JP4343310B2 - ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、タイヤに用いた際にトレッド表面温度が低い時にも良好なグリップ性能を発揮し得るゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速での走行を要求されるタイヤ、特に、サーキット等、舗装路面上で行われるレースに使用されるタイヤのトレッドゴムには、高いグリップ性が要求される。従来、高いグリップ性を得るためには、スチレン成分含有率の高いスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）を使用する方法軟化剤及びカーボンブラックを高充填した配合系とする方法、粒子の小さなカーボンブラックを使用する方法、等の方法を取っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般的に、スチレン成分含有率の高いＳＢＲはガラス転移温度が高いので、走行時のタイヤ温度の近辺でゴム組成物の物性の温度依存性が大きくなり、温度変化に対する性能変化が大きくなるという問題点があった。
【０００４】
また、カーボンブラックや軟化剤の配合量を増加したり、粒径の小さいカーボンブラックを使用すると、カーボンブラックの分散に悪影響を及ぼし、耐摩耗性が低下するという問題がある。
【０００５】
さらに、高軟化点樹脂とプロセスオイルの等量置換配合においても置換量が余り多量になると、高軟化点樹脂の影響で、同様に温度依存性が大となり不都合である。
【０００６】
以上の結果を踏まえて、スチレン成分含有率の高いＳＢＲをゴム成分として用いた系において、Ｃ９芳香族系樹脂を主成分とする石油樹脂及び軟化点が４０℃未満のクマロンインデン樹脂の混合物を配合する方法( 特開平５−２１４１７０号) 、粒子径の小さいカーボンブラックとアルキルフェノール系の樹脂を併用する方法( 特開平６−２０００７８号) 、ジエン系のゴム成分に対し、ナフサの熱分解によって得られるＣ５留分とスチレンまたはビニルトルエンの共重合樹脂を配合する方法( 特開平９−３２８５７７号) 等の方法が試みられたが、その効果は未だ不十分であった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、温度依存性を小さくし、かつ高グリップ性を兼ね備えるトレッドゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の構成は以下のとおりとする。
（１）スチレン−ブタジエン共重合体ゴム成分と、ナフサの熱分解によって得られるＣ5留分及びＣ9留分を共重合した、軟化点が５０℃以下の樹脂（Ａ）と、他のＣ 5 留分樹脂（Ｂ）とを配合したスチレン−ブタジエン系ゴム組成物を用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
（２）スチレン−ブタジエン共重合体ゴム成分１００重量部に対し、前記樹脂（Ａ）の配合量が５重量部から１００重量部であることを特徴とする上記（１）に記載の空気入りタイヤ。
（３）スチレン−ブタジエン共重合体ゴム成分１００重量部に対し、前記樹脂（Ｂ）の配合量が５重量部から１００重量部であることを特徴とする上記（１）又は（２）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【０００９】
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴムに対し、ナフサの熱分解によって得られるＣ5 留分とＣ9 留分の共重合樹脂でかつ軟化点が５０℃以下のもの配合してなることを特徴とする。このようにジエン系ゴムに対し特定の共重合樹脂を配合したため、上記目的の達成が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明で用いるゴム成分としては、ジエン系ゴムが好ましい。ジエン系ゴムとしては、特に限定されるものではなく、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）などの一般のジエン系ゴムから適宜選択することができる。なかでもＮＲ、ＢＲ、ＳＢＲを用いることが好ましい。
