(57)【要約】【課題】低発熱性および耐ゴム欠け性を維持させつつ、高過酷度摩耗条件下および低過酷度摩耗条件下での耐摩耗性に優れたタイヤトレッドに用いられるゴム組成物を提供する。【解決手段】トルエン溶液粘度が１１０〜１５０ｃｐｓおよび分子量分布が３．０〜３．４であるブタジエンゴムを５〜４０重量％含有するゴム成分からなり、ゴム組成物のムーニー粘度（ＭＳ1+4／１３０℃）が４５〜７０であるタイヤトレッド用ゴム組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルエン溶液粘度が１１０〜１５０ｃｐｓおよび分子量分布が３．０〜３．４であるブタジエンゴムを５〜４０重量％含有するゴム成分を含み、ゴム組成物のムーニー粘度（ＭＳ1+4／１３０℃）が４５〜７０であるタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
さらに、ゴム成分中に天然ゴムまたはイソプレンゴムを４０重量％以上含有する請求項１記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
さらに、ゴム成分１００重量部に対して、ヨウ素吸着量が１２０〜１６０ｍｇ／ｇおよびクラッシュドジブチルフタレート吸油量（Ｃ−ＤＢＰ）が９０〜１１５ｃｍ3／１００ｇであるカーボンブラックを４０〜６０重量部含有する請求項１または２記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、トラック・バスなどに使用される重荷重用の大型ラジアルタイヤ（ＴＢＲ）においては、耐摩耗性が最重要視されており、タイヤライフ向上を目的とした配合が進められている。一般に、路面と接地するトレッドゴムの配合については、天然ゴムを主体とし、ゴム成分１００重量部に対して、カーボンブラックを４０〜６０重量部配合したゴム組成物が使用されている。
【０００３】
耐摩耗性については、高過酷度摩耗条件下での耐摩耗性と低過酷度摩耗条件下での耐摩耗性との２種類がある。ここで、高過酷度摩耗条件とは、発進・停止によるタイヤと路面との間のスリップが頻繁に発生する条件をいい、低過酷度摩耗条件とは、高速道路での定速走行といったタイヤと路面との間のスリップが少ない条件をいう。
【０００４】
タイヤの使用条件が過酷なダンプ用タイヤや、発進や停止の多いバス用タイヤのトレッド部に使用されるゴム組成物については、ブタジエンゴムを、ゴム成分中に５〜４０重量％配合することによって、高過酷度摩耗条件下での耐摩耗性を向上させる手段がよく用いられている。一般的に、分子量分布が３．０以下のブタジエンゴムを用いると、高過酷度摩耗条件下での耐摩耗性がさらに優れたタイヤが得られることが知られている。しかし、主として高速道路や舗装された路面を走行する運送トラックや高速バス用のタイヤトレッド用ゴム組成物については、ブタジエンゴムをブレンドしても、耐摩耗性の大きな改善効果は認められず、逆に、天然ゴムよりも低発熱性が低下するなどのデメリットがあり、その影響から耐摩耗性が低下する場合もある。
【０００５】
また、近年、高速道路の拡充、大型車両の積載規制、高速道路における速度規制、さらに、運送業者においては、燃料費節減のためにデジタルタコメーター記録計の導入による速度管理などが導入され、摩耗過酷度が低い使用用途が主要になってきており、低過酷度摩耗条件下で、耐摩耗性に優れるタイヤのニーズが高まってきている。
【０００６】
低過酷度摩耗条件下では、粘着による摩耗が主体となるので、配合ゴムの粘着性を低下させることで、耐摩耗性を向上させられると考えられている。そこで、カーボンブラックや加硫剤の配合量を多くすることによって、ゴム硬度を向上させたり、天然ゴムの含有率を高めたり、少量のスチレンブタジエンゴムをブレンドするような手法が一般的にとられている。
【０００７】
しかし、カーボンブラックの配合量を過度に増加させると、ゴムの低発熱性が低下し、かえって耐摩耗性能が低下する。また、加硫剤の配合量を過度に増加させると、耐ゴム欠け性能を悪化させる。さらに、天然ゴムの含有率を過度に増加させ、ブタジエンゴムの含有率を過度に減少させると、高過酷度摩耗条件下での耐摩耗性は悪化する。
