(57)【要約】【課題】スノー性能、ウェット性能及び耐摩耗性が優れると共に、転がり抵抗を従来レベルより低くするようにするタイヤトレッド用ゴム組成物を提供する。【解決手段】ブタジエンゴム１０〜４０重量％を含むジエン系ゴム１００重量部に対し充填剤を６０〜１２０重量部配合すると共に、前記ブタジエンゴムの重量平均分子量が７０万〜９０万、前記重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）から求められる分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．５〜３．０、２５℃のトルエン溶液粘度が３００〜１０００ｍＰａ・ｓであり、前記充填剤がシリカを５０重量％以上含み、該シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が８０〜１００ｍ２／ｇ、このＣＴＡＢ吸着比表面積（ＣＴＡＢ）に対するＤＢＰ吸収量（ＤＢＰ、ｍｌ／１００ｇ）の比（ＤＢＰ／ＣＴＡＢ）が１．７５５以上であることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブタジエンゴム１０〜４０重量％を含むジエン系ゴム１００重量部に対し充填剤を６０〜１２０重量部配合すると共に、前記ブタジエンゴムの重量平均分子量が７０万〜９０万、前記重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）から求められる分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．５〜３．０、２５℃のトルエン溶液粘度が３００〜１０００ｍＰａ・ｓであり、前記充填剤がシリカを５０重量％以上含み、該シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が８０〜１００ｍ２／ｇ、このＣＴＡＢ吸着比表面積（ＣＴＡＢ）に対するＤＢＰ吸収量（ＤＢＰ、ｍｌ／１００ｇ）の比（ＤＢＰ／ＣＴＡＢ）が１．７５５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。
【請求項２】
ウィンタータイヤに使用することを特徴とする請求項１に記載の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、スノー性能、ウェット性能及び耐摩耗性が優れると共に、転がり抵抗を従来レベルより低くするようにするタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
主にヨーロッパで使用されるウィンタータイヤには、積雪路面での操縦安定性（スノー性能）及びウェット路面でのグリップ性能（ウェット性能）が優れることと共に、乾燥路面での耐摩耗性及び高速走行時の操縦安定性が優れ、かつ転がり抵抗が小さいことが求められている。
【０００３】
スノー性能や低温下でのグリップ性能を改良するためには、トレッド部を構成するゴム組成物のゴム硬度を低くする必要があり、カーボンブラックやシリカなどの充填剤を減量したり、ガラス転移温度が低いブタジエンゴムを配合しその量を増したり、充填剤全体に占めるシリカの比率を増やしたりする方法が知られている。しかし、このようなゴム組成物では、ウェット性能が悪化したり或いは耐摩耗性が悪化したりするという問題がある。
【０００４】
このため特許文献１は、天然ゴム、ブタジエンゴムを含むジエン系ゴムにカーボンブラック、シリカを配合し、更にスチレン系重合体ブロックとイソプレン系重合体ブロックとからなるブロック共重合体を配合したゴム組成物により、氷上制動性能、ウェット制動性能及び耐摩耗性を改良することを提案している。しかし、これらの３機能に対する需要者の要求レベルは必ずしも十分に満足されておらず、しかも転がり抵抗を低減するという課題は達成されていない。
【０００５】
したがって、スノー性能、ウェット性能及び耐摩耗性が優れると共に、転がり抵抗を従来レベルより低くするようにするトレッド用ゴム組成物には未だ改善の余地があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２３８７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、スノー性能、ウェット性能及び耐摩耗性が優れると共に、転がり抵抗を従来レベルより低くするようにするタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ブタジエンゴム１０〜４０重量％を含むジエン系ゴム１００重量部に対し充填剤を６０〜１２０重量部配合すると共に、前記ブタジエンゴムの重量平均分子量が７０万〜９０万、前記重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）から求められる分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．