(57)【要約】【課題】一般路面における耐摩耗性および操縦安定性を低下させることなく、氷雪路面での摩擦性能を向上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空気入りタイヤを提供する。【解決手段】１，４−シス含量が９２重量％以上であるポリブタジエンゴムを１０〜８０重量％含むゴム成分１００重量部に対してシリカを５〜１００重量部、シランカップリング剤をシリカ１００重量部に対して１〜２０重量部、さらに、ポリオキシテトラメチレングリコールと分岐脂肪酸とのエステルからなるゴム用可塑剤を該ゴム成分１００重量部に対して３〜５０重量部含有するゴム組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
１，４−シス含量が９２重量％以上であるポリブタジエンゴムを１０〜８０重量％含むゴム成分１００重量部に対してシリカを５〜１００重量部、
シランカップリング剤をシリカ１００重量部に対して１〜２０重量部、
さらに、ポリオキシテトラメチレングリコールと分岐脂肪酸とのエステルからなるゴム用可塑剤を該ゴム成分１００重量部に対して３〜５０重量部含有するゴム組成物。
【請求項２】
ポリオキシテトラメチレングリコールの数平均分子量が１５０〜５０００であり、分岐脂肪酸の炭素数が６〜１６である請求項１記載のゴム組成物。
【請求項３】
請求項１または２記載のゴム組成物からなるタイヤ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、氷雪路面での摩擦性能を向上させたタイヤトレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車の氷雪路面走行を想定して、スパイクタイヤの使用やタイヤチェーンの装着がなされてきたが、粉塵問題等の環境問題が発生するため、これにかわる氷雪路面走行用タイヤとしてスタッドレスタイヤが開発された。スタッドレスタイヤは、一般路面に比べ、氷雪路面では、著しく摩擦係数が低下し滑りやすくなるので、材料面および設計面での工夫がされている。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、低温特性に優れたジエン系ゴムを配合したゴム組成物が報告されている。しかし、スパイクタイヤに比べ、スタッドレスタイヤの氷雪路面での摩擦性能は、未だ充分ではない。
【０００４】
一方、従来のスタッドレスタイヤは、氷上性能または雪上性能に特化していたため、湿潤路面での制動性能(ウェットスキッド性能)や乾燥路面での耐摩耗性に劣り、氷雪路面上および氷雪路面以外の路面での走行性能や制動性能が悪化してしまうという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１１０２１１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、一般路面における耐摩耗性および操縦安定性を低下させることなく、氷雪路面での摩擦性能を向上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】
【０００７】
本発明は、１，４−シス含量が９２重量％以上であるポリブタジエンゴムを１０〜８０重量％含むゴム成分１００重量部に対してシリカを５〜１００重量部、シランカップリング剤をシリカ１００重量部に対して１〜２０重量部、さらにポリオキシテトラメチレングリコールと分岐脂肪酸とのエステルからなるゴム用可塑剤を該ゴム成分１００重量部に対して３〜５０重量部含有するゴム組成物に関する。
【０００８】
前記ポリオキシテトラメチレングリコールの数平均分子量１５０〜５０００であり、分岐脂肪酸の炭素数が６〜１６であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明は、前記ゴム組成物からなるタイヤトレッドを有する空気入りタイヤに関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、１，４−シス含量が９２重量％以上であるポリブタジエンゴムおよびシリカを含み、特定のゴム用可塑剤をさらに含むことにより、耐摩耗性、操縦安定性を低下させることなく氷雪路面での摩擦性能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】
【００１１】
本発明のゴム組成物は、ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤、およびゴム用可塑剤からなる。
【００１２】
本発明に用いられるゴム成分は、１，４−シス含量が９２重量％以上、好ましくは９３重量％以上のポリブタジエンゴムを含有する。１，４−シス含量が９２重量％未満では、低温特性および耐摩耗性が低下する。ここで、１，４−シス含量とは、ポリブタジエンゴムのブタジエン単位における１，４−シス結合単位の含量を示す。
【００１３】
前記ポリブタジエンゴムの含有量は、ゴム成分中に１０〜８０重量％である。含有量の下限としては、１５重量％であることが好ましく、上限としては、７０重量％であることが好ましい。ポリブタジエンゴムが１０重量％未満では、充分な低温特性が得られず、８０重量％をこえると、ゴムの破壊特性が低下する。
【００１４】
本発明に用いられるゴム成分としては、ポリブタジエンゴムの他に、たとえば、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴムなどがあげられる。これらのゴムは、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。
【００１５】
