(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム成分として、相対的に高いガラス転移点Ｔｇ（Ｈ）を有する高ガラス転移点ジエン系ゴムと相対的に低いガラス転移点Ｔｇ（Ｌ）を有する低ガラス転移点ジエン系ゴムがブレンドされており、
上記高ガラス転移点ジエン系ゴムはガラス転移点Ｔｇ（Ｈ）が−６０℃＜Ｔｇ（Ｈ）＜０℃の範囲内にあり、
かつ高ガラス転移点ジエン系ゴムの溶解パラメーター（ＳＰ値）と低ガラス転移点ジエン系ゴムの溶解パラメーター（ＳＰ値）との差ΔＳＰの絶対値が０．１０＜｜ΔＳＰ｜＜０．７５の範囲内にあり、
前記高ガラス転移点ジエン系ゴムと前記低ガラス転移点ジエン系ゴムは、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム及び天然ゴムから選ばれ、
上記高ガラス転移点ジエン系ゴムと低ガラス転移点ジエン系ゴムとのブレンド（高ガラス転移点ジエン系ゴムはスチレン含有率が２３．５重量％、ビニル結合含有率が４５重量％、Ｔｇが−３９℃の溶液重合スチレン−ブタジエン共重合体、低ガラス転移点ジエン系ゴムは天然ゴムであるブレンドを除く）は、シリカ配合の高ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチと、カーボンブラック配合の低ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチによりブレンドされているタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
シリカ配合の高ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチとカーボンブラック配合の低ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチが１対１でブレンドされている請求項１記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
高ガラス転移点ジエン系ゴムのガラス転移点Ｔｇ（Ｈ）が−６０℃＜Ｔｇ（Ｈ）＜０℃の範囲内にあり、かつ高ガラス転移点ジエン系ゴムの溶解パラメーター（ＳＰ値）と低ガラス転移点ジエン系ゴムの溶解パラメーター（ＳＰ値）との差ΔＳＰの絶対値が０．１０＜｜ΔＳＰ｜＜０．７５の範囲内にあり、それぞれスチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム及び天然ゴムから選ばれる高ガラス転移点ジエン系ゴムと低ガラス転移点ジエン系ゴムの２種類のジエン系ゴム（高ガラス転移点ジエン系ゴムがスチレン含有率が２３．５重量％、ビニル結合含有率が４５重量％、Ｔｇが−３９℃の溶液重合スチレン−ブタジエン共重合体、低ガラス転移点ジエン系ゴムが天然ゴムであるブレンドを除く）を用い、
まずシリカ配合の上記高ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチと、カーボンブラック配合の低ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチを作成し、
その後それぞれのマスターバッチをブレンドしてなる
タイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法。
【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及びその製造方法に関し、更に詳細には、耐摩耗性を維持しつつ、低燃費性及び湿潤路面における制動性に優れたタイヤトレッド用ゴム組成物及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題の点から省エネルギーの自動車が望まれている。そこで自動車部品の一つであるタイヤにおいても燃費効率の高いものが求められる様になってきた。
【０００３】
