(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、良好なウェットグリップ性、耐摩耗性、及び破断特性を加硫後に有する、天然ゴム（ＮＲ）を主成分とするゴム成分を含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することである。【解決手段】  天然ゴム（ＮＲ）を含んでなるジエン系ゴム成分に対してフェノール変性ロジンを配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物であって、  上記天然ゴム（ＮＲ）の配合量が、上記ゴム成分１００重量部に対して５０〜１００重量部であること、  上記フェノール変性ロジンの配合量が、上記ゴム成分１００重量部に対して５〜５０重量部であること、並びに  上記フェノール変性ロジンが、６０〜２００℃の軟化点及び１０〜１５０ＫＯＨｍｇ／ｇの水酸基価を有すること、を特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ゴムを含んでなるジエン系ゴム成分に対してフェノール変性ロジンを配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物であって、
上記天然ゴムの配合量が、上記ゴム成分１００重量部に対して５０〜１００重量部であること、
上記フェノール変性ロジンの配合量が、上記ゴム成分１００重量部に対して５〜５０重量部であること、並びに
上記フェノール変性ロジンが、６０〜２００℃の軟化点及び１０〜１５０ＫＯＨｍｇ／ｇの水酸基価を有すること、
を特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物に関する。より詳細には、本発明は、良好なウェットグリップ性、耐摩耗性、及び破断特性を加硫後に有する、天然ゴム（ＮＲ）を主成分とするゴム成分を含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年における環境保護に対する関心の高まりから、非石油系材料をタイヤ用原料として使用することが検討されているが、タイヤトレッド用ゴム組成物のゴム成分において一般的に使用されているスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）を天然ゴム（ＮＲ）に置き換えると、ウェットグリップ性が低下するという問題が生ずることが知られている。
【０００３】
そこで、上記問題に対する対策として、タイヤトレッド用ゴム組成物におけるアロマオイルや樹脂成分の配合量を増やすことが提案されているものの、かかる対策には、耐摩耗性の低下という欠点が存在する。
【０００４】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２８７７６８号公報
【特許文献２】特開２０００−１５４３０２号公報
【特許文献３】特開２００１−２８８２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、良好なウェットグリップ性、耐摩耗性、及び破断特性を加硫後に有する、天然ゴム（ＮＲ）を主成分とするゴム成分を含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、
天然ゴム（ＮＲ）を含んでなるジエン系ゴム成分に対してフェノール変性ロジンを配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物であって、
上記天然ゴム（ＮＲ）の配合量が、上記ゴム成分１００重量部に対して５０〜１００重量部であること、
上記フェノール変性ロジンの配合量が、上記ゴム成分１００重量部に対して５〜５０重量部であること、並びに
上記フェノール変性ロジンが、６０〜２００℃の軟化点及び１０〜１５０ＫＯＨｍｇ／ｇの水酸基価を有すること、
を特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物、
によって達成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、環境保護の観点から天然ゴム（ＮＲ）を主成分とするゴム成分を使用しても、良好なウェットグリップ性、耐摩耗性、及び破断特性を加硫後に呈するタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、天然ゴム（ＮＲ）を主成分とするゴム成分に対して、特定のフェノール変性ロジンを特定量配合することにより、昨今の環境保護に対する社会的要求を満足しつつ、良好なウェットグリップ性、耐摩耗性、及び破断特性を加硫後に呈するタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することができることを見出したことに基づくものである。
