(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
踏面側に配されるキャップゴムと、その内周側に配されるベースゴムとからなるトレッドゴムを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記ベースゴムが、有機リチウム触媒を用いて重合され、その分子末端が変性剤で水酸基変性されたブタジエンゴム又はスチレンブタジエンゴムを１５〜５０重量部含んでなるジエン系ゴム成分１００重量部に対し、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が２０〜３２ｍ２／ｇ、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が５０〜１５０ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックを２０〜５０重量部含有するゴム組成物からなり、
前記ゴム組成物の７０℃で測定した損失正接（ｔａｎδ）が０．０５未満である
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤに関し、より詳細には、キャップ／ベース構造のトレッドを備え、ベースゴムに末端変性ポリマーと特定のカーボンブラックとを併用することでゴム組成物の発熱を抑えてタイヤの低燃費性を改善した空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減し車両の燃費性を向上することは、社会的要請として強く求められている。
【０００３】
空気入りタイヤの低燃費性の改善に関しては、従来よりジエン系ゴムや特定の変性剤で末端変性されたジエン系ポリマーと特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックとを併用し、ｔａｎδを特定範囲に設定したゴム組成物が提案され、これをトレッドに使用することでタイヤの転がり抵抗を低減させ低燃費性を改善することが記載されている（例えば、特許文献１〜３）。
【特許文献１】特開平９−２２７７２０号公報
【特許文献２】特開平１１−２０９５１８号公報
【特許文献３】特開２００５−６８２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、転がり抵抗を低減させるためにキャップ／ベース構造トレッドのベースゴムに着目したところ、ベースゴムはキャップゴムに比べて耐摩耗性や操縦安定性、ウェット性能などの走行性能に対する影響が少なく、ベースゴムのヒステリシスロスを大幅に低減すれば、タイヤ性能を損なわずに転がり抵抗を低減できることを見い出した。
【０００５】
そこで、ベースゴムのゴム組成物について種々検討を行った結果、ゴム成分にリチウム系触媒を用いて重合され、分子末端が変性されたブタジエンゴム又はスチレンブタジエンゴムと、特定のコロイダル特性を有するカーボンブラックとを組み合わせることにより、ベースゴムとして要求される破壊強度、耐疲労性を損なうことなく、更には加工性も損なうことなく、タイヤの転がり抵抗を低減できることを見出した。
【０００６】
すなわち、本発明の課題は、タイヤの転がり抵抗を低減して低燃費化を図ることができるゴム組成物をベースゴムに用いた空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、踏面側に配されるキャップゴムと、その内周側に配されるベースゴムとからなるトレッドゴムを備えた空気入りタイヤにおいて、前記ベースゴムが、有機リチウム触媒を用いて重合され、その分子末端が変性剤で水酸基変性されたブタジエンゴム又はスチレンブタジエンゴムを１５〜５０重量部含んでなるジエン系ゴム成分１００重量部に対し、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が２０〜３２ｍ２／ｇ、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が５０〜１５０ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックを２０〜５０重量部含有するゴム組成物からなり、前記ゴム組成物の７０℃で測定した損失正接（ｔａｎδ）が０．０５未満であることを特徴とする空気入りタイヤである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、他のタイヤ性能を損なうことなく、タイヤの転がり抵抗を低減することで低燃費性を改善した空気入りタイヤを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
図１は本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すトレッド部の半断面図である。空気入りタイヤ１は、一対のビード部と、ビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と（ビード部、サイドウォール部は図示せず）、サイドウォール部間に設けたトレッド部１０とを備える。この構造は一般的なタイヤと同じ構造であり、本発明は当該構造を有する何れのタイヤにも適用することができる。
【００１１】