従来、燃費効率の高いタイヤとするために、タイヤの転がり抵抗を低減させるタイヤトレッド用ゴム組成物が種々提案されている。例えば、タイヤトレッド用ゴム組成物にヒステリシスロスの少ないポリマーを使用する技術がある。また、大粒径のカーボンブラックを使用する方法も提案されている。また、カーボンブラックとオイルを低充填化したり、またカーボンブラックに変えてシリカを利用すること等も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、タイヤトレッド用ゴム組成物中にヒステリシスロスの少ないポリマーを使用すると、タイヤの転がり抵抗は改善されるものの、湿潤路面における制動性が低下する問題がある。また、タイヤトレッド用ゴム組成物中に大粒径のカーボンブラックを使用する場合も、タイヤの転がり抵抗は改善されるが、耐摩耗性は低下する問題がある。また、タイヤトレッド用ゴム組成物中でカーボンブラックとオイルを低充填化した場合は、耐摩耗性、特に耐偏摩耗性が低下する。タイヤトレッド用ゴム組成物中にシリカを使用した場合は、カーボンブラックと比べると、低燃費性及び湿潤路面における制動性は向上するが、耐摩耗性及び加工性が低下する。
【０００５】
この発明の課題は、耐摩耗性を維持しつつ低燃費性及び湿潤路面における制動性に優れたタイヤトレッド用ゴム組成物及びその製造方法を提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、ゴム成分として、相対的に高いガラス転移点Ｔｇ(H)を有する高ガラス転移点ジエン系ゴムと相対的に低いガラス転移点Ｔｇ(L)を有する低ガラス転移点ジエン系ゴムがブレンドされており、上記高ガラス転移点ジエン系ゴムはガラス転移点Ｔｇ(H)が−６０℃＜Ｔｇ(H)＜０℃の範囲内にあり、かつ高ガラス転移点ジエン系ゴムの溶解パラメーター（ＳＰ値）と低ガラス転移点ジエン系ゴムの溶解パラメーター（ＳＰ値）との差ΔＳＰの絶対値が０．１０＜｜ΔＳＰ｜＜０．７５の範囲内にあり、上記高ガラス転移点ジエン系ゴムと低ガラス転移点ジエン系ゴムとのブレンドは、シリカ配合の高ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチと、カーボンブラック配合の低ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチによりブレンドされているタイヤトレッド用ゴム組成物を採用した。
【０００７】
なお、本発明において、「相対的に高いガラス転移点Ｔｇ(H)を有する」とは上記低ガラス転移点ジエン系ゴムに対して相対的に高いガラス転移点を有することをいい、また「相対的に低いガラス転移点Ｔｇ(L)を有する」とは上記高ガラス転移点ジエン系ゴムに対して相対的に低いガラス転移点を有することをいう。
【０００８】
従って、上記条件下においては、シリカ配合の高ガラス転移点ジエン系ゴムとカーボンブラック配合の低ガラス転移点ジエン系ゴムの各ゴム成分がゴム組成物中にそれぞれ適度な相溶性を有しながら適度な不均一状態にて偏在していることから、高ガラス転移点ジエン系ゴム成分と低ガラス転移点ジエン系ゴムの各ゴム成分が適度な不均一領域において独自の作用効果を過不足なく発揮することになる。因って、高ガラス転移点ジエン系ゴム成分の領域では、耐摩耗性は低下する傾向にあるが、相対的に高いガラス転移点を有する高ガラス転移点ジエン系ゴム成分特有の作用効果である湿潤路面における制動性が向上する。また、加えて同高ガラス転移点ジエン系ゴム成分中にはシリカが配合されていることから、このシリカ成分との相乗効果によって更に一層湿潤路面における制動性が向上し、また低燃費性も向上する。一方、低ガラス転移点ジエン系ゴムのゴム成分の領域では、相対的に低いガラス転移点を有する低ガラス転移点ジエン系ゴム成分特有の作用効果である耐摩耗性が発揮されると共に、タイヤの転がり抵抗は減少して低燃費性が向上する。さらに、同低ガラス転移点ジエン系ゴム成分中にはカーボンブラックが配合されていることから、このカーボンブラック成分との相乗効果によって更に一層耐摩耗性が発揮される。従って、シリカ配合の高ガラス転移点ジエン系ゴムとカーボンブラック配合の低ガラス転移点ジエン系ゴムの両ゴム成分によって、耐摩耗性を維持して、低燃費性と湿潤路面における制動性を向上することができる。
【０００９】
