WO2015182779A1 - タイヤトレッド用ゴム組成物及びそれを用いた乗用車用空気入りタイヤ - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition for a tire tread and a pneumatic tire using the same, and particularly to a pneumatic tire for a passenger car.
  • Patent Document 1 a technique for improving the performance on both wet road surfaces.
  • Patent Document 1 the durability on the rough road surface of the tire has not been considered.
  • the present invention has been made under such circumstances, and provides a rubber composition that can greatly improve the rough road durability of a pneumatic tire, and a pneumatic tire using the rubber composition, and particularly a pneumatic tire for passenger cars. It is an object to do.
  • the present inventor has determined that a predetermined amount of a specific resin and a fatty acid metal salt is contained in a rubber component containing a certain amount or more of natural rubber and / or synthetic isoprene rubber. It discovered that the rubber composition which can solve the subject was obtained by mix
  • the present invention [1] (B) Aromatic modified aliphatic petroleum resin with respect to 100 parts by mass of a rubber component containing 45% by mass or more of isoprene-based rubber selected from (A) natural rubber and synthetic isoprene rubber And 5 to 50 parts by mass of a C5 / C9 petroleum resin selected from one or more of aliphatic modified aromatic petroleum resins and (C) 0.5 to 10 parts by mass of a fatty acid metal salt.
  • a pneumatic tire for a passenger car wherein the rubber composition for a tire tread according to [2] and [2] is used for a tread member, Is to provide.
  • a rubber composition for a tire tread that can greatly improve the rough road durability of a pneumatic tire, and a pneumatic tire using the rubber composition, particularly a pneumatic tire for a passenger car.
  • the rubber composition of the present invention comprises (A) a rubber component containing 45% by mass or more of isoprene-based rubber selected from one or more natural rubber and synthetic isoprene rubber, and 100 parts by mass of (B) aromatic modification. 5 to 50 parts by mass of a C5 / C9 petroleum resin selected from one or more of an aliphatic petroleum resin and an aliphatic modified aromatic petroleum resin, and (C) 0.5 to 10 parts by mass of a fatty acid metal salt. It is characterized by.
  • the rubber component (A) a rubber component containing 45% by mass or more of isoprene-based rubber selected from one or more natural rubber and synthetic isoprene rubber is used.
  • isoprene-based rubber selected from one or more natural rubber and synthetic isoprene rubber.
  • synthetic isoprene rubber those having a weight average molecular weight of 4 ⁇ 10 5 or more and a cis bond content of 95% or more are preferable. This weight average molecular weight is a value in terms of standard polystyrene measured by a gel permeation chromatography method (GPC method).
  • the content of at least one isoprene-based rubber selected from natural rubber and synthetic isoprene rubber in the rubber component (A) exhibits good low temperature characteristics, wet grip performance and dry grip performance in a balanced manner. From the viewpoint of obtaining a rubber composition to be obtained, it is necessary that the content of the rubber component (A) is 45% by mass or more, preferably 70 to 100% by mass, more preferably 80 to 100% by mass, and further preferably 90 to 100%. % By mass, particularly preferably 100% by mass.
  • the rubber component (A) in addition to the isoprene-based rubber, if desired, other rubber components other than the isoprene-based rubber are 55% by mass or less, preferably 30 to 0% by mass, more preferably 20 to 20% by mass. They can be used together in a proportion of 0% by mass, more preferably 10 to 0% by mass.
  • synthetic diene rubbers other than synthetic isoprene rubber are preferable.
  • Preferable examples include one or more synthetic diene rubbers selected from rubber, chloroprene rubber and mixtures thereof. Further, a part thereof may be a modified diene rubber obtained by using a modifier such as tin tetrachloride, silicon tetrachloride, or an alkoxysilane compound.
  • the styrene-butadiene copolymer rubber is preferably 1 to 40% by mass, preferably 1 to 30% by mass in the rubber component (A) from the viewpoint of improving the rough road durability of the pneumatic tire. % Is more preferable, 1 to 10% by mass is further preferable, and 1 to 5% by mass is even more preferable.
  • the (B) C5 / C9 petroleum resin is a petroleum resin selected from at least one selected from an aromatic modified aliphatic petroleum resin and an aliphatic modified aromatic petroleum resin.
  • C5 / C9 petroleum resin is a solid polymer obtained by polymerizing petroleum-derived C5 to C11 fractions, and depending on its component ratio, aromatic modified aliphatic petroleum resin and aliphatic modified aromatic petroleum resin Is included.
  • the aromatic modified aliphatic petroleum resin refers to a C5 / C9 petroleum resin having more aliphatic fractions than aromatic fractions among C5 to C11 fractions on a mass basis.
  • the aliphatic modified aromatic petroleum resin has, on a mass basis, more aromatic fractions than aliphatic fractions among C5 to C11 fractions, or aliphatic fractions and aromatic fractions.
  • the alicyclic compound is included in the aliphatic compound. Therefore, an alicyclic fraction composed of an alicyclic compound is included in the aliphatic fraction.
