WO2015186755A1 - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

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WO2015186755A1
WO2015186755A1 PCT/JP2015/066091 JP2015066091W WO2015186755A1 WO 2015186755 A1 WO2015186755 A1 WO 2015186755A1 JP 2015066091 W JP2015066091 W JP 2015066091W WO 2015186755 A1 WO2015186755 A1 WO 2015186755A1
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rubber
rubber composition
butadiene rubber
terminal
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PCT/JP2015/066091
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美由紀 中島
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横浜ゴム株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition for a tire tread in which the balance between wet performance and wear resistance and performance on snow is further improved.
  • All-season pneumatic tires for passenger cars are required to have excellent on-snow performance when running on snowy road surfaces, as well as wet performance and wear resistance when running on non-snowy road surfaces (wet and dry road surfaces).
  • silica is blended into a tire rubber composition.
  • silica has a problem that the wear resistance is lowered because the reinforcing performance is small when blended with diene rubber, compared with carbon black.
  • the silica content is increased or the particle size is made finer, the dispersibility of the silica is lowered and the wear resistance is further lowered, or the flexibility of the rubber composition is lost and the snow composition is lost. There is a problem that the performance decreases.
  • Patent Documents 1 and 2 propose to improve the dispersibility of silica by using a rubber composition in which silica is blended with a terminal-modified styrene-butadiene rubber whose terminal is modified with polyorganosiloxane or the like.
  • a rubber composition in which silica is blended with a terminal-modified styrene-butadiene rubber whose terminal is modified with polyorganosiloxane or the like.
  • the level of demand that consumers expect to improve wear resistance, wet performance and on-snow performance is higher, and there is a need to further improve these properties.
  • An object of the present invention is to provide a rubber composition for a tire tread in which the balance between wet performance and wear resistance and performance on snow is improved to a level higher than conventional levels.
  • the rubber composition for a tire tread of the present invention that achieves the above object is a diene rubber 100 wt% containing 40 wt% or more of a terminal-modified styrene butadiene rubber, 8 to 35 wt% of natural rubber, and 15 to 40 wt% of butadiene rubber.
  • a rubber composition comprising 66 to 110 parts by weight of a filler containing 50% by weight or more of silica based on the part, wherein the terminal-modified styrene butadiene rubber is derived from a compound in which a functional group at the terminal thereof reacts with a silanol group
  • the styrene unit content is 38 to 48% by weight
  • the oil-extended oil content is less than 30% by weight
  • the ratio of the blended amount of butadiene rubber (BR) to the natural rubber (NR) (BR / NR ) Is more than 1.0 and 2.5 or less
  • the embrittlement temperature of the rubber composition is ⁇ 45 ° C. or less.
  • the rubber composition for a tire tread of the present invention contains a functional group that reacts with a silanol group on a silica surface, has a styrene unit content of 38 to 48% by weight, and an oil extended amount of less than 30 parts by weight.
  • a filler containing 50% by weight or more of silica to 100 parts by weight of diene rubber containing natural rubber and butadiene rubber, the affinity between the diene rubber and silica can be increased. Can improve the wet performance and wear resistance.
  • the wet performance and wear resistance can be improved by setting the ratio (BR / NR) of butadiene rubber (BR) and natural rubber (NR) to more than 1 and not more than 2.5 and embrittlement temperature at -45 ° C or less. And the performance on snow can be improved over the conventional level.
  • Silica preferably has a DBP absorption of 160 to 220 ml / 100 g, a nitrogen adsorption specific surface area of 145 to 193 m 2 / g, and a CTAB specific surface area of 140 to 184 m 2 / g.
  • the total oil component is preferably 25 to 50% by weight in 100% by weight of the tire tread rubber composition.
  • terminal-modified styrene butadiene rubber it is preferable that one or both terminal functional groups are derived from at least one compound selected from a polyorganosiloxane compound, an epoxy compound, and a hydrocarbyloxysilicon compound.
  • the terminal-modified styrene butadiene rubber can have an isoprene segment at one end.
  • the pneumatic tire using the rubber composition of the present invention in the tread portion can improve the balance between wet performance and wear resistance and performance on snow to a level higher than the conventional level.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view in the tire meridian direction showing an example of an embodiment of a pneumatic tire using the tire tread rubber composition of the present invention.
  • FIG. 1 shows an example of an embodiment of a pneumatic tire using a rubber composition for a tire tread.
  • the pneumatic tire includes a tread portion 1, a sidewall portion 2, and a bead portion 3.
  • the pneumatic tire has two carcass layers 4 in which reinforcing cords extending in the tire radial direction are arranged between the left and right bead portions 3 at predetermined intervals in the tire circumferential direction and embedded in a rubber layer.
  • the both ends are folded back from the inner side in the tire axial direction so as to sandwich the bead filler 6 around the bead core 5 embedded in the bead part 3.
  • An inner liner layer 7 is disposed inside the carcass layer 4.
  • a belt cover layer 9 is disposed on the outer peripheral side of the belt layer 8.
  • a tread portion 1 is formed of a tread rubber layer 10 on the outer peripheral side of the belt cover layer 9.
  • the tread rubber layer 10 is preferably composed of the rubber composition for tire tread of the present application.
  • a side rubber layer 11 is disposed outside the carcass layer 4 of each sidewall portion 2, and a rim cushion rubber layer 12 is provided outside the folded portion of the carcass layer 4 of each bead portion 3.
  • a studless tire is not limited to embodiment of the pneumatic tire illustrated in FIG.
  • the rubber component is a diene rubber
  • the diene rubber necessarily includes terminal-modified styrene butadiene rubber, natural rubber, and butadiene rubber.
  • the terminal-modified styrene butadiene rubber is a styrene butadiene rubber produced by solution polymerization in which a molecular chain has a functional group at one or both ends.
  • the skeleton of the modified styrene butadiene rubber preferably has an isoprene segment at one end thereof.
  • the affinity with silica is improved, and the wet performance and wear resistance can be further improved.
  • the functional group of the modified styrene butadiene rubber is a functional group derived from a compound that reacts with a silanol group on the silica surface.
  • the compound that reacts with the silanol group is not particularly limited.
  • polyorganosiloxanes, epoxy compounds, hydrocarbyloxysilicon compounds and compounds are preferred.
  • the terminal-modified styrene butadiene rubber used in the present invention has a styrene unit content of 38 to 48% by weight, preferably 40 to 45% by weight.
  • the rubber composition has high rigidity and strength, and the wear resistance and wet performance when a pneumatic tire is made higher. Can do.
  • the terminal-modified styrene butadiene rubber forms a fine phase separation form with respect to other diene rubbers.
  • the terminal-modified styrene-butadiene rubber comes to be localized near the silica particles, and the affinity of the terminal-modified group acts more efficiently on the silica, thereby further increasing the affinity and improving the dispersibility of the silica. Can be good. If the styrene unit content of the terminal-modified styrene-butadiene rubber is less than 38% by weight, the effect of forming a fine phase separation form with respect to other diene rubbers cannot be obtained sufficiently. Further, the effect of increasing the rigidity and strength of the rubber composition cannot be sufficiently obtained.
