(57)【要約】【課題】  耐摩耗性を向上させつつ、耐カット性、耐チッピング性、耐疲労性の改善と、発熱性の悪化を防ぐことができるタイヤトレッド用ゴム組成物を提供する。【解決手段】  ゴム成分として、天然ゴム及び／又はポリイソプレンゴム８０〜４０重量部と、シス−１，４−ポリブタジエンゴム２０〜６０重量部を含み、該シス−１，４−ポリブタジエンゴムをマトリックスとしてシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンが分散したポリブタジエンゴムを配合してなるゴム組成物であって、前記ゴム成分１００重量部に対して平均粒径が０．０２〜０．１μｍであるシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを１〜５重量部含有し、かつ、前記シス−１，４−ポリブタジエンゴムの５重量％トルエン溶液粘度（２５℃）が０．７ｄＰａ・ｓ以上であるもの。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム成分として、天然ゴム及び／又はポリイソプレンゴム８０〜４０重量部と、シス−１，４−ポリブタジエンゴム２０〜６０重量部を含むゴム組成物であって、
前記ゴム成分１００重量部に対してシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを１〜５重量部含有し、かつ、前記シス−１，４−ポリブタジエンゴムの５重量％トルエン溶液粘度（２５℃）が０．７ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
前記シス−１，４−ポリブタジエンゴムをマトリックスとして該マトリックス中に前記シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンが分散したポリブタジエンゴムを配合してなる請求項１記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
前記シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンの平均粒径が０．０２〜０．１μｍであることを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【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に関し、特にシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを含有するタイヤトレッド用ゴム組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、トラックやバスなどの重車両用空気入りタイヤにおいては、トレッド部の耐摩耗性が重要になってきており、その向上を図るための１手法として、従来、シス−１，４−ポリブタジエンゴムを配合する手法がある。
【０００３】
しかしながら、シス−１，４−ポリブタジエンゴムを配合した場合、耐摩耗性は向上するものの、耐カット性、耐チッピング性、耐疲労性が低下し、また、トレッド部のブロック剛性の低下により発熱性の悪化（即ち、発熱しやすくなる）を招いてしまうという欠点がある。そのため、トレッド部の耐摩耗性を損なうことなく、耐カット性、耐チッピング性、耐疲労性、発熱性を改良することが要求される。
【０００４】
従来より、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを配合して、耐カット性、低発熱性および耐摩耗性を改良する技術は知られているが（例えば、下記特許文献１参照）、耐摩耗性は依然として十分であるとはいえず、更なる改良が求められている。また、従来技術では、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンの平均粒径が数十μｍオーダーであり、分散性に劣ることから耐カット性、耐チッピング性、耐疲労性が著しく損なわれる場合があり、そのため、混練時や加硫時に融解させて分散させるようシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンの融点が１７０℃以下であることが必要であった。
【０００５】
なお、下記特許文献２〜４には、天然ゴムとシス−１，４−ポリブタジエンゴムとの併用系において、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを配合してなるタイヤ用ゴム組成物が開示されているが、特許文献２，３はタイヤのサイド部に使用されるものであり、また特許文献４はビードフィラーに使用されるものであって、いずれもタイヤトレッド部に関するものではない。
【特許文献１】特開平６−１９９１０３号公報。
