JP4762561B2 - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤのトレッドに用いられるタイヤトレッド用ゴム組成物に関するものである。

最近、環境あるいは安全への関心が高まるにつれ、タイヤにも低燃費性、湿潤路面におけるグリップ性能を含めた操縦安定性の向上などが強く要請されるようになった。

一般に低燃費化を図るため、タイヤトレッド用ゴム組成物にはシリカを配合しており、同時にシランカップリング剤も配合しているが、最近益々高度化される要求に対し、シリカ及びシランカップリング剤のみで低燃費性と操縦安定性を両立させることは難しい。

ところで、下記特許文献１には、ジエン系ゴム１００重量部に対して、単糖類、二糖類以上の多糖類並びにこれらの誘導体から選ばれた少なくとも一種の糖類を０．１〜１０重量部配合したタイヤトレッド用ゴム組成物が提案されている。そこにおいて上記糖類としては、単糖類としてＤ−グルコース、Ｄ−フルクトースなどが、多糖類としてマルトース、ラクトースなどが、その誘導体としてイノシール等の糖アルコールやデオキシ糖などが、それぞれ列挙されている。そして、このゴム組成物によれば、破壊特性、ウェットグリップ性及び発熱性や加工性を損なうことなく、耐摩耗性及び耐老化性が向上されると記載されている。
特開平１１−７１４８１号公報

上記特許文献１の従来技術では、低燃費性を損なうことなく、タイヤ性能における操縦安定性を向上させることは難しい。実際、同文献に記載された実施例を見ても、糖類を添加することにより、ウェットグリップ性及び発熱性は全く改善されておらず、未添加の場合と同等の性能しか得られていない。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、低燃費性を損なうことなく、グリップ性を向上してタイヤの操縦安定性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。

上記課題を解決する本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、エポキシ化合物で変性されたグアガム及びセルロースからなる群から選択された少なくとも一種の変性多糖類を０．１〜１０重量部と、シリカを１０〜１２０重量部配合するとともに、シランカップリング剤を前記シリカ１００重量部に対して０．５〜２０重量部配合してなるものである。

本発明によれば、このような特定の変性多糖類を添加することにより、低燃費性を損なうことなく、操縦安定性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。

本発明のゴム組成物において、ジエン系ゴムとしては特に限定されず、タイヤトレッド用ゴム組成物において通常使用される各種のジエン系ゴムを用いることができる。例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴムなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独で又は２種以上ブレンドして用いてもよい。

本発明のゴム組成物に使用される変性多糖類は、エポキシ化合物で変性された多糖類であり、即ち、多糖類の持つ水酸基をエポキシ化合物により置換することで変性したものである。このような変性多糖類は、低級アルコールの増粘成分として従来使用されているが（特開２００２−２１２２９８号公報参照）、これをタイヤトレッド用ゴム組成物に添加することにより、低燃費性を損なうことなく操縦安定性を向上できるという予期せぬ効果が見い出されたのである。このような優れた効果が奏される理由は必ずしも明確ではないが、エポキシ化合物で変性された変性多糖類を用いることにより、ジエン系ゴムとの相溶性を改良できるものと考えられる。これに対し、上記特許文献１に開示された技術では、使用した糖類とジエン系ゴムとの相溶性に問題があるため、操縦安定性の向上に至らないものと考えられる。

該変性多糖類において、ベースとなる多糖類としては、グアガム（ガラクトマンナン）、セルロースが挙げられ、これらをそれぞれ単独又は組み合わせて使用してもよい。

変性剤として使用する上記エポキシ化合物としては、特に限定されるものではないが、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを使用することが好ましく、これらはそれぞれ単独又は２種以上組み合わせて使用してもよい。なお、変性多糖類は、エポキシ化合物で変性されたものであれば、エポキシ化合物と他の変性剤とを組み合わせて２種以上の変性剤で変性されたものでも構わない。

本発明において、変性多糖類としては、アルキレンオキサイドによりヒドロキシアルキル化された多糖類、即ちヒドロキシアルキル変性多糖類が好適である。ヒドロキシアルキル変性多糖類の製造方法は、特に限定されないが、従来公知の方法である、苛性ソーダ、苛性カリウムなどのアルカリを触媒として、多糖類にアルキレンオキサイドを付加反応させる方法が使用可能であり、これにより、多糖類の水酸基にアルキレンオキサイドがエーテル結合によって付加され、得られた多糖類はヒドロキシアルキル基を有する。

該変性多糖類の変性量は特に限定されないが、置換度が０．１〜３．０であることが好ましく、より好ましくは０．４〜１．２である。ここで、置換度とは、糖類の環構造１個当たりについてエポキシ化合物により置換された水酸基の数を意味する。置換度が０．１未満では、操縦安定性の向上効果が得られにくい。

該変性多糖類は、ジエン系ゴム１００重量部に対して０．１〜１０重量部、好ましくは０．５〜８重量部配合される。変性多糖類の配合量が０．１重量部未満では、上記した本発明の効果を十分に発揮させることができず、１０重量部を越えると、分散不良による塊ができ、本発明の効果を十分に発揮させることができない。

本発明のゴム組成物には、カーボンブラック、シリカ、酸化チタン、ケイ酸アルミニウム、クレー、タルクなどの各種フィラーを配合することができる。該フィラーとしては、シリカを単独で使用、又はシリカとカーボンブラックを併用することが好ましい。その場合、シリカは、ジエン系ゴム１００重量部に対して１０〜１２０重量部配合されることが好ましく、より好ましくは３０〜１００重量部である。

