(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a) 天然ゴムおよび／又はポリイソプレンゴム５０〜９０重量部、(b) ガラス転移温度−７５℃以下のスチレン−ブタジエン共重合体ゴム又はポリブタジエンゴム８〜４０重量部、および(c) シス含量７０重量％以上のポリイソプレンのブロック（Ａ）とスチレン含量２０重量％未満で１，２−ビニル結合含量５０％未満のポリ（スチレン−ブタジエン）のブロック（Ｂ）又はポリブタジエンのブロック（Ｂ′）からなるＡ−Ｂ（又はＢ′）型ブロック共重合体０．５〜２０重量部からなるゴム分１００重量部に対し、ＣＴＡＢ表面積が１２５m2/g超でＣ−ＤＢＰ吸油量が１００〜１５０ml/100g のカーボンブラックを３５〜５５重量部配合してなるゴム組成物でトレッドを構成した空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記Ａ−Ｂ（又はＢ′）型ブロック共重合体におけるＡ／Ｂ（又はＢ′）の割合（重量比）が２０〜８０／８０〜２０である請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記Ａ−Ｂ（又はＢ′）型ブロック共重合体の分子量が３０，０００以上である請求項１乃至２のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐摩耗性と耐チッピング性とを向上させた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空気入りタイヤのトレッドには、各種性能の改善のために複数のポリマーをブレンドして用いている。特に、耐摩耗性と低発熱性を高めようとする場合、天然ゴム（ＮＲ）又はポリイソプレンゴム（ＩＲ）に低ガラス転移温度（低Ｔｇ）のスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）又はポリブタジエンゴム（ＢＲ）をブレンドして使用することが多い。しかし、このようなブレンド系では、耐摩耗性と低発熱性は改善されるものの破壊強度、破断エネルギーが低いため耐チッピング性が劣るという欠点があった。
【０００３】
このようにポリマーのブレンド系で破壊強度、破断エネルギーが低いのは、ポリマー同士が互いに良く混ざらないからである（非相溶）。非相溶であるためにそのブレンド系に相分離界面が存在し、その界面が破壊の起点となって破断エネルギーの低下を招いている。また、非相溶であるためにブレンド系に海島が存在するので、補強のためにブレンド系に入れたカーボンブラックの偏在が生じるため破壊強度が低下してしまう。
【０００４】
そこで、この対策として小粒径で低ストラクチャーのカーボンブラックをブレンド系に配合することが提案されているが、この場合でも耐摩耗性の確保が十分でない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、非相溶のポリマーのブレンド系に特定のブロックポリマーを加え、微細な相構造のトレッドゴムを構成することにより耐摩耗性と耐チッピング性とを向上させた空気入りタイヤを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の空気入りタイヤは、(a) 天然ゴムおよび／又はポリイソプレンゴム５０〜９０重量部、(b) ガラス転移温度−７５℃以下のスチレン−ブタジエン共重合体ゴム又はポリブタジエンゴム８〜４０重量部、および(c) シス含量７０重量％以上のポリイソプレンのブロック（Ａ）とスチレン含量２０重量％未満で１，２−ビニル結合含量５０％未満のポリ（スチレン−ブタジエン）のブロック（Ｂ）又はポリブタジエンのブロック（Ｂ′）からなるＡ−Ｂ（又はＢ′）型ブロック共重合体０．５〜２０重量部からなるゴム分１００重量部に対し、ＣＴＡＢ表面積が１２５m2/g超でＣ−ＤＢＰ吸油量が１００〜１５０ml/100g のカーボンブラックを３５〜５５重量部配合してなるゴム組成物でトレッドを構成したことを特徴とする。
【０００７】
このように互いに相溶しない(a) ＮＲおよび／又はＩＲと(b) ＳＢＲ又はＢＲに対し、これらと相溶する特定のＡ−Ｂ（又はＢ′）型ブロック共重合体を配合すると共に、特定の微細なカーボンブラックを配合してゴム組成物としたため、このゴム組成物においては、これらのゴム分の相構造が微細化され（理想的な場合は相溶化され）均一なゴム相を形成し、この相中にカーボンブラックが均一に分散した形態となるので、このゴム組成物でタイヤのトレッドを構成することにより、破壊強度、破断エネルギーを高めることができ、耐摩耗性と耐チッピング性とを向上させることが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明で用いるＮＲ、ＩＲ、ガラス転移温度（Ｔｇ）−７５℃以下のＳＢＲ、ガラス転移温度（Ｔｇ）−７５℃以下のＢＲは、それぞれ、一般の市販品でよい。ここで、Ｔｇを−７５℃以下としたのは−７５℃超であると耐摩耗性と発熱性が低下するので好ましくないからである。
