特許 7534681 タイヤ用ゴム組成物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-06

(45)【発行日】2024-08-15

(54)【発明の名称】タイヤ用ゴム組成物

(51)【国際特許分類】

   C08L 9/00 20060101AFI20240807BHJP

   C08K 3/36 20060101ALI20240807BHJP

   C08L 57/02 20060101ALI20240807BHJP

   C08L 101/02 20060101ALI20240807BHJP

   C08L 7/00 20060101ALI20240807BHJP

   C08K 5/103 20060101ALI20240807BHJP

   B60C 1/00 20060101ALI20240807BHJP

【ＦＩ】

C08L9/00

C08K3/36

C08L57/02

C08L101/02

C08L7/00

C08K5/103

B60C1/00 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023037146

(22)【出願日】2023-03-10

【審査請求日】2024-03-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000006714

【氏名又は名称】横浜ゴム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(72)【発明者】

【氏名】前田 涼二

【審査官】中落 臣諭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－００６８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２２／２４９６３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２２／２４９６３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－１８１１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１２８０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０８８８９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０８Ｌ１／００－１０１／１４

Ｃ０８Ｋ３／００－１３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

イソプレン系ゴムを５０質量％以上含有するジエン系ゴム１００質量部に対し、シリカを５０質量部以上１５０質量部以下、熱可塑性樹脂を１６質量部以上２００質量部以下配合したタイヤ用ゴム組成物であって、前記熱可塑性樹脂が、脂肪族モノマー由来単位および／または芳香族モノマー由来単位から構成され、前記熱可塑性樹脂の芳香族プロトン含有率が０％以上５％未満、軟化点が８０℃以上１６０℃以下、且つ、数平均分子量Ｍｎが５００以下であることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。

【請求項2】

前記イソプレン系ゴムが天然ゴムであることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。

【請求項3】

前記ジエン系ゴムのガラス転移温度Ｔｇ_Aと前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇ_Bとの差（Ｔｇ_B－Ｔｇ_A）が１２０℃以上２００℃以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ用ゴム組成物。

【請求項4】

更に、炭素数８～２４の脂肪酸由来のグリセリンモノ脂肪酸エステルを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ用ゴム組成物。

【請求項5】

前記熱可塑性樹脂が、水添Ｃ９系石油樹脂、水添Ｃ５／Ｃ９系石油樹脂、水添ジシクロペンタジエン系樹脂および水添Ｃ９／ジシクロペンタジエン系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ用ゴム組成物。

【請求項6】

前記熱可塑性樹脂に加え、前記熱可塑性樹脂と相違する他の熱可塑性樹脂を含み、前記熱可塑性樹脂の芳香族プロトン含有率および前記他の熱可塑性樹脂の芳香族プロトン含有率の加重平均が０％を超え５％未満であることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ用ゴム組成物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、主に乗用車用タイヤのトレッド部に用いるタイヤ用ゴム組成物に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、乗用車用タイヤのトレッド部に使用されるタイヤ用ゴム組成物には、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を主体とする配合が採用されてきた。しかしながら、近年、環境保護の観点から、天然ゴム（ＮＲ）を主体とする配合を採用することが検討されている（例えば、特許文献１を参照）。即ち、従来用いられていたスチレンブタジエンゴム（合成ゴム）は再生ゴムとして利用することが困難であるが、これを再生可能材料である天然ゴムに切り替えることで、タイヤ（ゴム組成物）中に占める再生可能原料やリサイクル原料の比率を高くし、環境負荷を低減することが可能になる。

