タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
【課題】グリップ性能を充分に向上できるタイヤ用ゴム組成物、及びこれを用いた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】下記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物を含むタイヤ用ゴム組成物に関する。
［化１］
（式（Ｉ）中、Ｒ１は、炭素数１〜１０の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、ヘテロ原子及び／又はハロゲン原子を有してもよい。Ｒ２〜Ｒ４は、同一若しくは異なって、水素原子又は炭素数１〜１０の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、ヘテロ原子及び／又はハロゲン原子を有してもよい。Ｎ１及びＮ２は、窒素原子を表す。）
【解決手段】下記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物を含むタイヤ用ゴム組成物に関する。
［化１］
（式（Ｉ）中、Ｒ１は、炭素数１〜１０の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、ヘテロ原子及び／又はハロゲン原子を有してもよい。Ｒ２〜Ｒ４は、同一若しくは異なって、水素原子又は炭素数１〜１０の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、ヘテロ原子及び／又はハロゲン原子を有してもよい。Ｎ１及びＮ２は、窒素原子を表す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の高性能化、高馬力化が進む一方、安全性に対する意識も高まっており、タイヤに対するグリップ性能の要求も強まってきている。
【０００３】
グリップ性能は、ゴム組成物のヒステリシスロス特性に依存しており、従来、ゴム組成物のグリップ性能を高める手法としては、例えば、スチレンブタジエンゴムのスチレン量およびビニル量を多くしてガラス転移温度をより高くする手法が知られている。しかし、この場合、耐摩耗性が低下する傾向にあるだけでなく、低温時のグリップ性能も低下するおそれがある。また、オイルを多量に使用してグリップ性能を向上させる手法も知られている。しかし、この場合、破壊特性の低下により耐摩耗性が低下してしまう。
【０００４】
上記問題を解決するために、特許文献１には、イミダゾール類と、有機酸塩を配合したタイヤ用ゴム組成物が開示されている。しかし、イミダゾール類について詳細に検討されておらず、改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３８１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決し、グリップ性能を充分に向上できるタイヤ用ゴム組成物、及びこれを用いた空気入り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】
本発明は、下記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物を含むタイヤ用ゴム組成物に関する。
【化１】
（式（Ｉ）中、Ｒ１は、炭素数１〜１０の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、ヘテロ原子及び／又はハロゲン原子を有してもよい。Ｒ２〜Ｒ４は、同一若しくは異なって、水素原子又は炭素数１〜１０の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、ヘテロ原子及び／又はハロゲン原子を有してもよい。Ｎ１及びＮ２は、窒素原子を表す。）
【０００８】
上記タイヤ用ゴム組成物は、プロトン酸及び／又はフェノール誘導体を含むことが好ましい。
【０００９】
上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物と、プロトン酸及び／又はフェノール誘導体の質量基準の配合比が０．１〜１０であることが好ましい。
【００１０】
上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物において、Ｎ１の電荷密度が正の値となることが好ましい。
【００１１】
窒素吸着比表面積が８０〜２８０ｍ２／ｇのカーボンブラックを含むことが好ましい。
【００１２】
上記タイヤ用ゴム組成物が、トレッドに使用されることが好ましい。
【００１３】
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。上記空気入りタイヤが高性能タイヤであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物を含むタイヤ用ゴム組成物であるので、グリップ性能を充分に向上でき、さらに操縦安定性も向上でき、グリップ性能、操縦安定性に優れた空気入りタイヤを提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物を含む。
【００１６】
本発明で使用できるゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＩＢＲ）等のジエン系ゴムを使用してもよい。これらジエン系ゴム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、グリップ性能と耐摩耗性をバランスよく両立できるという理由から、ＳＢＲが好ましい。
【００１７】
ＳＢＲとしては、特に限定されず、例えば、乳化重合スチレンブタジエンゴム（Ｅ−ＳＢＲ）、溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ）等を使用できる。
【００１８】
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２５質量％以上、更に好ましくは３５質量％以上である。１０質量％未満であると、ｔａｎδが低く、高いグリップ性能が得られないおそれがある。また、上記スチレン含有量は、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４５質量％以下である。５０質量％を超えると、常温でのゴム硬度が高すぎるため、グリップ性能を発揮できないおそれがある。
【００１９】
本発明のゴム組成物がＳＢＲを含有する場合、ゴム成分１００質量％中のＳＢＲの含有量は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは１００質量％である。５０質量％未満であると、充分なグリップ性能及び操縦安定性が得られないおそれがある。
【００２０】
本発明では、下記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物が使用される。これにより、五員複素環式化合物間に働く相互作用に伴いエネルギーロスが発生し、グリップ性能、操縦安定性が向上する。
【００２１】
【化２】
（式（Ｉ）中、Ｒ１は、炭素数１〜１０の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、ヘテロ原子及び／又はハロゲン原子を有してもよい。Ｒ２〜Ｒ４は、同一若しくは異なって、水素原子又は炭素数１〜１０の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、ヘテロ原子及び／又はハロゲン原子を有してもよい。Ｎ１及びＮ２は、窒素原子を表す。）
【００２２】
Ｒ１の炭素数１〜１０の炭化水素基としては、例えば、アラルキル基、アシル基、シアノアルキル基、ヒドロキシアルキル基等が挙げられる。
【００２３】
