JP2011088983A - タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】剛性感、ダンピング性能、及びグリップ性能、特に高温条件下での剛性感、ダンピング性能、及びグリップ性能を改善できるタイヤ用ゴム組成物、及び該ゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】ゴム成分及び軟化点が４０℃以下のポリウレタンを含むタイヤ用ゴム組成物に関する。
【選択図】なし

Description

本発明は、タイヤ用ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。

近年、乗用車や自動二輪車の高性能化に伴い、タイヤに対して高速で安全に走行できる性能が求められるようになっている。高性能の乗用車や自動二輪車に使用される高性能タイヤ（特に、レース、オフロードで使用されるタイヤ）のゴム組成物は、高い剛性感、ダンピング性能、グリップ性能を有することが必要である。

タイヤにおいて高い剛性感、ダンピング性能を得るための方法としては、例えば、カーボンブラック等のフィラー成分を増加させたり、可塑剤成分を減少させた配合をタイヤ用ゴム組成物として使用することが知られている。また、タイヤにおいて高いグリップ性能を得るための方法としては、例えば、ガラス転移温度の高いゴム成分や、表面積の大きなカーボンブラックや、レジンをタイヤ用ゴム組成物に配合することが知られている。しかし、タイヤは走行とともに発熱が生じやすく、高温になるが、上記手法では高温条件下になると、剛性感、ダンピング性能、グリップ性能が低下するという問題がある。

一方、特許文献１には老化防止剤とポリウレタン等の熱可塑性樹脂とからなる粒状物を含有するゴム組成物、特許文献２にはウレタン系粒子を含むゴム組成物が開示され、また特許文献３には熱可塑性ポリウレタンを含むゴム組成物が開示されている。

しかしながら、ポリウレタンの軟化点については詳細に検討されておらず、高温条件下での剛性感、ダンピング性能、グリップ性能の改良については改善の余地がある。

特開２００１−３４８４６３号公報 特開２００２−９７３０３号公報 特開２００８−５０５７１号公報

本発明は、前記課題を解決し、剛性感、ダンピング性能、及びグリップ性能、特に高温条件下での剛性感、ダンピング性能、及びグリップ性能を改善できるタイヤ用ゴム組成物、及び該ゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明者らは、特定温度以下の軟化点を有するポリウレタンを用いて、ゴム組成物中でエネルギーロス（ｔａｎδ）を生じさせることにより、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、ゴム成分及び軟化点が４０℃以下のポリウレタンを含むタイヤ用ゴム組成物に関する。

上記ポリウレタンがウレタンオリゴマーであることが好ましい。

上記ポリウレタンがウレタン（メタ）アクリレートであることが好ましい。

上記ゴム成分がスチレンブタジエンゴム、天然ゴム、ブタジエンゴムからなる群より選択される少なくとも１種のゴムを含むことが好ましい。

上記ゴム組成物は、カーボンブラックを含むことが好ましい。

上記ゴム組成物は、トレッド、サイドウォール、又はインナーライナーに使用されることが好ましい。

本発明はまた、上記ゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関する。

本発明によれば、ゴム成分及び軟化点が特定温度以下のポリウレタンを含むタイヤ用ゴム組成物であるので、ゴム組成物中でエネルギーロスを生じさせることができ、剛性感、ダンピング性能、及びグリップ性能、特に高温条件下での剛性感、ダンピング性能、及びグリップ性能を改善できる。このため、自動車又は自動二輪車の走行時において、タイヤの発熱等により高温条件となっても、優れた剛性感、ダンピング性能、グリップ性能が得られる空気入りタイヤを提供できる。本発明では、ポリウレタンの軟化点が特定温度以下であるため、ゴム組成物中で該ポリウレタンが流動性を有するため、該ポリウレタンを配合することにより、ゴム組成物中でエネルギーロスが生じるものと推測される。

