(57)【要約】【課題】ゴム加工の作業性を損なうことなく、乾燥路面及び湿潤路面でのグリップ性能及び操縦安定性を改良する。【解決手段】有機リチウム化合物を開始剤とする１，３−ブタジエンとスチレンとの共重合により得られたガラス転移点が−４０℃以上の共重合体ゴム５０〜９５重量部と、エポキシ化率が５〜６０重量％のエポキシ化天然ゴム５〜２０重量部と、他のジエン系ゴム０〜４５重量部とからなるゴム成分１００重量部に対し、シリカ２０〜１００重量部と、カーボンブラック０〜１００重量部を、両者の合計量が７０〜１５０重量部となるよう配合し、更に、シランカップリング剤をシリカ１００重量部に対して２〜２５重量部配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機リチウム化合物を開始剤とする１，３−ブタジエンとスチレンとの共重合により得られたガラス転移点が−４０℃以上の共重合体ゴム５０〜９５重量部と、エポキシ化率が５〜６０重量％のエポキシ化天然ゴム５〜２０重量部と、他のジエン系ゴム０〜４５重量部とからなるゴム成分１００重量部に対し、
シリカ２０〜１００重量部と、カーボンブラック０〜１００重量部を、両者の合計量が７０〜１５０重量部となるよう配合し、更に、シランカップリング剤をシリカ１００重量部に対して２〜２５重量部配合してなる、
タイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
請求項１記載のゴム組成物からなるトレッドを備えた空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤのトレッドゴムとして用いられるゴム組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤ、特に高性能タイヤにおいては、乾燥路面及び湿潤路面におけるグリップ性能（制動性能も含まれる。）及び操縦安定性が高いレベルで要求される。
【０００３】
一般的に、湿潤路面及び乾燥路面におけるグリップ性能を向上するためには、フィラーとオイルの配合量を増やす手法が用いられるが、その場合、発熱性、耐摩耗性が低下してしまう。また、未加硫状態での粘度が上昇し、充填剤の分散性が悪化するため、十分な性能を得るためには、混合回数が増加するなど作業性が低下する。他の手法として、ガラス転移点の高いポリマーをゴム成分として使用することも考えられるが、その場合、発熱性や耐摩耗性の低下を招き、温度依存性の悪化により乾燥路面での操縦安定性の悪化をひきおこす。
【０００４】
湿潤路面におけるグリップ性能を向上するために、一般にシリカが使用されているが、シリカを使用すると、混合回数の増加、押し出し速度の低下など、作業性が大きく劣る（下記特許文献１、２参照）。かかる問題に対し、特定のシランカップリング剤を配合することにより、湿潤路面及び乾燥路面におけるグリップ性能を維持したまま、混合中のゴム成分へのシリカの取り込み、シリカ分散性を向上させ、これにより、作業性及び発熱特性を改良することが知られている。しかしながら、シリカの分散性向上により、硬度及び動的弾性率Ｅ’が低下するため、乾燥路面での操縦安定性の悪化が懸念される。
【０００５】
一方、乾燥路面での操縦安定性を向上させるための手法としては、フィラーの増量、オイルの減量、硬化剤の添加などにより、ゴム硬度を高めることが考えられるが、その場合、湿潤路面でのグリップ性能が悪化してしまう。
【０００６】
下記特許文献３には、耐摩耗性、転がり抵抗及びウェットスキッド抵抗の各特性に優れたタイヤトレッド用ゴム組成物として、天然ゴム２０〜５０重量部、ブタジエン部分のビニル含量が３５〜８０重量％でスチレン含量が１０〜４０重量％のスチレンブタジエンゴム２０〜４０重量部、及びエポキシ化率が１０〜６０重量％のエポキシ化天然ゴム２０〜４０重量部とからなるゴム成分１００重量部に対し、シリカ３０〜７０重量部を配合したものが開示されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献３のゴム組成物は、天然ゴム系のゴムを主成分とするものであってエポキシ化天然ゴムを比較的多量に用いるものであり、また、これに併用するスチレンブタジエンゴムについても比較的ガラス転移点の低いものを用いている。そのため、この文献には、ガラス転移点の高い特定のスチレンブタジエンゴムに比較的少量のエポキシ化天然ゴムを組み合わせることは開示されておらず、また、それにより、乾燥路面及び湿潤路面でのグリップ性能及び操縦安定性を改良できる点についても示唆されていない。