【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を製造する方法としては例えば以下の方法を採用できる。すなわち、高ガラス転移点ジエン系ゴムのガラス転移点Ｔｇ(H)が−６０℃＜Ｔｇ(H)＜０℃の範囲内にあり、かつ高ガラス転移点ジエン系ゴムの溶解パラメーター（ＳＰ値）と低ガラス転移点ジエン系ゴムの溶解パラメーター（ＳＰ値）との差ΔＳＰの絶対値が０．１０＜｜ΔＳＰ｜＜０．７５の範囲内にある高ガラス転移点ジエン系ゴムと低ガラス転移点ジエン系ゴムの２種類のジエン系ゴムを用い、まずシリカ配合の上記高ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチと、カーボンブラック配合の低ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチを作成し、その後それぞれのマスターバッチをブレンドすることにより製造することができる。
なお、高ガラス転移点ジエン系ゴムのガラス転移点Ｔｇ(H)が−６０℃未満の場合は、湿潤路面における制動性が低下する。また高ガラス転移点ジエン系ゴムのガラス転移点Ｔｇ(H)が０℃を越える場合は低温特性が低下し、耐摩耗性が低下すると共に、タイヤの低燃費性が低下する。
【００１０】
また、高ガラス転移点ジエン系ゴムの溶解パラメーター（ＳＰ値）と低ガラス転移点ジエン系ゴムの溶解パラメーター（ＳＰ値）との差ΔＳＰの絶対値が０．１０未満の場合は、高ガラス転移点ジエン系ゴム成分とガラス転移点ジエン系ゴム成分との相溶性がよくなりすぎる結果、特有の作用効果が減殺され、タイヤの燃費性の低下と湿潤路面における制動性の向上を達成することが困難となる。一方、高ガラス転移点ジエン系ゴムの溶解パラメーター（ＳＰ値）と低ガラス転移点ジエン系ゴムの溶解パラメーター（ＳＰ値）との差ΔＳＰの絶対値が０．７５を越える場合は、相溶性がなくなり不均一すぎる結果、耐摩耗性が著しく低下する。
【００１１】
なお、本発明において、ジエン系ゴムの溶解パラメーター（ＳＰ値）はA.C.S.,  Rubber  division,  93,  148,  1995を参照して求めた。
【００１２】
本発明で使用するジエン系ゴムとしては、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、天然ゴム、ブタジエンゴムなどを例示することができる。因みに、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）の溶解パラメーター（ＳＰ値）は、8.40+0.0133×スチレン量(重量％)−0.0033×ビニル量(重量％)となる。ここで、スチレン量(重量％)、ビニル量(重量％)はスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）中の重量％である。また、天然ゴムは溶解パラメーター（ＳＰ値）が８．１１、ハイ−シスブタジエンゴムは８．４０である。
【００１３】
高ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチに配合するシリカ量は、特に限定されないが、３０〜１００重量部が好ましい範囲である。シリカ量が３０重量部未満では湿潤路面の制動性が悪化し、１００重量部を超えると転がり抵抗が劣る。また、低ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチに配合するカーボンブラックも特に限定されず、タイヤトレッドゴム配合として通常使用されるものであれば差し支えないが、耐摩耗性の点からはＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦが好適に用いられる。またその量も特に限定されないが、３０〜１００重量部が好ましい範囲である。カーボンブラック量が３０重量部未満では耐摩耗性が劣り、１００重量部を超えると転がり抵抗が悪化する。また、シランカップリング剤も特に限定されず、公知のものであれば使用でき、ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）−テトラスルフィドを例示することができる。
【００１４】
また、シリカ配合の高ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチとカーボンブラック配合の低ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチとの配合比（重量比）は、特に限定されないが、好ましくは３対７〜７対３であり、最適には１対１である。
