JP3484281B2 - タイヤトレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ - Google Patents

タイヤトレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ

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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
【0001】本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物及
び空気入りタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車の性能向上、道路の舗装
化、及び高速道路網の発達に伴い、高運動性能を備えた
空気入りタイヤの要求が強まっている。この特性が高い
程、より高速で正確かつ安全に走行することが可能とな
る。とりわけ、加速性能やブレーキ性能に代表されるグ
リップ性能は重要な要求特性である。
【0003】従来より、高グリップ性能を得るために、
タイヤトレッド用ゴム組成物に、ガラス転移温度の高い
ゴムである高スチレン含有率のスチレン−ブタジエン共
重合ゴムを使用する方法があった。しかし、これによる
と、グリップ性能の向上は得られるが、走行によるゴム
温度の上昇と共に、 tanδ値が低下し、グリップ性能が
急激に低下してしまうといった不都合があった。
【0004】また、温度上昇に伴うグリップ性能低下を
改良するために、1,3−ブタジエン、スチレンまたは
イソプレン等のモノマーと、ジフェニル−2−メタクリ
ロイロキシエチルホスフェートまたはジフェニル−2−
アクリロイロキシエチルホスフェート等のジフェニルホ
スフェート基を含むメタクリレート化合物またはアクリ
レート化合物とを共重合して得られる共重合体ゴムを使
用する技術(特開昭59−187011号公報参照)もあるが、
これは、天然ゴムに適用できないばかりではなく、製造
条件によってはポリマー、例えばスチレン−ブタジエン
共重合体ゴム、ポリブタジエンゴムの本来有すべき性質
を損なう不都合があった。
【0005】一方、プロセスオイルおよびカーボンブラ
ックを高充填した配合系を使用することにより、ゴム組
成物の tanδ値を大きくする方法もあるが、これによる
と、グリップ性能は向上するものの、破壊特性や耐摩耗
性の著しい低下のため、高充填には限界があり、要求レ
ベルの高グリップ特性を得にくいという不都合があっ
た。
【0006】更に、ゴム成分に、特定のイミダゾール化
合物および/またはイミダゾリン化合物、及び特定のプ
ロトン酸誘導体を特定量配合することにより、高温領域
における tanδ値を大きくし、このゴム組成物をタイヤ
のトレッドに使用して、グリップ性能を改善する技術も
あり(特開昭63−139931号公報参照)、この技
術におけるスコーチ性については、特開昭63−10645 号
公報の方法より幾分改善し得たが、まだまだ実用的には
問題となり得るレベルであった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記不都合
を解決すべく、スコーチ時間が良好で、優れたグリップ
性を発揮するゴム組成物及び空気入りタイヤを提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、以下の構成とする。即ち、本発明のゴム
組成物は、天然ゴムおよび/または合成ゴムからなるゴ
ム100重量部に対して、下記の一般式で表される化合
物(1)〜(3) (1)複素環の炭素原子数が4〜19、好ましくは4〜
12のラクタム類
【化4】 (式中、R1、R2はそれぞれ独立にC1〜C8の直鎖若し
くは分枝鎖のアルキル基、水素原子、またはフェニル基
若しくはC1〜C8のアルキル基で置換されたフェニル基
を表す。) (2)イソキノリン類
【化5】 (式中、R4はC1〜C8の直鎖若しくは分枝鎖のアルキ
ル基、水素原子、またはフェニル基若しくはC1〜C8
アルキル基で置換されたフェニル基を表す。) (3)環状ジペプチド類
【化6】 (式中、R5、R6はそれぞれ独立にC1〜C8の直鎖若し
くは分枝鎖のアルキル基、水素原子、またはフェニル基
若しくはC1〜C8のアルキル基で置換されたフェニル基
を表す。)よりなる群から選ばれる少なくとも1種の含
窒素化合物0.1〜50重量部、及び、プロトン酸及び
その誘導体よりなる群から選ばれる少なくとも1種の化
合物0.1〜50重量部が配合されてなることを特徴と
する。
【0009】また、本発明のゴム組成物は、前記プロト
ン酸及びその誘導体が、酢酸、コハク酸、オレイン酸、
ロジン酸、マレイン酸、安息香酸、p−メトキシ安息香
酸、p−クロロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、桂皮
