(57)【要約】【課題】耐摩耗性を損なうことなく、ウェットグリップ性能および省燃費性を向上させたタイヤ用ゴム組成物を提供する。【解決手段】（１）分子の主鎖中に極性官能基を有するジエン系ゴム成分、および（２）糖類からなる複合体を含有するタイヤ用ゴム組成物であって、該複合体が、ジエン系ゴム成分（１）１００重量部に対して、糖類（２）を３０〜５００重量部含有するタイヤ用ゴム組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）分子の主鎖中に極性官能基を有するジエン系ゴム成分、および
（２）糖類
からなる複合体を含有するタイヤ用ゴム組成物であって、
該複合体が、ジエン系ゴム成分（１）１００重量部に対して、糖類（２）を３０〜５００重量部含有するタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
極性官能基がエポキシ基および／またはカルボキシル基である請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
糖類（２）が、澱粉、澱粉の誘導体および／またはトレハロースである請求項１または２記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項４】
該複合体が、さらに、チタン有機化合物を含有する請求項１、２または３記載のタイヤ用ゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、タイヤ用ゴム組成物には、ウェットグリップ性能、省燃費性、および耐摩耗性など要求される性能が多岐にわたり、これら性能を向上させるために種々の工夫がなされている。これらの性能のうち、とくにタイヤのウェットグリップ性能と省燃費性（転がり抵抗の低減）は、いずれもゴムのヒステリシスロスに関する特性である。一般に、ヒステリシスロスを大きくするとグリップ力は高くなり制動性能が向上するが、転がり抵抗も大きくなり燃費の増大をもたらす。このように、ウェットグリップ性能と転がり抵抗特性は相反する関係にあるため、両特性を同時に満足させるべく種々のタイヤ用ゴム組成物が提案されている。
【０００３】
たとえば、ポリマーとして、スチレン−ブタジエン共重合体を用いる場合には、結合スチレンの含有率、ブタジエン部分１，２結合含有率を適宜選択して、転がり抵抗特性とウェットグリップ性能双方の向上を図っている。また、カーボンブラック充填量の減量やカーボンブラックの粒子径を大きくするなどの手法も用いられている。しかし、いずれの方法においてもウェットグリップ性能と省燃費性、および耐摩耗性の両立は難しい。
【０００４】
また、近年、前記問題を解決するために配合する添加剤についても、石油資源の供給問題などの環境問題的観点から天然資源を用いることが重要視されている。たとえば、特許文献１には、ジエン系ゴムに糖類を特定量配合することで、耐摩耗性、耐熱老化性を向上させたタイヤ用ゴム組成物が開示されている。また、特許文献２には、澱粉／可塑剤複合材を配合したタイヤ用ゴム組成物が開示されている。しかし、本発明者らによる実験において、特許文献１の実施例に記載されているスクロースは、硫黄による加硫を著しく阻害する問題があるため、実質的には使用することが困難であり、省燃費性の改善は期待できない。また、特許文献２に記載の澱粉／可塑剤複合材は、ジエン系ゴムに対して分散性が劣るという問題があった。
【０００５】
同じく前記問題を解決するために、特許文献３には、ゴム分子の末端を、特定の極性官能基を有する化合物で変性した共役ジエン系重合体と糖類の脂肪酸エステルの混合物が開示されている。しかし、高分子量であるゴム分子の末端の濃度は極めて低く、ゴムと糖類の接着性、耐摩耗性が不充分であるという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−７１４８１号公報
【特許文献２】特開平１０−１７７１３号公報
【特許文献３】特開２００３−１５５３８１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、耐摩耗性を損なうことなく、ウェットグリップ性能および省燃費性を向上させるタイヤ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】
【０００８】