【0003】

しかしながら、スチレンブタジエンゴムを単純に天然ゴムに置き換えただけでは、乗用車用タイヤのトレッド部として求められる性能を十分に得られない虞があった。例えば、天然ゴムはスチレンブタジエンゴムに比べてガラス転移温度が低い傾向があり、また他のポリマーや配合剤との相溶性が相違するため、天然ゴム主体のゴム組成物に切り替えると、トレッドゴムに求められる耐摩耗性、ウェット性能および低転がり抵抗性等の性能に影響を及ぼすという課題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６０９２９８６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、耐摩耗性、ウェット性能および低転がり抵抗性を維持向上し、これらをバランスよく高度に両立するようにしたタイヤ用ゴム組成物を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成する本発明のタイヤ用ゴム組成物は、イソプレン系ゴムを５０質量％以上含有するジエン系ゴム１００質量部に対し、シリカを５０質量部以上１５０質量部以下、熱可塑性樹脂を１６質量部以上２００質量部以下配合したタイヤ用ゴム組成物であって、前記熱可塑性樹脂が、脂肪族モノマー由来単位および／または芳香族モノマー由来単位から構成され、前記熱可塑性樹脂の芳香族プロトン含有率が０％以上５％未満、軟化点が８０℃以上１６０℃以下、且つ、数平均分子量Ｍｎが５００以下であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、イソプレン系ゴムを主体としたジエン系ゴムに、上述の特性を有する熱可塑性樹脂を配合したので、イソプレン系ゴムと熱可塑性樹脂との相溶性を向上させ、耐摩耗性、ウェット性能および低転がり抵抗性を従来レベル以上に維持向上することができる。特に、脂肪族モノマー由来単位および／または芳香族モノマー由来単位から構成された熱可塑性樹脂の芳香族プロトン含有率を０％以上５％未満にすることにより、イソプレン系ゴムとの相溶性が向上し、耐摩耗性および低転がり抵抗性のバランスを向上することができる。

【0008】

また、イソプレン系ゴムが天然ゴムであることが好ましい。さらに、ジエン系ゴムのガラス転移温度Ｔｇ_Aと前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇ_Bとの差（Ｔｇ_B－Ｔｇ_A）が１２０℃以上２００℃以下であるとよい。

【0009】

タイヤ用ゴム組成物は、更に、炭素数８～２４の脂肪酸由来のグリセリンモノ脂肪酸エステルを含むとよく、シリカの分散性を改良し、低転がり抵抗性をいっそう優れたものにすることができる。

【0010】

熱可塑性樹脂は、水添Ｃ９系石油樹脂、水添Ｃ５／Ｃ９系石油樹脂、水添ジシクロペンタジエン系樹脂および水添Ｃ９／ジシクロペンタジエン系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１つであるとよい。

【0011】

タイヤ用ゴム組成物は、前記熱可塑性樹脂に加え、前記熱可塑性樹脂と相違する他の熱可塑性樹脂を含むことができ、前記熱可塑性樹脂の芳香族プロトン含有率および前記他の熱可塑性樹脂の芳香族プロトン含有率の加重平均が０％を超え５％未満であるとよい。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明のタイヤ用ゴム組成物を使用する空気入りタイヤの一例を示す子午線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に例示するように、本発明のタイヤ用ゴム組成物を使用する空気入りタイヤは、トレッド部１と、このトレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備えている。図１において、符号ＣＬはタイヤ赤道を示す。図１は子午線断面図であるため描写されないが、トレッド部１、サイドウォール部２、ビード部３は、それぞれタイヤ周方向に延在して環状を成しており、これにより空気入りタイヤのトロイダル状の基本構造が構成される。以下、図１を用いた説明は基本的に図示の子午線断面形状に基づくが、各タイヤ構成部材はいずれもタイヤ周方向に延在して環状を成すものである。

【0014】

左右一対のビード部３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りに車両内側から外側に折り返されている。また、ビードコア５の外周上にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４の本体部と折り返し部とにより包み込まれている。一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層（図１では２層）のベルト層７が埋設されている。各ベルト層７は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。これらベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°～４０°の範囲に設定されている。更に、ベルト層７の外周側にはベルト補強層８（ベルト層７の全幅を覆うフルカバー８ａとベルト層７の端部を局所的に覆うエッジカバー８ｂの２層）が設けられている。ベルト補強層８は、タイヤ周方向に配向する有機繊維コードを含む。ベルト補強層８において、有機繊維コードはタイヤ周方向に対する角度が例えば０°～５°に設定されている。

【0015】

トレッド部１におけるカーカス層４の外周側にはトレッドゴム層１０が配され、このトレッドゴム層１０は、物性の異なる２種類のゴム層（トレッド部１の踏面を構成するキャップトレッド１１と、その内周側に配置されたアンダートレッド１２）をタイヤ径方向に積層した構造を有する。本発明のタイヤ用ゴム組成物は、主として、このようなタイヤのキャップトレッド１１に用いられる。

