WO2018105389A1 - 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 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition for a tire tread and a pneumatic tire using the same.
  • Patent Document 1 in order to provide a high-performance tire having excellent low-temperature performance and excellent wet performance, a nitrogen specific surface area of 80 m 2 / A rubber composition containing at least g carbon black and a neopentyl polyol ester and having a tan ⁇ at 0 ° C. of 0.74 or more and a storage elastic modulus at ⁇ 20 ° C. of 30 MPa or less is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a diene rubber having a glass transition temperature of ⁇ 65 ° C. or lower and a glass transition temperature of ⁇ 55 ° C. or higher in order to provide a high-kinetic performance tire having an all-weather performance that can easily run on snowy and snowy road surfaces.
  • a rubber component composed of a diene rubber and a carbon black having a nitrogen adsorption amount of 125 to 145 m 2 / g and an ester-based low-temperature softening agent are blended, and an elastic modulus at 100% elongation at ⁇ 20 ° C. is 40 kg / cm 2 or less.
  • a rubber composition having a tan ⁇ at 30 ° C. of 0.3 or more is disclosed.
  • a rubber component including an emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber and a solution-polymerized styrene-butadiene rubber is used to provide a tire that exhibits stable handling stability from low to high temperatures and on wet and dry road surfaces.
  • the ratio of the storage elastic modulus at 30 ° C. to the storage elastic modulus at 100 ° C. with a filler containing 20 to 80% silica and a softening agent is 0.43 or more, and hysteresis loss at 150% strain
  • a rubber composition in which is 0.3 or more is disclosed.
  • An object of an embodiment of the present invention is to provide a rubber composition for a tire tread that can improve performance at room temperature such as wet performance and dry performance while suppressing a decrease in low-temperature performance.
  • the rubber composition for a tire tread according to the present embodiment contains 70 parts by mass or more of a reinforcing filler containing silica with respect to 100 parts by mass of a rubber component containing a styrene butadiene rubber having a glass transition temperature of ⁇ 60 ° C. or less.
  • the ratio of “(30 ° C.) satisfies 2.0 ⁇ E ′ ( ⁇ 20 ° C.) / E ′ (30 ° C.) ⁇ 3.0.
  • the pneumatic tire according to the present embodiment is provided with a tread rubber made of the rubber composition.
  • a reinforcing filler containing silica is blended with a rubber component containing a styrene butadiene rubber having a glass transition temperature of ⁇ 60 ° C. or lower, and the change in storage elastic modulus from low temperature to room temperature is set small. is doing. Thereby, it is possible to improve the performance at room temperature such as the wet performance and the dry performance while suppressing the decrease in the low temperature performance.
  • the rubber component includes styrene butadiene rubber (SBR) having a glass transition temperature (Tg) of ⁇ 60 ° C. or less. Since styrene butadiene rubber has a non-single structure, crystallization can be suppressed, and by using a material having a low glass transition temperature, the storage elastic modulus at low temperature can be effectively lowered, and low temperature performance can be improved. Can be improved. Further, it is advantageous for reducing the change in storage elastic modulus from low temperature to normal temperature.
  • SBR styrene butadiene rubber having a glass transition temperature (Tg) of ⁇ 60 ° C. or less. Since styrene butadiene rubber has a non-single structure, crystallization can be suppressed, and by using a material having a low glass transition temperature, the storage elastic modulus at low temperature can be effectively lowered, and low temperature performance can be improved. Can be improved. Further, it is advantageous for reducing the change in storage elastic modul
  • the styrene butadiene rubber is not particularly limited, but solution polymerization styrene butadiene rubber is preferable.
  • the glass transition temperature of the styrene butadiene rubber may be ⁇ 65 ° C. or lower as an embodiment.
  • the lower limit of the glass transition temperature is not particularly limited, but is usually ⁇ 80 ° C. or higher.
  • the glass transition temperature is a value measured by a differential scanning calorimetry (DSC) method in accordance with JIS K7121 at a heating rate of 20 ° C./min (measurement temperature range: ⁇ 150 ° C. to 50 ° C.). It is.
  • the rubber component may be composed only of styrene butadiene rubber having a glass transition temperature of ⁇ 60 ° C. or less.
  • styrene butadiene rubber having a glass transition temperature of ⁇ 60 ° C. or less.
  • natural rubber NR
  • isoprene rubber IR
  • polybutadiene rubber BR
  • styrene-isoprene rubber Other diene rubbers such as butadiene-isoprene rubber and styrene-butadiene-isoprene rubber may be used alone or in combination.
  • the rubber component is preferably composed of (A) a styrene butadiene rubber having a glass transition temperature of ⁇ 60 ° C. or lower and (B) another diene rubber having a glass transition temperature of ⁇ 60 ° C. or lower. Is composed only of (A) and (B) above. As described above, the glass transition temperature of the whole rubber component is ⁇ 60 ° C. or less and the above-mentioned styrene-butadiene rubber is contained, which is advantageous in improving the low-temperature performance by reducing the change in the storage elastic modulus from the low temperature to the normal temperature. It is.
