JP6229284B2 - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物に関し、更に詳しくは操縦安定性、ドライ性能及びウェット性能を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。

競技用自動車向けや高性能自動車向けの空気入りタイヤに求められる性能は多岐にわたり、特に高速走行時の操縦安定性、乾燥路面および湿潤路面での安定性（ドライ性能およびウェット性能）が優れることに加え、アウトバーンやサーキットで高速走行を長時間行ったときのタイヤ性能の変化（摩耗肌や熱ダレ）を抑制することが要求されている。例えば雨が上がったときのサーキットなどのように、走行路面がウェット状態からセミウェット状態に刻々と変化する場合においても、高速走行性能、グリップ性能が持続的に優れることが求められている。

特許文献１は、ウェット状態からセミウェット状態、更にドライ状態に変化するときのグリップ性能維持を改良するため、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−３０℃〜０℃のスチレンブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）の単独、或いは二種以上のＳＢＲを混合した平均Ｔｇが−３０℃〜０℃のブレンドからなるＳＢＲ１００重量部に、シリカ５０重量部以上を含む充填剤８０〜１８０重量部、１００〜１５０℃の軟化点を有する樹脂５〜６０重量部を配合したゴム組成物を提案している。しかしながら、特許文献１に記載されたゴム組成物では、高速走行時の操縦安定性、その持続性、ドライ性能及びウェット性能に対する需要者の要求に十分に応えるには必ずしも十分ではなかった。

特開２００７−３２１０４６号公報

本発明の目的は、操縦安定性、ドライ性能及びウェット性能を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することにある。

上記目的を達成する本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、スチレン−ジエン−スチレン共重合体を部分的に水添したエラストマーを５〜３０重量％とジエン系ゴム１を９５〜７０重量％との合計で１００重量％になるゴム成分１００重量部に、無機充填剤を８０〜１６０重量部、芳香族変性テルペン樹脂を２〜３０重量部配合したゴム組成物であって、前記エラストマーが、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体を部分的に水添したエラストマーであり、かつ前記エラストマーの水素添加率が、ポリブタジエンセグメントの５〜６０重量％であり、前記ジエン系ゴム１のうち、ガラス転移温度が−３０℃〜−５℃であるスチレンブタジエンゴムＳＢＲ１が９５〜４０重量％であり、前記無機充填剤が、シリカを４０〜９０重量部及び窒素吸着比表面積が９０〜２００ｍ²／ｇのカーボンブラックを４０〜８０重量部からなることを特徴とする。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、スチレン−ジエン−スチレン共重合体を部分的に水添したエラストマーを５〜３０重量％と、ガラス転移温度が−３０℃〜−５℃であるスチレンブタジエンゴムＳＢＲ１を９５〜４０重量％含むジエン系ゴム１を９５〜７０重量％との合計で１００重量％になるゴム成分１００重量部に、芳香族変性テルペン樹脂を２〜３０重量部と、シリカを４０〜９０重量部及び窒素吸着比表面積が９０〜２００ｍ²／ｇのカーボンブラックを４０〜８０重量部からなる無機充填剤を８０〜１６０重量部配合したことにより、操縦安定性、ドライ性能及びウェット性能を従来レベル以上に向上することができる。

前記エラストマーとしては、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体を部分的に水添したエラストマーが好ましい。

競技用自動車向けのタイヤトレッド用ゴム組成物としては、前記スチレンブタジエンゴムＳＢＲ１が、ガラス転移温度が−３０℃〜−５℃、重量平均分子量が１００万〜１８０万である溶液重合スチレンブタジエンゴムＳ−ＳＢＲであり、該Ｓ−ＳＢＲの含有量が前記ゴム成分１００重量％中９５〜６０重量％であると共に、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が１３０〜２００ｍ²／ｇ、前記芳香族変性テルペン樹脂の配合量が１０重量部以下にすることが好ましく、競技及び市販用のウェットタイヤや、ウェット−ドライ兼用溝付タイヤに好適に使用することができる。

公道を走行する高性能自動車向けのタイヤトレッド用ゴム組成物としては、前記ジエン系ゴム１が、ガラス転移温度が−３０℃〜−１５℃であるスチレンブタジエンゴムＳＢＲ２及びガラス転移温度が−５０℃以下であるジエン系ゴム２からなり、前記スチレンブタジエンゴムＳＢＲ２の含有量が前記ゴム成分１００重量％中８５〜４０重量％であると共に、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が９０〜１３０ｍ²／ｇであることが好ましい。

