JP2021085035A - タイヤトレッド用ゴム組成物及びそれを用いて製造したタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】シリカの分散及びゴムとの相互作用を最大化することで、耐摩耗性、低燃費性及びウェット路面での制動性能にいずれも優れているタイヤトレッド用ゴム組成物を提供する。【解決手段】ガラス転移温度（Ｔｇ）の低い第１の溶液重合スチレンブタジエンゴム及びガラス転移温度（Ｔｇ）の高い第２の溶液重合スチレンブタジエンゴムを含む原料ゴムと、補強性充填剤と、シランカップリング剤と、官能化された液状高分子と、また、高いガラス転移温度の第１のレジン及び低いガラス転移温度の第２のレジンとを含む。【選択図】なし

Description

本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物及びそれを用いて製造したタイヤに関し、より詳しくは、シリカの分散及びゴムとの相互作用を最大化することで、耐摩耗性、低燃費性及びウェット路面での制動性能に同時に優れているタイヤトレッド用ゴム組成物及びそれを用いて製造したタイヤに関する。
近年、環境問題が叫ばれ続けている中で、電気自動車へのシフトが急速に進んでいる。電気自動車へのシフトが進むにつれ、何よりも航続距離に大きく関わる低燃費性能だけでなく、従来の車両に比べて重い電気自動車の重量、回生制動及び高い初期トルクは、タイヤの摩耗を促進させて電気自動車タイヤにおける耐摩耗性の向上が大きく求められている。
また、タイヤラベリング制度が強化されるにつれ、ウェット路面での制動性能と低燃費性能の重要性は日増しに高まっている。
また、このようなタイヤの耐摩耗性、制動性及び低燃費性を同時に兼ね備えたタイヤ技術は、とりわけ材料分野において開発が盛んに行われている。
前記のようにタイヤの耐摩耗性、制動性及び低燃費性のトレードオフ（ｔｒａｄｅ−ｏｆｆ）なしに、シリカを充填剤として使用しながら、トレッドゴム組成物を製造するためには、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）及びブタジエンゴム（ＢＲ）といった原料ゴムをどのような比率で組み合わせるかと、シリカを前記原料ゴムに最大限にうまく分散できるよう、添加物をどのような組成と比率で構成するべきかが最も重要である。
本発明の目的は、シリカの分散及びゴムとの相互作用を最大化することで、耐摩耗性、低燃費性及びウェット路面での制動性能にいずれも優れているタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することにある。
本発明の別の目的は、タイヤトレッド用ゴム組成物を用いて製造したタイヤを提供することにある。
本発明の一実施例によると、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−７０〜−４５℃である第１の溶液重合スチレンブタジエンゴム３０重量部〜６０重量部及びガラス転移温度（Ｔｇ）が−５０〜−２０℃である第２の溶液重合スチレンブタジエンゴム２０重量部〜５０重量部を含む原料ゴム１００重量部と、補強性充填剤８０重量部〜１１０重量部と、シランカップリング剤６重量部〜１２重量部と、官能化された液状高分子（Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ）５重量部〜２０重量部と、またガラス転移温度が２０〜９０℃である第１のレジン５重量部〜３０重量部、及びガラス転移温度が−２５℃〜−１０℃である第２のレジン５重量部〜２０重量部とを含むタイヤトレッド用ゴム組成物を提供する。
前記第１の溶液重合スチレンブタジエンゴムは、スチレン含有量が５重量％〜３０重量％であり、ビニル含有量が１０重量％〜３５重量％であり、分子量分布（Ｐｏｌｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｔｙ Ｉｎｄｅｘ、ＰＤＩ）が２〜５であり、両末端がアミン（Ａｍｉｎｅ）系又はアミノシラン（Ａｍｉｎｏ Ｓｉｌａｎｅ）系に変性され、ゴム成分１００重量部に対するオイルの含有量が０重量部〜３５重量部であってもよい。
前記第２の溶液重合スチレンブタジエンゴムは、スチレン含有量が１５重量％〜４０重量％であり、ビニル含有量が２０重量％〜５０重量％であり、末端がアミノシラン（Ａｍｉｎｏ Ｓｉｌａｎｅ）系に変性され、ゴム成分１００重量部に対するオイルの含有量が０重量部超過〜３７．５重量部以下であってもよい。