  • the rubber component preferably includes natural rubber and polybutadiene rubber together with styrene butadiene rubber having a glass transition temperature of ⁇ 60 ° C. or lower.
  • 100 parts by mass of the rubber component includes 15 to 50 parts by mass of styrene butadiene rubber having a glass transition temperature of ⁇ 60 ° C. or less, 15 to 50 parts by mass of natural rubber, and 15 to 45 parts by mass of polybutadiene rubber. Is preferred.
  • 100 parts by mass of the rubber component includes 30 to 45 parts by mass of styrene butadiene rubber having a glass transition temperature of ⁇ 60 ° C. or less, 20 to 35 parts by mass of natural rubber, and 25 to 40 parts by mass of polybutadiene rubber. is there.
  • silica is blended as a reinforcing filler (that is, filler).
  • a reinforcing filler that is, filler
  • the upper limit of the compounding amount of the reinforcing filler is not particularly limited, and may be, for example, 120 parts by mass or less, or 100 parts by mass or less.
  • silica for example, wet silica such as wet precipitation silica or wet gel silica is preferably used.
  • the BET specific surface area (measured according to the BET method described in JIS K6430) of silica is not particularly limited, and may be, for example, 90 to 250 m 2 / g or 150 to 220 m 2 / g.
  • the compounding amount of silica may be 20 to 70 parts by mass or 30 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Increasing the compounding amount of silica is advantageous for reducing the storage elastic modulus at low temperatures.
  • Silica may be used alone as the reinforcing filler, but silica and carbon black may be used in combination.
  • the amount of carbon black is not particularly limited, but may be 10 to 60 parts by weight, 20 to 60 parts by weight, or 30 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component.
  • the carbon black is not particularly limited, and for example, a carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) (JIS K6217-2) of 30 to 130 m 2 / g is preferably used.
  • N200 series HAF class
  • FEF class N500 series
  • GPF class N600 series
  • More preferably, N 2 SA is 70 to 130 m 2 / g.
  • a silane coupling agent such as sulfide silane or mercaptosilane may be blended.
  • the compounding amount of the silane coupling agent is not particularly limited, but is preferably 2 to 20% by mass of the compounding amount of silica (that is, 2 to 20 parts by mass of the silane coupling agent with respect to 100 parts by mass of silica), More preferably, it is 5 to 15% by mass.
  • the rubber composition according to this embodiment may be blended with a resin.
  • a resin for example, it is preferable to use an adhesive resin having a softening point of 80 to 120 ° C., that is, an adhesive resin.
  • the softening point is a value measured by a ring-and-ball system in accordance with JIS K2207.
  • Examples of the resin include rosin resin, petroleum resin, coumarone resin, terpene resin, and the like, and these may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the rosin resin include natural resin rosin and various rosin-modified resins (for example, rosin-modified maleic acid resin) using the same.
  • Examples of petroleum resins include aliphatic petroleum resins (C5 petroleum resins), aromatic petroleum resins (C9 petroleum resins), and aliphatic / aromatic copolymer petroleum resins (C5 / C9 petroleum resins). It is done.
  • Examples of the coumarone resin include coumarone resin, coumarone-indene resin, and copolymer resin mainly composed of coumarone, indene, and styrene.
  • Examples of the terpene resin include polyterpene and terpene-phenol resin.
  • the resin content is not particularly limited, and may be, for example, 0.5 to 20 parts by mass, 1 to 10 parts by mass, or 2 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the rubber composition according to the present embodiment may be blended with at least one anti-slip material selected from the group consisting of pulverized products of plant granules and plant porous carbides.
  • the performance on ice can be improved by blending an anti-slip material.
  • Examples of plant granules include pulverized products obtained by pulverizing at least one selected from the group consisting of seed shells, fruit nuclei, cereals, and core materials thereof, such as walnut pulverized products.
  • Etc. The pulverized product of porous carbide is obtained by pulverizing a porous substance made of a solid product mainly composed of carbon obtained by carbonizing a plant such as wood or bamboo. Crushed material (bamboo charcoal pulverized material).
  • the average particle size of the anti-slip material is not particularly limited.
  • the 90% volume particle size (D90) may be 10 to 600 ⁇ m.
  • D90 means the particle size at an integrated value of 90% in the particle size distribution (volume basis) measured by the laser diffraction / scattering method.
  • the content of the anti-slip material is not particularly limited, and may be, for example, 0.1 to 10 parts by mass or 0.2 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • Oil may be blended in the rubber composition according to this embodiment.
  • various oils that are generally blended in rubber compositions can be used.
  • the oil content is not particularly limited, and may be, for example, 10 to 60 parts by mass or 20 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the rubber composition according to the present embodiment includes various additives commonly used in rubber compositions such as stearic acid, zinc white, anti-aging agent, wax, vulcanizing agent, and vulcanization accelerator.
  • An agent can be blended.
  • the vulcanizing agent include sulfur such as powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, insoluble sulfur, and highly dispersible sulfur.