上述したゴム組成物をトレッド部に使用した空気入りタイヤは、操縦安定性、ドライ性能及びウェット性能を従来レベル以上に向上することができる。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物において、ゴム成分は、スチレン−ジエン−スチレン共重合体を部分的に水添したエラストマー（以下「部分水添エラストマー」という）とジエン系ゴム１とからなり、これらの合計を１００重量％にする。

部分水添エラストマーは、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−イソプレン−スチレンなどのスチレン−ジエン−スチレン共重合体を部分的に水添したエラストマーである。スチレン−ジエン−スチレン共重合体のポリジエンブロックを部分的に水添することにより、加硫可能なセグメントによりウェット性能（０℃のｔａｎδ）を改良するとともに、高温状態でのゴム硬度、弾性率、ゴム強度を改良することができる。これにより、ウェットグリップ性能を優れたものにしながら、ドライグリップ性能及び操縦安定性を従来レベル以上に改良することができる。一方、スチレン−ジエン−スチレン共重合体を完全に水添したスチレン−エチレン・ブチレン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレン（ＳＥＰＳ）などのエラストマーを配合したゴム組成物は、加硫可能なセグメントを有していないので、ウェット性能（０℃のｔａｎδ）、ドライ性能（６０℃のｔａｎδ）、高温状態でのゴム硬度、弾性率、ゴム強度を改良することができない。

本発明において、スチレン−ジエン−スチレン共重合体を部分水添するとは、ポリジエンセグメントのうち、５〜６０重量％、好ましくは８〜６０重量％を水素添加することをいう。ポリジエンセグメントを上記の範囲で水添することにより、加硫可能なセグメントによりウェット性能（０℃のｔａｎδ）、ドライ性能（６０℃のｔａｎδ）を改良しながら、かつ高温状態でのゴム硬度、弾性率、ゴム強度を改良することができる。

本発明のタイヤ用ゴム組成物が含有する部分水添エラストマーとしては、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体の部分水添エラストマーが好ましい。

本発明で配合する部分水添エラストマーとしては、数平均分子量（以下「Ｍｎ」という）が好ましくは１０万〜２０万、より好ましくは１０万〜１５万であるとよい。部分水添エラストマーのＭｎを１０万以上にすることにより、高温状態でのゴム硬度、弾性率、ゴム強度を高いレベルで確保することができる。また部分水添エラストマーのＭｎを
２０万以下にすることにより、ゴム組成物の加工性を良好なレベルに維持することができる。なお本明細書において部分水添エラストマーのＭｎはゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により標準ポリスチレン換算により測定するものとする。

本発明で配合する部分水添エラストマーは、スチレン量が好ましくは４０〜６５重量％、より好ましくは４５〜６０重量％であるとよい。部分水添エラストマーのスチレン量を４０重量％以上にすることにより、高温状態でのゴム硬度、弾性率、ゴム強度を確保することができる。また部分水添エラストマーのスチレン量を６５重量％以下にすることにより、ゴム強度を高いレベルで確保し耐摩耗性を維持することができる。なお部分水添エラストマーのスチレン量は赤外分光分析（ハンプトン法）により測定するものとする。

本発明において、部分水添エラストマーの含有量は、ゴム成分１００重量％中、５〜３０重量％、好ましくは７〜１５重量％にする。部分水添エラストマーの含有量を５重量％以上にすることにより、ウェット性能（０℃のｔａｎδ）、ドライ性能（６０℃のｔａｎδ）を優れたものにすることができる。部分水添エラストマーの含有量を３０重量％以下にすることにより、高温状態でのゴム硬度、弾性率、ゴム強度を確保することができる。

本発明のゴム組成物において、ゴム成分は上述した部分水添エラストマーとジエン系ゴム１とからなる。ジエン系ゴム１の含有量は、ゴム成分１００重量％中、９５〜７０重量％、好ましくは９３〜８５重量％にする。ジエン系ゴム１の含有量を７０重量％以上にすることにより、高温状態でのゴム硬度、弾性率、ゴム強度を確保することができる。ジエン系ゴム１の含有量を９５重量％以下にすることにより、ウェット性能（０℃のｔａｎδ）、ドライ性能（６０℃のｔａｎδ）を改良することができる。