５〜３．０、２５℃のトルエン溶液粘度が３００〜１０００ｍＰａ・ｓであり、前記充填剤がシリカを５０重量％以上含み、該シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が８０〜１００ｍ２／ｇ、このＣＴＡＢ吸着比表面積（ＣＴＡＢ）に対するＤＢＰ吸収量（ＤＢＰ、ｍｌ／１００ｇ）の比（ＤＢＰ／ＣＴＡＢ）が１．７５５以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、重量平均分子量が７０万〜９０万、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．５〜３．０、２５℃のトルエン溶液粘度が３００〜１０００ｍＰａ・ｓであるブタジエンゴムを１０〜４０重量％配合したため、ゴム組成物の耐摩耗性を高くし転がり抵抗を低減すると共に、シリカを含む充填剤の分散性を改良することができる。またシリカを良好に分散させることにより低転がり抵抗性を一層向上すると共に、ウェットグリップ性能を改良することができる。また、充填剤１００重量％中のシリカ配合量を５０重量％以上にし、そのシリカのＣＴＡＢ吸着比表面積を８０〜１００ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸収量とＣＴＡＢ吸着比表面積の比（ＤＢＰ／ＣＴＡＢ）を１．７５５以上にしたので、スノー性能を向上すると共に、ウェット性能をより高くし転がり抵抗を一層低くすることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物において、ゴム成分はブタジエンゴムを含むジエン系ゴムとする。本発明で使用するブタジエンゴムは、分子量が高く、分子量分布が狭く、かつ分子鎖の分岐がすくないという特徴がある。ブタジエンゴムの分子量は、重量平均分子量（Ｍｗ）で７０万〜９０万、好ましくは７６万〜８５万である。ブタジエンゴムの重量平均分子量が７０万未満であると、ゴム組成物の耐摩耗性及び強度が不足する。またブタジエンゴムの重量平均分子量が９０万を超えるとゴム組成物の粘度が高くなり、加工性が悪化する。またシリカ及び他の充填剤の分散性が悪化する。
【００１１】
また、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）から求められるブタジエンゴムの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．５〜３．０、好ましくは２．０〜２．５にする。ブタジエンゴムの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．５未満であると、入手が困難になり、生産コストが高くなる。またブタジエンゴムの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が３．０を超えると転がり抵抗を十分に低減することができず、またウェット性能を十分に高くすることができない。
【００１２】
本発明においてブタジエンゴムの重量平均分子量（Ｍｗ）、数平均分子量（Ｍｎ）及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により標準ポリスチレン換算により測定する。
【００１３】
ブタジエンゴムの２５℃のトルエン溶液粘度は３００〜１０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは５００〜８００ｍＰａ・ｓにする。トルエン溶液粘度はブタジエンゴムの分子鎖のリニアリティー（分岐の量）を示す指標であり、トルエン溶液粘度が高いほど、分子鎖の分岐が少なく直鎖の割合が多くゴム強度（引張り破断強度及び破断伸び）が優れることを意味する。ブタジエンゴムのトルエン溶液粘度が３００ｍＰａ・ｓ未満であると、ゴム組成物の耐摩耗性及びゴム強度が不足し、かつ転がり抵抗を十分に低減することができない。またブタジエンゴムのトルエン溶液粘度が１０００ｍＰａ・ｓを超えるとゴム組成物の粘度が高くなり、加工性が悪化する。本発明においてブタジエンゴムの２５℃のトルエン溶液粘度は、ブタジエンゴムを５重量％含むトルエン溶液の粘度を、キャノンフェンスケ型粘度計を使用して２５℃で測定した。
【００１４】
ブタジエンゴムの配合量は、ジエン系ゴム１００重量％中１０〜４０重量％、好ましくは１５〜３５重量％にする。ブタジエンゴムの配合量が１０重量％未満であると、スノー性能及び耐摩耗性を高くすることができず、また転がり抵抗を低減する効果が十分に得られない。また、ブタジエンゴムの配合量が４０重量％を超えると、ウェット性能が低下する。
