(57)【要約】【課題】タイヤの氷上制動性能及び湿潤路面制動性能を大幅に向上させることが可能なタイヤトレッド用ゴム組成物、並びに該ゴム組成物を用いたタイヤを提供する。【解決手段】天然ゴム及びジエン系合成ゴムの少なくとも一種からなるゴム成分１００質量部に対して充填剤３０〜１５０質量部を配合してなり、前記ゴム成分がポリスチレン換算で求めた重量平均分子量が５０００〜３００００で且つシス−１，４結合の含有率が６０〜９８％であるポリブタジエンを６質量％以上含み、前記充填剤が無機充填剤としてシリコーンオイルで熱処理されたシリカを１０〜９５質量％含むことを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物、並びに該ゴム組成物を用いたタイヤである。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ゴム及びジエン系合成ゴムの少なくとも一種からなるゴム成分１００質量部に対して充填剤３０〜１５０質量部を配合してなり、前記ゴム成分はポリスチレン換算で求めた重量平均分子量が５０００〜３００００で且つシス−１，４結合の含有率が６０〜９８％であるポリブタジエンを６質量％以上含み、前記充填剤が無機充填剤としてシリコーンオイルで熱処理されたシリカを１０〜９５質量％含む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】
前記シリコーンオイルで熱処理されたシリカ以外の無機充填剤が、未処理シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ及びクレーの中の少なくとも一種である請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
前記無機充填剤以外の充填剤がカーボンブラックである請求項１又は２に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項４】
前記カーボンブラックは、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸収量が９０ｃｍ３／１００ｇ以上である請求項３に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項５】
更にシランカップリング剤を前記無機充填剤１００質量部に対して３〜２０質量部配合してなる請求項１又は２に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項６】
更に短繊維を前記ゴム成分１００質量部に対して１〜２０質量部配合してなる請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項７】
更に発泡剤を配合してなる請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項８】
トレッド部を具えたタイヤにおいて、該トレッド部に請求項１〜７のいずれかに記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項９】
前記トレッド部が多層からなり、該トレッド部の少なくとも一層に請求項１〜７のいずれかに記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤに関し、特にタイヤの氷上制動性能及び湿潤路面制動性能を向上させることが可能なタイヤトレッド用ゴム組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、氷上性能を高めたタイヤとしてスタッドレスタイヤが使用されている。このスタッドレスタイヤのトレッドには、氷路面との摩擦力を高めるために、ガラス転移温度が低いポリマー、特にポリブタジエンゴムを主体とした柔軟なゴム組成物が用いられている。また、トレッド部がキャップ／ベース二層構造からなるタイヤにおいては、地面と接するトレッド表面部のキャップゴムには、低温においても比較的柔らかいゴムとして、例えば軟化剤を多量に配合したゴムや発泡ゴムを使用する等の手法が採られている。しかしながら、これらの場合、氷上性能はある程度改良されるものの、一般道路における湿潤路面上での制動性能の低下が避けられないという問題点がある。
【０００３】
一方、湿潤路面上での摩擦係数を高める手段として、従来、比較的ガラス転移温度の高いスチレン・ブタジエン重合体ゴムを主とするゴム組成物を用いて、湿潤路面上での摩擦係数とよい相関関係を示すヒステリシスの尺度としての０℃でのｔａｎδを高くする技法が知られている。しかしながら、この場合、低温領域でのゴム弾性率が上昇して路面の凸凹に追従できなくなり、また、凍結路面では通常路面に比べて表面の凸凹が少ないのでトレッド表面の変形が少なくなる結果、ゴムと路面との間で生じるエネルギー損失（ｔａｎδ）の氷上制動への寄与が小さくなるため、氷上制動性能を改善することができない。
【０００４】
