(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム１００重量部に対して、充填剤であるシリカ４０〜９０重量部および数平均分子量が２００〜６０００であるポリエチレングリコール３〜２０重量部を配合してなり、かつ前記ジエン系ゴム１００重量部のうち１０〜７５重量部が３，４付加イソプレンゴムであるトレッド用ゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトレッド用ゴム組成物、くわしくは、タイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤのウェット（Ｗｅｔ）性能（操縦安定性におけるグリップや制動距離）を向上させるには、トレッド用ゴム組成物に充填剤としてシリカを用いることや低温でのヒステリシスを増加させることが一般に知られている。その効果的な手法の１つに、ガラス転移点（Ｔｇ）の高いゴム組成物を使用することがある。しかし、高Ｔｇのゴム組成物ではウェット性能を向上させることができるが、同時に高温でのヒステリシスも増加して転がり抵抗が悪化するという問題がある。
【０００３】
この問題を解決する手法として特開平１０−２５３６９号公報でゴム組成物に３，４付加イソプレンゴムを使用することが知られている。これによると、転がり抵抗を保ちつつ湿潤けん引力をわずかに改善することができるが、ウェット性能と転がり抵抗の高次元での両立は困難である。一方、ゴム組成物に充填剤としてシリカを多用した場合、混練り時のシリカ分散がわるくなり加工性に問題が残る。
【０００４】
このように加工性も含めてウェット性能と転がり抵抗の高次元での両立は二律背反であるが、雨天時の自動車走行における安全性確保と環境改善の観点から早急な改善手法が求められている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこでシリカを配合したゴム組成物においてウェット性能と転がり抵抗を高次元で満足させ、かつ混練り時の加工性を改善するということが本発明の課題である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、充填剤であるシリカ４０〜９０重量部およびポリエチレングリコール（ＰＥＧ）３〜２０重量部を配合してなり、かつ前記ジエン系ゴム１００重量部のうち１０〜７５重量部が３，４付加イソプレンゴム（３，４ＩＲ）であるトレッド用ゴム組成物に関する。
【０００７】
この場合、ＰＥＧの数平均分子量は２００〜６０００のであることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のゴム組成物は、ゴム成分として、３，４付加イソプレンゴム（３，４ＩＲ）と、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、１，４付加イソプレンゴム（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）などの３，４ＩＲ以外のジエン系ゴムの少なくとも１種類を含む。３，４付加イソプレンゴムは下記構造式で表すことができる。下記構造式中、ｎはイソプレンの重合度を示す。ｎは１０００〜８５０００が好ましい。ｎが１０００以下では、耐磨耗性能が低下する傾向があり、ｎが８５０００以上では、混練り時の粘度が高くなる傾向がある。
【０００９】
【化１】
0004472101.tif 000002
【００１０】
３，４付加イソプレンゴムの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部のうち１０〜７５重量部である。３，４付加イソプレンゴムの配合量が１０重量部未満では、ウェット性能を向上させることが困難であり、７５重量部をこえると転がり抵抗が悪化し、耐磨耗性能が低下する傾向がある。
【００１１】
本発明のゴム組成物は、充填剤としてシリカを含む。
【００１２】
シリカとしては、たとえば、窒素吸着比面積（Ｎ2ＳＡ）が５０〜３００ｍ2/ｇのシリカを含有することができる。窒素吸着比面積（Ｎ2ＳＡ）が５０ｍ2/ｇ未満のシリカでは分散改良効率や補強効果が小さくなる傾向があり、３００ｍ2/ｇをこえるシリカでは分散性がわるく、発熱性が増大する傾向がある。
【００１３】
シリカとしては、とくに制限はないが、乾式法シリカ（無水ケイ酸）、湿式法シリカ（含水ケイ酸）などを使用することができ、湿式法シリカが好ましい。湿式法シリカの好適例としては、デグッサ製Ｕｌｔｒａｓｉｌ  ＶＮ３（商品名）、日本シリカ（株）製ニップシールＶＮ３  ＡＱ（商品名）などがあげられる。本発明のゴム組成物中に含まれるシリカの配合量は、本発明に使用されるジエン系ゴム１００重量部に対して、４０〜９０重量部である。シリカの配合量が４０重量部未満では、ウェット性能や補強性がわるくなる傾向があり、９０重量部をこえると混練り時の粘度が高くなり、作業性が低下する傾向がある。
【００１４】
本発明のゴム組成物中に含まれるポリエチレングリコール（ＰＥＧ）の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して３〜２０重量部である。ポリエチレングリコールの配合量が３重量部未満では、ウェット性能、転がり抵抗、粘度低減の面で性能向上の期待ができず、２０重量部をこえるとスコーチタイムが短くなる傾向がある。
【００１５】
ポリエチレングリコールの数平均分子量は、２００〜６０００が好ましい。ポリエチレングリコールの数平均分子量が２００未満では、耐磨耗性能が低下する傾向があり、６０００をこえると転がり抵抗の低減が小さくなる傾向がある。
【００１６】
本発明のゴム組成物は、前記シリカ以外にも充填剤として、カーボンブラックを含むことができる。カーボンブラックとしては、たとえば、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどがあげられるが、とくに限定されるものではない。