【００１５】
本発明で使用するゴム成分は、上述したブタジエンゴム以外の他のジエン系ゴムを含む。他のジエン系ゴムとしては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム等を例示することができる。なかでも天然ゴム、スチレンブタジエンゴムが好ましい。これらの他のジエン系ゴムは、１種だけを使用してもよい。また２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００１６】
他のジエン系ゴムの配合量は、ジエン系ゴム１００重量％中６０〜９０重量％、好ましくは６５〜８５重量％にする。他のジエン系ゴムの配合量が６０重量％未満であると操縦安定性を高くすることができず、またウェット性能が低下する。また、他のジエン系ゴムの配合量が９０重量％を超えると、耐摩耗性が低下する。
【００１７】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、シリカを含む充填剤を配合することにより、ゴム組成物の補強性を高くし、耐摩耗性及びゴム強度を向上する。シリカを含む充填剤の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し６０〜１２０重量部、好ましくは８０〜１００重量部である。充填剤の配合量が６０重量部未満であると、ゴム組成物の補強硬化が十分に得られず耐摩耗性を十分に高くすることができない。また充填剤の配合量が１２０重量部を超えると、ゴム組成物の発熱性が大きくなり転がり抵抗が大きくなる。またゴム組成物の粘度が高くなり成形加工性が悪化する。
【００１８】
本発明において、充填剤はシリカを必ず含み、シリカを配合することにより０℃のｔａｎδを大きくしウェット路面におけるグリップ性能を高くする。また、ゴム組成物の発熱性（６０℃のｔａｎδ）を小さくしタイヤの転がり抵抗を低減することができる。さらにゴム組成物の低温下での柔軟性（しなやかさ）を維持し、スノー性能や低温時のグリップ性能を向上する。またこのゴム組成物は、上述したブタジエンゴムを配合したため、シリカの分散性が良好になり、シリカ配合の効果をより効率的に得ることができる。
【００１９】
シリカの配合量は、充填剤１００重量％中５０重量％以上、好ましくは６０〜９５重量％である。充填剤１００重量％中のシリカ配合量が５０重量％未満であると、スノー性能、ウェット性能が低下し、かつ転がり抵抗を低減することができない。
【００２０】
シリカとしては、ＣＴＡＢ吸着比表面積が８０〜１００ｍ２／ｇ、好ましくは８５〜９５ｍ２／ｇのものを使用する。シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が８０ｍ２／ｇ未満であると、ゴム組成物に対する補強性が不十分となり耐摩耗性が低下する。また、シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が１００ｍ２／ｇを超えると、スノー性能を改良することができない。なお本発明において、ＣＴＡＢ吸着比表面積は、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−３に準拠して測定するものとする。
【００２１】
またシリカのＣＴＡＢ吸着比表面積（ＣＴＡＢ）に対するＤＢＰ吸収量（ＤＢＰ）の比（ＤＢＰ／ＣＴＡＢ）は１．７５５以上、好ましくは１．７５５〜２．５００である。シリカの特性の比（ＤＢＰ／ＣＴＡＢ）が１．７５５未満であると、シリカのゴム中での分散性が悪化し、耐摩耗性能が不利になる。本発明において、ＤＢＰ吸収量（単位ｍｌ／１００ｇ）は、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−４に準拠して測定するものとする。
【００２２】
本発明で使用するシリカは、上述した特性を有するシリカであればよく、製品化されたもののなかから適宜選択してもよいし、通常の方法で上述した特性を有するように製造してもよい。シリカの種類としては、例えば湿式法シリカ、乾式法シリカあるいは表面処理シリカなどを使用することができる。
【００２３】
本発明において、シリカと共にシランカップリング剤を配合することにより、シリカの補強効果を得ることができる。シランカップリング剤の配合量は、シリカの配合量に対し１〜１２重量％、好ましくは３〜１０重量％にする。シランカップリング剤の配合量が１重量％未満であると、シリカの補強効果を十分に得ることができない。また、シランカップリング剤の配合量が１２重量％を超えると、ゴム混練時にゴムやけが生じ易くなる。
【００２４】