  • (B) C5 / C9 type petroleum resin may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Further, the content is required to be 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component (A) described above. If the content is less than 5 parts by mass, the object of the present invention cannot be achieved, and if it exceeds 50 parts by mass, the workability deteriorates. Therefore, the content of the resin is preferably in the range of 21 to 50 parts by mass, more preferably 25 to 50 parts by mass, and still more preferably 30 to 50 parts by mass.
  • the rubber composition which can improve the rough road durability of a pneumatic tire can be obtained by using (B) C5 / C9 type
  • the amount of (B) C5 / C9 petroleum resin is preferably 10 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the aforementioned (A) rubber component.
  • the fatty acid used in (C) the fatty acid metal salt includes a fatty acid having a saturated or unsaturated linear, branched or cyclic structure having 4 to 30 carbon atoms, or a mixture thereof.
  • saturated or unsaturated linear fatty acids having 10 to 22 carbon atoms are preferred.
  • the saturated linear fatty acid having 10 to 22 carbon atoms include capric acid, lauric acid, myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, and arachidic acid.
  • Examples of the unsaturated linear fatty acid having 10 to 22 carbon atoms include undecylenic acid, oleic acid, elaidic acid, cetreic acid, erucic acid, brassic acid, linoleic acid, linolenic acid, and arachidonic acid.
  • Examples of the metal contained in the fatty acid metal salt include at least one metal selected from Zn, K, Ca, Na, Mg, Co, Ni, Ba, Fe, Al, Cu, and Mn, and Zn is particularly preferable.
  • a reinforcing filler can be further blended as the component (D) as necessary.
  • one or more reinforcing fillers selected from carbon black and silica are preferably used.
  • carbon black there is no restriction
  • SRF, GPF, FEF, HAF, ISAF, and SAF are used, and HAF, ISAF, and SAF that are particularly excellent in wear resistance are preferable.
  • This carbon black may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • silica examples include wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate, aluminum silicate, and the like. Among these, wet silica is preferable.
  • the BET specific surface area (measured based on ISO 5794/1) of this wet silica is preferably 40 to 350 m 2 / g.
  • Silica having a BET specific surface area within this range has an advantage that both rubber reinforcement and dispersibility in a rubber component can be achieved. From this viewpoint, silica having a BET specific surface area of 80 to 300 m 2 / g is more preferable.
  • silica commercially available products such as “Nipsil AQ”, “Nipsil KQ” manufactured by Tosoh Silica Co., Ltd., “Ultrasil VN3” manufactured by Degussa Co., Ltd. can be used.
  • This silica may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the content of at least one reinforcing filler selected from carbon black and silica is 20 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the (A) rubber component.
  • the amount is preferably 35 to 100 parts by mass. If the content of the reinforcing filler is 20 parts by mass or more, the reinforcing effect is exhibited. On the other hand, if the content is 120 parts by mass or less, the rolling resistance is not excessively increased.
  • the mass% of silica is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and further preferably 90% by mass or more with respect to 100% by mass of the reinforcing filler described above. .
  • silane coupling agent In the rubber composition of the present invention, when silica is used as the reinforcing filler, a silane coupling agent can be blended for the purpose of further improving the reinforcing property.
  • the silane coupling agent include bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, and bis (2-triethoxy).
  • Silylethyl) tetrasulfide bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyl Trimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthioca Vamoyl tetrasulfide, 2-triethoxysilylethyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazolyl tetrasul
  • bis (( - triethoxysilylpropyl) polysulfide and 3-trimethoxysilylpropyl benzothiazyl tetrasulfide are preferable.
  • One of these silane coupling agents may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
  • the preferable amount of the silane coupling agent varies depending on the type of the silane coupling agent, but is preferably selected in the range of 2 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of silica. The If this amount is less than 2 parts by mass, the effect as a coupling agent is hardly exhibited, and if it exceeds 20 parts by mass, the rubber component may be gelled. From the viewpoints of the effect as a coupling agent and the prevention of gelation, the preferable amount of the silane coupling agent is in the range of 5 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of silica.
  • (Function) In the rubber composition of the present invention, (A) a rubber component containing at least 45% by mass of isoprene-based rubber selected from natural rubber and synthetic isoprene rubber is used as the rubber component, resulting in a low Tg. It is possible to ensure low temperature characteristics. Further, by blending the (A) rubber component with (B) a C5 / C9 petroleum resin and a fatty acid metal salt, the toughness of the vulcanized rubber composition after heat deterioration is increased, and the bad road of the pneumatic tire is increased. A rubber composition capable of greatly improving durability is obtained.
  • toughness (TF) is an integrated value of a stress-strain curve measured until the test piece breaks, measured based on JIS K6251: 2010.
  • a vulcanizing agent In the rubber composition of the present invention, various chemicals usually used in the rubber industry, for example, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, an anti-aging agent, an anti-scorch agent, as desired, as long as the object of the present invention is not impaired , Zinc white, stearic acid and the like.
