(57)【要約】【課題】工程作業性や操縦安定性、更には耐摩耗性を損なうことなく、レーシングタイヤのウェットグリップ性能を向上させる。【解決手段】ガラス転移点が−４０〜０℃のスチレンブタジエンゴムを主成分とするジエン系ゴム成分に、トルエン膨潤指数Ｑｉが１〜１５かつガラス転移点が−３０〜０℃のジエン系ポリマー粒子であるポリマーゲルと、粘着樹脂を配合してなるレーシングタイヤ用トレッドゴム組成物である。前記ポリマーゲルは、粘着樹脂との合計で、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して３〜７０重量部配合されることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス転移点が−４０〜０℃のスチレンブタジエンゴムを主成分とするジエン系ゴム成分に、トルエン膨潤指数Ｑｉが１〜１５かつガラス転移点が−３０〜０℃のジエン系ポリマー粒子であるポリマーゲルと、粘着樹脂を配合してなるレーシングタイヤ用トレッドゴム組成物。
【請求項２】
前記ポリマーゲルと前記粘着樹脂を、前記ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、合計で３〜７０重量部含有する、請求項１記載のレーシングタイヤ用トレッドゴム組成物。
【請求項３】
請求項１又は２記載のゴム組成物からなるトレッドを備えたレーシングタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーシングタイヤのトレッドに用いられるゴム組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータースポーツに用いられるレーシングタイヤにおいては、一般のタイヤよりも高い性能が要求され、例えば、降雨等による濡れた路面でも高いパフォーマンスを発揮するため、ウェットグリップ性能としても極めて高い性能が求められる。
【０００３】
タイヤのウェットグリップ性能を向上するための手法として、一般には、ゴム成分を構成するポリマーのガラス転移点を高くすること、フィラーとオイルの配合量を増やすこと等が知られている。
【０００４】
しかしながら、ゴム成分のポリマーのガラス転移点を高くする手法では、ガラス転移点が高くなりすぎると、常温においてトレッドゴムが硬くなり、グリップ性能が低下するという現象が起こる。そのため、この手法によるウェットグリップ性能の向上には限界がある。
【０００５】
また、フィラーとオイルの増量という手法では、ゴム組成物の混合時における作業性の悪化を招くとともに、トレッドゴムの機械的物性の低下により耐摩耗性の悪化につながる。
【０００６】
このように従来の一般的なウェットグリップ性能の向上策では、他の性能を低下させる結果をもたらす。
【０００７】
一方、下記特許文献１〜３には、空気入りタイヤのウェットグリップ性能を向上するために、トレッドゴムにゴムゲルを配合することが開示されている。しかしながら、これらの文献で用いられているゴムゲルはトルエン膨潤指数Ｑｉが１６以上のものであり、また、ゴムゲルとともに配合しているゴム成分としてのスチレンブタジエンゴムも比較的ガラス転移点が低いものである。このようなトルエン膨潤指数Ｑｉが高いゴムゲルでは、粒子が柔らかく、そのため、補強効果が損なわれ、強度や耐摩耗性が低下してしまう。
【０００８】
下記特許文献４には、湿潤路面における耐スリップ性と転がり抵抗の改善のため、溶液重合スチレンブタジエンゴムとともに、トルエン膨潤指数Ｑｉが１〜１５のゴムゲルを配合することが開示されている。しかしながら、この文献にも、ガラス転移点の高いスチレンブタジエンゴムを主成分とするジエン系ゴム成分に、粘着樹脂とともに、上記ゴムゲルを組み合わせることで、操縦安定性や耐摩耗性の低下を抑えつつ、レーシングタイヤとして要求される高いウェットグリップ性能を発揮する点は何ら開示されていない。
【特許文献１】特開２００５−１４６０５３号公報
【特許文献２】特開２００６−２５７１６０号公報
【特許文献３】特開２００６−２８２８３７号公報
【特許文献４】特表２００４−５３０７６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、特定のジエン系ゴム成分に対して特定のポリマーゲルを配合することにより、工程作業性や操縦安定性を損なうことなく、また耐摩耗性の大幅な低下を抑えつつ、ウェットグリップ性能を向上させることができるレーシングタイヤ用トレッド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】