本発明のゴム組成物は、シリカを含有する。シリカとしては特に制限はなく、従来ゴム補強用として慣用されているもの、たとえば乾式法シリカ、湿式法シリカなどの中から適宜選択して用いることができる。
【００１６】
シリカの窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）は、１００〜３００ｍ2／ｇであることが好ましい。Ｎ2ＳＡの下限としては、１２０ｍ2／ｇであることがより好ましく、上限としては、２８０ｍ2／ｇであることがより好ましい。シリカのＮ2ＳＡが１００ｍ2／ｇ未満では、補強効果が小さく、３００ｍ2／ｇをこえると、分散性が低下し、ゴム組成物の発熱性が増大するため好ましくない。
【００１７】
シリカの含有量は、ゴム成分１００重量部に対して５〜１００重量部である。含有量の下限としては、１０重量部であることが好ましく、上限としては、８０重量部であることが好ましい。シリカの含有量が５重量部未満では、充分な氷雪路面での摩擦性能が得られず、１００重量部をこえると加工性および作業性が悪化するため好ましくない。
【００１８】
本発明のゴム組成物は、シランカップリング剤を含有する。本発明において、好適に使用できるシランカップリング剤は、従来からシリカ充填剤と併用されるシランカップリング剤とすることができる。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−メチルジエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−メチルジエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（４−メチルジエトキシシリルブチル）テトラスルフィド、ビス（３−メチルジメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−メチルジメトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（４−メチルジ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、ビス（３−メチルジエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−メチルジエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（４−メチルジエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（３−メチルジメトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−メチルジメトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（４−メチルジメトキシシリルブチル）ジスルフィド、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−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、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等があげられる。カップリング剤添加効果とコストの点から、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）ジスルフィド等が好適に用いられる。これらシランカップリング剤は１種、または２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００１９】
シランカップリング剤の含有量は、前記シリカ１００重量部に対して１〜２０重量部である。含有量の下限としては、２重量部であることが好ましく、上限としては、１５重量部であることが好ましい。シランカップリング剤の含有量が１重量部未満では、シランカップリング剤を含有することで得られる効果が充分ではなく、２０重量部をこえると、コストがかかる割にカップリング効果が得られず補強性、耐摩耗性が低下するため好ましくない。
【００２０】
本発明のゴム組成物が含有するゴム用可塑剤は、ポリオキシテトラメチレングリコールと分岐脂肪酸とのエステルからなる。
【００２１】
ポリオキシテトラメチレングリコールの数平均分子量は、油性物質に対する抽出されにくさ、高温下での揮発しにくさ、および耐寒性の点から、１５０〜５０００であることが好ましい。数平均分子量の下限としては、２００であることがより好ましく、上限としては、３０００であることがより好ましい。数平均分子量が１５０未満では、充分な耐寒性が得られないだけでなく、作業面での安全性に問題がある傾向があり、５０００をこえると、分散性が低下して加工性が劣る傾向がある。
【００２２】
前記脂肪酸としては、ゴム組成物のブリードなどの問題が生じにくいという点から、分岐脂肪酸の炭素数は６〜１６であることが好ましい。炭素数が６未満では、ブルームしやすい傾向があり、１６をこえると、可塑効果が低下する傾向がある。
【００２３】
前記分岐脂肪酸としては、たとえば、イソヘキサン酸、イソヘプタン酸、２−エチルヘキサン酸、イソノナン酸、イソデカン酸、イソトリデカン酸、イソミリスチン酸、イソパルミチン酸等があげられる。なかでも、イソヘプタン酸、２−エチルヘキサン酸、イソノナン酸が好ましい。これらは１種単独でも、２種以上を併用してもよい。
【００２４】