  • the amount of the vulcanizing agent is preferably 0.1 to 8 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the rubber composition according to this embodiment has a storage elastic modulus E ′ ( ⁇ 20 ° C.) at a temperature of ⁇ 20 ° C. of the vulcanizate measured under conditions of a frequency of 10 Hz, an initial strain of 10%, and a dynamic strain of ⁇ 0.25%.
  • the ratio of the storage elastic modulus E ′ (30 ° C.) at a temperature of 30 ° C., that is, the ratio of E ′ ( ⁇ 20 ° C.) to E ′ (30 ° C.) is 2.0 ⁇ E ′ ( ⁇ 20 ° C.) / E '(30 ° C) ⁇ 3.0.
  • the ratio E ′ ( ⁇ 20 ° C.) / E ′ (30 ° C.) is preferably 2.2 or more, more preferably 2.4 or more, and preferably 2.9 or less, more Preferably it is 2.7 or less.
  • the rubber composition according to this embodiment can be prepared by kneading in accordance with a conventional method using a commonly used Banbury mixer, kneader, roll, or other mixer. That is, in the first mixing stage, the rubber component is added and mixed with the reinforcing filler together with other additives excluding the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator, and then the resulting mixture is added to the final mixing stage.
  • a rubber composition can be prepared by adding and mixing a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator.
  • the rubber composition thus obtained is used for a tread rubber constituting a ground contact surface of a pneumatic tire.
  • a tread rubber of a winter tire such as a studless tire or a snow tire.
  • the tread rubber of the pneumatic tire includes a two-layer structure of a cap rubber and a base rubber and a single-layer structure in which both are integrated, and is preferably used as a rubber constituting the ground contact surface. That is, it is preferable that the tread rubber is composed of the rubber composition if it has a single layer structure, and the cap rubber consists of the rubber composition if it has a two-layer structure.
  • the manufacturing method of the pneumatic tire is not particularly limited.
  • the rubber composition is molded into a predetermined shape by extrusion processing according to a conventional method to produce an unvulcanized tread rubber member.
  • the tread rubber member is combined with other members to produce an unvulcanized tire (green tire), and then vulcanized at, for example, 140 to 180 ° C. Thereby, a pneumatic tire can be manufactured.
  • NR RSS # 3 (Tg: -60 ° C) ⁇ BR: “BR150B” manufactured by Ube Industries, Ltd. (Tg: ⁇ 100 ° C.)
  • SBR1 Solution polymerization SBR, “Toughden 1834” manufactured by Asahi Kasei Corporation (Tg: ⁇ 70 ° C., 37.5 parts by mass oil exhibition)
  • SBR2 Solution polymerization SBR, “Toughden 4850” manufactured by Asahi Kasei Corporation (Tg: ⁇ 25 ° C., 50.0 parts by mass oil exhibition)
  • SBR3 solution polymerization SBR (Tg: -60 ° C., styrene content: 25 mass%, vinyl content: 13 mass%, 37.5 mass parts oil-extended product)
  • Carbon black “Seast KH (N339)” manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. (N 2 SA: 93 m 2 / g) ⁇ Silica: “Nip Seal AQ” manufactured by Tosoh Silica Co., Ltd.
  • the storage elastic modulus E ′ (MPa) at ⁇ 20 ° C. and 30 ° C. was measured using a test piece vulcanized at 160 ° C. for 30 minutes, and the ratio E ′ ( ⁇ 20 ° C.) of both was measured. / E ′ (30 ° C.) was determined.
  • pneumatic tires (tire size: 195 / 65R15) were produced by vulcanization molding according to a conventional method using each rubber composition as a tread rubber. About the obtained tire, abrasion resistance, performance on ice, wet performance, and dry performance were evaluated. Each measurement / evaluation method is as follows.
  • Dry performance Four test tires were mounted on a 2000 cc 4WD vehicle, and the driving stability was evaluated on the dry road surface by a test driver. Evaluation was made by a 10-point method with Comparative Example 1 as 5 points. Higher values indicate better dry performance.
  • Comparative Example 2 the wet performance was improved by increasing the amount of silica, but the performance on ice was reduced, as compared to Comparative Example 1 of the control, which was a composition with good performance on ice. Further, in Comparative Example 3 in which the amount of silica was increased and the amount of carbon black was decreased, there was a tendency to improve performance at room temperature such as wet performance and dry performance, but this was insufficient in terms of compatibility with performance on ice. .
  • Comparative Example 4 by adding low Tg SBR1, the performance on ice was improved compared to Comparative Example 1, but the wet performance was lowered.
  • Comparative Example 6 high-Tg SBR2 was blended, and wet performance and dry performance were improved, but on-ice performance and wear resistance were greatly deteriorated.
  • Comparative Example 7 low Tg SBR1 was used as the main component of the rubber component and the amount of silica was increased, and the wet performance and dry performance tended to improve, but the on-ice performance and wear resistance deteriorated.
  • E ′ ( ⁇ 20 ° C.) / E ′ ( 30 ° C) is in the range of 2.0 to 3.0, and therefore, compared with Comparative Example 1, the performance at room temperature such as wet performance and dry performance is improved while suppressing the decrease in performance on ice. In addition, the wear resistance was substantially maintained. In particular, in Examples 3 and 4, the on-ice performance was further improved as compared with Comparative Example 1 having good on-ice performance.