本発明のゴム組成物には、上記シリカとともにシランカップリング剤を配合することが好ましい。シランカップリング剤としては、例えば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−ニトロプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。シランカップリング剤の配合量は、シリカ１００重量部に対して０．５〜２０重量部であることが好ましく、より好ましくは５〜１５重量部である。

本発明のゴム組成物には、上記した成分の他に、軟化剤、老化防止剤、亜鉛華、ステアリン酸、加硫剤、加硫促進剤など、タイヤトレッド用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。

本発明のゴム組成物は、空気入りタイヤのトレッドのためのゴム組成物として用いられ、常法に従い加硫成形することにより、トレッドを形成することができる。

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。

（実施例１〜５及び比較例１〜３）
バンバリーミキサーを使用して、下記表１に示す配合に従い、ゴム組成物を調製した。表１の各成分の詳細は以下の通りである。

・ＳＳＢＲ：ランクセス製の溶液重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴム「ＶＳＬ５０２５−０ＨＭ」
・ＢＲ：ＪＳＲ製のブタジエンゴム「ＢＲ０１」
・シリカ：東ソー・シリカ製「Ｎｉｐｓｉｌ ＡＱ」
・シランカップリング剤：デグサ製「Ｓｉ６９」。

・キサンタンガム：ローディア日華製の未変性キサンタンガム「ロードポール２３」
・グアガム：ローディア日華製の未変性グアガム「ジャガーＳ」
・変性グアガム１：ローディア日華製のヒドロキシプロピル化グアガム（グアガムをプロピレンオキサイドで変性したもの。以下同じ）「ジャガーＨＰ−８」（置換度＝０．４）
・変性グアガム２：ローディア日華製のヒドロキシプロピル化グアガム「ジャガーＨＰ−６０」（置換度＝０．６）
・変性グアガム３：ローディア日華製のヒドロキシプロピル化グアガム「ジャガーＨＰ−１２０」（置換度＝１．２）
・変性セルロース：アクゾ・ノーベル製のヒドロキシエチル化セルロース（セルロースをエチレンオキサイドで変性したもの。）「ベルモコール３５１」（置換度＝０．８５）。

また、各ゴム組成物には、共通の添加剤として、ワックス（日本精鑞製「パラフィンワックス１５５」）１重量部、老化防止剤（大内新興化学製「ノクラック６Ｃ」）１重量部、亜鉛華（三井金属工業製「酸化亜鉛２種」）２重量部、ステアリン酸（花王製「ルナックＳ−２５」）２重量部、加硫促進剤ＤＰＧ（大内新興化学製「ノクセラーＤ」）２重量部、加硫促進剤ＣＺ（大内新興化学製「ノクセラーＣＺ」）１．８重量部、硫黄（鶴見化学工業製「５％油入微粉末硫黄」）２重量部を配合した。

得られた各ゴム組成物を用いて空気入りタイヤを作製して、低燃費性と操縦安定性を評価した。タイヤは、キャップ／ベース構造のトレッドを有する２０５／６５Ｒ１５ ９４Ｈの空気入りタイヤのキャップトレッドに各ゴム組成物を適用し、定法に従い加硫成形することにより製造した。使用リムは１５×６．５ＪＪとした。各評価方法は次の通りである。

・低燃費性：一軸ドラム試験機で、速度８０ｋｍ／ｈ、空気圧２３０ｋＰａ、荷重４５０ｋｇにて、転がり抵抗を測定し、比較例１を１００とした指数で表示した。数値が小さいほど低燃費性に優れることを示す。

・操縦安定性：試作タイヤを装着したテスト車を実車フィーリング試験担当ドライバーが運転して乾燥路面及び湿潤路面を走行するときの直進性及びレーンチェンジ性をフィーリングで判定し、比較例１（コントロールタイヤ）より優れるものを「＋２」、やや優れるものを「＋１」、同等のものを「±０」、やや劣るものを「−１」、劣るものを「−２」の５点法にて評価した。

結果は表１に示す通りであり、比較例１（コントロールタイヤ）に対して、未変性の多糖類（キサンタンガム、グアガム）を添加した比較例２，３では、操縦安定性の改善効果は得られず、低燃費性も若干悪化していた。これに対し、ヒドロキシプロピル化グアガムを添加した実施例１〜４、およびヒドロキシエチル化セルロースを添加した実施例５では、低燃費性を実質的に損なうことなく、操縦安定性が向上していた。

本発明に係るゴム組成物は、低燃費性を損なうことなく、操縦安定性を向上することができるため、空気入りタイヤのトレッドゴムに好適に利用することができる。

Claims (3)

1. ジエン系ゴム１００重量部に対して、エポキシ化合物で変性されたグアガム及びセルロースからなる群から選択された少なくとも一種の変性多糖類を０．１〜１０重量部と、シリカを１０〜１２０重量部配合するとともに、シランカップリング剤を前記シリカ１００重量部に対して０．５〜２０重量部配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
2. 前記変性多糖類が、アルキレンオキサイドで変性されたヒドロキシアルキル変性多糖類であることを特徴とする請求項１記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
3. 前記変性多糖類の置換度が０．１〜３．０であることを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。