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分及び軟化点が特定温度以下のポリウレタンを含む。

本発明に使用されるゴム成分としては、一般にタイヤ用ゴム組成物に使用されるジエン系ゴムやブチル系ゴム等が挙げられる。ジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）；スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、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）などのジエン系合成ゴムが挙げられる。ブチル系ゴムとしては、例えば、臭素化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ）、塩素化ブチルゴム（Ｃｌ−ＩＩＲ）などのハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、トレッド用途としては、グリップ性能に優れるという理由から、ＳＢＲを使用することが好ましい。また、サイドウォール用途としては、耐亀裂成長性に優れるという理由から、ＮＲ及びＢＲを併用することが好ましい。また、インナーライナー用途としては、ガスバリアー性に優れるという理由から、ＮＲ及びブチル系ゴム（好ましくはＸ−ＩＩＲ）を併用することが好ましい。

本発明のゴム組成物において、使用できるＳＢＲとしては特に限定されず、乳化重合ＳＢＲ（Ｅ−ＳＢＲ）、溶液重合ＳＢＲ（Ｓ−ＳＢＲ）等を使用できる。またＮＲとしては特に限定されず、例えば、ＳＩＲ２０、ＲＳＳ♯３、ＴＳＲ２０等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。またＢＲとしては特に限定されず、例えば、日本ゼオン（株）製のＢＲ１２２０、宇部興産（株）製のＢＲ１３０Ｂ、ＢＲ１５０Ｂ等の高シス含有量のＢＲ、宇部興産（株）製のＶＣＲ４１２、ＶＣＲ６１７等のシンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するＢＲ等を使用できる。
ＢＲのシス含量は９５質量％以上が好ましい。また、ブチル系ゴムとしては、特に限定されず、上記ＩＩＲ、Ｂｒ−ＩＩＲ、Ｃｌ−ＩＩＲ等を使用できる。

ＳＢＲのスチレン含有量は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上である。１０質量％未満であると、高温条件下での充分なグリップ性能が得られない傾向がある。また、該スチレン含有量は、好ましくは６０質量％以下、より好ましくは５０質量％以下である。６０質量％を超えると、使用温度により脆化を示す可能性がある。

本発明のゴム組成物をトレッドに使用する場合、ゴム成分１００質量％中のＳＢＲの含有量は、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上、更に好ましくは１００質量％である。８０質量％未満であると、高温条件下での充分なグリップ性能が得られない傾向がある。

本発明のゴム組成物をサイドウォール、インナーライナーに使用する場合、ゴム成分１００質量％中のＮＲの含有量は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、更に好ましくは３０質量％以上である。１０質量％未満であると、破断強度が劣るおそれがある。該ＮＲの含有量は、好ましくは９０質量％以下、より好ましくは８０質量％以下、更に好ましくは７０質量％以下である。９０質量％を超えると、耐候性に劣るおそれがある。

本発明のゴム組成物をサイドウォール、インナーライナーに使用する場合、ゴム成分１００質量％中のＢＲの含有量は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは３０質量％以上である。１０質量％未満であると、耐亀裂成長性に劣るおそれがある。該ＢＲの含有量は、好ましくは８０質量％以下、より好ましくは７０質量％以下、更に好ましくは６０質量％以下である。８０質量％を超えると、破断強度が劣るおそれがある。

本発明のゴム組成物をインナーライナーに使用する場合、ゴム成分１００質量％中のブチル系ゴムの含有量は、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは４０質量％以上、更に好ましくは５０質量％以上である。３０質量％未満であると、耐空気透過性が充分に得られない傾向がある。該ブチル系ゴムの含有量は、好ましくは９０質量％以下、より好ましくは８０質量％以下、更に好ましくは７０質量％以下である。９０質量％を超えると、耐久性（クラック性能）に劣るおそれがある。

本発明のゴム組成物をサイドウォール、インナーライナーに使用し、かつ、ＮＲ及びＢＲを併用する場合、ゴム成分１００質量％中のＮＲ及びＢＲの合計含有量は、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上、更に好ましくは１００質量％である。８０質量％未満であると、耐久性（クラック性能）に劣るおそれがある。

本発明のゴム組成物をインナーライナーに使用し、かつ、ＮＲ及びブチル系ゴムを併用する場合、ゴム成分１００質量％中のＮＲ及びブチル系ゴムの合計含有量は、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは７５質量％以上である。６０質量％未満であると、耐久性（クラック性能）に劣るおそれがある。