【0016】

本発明のタイヤ用ゴム組成物が使用されるタイヤは、上記のような空気入りタイヤ（その内部に空気、窒素等の不活性ガスまたはその他の気体が充填されるタイヤ）であることが好ましいが、非空気式タイヤであってもよい。非空気式タイヤの場合も、本発明のタイヤ用ゴム組成物は、路面に当接する部分（空気入りタイヤにおけるトレッド部１の踏面を構成するキャップトレッド１１に相当する部分）に用いられる。

【0017】

本発明のタイヤ用ゴム組成物において、ゴム成分はジエン系ゴムであり、イソプレン系ゴムを必ず含む。イソプレン系ゴムの配合量は、ジエン系ゴム１００質量％中、５０質量％以上、好ましくは７０～１００質量％、より好ましくは８５～１００質量％である。ジエン系ゴムのすべてがイソプレン系ゴムでもよい。イソプレン系ゴムとしては、各種天然ゴムや各種合成ポリイソプレンゴムを挙げることができる。これらイソプレン系ゴムの中でも、特に、天然ゴムを好適に用いることができる。このようにジエン系ゴムの大半をイソプレン系ゴムとすることで、環境負荷を低減することが可能になる。即ち、天然ゴムの場合、石油由来の合成ゴムを用いない点で、石油への依存度を低減し、環境負荷を低減することができる。また、従来の合成ゴム（例えばスチレンブタジエンゴム）を主体とするゴム組成物と比較して、天然ゴムを主体とするゴム組成物は、廃棄後に再生ゴムとして利用しやすいため、リサイクル性の観点からも環境負荷を低減することができる。一方で、合成ポリイソプレンゴムについても、近年、バイオマス（生物資源）の糖からイソプレンを生成する技術が開発されており、そのようなイソプレンを重合して得た合成ポリイソプレンゴムを使用することで、石油への依存度を低減し、環境負荷を低減することが可能になる。

【0018】

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、上述のイソプレン系ゴム以外に、他のジエン系ゴムを含有することができる。他のジエン系ゴムとしては、タイヤ用ゴム組成物に一般的に使用可能なゴムを用いることができる。例えば、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム等を例示することができる。これら他のジエン系ゴムは、単独または任意のブレンドとして使用することができる。但し、他のジエン系ゴムを配合する場合であっても、その配合量はジエン系ゴム１００質量％中、５０質量％以下、好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１５質量％以下にする。即ち、他のジエン系ゴム（特に合成ゴム）の比率が高くなると、再生可能原料やリサイクル原料の比率が低くなり、環境負荷を低減する効果が十分に得られなくなる。具体的には、他のジエン系ゴムの配合量が５０質量％を超えると（つまり、イソプレン系ゴムの配合量が５０質量％未満であると）、環境負荷の低減に寄与するイソプレン系ゴムの比率が低減するので、環境負荷を低減する効果が十分に得られない。

【0019】

タイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴムに対し、熱可塑性樹脂が必ず配合される。特に、熱可塑性樹脂として、脂肪族モノマー由来単位および／または芳香族モノマー由来単位から構成され、芳香族プロトン含有率が０％以上５％未満、軟化点が８０℃以上１６０℃以下、且つ、数平均分子量Ｍｎが１１００以下の樹脂が用いられる。イソプレン系ゴムを５０質量％以上含むジエン系ゴムに、良好な相溶性を有する特定の熱可塑性樹脂を比較的多量に配合することにより、スチレンブタジエンゴムを主成分とするゴム組成物と同等レベルに引張破断強（耐摩耗性）および０℃のｔａｎδ（ウェット性能）を向上させることができる。

【0020】

熱可塑性樹脂の構成は、上述した特性を満たす限り、脂肪族モノマー由来単位のみ、芳香族モノマー由来単位のみ、脂肪族モノマー由来単位および芳香族モノマー由来単位のいずれでもよい。脂肪族モノマー由来単位として、例えばモノマーが脂肪族化合物、脂環式化合物であるモノマー由来単位が挙げられる。脂肪族化合物は、直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよく、また飽和、不飽和のいずれでもよい。脂環式化合物は、芳香性を有しない環からなる化合物であり、飽和、不飽和のいずれでもよい。また、脂環式化合物は、側鎖に任意の脂肪族化合物が結合してもよい。