【特許文献２】特開平７−６２１５３号公報。
【特許文献３】特開平８−３３３４８３号公報。
【特許文献４】特開平８−３１１２４６号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、耐摩耗性を向上させつつ、耐カット性、耐チッピング性、耐疲労性の改善と、発熱性の悪化を防ぐことができるタイヤトレッド用ゴム組成物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】
【０００７】
本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物は、ゴム成分として、天然ゴム及び／又はポリイソプレンゴム８０〜４０重量部と、シス−１，４−ポリブタジエンゴム２０〜６０重量部を含むゴム組成物であって、前記ゴム成分１００重量部に対してシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを１〜５重量部含有し、かつ、前記シス−１，４−ポリブタジエンゴムの５重量％トルエン溶液粘度（２５℃）が０．７ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物は、前記シス−１，４−ポリブタジエンゴムをマトリックスとして該マトリックス中に前記シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンが分散したポリブタジエンゴムを配合してなるものであることが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物においては、前記シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンの平均粒径が０．０２〜０．１μｍであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、天然ゴムとシス−１，４−ポリブタジエンゴムとの併用系において、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを所定量配合させるとともに、該シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを分散させるマトリックスであるシス−１，４−ポリブタジエンゴムとして、５重量％トルエン溶液粘度（２５℃）が０．７ｄＰａ・ｓ以上であるリニアータイプのものを使用したことにより、耐摩耗性を損なうことなく、耐カット性、耐チッピング性および耐疲労性を改善することができるとともに、発熱性の悪化を防ぐことができる。
【００１１】
そして、特に上記シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンとして、平均粒径が０．０２〜０．１μｍである小粒径のものを用いることにより、１８０℃以上の融点を持つシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを用いた場合でも良好な分散性を確保することができ、耐カット性、耐チッピング性、耐疲労性の改善効果をより一層高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
【００１３】
本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物は、ゴム成分として、天然ゴム及び／又はポリイソプレンゴムを８０〜４０重量部と、シス−１，４−ポリブタジエンゴム（以下、シスＢＲという。）を２０〜６０重量部を含むものである。該ゴム成分は、通常この２成分からなるが、本発明の効果を損なわない範囲内で、スチレン−ブタジエンゴムなどの他のジエン系ゴムや、ジエン系ゴム以外のゴムを配合することもできる。なお、天然ゴムやポリイソプレンゴムとしては、タイヤトレッド用として一般的に使用されている任意の天然ゴム及びポリイソプレンゴムを用いることができる。
【００１４】
本発明のゴム組成物は、上記ゴム成分１００重量部に対して、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン（以下、ＳＰＢという。）を１〜５重量部含有する。本発明のゴム組成物において、該ＳＰＢは上記シスＢＲをマトリックスとして該マトリックス中に分散しており、ＳＰＢの含有量が１重量部未満では、耐カット性、耐チッピング性、耐疲労性の改善効果が不十分であり、また、５重量部を越えると耐摩耗性に劣ってしまう。
【００１５】
上記ＳＰＢは、上記シスＢＲとは別の添加剤としてゴム組成物に配合することもできるが、好ましくは、上記シスＢＲとして、シス−１，４−ポリブタジエンのマトリックス中にＳＰＢが分散したＳＰＢ分散ポリブタジエンゴムを用いることによりゴム組成物中に配合することである。上記シスＢＲは、このようなＳＰＢ分散ポリブタジエンゴムの単独使用でもよいが、ＳＰＢ分散ポリブタジエンゴムとＳＰＢを含有しないシス−１，４−ポリブタジエンゴムとを併用することもできる。