  • the vulcanizing agent include sulfur, and the amount thereof used is preferably 0.1 to 10.0 parts by mass, more preferably 1.0 to 5.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. 0 parts by mass. If the amount is less than 0.1 parts by mass, the rupture strength, wear resistance, and low heat build-up of the vulcanized rubber may be reduced. If the amount exceeds 10.0 parts by mass, the rubber elasticity is lost.
  • the vulcanization accelerator that can be used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include M (2-mercaptobenzothiazole), DM (dibenzothiazyl disulfide), and CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazyl).
  • Sulfenamide) and other guanidine vulcanization accelerators such as DPG (1,3-diphenylguanidine) can be used, and the amount used is 0.
  • the amount is preferably 1 to 5.0 parts by mass, and more preferably 0.2 to 3.0 parts by mass.
  • examples of the anti-aging agent that can be used in the rubber composition of the present invention include 3C (N-isopropyl-N′-phenyl-p-phenylenediamine), 6C [N- (1,3-dimethylbutyl) -N ′. -Phenyl-p-phenylenediamine], AW (6-ethoxy-2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline), high-temperature condensate of diphenylamine and acetone, and the like.
  • the amount to be used is preferably 0.1 to 6.0 parts by mass, more preferably 0.3 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber matrix.
  • the rubber composition of the present invention can be prepared by kneading the above-described components using a kneader such as a Banbury mixer, a roll, or an internal mixer. Since the rubber composition of the present invention thus prepared can greatly improve the bad road durability of a pneumatic tire, it is preferably used as a member for a tread of a pneumatic tire.
  • a kneader such as a Banbury mixer, a roll, or an internal mixer. Since the rubber composition of the present invention thus prepared can greatly improve the bad road durability of a pneumatic tire, it is preferably used as a member for a tread of a pneumatic tire.
  • the pneumatic tire of the present invention is characterized by using the above-described rubber composition of the present invention as a tread member.
  • the pneumatic tire of the present invention is manufactured by a usual method. That is, if necessary, the rubber composition of the present invention containing various chemicals as described above is extruded into a tread member at an unvulcanized stage and pasted on a tire molding machine by a usual method.
  • the green tire is molded. The green tire is heated and pressed in a vulcanizer to obtain a tire.
  • As the gas filled in the tire normal or air with a changed oxygen partial pressure, or an inert gas such as nitrogen can be used.
  • truck / bus tires (hereinafter also referred to as “TB tires”) evaluated in the examples and comparative examples are tires having a tire size of 245 / 70R19.5 and a road index of 134.
  • the “road index (load index)” is defined according to the provisions set forth in the “Notification of the Safety Standard Details for Road Transport Vehicles” (as of March 31, 2015) (Technical Standard for Pneumatic Tires for Passenger Cars). This means an index that represents the maximum load that can be supported per tire under the conditions of.
  • the weight (load capacity) supported by each size of the tire is defined by the standard, and this load capacity is indicated on the tire by an index called a load index (LI) (for example, http: // tire.
  • LI load index
  • Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 14 Based on the blending contents shown in Tables 1 to 8, rubber compositions of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 13 were prepared. Each rubber composition thus obtained was used in a tread by a conventional method to test a pneumatic radial tire for passenger cars, tire size 195 / 50R15, and a test truck / bus pneumatic tire, tire size 245 / 70R19. 5 was produced. Using the obtained tire, the toughness (index) after heat deterioration and the rough road durability index were evaluated. The evaluation results are shown in Tables 1 to 8.
  • Vulcanization accelerator CZ Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., trade name “Noxeller (registered trademark) CZ-G” * 13: Vulcanization accelerator DM: Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., trade name “Noxeller (registered trademark) DM-P” * 14: Styrene-butadiene rubber: Product name “JSR1500” manufactured by JSR Corporation
  • the rubber compositions of Examples 1 to 7 are composed of a rubber component containing 45% by mass or more of isoprene-based rubber, (B) a C5 / C9 petroleum resin, and (C) a fatty acid. It turns out that the bad road durability of a pneumatic tire can be improved significantly by mix
  • the rubber composition of the present invention can greatly improve the bad road durability of pneumatic tires, it is used for passenger cars (including light passenger cars), light trucks, trucks / buses and off-the-road tires (construction vehicles). It is suitably used for tread members for various pneumatic tires (for use in mining vehicles), and particularly suitable for tread members for passenger car pneumatic tires.