これに対し、特定の低分子量ポリブタジエンと短繊維を配合してなるゴム組成物をトレッドに用いることで、タイヤの氷上制動性能と湿潤路面制動性能とが改善されることが知られている（特許文献１参照）。また、下記特許文献２には、シリコーンオイルで熱処理されたシリカと短繊維を配合してなるゴム組成物をトレッドに用いることで、タイヤの乾燥路面及び湿潤路面での操縦安定性が向上することが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１１２３７号公報
【特許文献２】
特開２００２−９７３１１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載のタイヤは、従来に比べ氷上制動性能と湿潤路面制動性能とが改善されるものの、市場の要求に比べて依然として改善の余地があった。また、上記特許文献２に記載のタイヤを試験したところ、湿潤路面での制動性が改善されるものの、市場の要求に比べ依然として改善の余地があり、氷上制動性能については、改善効果がなかった。従って、従来の技術で、タイヤの氷上制動性能と湿潤路面制動性能とを高いレベルで両立することは困難であった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、タイヤの氷上制動性能及び湿潤路面制動性能を大幅に向上させることが可能なタイヤトレッド用ゴム組成物、並びに該ゴム組成物を用いたタイヤを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、特定の低分子量ポリブタジエンと表面処理シリカとを配合してなるゴム組成物をタイヤのトレッド部に適用することで、タイヤの氷上制動性能及び湿潤路面制動性能が大幅に向上することを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
即ち、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、天然ゴム及びジエン系合成ゴムの少なくとも一種からなるゴム成分１００質量部に対して充填剤３０〜１５０質量部を配合してなり、前記ゴム成分は、ポリスチレン換算で求めた重量平均分子量が５０００〜３００００で且つシス−１，４結合の含有率が６０〜９８％であるポリブタジエンを６質量％以上含み、前記充填剤が無機充填剤としてシリコーンオイルで熱処理されたシリカを１０〜９５質量％含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物の好適例においては、前記シリコーンオイルで熱処理されたシリカ以外の無機充填剤が、未処理シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ及びクレーの中の少なくとも一種である。
【００１１】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物の他の好適例においては、前記無機充填剤以外の充填剤がカーボンブラックである。ここで、該カーボンブラックは、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸収量が９０ｃｍ３／１００ｇ以上であるのが好ましい。
【００１２】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、更にシランカップリング剤を前記無機充填剤１００質量部に対して３〜２０質量部配合してなるのが好ましい。また、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、更に短繊維を前記ゴム成分１００質量部に対して１〜２０質量部配合してなるのが好ましい。また、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、更に発泡剤を配合してなるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部を具えたタイヤにおいて、該トレッド部に上記ゴム組成物を用いたことを特徴とする。ここで、本発明の空気入りタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
【００１４】
本発明の空気入りタイヤの好適例においては、前記トレッド部が多層からなり、該トレッド部の少なくとも一層に上記ゴム組成物を用いる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、天然ゴム及びジエン系合成ゴムの少なくとも一種からなるゴム成分１００質量部に対して充填剤３０〜１５０質量部を配合してなり、前記ゴム成分がポリスチレン換算で求めた重量平均分子量が５０００〜３００００で且つシス−１，４結合の含有率が６０〜９８％であるポリブタジエンを６質量％以上含み、前記充填剤が無機充填剤としてシリコーンオイルで熱処理されたシリカを１０〜９５質量％含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明のゴム組成物は、上記の低分子量ポリブタジエンが配合されているため、湿潤路面制動性の指標となる０℃のｔａｎδが向上すると共に、ポリブタジエン固有の性質のため低温における氷上制動性への悪影響がない。また、該ゴム組成物は、シリコーンオイルで熱処理されたシリカが配合されているため、  湿潤路面に対する摩擦係数が向上し、湿潤路面制動性が改善されている。そして、驚くべきことに、低分子量ポリブタジエンとシリコーンオイルで熱処理されたシリカとを組み合わせて配合したゴム組成物をタイヤのトレッド部に用いることで、相乗効果によりタイヤの氷上制動性能と湿潤路面制動性能とが大幅に改善される。