ポリオキシテトラメチレングリコールと分岐脂肪酸とのエステルからなるゴム用可塑剤の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して３〜５０重量部である。含有量の下限としては、５重量部であることが好ましい。また、含有量の上限としては、４５重量部であることが好ましい。含有量が３重量部未満では、充分な耐寒性が得られず、５０重量部をこえると、ブルームなどの問題が生じる。
【００２５】
本発明のゴム組成物には、前記ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤、ゴム用可塑剤以外に、必要に応じて、カーボンブラックなどの補強剤、プロセスオイルなどの軟化剤、ワックス、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤等の通常のゴム工業で使用される配合剤を適宜配合することができる。
【００２６】
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、ゴム成分１００重量部に対して５〜１５０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、充分な補強効果が得られない傾向があり、１５０重量部をこえると、作業性が悪化するだけでなく、発熱性が増大する傾向がある。
【００２７】
軟化剤の配合量は、ゴム成分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、充分な軟化効果が得られず傾向があり、５０重量部をこえると、ブルームなどの問題が生じる傾向がある。
【００２８】
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で製造される。たとえば、必要に応じて、前記ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤、ゴム用可塑剤および配合剤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形状に合わせて押出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、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空気入りタイヤを得る。空気入りタイヤとしては、スタッドレスタイヤであることが好ましい。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、これらは本発明を限定するものではない。
【００３０】
下記の合成例に従って可塑剤を合成した。
【００３１】
合成例１（可塑剤１）
１Ｌの四つ口フラスコに、数平均分子量２００のポリオキシテトラメチレングリコール１２０ｇと２−エチルヘキサン酸１７５ｇ、触媒として酸化ジブチルスズ０．７５ｇを入れ、窒素を吹き込みながら２２５℃、６時間脱水、エステル化反応を行なった。反応終了後、未反応の２−エチルヘキサン酸を留去して、目的の可塑剤１を得た。
【００３２】
合成例２（可塑剤２）
ポリオキシテトラメチレングリコールを、数平均分子量６５０のものにかえた以外は、合成例１と同様にして、可塑剤２を得た。
【００３３】
以下に実施例および比較例において用いた各種薬品について説明する。
天然ゴム：ＲＳＳ＃３
ポリブタジエンゴム：宇部興産（株）製のＵＢＥＰＯＬ−ＢＲ１５０Ｂ（１，４−シス含量：９６重量％）
カーボンブラック：昭和キャボット（株）製のショウワブラックＮ２２０（Ｎ2ＳＡ：１２０ｍ2／ｇ）
シリカ：デグッサ社製のＵｌｔｒａｓｉｌ  ＶＮ３（Ｎ2ＳＡ：２１０ｍ2／ｇ）
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）
オイル：出光興産（株）製のダイナプロセスオイルＰＳ３２３
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックワックス
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）製のステアリン酸
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１：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）
加硫促進剤２：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤ（Ｎ−Ｎ’−ジフェニルグアニジン）
【００３４】
実施例１〜４および比較例１〜３
配合表１に示す配合処方にしたがって、混練り配合し、各種供試ゴム組成物を得た。これらのゴム組成物を１７０℃で２０分間プレス加硫して加硫物を得、これらについて以下に示す特性の試験を行なった。
【００３５】
（摩耗試験）
ランボーン摩耗試験機にて、温度２０℃、スリップ率２０％、試験時間５分間の条件でランボーン摩耗量を測定し、各配合の容積損失を計算した。下記計算式によりそれぞれ損失量を指数表示した。指数が大きいほど耐摩耗性が優れることを示す。
（摩耗指数）＝（比較例１の損失量）／（各配合の損失量）×１００
【００３６】
（氷上摩擦試験）
温度制御された恒温室内（恒温室温度：−５℃）に設置された氷面上に（氷温：−２℃）ゴム試験片を一定荷重（２ｋｇ／ｃｍ2）で押しつけ、一定速度（２０ｋｍ／ｈ）で滑らせるときの抗力（摩擦力）を検出することにより行なった。下記計算式により、それぞれ摩擦力を指数表示した。指数が大きいほど摩擦力が高く、氷上性能に優れる。
（氷上摩擦係数）＝（各配合の摩擦力）／（比較例１の摩擦力）×１００
【００３７】
各試験の評価結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2005226041.tif 000002