【００１０】
本発明者は、ジエン系ゴム成分としてガラス転移点の高いスチレンブタジエンゴムを主成分としたレーシングタイヤ用トレッドゴム組成物において、粘着樹脂とともに、特定のトルエン膨潤指数Ｑｉ及びガラス転移点を持つポリマーゲルを併用することにより、上記課題が解決されることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明に係るレーシングタイヤ用トレッドゴム組成物は、ガラス転移点が−４０〜０℃のスチレンブタジエンゴムを主成分とするジエン系ゴム成分に、トルエン膨潤指数Ｑｉが１〜１５かつガラス転移点が−３０〜０℃のジエン系ポリマー粒子であるポリマーゲルと、粘着樹脂を配合してなるものである。また、本発明に係るレーシングタイヤは、該ゴム組成物からなるトレッドを備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、上記特定のジエン系ゴム成分とポリマーゲルと粘着樹脂との組み合わせにより、工程作業性や操縦安定性を損なうことなく、また耐摩耗性の大幅な低下を抑えつつ、ウェットグリップ性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【００１４】
本発明に係るゴム組成物において、ジエン系ゴム成分は、ガラス転移点（Ｔｇ）が−４０〜０℃のスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を主成分として含有する。すなわち、ジエン系ゴム成分は、前記スチレンブタジエンゴムの単独、又は、前記スチレンブタジエンゴムと他のジエン系ゴムのブレンドからなり、ブレンドの場合、ジエン系ゴム成分中に前記スチレンブタジエンゴムを５０重量％以上含有する。好ましくは、前記スチレンブタジエンゴムをジエン系ゴム成分中に８０重量％以上含むことである。ガラス転移点が上記の範囲よりも低いものでは、レーシングタイヤのトレッドゴムとして求められるウェットグリップ性能を確保することが難しい。該スチレンブタジエンゴムのガラス転移点は、下限が−３０℃以上であることがより好ましく、また上限が−１０℃以下であることがより好ましい。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。
【００１５】
上記他のジエン系ゴムとしては、特に限定はなく、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ガラス転移点が−４０℃未満のスチレンブタジエンゴム、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、ニトリル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。
【００１６】
本発明に係るゴム組成物には、特定のジエン系ポリマー粒子（ゴム粒子）であるポリマーゲルが配合される。かかるポリマーゲルは、ゴム分散液を架橋することにより製造することができる。該ゴム分散液としては、乳化重合により製造されるゴムラテックス、溶液重合されたゴムを水中に乳化させて得られるゴム分散液などが挙げられ、また、架橋剤としては、有機ペルオキシド、有機アゾ化合物、硫黄系架橋剤など挙げられる。また、ゴム粒子の架橋は、ゴムの乳化重合中に、架橋作用を持つ多官能化合物との共重合によっても行うことができる。具体的には、特許第３７３９１９８号公報、特表２００４−５０４４６５号公報、特表２００４−５０６０５８号公報、特表２００４−５３０７６０号公報などに開示の方法を用いることができる。
【００１７】
ポリマーゲルを構成するジエン系ポリマーとしては、上記した各種ジエン系ゴムが挙げられ、これらはいずれか単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。特には、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を主成分とするものが好ましい。
【００１８】
該ポリマーゲルとして、本発明では、トルエン膨潤指数Ｑｉが１〜１５であるものを用いる。トルエン膨潤指数Ｑｉは、より好ましくは３〜８である。トルエン膨潤指数Ｑｉが１未満では、弾性率などのゴム物性が確保し難い。逆にＱｉが１５を超えると、粒子が柔らかくなり、補強効果が失われ、強度や耐摩耗性が低下する。なお、ポリマーゲルのゲル含量は、９４重量％以上であることが好ましい。
