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公開番号2024083393
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-21
出願番号2024054539,2020041240
出願日2024-03-28,2020-03-10
発明の名称タイヤトレッド用ゴム組成物、タイヤトレッドおよび乗用車用タイヤ
出願人住友ゴム工業株式会社
代理人弁理士法人朝日奈特許事務所
主分類C08L 9/06 20060101AFI20240614BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】低燃費性、ウェットグリップ性能、破壊特性および加工性をバランスよく総合的に向上できるタイヤトレッド用ゴム組成物、該ゴム組成物からなるタイヤトレッド、および該タイヤトレッドを備えた乗用車用タイヤを提供すること。
【解決手段】イソプレン系ゴムとスチレンブタジエンゴムとを含むゴム成分と、シリカ20質量%以上かつカーボンブラック20質量%以上を含む充填剤と、メルカプト系シランカップリング剤と、液状ゴムと、樹脂とを含む、タイヤトレッド用ゴム組成物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
イソプレン系ゴムとスチレンブタジエンゴムとを含むゴム成分と、
充填剤１００質量％中、シリカ２０質量％以上かつカーボンブラック２０質量％以上を含む充填剤と、
メルカプト系シランカップリング剤と、
液状ゴムと、
樹脂と、
硫黄とを含む、タイヤトレッド用ゴム組成物であって、
前記スチレンブタジエンゴムはゴム成分中の含有量が最も多く、
前記樹脂は芳香族系樹脂を含み、
前記ゴム成分中の前記イソプレン系ゴムの含有量（質量％）と前記ゴム成分１００質量部に対する前記シリカの含有量（質量部）が下記式（Ａ）を満たす、タイヤトレッド用ゴム組成物。
（イソプレン系ゴムの含有量）／（シリカの含有量）≦２．０（Ａ）
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
前記式（Ａ）の右辺が１．５である、請求項１記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
前記液状ゴムが液状スチレンブタジエンゴムである、請求項１または２記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項４】
前記芳香族系樹脂がＣ９系石油樹脂である、請求項１～３のいずれか１項に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項５】
前記ゴム成分１００質量部に対する、前記液状ゴムの含有量（質量部）および前記シリカの含有量（質量部）が下記式（Ｂ）を満たす、請求項１～４のいずれか１項に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
（液状ゴムの含有量）／（シリカの含有量）≧０．１（Ｂ）
【請求項６】
前記ゴム成分中のイソプレン系ゴムの含有量（質量％）と前記ゴム成分１００質量部に対する前記芳香族系樹脂の含有量（質量部）が下記式（Ｃ）を満たす、請求項１～５のいずれか１項に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
（イソプレン系ゴムの含有量）／（芳香族系樹脂の含有量）≦１３．０（Ｃ）
【請求項７】
前記ゴム成分１００質量部に対する、前記液状ゴムの含有量（質量部）および前記芳香族系樹脂の含有量（質量部）が下記式（Ｄ）を満たす、請求項１～６のいずれか１項に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
（液状ゴムの含有量）＋（芳香族系樹脂の含有量）≧１１（Ｄ）
【請求項８】
前記イソプレン系ゴムの前記ゴム成分中の含有量が５０質量％未満である、請求項１～７のいずれか１項に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項９】
前記メルカプト系シランカップリング剤が下記式（Ｓ１）で表される化合物、下記式（１）で表される化合物、および、下記式（２）で示される結合単位Ａと下記式（３）で示される結合単位Ｂとを含む化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項１～８のいずれか１項に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