本発明において、ジエン系ゴム１は、ガラス転移温度（以下「Ｔｇ」という）が−３０℃〜−５℃であるスチレンブタジエンゴムＳＢＲ１を必ず含む。スチレンブタジエンゴムＳＢＲ１を含有することにより、ゴム組成物のウェット性能（０℃のｔａｎδ）と、ゴム硬度、弾性率、ゴム強度とのバランスをより優れたものにすることができる。

スチレンブタジエンゴムＳＢＲ１の含有量は、ゴム成分１００重量％中、９５〜４０重量％、好ましくは８５〜５５重量％にする。スチレンブタジエンゴムＳＢＲ１の含有量を４０重量％以上にすることにより、高温状態でのゴム硬度、ゴム強度を確保し、操縦安定性及びグリップ性能を優れたものにすることができる。また特定のＳＢＲ１の含有量を９５重量％以下にすることにより、ウェット性能（０℃のｔａｎδ）を確保することができる。

スチレンブタジエンゴムＳＢＲ１のＴｇは−３０℃〜−５℃、好ましくは−３０℃〜−１５℃、より好ましくは−２５〜−１０℃である。ＳＢＲ１のＴｇを−３０℃以上にすることにより、グリップ性能を確保することができる。またＳＢＲ１のＴｇを−５℃以下にすることにより、耐摩耗性を確保することができる。

ＳＢＲ１のＭｗは、好ましくは１００万〜１８０万、より好ましくは１１０万〜１５０万である。ＳＢＲ１のＭｗを１００万以上にすることにより、ゴム硬度、弾性率、ゴム強度を高いレベルで確保することができる。またＳＢＲ１のＭｗを１８０万以下にすることにより、ゴム組成物の加工性を確保することができる。

とくに、本発明のゴム組成物を、競技用自動車向けのタイヤトレッドにするとき、スチレンブタジエンゴムＳＢＲ１としては、ガラス転移温度が−３０℃〜−５℃、重量平均分子量が１００万〜１８０万である溶液重合スチレンブタジエンゴムＳ−ＳＢＲが好ましく、このＳ−ＳＢＲの含有量をゴム成分１００重量％中９５〜６０重量％にするとよい。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１として、上述したＳＢＲ１以外の他のジエン系ゴムを任意に含有することができる。他のジエン系ゴムとしては、例えばＴｇが−３０℃より低いジエン系ゴム、例えばＴｇが−３０℃より低いスチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム等が例示される。他のジエン系ゴムの含有量は、ゴム成分１００重量％中、好ましくは５５〜０重量％、より好ましくは３８〜０重量％である。

本発明において、他のジエン系ゴムとしては、Ｔｇが−５０℃以下のジエン系ゴム２が好ましい。Ｔｇが−５０℃以下のジエン系ゴム２を配合することにより、タイヤトレッド用ゴム組成物の粘度を小さくし加工性を改良するとともに、高温でのゴム硬度を高くすることができる。ジエン系ゴム２のＴｇは、好ましくは−５０℃以下、より好ましくは
−７５℃〜−５５℃にするとよい。

このようなジエン系ゴム２としては、低Ｔｇのスチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム等を例示することができる。なかでも低Ｔｇのスチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴムが好ましい。

ジエン系ゴム２を配合するとき、上記ＳＢＲ１としては、Ｔｇをより限定することが好ましい。なかでもガラス転移温度が−３０℃〜−１５℃であるスチレンブタジエンゴムＳＢＲ２をジエン系ゴム２と組み合わせて含有するとよく、このＳＢＲ２の含有量をゴム成分１００重量％中８５〜４０重量％にするとよい。更に、ＳＢＲ２は、末端変性されたスチレンブタジエンゴムであるとよい。末端変性する官能基としては、タイヤ用ゴム組成物に通常適用される官能基であれば特に制限されるものではない。好ましい官能基としては例えばヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基等を例示することができる。