上記アラルキル基は、環上に低級アルキル基などの置換基を有していてもよく、例えば、ベンジル基、メチルベンジル基、ジメチルベンジル基、フェネチル基、メチルフェネチル基、ジメチルフェネチル基などが挙げられる。なかでも、性能改善効果が大きいという理由から、ベンジル基、メチルベンジル基が好ましい。
【００２４】
上記アシル基としては、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。なかでも、性能改善効果が大きいという理由から、アセチル基、プロパノイル基が好ましい。
【００２５】
上記シアノアルキル基（式−ＣｕＨ２ｕＣＮで表される基（ただし、ｕは１〜９の整数））としては、例えば、シアノメチル基、シアノエチル基、シアノプロピル基、シアノブチル基、シアノペンチル基、シアノヘキシル基などの直鎖状シアノアルキル基や、１−シアノエチル基、１−メチルシアノエチル基、２−メチルシアノエチル基、１，１−ジメチルシアノエチル基などの分岐状シアノアルキル基等が挙げられる。なかでも、性能改善効果が大きく、入手が容易であるという理由から、直鎖状シアノアルキル基が好ましく、２−シアノエチル基、シアノメチル基がより好ましい。
【００２６】
Ｒ２〜Ｒ４の炭素数１〜１０の炭化水素基としては、例えば、アリール基、アラルキル基等が挙げられる。
【００２７】
上記アリール基は、芳香環上に低級アルキル基などの置換基を有していてもよく、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基などが挙げられる。なかでも、性能改善効果が大きく、入手が容易であるという理由から、フェニル基、トリル基が好ましい。
【００２８】
Ｒ２〜Ｒ４のアラルキル基としては、例えば、上記Ｒ１のアラルキル基と同様の基が挙げられる。
【００２９】
より効果的にタイヤ走行により発生する歪みや熱などのエネルギーロスが生じ、高いグリップ性能が得られるという理由から、上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物において、Ｎ１の電荷密度が正の値となることが好ましい。Ｎ１の電荷密度は、より好ましくは０．０１以上、更に好ましくは０．０２以上である。
電荷密度は、ＧＡＵＳＳＩＡＮ（Ｇａｕｓｓｉａｎ社製）、ＧＡＭＥＳＳなどの量子化学計算ソフトを用い、静電ポテンシャルの誘導電荷から求めることができる。この際に用いる基底関数としては精度と計算速度のバランスから６−３１＋Ｇ（ｄ）以上のものが好ましい。なお、本明細書の電荷密度は、後述の実施例に記載の方法により計算した値である。
【００３０】
上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物としては、例えば、１，２，４，５−テトラメチルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、１−（２−シアノエチル）−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−（２−シアノエチル）−２−メチルイミダゾール、１−（２−シアノエチル）−２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−アセチルイミダゾール、１−ビニルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−（２−クロロエチル）−２−フェニルイミダゾール、１−（２−ブロモエチル）−２−フェニルイミダゾール、１，２−ジメチル−５−ニトロメチルイミダゾール、１−（２−クロロエチル）−２−（２−クロロエチル）イミダゾールなどが挙げられる。これらの化合物は単独で用いても良く、二種以上を組み合わせても良い。
【００３１】
上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．２質量部以上である。０．１質量部未満であると、性能改善効果が小さく、充分なグリップ性能及び操縦安定性が得られないおそれがある。上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物の含有量は、好ましくは３０質量部以下、より好ましくは２５質量部以下、更に好ましくは２０質量部以下、特に好ましくは１０質量部以下である。３０質量部を超えると、高コストになってしまうおそれがある。
【００３２】
本発明のゴム組成物は、プロトン酸及び／又はフェノール誘導体を含むことが好ましい。これにより、五員複素環式化合物との間に働く相互作用に伴いエネルギーロスが生じ、グリップ性能が向上する。
【００３３】
上記プロトン酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、オレイン酸などの脂肪族モノカルボン酸、コハク酸、マレイン酸などの脂肪族ジカルボン酸、安息香酸、安息香酸誘導体、ケイ皮酸、ナフトエ酸などの芳香族モノカルボン酸、フタル酸、無水フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸などの芳香族ポリカルボン酸が挙げられる。これらは単独で用いても良く、二種以上を組み合わせても良い。なかでも、より効果的にタイヤ走行により発生する歪みや熱などのエネルギーロスが生じ、高いグリップ性能が得られるという理由から、芳香族カルボン酸が好ましく、芳香族モノカルボン酸がより好ましく、安息香酸及び安息香酸誘導体が更に好ましい。安息香酸誘導体としては、例えば、安息香酸に炭化水素基（アルキル基、アルコキシ基等）、水酸基等の官能基が導入されたものが挙げられ、具体的には、ｐ−メチル安息香酸、ｐ−メトキシ安息香酸、ｐ−クロロ安息香酸、ｐ−ニトロ安息香酸、サリチル酸等が挙げられる。
【００３４】
上記フェノール誘導体としては、下記式（ＩＩ）〜（Ｖ）に示す化合物等が挙げられる。なかでも、五員複素環式化合物に対して、少量でもより効果的に作用し、高いグリップ性能および操縦安定性が得られることから、ビスフェノール誘導体である下記式（Ｖ）で表される化合物が好ましい。
【００３５】
【化３】
【００３６】
【化４】
【００３７】
【化５】
【００３８】
【化６】
【００３９】
上記式（ＩＩ）〜（Ｖ）において、Ｒ５〜Ｒ１１は、同一又は異なって、炭素数１〜１０（好ましくは１〜６）の炭化水素基である。該炭化水素基としては、炭素数１〜１０（好ましくは１〜６）のアルキル基、炭素数１〜１０（好ましくは１〜６）のアルケニル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｉ−ヘキシル基等を挙げることができる。
【００４０】
ｎおよびｎ’は、同一又は異なって、０または１〜３の整数である。ｎおよびｎ’は、１〜２であることが好ましい。
ｍおよびｍ’は、同一又は異なって、１または２の整数である。ｍおよびｍ’は、１であることが好ましい。
ｓは、１〜３の整数である。ｓは、１〜２であることが好ましい。
ｔは、０または１〜３の整数である。ｔは、１〜２であることが好ましい。
【００４１】
Ｘは、酸素原子、硫黄原子およびハロゲン原子からなる群より選択される原子または該原子を含有していてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基である。炭化水素基としては、アルキレン基、シクロアルキレン基またはそれらの不飽和基を挙げることができる。例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ｎ−ブチレン基、ｉ−ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基等を、また、不飽和基としてビニレン基、プロピリデン基、イソプロピリデン基、ブチリデン基、イソブチリデン基、エステル結合含有基、芳香族基等を挙げることができる。Ｘの好ましい具体例は、次の（１）〜（３）である。また、エステル結合含有基は、−ＣＯ−Ｏ−を含むグループであり、具体例として下記の（４）〜（７）で表されるものを例示することができる。