  • the styrene unit content of the terminal-modified styrene butadiene rubber exceeds 48% by weight, the glass transition temperature (Tg) of the styrene butadiene rubber rubber is increased, and the balance of viscoelastic properties is deteriorated.
  • Tg glass transition temperature
  • the styrene unit content of the terminal-modified styrene butadiene rubber is measured by infrared spectroscopic analysis (Hampton method).
  • the concentration of the terminal modified group in the terminal modified styrene butadiene rubber is determined by the relationship with the weight average molecular weight (Mw) of the terminal modified styrene butadiene rubber.
  • Mw weight average molecular weight of the terminal-modified styrene butadiene rubber.
  • the weight average molecular weight of the terminal-modified styrene butadiene rubber is preferably 600,000 to 1,000,000, more preferably 650,000 to 850,000.
  • the weight average molecular weight of the terminal-modified styrene butadiene rubber is less than 600,000, the concentration of the modifying group at the terminal of the terminal-modified styrene butadiene rubber increases, and the properties of the rubber composition improve the dispersibility of the silica, but the polymer itself Because of the low molecular weight, there is a possibility that strength and rigidity may not be exhibited, and the improvement range of high-temperature viscoelastic properties is also reduced. In addition, the wear resistance of the rubber composition may be reduced.
  • the weight average molecular weight of the terminal-modified styrene butadiene rubber exceeds 1,000,000, the concentration of the modifying group at the terminal of the terminal-modified styrene butadiene rubber becomes low, the affinity with silica is insufficient, and the dispersibility may be deteriorated.
  • the weight average molecular weight (Mw) of terminal modified styrene butadiene rubber shall be measured by standard polystyrene conversion by gel permeation chromatography (GPC).
  • the vinyl unit content of the terminal-modified styrene butadiene rubber is preferably 20 to 35% by weight, more preferably 26 to 34% by weight.
  • the glass transition temperature (Tg) of the terminal-modified styrene butadiene rubber can be optimized.
  • the fine phase separation form of the terminal-modified styrene butadiene rubber formed with respect to other diene rubbers can be stabilized.
  • the vinyl unit content of the terminal-modified styrene butadiene rubber is less than 20% by weight, the Tg of the terminal-modified styrene butadiene rubber becomes low, and the wet grip performance may be deteriorated.
  • the vinyl unit content of the terminal-modified styrene-butadiene rubber exceeds 35% by weight, the vulcanization rate may decrease, the strength and rigidity may decrease, and the loss tangent (tan ⁇ at 60 ° C.) may increase.
  • the vinyl unit content of the terminal-modified styrene butadiene rubber is measured by infrared spectroscopic analysis (Hampton method).
  • the terminal-modified styrene butadiene rubber can improve the molding processability of the rubber composition by adding an oil component (oil extension).
  • the oil extended amount is less than 30% by weight, preferably 10% by weight or more and less than 30% by weight, in 100% by weight of the terminal-modified styrene butadiene rubber.
  • the amount of the oil-extended amount of the terminal-modified styrene butadiene rubber exceeds 30 parts by weight, the degree of freedom in composition design when oil, softener, tackifier or the like is added to the rubber composition is reduced.
  • the content of the terminal-modified styrene butadiene rubber is 40% by weight or more, preferably 40 to 78% by weight, more preferably 42 to 70% by weight, and further preferably 45 to 60% by weight in 100% by weight of the diene rubber. % By weight.
  • the content of the terminal-modified styrene butadiene rubber is less than 40% by weight in the diene rubber, the affinity with silica is lowered, so that the dispersibility cannot be improved. Further, if the content of the terminal-modified styrene butadiene rubber exceeds 78% by weight in the diene rubber, the wear resistance may be lowered.
  • the rubber composition for a tire tread of the present invention can improve wear resistance and wet grip performance while maintaining performance on snow at a high level by containing natural rubber.
  • the blending amount of the natural rubber is 8 to 35% by weight, preferably 10 to 25% by weight, in 100% by weight of the diene rubber.
  • the blending amount of the natural rubber is less than 8% by weight, the performance on snow, the wet grip performance and the wear resistance cannot be sufficiently improved.
  • the blending amount of natural rubber exceeds 35% by weight, wet grip properties are lowered.
  • natural rubber what is usually used for the rubber composition for tires is good.
  • the rubber composition for tire tread of the present invention can improve wear resistance and performance on snow by containing butadiene rubber.
  • the blending amount of butadiene rubber is 15 to 40% by weight, preferably 25 to 35% by weight, in 100% by weight of diene rubber.
  • Abrasion resistance falls that the compounding quantity of a butadiene rubber is less than 8 weight%.
  • the compounding quantity of butadiene rubber exceeds 40 weight%, there exists a concern about deterioration of chipping resistance.
  • the butadiene rubber those usually used in rubber compositions for tires may be used.
  • the ratio (BR / NR) of the blending amount (BR) of the butadiene rubber to the blending amount (NR) of the natural rubber exceeds 1.0 and is 2.5 or less, preferably 1.5-2. 3. If the ratio of butadiene rubber to natural rubber (BR / NR) is 1.0 or less, the balance between wet performance and wear resistance and performance on snow cannot be improved, and especially performance on snow is improved. Can not do it. On the other hand, when the ratio (BR / NR) of the blending amount exceeds 2.5, the wet grip property is deteriorated.
  • diene rubbers other than the terminal-modified styrene butadiene rubber, natural rubber and butadiene rubber can be blended as the diene rubber as long as the object of the present invention is not impaired.
  • examples of other diene rubbers include isoprene rubber, unmodified styrene butadiene rubber, butyl rubber, and halogenated butyl rubber. Such diene rubbers can be used alone or as a plurality of blends.
  • a filler containing 50% by weight or more of silica is blended in an amount of 66 to 110 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber.
  • the wet grip property and the wear resistance of the rubber composition can be balanced at a higher level.
  • the blending amount of the filler is less than 66 parts by weight, a high level of wet grip property cannot be ensured.
  • the wear resistance is deteriorated.
  • the content of silica in 100% by weight of the filler is 50% by weight or more, preferably 70 to 100% by weight.
  • the blending of the terminal-modified styrene butadiene rubber increases the affinity with silica and improves the dispersibility, so that the effect of blending silica can be further enhanced.
  • silica usually used in rubber compositions for tire treads, for example, wet method silica, dry method silica, or surface-treated silica can be used.
  • the particle property of silica is not particularly limited, but preferably it satisfies all the following three particle characteristics.
  • DBP absorption is 160-220ml / 100g
  • the DBP absorption amount of silica is preferably 160 to 220 ml / 100 g.
  • the breaking strength is lowered.
  • the DBP absorption exceeds 220 ml / 100 g, the viscosity becomes too high and the mixing processability deteriorates.
  • the DBP absorption amount of silica is determined in accordance with JIS K6217-4 oil absorption amount A method.
  • N 2 SA Nitrogen adsorption specific surface area of 145 to 193 m 2 / g
  • the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is preferably 145 to 193 m 2 / g. If the N 2 SA of silica is less than 145 m 2 / g, wet grip properties deteriorate, which is not preferable. Further, when the N 2 SA of silica is more than 193m 2 / g, the dispersibility of the silica is deteriorated, the wear resistance is deteriorated. Moreover, since a rubber composition becomes hard and the performance on snow falls, it is not preferable.
