(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムを主成分とするゴム成分１００重量部に対し、５５〜６５重量部のカーボンブラック、５〜１５重量部のシリカ、３．５〜４．５重量部の硫黄、０．０８重量部以上のコバルト、レゾルシン系樹脂およびメチレン供与体を含むブレーカー用ゴム組成物からなるブレーカー層を有するトラック用タイヤ。
【請求項２】
カーボンブラックのヨウ素吸着量が７０〜１２０ｇ／ｋｇであり、ＤＢＰ吸油量が７０〜１２５ｍｌ／１００ｇである請求項１記載のトラック用タイヤ。
【請求項３】
レゾルシン系樹脂の含有量が０．５〜３．０重量部であり、メチレン供与体の含有量が０．５〜３．０重量部である請求項１または２記載のトラック用タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラック用タイヤに関し、とりわけ、剛性、耐熱性、接着性、湿熱接着性、伸び性能などのバランスに優れたブレーカー用ゴム組成物、および、該ゴム組成物をブレーカー層に用いたトラック用タイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、タイヤの長寿命化の要求が強くなっており、キャップトレッドゴムの耐摩耗性の改善やタイヤトレッド幅の拡大などが進められている。これに伴い、タイヤとしての発熱性が高くなり、これによってブレーカーゴムが硬化し、破断時伸びが低下するため、タイヤがバースト現象を起こしたり、トレッドとベルト間のセパレーションが発生しやすくなるという問題が生じる。
【０００３】
その改善手法としては、キャップトレッドの発熱性を低下させることが有効であるが、耐摩耗性の要求を満足できなくなる。ほかにも、トレッドをキャップ／ベースの２層構造にしてベーストレッドに低発熱のゴムを採用する技術が一般的であるが、通常低発熱のゴムは補強性が低く、摩耗末期に露出すると耐摩耗性が低下し、摩耗外観不良（チッピング）や溝底でのクラックなどが発生してしまうため、摩耗してもベーストレッドが表面に露出してこない程度にまでしか使用できず、低発熱化の効果は小さい。
【０００４】
そこで、これらの発熱性の高いトレッドゴムおよび構造に対しても耐久しうるブレーカー用のゴム配合を採用することが急務となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、剛性、耐熱性、接着性、湿熱接着性、伸び性能などのバランスに優れたブレーカー用ゴム組成物、および、該ゴム組成物をブレーカー層に用いたトラック用タイヤを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
従来のブレーカー用のゴム配合では、スチールコードとの接着性、発熱性などを重視して硫黄を多量に配合していた。しかし、ブレーカーはタイヤの機械的な疲労に加えて、熱的な疲労を非常に強く受ける。実際に市場を走行したブレーカーゴムの物性を調査すると弾性率の上昇が著しく、とくに破断時の伸びが大きく低下している。
【０００７】
そこで、本発明においては、物性変化に悪影響を及ぼす硫黄の量を減じ、走行後の硬化、伸びの低下を改善し、それによる接着性の低下をレゾルシン系樹脂およびメチレン供与体（メチレン基を供与し得る化合物）によって補う。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムを主成分とするゴム成分１００重量部に対し、５５〜６５重量部のカーボンブラック、５〜１５重量部のシリカ、３．５〜４．５重量部の硫黄、０．０８重量部以上のコバルト、レゾルシン系樹脂およびメチレン供与体を含むブレーカー用ゴム組成物からなるブレーカー層を有するトラック用タイヤに関する。
【０００９】
また、前記トラック用タイヤにおいて、カーボンブラックのヨウ素吸着量は７０〜１２０ｇ／ｋｇであり、ＤＢＰ（ジブチルフタレート）吸油量は７０〜１２５ｍｌ／１００ｇであることが好ましい。
【００１０】
また、前記トラック用タイヤにおいて、レゾルシン系樹脂の含有量は０．５〜３．０重量部であり、メチレン供与体の含有量は０．５〜３．０重量部であることが好ましい。
【００１１】
さらに、前記ゴム組成物からなるブレーカー層またはベルト層を有する空気入りタイヤに関する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のブレーカー用ゴム組成物は、ゴム成分、カーボンブラック、シリカ、硫黄、コバルト、レゾルシン系樹脂、メチレン供与体を含む。本発明では、ゴム配合のなかでも最も物性変化に悪影響を及ぼす硫黄の量を減らし、それによって低下が予想される接着性、湿熱接着性をレゾルシン系樹脂およびメチレン供与体によって補う。さらに、カーボンブラックとシリカの最適配合量を規定することによって、剛性、接着性、湿熱接着性、伸び性能などのバランスに優れたゴム組成物を得る。