【００４２】
【化７】
【００４３】
上記式（ＩＩ）〜（Ｖ）で表されるフェノール誘導体の具体例としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール；２−エチル−６−メチルフェノール；２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール；３−メチル−２，６−ビス（１−メチルエチル）フェノール；４−メチル−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール；３−メチル−２，６−ビス（１−メチルプロピル）フェノール；２−ブチル−６−エチルフェノール；４−ブチル−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール；４−ｔｅｒｔ−ブチル−２，６−ジメチルフェノール；６−ｔｅｒｔ−ブチル−２，３−ジメチルフェノール；２−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール；２−シクロヘキシル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール；２−シクロヘキシル−６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール；２−ｔｅｒｔ−ブチル−４，６−ジメチルフェノール；４，４’−ジヒドロキシビフェニル；４，４’−チオビスフェノール；ヒドロキノン；１，５−ヒドロキシナフタレン；４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；４，４’−チオビス（２−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；４，４’−エチレンビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；４，４’−プロピリデンビス（２−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；４，４’−ビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；４，４’−ビス（２−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；４，４’−イソプロピリデンビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ノニルフェノール）；２，２’−イソブチリデンビス（４，６−ジメチルフェノール）；２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−シクロヘキシルフェノール）等を挙げることができる。これらは単独で用いても良く、二種以上を組み合わせても良い。なかでも、五員複素環式化合物との相互作用が大きいという理由から、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）が好ましい。
【００４４】
上記プロトン酸及び／又はフェノール誘導体は、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。
【００４５】
プロトン酸及び／又はフェノール誘導体の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．５質量部以上である。０．１質量部未満であると、グリップ性能向上効果が充分に得られないおそれがある。プロトン酸及び／又はフェノール誘導体の含有量は、好ましくは３０質量部以下、より好ましくは２０質量部以下、更に好ましくは１５質量部以下である。３０質量部を超えると、耐摩耗性の低下を招くおそれがある。
なお、プロトン酸及び／又はフェノール誘導体の含有量とは、プロトン酸とフェノール誘導体を併用する場合はその合計含有量を意味する。
【００４６】
上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物と、プロトン酸及び／又はフェノール誘導体の質量基準の配合比（「上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物の含有量（質量部）」／「プロトン酸及び／又はフェノール誘導体の含有量（質量部）」）は、好ましくは０．１以上、より好ましくは０．３以上である。該比は、好ましくは１０以下、より好ましくは８以下である。上限を超える場合や下限未満の場合は、グリップ性能の向上効果が充分に得られないおそれがある。
【００４７】
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。使用できるカーボンブラックとしては、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどが挙げられるが、特に限定されない。カーボンブラックを配合することにより、補強性を高めることができるとともに、グリップ性能を改善できる。
【００４８】
カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は８０ｍ２／ｇ以上が好ましく、１００ｍ２／ｇ以上がより好ましく、１２０ｍ２／ｇ以上が更に好ましく、１３５ｍ２／ｇ以上が特に好ましい。８０ｍ２／ｇ未満では、グリップ性能、耐摩耗性がともに低下する傾向がある。また、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は２８０ｍ２／ｇ以下が好ましく、２００ｍ２／ｇ以下がより好ましく、１６０ｍ２／ｇ以下が更に好ましい。２８０ｍ２／ｇを超えると、カーボンブラックの良好な分散が得られにくく耐摩耗性が低下する傾向がある。
なお、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、ＪＩＳ Ｋ６２１７のＡ法によって求められる。
【００４９】
上記ゴム組成物がカーボンブラックを含有する場合、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２５質量部以上である。１０質量部未満では、耐摩耗性が低下する傾向がある。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１５０質量部以下、更に好ましくは１４０質量部以下、特に好ましくは１２０質量部以下である。２００質量部を超えると、ゴム組成物の加工性が低下する傾向がある。
【００５０】
本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、ゴム組成物の製造に一般に使用される配合剤、例えば、シリカ等の補強用充填剤、シランカップリング剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種老化防止剤、オゾン劣化防止剤、オイル、ワックス、加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合することができる。
【００５１】
本発明のゴム組成物は、オイルを配合してもよい。オイルを配合することにより、ゴムが軟化して加工性が良くなり、さらにはグリップ性能も向上する。オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、又はその混合物を用いることができる。
プロセスオイルとしては、例えば、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどを用いることができる。パラフィン系プロセスオイルとして、具体的には出光興産（株）製のＰＷ−３２、ＰＷ−９０、ＰＷ−１５０、ＰＳ−３２などが挙げられる。また、アロマ系プロセスオイルとして、具体的には出光興産（株）製のＡＣ−１２、ＡＣ−４６０、ＡＨ−１６、ＡＨ−２４、ＡＨ−５８、ジャパンエナジー社製のプロセスＸ−２６０などが挙げられる。植物油脂としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生湯、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、桐油等が挙げられる。