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Abstract

低温性能の低下を抑えながら、ウェット性能やドライ性能等の常温での性能を向上する。実施形態に係るタイヤトレッド用ゴム組成物は、ガラス転移温度が－６０℃以下のスチレンブタジエンゴムを含むゴム成分１００質量部に対し、シリカを含む補強性充填剤７０質量部以上を含有し、周波数１０Ｈｚ、初期歪み１０％、動歪み±０．２５％の条件で測定した加硫物の温度－２０℃での貯蔵弾性率Ｅ'（－２０℃）と温度３０℃での貯蔵弾性率Ｅ'（３０℃）の比が、２．０≦Ｅ'（－２０℃）／Ｅ'（３０℃）≦３．０を満たす。

Description

タイヤトレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
　本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤに関するものである。
　スタッドレスタイヤやスノータイヤ等の冬用タイヤは、氷上性能や雪上性能等の低温性能を向上するため、一般にトレッドゴムが柔らかい。そのため、常温での湿潤路面における走行性能（ウェット性能）や乾燥路面における走行性能（ドライ性能）に関しては、必ずしも十分とはいえない。そこで、低温性能を維持しつつ、ウェット性能やドライ性能等の常温での性能を向上することが求められる。
　特許文献１には、低温性能に優れるとともにウェット性能に優れた高性能タイヤを提供するために、スチレン含有量が３０～３８％のスチレンブタジエンゴムを含むゴム成分に、窒素比表面積が８０ｍ２／ｇ以上のカーボンブラックと、ネオペンチル型ポリオールエステルを配合した、０℃におけるｔａｎδが０．７４以上で－２０℃における貯蔵弾性率が３０ＭＰａ以下のゴム組成物が開示されている。
　特許文献２には、氷雪路面上で容易に走行できる全天候性能を有する高運動性能タイヤを提供するために、ガラス転移温度が－６５℃以下のジエン系ゴムと、ガラス転移温度が－５５℃以上のジエン系ゴムからなるゴム成分に、窒素吸着量が１２５～１４５ｍ２／ｇのカーボンブラックと、エステル系低温軟化剤を配合した、－２０℃における１００％伸張時弾性率が４０ｋｇ／ｃｍ２以下で３０℃におけるｔａｎδが０．３以上のゴム組成物が開示されている。
　特許文献３には、低温から高温まで、また湿潤路面及び乾燥路面での安定した操縦安定性を発揮するタイヤを提供するために、乳化重合スチレンブタジエンゴムと溶液重合スチレンブタジエンゴムを含むゴム成分に、シリカを２０～８０％含む充填剤と、軟化剤を配合した、１００℃の貯蔵弾性率に対する３０℃の貯蔵弾性率との比が０．４３以上であり、かつ１５０％歪み時のヒステリシスロスが０．３以上であるゴム組成物が開示されている。
　しかしながら、低温性能を維持しつつ常温での性能を向上する上で必ずしも十分であるとはいえず、更なる改善が求められる。
日本国特公平６－２５２８０号公報 日本国特公平４－７０３４０号公報 日本国特開平８－３３３４８４号公報
　本発明の実施形態は、低温性能の低下を抑えながら、ウェット性能やドライ性能などの常温での性能を向上することができるタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することを目的とする。
　本実施形態に係るタイヤトレッド用ゴム組成物は、ガラス転移温度が－６０℃以下のスチレンブタジエンゴムを含むゴム成分１００質量部に対し、シリカを含む補強性充填剤７０質量部以上を含有し、周波数１０Ｈｚ、初期歪み１０％、動歪み±０．２５％の条件で測定した加硫物の温度－２０℃での貯蔵弾性率Ｅ’（－２０℃）と温度３０℃での貯蔵弾性率Ｅ’（３０℃）の比が、２．０≦Ｅ’（－２０℃）／Ｅ’（３０℃）≦３．０を満たすものである。
　本実施形態に係る空気入りタイヤは、該ゴム組成物からなるトレッドゴムを備えたものである。
　本実施形態によれば、ガラス転移温度が－６０℃以下のスチレンブタジエンゴムを含むゴム成分とともに、シリカを含む補強性充填剤を配合し、かつ低温から常温での貯蔵弾性率の変化を小さく設定している。これにより、低温性能の低下を抑えながら、ウェット性能やドライ性能などの常温での性能を向上することができる。
　以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。
　本実施形態に係るゴム組成物において、ゴム成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が－６０℃以下のスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を含む。スチレンブタジエンゴムは、非単一構造であるため、結晶化を抑制することができ、更にガラス転移温度が低いものを用いることにより、低温での貯蔵弾性率を効果的に下げて、低温性能を向上することができる。また、低温から常温での貯蔵弾性率の変化を小さくするのに有利である。