【００１９】
ここで、トルエン膨潤指数及びゲル含量は、ポリマーゲルをトルエンに膨潤させた後、乾燥させることにより測定される。すなわち、ポリマーゲル２５０ｍｇを、トルエン２５ｍＬ中で、２４時間、振とう下に膨潤させ、２００００ｒｐｍで遠心分離してから、濡れ質量を秤量し、次いで７０℃で質量一定まで乾燥させてから、乾燥質量を秤量する。ゲル含量は、使用されたポリマーゲルに対する乾燥後のポリマーゲルの重量比率（％）である。また、トルエン膨潤指数は、Ｑｉ＝（ゲルの濡れ質量）／（ゲルの乾燥質量）により求められる。
【００２０】
該ポリマーゲルとして、本発明では、また、ガラス転移点（Ｔｇ）が−３０〜０℃であるものを用いる。ガラス転移点は、より好ましくは−２０〜−１０℃である。このような特定のガラス転移点のポリマーゲルを用いることにより、上記トルエン膨潤指数との関係も相俟って、工程作業性の悪化や、操縦安定性、耐摩耗性を損なうことなく、ウェットグリップ性能を改良することができる。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。
【００２１】
該ポリマーゲルとしては、平均粒径（ＤＩＮ ５３ ２０６によるＤＶＮ値）が４０〜２００ｎｍのものが、上記効果の点から、好適に用いられる。
【００２２】
また、該ポリマーゲルとしては、官能基、例えばＯＨ（ヒドロキシル）基を有する化合物で変性されたものが好ましく用いられる。ポリマーゲルは、ジエン系ポリマーからなるものであり、粒子表面にＣ＝Ｃ二重結合を有するため、ＯＨ基を有するとともにＣ＝Ｃ二重結合に対する反応性を有する化合物を用いることで、粒子表面にＯＨ基を組み込むことができる。
【００２３】
このような化合物（変性剤）としては、例えば、特表２００４−５０６０５８号公報に記載されているように、ヒドロキシブチルアクリレート又はメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート又はメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート又はメタクリレートなどのヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートが挙げられる。
【００２４】
上記ポリマーゲルは、ジエン系ポリマーからなるため、表面に二重結合を有する。そのため、後記のシランカップリング剤を配合した場合、該二重結合にシランカップリング剤が反応することで、シランカップリング剤を介してポリマーゲルとシリカを結合することができる。また、ポリマーゲルがＯＨ基を有する化合物で変性されている場合、表面に有する官能基であるＯＨ基がシランカップリング剤と反応し、シランカップリング剤を介してポリマーゲルとジエン系ゴム成分とを結合することができる。あるいはまた、シランカップリング剤がポリマーゲルの二重結合とＯＨ基との間で反応することで、ポリマーゲルを架橋することもできる。これらにより、更に性能を向上することができる。
【００２５】
本発明に係るゴム組成物には、粘着樹脂が配合される。粘着樹脂としては、例えば、Ｃ５系石油樹脂、芳香族石油樹脂、脂肪族石油樹脂、クマロン系樹脂、テルペン・フェノール系樹脂、ロジン変性樹脂などの粘着付与剤として用いられる各種の粘着性樹脂が挙げられる。粘着樹脂は、軟化点（ＪＩＳ  Ｋ２２０７に準拠して測定）が８０〜１６０℃の範囲内のものが好ましく用いられる。上記ポリマーゲルと粘着樹脂を併用することで、耐摩耗性の低下を抑えながら、ウェットグリップ性能を一層向上することができる。
【００２６】
上記ポリマーゲルと粘着樹脂の配合量は、両者の合計で、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、３〜７０重量部配合されることが好ましく、より好ましくは１０〜５０重量部である。また、ポリマーゲルの配合量としては、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、３〜５０重量部配合されることが好ましく、より好ましくは５〜３０重量部である。更に、粘着樹脂の配合量としては、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、３〜４０重量部であることが好ましく、より好ましくは５〜３０重量部である。
【００２７】