【００５２】
上記ゴム組成物がオイルを含有する場合、オイルの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは２質量部以上、より好ましくは５質量部以上である。２質量部未満では、ゴムへの軟化作用が不充分で、充分なグリップ性能が得られないおそれがある。また、オイルの含有量は、好ましくは１５０質量部以下、より好ましくは１３０質量部以下である。１５０質量部を超えると、加工性が悪くなり、またゴムの破壊特性が低下するおそれがある。
【００５３】
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。該ゴム組成物は、タイヤの各部材に使用でき、なかでも、トレッド（キャップトレッド、ベーストレッド）に好適に使用できる。
【００５４】
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で製造される。
すなわち、前記成分を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でトレッドなどの各タイヤ部材の形状にあわせて押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、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することによりタイヤを得る。
【００５５】
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、高性能タイヤ等として好適に用いられ、特に高性能タイヤとして好適に用いられる。
なお、本明細書における高性能タイヤとは、ドライグリップ性能に特に優れたタイヤであり、競技車両に使用する競技用タイヤをも含む概念である。
【実施例】
【００５６】
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。
【００５７】
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。
ＳＢＲ：旭化成（株）製のタフデン４３５０（スチレン含有量：３９質量％、ゴム固形分１００質量部に対してオイル分５０質量部含有）
カーボンブラック：キャボットジャパン（株）製のショウブラックＮ１１０（Ｎ２ＳＡ：１４５ｍ２／ｇ）
アロマオイル：ジャパンエナジー社製のダイアナプロセスＸ１４０（アロマ系プロセスオイル）
化合物１：アルドリッチ社製の１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール（Ｎ１の電荷密度：０．１５５）（上記式（Ｉ）中、Ｒ１：ベンジル基、Ｒ２：フェニル基、Ｒ３：水素原子、Ｒ４：水素原子）
化合物２：アルドリッチ社製の１−アセチルイミダゾール（Ｎ１の電荷密度：０．０４７７）（上記式（Ｉ）中、Ｒ１：アセチル基、Ｒ２：水素原子、Ｒ３：水素原子、Ｒ４：水素原子）
化合物３：アルドリッチ社製の１−（２−シアノエチル）−２−フェニルイミダゾール（Ｎ１の電荷密度：０．０６５）（上記式（Ｉ）中、Ｒ１：２−シアノエチル基、Ｒ２：フェニル基、Ｒ３：水素原子、Ｒ４：水素原子）
プロトン酸：アルドリッチ社製の安息香酸
フェノール誘導体：川口化学（株）製のアンテージＷ３００（４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール））
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：三井金属工業（株）製の亜鉛華１号
硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＣＺ
【００５８】
なお、上記化合物１〜３の電荷密度は、以下の条件により計算した。
計算ソフト：ＧＡＵＳＳＩＡＮ０３
基底関数：６−３１＋Ｇ（ｄ）
解析法：ＣＨｅｌｐＧ
【００５９】
実施例１〜７及び比較例１
表１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、配合材料のうち、硫黄、加硫促進剤以外の材料を１５０℃の条件下で３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、加硫促進剤を添加し、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１７０℃で２０分間プレス加硫することで加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物をトレッド形状に成形し、他のタイヤ部材と貼り合わせてタイヤに成形し、１７０℃で１２分間加硫することで試験用タイヤ（タイヤサイズ：２１５／４５Ｒ１７）を製造した。
【００６０】
得られた加硫ゴム組成物、試験用タイヤを使用して、下記の評価を行った。それぞれの試験結果を表１に示す。
【００６１】
（グリップ性能）
グリップ性能は、上島製作所製フラットベルト式摩擦試験機（ＦＲ５０１０型）を用いて評価した。幅２０ｍｍ、直径１００ｍｍの円筒形のゴム試験片（加硫ゴム組成物）を用い、速度２０ｋｍ／ｈ、荷重４ｋｇｆ、路面温度５０℃で路面に対するサンプルのスリップ率を０〜７０％まで変化させ、その際に検出される摩擦係数の中の最大値を読みとった。結果は、比較例１を１００として指数表示した。指数が大きいほど、グリップ性能に優れることを示す。
【００６２】
（操縦安定性）
試験用タイヤを車両（国産ＦＦ２０００ｃｃ）の全輪に装着して、アスファルト路面のテストコースにて実車走行を行い、操舵時のコントロールの安定性をテストドライバーが５点満点で評価した。数値が大きいほど操縦安定性に優れることを示す。（５：良い、４：やや良い、３：普通、２：やや悪い、１：悪い）
【００６３】
【表１】
【００６４】
上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物（化合物１〜３）を含む実施例では、グリップ性能、操縦安定性を向上できた。一方、上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物（化合物１〜３）を含まない比較例では、実施例に比べて、グリップ性能、操縦安定性が劣っていた。
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の高性能化、高馬力化が進む一方、安全性に対する意識も高まっており、タイヤに対するグリップ性能の要求も強まってきている。
【０００３】
グリップ性能は、ゴム組成物のヒステリシスロス特性に依存しており、従来、ゴム組成物のグリップ性能を高める手法としては、例えば、スチレンブタジエンゴムのスチレン量およびビニル量を多くしてガラス転移温度をより高くする手法が知られている。しかし、この場合、耐摩耗性が低下する傾向にあるだけでなく、低温時のグリップ性能も低下するおそれがある。また、オイルを多量に使用してグリップ性能を向上させる手法も知られている。しかし、この場合、破壊特性の低下により耐摩耗性が低下してしまう。
【０００４】
上記問題を解決するために、特許文献１には、イミダゾール類と、有機酸塩を配合したタイヤ用ゴム組成物が開示されている。しかし、イミダゾール類について詳細に検討されておらず、改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３８１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決し、グリップ性能を充分に向上できるタイヤ用ゴム組成物、及びこれを用いた空気入り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】