【００１３】
前記ゴム成分としては、発熱性の点から、主に、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムを用いる。その他のゴム成分としては、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴムなどのジエン系ゴムを用いることができる。
【００１４】
前記カーボンブラックとしては、ヨウ素吸着量が７０〜１２０ｇ／ｋｇのものが用いられる。ヨウ素吸着量が７０ｇ／ｋｇより低いと補強性が低く破断時伸び性能に劣り、１２０ｇ／ｋｇをこえると発熱性が高くなる。より好ましくは、ヨウ素吸着量の上限は１１５ｇ／ｋｇ、下限は７５ｇ／ｋｇである。
【００１５】
さらに、前記カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、７０〜１２５ｍｌ／１００ｇであることが望ましい。ＤＢＰ吸油量が７０ｍｌ／１００ｇ未満では剛性が不足し、１２５ｍｌ／１００ｇをこえると破断時伸び性能に劣る。より好ましくは、ＤＢＰ吸油量の上限は１１５ｍｌ／１００ｇ、下限は７５ｍｌ／１００ｇである。
【００１６】
カーボンブラックの配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、５５〜６５重量部である。５５重量部より少ないと剛性が不足し、６５重量部より多いと発熱性が高く破断時伸び性能が低下する。より好ましくは、カーボンブラックの配合量の上限は６３重量部、下限は５７重量部である。
【００１７】
前記シリカの配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、５〜１５重量部である。カーボンブラックと併用することを考慮すると、５重量部より少ないと発熱性に劣り、１５重量部より多いと剛性が低下する。より好ましくは、シリカの配合量の上限は１３重量部、下限は８重量部である。
【００１８】
硫黄の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、３．５〜４．５重量部である。３．５重量部より少ないと発熱性、接着性に劣り、４．５重量部より多いと耐熱老化性が低下する。より好ましくは、硫黄の配合量の上限は４．３重量部、下限は３．７重量部である。
【００１９】
前記コバルトは、コバルト金属塩として配合することが好ましい。コバルト金属塩は、コードとゴムとを架橋する役目を果たすため、コバルト金属塩を配合することにより、コードとゴムとの接着性を向上させることができる。コバルト金属塩の具体例としては、たとえば、ステアリン酸コバルト、ナフテン酸コバルト、ネオデカン酸コバルトなどがあげられる。
【００２０】
コバルト金属塩の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、コバルトに換算して、０．０８重量部以上である。０．０８重量部より少ないと接着性に劣る。また、コバルト金属塩の配合量は、コバルトに換算して、０．２５重量部以下であることが好ましい。０．２５重量部をこえて添加しても、性能の更なる改善効果は認められず、コストが高くなる傾向がある。より好ましくは、コバルト金属塩のコバルトに換算した配合量の上限は、０．２０重量部、下限は０．１０重量部である。
【００２１】
前記メチレン供与体としては、たとえば、ヘキサメチレンテトラミン、ヘキサメトキシメチルメラミンなどを用いることができる。
【００２２】
前記レゾルシン系樹脂は、水酸基を有し、メチレン受容体として作用するものである。すなわち、水酸基部分で、メチレン供与体のメチレン基と硬化反応し、ゴムとコードの接着性を高めることができる。
【００２３】
レゾルシン系樹脂の具体例としては、たとえば、レゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン−アルキルフェノール−ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂とアルキルフェノール−ホルムアルデヒド樹脂との混合物などがあげられる。
【００２４】
レゾルシン系樹脂およびメチレン供与体の配合量は、いずれも０．５〜３重量部が好ましい。０．５重量部未満では、充分な発熱性、剛性、接着性が得らない傾向があり、３．０重量部をこえると硬化が著しくなり、破断時伸び性能に劣る傾向がある。より好ましくは、レゾルシン系樹脂およびメチレン供与体の各配合量の上限は２．５重量部、下限は１．０重量部である。