酸、d−ナフチルカルボン酸、フタル酸、トリメリット
酸、ピロメリット酸、無水フタル酸、ナフトエ酸および
フェノール誘導体であることを特徴とする。
【0010】更に、本発明の空気入りタイヤは、本発明
の上記ゴム組成物をトレッド部に用いたことを特徴とす
る。
【0011】本発明にかかるゴム成分は、天然ゴム及び
合成ゴムを単独使用、併用いずれも可能で、合成ゴムと
しては、合成ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム
及びスチレンブタジエンゴム等が挙げられる。
【0012】 また、本発明にかかる含窒素化合物につ
いては、ラクタム類については、ε−カプロラクタム、
ω−ヘプタラクタム、ω−ラウロラクタム等が挙げら
れ、N−フェニル−ω−ラウロラクタム、R1、R2とし
ては−H、−CH3の各化合物が例示され、特に、ω−
ラウロラクタムが好ましく、イソキノリンについては、
【化学式7】
【化学式8】 N−p−トリルイソキノリンが、環状ジペプチド類とし
ては、cyclo(-Ile-Leu-) 、cyclo(-Phe-Val-)、cyclo
(-Ile-Phe-)、およびこれらの光学異性体が例示され
る。
【0013】また、R1 〜R6 をC1 〜C8 のアルキル
基等に規定するが、これ以上では、分子量が大きくな
り、その結果配合量が多くなりすぎるからであり、ラク
タム類の複素環を構成する炭素原子数を4〜19と規定
するのは、工業的に入手可能な範囲だからであり、4〜
12の場合は特に配合量等の関係から諸物性の点で好ま
しい。本発明において使用される含窒素化合物は、ゴム
分子とゴム分子の間の相互作用を大きくする効果があ
り、これによりグリップ領域(30℃付近)においても大
きな tanδ値を有するゴム組成物を得ることができ、こ
れらは、単独使用でも、2種以上の併用であってもよ
い。
【0014】本発明にかかる含窒素化合物の配合量をゴ
ム成分 100重量部に対して 0.1〜50重量部と規定したの
は、その配合量が 0.1重量部未満では本発明の目的とす
る所望の効果を得ることができず、一方、50重量部を越
えると、その増量に見合った効果が得られないばかりで
なく、加硫後の諸物性に悪影響を及ぼし、好ましくない
結果をもたらすからである。
【0015】また、ゴムに配合する際、上記の含窒素化
合物を予め混合してから配合してもよいし、これらを別
々に配合してもかまわない。
【0016】本発明において使用されるプロトン酸及び
その誘導体は、各々単独で使用しても、2種以上を併用
しても良い。本発明において使用されるフェノール誘導
体としては、特に4,4′−ブチリデンビス(3−メチ
ル−6−tert−ブチルフェノール) 、4,4′−チオビ
ス(3−メチル−b−tert−ブチルフェノール) 、トリ
エチレングリコール−ビス[3−(3−tert−ブチル−
5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネー
ト]、1,1′−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シク
ロヘキサンが好ましい。
【0017】更に、プロトン酸およびその誘導体をゴム
成分 100重量部に対して 0.1〜50重量部と規定したの
は、その配合量が 0.1重量部未満では充分な効果が発揮
できず、一方、50重量部を越えると、他物性に悪影響を
及ぼす可能性があるからである。なお、本発明において
は、上述の含窒素化合物、プロトン酸及びその誘導体の
他に、ゴム工業界で通常使用されている配合剤、例えば
充填剤、軟化剤、老化防止剤、加硫促進剤、加硫促進助
剤や加硫剤等を必要に応じて通常の配合量の範囲内で配
合することができる。
【0018】
【実施例】本発明を実施例、参考例及び比較例に基づい
て説明する。
【表1】
【0019】 上記配合に従い、未加硫ゴム組成物を得
た。これら各ゴム組成物について、JIS規格に基づい
て測定した130℃におけるムーニースコーチ時間t5
及び、これらの未加硫ゴム組成物を加硫し、得られた各
加硫物につき、レオメトリックス社製粘弾性測定試験機
を用いて測定した動的歪1%の条件下、30℃におけるta
nδ値を表2に示す(実施例1〜4、参考例1及び比較
例1〜2)。
【0020】
【表2】
【0021】表2から、本発明にかかる含窒素化合物を
用いると、イミダゾールを配合した比較例2に比べて、
スコーチ時間が改善されることがわかる。また、本発明
にかかる含窒素化合物及びプロトン酸を併用することに
より、30℃における tanδ値が向上することがわか
る。
【0022】
【表3】 上記配合のゴム組成物を加硫して得られた加硫物につ
き、レオメトリックス社製粘弾性測定試験機を用いて動
的歪1%の条件下で、30℃におけるtanδを測定し、結
果を表4に示す(実施例5〜9及び比較例3)。
【0023】
【表4】