【００１７】
本発明のゴム組成物のゴム成分は、天然ゴム及びジエン系合成ゴムから選ばれた少なくとも一種からなり、該ジエン系合成ゴムとしては、従来からタイヤに用いられている任意のゴム、例えば、乳化重合若しくは溶液重合スチレン・ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）が挙げられる。ここで、本発明のゴム組成物のゴム成分は、ポリスチレン換算で求めた重量平均分子量が５０００〜３００００で且つシス−１，４結合の含有率が６０〜９８％であるポリブタジエンを６質量％以上含むことを特徴とする。本発明のゴム組成物は、該低分子量のポリブタジエンを含むことで、０℃でのｔａｎδが向上する共に、ポリブタジエン固有の性質により氷上制動性が向上する。
【００１８】
本発明のゴム組成物のゴム成分が含有する低分子量ポリブタジエンは、ポリスチレン換算で求めた重量平均分子量が５０００〜３００００であり、１００００〜２００００であるのが好ましい。重量平均分子量が５０００未満のポリブタジエンは、通常工業的生産が困難である。また、ポリブタジエンの重量平均分子量が３００００を超えると、湿潤路面制動性が十分改良されない。
【００１９】
上記低分子量ポリブタジエンは、シス−１，４結合の含有率が６０〜９８％であり、７０〜９５％であるのが好ましい。該ポリブタジエンのシス−１，４結合含有率が６０％未満では、湿潤路面制動性能が低下し、９８％を超えると、氷上制動性能が低下する。
【００２０】
上記低分子量ポリブタジエンは、ゴム成分中に６質量％以上含まれていることが必要であり、１０〜４０質量％含まれているのが好ましい。ゴム成分中の上記ポリブタジエンの含有率が６質量％未満では、湿潤路面制動性が十分改良されない。
【００２１】
上記ゴム成分は、ポリブタジエンゴムを２０質量％以上含むのが好ましい。ポリブタジエンゴムの含有率が２０質量％未満では、十分な氷上制動性が得られ難い。また、上記ゴム成分は、ポリスチレン換算で求めた重量平均分子量が３０万以上で且つシス−１，４結合含有率が８０％以上の高分子量ポリブタジエンゴムを含むのが好ましい。該ポリブタジエンゴムのシス−１，４結合含有率が８０％未満の場合は、耐摩耗性が低下することがある。ここで、上記高分子量ポリブタジエンゴム（Ａ）と、重量平均分子量が５０００〜３００００でシス−１，４結合含有率が６０〜９８％の低分子量ポリブタジエン（Ｂ）との使用割合は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分との合計量に対して（Ａ）成分が３０〜８０質量％であるのが好ましく、５０〜８０質量％であるのが更に好ましい。（Ａ）成分の割合が８０質量％を超えると加工性が低下し、また湿潤路面制動性及び氷上制動性の改良効果が小さくなる傾向があり、（Ａ）成分の割合が３０質量％未満では、作業性の悪化や耐摩耗性の大幅な低下が起こることがある。なお、高分子量ポリブタジエンゴム（Ａ）と低分子量ポリブタジエン（Ｂ）とは予め混合されているのが、作業性の面から好ましい。
【００２２】
本発明のゴム組成物は、  充填剤の総配合量がゴム成分１００  質量部に対して３０  〜１５０  質量部である。充填剤の総配合量が３０  質量部未満では、トレッドゴムとしての剛性が不足し、１５０  質量部を超えると、混練りと押し出し工程が難しくなる。
【００２３】
本発明のゴム組成物は、上記  充填剤がシリコーンオイルで熱処理されたシリカを１０  〜９５  質量％含むことを特徴とする。シリコーンオイルで表面を熱処理したシリカを配合すると、ゴム組成物の動的弾性率が向上し、混練と押出しの作業性が改善されることに加え、湿潤路面に対する摩擦係数（ウェットμ）が増大して、湿潤路面制動性能  を大幅に改善できる。ここで、充填剤中のシリコーンオイルで熱処理されたシリカの含有率が１０  質量％未満では、湿潤路面での摩擦係数（ウェットμ）を向上させる効果が小さく、９５  質量％を超えると、トレッドゴムとしての耐摩耗性が低下する。なお、加工性と摩耗寿命と制動性を総て鼎立させるには、充填剤中のシリコーンオイルで熱処理されたシリカの含有率は、３０
〜９０  質量％の範囲が好ましい。
【００２４】
