(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス転移温度Ｔｇが−４５〜０℃であるジエン系ゴムＡ１０〜９０重量部、ガラス転移温度Ｔｇが−１１０〜−４５℃であるジエン系ゴムＢ９０〜１０重量部から成るジエン系ゴム１００重量部に対し、ガラス転移温度Ｔｇが５〜１００℃である芳香族ビニル化合物を主成分とした重合体１〜６０重量部を配合して成り、ジエン系ゴムＡ及びＢのゴム同士の相互作用パラメータ（χeff ）とそのゴムブレンド系のスピノーダル点の相互作用パラメータ（χs ）とが下記関係：
０．０００２≦χeff −χs ≦０．０１２
を満たし、かつ、ジエン系ゴムＡ及びＢのＴｇの差が２０℃以上であるタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
前記ジエン系ゴム１００重量部のうちの６０重量部以上がスチレン−ブタジエン共重合体ゴムである請求項１に記載のゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高性能タイヤトレッド用ゴム組成物に関し、更に詳しくは特定の相互作用パラメータの関係にある高ガラス転移温度（Ｔｇ）ジエン系ゴムと低ガラス転移温度（Ｔｇ）ジエン系ゴムとのブレンド系に芳香族ビニル化合物を主成分とした重合体（樹脂）を配合することによってタイヤの転がり抵抗をあげることなくウェットグリップを高めた高性能タイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高性能タイヤ用トレッドの配合として、従来からタイヤのウェットグリップと転がり抵抗をバランスさせる技術が開発されている。そのような技術として、例えば、特開平８−２３１７６７号公報、特開平１−１３５８４５号公報、特開昭５５−１１０１３６号公報などにはポリマーブレンドによる方法が提案され、例えば、特開昭６２−１７３５号公報、特開平７−９０１２４号公報、７−７０３７０号公報などには、クマロン・インデン樹脂やｐ−ｔ−ブチルフェノールを配合する方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる方法によっても高性能タイヤトレッド用として好適なウェットグリップと転がり抵抗とのバランスが必ずしも得られなかった。従って、本発明はかかる従来技術の問題点を排除して、ウェットグリップと転がり抵抗とのバランスに優れた高性能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。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に従えば、ガラス転移温度Ｔｇが−４５〜０℃であるジエン系ゴムＡ１０〜９０重量部、ガラス転移温度Ｔｇが−１１０〜−４５℃であるジエン系ゴムＢ９０〜１０重量部から成るジエン系ゴム１００重量部に対し、ガラス転移温度Ｔｇが５〜１００℃である芳香族ビニル化合物を主成分とした重合体１〜６０重量部を配合して成り、ジエン系ゴムＡ及びＢのゴム同士の相互作用パラメータ（χeff ）とそのゴムブレンド系のスピノーダル点の相互作用パラメータ（χs ）とが下記関係：
０．０００２≦χeff −χs ≦０．０１２
を満たし、かつ、ジエン系ゴムＡ及びＢのＴｇの差が２０℃以上であるタイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に従えば、前述の如く、Ｔｇが−４５〜０℃、好ましくは−４０〜−１０℃であるジエン系ゴムＡ１０〜９０重量部、好ましくは２０〜８０重量部とＴｇが−１１０〜−４５℃、好ましくは−１０５〜−５０℃であるジエン系ゴムＢ９０〜１０重量部、好ましくは８０〜２０重量部とを配合したジエン系ゴム１００重量部に対し、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、核置換α−メチルスチレン、核置換ビニルトルエン等の芳香族ビニル化合物を主成分とした重合体（樹脂）を１〜６０重量部、好ましくは３〜３０重量部配合する。
【０００６】
前記ジエン系ゴムＡ及びＢは、それぞれのＴｇの差が２０℃以上、好ましくは２５〜６０℃である。またＡ−Ｂ間のχパラメータの値が、
０．０００２≦χeff −χs ≦０．０１２
好ましくは
０．０００５≦χeff −χs ≦０．００１５
の関係を満たすことが必要である。
【０００７】
