JP2006348149A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 ポリノルボルネンゴムを配合することで、６０〜１００℃のｔａｎδを高くすることなく、２０℃付近のｔａｎδのみを上げることができ、耐ブロー性や耐熱ダレ性を犠牲にすることなく、ドライグリップ性能を向上させる。
【解決手段】 ＳＢＲ，ＩＲ，ＮＲ，ＢＲ，ＮＢＲ及びＩＩＲから選ばれ、かつガラス転移温度Ｔｇが−３０℃〜０℃のＳＢＲを５０重量％以上含むジエン系ゴム成分９０〜６０重量部と、ポリノルボルネンゴム１０〜４０重量部との合計ゴム成分１００重量部に対し、窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が１００〜３４９ｍ²／ｇで、ＤＢＰ吸油量が１００〜１４０cm³／１００ｇのカーボンブラック７０〜１５０重量部を配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
【選択図】 図１

Description

本発明はタイヤトレッド用ゴム組成物に関し、更に詳しくは高いグリップ性能、耐熱ダレ性及び耐ブロー性に優れた、特にレーシングタイヤ用のトレッドとして好適なタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。

レース用タイヤにおいてはドライグリップを向上させるために、ヒステリシスロスを大きくすることが求められている。そのために２０℃付近のｔａｎδを向上させることが試みられており、一般にはガラス転移温度Ｔｇがより高いスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）を用いたり、補強剤、軟化剤をより高充填にする方法がとられている。しかしながら、この方法では６０〜１００℃のｔａｎδも高くなるために、ゴム組成物の発熱性が高くなり、結果としてグリップは向上するが耐ブロー性や耐熱ダレ性が低下してしまうという問題がある。

特許文献１には、Ｔｇが−４０℃以上のスチレン−ブタジエン共重合体ゴム６０〜９０phr（ゴム１００重量部当りの重量部）とノルボルネン系重合体１０〜４０phrとのブレンドゴムを使用し、これにＮ₂ＳＡが少なくとも３５０ｍ²／ｇであるカーボンブラックと伸展油を配合したタイヤトレッド用ゴム組成物が提案されている。特許文献２にはＴｇの平均値が−６０℃〜−３０℃であるジエン系ゴム９５〜６０phrとポリノルボルネンゴム５〜４０phrのブレンドゴム並びにＮ₂ＳＡが８５〜２００ｍ²／ｇのカーボンブラック及び湿式シリカを含んでなり、カーボンブラックと湿式シリカの合計配合量が６０〜９０phrで湿式シリカの配合量が１０〜４０phrであるタイヤトレッド用ゴム組成物が提案されている。特許文献３にはゴム、ノルボルネン系重合体及び流動点が−３０℃以上の軟化剤を含んでなるゴム組成物が提案されている。更に特許文献４にはジエン系ゴム１００phrに対し、カーボンブラック９０phr以上、オイル５０phr以上及びポリノルボルネンゴム８〜２０phrを配合して、グリーン強度が改良されたゴム組成物が提案されている。

特開平２−１４２８３８号公報 特開２０００−２６５００４号公報 特開平１０−８１７８９号公報 特開平７−９７４８５号公報

前記したような従来技術の現状に鑑み、本発明は、更に、６０〜１００℃のｔａｎδを高くすることなく、２０℃付近のｔａｎδのみを高くすることによって、耐ブロー性や耐熱ダレ性を犠牲にすることなく、ドライグリップ性能を向上させることができるゴム組成物を提供することを目的とする。

本発明に従えば、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）及びブチルゴム（ＩＩＲ）から選ばれ、かつガラス転移温度Ｔｇが−３０℃〜０℃のＳＢＲを５０重量％以上含むジエン系ゴム成分９０〜６０重量部と、ポリノルボルネンゴム１０〜４０重量部との合計ゴム成分１００重量部に対し、窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が１００〜３４９ｍ²／ｇで、ＤＢＰ吸油量が１００〜１４０cm³／１００ｇのカーボンブラック７０〜１５０重量部を配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。

本発明によれば、特定のジエン系ゴムに、ポリノルボルネンゴムを配合することにより、６０〜１００℃のｔａｎδを上げることなく、２０℃付近のｔａｎδを高くすることができ、耐ブロー性や耐熱ダレ性を低下させることなく、高いドライグリップ性能のタイヤトレッド用ゴム組成物を得ることができる。