TIFF
2024083393000016.tif
30
107
（式中、Ｒ
1001
は－Ｃｌ、－Ｂｒ、－ＯＲ
1006
、－Ｏ（Ｏ＝）ＣＲ
1006
、－ＯＮ＝ＣＲ
1006
Ｒ
1007
、－ＮＲ
1006
Ｒ
1007
および－（ＯＳｉＲ
1006
Ｒ
1007
）
h
（ＯＳｉＲ
1006
Ｒ
1007
Ｒ
1008
）から選択される１価の基（Ｒ
1006
、Ｒ
1007
およびＲ
1008
は同一でも異なっていてもよく、各々水素原子または炭素数１～１８の１価の炭化水素基であり、ｈは平均値が１～４である。）であり、Ｒ
1002
はＲ
1001
、水素原子または炭素数１～１８の１価の炭化水素基、Ｒ
1003
は－［Ｏ（Ｒ
1009
Ｏ）
j
］－基（Ｒ
1009
は炭素数１～１８のアルキレン基、ｊは１～４の整数である。）、Ｒ
1004
は炭素数１～１８の２価の炭化水素基、Ｒ
1005
は炭素数１～１８の１価の炭化水素基を示し、ｘ、ｙおよびｚは、ｘ＋ｙ＋２ｚ＝３、０≦ｘ≦３、０≦ｙ≦２、０≦ｚ≦１の関係を満たす数である。）
TIFF
2024083393000017.tif
29
89
（式中、Ｒ
101
～Ｒ
103
は、直鎖もしくは分岐鎖の炭素数１～１２のアルキル基、直鎖もしくは分岐鎖の炭素数１～１２のアルコキシ基、または－Ｏ－（Ｒ
111
－Ｏ）
z
－Ｒ
112
（ｚ個のＲ
111
は、直鎖もしくは分岐鎖の炭素数１～３０の２価の炭化水素基を表す。ｚ個のＲ
111
は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。Ｒ
112
は、直鎖もしくは分岐鎖の炭素数１～３０のアルキル基、直鎖もしくは分岐鎖の炭素数２～３０のアルケニル基、炭素数６～３０のアリール基、または炭素数７～３０のアラルキル基を表す。ｚは、１～３０の整数を表す。）で表される基を表す。Ｒ
101
～Ｒ
103
はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Ｒ
104
は、直鎖もしくは分岐鎖の炭素数１～６のアルキレン基を表す。）
TIFF
2024083393000018.tif
78
87
TIFF
2024083393000019.tif
62
87
（式中、ｘは０以上の整数、ｙは１以上の整数である。Ｒ
201
は、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、直鎖もしくは分岐鎖の炭素数１～３０のアルキル基、直鎖もしくは分岐鎖の炭素数２～３０のアルケニル基、直鎖もしくは分岐鎖の炭素数２～３０のアルキニル基、または該アルキル基の末端の水素原子が水酸基もしくはカルボキシル基で置換されたものを表す。Ｒ
202
は、それぞれ、直鎖もしくは分岐鎖の炭素数１～３０のアルキレン基、直鎖もしくは分岐鎖の炭素数２～３０のアルケニレン基、または、直鎖もしくは分岐鎖の炭素数２～３０のアルキニレン基を表す。Ｒ
201
とＲ
202
とで環構造を形成してもよい。）
【請求項１０】
前記充填剤の、前記ゴム成分１００質量部に対する合計含有量が６０質量部以上である、請求項１～９のいずれか１項に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物、該ゴム組成物からなるタイヤトレッド、および該タイヤトレッドを備えた乗用車用タイヤに関する。
続きを表示（約 4,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来からタイヤには、低燃費性、ウェットグリップ性能、破壊特性等、種々の性能が求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、低転がり抵抗、ウェットグリップ性能および耐摩耗性を向上するため、所定の乳化重合スチレンブタジエンゴム、末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴムおよび天然ゴムからなる３種のゴムを所定重量比で含むジエン系ゴム成分に、シリカを所定量含む充填剤を配合したタイヤトレッド用ゴム組成物が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１１－２４６５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、スチレンブタジエンゴムにシリカを配合したゴム組成物は、スチレンブタジエンゴムとシリカとの化学結合による固着により、加工性が悪くなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