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Abstract

　（Ａ）天然ゴム及び合成イソプレンゴムから１種以上選ばれるイソプレン系ゴムを４５質量％以上含むゴム成分と、その１００質量部に対して、（Ｂ）芳香族変性脂肪族系石油樹脂及び脂肪族変性芳香族系石油樹脂から１種以上選ばれるＣ５／Ｃ９系石油樹脂５～５０質量部、並びに（Ｃ）脂肪酸金属塩０．５～１０質量部とを配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物である。

Description

タイヤトレッド用ゴム組成物及びそれを用いた乗用車用空気入りタイヤ
　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、特に乗用車用空気入りタイヤに関する。
　従来、ゴム成分中の天然ゴム及び／又は合成ポリイソプレンゴムの含有量が一定値以上で、且つＣ５系樹脂が特定量配合されたゴム組成物をトレッドゴムに用いることで、タイヤの氷雪路面及び湿潤路面の双方での性能を向上させる技術があった（特許文献１）。
　しかしながら、上記技術では、タイヤの悪路面での耐久性について考慮されていなかった。
特開２００９－２５６５４０号公報
　本発明は、このような状況下になされたもので、空気入りタイヤの悪路耐久性を大幅に向上し得るゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤ、特に乗用車用空気入りタイヤを提供することを課題とするものである。
　本発明者は、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、天然ゴム及び／又は合成イソプレンゴムを一定量以上含むゴム成分に、それに対して特定の樹脂と脂肪酸金属塩とを所定量配合することにより、その課題を解決し得るゴム組成物が得られることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
　すなわち、本発明は、
［１］（Ａ）天然ゴム及び合成イソプレンゴムから１種以上選ばれるイソプレン系ゴムを４５質量％以上含むゴム成分と、その１００質量部に対して、（Ｂ）芳香族変性脂肪族系石油樹脂及び脂肪族変性芳香族系石油樹脂から１種以上選ばれるＣ５／Ｃ９系石油樹脂５～５０質量部、並びに（Ｃ）脂肪酸金属塩０．５～１０質量部とを配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物、及び
［２］上記［１］に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物を、トレッド用部材に用いたことを特徴とする乗用車用空気入りタイヤ、
を提供するものである。
　本発明によれば、空気入りタイヤの悪路耐久性を大幅に向上し得る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、特に乗用車用空気入りタイヤを提供することができる。
　まず、本発明のゴム組成物について説明する。
［ゴム組成物］
　本発明のゴム組成物は、（Ａ）天然ゴム及び合成イソプレンゴムから１種以上選ばれるイソプレン系ゴムを４５質量％以上含むゴム成分と、その１００質量部に対して、（Ｂ）芳香族変性脂肪族系石油樹脂及び脂肪族変性芳香族系石油樹脂から１種以上選ばれるＣ５／Ｃ９系石油樹脂５～５０質量部、並びに（Ｃ）脂肪酸金属塩０．５～１０質量部とを配合してなることを特徴とする。
［（Ａ）ゴム成分］
　本発明のゴム組成物においては、（Ａ）ゴム成分として、天然ゴム及び合成イソプレンゴムから１種以上選ばれるイソプレン系ゴムを４５質量％以上含むゴム成分が用いられる。
　この天然ゴム及び合成イソプレンゴムに特に制限はなく、従来公知のものの中から適宜選択することができる。合成イソプレンゴムとしては、重量平均分子量４×１０５以上でシス結合含有量が９５％以上であるものが好ましい。この重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法（ＧＰＣ法）により測定される標準ポリスチレン換算の値である。
　本発明においては、当該（Ａ）ゴム成分中の天然ゴム及び合成イソプレンゴムから１種以上選ばれるイソプレン系ゴムの含有量は、良好な低温特性、ウェットグリップ性能及びドライグリップ性能をバランスよく発揮し得るゴム組成物を得る観点から、（Ａ）ゴム成分中、４５質量％以上であることを要し、好ましくは７０～１００質量％、より好ましくは８０～１００質量％、さらに好ましくは９０～１００質量％、特に好ましくは１００質量％である。
　また、当該（Ａ）ゴム成分において、上記イソプレン系ゴムに加えて、所望により、上記イソプレン系ゴム以外の他のゴム成分を５５質量％以下、好ましくは３０～０質量％、より好ましくは２０～０質量％、さらに好ましくは１０～０質量％の割合で併用できる。他のゴム成分としては、合成イソプレンゴム以外の合成ジエン系ゴムが好ましく、例えば、ポリブタジエンゴム、スチレン－ブタジエン共重合体ゴム、エチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体ゴム、アクリロニトリル－ブタジエン共重合体ゴム、クロロプレンゴム及びこれらの混合物から選ばれる１種以上の合成ジエン系ゴムが好適に挙げられる。また、その一部が、例えば四塩化スズ、四塩化珪素、アルコキシシラン化合物のような変性剤を用いて得られた変性ジエン系ゴムであってもよい。