本発明は、下記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物を含むタイヤ用ゴム組成物に関する。
【化１】
（式（Ｉ）中、Ｒ１は、炭素数１〜１０の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、ヘテロ原子及び／又はハロゲン原子を有してもよい。Ｒ２〜Ｒ４は、同一若しくは異なって、水素原子又は炭素数１〜１０の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、ヘテロ原子及び／又はハロゲン原子を有してもよい。Ｎ１及びＮ２は、窒素原子を表す。）
【０００８】
上記タイヤ用ゴム組成物は、プロトン酸及び／又はフェノール誘導体を含むことが好ましい。
【０００９】
上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物と、プロトン酸及び／又はフェノール誘導体の質量基準の配合比が０．１〜１０であることが好ましい。
【００１０】
上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物において、Ｎ１の電荷密度が正の値となることが好ましい。
【００１１】
窒素吸着比表面積が８０〜２８０ｍ２／ｇのカーボンブラックを含むことが好ましい。
【００１２】
上記タイヤ用ゴム組成物が、トレッドに使用されることが好ましい。
【００１３】
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。上記空気入りタイヤが高性能タイヤであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物を含むタイヤ用ゴム組成物であるので、グリップ性能を充分に向上でき、さらに操縦安定性も向上でき、グリップ性能、操縦安定性に優れた空気入りタイヤを提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物を含む。
【００１６】
本発明で使用できるゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＩＢＲ）等のジエン系ゴムを使用してもよい。これらジエン系ゴム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、グリップ性能と耐摩耗性をバランスよく両立できるという理由から、ＳＢＲが好ましい。
【００１７】
ＳＢＲとしては、特に限定されず、例えば、乳化重合スチレンブタジエンゴム（Ｅ−ＳＢＲ）、溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ）等を使用できる。
【００１８】
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２５質量％以上、更に好ましくは３５質量％以上である。１０質量％未満であると、ｔａｎδが低く、高いグリップ性能が得られないおそれがある。また、上記スチレン含有量は、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４５質量％以下である。５０質量％を超えると、常温でのゴム硬度が高すぎるため、グリップ性能を発揮できないおそれがある。
【００１９】
本発明のゴム組成物がＳＢＲを含有する場合、ゴム成分１００質量％中のＳＢＲの含有量は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは１００質量％である。５０質量％未満であると、充分なグリップ性能及び操縦安定性が得られないおそれがある。
【００２０】
本発明では、下記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物が使用される。これにより、五員複素環式化合物間に働く相互作用に伴いエネルギーロスが発生し、グリップ性能、操縦安定性が向上する。
【００２１】
【化２】
（式（Ｉ）中、Ｒ１は、炭素数１〜１０の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、ヘテロ原子及び／又はハロゲン原子を有してもよい。Ｒ２〜Ｒ４は、同一若しくは異なって、水素原子又は炭素数１〜１０の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、ヘテロ原子及び／又はハロゲン原子を有してもよい。Ｎ１及びＮ２は、窒素原子を表す。）
【００２２】
Ｒ１の炭素数１〜１０の炭化水素基としては、例えば、アラルキル基、アシル基、シアノアルキル基、ヒドロキシアルキル基等が挙げられる。
【００２３】
上記アラルキル基は、環上に低級アルキル基などの置換基を有していてもよく、例えば、ベンジル基、メチルベンジル基、ジメチルベンジル基、フェネチル基、メチルフェネチル基、ジメチルフェネチル基などが挙げられる。なかでも、性能改善効果が大きいという理由から、ベンジル基、メチルベンジル基が好ましい。
【００２４】
上記アシル基としては、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。なかでも、性能改善効果が大きいという理由から、アセチル基、プロパノイル基が好ましい。
【００２５】
上記シアノアルキル基（式−ＣｕＨ２ｕＣＮで表される基（ただし、ｕは１〜９の整数））としては、例えば、シアノメチル基、シアノエチル基、シアノプロピル基、シアノブチル基、シアノペンチル基、シアノヘキシル基などの直鎖状シアノアルキル基や、１−シアノエチル基、１−メチルシアノエチル基、２−メチルシアノエチル基、１，１−ジメチルシアノエチル基などの分岐状シアノアルキル基等が挙げられる。なかでも、性能改善効果が大きく、入手が容易であるという理由から、直鎖状シアノアルキル基が好ましく、２−シアノエチル基、シアノメチル基がより好ましい。
【００２６】
Ｒ２〜Ｒ４の炭素数１〜１０の炭化水素基としては、例えば、アリール基、アラルキル基等が挙げられる。
【００２７】
上記アリール基は、芳香環上に低級アルキル基などの置換基を有していてもよく、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基などが挙げられる。なかでも、性能改善効果が大きく、入手が容易であるという理由から、フェニル基、トリル基が好ましい。
【００２８】
Ｒ２〜Ｒ４のアラルキル基としては、例えば、上記Ｒ１のアラルキル基と同様の基が挙げられる。
【００２９】
より効果的にタイヤ走行により発生する歪みや熱などのエネルギーロスが生じ、高いグリップ性能が得られるという理由から、上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物において、Ｎ１の電荷密度が正の値となることが好ましい。Ｎ１の電荷密度は、より好ましくは０．０１以上、更に好ましくは０．０２以上である。
電荷密度は、ＧＡＵＳＳＩＡＮ（Ｇａｕｓｓｉａｎ社製）、ＧＡＭＥＳＳなどの量子化学計算ソフトを用い、静電ポテンシャルの誘導電荷から求めることができる。この際に用いる基底関数としては精度と計算速度のバランスから６−３１＋Ｇ（ｄ）以上のものが好ましい。なお、本明細書の電荷密度は、後述の実施例に記載の方法により計算した値である。
【００３０】