、低燃費性、ウェットグリップ性能、破壊特性および加工性をバランスよく総合的に向上できるタイヤトレッド用ゴム組成物、該ゴム組成物からなるタイヤトレッド、および該タイヤトレッドを備えた乗用車用タイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、イソプレン系ゴムとスチレンブタジエンゴムとを含むゴム成分に、シリカおよびカーボンブラックをそれぞれ所定量含む充填剤と、メルカプト系シランカップリング剤と、液状ゴムと、樹脂とを配合してゴム組成物とすれば、上記課題を解決できることを見出し、さらに検討を重ねて本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明は、
［１］イソプレン系ゴムとスチレンブタジエンゴムとを含むゴム成分と、
シリカ２０質量％以上、好ましくは２１質量％以上、より好ましくは２３質量％以上、より好ましくは２５質量％以上、または、好ましくは２０～８０質量％、より好ましくは２１～８０質量％、より好ましくは２１～７０質量％、より好ましくは２３～７０質量％、より好ましくは２３～６５質量％、より好ましくは２５～６５質量％、かつカーボンブラック２０質量％以上、好ましくは２５質量％以上、より好ましくは３０質量％以上、より好ましくは３５質量％以上、または、好ましくは２０～８０質量％、より好ましくは２５～８０質量％、より好ましくは２５～７７質量％、より好ましくは３０～７７質量％、より好ましくは３０～７５質量％、より好ましくは３５～７５質量％を含む充填剤と、
メルカプト系シランカップリング剤と、
液状ゴムと、
樹脂とを含む、タイヤトレッド用ゴム組成物、
［２］前記ゴム成分中の前記イソプレン系ゴムの含有量（質量％）と前記ゴム成分１００質量部に対する前記シリカの含有量（質量部）が下記式（Ａ）を満たす、上記［１］記載のタイヤトレッド用ゴム組成物、
（イソプレン系ゴムの含有量）／（シリカの含有量）≦２．０（Ａ）
（好ましくは（イソプレン系ゴムの含有量）／（シリカの含有量）≦１．５、より好ましくは（イソプレン系ゴムの含有量）／（シリカの含有量）≦１．０、より好ましくは（イソプレン系ゴムの含有量）／（シリカの含有量）≦０．８、より好ましくは（イソプレン系ゴムの含有量）／（シリカの含有量）≦０．６、または、好ましくは０．１≦（イソプレン系ゴムの含有量）／（シリカの含有量）≦２．０、より好ましくは０．１≦（イソプレン系ゴムの含有量）／（シリカの含有量）≦１．５、より好ましくは０．１≦（イソプレン系ゴムの含有量）／（シリカの含有量）≦１．０、より好ましくは０．２≦（イソプレン系ゴムの含有量）／（シリカの含有量）≦０．８、より好ましくは０．２≦（イソプレン系ゴムの含有量）／（シリカの含有量）≦０．６）
［３］前記液状ゴムが液状スチレンブタジエンゴムである、上記［１］または［２］記載のタイヤトレッド用ゴム組成物、
［４］前記樹脂が芳香族系樹脂である、上記［１］～［３］のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物、
［５］前記ゴム成分１００質量部に対する、前記液状ゴムの含有量（質量部）および前記シリカの含有量（質量部）が下記式（Ｂ）を満たす、上記［１］～［４］のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物、
（液状ゴムの含有量）／（シリカの含有量）≧０．１（Ｂ）
（好ましくは（液状ゴムの含有量）／（シリカの含有量）≧０．２、より好ましくは（液状ゴムの含有量）／（シリカの含有量）≧０．３、または、好ましくは１．０≧（液状ゴムの含有量）／（シリカの含有量）≧０．１、より好ましくは０．７≧（液状ゴムの含有量）／（シリカの含有量）≧０．１、より好ましくは０．５≧（液状ゴムの含有量）／（シリカの含有量）≧０．２、より好ましくは０．５≧（液状ゴムの含有量）／（シリカの含有量）≧０．３）
［６］前記ゴム成分中のイソプレン系ゴムの含有量（質量％）と前記ゴム成分１００質量部に対する前記樹脂の含有量（質量部）が下記式（Ｃ）を満たす、上記［１］～［５］のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物、
（イソプレン系ゴムの含有量）／（樹脂の含有量）≦１３．０（Ｃ）