  • the N 2 SA of silica is determined according to JIS K6217-2.
  • CTAB CTAB specific surface area
  • the CTAB specific surface area (CTAB) of the silica is preferably 140 to 184 m 2 / g. If the CTAB of silica is less than 140 m 2 / g, the wet grip property is deteriorated, which is not preferable. On the other hand, when the CTAB of silica exceeds 184 m 2 / g, the dispersibility of silica deteriorates and the wear resistance deteriorates, which is not preferable.
  • the CTAB for silica is determined in accordance with JIS K6217-3.
  • Silica satisfying all of the particle properties (1) to (3) described above can improve the dispersibility of silica by blending with the above-mentioned terminal-modified styrene butadiene rubber. For this reason, the terminal-modified styrene butadiene rubber and the silica having the above-mentioned particle properties can modify the tan ⁇ of the rubber composition, and obtain a further synergistic effect. Further, by blending natural rubber and butadiene rubber together with the terminal-modified styrene butadiene rubber, it is possible to make the rubber composition excellent in wear resistance and on-snow performance.
  • silica satisfying all the particle properties (1) to (3) can be used alone as silica.
  • this silica and other silica that does not satisfy the particle properties (1) to (3) may be used together.
  • Silica can be used by appropriately selecting from commercially available products. Moreover, the silica obtained by the normal manufacturing method can be used.
  • the rubber composition of the present invention it is preferable to blend a silane coupling agent together with silica, so that the dispersibility of silica can be improved and the reinforcing property with the diene rubber can be further increased.
  • the silane coupling agent is preferably added in an amount of 3 to 20% by weight, more preferably 5 to 15% by weight, based on the amount of silica.
  • the compounding amount of the silane coupling agent is less than 3% by weight of the silica weight, the effect of improving the dispersibility of silica cannot be obtained sufficiently.
  • the compounding quantity of a silane coupling agent exceeds 20 weight%, silane coupling agents will condense and it will become impossible to acquire a desired effect.
  • the silane coupling agent is not particularly limited, but a sulfur-containing silane coupling agent is preferable.
  • a sulfur-containing silane coupling agent is preferable.
  • the rubber composition for a tire tread of the present invention can contain other fillers other than silica.
  • fillers other than silica include carbon black, clay, mica, talc, calcium carbonate, aluminum hydroxide, aluminum oxide, and titanium oxide. Of these, carbon black is preferred.
  • the rubber strength can be increased by blending other fillers containing carbon black.
  • the content of the other filler is 50% by weight or less, preferably 0 to 30% by weight, out of 100% by weight of the filler. If the content of other fillers exceeds 50% by weight, the fuel efficiency is deteriorated.
  • the embrittlement temperature of the rubber composition for a tire tread of the present invention is ⁇ 45 ° C. or less, preferably ⁇ 60 ° C. to ⁇ 50 ° C. When the embrittlement temperature of the rubber composition is higher than ⁇ 45 ° C., the performance on snow is deteriorated.
  • the embrittlement temperature of the rubber composition for a tire tread is a 50% impact embrittlement temperature required in accordance with JIS K6261.
  • the total oil component is preferably 25 to 50% by weight, more preferably 30 to 45% by weight in 100% by weight of the rubber composition. If the sum of the oil components is less than 25% by weight, the performance on snow may not be sufficiently improved. On the other hand, if the sum of the oil components exceeds 50% by weight, the wear resistance may not be sufficiently improved.
  • the total of oil components is the sum of oil components contained in rubber compositions composed of oil components such as oil-extended oils in diene rubbers and natural oils, synthetic oils, plasticizers and the like added during preparation of the rubber composition. Say.
  • Rubber composition for tire tread includes rubber composition for tire tread such as vulcanization or crosslinking agent, vulcanization accelerator, anti-aging agent, plasticizer, processing aid, liquid polymer, terpene resin, thermosetting resin, etc.
  • Various compounding agents generally used can be blended.
  • Such a compounding agent can be kneaded by a general method to form a rubber composition, which can be used for vulcanization or crosslinking.
  • the compounding amounts of these compounding agents can be the conventional general compounding amounts as long as they do not contradict the purpose of the present invention.
  • the rubber composition for a tire tread can be produced by mixing each of the above components using a known rubber kneading machine such as a Banbury mixer, a kneader, or a roll.
  • the rubber composition for a tire tread of the present invention can be suitably used for a pneumatic tire.
  • Pneumatic tires using this rubber composition in the tread part especially all-season pneumatic tires for passenger cars, are used for snow performance on snowy road surfaces and wet performance and wear resistance when running on non-snowy road surfaces.
  • the balance with the property can be improved to a level higher than the conventional level.
  • Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 8 having the compounding agents shown in Table 3 as the common compounding and the compositions shown in Tables 1 and 2, sulfur and The components excluding the vulcanization accelerator were weighed and kneaded for 5 minutes with a 1.8 L closed mixer, and then the master batch was discharged and cooled at room temperature. This master batch was subjected to a 1.8 L closed mixer, and sulfur and a vulcanization accelerator were added and mixed to obtain a rubber composition for a tire tread.
  • Tables 1 and 2 since the modified S-SBRs 1 and 2 are oil-extended products, the net rubber amount is shown in parentheses.
  • the compounding quantity of the common component of Table 3 was described as a weight part with respect to 100 weight part of diene rubber shown to Table 1,2.
  • Abrasion resistance The obtained pneumatic tire is mounted on a wheel with a rim size of 18 x 7 JJ, filled with air pressure of 220 kPa and mounted on a domestic 2.5 liter class test vehicle. For 10 laps continuously at a speed of 80 km / h. Thereafter, the state of wear on the tread surface was visually observed, and Comparative Example 1 was scored as 100. The obtained results are shown in Tables 1 and 2. It shows that abrasion resistance is so favorable that the value of evaluation is large, especially an index
  • On-snow performance A 2.6km test course with one pneumatic tyre mounted on a wheel with a rim size of 18 x 7 JJ, mounted on a domestic 2.5-liter class test vehicle, and snow-covered under an air pressure of 200 kPa. The vehicle was run, and the handling stability at that time was scored by a sensitive evaluation by three expert panelists. The obtained results are shown in Tables 1 and 2 as an index with Comparative Example 1 as 100. The larger the index, the better the performance on snow (steering stability) on a snowy road surface, especially when the index is 102 or more.
  • the obtained pneumatic tire is assembled to a wheel with a rim size of 18 x 7 JJ, mounted on a domestic 2.5 liter class test vehicle, and a test course of 2.6 km per lap consisting of a wet road surface under the condition of an air pressure of 220 kPa.
  • the vehicle was run, and the handling stability at that time was scored by a sensitive evaluation by three expert panelists.
  • the obtained results are shown in Tables 1 and 2 as an index with Comparative Example 1 as 100. It means that the wet steering stability on a wet road surface is excellent when the index is larger, particularly when the index is 102 or more.