本発明は、（１）分子の主鎖中に極性官能基を有するジエン系ゴム成分、および（２）糖類からなる複合体を含有するタイヤ用ゴム組成物であって、該複合体が、ジエン系ゴム成分（１）１００重量部に対して、糖類（２）を３０〜５００重量部含有するタイヤ用ゴム組成物に関する。
【０００９】
前記極性官能基はエポキシ基および／またはカルボキシル基であることが好ましい。
【００１０】
糖類（２）は、澱粉、澱粉の誘導体および／またはトレハロースであることが好ましい。
【００１１】
該複合体が、さらに、チタン有機化合物を含有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、（１）分子の主鎖中に極性官能基を有するジエン系ゴム成分、および（２）糖類からなる複合体をタイヤ用ゴム組成物に配合することにより、耐摩耗性を損なうことなく、ウェットグリップ性能および省燃費性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、（１）分子の主鎖中に極性官能基を有するジエン系ゴム成分、および（２）糖類からなる複合体を含有する。
【００１４】
ジエン系ゴム成分（１）は分子の主鎖中に極性官能基を導入することにより得られる。
【００１５】
極性官能基が導入されるジエン系ゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴムなどがあげられるが、複合体のゴム中への分散性が優れるという理由からＮＲまたはＳＢＲが好ましい。
【００１６】
前記極性官能基としては、エポキシ基、カルボキシル基、アミノ基、アクリロニトリル基、エステル基、クロロスルホン基などがあげられ、糖類との接着性および加工性に優れるという理由からエポキシ基および／またはカルボキシル基が好ましい。
【００１７】
ジエン系ゴム成分（１）は、分子の主鎖中に極性官能基を有する。極性官能基が分子の主鎖中ではなく、分子の末端にある場合、高分子量であるジエン系ゴムの末端の濃度は極めて低いため、ゴム分子の主鎖中に極性官能基を有するジエン系ゴムに比べ、ゴムと糖類の接着性、耐摩耗性が不充分であるという問題を生じる。
【００１８】
ジエン系ゴム成分（１）の極性官能基の変性率は、３％以上であることが好ましく、１０％以上であることがより好ましい。３％未満では、糖類との接着性が悪化する傾向がある。また、変性率は６０％以下であることが好ましく、５０％以下であることがより好ましい。変性率が６０％をこえると、ゴム中への複合体の分散性が悪化する傾向がある。
【００１９】
糖類（２）としては、たとえば、グルコース、フルクトース、キシロース、ガラクトース、マンノースのような単糖類、マルトース、ラクトース、スクロース、セロピオース、スタキオース、澱粉、寒天、ラフィノース（廃糖蜜）、マルトリオース、トレハロースのような２種類以上の多糖類からなる糖類またはこれらの誘導体、たとえば糖アルコール、デオキシ糖、アミノ糖、配糖体、ウロン酸、さらに、糖類と脂肪酸のエステルなどがあげられる。なかでも、供給安定性に優れるという点で、澱粉、澱粉の誘導体および／またはトレハロースが好ましく用いられる。
【００２０】
前記複合体中の糖類（２）の含有量は、ジエン系ゴム成分（１）１００重量部に対して３０重量部以上、好ましくは５０重量部以上である。複合体中の糖類（２）の含有量が３０重量部未満では、複合体中のジエン系ゴムの含有率が大きくなることで、糖類（２）を配合する効果が得られず、該複合体をゴム組成物に配合した場合、充分な省燃費性および耐摩耗性が得られない。また、該含有量は５００重量部以下、好ましくは３００重量部以下である。５００重量部をこえると、複合体の加工性が悪化する。
【００２１】
前記複合体中には、チタン有機化合物を好ましく配合することができる。
【００２２】
チタン有機化合物としては、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ（２−エチルヘキシル）チタネート、テトラメチルチタネート、ポリヒドロキシチタンステアレート、チタンアセチルアセテート、チタンテトラアセチルアセトナート、ポリチタンアセチルアセトナート、チタンオクチルグリコレート、チタンエチルアセトアセテート、チタンラクテート、チタントリエタノールアミネートなどがあげられ、なかでも、タイヤ用ゴム組成物のウェットグリップ性能、省燃費性および耐摩耗性を全て向上させることができることから、テトラノルマルブチルチタネートを複合体に配合することが好ましい。