【００１０】
上記の如き所望の効果が得られる機構は詳細に解明されている訳ではないが、比較的極性が弱い天然ゴム（ＮＲ）に対して比較的極性が強い特定のフェノール変性ロジンを配合すると半相溶状態となり、この半相溶状態の寄与により、加硫前のゴム組成物においては粘度を低下させ、加硫後のゴム組成物においては破断特性及び耐摩耗性を良好なレベルに維持しつつ、低温でのｔａｎδを増大させることができるものと推定される。
【００１１】
すなわち、本発明に係るゴム組成物は、天然ゴム（ＮＲ）を含んでなるジエン系ゴム成分に対してフェノール変性ロジンを配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物であって、上記天然ゴム（ＮＲ）の配合量が、上記ゴム成分１００重量部に対して５０〜１００重量部であること、上記フェノール変性ロジンの配合量が、上記ゴム成分１００重量部に対して５〜５０重量部であること、並びに上記フェノール変性ロジンが、６０〜２００℃の軟化点及び１０〜１５０ＫＯＨｍｇ／ｇの水酸基価を有すること、を特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物である。
【００１２】
上述の如く、本発明は、環境保護の観点から、非石油系材料をタイヤ用原料として使用することを考慮するものであるので、本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物において使用されるゴム成分は、従来技術のタイヤトレッド用ゴム組成物におけるゴム成分のようにスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）等のジエン系合成ゴムを主成分とするのではなく、天然ゴム（ＮＲ）を主成分とするものである。具体的には、本発明に係るゴム組成物において使用されるゴム成分は、ゴム成分１００重量部あたりに５０〜１００重量部、好ましくは５５〜１００重量部の天然ゴム（ＮＲ）を含んでなるのが望ましい。
【００１３】
本発明に係るゴム組成物において、上記天然ゴム（ＮＲ）に加えて他のゴム成分を配合して使用しようとする場合、当該他のゴム成分としては、特に限定されないが、例えば、各種ブタジエンゴム（ＢＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、及びイソプレン−ブタジエン共重合体ゴム等のジエン系合成ゴム、並びにこれらの混合系が挙げられる。
【００１４】
本発明に係るゴム組成物においては、上記ゴム成分１００重量部に対して５〜５０重量部、好ましくは５〜４５重量部のフェノール変性ロジンが配合される。上記フェノール変性ロジンの配合量が上記ゴム成分１００重量部に対して５重量部未満である場合には、フェノール変性ロジンの配合に伴う所望の改良効果（すなわち、加硫後のゴム組成物における耐摩耗性の維持及びウェットグリップ性の向上）を得ることができないので好ましくない。逆に、上記フェノール変性ロジンの配合量が上記ゴム成分１００重量部に対して５０重量部を超える場合には、加硫後のゴム組成物の物性の温度依存性が極端に大きくなったり、耐摩耗性が低下したりする等の加硫物性面への悪影響が生ずるので好ましくない。
【００１５】
また、本発明に係るゴム組成物において配合される上記フェノール変性ロジンは、６０〜２００℃、好ましくは８０〜１９０℃の軟化点を有するものである。上記軟化点が６０℃未満である場合には、作業性が悪化するので好ましくない。逆に、上記軟化点が２００℃を超える場合には、樹脂成分の混合時の分散性が悪化し、加硫後のゴム組成物の物性の低下が生ずるので好ましくない。尚、上記軟化点は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７に準拠して測定されるものである。
【００１６】
更に、本発明に係るゴム組成物において配合される上記フェノール変性ロジンは、１０〜１５０ＫＯＨｍｇ／ｇ、好ましくは１５〜１００ＫＯＨｍｇ／ｇの水酸基価を有するものである。上記水酸基価が１０ＫＯＨｍｇ／ｇ未満である場合には、部分相溶系が形成されないため、物性の改善が発現しないので好ましくない。逆に、上記水酸基価が１５０ＫＯＨｍｇ／ｇを超える場合には、マトリックス中で樹脂が凝集してしまい、物性が低下するので好ましくない。