本発明に係るゴム組成物には、充填剤として、シリカ及び／又はカーボンブラックが通常配合される。該充填剤の配合量は、特に限定されないが、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して５０〜２００重量部であることが好ましく、より好ましくは６０〜１００重量部である。
【００２８】
上記シリカとしては、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。本発明では、充填剤としては、シリカの単独、又はシリカとカーボンブラックの併用が好ましい。シリカは、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して２０〜１００重量部にて配合されることが好ましく、より好ましくは３０〜８０重量部である。
【００２９】
本発明に係るゴム組成物には、また、シランカップリング剤が配合されることが好ましい。シランカップリング剤は、一般にはシリカとゴム成分を結合するものであるが、本発明では、上記のようにポリマーゲルとの反応又は架橋も期待できる。
【００３０】
該シランカップリング剤は、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。好ましくは、下記一般式（１）で表されるスルフィドシランや、下記一般式（２）で表される保護化メルカプトシランを用いることである。
【００３１】
（Ｃ２Ｈ５Ｏ）３Ｓｉ−ＣｙＨ２ｙ−Ｓｘ−ＣｙＨ２ｙ−Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３…（１）
（ＣｎＨ２ｎ＋１Ｏ）３Ｓｉ−ＣｍＨ２ｍ−Ｓ−ＣＯ−ＣｋＨ２ｋ＋１…（２）
上記式（１）中、ｙは１〜９の整数、好ましくは２〜５であり、ｘは１〜４、好ましくは２〜４である。詳細には、ｘは通常分布を有しており、即ち、硫黄連鎖結合の数が異なるものの混合物として一般に市販されており、ｘはその平均値を表す。式（１）で表される好ましいスルフィドシランの具体例としては、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）テトラスルフィドなどが挙げられる。
【００３２】
上記式（２）中、ｎは１〜３の整数、ｍは１〜５の整数、ｋは５〜９の整数である。式（２）で表される保護化メルカプトシランは、特表２００１−５０５２２５号公報に記載の方法に準拠して製造することができる。好ましい例としては、式（２）においてｎ＝２，ｍ＝３，ｋ＝７である保護化メルカプトシランが、ＧＥシリコーンズ社から「ＮＸＴ」にて市販されている。
【００３３】
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重量部配合されることが好ましく、より好ましくは５〜１５重量部である。
【００３４】
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。
【００３５】
以上よりなる本発明のゴム組成物は、レーシング用の空気入り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】
【００３６】
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。
【００３７】
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、レーシングタイヤ用トレッドゴム組成物を調製した。なお、各配合は、得られるゴム硬度が略同等となるように、オイルの添加量を調整した。表１中の各成分は以下の通りである。
【００３８】
・ＳＢＲ１：旭化成株式会社製「タフデン４８５０」（ガラス転移点Ｔｇ＝−２５℃、スチレン含有量＝３９重量％、ビニル含有量＝３４重量％、５０ｐｈｒ油展）
・ＳＢＲ２：ランクセス社製「ＶＳＬ５０２５−ＯＨＭ」（ガラス転移点Ｔｇ＝−１４℃、スチレン含有量＝２５重量％、ビニル含有量＝６８重量％）、
・ＳＢＲ３：ＪＳＲ株式会社製「ＳＢＲ０１２２」（ガラス転移点Ｔｇ＝−４０℃、スチレン含有量＝３７重量％、ビニル含有量＝１４重量％、３４ｐｈｒ油展）、
・ポリマーゲル１：ラインケミー社製「マイクロモフ１」（ＳＢＲをベースとするポリマーゲル、トルエン膨潤指数Ｑｉ＝７、ゲル含量＝９６重量％、Ｔｇ＝６５℃、ＯＨ基変性品）、
・ポリマーゲル２：ラインケミー社製「マイクロモフ４」（ＳＢＲをベースとするポリマーゲル、トルエン膨潤指数Ｑｉ＝６、ゲル含量＝９７重量％、Ｔｇ＝−１５℃、ＯＨ基変性品）、