　当該（Ａ）ゴム成分において、スチレン－ブタジエン共重合体ゴムが、空気入りタイヤの悪路耐久性の向上の観点から、（Ａ）ゴム成分中、１～４０質量％が好ましく、１～３０質量％がより好ましく、１～１０質量％がさらに好ましく、１～５質量％がよりさらに好ましい。
［（Ｂ）樹脂］
　本発明のゴム組成物において、（Ｂ）Ｃ５／Ｃ９系石油樹脂は、芳香族変性脂肪族系石油樹脂及び脂肪族変性芳香族系石油樹脂から１種以上選ばれる石油樹脂である。
　Ｃ５／Ｃ９系石油樹脂は、石油由来のＣ５～Ｃ１１留分を重合して得られる固体重合体であり、その成分比率により、芳香族変性脂肪族系石油樹脂及び脂肪族変性芳香族系石油樹脂が含まれる。
　芳香族変性脂肪族系石油樹脂は、質量基準で、Ｃ５～Ｃ１１留分の内、芳香族系留分より脂肪族系留分の方が多いＣ５／Ｃ９系石油樹脂をいう。また、脂肪族変性芳香族系石油樹脂は、質量基準で、Ｃ５～Ｃ１１留分の内、脂肪族系留分より芳香族系留分の方が多いか又は脂肪族系留分と芳香族系留分とが等量であるＣ５／Ｃ９系石油樹脂をいう。
　本発明においては、脂環式化合物は、脂肪族化合物に含まれる。従って、脂環式化合物からなる脂環式系留分は、脂肪族系留分に包含される。
　本発明のゴム組成物においては、（Ｂ）Ｃ５／Ｃ９系石油樹脂として、１種を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。また、その含有量は、前述した（Ａ）ゴム成分１００質量部に対して、５～５０質量部であることを要する。この含有量が５質量部未満では、本発明の目的が達せられないし、また５０質量部を超えると加工性が低下する。したがって、該樹脂の含有量は、好ましくは２１～５０質量部、より好ましくは２５～５０質量部、さらに好ましくは３０～５０質量部の範囲である。
　本発明においては、（Ｂ）Ｃ５／Ｃ９系石油樹脂を、前記のような量で用いることにより、空気入りタイヤの悪路耐久性を向上し得るゴム組成物を得ることができる。
　一方、耐摩耗性や転がり抵抗の向上の観点から、前述した（Ａ）ゴム成分１００質量部に対して、（Ｂ）Ｃ５／Ｃ９系石油樹脂は、１０～２０質量部が好ましい。
［（Ｃ）脂肪酸金属塩］
　本発明のゴム組成物において、（Ｃ）脂肪酸金属塩に用いられる脂肪酸は、炭素数４～３０の飽和又は不飽和の直鎖、分岐もしくは環状構造を有する脂肪酸、あるいはそれらの混合物が包含される。これらの内、炭素数１０～２２の飽和又は不飽和の直鎖脂肪酸が好ましい。炭素数１０～２２の飽和直鎖脂肪酸としては、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、アラキジン酸が挙げられる。また、炭素数１０～２２の不飽和直鎖脂肪酸としては、ウンデシレン酸、オレイン酸、エライジン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸が挙げられる。
　脂肪酸金属塩に含まれる金属は、Ｚｎ、Ｋ、Ｃａ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｂａ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｕ及びＭｎから選ばれた少なくとも１種の金属が挙げられ、特にＺｎが好ましい。
　本発明のゴム組成物においては、必要に応じ、さらに、（Ｄ）成分として補強性充填材を配合することができる。
［（Ｄ）補強性充填材］
　（Ｄ）補強性充填材としては、カーボンブラック及びシリカから１種以上選ばれる補強性充填材が好ましく用いられる。
　前記カーボンブラックとしては特に制限はなく、従来ゴムの補強性充填材として使用されているものの中から、任意のものを適宜選択して用いることができる。例えば、ＳＲＦ、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどが用いられ、特に耐摩耗性に優れるＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦが好ましい。
　このカーボンブラックは、１種を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。
　一方、シリカとしては、例えば湿式シリカ（含水ケイ酸）、乾式シリカ（無水ケイ酸）、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウムなどが挙げられるが、中でも湿式シリカが好ましい。
　この湿式シリカのＢＥＴ比表面積（ＩＳＯ　５７９４／１に基づき測定する。）は４０～３５０ｍ２／ｇであるのが好ましい。ＢＥＴ比表面積がこの範囲であるシリカは、ゴム補強性とゴム成分中への分散性とを両立できるという利点がある。この観点から、ＢＥＴ比表面積が８０～３００ｍ２／ｇの範囲にあるシリカが更に好ましい。このようなシリカとしては東ソー・シリカ（株）社製「ニプシルＡＱ」、「ニプシルＫＱ」、デグッサ社製「ウルトラジルＶＮ３」等の市販品を用いることができる。
　このシリカは１種を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。
　本発明のゴム組成物においては、カーボンブラック及びシリカから１種以上選ばれる補強性充填材の含有量は、前記（Ａ）ゴム成分１００質量部に対して、２０～１２０質量部であることが好ましく、３５～１００質量部であることがより好ましい。補強性充填材の含有量が２０質量部以上であれば、補強効果が発揮され、一方１２０質量部以下であれば、転がり抵抗が大きくなりすぎることはない。