本発明者らは、前記課題を解決すべく研究を進めた結果、ドライグリップ性能を向上させてヒステリシスロスを大きくすることが求められている特にレース用タイヤにおいて、２０℃付近のｔａｎδを高くすべく、Ｔｇが−３０℃〜０℃のＳＢＲを５０重量％以上、好ましくは７０重量％以上含むジエン系ゴムに、ポリノルボルネンゴムを配合することによって、６０〜１００℃のｔａｎδを高くすることなく、２０℃付近のｔａｎδのみを高くすることができ、耐ブロー性や耐熱ダレ性を犠牲にすることなく、ドライグリップ性能を向上させることができることを見出した。

本発明のゴム組成物に配合されるジエン系ゴムは、ＳＢＲ，ＩＲ，ＮＲ，ＢＲ，ＮＢＲ及びＩＩＲから選ばれる単独又は２種以上のブレンドで、かつガラス転移温度Ｔｇ（示差走査熱量計にて測定）が−３０℃〜０℃、好ましくは−２５℃〜−５℃のＳＢＲを５０重量％以上含むジエン系ゴムで、これを９０〜６０重量部、好ましくは８５〜６５重量部含む。このＳＢＲの配合量が少ないと、ゴム組成物のＴｇが低くなり、ｔａｎδ（２０℃）が低くなるので好ましくない。また、使用するＳＢＲのＴｇが低過ぎると、ｔａｎδ（２０℃）が低くなり、グリップ性能が劣るので好ましくなく、逆に高過ぎると温度依存性が大きくなるので好ましくない。

本発明のゴム組成物には、ポリノルボルネンゴムを１０〜４０重量部、好ましくは１５〜３５重量部配合する。この配合量が少ないとｔａｎδ（２０℃）の上がり幅が小さいので好ましくなく、逆に多いと温度依存性が高くなるので好ましくない。本発明において使用するポリノルボルネンゴムは公知のゴムで市販されており、例えばエチレンとシクロペンタジエンとのディールス・アルダー反応により合成したノルボルネンを開環重合させた高分子量（例えば分子量８００万以上）のポリマーで、例えば日本ゼオン（株）よりポリノルホルネンゴムとして市販のノーソレックス（Ｎｏｒｓｏｒｅｘ）などを用いることができる。

本発明のゴム組成物には、窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）は島津製作所製２３００型自動比表面積測定装置にて測定（ＪＩＳ Ｋ６２１７−２）した値が１００〜３４９ｍ²／ｇ、好ましくは１００〜３００ｍ²／ｇで、ＤＢＰ吸油量（Ｃ．Ｗ．ＢＲＡＢＥＮＤＥＲ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＩＮＣ．製アブソープトメーター（ＪＩＳ Ｋ６２１７−４）にて測定）が１００〜１４０cm³／１００ｇ、好ましくは１１０〜１３０cm³／１００ｇのカーボンブラックを７０〜１５０重量部、好ましくは９０〜１３０重量部配合する。本発明のゴム組成物中のカーボンブラックの配合量が少な過ぎると充分なグリップ性能が得られないので好ましくなく、逆に多過ぎると発熱性が高くなり、耐ブロー性や、耐熱ダレ性が悪化するので好ましくない。

本発明の好ましい態様に従ったゴム組成物は、ゴム組成物のｔａｎδのピーク温度（ｔａｎδピークが２つの場合には高温側のｔａｎδピーク温度）（即ちノルボルネンゴム由来のｔａｎδピーク）は、２０℃近辺のｔａｎδを上げるという観点から、５〜３０℃の範囲であるのが好ましく、１５〜２５℃の範囲にあることが更に好ましい。なお、このポリノルボルネンゴム由来のピーク温度は、例えばオイルや粘着性付与樹脂の配合量によって制御調整することができる。

本発明のゴム組成物は、好ましくは軟化点が８０〜１６０℃、更に好ましくは８０〜１４０℃の粘着性付与樹脂を１０〜７０重量部配合するのが、一層高いグリップ性能を得るために好ましい。かかる粘着性付与樹脂としては、例えばテルペン系樹脂、ロジン系樹脂、石油系樹脂、石炭系樹脂などをあげることができる。