【0021】

熱可塑性樹脂の芳香族プロトン含有率は、０％以上５％未満、好ましくは０％以上４％以下、より好ましくは１％以上３％以下である。芳香族プロトン含有率を５％未満にするとイソプレン系ゴムとの相溶性をより高くすることができ、耐摩耗性と低転がり抵抗性とのバランスを優れたものにし、とりわけ低転がり抵抗性を向上することができる。熱可塑性樹脂の芳香族プロトン含有率は、脂肪族モノマー由来単位および芳香族モノマー由来単位の比率や熱可塑性樹脂に水素添加することにより調節することができる。本明細書において、芳香族プロトン含有率は、熱可塑性樹脂に含まれる芳香族プロトンの含有量と脂肪族プロトンの含有量の合計に対する芳香族プロトンの含有量の割合であり、¹Ｈ－ＮＭＲスペクトルの測定結果から求めることができる。

【0022】

熱可塑性樹脂の軟化点は、８０℃以上１６０℃以下、好ましくは８５℃～１４５℃、より好ましくは９０℃～１３０℃である。熱可塑性樹脂の軟化点が８０℃未満であると耐摩耗性、ＷＥＴ性能向上の効果が低くなる。熱可塑性樹脂の軟化点が１６０℃を超えると、イソプレン系ゴムとの相溶性が悪化する。本明細書において、熱可塑性樹脂の軟化点は、ＪＩＳ Ｋ６２２０－１（環球法）に準拠して測定することができる。

【0023】

熱可塑性樹脂の数平均分子量Ｍｎは１１００以下、好ましくは２００以上１１００以下である。数平均分子量Ｍｎが、１１００を超えると、低転がり抵抗性が悪化する。本明細書において、熱可塑性樹脂の数平均分子量Ｍｎは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて測定し、標準ポリスチレン換算により求めることができる。

【0024】

上述した特性を有する熱可塑性樹脂として、例えばＣ５系石油樹脂（イソプレン、１，３－ペンタジエン、シクロペンタジエン、メチルブテン、ペンテンなどの留分を重合した脂肪族系石油樹脂）、Ｃ９系石油樹脂（α－メチルスチレン、ｏ－ビニルトルエン、ｍ－ビニルトルエン、ｐ－ビニルトルエンなどの留分を重合した芳香族系石油樹脂）、Ｃ５／Ｃ９系樹脂、ジシクロペンタジエン系樹脂（ＤＣＰＤ系樹脂）、Ｃ９／ジシクロペンタジエン系樹脂（Ｃ９／ＤＣＰＤ系樹脂）およびＣ５／ジシクロペンタジエン系樹脂（Ｃ５／ＤＣＰＤ系樹脂）、並びにこれらを水素添加した水添Ｃ９系石油樹脂、水添Ｃ５／Ｃ９系石油樹脂、水添ジシクロペンタジエン系樹脂（水添ＤＣＰＤ系樹脂）、水添Ｃ５／ジシクロペンタジエン系樹脂（Ｃ５／水添ＤＣＰＤ系樹脂）および水添Ｃ９／ジシクロペンタジエン系樹脂（Ｃ９／水添ＤＣＰＤ系樹脂）、から適宜、選択することができる。なかでも、水添Ｃ９系石油樹脂、水添Ｃ５／Ｃ９系石油樹脂、水添ＤＣＰＤ系樹脂および水添Ｃ９／ＤＣＰＤ系樹脂が好ましい。