【００１１】
また、本発明では、ナフサの熱分解によって得られるＣ5 留分とＣ9 留分の共重合樹脂を使用する。このＣ5 留分中には、ペンテン−（１）、ペンテン−（２）、２−メチルブテン−（１）、３−メチルブテン−（１）、２−メチルブテン−（２）等のオレフィン系炭化水素や、２−メチルブタジエン−（１，３）、ペンタジエン−（１，２）、ペンタジエン−（１，３）、３−メチルブタジエン−（１，２）等のジオレフィン系炭化水素等が含まれる。
また、Ｃ9 留分には、ベンゼン、トルエン、キシレン、スチレン、α−メチルスチレン、ペンタジエン−１，２、ペンタジエン−１，３、３−メチルブタジエン−１，２）などのジオレフィン系炭化水素が含まれる。
したがって、上記共重合樹脂は、Ｃ5 留分中に含まれるこれらのオレフィン系炭化水素又はジオレフィン系炭化水素と、Ｃ9 留分との共重合樹脂である。
具体的には、ＳＣＨＩＬＬ ＆ ＳＥＩＬＡＣＨＥＲ社製Ｓｔｒｕｋｔｏｌシリーズの、ＴＳ３０、ＴＳ３０−ＤＬ、ＴＳ３５、ＴＳ３５−ＤＬ等が挙げられる。
【００１２】
本発明で、上記の樹脂と併用する他のＣ5 留分樹脂またはＣ9 留分樹脂は特に限定されず、例えば、イソプレン共重合体樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、クマロンインデン樹脂等を用いることができる。
【００１３】
本発明において、Ｃ5 留分とＣ9 留分とを共重合して得た軟化点が５０℃以下の樹脂を単独で用いる場合は、該樹脂の配合量はゴム１００重量部に対し５重量部から１００重量部であることが好ましく、さらに好ましくは１０重量部から６０重量部である。
【００１４】
この共重合樹脂は、ゴムの軟化剤としても働くため、通常ゴムの軟化剤として使用されるアロマ系油などの替わりに用いられてもよい。１００重量部超の配合量では、加工性を悪化させる可能性があり、また、１重量部未満では十分な効果が得られない。
【００１５】
また、上記の樹脂と、その他のＣ5 留分樹脂またはＣ9 留分樹脂の少なくとも１種とを併用する場合は、樹脂の総配合量が１０重量部から２００重量部であることが好ましく、さらに好ましくは１０重量部から８０重量部である。
【００１６】
樹脂の総配合量が２００重量部を超えると、加工性を悪化させる可能性があり、耐摩耗性にも悪影響を与える。一方、１０重量部未満では樹脂の添加効果が十分に得られない。
【００１７】
本発明のゴム組成物は、蒸気の成分の他にも、カーボンブラック、軟化剤、可塑剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤等、通常ゴム業界で用いられる配合薬品を必要に応じ、適宜用いることができる。
【００１８】
【実施例】
以下に、本発明を実施例に沿って説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００１９】
樹脂の軟化点の測定
ＪＩＳ Ｋ６２２０ ６．６に準拠して測定した。
【００２０】
ゴム組成物の各種の物性は、以下の方法で測定した。
（１）温度依存性
粘弾性測定スペクトロメータ（レオメトリックス社製) を用い、−８０℃から８０℃までのｔａｎδを測定し、その最大値と最小値との差をΔｔａｎδとした。データは、比較例１におけるΔｔａｎδの逆数を１００とし、各ゴム組成物のΔｔａｎδの逆数を指数で表わした。数値が大きい方が、Δｔａｎδが小さく、ゴム組成物の温度依存性が小さい。
【００２１】
（２）グリップ性
タイヤのグリップ性は、サーキットを実走行することで評価した。
初期グリップ性は、走行開始２周目までの周回タイムの平均値の逆数を、また、グリップ性能は、１０周目から２０周目までの周回タイムの平均値の逆数を、それぞれ、コントロール（比較例１）の値を１００として、指数表示した物で、どちらも、数値が大きい方がグリップ性能が高いことを示す。
【００２２】
ゴム組成物の調製
表１の基本配合、及び、表２または表３の配合に従い、各ゴム組成物を調製した。
【００２３】
【表１】
＊ １：油展スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ＪＳＲ（株）製 商標：０１２０