本発明では軟化点が特定温度以下のポリウレタンが使用される。これにより、ゴム組成物中でエネルギーロスを生じさせることができ、剛性感、ダンピング性能、及びグリップ性能、特に高温条件下での剛性感、ダンピング性能、及びグリップ性能を改善できる。また、軟化点が特定温度以下のポリウレタンは、オイル等の軟化剤の代わりとして配合（オイルの一部又は全量を代替）することが好ましい。

ポリウレタンとしては、イソシアネート基と水酸基とが縮合して形成されるウレタン結合によりモノマーを重合させた重合体であれば特に限定されない。例えば、ポリイソシアネート、ポリオール、必要に応じて鎖延長剤等から製造される熱可塑性ポリウレタンエラストマーや、ポリイソシアネート、ヒドロキシ（メタ）アクリレート、必要に応じてポリオール、鎖延長剤等から製造されるウレタン（メタ）アクリレート等が挙げられる。なかでも、軟化剤として使用するという理由から、粘度が下記数値範囲内を満たすポリウレタンであるウレタンオリゴマーが好ましい。また、軟化剤として使用するという理由から、ウレタン（メタ）アクリレートが好ましく、粘度が下記数値範囲内を満たすウレタン（メタ）アクリレートであるウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーが好ましい。

ウレタン（メタ）アクリレートは、公知の方法により合成できる。例えば、ポリイソシアネートと、ポリオールと、１個以上の水酸基を有するヒドロキシ（メタ）アクリレートとを反応させる方法やポリイソシアネートと、２個以上の水酸基を有するヒドロキシ（メタ）アクリレートとを反応させる方法、ジイソシアネート化合物の両末端イソシアネート基に、１個以上の水酸基を有するポリヒドロキシ(メタ)アクリレートを反応させる方法、多価アルコールに過剰量のポリイソシアネート化合物を反応させ、余ったイソシアネート基に１個以上の水酸基を有するヒドロキシ（メタ）アクリレートを反応させる方法等が挙げられる。

ポリイソシアネートとしては、イソシアネート基を２以上有するものであれば特に限定されず、例えば、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネートと２，６−トルエンジイソシアネートの混合物（ＴＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、１，５−ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、３，３’−ビトリレン−４，４’−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、４，４’−メチレン−ビス（フェニルイソシアネート）等の芳香族ポリイソシアネート；４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（Ｈ_１２ＭＤＩ）、水素添加キシリレンジイソシアネート（Ｈ_６ＸＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）等の脂環式ポリイソシアネート又は脂肪族ポリイソシアネート等が挙げられる。

ポリオールとしては、ポリオキシエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリオキシプロピレングリコール（ＰＰＧ）、ポリオキシテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）等のポリエーテルポリオール；ポリエチレンアジペート（ＰＥＡ）、ポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）、ポリヘキサメチレンアジペート（ＰＨＭＡ）などの縮合系ポリエステルポリオール；ポリ−ε−カプロラクトン（ＰＣＬ）などのラクトン系ポリエステルポリオール；ポリヘキサメチレンカーボネートなどのポリカーボネートポリオール；アクリルポリオールなどが挙げられる。なかでも、入手しやすいという理由から、ＰＥＧが好ましい。

１個以上の水酸基を有するヒドロキシ（メタ）アクリレートとしては、例えば、２−ヒドロキシエチルアクリレート、４−ヒドロキシシクロヘキシルアクリレート、５−ヒドロキシシクロオクチルアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、４−ヒドロキシシクロヘキシルメタクリレート、５−ヒドロキシシクロオクチルメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等が挙げられる。

ウレタン（メタ）アクリレートの市販品としては、根上工業（株）製のアートレンジＵＮ−１０００ＰＥＰ、アートレンジＵＮ−９０００ＰＥＰ、アートレンジＵＮ−９２００Ａ、アートレンジＵＮ−２５００、アートレンジＵＮ−５２００、アートレンジＵＮ−ｌｌＯ２、アートレンジＵＮ−３８０Ｇ、アートレンジＵＮ−５００ 、アートレンジＵＮ−９８３２；東亜合成（株）製のアロニックスＭ−１２００；ＳＡＲＴＯＭＥＲ社製のケムリンク９５０３、ケムリンク９５０４、ケムリンク９５０５；日本合成化学工業（株）製 商品名「紫光」シリーズ等が挙げられる。