  • Modified S-SBR1 terminal-modified solution polymerized styrene butadiene rubber, styrene unit content 42% by weight, vinyl unit content 32% by weight, weight average molecular weight (Mw) 750,000, Tg -25 ° C, oil extended
  • Mw weight average molecular weight
  • Modified S-SBR2 terminal-modified styrene butadiene rubber, styrene unit content is 21% by weight, vinyl unit content is 63% by weight, weight average molecular weight (Mw) is 440,000, Tg is ⁇ 27 ° C.
  • BR Butadiene rubber
  • Nippon Zeon BR1220 NR natural rubber
  • SIR20 Silica 1 Zeosil 1165MP manufactured by Rhodia
  • DBP absorption amount is 200 ml / 100 g
  • nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is 160 m 2 / g
  • CTAB specific surface area (CTAB) is 159 m 2 / g
  • Silica 2 Rhodia Zeosil Premium 200MP, DBP absorption 203 ml / 100 g, nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) 200 m 2 / g, CTAB specific surface area (CTAB) 197 m 2 / g.
  • Carbon black Toast Carbon Co., Ltd.
  • Seest KH Silane coupling agent Si69, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide oil manufactured by Evonik Degussa Oil: Extract No. 4 S manufactured by Showa Shell Sekiyu KK
  • 1,6-bis (trichlorosilyl) hexane 0.08 mmol was then obtained.
  • 0.027 mmol of polyorganosiloxane A represented by the above formula (1) was added in the form of a 20% by mass concentration of xylene solution and reacted for 30 minutes.
  • an amount of methanol corresponding to 2 moles of n-butyllithium used was added to obtain a solution containing modified S-SBR2.
  • Irganox 1520L (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) was added to this solution as an anti-aging agent in an amount of 0.15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of modified S-SBR2, and the oil-extended oil content was 27.
  • Add FUCKOL ERAMIC 30 (manufactured by Shin Nippon Oil Co., Ltd.) to 27 wt%, remove the solvent by steam stripping, and vacuum dry at 60 ° C. for 24 hours to obtain solid rubber. It was collected. The obtained solid rubber was dehydrated with a roll and dried in a drier to obtain modified S-SBR2.
  • Zinc oxide 3 types of zinc oxide manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd.
  • Stearic acid Bead stearic acid manufactured by Chiba Fatty Acid Co.
  • Anti-aging agent Antigen 6C manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
  • Wax Sunnock manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
  • Sulfur Fine powdered sulfur with Jinhua seal oil manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.
  • Vulcanization accelerator 1 CBS vulcanization accelerator, Noxeller CZ-G manufactured by Ouchi New Chemical Co.
  • Vulcanization accelerator 2 Vulcanization accelerator DPG, Noxeller D manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
  • the rubber compositions for tire treads of Examples 1 to 8 can improve the balance between wet performance and wear resistance and performance on snow compared to the conventional level.
  • the rubber composition of Comparative Example 1 has a weight ratio (BR / NR) of 1 or less and is based on this.
  • the embrittlement temperature is higher than ⁇ 45 ° C., so the performance on snow and the wear resistance are deteriorated.

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Abstract

　ウェット性能および耐摩耗性と、雪上性能とのバランス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。このタイヤトレッド用ゴム組成物は、末端変性スチレンブタジエンゴムを４０重量％以上、天然ゴムを８～３５重量％、ブタジエンゴムを１５～４０重量％含むジエン系ゴム１００重量部に対し、シリカを５０重量％以上含む充填剤を６６～１１０重量部配合したゴム組成物であって、前記末端変性スチレンブタジエンゴムが、その末端の官能基がシラノール基と反応する化合物に由来し、そのスチレン単位含有量が３８～４８重量％、その油展オイルの含有量が３０重量％未満であり、前記天然ゴム（ＮＲ）に対するブタジエンゴム（ＢＲ）の配合量の比（ＢＲ／ＮＲ）が１．０を超え２．５以下であると共に、前記ゴム組成物の脆化温度が－４５℃以下であることを特徴とする。

Description

タイヤトレッド用ゴム組成物
　本発明は、ウェット性能および耐摩耗性と、雪上性能とのバランスを一層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。