前記原料ゴムはオイルを含み、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−６０〜−４０℃であり、スチレン含有量が２３重量％〜２７重量％であり、ビニル含有量が１８重量％〜２２重量％であり、末端がアミノシラン（Ａｍｉｎｏ Ｓｉｌａｎｅ）系に変性された第３の溶液重合スチレンブタジエンゴム２０重量部〜５０重量部、又はガラス転移温度（Ｔｇ）が−１２０℃〜−１０５℃であるブタジエンゴム２０重量部〜５０重量部をさらに含むことができる。
前記補強性充填剤は、窒素吸着比表面積が１５０ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇであり、ＣＴＡＢ吸着比表面積が１４０ｍ２／ｇ〜２８０ｍ２／ｇであり、水素イオン濃度指数（ｐＨ）が５〜８であるシリカであってもよい。
シランカップリング剤は、ＴＥＳＰＴ（Ｂｉｓ−（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌｐｒｏｐｙｌ）ｔｅｔｒａｓｕｌｆｉｄｅ）であってもよい。
前記官能化された液状高分子は、数平均分子量（Ｎｕｍｂｅｒ Ａｖｅｒａｇｅ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ、Ｍｎ）が２，０００ｇ／ｍｏｌ〜１５，０００ｇ／ｍｏｌであり、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−５０〜−２５℃であり、末端がシラン（Ｓｉｌａｎｅ）系に変性されたポリブタジエン液状ポリマーであってもよい。

前記タイヤトレッド用ゴム組成物は、軟化点が９０℃〜１３０℃であり、ガラス転移温度が２０℃〜９０℃であり、アリファティック（Ａｌｉｐｈａｔｉｃ）系又はナフテニック（Ｎａｐｈｔｈｅｎｉｃ）系と、アロマティック（Ａｒｏｍａｔｉｃ）系が共重合された第１のレジンと、ガラス転移温度が−２５〜−１０℃であり、アリファティック（Ａｌｉｐｈａｔｉｃ）系又はアロマティック（Ａｒｏｍａｔｉｃ）系が重合された第２のレジンを１：０〜３：１の重量比で含むことができる。
本発明の別の一実施例によると、タイヤトレッド用ゴム組成物を用いて製造されたタイヤを提供する。
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、シリカの分散及びゴムとの相互作用を最大化することで、耐摩耗性、低燃費性及びウェット路面での制動性能にいずれも優れている。
以下、本発明をより詳しく説明する。
本発明の明細書において、原料ゴムは、ゴム組成物が含む全ゴム成分の合計を意味する。また、原料ゴムは、各ゴムが含むこともできるオイルなどの追加成分を除いたものである。例えば、ゴム組成物が天然ゴムと、オイルを含むスチレンブタジエンゴムを含む場合、原料ゴムは、天然ゴムとオイルを除いたスチレンブタジエンゴムだけを意味する。
本発明は、耐摩耗性、低燃費性及びウェット路面での制動性能を同時に兼ね備えたゴム組成物を提供するためのものである。しかし、耐摩耗性、低燃費性能及びウェット路面での制動性能は、いわゆるマジックトライアングル（Ｍａｇｉｃ Ｔｒｉａｎｇｌｅ）と呼ばれ、互いにトレードオフ（Ｔｒａｄｅ−ｏｆｆ）となり、同時に兼ね備えるのは非常に難しい。
これらの問題点を解決するために、本発明は、官能化率の高い様々なガラス転移温度（Ｔｇ）の溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ）を組み合わせて、シリカとの相互作用（Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）を最大化し、シリカの重量部を適正な水準内で最大限に上げると同時に、シリカの分散及び原料ゴムとの相互作用を最大限に引き出すために、添加剤として官能化された液状高分子（Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ）とレジン（Ｒｅｓｉｎ）及び天然オイルを適正な比率で混合して、耐摩耗性、ウェット路面での制動性能及び低燃費性能を同時に向上させたものである。
そこで、本発明の一実施例に係るタイヤトレッド用ゴム組成物は、ガラス転移温度（Ｔｇ）の低い第１の溶液重合スチレンブタジエンゴム及びガラス転移温度（Ｔｇ）の高い第２の溶液重合スチレンブタジエンゴムを含む原料ゴムと、補強性充填剤と、シランカップリング剤と、官能化された液状高分子（Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ）と、また、高いガラス転移温度の第１のレジン及び低いガラス転移温度の第２のレジンとを含む。