【０００９】
Ａ−Ｂ（又はＢ′）型ブロック共重合体は、下記のブロック（Ａ）とブロック（Ｂ）又はブロック（Ｂ′）とからなるブロックコポリマーである。
ブロック（Ａ）：
シス含量７０重量％以上のＩＲのブロック。シス含量７０重量％未満ではＮＲ又はＩＲとの相溶性が悪くなるため期待した相構造の微細化が得られなくなる。
【００１０】
ブロック（Ｂ）、（Ｂ′）：
スチレン含量２０重量％未満で１，２−ビニル結合含量５０％未満のポリ（スチレン−ブタジエン）、又はポリブタジエンのブロック。スチレン含量２０重量％以上ではＴｇが−７５℃以下のＳＢＲ又はＢＲと非相溶になるため目的の効果が得られない。また、１，２−ビニル結合含量５０％以上でもＴｇが−７５℃以下のＳＢＲ又はＢＲと非相溶になるので、期待した効果は得られず好ましくない。
【００１１】
このＡ−Ｂ（又はＢ′）型ブロック共重合体におけるＡ／Ｂ（又はＢ′）の割合（重量比）は、２０〜８０／８０〜２０であるのがよい。この範囲外では、マトリックスゴム（ＮＲ、ＩＲ、Ｔｇ−７５℃以下のＳＢＲ、Ｔｇ−７５℃以下のＢＲ）との絡み合いが少なくなり、マトリックスゴムの相溶化への寄与が不十分となる。また、このＡ−Ｂ（又はＢ′）型ブロック共重合体の分子量は３０，０００以上であるのがよく、５０，０００〜８００，０００が好ましい。３０，０００未満ではマトリックスとの絡み合いが少なく、共架橋性も低下するので好ましくない。
【００１２】
Ａ−Ｂ（又はＢ′）型ブロック共重合体は、一般的には、ブチルリチウムなどの有機アルカリ金属化合物触媒を用いてヘキサンなどの有機溶媒中で、例えば、イソプレンを重合させてブロック（Ａ）を製造し、末端リビング状態のこのブロックに、さらにスチレンとブタジエン又はブタジエン単独を添加してブロック（Ｂ）又はブロック（Ｂ′）を製造することにより作製される。この作製に際しては、所望によりモノマー配合量比、ビニル化剤、重合条件などを適宜選定して目的のブロック共重合体を得ることができる。さらに、このＡ−Ｂ（又はＢ′）型ブロック共重合体同士を、例えば、四塩化スズ、四塩化ケイ素などでカップリングさせてもよい。また別法として、これも常法に従って、ブロック（Ａ）とブロック（Ｂ）又はブロック（Ｂ′）をそれぞれ製造し、これを例えば四塩化スズ、四塩化ケイ素などのカップリング剤を用いてカップリングさせることによっても作製することができる。
かかるＡ−Ｂ（又はＢ′）型ブロック共重合体は、例えば、下記式
【００１３】
【化１】
0003672382.tif 000002
で示される結合を有する化合物、例えば、アミド化合物、イミド化合物、ラクタム化合物、尿素化合物などの変性剤で末端変性されていてもよい。かかる末端変性は、Ａ−Ｂ（又はＢ′）型ブロック共重合体の共重合完了後、リビング状態で適当な変性剤を添加することにより行うことができる。
【００１４】
また、本発明で用いるカーボンブラックは、ＣＴＡＢ表面積が１２５m2/g超でＣ−ＤＢＰ吸油量が１００〜１５０ml/100g のものである。ＣＴＡＢ表面積が１２５m2/g以下では発熱性は低くなるものの耐摩耗性と耐チッピング性の両特性を改良することができず好ましくない。Ｃ−ＤＢＰ吸油量が１００ml/100g 未満では耐摩耗性の改良が不十分であり、一方、１５０ml/100g を超えると伸びが低下し、耐チッピング性の低下が著しく好ましくない。ＣＴＡＢ表面積は、ASTM D 3765-80の方法に準拠して測定される。Ｃ−ＤＢＰ吸油量は、２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量とも称されるもので、ASTM D 3493 に準拠して測定される。
【００１５】
本発明では、(a) ＮＲおよび／又はＩＲの５０〜９０重量部、(b) Ｔｇ−７５℃以下のＳＢＲ又はＢＲの８〜４０重量部、および(c) 前記Ａ−Ｂ（又はＢ′）型ブロック共重合体の０．５〜２０重量部からなるゴム分１００重量部に対し、上記カーボンブラックを３５〜５５重量部配合してなるゴム組成物でトレッドを構成して空気入りタイヤを形成する。配合割合がこれらの範囲外では、マトリックスゴムの相構造の微細化又は相溶化が不十分となる。なお、本発明に用いるブロック共重合体は少量でも十分な効果が得られる。
【００１６】
上記ゴム組成物には、必要に応じて、硫黄、加硫促進剤、老化防止剤、充填剤、軟化剤、可塑剤などの一般にタイヤ用その他のゴム組成物に配合されている配合剤を配合することができる。
以下に実施例を示す。
【００１７】
【実施例】
▲１▼  表１および表２に示す配合内容（重量部）で各成分を配合してゴム組成物とした（実施例１〜３、比較例１〜８）。配合に際しては、加硫促進剤と硫黄を除く配合剤および原料ゴムを１．７リットルのバンバリーミキサーで５分間混合した後、この混合物に加硫促進剤と硫黄とを配合し、８インチの試験用練りロール機で４分間混練し、ゴム組成物を得た。これらのゴム組成物を１５０℃で３０分間プレス加硫して、試験片を調製し、これを用いて下記によりその耐摩耗性および耐チッピング性を評価した。この結果を表２に示す。