ポリウレタンの軟化点は４０℃以下、好ましくは３０℃以下、より好ましくは２０℃以下である。ポリウレタンの軟化点が４０℃をこえると、ゴム組成物中でエネルギーロスを充分に生じさせることができず、剛性感、ダンピング性能、及びグリップ性能、特に高温条件下での剛性感、ダンピング性能、及びグリップ性能を充分に向上できないおそれがある。また、ポリウレタンの軟化点は、好ましくは−５０℃以上である。ポリウレタンの軟化点が−５０℃未満では、充分な剛性が得られないおそれがある。
なお、ポリウレタンの軟化点は、環球法（ＪＩＳ Ｋ２２０７）により測定した値である。

６０℃におけるポリウレタンの粘度は、好ましくは３００ｃｐｓ以上、より好ましくは４００ｃｐｓ以上である。３００ｃｐｓ未満では充分な剛性が得られないおそれがある。
該粘度は、好ましくは１０００００ｃｐｓ以下、より好ましくは８００００ｃｐｓ以下である。１０００００ｃｐｓを超えると、エネルギーロスを充分発揮できず、剛性感、ダンピング性能、グリップ性能に劣る可能性がある。

本発明のゴム組成物をトレッド、サイドウォールに使用する場合、ポリウレタンの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは３質量部以上、より好ましくは１０質量部以上、更に好ましくは２０質量部以上である。３質量部未満であると、ゴム組成物中でエネルギーロスを充分に生じさせることができず、剛性感、ダンピング性能、及びグリップ性能、特に高温条件下での剛性感、ダンピング性能、及びグリップ性能を充分に向上できないおそれがある。該ポリウレタンの含有量は、好ましくは６０質量部以下、より好ましくは４０質量部以下、更に好ましくは３０質量部以下である。６０質量部を超えると、ブリードアウトを生じ、接着不良を起こす可能性がある。

本発明のゴム組成物をインナーライナーに使用する場合、ポリウレタンの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上、より好ましくは２質量部以上、更に好ましくは３質量部以上である。１質量部未満であると、ゴム組成物中でエネルギーロスを充分に生じさせることができず、剛性感、特に高温条件下での剛性感を充分に向上できないおそれがある。該ポリウレタンの含有量は、好ましくは１００質量部以下、より好ましくは９０質量部以下、更に好ましくは８０質量部以下、特に好ましくは７０質量部以下、最も好ましくは６０質量部以下である。１００質量部を超えると、ブルームを起こす（表面から出てくる）おそれがある。

本発明のゴム組成物は、カーボンブラックを含有することが好ましい。これにより、ゴムに対する補強性が得られ、剛性感、ダンピング性能、及びグリップ性能、特に高温条件下での剛性感、ダンピング性能、及びグリップ性能を改善できる。カーボンブラックとしては、タイヤ工業において一般的に用いられるＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦなどを用いることができる。カーボンブラックは単独で用いてもよく、２種以上組み合わせて用いてもよい。

本発明のゴム組成物をトレッド、サイドウォールに使用する場合、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、好ましくは５０ｍ^２／ｇ以上、より好ましくは６０ｍ^２／ｇ以上である。カーボンブラックのＮ_２ＳＡが５０ｍ^２／ｇ未満では、充分なグリップ性能および剛性が得られないおそれがある。また、カーボンブラックのＮ_２ＳＡは、好ましくは２００ｍ^２／ｇ以下、より好ましくは１９０ｍ^２／ｇ以下である。カーボンブラックのＮ_２ＳＡが２００ｍ^２／ｇを超えると、分散悪化で耐摩耗性が悪化するおそれがある。
なお、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、ＪＩＳ Ｋ６２１７のＡ法によって求められる。

本発明のゴム組成物をインナーライナーに使用する場合、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、好ましくは２０ｍ^２／ｇ以上、より好ましくは３０ｍ^２／ｇ以上である。カーボンブラックのＮ_２ＳＡが２０ｍ^２／ｇ未満では、耐久性が低下するおそれがある。また、カーボンブラックのＮ_２ＳＡは、好ましくは１５０ｍ^２／ｇ以下、より好ましくは１４０ｍ^２／ｇ以下、更に好ましくは１００ｍ^２／ｇ以下、特に好ましくは７５ｍ^２／ｇ以下、最も好ましくは５０ｍ^２／ｇ以下である。カーボンブラックのＮ_２ＳＡが１５０ｍ^２／ｇを超えると、発熱が高くなるおそれがある。