　前述の補強性充填材１００質量％に対して、シリカの質量％は、ウェットグリップ性能の向上の観点から、５０質量％以上が好ましく、７０質量％以上がさらに好ましく、９０質量％以上がさらに好ましい。
（シランカップリング剤）
　本発明のゴム組成物においては、補強性充填材としてシリカを用いる場合、その補強性をさらに向上させる目的で、シランカップリッグ剤を配合することができる。
　この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）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、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（２－トリメ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、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、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－トリエ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、２－トリエトキシシリルエチル－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リ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、ビス（３－ジエトキシメチルシリルプロピル）テトラスルフィド、３－メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシリルプロピル－Ｎ，Ｎ－ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィドなどが挙げられるが、これらの中で補強性改善効果などの点から、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）ポリスルフィドおよび３－トリメトキシシリルプロピルベンゾチアジルテトラスルフィドが好適である。
　これらのシランカップリング剤は、１種を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においては、好ましいシランカップリング剤の配合量は、シランカップリング剤の種類などにより異なるが、シリカ１００質量部に対して、好ましくは２～２０質量部の範囲で選定される。この量が２質量部未満ではカップリング剤としての効果が充分に発揮されにくく、また、２０質量部を超えるとゴム成分のゲル化を引き起こすおそれがある。カップリング剤としての効果およびゲル化防止などの点から、このシランカップリング剤の好ましい配合量は、シリカ１００質量部に対して、５～１５質量部の範囲である。
（作用）
　本発明のゴム組成物において、（Ａ）ゴム成分として、天然ゴム及び合成イソプレンゴムから１種以上選ばれるイソプレン系ゴムを４５質量％以上含むゴム成分を用いることにより、そのＴｇの低さに起因する低温特性を確保することができる。さらに、該（Ａ）ゴム成分に、（Ｂ）Ｃ５／Ｃ９系石油樹脂及び脂肪酸金属塩をブレンドすることにより、加硫ゴム組成物の熱劣化後のタフネスが大きくなり、空気入りタイヤの悪路耐久性を大幅に向上し得るゴム組成物が得られる。
　ここで、タフネス（ＴＦ）とは、ＪＩＳ　Ｋ６２５１：２０１０に基づき測定される、試験片が破壊するまでの応力－歪み曲線の積分値である。
（ゴム組成物の調製）
　本発明のゴム組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により、通常ゴム工業界で用いられる各種薬品、例えば加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、亜鉛華、ステアリン酸などを含有させることができる。
　上記加硫剤としては、硫黄等が挙げられ、その使用量は、ゴム成分１００質量部に対し、硫黄分として０．１～１０．０質量部が好ましく、さらに好ましくは１．０～５．０質量部である。０．１質量部未満では加硫ゴムの破壊強度、耐摩耗性、低発熱性が低下するおそれがあり、１０．０質量部を超えるとゴム弾性が失われる原因となる。
　本発明で使用できる加硫促進剤は、特に限定されるものではないが、例えば、Ｍ（２－メルカプトベンゾチアゾール）、ＤＭ（ジベンゾチアジルジスルフィド）、ＣＺ（Ｎ－シクロヘキシル－２－ベンゾチアジルスルフェンアミド）等のチアゾール系、あるいはＤＰＧ（１，３－ジフェニルグアニジン）等のグアニジン系の加硫促進剤等を挙げることができ、その使用量は、ゴム成分１００質量部に対し、０．１～５．０質量部が好ましく、さらに好ましくは０．２～３．０質量部である。
　更に、本発明のゴム組成物で使用できる老化防止剤としては、例えば３Ｃ（Ｎ－イソプロピル－Ｎ’－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン）、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］、ＡＷ（６－エトキシ－２，２，４－トリメチル－１，２－ジヒドロキノリン）、ジフェニルアミンとアセトンの高温縮合物等を挙げることができる。その使用量は、ゴムマトリックス１００質量部に対して、０．１～６．０質量部が好ましく、更に好ましくは０．３～５．０質量部である。