前記原料ゴムは、スチレン含有量が５重量％〜３０重量％であり、ビニル含有量が１０重量％〜３５重量％であり、分子量分布が２〜５であり、両末端がアミン（Ａｍｉｎｅ）系又はアミノシラン（Ａｍｉｎｏ Ｓｉｌａｎｅ）系に変性され、ゴム成分１００重量部に対するオイルの含有量が０重量部〜３５重量部であり、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−７０℃〜−４５℃で比較的低いガラス転移温度を有する第１の溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ（１））３０重量部〜６０重量部、及びスチレン含有量が１５重量％〜４０重量％であり、ビニル含有量が２０重量％〜５０重量％であり、アミノシラン（Ａｍｉｎｏ Ｓｉｌａｎｅ）系に末端が変性され、ゴム成分１００重量部に対するオイルの含有量が０重量部超過〜３７．５重量部以下であり、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−５０℃〜−２０℃で高いガラス転移温度を有する第２の溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ（２））２０重量部〜５０重量部を含む。
具体的には、前記原料ゴムは添加されたオイルがなく、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−７０℃〜−５０℃であり、スチレン含有量が５重量％〜３０重量％、好ましくは、１３重量％〜１７重量％であり、ビニル含有量が１０重量％〜３５重量％、好ましくは、２３重量％〜２７重量％であり、分子量分布（Ｐｏｌｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｔｙ Ｉｎｄｅｘ、ＰＤＩ）が２〜５であり、両末端がアミン（Ａｍｉｎｅ）系又はアミノシラン（Ａｍｉｎｏ Ｓｉｌａｎｅ）系に変性された第１の溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ（１））３０重量部〜６０重量部、及びオイルを含み、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−３０℃〜−１０℃であり、スチレン含有量が１５重量％〜４０重量％、好ましくは、３４重量％〜３８重量％であり、ビニル含有量が２０重量％〜５０重量％、好ましくは、３６重量％〜４０重量％であり、末端がアミノシラン（Ａｍｉｎｏ Ｓｉｌａｎｅ）系に変性された第２の溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ（２））２０重量部〜５０重量部を含むことができる。
ガラス転移温度の高いスチレンブタジエンゴムのみを使用する場合、ゴム組成物のガラス転移温度が高くなりすぎて、気温による性能差が大きくなる虞があり、耐摩耗性が低下する虞がある。一方、ガラス転移温度の低いスチレンブタジエンゴムのみを使用する場合、ゴム組成物のガラス転移温度が低くなりすぎて、制動性能が低下する虞がある。
一方、前記原料ゴムはオイルを含み、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−６０℃〜−４０℃であり、スチレン含有量が２３重量％〜２７重量％であり、ビニル含有量が１８重量％〜２２重量％であり、末端がアミノシラン（Ａｍｉｎｏ Ｓｉｌａｎｅ）系に変性された第３の溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ（３））２０重量部〜５０重量部をさらに含むことができる。
また、前記原料ゴムは、第３の溶液重合スチレンブタジエンゴムの代わりに、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−１２０〜−１０５℃であるブタジエンゴムを２０重量部〜５０重量部でさらに含むことができる。
