(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ゴムおよび／またはイソプレンゴム２０〜３５重量％とガラス転移温度が−８０〜−１０℃であるスチレン−イソプレン−ブタジエンゴム３０〜４０重量％とスチレン−ブタジエンゴム３０〜４０重量％とからなるゴム成分１００重量部に対して、シリカを１０重量部以上配合したタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
スチレン−イソプレン−ブタジエンゴムのガラス転移温度が−６０〜−１０℃である請求項１記載のタイヤ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、タイヤトレッド用ゴム組成物、とりわけ、グリップ性能、転がり抵抗および耐摩耗性のバランスに優れたタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車走行における排気ガスの消費を少なくするために、タイヤの転がり抵抗を小さくすることが望まれている。
【０００３】
転がり抵抗を小さくする有効な手段としては、トレッド用ゴム組成物に配合するカーボンブラックまたはシリカなどの補強剤の重量比率を減らす方法がある。
しかし、この手法では、耐摩耗性およびグリップ性能の低下が懸念される。
【０００４】
また、特開平３−２９０４１５号公報には、スチレン−イソプレン−ブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）を添加することにより、グリップ性能、転がり抵抗、耐摩耗性のバランスを向上させる技術が開示されている。しかしながら、特開平３−２９０４１５号公報においては、ＳＩＢＲと天然ゴム（ＮＲ）および／またはイソプレンゴム（ＩＲ）を適切な比でブレンドし、これらの性能を大幅に向上することについては何ら述べられていない。
【０００５】
本発明者らは、ＳＩＢＲとＮＲまたはＩＲとを適切な比でブレンドすることにより、耐摩耗性が向上し、グリップ性能の指標となる０℃における損失正接（ｔａｎδ）が上昇し、転がり抵抗の指標となる６０℃における損失正接（ｔａｎδ）が低下することを見出した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、転がり抵抗を低減し、グリップ性能および耐摩耗性を向上させうるタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
ＳＢＲにＮＲおよび／またはＩＲが適量配合されたゴム組成物において、ＳＢＲをＳＩＢＲに置換し、ＳＩＢＲの量を増やすとともに、グリップ性能の指標となる０℃のｔａｎδは上昇し、転がり抵抗の指標となる６０℃におけるｔａｎδは低下する傾向がみられた。よって、ＳＢＲを配合せずに、ＳＩＢＲとＮＲおよび／またはＩＲのブレンド配合を用いることは、グリップ性能と転がり抵抗の両立をするための有効な手段となりうる。
【０００８】
前記配合において、ＳＩＢＲとＳＢＲが当量付近のとき、耐ランボーン摩耗性能が著しく向上した。前述のように、カーボンブラック、シリカなどの補強剤の割合を減らすことにより転がり抵抗を低減し、低燃費化を図った場合、耐摩耗性の低下が避けられなかった。よって、ＳＩＢＲ、ＳＢＲ、ＮＲおよび／またはＩＲのブレンド配合は、転がり抵抗の低減、グリップ性能の向上を図りながら、耐摩耗性を大幅に向上できるという点で有効であると考える。
【０００９】
すなわち、本発明は、ＮＲおよび／またはＩＲ２０〜４５重量％とガラス転移温度が−８０〜−１０℃であるＳＩＢＲ２５〜８０重量％とからなるゴム成分１００重量部に対して、シリカを１０重量部以上配合したタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ゴム成分にシリカを配合して得られる。
【００１１】
前記ゴム成分は、ＮＲおよび／またはＩＲとＳＩＢＲとを含む。
【００１２】
ＮＲおよび／またはＩＲの含有量は、ゴム成分中２０〜４５重量％、好ましくは２５〜３５重量％である。ＮＲおよび／またはＩＲの含有量が２０重量％未満では耐摩耗性の維持が困難となり、４５重量％をこえるとグリップ性能の低下が懸念される。
【００１３】
ＳＩＢＲとしては、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−８０〜−１０℃、好ましくは−６０℃〜−３５℃のＳＩＢＲが用いられる。Ｔｇが−８０℃未満のＳＩＢＲではグリップ性能の大幅な向上が期待できず、−１０℃をこえるＳＩＢＲでは充分な耐摩耗性を得ることが困難となる。
【００１４】
ＳＩＢＲの含有量は、ゴム成分中２５〜８０重量％、好ましくは４０〜７０重量％である。ＳＩＢＲの含有量が２５重量％未満でも、８０重量％をこえても、目的とするグリップ性能が得られず、転がり抵抗の大幅な改善が期待できない。
【００１５】
本発明におけるゴム成分は、その他のゴム成分としてＳＢＲ、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレン−ブタジエンゴム（ＩＢＲ）などを含むことができる。これらのゴム成分の含有量は、ゴム成分中、０〜５５重量％、さらには０〜４０重量％であることが好ましい。これらのゴム成分の含有量が５５重量％をこえると目的とするグリップ性能が得られず、転がり抵抗の大幅な改善が期待できない傾向がある。
【００１６】
また、前記その他のゴム成分の含有量は、前記ＳＩＢＲの含有量との重量比で０／１００〜７５／２５、さらには０／１００〜５５／４５であることが好ましい。その他のゴム成分の含有量が７５／２５をこえるとＳＩＢＲの特徴が充分に活かされず、グリップ性能と転がり抵抗の改善が期待できない傾向がある。
【００１７】
本発明において使用されるシリカの配合量は、前記ゴム成分１００重量部に対して１０重量部以上、好ましくは３０〜１００重量部である。シリカの配合量が１０重量部未満ではグリップ性能と転がり抵抗の両立が困難となり、１００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。
【００１８】
本発明において用いられるシリカとしては、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（無水ケイ酸）などがあげられ、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、デグッサ社製ウルトラジルＶＮ３、日本シリカ（株）製ニップシールＶＮ３  ＡＱなどがあげられる。
【００１９】
本発明において用いられるシリカのチッ素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）は５０〜３００ｍ2／ｇであることが好ましい。シリカのＮ2ＳＡが５０ｍ2／ｇ未満ではシリカの補強効果が得られにくい傾向があり、３００ｍ2／ｇをこえるとゴム中のシリカの分散性がわるくなることで、耐摩耗性が低下しやすい傾向がある。
【００２０】
本発明のゴム組成物には、従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を配合することができる。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（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、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テトラスルフィド、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テトラスルフィド、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などがあげられる。これら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。これらのうちでは、カップリング剤添加効果とコストの両立の点から、ビス（３−エトキシシリルプロピル）テトラスルフィドなどが好ましい。
【００２１】
前記シランカップリング剤は、シリカに対して４〜１２重量％配合することが好ましい。シランカップリング剤の配合量が４重量％未満では耐摩耗性が著しく低下する傾向がある。
【００２２】
本発明のゴム組成物には、補強剤として、さらにカーボンブラックを配合することができる。
【００２３】
カーボンブラックとしては、Ｎ2ＳＡが７０〜２００ｍ2／ｇで圧縮ジブチルフタレート吸油量が１００〜１５０ｍｌ／１００ｇの範囲のものが好ましい。カーボンブラックのＮ2ＳＡが７０ｍ2／ｇ未満では充分な補強性が得られにくい傾向があり、２００ｍ2／ｇをこえると混練り中の粘度が高くなるので、作業性が低下する傾向がある。
【００２４】
前記カーボンブラックの例としては、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどがあげられるが、とくに制限されるものではない。
【００２５】
前記カーボンブラックの配合量はゴム成分１００重量部に対し、０〜１２０重量部であることが好ましい。カーボンブラックの配合量が１２０重量部をこえるとゴム中の分散性がわるくなる傾向がある。
【００２６】
さらに、本発明のゴム組成物には、必要に応じて、軟化剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤などの通常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。