上記シリコーンオイルで熱処理されたシリカは、シリコーンオイルでシリカの表面を熱処理することにより得られる。ここで、原料のシリカとしては、一般にタイヤ用ゴム組成物に配合されているものを使用することができ、乾式法シリカでも湿式シリカでもよいが、一般には湿式シリカが好適である。熱処理される前の未処理シリカの窒素吸着比表面積（  Ｎ２  ＳＡ）  は、７０  〜３００ｍ２／ｇ  の範囲が好ましく、１００  〜２８０ｍ２／ｇ  の範囲が更に好ましい。シリカの窒素吸着比表面積が７０ｍ２／ｇ  未満の場合、耐摩耗性に劣ることがあり、３００ｍ２／ｇ  を超えると、混練りと押出しの加工性に劣ることがある。
【００２５】
シリコーンオイルでシリカ粉体の表面を熱処理することにより、シリカ粒子の表面エネルギーを低下させ、シリカ粒子間の凝集を弱め、流動性を向上させることができる。この目的に使用できるシリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、アルコキシ基含有メチルシリコーンオイル等が挙げられ、無触媒で又は硬化触媒と共にこれらシリコーンオイルを用いてシリカ粉体に表面処理を施した後、必要に応じて加熱焼き付け処理が行なわれる。
【００２６】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、充填剤として上述のシリコーンオイルで熱処理されたシリカ以外に、カーボンブラックや他の無機充填剤を含むことができる。ここで、本発明において無機充填剤とは、シリカ又は下記式（Ｉ）：
ｗＭ・ｘＳｉＯｙ・ｚＨ２Ｏ    ・・・  （Ｉ）
（式中、Ｍは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、またはこれらの金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり；ｗ、ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ１〜５の整数、０〜１０の整数、２〜５の整数、及び０〜１０の整数である。）で表される無機化合物をいい、シリコーンオイルで熱処理されたシリカを包含する。
【００２７】
上記式（Ｉ）で表わされる無機化合物としては、γ−アルミナ、α−アルミナ等のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）；ベーマイト、ダイアスポア等のアルミナ一水和物（Ａｌ２Ｏ３・Ｈ２Ｏ）；ギブサイト、バイヤライト等の水酸化アルミニウム［Ａｌ（ＯＨ）３］；炭酸アルミニウム［Ａｌ２（ＣＯ３）３］、水酸化マグネシウム［Ｍｇ（ＯＨ）２］、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）、タルク（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏ）、アタパルジャイト（５ＭｇＯ・８ＳｉＯ２・９Ｈ２Ｏ）、チタン白（ＴｉＯ２）、チタン黒（ＴｉＯ２ｎ−１）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、水酸化カルシウム［Ｃａ（ＯＨ）２］、酸化アルミニウムマグネシウム（ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３）、クレー（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、カオリン（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、パイロフィライト（Ａｌ２Ｏ３・４ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏ）、ベントナイト（Ａｌ２Ｏ３・４ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、ケイ酸アルミニウム（Ａｌ２ＳｉＯ５、Ａｌ４・３ＳｉＯ４・５Ｈ２Ｏ等）、ケイ酸マグネシウム（Ｍｇ２ＳｉＯ４、ＭｇＳｉＯ３等）、ケイ酸カルシウム（Ｃａ２・ＳｉＯ４等）、ケイ酸アルミニウムカルシウム（Ａｌ２Ｏ３・ＣａＯ・２ＳｉＯ２等）、ケイ酸マグネシウムカルシウム（ＣａＭｇＳｉＯ４）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、水酸化ジルコニウム［ＺｒＯ（ＯＨ）２・ｎＨ２Ｏ］、炭酸ジルコニウム［Ｚｒ（ＣＯ３）２］、各種ゼオライトのように電荷を補正する水素、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む結晶性アルミノケイ酸塩等が挙げられる。
【００２８】
上記シリコーンオイルで熱処理されたシリカ以外の充填剤の中でも、未処理シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、クレー及びカーボンブラックが好ましく、  カーボンブラック及び未処理シリカが更に好ましい。また、充填材が、水酸化アルミニウムとカーボンブラックとの組合せ、水酸化アルミニウムとシリカとの組合せ、並びに水酸化アルミニウムとカーボンブラックとシリカとの組合せの場合、タイヤの走行性能と耐久性能を両立させることが可能となるため、特に好ましい。