【特許文献１】特開２００６−２１３７４７号公報
【特許文献２】特開２００６−１６０８８４号公報
【特許文献３】特開平０７−９０１２３号公報
【特許文献４】特開２００７−９９９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、乾燥路面及び湿潤路面でのグリップ性能及び操縦安定性を改良することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物は、有機リチウム化合物を開始剤とする１，３−ブタジエンとスチレンとの共重合により得られたガラス転移点が−４０℃以上の共重合体ゴム５０〜９５重量部と、エポキシ化率が５〜６０重量％のエポキシ化天然ゴム５〜２０重量部と、他のジエン系ゴム０〜４５重量部とからなるゴム成分１００重量部に対し、シリカ２０〜１００重量部と、カーボンブラック０〜１００重量部を、両者の合計量が７０〜１５０重量部となるよう配合し、更に、シランカップリング剤をシリカ１００重量部に対して２〜２５重量部配合してなるものである。また、本発明に係る空気入りタイヤは、かかるゴム組成物からなるトレッドを備えるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガラス転移点の高い特定のスチレンブタジエンゴムに比較的少量のエポキシ化天然ゴムを組み合わせたことにより、乾燥路面及び湿潤路面でのグリップ性能と操縦安定性の双方を同時に改良することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。
【００１２】
本発明に係るゴム組成物において、ゴム成分の第１成分として使用される共重合体ゴムは、有機リチウム化合物を開始剤とする１，３−ブタジエンとスチレンとの共重合により得られるスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、すなわち溶液重合ＳＢＲである。かかる共重合体ゴムは、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、ジエチルエーテルなどの不活性有機溶媒を用いた公知の溶液重合法により製造することができ、上記有機リチウム化合物としては、ｎ−ブチルリチウムなどのアルキルリチウム、１，４−ジリチウムブタンなどのアルキレンジリチウム、フェニルリチウムなどが挙げられる。この共重合体ゴムは、スズ系、ケイ素系、アルコキシシラン系カップリング剤により、その共重合体鎖末端が処理されたものであってもよく、また、末端または主鎖がシリカのシラノール基と相互作用や化学反応性を有する官能基（例えば、水酸基やアミノ基）で変性されたものであってもよい。
【００１３】
上記共重合体ゴムとしては、ガラス転移点（Ｔｇ）が−４０℃以上のものを用いる。このようなガラス転移点の高い共重合体ゴムを使用することにより、湿潤路面および乾燥路面におけるグリップ性能を向上することができる。ガラス転移点の上限は特に限定されないが、通常０℃以下である。ここで、ガラス転移点は、ＪＩＳ  Ｋ７１２１に準拠して示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を用いて測定される値（昇温速度２０℃／分）である。
【００１４】
本発明に係るゴム組成物において、ゴム成分の第２成分として使用されるエポキシ化天然ゴムは、天然ゴムの主鎖の二重結合にエポキシ基が導入されたものである。エポキシ化天然ゴムは、例えば天然ゴムラテックスに過酢酸を反応させることにより得られるものである。かかるエポキシ化天然ゴムを配合することにより、乾燥路面及び湿潤路面でのグリップ性能及び操縦安定性を改良することができる。
【００１５】
該エポキシ化天然ゴムとしては、エポキシ化率が５〜６０重量％のものが用いられる。好ましくはエポキシ化率は２０〜５５重量％である。エポキシ化率が低すぎると、上記グリップ性能及び操縦安定性の改良効果が得られない。逆にエポキシ化率が高すぎると、加工性が低下する。
【００１６】