＊２：Ｎ１１０、東海カーボン（株） 商標：シースト９
＊３：アロマティックオイル（伸展油として３７. ５重量部、配合油として２２．５重量部）
＊４：ジベンゾチアジルジスルフィド、大内新興化学工業（株）製 商標：ノクセラーＤＭ
＊５：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、大内新興化学工業（株）製 商標：ノクラック６Ｃ
＊６：Ｃ５、Ｃ９共重合樹脂；Ｓｃｈｉｌｌ＆Ｓｅｉｌａｃｈｅｒ社製 商標：ＳｔｒｕｋｔｏｌＴＳ３０（軟化点３９〜４５℃：メーカー発表値）
＊７：日本ゼオン製 商標：ＱＵＩＮＴＯＮＥ１３４５（軟化点１４５℃：メーカー発表値）
【００２４】
【表２】
【００２５】
得られたゴム組成物につき温度依存性を測定し評価した。この結果を表２に示す。
【００２６】
次に、各ゴム組成物をトレッドに用いてサイズ２０５／５０Ｒ１６のタイヤを作成し、初期グリップ性及びグリップ性を測定した。結果を表２に示す。
【００２７】
比較例１及び実施例、実施例１〜３から、本発明にかかる樹脂を配合することにより、ゴム組成物の温度依存性、タイヤの初期グリップ性、グリップ性のいずれを取っても向上することが判る。
【００２８】
また、樹脂の総配合量中の本発明にかかる樹脂の割合を増やしていくことにより、グリップ性能に影響を与えることなくｔａｎδの温度依存性を低減できることが判る。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ｔａｎδの温度依存性が小さく、グリップ性能が改良されたゴム組成物を提供することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、タイヤに用いた際にトレッド表面温度が低い時にも良好なグリップ性能を発揮し得るゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速での走行を要求されるタイヤ、特に、サーキット等、舗装路面上で行われるレースに使用されるタイヤのトレッドゴムには、高いグリップ性が要求される。従来、高いグリップ性を得るためには、スチレン成分含有率の高いスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）を使用する方法軟化剤及びカーボンブラックを高充填した配合系とする方法、粒子の小さなカーボンブラックを使用する方法、等の方法を取っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般的に、スチレン成分含有率の高いＳＢＲはガラス転移温度が高いので、走行時のタイヤ温度の近辺でゴム組成物の物性の温度依存性が大きくなり、温度変化に対する性能変化が大きくなるという問題点があった。
【０００４】
また、カーボンブラックや軟化剤の配合量を増加したり、粒径の小さいカーボンブラックを使用すると、カーボンブラックの分散に悪影響を及ぼし、耐摩耗性が低下するという問題がある。
【０００５】
さらに、高軟化点樹脂とプロセスオイルの等量置換配合においても置換量が余り多量になると、高軟化点樹脂の影響で、同様に温度依存性が大となり不都合である。
【０００６】
以上の結果を踏まえて、スチレン成分含有率の高いＳＢＲをゴム成分として用いた系において、Ｃ９芳香族系樹脂を主成分とする石油樹脂及び軟化点が４０℃未満のクマロンインデン樹脂の混合物を配合する方法( 特開平５−２１４１７０号) 、粒子径の小さいカーボンブラックとアルキルフェノール系の樹脂を併用する方法( 特開平６−２０００７８号) 、ジエン系のゴム成分に対し、ナフサの熱分解によって得られるＣ５留分とスチレンまたはビニルトルエンの共重合樹脂を配合する方法( 特開平９−３２８５７７号) 等の方法が試みられたが、その効果は未だ不十分であった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、温度依存性を小さくし、かつ高グリップ性を兼ね備えるトレッドゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の構成は以下のとおりとする。