【００２９】
上記カーボンブラックとしては、チャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等のタイヤ用ゴム組成物に使用されるものであれば、特に制限はなく利用できるが、ブチルフタレート（ＤＢＰ）吸収量が９０ｃｍ３／１００ｇ以上の  補強性の高いカーボンブラックが好ましく、１１０ｃｍ３／１００ｇ  以上のカーボンブラックが更に好ましい。かかるカーボンブラックとしては、Ｎ１００（ＳＡＦ）、Ｎ２００（ＩＳＡＦ）、Ｎ３００（ＨＡＦ）、Ｎ４００（ＸｃＦ）、Ｎ５００（ＥＥＦ）、Ｎ６００（ＧＰＦ）等のグレードのカーボンブラックを挙げることができる。カーボンブラックのＤＢＰ吸収量が９０ｃｍ３／１００ｇ  未満では、トレッドゴムとして破壊物性が低過ぎ耐久性に劣る場合がある。なお、上記のＤＢＰ吸収量は、ＡＳＴＭ  Ｄ２４１４により求められるカーボンブラックの表面特性値である。
【００３０】
上記水酸化アルミニウム、アルミナ、クレーとしては、タイヤ用ゴム組成物に通常使用されるものであれば、特に制限はないが、平均粒子径が０．１  〜１０  μｍ程度のものが好ましく、０．１  〜３  μｍ  のものが更に好ましい。平均粒子径が０．１μｍ  未満では、分散性の確保が難しくなることがあり、１０  μｍ  を超えると、耐摩耗性が著しく低下する場合がある。
【００３１】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、更にシランカップリング剤を前記無機充填剤１００質量部に対して３〜２０質量部配合してなるのが好ましい。シランカップリング剤を配合することで、無機充填剤  とゴム成分間の結合を強化し、耐摩耗性を向上させることができる。ここで、シランカップリング剤の配合量が、前記無機充填剤１００質量部に対して３質量部未満では、無機充填剤の分散が悪く、ゴム組成物の混練及び押し出し工程が難しく、２０質量部を超えると、ゴム物性の放置安定性が悪く、押し出し時のポーラスの原因となる。
【００３２】
上記シランカップリング剤としては、特に限定されるものではないが、ビス（３−  トリエトキシシリルプロピル）  ポリスルフィド、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（３−トリエトキシシリルプロピル）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）  ポリスルフィド、ビス（  ３−  トリメトキシシリルプロピル）  ポリスルフィド、ビス（  ２−  トリメトキシシリルエチル）  ポリスルフィド、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、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、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、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ポリスルフィド、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ポリスルフィド、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ポリスルフィド、３−  トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールポリスルフィド、３−  トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾー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ポリスルフィド、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、ビス（  ３−  ジエトキシメチルシリルプロピル）  ポリスルフィド、３−  メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、３−  ニトロプロピルジメトキシメチルシラン、３−  クロロプロピルジメトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシリルプロピル−  Ｎ，  Ｎ−  ジメチルチオカルバモイルポリスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピルベンゾチアゾールポリスルフィド等が挙げられ、これらの中でも、ビス（  ３−  トリエトキシシリルプロピル）  ポリスルフィド、ビス（  ３−  トリエトキシシリルプロピル）  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ールポリスルフィドが好ましい。これらシランカップリング剤は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３３】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、更に短繊維を前記ゴム成分１００質量部に対して１〜２０質量部配合してなるのが好ましい。短繊維の配合量が１質量部未満では、十分な排水効果が得られないことがあり、２０質量部を超えると弾性率が上昇して氷上制動性、加工性が低下する傾向がある。