本発明に係るゴム組成物においては、ゴム成分の第３成分として他のジエン系ゴムを、必須成分ではないが配合してもよい。該他のジエン系ゴムとしては、上記第１成分の共重合体ゴム及び第２成分のエポキシ化天然ゴム以外のジエン系ゴムであれば特に限定されない。例えば、上記共重合体ゴム以外のスチレンブタジエンゴム、未変性の天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン−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などが挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いても２種以上併用してもよい。
【００１７】
本発明に係るゴム組成物において、ゴム成分は、上記第１成分の共重合体ゴム５０〜９５重量％と、第２成分のエポキシ化天然ゴム５〜２０重量％と、必須ではない第３成分の他のジエン系ゴム０〜４５重量％とからなる。エポキシ化天然ゴムの配合比率が上記範囲よりも少ないと、上記グリップ性能及び操縦安定性の改良効果が得られず、逆に上記範囲よりも多いと、ゴム加工時の作業性が損なわれ、また耐摩耗性も悪化する。ゴム成分は、より好ましくは、第１成分の共重合体ゴム５０〜８０重量％と、第２成分のエポキシ化天然ゴム５〜１５重量％と、第３成分の他のジエン系ゴム１０〜３５重量％とからなる。
【００１８】
本発明のゴム組成物に使用されるシリカとしては、特に限定されないが、湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカ、沈降シリカなどが挙げられ、特に含水珪酸を主成分とする湿式シリカを用いることが好ましい。シリカは、ゴム成分１００重量部に対して２０〜１００重量部配合され、より好ましい配合量は、下限が４０重量部、上限が９０重量部である。シリカの配合量が２０重量部未満では、十分なグリップ性能の向上効果が得られない。
【００１９】
本発明に係るゴム組成物において、充填剤は、上記シリカ単独でもよいが、シリカとともにカーボンブラックを配合してもよい。カーボンブラックは、ゴム成分１００重量部に対して、０〜１００重量部にて配合される。また、シリカとカーボンブラックは、その合計量で７０〜１５０重量部にて配合される。なお、本発明のゴム組成物においては、充填剤として上記シリカ及びカーボンブラックの他に、酸化チタン、ケイ酸アルミニウム、クレー、タルク等を他のフィラーを配合することもできる。
【００２０】
本発明に係るゴム組成物に使用されるシランカップリング剤は、シリカとゴム成分を結合するものであり、例えば、スルフィド、アミノ基、メルカプト基、ビニル基、メタクリル基、エポキシ基などのポリマーと反応し得る有機部と、ハロゲンやアルコキシ基などを有する有機シラン化合物であり、公知の種々のシランカップリング剤を用いることができる。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（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、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、３−ニトロプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
【００２１】
シランカップリング剤の配合量は、上記した本発明の効果を充分に発揮させる上で、シリカ１００重量部に対して２〜２５重量部にて配合され、より好ましくは５〜１５重量部である。
【００２２】
本発明に係るゴム組成物には、上記した成分の他に、軟化剤、可塑剤、老化防止剤、亜鉛華、ステアリン酸、加硫剤、加硫促進剤など、タイヤトレッド用ゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。
【００２３】
以上よりなる本発明のゴム組成物は、空気入りタイヤ、特に、高性能の空気入りラジアルタイヤ（例えば、レース用タイヤ）のトレッド部のためのゴム組成物として好適に用いられ、常法に従い加硫成形することにより、該トレッド部を形成することができる。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２５】