本発明のゴム組成物は動的弾性率Ｅ’の比、Ｅ’（２０℃）／Ｅ’（１００℃）が８．０を超えると、温度依存性が高く、低温でのグリップが犠牲になるので好ましくない。

本発明に係るゴム組成物には、前記した成分に加えて、シリカなどのその他の補強剤（フィラー）、加硫剤、加硫促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用、その他のゴム組成物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、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は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。また本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は従来と同様の方法でタイヤ製造に使用することができる。

以下、実施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いうまでもない。

実施例１〜５及び比較例１〜３
サンプルの調製
表Ｉに示す配合において、加硫促進剤と硫黄を除く成分を１．８リットルの密閉型ミキサーで約５分間混練し、１６０℃に達したときに放出してマスターバッチを得た。このマスターバッチに加硫促進剤と硫黄をオープンロールで混練し、ゴム組成物を得た。

次に得られたゴム組成物を１５×１５×０．２cmの金型中で１５０℃で３０分間加硫して加硫ゴムシートを調製し、以下に示す試験法で加硫ゴムの物性を測定した。結果は表Ｉに示す。図１に比較例１並びに実施例１及び３のｔａｎδ曲線を示す。

ゴム物性評価試験法
ｔａｎδ（２０℃，６０℃，１００℃）：東洋精機製作所（株）製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪１０％、振幅±２％、周波数２０Hz、各雰囲気温度（２０，６０，１００℃）で測定した。
ｔａｎδピーク温度：東洋精機製作所（株）製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪１０％、振幅±０．５％、周波数２０Hz、−３０℃〜１００℃で測定した。
Ｅ’（２０℃，１００℃）：東洋精機製作所（株）製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪１０％、振幅±２％、周波数２０Hz、各雰囲気温度（２０，１００℃）で測定した。

表Ｉ脚注
＊１：日本ゼオン製ＳＢＲ（Ｔｇ＝−２０℃）（アロマオイル５０重量部油展）
＊２：日本ゼオン製ポリノルボルネンゴム（アロマオイル１５０重量部油展）（表中、カッコ内はゴム分を示す）
＊３：東海カーボン製（Ｎ₂ＳＡ１４２ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量１１５cm³／１００ｇ）
＊４：ヤスハラケミカル製ＹＳレジンＴＯ１２５（軟化点１２５℃）
＊５：住友化学（株）製
＊６：正同化学工業（株）製
＊７：日本油脂（株）製
＊８：三新化学工業（株）製
＊９：大内新興化学工業（株）製
＊１０：鶴見化学工業（株）製

以上の通り、本発明によれば、Ｔｇが−３０℃〜０℃のＳＢＲを５０重量部以上含むジエン系ゴムにポリノルボルネンゴムを配合することにより、６０〜１００℃のｔａｎδを高くすることなく、２０℃付近のｔａｎδを高くすることができ、耐ブロー性や耐熱ダレ性を損なうことなく、高いドライグリップ性能のタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することができ、この組成物は特にレーシングタイヤ用として有用である。

比較例１並びに実施例１及び３の測定ｔａｎδ曲線を示す（但し、比較例１のｔａｎδ（２０℃）を１００として各ｔａｎδの値をプロットした曲線を示す）。

Claims (3)

1. スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）及びブチルゴム（ＩＩＲ）から選ばれ、かつガラス転移温度Ｔｇが−３０℃〜０℃のＳＢＲを５０重量％以上含むジエン系ゴム成分９０〜６０重量部と、ポリノルボルネンゴム１０〜４０重量部との合計ゴム成分１００重量部に対し、窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が１００〜３４９ｍ²／ｇで、ＤＢＰ吸油量が１００〜１４０cm³／１００ｇのカーボンブラック７０〜１５０重量部を配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
2. 更に軟化点８０〜１６０℃の粘着性付与樹脂を、ゴム成分１００重量部に対し、１０〜７０重量部含む請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
3. 前記ゴム組成物のｔａｎδピーク温度又はｔａｎδピークが２つの場合には高温側のｔａｎδピーク温度（ノルボルネンゴム由来のｔａｎδピーク）が５〜３０℃の範囲にある請求項１又は２に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。

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