(57)【要約】【課題】環境上安全で、耐摩耗性、転がり抵抗性及びウェットスキッド性能の三特性を改良するだけでなく、ムーニー粘度の低下も大きく加工性が大幅に改善したタイヤトレッド用ゴム組成物を提供する。【解決手段】ブタジエン部分のビニル含量が２０〜６５重量％でスチレン含量が２０〜５０重量％のスチレン−ブタジエン共重合体４０重量部以上を含むゴム成分１００重量部とシリカ５〜７０重量部を含む配合系に対して、下記一般式（１）で表される不飽和脂肪酸又はその誘導体をエポキシ化したエポキシ化合物０．１〜５０重量部を配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物。    Ｒ1−(ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ2)m−(ＣＨ2)n−ＣＯＯＲ2            （１）（式中、Ｒ1は、炭素数１〜１０個のアルキル基を示し、Ｒ2は、水素又は炭素数１〜１０個のアルキル基、アリール基、アルケニル基、（メタ）アクリル基もしくはアルコキシシリル基を示し、ｍ及びｎは、１〜２０の整数である。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブタジエン部分のビニル含量が２０〜６５重量％でスチレン含量が２０〜５０重量％のスチレン−ブタジエン共重合体４０重量部以上を含むゴム成分１００重量部とシリカ５〜７０重量部を含む配合系に対して、下記一般式（１）で表される不飽和脂肪酸又はその誘導体をエポキシ化したエポキシ化合物０．１〜５０重量部を配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
Ｒ1−(ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ2)m−(ＣＨ2)n−ＣＯＯＲ2            （１）
（式中、Ｒ1は、炭素数１〜１０個のアルキル基を示し、Ｒ2は、水素又は炭素数１〜１０個のアルキル基、アリール基、アルケニル基、（メタ）アクリル基もしくはアルコキシシリル基を示し、ｍ及びｎは、１〜２０の整数である。）
【請求項２】
請求項１に記載のエポキシ化合物がヨウ素価６０以上である、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し、更に詳細には、耐摩耗性、転がり抵抗性及びウェットスキッド性能を同時に満足するだけでなく、環境・安全性においても優れたシリカ配合系タイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ゴムに対する相溶性が高く、可塑化効果が優れていることから、ゴム用可塑剤として石油系のエキストラクトが使用されてきたが、現今、環境安全性の観点から石油系代替油として芳香族成分の比率を減らして安全性を高めたオイルが検討されている。しかしながら、その芳香族成分の比率が下がることで、特に、シリカ配合系のタイヤトレッド用ゴムの場合には、ウェットスキッド性能が低下したり、耐摩耗性が悪化するだけでなく、ムーニー粘度が十分に下がらず、加工性も悪化するという問題点があった。
【０００３】
前記したシリカ配合系ゴム組成物に対して、側鎖の不飽和結合をエポキシ化したエポキシ化変性スチレン−ブタジエンゴムを所定量ゴム成分中に配合することにより、弾性率の実質的低下を招くことなく耐熱老化性を改善する技術が、以下の特許文献１により提案されている。また、熱安定性、着色性に優れた安定性を有する塩化ビニル系樹脂組成物を得る目的で、当該塩化ビニル系樹脂組成物中にヨウ素価６０以上のパーム油をエポキシ化して得られるエポキシ化パーム油を所定量配合する技術が、以下の特許文献２により提案されている。しかしながら、特定のエポキシ化合物をゴム用の可塑剤として、タイヤトレッド用ゴム組成物、特にシリカ配合系のタイヤトレッド用ゴム組成物に配合する技術は、未だ提案されていない。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１５６４号公報
【特許文献２】特開平１１−４９９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
よって、本発明では、所定のＳＢＲを含むジエン系ゴム／シリカ配合系タイヤトレッド用ゴム組成物に対して、不飽和脂肪酸又はその誘導体をエポキシ化した特定のエポキシ化合物を可塑剤として添加することにより、環境上安全で、耐摩耗性、転がり抵抗性及びウェットスキッド性能の三特性を改良するだけでなく、ムーニー粘度の低下も大きく加工性が大幅に改善されたタイヤトレッド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】
【０００６】
本発明によれば、ブタジエン部分のビニル含量が２０〜６５重量％でスチレン含量が２０〜５０重量％のスチレン−ブタジエン共重合体ゴム４０重量部以上を含むゴム成分１００重量部とシリカ５〜７０重量部を含む配合系に対して、下記一般式（１）で表される不飽和脂肪酸又はその誘導体をエポキシ化したエポキシ化合物０．１〜５０重量部を配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。