　乗用車向けのオールシーズン用空気入りタイヤには、積雪路面を走行するときの雪上性能と、非積雪路面（湿潤路面や乾燥路面）を走行するときのウェット性能や耐摩耗性に優れることが要求される。
　一般にウェット性能を改良するためタイヤ用ゴム組成物にシリカを配合することが行われる。しかしシリカはカーボンブラックに比べ、ジエン系ゴムに配合したとき補強性性能が小さいため耐摩耗性が低下するという問題がある。またウェット性能を向上するため、シリカの配合量を増やしたりその粒子径を微細にしたりすると、シリカの分散性が低下し耐摩耗性がさらに低下したり、ゴム組成物の柔軟性が失われ雪上性能が低下するという問題がある。
　特許文献１および２は、末端をポリオルガノシロキサン等で変性した末端変性スチレンブタジエンゴムにシリカを配合したゴム組成物によりシリカの分散性を改良することを提案している。しかし、需要者が耐摩耗性、ウェット性能および雪上性能の向上に期待する要求レベルはより高く、これらの特性を一層改善することが求められている。
日本国特開２００９－９１４９８号公報 国際公開第２０１１／１０５３６２号
　本発明の目的は、ウェット性能および耐摩耗性と、雪上性能とのバランス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、末端変性スチレンブタジエンゴムを４０重量％以上、天然ゴムを８～３５重量％、ブタジエンゴムを１５～４０重量％含むジエン系ゴム１００重量部に対し、シリカを５０重量％以上含む充填剤を６６～１１０重量部配合したゴム組成物であって、前記末端変性スチレンブタジエンゴムが、その末端の官能基がシラノール基と反応する化合物に由来し、そのスチレン単位含有量が３８～４８重量％、その油展オイルの含有量が３０重量％未満であり、前記天然ゴム（ＮＲ）に対するブタジエンゴム（ＢＲ）の配合量の比（ＢＲ／ＮＲ）が１．０を超え２．５以下であると共に、前記ゴム組成物の脆化温度が－４５℃以下であ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、シリカ表面のシラノール基と反応する官能基を含み、スチレン単位含有量が３８～４８重量％、油展量が３０重量部未満である末端変性スチレンブタジエンゴムと、天然ゴムおよびブタジエンゴムを含むジエン系ゴム１００重量部に、シリカを５０重量％以上含む充填剤を６６～１１０重量部配合することにより、ジエン系ゴムとシリカとの親和性を高くしシリカの分散性を向上させてウェット性能および耐摩耗性を改良することができる。さらにブタジエンゴム（ＢＲ）と天然ゴム（ＮＲ）の配合量の比（ＢＲ／ＮＲ）を１を超え２．５以下、脆化温度を－４５℃以下にすることにより、ウェット性能および耐摩耗性と、雪上性能とのバランスを従来レベル以上に向上することができる。
　シリカは、ＤＢＰ吸収量が１６０～２２０ｍｌ／１００ｇ、窒素吸着比表面積が１４５～１９３ｍ2／ｇ、ＣＴＡＢ比表面積が１４０～１８４ｍ2／ｇであること好ましい。このようなシリカを配合することにより、末端変性スチレンブタジエンゴムとの親和性が更に向上することに加え、雪上性能をより高くすることができる。
　このタイヤトレッド用ゴム組成物１００重量％中、オイル成分の合計が２５～５０重量％であるとよい。
　末端変性スチレンブタジエンゴムとしては、その片方または両方の末端の官能基が、ポリオルガノシロキサン化合物、エポキシ化合物、ヒドロカルビルオキシ珪素化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物に由来することが好ましい。また末端変性スチレンブタジエンゴムは、片方の末端にイソプレンセグメントを有することができる。
　本発明のゴム組成物をトレッド部に使用した空気入りタイヤは、ウェット性能および耐摩耗性と、雪上性能とのバランスを従来レベル以上に向上することができる。
図１は、本発明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の実施形態の一例を示すタイヤ子午線方向の部分断面図である。
　図１は、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の実施形態の一例を示し、この空気入りタイヤは、トレッド部１、サイドウォール部２、およびビード部３からなる。
　図１において、空気入りタイヤには、左右のビード部３間にタイヤ径方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に所定の間隔で配列してゴム層に埋設した２層のカーカス層４が延設され、その両端部がビード部３に埋設したビードコア５の周りにビードフィラー６を挟み込むようにしてタイヤ軸方向内側から外側に折り返されている。カーカス層４の内側にはインナーライナー層７が配置されている。トレッド部１のカーカス層４の外周側には、タイヤ周方向に傾斜して延在する補強コードをタイヤ軸方向に所定の間隔で配列してゴム層に埋設した２層のベルト層８が配設されている。この２層のベルト層８の補強コードは層間でタイヤ周方向に対する傾斜方向を互いに逆向きにして交差している。ベルト層８の外周側には、ベルトカバー層９が配置されている。このベルトカバー層９の外周側に、トレッド部１がトレッドゴム層１０により形成される。トレッドゴム層１０は、本願のタイヤトレッド用ゴム組成物により構成することが好ましい。各サイドウォール部２のカーカス層４の外側にはサイドゴム層１１が配置され、各ビード部３のカーカス層４の折り返し部外側にはリムクッションゴム層１２が設けられている。なお、スタッドレスタイヤは、図１に例示した空気入りタイヤの実施形態に限定されるものではない。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物において、ゴム成分はジエン系ゴムであり、そのジエン系ゴムは末端変性スチレンブタジエンゴム、天然ゴムおよびブタジエンゴムを必ず含む。末端変性スチレンブタジエンゴムは、分子鎖の片末端または両末端に官能基を有するようにした溶液重合で製造したスチレンブタジエンゴムである。末端変性スチレンブタジエンゴムを配合することによりシリカとの親和性を高くし分散性を改善するため、シリカの作用効果を一層向上すると共に、耐摩耗性を改良する。
　本発明において、変性スチレンブタジエンゴムの骨格は、その片末端にイソプレンセグメントを有することが好ましい。スチレンブタジエンゴムの一つの末端をイソプレンセグメントで構成することにより、シリカとの親和性が良好となり、ウェット性能および耐摩耗性をさらに優れたものにすることができる。
　また変性スチレンブタジエンゴムの官能基は、シリカ表面のシラノール基と反応する化合物に由来する官能基である。このシラノール基と反応する化合物は、特に制限されるものではないが、例えばポリオルガノシロキサン化合物、エポキシ化合物、ヒドロカルビルオキシ珪素化合物、スズ化合物、ケイ素化合物、シラン化合物、アミド化合物および／またはイミド化合物、イソシアネートおよび／またはイソチオシアネート化合物、ケトン化合物、エステル化合物、ビニル化合物、オキシラン化合物、チイラン化合物、オキセタン化合物、ポリスルフィド化合物、ポリシロキサン化合物、ポリエーテル化合物、ポリエン化合物、ハロゲン化合物、フラーレン類などを有する化合物を挙げることができる。なかでもポリオルガノシロキサン、エポキシ化合物、ヒドロカルビルオキシ珪素化合物、化合物が好ましい。
　本発明で使用する末端変性スチレンブタジエンゴムは、スチレン単位含有量が３８～４８重量％、好ましくは４０～４５重量％である。末端変性スチレンブタジエンゴムのスチレン単位含有量をこのような範囲内にすることにより、ゴム組成物の剛性および強度を高くして空気入りタイヤにしたときの耐摩耗性およびウェット性能をより高くすることができる。また天然ゴム、ブタジエンゴムなどの他のジエン系ゴムを配合するとき、末端変性スチレンブタジエンゴムが他のジエン系ゴムに対して微細な相分離形態を形成する。このため、末端変性スチレンブタジエンゴムがシリカ粒子の近くに局在化するようになり、その末端変性基がシリカに対して効率的に作用することにより親和性を一層高くし、シリカの分散性を良好にすることができる。末端変性スチレンブタジエンゴムのスチレン単位含有量が３８重量％未満であると、他のジエン系ゴムに対して微細な相分離形態を形成する作用が十分に得られない。またゴム組成物の剛性および強度を高くする効果が十分に得られない。また末端変性スチレンブタジエンゴムのスチレン単位含有量が４８重量％を超えると、スチレンブタジエンゴムゴムのガラス転移温度（Ｔｇ）が上昇し、粘弾性特性のバランスが悪くなる。なお末端変性スチレンブタジエンゴムのスチレン単位含有量は赤外分光分析（ハンプトン法）により測定するものとする。