【0025】

タイヤ用ゴム組成物は、上述した芳香族プロトン含有量、軟化点および数平均分子量Ｍｎのすべての要件を満たす熱可塑性樹脂に加え、これと相違する他の熱可塑性樹脂を含むことができる。相違する他の熱可塑性樹脂とは、芳香族プロトン含有量、軟化点および数平均分子量Ｍｎから選ばれる少なくとも１つの要件を満たさない熱可塑性樹脂、および／または、脂肪族モノマー由来単位および／または芳香族モノマー由来単位の種類、含有比率や水素添加の有無が相違する熱可塑性樹脂をいう。他の熱可塑性樹脂は、１つでも２つ以上でもよい。他の熱可塑性樹脂を含むとき、熱可塑性樹脂の芳香族プロトン含有率および他の熱可塑性樹脂の芳香族プロトン含有率の加重平均が０％を超え５％未満であるとよい。すなわち、熱可塑性樹脂および他の熱可塑性樹脂の芳香族プロトン含有率をＨ１％およびＨ２％とし、それぞれの含有量をｍ１質量％およびｍ２質量％とするとき、以下の計算式で求められた芳香族プロトン含有率の加重平均ＨＡｒが０％を超え５％未満であるものとする。
ＨＡｒ＝（Ｈ１×ｍ１＋Ｈ２×ｍ２）／（ｍ１＋ｍ２）
なお、熱可塑性樹脂が３つ以上の場合も同様に加重平均値を求めることができる。芳香族プロトン含有率の加重平均ＨＡｒは、好ましくは０％を超え４％以下、より好ましくは１％以上３％以下である。

【0026】

タイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴムのガラス転移温度Ｔｇ_Aと熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇ_Bとの差Ｔｇ_B－Ｔｇ_Aが、好ましくは１２０℃以上２００℃以下、より好ましくは１２２℃以上１８０℃以下、さらに好ましくは１２４℃以下１６０℃以下の関係を満たすとよい。このような関係を満たすと、耐摩耗性やウェット性能を向上するには有利になる。差Ｔｇ_B－Ｔｇ_Aを１２０℃以上にするとウェット性能が維持向上する。差Ｔｇ_B－Ｔｇ_Aが２００℃以下にすると相溶性を確保し、耐摩耗性を維持向上する。なお、ガラス転移温度Ｔｇ_AおよびＴｇ_Bはそれぞれ示差走査熱量分析（ＤＳＣ）により測定することができる。

【0027】

熱可塑性樹脂は、ジエン系ゴム１００質量部に対して、１６質量部以上２００質量部以下、好ましくは２５質量部以上１５０質量部以下、より好ましくは５０質量部以上１００質量部以下配合する。熱可塑性樹脂を１６質量部以上配合すると、ゴム組成物の引張破断強度および０℃のおけるｔａｎδを良好にすることができ、空気入りタイヤの耐摩耗性およびウェット性能を向上することができる。また熱可塑性樹脂が２００質量部を超えると、耐摩耗性が却って低下し、低転がり抵抗性が悪化する。

【0028】

タイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴムにシリカを配合することにより、ウェット性能および低転がり抵抗性を向上する。シリカの配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し５０質量部以上１５０質量部以下、好ましくは６０質量部以上１３５質量部以下、より好ましくは７０質量部以上１２０質量部以下である。シリカが５０質量部未満であるとウェット性能および低転がり抵抗性を向上する作用が十分に得られない。シリカが１５０質量部を超えると分散性が悪化し引張破断強度が低下し耐摩耗性が不足する。

【0029】

シリカとしては、タイヤ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。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もできる。

【0030】

本発明のゴム組成物は、シリカ以外の他の充填剤を配合することができる。他の充填剤としては、例えば、カーボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、水酸化アルミニウム等のタイヤ用ゴム組成物に一般的に用いられる材料を例示することができる。特に、カーボンブラックを併用することが好ましい。カーボンブラックを併用することで、耐摩耗性を向上することができる。カーボンブラックを併用する場合、その配合量は特に限定されないが、ジエン系ゴム１００質量部に対して、例えば５質量部～２０質量部に設定することができる。

【0031】

本発明のタイヤ用ゴム組成物では、上述のシリカを配合するにあたって、シランカップリング剤を併用することが好ましい。シランカップリング剤を配合することにより、ジエン系ゴムに対するシリカの分散性を向上することができる。シランカップリング剤の種類は、シリカ配合のゴム組成物に使用可能なものであれば特に制限されるものではなく、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の硫黄含有シランカップリング剤を例示することができる。これらのなかでも、特に、分子中にテトラスルフィド結合を有するものを好適に用いることができる。シランカップリング剤の配合量は、シリカの配合量に対し、好ましくは１０質量％未満、より好ましくは６質量％～９質量％にするとよい。シランカップリング剤の配合量がシリカ配合量の１０質量％以上であるとシランカップリング剤同士が縮合し、ゴム組成物における所望の硬度や強度を得ることができない。