本発明において使用するジエン系ゴムＡのＴｇが−４５℃未満ではウエットグリップが不十分で好ましくなく、逆に０℃を超えると常温で硬く、逆にグリップ力が低下するので好ましくない。また、ジエン系ゴムＢのＴｇが−１１０℃未満のジエン系ゴムは入手困難であり好ましくなく、逆に−４５℃を超えると転がり抵抗耐摩耗性が悪化するので好ましくない。更にジエン系ゴムＡ及びＢのＴｇの差が２０℃未満ではウエットグリップと転がり抵抗を高度にバランスすることができないので好ましくない。
【０００８】
ジエン系ゴムＡの配合量が１０重量部未満であったり、ジエン系ゴムＢの配合量が９０重量部より多い場合には高いウエットグリップ力が得られないので好ましくなく、逆にジエン系ゴムＡの配合量が９０重量部を超えたり、ジエン系ゴムＢの配合量が１０重量部未満では転がり抵抗、耐摩耗性が悪化するので好ましくない。
【０００９】
本発明において使用されるジエン系ゴムＡ及びＢとしては、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）などをあげることができ、これらは単独又は任意の混合物として使用することができる。またこれらのガラス転移温度（Ｔｇ）は、例えば、ＳＢＲの場合のスチレン含量、ブタジエンの場合のビニル含量、シス及びトランス比、分子量などを適宜制御することにより調節することができる。全ジエン系ゴム組成物１００重量部中にＳＢＲが６０重量部以上含まれるのが好ましい。
【００１０】
本発明においては、ジエン系ゴムＡ及びＢのゴム同士の相互作用パラメータ（χeff ）及びそのブレンド系のスピノーダル点の相互作用パラメータ（χs ）が前記関係式を満足することが必須でこの差（χeff −χs ）が０．０００２未満ではＡ，Ｂは相溶に近く、ブレンドした効果が発現されないので好ましくなく、逆に０．０１２を超えると分散相のドメインサイズが大きくなりすぎ、引張強度や耐摩耗性が悪化するので好ましくない。
【００１１】
ここでχeff はMacromolewles, 24 , 4844 (1991) に示される下記式（１）によって計算される。
χeff ＝χ1 −χ2                               …（１）
【００１２】
また、χs は下記の熱力学の一般式（２）により計算される。
２χs ＝１／Ｎ1 φ1 ＋１／Ｎ2 φ2               …（２）
Ｎ1 ：１成分の重合度、Ｎ2 ：２成分の重合度、φ1 ：１成分のモル分率、φ2 ：２成分のモル分率
【００１３】
χeff ＜χs ：相溶、χeff ＞χs ：非相溶
χ1 ＝ａｅχsv＋ａｆχSB＋ｂｄχsv＋ｂｆχVB＋ｃｄ
χSB＋ｃｅχVB
χ2 ＝ａｂχsv＋ａｃχSB＋ｂｃχVB＋ｄｅχsv＋ｄｆ
χSB＋ｅｆχVB
χsv＝５６．５×１０-3＋５．６２／Ｔ
χSB＝８．４３×１０-3＋１０．２／Ｔ
χVB＝２．６９×１０-3＋１．８７／Ｔ
【００１４】
ａ：一方のジエン系ゴムのスチレン量
ｂ：一方のジエン系ゴムのビニル量
ｃ：一方のジエン系ゴムのブタジエン量
ｄ：他方のジエン系ゴムのスチレン量
ｅ：他方のジエン系ゴムのビニル量
ｆ：他方のジエン系ゴムのブタジエン量
χsv：スチレンユニットと１，２−結合ブタジエンユニットの相互作用パラメータ
χSB：スチレンユニットと１，４−結合ブタジエンユニットの相互作用パラメータ
χVB：１，２−結合ブタジエンユニットと１，４−結合ブタジエンユニットの相互作用パラメータ
χeff ：ポリマー間の相互作用パラメータ
χ1 ：ポリマー分子間の相互作用パラメータ
χ2 ：ポリマー分子内の相互作用パラメータ
χs ポリマーブレンド系のスピノーダル点の相互作用パラメータ
【００１５】
本発明において使用する芳香族ビニル化合物重合体は、前記した通りα−メチルスチレン、ビニルトルエン、核置換α−メチルスチレン、核置換ビニルトルエン等の芳香族ビニル化合物を主成分とした重合体（樹脂）であり、そのＴｇが５〜１００℃、好ましくは１０〜９０℃のものである。この重合体樹脂Ｔｇが５℃未満では、樹脂の軟化温度が低すぎてブロッキングしやすく、取り扱いが困難となるので好ましくなく、逆にＴｇが１００℃を超えると、転がり抵抗が悪化したり、ムーニー粘度が上昇したりすることによって加工性の悪化を招くので好ましくない。
【００１６】
本発明によれば、以下の実施例にも示すように、転がり抵抗を維持しつつウェットグリップを高めたゴム組成物を得ることができる。これはα−メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物を主成分とする重合体はｔａｎδ曲線のピークを高温側にシフトさせるが、４０〜６０℃のｔａｎδは上昇させない。そのため、−１０〜−４０℃付近に高いｔａｎδのピークを有するゴムに配合することが望ましく、非相溶となる高Ｔｇゴムと低Ｔｇゴムのブレンド系への配合が最も効果が高い。
【００１７】