シランカップリング剤の種類としては、特に制限されるものではないが、硫黄含有シランカップリング剤が好ましい。硫黄含有シランカップリング剤としては、例えばビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラサルファイド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジサルファイド、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サルファイド、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン等を例示することができる。
【００２５】
本発明において、シリカ以外の他の充填剤としては、例えばカーボンブラック、クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム等を例示することができる。なかでもカーボンブラックが好ましい。他の無機充填剤、特にカーボンブラックを配合することにより、タイヤトレッド用ゴム組成物の強度を高くし、耐摩耗性を向上する。カーボンブラック等の他の充填剤の配合量は、上述した充填剤全体の配合量からシリカの配合量を差し引いた残部とする。
【００２６】
タイヤトレッド用ゴム組成物には、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、加工助剤、老化防止剤、オイル、可塑剤などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練してタイヤトレッド用ゴム組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は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。タイヤトレッド用ゴム組成物は、通常のゴム用混練機械、例えばバンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、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。
【００２７】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、空気入りタイヤ、とりわけウィンタータイヤのトレッド部を構成するのに好適である。このゴム組成物をトレッド部に使用した空気入りタイヤは、スノー性能、ウェット性能及び耐摩耗性を向上すると共に、転がり抵抗を従来レベルより低くすることができる。
【００２８】
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００２９】
実施例及び比較例において、使用したブタジエンゴムの特性を表１に示す。尚、ブタジエンゴムの重量平均分子量（Ｍｗ）、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）及び２５℃のトルエン溶液粘度は、それぞれ前述した方法により測定した。
【００３０】
【表１】
2012031309.tif 000002
【００３１】
表２，３に示す配合からなる１３種類のタイヤトレッド用ゴム組成物（実施例１〜５、比較例１〜８）を、それぞれ加硫促進剤及び硫黄を除く配合成分を秤量し、１．７Ｌ密閉式バンバリーミキサーで５分間混練し、温度１５０℃でマスターバッチを放出し室温冷却した。その後このマスターバッチを１．７Ｌ密閉式バンバリーミキサーに供し、加硫促進剤及び硫黄を加え２分間混合し、タイヤトレッド用ゴム組成物を調製した。
【００３２】
得られた１３種類のタイヤトレッド用ゴム組成物を用いて、所定の金型中、１７０℃で１０分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を作成し、下記に示す方法により動的粘弾性（０℃及び６０℃のｔａｎδ）及び耐摩耗性を測定した。
【００３３】
動的粘弾性（０℃及び６０℃のｔａｎδ）
得られた加硫ゴム試験片の動的粘弾性を、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚで測定し、温度０℃及び６０℃におけるｔａｎδを求めた。得られた結果は、それぞれ比較例１を１００とする指数とし、表２，３の「ｔａｎδ（０℃）」、「ｔａｎδ（６０℃）」の欄に示した。ｔａｎδ（０℃）の指数が大きいほど０℃のｔａｎδが大きくウェット性能が優れることを意味する。またｔａｎδ（０℃）の指数が小さいほど６０℃のｔａｎδが小さく転がり抵抗が優れることを意味する。
【００３４】
耐摩耗性
得られた加硫ゴム試験片をＪＩＳ  Ｋ６２６４に準拠して、ランボーン摩耗試験機（岩本製作所社製）を使用して、温度２０℃、荷重３９Ｎ、スリップ率３０％、時間４分の条件で摩耗量を測定した。得られた結果は、比較例１の値の逆数を１００とする指数にし表２，３の「耐摩耗性」の欄に示した。この指数が大きいほど耐摩耗性が優れることを意味する。
【００３５】
