(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スチレンブタジエンゴムおよびブタジエンゴムの合計含有率が１００重量％であり、スチレンブタジエンゴムの含有率が５０重量％以上であるジエン系ゴム、およびガラス転移温度が−５０〜０℃である芳香族ビニル重合体を含有するタイヤ用ゴム組成物であり、
前記芳香族ビニル重合体が芳香族モノマーのみを重合させてできる重合体であるタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
芳香族ビニル重合体の含有量が、ジエン系ゴム１００重量部に対して、５〜１５０重量部である請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
芳香族ビニル重合体の重量平均分子量が１０２０以下である請求項１または２記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項４】
芳香族ビニル重合体の重量平均分子量が８３０〜１０２０である請求項１、２または３記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項５】
芳香族ビニル重合体のモノマー成分が、スチレンである請求項１、２、３または４記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項６】
芳香族ビニル重合体のモノマー成分が、１−ビニルナフタレンである請求項１、２、３または４記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６記載のタイヤ用ゴム組成物を用いたタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリップ性能および耐摩耗性を向上させたタイヤの製造を可能にするタイヤ用ゴム組成物ならびにそれを用いたタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の運動性能の高馬力化、および高速道路の整備などに伴い、安全性に対する意識も高まっている。とりわけ、加速性能やブレーキ性能に代表されるグリップ性能は重要な要求特性である。
【０００３】
高性能タイヤのトレッドゴムには、一般的に高いグリップ性能および耐摩耗性の両立が要求される。従来、高いグリップ性能を示すゴム組成物を得るために、たとえば、ガラス転移温度（Ｔｇ）の高いスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を使用すること、プロセスオイルと高軟化点樹脂とを等量置換配合すること、軟化剤やカーボンブラックを高充填すること、軟化剤やカーボンブラックを併用すること、シリカを配合することなどが行なわれてきた。
【０００４】
しかし、Ｔｇの高いＳＢＲを使用したゴム組成物は温度依存性が大きくなり、温度変化に対する性能変化が大きくなり、タイヤが脆化して破壊されるという問題がある。また、プロセスオイルを高軟化点樹脂に等量置換した場合、置換量が多量であると、該高軟化点樹脂の影響により温度依存性が大きくなるという問題がある。また、オイルなどの軟化剤を多量に配合すると、耐摩耗性が低下するという問題がある。また、粒子の小さなカーボンブラックや多量の軟化剤を使用した場合、カーボンブラックの分散性が悪く、耐摩耗性が低下するという問題がある。さらに、シリカを配合すると、高温時のグリップ性能および耐摩耗性が低下するという問題がある。
【０００５】
これらの点を改良するために、特許文献１において、低分子量スチレンブタジエン共重合体を用いることが提案されている。しかし、低分子量スチレンブタジエン共重合体には架橋性を有する二重結合が存在するので、一部の低分子量成分がマトリクスのゴムと架橋を形成し、マトリクスに取り込まれ、充分なヒステリシスロスを発生せず、さらに、低分子量成分が架橋によりマトリクスに取り込まれないようにするため、二重結合部を水素添加により飽和結合にした場合、マトリクスとの相溶性が著しく悪くなり、その結果、耐破壊特性が低下したり、低分子量成分がブリードしてくる傾向があった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１５４６９６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、タイヤのグリップ性能および耐摩耗性に優れるタイヤ用ゴム組成物ならびにそれを用いた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】
