(57)【要約】【課題】補強性及び低発熱性を両立したゴム組成物をトレッドゴム部のベースゴム層に用いることで、ウエット性能などの特性を悪化させることなく低燃費化を図る。【解決手段】キャップゴム層４とベースゴム層５とからなるトレッドゴム部３を備える空気入りタイヤにおいて、ベースゴム層を形成するゴム組成物が、ジエン系ゴム３０〜９８重量部と、完全飽和型のスチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体７０〜２重量部とからなるポリマー成分と、該ポリマー成分１００重量部に対して、カーボンブラック１０〜５０重量部と、シリカ０〜４０重量部を、両者の合計量で３０〜５５重量部含有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャップゴム層とベースゴム層とからなるトレッドゴム部を備える空気入りタイヤであって、
前記ベースゴム層が、ジエン系ゴム３０〜９８重量部と、スチレン系重合体ブロックとイソブチレン系重合体ブロックからなるブロック共重合体７０〜２重量部とからなるポリマー成分と、該ポリマー成分１００重量部に対して、カーボンブラック１０〜５０重量部と、シリカ０〜４０重量部を、両者の合計量で３０〜５５重量部含有するゴム組成物からなる
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記ブロック共重合体が、スチレン系重合体ブロック−イソブチレン系重合体ブロック−スチレン系重合体ブロックの構造を有するトリブロック共重合体である請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記ブロック共重合体の２３℃でのＪＩＳ−Ａ硬度が４０〜５０度である請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
【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、特にトレッドゴム部のベースゴム層に特定のゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤにおいては、近年益々、低燃費性と湿潤路面でのグリップ性能であるウエット性能との両立が求められてきている。そして、これらの性能を両立させるための方策として、タイヤのトレッドゴム部を、接地面側のキャップゴム層と、ベルト側のベースゴム層との２層構造とし、ベースゴム層に低発熱性のゴム組成物を用いることが行われている。
【０００３】
このような低発熱性のゴム組成物を得るための配合手法としては、フィラーとしてカーボンブラックに代えてシリカを配合し、シランカップリング剤と併用する手法や、カーボンブラックの充填量を減量したり、カーボンブラックの粒径を大きくする手法などがある（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、フィラーとしてシリカを用いると、未加硫ゴムの加工性が悪化する。また、シリカの単独使用では、ゴムの電気抵抗が高くなるため、走行中にラジオノイズの原因になる。一方、カーボンブラックの充填量を減量したり、大粒径のカーボンブラックを使用すると、ゴムの強力、即ち補強性が低下するため、走行中にトレッドゴム部のセパレーションなどを引き起こすことがある。
【０００５】
ところで、下記特許文献２及び３には、タイヤトレッド用ゴム組成物において、スチレン系重合体ブロックとイソブチレン系重合体ブロックとからなるブロック共重合体を配合することが開示されている。しかしながら、これらは路面に接地するゴム部分に関する技術であってベーストレッドに関するものではなく、また、耐摩耗性を向上させながらウエットグリップ性や転がり抵抗性を維持することを目的としてなされたものであり、低燃費性を積極的に低減することを目的としたものではない。
【特許文献１】特開２００３−１２８６６号公報。
【特許文献２】特開２００１−２４７７２２号公報。
【特許文献３】特開２００３−１２８６１号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、従来、トレッドゴム部のベースゴム層に低発熱性のゴム組成物を用いる技術において、補強性及び加工性を損なうことなく、更なる低燃費化を図るには限界があった。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、補強性及び加工性を損なうことなく、ゴムの発熱性を低下させることができ、かかるゴムをトレッドゴム部のベースゴム層に用いることで、キャップゴム層によるウエット性能などの特性を悪化させることなく、ベースゴム層による低燃費化が可能となる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】