【0032】

タイヤ用ゴム組成物は、好ましくは炭素数８～２４の脂肪酸由来のグリセリンモノ脂肪酸エステルを含むとよく、シリカの分散性を改善し、低転がり抵抗性およびウェット性能を優れたものにすることができる。炭素数８～２４の脂肪酸として、例えばカプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸等、リノール酸、リノレン酸、エルカ酸の直鎖脂肪酸類が挙げられ、好ましくはステアリン酸、オレイン酸がよい。グリセリンモノ脂肪酸エステルは、１種類を使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。グリセリンモノ脂肪酸エステルは、ジエン系ゴムの滑剤として作用し、ゴム組成物の粘度を低下させるとともに、グリセリン由来のヒドロキシ基がシリカ表面のシラノール基に吸着し、かつ脂肪酸由来の炭素鎖が疎水化部位として作用し、シリカの分散性を高めるものと推測される。また、硬度を低下させずに低転がり抵抗性を向上するという効果も奏する。また、グリセリンモノ脂肪酸エステルの炭素鎖が不飽和のとき、不飽和結合が硫黄との反応点となり、ポリマーの架橋密度を相対的に低下させ、余分な架橋を抑制するので、引張破断強度・破断伸びを向上させることができる。

【0033】

素数８～２４の脂肪酸由来のグリセリンモノ脂肪酸エステルは、シリカの配合量に対し、好ましくは０．２質量％～１０質量％、より好ましくは０．４質量％～７質量％、さらに好ましくは０．６質量％～４質量％配合するとよい。グリセリンモノ脂肪酸エステルを０．２質量％以上配合するとシリカの分散性が維持向上する。また、１０質量％以下にすると、引張破断強度やゴム硬度を維持することができる。

【0034】

タイヤ用ゴム組成物には、オイルを配合することが好ましい。このようにオイルを配合することで、混合加工性を向上することができる。オイルを配合する場合、本発明のタイヤ用ゴム組成物に含まれる可塑剤成分の総量（即ち、熱可塑性樹脂、オイル、任意の他の可塑剤成分の合計）に対するオイルの割合を、好ましくは２０質量％～６０質量％、より好ましくは３０質量％～５０質量％にするとよい。

【0035】

本発明のゴム組成物には、上記以外の他の配合剤を添加することができる。他の配合剤としては、加硫または架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤、液状ポリマーなど、一般的にタイヤ用ゴム組成物に使用される各種配合剤を例示することができる。これら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にすることができる。また、混練機としは、通常のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用することができる。

【0036】

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。

【実施例】

【0037】

表１に示す熱可塑性樹脂１～８を使用し、表４に示す共通の配合剤処方を有する、表２～３に示す配合からなるタイヤ用ゴム組成物（基準例１、比較例１～８、実施例１～１１）を調製した。その製造方法は、それぞれ加硫促進剤および硫黄を除く配合成分を秤量し、１．８Ｌの密閉式バンバリーミキサーで５分間混練し、マスターバッチを放出し室温冷却した。その後、そのマスターバッチを１．８Ｌの密閉式バンバリーミキサーに供し、加硫促進剤及び硫黄を加え２分間混合して、各タイヤ用ゴム組成物を得た。

【0038】

なお、表２～３には、ジエン系ゴムの加重平均ガラス転移温度Ｔｇ_A〔単位：℃〕、熱可塑性樹脂の加重平均ガラス転移温度Ｔｇ_B〔単位：℃〕、およびこれらの差Ｔｇ_B－Ｔｇ_A〔単位：℃〕を記載した。また、熱可塑性樹脂の芳香族プロトン含有率〔単位：％〕の加重平均値を「芳香族プロトン含有率」の欄に記載した。なお、ジエン系ゴムまたは熱可塑性樹脂を単独で配合したとき、上記の各加重平均値は、それぞれ単独のジエン系ゴムまたは熱可塑性樹脂の値を記載した。