すなわち、ジエン系ゴム１が、ガラス転移温度が−３０℃〜−１５℃であるスチレンブタジエンゴムＳＢＲ２及びガラス転移温度が−５０℃以下であるジエン系ゴム２からなり、スチレンブタジエンゴムＳＢＲ２の含有量をゴム成分１００重量％中８５〜４０重量％にすることが好ましい。これにより、ゴム組成物の粘度を小さくし加工性を良好にするとともに、より高温状態でのゴム強度（１００℃）を改良することができる。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、芳香族変性テルペン樹脂を配合することによりグリップ性能を向上する。芳香族変性テルペン樹脂の配合量は、ゴム成分１００重量部に対し２〜３０重量部、好ましくは５〜２０重量部である。芳香族変性テルペン樹脂の配合量を２重量部以上にすることにより、操縦安定性及びウェット性能を改良することができる。芳香族変性テルペン樹脂の配合量を３０重量部以下にすることにより、ゴム組成物の粘着性の増大を抑制し、成形ロールへの密着を抑え、良好な成形加工性及び取り扱い性を維持することができる。

芳香族変性テルペン樹脂は、テルペンと芳香族化合物とを重合することにより得られる。テルペンとしては、例えばα−ピネン、β−ピネン、ジペンテン、リモネンなどが例示される。芳香族化合物としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、インデンなどが例示される。なかでも芳香族変性テルペン樹脂としてスチレン変性テルペン樹脂が好ましい。このような芳香族変性テルペン樹脂は、ジエン系ゴムとの相溶性が良好であるため、ゴム組成物の０℃のｔａｎδを高くし、ウェットグリップ性能が向上する。

芳香族変性テルペン樹脂としては、軟化点が好ましくは７０〜１６０℃、より好ましくは８５〜１５０℃であるものを使用するとよい。芳香族変性テルペン樹脂の軟化点が７０℃未満であると、グリップ性能を改良する効果が十分に得られない。また、芳香族変性テルペン樹脂の軟化点が１６０℃を超えると、耐摩耗性が悪化する傾向がある。なお、芳香族変性テルペン樹脂の軟化点はＪＩＳ Ｋ６２２０−１（環球法）に準拠し測定したものとする。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対し、窒素吸着比表面積が９０〜２００ｍ²／ｇのカーボンブラックを４０〜８０重量部、シリカを４０〜９０重量部配合し、これらカーボンブラックおよびシリカを含む無機充填剤の配合量を８０〜１６０重量部にする。

本発明のゴム組成物に使用するカーボンブラックとしては、窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が９０〜２００ｍ²／ｇ、好ましくは９５〜１８０ｍ²／ｇである。カーボンブラックのＮ₂ＳＡを９０ｍ²／ｇ以上にすることにより、グリップ性能を確保することができる。またカーボンブラックのＮ₂ＳＡを２００ｍ²／ｇ以下にすることにより、耐摩耗性を確保することができる。カーボンブラックのＮ₂ＳＡはＪＩＳ Ｋ６２１７−２に準拠して求めるものとする。

カーボンブラックの配合量は、ゴム成分１００重量部に対し４０〜８０重量部、好ましくは４０〜７０重量部である。カーボンブラックの配合量が４０重量部未満であると、ゴム強度及び発熱性が悪化する。またカーボンブラックの配合量が８０重量部を超える耐摩耗性が悪化し、ウェット性能も悪化する。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、シリカをゴム成分１００重量部に対し４０〜９０重量部、好ましくは５０〜８５重量部配合する。シリカの配合量を４０重量部以上にすることにより、ｔａｎδ（０℃）を大きくしウェットグリップ性能を改良することができる。またシリカの配合量を９０重量部以下にすることにより、ゴム組成物のゴム強度、剛性を確保し、操縦安定性及び耐摩耗性を良好にすることができる。シリカとしては、タイヤトレッド用ゴム組成物に通常使用されるシリカ、例えば湿式法シリカ、乾式法シリカあるいは表面処理シリカなどを使用することができる。

またカーボンブラックおよびシリカを含む無機充填剤の合計は、ゴム成分１００重量部に対し８０〜１６０重量部、好ましくは８５〜１３０重量部配合する。カーボンブラックおよびシリカを含む無機充填剤の合計を８０重量部以上にすることにより、ウェットグリップ性能を確保することができる。また無機充填剤の合計を１６０重量部以下にすることにより、耐摩耗性及び加工性を確保することができる。なおカーボンブラック及びシリカ以外の他の無機充填剤として、例えばクレー、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン等を配合することもできる。