本発明は、スチレンブタジエンゴムおよびブタジエンゴムの合計含有率が８０重量％以上であるジエン系ゴム、およびガラス転移温度が１０℃以下である芳香族ビニル重合体を含有するタイヤ用ゴム組成物に関する。
【０００９】
前記芳香族ビニル重合体の含有量が、ジエン系ゴム１００重量部に対して、５〜１５０重量部であることが好ましい。
【００１０】
前記芳香族ビニル重合体のモノマー成分が、スチレンであることが好ましい。
【００１１】
ジエン系ゴム成分中におけるスチレンブタジエンゴムの含有率が、３０重量％以上であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、前記タイヤ用ゴム組成物を用いたタイヤに関する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ジエン系ゴム、およびガラス転移温度が１０℃以下である芳香族ビニル重合体を配合することで、グリップ性能および耐摩耗性を高次にバランスさせるタイヤ用ゴム組成物、およびそれを用いた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】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴムおよび芳香族ビニル重合体を含む。
【００１５】
ジエン系ゴムとしては、とくに制限はなく、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、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）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などがあげられ、これらのゴムは単独で用いても、二種類以上を組み合わせて用いても良い。なかでも、グリップ性能および耐摩耗性を高次にバランスよく向上させることから、ＮＲ、ＢＲおよびＳＢＲが好ましく、ＳＢＲがより好ましい。
【００１６】
ＳＢＲのスチレン含有率は、ジエン系ゴム中に、２０重量％以上が好ましい。ＳＢＲのスチレン含有率が２０重量％未満では、芳香族ビニル重合体との相溶性を充分ではなく、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、ＳＢＲのスチレン含有率は６０重量％以下であることが好ましく、５０重量％以下であることがより好ましい。ＳＢＲのスチレン含有率が６０重量％をこえると、耐摩耗性が低下するだけでなく、低温時のグリップ性能も悪化する傾向がある。
【００１７】
ジエン系ゴム成分中におけるＳＢＲの含有率は、３０重量％以上が好ましく、５０重量％以上がより好ましく、８０重量％以上が特に好ましい。ＳＢＲの含有率が３０重量％未満では、充分なグリップ性能および耐摩耗性が得られない傾向がある。
【００１８】
ジエン系ゴム成分中におけるＳＢＲとＢＲの合計含有率は８０重量％以上、好ましくは９０重量％以上である。ＳＢＲとＢＲの合計含有率が８０重量％未満では、充分なゴム強度とヒステリシスロスが得られず、充分なグリップ性能および耐摩耗性が得られない。なお、ＳＢＲとＢＲの合計含有率は１００重量％が最も好ましい。
【００１９】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ガラス転移温度の低い芳香族ビニル重合体を含有することにより、グリップ性能および耐摩耗性を高次にバランスよく向上させることができる。
【００２０】
前記芳香族ビニル重合体のモノマー成分としては、スチレン、α−メチルスチレン、１−ビニルナフタレン、３−ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼン、４−シクロヘキシルスチレン、２，４，６−トリメチルスチレンなどの芳香族ビニルモノマーがあげられる。
【００２１】
本発明で使用する芳香族ビニル重合体は、実質的に、芳香族ビニルモノマーのみを重合させてできる重合体をいう。芳香族ビニル重合体は、芳香族ビニルモノマーであれば単独で用いても、２種類以上を混合してもよい。モノマー成分として、共役ジエンモノマーなど芳香族ビニルモノマー以外のモノマーを多量に含むと、ジエン系ゴムとの相溶性が劣り、さらに、加硫時にジエン系ゴムと共架橋してしまい、強度が低下し、耐摩耗性が悪化するため、好ましくない。
【００２２】
芳香族ビニルモノマーとしては、経済的で、加工しやすく、グリップ特性に優れていることから、スチレン、１−ビニルナフタレンが好ましい。
【００２３】
芳香族ビニル重合体のガラス転移温度（Ｔｇ）は、−５０℃以上が好ましく、−４５℃以上がより好ましい。Ｔｇが−５０℃未満では、ゴム中のヒステリシスロスが小さく、グリップ性能が低下する傾向がある。また、Ｔｇは１０℃以下、好ましくは５℃以下である。Ｔｇが１０℃をこえると、耐摩耗性および低温時のグリップ性能が低下する。