前記第１の溶液重合スチレンブタジエンゴム〜第３の溶液重合スチレンブタジエンゴムは、両末端又は一末端がアミン（Ａｍｉｎｅ）系、アミノシラン（Ａｍｉｎｏ Ｓｉｌａｎｅ）系及びこの両方に変性されることができる。溶液重合スチレンブタジエンゴムを変性させるためのアミン系化合物としては、一次アミン、二次アミン、又は三次アミンを例に挙げることができ、アミノシラン系化合物としては、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルメチルジメトキシシラン、アミノプロピルジメチルメトキシシラン、Ｎ−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−メチルアミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルトリエトキシシラン、ピペリジノプロピルトリメトキシシラン、イミダゾリノプロピルトリメトキシシラン、アミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ピロリジノプロピルトリメトキシシラン、ピペラジノプロピルトリメトキシシラン、モルフォリノプロピルトリメトキシシラン、ピラゾリノプロピルトリメトキシシラン、トリザオリノプロピルトリメトキシシラン又はベンジリデンプロピルアミノトリメトキシシランなどを例に挙げることができる。
前記第２の溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ（２））又は前記第３の溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ（３））は、オイルを含むことができ、ゴム内のオイルの含有量は、ゴム成分１００重量部に対して２５重量部〜５０重量部であってもよい。前記第２の溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ（２））又は前記第３の溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ（３））が、前記オイルを過度に混合する場合、前記ゴム組成物の剛度（Ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）がむしろ低下する虞がある。
ゴム内に添加されるオイルは、石油系オイル、植物油脂、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか一つを使用することができる。
前記石油系オイルとしては、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、芳香族系オイル、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか一つを使用することができる。
しかし、近年、環境意識の高まりとともに、芳香族系オイルに含まれた多環芳香族炭化水素（Ｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃ Ａｒｏｍａｔｉｃ Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ、以下「ＰＡＨｓ」という）の含有量が３重量％以上である場合、がんを引き起こす可能性が高いとされ、ＴＤＡＥ（ｔｒｅａｔｅｄ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｅ ａｒｏｍａｔｉｃ ｅｘｔｒａｃｔ）オイル、ＭＥＳ（ｍｉｌｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｓｏｌｖａｔｅ）オイル、ＲＡＥ（ｒｅｓｉｄｕａｌ ａｒｏｍａｔｉｃ ｅｘｔｒａｃｔ）オイル、又は重質ナフテン性オイルを好ましく使用することができる。
前記植物油脂としては、ひまし油（ｃａｓｔｏｒ ｏｉｌ）、綿実油（ｃｏｔｔｏｎｓｅｅｄ ｏｉｌ）、亜麻仁油（ｆｌａｘｓｅｅｄ ｏｉｌ）、キャノーラ油（ｃａｎｏｌａ ｏｉｌ）、大豆油（ｓｏｙｂｅａｎ ｏｉｌ）、パーム油（ｐａｌｍ ｏｉｌ）、ヤシ油（ｃｏｃｏｎｕｔ ｏｉｌ）、落花生油（ｐｅａｎｕｔ ｏｉｌ）、パイン油（ｐｉｎｅ ｏｉｌ）、松脂（ｒｏｓｉｎ）、トール油（ｔａｌｌ ｏｉｌ）、コーン油（ｃｏｒｎ ｏｉｌ）、米ぬか油（ｒｉｃｅ ｏｉｌ）、紅花油（ｓａｆｆｌｏｗｅｒ ｏｉｌ）、ごま油（ｓｅｓａｍｅ ｏｉｌ）、オリーブ油（ｏｌｉｖｅ ｏｉｌ）、ひまわり油（ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ ｏｉｌ）、パーム核油（ｐａｌｍ ｋｅｒｎｅｌｓ ｏｉｌ）、椿油（ｃａｍｅｌｌｉａ ｏｉｌ）、ホホバ油（ｊｏｊｏｂａ ｏｉｌ）、マカダミアナッツ油（ｍａｃａｄａｍｉａ ｎｕｔ ｏｉｌ）、桐油（ｔｕｎｇ ｏｉｌ）、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか一つを使用することができる。