　スチレンブタジエンゴムとしては、特に限定するものではないが、溶液重合スチレンブタジエンゴムが好ましい。スチレンブタジエンゴムのガラス転移温度は、一実施形態として－６５℃以下でもよい。ガラス転移温度の下限は特に限定されないが、通常は－８０℃以上である。ここで、ガラス転移温度は、ＪＩＳ　Ｋ７１２１に準拠して示差走査熱量測定（ＤＳＣ）法により、昇温速度：２０℃／分にて（測定温度範囲：－１５０℃～５０℃）測定される値である。
　ゴム成分としては、ガラス転移温度が－６０℃以下のスチレンブタジエンゴムのみで構成してもよいが、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン－イソプレンゴム、ブタジエン－イソプレンゴム、及び、スチレン－ブタジエン－イソプレンゴムなどの他のジエン系ゴムを１種又は２種以上併用してもよい。
　好ましい一実施形態として、ゴム成分は、（Ａ）ガラス転移温度が－６０℃以下のスチレンブタジエンゴムと、（Ｂ）ガラス転移温度が－６０℃以下の他のジエン系ゴムからなること、より好ましくは上記（Ａ）と（Ｂ）のみからなることである。このように、ゴム成分全体のガラス転移温度が－６０℃以下でかつ上記のスチレンブタジエンゴムを含むことにより、低温から常温での貯蔵弾性率の変化を小さくして低温性能を向上するのに有利である。
　一実施形態において、ゴム成分は、ガラス転移温度が－６０℃以下のスチレンブタジエンゴムとともに、天然ゴム及びポリブタジエンゴムを含むことが好ましい。これらの三成分を用いることにより、耐摩耗性を確保しつつ、低温性能を向上することができる。より詳細には、ゴム成分１００質量部は、ガラス転移温度が－６０℃以下のスチレンブタジエンゴム１５～５０質量部と、天然ゴム１５～５０質量部と、ポリブタジエンゴム１５～４５質量部を含むことが好ましい。より好ましくは、ゴム成分１００質量部は、ガラス転移温度が－６０℃以下のスチレンブタジエンゴム３０～４５質量部と、天然ゴム２０～３５質量部と、ポリブタジエンゴム２５～４０質量部を含むことである。
　本実施形態に係るゴム組成物には、補強性充填剤（即ち、フィラー）としてシリカが配合される。シリカを含む補強性充填剤を、ゴム成分１００質量部に対して７０質量部以上配合することにより、常温での剛性を高め、ウェット性能やドライ性能を向上することができる。補強性充填剤の配合量の上限は、特に限定されず、例えば１２０質量部以下でもよく、１００質量部以下でもよい。
　シリカとしては、例えば、湿式沈降法シリカや湿式ゲル法シリカなどの湿式シリカが好ましく用いられる。シリカのＢＥＴ比表面積（ＪＩＳ　Ｋ６４３０に記載のＢＥＴ法に準じて測定）は、特に限定されず、例えば９０～２５０ｍ２／ｇでもよく、１５０～２２０ｍ２／ｇでもよい。シリカの配合量は、ゴム成分１００質量部に対して２０～７０質量部でもよく、３０～５０質量でもよい。シリカの配合量を増やすことは、低温での貯蔵弾性率の低減に有利である。
　補強性充填剤としてはシリカのみを用いてもよいが、シリカとカーボンブラックを併用してもよい。その場合、カーボンブラックの配合量は、特に限定されないが、ゴム成分１００質量部に対して１０～６０質量部でもよく、２０～６０質量部でもよく、３０～５０質量部でもよい。カーボンブラックとしては、特に限定されず、例えば、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）（ＪＩＳ　Ｋ６２１７－２）が３０～１３０ｍ２／ｇであるものが好ましく用いられ、具体的には、ＩＳＡＦ級（Ｎ２００番台）、ＨＡＦ級（Ｎ３００番台）、ＦＥＦ級（Ｎ５００番台）、ＧＰＦ級（Ｎ６００番台）（ともにＡＳＴＭグレード）が挙げられる。より好ましくはＮ２ＳＡが７０～１３０ｍ２／ｇである。
　本実施形態に係るゴム組成物には、スルフィドシランやメルカプトシラン等のシランカップリング剤を配合してもよい。シランカップリング剤を配合することにより、耐摩耗性や転がり抵抗性能を向上することができる。シランカップリング剤の配合量は、特に限定されないが、シリカの配合量の２～２０質量％であることが好ましく（すなわち、シリカ１００質量部に対してシランカップリング剤２～２０質量部）、より好ましくは５～１５質量％である。
　本実施形態に係るゴム組成物には、樹脂を配合してもよい。樹脂としては、例えば、軟化点が８０～１２０℃である粘着性を有する樹脂、すなわち粘着性樹脂を用いることが好ましい。樹脂を配合することにより、ウェット性能やドライ性能を向上することができる。ここで、軟化点は、ＪＩＳ　Ｋ２２０７に準拠した環球式にて測定される値である。
　樹脂としては、例えば、ロジン系樹脂、石油樹脂、クマロン系樹脂、テルペン系樹脂などが挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いても２種以上併用してもよい。ロジン系樹脂としては、例えば天然樹脂ロジン、それを用いた各種のロジン変性樹脂（例えば、ロジン変性マレイン酸樹脂）が挙げられる。石油樹脂としては、脂肪族系石油樹脂（Ｃ５系石油樹脂）、芳香族系石油樹脂（Ｃ９系石油樹脂）、脂肪族／芳香族共重合系石油樹脂（Ｃ５／Ｃ９系石油樹脂。）が挙げられる。クマロン系樹脂としては、クマロン樹脂、クマロン－インデン樹脂、クマロンとインデンとスチレンを主成分とする共重合樹脂などが挙げられる。テルペン系樹脂としては、ポリテルペン、テルペン－フェノール樹脂などが挙げられる。