【００２３】
前記複合体中のチタン有機化合物の配合量は、ジエン系ゴム成分（１）１００重量部に対して０．５重量部以上であることが好ましく、１重量部以上であることがより好ましい。配合量が０．５重量部未満では、ウェットグリップ性能、省燃費性および耐摩耗性の向上効果が得られない傾向がある。また、配合量は３０重量部以下であることが好ましく、１５重量部以下であることがより好ましい。３０重量部をこえると、硬度が増大し、破断強度が低下する傾向がある。
【００２４】
前記複合体中には、ステアリン酸を好ましく配合することができる。
【００２５】
前記複合体中のステアリン酸の配合量は、ジエン系ゴム成分（１）１００重量部に対して０．１〜１０重量部であることが好ましい。該配合量が０．１重量部未満では、加工性の改善効果が小さい傾向があり、１０重量部をこえると、省燃費性が悪化する傾向がある。
【００２６】
複合体は、前記各種成分をバンバリーミキサーなどにより、混練して得られる。
【００２７】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、前記複合体を含有する。ジエン系ゴム成分（１）および糖類（２）をゴム組成物の混練時に混合するのでなく、先に混合して複合体を得、それをゴム組成物の混練時に配合することで、糖類をゴム中に均一分散させることができるという利点がある。
【００２８】
タイヤ用ゴム組成物中における糖類（２）の配合量は、ゴム組成物中の全ゴム成分（固形成分）１００重量部に対して５〜５０重量部であることが好ましい。配合量が５重量部未満では、省燃費性およびウェットグリップ性能の改善効果が小さい傾向がある。また、配合量が５０重量部をこえると、省燃費性の改善効果が小さく、耐摩耗性が得られなくなる傾向がある。
【００２９】
本発明のタイヤ用ゴム組成物には、前記複合体のほかに、ジエン系ゴム成分、カーボンブラックやシリカなどの補強剤、アロマオイルなどの軟化剤、シランカップリング剤、ステアリン酸や酸化亜鉛などの加工助剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤など通常タイヤ用ゴム組成物に配合されている各種添加剤を配合することができる。
【００３０】
複合体以外のジエン系ゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴムなどがあげられるが、ウェットグリップ性能、省燃費性、耐摩耗性のバランスに優れるという理由からＳＢＲが好ましい。
【００３１】
補強剤としてカーボンブラックを用いる場合、カーボンブラックの配合量は、ゴム組成物中の全ゴム成分（固形成分）１００重量部に対して２０〜９０重量部であることが好ましい。配合量が２０重量部未満では、耐摩耗性が悪化する傾向がある。また、配合量が９０重量部をこえると、省燃費性が悪化する傾向がある。
【００３２】
ゴム組成物中における軟化剤の全配合量は、ゴム組成物中の全ゴム成分（固形成分）１００重量部に対して８０重量部以下であることが好ましい。配合量が８０重量部をこえると、省燃費性および耐摩耗性が悪化する傾向がある。
【００３３】
本発明のタイヤ用ゴム組成物を用いてタイヤを製造する場合、該タイヤは前記ゴム組成物をタイヤの各部材の形状に押し出し加工し、それらを張り合わせ、加硫することにより製造される。
【実施例】
【００３４】
以下に実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００３５】
実施例および比較例において用いた各種薬品について、以下に説明する。
ＳＢＲ１：ＪＳＲ（株）製のＳＢＲ♯１５００
ＮＲ：ＲＳＳ♯３
ＳＢＲ２：カルボキシル基末端変性ＳＢＲ（ブチルリチウムを重合開始剤とした重合末端に二酸化炭素を反応させて得られた、末端にカルボキシル基を導入したＳＢＲ（変性率：１％未満））
ＥＳＢＲ：エポキシ化ＳＢＲ（過酸化水素−カルボン酸法によりエポキシ化したＳＢＲ＃（ブタジエン部のエポキシ化率は２０％））
ＣＳＢＲ：カルボキシル基含有ＳＢＲ（日本エイアンドエル（株）製のカルボキシ変性ＳＢＲラテックスを凝固、乾燥させたもの（変性率：５％））
ＥＮＲ５０：クンプーランガスリー社（Kumpulan Guthrie Berhad）（マレーシア）製のエポキシ化天然ゴム（変性率：５０％）