【0039】

得られたタイヤ用ゴム組成物を使用し、以下に示す方法により、耐摩耗性、ウェット性能、および低転がり抵抗性の評価を行った。
耐摩耗性
各タイヤ用ゴム組成物を用いて、所定形状の金型（内寸：長さ１５０ｍｍ、幅１５０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）を用いて１７０℃、１０分間加硫し、加硫ゴム試験片を作成した。この加硫ゴム試験片を使用し、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して、ダンベル型ＪＩＳ３号形試験片を作製した。この試験片を用いて、室温（２３℃）で５００ｍｍ／分の引張り速度で引張試験を行い、引張破断強度を測定した。評価結果は、基準例１の値を１００とする指数として、表２～３の「耐摩耗性」の欄に記載した。この指数が大きいほど引張破断強度が高く、耐摩耗性が優れることを意味する。

【0040】

ウェット性能および低転がり抵抗性
各タイヤ用ゴム組成物を用いて、所定形状の金型（内寸：長さ１５０ｍｍ、幅１５０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）を用いて１７０℃、１０分間加硫し、加硫ゴム試験片を作成した。この加硫ゴム試験片を使用し、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の条件で動的粘弾性を測定し、０℃および６０℃におけるｔａｎδを求めた。０℃のｔａｎδの結果は、基準例１の値を１００とする指数として、表２～３の「ウェット性能」の欄に示した。こ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、６０℃のｔａｎδの結果は、それぞれの逆数を算出し、基準例１の値を１００とする指数として、表２～３の「低転がり抵抗性」の欄に示した。なお、低転がり抵抗性については、指数値が「１０２」以上のとき低転がり抵抗性が向上したものとする。

【0041】

【表1】

【0042】

表１において使用した原材料の種類を下記に示す。
・熱可塑性樹脂１：水添ＤＣＰＤ樹脂、Ｈａｎｗｈａ社製ＨＣ－１００
・熱可塑性樹脂２：水添ＤＣＰＤ／Ｃ９樹脂、ＥＮＥＯＳ社製Ｔ－ＲＥＺ ＨＡ１２５
・熱可塑性樹脂３：Ｃ５／Ｃ９樹脂、河南Ｂｉｎｄｅｒ社製Ｓ－２１００
・熱可塑性樹脂４：Ｃ９樹脂、上海宣達加工社製ＲＴ９５Ｂ
・熱可塑性樹脂５：クマロンインデン樹脂、Ｒｕｔｇｅｒｓ社製 ＮｏｖａｒｅｓＣ１０
・熱可塑性樹脂６：テルペン／フェノール／スチレン樹脂、クレイトン社製Ｓｙｌｖａｔｒａｘｘ５２１６
・熱可塑性樹脂７：マレイン酸変性ロジン／Ｃ９樹脂、ハリマ化成社製ハリタックＡＱ－９０Ａ
・熱可塑性樹脂８：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

【0043】

【表2】

【0044】

【表3】

【0045】

表２～３において使用した原材料の種類を下記に示す。
・ＮＲ：天然ゴム、ＴＳＲ２０（ガラス転移温度Ｔｇ_A：－７５℃）
・ＳＢＲ：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製 Ｎｉｐｏｌ ＮＳ６１２（ガラス転移温度Ｔｇ：－６３℃）
・シリカ：Ｓｏｌｖａｙ社製 ＺＥＯＳＩＬ １１６５ＭＰ
・カップリング剤：シランカップリング剤、Ｅｖｏｎｉｋ社製 Ｓｉ６９
・オイル：昭和シェル石油社製 エキストラクト４号Ｓ
・グリセリンモノステアレート：シグマアルドリッチ社製モノステアリン酸グリセロール

【0046】

【表4】

【0047】

表４において使用した原材料の種類を下記に示す。
・老化防止剤：ＬＡＮＸＥＳＳ社製 ＶＵＬＫＡＮＯＸ ４０２０
・ワックス：ＮＩＰＰＯＮ ＳＥＩＲＯ社製 ＯＺＯＡＣＥ‐００１５Ａ
・硫黄：鶴見化学工業社製 サルファックス５
・加硫促進剤：大内新興化学社製 ノクセラー ＴＯＴ‐Ｎ

【0048】

表３から明らかなように、実施例１～１１のタイヤ用ゴム組成物について、基準例１に対して、耐摩耗性、ウェット性能および低転がり抵抗性を維持または向上し、これら性能をバランスよく両立することを確認した。