【００１６】
ＳＰＢ分散ポリブタジエンゴムを使用する場合、ＳＰＢを２〜１０重量％含有するＳＰＢ分散ポリブタジエンゴムを、上記ゴム成分１００重量部に対して２０〜５０重量部（但し、ＳＰＢを除くシスＢＲの量として）配合することが好ましい。ＳＰＢの含有率が２重量％未満では、耐カット性などの改善効果が不十分となりやすく、また１０重量％を越えると、耐摩耗性を損なう場合がある。
【００１７】
このようなＳＰＢ分散ポリブタジエンゴムは、例えば、まず１，３−ブタジエンをシス−１，４−重合して高シス−１，４−ポリブタジエン（シス−１，４−結合９５％以上）とし、次いでその重合系にシンジオタクチック−１，２−重合触媒を投入して残余の１，３−ブタジエンを１，２−重合させることにより製造することができる。より詳細には、１，３−ブタジエンを溶剤に溶解させた原料溶液を、第一重合槽へ連続的に供給すると共に、該第一重合槽へシス−１，４−重合触媒と分子量調整剤を連続的に供給して、第一重合槽で高シス−１，４−ポリブタジエンを重合する。次いで、この高シス−１，４−ポリブタジエンと１，３−ブタジエンが溶解した高粘度ポリマー溶液を第二重合槽へ連続的に供給すると共に、該第二重合槽へシンジオタクチック−１，２−重合触媒を連続的に供給してＳＰＢを重合する。この第二重合槽では、高粘度ポリマー溶液を撹拌しているので、ＳＰＢ結晶は高せん断を受けながら生成する。そのため、ＳＰＢは小さな繊維状となってシス−１，４−ポリブタジエンマトリックス中に均一に分散する。その後、重合停止槽で停止剤により触媒を失活させることにより、ＳＰＢ分散ポリブタジエンゴムが得られる。ここで、シス−１，４−重合触媒としては、有機アルミニウム−コバルト化合物系触媒などが挙げられ、シンジオタクチック−１，２−重合触媒としては、可溶性コバルト−有機アルミニウム化合物−二硫化炭素系触媒などが挙げられる。
【００１８】
なお、ＳＰＢ分散ポリブタジエンゴムは、このほか、予め高シス−１，４−ポリブタジエンとＳＰＢを別々に重合しておき、各々の重合溶液をブレンドすることにより製造したり、あるいはまた、高シス−１，４−ポリブタジエンゴムの重合溶液に固体状のＳＰＢをブレンドすることにより製造することもできる。
【００１９】
本発明のゴム組成物においては、上記シスＢＲとして、５重量％トルエン溶液粘度（２５℃）が０．７ｄＰａ・ｓ以上であるリニアータイプのシス−１，４−ポリブタジエンゴムを使用することを特徴とする。このようなリニアータイプのシス−１，４−ポリブタジエンゴムをマトリックスとして、これに少量のＳＰＢを加えることにより、耐摩耗性と、耐カット性などとのバランスを改良でき、特に重車両用タイヤの耐摩耗性に優れるトレッド配合において耐カット性、耐チッピング性などの性能を向上することができる。上記トルエン溶液粘度が０．７ｄＰａ・ｓ未満である非リニアータイプのシス−１，４−ポリブタジエンゴムを用いると、後記実施例に示すように耐摩耗性に劣る。ここで、上記トルエン溶液粘度は、試料ゴムをトルエンに５重量％溶液として溶解し、その溶液の２５℃での粘度をキャノンフェンスケ型動粘度計により測定して得られるものであり、その値はポリマー鎖の分岐の度合いの尺度となるものであって、値が大きいほど分岐度が小さいこと、すなわち高リニアーであることを意味する。
【００２０】
より詳細には、上記ＳＰＢ分散ポリブタジエンゴムを使用する場合、そのマトリックスであるシス−１，４−ポリブタジエンゴムが上記トルエン溶液粘度の範囲内にあることが好ましい。また、上記ＳＰＢ分散ポリブタジエンゴムとともにＳＰＢを含有しないシス−１，４−ポリブタジエンゴムを併用する場合、双方のシス−１，４−ポリブタジエンゴムが上記トルエン溶液粘度の範囲内にあることが好ましい。
【００２１】
本発明のゴム組成物に配合する上記ＳＰＢは、平均粒径が０．０２〜０．１μｍであることが好ましい。このような小粒径のＳＰＢを用いることにより、１８０℃以上の融点を持つシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを用いた場合でも良好な分散性を確保することができ、耐カット性、耐チッピング性、耐疲労性の改善に寄与する。
【００２２】
本発明のゴム組成物には、通常、充填剤としてカーボンブラック及び／又はシリカが配合される。これらの配合量は特に限定されないが、上記ゴム成分１００重量部に対して、カーボンブラックが０〜２００重量部、シリカが０〜１００重量部であり、両者の合計量として２０〜２００重量部であることが好ましい。なお、カーボンブラックとしては、特に限定しないが、ＩＳＡＦ、ＳＡＦクラスの耐摩耗性の高いものを使用することが好ましい。