上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物としては、例えば、１，２，４，５−テトラメチルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、１−（２−シアノエチル）−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−（２−シアノエチル）−２−メチルイミダゾール、１−（２−シアノエチル）−２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−アセチルイミダゾール、１−ビニルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−（２−クロロエチル）−２−フェニルイミダゾール、１−（２−ブロモエチル）−２−フェニルイミダゾール、１，２−ジメチル−５−ニトロメチルイミダゾール、１−（２−クロロエチル）−２−（２−クロロエチル）イミダゾールなどが挙げられる。これらの化合物は単独で用いても良く、二種以上を組み合わせても良い。
【００３１】
上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．２質量部以上である。０．１質量部未満であると、性能改善効果が小さく、充分なグリップ性能及び操縦安定性が得られないおそれがある。上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物の含有量は、好ましくは３０質量部以下、より好ましくは２５質量部以下、更に好ましくは２０質量部以下、特に好ましくは１０質量部以下である。３０質量部を超えると、高コストになってしまうおそれがある。
【００３２】
本発明のゴム組成物は、プロトン酸及び／又はフェノール誘導体を含むことが好ましい。これにより、五員複素環式化合物との間に働く相互作用に伴いエネルギーロスが生じ、グリップ性能が向上する。
【００３３】
上記プロトン酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、オレイン酸などの脂肪族モノカルボン酸、コハク酸、マレイン酸などの脂肪族ジカルボン酸、安息香酸、安息香酸誘導体、ケイ皮酸、ナフトエ酸などの芳香族モノカルボン酸、フタル酸、無水フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸などの芳香族ポリカルボン酸が挙げられる。これらは単独で用いても良く、二種以上を組み合わせても良い。なかでも、より効果的にタイヤ走行により発生する歪みや熱などのエネルギーロスが生じ、高いグリップ性能が得られるという理由から、芳香族カルボン酸が好ましく、芳香族モノカルボン酸がより好ましく、安息香酸及び安息香酸誘導体が更に好ましい。安息香酸誘導体としては、例えば、安息香酸に炭化水素基（アルキル基、アルコキシ基等）、水酸基等の官能基が導入されたものが挙げられ、具体的には、ｐ−メチル安息香酸、ｐ−メトキシ安息香酸、ｐ−クロロ安息香酸、ｐ−ニトロ安息香酸、サリチル酸等が挙げられる。
【００３４】
上記フェノール誘導体としては、下記式（ＩＩ）〜（Ｖ）に示す化合物等が挙げられる。なかでも、五員複素環式化合物に対して、少量でもより効果的に作用し、高いグリップ性能および操縦安定性が得られることから、ビスフェノール誘導体である下記式（Ｖ）で表される化合物が好ましい。
【００３５】
【化３】
【００３６】
【化４】
【００３７】
【化５】
【００３８】
【化６】
【００３９】
上記式（ＩＩ）〜（Ｖ）において、Ｒ５〜Ｒ１１は、同一又は異なって、炭素数１〜１０（好ましくは１〜６）の炭化水素基である。該炭化水素基としては、炭素数１〜１０（好ましくは１〜６）のアルキル基、炭素数１〜１０（好ましくは１〜６）のアルケニル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｉ−ヘキシル基等を挙げることができる。
【００４０】
ｎおよびｎ’は、同一又は異なって、０または１〜３の整数である。ｎおよびｎ’は、１〜２であることが好ましい。
ｍおよびｍ’は、同一又は異なって、１または２の整数である。ｍおよびｍ’は、１であることが好ましい。
ｓは、１〜３の整数である。ｓは、１〜２であることが好ましい。
ｔは、０または１〜３の整数である。ｔは、１〜２であることが好ましい。
【００４１】
Ｘは、酸素原子、硫黄原子およびハロゲン原子からなる群より選択される原子または該原子を含有していてもよい炭素数１〜２０の炭化水素基である。炭化水素基としては、アルキレン基、シクロアルキレン基またはそれらの不飽和基を挙げることができる。例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ｎ−ブチレン基、ｉ−ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基等を、また、不飽和基としてビニレン基、プロピリデン基、イソプロピリデン基、ブチリデン基、イソブチリデン基、エステル結合含有基、芳香族基等を挙げることができる。Ｘの好ましい具体例は、次の（１）〜（３）である。また、エステル結合含有基は、−ＣＯ−Ｏ−を含むグループであり、具体例として下記の（４）〜（７）で表されるものを例示することができる。
【００４２】
【化７】
【００４３】
上記式（ＩＩ）〜（Ｖ）で表されるフェノール誘導体の具体例としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール；２−エチル−６−メチルフェノール；２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール；３−メチル−２，６−ビス（１−メチルエチル）フェノール；４−メチル−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール；３−メチル−２，６−ビス（１−メチルプロピル）フェノール；２−ブチル−６−エチルフェノール；４−ブチル−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール；４−ｔｅｒｔ−ブチル−２，６−ジメチルフェノール；６−ｔｅｒｔ−ブチル−２，３−ジメチルフェノール；２−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール；２−シクロヘキシル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール；２−シクロヘキシル−６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール；２−ｔｅｒｔ−ブチル−４，６−ジメチルフェノール；４，４’−ジヒドロキシビフェニル；４，４’−チオビスフェノール；ヒドロキノン；１，５−ヒドロキシナフタレン；４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；４，４’−チオビス（２−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；４，４’−エチレンビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；４，４’−プロピリデンビス（２−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；４，４’−ビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；４，４’−ビス（２−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；４，４’−イソプロピリデンビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ノニルフェノール）；２，２’−イソブチリデンビス（４，６−ジメチルフェノール）；２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−シクロヘキシルフェノール）等を挙げることができる。これらは単独で用いても良く、二種以上を組み合わせても良い。なかでも、五員複素環式化合物との相互作用が大きいという理由から、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）が好ましい。
【００４４】
上記プロトン酸及び／又はフェノール誘導体は、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。
【００４５】
プロトン酸及び／又はフェノール誘導体の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．５質量部以上である。０．１質量部未満であると、グリップ性能向上効果が充分に得られないおそれがある。プロトン酸及び／又はフェノール誘導体の含有量は、好ましくは３０質量部以下、より好ましくは２０質量部以下、更に好ましくは１５質量部以下である。３０質量部を超えると、耐摩耗性の低下を招くおそれがある。
なお、プロトン酸及び／又はフェノール誘導体の含有量とは、プロトン酸とフェノール誘導体を併用する場合はその合計含有量を意味する。
【００４６】
上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物と、プロトン酸及び／又はフェノール誘導体の質量基準の配合比（「上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物の含有量（質量部）」／「プロトン酸及び／又はフェノール誘導体の含有量（質量部）」）は、好ましくは０．１以上、より好ましくは０．３以上である。該比は、好ましくは１０以下、より好ましくは８以下である。上限を超える場合や下限未満の場合は、グリップ性能の向上効果が充分に得られないおそれがある。
【００４７】
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。使用できるカーボンブラックとしては、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどが挙げられるが、特に限定されない。カーボンブラックを配合することにより、補強性を高めることができるとともに、グリップ性能を改善できる。
【００４８】
カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は８０ｍ２／ｇ以上が好ましく、１００ｍ２／ｇ以上がより好ましく、１２０ｍ２／ｇ以上が更に好ましく、１３５ｍ２／ｇ以上が特に好ましい。８０ｍ２／ｇ未満では、グリップ性能、耐摩耗性がともに低下する傾向がある。また、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は２８０ｍ２／ｇ以下が好ましく、２００ｍ２／ｇ以下がより好ましく、１６０ｍ２／ｇ以下が更に好ましい。２８０ｍ２／ｇを超えると、カーボンブラックの良好な分散が得られにくく耐摩耗性が低下する傾向がある。
なお、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、ＪＩＳ Ｋ６２１７のＡ法によって求められる。
【００４９】
上記ゴム組成物がカーボンブラックを含有する場合、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２５質量部以上である。１０質量部未満では、耐摩耗性が低下する傾向がある。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１５０質量部以下、更に好ましくは１４０質量部以下、特に好ましくは１２０質量部以下である。２００質量部を超えると、ゴム組成物の加工性が低下する傾向がある。
【００５０】
本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、ゴム組成物の製造に一般に使用される配合剤、例えば、シリカ等の補強用充填剤、シランカップリング剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種老化防止剤、オゾン劣化防止剤、オイル、ワックス、加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合することができる。
【００５１】
本発明のゴム組成物は、オイルを配合してもよい。オイルを配合することにより、ゴムが軟化して加工性が良くなり、さらにはグリップ性能も向上する。オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、又はその混合物を用いることができる。
プロセスオイルとしては、例えば、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどを用いることができる。パラフィン系プロセスオイルとして、具体的には出光興産（株）製のＰＷ−３２、ＰＷ−９０、ＰＷ−１５０、ＰＳ−３２などが挙げられる。また、アロマ系プロセスオイルとして、具体的には出光興産（株）製のＡＣ−１２、ＡＣ−４６０、ＡＨ−１６、ＡＨ−２４、ＡＨ−５８、ジャパンエナジー社製のプロセスＸ−２６０などが挙げられる。植物油脂としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生湯、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、桐油等が挙げられる。
【００５２】
上記ゴム組成物がオイルを含有する場合、オイルの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは２質量部以上、より好ましくは５質量部以上である。２質量部未満では、ゴムへの軟化作用が不充分で、充分なグリップ性能が得られないおそれがある。また、オイルの含有量は、好ましくは１５０質量部以下、より好ましくは１３０質量部以下である。１５０質量部を超えると、加工性が悪くなり、またゴムの破壊特性が低下するおそれがある。
【００５３】
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。該ゴム組成物は、タイヤの各部材に使用でき、なかでも、トレッド（キャップトレッド、ベーストレッド）に好適に使用できる。
【００５４】
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で製造される。
すなわち、前記成分を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でトレッドなどの各タイヤ部材の形状にあわせて押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、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することによりタイヤを得る。
【００５５】
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、高性能タイヤ等として好適に用いられ、特に高性能タイヤとして好適に用いられる。
なお、本明細書における高性能タイヤとは、ドライグリップ性能に特に優れたタイヤであり、競技車両に使用する競技用タイヤをも含む概念である。
【実施例】
【００５６】
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。
【００５７】
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。
ＳＢＲ：旭化成（株）製のタフデン４３５０（スチレン含有量：３９質量％、ゴム固形分１００質量部に対してオイル分５０質量部含有）
カーボンブラック：キャボットジャパン（株）製のショウブラックＮ１１０（Ｎ２ＳＡ：１４５ｍ２／ｇ）
アロマオイル：ジャパンエナジー社製のダイアナプロセスＸ１４０（アロマ系プロセスオイル）
化合物１：アルドリッチ社製の１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール（Ｎ１の電荷密度：０．１５５）（上記式（Ｉ）中、Ｒ１：ベンジル基、Ｒ２：フェニル基、Ｒ３：水素原子、Ｒ４：水素原子）