　本発明では、末端変性スチレンブタジエンゴムにおける末端変性基の濃度は、末端変性スチレンブタジエンゴムの重量平均分子量（Ｍｗ）との関係で決められる。末端変性スチレンブタジエンゴムの重量平均分子量は好ましくは６０万～１００万、より好ましくは６５～８５万であるとよい。末端変性スチレンブタジエンゴムの重量平均分子量が６０万未満であると、末端変性スチレンブタジエンゴム末端の変性基濃度が高くなり、ゴム組成物の特性がシリカの分散性は良化するが、重合体自身の分子量が低いために、強度、剛性が発現しない可能性があり、高温の粘弾性特性の改良幅も小さくなってしまう。またゴム組成物の耐摩耗性が低下することがある。また末端変性スチレンブタジエンゴムの重量平均分子量が１００万を超えると、末端変性スチレンブタジエンゴム末端の変性基濃度が低くなりシリカとの親和性が不足し、分散性が悪化する虞がある。なお末端変性スチレンブタジエンゴムの重量平均分子量（Ｍｗ）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。
　本発明では、末端変性スチレンブタジエンゴムのビニル単位含有量は好ましくは２０～３５重量％、より好ましくは２６～３４重量％にするとよい。末端変性スチレンブタジエンゴムのビニル単位含有量を２０～３５重量％にすることにより、末端変性スチレンブタジエンゴムのガラス転移温度（Ｔｇ）を適正化することができる。また、他のジエン系ゴムに対して形成された末端変性スチレンブタジエンゴムの微細な相分離形態を安定化することができる。末端変性スチレンブタジエンゴムのビニル単位含有量が２０重量％未満であると、末端変性スチレンブタジエンゴムのＴｇが低くなり、ウェットグリップ性能が低下する虞がある。また末端変性スチレンブタジエンゴムのビニル単位含有量が３５重量％を超えると加硫速度が低下したり、強度や剛性が低下したり、損失正接（６０℃のｔａｎδ）が大きくなる可能性がある。なお末端変性スチレンブタジエンゴムのビニル単位含有量は赤外分光分析（ハンプトン法）により測定するものとする。
　末端変性スチレンブタジエンゴムは、オイル成分を添加すること（油展）によりゴム組成物の成形加工性を良好にすることができる。油展量は、末端変性スチレンブタジエンゴム１００重量％中３０重量％未満、好ましくは１０重量％以上３０重量％未満にするとよい。末端変性スチレンブタジエンゴムの油展量が３０重量部を超えると、ゴム組成物にオイル、軟化剤、粘着性付与剤等を配合するときの組成設計の自由度が小さくなる。
　本発明において、末端変性スチレンブタジエンゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００重量％中、４０重量％以上、好ましくは４０～７８重量％、より好ましくは４２～７０重量％、更に好ましくは４５～６０重量％である。末端変性スチレンブタジエンゴムの含有量がジエン系ゴム中の４０重量％未満であると、シリカとの親和性が低下するのでその分散性を良好にすることができない。また末端変性スチレンブタジエンゴムの含有量がジエン系ゴム中の７８重量％を超えると、耐摩耗性が低下する虞がある。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、天然ゴムを含有することにより雪上性能を高いレベルで維持しながら耐摩耗性およびウェットグリップ性能を改良することができる。天然ゴムの配合量は、ジエン系ゴム１００重量％中、８～３５重量％、好ましくは１０～２５重量％である。天然ゴムの配合量が８重量％未満であると、雪上性能、ウェットグリップ性能および耐摩耗性を十分に改良することができない。また天然ゴムの配合量が３５重量％を超えると、ウェットグリップ性が低下する。天然ゴムとしては、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられるものを使用するとよい。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ブタジエンゴムを含有することにより、耐摩耗性および雪上性能を改良することができる。ブタジエンゴムの配合量はジエン系ゴム１００重量％中、１５～４０重量％、好ましくは２５～３５重量％にする。ブタジエンゴムの配合量が８重量％未満であると、耐摩耗性が低下する。またブタジエンゴムの配合量が４０重量％を超えると、耐チッピング性の悪化が懸念される。ブタジエンゴムとしては、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられるものを使用するとよい。
　本発明では、天然ゴムの配合量（ＮＲ）に対するブタジエンゴムの配合量（ＢＲ）の配合量の比（ＢＲ／ＮＲ）が１．０を超え２．５以下、好ましくは１．５～２．３である。ブタジエンゴムと天然ゴムの配合量の比（ＢＲ／ＮＲ）が１．０以下であると、ウェット性能および耐摩耗性と、雪上性能とのバランスを向上することができず、とりわけ雪上性能を改良することができない。また配合量の比（ＢＲ／ＮＲ）が２．５を超えると、ウェットグリップ性が悪化する。
　本発明において、ジエン系ゴムとして末端変性スチレンブタジエンゴム、天然ゴムおよびブタジエンゴム以外の他のジエン系ゴムを、本発明の目的を阻害しない範囲で配合することができる。他のジエン系ゴムとしては、例えばイソプレンゴム、末端変性していないスチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等を例示することができる。このようなジエン系ゴムは、単独又は複数のブレンドとして使用することができる。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、シリカを５０重量％以上含む充填剤をジエン系ゴム１００重量部に対し６６～１１０重量部配合する。充填剤の配合量をこのような範囲にすることにより、ゴム組成物のウェットグリップ性および耐摩耗性をより高いレベルでバランスさせることができる。充填剤の配合量が６６重量部未満であると、高いレベルのウェットグリップ性を確保することができない。充填剤の配合量が１１０重量部を超えると、耐摩耗性が悪化してしまう。
　また充填剤１００重量％中のシリカの含有量は５０重量％以上、好ましくは７０～１００重量％にする。充填剤中のシリカの含有量をこのような範囲にすることにより、ゴム組成物のウェットグリップ性および耐摩耗性を両立することが可能になる。また、末端変性スチレンブタジエンゴムの配合により、シリカとの親和性を高くし分散性を改善するため、シリカ配合の効果をより高くすることができる。
　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。またシリカの粒子性状は、特に制限されるものではないが、好ましくは下記の３つの粒子特性をすべて満たすとよい。
（１）ＤＢＰ吸収量が１６０～２２０ｍｌ／１００ｇ
　シリカのＤＢＰ吸収量は好ましくは１６０～２２０ｍｌ／１００ｇにする。ＤＢＰ吸収量が１６０ｍｌ／１００ｇ未満であると、破断強度が低下することになる。ＤＢＰ吸収量が２２０ｍｌ／１００ｇを超えると、粘度が高くなり過ぎて混合加工性が悪化する。シリカのＤＢＰ吸収量は、ＪＩＳ　Ｋ６２１７－４吸油量Ａ法に準拠して求めるものとする。
（２）窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）が１４５～１９３ｍ2／ｇ
　シリカの窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）は好ましくは１４５～１９３ｍ2／ｇにする。シリカのＮ2ＳＡが１４５ｍ2／ｇ未満であるとウェットグリップ性が悪化し好ましくない。またシリカのＮ2ＳＡが１９３ｍ2／ｇを超えると、シリカの分散性が悪化し、耐摩耗性が悪化する。またゴム組成物が硬くなり雪上性能が低下するため好ましくない。なおシリカのＮ2ＳＡはＪＩＳ　Ｋ６２１７－２に準拠して求めるものとする。
（３）ＣＴＡＢ比表面積（ＣＴＡＢ）が１４０～１８４ｍ2／ｇ
　シリカのＣＴＡＢ比表面積（ＣＴＡＢ）は好ましくは１４０～１８４ｍ2／ｇにする。シリカのＣＴＡＢが１４０ｍ2／ｇ未満であるとウェットグリップ性が悪化し好ましくない。またシリカのＣＴＡＢが１８４ｍ2／ｇを超えると、シリカの分散性が悪化し、耐摩耗性が悪化し好ましくない。なおシリカのＣＴＡＢはＪＩＳ　Ｋ６２１７－３に準拠して求めるものとする。
　上述した（１）～（３）の粒子性状のすべてを満たすシリカは、上述した末端変性スチレンブタジエンゴムと共に配合することにより、シリカの分散性を改良することができる。このため、末端変性スチレンブタジエンゴムおよび上記の粒子性状を有するシリカがゴム組成物のｔａｎδを共に改質し、さらなる相乗的効果を得ることができる。また末端変性スチレンブタジエンゴムに、天然ゴムおよびブタジエンゴムを共に配合することにより、ゴム組成物の耐摩耗性および雪上性能を優れたものにすることができる。