（１）スチレン−ブタジエン共重合体ゴム成分と、ナフサの熱分解によって得られるＣ5留分及びＣ9留分を共重合した、軟化点が５０℃以下の樹脂（Ａ）と、他のＣ 5 留分樹脂（Ｂ）とを配合したスチレン−ブタジエン系ゴム組成物を用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
（２）スチレン−ブタジエン共重合体ゴム成分１００重量部に対し、前記樹脂（Ａ）の配合量が５重量部から１００重量部であることを特徴とする上記（１）に記載の空気入りタイヤ。
（３）スチレン−ブタジエン共重合体ゴム成分１００重量部に対し、前記樹脂（Ｂ）の配合量が５重量部から１００重量部であることを特徴とする上記（１）又は（２）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【０００９】
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴムに対し、ナフサの熱分解によって得られるＣ5 留分とＣ9 留分の共重合樹脂でかつ軟化点が５０℃以下のもの配合してなることを特徴とする。このようにジエン系ゴムに対し特定の共重合樹脂を配合したため、上記目的の達成が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明で用いるゴム成分としては、ジエン系ゴムが好ましい。ジエン系ゴムとしては、特に限定されるものではなく、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）などの一般のジエン系ゴムから適宜選択することができる。なかでもＮＲ、ＢＲ、ＳＢＲを用いることが好ましい。
【００１１】
また、本発明では、ナフサの熱分解によって得られるＣ5 留分とＣ9 留分の共重合樹脂を使用する。このＣ5 留分中には、ペンテン−（１）、ペンテン−（２）、２−メチルブテン−（１）、３−メチルブテン−（１）、２−メチルブテン−（２）等のオレフィン系炭化水素や、２−メチルブタジエン−（１，３）、ペンタジエン−（１，２）、ペンタジエン−（１，３）、３−メチルブタジエン−（１，２）等のジオレフィン系炭化水素等が含まれる。
また、Ｃ9 留分には、ベンゼン、トルエン、キシレン、スチレン、α−メチルスチレン、ペンタジエン−１，２、ペンタジエン−１，３、３−メチルブタジエン−１，２）などのジオレフィン系炭化水素が含まれる。
したがって、上記共重合樹脂は、Ｃ5 留分中に含まれるこれらのオレフィン系炭化水素又はジオレフィン系炭化水素と、Ｃ9 留分との共重合樹脂である。
具体的には、ＳＣＨＩＬＬ ＆ ＳＥＩＬＡＣＨＥＲ社製Ｓｔｒｕｋｔｏｌシリーズの、ＴＳ３０、ＴＳ３０−ＤＬ、ＴＳ３５、ＴＳ３５−ＤＬ等が挙げられる。
【００１２】
本発明で、上記の樹脂と併用する他のＣ5 留分樹脂またはＣ9 留分樹脂は特に限定されず、例えば、イソプレン共重合体樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、クマロンインデン樹脂等を用いることができる。
【００１３】
本発明において、Ｃ5 留分とＣ9 留分とを共重合して得た軟化点が５０℃以下の樹脂を単独で用いる場合は、該樹脂の配合量はゴム１００重量部に対し５重量部から１００重量部であることが好ましく、さらに好ましくは１０重量部から６０重量部である。
【００１４】
この共重合樹脂は、ゴムの軟化剤としても働くため、通常ゴムの軟化剤として使用されるアロマ系油などの替わりに用いられてもよい。１００重量部超の配合量では、加工性を悪化させる可能性があり、また、１重量部未満では十分な効果が得られない。
【００１５】
また、上記の樹脂と、その他のＣ5 留分樹脂またはＣ9 留分樹脂の少なくとも１種とを併用する場合は、樹脂の総配合量が１０重量部から２００重量部であることが好ましく、さらに好ましくは１０重量部から８０重量部である。
【００１６】
樹脂の総配合量が２００重量部を超えると、加工性を悪化させる可能性があり、耐摩耗性にも悪影響を与える。一方、１０重量部未満では樹脂の添加効果が十分に得られない。
【００１７】
本発明のゴム組成物は、蒸気の成分の他にも、カーボンブラック、軟化剤、可塑剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤等、通常ゴム業界で用いられる配合薬品を必要に応じ、適宜用いることができる。
【００１８】
【実施例】
以下に、本発明を実施例に沿って説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００１９】
樹脂の軟化点の測定
ＪＩＳ Ｋ６２２０ ６．６に準拠して測定した。
【００２０】
ゴム組成物の各種の物性は、以下の方法で測定した。
（１）温度依存性
粘弾性測定スペクトロメータ（レオメトリックス社製) を用い、−８０℃から８０℃までのｔａｎδを測定し、その最大値と最小値との差をΔｔａｎδとした。データは、比較例１におけるΔｔａｎδの逆数を１００とし、各ゴム組成物のΔｔａｎδの逆数を指数で表わした。数値が大きい方が、Δｔａｎδが小さく、ゴム組成物の温度依存性が小さい。
【００２１】
（２）グリップ性
タイヤのグリップ性は、サーキットを実走行することで評価した。
初期グリップ性は、走行開始２周目までの周回タイムの平均値の逆数を、また、グリップ性能は、１０周目から２０周目までの周回タイムの平均値の逆数を、それぞれ、コントロール（比較例１）の値を１００として、指数表示した物で、どちらも、数値が大きい方がグリップ性能が高いことを示す。
【００２２】
ゴム組成物の調製
表１の基本配合、及び、表２または表３の配合に従い、各ゴム組成物を調製した。
【００２３】
【表１】
＊２：Ｎ１１０、東海カーボン（株） 商標：シースト９
＊３：アロマティックオイル（伸展油として３７. ５重量部、配合油として２２．５重量部）
＊４：ジベンゾチアジルジスルフィド、大内新興化学工業（株）製 商標：ノクセラーＤＭ
＊５：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、大内新興化学工業（株）製 商標：ノクラック６Ｃ
＊６：Ｃ５、Ｃ９共重合樹脂；Ｓｃｈｉｌｌ＆Ｓｅｉｌａｃｈｅｒ社製 商標：ＳｔｒｕｋｔｏｌＴＳ３０（軟化点３９〜４５℃：メーカー発表値）
＊７：日本ゼオン製 商標：ＱＵＩＮＴＯＮＥ１３４５（軟化点１４５℃：メーカー発表値）
【００２４】
【表２】
得られたゴム組成物につき温度依存性を測定し評価した。この結果を表２に示す。
【００２６】
次に、各ゴム組成物をトレッドに用いてサイズ２０５／５０Ｒ１６のタイヤを作成し、初期グリップ性及びグリップ性を測定した。結果を表２に示す。
【００２７】
比較例１及び実施例、実施例１〜３から、本発明にかかる樹脂を配合することにより、ゴム組成物の温度依存性、タイヤの初期グリップ性、グリップ性のいずれを取っても向上することが判る。
【００２８】
また、樹脂の総配合量中の本発明にかかる樹脂の割合を増やしていくことにより、グリップ性能に影響を与えることなくｔａｎδの温度依存性を低減できることが判る。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ｔａｎδの温度依存性が小さく、グリップ性能が改良されたゴム組成物を提供することができる。
Claims (3)
- スチレン−ブタジエン共重合体ゴム成分と、ナフサの熱分解によって得られるＣ5留分及びＣ9留分を共重合した、軟化点が５０℃以下の樹脂（Ａ）と、他のＣ 5 留分樹脂（Ｂ）とを配合したスチレン−ブタジエン系ゴム組成物を用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
- スチレン−ブタジエン共重合体ゴム成分１００重量部に対し、前記樹脂（Ａ）の配合量が５重量部から１００重量部であることを特徴とする特許請求の範囲１項に記載の空気入りタイヤ。
- スチレン−ブタジエン共重合体ゴム成分１００重量部に対し、前記樹脂（Ｂ）の配合量が５重量部から１００重量部であることを特徴とする特許請求の範囲１項又は２項のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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