【００３４】
上記短繊維の平均径（  Ｄ）  は、０．０１  〜０．１ｍｍ  の範囲が好ましく、０．０１  〜０．０５ｍｍ  の範囲が更に好ましい。短繊維の平均径（  Ｄ）  が０．０１ｍｍ  未満では、短繊維の製造時に糸切れが多く発生し、また、短繊維を配合した効果が充分に得られない傾向があり、トレッド部の剛性が充分に向上せず、湿潤制動性能の向上効果が充分でないことがある。また、短繊維の平均径（  Ｄ）  が０．１ｍｍ  を超えると、ゴム混練り時の分散不良や、押出し時の肌荒れや配向乱れが発生することがあり、トレッド部の剛性が充分に向上せず、湿潤制動性能の向上効果が充分でないことがある。これに対し、短繊維の平均径が０．０１  〜０．１ｍｍ  であれば、トレッド部の剛性を充分に向上させることができ、制動性能と操縦安定性を高度にバランス良く両立させることが可能となる。なお、短繊維の平均径は、光学顕微鏡を用いて測定することができる。
【００３５】
上記短繊維の平均長さ（  Ｌ）  は、０．５  〜１０ｍｍ  の範囲が好ましく、１  〜５ｍｍ  の範囲が更に好ましい。短繊維の平均長さ（  Ｌ）  が１０ｍｍ  を超えると、ゴム混練り時の分散不良や、押出時の肌荒れや配向乱れが発生し、トレッド部の剛性が充分に向上せず、湿潤制動性能の向上効果が充分でないことがある。また、短繊維の平均長さ（  Ｌ）  が０．５ｍｍ  未満であると、元の長繊維からの機械的な切断が困難になり、短繊維を製造する工程の生産性が悪化し、また、短繊維を配合した効果が充分に得られない傾向がある。なお、短繊維の平均長さは、光学顕微鏡等を用いて測定することができる。
【００３６】
上記短繊維は、有機短繊維及び無機短繊維のいずれもよい。無機短繊維は、無機材料で形成されたものであり、炭素繊維、硝子ファイバー、鋼材ファイバー等が挙げられる。有機短繊維は、合成又は天然高分子で形成されたものであり、結晶性高分子短繊維、非結晶性高分子短繊維等が挙げられる。
【００３７】
上記結晶性高分子短繊維としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン等のポリオレフィン系短繊維、ナイロン６、ナイロン６・６、ナイロン６−ナイロン６・６共重合体、ナイロン６・１０、ナイロン６・１２、ナイロン４・６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロンＭＸＤ６、脂肪族ジアミンと芳香族ジカルボン酸との重縮合体等の脂肪族ポリアミド短繊維、ケブラー等の芳香族ポリアミド短繊維（アラミド短繊維）、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、芳香族ポリエステル等のポリエステル短繊維、ビニロン等のポリビニルアルコール系短繊維、シンジオタクティック−  １，  ２−  ポリブタジエン（  ＳＰＢ）  短繊維、ポリエーテル系短繊維、ポリウレア系短繊維、ポリウレタン系短繊維、ポリエチレンスルフィド短繊維、ポリ塩化ビニル短繊維等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３８】
上記非結晶性高分子短繊維としては、ポリメチルメタクリレート短繊維、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体短繊維、ポリスチレン短繊維、ポリアクリロニトリル短繊維等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３９】
短繊維が有機短繊維の場合、該有機短繊維を構成する樹脂の分子量としては、該樹脂の化学組成、分子鎖の分岐の状態等によって異なり一概に規定することはできないが、前記ゴム成分の加硫最高温度における粘度（流動粘度）よりも該樹脂の粘度（溶融粘度）が高くならないような範囲で選択するのが好ましい。
【００４０】
上記短繊維の中でも、熱溶融性乃至熱軟化性の有機短繊維が好ましく、前記結晶性高分子短繊維が更に好ましく、ポリエチレン短繊維、ポリプロピレン短繊維、芳香族ポリアミド短繊維、脂肪族ポリアミド短繊維、ポリエステル短繊維及びポリビニルアルコール短繊維から選択される少なくとも１種が特に好ましい。
【００４１】