次に、上述した１３種類のタイヤトレッド用ゴム組成物を用いてトレッド部を形成したタイヤサイズ２１５／６０Ｒ１６の空気入りタイヤを４本ずつ製作した。それぞれの空気入りタイヤのスノー性能を下記に示す方法により評価した。
【００３６】
スノー性能（積雪路面での操縦安定性）
得られた空気入りタイヤをリムサイズ１６×６ＪＪのホイールに組付け、国産２．５リットルクラスの試験車両に装着し、空気圧２００ｋＰａの条件で積雪状態にしたテストコースを実車走行させ、そのときの操縦安定性を専門パネラー３名により感応評価した。評価結果は、比較例１を１００とする指数とし表２，３の「スノー性能」の欄に示した。この指数が大きいほど積雪路面での操縦安定性が高く、スノー性能が優れていることを意味する。
【００３７】
【表２】
2012031309.tif 000003
【００３８】
【表３】
2012031309.tif 000004
【００３９】
なお、表２，３において使用した原材料の種類を下記に示す。
ＳＢＲ：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ  ＮＳ４６０
ＮＲ：天然ゴム、Ｖｏｎ  Ｂｕｎｄｉｔ製ＳＴＲ−２０
ＢＲ−１〜ＢＲ−５：それぞれ表１に示したブタジエンゴム
ＣＢ：カーボンブラック、キャボットジャパン社製ショウブラックＮ３３９
シリカ−１：ローディア社製Ｚｅｏｓｉｌ  １６５ＧＲ、ＣＴＡＢ吸着比表面積１５５ｍ２／ｇ、ＤＢＰ／ＣＴＡＢ＝１．１５０
シリカ−２：下記の製造方法により得られた試作シリカであり、ＣＴＡＢ吸着比表面積が８８ｍ２／ｇ、ＤＢＰ／ＣＴＡＢが１．７９５
【００４０】
シリカ−２の製造方法は、１ｍ３の反応容器に１５８Ｌのケイ酸ナトリウム水溶液(ＳｉＯ２濃度：１０ｇ／Ｌ、モル比：ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ＝３．４１)を投入し、９０℃に昇温した。次いで、２２％硫酸９０Ｌとケイ酸ナトリウム水溶液(ＳｉＯ２濃度：９０ｇ／Ｌ、モル比：ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ＝３．４１)５３５Ｌを同時に２１０分かけて投入した。１０分間熟成後、２２％硫酸１７Ｌを４０分かけて投入した。この反応は反応液温度を９０℃に保持し、反応液を常時攪拌しながら行い、最終的に反応液のｐＨが３．１のシリカスラリーを得た。これをフィルタープレスでろ過、水洗し、シリカ湿ケークを乾燥し、試作シリカ（シリカ−２）を得た。
シリカ−３：ローディア社製Ｚｅｏｓｉｌ  １１５ＧＲ、ＣＴＡＢ吸着比表面積１１０ｍ２／ｇ、ＤＢＰ／ＣＴＡＢ＝１．０８２
シリカ−４：ローディア社製Ｚｅｏｓｉｌ  １１１５ＭＰ、ＣＴＡＢ吸着比表面積１１０ｍ２／ｇ、ＤＢＰ／ＣＴＡＢ＝２．０２９
カップリング剤：シランカップリング剤、エボニックデグッサ社製Ｓｉ６９
酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸ＹＲ
オイル：昭和シェル石油社製エクストラクト４号Ｓ
硫黄：細井化学工業社製油処理イオウ
加硫促進剤：三新化学工業社製サンセラーＣＭ−Ｇ
【００４１】
表２の結果から明らかなように実施例１〜５のタイヤトレッド用ゴム組成物は、いずれも比較例１と比べウェット性能、転がり抵抗、耐摩耗性及びスノー性能が優れていた。一方、比較例２のゴム組成物は、シリカのＣＴＡＢが１００ｍ２／ｇを大幅に超えるため耐摩耗性が高いが、ＤＢＰ／ＣＴＡＢが１．７５５未満であるためスノー性能が不足する。
【００４２】
また、表３の結果から明らかなように比較例３のゴム組成物は、ブタジエンゴムの重量平均分子量（Ｍｗ）が７０万未満、かつ２５℃のトルエン溶液粘度が３００未満であるためシリカの分散性が悪化し、スノー性能、ウェット性能及び耐摩耗性を高くすることができない。比較例４のゴム組成物は、ブタジエンゴムの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が３．０を超えるため、ウェット性能を高くすることができない。また実施例１に比べ転がり抵抗が大きくなる。また比較例５のゴム組成物は、ブタジエンゴムの重量平均分子量（Ｍｗ）が７０万未満、かつ２５℃のトルエン溶液粘度が３００未満であるためシリカの分散性が悪化し、ウェット性能の改良効果が得られず耐摩耗性が悪化する。また実施例１に比べ転がり抵抗が大きくなる。比較例６のゴム組成物は、シリカのＣＴＡＢが１００ｍ２／ｇを超え、ＤＢＰ／ＣＴＡＢが１．７５５未満であるため、耐摩耗性が悪化する。また実施例１に比べスノー性能が不足する。比較例７のゴム組成物は、シリカのＣＴＡＢが１００ｍ２／ｇを超えるため、耐摩耗性が不足する。比較例８のゴム組成物は、シリカの配合量が充填剤１００重量％中の５０重量部未満であるためスノー性能及びウェット性能が悪化する。