　本発明のゴム組成物は、前述した各成分を、バンバリーミキサー、ロール、インターナルミキサーなどの混練り機を用いて混練りすることにより調製することができる。
　このようにして調製された本発明のゴム組成物は、空気入りタイヤの悪路耐久性を大幅に向上し得るので、空気入りタイヤのトレッド用部材として好適に用いられる。
［空気入りタイヤ］
　本発明の空気入りタイヤ、特に乗用車用空気入りタイヤは、前述した本発明のゴム組成物をトレッド用部材に用いたことを特徴とする。
　本発明の空気入りタイヤ、特に乗用車用空気入りタイヤは、通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて、上記のように各種薬品を含有させた本発明のゴム組成物が未加硫の段階で、トレッド用部材に押出し加工され、タイヤ成形機上で通常の方法により貼り付け成形され、生タイヤが成形される。この生タイヤを加硫機中で加熱加圧して、タイヤが得られる。
　タイヤ内に充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を変えた空気、又は窒素などの不活性ガスを用いることができる。
　次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。なお、各種の測定及び評価法は下記の方法に基づいて行った。
（１）熱劣化後のタフネス（指数）
　熱劣化条件１００℃、４８時間、大型ギアオーブン中（空気中）で熱劣化させた各空気入りタイヤのトレッドの表層から１ｍｍ深さから２ｍｍ深さまでの所定位置でスライサーにより切り出したゴムサンプルからＤＩＮ－５３５０４　タイプＳ３Ａの切抜刃で試験片を作製し、ＪＩＳ　Ｋ６２５１：２０１０に基づき、試験片が破壊するまでの応力－歪み曲線の積分値で表わされるタフネス（ＴＦ）を測定し、次式により熱劣化後のタフネスを評価した。タフネスの指数値が大きい程、悪路耐久性に優れる。
熱劣化後のタフネス指数＝［｛熱劣化後の実施例１、２、３、８～１１、比較例２又は３、１０、１１の空気入りタイヤのトレッドゴム組成物のタフネス（ＴＦ）｝／｛熱劣化後の比較例１の空気入りタイヤのトレッドゴム組成物のタフネス（ＴＦ）｝］×１００
熱劣化後のタフネス指数＝［｛熱劣化後の比較例４の空気入りタイヤのトレッドゴム組成物のタフネス（ＴＦ）｝／｛熱劣化後の比較例５の空気入りタイヤのトレッドゴム組成物のタフネス（ＴＦ）｝］×１００
熱劣化後のタフネス指数＝［｛熱劣化後の実施例４の空気入りタイヤのトレッドゴム組成物のタフネス（ＴＦ）｝／｛熱劣化後の比較例６の空気入りタイヤのトレッドゴム組成物のタフネス（ＴＦ）｝］×１００
熱劣化後のタフネス指数＝［｛熱劣化後の実施例５の空気入りタイヤのトレッドゴム組成物のタフネス（ＴＦ）｝／｛熱劣化後の比較例７の空気入りタイヤのトレッドゴム組成物のタフネス（ＴＦ）｝］×１００
熱劣化後のタフネス指数＝［｛熱劣化後の実施例６、１２、１３の空気入りタイヤのトレッドゴム組成物のタフネス（ＴＦ）｝／｛熱劣化後の比較例８の空気入りタイヤのトレッドゴム組成物のタフネス（ＴＦ）｝］×１００
熱劣化後のタフネス指数＝［｛熱劣化後の実施例７の空気入りタイヤのトレッドゴム組成物のタフネス（ＴＦ）｝／｛熱劣化後の比較例９の空気入りタイヤのトレッドゴム組成物のタフネス（ＴＦ）｝］×１００
熱劣化後のタフネス指数＝［｛熱劣化後の実施例１４の空気入りタイヤのトレッドゴム組成物のタフネス（ＴＦ）｝／｛熱劣化後の比較例１２の空気入りタイヤのトレッドゴム組成物のタフネス（ＴＦ）｝］×１００
熱劣化後のタフネス指数＝［｛熱劣化後の実施例１５の空気入りタイヤのトレッドゴム組成物のタフネス（ＴＦ）｝／｛熱劣化後の比較例１３の空気入りタイヤのトレッドゴム組成物のタフネス（ＴＦ）｝］×１００
熱劣化後のタフネス指数＝［｛熱劣化後の実施例１６の空気入りタイヤのトレッドゴム組成物のタフネス（ＴＦ）｝／｛熱劣化後の比較例１４の空気入りタイヤのトレッドゴム組成物のタフネス（ＴＦ）｝］×１００
　以上のように、質量比（天然ゴム／ポリブタジエンゴム）が同じゴム組成物同士で熱劣化後のタフネスを比較して、熱劣化後のタフネス指数を算出した。
（２）空気入りタイヤの悪路耐久性外観評点
　供試ゴム組成物をトレッド用部材に用いたタイヤサイズ１９５／５０Ｒ１５の乗用車用空気入りラジアルタイヤ、及び、試験用のトラック・バス用空気入りタイヤ、タイヤサイズ２４５／７０Ｒ１９．５を試作し、悪路（砂利道）走行による実車試験を実施し、走行後の空気入りタイヤについて、以下のトレッド表面の外観評点で、悪路耐久性を評価した。
　実施例及び比較例において評価する「乗用車用タイヤ」は、タイヤサイズ１９５／５０Ｒ１５であって、ロードインデックスが１２０以下のタイヤである。
　また、実施例及び比較例において評価する「トラック・バス用タイヤ」（以下「ＴＢタイヤ」ともいう）は、タイヤサイズ２４５／７０Ｒ１９．５であって、ロードインデックスが１３４のタイヤである。
　ここで、「ロードインデックス（荷重指数）」は、「道路運送車両の保安基準細目を定める告示」（２０１５年３月３１日現在）（乗用車用空気入りタイヤの技術基準）に定めるところによる、規定の条件下で、タイヤ１本あたりが支えることのできる最大荷重（負荷）を表す指数を意味します。また、タイヤはサイズごとに支えられる重さ（負荷能力）が規格で定められており、この負荷能力はロードインデックス（ＬＩ）という指数でタイヤに示されています（例えば、http://tire.bridgestone.co.jp/about/tire-size/size-indication/index.html#anc01）。