トレハロース：（株）林原製のトレハ
コーンスターチ：日本コーンスターチ（株）製
デキストリン：三和澱粉工業（株）製
チタン有機化合物：松本製薬工業（株）製のオルガチックスＴＡ−２５（テトラノルマルブチルチタネート）
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸
ＳＢＲ３：日本ゼオン（株）製のＮｉｐｏｌ９５２０（ＳＢＲ）（ＳＢＲ固形分１００重量部に対してオイル含有量３７．５重量部）
カーボンブラックＨＡＦ：三菱化学（株）製のダイアブラックＮ３３０
アロマオイル：（株）ジャパンエナジー製のＪＯＭＯプロセスＸ１４０
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛１号
硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤１：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
加硫促進剤２：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤ（ジフェニルグアニジン）
【００３６】
実施例１〜９および比較例１〜５
（複合体の作製）
表１に示した成分を１．７リットルの密閉型ミキサーで３〜５分、１４０〜１６０℃で混練して複合体を得た。得られた複合体について、以下の試験をおこなった。
【００３７】
（加工性）
前記複合体を密閉型ミキサーから排出したときに、ゴム状で得られたものを○、ゴム状にまとまらず粉状となったものを×とした。
【００３８】
（接着性）
クライオミクロトームで面だしした切片をＳＥＭ観察し、糖類が脱落した孔が認められるものを×、認められないものを○とした。
【００３９】
結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
2005272507.tif 000002
【００４１】
ゴムの分子の主鎖中に極性官能基を有するエポキシ化ＳＢＲ（ＥＳＢＲ）、カルボキシ変性ＳＢＲ（ＣＳＢＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ５０）を用いて作製した実施例１〜９の複合体は、加工性、接着性に優れる。それに対して、糖類の添加量が多い比較例５の複合体は、加工性が悪化している。
【００４２】
（タイヤ用ゴム組成物の作製）
表２に示した加硫促進剤と硫黄を除く成分を１．７リットルの密閉型ミキサーで３〜５分間、１４０〜１７０℃で混練したのち、硫黄と加硫促進剤をオープンロールで混練し、１６０℃で２０分間プレス加硫することで試験試料を得、これを用いて以下の試験をおこなった。
【００４３】
（ウェットグリップ性能）
（株）上島製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、０℃、１０Ｈｚ、伸長変形で歪率１０±０．５％の条件でｔａｎδを測定した。ｔａｎδの値が大きいほど、ウェットグリップ性能が優れていることを示す。
【００４４】
（省燃費性）
（株）上島製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、７０℃、１０Ｈｚ、伸長変形で歪率１０±０．５％の条件でｔａｎδを測定した。ｔａｎδの値が小さいほど、省燃費性が優れていることを示す。
【００４５】
（耐摩耗性）
ＪＩＳ  Ｋ６２６４のランボーン摩耗試験に準拠して摩耗量を測定し、比較例５を１００とし、それぞれ指数で示した。値が大きいほど、耐摩耗性が優れていることを示す。
【００４６】
結果を表２に示す。
【００４７】
【表２】
2005272507.tif 000003
【００４８】
実施例１〜９のタイヤ用ゴム組成物は耐摩耗性が損なわれず、ウェットグリップ性能、省燃費性が改善されている。また、極性官能基を含有していないジエン系ゴムを用いた複合体、分子末端のみに極性官能基を有するジエン系ゴムを用いた複合体を配合した比較例１、２、３のタイヤ用ゴム組成物は、ウェットグリップ性能および省燃費性はよいが耐摩耗性が悪化している。
【００４９】
糖類の添加量の少ない複合体を用いた比較例４のタイヤ用ゴム組成物は、ウェットグリップ性能はよいが、省燃費性、耐摩耗性が悪化している。