前記補強性充填剤としては、窒素吸着比表面積が１５０ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇであり、ＣＴＡＢ吸着比表面積が１４０ｍ２／ｇ〜２８０ｍ２／ｇであり、水素イオン濃度指数（ｐＨ）が５〜８である高分散性シリカを８０重量部〜１１０重量部で使用することができる。
前記シリカの窒素吸着比表面積が１５０ｍ２／ｇ未満であるか、或いはＣＴＡＢ吸着比表面積が１４０ｍ２／ｇ未満であると、配合ゴムの剛性が低下してハンドリングとウェット路面での制動性能が低下する虞があり、窒素吸着比表面積が３００ｍ２／ｇを超過するか、或いはＣＴＡＢ吸着比表面積が２８０ｍ２／ｇを超過すると、分散が相当難しく、過度な剛性向上により諸性能が低下する虞がある。
また、シリカの分散及び原料ゴムとのカップリング（Ｃｏｕｐｌｉｎｇ）反応を誘導するシランカップリング剤を原料ゴム１００重量部に対して６重量部〜１２重量部、具体的には、６．５重量部〜１０重量部で含むことができ、これと同時に官能化された液状高分子（Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ）を原料ゴム１００重量部に対して、５重量部〜２０重量部で含むことができる。
具体的には、シリカの分散及び補強性発現のために使用されるシランカップリング剤として、最も一般的なＴＥＳＰＴ（Ｂｉｓ−（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌｐｒｏｐｙｌ）ｔｅｔｒａｓｕｌｆｉｄｅ）とともに、添加剤として官能化された液状高分子を適用することができるが、液状高分子は、数平均分子量（Ｎｕｍｂｅｒ Ａｖｅｒａｇｅ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ、Ｍｎ）２，０００ｇ／ｍｏｌ〜１５，０００ｇ／ｍｏｌであり、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−５０℃〜−２５℃であってもよい。具体的には、前記液状高分子は、ビニル含有量が５５重量％〜６５重量％であり、ガラス転移温度が−４０℃〜−３０℃である末端がシラン（Ｓｉｌａｎｅ）系に変性されたポリブタジエン液状ポリマーであってもよい。
液状高分子の数平均分子量が１５，０００ｇ／ｍｏｌを超過する場合、加工性が低下する虞があり、ガラス転移温度が−５０℃未満である場合、夏（ｓｕｍｍｅｒ）用ゴム組成物の適切なガラス転移温度を確保するためにレジンを過量使用しなければならない虞があり、官能化によるシリカ分散効果が低下する虞がある。一方、液状高分子のガラス転移温度が−２５℃よりも高い場合、液状高分子の使用量が制限されるため、その効果を得ることが困難になる虞がある。
また、レジンは、軟化点が９０℃〜１３０℃であり、ガラス転移温度が２０℃〜９０℃であり、アリファティック（Ａｌｉｐｈａｔｉｃ）系又はナフテニック（Ｎａｐｈｔｈｅｎｉｃ）系と、アロマティック（Ａｒｏｍａｔｉｃ）系が共重合された、高いガラス転移温度の第１のレジン５重量部〜３０重量部と、ガラス転移温度が−２５〜−１０℃であり、アリファティック（Ａｌｉｐｈａｔｉｃ）系又はアロマティック（Ａｒｏｍａｔｉｃ）系が重合された、低いガラス転移温度の第２のレジン５重量部〜２０重量部を、１〜３：０〜１の重量比で使用することができる。
ガラス転移温度が常温（２０℃）以上である前記第１のレジンは、ゴム組成物内に混合（Ｍｉｘｉｎｇ）される時、軟化点以上で混合されるので、加工性の向上に役立ち、常温（２０℃）及び一般のタイヤ走行時の温度では、硬い（ｈａｒｄ）部分として作用してゴムの剛性向上に役立つようになる。
前記第１のレジンは、ガラス転移温度が２０℃〜９０℃であり、軟化点は９０℃〜１３０℃であってもよく、軟化点が９０℃未満であると、タイヤの走行、制動ハンドリング時のゴム組成物内のレジンが軟化され、ゴム組成物の剛性が低下する虞がある。前記第１のレジンとしては、Ｃ５系、Ｃ９系、水素化ＤＣＰＤ（Ｄｉｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｅ）系、フェノール系、テルペン（Ｔｅｒｐｅｎｅ）系、及びこれらの混合物からなる群から選択されるいずれか一つを例に挙げることができる。