・ポリマーゲル３：ラインケミー社製「マイクロモフ３０」（ＢＲをベースとするポリマーゲル、トルエン膨潤指数Ｑｉ＝５．９、ゲル含量＝９７重量％、Ｔｇ＝−８０℃、ＯＨ基変性品）、
・カーボンブラック：ＳＡＦ、三菱化学株式会社製「ＵＸ１０」、
・シリカ：東ソー・シリカ株式会社製「ニップシールＡＱ」、
・オイル：株式会社ジャパンエナジー製「プロセスＮＣ−１４０」、
・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）テトラスルフィド、デグサ社製「Ｓｉ−６９」、
・粘着樹脂：クマロン系樹脂、新日鐵化学株式会社製「エスクロンＶ１２０」（軟化点＝１２０℃）。
【００３９】
各ゴム組成物には、共通配合として、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、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種」）３重量部、老化防止剤（住友化学株式会社製「アンチゲン６Ｃ」）２重量部、ワックス（大内新興化学工業株式会社製「サンノックＮ」）２重量部、加硫促進剤ＤＭ（ジベンゾチアジルジサルファイド、三新化学工業株式会社製「サンセラーＤＭ−Ｇ」）１．５重量部、加硫促進剤ＣＺ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、住友化学株式会社製「ソクシノールＣＺ」）２．５重量部、及び、硫黄（鶴見化学株式会社製「粉末硫黄」）１．５重量部を配合した。
【００４０】
得られた各ゴム組成物について、未加硫段階でのロールへの密着性により工程作業性を評価するとともに、１６０℃×３０分で加硫して所定形状の試験片を作製し、得られた試験片を用いて、ウェットグリップ性能、操縦安定性および耐摩耗性を評価した。各評価方法は次の通りである。
【００４１】
・工程作業性：ロールへの密着性を１〜５の５段階にて官能評価した。１に近いほど密着性が高く、作業性が悪化することを示す。
【００４２】
・ウェットグリップ性能：東洋精機製の粘弾性試験機にて、０℃、周波数１０Ｈｚ、静歪み１０％、動歪み１％の条件で損失係数ｔａｎδを測定し、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ｔａｎδが大きく、ウェットグリップ性能に優れることを示す。
【００４３】
・操縦安定性：上島製作所製の自動引張り試験機にて、３００％伸び時のモジュラス（Ｍ３００）を測定し、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、モジュラスが高く、操縦安定性に優れることを示す。
【００４４】
・耐摩耗性：ＪＩＳ  Ｋ６２６４に準拠し、岩本製作所製のランボーン摩耗試験機を用いて、荷重４０Ｎ、スリップ率３０％の条件にて、摩耗減量を測定し、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】
2009155428.tif 000002
【００４５】
結果は表１に示すとおりであり、コントロールである比較例１に対し、単に粘着樹脂を増量した比較例２では、ウェットグリップ性は向上したものの、粘着性の増加により工程作業性が悪化し、また、耐摩耗性も大幅に悪化した。また、トレッドゴムのモジュラス低下が大きく、操縦安定性が大きく低下した。
【００４６】
また、ガラス転移点の高すぎるポリマーゲル１を配合した比較例３では操縦安定性が損なわれていた。また、ガラス転移点の低いポリマーゲル３を配合した比較例４ではウェットグリップ性能の改善効果は得られなかった。
【００４７】
これに対し、本発明に係る実施例であると、比較例１に対して、工程作業性及び操縦安定性を損なうことなく、むしろこれらの特性を改善しながら、ウェットグリップ性能を大幅に向上させることができた。また、単に粘着樹脂を増量した比較例２と対比すると明らかなように、本実施例であると、ウェットグリップ性の向上幅に対する耐摩耗性の低下は明らかに小さく、従って、耐摩耗性の低下を抑えつつ、ウェットグリップ性を向上することができた。
【００４８】
なお、比較例５に示すように、粘着樹脂を併用しない場合、ウェットグリップ性の向上幅の割には耐摩耗性の低下が大きく、実施例に比べて、ウェットグリップ性と耐摩耗性のバランスに劣っていた。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係るゴム組成物は、レーシングタイヤのトレッドゴムとして好適に用いることができる。