耐摩耗性：
ランボーン摩耗試験機を用いてＪＩＳ  Ｋ６２６４に準拠し、荷重４．０kg、スリップ率３０％の条件にて測定した。（比較例３の摩耗量）×１００／（試料の摩耗量）を１００として指数表示した。指数値が大きいほど耐摩耗性は良好である。
耐チッピング性：
破断エネルギーを測定することによった。破断エネルギーは、JIS K 6301に基づき引張試験を行い、破断までの応力−歪曲線からその面積を破断エネルギーとして使用した。比較例３を１００として指数表示した。指数値が大きいほど破断エネルギーが高く、耐チッピング性が良い。
【００１８】
【表１】
表  １
ゴ  ム                  １００重量部（表２に記載）
カーボンブラック                変量（表２に記載）
酸化亜鉛                    ５重量部
ステアリン酸                ３重量部
老化防止剤                  ２重量部
アロマチックオイル          ３重量部
硫  黄                     1.5重量部
加硫促進剤                 1.0重量部
【００１９】
【表２】
0003672382.tif 000003
【００２０】
注）  ＊１  ブロック（Ａ）：シス含量８０％のＩＲ、ブロック（Ｂ）：スチレン含量１２重量％、1.2 −ビニル結合含量２０％の  ＳＢＲ、Ａ／Ｂ（重量比）＝５０／５０。
＊２  ＣＴＡＢ表面積  １１０m2／g 、Ｃ−ＤＢＰ吸油量  ９５ml／100g。
【００２１】
＊３  ＣＴＡＢ表面積  １４０m2／g 、Ｃ−ＤＢＰ吸油量  １０５ml／100g。
＊４  ＣＴＡＢ表面積  １４０m2／g 、Ｃ−ＤＢＰ吸油量  ９３ml／100g。
【００２２】
表２において、比較例３はＡ−Ｂ型ブロック共重合体を配合しない場合である。この比較例３に比し、本発明におけるゴム組成物（実施例１〜４）は、耐摩耗性および耐チッピング性（破断エネルギー）の両方において優れている。比較例１はＢＲ、ＳＢＲ、Ａ−Ｂ型ブロック共重合体のいずれをも配合しない場合であり、比較例２はＡ−Ｂ型ブロック共重合体を配合しない場合である（比較例３との相違は、比較例３がＳＢＲを用いているのに対し、比較例２はＢＲを用いていること）。
【００２３】
比較例４は本発明範囲外のカーボンブラックを用いた場合であり、比較例５はＮＲおよびＳＢＲをそれぞれ本発明範囲外の量で用いた場合であり、比較例６は本発明の範囲外のＳＢＲを用いた場合であり、比較例７はカーボンブラックを本発明範囲外の量で用いた場合であり、比較例８は本発明外のカーボンブラックを用いた場合である。
▲２▼  表２の数種のゴム組成物をトレッドゴムとして１０００  Ｒ２０  １４ＰＲのトラック用大型タイヤを作製し、良路／悪路＝９０／１０のコースにて実走行テストを実施し、５×１０4 km走行後の残溝から下記により耐摩耗性を評価すると共に、外観を目視することにより耐チッピング性を評価した。この結果を表３に示す。
【００２４】
耐摩耗性：
実車走行後（走行距離５×１０4 km）にタイヤ残溝を測定することにより、摩耗量１mm当たりの走行距離を算出し、この走行距離に基づいて耐摩耗性を評価した。評価結果は比較例３のゴム組成物をトレッドゴムとしたタイヤを１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど耐摩耗性に優れている。
耐チッピング性：
外観を目視にて５点法で判定した。数値が大きいほど耐チッピング性が良好である。
【００２５】
【表３】
0003672382.tif 000004
表３から、本発明におけるゴム組成物をトレッドゴムとしたタイヤが耐摩耗性および耐チッピング性の両方に優れることが分かる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、  (a) 天然ゴムおよび／又はポリイソプレンゴム５０〜９０重量部、(b) ガラス転移温度−７５℃以下のスチレン−ブタジエン共重合体ゴム又はポリブタジエンゴム８〜４０重量部、および(c) シス含量７０重量％以上のポリイソプレンのブロック（Ａ）とスチレン含量２０重量％未満で１，２−ビニル結合含量５０％未満のポリ（スチレン−ブタジエン）のブロック（Ｂ）又はポリブタジエンのブロック（Ｂ′）からなるＡ−Ｂ（又はＢ′）型ブロック共重合体０．５〜２０重量部からなるゴム分１００重量部に対し、ＣＴＡＢ表面積が１２５m2/g超でＣ−ＤＢＰ吸油量が１００〜１５０ml/100g のカーボンブラックを３５〜５５重量部配合してなるゴム組成物でトレッドを構成したために、耐摩耗性と耐チッピング性とを向上させることが可能となる。