　樹脂の含有量は、特に限定されず、例えば、ゴム成分１００質量部に対して０．５～２０質量部でもよく、１～１０質量部でもよく、２～５質量部でもよい。
　本実施形態に係るゴム組成物には、植物性粒状体、及び、植物の多孔質性炭化物の粉砕物からなる群から選択される少なくとも１種の防滑材を配合してもよい。防滑材を配合することにより、氷上性能を向上することができる。
　植物性粒状体としては、種子の殻、果実の核、穀物及びその芯材からなる群から選択された少なくとも１種を粉砕してなる粉砕物が挙げられ、例えば、胡桃（クルミ）の粉砕物などが挙げられる。多孔質性炭化物の粉砕物は、木、竹などの植物を材料として炭化して得られる炭素を主成分とする固体生成物からなる多孔質性物質を粉砕してなるものであり、例えば、竹炭の粉砕物（竹炭粉砕物）などが挙げられる。防滑材の平均粒径は、特に限定されず、例えば９０％体積粒径（Ｄ９０）が１０～６００μｍでもよい。ここで、Ｄ９０は、レーザ回折・散乱法により測定される粒度分布（体積基準）における積算値９０％での粒径を意味する。
　防滑材の含有量は、特に限定されず、例えば、ゴム成分１００質量部に対して０．１～１０質量部でもよく、０．２～５質量部でもよい。
　本実施形態に係るゴム組成物には、オイルを配合してもよい。オイルとしては、一般にゴム組成物に配合される各種オイルを用いることができる。例えば、炭化水素を主成分とする鉱物油、すなわち、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、及びアロマ系オイルからなる群から選択される少なくとも１種の鉱物油を用いてもよい。オイルの含有量は、特に限定されず、例えば、ゴム成分１００質量部に対して１０～６０質量部でもよく、２０～５０質量部でもよい。
　本実施形態に係るゴム組成物には、上記の成分の他に、ステアリン酸、亜鉛華、老化防止剤、ワックス、加硫剤、加硫促進剤など、ゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。加硫剤としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などの硫黄が挙げられる。特に限定するものではないが、加硫剤の配合量はゴム成分１００質量部に対して０．１～８質量部であることが好ましく、より好ましくは０．５～５質量部である。
　本実施形態に係るゴム組成物は、周波数１０Ｈｚ、初期歪み１０％、動歪み±０．２５％の条件で測定した加硫物の温度－２０℃での貯蔵弾性率Ｅ’（－２０℃）と温度３０℃での貯蔵弾性率Ｅ’（３０℃）の比、即ちＥ’（３０℃）に対するＥ’（－２０℃）の比が、２．０≦Ｅ’（－２０℃）／Ｅ’（３０℃）≦３．０を満たすものである。このように低温から常温での貯蔵弾性率Ｅ’の変化を小さくすることにより、低温性能と、ドライ性能やウェット性能等の常温での性能とを両立することができる。
　詳細には、常温での性能を基準に考えた場合、低温での弾性率の上昇（硬化）が小さいので、低温性能の低下を抑えることができる。また、低温性能を基準に考えた場合、常温での弾性率の低下（軟化）が小さいので、常温でのドライ性やウェット性能の低下を抑えることができる。
　比Ｅ’（－２０℃）／Ｅ’（３０℃）は、２．２以上であることが好ましく、より好ましくは２．４以上であり、また、２．９以下であることが好ましく、より好ましくは２．７以下である。
　本実施形態に係るゴム組成物は、通常に用いられるバンバリーミキサーやニーダー、ロール等の混合機を用いて、常法に従い混練し作製することができる。すなわち、第一混合段階で、ゴム成分に対し、補強性充填剤とともに、加硫剤及び加硫促進剤を除く他の添加剤を添加混合し、次いで、得られた混合物に、最終混合段階で加硫剤及び加硫促進剤を添加混合してゴム組成物を調製することができる。
　このようにして得られるゴム組成物は、空気入りタイヤの接地面を構成するトレッドゴムに用いられる。好ましくは、スタッドレスタイヤやスノータイヤ等の冬用タイヤのトレッドゴムに用いることである。なお、空気入りタイヤのトレッドゴムには、キャップゴムとベースゴムとの２層構造からなるものと、両者が一体の単層構造のものがあるが、接地面を構成するゴムに好ましく用いられる。すなわち、単層構造のものであれば当該トレッドゴムが上記ゴム組成物からなり、２層構造のものであればキャップゴムが上記ゴム組成物からなることが好ましい。
　空気入りタイヤの製造方法は、特に限定されない。例えば、上記ゴム組成物を、常法に従い、押出加工によって所定の形状に成形して未加硫のトレッドゴム部材を作製する。該トレッドゴム部材を他の部材と組み合わせて未加硫タイヤ（グリーンタイヤ）を作製した後、例えば１４０～１８０℃で加硫成型する。これにより、空気入りタイヤを製造することができる。