【００１７】
本発明のゴム組成物は、シリカおよびカーボンブラック以外の無機充填剤を含むことができる。シリカおよびカーボンブラック以外の無機充填剤としては、たとえば、クレー、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、アルミナなどがあげられる。
【００１８】
本発明のゴム組成物は、前記ジエン系ゴム、充填剤（シリカおよびカーボンブラックなどの無機充填剤）、ポリエチレングリコール以外に、必要に応じて、柔軟材、他の老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤などの通常のゴム工業で使用される配合剤を適宜含むことができる。
【００１９】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、前記ジエン系ゴム、充填剤、ポリエチレングリコールを通常の加工装置、たとえばロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどにより混練することにより得られる。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例をもとにして本発明を説明するが、本発明はこれらのみに制限されるものではない。
【００２１】
実施例１〜７および比較例１〜３
神戸製鉄（株）製１．７Ｌバンバリーを用いて各成分を約１５０℃で４分間混練りした後、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を加えて二軸ローラーにて８０℃で約４分間練り込んだ混合物を１７０℃で１０分間加硫することによりタイヤトレッド用ゴム組成物を調製した。実施例において用いた各成分を表１に示す。
【００２２】
【表１】
0004472101.tif 000003
【００２３】
測定項目
１  ムーニー粘度およびスコーチタイム
ＪＩＳ  Ｋ６３００にしたがって、島津製作所（株）製のＭＶ２０２を用いて、１３０℃で測定した。ムーニー粘度は値が低いほど加工性に優れている。また、スコーチタイムは１０分以下であるとゴム焼けが発生して好ましくない。
【００２４】
２  粘弾性測定
岩本製作所（株）製のＶＥＳ−Ｆ−３を用いて、周波数１０Ｈｚ、初期歪み１０％、動歪み２％で６０℃におけるｔａｎδを測定した。このｔａｎδ値が小さいほど転がり抵抗に有利となる。
【００２５】
３  摩耗試験
岩本製作所（株）製の測定装置で荷重２．０ｋｇ、スリップ比５０％で摩耗性能を測定した。評価は後述する比較例１の場合を１００として指数で表わした。指数が大きいほど耐摩耗性に優れている。
【００２６】
４  ウェット性能
１８５／７０Ｒ１４サイズのタイヤを常法で作製し、当該タイヤを装着した普通乗用車で、水が散布されているアスファルト路面のテストコースにおいて円旋回し、スリップするときの最高速度を測定し、後述の比較例１の場合を１００として指数でウェット性能を評価した。指数が大きいほどウェット性能に優れて好ましい。
【００２７】
【表２】
0004472101.tif 000004
【００２８】
【表３】
0004472101.tif 000005
【００２９】
テスト結果を表２、３に示す。表２では、３，４ＩＲおよびＰＥＧ６００の配合量を変えたときのテスト結果を、表３にはＰＥＧの数平均分子量を変えたときのテスト結果を示す。比較例１〜４において摩耗性能をある程度維持しつつウェット性能を向上させるのは、３，４ＩＲを３０重量部配合した比較例３である。３，４ＩＲが１０重量部未満である比較例１，２ではウェット性能の向上は望めない。また、７５重量部をこえる比較例４だとウェット性能を向上させることはできるが耐摩耗性能が悪化する。しかしながら、比較例３でウェット性能を向上させることができるが、同時に転がり抵抗を低減させることはできない。
【００３０】
一方、比較例５〜７において加工性と転がり抵抗の面で最もバランスがとれているのは、ＰＥＧ６００を１０重量部配合している比較例６である。ＰＥＧはシリカをコーティングし、加硫促進剤のシリカへの吸着を防止すると考えられる。その結果、効果的な加硫が行なわれて架橋密度が増加してｔａｎδが減少すると考えられる。また、ＰＥＧがシリカをコーティングしているのでシリカ同士の凝集を防ぎ、ムーニー粘度が低下する。比較例５のＰＥＧ６００が３重量部未満であるとｔａｎδは低減せず、ムーニー粘度もあまり低減しない。また、２０重量部をこえるＰＥＧを配合した比較例７では、ｔａｎδおよびムーニー粘度は低減しているが、スコーチタイムがかなり短くなり加工性の面で好ましくない。ムーニー粘度とｔａｎδを低減させ、かつスコーチタイムが実用レベルにある配合は、ＰＥＧ６００が１０重量部の比較例６である。しかしながら、ＰＥＧ６００を１０重量部配合しただけではウェット性能向上はあまり期待できない。
【００３１】
実施例１〜３から３，４ＩＲとＰＥＧ６００を同時に配合することによりウェット性能、転がり抵抗、加工性を高次元で向上させることができることがわかる。そのなかでも実施例２が最もバランスがとれて効果的であることがわかる。
【００３２】
表３の実施例２，４，５，６，７から、用いるＰＥＧの数平均分子量は２００〜６０００が好ましい。この場合数平均分子量６００のＰＥＧ６００が最もバランスがとれている。ＰＥＧ１００では摩耗性能が悪化し、また分子量が小さいことからブルームを起こしやすい傾向がある。一方、数平均分子量１００００のＰＥＧ１００００ではｔａｎδが低減しにくく転がり抵抗が低減しにくい傾向がある。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、ウェット性能と転がり抵抗を高次元で両立させたシリカを配合したトレッド用ゴム組成物を得ることができ、さらに混練り時の加工性も良好なゴム組成物を得ることができる。