バンバリーミキサーを使用し、下記表１に示す配合に従い、タイヤトレッド用ゴム組成物を調製した。表１中の各成分は以下の通りである。
【００２６】
・ＳＢＲ１：ランクセス社製の溶液重合ＳＢＲ「ＶＳＬ５０２５−ＯＨＭ」（ガラス転移点Ｔｇ＝−１５℃）、
・ＳＢＲ２：旭化成株式会社製の溶液重合ＳＢＲ「ＴＵＦＤＥＮＥ  Ｅ５０」（ガラス転移点Ｔｇ＝−３０℃）、
・ＳＢＲ３：ＪＳＲ株式会社製「ＳＢＲ１５０２」（ガラス転移点Ｔｇ＝−６６℃）、
・ＥＮＲ１：ＭＲＰＲＡ製のエポキシ化天然ゴム「ＥＮＲ２５」（エポキシ化率＝２５重量％）、
・ＥＮＲ２：ＭＲＰＲＡ製のエポキシ化天然ゴム「ＥＮＲ５０」（エポキシ化率＝５０重量％）
・カーボンブラック：三菱化学株式会社製「ダイヤブラックＮ２３４」、
・シリカ：東ソー・シリカ株式会社製「ニップシールＡＱ」、
・シランカップリング剤：ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、デグサ社製「Ｓｉ−７５」。
【００２７】
各ゴム組成物には、共通配合として、ゴム成分１００重量部に対して、オイル（株式会社ジャパンエナジー製「ＪＯＭＯプロセスＮＣ−１４０」）４０重量部、ステアリン酸（花王株式会社製「ルナックＳ−２０」）２重量部、亜鉛華（三井金属鉱業株式会社製「亜鉛華１号」）３重量部、老化防止剤（フレキシス社製「サントフレックス６ＰＰＤ」）２重量部、ワックス（日本精鑞株式会社製「オゾエース０３５５」）２重量部、加硫促進剤（大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーＣＺ−Ｇ」）１．５重量部、及び、硫黄（細井化学工業株式会社製「粉末硫黄１５０メッシュ」）２．１重量部を配合した。
【００２８】
得られた各ゴム組成物について加工性を評価するとともに、各ゴム組成物を用いて空気入りラジアルタイヤを作製した。タイヤサイズは２２５／４５ＺＲ１７として、そのトレッドに各ゴム組成物を適用し、定法に従い加硫成形することによりタイヤを製造した。得られた各タイヤについて、湿潤路面及び乾燥路面でのグリップ性能（ウェットグリップ性、ドライグリップ性）と、乾燥路面での操縦安定性と、耐摩耗性を評価した。各評価方法は次の通りである。
【００２９】
・加工性：島津製作所製のムーニー粘度計により測定されるムーニー粘度により加工性を評価した。試験法は、ＪＩＳ  Ｋ６３００に準拠し、比較例１の値を１００として逆指数表示した。数値が大きいほど、粘度が低く、加工性が良好であることを示す。
【００３０】
・グリップ性能：２５００ｃｃのセダンに上記タイヤを４本装着し、ウェットグリップ性では、２〜３ｍｍの水深で水をまいた路面上を、また、ドライグリップ性では、乾燥路面を、それぞれ走行した。時速１００ｋｍにて摩擦係数を測定し、各グリップ性を評価した。比較例１の値を１００とした指数で表示し、数値が大きいほど、グリップ性能が良好であることを示す。
【００３１】
・乾燥路面での操縦安定性：２５００ｃｃのセダンに上記タイヤを４本装着し、官能テスト担当ドライバーが操舵応答性、走行安定性などに注意しながらテストコースを高速で走行して操縦安定性を評価した。結果は、コントロールの比較例１と比較して、優れているものとを「＋２」、やや優れているものを「＋１」、同等のものを「±０」、やや劣っているものを「−１」、劣っているものを「−２」として表示した。
【００３２】
・耐摩耗性：２５００ｃｃのセダンに各タイヤを４本装着し、２５００ｋｍ毎に前後ローテーションしながら、１００００ｋｍ走行後のトレッド残溝深さ（４本の平均値）を求めた。結果は、比較例１の値を１００とした指数で表示した。指数が大きいほど耐摩耗性に優れることを示す。
【表１】
2009102507.tif 000002
【００３３】
結果は表１に示すとおりであり、本発明に係る実施例であると、コントロールである比較例１に対して、ゴム加工での作業性の悪化を抑えつつ、湿潤路面及び乾燥路面でのグリップ性能を改良することができ、また、同時に、乾燥路面での操縦安定性を改良することができた。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物は、空気入りタイヤのトレッドに好適に用いることができ、特に、高性能ラジアルタイヤのトレッドゴムとして好適である。