本発明のゴム組成物をトレッド、サイドウォールに使用する場合、カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは２０質量部以上、より好ましくは３０質量部以上、更に好ましくは４０質量部以上である。２０質量部未満であると、充分なグリップ性能、ダンピング性能を得られないおそれがある。また、該カーボンブラックの含有量は、好ましくは２００質量部以下、より好ましくは１９０質量部以下、更に好ましくは１８０質量部以下、特に好ましくは１２０質量部以下、最も好ましくは８０質量部以下である。２００質量部を超えると、分散性が悪化し、耐摩耗性が悪化するおそれがある。

本発明のゴム組成物をインナーライナーに使用する場合、カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは５質量部以上、より好ましくは１０質量部以上、更に好ましくは２０質量部以上、特に好ましくは３０質量部以上である。５質量部未満であると、破断強度が低下するおそれがある。また、該カーボンブラックの含有量は、好ましくは１００質量部以下、より好ましくは９０質量部以下、更に好ましくは８０質量部以下である。１００質量部を超えると、発熱が高くなるおそれがある。

本発明のゴム組成物は、シリカを含有してもよい。シリカを含有することにより、ｔａｎδを下げ、転がり抵抗を改善できる。
シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ（無水ケイ酸）、湿式法シリカ（含水ケイ酸）等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。シリカは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

シリカの窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、好ましくは５０ｍ^２／ｇ以上、より好ましくは１００ｍ^２／ｇ以上、更に好ましくは１２５ｍ^２／ｇ以上である。５０ｍ^２／ｇ未満であると、充分な補強性を示さないおそれがある。また、シリカのＮ_２ＳＡは、好ましくは２５０ｍ^２／ｇ以下、より好ましくは２００ｍ^２／ｇ以下である。２５０ｍ^２／ｇを超えると、加工性が悪化する傾向にある。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８１に準じてＢＥＴ法で測定される値である。

上記ゴム組成物がカーボンブラック及びシリカを含有する場合、カーボンブラック及びシリカの合計含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１０質量部以上、より好ましくは２０質量部以上、更に好ましくは３０質量部以上である。１０質量部未満では、充分な破断強度が得られないおそれがある。また、該合計含有量は、好ましくは２００質量部以下、より好ましくは１９０質量部以下である。２００質量部を超えると、分散性が悪く、耐摩耗性が悪化するおそれがある。

本発明では、シリカを使用する場合、シリカとともに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としては、従来から公知のものを用いることができ、たとえば、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（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド等のスルフィド系、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、２−メルカプトエチルトリメトキシシラン、２−メルカプトエチルトリエトキシシラン等のメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニル系、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ系、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン等のグリシドキシ系、３−ニトロプロピルトリメトキシシラン、３−ニトロプロピルトリエトキシシラン等のニトロ系、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリエトキシシラン、２−クロロエチルトリメトキシシラン、２−クロロエチルトリエトキシシラン等のクロロ系が挙げられる。なお、上記のシランカップリング剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、加工性という理由から、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドが好ましい。

シランカップリング剤の含有量は、シリカ１００質量部に対して、２質量部以上が好ましく、４質量部以上がより好ましく、５質量部以上が更に好ましい。２質量部未満では、破壊強度が低下するおそれがある。また、該シランカップリング剤の含有量は、シリカ１００質量部に対して、２０質量部以下が好ましく、１７質量部以下がより好ましい。２０質量部を超えると、転がり抵抗低減効果が充分に得られないおそれがある。

本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、クレー等の無機・有機充填剤、オイル等の軟化剤、ステアリン酸等の加硫促進助剤、各種老化防止剤、オゾン劣化防止剤、ワックス、酸化亜鉛、硫黄又は硫黄化合物等の加硫剤、加硫促進剤などを必要に応じて適宜配合することができる。