空気入りタイヤ１は一対のビード部の間にカーカス層２が架け渡されるように配されている。カーカス層２はポリエステル等のコードをゴム引きしたコード層から形成されたラジアルカーカスであり、カーカス層２のタイヤ径方向外側には、たが効果によりトレッド部１０の補強を行うベルト層４が配置され、そのベルト層４のタイヤ径方向外側にトレッド部１０が形成されている。トレッドゴム６は、踏面側に配されるキャップゴム９と、その内周側に配されるベースゴム８とを備えた、いわゆるキャップ／ベース構造をなしている。
【００１２】
本発明において、ベースゴムに用いられるゴム組成物は、ゴム成分として、有機リチウム触媒を用いて重合されたブタジエンゴム（ＢＲ）又はスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）であって、その分子末端が変性剤で変性された変性ゴムをゴム成分中の１５〜５０重量部で用いられ、残部ゴム成分としては前記変性ＢＲおよび変性ＳＢＲ以外の他のジエン系ゴムが用いられる。
【００１３】
前記ＢＲ、ＳＢＲの重合触媒に使用される有機リチウム化合物としては、一般に溶液重合において用いられる有機リチウム化合物であり、その種類は特に制限されない。例えば、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム、ｎ−ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウム、ｔｅｒｔ−ブチルリチウム、ｎ−ヘキシルリチウム、ｎ−オクチルリチウム等に代表されるアルキルリチウム、フェニルリチウム、トリルリチウム、リチウムナフチリド等に代表されるアリールリチウム、ビニルリチウム、プロペニルリチウム等に代表されるアルケニルリチウム、テトラメチレンジリチウム、ペンタメチレンジリチウム、ヘキサメチレンジリチウム、デカメチレンジリチウム等に代表されるアルキレンジリチウムなどを挙げることができる。
【００１４】
また、前記変性ＢＲ、変性ＳＢＲは、分子末端が変性剤により変性されたものである。変性剤としてはスズ化合物、及び水酸基、アミノ基、エポキシ基、シアノ基、カルボキシル基、ハロゲン、アルコキシ基等が挙げられ、ＢＲ、ＳＢＲのポリマー末端に導入されたものである。変性率は２０％以上、好ましくは４０％以上であり、変性剤としてはスズ化合物、水酸基、アミノ基が好ましい。
【００１５】
スズ化合物としては、四塩化スズ、メチル三塩化スズ、ジブチルジクロロスズ、トリブチルクロロスズ等のハロゲン化スズ化合物、テトラアリルスズ、ジエチルジアリルスズ、テトラ（２−オクテニル）スズ等のアリルスズ化合物、テトラフェニルスズ、テトラベンジルスズ等を挙げることができ、特にハロゲン化スズ化合物が好適である。
【００１６】
この変性ＢＲ、変性ＳＢＲの配合量は、ゴム成分１００重量部中の１５〜５０重量部であり、１５重量部未満では転がり抵抗の低減効果が少なく、５０重量部を超えるとムーニー粘度が上昇し加工性が低下する傾向を示すようになる。
【００１７】
上記のポリマーの重合方法、末端変性方法は、従来から公知の方法によることができ、例えば、特開２００２−２８４９３０号公報、特開２００２−２８４９３３号公報に記載の方法によることができる。
【００１８】
他のジエン系ゴムとしては、特に限定はなく、天然ゴムの他、イソプレンゴム、上記以外の溶液重合や乳化重合によるブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴムなどのジエン系合成ゴムが挙げられ、これらはそれぞれ単独でも２種以上を併用しゴム成分としてもよい。
【００１９】
本発明において、ベースゴムに用いるゴム組成物は、前記変性ＢＲ又はＳＢＲと他のジエン系ゴムのブレンドをゴム成分とするゴム１００重量部に対し、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が２０〜４０ｍ２／ｇ、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が５０〜１５０ｃｍ３／１００ｇであるカーボンブラックが２０〜５０重量部配合される。
【００２０】
カーボンブラックのＮ２ＳＡが２０ｍ２／ｇ未満ではゴム組成物の強度低下により引き裂き力が劣り耐久性が低下し、４０ｍ２／ｇを超えるとヒステリシスロスが大きくなり転がり抵抗や発熱が大きくなる。また、ＤＢＰ吸油量が５０ｃｍ３／１００ｇ未満であると強度低下により引き裂き力が劣り、１５０ｃｍ３／１００ｇを超えると転がり抵抗が向上しない。なお、Ｎ２ＳＡ及びＤＢＰ吸油量はＪＩＳ Ｋ６２１７に準じて測定される値である。
【００２１】
上記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２０〜５０重量部である。カーボンブラックの配合量が２０重量部未満であると、補強効果が不足して耐引き裂き性が低下し、一方、５０重量部を越えると、発熱性が悪化して転がり抵抗の低減効果が得られなくなり、また加工性の低下を示すようになる。
【００２２】
本発明に係るゴム組成物には、上記した成分の他に、シリカなどの無機充填剤、老化防止剤、亜鉛華、ステアリン酸、軟化剤、加硫剤、加硫促進剤など、タイヤ用ゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を本発明の効果を損なわない範囲で限定なく使用することができる。
【００２３】