前記短繊維が熱溶融性乃至熱軟化性の場合、該短繊維の融点乃至軟化点としては、前記ゴム成分の加硫最高温度よりも、１０  ℃以上低いのが好ましく、２０  ℃以上低いのが更に好ましく、具体的には、１００  〜１９０  ℃の範囲が好ましく、１２０  〜１８０  ℃の範囲が更に好ましい。融点が低いという観点からは、ポリエチレン短繊維（１３５  ℃）とポリプロピレン短繊維（１７０  ℃）が好ましい。なお、融点乃至熱軟化点は、融点又は軟化点測定装置等を用いて測定することができ、例えば、ＤＳＣ測定装置を用いて測定した融解ピーク温度を前記融点乃至熱軟化点とすることができる。
【００４２】
前記短繊維としては、適宜製造したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。前者の場合、前記短繊維の製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の紡糸法の中から適宜選択することができるが、前記短繊維が有機短繊維である場合には、例えば、溶液紡糸法、ゲル紡糸法、溶融紡糸法等が好適に挙げられる。こうして得られた有機短繊維は、通常、長繊維であるため、適宜選択した切断具を用いて所望の長さに切断することにより、短繊維にすることができる。
【００４３】
上記短繊維は、ゴムマトリックスと強固に接着できるように、予めディップ（接着）処理が施されているのが好ましい。ディップ処理としては、通常タイヤのプライコードに用いられる接着処理が利用でき、例えば、ＲＦＬ（レゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス）接着液に浸漬した後、熱処理を加える等して行われる。この際、長繊維にディップ処理を施した後、所定の長さに切断して、所望の短繊維を得るのが望ましい。
【００４４】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、更に発泡剤を含むことができる。該発泡剤の配合量は、特に限定されるものではないが、前記ゴム成分１００質量部に対して０．１〜８質量部の範囲が好ましい。該発泡剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタスチレンテトラミン、ベンゼンスルフォニルヒドラジン誘導体、オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジン（ＯＢＳＨ）等が挙げられ、これら中でも、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）が製造加工性の点で好ましい。また、発泡剤を使用する場合、尿素，ステアリン酸亜鉛，ベンゼンスルフィン酸亜鉛，亜鉛華など通常の発泡ゴム製品の製造に用いられる発泡助剤を併用するのが好ましい。ここで、加硫後のゴム組成物の発泡率は、５〜５０％の範囲が好ましい。発泡率（Ｖｓ）が５％未満では、発泡による軟化効果が十分に期待できず、氷上制動が低下する傾向にあり、５０％を超えると耐摩耗性が低下する傾向がある。なお、発泡率（Ｖｓ）は、下記式（ＩＩ）：
Ｖｓ＝（ρ０／ρ１−１）×１００（％）    ・・・  （ＩＩ）
（式中、ρ１は発泡ゴム密度（ｇ／ｃｍ３）で；ρ０は発泡ゴムの固相部の密度（ｇ／ｃｍ３）である）で表される。
【００４５】
本発明の空気入りタイヤは、トレッド部を具え、該トレッド部に上述のゴム組成物を用いたことを特徴とする。該タイヤのトレッド部の構造は特に制限されず、用途に応じ、一層構造、多層構造をとることができる。トレッド部が多層からなる場合、少なくとも一層に上記ゴム組成物を用いることで、  所期の効果が発揮される。なお、トレッド部が、トレッド表面部に位置するキャップゴム層とベルト被覆ゴムに隣接するベースゴム層との二層構造（キャップ・ベース構造）からなる場合、ベースゴム層が上記タイヤトレッド用ゴム組成物で構成されているのが好ましい。この場合、ベースゴム層露出時の溝高さが減少する分、ブロック剛性が高くなる。
【００４６】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、  本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００４７】
表１に記載の配合処方のゴム組成物を常法により調製した。なお、表１中のＢＲ（試作品）は、下記のようにして製造した。
【００４８】
（低分子量ポリブタジエンの製造）
窒素置換した撹拌機付１．５Ｌのオートクレーブにベンゼン８００ｍＬ及び１，３−ブタジエン１２４ｇを仕込んで撹拌した。水１．６６ｍｍｏｌを添加して溶解させ、ジエチルアルミニウムモノクロライド４．１５ｍｍｏｌを加え８０℃に昇温して、オクテン酸ニッケル０．０２ｍｍｏｌを添加し、８０℃で３０分間重合を行なった。重合反応終了後、重合溶液に少量の２，６−ジ−ターシャリーブチルパラクレゾールを含むメタノール５ｍＬを加えて重合を停止させ、放圧後、重合溶液を取り出し、真空乾燥してポリブタジエンを得た。
【００４９】