【００２３】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には、上記した各成分の他に、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、亜鉛華、ステアリン酸、シランカップリング剤、軟化剤、加工助剤など、タイヤトレッド用ゴム組成物に一般に用いられている各種添加剤を配合することができる。
【実施例】
【００２４】
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。
【００２５】
（ゴム組成物の調製）
バンバリーミキサーを使用し、一般的方法に従って、下記表１に示す実施例１〜４および比較例１〜７のタイヤトレッド用ゴム組成物を調製した。表中の各配合剤は以下の通りである。なお、各ゴム組成物には、共通配合として、カーボンブラック（東海カーボン製Ｎ２２０）５０重量部、ステアリン酸（日本油脂製）１重量部、老化防止剤（モンサント製６ＰＰＤ）１重量部、亜鉛華（三井金属製亜鉛華１号）３重量部、ワックス（日本精鑞製）１重量部、硫黄（四国化成製）２重量部、加硫促進剤（三新化学製ＣＢＳ）１重量部を配合した。
【００２６】
・ＮＲ：天然ゴム（ＲＳＳ３号）
・ＢＲ１５０Ｂ：宇部興産製シス−１，４−ポリブタジエンゴム（５重量％トルエン溶液粘度（２５℃）＝０．５３ｄＰａ・ｓ）
・ＢＲ１５０：宇部興産製シス−１，４−ポリブタジエンゴム（５重量％トルエン溶液粘度（２５℃）＝０．６８ｄＰａ・ｓ）
・ＢＲ１５０Ｌ：宇部興産製シス−１，４−ポリブタジエンゴム（５重量％トルエン溶液粘度（２５℃）＝０．９８ｄＰａ・ｓ）。
【００２７】
・ＳＰＢ−ＢＲ−Ａ〜Ｄ：有機アルミニウム−コバルト化合物系触媒を用いて１，３−ブタジエンを重合し、次いで、可溶性コバルト−有機アルミニウム化合物−二硫化炭素系触媒を加えて重合を完結することにより得られたＳＰＢ分散ポリブタジエンゴム。マトリックスであるシス−１，４−ポリブタジエンゴムはいずれも上記ＢＲ１５０Ｌ（５重量％トルエン溶液粘度（２５℃）＝０．９８ｄＰａ・ｓ）であり、ＳＰＢの融点は２００℃、ＳＰＢの平均粒径は基本単位として０．０２〜０．１μｍ、集合体として０．３μｍ。ＳＰＢの含有率がそれぞれ異なり、ＳＰＢ−ＢＲ−Ａは１．８重量％、ＳＰＢ−ＢＲ−Ｂは３．２重量％、ＳＰＢ−ＢＲ−Ｃは５．０重量％、ＳＰＢ−ＢＲ−Ｄは９．９重量％。
【００２８】
・ＶＣＲ６１７：宇部興産製ＳＰＢ分散ポリブタジエンゴム（マトリックスであるシス−１，４−ポリブタジエンゴムの５重量％トルエン溶液粘度（２５℃）＝０．６８ｄＰａ・ｓ、ＳＰＢ含有率＝１７．０重量％）。
【００２９】
（物性及び性能評価）
各ゴム組成物について、加硫成形により試験片を作製して、引張試験を実施し、３００％モジュラス、破断強度、破断伸びを測定した。また、耐摩耗性、耐引裂抵抗性（耐カット、チッピング性）、耐亀裂成長抵抗性（耐疲労性）、および発熱性を測定した。結果は、比較例１の測定値を１００とした指数表示として、下記表１に示す（耐摩耗性、耐引裂抵抗性及び耐亀裂成長抵抗性は数値が大きいほど良好であることを意味し、発熱性は数値が小さいほど良好であることを意味する）。なお、各測定方法は以下の通りである。
【００３０】
・引張試験：ＪＩＳ Ｋ６２５１準拠、ダンベル状３号形
・耐摩耗性：ＪＩＳ Ｋ６２６４準拠、ランボーン。標準条件；スリップ率３０％、負荷荷重４０Ｎ、落砂量２０ｇ／ｍｉｎ
・耐引裂抵抗性：ＪＩＳ Ｋ６２５２準拠、クレセント形
・耐亀裂成長抵抗性：デマーチャ型屈曲亀裂試験、伸張率５０％
・発熱性：ＪＩＳ Ｋ６２６５準拠、フレクソメータによる発熱温度。
【表１】
2005206702.tif 000002
【００３１】
表１に示すように、本発明に係る実施例１〜４のゴム組成物であると、比較例１に対し、耐摩耗性を実質的に損なうことなく、耐引裂抵抗性及び耐亀裂成長抵抗性を改善することができ、しかも低発熱性であった。これに対し、ゴム成分として天然ゴム単独使用の比較例２では、耐摩耗性に劣っており。また、天然ゴムとともに併用するシスＢＲがリニアータイプでない比較例３及び４では、耐摩耗性、耐亀裂成長抵抗性が劣っていた。更に、ＳＰＢ分散ポリブタジエンゴムを配合したものでありながら、比較例５では、ＳＰＢの含有量が少なく十分な効果が発現しなかった。また、比較例６では、ＳＰＢの含有量が多すぎて、耐摩耗性が著しく劣っているとともに、耐引裂抵抗性も逆に低下していた。更に、比較例７では、ＳＰＢのマトリックスであるシスＢＲがリニアータイプでないため、耐摩耗性に劣っていた。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、トラックやバスなどの重車両用空気入りタイヤのトレッド部として好適に利用されるが、これに限らず、乗用車用ラジアルタイヤのトレッド部など、各種空気入りタイヤのトレッド部として利用することができる。