上記構成による本発明に係るゴム組成物は、ＪＩＳ  Ｋ−６３９４に準拠し、初期歪１０％、動歪２％、周波数１０Ｈｚ、温度７０℃で測定された損失係数（ｔａｎδ）が、０．０５未満である。
【００２４】
ｔａｎδが０．０５以上になると、エネルギーロスが大きくなり転がり抵抗の低減効果が達成されない。ｔａｎδの下限値は特に限定されないが、０．０１５以上であることが好ましい。
【００２５】
以上の各成分よりなるゴム組成物は、バンバリーミキサー、ニーダ等のゴム用混練機を用いて常法により調製される。
【００２６】
本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物をベースゴムに適用することで、タイヤの転がり抵抗を低減し、空気入りタイヤの低燃費性を改善することができる。
【実施例】
【００２７】
以下に、本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこの実施例により限定されるものではない。
【００２８】
天然ゴム（ＲＳＳ＃３）と、下記ブタジエンゴム（ＢＲ１〜３）とをゴム成分とし、下記カーボンブラック（ＣＢ１〜５）と、各ゴム組成物の共通成分とを配合した各実施例、比較例のゴム組成物（但し、実施例１および２は参考例である。）を、容量２００リットルのバンバリーミキサーを使用し常法により混練し調製した。使用したゴム成分、カーボンブラック、共通配合成分は下記である。
【００２９】
［ゴム成分］
・天然ゴム（ＮＲ）：タイ製「ＲＳＳ＃３」
・ブタジエンゴム（ＢＲ１）：ＪＳＲ（株）「ＢＲ０１」
・スズ変性ブタジエンゴム（ＢＲ２）：日本ゼオン（株）「ＢＲ１２５０Ｈ」
・水酸基変性ブタジエンゴム（ＢＲ３）：旭化成（株）「タフデンＥ４０」
【００３０】
［カーボンブラック］
・カーボンブラック（ＣＢ１）：東海カーボン（株）「シーストＳＯ」（Ｎ２ＳＡ＝４２  ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量＝１１５ｃｍ３／１００ｇ）
・カーボンブラック（ＣＢ２）：東海カーボン（株）「シーストＳＶＨ」（Ｎ２ＳＡ＝３２ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量＝１４０ｃｍ３／１００ｇ）
・カーボンブラック（ＣＢ３）：東海カーボン（株）「シーストＶ」（Ｎ２ＳＡ＝２３ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量＝５１ｃｍ３／１００ｇ）
・カーボンブラック（ＣＢ４）：東海カーボン（株）「シーストＴＡ」（Ｎ２ＳＡ＝１９ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量＝４２ｃｍ３／１００ｇ）
・カーボンブラック（ＣＢ５）：東海カーボン（株）「シーストＦＹ」（Ｎ２ＳＡ＝２９ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸油量＝１５２ｃｍ３／１００ｇ）
【００３１】
［共通成分］
各ゴム組成物に共通の成分として、アロマオイル３重量部（ジャパンエナジー（株）プロセスＸ１４０）、老化防止剤１重量部（大内新興化学工業（株）「ノクラック６Ｃ」）、ステアリン酸２重量部（花王（株）「ルナックＳ−２０」）、亜鉛華３重量部（三井金属鉱業（株）「亜鉛華１号）、硫黄２重量部（細井化学工業（株）「５％油処理粉末硫黄」）、加硫促進剤１．５重量部（大内新興化学工業（株）ノクセラーＮＳ−Ｐ」）を配合使用した。
【００３２】
得られたゴム組成物について、加工性としてムーニー粘度、引き裂き力、損失係数（ｔａｎδ）下記方法により評価した。結果を表１に示す。
【００３３】
［加工性（ムーニー粘度）］
ＪＩＳ  Ｋ６３００に準じて、１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）を測定し、比較例１を１００とする指数で示した。数値が小さいほど加工性が良いことを示す。
【００３４】
［引き裂き力］
ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準じて、引き裂き強さを測定し、比較例１を１００とする指数で示した。数値が大きいほ引き裂き力が強いことを示す。
【００３５】
［損失係数（ｔａｎδ）］
ＵＢＭ社製、レオスペクトロメーターＥ４０００を使用し、ＪＩＳ  Ｋ−６３９４に準拠し、初期歪１０％、動歪２％、周波数１０Ｈｚ、温度７０℃の条件で動的弾性率ｔａｎδを測定した。数値が小さいほど転がり抵抗が良いことを示す。
【００３６】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明のによる空気入りタイヤは、乗用車用、ライトトラック用、トラック・バス用などの各種用途、サイズのタイヤとして使用することができ、特に低燃費性が要求される空気入りタイヤとして好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施形態の空気入りタイヤの一例を示すトレッド部の半断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１……空気入りタイヤ
６……トレッドゴム
８……ベースゴム
９……キャップゴム
【図１】
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