本発明のゴム組成物において、シリカと共にシランカップリング剤を配合することにより、シリカの分散性を向上しジエン系ゴムとの補強性をより高くする。シランカップリング剤は、シリカ配合量に対して好ましくは２〜２０重量％、より好ましくは５〜１５重量％配合するとよい。シランカップリング剤の配合量がシリカ重量の２重量％未満の場合、シリカの分散性を向上する効果が十分に得られない。また、シランカップリング剤が２０重量％を超えると、シランカップリング剤同士が重合してしまい、所望の効果を得ることができなくなる。

シランカップリング剤としては、特に制限されるものではないが、硫黄含有シランカップリング剤が好ましく、例えばビス−（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−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン等を例示することができる。なかでもビス−（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−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドが好ましい。

タイヤトレッド用ゴム組成物には、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤、加工助剤、液状ポリマー、熱硬化性樹脂などのタイヤトレッド用ゴム組成物に一般的に使用される各種配合剤を配合することができる。このような配合剤は一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの配合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。タイヤトレッド用ゴム組成物は、公知のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、操縦安定性、ドライ性能及びウェット性能を従来レベル以上に向上することができる。このゴム組成物は、競技用自動車向けのウェット−ドライ兼用溝付タイヤや、公道を走行する高性能乗用車向けの空気入りタイヤに好適に使用することができる。

特に競技用自動車向けのウェット−ドライ兼用溝付タイヤのトレッドに使用するときは、スチレン−ジエン−スチレン共重合体を部分的に水添したエラストマーを５〜３０重量％とジエン系ゴム１を９５〜７０重量％との合計で１００重量％になるゴム成分１００重量部に、無機充填剤を８０〜１６０重量部、芳香族変性テルペン樹脂を２〜１０重量部配合したゴム組成物であって、前記ジエン系ゴム１のうち９５〜６０重量％が、ガラス転移温度が−３０℃〜−５℃、重量平均分子量が１００万〜１８０万である溶液重合スチレンブタジエンゴムＳ−ＳＢＲであり、前記無機充填剤が、シリカを４０〜９０重量部及び窒素吸着比表面積が１３０〜２００ｍ²／ｇのカーボンブラックを４０〜８０重量部からなるタイヤトレッド用ゴム組成物が好ましい。このゴム組成物を使用した競技用自動車向けのウェット−ドライ兼用溝付タイヤは、高速域における操縦安定性、ドライグリップ性能及びウェットグリップ性能を優れたものにするとともに、耐摩耗性を改良することができる。

また高性能乗用車向けの空気入りタイヤのトレッドに使用するときは、スチレン−ジエン−スチレン共重合体を部分的に水添したエラストマーを５〜３０重量％とジエン系ゴム１を９５〜７０重量％との合計で１００重量％になるゴム成分１００重量部に、無機充填剤を８０〜１６０重量部、芳香族変性テルペン樹脂を２〜３０重量部配合したゴム組成物であって、前記ジエン系ゴム１が、ガラス転移温度が−３０℃〜−１５℃であるスチレンブタジエンゴムＳＢＲ２及びガラス転移温度が−５０℃以下であるジエン系ゴム２からなり、前記スチレンブタジエンゴムＳＢＲ２の含有量が前記ゴム成分１００重量％中８５〜４０重量％であると共に、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が９０〜１３０ｍ²／ｇであるタイヤトレッド用ゴム組成物が好ましい。このゴム組成物を使用した高性能乗用車向け空気入りタイヤは、高速域における操縦安定性、乾燥路面及び湿潤路面に対するグリップ力を優れたものにすることができる。またゴム組成物の粘度が小さく、加工性が優れるため、高品質の乗用車用タイヤを安定的に製造することができる。

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

表５に示す配合剤を共通配合とし、表１〜４に示す配合からなる２２種類のタイヤトレッド用ゴム組成物（実施例１〜８、比較例１〜１６）を、硫黄及び加硫促進剤を除く成分を、１.８Ｌの密閉型ミキサーで１６０℃、５分間混練し放出したマスターバッチに、硫黄及び加硫促進剤を加えてオープンロールで混練することにより調製した。なお表１〜４において、油展オイルを含むＳＢＲについて、括弧内に各ゴム成分の正味の配合量を記載した。また表５に記載した共通配合剤の添加量は、表１〜４に記載したゴム成分１００重量部（正味のゴム量１００重量部）に対する重量部で表わした。