【００１７】
尚、本発明に係るゴム組成物において使用される上記フェノール変性ロジンは、アビエチン酸を含む各種ロジンに適量のフェノールを付加させることによって容易に得ることができる。
【００１８】
本発明に係るゴム組成物には、硫黄等の加硫剤もまた配合される。加硫剤として硫黄を使用する場合には、例えば、粉末硫黄等の、ゴム配合技術分野において周知のものを使用することができ、その配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。
【００１９】
更に、本発明に係るゴム組成物には、充填剤（カーボンブラック、シリカ等）、可塑剤、軟化剤、加硫助剤、加硫促進剤、加硫遅延剤、加硫活性化剤、老化防止剤等、及び／又はゴム配合技術分野において一般的に使用される他の各種添加剤を配合することができる。これらの添加剤の配合量もまた、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。
【００２０】
本発明に係るゴム組成物は、公知のゴム用混練機械（例えば、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー等）を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。
【００２１】
以下に記載する比較例及び実施例によって本発明を更に詳しく説明するけれども、本発明の技術的範囲は、これらの例に限定されるものではない。
【実施例】
【００２２】
比較例１〜４及び実施例１〜３
配合成分
後述する各種ゴム組成物及び各種試験片の調製において使用される各種配合成分を、以下に列記する。
【００２３】
天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ  ３号
カーボンブラック（ＣＢ）：昭和キャボット株式会社製「ショウブラックＮ２２０」（ＩＳＡＦ）
酸化亜鉛：正同化学工業株式会社製「酸化亜鉛  ３種」
ステアリン酸：日本油脂株式会社製「ビーズステアリン酸  桐」
硫黄：鶴見化学工業株式会社製「金華印  油入微粉硫黄」
加硫促進剤（ＴＢＢＳ）：ＦＬＥＸＳＹＳ社製「ＳＡＮＴＯＣＵＲＥ  ＴＢＢＳ」（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリル−スルフェンアミド）
【００２４】
アロマオイル：株式会社ジャパンエナジー製「プロセス  Ｘ１４０」
フェノール変性ロジン（ロジン１）：ハリマ化成株式会社製「ネオトール  １２５Ｐ」
フェノール変性ロジン（ロジン２）：ハリマ化成株式会社製「ハリフェノール  Ｐ−６００」
未変性ロジン（ロジン３）：ハリマ化成株式会社製「中国ガムロジン」
マレイン酸変性ロジンエステル（ロジン４）：ハリマ化成株式会社製「ハリマック  Ｒ−１００」
【００２５】
尚、上記各種ロジン（ロジン１〜４）の詳細及び各種物性値は、以下の表Ｉに記載されている通りである。これらの中で、本発明に係るフェノール変性ロジンは、ロジン１及び２である。
【００２６】
【表１】
2007099932.tif 000002
【００２７】
各種ゴム組成物及び各種試験片の調製
以下の表IIに示す硫黄及び加硫促進剤（ＴＢＢＳ）以外の成分を、以下の表IIに示す配合量で、１．８Ｌの密閉式バンバリーミキサーで３〜５分間混合混練し、１５０±５℃に達したときにマスターバッチを放出した。このマスターバッチに、以下の表IIに示す配合量の硫黄及び加硫促進剤（ＴＢＢＳ）を添加し、８インチのオープンロールで混練して、比較例１〜４及び実施例１〜３のゴム組成物を得た。これによりムーニー粘度を測定した。次に、各種ゴム組成物を、１５ｃｍ×１５ｃｍ×０．２ｃｍの金型中で１６０℃において２０分間プレス加硫して、目的とする各種試験片を調製した。
【００２８】
【表２】
2007099932.tif 000003
【００２９】
各種ゴム組成物及び各種試験片の物性測定
上記各種ゴム組成物及び各種試験片の各種物性を、以下の試験方法に従って測定した。
【００３０】
１）ムーニー粘度：
未加硫の上記各種ゴム組成物のムーニー粘度（ＭＬ１＋４、１００℃）を、ＪＩＳ  Ｋ６３００に準拠して測定した。このムーニー粘度が大きいほど、未加硫のゴム組成物の粘度が高く、加工性が低いことを意味する。
【００３１】
２）破断強度：