　以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
　バンバリーミキサーを使用し、下記表１，２に示す配合（質量部）に従って、まず、第一混合段階で、ゴム成分に対し硫黄及び加硫促進剤を除く他の配合剤を添加し混練し（排出温度＝１６０℃）、次いで、得られた混練物に、最終混合段階で、硫黄と加硫促進剤を添加し混練して（排出温度＝９０℃）、ゴム組成物を調製した。表１，２中の各成分の詳細は、以下の通りである。
　・ＮＲ：ＲＳＳ＃３（Ｔｇ：－６０℃）
　・ＢＲ：宇部興産（株）製「ＢＲ１５０Ｂ」（Ｔｇ：－１００℃）
　・ＳＢＲ１：溶液重合ＳＢＲ、旭化成（株）製「タフデン１８３４」（Ｔｇ：－７０℃、３７．５質量部油展品）
　・ＳＢＲ２：溶液重合ＳＢＲ、旭化成（株）製「タフデン４８５０」（Ｔｇ：－２５℃、５０．０質量部油展品）
　・ＳＢＲ３：溶液重合ＳＢＲ（Ｔｇ：－６０℃、スチレン量：２５質量％、ビニル量：１３質量％、３７．５質量部油展品）
　・カーボンブラック：東海カーボン（株）製「シーストＫＨ（Ｎ３３９）」（Ｎ２ＳＡ：９３ｍ２／ｇ）
　・シリカ：東ソー・シリカ（株）製「ニップシールＡＱ」（ＢＥＴ：２０５ｍ２／ｇ）
　・オイル：パラフィン系、ＪＸ日鉱日石エネルギー（株）製「プロセスＰ２００」
　・シランカップリング剤：スルフィドシラン、エボニック社製「Ｓｉ７５」
　・植物性粒状体：クルミ殻粉砕物（（株）日本ウォルナット製「ソフトグリット＃４６」）にＲＦＬ処理液で表面処理を施したもの（Ｄ９０：３００μｍ）
　・ロジン系樹脂：ロジン変性マレイン酸樹脂、ハリマ化成（株）「ハリマックＲ１００」（軟化点：１００～１１０℃）
　・ステアリン酸：花王（株）製「ルナックＳ－２０」
　・亜鉛華：三井金属鉱業（株）製「亜鉛華１号」
　・ワックス：日本精鑞（株）製「ＯＺＯＡＣＥ０３５５」
　・老化防止剤：大内新興化学工業（株）製「ノクラック６Ｃ」
　・加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製「ノクセラーＤ」
　・硫黄：鶴見化学工業（株）製「粉末硫黄」
　各ゴム組成物について、１６０℃で３０分間加硫した試験片を用いて、－２０℃と３０℃での貯蔵弾性率Ｅ’（ＭＰａ）を測定し、両者の比Ｅ’（－２０℃）／Ｅ’（３０℃）を求めた。また、各ゴム組成物をトレッドゴムに用いて、常法に従い加硫成型することにより空気入りタイヤ（タイヤサイズ：１９５/６５Ｒ１５）を作製した。得られたタイヤについて、耐摩耗性、氷上性能、ウェット性能、及びドライ性能を評価した。各測定・評価方法は以下の通りである。
　・Ｅ’：ＪＩＳ　Ｋ６３９４に準拠して、（株）東洋精機製作所製の粘弾性試験機を使用し、周波数１０Ｈｚ、初期歪み１０％、動歪み±０．２５％、及び温度－２０℃の条件下（伸長変形）でＥ’（－２０℃）を測定した。試験片は、つまみ具間隔２０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ２ｍｍの短冊状とした。また、温度を３０℃とし、その他は同じ条件でＥ’（３０℃）を測定した。
　・耐摩耗性：試験タイヤ４本を乗用車に装着し、一般乾燥路面において２５００ｋｍ毎に左右ローテーションさせながら１００００ｋｍ走行させて、走行後の４本のトレッド残溝深さの平均値を、比較例１を１００とする指数表示で示した。数値の大きいものほど耐摩耗性が良好である。
　・氷上性能：試験タイヤ４本を２０００ｃｃの４ＷＤ車に装着し、氷盤路（気温－３±３℃）上で４０ｋｍ／ｈ走行からＡＢＳ作動させて制動距離を測定し（ｎ＝１０の平均値）、制動距離の逆数について比較例１の値を１００とした指数で表示した。指数が大きいほど制動距離が短く、氷上路面での制動性能に優れることを示す。
　・ウェット性能：試験タイヤ４本を２０００ｃｃの４ＷＤ車に装着し、２～３ｍｍの水深で水をまいた路面上を走行した。９０ｋｍ／ｈ走行からＡＢＳ作動させて２０ｋｍ／ｈまで減速時の制動距離を測定し（ｎ＝１０の平均値）、制動距離の逆数について比較例１の値を１００とした指数で表示した。指数が大きいほど制動距離が短く、ウェット性能に優れることを示す。
　・ドライ性能：試験タイヤ４本を２０００ｃｃの４ＷＤ車に装着し、乾燥路面上をテストドライバーによる操縦安定性の官能（フィーリング）評価を行った。比較例１を５点とした１０点法により評価した。値が高いほどドライ性能が良好であることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　結果を表１，２に示す。氷上性能が良好な配合であるコントロールの比較例１に対し、比較例２では、シリカを増量することにより、ウェット性能は向上したが、氷上性能が低下した。更にシリカを増量し、カーボンブラックを減量した比較例３では、ウェット性能やドライ性能等の常温での性能が向上する傾向が見られたが、氷上性能との両立という点で不十分であった。