　本発明ではシリカとして、（１）～（３）の粒子性状のすべてを満たすシリカを単独で使用することができる。或いはこのシリカと（１）～（３）の粒子性状を満たさない他のシリカとを共に使用してもよい。
　シリカは、市販されているものの中から適宜選択して使用することができる。また通常の製造方法により得られたシリカを使用することができる。
　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が好ましく、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ことができる。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３～２０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３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の配合量が２０重量％を超えると、シランカップリング剤同士が縮合してしまい、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）テトラサルファイド、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）ジサルファイド、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サルファイド、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。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、シリカ以外の他の充填剤を配合することができる。シリカ以外の他の充填剤としては、例えばカーボンブラック、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、酸化チタン等が例示される。なかでもカーボンブラックが好ましい。カーボンブラックを含む他の充填剤を配合することによりゴム強度を高くすることができる。他の充填剤の含有量は、充填剤１００重量％中５０重量％以下、好ましくは０～３０重量％にするとよい。他の充填剤の含有量が５０重量％を超えると低燃費性能が悪化する。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物の脆化温度は－４５℃以下、好ましくは－６０℃～－５０℃である。ゴム組成物の脆化温度が－４５℃より高いと、雪上性能が悪化する。タイヤトレッド用ゴム組成物の脆化温度はＪＩＳ　Ｋ６２６１に準拠して求められる５０％衝撃ぜい化温度とする。
　タイヤトレッド用ゴム組成物は、オイル成分の合計が、ゴム組成物１００重量％中、好ましくは２５～５０重量％、より好ましくは３０～４５重量％であるとよい。オイル成分の合計が２５重量％未満であると、雪上性能を十分に改良することができない虞がある。またオイル成分の合計が５０重量％を超えると、耐摩耗性を十分に改良することができない虞がある。なお、オイル成分の合計とは、ジエン系ゴム中の油展オイル、およびゴム組成物の調製時に添加する天然オイル、合成オイル、可塑剤などのオイル成分からなるゴム組成物が含むオイル成分の合計をいう。
　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、テルペン系樹脂、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、空気入りタイヤに好適に使用することができる。このゴム組成物をトレッド部に使用した空気入りタイヤ、特に乗用車向けのオールシーズン用空気入りタイヤは、積雪路面を走行するときの雪上性能と、非積雪路面を走行するときのウェット性能や耐摩耗性とのバランスを従来レベル以上に向上することができる。
　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３に示す配合剤を共通配合とし、表１～２に示す配合からなる１５種類のタイヤトレッド用ゴム組成物（実施例１～７、比較例１～８）を調製するに当たり、それぞれ硫黄および加硫促進剤を除く成分を秤量し、１.８Ｌの密閉型ミキサーで５分間混練した後、そのマスターバッチを放出し室温冷却した。このマスターバッチを１.８Ｌの密閉型ミキサーに供し、硫黄および加硫促進剤を加え、混合しタイヤトレッド用ゴム組成物を得た。なお、表１，２において、変性Ｓ－ＳＢＲ１および２は油展品であるため、正味のゴム量を括弧内に併記した。また、表３の共通成分の配合量は、表１，２に示すジエン系ゴム１００重量部に対する重量部として記載した。
　得られた１５種類のゴム組成物をキャップトレッドに用いたサイズ（２２５／６０Ｒ１８）の空気入りタイヤを加硫成形した。それぞれの空気入りタイヤを用いて、耐摩耗性、雪上性能およびウェット性能を下記に示す方法により評価した。
　　　耐摩耗性
　得られた空気入りタイヤをリムサイズ１８×７ＪＪのホイールに組付け、空気圧２２０ｋＰａを充填し国産２．５リットルクラスの試験車両に装着し、テストコースの１周５ｋｍの周回路の乾燥路面を速度８０ｋｍ／時で連続して１０周走行した。その後トレッド面における摩耗の状態を目視により観察し、比較例１を１００として点数付け評価した。得られた結果を表１，２に示した。評価の値が大きいほど、特に指数が１０２以上であると、耐摩耗性が良いことを示す。
　　　雪上性能
　得られた空気入りタイヤをリムサイズ１８×７ＪＪのホイールに組付け、国産２．５リットルクラスの試験車両に装着し、空気圧２００ｋＰａの条件で積雪状態にした１周２．６ｋｍのテストコースを実車走行させ、そのときの操縦安定性を専門パネラー３名による感応評価により採点した。得られた結果は比較例１を１００とする指数として、表１，２に示した。この指数が大きいほど、特に指数が１０２以上であると、積雪路面における雪上性能（操縦安定性）が優れていることを意味する。
　　　ウェット性能
　得られた空気入りタイヤをリムサイズ１８×７ＪＪのホイールに組付け、国産２．５リットルクラスの試験車両に装着し、空気圧２２０ｋＰａの条件で湿潤路面からなる１周２．６ｋｍのテストコースを実車走行させ、そのときの操縦安定性を専門パネラー３名による感応評価により採点した。得られた結果は比較例１を１００とする指数として、表１，２に示した。この指数が大きいほど、特に指数が１０２以上であると、湿潤路面におけるウェット操縦安定性が優れていることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　なお、表１～２において使用した原材料の種類を下記に示す。
・変性Ｓ－ＳＢＲ１：末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴム、スチレン単位含有量が４２重量％、ビニル単位含有量が３２重量％、重量平均分子量（Ｍｗ）が７５万、Ｔｇが－２５℃、油展オイルの含有量が２７．２７重量％、後述する製造方法により調製した末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴム。
・変性Ｓ－ＳＢＲ２：末端変性スチレンブタジエンゴム、スチレン単位含有量が２１重量％、ビニル単位含有量が６３重量％、重量平均分子量（Ｍｗ）が４４万、Ｔｇが－２７℃、油展オイルの含有量が２７．２７重量％、後述する製造方法により調製した末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴム。
・ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ　ＢＲ１２２０
・ＮＲ：天然ゴム、ＳＩＲ２０
・シリカ１：ローディア社製Ｚｅｏｓｉｌ　１１６５ＭＰ、ＤＢＰ吸収量が２００ｍｌ／１００ｇ、窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）が１６０ｍ2／ｇ、ＣＴＡＢ比表面積（ＣＴＡＢ）が１５９ｍ2／ｇ。
・シリカ２：ローディア社製Ｚｅｏｓｉｌ　Ｐｒｅｍｉｕｍ　２００ＭＰ、ＤＢＰ吸収量が２０３ｍｌ／１００ｇ、窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）が２００ｍ2／ｇ、ＣＴＡＢ比表面積（ＣＴＡＢ）が１９７ｍ2／ｇ。
・カーボンブラック：東海カーボン社製シーストＫＨ
・シランカップリング剤：エボニックデグサ社製Ｓｉ６９、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド
・オイル：昭和シェル石油社製エキストラクト４号Ｓ
　　　〔変性Ｓ－ＳＢＲ１の製造方法〕