なお、表１，２に記載した４種類のタイヤトレッド用ゴム組成物（実施例１〜４は、競技用自動車向けのウェット−ドライ兼用溝付タイヤのトレッドに好適なゴム組成物であり、表３，４に記載した４種類のタイヤトレッド用ゴム組成物（実施例５〜８）は、高性能乗用車向けの空気入りタイヤのトレッドに好適なゴム組成物である。

加工性
得られたゴム組成物のうち、１３種類のタイヤトレッド用ゴム組成物（実施例５〜８、比較例８〜１６）の粘度を、ＪＩＳ Ｋ６３００に準拠して、ムーニー粘度計にてＬ型ロータ（３８．１ｍｍ径、５．５ｍｍ厚）を使用し、予熱時間１分、ロータの回転時間４分、１００℃、２ｒｐｍの条件で測定した。得られた結果は、比較例８の値を１００として、表３，４の「加工性」の欄に示した。この指数が１０４以下で値が小さいほどゴム粘度が低く、加工性が優れることを意味する。

得られた２４種類のタイヤトレッド用ゴム組成物を所定形状の金型中で、１６０℃、２０分間プレス加硫して試験片を作製し、下記に示す方法で高温状態でのゴム硬度（６０℃）及び引張り破断強度（６０℃または１００℃）、並びにｔａｎδ（０℃および６０℃）を評価した。

ゴム硬度（６０℃）
得られた試験片のゴム硬度を、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠し、デュロメータのタイプＡにより温度６０℃で測定した。得られた結果は、表１，２では比較例１の値を１００、表３，４では比較例８の値を１００とする指数として、表１〜４の「ゴム硬度（６０℃）」の欄に示した。この指数が９７以上で値が大きいほど、ゴム硬度が高く機械的特性が優れること、また空気入りタイヤにしたとき操縦安定性、グリップ性能が優れることを意味する。

引張り破断強度（６０℃、１００℃）
得られた試験片から、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠してＪＩＳ３号ダンベル型試験片（厚さ２ｍｍ）を打ち抜き、温度６０℃または１００℃で５００ｍｍ／分の引張り速度で試験を行い、引張り破断強度を測定した。表１，２に記載した１１種類のタイヤトレッド用ゴム組成物（実施例１〜４、比較例１〜７）の試験片は、６０℃での引張り破断強度を測定し、得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数として、表１，２の「破断強度（６０℃）」の欄に示した。表３，４に記載した１８種類のタイヤトレッド用ゴム組成物（実施例５〜８、比較例８〜１６）の試験片は、１００℃での引張り破断強度を測定し、得られた結果は、比較例８の値を１００とする指数として、表３，４の「破断強度（１００℃）」の欄に示した。これらの指数が大きいほど、高温状態での引張り破断強度が大きく機械的特性が優れること、また空気入りタイヤにしたときに操縦安定性、グリップ性能及び耐摩耗性が優れることを意味する。

ウェット性能（０℃のｔａｎδ）、ドライ性能（６０℃のｔａｎδ）
得られた試験片を使用しウェット性能及びドライ性能の指標として、損失正接ｔａｎδ（０℃及び６０℃）を評価した。ｔａｎδは、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚ、温度０℃及び６０℃の条件下で測定した。得られた結果は、表１，２では比較例１の値を１００、表３，４では比較例８の値を１００とする指数として、表１〜４の「ｔａｎδ（０℃）」「ｔａｎδ（６０℃）」の欄に示した。ｔａｎδ（０℃）の指数が大きいほど、ウェット性能が優れることを意味する。またｔａｎδ（６０℃）の指数が大きいほど、ドライ性能が優れることを意味する。