　比較例４では、低ＴｇのＳＢＲ１を配合することにより、比較例１に対して氷上性能が向上したが、ウェット性能が低下した。比較例６では、高ＴｇのＳＢＲ２を配合しており、ウェット性能とドライ性能は向上したが、氷上性能と耐摩耗性が大幅に悪化した。比較例７では、低ＴｇのＳＢＲ１をゴム成分の主成分としかつシリカを増量しており、ウェット性能とドライ性能が向上する傾向が見られたが、氷上性能と耐摩耗性が悪化した。
　また、これら比較例１～４，６，７では、いずれもＥ’（－２０℃）／Ｅ’（３０℃）の比が３．０よりも大きく、氷上性能と、ドライ性能及びウェット性能とを両立することができなかった。
　一方、比較例５では、ＢＲの配合量を増やすことによりゴム成分のＴｇを下げて、氷上性能は向上したが、ウェット性能とドライ性能が悪化しており、また、Ｅ’（－２０℃）／Ｅ’（３０℃）の比が小さすぎて、低温性能と常温での性能を両立できなかった。
　これに対し、実施例１～９では、ゴム成分として低ＴｇのＳＢＲ１又はＳＢＲ３を用い、かつシリカを含む補強性充填剤を適切に配合したことにより、Ｅ’（－２０℃）／Ｅ’（３０℃）の比が２．０～３．０の範囲内にあり、そのため、比較例１に対して、氷上性能の低下を抑えながら、ウェット性能やドライ性能という常温での性能を向上することができ、また耐摩耗性も実質的に維持されていた。特に、実施例３，４では、氷上性能が良好な比較例１に対して、更に氷上性能が向上していた。
　実施例２～４における対比より、低ＴｇのＳＢＲを増量するほど、低温から常温での貯蔵弾性率の変化が低減されている。そのため、ＳＢＲを混ぜることによる結晶化の抑制効果により、低温から常温での貯蔵弾性率の変化を低減すると考えられる。また、比較例４と実施例１との対比により、シリカを含む補強性充填剤を増量することで、低温から常温での貯蔵弾性率の変化を低減できることが分かる。
　以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその省略、置き換え、変更などは、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

Claims (10)

  1. 　ガラス転移温度が－６０℃以下のスチレンブタジエンゴムを含むゴム成分１００質量部に対し、シリカを含む補強性充填剤７０質量部以上を含有し、
    　周波数１０Ｈｚ、初期歪み１０％、動歪み±０．２５％の条件で測定した加硫物の温度－２０℃での貯蔵弾性率Ｅ’（－２０℃）と温度３０℃での貯蔵弾性率Ｅ’（３０℃）の比が、２．０≦Ｅ’（－２０℃）／Ｅ’（３０℃）≦３．０を満たすタイヤトレッド用ゴム組成物。
  2. 　前記ゴム成分が、更に天然ゴム及びポリブタジエンゴムを含む、請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  3. 　前記ゴム成分１００質量部が、ガラス転移温度が－６０℃以下のスチレンブタジエンゴム１５～５０質量部と、天然ゴム１５～５０質量部と、ポリブタジエンゴム１５～４５質量部を含む、請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  4. 　更に樹脂を含有する、請求項１～３のいずれか１項に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  5. 　前記樹脂が、軟化点８０～１２０℃の粘着性樹脂である、請求項４に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  6. 　前記樹脂が、ロジン系樹脂、石油樹脂、クマロン系樹脂、及びテルペン系樹脂からなる群から選択される少なくとも一種である、請求項４又は５に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  7. 　前記補強性充填剤がシリカとカーボンブラックを含み、シリカの含有量が前記ゴム成分１００質量部に対して２０～７０質量部であり、カーボンブラックの含有量が前記ゴム成分１００質量部に対して１０～６０質量部である、請求項１～６のいずれか１項に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  8. 　植物性粒状体、及び、植物の多孔質性炭化物の粉砕物からなる群から選択される少なくとも１種の防滑材を更に含有する、請求項１～７のいずれか１項に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  9. 　更にオイルをゴム成分１００質量部に対して１０～６０質量部含有する、請求項１～８のいずれか１項に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  10. 　請求項１～９のいずれか１項に記載のゴム組成物からなるトレッドゴムを備えた空気入りタイヤ。
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