【００１５】
【実施例】
表１に示すジエン系ゴムを用いて、シリカ配合の高ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチ（以下、シリカＭＢと略す。）と、カーボンブラック配合の低ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチ（以下、ＣＢＭＢと略す。）をまず作成した。次に、それぞれのマスターバッチを混合機にて実施例１〜６及び比較例２〜６は５０／５０の重量比で、実施例７はシリカＭＢ／ＣＢＭＢ＝３０／７０の重量比で、実施例８はシリカＭＢ／ＣＢＭＢ＝７０／３０の重量比でそれぞれブレンドして各ポリマー成分とし、さらにこれらのポリマー成分１００重量部に対してそれぞれ下記のベース配合組成にて各成分を混合し、この混合ゴムをシート状に成形して冷却した後、イオウ２．０重量部、加硫促進剤であるＮ−テトラブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド１．５重量部とジフェニルグアニジン０．２５重量部を添加混合して実施例１〜８及び比較例２〜６のタイヤトレッド用ゴム組成物を得た。
【００１６】
（ベース配合組成）
ポリマー成分                      １００重量部
カーボンブラック（ＨＡＦ）          ３０重量部
シリカ                              ３０重量部
シランカップリング剤                  ３重量部
（ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）−テトラスルフィド）
アロマ系プロセスオイル              ３５重量部
老化防止剤                            １重量部
パラフィンワックス                    ２重量部
ステアリン酸                          ２重量部
亜鉛華                                ３重量部
【００１７】
なお、シリカ配合の高ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチ（シリカＭＢ）は、表１に示すジエン系ゴム１００重量部に対してシリカ６０重量部とシランカップリング剤６重量部とアロマ系プロセスオイル３５重量部をあらかじめ混合して作成した。カーボンブラック配合の低ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチ（ＣＢＭＢ）は、ジエン系ゴム１００重量部に対してカーボンブラック６０重量部とアロマ系プロセスオイル３５重量部をあらかじめ混合して作成した。
【００１８】
比較例１は、実施例１〜６及び比較例２〜６の様にあらかじめマスターバッチを作成しないで、２種類のポリマーを５０／５０の重量比で混合した後、カーボンブラック及びシリカを各３０重量部配合し、上記ベース配合組成にてタイヤトレッド用ゴム組成物とした。
【００１９】
【表１】
0003938612.tif 000002
【００２０】
（表１の注記）
1)ＴＴＲ２０
2)乳化重合ＳＢＲ（スチレン含量＝35重量％、ビニル含量＝12重量％）
3)溶液重合ＳＢＲ（スチレン含量＝22重量％、ビニル含量＝29重量％）
4)溶液重合ＳＢＲ（スチレン含量＝13重量％、ビニル含量＝36重量％）
5)溶液重合ＳＢＲ（スチレン含量＝70重量％、ビニル含量＝13重量％）
6)乳化重合ＳＢＲ（スチレン含量＝45重量％、ビニル含量＝10重量％）
7)溶液重合ＳＢＲ（スチレン含量＝18重量％、ビニル含量＝11重量％）
8)溶液重合ＳＢＲ（スチレン含量＝30重量％、ビニル含量＝13重量％）
9)溶液重合ＳＢＲ（スチレン含量＝31重量％、ビニル含量＝45重量％）
10)ハイシス-ＢＲ
なお、上記ＳＢＲ中のスチレン含量及びビニル含量はＳＢＲ中の重量％を示している。
【００２１】
次に、各実施例及び各比較例のゴム組成物をタイヤトレッドゴムとして用いてタイヤサイズ１８５／７０Ｒ１４のタイヤを定法により試作し、低燃費性、湿潤路面での制動性及び耐摩耗性についてそれぞれ評価した。その結果を表１に併記する。
【００２２】