【００２５】
メチレン供与体とレゾルシン系樹脂との配合比率は、重量比で２：１〜１：１であることが好ましく、１：１であることがより好ましい。レゾルシン系樹脂に対するメチレン供与体の配合比率が１未満では接着性の向上効果が小さい傾向があり、２をこえるとコストが上昇する傾向がある。
【００２６】
本発明のゴム組成物には、さらに、水酸化アルミニウムなどの充填剤；アロマ系プロセスオイル、パラフィン系オイルなどの軟化剤；酸化亜鉛、ステアリン酸などの加硫助剤、メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）、ベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ）、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド（ＣＢＳ）などの加硫促進剤；有機繊維、発泡剤、加硫遅延剤、ワックスなどの添加剤を配合することができる。
【００２７】
本発明のゴム組成物は、まず、硫黄、加硫促進剤以外の成分を混練りし、つぎに硫黄および加硫促進剤を配合して再度混練りすることによって得ることができる。
【００２８】
このようにして得られたゴム組成物は、剛性、耐熱性、接着性、湿熱接着性、伸び性能などのバランスに優れており、スチールコードなどのコードを該ゴム組成物で被覆してブレーカー層またはベルト層を成型したのち、他のタイヤ部材と貼り合わせて未加硫タイヤを成型し、加硫することによって、本発明の空気入りタイヤを得ることができる。
【００２９】
【実施例】
以下に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。
【００３０】
実施例１〜２５および比較例１〜９
＜試薬の説明＞
天然ゴム：ＲＳＳ＃３
カーボンブラック１：三菱化学（株）製のダイアブラックＬＨ（Ｎ３２６）（ヨウ素吸着量８４ｇ／ｋｇ、ＤＢＰ吸油量７４ｍｌ／１００ｇ）
カーボンブラック２：三菱化学（株）製のダイアブラックＬＩ（Ｎ２１９）（ヨウ素吸着量１０７ｇ／ｋｇ、ＤＢＰ吸油量７８ｍｌ／１００ｇ）
カーボンブラック３：三菱化学（株）製のダイアブラックＩ（Ｎ２２０）（ヨウ素吸着量１１８ｇ／ｋｇ、ＤＢＰ吸油量１１４ｍｌ／１００ｇ）
カーボンブラック４：昭和キャボット（株）製のショウブラックＮ３５１（ヨウ素吸着量７３ｇ／ｋｇ、ＤＢＰ吸油量１２５ｍｌ／１００ｇ）
カーボンブラック５：東海カーボン（株）製のシースト９（Ｎ１１０）（ヨウ素吸着量１３８ｇ／ｋｇ、ＤＢＰ吸油量１１５ｍｌ／１００ｇ）
シリカ：デグッサ社製のウルトラシルＶＮ３
シランカップリング剤：デグッサ社製のビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフェン（Ｓｉ６９）
レゾルシン系樹脂１：住友化学工業（株）製のスミカノール６２０(変性レゾルシンホルムアルデヒド樹脂)
レゾルシン系樹脂２：住友化学工業（株）製のＲＳＭ(レゾルシン６０重量％とステアリン酸４０重量％の混合物)
メチレン供与体１：住友化学工業（株）製のスミカノール５０７（メチル化メチロールメラミン樹脂）
メチレン供与体２：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＨ（ヘキサメチレンテトラミン）
コバルト金属塩：ＤＩＣ社製のステアリン酸コバルト（コバルト成分１０％）
老化防止剤：精工化学（株）製のオゾノン６Ｃ
亜鉛華：東邦亜鉛（株）製の銀嶺Ｒ
硫黄：鶴見化学（株）製の硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤＺ（Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
【００３１】
＜タイヤの製造方法＞
表１に示す基本配合に、表２〜４に示す配合から硫黄および加硫促進剤を除いた配合を、バンバリーミキサーを用いて約１５０℃で５分間混練りした。得られたゴム組成物に、硫黄および加硫促進剤を加えて、２軸オープンロールを用いて約８０℃で５分間練り込んだ。得られたブレーカー用ゴム組成物をスチールコードに被覆してブレーカー層とした。このブレーカー層を用いて未加硫タイヤを成型し、１５０℃、３０分間、２０ｋｇｆの条件にて加硫を行ない、サイズ１１Ｒ２２．５のトラック用タイヤを製造した。
【００３２】
＜試験方法＞
（１）発熱性（損失正接）
（２）剛性（弾性率）