（好ましくは（イソプレン系ゴムの含有量）／（樹脂の含有量）≦１２．０、より好ましくは（イソプレン系ゴムの含有量）／（樹脂の含有量）≦１０．０、より好ましくは（イソプレン系ゴムの含有量）／（樹脂の含有量）≦８．０、または、好ましくは０．３≦（イソプレン系ゴムの含有量）／（樹脂の含有量）≦１３．０、より好ましくは０．７≦（イソプレン系ゴムの含有量）／（樹脂の含有量）≦１２．０、より好ましくは１．０≦（イソプレン系ゴムの含有量）／（樹脂の含有量）≦１０．０、より好ましくは１．３≦（イソプレン系ゴムの含有量）／（樹脂の含有量）≦１０．０、より好ましくは１．３≦（イソプレン系ゴムの含有量）／（樹脂の含有量）≦８．０）
［７］前記ゴム成分１００質量部に対する、前記液状ゴムの含有量（質量部）および前記樹脂の含有量（質量部）が下記式（Ｄ）を満たす、上記［１］～［６］のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物、
（液状ゴムの含有量）＋（樹脂の含有量）≧１１（Ｄ）
（好ましくは（液状ゴムの含有量）＋（樹脂の含有量）≧１２、より好ましくは（液状ゴムの含有量）＋（樹脂の含有量）≧１３、より好ましくは（液状ゴムの含有量）＋（樹脂の含有量）≧１４、または、好ましくは３５≧（液状ゴムの含有量）＋（樹脂の含有量）≧１１、より好ましくは３０≧（液状ゴムの含有量）＋（樹脂の含有量）≧１２、より好ましくは２５≧（液状ゴムの含有量）＋（樹脂の含有量）≧１３、より好ましくは２５≧（液状ゴムの含有量）＋（樹脂の含有量）≧１４、より好ましくは２２≧（液状ゴムの含有量）＋（樹脂の含有量）≧１４）
［８］前記イソプレン系ゴムの前記ゴム成分中の含有量が５０質量％未満、好ましくは４６質量％以下、より好ましくは４３質量％以下、より好ましくは４０質量％以下、または、より好ましくは５質量％以上５０質量％未満、より好ましくは５～４６質量％、より好ましくは５～４３質量％、より好ましくは１０～４３質量％、より好ましくは１０～４０質量％、より好ましくは１５～４０質量％である、上記［１］～［７］のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物、
［９］前記メルカプト系シランカップリング剤が下記式（Ｓ１）で表される化合物、下記式（１）で表される化合物、および、下記式（２）で示される結合単位Ａと下記式（３）で示される結合単位Ｂとを含む化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種、好ましくは下記式（Ｓ１）で表される化合物である、上記［１］～［８］のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物、
TIFF
2024083393000001.tif
30
107
（式中、Ｒ
1001
は－Ｃｌ、－Ｂｒ、－ＯＲ
1006
、－Ｏ（Ｏ＝）ＣＲ
1006
、－ＯＮ＝ＣＲ
1006
Ｒ
1007
、－ＯＮ＝ＣＲ
1006
Ｒ
1007
、－ＮＲ
1006
Ｒ
1007
および－（ＯＳｉＲ
1006
Ｒ
1007
）
h
（ＯＳｉＲ
1006
Ｒ
1007
Ｒ
1008
）から選択される１価の基（Ｒ
1006
、Ｒ
1007
およびＲ
1008
は同一でも異なっていてもよく、各々水素原子または炭素数１～１８の１価の炭化水素基であり、ｈは平均値が１～４である。）であり、Ｒ
1002
はＲ
1001
、水素原子または炭素数１～１８の１価の炭化水素基、Ｒ
1003
は－［Ｏ（Ｒ
1009
Ｏ）
j
］－基（Ｒ
1009
は炭素数１～１８のアルキレン基、ｊは１～４の整数である。）、Ｒ
1004
は炭素数１～１８の２価の炭化水素基、Ｒ
1005
は炭素数１～１８の１価の炭化水素基を示し、ｘ、ｙおよびｚは、ｘ＋ｙ＋２ｚ＝３、０≦ｘ≦３、０≦ｙ≦２、０≦ｚ≦１の関係を満たす数である。）
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2024083393000002.tif
29
89
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、低燃費性、ウェットグリップ性能、破壊特性および加工性をバランスよく総合的に向上できるタイヤトレッド用ゴム組成物、該ゴム組成物からなるタイヤトレッド、および該タイヤトレッドを備えた乗用車用タイヤを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の一の態様は、イソプレン系ゴムとスチレンブタジエンゴムとを含むゴム成分と、シリカ２０質量％以上かつカーボンブラック２０質量％以上を含む充填剤と、メルカプト系シランカップリング剤と、液状ゴムと、樹脂とを含む、タイヤトレッド用ゴム組成物である。
（【００１１】以降は省略されています）

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