【００２７】
本発明のゴム組成物は、グリップ性能、転がり抵抗および耐摩耗性のバランスに優れ、タイヤトレッドとして好適に用いることができる。
【００２８】
【実施例】
以下、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。
【００２９】
以下に実施例および比較例で用いた試薬および試験方法をまとめて示す。
【００３０】
（試薬）
ＳＩＢＲ：グッドイヤー  ケミカル（GOODYEAR CHEMICAL）社製のブデン  ＳＩＢＲフレックス２５５０（BUDENE SIBRFLEX2550）（Ｔｇ：−３０℃）
ＮＲ：ＲＳＳ♯３
ＳＢＲ：ＪＳＲ（株）製のＮＳ１１６
シリカ：デグッサ社製のウルトラジルＶＮ３
カーボンブラック：東海カーボン（株）製のＮ２２０
プロセスオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＰＳ３２
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノワックス
老化防止剤：フレキシス社製のサントフレックス１３（（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）の桐
亜鉛華：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２号
硫黄：軽井沢化学製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ
【００３１】
（試験方法）
実施例１〜２、参考例３および４ならびに比較例１〜２
表１に示す配合にしたがって、硫黄と加硫促進剤の成分を、（株）神戸製鋼所製１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて約１５０℃で４分間混練りした。つぎに、得られた混練り物に硫黄と加硫促進剤を加えて二軸ローラーにて８０℃で約４分間練りこんだ。得られた混合物を１７０℃で１２分間加硫することにより、加硫ゴムサンプルを調製した。
【００３２】
（摩耗試験）
前記加硫ゴムサンプルより試験片を作製し、（株）岩本製作所製のランボーン摩耗試験機を用い、表面回転速度５０ｍ／分、負荷荷重１．５ｋｇ、かつ落砂量１５ｇ／分でスリップ率５０％にて摩耗量を測定した。比較例１の摩耗量を１００として指数で表わした。摩耗指数が大きいほど、耐摩耗性に優れる。
【００３３】
（転がり抵抗）
前記加硫ゴムサンプルより試験片を作製し、（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用い、周波数１０Ｈｚ、動歪み２．０％の条件下で６０℃での損失正接（ｔａｎδ）の測定を行なった。比較例１のｔａｎδを１００として指数で示した。数値が大きいほどｔａｎδが小さく転がり抵抗が低く良好である。
【００３４】
（グリップ性能）
前記加硫ゴムサンプルより試験片を作製し、（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用い、周波数１０Ｈｚ、動歪み２．０％の条件下で０℃での損失正接（ｔａｎδ）の測定を行なった。比較例１のｔａｎδを１００として指数で示した。数値が大きいほどｔａｎδが大きくグリップ性能が良好である。
【００３５】
結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
0004578673.tif 000002
【００３７】
ＮＲを３０重量部に固定し、ＳＢＲをＳＩＢＲで置換したところ、ＳＩＢＲの配合量を増やすことにより、６０℃におけるｔａｎδの低下と０℃におけるｔａｎδの上昇がみられた。すなわち、ＳＩＢＲの配合量を増やすことにより、タイヤの転がり抵抗を下げ、グリップ性能を向上することができる。なお、このような結果は、ＮＲの配合量が少ない、または配合していない場合には、明確に現れない。
【００３８】
転がり抵抗低減とグリップ性能向上の目的では、ＳＢＲを全量ＳＩＢＲに置換することが望ましいが、耐摩耗性は、ＳＢＲの半量をＳＩＢＲに置換した場合に最もよい結果が得られた。
【００３９】
すなわち、転がり抵抗とグリップ性能の両立においては、ＮＲとＳＩＢＲの組み合わせが最もよく、従来のＮＲとＳＢＲの組み合わせよりも良好な耐摩耗性を有する。
【００４０】
さらに耐摩耗性を高次元で達成するためには、ＮＲ、ＳＢＲおよびＳＩＢＲの適切な量の組み合わせが望ましいことがわかる。
【００４１】
【発明の効果】
ＮＲおよび／またはＩＲを含むゴム組成物に、適量のＳＩＢＲを添加することにより、転がり抵抗を低減し、グリップ性能および耐摩耗性を向上させうるタイヤトレッド用ゴム組成物を得ることができる。