なお、表１〜４において使用した原材料の種類を下記に示す。
・Ｓ−ＳＢＲ１：ヒドロキシル基で末端変性された溶液重合スチレンブタジエンゴム、スチレン量が３６重量％、ビニル量が６４重量％、Ｍｗが１４７万、Ｔｇが−１３℃、ゴム成分１００重量部に対しオイル分３７．５重量部を含む油展品、旭化成ケミカルズ社製タフデンＥ６８０
・Ｓ−ＳＢＲ２：ヒドロキシル基で末端変性された溶液重合スチレンブタジエンゴム、スチレン量が３７重量％、ビニル量が４２重量％、Ｍｗが１２６万、Ｔｇが−２７℃、ゴム成分１００重量部に対しオイル分３７．５重量部を含む油展品、旭化成ケミカルズ社製タフデンＥ５８１
・Ｅ−ＳＢＲ：未変性の乳化重合スチレンブタジエンゴム、スチレン量が４０重量％、ビニル量が１４重量％、Ｍｗが７５万、Ｔｇが−２３℃、ゴム成分１００重量部に対しオイル分３７．５重量部を含む油展品、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ １７３９
・Ｓ−ＳＢＲ３：溶液重合スチレンブタジエンゴム、Ｔｇが−７１℃、ゴム成分１００重量部に対しオイル分３７．５重量部を含む油展品、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ １８３４
・ＢＲ：ブタジエンゴム、Ｔｇが−１０６℃、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０
・エラストマー１：スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン量が４８重量％、Ｍｎが６５８００、旭化成ケミカルズ社製タフプレン１２６Ｓ
・エラストマー２：スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体を部分水添したエラストマー、スチレン量が５７重量％、Ｍｎが１０３０００、旭化成ケミカルズ社製Ｓ．Ｏ．Ｅ． Ｓ１６１１
・エラストマー３：スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体を完全水添したエラストマー、スチレン量が６１重量％、Ｍｎが９６７００、旭化成ケミカルズ社製Ｓ．Ｏ．Ｅ． Ｌ６０５
・シリカ：ローディア社製Ｚｅｏｓｉｌ １１６５ＭＰ、ＣＴＡＢ比表面積が１５９２ｍ²／ｇ
・カップリング剤：シランカップリング剤、エボニックデグサ社製Ｓｉ６９
・カーボンブラック１：カーボンブラック、東海カーボン社製シースト９、Ｎ₂ＳＡ＝１４２ｍ²／ｇ
・カーボンブラック２：カーボンブラック、東海カーボン社製シースト７ＨＭ、Ｎ₂ＳＡ＝１２３ｍ²／ｇ
・カーボンブラック３：カーボンブラック、東海カーボン社製シーストＫＨＡ、Ｎ₂ＳＡ＝７７ｍ²／ｇ
・テルペン樹脂：軟化点が１２５℃の芳香族変性テルペン樹脂、ヤスハラケミカル社製ＹＳレジンＴＯ−１２５
・オイル：昭和シェル石油社製エキストラクト ４号Ｓ

表５において使用した原材料の種類を下記に示す。
・亜鉛華：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸ＹＲ
・硫黄：鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
・加硫促進剤：加硫促進剤ＣＢＳ、大内新興化学工業社製ノクセラーＣＺ−Ｇ

表１，２から明らかなように実施例１〜８のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ゴム硬度（６０℃）、引張り破断強度（６０℃または１００℃）、ウェット性能ｔａｎδ（０℃）及びドライ性能ｔａｎδ（６０℃）が高いことが確認され、操縦安定性、ドライ性能及びウェット性能に優れることが確認された。

比較例１のゴム組成物は、部分水添エラストマー２を配合せずに、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（水添していないエラストマー１）を配合したので、引張り破断強度（６０℃）、ウェット性能ｔａｎδ（０℃）及びドライ性能ｔａｎδ（６０℃）を改良することが、実施例２にようには、できない。

比較例２のゴム組成物は、部分水添エラストマー２を配合せずに、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体を完全水添したエラストマー３を配合したので、引張り破断強度（６０℃）及びドライ性能ｔａｎδ（６０℃）が悪化する。

比較例３のゴム組成物は、部分水添エラストマー２を配合しないのでウェット性能ｔａｎδ（０℃）及びドライ性能ｔａｎδ（６０℃）が悪化する。

比較例４のゴム組成物は、部分水添エラストマー２の配合量が３０重量を超えたので、ゴム硬度（６０℃）及び引張り破断強度（６０℃）が悪化する。

比較例５のゴム組成物は、芳香族変性テルペン樹脂を配合しないので、ウェット性能ｔａｎδ（０℃）及びドライ性能ｔａｎδ（６０℃）が悪化する。

比較例６のゴム組成物は、カーボンブラックの配合量が４０重量部未満であるので、ドライ性能ｔａｎδ（６０℃）が悪化する。

比較例７のゴム組成物は、シリカの配合量が４０重量部未満、カーボンブラックの配合量が８０重量部を超えるので、ウェット性能ｔａｎδ（０℃）が悪化する。

表３から明らかなように、比較例８のゴム組成物は、部分水添エラストマー２を配合せずに、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（水添していないエラストマー１）を配合したので、引張り破断強度（１００℃）、ウェット性能ｔａｎδ（０℃）及びドライ性能ｔａｎδ（６０℃）を改良することが、実施例５にようには、できない。