Ｒ1−(ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ2)m−(ＣＨ2)n−ＣＯＯＲ2            （１）
（式中、Ｒ1は、炭素数１〜１０個のアルキル基を示し、Ｒ2は、水素又は炭素数１〜１０個のアルキル基、アリール基、アルケニル基、（メタ）アクリル基もしくはアルコキシシリル基を示し、ｍ及びｎは、１〜２０の整数である。）
【０００７】
また、本発明によれば、前記タイヤトレッド用ゴム組成物に配合される前記エポキシ化合物のヨウ素価が６０以上であることを特徴とする、タイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明では、前記した所定のＳＢＲを含むジエン系ゴム／シリカ配合系タイヤトレッド用ゴム組成物に対して、不飽和脂肪酸又はその誘導体をエポキシ化した特定のエポキシ化合物を可塑剤として所定量添加することにより、耐摩耗性、転がり抵抗性及びウェットスキッド性能の三特性を改良するだけでなく、ムーニー粘度の低下も大きく加工性が大幅に改善されることを見出したものである。
【０００９】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に用いられるゴム成分のＳＢＲとしては、そのブタジエン部分のビニル含量が２０〜６５重量％でスチレン含量が２０〜５０重量％であるＳＢＲが使用される。当該ＳＢＲにおけるスチレン含量が２０重量％未満では、耐ウェットスキッド性能の低下を招くので好ましくなく、逆に５０重量％を超えると、転がり抵抗が悪化するので好ましくない。また、当該ＳＢＲにおけるビニル含量が２０重量部未満では、耐ウェットスキッド性能の低下を招くので好ましくなく、逆に６５重量％を超えると、転がり抵抗及び耐摩耗性が悪化するので好ましくない。
【００１０】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物におけるゴム成分として配合される前記ＳＢＲは、全体のゴム成分１００重量部に対して４０重量部以上の量とすることが必要である。このＳＢＲの配合量が４０重量部未満であると、耐ウェットスキッド性能の低下を招くので好ましくない。当該タイヤトレッド用ゴム組成物における他のゴム成分としては、ジエン系ゴム、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、各種ブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム(ＮＢＲ)、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−ブタジエン共重合体ゴム、イソプレン−ブタジエン共重合体ゴムなどが挙げられ、これらのジエン系ゴムは、所定の範囲で単独又は二種以上のブレンドゴムとして使用されてよい。
【００１１】
また、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には、前記ゴム成分１００重量部に対して５〜７０重量部のシリカが配合される。当該シリカの配合量がゴム成分に対して５重量部未満では、シリカの充填剤効果が小さく、転がり抵抗が悪化するので好ましくなく、逆に７０重量部を超えると、ｔａｎδ（０℃）の低下によるウェットスキッド抵抗の悪化及び耐摩耗性が著しく悪化するので好ましくない。
【００１２】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に配合、使用される可塑剤としての特定のエポキシ化合物としては、下記の一般式（１）：
Ｒ1−(ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ2)m−(ＣＨ2)n−ＣＯＯＲ2            （１）
（式中、Ｒ1は、炭素数１〜１０個のアルキル基を示し、Ｒ2は、水素又は炭素数１〜１０個のアルキル基、アリール基、アルケニル基、（メタ）アクリル基もしくはアルコキシシリル基を示し、ｍ及びｎは、１〜２０の整数である。）
で表される不飽和脂肪酸又はその誘導体をエポキシ化したエポキシ化合物が用いられる。
このエポキシ化は、所定の原料となる不飽和脂肪酸又はその誘導体を、２０℃以下の低温にて数時間から数日間放置して固形分を沈殿させ、その上澄みを過酸化水素を用いて、あるいは過酢酸等の有機過酸を用いて行うことができる。
【００１３】