得られたポリブタジエンのミクロ構造を、赤外吸収スペクトルの７４０ｃｍ−１におけるシス−１，４結合の吸収強度と，９８７ｃｍ−１におけるトランス−１，４結合の吸収強度と，９１０ｃｍ−１におけるビニル結合の吸収強度との比から求めたところ、シス−１，４結合の含有率が９１．０質量％であった。また、トルエン溶液で３０℃で測定した固有粘度〔η〕は０．３であった。また、重量平均分子量（Ｍｗ）及び分子量分布｛Ｍｗ（重量平均分子量）／Ｍｎ（数平均分子量）｝を、ゲルパーミーエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定したところ、ポリスチレン換算でＭｗが２万、Ｍｗ／Ｍｎが２．２であった。
【００５０】
（ポリブタジエンゴム（試作品）の製造）
上記で得られた低分子量ポリブタジエンと、シス−１，４結合の含有率が９７．９％、固有粘度〔η〕が４．３、重量平均分子量（Ｍｗ）が１３５万の高分子量ポリブタジエンとを質量比５０／５０で混合してポリブタジエンゴム（試作品）を得た。
【００５１】
次に、上記ゴム組成物をトレッドに適用して、サイズ２０５／６５Ｒ１６のラジアルタイヤを常法に従って作製し、下記の方法で湿潤路面制動性及び氷上制動性を評価した  。結果を表１に示す。
【００５２】
（１）湿潤路面制動性
乗用車の４輪に試験タイヤ（内圧：１９６ｋＰａ）を装着し、テストコースで７０ｋｍの初速度にて湿潤路面上での制動距離を測定し、比較例１のタイヤの制動距離の逆数を１００として指数で表した。指数値が大きいほど、湿潤路面制動性が良好であることを示す。
【００５３】
（２）氷上制動性
乗用車の４輪に試験タイヤ（内圧：１９６ｋＰａ）を装着し、テストコースで２０ｋｍの初速度にて氷上路面での制動距離を測定し、比較例１のタイヤの制動距離の逆数を１００として指数で表した。指数値が大きいほど、氷上制動性が良好であることを示す。
【００５４】
【表１】
2005023219.tif 000002
【００５５】
＊１  ＪＳＲ（  株）  製，  ＳＢＲ，  ゴム成分１００質量部に対し３７．５質量部のアロマ油で油展．
＊２  ＪＳＲ（  株）  製，  ＢＲ．
＊３  低分子量ポリブタジエン／高分子量ポリブタジエンゴム（質量比：５０／５０）のブレンド品．
＊４  ＨＡＦ，  ＤＢＰ吸収量＝１２７ｃｍ３／１００ｇ．
＊５  日本シリカ工業（  株）製，  ニップシールＡＱ．
＊６  シリコーンオイル  で熱処理したシリカ，  ジメチルシリコーンオイル（５％，  シリカ対比）  でシリカ［ニップシールＡＱ］  を表面処理し、２５０  ℃で１０  分間熱処理．
＊７  ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド，  デグッサ製，  Ｓｉ６９．
＊８  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．
＊９  １，３−ジフェニルグアニジン．
＊１０    ジベンゾチアジルジスルフィド．
＊１１  Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド．
【００５６】
比較例１及び２から、ポリブタジエンゴムの配合量を増やすことで、氷上制動性を向上させることができるものの、湿潤路面制動性が悪化することが分かる。比較例１及び３から、未処理シリカをシリコーンオイルで熱処理したシリカに代えることで、氷上制動性を維持しつつ、湿潤路面制動性を改善できることが分かるが、その改善効果は小さかった。また、比較例１及び４から、市販のポリブタジエンゴムを低分子量ポリブタジエンを含むポリブタジエンゴム（試作品）に代えることで、湿潤路面制動性及び氷上制動性を改善できることが分かるが、その改善効果は小さかった。
【００５７】
一方、実施例１から、シリコーンオイルで熱処理したシリカを充填剤として使用し、低分子量ポリブタジエンを含むポリブタジエンゴムをゴム成分として使用することで、相乗効果により、比較例３及び４に比べて湿潤路面制動性及び氷上制動性を大幅に改善できることが分かる。なお、比較例３の結果が、シリコーンオイルで熱処理したシリカを配合するだけでは、氷上制動性能を改善できないことを示しているにも関わらず、実施例１では熱処理シリカと低分子量ポリブタジエンと組み合わせて配合することで、比較例４よりも氷上制動性能を改善することができた。また、湿潤路面制動性に関しては、比較例３及び比較例４の改善幅を足し合わせたよりも、実施例１の改善幅の方が大きかった。
【００５８】
また、実施例３から、シリコーンオイルで熱処理したシリカの配合量を本発明で規定する範囲で変動させても、湿潤路面制動性及び氷上制動性に関して高い改善効果が得られることが分かる。更に、実施例２，４から、シランカップリング剤の配合量を本発明で規定する範囲で変動させても、湿潤路面制動性及び氷上制動性に関して高い改善効果が得られることが分かる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、特定の低分子量ポリブタジエンと表面処理シリカとを含み、タイヤのトレッド部に適用することで、タイヤの氷上制動性能及び湿潤路面制動性能を向上させることが可能なゴム組成物を提供することができる。