【０００８】
本発明に係る空気入りタイヤは、キャップゴム層とベースゴム層とからなるトレッドゴム部を備えてなり、前記ベースゴム層が、ジエン系ゴム３０〜９８重量部と、スチレン系重合体ブロックとイソブチレン系重合体ブロックからなるブロック共重合体７０〜２重量部とからなるポリマー成分と、該ポリマー成分１００重量部に対して、カーボンブラック１０〜５０重量部と、シリカ０〜４０重量部を、両者の合計量で３０〜５５重量部含有するゴム組成物からなることを特徴とするものである。ここで、フィラーとしてのシリカは必須ではなく、即ち、フィラーはカーボンブラック単独使用でもよい。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、ポリマー成分を構成するジエン系ゴムに、スチレン系重合体ブロックとイソブチレン系重合体ブロックからなるブロック共重合体をブレンドしたことにより、ゴムの強力を向上することができ、その結果、フィラーの充填量を減少させることができるので、加工性及び補強性を損なうことなく、ゴムの発熱性を低下させることができる。そのため、かかるゴム組成物をトレッドゴム部のベースゴム層に用いることにより、キャップゴム層によるウエット性能などの特性を悪化させることなく、ベースゴム層による低燃費化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。
【００１１】
本発明の空気入りタイヤは、キャップゴム層とベースゴム層とからなる２層構造のトレッドゴム部を備えるものである。かかる空気入りタイヤは、一例として、図１に示すように、カーカス（１）のクラウン部外周に配されたベルト（２）のタイヤ半径方向外側に、トレッドゴム部（３）を備え、該トレッドゴム部（３）が、接地面となるキャップゴム層（４）と、その半径方向内側においてベルト（２）との間に配されたベースゴム層（５）とで構成されている。なお、（６）は、カーカス（１）の内側に設けられたインナーライナーである。
【００１２】
上記ベースゴム層を形成するゴム組成物は、ジエン系ゴムにスチレン−イソブチレンブロック共重合体（熱可塑性エラストマー）をブレンドしてなるポリマー成分と、フィラーとを含有するものである。
【００１３】
上記ジエン系ゴムとしては、タイヤ用ゴム組成物として通常使用される各種のジエン系ゴムを用いることができ、例えば、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴムなどが挙げられる。特には、天然ゴムと他のジエン系ゴムとのブレンドであることが好ましい。
【００１４】
上記ブロック共重合体は、スチレン系重合体ブロック（Ａ）とイソブチレン系重合体ブロック（Ｂ）からなるブロック共重合体である。かかるブロック共重合体をブレンドすることにより、ゴムの強力が向上するので、フィラーの充填量を少なくしてもベースゴム層として要求される補強性を確保することができ、その結果、低発熱性と補強性を高度に両立することができる。
【００１５】
上記スチレン系重合体ブロック（Ａ）は、スチレンを単量体とする重合体ブロックであり、スチレンを主体とするものであれば、本発明の効果を損なわない限り、スチレン以外の単量体成分を含有してもよい。スチレン以外の単量体成分の含有量は、該ブロック（Ａ）中に占める割合として３０重量％以下であることが好ましい。また、該スチレン以外の単量体成分としては、スチレン以外の芳香族ビニル類、脂肪族オレフィン類、ジエン類、ビニルエーテル類などが挙げられ、特に限定されない。
【００１６】
上記イソブチレン系重合体ブロック（Ｂ）は、イソブチレンを単量体とする重合体ブロックであり、イソブチレンを主体とするものであれば、本発明の効果を損なわない限り、イソブチレン以外の単量体成分を含有してもよい。イソブチレン以外の単量体成分の含有量は、該ブロック（Ｂ）中に占める割合として３０重量％以下であることが好ましい。また、該イソブチレン以外の単量体成分としては、イソブチレン以外の脂肪族オレフィン類、芳香族ビニル類、ジエン類、ビニルエーテル類などが挙げられ、特に限定されない。
【００１７】