化合物２：アルドリッチ社製の１−アセチルイミダゾール（Ｎ１の電荷密度：０．０４７７）（上記式（Ｉ）中、Ｒ１：アセチル基、Ｒ２：水素原子、Ｒ３：水素原子、Ｒ４：水素原子）
化合物３：アルドリッチ社製の１−（２−シアノエチル）−２−フェニルイミダゾール（Ｎ１の電荷密度：０．０６５）（上記式（Ｉ）中、Ｒ１：２−シアノエチル基、Ｒ２：フェニル基、Ｒ３：水素原子、Ｒ４：水素原子）
プロトン酸：アルドリッチ社製の安息香酸
フェノール誘導体：川口化学（株）製のアンテージＷ３００（４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール））
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：三井金属工業（株）製の亜鉛華１号
硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＣＺ
【００５８】
なお、上記化合物１〜３の電荷密度は、以下の条件により計算した。
計算ソフト：ＧＡＵＳＳＩＡＮ０３
基底関数：６−３１＋Ｇ（ｄ）
解析法：ＣＨｅｌｐＧ
【００５９】
実施例１〜７及び比較例１
表１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、配合材料のうち、硫黄、加硫促進剤以外の材料を１５０℃の条件下で３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、加硫促進剤を添加し、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１７０℃で２０分間プレス加硫することで加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物をトレッド形状に成形し、他のタイヤ部材と貼り合わせてタイヤに成形し、１７０℃で１２分間加硫することで試験用タイヤ（タイヤサイズ：２１５／４５Ｒ１７）を製造した。
【００６０】
得られた加硫ゴム組成物、試験用タイヤを使用して、下記の評価を行った。それぞれの試験結果を表１に示す。
【００６１】
（グリップ性能）
グリップ性能は、上島製作所製フラットベルト式摩擦試験機（ＦＲ５０１０型）を用いて評価した。幅２０ｍｍ、直径１００ｍｍの円筒形のゴム試験片（加硫ゴム組成物）を用い、速度２０ｋｍ／ｈ、荷重４ｋｇｆ、路面温度５０℃で路面に対するサンプルのスリップ率を０〜７０％まで変化させ、その際に検出される摩擦係数の中の最大値を読みとった。結果は、比較例１を１００として指数表示した。指数が大きいほど、グリップ性能に優れることを示す。
【００６２】
（操縦安定性）
試験用タイヤを車両（国産ＦＦ２０００ｃｃ）の全輪に装着して、アスファルト路面のテストコースにて実車走行を行い、操舵時のコントロールの安定性をテストドライバーが５点満点で評価した。数値が大きいほど操縦安定性に優れることを示す。（５：良い、４：やや良い、３：普通、２：やや悪い、１：悪い）
【００６３】
【表１】
【００６４】
上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物（化合物１〜３）を含む実施例では、グリップ性能、操縦安定性を向上できた。一方、上記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物（化合物１〜３）を含まない比較例では、実施例に比べて、グリップ性能、操縦安定性が劣っていた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物を含むタイヤ用ゴム組成物。
【化１】
（式（Ｉ）中、Ｒ１は、炭素数１〜１０の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、ヘテロ原子及び／又はハロゲン原子を有してもよい。Ｒ２〜Ｒ４は、同一若しくは異なって、水素原子又は炭素数１〜１０の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、ヘテロ原子及び／又はハロゲン原子を有してもよい。Ｎ１及びＮ２は、窒素原子を表す。）
【請求項２】
プロトン酸及び／又はフェノール誘導体を含む請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
前記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物と、プロトン酸及び／又はフェノール誘導体の質量基準の配合比が０．１〜１０である請求項２記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項４】
前記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物において、Ｎ１の電荷密度が正の値となる請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項５】
窒素吸着比表面積が８０〜２８０ｍ２／ｇの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。
【請求項６】
トレッド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。
【請求項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。
【請求項８】
高性能タイヤである請求項７記載の空気入りタイヤ。
【請求項１】
下記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物を含むタイヤ用ゴム組成物。
【化１】
（式（Ｉ）中、Ｒ１は、炭素数１〜１０の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、ヘテロ原子及び／又はハロゲン原子を有してもよい。Ｒ２〜Ｒ４は、同一若しくは異なって、水素原子又は炭素数１〜１０の炭化水素基を表し、該炭化水素基は、ヘテロ原子及び／又はハロゲン原子を有してもよい。Ｎ１及びＮ２は、窒素原子を表す。）
【請求項２】
プロトン酸及び／又はフェノール誘導体を含む請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
前記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物と、プロトン酸及び／又はフェノール誘導体の質量基準の配合比が０．１〜１０である請求項２記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項４】
前記式（Ｉ）で表される五員複素環式化合物において、Ｎ１の電荷密度が正の値となる請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項５】
窒素吸着比表面積が８０〜２８０ｍ２／ｇの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。
【請求項６】
トレッド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。
【請求項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。
【請求項８】
高性能タイヤである請求項７記載の空気入りタイヤ。
【公開番号】特開２０１１−１４８９０５（Ｐ２０１１−１４８９０５Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１２６８（Ｐ２０１０−１１２６８）
【出願日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Ｆターム（参考）】
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