ａ：　肉眼で見える程度の亀裂はほとんどなかった。
ｂ：　肉眼で見える程度の亀裂が少数存在した。
ｃ：　肉眼で見える程度の亀裂が多数存在した。
実施例１～１６及び比較例１～１４
　表１～表８に示す各配合内容に基づき、実施例１～１５及び比較例１～１３のゴム組成物を調製した。得られた各ゴム組成物をトレッドに用い常法によって、試験用の乗用車用空気入りラジアルタイヤ、タイヤサイズ１９５／５０Ｒ１５、及び、試験用のトラック・バス用空気入りタイヤ、タイヤサイズ２４５／７０Ｒ１９．５を製造した。得られたタイヤを用いて、熱劣化後のタフネス（指数）及び悪路耐久性指数を評価した。評価結果を表１～表８に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
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Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
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［注］
　＊１～＊１４は、第１表及び第２表に共通する。
＊１：　天然ゴム：　インドネシア製「ＳＩＲ２０」
＊２：　ポリブタジエンゴム：　ＪＳＲ株式会社製、商品名「ＢＲ０１」
＊３：　カーボンブラック：　Ｎ２２０（ＩＳＡＦ）、旭カーボン株式会社製、商品名「＃８０」
＊４：　シリカ：　東ソー・シリカ株式会社製、商品名「ニプシルＡＱ」（ＢＥＴ表面積＝　２０５　ｍ２／ｇ）
＊５：　シランカップリング剤：　ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、（平均硫黄鎖長：２．３５）、Ｅｖｏｎｉｋ社製シランカップリング剤、商品名「Ｓｉ７５」（登録商標）
＊６：　Ｃ５／Ｃ９系石油樹脂：　日本ゼオン株式会社製、商品名「クイントン（登録商標）Ｇ１００Ｂ」
＊７：　ステアリン酸亜鉛：　Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ社製、製品番号「３０７５６４」
＊８：　ステアリン酸カリウム：　Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ社製、製品番号「２４－５５７０」
＊９：　ステアリン酸ナトリウム：　Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ社製、製品番号「Ｓ３３８１」
＊１０：　老化防止剤：　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、大内新興工業株式会社製、商品名「ノクラック（登録商標）６Ｃ」
＊１１：　加硫促進剤ＤＰＧ：　住友化学株式会社製、商品名「ソクシノール（登録商標）Ｄ－Ｇ」
＊１２：　加硫促進剤ＣＺ：　大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラー（登録商標）ＣＺ－Ｇ」
＊１３：　加硫促進剤ＤＭ：　大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラー（登録商標）ＤＭ－Ｐ」
＊１４：　スチレン－ブタジエンゴム：　ＪＳＲ株式会社製、商品名「ＪＳＲ１５００」
　表１～表８から明らかなように、実施例１～７のゴム組成物は、イソプレン系ゴムを４５質量％以上含むゴム成分と、（Ｂ）Ｃ５／Ｃ９系石油樹脂と、（Ｃ）脂肪酸金属塩とを配合することにより、空気入りタイヤの悪路耐久性を大幅に向上し得ることがわかる。
　本発明のゴム組成物は、空気入りタイヤの悪路耐久性を大幅に向上させ得るので乗用車用（軽乗用車用も含まれる）、軽トラック用、トラック・バス用及びオフザロードタイヤ用（建設車両用、鉱山車両用）の各種空気入りタイヤのトレッド用部材などに好適に用いられ、特に乗用車用空気入りタイヤのトレッド用部材などに好適に用いられる。

Claims (7)

  1. 　（Ａ）天然ゴム及び合成イソプレンゴムから１種以上選ばれるイソプレン系ゴムを４５質量％以上含むゴム成分と、その１００質量部に対して、（Ｂ）芳香族変性脂肪族系石油樹脂及び脂肪族変性芳香族系石油樹脂から１種以上選ばれるＣ５／Ｃ９系石油樹脂５～５０質量部、並びに（Ｃ）脂肪酸金属塩０．５～１０質量部とを配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
  2. 　（Ａ）ゴム成分が、前記イソプレン系ゴムを７０～１００質量％の割合で含む、請求項１に記載のゴム組成物。
  3. 　（Ａ）ゴム成分が、スチレン－ブタジエン共重合体ゴムを、１～３０質量％の割合で含む、請求項１又は２に記載のゴム組成物。
  4. 　さらに、補強性充填材を含み、かつ、前記補強性充填材が、シリカを５０質量％以上の割合で含む、請求項１～３のいずれか１項に記載のゴム組成物。
  5. 　（Ａ）ゴム成分が、前記イソプレン系ゴム１００質量％からなる、請求項１、２又は４のいずれか１項に記載のゴム組成物。
  6. 　（Ｂ）Ｃ５／Ｃ９系石油樹脂の含有量が、（Ａ）ゴム成分１００質量部に対して、２１～５０質量部である、請求項１～５のいずれか１項に記載のゴム組成物。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載のゴム組成物を、トレッド用部材に用いたことを特徴とする乗用車用空気入りタイヤ。
     
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