上記ブロック共重合体の構造としては、直鎖状、分岐状、星状等の構造を持つブロック共重合体、ジブロック共重合体、トリブロック共重合体、マルチブロック共重合体など、特に限定されないが、好ましくは、スチレン系重合体ブロック（Ａ）−イソブチレン系重合体ブロック（Ｂ）−スチレン系重合体ブロック（Ａ）の構造（Ａ−Ｂ−Ａ）を有するトリブロック共重合体であり、特には、ジエン成分を含まない完全飽和型のスチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体が好ましい。なお、該ブロック共重合体は、末端にアルケニル基などの各種置換基を有するものであってもよい。
【００１８】
該ブロック共重合体は、補強性の観点より、単味でのＪＩＳ−Ａ硬度（２３℃）が４０〜５０度であるものが好ましく用いられる。ここで、ＪＩＳ−Ａ硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して、タイプＡデュロメータ（Ａ型）を用いて、２３℃にて、該ブロック共重合体単独の硬度を測定した値である。
【００１９】
該ブロック共重合体のスチレン含量は特に限定されないが、２０〜４０重量％であることが好ましい。ここで、スチレン含量は１ＨＮＭＲスペクトルの積分比により算出される値である。また、該ブロック共重合体の数平均分子量も特に限定されないが、一般には１万〜３０万程度のものが用いられる。
【００２０】
上記ポリマー成分は、上記ジエン系ゴム３０〜９８重量部と、上記ブロック共重合体７０〜２重量部とで構成される。該ブロック共重合体がジエン系ゴムを補強する成分として作用することに鑑みると、上記ポリマー成分は、ジエン系ゴム６０〜９８重量部とブロック共重合体４０〜２重量部とからなることが好ましく、より好ましくは、ジエン系ゴム８０〜９５重量部とブロック共重合体２０〜５重量部とからなることである。
【００２１】
上記フィラーとしては、カーボンブラック単独、又は、カーボンブラックとシリカとの併用からなり、より詳細には、上記ポリマー成分１００重量部に対して、カーボンブラック１０〜５０重量部と、シリカ０〜４０重量部を、両者の合計量で３０〜５５重量部となるように配合される。カーボンブラックの配合量が上記範囲により少ないと、ベースゴム層の電気特性が悪化する。また、フィラーの配合量が３０重量部よりも少ないと、ゴムの強力を確保するのが難しくなり、逆に５５重量部より多いと、加工性が悪化し、また低発熱性が損なわれる。カーボンブラックとシリカの比率としては、カーボンブラック／シリカ＝１／４〜１／０であり、より好ましくは１／２〜１／０である。
【００２２】
フィラーとしてカーボンブラックとともにシリカを併用する場合、シランカップリング剤を配合することが好ましく、その場合、シリカ１００重量部に対して２〜２５重量部配合することが好ましい。
【００２３】
上記ゴム組成物には、上記した成分の他に、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、タイヤのベーストレッド用ゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。
【００２４】
該ゴム組成物は、ロールやミキサー等の混合機で混合され、シート状にしたものを、キャップゴム層を形成する未加硫のシート状ゴムとともに積層し、常法に従い加硫成形することにより、シートゴム層として形成され、空気入りタイヤが得られる。
【００２５】
得られた空気入りタイヤは、ベースゴム層が低発熱性と補強性の両立したゴム組成物からなるため、キャップゴム層によるウエット性能などの特性を悪化させることなく、ベースゴム層による低燃費性を発揮することができる。なお、キャップゴム層を形成するゴム組成物としては、特に限定されず、各種のトレッドキャップ用ゴム組成物を用いることができる。例えば、ポリマー成分として、スチレン−ブタジエンゴムの単独、又はスチレン−ブタジエンゴムと、天然ゴム、ブタジエンゴム等の他のジエン系ゴムとのブレンドゴムを用いることができ、また、フィラーとして、低燃費性とウエット性能の両立の観点から、シリカ単独使用、又はシリカとカーボンブラックの併用とすることが好ましい。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２７】
バンバリーミキサーを使用し、下記表１に示す配合に従い、実施例１〜３と比較例１〜５のベーストレッド用ゴム組成物を調製した。表１中の各成分は以下の通りである。
【００２８】
・天然ゴム：ＲＳＳ＃３（Ｔｇ＝−６０℃）、
・ＢＲ：宇部興産製ハイシスブタジエンゴム「ＢＲ１５０Ｂ」（１，４−シスブタジエン単位量＝９７重量％、Ｔｇ＝−１０４℃）、
・ＶＣＲ：宇部興産製「ＶＣＲ４１２」（高結晶性シンジオタクティック−１，２結合ポリブタジエン樹脂）、
・ＳＩＢＳ（１）：完全飽和型スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体、株式会社カネカ製「シブスター０７３Ｔ」（ＪＩＳ−Ａ硬度（２３℃）＝４５度、スチレン含量＝３０重量％）、