【0024】 表4から、種々のプロトン酸でtanδ値
を大きくする効果が得られることがわかる。また、4,
4′−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブ
チルフェノール)、安息香酸、p−メトキシ安息香酸を
使用した実施例5〜7において特に効果が大きいことが
わかる。
【0025】 汎用系のゴム組成物について、ε−カプ
ロラクタム3重量部、安息香酸3.4重量部、4,4′−
ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノ
ール)1.1重量部を配合したもの(実施例10)、配合し
ないもの(比較例4)、また高性能系のゴム組成物につ
いて、ε−カプロラクタム5重量部、4,4′−ブチリ
デンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)
7.5重量部を配合したもの(実施例11)、配合しないも
の(比較例5)を用いてトレッド部を構成したサイズ19
5/65R15のタイヤを作製した。
【0026】これら各タイヤにつき、社内テストコース
において、テストドライバー2人によるドライ路操縦安
定性テストを行い、社内基準(表5欄外参照)に基づい
て評価し、結果を表5に示す。
【0027】
【表5】 表5より、本発明の化合物配合系は、未配合系に較べ
て、いずれも乾燥路における走行性能が向上することが
わかる。
【0028】
【表6】
【0029】
【表7】
【0030】上記高性能系の配合のゴム組成物を加硫
し、各加硫物の tanδ値を上記と同様の条件で測定し、
更に、各配合のゴム組成物でトレッド部を構成したサイ
ズ 195/65R14のタイヤを作製し、上記と同様にしてド
ライ路操縦安定性テストを行い、同様の基準にて評価
し、結果を表7に合わせて示す。
【0031】結果より、各実施例とも tanδ値および乾
燥路における走行性能に優れることがわかる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
ゴム成分に、特定の含窒素化合物をプロトン酸及び/又
はその誘導体と組み合わせて特定量配合することによ
り、グリップ領域(30℃付近)におけるゴム組成物の t
anδ値を大きくすることができた。よって、かかるゴム
組成物をトレッド部に使用したタイヤは、走行によるタ
イヤ温度上昇に伴う tanδ値の低下を抑え、高速走行等
でのグリップ性能が改善されるという優れた効果が得ら
れた。また、スコーチ性についても実用レベルで大幅に
改善することができた。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 天然ゴムおよび/または合成ゴムからな
    るゴム100重量部に対して、下記の一般式で表される
    化合物(1)〜() (1)複素環の炭素原子数が4〜19のラクタム類 【化1】 (式中、R1、R2はそれぞれ独立にC1〜C8の直鎖若し
    くは分枝鎖のアルキル基、水素原子、またはフェニル基
    若しくはC1〜C8のアルキル基で置換されたフェニル基
    を表す。) ()イソキノリン類 【化2】 (式中、R4はC1〜C8の直鎖若しくは分枝鎖のアルキ
    ル基、水素原子、またはフェニル基若しくはC1〜C8
    アルキル基で置換されたフェニル基を表す。) ()環状ジペプチド類 【化3】 (式中、R5、R6はそれぞれ独立にC1〜C8の直鎖若し
    くは分枝鎖のアルキル基、水素原子、またはフェニル基
    若しくはC1〜C8のアルキル基で置換されたフェニル基
    を表す。) よりなる群から選ばれる少なくとも1種の含窒素化合物
    0.1〜50重量部、及び、 プロトン酸及びその誘導体よりなる群から選ばれる少な
    くとも1種の化合物0.1〜50重量部が配合されてな
    ることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
  2. 【請求項2】 前記プロトン酸及びその誘導体が、酢
    酸、コハク酸、オレイン酸、ロジン酸、マレイン酸、安
    息香酸、p−メトキシ安息香酸、p−クロロ安息香酸、
    p−ニトロ安息香酸、桂皮酸、d−ナフチルカルボン
    酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、無水
    フタル酸、ナフトエ酸およびフェノール誘導体であるこ
    とを特徴とする請求項1記載のタイヤトレッド用ゴム組
    成物。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載のタイヤトレッド
    用ゴム組成物をトレッド部に用いたことを特徴とする空
    気入りタイヤ。
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