本発明に係るゴム組成物には、前記した必須成分に加えて、通常の補強剤、加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、充填剤、可塑化剤、軟化剤、その他一般ゴム用に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる配合物は、一般的な方法で混練、加硫して組成物とし、加硫または架橋することができる。これらの添加剤の配合量も、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。
【００１８】
【実施例】
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、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことは言うまでもない。
【００１９】
実施例１〜７及び比較例１〜６
１．７リットルの密閉型バンバリーミキサーを用いて、表Ｉに示す配合（重量部）のゴムおよびカーボンブラック等の加硫促進剤及び硫黄を除く配合剤を５分間混合した後、オープンロールにて、加硫促進剤及び硫黄を混合した。
【００２０】
【表１】
0003778663.tif 000002
【００２１】
【表２】
0003778663.tif 000003
【００２２】
ポリマー１〜５のスチレン量、ビニル量は、常法の赤外分光分析法（スチレン量：ハンプト法、ビニル量：モレロ法）により測定した。分子量（Ｍｗ）はゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて測定した。
ガラス転移温度（Ｔｇ）は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用い、昇温速度１０℃／min で測定した。
【００２３】
ショーブラック（ＳＨＯＢＬＡＣＫ）Ｎ２２０：昭和キャボット（株）製
サントフレックス（ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ）６ＰＰＤ：ＦＬＥＸＳＩＳ製
酸化亜鉛３種：正同化学工業（株）製
ステアリン酸：日本油脂（株）製
アロマオイル：富士興産（株）製
サントキュア（ＳＡＮＴＯＣＵＲＥ）ＮＳ：ＦＬＥＸＳＩＳ製
硫黄：（株）軽井沢精練所製
エスクロンＧ−９０：新日鉄化学（株）製  クマロン・インデン樹脂（Ｔｇ＝２５℃）
エンデックス１６０：理化ハーキュレス製  芳香族ビニル化合物重合体樹脂（Ｔｇ＝１０３℃）
ＦＴＲ７０８０：三井石油化学工業（株）製  芳香族化合物Ｃ5 留分共重合体樹脂（Ｔｇ＝１５℃）
ＦＴＲ０１２０：三井石油化学工業（株）製  α−メチルスチレン重合体樹脂（Ｔｇ＝６０℃）
ＦＴＲ９１３５：三井石油化学工業（株）製  芳香族ビニル化合物重合体樹脂（Ｔｇ＝７０℃）
【００２４】
次に、この組成物を１５×１５×０．２cmの金型中で１６０℃で２０分間プレス加硫して目的とする試験片（ゴムシート）を調製し、χeff −χs 及びｔａｎδ（０℃および６０℃）を測定した。結果は表III に示す。
【００２５】
各例において得られた組成物の加硫物性の試験方法は、以下のとおりである。
（１）χeff −χs 
表IIの値を式（１）及び（２）に代入して計算
【００２６】
（２）ｔａｎδ（０℃および６０℃）
東洋精機製作所製レオログラフソリッドを用い、初期歪み＝１０％、動的歪み＝２％、周波数＝２０Hzで粘弾性を測定（試料幅：５mm）。
【００２７】
【表３】
0003778663.tif 000004
【００２８】
樹脂未配合の比較例１に対し、本発明の範囲外の樹脂を配合すると比較例２，３のようにｔａｎδ（０℃）が上昇する反面ｔａｎδ（６０℃）も上昇するので好ましくない（注：ｔａｎδ（０℃）はウェット路面の摩擦力と相関し、値が大きい程、摩擦力が高く、ｔａｎδ（６０℃）はタイヤの転がり抵抗と相関し、値が小さい程転がり抵抗が低い）。これに対し、本発明の範囲内の樹脂を配合すると実施例１〜５に示すようにｔａｎδ（６０℃）を上げることなく、ｔａｎδ（０℃）だけを上昇させることができる。
【００２９】
一方、比較例４及び６のように（χeff −χs ）の値が本発明の範囲外では、本発明の目的が達成されない。また、比較例５のようにポリマーのガラス転移温度が本発明の範囲外の場合も同様である。
【００３０】
【発明の効果】
以上の通り、χパラメータの値が、０．０００２≦（χeff −χs ）≦０．０１２の関係にある高Ｔｇゴムと低Ｔｇゴムのブレンド系は、ウェットグリップ、耐摩耗性及び転がり抵抗のバランスが良く、これに芳香族ビニル化合物重合体を配合することにより、さらにウェットグリップを向上させることができる。