JP2005023144A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ウェット操縦安定性及び低燃費性に優れることに加え、ドライ操縦安定性及び耐摩耗性が改善された空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】天然ゴム及びジエン系合成ゴムのうち少なくとも１種からなるゴム成分に、少なくとも無機充填剤を含む充填剤と、同一分子内に前記ゴム成分に対する反応基ａを１個以上有し且つ前記無機充填剤に対する吸着基ｂを２個以上有する化合物（Ｚ）とを配合してなり、前記充填剤の３０質量％以上が前記無機充填剤であって、前記ゴム成分が３５〜５０％の結合スチレン量のスチレン・ブタジエン共重合体ゴムを３０〜１００質量％含むことを特徴とするゴム組成物をタイヤ部材に用いた空気入りタイヤである。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤ、特に湿潤路での操縦安定性（ウェット操縦安定性）及び低燃費性を損なうことなく、乾燥路での操縦安定性（ドライ操縦安定性）及び耐摩耗性が改善された空気入りタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の自動車に対する低燃費化の要求にともない、転がり抵抗が小さく、破壊特性及び耐摩耗性に優れ、更に操縦安定性の代表的な指標であるウェットスキッド抵抗が大きいタイヤ用ゴム組成物が求められている。
【０００３】
これに対して、充填剤としてシリカ等の無機充填剤を使用したり、該無機充填剤とカーボンブラックを併用したゴム組成物が提案されており（特許文献１及び２参照）、かかるゴム組成物をトレッドに適用したタイヤは、転がり抵抗が小さく、ウェットスキッド抵抗に代表される湿潤路での操縦安定性が優れている。しかしながら、該タイヤには、耐摩耗性が劣り、弾性率が低いためドライ操縦安定性が劣るという問題がある。ここで、シリカ等の無機充填剤を配合したゴム組成物をタイヤのトレッドに適用した場合に、タイヤの耐摩耗性や弾性率等が低下する原因としては、トレッドのゴム成分である共役ジエン系ゴムに対する無機充填剤の親和性が充填剤として通常用いられるカーボンブラックよりも小さいため、無機充填剤の共役ジエン系ゴムへの分散性が悪く、充分な補強効果が得られないこと等が考えられる。
【０００４】
これに対して、共役ジエン系ゴムに対する無機充填剤の親和性を改善するためにシランカップリング剤が開発され、使用されているが、依然として無機充填剤の共役ジエン系ゴムへの分散性が充分でなく、改善の余地があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−８０２０５号公報
【特許文献２】
特開２００２−１７９８４１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、ウェット操縦安定性及び低燃費性に優れることに加え、ドライ操縦安定性及び耐摩耗性が改善された空気入りタイヤを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、ゴム成分との相溶性及び無機充填剤との親和性に優れた特定の化合物を添加し、また、使用する無機充填剤の量を特定の範囲に規定し、更に、特定の結合スチレン量のＳＢＲを特定量含有したゴム組成物をタイヤ部材に適用することにより、ウェット操縦安定性及び低燃費性に優れることに加え、ドライ操縦安定性及び耐摩耗性が改善されたタイヤが得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
即ち、本発明の空気入りタイヤは、天然ゴム及びジエン系合成ゴムのうち少なくとも１種からなるゴム成分に、少なくとも無機充填剤を含む充填剤と、同一分子内に前記ゴム成分に対する反応基ａを１個以上有し且つ前記無機充填剤に対する吸着基ｂを２個以上有する化合物（Ｚ）とを配合してなり、前記充填剤の３０質量％以上が前記無機充填剤であって、前記ゴム成分が３５〜５０％の結合スチレン量のスチレン・ブタジエン共重合体ゴムを３０〜１００質量％含むゴム組成物をタイヤ部材に用いたことを特徴とする。ここで、前記ゴム組成物中のゴム成分の平均結合スチレン量（平均スチレン含量）は２６．５％以上であるのが好ましい。なお、本発明において無機充填剤とは、シリカ又は下記式（ＩＩＩ）で表される無機化合物をいう。
ｗＭ・ｘＳｉＯ_ｙ・ｚＨ_２Ｏ ・・・ （ＩＩＩ）
（式中、Ｍは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、またはこれらの金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり；ｗ、ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ１〜５の整数、０〜１０の整数、２〜５の整数、及び０〜１０の整数である。）
【０００９】
本発明の空気入りタイヤは、小型乗用車又は小型商用車用タイヤとして好適である
【００１０】
本発明の空気入りタイヤの好適例においては、前記反応基ａが、非芳香族共役二重結合基又はカルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基及びアミド基から選ばれる１種が隣接した二重結合基である。