比較例９のゴム組成物は、部分水添エラストマー２を配合せずに、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体を完全水添したエラストマー３を配合したので、引張り破断強度（１００℃）が悪化する。

比較例１０のゴム組成物は、部分水添エラストマー２を配合しないので加工性、ウェット性能ｔａｎδ（０℃）及びドライ性能ｔａｎδ（６０℃）が悪化する。

比較例１１のゴム組成物は、部分水添エラストマー２の配合量が３０重量を超えたので、ゴム硬度（６０℃）及び引張り破断強度（１００℃）が悪化する。

比較例１２のゴム組成物は、シリカの配合量が９０重量部を超え、かつ無機充填剤の合計が１６０重量部を超えるので、加工性が悪化する。

比較例１３のゴム組成物は、シリカの配合量が４０重量部未満、かつ無機充填剤の合計が８０重量部未満であるので、ゴム硬度（６０℃）、ウェット性能ｔａｎδ（０℃）及びドライ性能ｔａｎδ（６０℃）が悪化する。

比較例１４のゴム組成物は、芳香族変性テルペン樹脂を配合しないので、ウェット性能ｔａｎδ（０℃）が悪化する。

比較例１５のゴム組成物は、芳香族変性テルペン樹脂の配合量が３０重量部を超えるので、引張り破断強度（１００℃）が悪化する。

比較例１６のゴム組成物は、カーボンブラック３のＮ₂ＳＡが９０ｍ²／ｇ未満であるので、ゴム硬度（６０℃）、引張り破断強度（１００℃）、ウェット性能ｔａｎδ（０℃）及びドライ性能ｔａｎδ（６０℃）が悪化する。

Claims (6)

1. スチレン−ジエン−スチレン共重合体を部分的に水添したエラストマーを５〜３０重量％とジエン系ゴム１を９５〜７０重量％との合計で１００重量％になるゴム成分１００重量部に、無機充填剤を８０〜１６０重量部、芳香族変性テルペン樹脂を２〜３０重量部配合したゴム組成物であって、前記エラストマーが、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体を部分的に水添したエラストマーであり、かつ前記エラストマーの水素添加率が、ポリブタジエンセグメントの５〜６０重量％であり、前記ジエン系ゴム１のうち、ガラス転移温度が−３０℃〜−５℃であるスチレンブタジエンゴムＳＢＲ１が９５〜４０重量％であり、前記無機充填剤が、シリカを４０〜９０重量部及び窒素吸着比表面積が９０〜２００ｍ²／ｇのカーボンブラックを４０〜８０重量部からなることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
2. 前記スチレンブタジエンゴムＳＢＲ１が、ガラス転移温度が−３０℃〜−５℃、重量平均分子量が１００万〜１８０万である溶液重合スチレンブタジエンゴムＳ−ＳＢＲであり、該Ｓ−ＳＢＲの含有量が前記ゴム成分１００重量％中９５〜６０重量％であると共に、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が１３０〜２００ｍ²／ｇ、前記芳香族変性テルペン樹脂の配合量が１０重量部以下であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
3. 前記ジエン系ゴム１が、ガラス転移温度が−３０℃〜−１５℃であるスチレンブタジエンゴムＳＢＲ２及びガラス転移温度が−５０℃以下であるジエン系ゴム２からなり、前記スチレンブタジエンゴムＳＢＲ２の含有量が前記ゴム成分１００重量％中８５〜４０重量％であると共に、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が９０〜１３０ｍ²／ｇであることを特徴とする請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
4. 前記ジエン系ゴム２が、ガラス転移温度が−５０℃以下のスチレンブタジエンゴムまたはブタジエンゴムであることを特徴とする請求項３に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
5. 前記スチレンブタジエンゴムＳＢＲ２が、末端変性されたスチレンブタジエンゴムであることを特徴とする請求項３または４に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤ。