いたトレッドを有する空気入りタイヤに関する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、液状スチレン−ブタジエンゴムを含有するゴム成分に対し、加硫助剤として酸化亜鉛を所定量含有することにより、グリップ性能、耐摩耗性能、低転がり抵抗性および加工性を高次元に両立させるタイヤトレッド用ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有する空気入り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】
【００１５】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、液状スチレン−ブタジエンゴム（液状ＳＢＲ）を含有するゴム成分および酸化亜鉛を含有する。
【００１６】
前記ゴム成分は、液状スチレン−ブタジエンゴム（液状ＳＢＲ）を含有する。
【００１７】
液状ＳＢＲとしては、とくに制限はなく、通常ゴム工業で使用されるものを使用することができる。たとえば、サートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）社製のＲｉｃｏｎ１００、Ｒｉｃｏｎ１８１またはＲｉｃｏｎ１８４等があげられる。
【００１８】
液状ＳＢＲの重量平均分子量（Ｍｗ）は１０００以上が好ましく、１５００以上がより好ましい。液状ＳＢＲのＭｗが１０００未満では、液状ＳＢＲがゴム中を移行しやすく、従来のオイルと同様の性質を示し、グリップ性能の改善効果が少ない傾向がある。また、液状ＳＢＲのＭｗは１５０００以下が好ましく、１３０００以下がより好ましい。液状ＳＢＲのＭｗが１５０００をこえると、液状ＳＢＲによる可塑性の効果を充分に発揮できない傾向がある。
【００１９】
なお、液状ＳＢＲのＭｗは、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）などを用いてポリスチレン換算で算出する方法により測定することができる。
【００２０】
ゴム成分中の液状ＳＢＲの含有率は５重量％以上、好ましくは１０重量％以上である。液状ＳＢＲの含有率が５重量％未満では、液状ＳＢＲの配合による加工性の向上が小さく、またグリップ性能および耐摩耗性能の改善効果が充分に得られない。また、液状ＳＢＲの含有率は５０重量％以下、好ましくは３０重量％以下である。液状ＳＢＲの含有率が５０重量％をこえると、ゴムの粘着性が高くなり加工性が悪化し、また耐摩耗性能が悪化する。
【００２１】
ゴム成分としては、他にも、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、イソモノオレフィンとパラアルキルスチレンとの共重合体のハロゲン化物などがあげられ、これらのゴム成分は単独で用いてもよく、２種以上を組み合せて用いてもよい。なかでも、グリップ性能、低転がり抵抗および耐摩耗性能をバランスよく向上させることができ、加工性および加硫特性に優れるという理由から、ＮＲ、ＩＲ、ＳＢＲ、ＢＲが好ましく、ＢＲおよびＳＢＲがより好ましい。
【００２２】
ブタジエンゴム（ＢＲ）としては、とくに制限はなく、通常ゴム工業で使用されるものを使用することができる。たとえば、宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ、ＪＳＲ（株）製のＢＲ０１、日本ゼオン（株）製のＢＲ１２２０等があげられる。
【００２３】
ゴム成分中のＢＲの含有率は５重量％以上が好ましく、１０重量％以上がより好ましい。ＢＲの含有率が５重量％未満では、耐摩耗性能が悪化する傾向がある。また、ＢＲの含有率は４０重量％以下が好ましく、３５重量％以下がより好ましい。ＢＲの含有率が４０重量％をこえると、グリップ性能が低下する傾向がある。
【００２４】
スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）としては、乳化重合により得られるものと溶液重合により得られるものがあげられるが、通常ゴム工業で使用されるものを使用することができ、とくに制限はない。たとえば、旭化成（株）製のＴ４３５０、ＪＳＲ（株）製のＳＬ５７４、日本ゼオン（株）製のＮＳ１１６等があげられる。
【００２５】
ＳＢＲの重量平均分子量（Ｍｗ）は５０万以上が好ましく、６０万以上がより好ましい。ＳＢＲのＭｗが５０万未満では、耐摩耗性能を十分確保できない傾向がある。また、ＳＢＲのＭｗは２５０万以下が好ましく、２００万以下がより好ましい。ＳＢＲのＭｗが２５０万をこえると、ゴムの粘度が高く、混練り加工が困難となる傾向がある。
【００２６】
なお、ＳＢＲのＭｗは、前記液状ＳＢＲと同様に、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）などを用いてポリスチレン換算で算出する方法により測定することができる。
【００２７】
ゴム成分中のＳＢＲの含有率は３０重量％以上が好ましく、５０重量％以上がより好ましい。ＳＢＲの含有率が３０重量％未満では、充分なグリップ性能が得られない傾向がある。また、ＳＢＲの含有率は、９５重量％以下が好ましい。ＳＢＲの含有率が９５重量％をこえると、耐摩耗性能が悪化する傾向がある。
【００２８】
本発明は、前記液状ＳＢＲを含有するゴム成分に対し、加硫助剤として酸化亜鉛を所定量含有することを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物である。
【００２９】
酸化亜鉛の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して０．５重量部以上、好ましくは１．０重量部以上である。酸化亜鉛の配合量が０．５重量部未満では、加工助剤としての効果が発揮できず、加硫時間が遅くなる。また、酸化亜鉛の配合量は、２．０重量部以下であることが必要である。酸化亜鉛の配合量が２．０重量部をこえると、耐摩耗性能が悪化する。
【００３０】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には、脂肪酸を配合してもよい。脂肪酸を配合することで、酸化亜鉛と反応し、ゴム組成物中で脂肪酸亜鉛として存在することも可能である。
【００３１】
本発明では、他にも、カーボンブラックやシリカなどの充填剤を配合することができる。
【００３２】
カーボンブラックとしては、とくに制限はなく、従来からゴム工業で使用されるＳ−ＳＡＦ、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦなどのグレードを使用することができる。
【００３３】
カーボンブラックの配合量は、ゴム成分１００重量部に対して１０重量部以上が好ましく、２０重量部以上がより好ましい。カーボンブラックの配合量が１０重量部未満では、グリップ性能および耐摩耗性能が悪化する傾向がある。また、カーボンブラックの配合量は１００重量部以下が好ましく、９５重量部以下がより好ましい。カーボンブラックの配合量が１００重量部をこえると、分散性および加工性が悪化する傾向がある。
【００３４】
シリカとしても、とくに制限はなく、従来からゴム工業で使用されるものを使用することができる。
【００３５】
シリカの配合量は、ゴム成分１００重量部に対して１０重量部以上が好ましく、１５重量部以上がより好ましい。シリカの配合量が１０重量部未満では、グリップ性能が悪化する傾向がある。またシリカの配合量は１００重量部以下が好ましく、９５重量部以下がより好ましい。シリカの配合量が１００重量部をこえると、加工性が悪化する傾向がある。
【００３６】
また、カーボンブラックおよびシリカの合計配合量は、ゴム成分１００重量部に対して５０重量部以上が好ましく、５５重量部以上がより好ましい。カーボンブラックおよびシリカの合計配合量が５０重量部未満では、グリップ性能および耐摩耗性能が悪化する傾向がある。また、カーボンブラックおよびシリカの合計配合量は１２０重量部以下が好ましく、１１５重量部以下がより好ましい。カーボンブラックおよびシリカの合計配合量が１２０重量部をこえると、分散性および加工性が悪化する傾向がある。
【００３７】
本発明では、シリカを使用する場合、シランカップリング剤を併用することが好ましい。
【００３８】
シランカップリング剤としては、とくに制限はなく、従来からシリカと併用されるシランカップリング剤を使用することができ、具体的には、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（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）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−トリメトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）トリスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）トリスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス(２−トリメトキシシリルエチル）トリスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）トリスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス(２−トリエトキシシリルエチル）ジスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）ジスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス(２−トリメトキシシリルエチル）ジスルフィド、ビス(４−トリメトキシシリルブチル）ジスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、２−トリエトキシシリルエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、２−トリメトキシシリルエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィドなどのスルフィド系、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、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、２−メルカプトエチルトリエトキシシランなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどのグリシドキシ系、３−ニトロプロピルトリメトキシシラン、３−ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリエトキシシラン、２−クロロエチルトリメトキシシラン、２−クロロエチルトリエトキシシランなどのクロロ系などがあげられ、これらのシランカップリング剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３９】
シランカップリング剤の配合量は、シリカ１００重量部に対して１重量部以上が好ましく、３重量部以上がより好ましい。シランカップリング剤の配合量が１重量部未満では、シランカップリング剤を配合することによる耐摩耗性能の改善効果が充分に得られない傾向がある。また、シランカップリング剤の配合量は２０重量部以下が好ましく、１５重量部以下がより好ましい。シランカップリング剤の配合量が２０重量部をこえると、耐摩耗性能の改善効果が飽和し、高コストになる傾向がある。
【００４０】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には、前記液状ＳＢＲを含有するゴム成分、酸化亜鉛、可塑剤、充填剤以外にも、従来からゴム工業で使用される配合剤、例えば、ワックス、老化防止剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などを、必要に応じて適宜配合することができる。
【００４１】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで、液状ＳＢＲを含有するゴム成分、酸化亜鉛および必要に応じて前記配合剤を混練りし、その後加硫することにより、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物を製造することができる。
【００４２】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、グリップ性能、耐摩耗性能、低転がり抵抗性および加工性を高次元に両立させることができるという理由から、タイヤ部材のなかでもトレッドとして使用するものである。
【００４３】
本発明の空気入りタイヤは、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物を用いて、通常の方法により製造することができる。すなわち、必要に応じて前記配合剤を配合した本発明のトレッド用ゴム組成物を未加硫の状態でトレッドの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、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することにより、本発明の空気入りタイヤを製造することができる。
【実施例】
【００４４】
実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに制限されるものではない。
【００４５】
以下、実施例および比較例で使用した各種薬品および試験方法をまとめて説明する。
スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）：旭化成（株）製のＴ４３５０（重量平均分子量：６０万〜１００万）
ブタジエンゴム（ＢＲ）：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ
液状スチレン−ブタジエンゴム（液状ＳＢＲ）：サートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）社製のＲｉｃｏｎ１００（重量平均分子量：４０００〜５０００）
シリカ：デグッサ社製のウルトラジルＶＮ３
カーボンブラック：昭和キャボット（株）製のＮ３３０
シランカップリング剤：デグッサ社製のＳｉ６９（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）
芳香族系プロセスオイル：（株）ジャパンエナジー製のプロセスＸ−１４０
ワックス：日本精蝋（株）製のオゾエース０３５５
老化防止剤：フレキシス社製のサントフレックス１３（（Ｎ−１，３−ジメチルブチル）−Ｎ´−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン）
ステアリン酸：日本油脂（株）製
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製
硫黄：鶴見化学工業（株）製
加硫促進剤ＣＺ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＣＺ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
【００４６】
実施例１〜５および比較例１〜４
（ゴム組成物の作製）
表１に示す配合処方にしたがい、硫黄および加硫促進剤以外の薬品を、１６Ｌバンバリーミキサーを用いて、ゴム排出温度１５０℃でベース練りをし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に、硫黄および加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、７０℃の条件下で５分間混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。さらに、さらに、得られた未加硫ゴム組成物を１７０℃の条件下で１５分間プレス加硫し、実施例１〜５および比較例１〜４の加硫ゴム組成物を得た。
【００４７】
（ムーニービス指数）
ＪＩＳ  Ｋ６３００に準じて、１３０℃で所定の未加硫組成物のムーニー粘度を測定した。測定結果を、比較例４を１００として指数表示した。指数が大きいほど粘度が低く、加工が容易であることを示す。
【００４８】
（グリップ指数）
前記のゴム組成物からなるトレッドを有するサイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤを作製した。このタイヤを用いて、ドライアスファルト路面のテストコースにて実車走行を行なった。その際における操舵時のコントロールの安定性をテストドライバーが評価し、比較例４を１００として指数表示をした。指数が大きいほどドライ路面におけるグリップ性能が高いことを示す。
【００４９】
（摩耗指数）
ランボーン型摩耗試験機を用いて、室温、負荷荷重１．０ｋｇｆ、スリップ率３０％の条件で摩耗量を測定した。摩耗量の逆数を、比較例４を１００として指数表示した。指数が大きいほど耐摩耗性能が高いことを示す。
【００５０】
（転がり抵抗指数）
（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターＶＥＳを用いて、温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み２％の条件下で損失正接（ｔａｎδ）を測定した。比較例４のｔａｎδを１００として、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど転がり抵抗が低く、良好であることを示す。
（転がり抵抗指数）＝（比較例４のｔａｎδ）÷（各配合のｔａｎδ）×１００
【００５１】
前記評価結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
2008291087.tif 000002