上述したとおり、本発明では、オイル等の軟化剤の代わりとして軟化点が特定温度以下のポリウレタンを配合できるため、軟化剤の使用量を削減することができる。
本発明のゴム組成物をトレッドに使用する場合、軟化剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは２００質量部以下、より好ましくは１８０質量部以下、更に好ましくは１６０質量部以下、特に好ましくは１００質量部以下、最も好ましくは６０質量部以下である。２００質量部を超えると、耐摩耗性が低下するおそれがある。

本発明のゴム組成物をサイドウォール、インナーライナーに使用する場合、軟化剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは５０質量部以下、より好ましくは４０質量部以下、更に好ましくは０．１質量部以下、特に好ましくは０質量部（含有しない）である。５０質量部を超えると、充分な剛性が得られないおそれがある。

本発明のゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記各成分を混練りし、その後加硫する方法等により製造できる。

本発明のゴム組成物は、空気入りタイヤの各部材に好適に適用できる。特に、空気入りタイヤのトレッド、サイドウォール、インナーライナーに好適に使用できる。

インナーライナーとは、タイヤ内腔面をなすように形成される部材であり、この部材により、空気透過量を低減して、タイヤ内圧を保持することができる。具体的には、特開２００８−２９１０９１号公報の図１、特開２００７−１６０９８０号公報の図１〜２などに示される部材である。

本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造できる。すなわち、ゴム組成物を未加硫の段階で各部材（例えば、トレッド、サイドウォール、インナーライナー等）の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造できる。

本発明の空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、二輪車用タイヤ等として好適に用いられる。

実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
ＮＲ：ＲＳＳ＃３、ＴＳＲ
ＳＢＲ：旭化成（株）製のタフデン４３５０（オイル含有ＳＢＲ、ＳＢＲ固形分１００質量部に対してオイルを５０質量部含有、スチレン含有量：４０質量％）
ＢＲ（１）：日本ゼオン（株）製のニッポール１２２０（ハイシスＢＲ、シス含量：９６．５質量％）
ＢＲ（２）：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ（ハイシスＢＲ、シス含量：９７質量％）
クロロブチルゴム：エクソンモービル社製のＨＴ−１０６８（塩素化ブチルゴム）
ポリウレタン（１）：ＳＡＲＴＯＭＥＲ社製の脂肪族ウレタンアクリレート（商品名：ＣＮ９１７８）（液状ウレタンオリゴマー、軟化点：−３５℃、粘度：２１０００ｃｐｓ（６０℃））
ポリウレタン（２）：ＳＡＲＴＯＭＥＲ社製の芳香族ウレタンアクリレート（商品名：ＣＮ９７８２）（液状ウレタンオリゴマー、軟化点：−３２℃、粘度：４２０００ｃｐｓ（６０℃））
ポリウレタン（３）：ＳＡＲＴＯＭＥＲ社製の脂肪族ウレタンアクリレート（商品名：ＣＮ９６５）（液状ウレタンオリゴマー、軟化点：−３７℃、粘度：９９８ｃｐｓ（６０℃））
カーボンブラック（１）：キャボットジャパン製のショウブラックＮ２２０（Ｎ_２ＳＡ：１１１ｍ^２／ｇ）
カーボンブラック（２）：キャボットジャパン製のショウブラックＮ５５０（Ｎ_２ＳＡ：４２ｍ^２／ｇ）
シリカ：デグッサ社製のＵｌｔｒａｓｉｌ ＶＮ３（Ｎ_２ＳＡ：１７５ｍ^２／ｇ）
シランカップリング剤：デグッサ社製の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）
ワックス：大内新興化学（株）製のサンノックワックス
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ（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）
ステアリン酸：日油（株）製のステアリン酸
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
オイル：ジャパンエナジー社製のアロマプロセスオイルＸ−１４０
硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤（１）：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ
加硫促進剤（２）：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤＭ

実施例１〜１２及び比較例１〜４
表１〜３に示す配合内容に従い、１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を１５０℃の条件下で５分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、２軸オープンロールを用いて、８０℃の条件下で５分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を１５０℃で３０分間加硫し、加硫ゴム組成物を得た。

得られた未加硫ゴム組成物をインナーライナー形状に成形し、他のタイヤ部材と貼り合わせてタイヤに成形し、１５０℃で３５分間２５ｋｇｆの条件下で加硫することで試験用タイヤ（タイヤサイズ：１１×７．１０−５）を製造した。