　窒素置換された内容量１０Ｌのオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン４５３３ｇ、スチレン３３８．９ｇ（３．２５４ｍｏｌ）、ブタジエン４６８．０ｇ（８．６５２ｍｏｌ）、イソプレン２０．０ｇ（０．２９４ｍｏｌ）およびＮ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′－テトラメチルエチレンジアミン０．１８９ｍＬ（１．２７１ｍｍｏｌ）を仕込み、攪拌を開始した。反応容器内の内容物の温度を５０℃にした後、ｎ－ブチルリチウム５．０６１ｍＬ（７．９４５ｍｍｏｌ）を添加した。重合転化率がほぼ１００％に到達した後、さらにイソプレン１２．０ｇを添加して５分間反応させた後、１，６－ビス（トリクロロシリル）ヘキサンの４０ｗｔ％トルエン溶液０．２８１ｇ（０．３１８ｍｍｏｌ)を添加し、３０分間反応させた。さらに、下記に示すポリオルガノシロキサンＡの４０ｗｔ％キシレン溶液１８．３ｇ（０．３１８ｍｍｏｌ）を添加し、３０分間反応させた。メタノール０．５ｍＬを添加して３０分間攪拌した。得られたポリマー溶液に老化防止剤（イルガノックス１５２０、ＢＡＳＦ社製）を少量添加し、油展オイルの含有量が２７．２７重量％になるようにフッコールエラミック３０（新日本石油(株)製）を添加した後、スチームストリッピング法により固体状のゴムを回収した。得られた固体ゴムをロールにより脱水し、乾燥機中で乾燥を行い、変性Ｓ－ＳＢＲ１を得た。
　ポリオルガノシロキサンＡ；　下記一般式（１）の構造を有するポリオルガノシロキサンであって、ｍ＝８０、ｋ＝１２０、Ｘ1，Ｘ4，Ｒ1～Ｒ3，Ｒ5～Ｒ8がそれぞれメチル基（－ＣＨ3）、Ｘ2が下記一般式（２）で表される炭化水素基であるポリオルガノシロキサン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
　　　〔変性Ｓ－ＳＢＲ２の製造方法〕
　窒素置換された１００ｍｌアンプル瓶に、シクロヘキサン２８ｇおよびテトラメチルエチレンジアミン８．６ｍｍｏｌを添加し、さらに、ｎ－ブチルリチウム６．１ｍｍｏｌを添加した。次いで、イソプレン８．０ｇをゆっくりと添加し、６０℃のアンプル瓶内で１２０分反応させることにより、イソプレンブロック（開始剤１とする）を得た。この開始剤１の重量平均分子量（Ｍｗ）は２２００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．０８、およびイソプレン単位由来のビニル結合含有量は７２．３ｗｔ％であった。
　次に、撹拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン４０００ｇ、１，３－ブタジエン３５７．７ｇおよびスチレン１３２．３ｇを仕込んだ後、開始剤１を全量加え、４０℃で重合を開始した。重合を開始してから１０分経過後、１，３－ブタジエン１９５．３ｇ、スチレン１４．７ｇを６０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は６０℃であった。連続添加終了後、さらに２０分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、次いで、１，６－ビス（トリクロロシリル）ヘキサン０．０８ｍｍｏｌを２０質量％濃度のシクロヘキサン溶液の状態で添加し、１０分間反応させた。さらに、前記式（１）で表されるポリオルガノシロキサンＡ０．０２７ｍｍｏｌを２０質量％濃度のキシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ－ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加して、変性Ｓ－ＳＢＲ２を含有する溶液を得た。この溶液に、老化防止剤として、イルガノックス１５２０Ｌ（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を、１００質量部の変性Ｓ－ＳＢＲ２に対して０．１５質量部添加した後、油展オイルの含有量が２７．２７重量％になるように、フッコールエラミック３０（新日本石油(株)製）を添加し、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固体状のゴムを回収した。得られた固体ゴムをロールにより脱水し、乾燥機中で乾燥を行い、変性Ｓ－ＳＢＲ２を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　なお、表３において使用した原材料の種類を下記に示す。
・酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・ステアリン酸：千葉脂肪酸社製ビーズステアリン酸
・老化防止剤：住友化学社製アンチゲン６Ｃ
・ワックス：大内新興化学工業社製サンノック
・硫黄：鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
・加硫促進剤１：加硫促進剤ＣＢＳ、大内新興化学工業社製ノクセラーＣＺ－Ｇ
・加硫促進剤２：加硫促進剤ＤＰＧ、大内新興化学工業社製ノクセラーＤ
　表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、ウェット性能および耐摩耗性と、雪上性能とのバランスを従来レベルよりも向上させることができる。
　比較例１のゴム組成物は、重量比（ＢＲ／ＮＲ）が１以下で、これを基準にする。
　比較例２のゴム組成物は、重量比（ＢＲ／ＮＲ）が２．５を超えるので、ウェット性能が悪化する。
　比較例３のゴム組成物は、脆化温度が－４５℃より高いので雪上性能および耐摩耗性が悪化する。
　比較例４のゴム組成物は、変性Ｓ－ＳＢＲ１の含有量が４０重量％未満であるので、ウェット性能が悪化する。
　比較例５のゴム組成物は、ブタジエンゴムの配合量が４０重量％を超えるので、ウェット性能が悪化する。
　比較例６のゴム組成物は、充填剤中のシリカの重量割合が５０重量％未満であるので、ウェット性能が悪化する。
　比較例７のゴム組成物は、充填剤の配合量が６６重量部未満であるのでウェット性能が悪化する。
　比較例８のゴム組成物は、充填剤の配合量が１１０重量部を超えるので雪上性能が悪化する。
　１　　　トレッド部
　２　　　サイドウォール部
　３　　　ビード部
　４　　　カーカス層
　５　　　ビードコア
　６　　　ビードフィラー
　７　　　インナーライナー層
　８　　　ベルト層
　９　　　ベルトカバー層
　１０　　トレッドゴム層
　１１　　サイドゴム層
　１２　　リムクッションゴム層

Claims (6)

  1. 　末端変性スチレンブタジエンゴムを４０重量％以上、天然ゴムを８～３５重量％、ブタジエンゴムを１５～４０重量％含むジエン系ゴム１００重量部に対し、シリカを５０重量％以上含む充填剤を６６～１１０重量部配合したゴム組成物であって、前記末端変性スチレンブタジエンゴムが、その末端の官能基がシラノール基と反応する化合物に由来し、そのスチレン単位含有量が３８～４８重量％、その油展オイルの含有量が３０重量％未満であり、前記天然ゴム（ＮＲ）に対するブタジエンゴム（ＢＲ）の配合量の比（ＢＲ／ＮＲ）が１．０を超え２．５以下であると共に、前記ゴム組成物の脆化温度が－４５℃以下であることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
  2. 　前記シリカが、ＤＢＰ吸収量が１６０～２２０ｍｌ／１００ｇ、窒素吸着比表面積が１４５～１９３ｍ2／ｇ、ＣＴＡＢ比表面積が１４０～１８４ｍ2／ｇであることを特徴とす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. 　前記タイヤトレッド用ゴム組成物１００重量％中、オイル成分の合計が２５～５０重量％であることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  4. 　前記末端変性スチレンブタジエンゴムの少なくとも一つの末端の官能基が、ポリオルガノシロキサン化合物、エポキシ化合物、ヒドロカルビルオキシ珪素化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物に由来することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  5. 　前記末端変性スチレンブタジエンゴムの一つの末端にイソプレンセグメントを有する請求項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。
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