前記第２のレジンは、ガラス転移温度が常温以上である前記第１のレジン対比のゴムの剛性向上に対する効果が少ないが、ゴム組成物のガラス転移温度を調節することができるため、レジンの全含有量を増加させることができ、加工性の向上に役立つ。前記第２のレジンとしては、Ｃ９系液状石油樹脂、アクリル（Ａｃｒｙｌｉｃ）系、スチレンアクリル（Ｓｔｙｒｅｎｅ Ａｃｒｙｌｉｃ）系、及びこれらの混合物からなる群から選択されるいずれか一つを例に挙げることができる。
また、タイヤトレッド用ゴム組成物は、通常の加硫剤である硫黄、加硫活性剤である酸化亜鉛、ステアリン酸、軟化剤としてプロセスオイル、加硫促進剤、及び老化防止剤などをさらに含むことができる。
タイヤトレッド用ゴム組成物は、トレッド（トレッドキャップ及びトレッドベース）に限定されず、タイヤを構成する様々なゴム構成要素に含まれてもよい。ゴム構成要素としては、サイドウォール、サイドウォール挿入物、エーペックス（ａｐｅｘ）、チェーファー（ｃｈａｆｅｒ）、ワイヤーコート又はインナーライナーなどを挙げることができる。
本発明の別の一実施例に係るタイヤは、タイヤトレッド用ゴム組成物を用いて製造される。タイヤトレッド用ゴム組成物を用いてタイヤを製造する方法は、従来のタイヤの製造に用いられる方法であればいかなるものでも適用することが可能であるので、詳しい説明は本明細書では省略する。
タイヤは、乗用車用タイヤ、競走用タイヤ、飛行機タイヤ、農機械用タイヤ、オフロード（ｏｆｆ−ｔｈｅ−ｒｏａｄ）タイヤ、トラックタイヤ又はバスタイヤなどであってもよい。また、タイヤは、ラジアル（ｒａｄｉａｌ）タイヤ又はバイアス（ｂｉａｓ）タイヤを使用することができる。
以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の実施例について詳しく説明する。しかし、本発明は、種々の異なる形態で具現可能であり、ここで説明する実施例によって限定されるものではない。
［製造例１：トレッド用ゴム組成物の製造］
下記表１に示すような組成を用いて、実施例及び比較例に従うタイヤゴム組成物を製造した。タイヤゴム組成物の製造は、通常のタイヤ製造方法に従っており、特に限定されるものではない。

下記表１に示すような組成で、配合剤をバンバリーミキサーで配合して１５０℃で放出した。物性試験は、得られたゴム試験片を１６８℃で加硫して試験を実施した。
Figure 2021085035
（重量部）
−Ｓ−ＳＢＲ（１）：添加されたオイルがなく、ガラス転移温度が約−２５℃であり、スチレン含有量が２６重量％〜３０重量％であり、ビニル含有量が４１重量％〜４５重量％である、アミノシラン系に末端変性されたＳ−ＳＢＲ。
−Ｓ−ＳＢＲ（２）：オイルを含み、ガラス転移温度が約−３６℃であり、スチレン含有量が３４重量％〜３８重量％であり、ビニル含有量が２４重量％〜２８重量％である、アミノシラン（Ａｍｉｎｏ Ｓｉｌａｎｅ）系に末端変性されたＳ−ＳＢＲ。添加されたオイルの含有量は、ゴム成分１００重量部に対して３７．５重量部である（括弧内の数値はオイルの含有量を除いた純粋なゴム成分の含有量である）。
−Ｓ−ＳＢＲ（３）：添加されたオイルがなく、ガラス転移温度が約−６０℃であり、スチレン含有量が１３重量％〜１７重量％であり、ビニル含有量が２３重量％〜２７重量％であり、両末端がアミン（Ａｍｉｎｅ）系又はアミノシラン（Ａｍｉｎｏ Ｓｉｌａｎｅ）系に変性されたＳ−ＳＢＲ。
−Ｓ−ＳＢＲ（４）：オイルを含み、ガラス転移温度が約−２１℃であり、スチレン含有量が３４重量％〜３８重量％であり、ビニル含有量が３６重量％〜４０重量％である、アミノシラン（Ａｍｉｎｏ Ｓｉｌａｎｅ）系に末端が変性されたＳ−ＳＢＲ。添加されたオイルの含有量は、ゴム成分１００重量部に対して２５重量部である（括弧内の数値はオイルの含有量を除いた純粋なゴム成分の含有量である）。
−Ｓ−ＳＢＲ（５）：オイルを含み、ガラス転移温度が約−５３℃であり、スチレン含有量が２３重量％〜２７重量％であり、ビニル含有量が１８重量％〜２２重量％である、アミノシラン（Ａｍｉｎｏ Ｓｉｌａｎｅ）系に末端が変性されたＳ−ＳＢＲ。添加されたオイルの含有量は、ゴム成分１００重量部に対して２５重量部である（括弧内の数値はオイルの含有量を除いた純粋なゴム成分の含有量である）。
−ＢＲ：ガラス転移温度が約−１０６℃であるブタジエンゴム。
−シリカ：窒素吸着比表面積が約１７０ｍ２／ｇであり、ＣＴＡＢ吸着比表面積が１６０ｍ２／ｇである高分散性シリカ（Ｈｉｇｈ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｂｌｅ Ｓｉｌｉｃａ）。
−カーボンブラック：Ｎ２３４
−ＴＥＳＰＴ：Ｓｉ６９（Ｄｅｇｕｓｓａ）