得られた加硫ゴム組成物、試験用タイヤを用いて以下の試験を行った。結果を表１〜３に示す。

＜トレッド用ゴム組成物の評価＞
（粘弾性試験１）
得られた加硫ゴム組成物について、（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて１０％初期歪みを与え、周波数５Ｈｚにて、１００℃で２％の動的歪みを与えたときの粘弾性（複素弾性率Ｅ’および損失係数ｔａｎδ）を測定した。比較例１の値を１００として、それぞれ指数表示した。ｔａｎδの値が大きいほど、タイヤにしたときのグリップが大きく、グリップ性能が優れていることを示す。Ｅ’の値が大きいほど、剛性感が高く、操縦安定性に優れていることを示す。

（引張試験１）
得られた加硫ゴム組成物について、ＪＩＳ引張試験法Ｋ６２５１に基づき、７０℃においてダンベル３号サンプルにて試験を行った。比較例１の値を１００として、それぞれ指数表示した。Ｍ３００（３００％伸張時応力）が大きいほど耐摩耗性が優れていることを示す。

＜サイドウォール用ゴム組成物の評価＞
（粘弾性試験２）
得られた加硫ゴム組成物について、（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて１０％初期歪みを与え、周波数５Ｈｚにて、７０℃で２％の動的歪みを与えたときの粘弾性（複素弾性率Ｅ’および損失係数ｔａｎδ）を測定した。比較例２の値を１００として、それぞれ指数表示した。ｔａｎδの値が大きいほど、タイヤにしたときのダンピングが大きく、ダンピング性能が優れていることを示す。Ｅ’の値が大きいほど、剛性感が高く、操縦安定性に優れていることを示す。

（引張試験２）
得られた加硫ゴム組成物から３号ダンベル型ゴム試験片を作製し、ＪＩＳ引張試験法Ｋ６２５１に基づき、７０℃において引張試験を行い、破断強度（ＴＢ）及び破断時伸び（ＥＢ）を測定した。比較例２の値を１００として、それぞれ指数表示した。ＴＢ、ＥＢが大きいほど、破壊特性に優れることを示す。

＜インナーライナー用ゴム組成物の評価＞
（引張試験３）
得られた加硫ゴム組成物から３号ダンベル型ゴム試験片を作製し、ＪＩＳ引張試験法Ｋ６２５１に基づき、７０℃において引張試験を行い、破断強度（ＴＢ）を測定した。比較例３の値を１００として、それぞれ指数表示した。ＴＢが大きいほど、耐久性に優れることを示す。

（操縦安定性）
試験用カートに試験用タイヤを装着させ、１周２ｋｍのテストコースを８周走行し、比較例３のタイヤの操縦安定性を３点とし、５点満点でテストドライバーが官能評価した。数値が大きいほど操縦安定性が良好である。

表１により、軟化点が特定温度以下のポリウレタンを含む実施例では、比較例と比べて、グリップ性能、剛性感（操縦安定性）に優れており、耐摩耗性は同等であった。

表２により、軟化点が特定温度以下のポリウレタンを含む実施例では、比較例と比べて、ダンピング性能、剛性感（操縦安定性）に優れており、破壊特性は同等であった。

表３により、軟化点が特定温度以下のポリウレタンを含む実施例では、比較例と比べて（実施例７〜９と比較例３、実施例１０〜１２と比較例４を比較）、操縦安定性（剛性感）に優れていた。

Claims (7)

1. ゴム成分及び軟化点が４０℃以下のポリウレタンを含むタイヤ用ゴム組成物。
2. 前記ポリウレタンがウレタンオリゴマーである請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。
3. 前記ポリウレタンがウレタン（メタ）アクリレートである請求項１又は２記載のタイヤ用ゴム組成物。
4. 前記ゴム成分がスチレンブタジエンゴム、天然ゴム、ブタジエンゴムからなる群より選択される少なくとも１種のゴムを含む請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
5. カーボンブラックを含む請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
6. トレッド、サイドウォール、又はインナーライナーに使用される請求項１〜５のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のゴム組成物を用いた空気入りタイヤ。