調製した新品タイヤのブレーカーゴム組成物から試験片を作製し、（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータにて、周波数１０Ｈｚ、動歪１．０％の条件下で６０℃の損失正接（ｔａｎδ）および弾性率（複素モジュラスＥ＊）の測定を行なった。
【００３３】
損失正接は、その逆数を、比較例１の値を１００として、指数表示した。指数が大きいほどｔａｎδが低く、発熱性が低いことを示している。
【００３４】
弾性率は、比較例１の数値を１００として指数で示した。指数が高いほど剛性が高いことを示す。
【００３５】
弾性率については、新品タイヤを１０トントラックに装着して３０万ｋｍ走行させたのちのタイヤについても、同様に試験を実施した。
【００３６】
（３）破断時伸び
調製した新品タイヤのブレーカーゴム組成物から試験片を作製し、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準じて３号ダンベルを用いて引張り試験を実施し、破断時伸びＥＢ（％）を測定した。ＥＢを、比較例１の値を１００として指数で示した。指数が大きいほど、破断時伸びに優れ、耐バースト性に優れると考えられる。
【００３７】
新品タイヤを１０トントラックに装着して３０万ｋｍ走行させたのちのタイヤについても、同様に試験を実施した。
【００３８】
（４）接着性
調製した新品タイヤのブレーカーゴム組成物からサンプリングして、第２ブレーカー層と第３ブレーカー層間の接着試験を実施し、スチールコードとゴム間の接着性を以下の基準により５点法で評価した。試験条件は、サンプル形状を除いて基本的にＪＩＳ  Ｋ６２５６に準じて実施した。
５点：全く界面剥離がなく、全てゴムの凝集破断が生じる。
４点：ごく一部スチールコード面が界面剥離し露出しているが、耐久上問題がない。
３点：一部スチールコード面が界面剥離し露出しており、新品としては不充分である。
２点：界面剥離面が多く、耐久性の問題がある。
１点：全く接着されない。
【００３９】
新品タイヤを１０トントラックに装着して３０万ｋｍ走行させたのちのタイヤについても、同様に試験を実施した。
【００４０】
＜試験結果＞
結果を、表２〜４に示す。
【００４１】
表２の実施例１、２、７および比較例３〜４を比較すると、カーボンブラックの配合量は５５〜６５重量部が望ましいことがわかる。
【００４２】
表２の実施例２〜６を比較すると、カーボンブラックのヨウ素吸着量は、７０〜１２０ｇ／ｋｇの範囲にあることが望ましいことがわかる。
【００４３】
表２の実施例２および比較例２を比較すると、レゾルシン系樹脂およびメチレン供与体を添加することによって、発熱性が低下し、弾性率が向上し、接着性、とりわけ走行後の接着性が向上することがわかる。
【００４４】
表２の実施例２および表３の実施例１０〜１７を比較すると、レゾルシン系樹脂およびメチレン供与体の量は、おのおの０．５〜３重量部が望ましいことがわかる。０．５重量部より少ないと発熱性、接着性が不充分となり、３重量部より多いと破断時伸びが低下する傾向にある。
【００４５】
表２の実施例２および表４の実施例２０〜２１を比較すると、レゾルシン系樹脂およびメチレン供与体として、いずれの種類を用いても同様の性能が認められることがわかる。
【００４６】
表２の実施例２、８〜９および比較例５〜６を比較すると、シリカの配合量は、剛性を維持するためにカーボンと組合せると、５〜１５重量部が望ましいことがわかる。
【００４７】
表４の実施例１８〜１９および比較例７〜８を比較すると、硫黄の配合は、３．５〜４．５重量部が望ましいことがわかる。３．５重量部より少ないと発熱性が高く接着性も劣る。４．５重量部より多いと耐熱性が劣り、とくに走行後の破断時伸び性能が低下する。
【００４８】
表２の実施例２、表４の実施例２２〜２５および比較例９を比較すると、コバルト金属塩として含まれるコバルトの量は、０．０８重量部以上が望ましいことがわかる。０．０８重量部より少ないと接着性が著しく劣る。
【００４９】
【表１】
0003670599.tif 000002
【００５０】
【表２】
0003670599.tif 000003
【００５１】
【表３】
0003670599.tif 000004
【００５２】
【表４】
0003670599.tif 000005
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、ブレーカ用ゴム組成物において、ゴム配合のなかでも最も物性変化に悪影響を及ぼす硫黄の量を減らし、レゾルシン系樹脂およびメチレン供与体を添加することによって、剛性、接着性、湿熱接着性、伸び性能などのバランスを向上させることができる。