【0049】

表２から明らかなように、比較例１のゴム組成物は、熱可塑性樹脂の配合量が少ないため、低転がり抵抗性が不足し、耐摩耗性およびウェット性能を改良することができない。
比較例２のゴム組成物は、熱可塑性樹脂の配合量が多いため、耐摩耗性および低転がり抵抗性が悪化した。
比較例３のゴム組成物は、熱可塑性樹脂の芳香族プロトン含有率が高いため、低転がり抵抗性が不足し、耐摩耗性を改良することができない。
比較例４のゴム組成物は、熱可塑性樹脂の芳香族プロトン含有率が高く、かつ軟化点が低いため、耐摩耗性および低転がり抵抗性が悪化した。
比較例５のゴム組成物は、熱可塑性樹脂の芳香族プロトン含有率が高いため、低転がり抵抗性が悪化した。
比較例６のゴム組成物は、熱可塑性樹脂の数平均分子量Ｍｎが高いため、低転がり抵抗性が悪化した。
比較例７のゴム組成物は、シリカが５０質量部未満のため、ウェット性能が悪化した。
比較例８のゴム組成物は、天然ゴムが５０質量部未満のため、耐摩耗性、ウェット性能および低転がり抵抗性が悪化した。

【0050】

本開示は、以下の発明を包含する。
発明［１］ イソプレン系ゴムを５０質量％以上含有するジエン系ゴム１００質量部に対し、シリカを５０質量部以上１５０質量部以下、熱可塑性樹脂を１６質量部以上２００質量部以下配合したタイヤ用ゴム組成物であって、前記熱可塑性樹脂が、脂肪族モノマー由来単位および／または芳香族モノマー由来単位から構成され、前記熱可塑性樹脂の芳香族プロトン含有率が０％以上５％未満、軟化点が８０℃以上１６０℃以下、且つ、数平均分子量Ｍｎが１１００以下であることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
発明［２］ 前記イソプレン系ゴムが天然ゴムであることを特徴とする発明［１］に記載のタイヤ用ゴム組成物。
発明［３］ 前記ジエン系ゴムのガラス転移温度Ｔｇ_Aと前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇ_Bとの差（Ｔｇ_B－Ｔｇ_A）が１２０℃以上２００℃以下であることを特徴とする発明［１］または［２］に記載のタイヤ用ゴム組成物。
発明［４］ 更に、炭素数８～２４の脂肪酸由来のグリセリンモノ脂肪酸エステルを含むことを特徴とする［１］～［３］のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
発明［５］ 前記熱可塑性樹脂が、水添Ｃ９系石油樹脂、水添Ｃ５／Ｃ９系石油樹脂、水添ジシクロペンタジエン系樹脂および水添Ｃ９／ジシクロペンタジエン系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする発明［１］～［４］のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
発明［６］ 前記熱可塑性樹脂に加え、前記熱可塑性樹脂と相違する他の熱可塑性樹脂を含み、前記熱可塑性樹脂の芳香族プロトン含有率および前記他の熱可塑性樹脂の芳香族プロトン含有率の加重平均が０％を超え５％未満であることを特徴とする発明［１］～［５］のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。

【符号の説明】

【0051】

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 ベルト層
８ ベルトカバー層
１０ トレッドゴム層
１１ キャップトレッド
１２ アンダートレッド
ＣＬ タイヤ赤道

【要約】

【課題】耐摩耗性、ウェット性能、および低転がり抵抗性を維持向上し、これらをバランスよく高度に両立させたタイヤ用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】イソプレン系ゴムを５０質量％以上含有するジエン系ゴム１００質量部に対し、シリカを５０質量部以上１５０質量部以下、熱可塑性樹脂を１６質量部以上２００質量部以下配合したタイヤ用ゴム組成物であって、前記熱可塑性樹脂が、脂肪族モノマー由来単位および／または芳香族モノマー由来単位から構成され、前記熱可塑性樹脂の芳香族プロトン含有率が０％以上５％未満、軟化点が８０℃以上１６０℃以下、且つ、数平均分子量Ｍｎが１１００以下であることを特徴とする。
【選択図】図１

【図1】