本発明で使用可能な、かかるエポキシ化合物の原料となる不飽和脂肪酸又はその誘導体は、上記式（１）中のＲ１が、炭素数１〜１０個までのアルキル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられる。Ｒ２は、水素又は炭素数１〜１０個のアルキル基、アリール基、アルケニル基、（メタ）アクリル基もしくはアルコキシシリル基を示し、ｍ及びｎは、それぞれ１〜２０の整数であり、ｍ個及びｎ個の各基の結合順序は任意である。一般式（１）で表される不飽和脂肪酸又はその誘導体は、不飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸エステルと多価アルコールをエステル化反応又はエステル交換反応させて得ることができる。当該不飽和脂肪酸としては、炭素数が１６〜２２個の範囲のものが好ましく、具体的には、ヘキサデカトリエン酸、ヘキサデカテトラエン酸、オクタデカテトラエン酸、ヘンエイコサペンタエン酸、エイコサテトラエン酸、エイコサペンタエン酸、ドコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸などの各不飽和脂肪酸が該当する。なお、不飽和脂肪酸は、亜麻仁油、魚油、サフラー油、牛脂油などの天然油脂から得ることができる。本発明で使用するエポキシ化合物は、上記一般式（１）で表される不飽和脂肪酸又はその誘導体を酸化反応でエポキシ化することによって容易に得ることができる。当該酸化反応に用いる酸化剤としては、特に制限はなく、過酢酸、過蟻酸、過プロピオン酸、過安息香酸などの有機過酸の外にハイドロペルオキシド類、過酸化水素を例として挙げることができる。
【００１４】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には、当該エポキシ化合物が、０．１〜５０重量部の量で配合される。このエポキシ化合物の配合量が０．１重量部未満では、十分な粘度低下効果が得られず、逆に５０重量部を超えると、ブリードが発生するので好ましくない。また、当該エポキシ化合物のヨウ素価は、６０以上であることが一層好ましい。このヨウ素価が６０未満では、ブリードが発生するので実用的ではない。
【００１５】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には、他の配合剤として、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、カーボンブラックなどの補強剤、シランカップリング剤、老化防止剤、充填剤など、かかる一般タイヤ用に配合されている各種配合剤が配合され、かかる配合剤の配合量も、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。
【実施例】
【００１６】
以下、実施例及び比較例によって本発明を更に説明するが、本発明の技術的範囲をこれらの実施例によって限定するものでないことは言うまでもない。
【００１７】
試験サンプルの作製
以下の表１に示すゴム配合系における硫黄と加硫促進剤を除く成分を１.８Ｌの密閉型ミキサーで５分間混練しマスターバッチを得た。得られたマスターバッチに、硫黄と加硫促進剤を加えて８インチのオープンロールで混練して各例のゴム組成物を得た。このゴム組成物の一部をムーニー粘度試験に供した。次いで、このゴム組成物の残部を１５ｃｍ×１５ｃｍ×０.２ｃｍの金型中で、１５０℃、３０分間プレス加硫して試験片（ゴムシート）を作製し、これを引張試験、粘弾性（転がり抵抗）、ウェットスキッド性能及び摩耗試験に供した。
【００１８】
試験法
１）ムーニー粘度（ＭＬ1+4)：  ＪＩＳ Ｋ ６３００に準拠して、ムーニー粘度計にてＬ型ロータ（３８．１ｍｍ径、５．５ｍｍ厚）を使用し、予熱時間１分、ロータの回転時間４分、１００℃、２ｒｐｍの条件下で測定した。比較例１の結果を１００として、結果を指数で示す。数値が小さい程、良好であることを示す。
２）引張強さ及び切断時伸び：  ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠して、３号ダンベルにて２ｍｍシートを打抜き、５００ｍｍ／分の引張速度にて、引張強さ及び切断時伸びを測定した。
３）粘弾性（ｔａｎδ（０℃、６０℃））：  ２ｍｍ厚のシート状ゴム片を打抜き、長さ１５ｍｍ×幅５ｍｍ×厚さ２ｍｍ×の短冊状物とし、東洋精機製作所製のレオログラフソリッドを用いて、初期歪＝１０％、動的歪＝±２％、周波数＝２０Ｈｚで、０℃および６０℃における伸長型粘弾性を測定した。ここで、６０℃のｔａｎδ値は、転がり抵抗を示す。数値が小さい程、転がり抵抗に優れていることを示す。
４）ウェットスキッド性能：スタンレー社製ポータブルスキッドテスターを用いて、湿潤路面の条件下で、ＡＳＴＭ Ｅ−３０３−８３の方法に従って測定した。数値が大きい程、ウェットスキッド性能が良好であることを示す。
５）ランボーン摩耗：  ＪＩＳ Ｋ６２６４に準拠して、ランボーン摩耗試験機（岩本製作製）を使用し、試験温度２０℃、スリップ率２５％及び３５％、負荷荷重１５Ｎで測定した。比較例１を１００として指数で評価した。数値が大きい程、耐摩耗性が良好であることを示す。
【００１９】
実施例１〜５及び比較例１〜５
結果を以下の表１に示す。
【表１】
2007302813.tif 000002
【００２０】
これらの結果によれば、本発明による特定のエポキシ化合物を所定量配合したゴム組成物では、耐摩耗性、転がり抵抗性及びウェットスキッド性能の三特性を改良するだけでなく、ムーニー粘度の低下も大きく加工性が大幅に改善されたタイヤトレッド用ゴム組成物が得られることが判る。