上記各種試験片（ダンベル状３号型とした）について、ＪＩＳ  Ｋ６２５１（旧ＪＩＳ  Ｋ６３０１）に準拠して、破断強度［ＭＰａ］を測定した。この破断強度が大きいほど破断物性が良いことを意味する。
【００３２】
３）損失正接（ｔａｎδ）：
上記各種試験片について、周波数２０Ｈｚ、静歪み１０％、動歪み±２％、温度０℃の条件下で粘弾性スペクトロメーターを使用して、損失正接（ｔａｎδ）を測定した。この損失正接（ｔａｎδ）が大きいほど、加硫後のゴム組成物のウェットグリップ性が高いことを意味する。
【００３３】
４）耐摩耗性：
上記各種試験片について、ＪＩＳ  Ｋ６２６４に準拠して、ランボーン摩耗試験機を使用して、室温において、摩耗減量を測定し、測定値の逆数を、比較例１を１００とした指数にて表示した。この指数が大きいほど、加硫後のゴム組成物の耐摩耗性が良好であることを意味する。
【００３４】
各種ゴム組成物及び各種試験片の物性評価
上記各種ゴム組成物及び各種試験片についての上記１）〜４）の各種物性測定の結果もまた、上記表IIに示されている。尚、上記表IIに示されているように、すべての例において、アロマオイル及び各種ロジン以外の全ての成分の配合量は同一である。
【００３５】
比較例１のゴム組成物は、対照標準となるゴム組成物であり、各種物性の評価においては、当該比較例１のゴム組成物及び試験片を基準として使用した。
【００３６】
比較例２のゴム組成物は、ウェットグリップ性の更なる向上を目的として、アロマオイルの配合量を、ゴム成分１００重量部に対して１０重量部から１５重量部に増やしたことを除き、比較例１のゴム組成物と同じ組成を有する比較用のゴム組成物である。アロマオイルの配合量を増やした結果、ムーニー粘度が大幅に低下し、ウェットグリップ性の目安となるｔａｎδは僅かに増大したものの、耐摩耗性が大幅に悪化した。
【００３７】
実施例１のゴム組成物は、アロマオイルの代わりに、本発明に係るフェノール変性ロジン（ロジン１）をゴム成分１００重量部に対して１０重量部配合したことを除き、比較例１のゴム組成物と同じ組成を有する、本発明に係るゴム組成物である。本発明に係るフェノール変性ロジン（ロジン１）を本発明の規定を満足する量で配合した結果、ウェットグリップ性の目安となるｔａｎδを増大させると同時に、耐摩耗性を大幅に改良することに成功した。
【００３８】
実施例２のゴム組成物は、本発明に係るフェノール変性ロジン（ロジン１）の配合量を１０重量部から１５重量部に増やしたことを除き、実施例１のゴム組成物と同じ組成を有する、本発明に係るゴム組成物である。この例におけるフェノール変性ロジン（ロジン１）の配合量もまた本発明の規定を満足するものであり、その結果、実施例１と比較して、耐摩耗性は若干悪化したものの、比較例１と比較して十分に良好なレベルを維持しつつ、ウェットグリップ性の目安となるｔａｎδを更に増大させることができた。
【００３９】
実施例３のゴム組成物は、本発明に係る第２のフェノール変性ロジン（ロジン２）を使用したことを除き、実施例２のゴム組成物と同じ組成を有する、本発明に係るゴム組成物である。その結果、諸物性を向上させることができた。
【００４０】
比較例３のゴム組成物は、アロマオイルの代わりに、比較用の未変性ロジン（ロジン３）をゴム成分１００重量部に対して１０重量部配合したことを除き、比較例１のゴム組成物と同じ組成を有する比較用のゴム組成物である。比較用のロジン（ロジン３）の配合量は本発明の規定を満足するものの、その水酸基価が本発明の規定から逸脱するものであるため、結果として、比較例１と比較して、ウェットグリップ性の目安となるｔａｎδは若干増大したものの、耐摩耗性が低下した。
【００４１】
比較例４のゴム組成物は、アロマオイルの代わりに、比較用のマレイン酸変性ロジン（ロジン４）をゴム成分１００重量部に対して１０重量部配合したことを除き、比較例１のゴム組成物と同じ組成を有する比較用のゴム組成物である。上記比較例３と同様に、この比較用のロジン（ロジン４）の配合量は本発明の規定を満足するものの、その水酸基価が本発明の規定から逸脱している。その結果として、比較例１と比較して、ウェットグリップ性の目安となるｔａｎδは若干増大したものの、耐摩耗性が大幅に低下する結果となった。
【００４２】
以上の評価結果から、環境保護の観点から天然ゴム（ＮＲ）を主成分とするゴム成分を使用する場合にいても、本発明の規定を満足する特定のフェノール変性ロジンを特定量配合することにより、良好なウェットグリップ性、耐摩耗性、及び破断特性を加硫後に呈するタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することができることが明らかとなった。