【００２４】
芳香族ビニル重合体の含有量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、５重量部以上が好ましく、１０重量部以上がより好ましい。芳香族ビニル重合体の含有量が５重量部未満では、とくにグリップ性能の改善効果が得られにくい傾向がある。また、芳香族ビニル重合体の含有量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、１５０重量部以下が好ましく、１００重量部以下がより好ましい。芳香族ビニル重合体の含有量が１５０重量部をこえると、耐摩耗性が低下する傾向がある。
【００２５】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、さらに、補強用充填剤を含有することが好ましい。補強用充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、クレー、アルミナ、タルクなど、従来タイヤ用ゴム組成物において慣用されるものであればとくに制限はないが、主としてカーボンブラックが好ましく、これらの補強用充填剤は単独で用いても、２種類以上組合せて用いても良い。
【００２６】
カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）は、８０ｍ2／ｇ以上であることが好ましく、１００ｍ2／ｇ以上であることがより好ましい。Ｎ2ＳＡが８０ｍ2／ｇ未満では、グリップ性能および耐摩耗性が低下する傾向がある。また、Ｎ2ＳＡは２８０ｍ2／ｇ以下であることが好ましく、２００ｍ2／ｇ以下であることがより好ましい。Ｎ2ＳＡが２８０ｍ2／ｇをこえると、良好な分散が得られにくく、耐摩耗性が低下する傾向がある。
【００２７】
補強用充填剤としてカーボンブラックを添加する場合、カーボンブラックの含有量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、１０重量部以上であることが好ましく、２０重量部以上であることがより好ましい。カーボンブラックの含有量が１０重量部未満では、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、カーボンブラックの含有量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、２００重量部以下であることが好ましく、１５０重量部以下であることがより好ましい。カーボンブラックの含有量が２００重量部をこえると、加工性が低下する傾向がある。
【００２８】
さらに、本発明のタイヤ用ゴム組成物には、ジエン系ゴムおよび芳香族ビニル重合体の他に、ゴム工業で通常使用されている各種薬品、たとえば硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤、各種軟化剤、各種老化防止剤、ステアリン酸、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤などの添加剤を配合することができる。
【００２９】
本発明のタイヤは、本発明のゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて前記各種薬品を配合した本発明のゴム組成物を未加硫の段階でタイヤの各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得る。このようにして得られた本発明のタイヤは、グリップ性能および耐摩耗性のバランスに優れ、タイヤ部材のなかでも特に高性能タイヤのトレッドなどとして用いることが好ましい。
【実施例】
【００３０】
本発明を実施例に基づいて、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。
【００３１】
次に、実施例および比較例で用いた薬品をまとめて示す。
スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）：ＪＳＲ（株）製のＳＢＲ１５０２（スチレン含有率：２３．５重量％）
天然ゴム（ＮＲ）：テックビーハング社製のＲＳＳ♯３
カーボンブラック：昭和キャボット（株）製のショウブラックＮ２２０（窒素吸着比表面積：１２５ｍ2／ｇ）
アロマオイル：（株）ジャパンエナジー製のＪＯＭＯプロセスＸ１４０
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ（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）製の亜鉛華１号
硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
【００３２】
＜芳香族ビニル重合体（１）〜（４）の合成＞
（芳香族ビニル重合体（１）の合成）
充分に窒素置換した５０ｍｌ容器に、ヘキサン３５ｍｌ、スチレン５ｍｌおよび１．６ｍｏｌ／ｌのｎ−ブチルリチウムヘキサン溶液２．７ｍｌを混入し、室温で１時間撹拌した後、メタノールを添加することで反応を停止させ、芳香族ビニル重合体（１）を合成した。
【００３３】
（芳香族ビニル重合体（２）の合成）
充分に窒素置換した５０ｍｌ容器に、ヘキサン３５ｍｌ、スチレン５ｍｌおよび１．６ｍｏｌ／ｌのｎ−ブチルリチウムヘキサン溶液３．４ｍｌを混入し、室温で１時間撹拌した後、メタノールを添加することで反応を停止させ、芳香族ビニル重合体（２）を合成した。
【００３４】
（芳香族ビニル重合体（３）の合成）
充分に窒素置換した５０ｍｌ容器に、ヘキサン３５ｍｌ、１−ビニルナフタレン５ｍｌおよび１．６ｍｏｌ／ｌのｎ−ブチルリチウムヘキサン溶液２．３ｍｌを混入し、室温で１時間撹拌した後、メタノールを添加することで反応を停止させ、芳香族ビニル重合体（３）を合成した。
【００３５】
（芳香族ビニル重合体（４）の合成）
充分に窒素置換した５０ｍｌ容器に、ヘキサン３５ｍｌ、スチレン５ｍｌおよび１．６ｍｏｌ／ｌのｎ−ブチルリチウムヘキサン溶液０．９ｍｌを混入し、室温で１時間撹拌した後、メタノールを添加することで反応を停止させ、芳香族ビニル重合体（４）を合成した。
【００３６】
得られた芳香族ビニル重合体（１）〜（４）のモノマー成分、ガラス転移温度および重量平均分子量について、以下に示す。なお、芳香族ビニル重合体（１）〜（４）のガラス転移温度は（株）島津製作所製の自動示差走査熱量計ＤＳＣ−６０Ａを用い、昇温速度１０℃／分にて測定を行ない、また、重量平均分子量（Ｍｗ）は、東ソー（株）製のＧＰＣ−８０００シリーズの装置を用い、検知器として示差屈折計を用いて測定し、分子量は標準ポリスチレンにより校正することにより測定した。
芳香族ビニル重合体（１）（モノマー成分：スチレン、ガラス転移温度：−２０℃、重量平均分子量：８３０）
芳香族ビニル重合体（２）（モノマー成分：スチレン、ガラス転移温度：０℃、重量平均分子量：１０２０）
芳香族ビニル重合体（３）（モノマー成分：１−ビニルナフタレン、ガラス転移温度：０℃、重量平均分子量：８６０）
芳香族ビニル重合体（４）（モノマー成分：スチレン、ガラス転移温度：５０℃、重量平均分子量：３１３０）
【００３７】
実施例１〜４および比較例１〜３
硫黄および加硫促進剤以外の薬品を表１に示す配合量添加し、バンバリーミキサーを用いて、１５０℃で５分間混練りした。その後、得られた混練物に対して、硫黄および加硫促進剤を表１に示す配合量添加し、２軸オープンロールを用いて、５０℃で５分間混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。
【００３８】
未加硫ゴム組成物を、通常用いられる方法でカレンダーロールによってトレッド形状に押し出すことにより、トレッドを形成し、他のタイヤ部材と貼りあわせ、１７０℃の条件にて１５分間加硫することにより、２１５／４５Ｒ１７サイズのタイヤを作製した。得られたタイヤについて、以下の試験を実施した。
【００３９】
（グリップ性能）
車輌に前記タイヤを装着し、アスファルト路面のテストコースを１０周走行して、テストドライバーが、グリップ性能を評価した。とくに、１週目のグリップ性能を初期グリップ性能とした。比較例１のタイヤのグリップ性を３点とし、５点満点で評価した。なお、１周目は初期グリップ性能、２〜１０周目はグリップ性能として評価した。数値が大きいほどグリップ性能がよく、優れていることを示す。（５：良い、４：やや良い、３：普通、２：やや悪い、１：悪い）
【００４０】
（耐摩耗性）
車輌に前記タイヤを装着し、前記テストコースを２０周走行し、走行前後における溝の深さの変化を計測し、比較例１の深さを基準として、以下の式によりそれぞれ指数表示した（耐摩耗性指数）。耐摩耗性指数が大きいほど耐摩耗性が良いことを示している。
【００４１】
（耐摩耗性指数）＝
（比較例１の溝の深さの変化）／（各配合の溝の深さの変化）×１００
【００４２】
試験結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】
0004607077.tif 000002
【００４４】
ガラス転移温度が１０℃以下の芳香族ビニル重合体を配合した実施例１〜４では、いずれもグリップ性能および耐摩耗性が向上した。