−液状ポリマ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ）：ビニル含有量が５５重量％〜６５重量％であり、ガラス転移温度が−４０℃〜−３０℃であるシラン（Ｓｉｌａｎｅ）系に末端変性されたポリブタジエン液状ポリマー。
−Ｈｉｇｈ Ｔｇ Ｒｅｓｉｎ：軟化点が９５℃〜１１５℃であり、ガラス転移温度が２５℃〜４０℃であるナフテニック（Ｎａｐｈｔｈｅｎｉｃ）系と、アロマティック（Ａｒｏｍａｔｉｃ）系の共重合体。
−Ｌｏｗ Ｔｇ Ｒｅｓｉｎ：ガラス転移温度が−２５℃〜−１０℃であるＣ９系液状石油樹脂。
−老化防止剤（６Ｃ）：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。
−ＤＰＧ：ジフェニレングアニジン。
−ＣＢＳ：Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド。
実験例１：製造されたゴム組成物の性能測定
得られた試験片に対して、ムーニー粘度、硬度、３００％モジュラス、粘弾性をＡＳＴＭ関連規定に基づいて測定し、その結果を表２に示した。
Figure 2021085035
−ムーニー粘度（ＭＬ１＋４（１２５℃））は、ＡＳＴＭ規格Ｄ１６４６によって測定した。
−硬度は、ＤＩＮ５３５０５によって測定した。
−３００％モジュラスと破断エネルギーは、ＩＳＯ３７規格によって測定した。
−粘弾性は、ＡＲＥＳ測定器を用いて０．５％変形（ｓｔｒａｉｎ）に１０Ｈｚ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙの下で−６０℃から６０℃までＧ’、Ｇ”、ｔａｎδを測定した。
表２において、ＭＬ１＋４は未加硫ゴムの粘度を示す値で、数値が低いほど、未加硫ゴムの加工性に優れる。硬度は、操縦安定性に関わるもので、その値が高いほど、操縦安定性に優れる。破断エネルギーは、ゴムが破断する時に必要なエネルギーを示すもので、その値が高いほど、必要なエネルギーが高くて耐摩耗性能に優れる。ウェットグリップインデックス（Ｗｅｔ Ｇｒｉｐ Ｉｎｄｅｘ）は、ウェット路面での制動特性を示すもので、数値が高いほど、制動性能に優れることを示す。３０℃Ｇ＊は、ゴム組成物の剛性で、ドライ路面及びウェット路面での制動性能及びハンドリング性能に関わるもので、数値が高いほど、性能に優れる。また、６０℃ｔａｎδは、転がり抵抗特性を示すもので、数値が低いほど、性能に優れることを示し、ランボーン摩耗インデックス（Ｉｎｄｅｘ）は、高いほど、耐摩耗性能に有利であることを示す。
表２を参考にすると、実施例の場合、３００％モジュラスが維持されながら、破断エネルギーが向上することがわかる。また、６０℃ｔａｎδを維持するか或いは向上しながら、ウェットグリップインデックス、３０℃Ｇ＊が向上し、特に、ランボーン摩耗インデックスが大きく向上するので、耐摩耗性及び制動性能を向上させながら低燃費性能が維持されることがわかる。
すなわち、本発明に従って官能化率の高い様々なガラス転移温度のＳ−ＳＢＲを組み合わせてシリカとの相互作用を最大化し、シリカの重量部を適正な水準内で最大限に高め、シリカの分散及び原料ゴムとの相互作用を最大限に引き出すための添加剤として、官能化された液状高分子（Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ）とレジン（Ｒｅｓｉｎ）及びオイルを適正な比率で混合することにより、耐摩耗性、ウェット路面での制動性能及び低燃費性能を同時に向上させることができる。
以上、本発明の好ましい実施例について詳しく説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、後述する請求範囲において定義している本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。

Claims (9)

  1. ガラス転移温度（Ｔｇ）が−７０〜−４５℃である第１の溶液重合スチレンブタジエンゴム３０重量部〜６０重量部及びガラス転移温度（Ｔｇ）が−５０〜−２０℃である第２の溶液重合スチレンブタジエンゴム２０重量部〜５０重量部を含む原料ゴム１００重量部と、
    補強性充填剤８０重量部〜１１０重量部と、
    シランカップリング剤６重量部〜１２重量部と、
    官能化された液状高分子（Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ）５重量部〜２０重量部と、また