・ＳＩＢＳ（２）：完全飽和型スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体、株式会社カネカ製「シブスター１０３Ｔ」（ＪＩＳ−Ａ硬度（２３℃）＝４６度、スチレン含量＝３０重量％）、
・ＣＢ（１）：東海カーボン製カーボンブラックＨＡＦ「シースト３」、
・ＣＢ（２）：東海カーボン製カーボンブラックＦＥＦ「シーストＳＯ」、
・シリカ：日本シリカ製「ニップシールＡＱ」（ＤＢＰ吸油量＝１５０ｃｍ３／１００ｇ、ＣＴＡＢ＝１７５ｍ２／ｇ、ＤＢＰ／ＣＴＡＢ＝０．８６）、
・オイル：ＪＯＭＯ製「プロセスＸ１４０」、
・カップリング剤：デグサ製シランカップリング剤「Ｓｉ７５」。
【００２９】
各ゴム組成物には、共通配合として、ポリマー成分１００重量部に対し、ステアリン酸（花王製「ルナックＳ−２０」）２重量部、亜鉛華（三井金属製「亜鉛華１種」）３重量部、老化防止剤（住友化学製「アンチゲン６Ｃ」）２重量部、ワックス（大内新興化学工業製「サンノックＮ」）２重量部、加硫促進剤（住友化学製「ソクシノールＣＺ」）１．０重量部、硫黄（鶴見化学製「粉末硫黄」）２．０重量部を配合した。
【００３０】
各ゴム組成物について、ムーニー粘度を測定するとともに、１６０℃×１５分で加硫して所定形状の試験片を作製し、得られた試験片を用いて、補強性（破断強度、破断伸び）、及び損失係数（ｔａｎδ）を以下の方法により測定した。
【００３１】
・ムーニー粘度（加工性）：ＪＩＳ  Ｋ６３００に準拠してムーニー粘度（ＭＬ（１＋４）１００℃）を測定し、比較例１の値を１００とした指数で表示した。指数が小さいほど粘度が低いこと、即ち加工性が良好であることを示す。
【００３２】
・破断強度、破断伸び：ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して、３号ダンベルでサンプルを打ち抜き、島津製作所製の引っ張り試験機によって、５００ｍｍ／分の引っ張り速度で試験を行った。比較例１の値を１００とした指数で表示した。
【００３３】
・損失係数：所定形状の試験片をユービーエム社製の動的粘弾性測定装置を使用して、温度６０℃、静歪み１０％、動歪み１．０％、周波数１０Ｈｚの条件で損失係数ｔａｎδを測定し、比較例１の値を１００とした指数で表示した。指数が小さいほど低発熱性であることを示す。
【表１】
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【００３４】
結果は表１に示すとおりであり、本発明に係る実施例１〜３であると、加工性を大きく損なうことなく、補強性と低発熱性が両立していた。これに対し、スチレン−イソブレチンブロック共重合体の代わりに、シンジオタクティックポリブタジエン樹脂を用いた比較例２では、発熱性は改善されたが、補強性が充分ではなかった。また、大粒径のカーボンブラックを用いた比較例３や、小粒径のカーボンブラックを単に減量した比較例４では、補強性に劣っていた。更に、比較例１のカーボンブラックの半量をシリカで置換した比較例５では、低発熱性には優れるものの、加工性が大幅に劣っていた。
【００３５】
上記実施例及び比較例の効果の関係を示したのが図２，３であり、図２では破断強度（補強性）とｔａｎδ（低燃費性）との関係を、図３では破断強度（補強性）とムーニー粘度（加工性）との関係を、それぞれ示している。図中の矢印α、βで示す方向が好ましい方向であり、実施例１〜３は各比較例に対して上記の両関係とも好ましい方向に改善されており、これら比較例とは明確な効果の違いが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、乗用車用タイヤを始めとする各種空気入りラジアルタイヤに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】空気入りタイヤのトレッド部の半断面図である。
【図２】実施例及び比較例の破断強度とｔａｎδとの関係を示すグラフである。
【図３】実施例及び比較例の破断強度とムーニー粘度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３８】
１…カーカス、２…ベルト、３…トレッドゴム部、４…キャップゴム層、５…ベースゴム層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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