低燃費性は、上記実施例及び比較例に係るタイヤを一軸ドラム試験機で速度８０Km/h  、空気圧２Kg/cm2 、荷重４００Kgの条件にて測定し、比較例１を１００として指数表示する。数値が小さいほど良好である。
【００２３】
湿潤路面での制動性は、上記実施例及び比較例に係るタイヤをトレーラーに装着し、６４．４Km/hにてロックさせてブレーキングフォースを記録し、比較例１を１００として指数表示する。数値が大きいほど良好である。
【００２４】
耐摩耗試験は、上記実施例及び比較例に係るタイヤをタクシーに装着して約５０００Kmごとにローテーションし、２００００Km走行後の後溝深さを測定し、比較例１を１００として指数表示する。数値が大きいほど良好である。
【００２５】
表１より、同じ配合組成であるにも拘わらず、比較例１に係るタイヤに比して実施例１に係るタイヤは、耐摩耗性を維持しつつ、低燃費性にすぐれ、かつ湿潤路面での制動性にすぐれていることが認められる。これは、シリカ配合の高ガラス転移点ジエン系ゴムとカーボンブラック配合の低ガラス転移点ジエン系ゴムの各ゴム成分がゴム組成物中にそれぞれ適度な相溶性を有しながら適度な不均一状態にて偏在していることから、高ガラス転移点ジエン系ゴム成分と低ガラス転移点ジエン系ゴムの各ゴム成分が適度な不均一領域において独自の作用効果を両立して過不足なく発揮したためと考えられる。
【００２６】
一方、高ガラス転移点ジエン系ゴムのガラス転移点Ｔｇ(H)が０℃を越える比較例３に係るタイヤでは、耐摩耗性が低下し、低燃費性が悪化している。これに対して、高ガラス転移点ジエン系ゴムのガラス転移点Ｔｇ(H)が−６０℃未満の比較例４に係るタイヤでは湿潤路面における制動性が低下している。
【００２７】
また、高ガラス転移点ジエン系ゴムの溶解パラメーター（ＳＰ値）と低ガラス転移点ジエン系ゴムの溶解パラメーター（ＳＰ値）との差ΔＳＰの絶対値が０．１０未満の比較例５に係るタイヤでは、相溶しすぎるため、湿潤路面における制動性が低下している。一方、高ガラス転移点ジエン系ゴムの溶解パラメーター（ＳＰ値）と低ガラス転移点ジエン系ゴムの溶解パラメーター（ＳＰ値）との差ΔＳＰの絶対値が０．７５を越える比較例６に係るタイヤでは、相溶性がなくなり不均一すぎる結果、耐摩耗性が低下している。
【００２８】
また、カーボンブラック配合の高ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチと、シリカ配合の低ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチをブレンドした比較例２に係るタイヤでは、シリカ配合の効果が減殺されており、湿潤路面での制動性が低下し、低燃費性も悪化している。
【００２９】
【発明の効果】
以上の通り、本発明はゴム成分として、相対的に高いガラス転移点Ｔｇ(H)を有する高ガラス転移点ジエン系ゴムと相対的に低いガラス転移点Ｔｇ(L)を有する低ガラス転移点ジエン系ゴムがブレンドされており、上記高ガラス転移点ジエン系ゴムはガラス転移点Ｔｇ(H)が−６０℃＜Ｔｇ(H)＜０℃の範囲内にあり、かつ高ガラス転移点ジエン系ゴムの溶解パラメーター（ＳＰ値）と低ガラス転移点ジエン系ゴムの溶解パラメーター（ＳＰ値）との差ΔＳＰの絶対値が０．１０＜｜ΔＳＰ｜＜０．７５の範囲内にあり、上記高ガラス転移点ジエン系ゴムと低ガラス転移点ジエン系ゴムとのブレンドは、シリカ配合の高ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチと、カーボンブラック配合の低ガラス転移点ジエン系ゴムのマスターバッチによりブレンドされているタイヤトレッド用ゴム組成物である。
【００３０】
従って、シリカ配合の高ガラス転移点ジエン系ゴムとカーボンブラック配合の低ガラス転移点ジエン系ゴムの各ゴム成分がゴム組成物中にそれぞれ適度な相溶性を有しながら適度な不均一状態にて偏在していることから、高ガラス転移点ジエン系ゴム成分と低ガラス転移点ジエン系ゴムの各ゴム成分が適度な不均一領域において独自の作用効果を過不足なく発揮することになる。因って、シリカ配合の高ガラス転移点ジエン系ゴムとカーボンブラック配合の低ガラス転移点ジエン系ゴムの両ゴム成分によって、耐摩耗性を維持して、低燃費性と湿潤路面における制動性を向上することができる。