    ガラス転移温度が２０〜９０℃である第１のレジン５重量部〜３０重量部、及びガラス転移温度が−２５℃〜−１０℃である第２のレジン５重量部〜２０重量部と
    を含むタイヤトレッド用ゴム組成物。
  2. 前記第１の溶液重合スチレンブタジエンゴムは、スチレン含有量が５重量％〜３０重量％であり、ビニル含有量が１０重量％〜３５重量％であり、分子量分布（Ｐｏｌｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｔｙ Ｉｎｄｅｘ、ＰＤＩ）が２〜５であり、両末端がアミン（Ａｍｉｎｅ）系又はアミノシラン（Ａｍｉｎｏ Ｓｉｌａｎｅ）系に変性され、
    ゴム成分１００重量部に対するオイルの含有量が０重量部〜３５重量部であるものである、請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  3. 前記第２の溶液重合スチレンブタジエンゴムは、スチレン含有量が１５重量％〜４０重量％であり、ビニル含有量が２０重量％〜５０重量％であり、末端がアミノシラン（Ａｍｉｎｏ Ｓｉｌａｎｅ）系に変性され、
    ゴム成分１００重量部に対するオイルの含有量が０重量部超過〜３７．５重量部以下であるものである、請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  4. 前記原料ゴムは
    オイルを含み、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−６０〜−４０℃であり、スチレン含有量が２３重量％〜２７重量％であり、ビニル含有量が１８重量％〜２２重量％であり、末端がアミノシラン（Ａｍｉｎｏ Ｓｉｌａｎｅ）系に変性された第３の溶液重合スチレンブタジエンゴム２０重量部〜５０重量部、又は
    ガラス転移温度（Ｔｇ）が−１２０℃〜−１０５℃であるブタジエンゴム２０重量部〜５０重量部をさらに含むものである、請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  5. 前記補強性充填剤は、窒素吸着比表面積が１５０ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇであり、ＣＴＡＢ吸着比表面積が１４０ｍ２／ｇ〜２８０ｍ２／ｇであり、水素イオン濃度指数（ｐＨ）が５〜８であるシリカであるものである、請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  6. 前記シランカップリング剤は、ＴＥＳＰＴ（Ｂｉｓ−（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌｐｒｏｐｙｌ）ｔｅｔｒａｓｕｌｆｉｄｅ）であるものである、請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  7. 前記官能化された液状高分子は、数平均分子量（Ｎｕｍｂｅｒ Ａｖｅｒａｇｅ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ、Ｍｎ）が２，０００ｇ／ｍｏｌ〜１５，０００ｇ／ｍｏｌであり、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−５０〜−２５℃であり、末端がシラン（Ｓｉｌａｎｅ）系に変性されたポリブタジエン液状ポリマーであるものである、請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  8. 前記タイヤトレッド用ゴム組成物は、軟化点が９０℃〜１３０℃であり、ガラス転移温度が２０℃〜９０℃であり、アリファティック（Ａｌｉｐｈａｔｉｃ）系又はナフテニック（Ｎａｐｈｔｈｅｎｉｃ）系と、アロマティック（Ａｒｏｍａｔｉｃ）系が共重合された前記第１のレジンと、
    ガラス転移温度が−２５〜−１０℃であり、アリファティック（Ａｌｉｐｈａｔｉｃ）系又はアロマティック（Ａｒｏｍａｔｉｃ）系が重合された前記第２のレジンを１：０〜３：１の重量比で含むものである、請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  9. 請求項１〜請求項８のいずれか一つの項に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物を用いて製造されたタイヤ。
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