【００１１】
上記化合物（Ｚ）の反応基ａは、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸及びソルビン酸から選ばれる不飽和カルボン酸から誘導される基であるのが好ましく、一方、前記吸着基ｂはカルボキシル基であるのが好ましい。また、上記化合物（Ｚ）は、更にオキシアルキレン基を有するのが好ましい。
【００１２】
本発明の空気入りタイヤの他の好適例においては、前記化合物（Ｚ）が多塩基酸の部分エステルである。ここで、該化合物（Ｚ）は、下記式（Ｉ）及び（ＩＩ）の何れかで表される化合物であるのが特に好ましい。
【化３】

［式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３はこれらのうち一つが式−（Ｒ^４Ｏ）_ｎ−ＣＯ−ＣＲ^５＝ＣＲ^６−Ｒ^７で表される基であり（ここで、Ｒ^４は炭素数２〜４のアルキレン基で；Ｒ^５、Ｒ^６及びＲ^７はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基で；ｎはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す１〜３０の数である）、他は水素原子である。］
【化４】

［式中、Ｒ^８は、式−Ｒ^９Ｏ−で示される基、式−（Ｒ^１０Ｏ）_ｓ−で示される基、式−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２Ｏ−で示される基又は式−（Ｒ^１１Ｏ−ＣＯＲ^１２−ＣＯＯ−）_ｔＲ^１１Ｏ−で示される基である。ここで、Ｒ^９は炭素数２〜３６のアルキレン基，アルケニレン基又は２価の芳香族炭化水素基で；Ｒ^１０は炭素数２〜４のアルキレン基で；ｓはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す１〜６０の数で；Ｒ^１１は炭素数２〜１８のアルキレン基，アルケニレン基，２価の芳香族炭化水素基又は−（Ｒ^１３Ｏ）_ｕＲ^１３−で示される基で（ここで、Ｒ^１３は炭素数２〜４のアルキレン基で；ｕはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す１〜３０の数である）；Ｒ^１２は炭素数２〜１８のアルキレン基，アルケニレン基又は２価の芳香族炭化水素基で；ｔは平均値で１〜３０の数である。］
【００１３】
本発明の空気入りタイヤの他の好適例においては、前記無機充填剤がシリカである。ここで、該シリカは、窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が１８０〜２７０ｍ^２／ｇであるのが特に好ましい。
【００１４】
本発明の空気入りタイヤの他の好適例においては、前記無機充填剤が上記式（ＩＩＩ）で表される無機化合物である。
【００１５】
本発明の空気入りタイヤの他の好適例においては、前記ゴム組成物が、前記無機充填剤に対して、更にシランカップリング剤を１〜２０質量％の割合で含む。ここで、該シランカップリング剤は、下記式（ＩＶ）で表される化合物であるのが更に好ましい。
Ａ_ｃＢ_３−ｃＳｉ−Ｘ−Ｓ_ｄ−Ｘ−ＳｉＡ_ｃＢ_３−ｃ ・・・ （ＩＶ）
［式中、ＡはＣ_ｅＨ_２ｅ＋１Ｏ（ｅは１〜３の整数）又は塩素原子で；Ｂは炭素数１〜３のアルキル基で；Ｘは炭素数１〜９の飽和または不飽和アルキレン基あるいは炭素数７〜１５のアリーレン基で；ｃは１〜３の整数で；ｄは１以上の整数で分布を有することもある。但し、ｃが１のときは２つのＢは同じであっても異なっていてもよく、ｃが２又は３のときは２つ又は３つのＡは同じであっても異なっていてもよい。］
【００１６】
本発明の空気入りタイヤの他の好適例においては、前記タイヤ部材がトレッドである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の空気入りタイヤは、天然ゴム及びジエン系合成ゴムのうち少なくとも１種からなるゴム成分に、少なくとも無機充填剤を含む充填剤と、同一分子内に前記ゴム成分に対する反応基ａを１個以上有し且つ前記無機充填剤に対する吸着基ｂを２個以上有する化合物（Ｚ）とを配合してなり、前記充填剤の３０質量％以上が前記無機充填剤であって、前記ゴム成分が３５〜５０％の結合スチレン量のスチレン・ブタジエン共重合体ゴムを３０〜１００質量％含むゴム組成物をタイヤ部材に用いたことを特徴とする。ここで、タイヤ部材としては、トレッドが好ましい。前記ゴム組成物は、シリカ等の無機充填剤を所定量含むため、ウェット操縦安定性が良好で、且つ転がり抵抗が小さく、低燃費性に優れる。
【００１８】
また、上記化合物（Ｚ）は、ゴム成分に対する反応基ａを１個以上有するため、ゴム成分との相溶性に優れ、また、無機充填剤に対する吸着基ｂを２個以上有するため、無機充填剤との親和性にも優れる。そのため、ゴム成分に、無機充填剤と共に化合物（Ｚ）を配合することにより、無機充填剤のゴム成分への分散性及び補強性が改善され、ゴム組成物を大幅に高弾性化することができ、その結果、該ゴム組成物を用いたタイヤのドライ操縦安定性を向上させることができる。また、該ゴム組成物は弾性率が高く剛性が向上しているため、該ゴム組成物をトレッドに用いたタイヤは、耐摩耗性が改善されている。
【００１９】
本発明の空気入りタイヤに用いるゴム組成物のゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）及びジエン系合成ゴムが挙げられ、ここで、ジエン系合成ゴムとしては、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）及びブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられる。これらゴム成分は一種単独で使用してもよいし、二種以上を混合して使用してもよい。
【００２０】
本発明の空気入りタイヤに用いるゴム組成物のゴム成分は、結合スチレン量が３５〜５０％のスチレン・ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）を３０〜１００質量％含有し、ゴム成分の平均結合スチレン量が２６．５％以上の場合、ウェット操縦安定性及び低燃費性を損なうことなく、ドライ操縦安定性及び耐摩耗性を更に向上させることが可能となることを見出した。ここで、ゴム成分の平均結合スチレン量が２６．５％未満の場合、ドライ操縦安定性の向上幅が小さい。これは、上記化合物（Ｚ）、結合スチレン量が３５％以上スチレン・ブタジエン共重合体及び無機充填剤を使用した場合に、三者の親和性が高くなり、高弾性化と低燃費性悪化の抑制（転がり抵抗増大の抑制）とを両立できるためである。上記ゴム成分の平均結合スチレン量が２６．５％以上になるためには、結合スチレン量が２３．５％のスチレン・ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）とブレンドして用いる場合、ゴム成分が３５％以上の結合スチレン量のスチレン・ブタジエン共重合体ゴムを３０質量％以上含む必要があり、イソプレンゴムやブタジエンゴムとブレンドして用いる場合、３５％の結合スチレン量のスチレン・ブタジエン共重合体ゴムで７６質量％以上、４０％の結合スチレン量のスチレン・ブタジエン共重合体ゴムで６７質量％以上含む必要がある。
【００２１】
本発明の空気入りタイヤに用いるゴム組成物の充填剤は、無機充填剤を３０質量％以上含み、該充填剤としては、無機充填剤の他、カーボンブラック等が挙げられる。本発明のタイヤは、無機充填剤を所定量含むゴム組成物を用いているため、転がり抵抗が小さく、低燃費性に優れ、また、ウェット操縦安定性が優れている。ここで、上記無機充填剤は、シリカ又は下記式（ＩＩＩ）で表される無機化合物である。
ｗＭ・ｘＳｉＯ_ｙ・ｚＨ_２Ｏ ・・・ （ＩＩＩ）
【００２２】
ここで、式（ＩＩＩ）中、Ｍは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム、及びジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、またはこれらの金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり；ｗ、ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ１〜５の整数、０〜１０の整数、２〜５の整数及び０〜１０の整数である。尚、式（ＩＩＩ）において、ｘ、ｚがともに０である場合、該無機化合物は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムから選ばれる少なくとも１つの金属、金属酸化物又は金属水酸化物となる。
【００２３】
上記式（ＩＩＩ）で表わされる無機化合物としては、γ−アルミナ、α−アルミナ等のアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）；ベーマイト、ダイアスポア等のアルミナ一水和物（Ａｌ_２Ｏ_３・Ｈ_２Ｏ）；ギブサイト、バイヤライト等の水酸化アルミニウム［Ａｌ（ＯＨ）_３］；炭酸アルミニウム［Ａｌ_２（ＣＯ_３）_３］、水酸化マグネシウム［Ｍｇ（ＯＨ）_２］、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）、タルク（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ_２・Ｈ_２Ｏ）、アタパルジャイト（５ＭｇＯ・８ＳｉＯ_２・９Ｈ_２Ｏ）、チタン白（ＴｉＯ_２）、チタン黒（ＴｉＯ_２ｎ−１）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、水酸化カルシウム［Ｃａ（ＯＨ）_２］、酸化アルミニウムマグネシウム（ＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３）、クレー（Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）、カオリン（Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２・２Ｈ_２Ｏ）、パイロフィライト（Ａｌ_２Ｏ_３・４ＳｉＯ_２・Ｈ_２Ｏ）、ベントナイト（Ａｌ_２Ｏ_３・４ＳｉＯ_２・２Ｈ_２Ｏ）、ケイ酸アルミニウム（Ａｌ_２ＳｉＯ_５、Ａｌ_４・３ＳｉＯ_４・５Ｈ_２Ｏ等）、ケイ酸マグネシウム（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４、ＭｇＳｉＯ_３等）、ケイ酸カルシウム（Ｃａ_２・ＳｉＯ_４等）、ケイ酸アルミニウムカルシウム（Ａｌ_２Ｏ_３・ＣａＯ・２ＳｉＯ_２等）、ケイ酸マグネシウムカルシウム（ＣａＭｇＳｉＯ_４）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、水酸化ジルコニウム［ＺｒＯ（ＯＨ）_２・ｎＨ_２Ｏ］、炭酸ジルコニウム［Ｚｒ（ＣＯ_３）_２］、各種ゼオライトのように電荷を補正する水素、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む結晶性アルミノケイ酸塩等が使用できる。また、前記式（ＩＩＩ）中のＭがアルミニウム金属、アルミニウムの酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、またはアルミニウムの炭酸塩から選ばれる少なくとも一つである場合が好ましい。式（ＩＩＩ）で表されるこれらの無機化合物は、単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。また、これらの無機化合物はシリカと混合して使用することもできる。
【００２４】
上記無機充填剤は、その粒径が０．０１〜１０μｍの粉体であることが好ましい。粒径が０．０１μｍ未満ではグリップ力の向上が望めない割に混練作業が悪化し、１０μｍを超えると貯蔵弾性率が極端に低下し、耐摩耗性が悪くなるため好ましくない。また、これらの効果の観点から、粒径は０．０５〜５μｍの範囲が更に好ましい。
【００２５】
上記無機充填剤は、水銀圧入法で測定した比表面積が８０〜３００ｍ^２／ｇの範囲にあるものが好ましく用いられる。この比表面積を８０ｍ^２／ｇ〜３００ｍ^２／ｇとすることにより無機充填剤のゴム成分への分散がよくなり、ゴム組成物の加工性，耐摩耗性が良好となる。補強性、加工性及び耐摩耗性のバランス等の面から、より好ましい比表面積は１００〜２５０ｍ^２／ｇの範囲である。なお、この比表面積（Ｓ_Ｈｇ）の算出法は、細孔を円筒形と仮定し、Ｓ_Ｈｇ（ｍ^２／ｇ）＝２Ｖ／ｒ〔Ｖ＝全細孔容積（ｍ^３／ｇ）、ｒ＝平均細孔半径（ｍ）〕で算出する。
【００２６】
上記無機充填剤の中でも、シリカが好ましく、窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が１８０〜２７０ｍ^２／ｇであるシリカが特に好ましい。シリカのＮ_２ＳＡが１８０ｍ^２／ｇ未満では、タイヤのヒステリシスロス向上による耐チッピング性の改良効果が小さく、２７０ｍ^２／ｇを超えると、ゴム組成物の粘度が上昇して混練時の作業性が著しく悪化してしまう。
【００２７】
上記充填剤の配合量は、特に限定されるものではないが、前記ゴム成分１００質量部に対し５〜１２０質量部であるのが好ましく、３０〜１００質量部であるのが更に好ましく、４０〜１００質量部であるのが最も好ましい。
【００２８】
上記ゴム組成物は、更にシランカップリング剤を含有するのが好ましい。シランカップリング剤を配合することにより、タイヤの耐摩耗性が更に向上し、ｔａｎδが更に低下する。ここで、上記ゴム組成物は、シランカップリング剤を前記無機充填剤に対し１〜２０質量％の割合で含むのが好ましく、３〜１５質量％の割合で含むのが更に好ましい。シランカップリング剤の含有量が、無機充填剤に対し１質量％未満では、シランカップリング剤を配合した効果が充分に発揮されないことがあり、２０質量％を超えると、効果が更に向上せず、コスト増につながる。
【００２９】
上記シランカップリング剤としては、従来公知のシランカップリング剤の中から任意のものを用いることができるが、その中でも、下記式（ＩＶ）で表される化合物の中から選ばれた少なくとも一種を用いるのが好ましい。
Ａ_ｃＢ_３−ｃＳｉ−Ｘ−Ｓ_ｄ−Ｘ−ＳｉＡ_ｃＢ_３−ｃ ・・・ （ＩＶ）
［式中、ＡはＣ_ｅＨ_２ｅ＋１Ｏ（ｅは１〜３の整数）又は塩素原子で；Ｂは炭素数１〜３のアルキル基で；Ｘは炭素数１〜９の飽和または不飽和アルキレン基あるいは炭素数７〜１５のアリーレン基で；ｃは１〜３の整数で；ｄは１以上の整数で分布を有することもある。但し、ｃが１のときは２つのＢは同じであっても異なっていてもよく、ｃが２又は３のときは２つ又は３つのＡは同じであっても異なっていてもよい。］
【００３０】
ここで、上記式（ＩＶ）で表される化合物としては、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−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド，ビス（３−メチルジメ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エチル）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（３−トリメトキシシリルプロピル）ジスルフィド，ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）トリスルフィド等が挙げられ、市販品を用いることができる。これらシランカップリング剤は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３１】
本発明の空気入りタイヤに用いるゴム組成物に添加される同一分子内に前記ゴム成分に対する反応基ａを１個以上と前記無機充填剤に対する吸着基ｂを２個以上有する化合物（Ｚ）において、ゴム成分に対する反応基ａは、二重結合を有する基であって、該二重結合を活性化する基が隣接するものが好ましく、特に非芳香族共役二重結合基又はカルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基及びアミド基から選ばれる１種が隣接した二重結合基であることが好ましい。ここで、隣接とは二重結合の両端又は一方にカルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基及びアミド基から選ばれる１種を有することをいう。
【００３２】
上記化合物（Ｚ）としては、反応基ａがマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸又はソルビン酸から選ばれる不飽和カルボン酸から誘導される基であることが好ましく、中でもマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸から誘導される基、特にはマレイン酸、アクリル酸から誘導される基であることが最も好ましい。吸着基ｂに関しては、カルボキシル基が好ましい。
【００３３】
また、上記化合物（Ｚ）は、更にオキシアルキレン基を有することが好ましい。化合物（Ｚ）がオキシアルキレン基を有する場合、ゴム成分との相溶性が更に向上し、シリカ等の無機充填剤との親和性が更に良好となる。オキシアルキレン基の平均付加モル数は、ゴム成分に対する反応基ａの個数１個当たり、１〜３０モルの範囲であることが好ましく、更には１〜２０モル、特には２〜１５モルの範囲であることが好ましい。
【００３４】
上記化合物（Ｚ）の具体例としては、トリメリット酸、ピロメリット酸、クエン酸等のポリカルボン酸のモノ（（メタ）アクリロイルオキシアルキル）エステル（ここで、（メタ）アクリロイルは、メタクリロイル又はアクリロイルを示す）；マレイン酸モノリンゴ酸エステル等の不飽和カルボン酸とオキシカルボン酸との（ポリ）エステル；エチレングリコール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール等のジオールとマレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸との両末端にカルボキシル基を有するエステル；Ｎ−（２−カルボキシエチル）マレアミド酸等のＮ−（カルボキシアルキル）マレアミド酸；下記式（Ｉ）又は（ＩＩ）で表される化合物が挙げられる。
【００３５】
【化５】

【００３６】
式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３は、これらのうち一つが式−（Ｒ^４Ｏ）_ｎ−ＣＯ−ＣＲ^５＝ＣＲ^６−Ｒ^７で表される基であり、他は水素原子である。ここでＲ^４は炭素数２〜４のアルキレン基、好ましくはエチレン基又はプロピレン基である。またＲ^５、Ｒ^６及びＲ^７は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であって、好ましくはＲ^５が水素原子又はメチル基、Ｒ^６及びＲ^７が水素原子である。ｎはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す１〜３０の数であり、好ましくは１〜２０、更には好ましくは２〜１５の数である。
【００３７】
【化６】

【００３８】
式中、Ｒ^８は、式−Ｒ^９Ｏ−で示される基、式−（Ｒ^１０Ｏ）_ｓ−で示される基、式−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２Ｏ−で示される基又は式−（Ｒ^１１Ｏ−ＣＯＲ^１２−ＣＯＯ−）_ｔＲ^１１Ｏ−で示される基である。ここでＲ^９は炭素数２〜３６のアルキレン基，アルケニレン基又は２価の芳香族炭化水素基であって、好ましくは炭素数２〜１８のアルキレン基又はフェニレン基、さらに好ましくは炭素数４〜１２のアルキレン基である。またＲ^１０は炭素数２〜４のアルキレン基、好ましくはエチレン基又はプロピレン基であり、ｓはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す１〜６０の数であり、好ましくは２〜４０、更に好ましくは４〜３０の数である。Ｒ^１１は炭素数２〜１８のアルキレン基、アルケニレン基、２価の芳香族炭化水素基又は−（Ｒ^１３Ｏ）_ｕＲ^１３−で示される基である（ここで、Ｒ^１３は炭素数２〜４のアルキレン基で；ｕはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す１〜３０の数であり、好ましくは１〜２０、さらに好ましくは２〜１５の数である）。Ｒ^１２は炭素数２〜１８のアルキレン基、アルケニレン基又は２価の芳香族炭化水素基であって、好ましくは炭素数２〜１２のアルキレン基又はフェニレン基、さらに好ましくは炭素数２〜８のアルキレン基である。ｔは平均値で１〜３０、好ましくは１〜２０、さらに好ましくは１〜１５の数である。
【００３９】
これらの化合物の中では、多塩基酸の部分エステルが好ましく、式（Ｉ）又は（ＩＩ）で表される化合物が更に好ましい。式（Ｉ）で表される化合物の具体例としては、トリメリット酸モノ（２−（メタ）アクリロイルオキシエチル）エステル、トリメリット酸モノ［２−（２−（メタ）アクリロイルオキシエトキシ）エチル］エステル、トリメリット酸モノ（ω−（メタ）アクリロイルオキシポリオキシエチレン（１０））エステル等のトリメリット酸モノ（ω−（メタ）アクリロイルオキシＰＯＡ（ｎ））エステル（ここで（メタ）アクリロイルはメタクリロイル又はアクリロイルを示し、ＰＯＡ（ｎ）はオキシエチレン又はオキシプロピレンが平均して１〜３０モル付加したポリオキシエチレン（以下「ＰＯＥ」と略記することがある）又はポリオキシプロピレン（以下「ＰＯＰ」と略記することがある）を示す。）が挙げられる。
【００４０】
式（ＩＩ）で表される化合物の具体例としては、グリセリンジマレエート、１，４−ブタンジオールジマレエート、１，６−ヘキサンジオールジマレエート等のアルキレンジオールのジマレエート；１，６−ヘキサンジオールジフマレート等のアルキレンジオールのジフマレート；ＰＥＧ２００ジマレエート，ＰＥＧ６００ジマレエート等のポリオキシアルキレングリコールのジマレエート（ここでＰＥＧ２００、ＰＥＧ６００とは、それぞれ平均分子量２００又は６００のポリエチレングリコールを示す）；両末端にカルボキシル基を有するポリブチレンマレエート、両末端にカルボキシル基を有するポリ（ＰＥＧ２００）マレエート等の両末端カルボン酸型ポリアルキレングリコール／マレイン酸ポリエステル；両末端にカルボキシル基を有するポリブチレンアジペートマレエート、ＰＥＧ６００ジフマレート等のポリオキシアルキレングリコールのジフマレート；両末端にカルボキシル基を有するポリブチレンフマレート、両末端にカルボキシル基を有するポリ（ＰＥＧ２００）フマレート等の両末端カルボン酸型ポリアルキレングリコール／フマル酸ポリエステル等が挙げられる。
【００４１】
上記化合物（Ｚ）は、分子量２５０以上であることが好ましく、更には２５０〜５０００の範囲であること、特には２５０〜３０００の範囲であることが好ましい。この範囲であると引火点が高く、安全上望ましいばかりでなく、発煙が少なく作業環境上も好ましい。尚、上記化合物（Ｚ）は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４２】
上記化合物（Ｚ）の配合量は、前記ゴム成分１００質量部に対して０．５〜２０質量部であり、好ましくは０．５〜１０質量部、より好ましくは１〜５質量部である。化合物（Ｚ）の配合量が０．５質量部未満では、タイヤの弾性率を向上させる効果が小さく、耐摩耗性の向上が不充分であり、２０質量部を超えると、著しく弾性率が向上し、またコスト高となる。
【００４３】
上記ゴム組成物には、上記ゴム成分、充填剤、シランカップリング剤、化合物（Ｚ）の他に、ゴム業界で通常使用される配合剤、例えば、軟化剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤等を目的に応じて適宜配合することができる。これら配合剤は、市販品を好適に使用することができる。なお、上記ゴム組成物は、ゴム成分に、無機充填剤及び化合物（Ｚ）と共に、必要に応じて適宜選択した各種配合剤とを配合して、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。
【００４４】
本発明の空気入りタイヤは、上述のように湿潤路での操縦安定性（ウェット操縦安定性）及び低燃費性を維持しつつ、乾燥路での操縦安定性（ドライ操縦安定性）及び耐摩耗性が改善されたゴム組成物をタイヤ部材に適用してなるため、小型乗用車又は小型商用車用タイヤとして好適である。なお、本発明のタイヤは、従来より公知の構造で、特に限定はなく、通常の方法で製造できる。また、本発明の空気入りタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
【００４５】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、 本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００４６】
表１に示す配合処方のゴム組成物を調製し、該ゴム組成物をトレッドに用い、通常の加硫条件で加硫して、サイズ１９５／６０Ｒ１５の乗用車用タイヤ（内圧１９６ｋＰａ）を試作し、下記に示す方法でドライ操縦安定性、ウェット操縦安定性、低燃費性及び耐摩耗性を評価した。結果を表１及び表２に示す。
【００４７】
（１）ドライ操縦安定性
乾燥した路面のテストコースにて実車走行を行い、駆動性、制動性、ハンドル応答性、操縦時の制御性を総合評価し、比較例１を１００として操縦安定性を指数表示した。通常、テストコースを５週した時の平均レベルを評点とする。指数値が大きい程、操縦安定性が良好であることを示す。
【００４８】
（２）ウェット操縦安定性
散水して湿潤路面としたテストコースにて、上記ドライ操縦安定性の評価方法と同様にしてウェット操縦安定性を評価した。
【００４９】
（３）低燃費性
外径１７０７．８ｍｍ、幅３５０ｍｍのスチール平滑面を有する回転ドラムを使用し、内圧１９６ｋＰａ、荷重４００ｋｇの作用下で１８０ｋｍ／ｈの速度から惰行性により速度８０ｋｍ／ｈ時の抵抗値を測定し、下記の式に従い比較例１を１００として低燃費性を指数表示した。
指数値が大きい程、低燃費性に優れていることを示す。
低燃費性（指数）＝比較例１の抵抗値／各測定抵抗値×１００
【００５０】
（４）耐摩耗性
前記空気入りタイヤのトレッドのゴムを切り出して試験片とし、ランボーン摩耗試験機［岩本製作所（株）製］を用いて、温度２５℃、スリップ率２０％の条件で各試験片の摩耗損失量をそれぞれ測定し、下記の式に従い比較例１を１００として耐摩耗性を指数表示した。指数値が大きい程、耐摩耗性が良好であることを示す。
耐摩耗性（指数）＝比較例１の摩耗損失量／各試験片の摩耗損失量×１００
【００５１】
【表１】

【表２】

【００５２】
＊１ ＪＳＲ製， ＳＢＲ＃１７２１， ［結合スチレン量＝４０％， ゴム成分１００質量部に対し３７．５質量部のアロマ系オイルで油展］．
＊２ ＪＳＲ製， ＳＢＲ＃１７１２， ［結合スチレン量＝２３．５％， ゴム成分１００質量部に対し３７．５質量部のアロマ系オイルで油展］．
＊３ ＪＳＲ製， ＢＲ０１．
＊４ 昭和キャボット製， ショウブラックＮ２３４， Ｎ_２ＳＡ＝１２３ｍ^２／ｇ．
＊５ 日本シリカ工業製， ニップシールＡＱ， Ｎ_２ＳＡ＝２１２ｍ^２／ｇ．
＊６ 昭和電工製， ハイジライトＨ４３Ｍ， Ｎ_２ＳＡ＝６．７ｍ^２／ｇ．
＊７ Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン， 大内新興化学（株）製， ノクラック６Ｃ．
＊８ Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド， 大内新興化学工業（株）製， ノクセラーＣＺ．
＊９ １，３−ジフェニルグアニジン， 大内新興化学工業（株）製， ノクセラーＤ−Ｐ．
＊１０ ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド， デグッサ製， Ｓｉ６９．
＊１１ ポリＰＥＧ２００マレートポリエステル， ［式（ＩＩ）において、Ｒ^８が−（Ｒ^１１Ｏ−ＣＯＲ^１２−ＣＯＯ−）_ｔＲ^１１Ｏ−で示される基であり； Ｒ^１１が−（Ｒ^１３Ｏ）_ｕＲ^１３−（Ｒ^１３がエチレン基， ｕ＝３．５）で； Ｒ^１２が−ＣＨ＝ＣＨ−で； ｔ＝４の化合物］．
＊１２ トリメリット酸モノアクリレート， ［式（Ｉ）において、Ｒ^１及びＲ^２がＨで； Ｒ^３が−（Ｃ_２Ｈ_４Ｏ）_１０−Ｃ０−ＣＨ＝ＣＨ_２（即ち、Ｒ^４がＣ_２Ｈ_４で， Ｒ^５，Ｒ^６及びＲ^７がＨ）の化合物］．
＊１３ ポリブタンジオールマレートポリエステル， ［式（ＩＩ）において、Ｒ^８が−（Ｒ^１１Ｏ−ＣＯＲ^１２−ＣＯＯ−）_ｔＲ^１１Ｏ−で示される基であり； Ｒ^１１がブチレン基で、Ｒ^１２が−ＣＨ＝ＣＨ−で； ｔ＝４の化合物］．
【００５３】
表１から、比較例１に比べて無機充填剤を増量したゴム組成物をトレッドに用いた比較例２〜８のタイヤは、ドライ操縦安定性が低下することが分かる。一方、比較例１に比べて無機充填剤を増量しつつ、化合物（Ｚ）を添加したゴム組成物をトレッドに用いた実施例のタイヤは、比較例１に比べてドライ操縦安定性、ウェット操縦安定性、低燃費性及び耐摩耗性の総てが向上していた。
【００５４】
但し、比較例６のタイヤは、無機充填剤を増量しつつ、化合物（Ｚ）を添加したゴム組成物をトレッドに適用しているものの、本発明で規定する結合スチレン量のスチレン・ブタジエン共重合体ゴムを含まないため、ドライ操縦安定性及びウェット操縦安定性が低下していた。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、同一分子内にゴム成分に対する反応基ａを１個以上有し且つ無機充填剤に対する吸着基ｂを２個以上有する化合物（Ｚ）を配合してなり、充填剤中の無機充填剤の割合が３０質量％以上で、ゴム成分中の特定のスチレン・ブタジエン共重合体ゴムの割合が３０〜１００質量％であるゴム組成物をタイヤ部材、特にトレッドに適用することにより、ウェット操縦安定性及び低燃費性を維持しつつ、ドライ操縦安定性及び耐摩耗性が改善された空気入りタイヤを提供することができる。

Claims (15)

1. 天然ゴム及びジエン系合成ゴムのうち少なくとも１種からなるゴム成分に、少なくとも無機充填剤を含む充填剤と、同一分子内に前記ゴム成分に対する反応基ａを１個以上有し且つ前記無機充填剤に対する吸着基ｂを２個以上有する化合物（Ｚ）とを配合してなり、前記充填剤の３０質量％以上が前記無機充填剤であって、前記ゴム成分が３５〜５０％の結合スチレン量のスチレン・ブタジエン共重合体ゴムを３０〜１００質量％含むことを特徴とするゴム組成物をタイヤ部材に用いた空気入りタイヤ。
2. 前記ゴム組成物中のゴム成分の平均結合スチレン量が２６．５％以上である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記空気入りタイヤが小型乗用車又は小型商用車用タイヤであることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記反応基ａが、非芳香族共役二重結合基又はカルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基及びアミド基から選ばれる１種が隣接した二重結合基であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記反応基ａが、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸及びソルビン酸から選ばれる不飽和カルボン酸から誘導される基であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記吸着基ｂがカルボキシル基であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記化合物（Ｚ）が、更にオキシアルキレン基を有することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の空気入りタイヤ。
8. 前記化合物（Ｚ）が多塩基酸の部分エステルであることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の空気入りタイヤ。
9. 前記化合物（Ｚ）が、下記式（Ｉ）及び（ＩＩ）の何れかで表される化合物であることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の空気入りタイヤ。
   

   

   ［式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３はこれらのうち一つが式−（Ｒ^４Ｏ）_ｎ−ＣＯ−ＣＲ^５＝ＣＲ^６−Ｒ^７で表される基であり（ここで、Ｒ^４は炭素数２〜４のアルキレン基で；Ｒ^５、Ｒ^６及びＲ^７はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基で；ｎはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す１〜３０の数である）、他は水素原子である。］
   

   

   ［式中、Ｒ^８は、式−Ｒ^９Ｏ−で示される基、式−（Ｒ^１０Ｏ）_ｓ−で示される基、式−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２Ｏ−で示される基又は式−（Ｒ^１１Ｏ−ＣＯＲ^１２−ＣＯＯ−）_ｔＲ^１１Ｏ−で示される基である。ここで、Ｒ^９は炭素数２〜３６のアルキレン基，アルケニレン基又は２価の芳香族炭化水素基で；Ｒ^１０は炭素数２〜４のアルキレン基で；ｓはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す１〜６０の数で；Ｒ^１１は炭素数２〜１８のアルキレン基，アルケニレン基，２価の芳香族炭化水素基又は−（Ｒ^１３Ｏ）_ｕＲ^１３−で示される基で（ここで、Ｒ^１３は炭素数２〜４のアルキレン基で；ｕはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す１〜３０の数である）；Ｒ^１２は炭素数２〜１８のアルキレン基，アルケニレン基又は２価の芳香族炭化水素基で；ｔは平均値で１〜３０の数である。］
10. 前記無機充填剤がシリカであることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
11. 前記シリカは、窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が１８０〜２７０ｍ^２／ｇであることを特徴とする請求項１０に記載の空気入りタイヤ。
12. 前記無機充填剤が下記式（ＩＩＩ）で表される無機化合物であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
    ｗＭ・ｘＳｉＯ_ｙ・ｚＨ_２Ｏ ・・・ （ＩＩＩ）
    （式中、Ｍは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、またはこれらの金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり；ｗ、ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ１〜５の整数、０〜１０の整数、２〜５の整数、及び０〜１０の整数である。）
13. 前記無機充填剤に対して、更にシランカップリング剤を１〜２０質量％の割合で含むことを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載の空気入りタイヤ。
14. 前記シランカップリング剤が下記式（ＩＶ）で表される化合物であることを特徴とする請求項１３に記載の空気入りタイヤ。
    Ａ_ｃＢ_３−ｃＳｉ−Ｘ−Ｓ_ｄ−Ｘ−ＳｉＡ_ｃＢ_３−ｃ ・・・ （ＩＶ）
    ［式中、ＡはＣ_ｅＨ_２ｅ＋１Ｏ（ｅは１〜３の整数）又は塩素原子で；Ｂは炭素数１〜３のアルキル基で；Ｘは炭素数１〜９の飽和または不飽和アルキレン基あるいは炭素数７〜１５のアリーレン基で；ｃは１〜３の整数で；ｄは１以上の整数で分布を有することもある。但し、ｃが１のときは２つのＢは同じであっても異なっていてもよく、ｃが２又は３のときは２つ又は３つのＡは同じであっても異なっていてもよい。］
15. 前記タイヤ部材がトレッドであることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。