【０００８】
また、配合ゴムの粘度を増加させることでも、ゴムの粘着性を低下させることができるが、その場合、タイヤ製造工程の押出工程において、ゴムの低発熱性が低下し、押出速度を減少させる必要があり、生産性低下のデメリットを招く。
【０００９】
ブタジエンゴムの特性については、分子構造の分岐度を表すトルエン溶液粘度と分子量分布とがある。一般に販売されているブタジエンゴムについては、トルエン溶液粘度が小さく、分子量分布が大きいタイプと、トルエン溶液粘度が大きく、分子量分布が小さいタイプに二分される。高過酷度摩耗条件下では、トルエン溶液粘度が大きく、分子量分布が小さいブタジエンゴムが耐摩耗性に優れているといわれている。逆に、低過酷度摩耗条件下において耐摩耗性に優れるゴム組成物については、詳細には検討されていない。
【００１０】
特許文献１には、分子量分布およびトルエン溶液粘度が小さいブタジエンゴムを用いて、加工性および生産性を低下させることなく、耐摩耗性に優れたゴム組成物について記載されているが、低過酷摩耗条件下での耐摩耗性が不充分であった。
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−１３９３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、低発熱性および耐ゴム欠け性を維持させつつ、高過酷度摩耗条件下および低過酷度摩耗条件下での耐摩耗性に優れたタイヤトレッドに用いられるゴム組成物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】
【００１３】
本発明は、トルエン溶液粘度が１１０〜１５０ｃｐｓおよび分子量分布が３．０〜３．４であるブタジエンゴムを５〜４０重量％含有するゴム成分を含み、ゴム組成物のムーニー粘度（ＭＳ1+4／１３０℃）が４５〜７０であるタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【００１４】
前記ゴム組成物は、さらに、ゴム成分中に天然ゴムまたはイソプレンゴムを４０重量％以上含有することが好ましい
前記ゴム組成物は、さらに、ゴム成分１００重量部に対して、ヨウ素吸着量が１２０〜１６０ｍｇ／ｇ、およびクラッシュドジブチルフタレート吸油量（Ｃ−ＤＢＰ）が９０〜１１５ｃｍ3／１００ｇであるカーボンブラックを４０〜６０重量部含有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ゴム成分中にトルエン溶液粘度および分子量分布の大きいブタジエンゴムを含有させることによって、低発熱性および耐ゴム欠け性を維持させつつ、高過酷度摩耗条件下および低過酷度摩耗条件下での耐摩耗性に優れたタイヤトレッドに用いられるゴム組成物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】
【００１６】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ブタジエンゴム（ＢＲ）を含んだゴム成分を含有する。
【００１７】
ゴム成分中におけるＢＲは、耐摩耗性および低発熱性のバランスに優れることから分子量分布が大きいほど、さらに、分子構造が直鎖状であるほど好ましい。本発明では、前記直鎖状の分子構造の指標として、トルエン溶液粘度を用いる。
【００１８】
ＢＲの２５℃における５％トルエン溶液粘度（Ｔ−ＣＰ）は、１１０ｃｐｓ以上、好ましくは１２０ｃｐｓ以上である。ＢＲのＴ−ＣＰが１１０ｃｐｓ未満では、耐摩耗性および低燃費性の大幅な改善がみられない。また、ＢＲのＴ−ＣＰは、１５０ｃｐｓ以下、好ましくは１４０ｃｐｓ以下である。ＢＲのＴ−ＣＰが１５０ｃｐｓをこえると、加工性が著しく劣る。
【００１９】
ＢＲの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、３．０以上、好ましくは３．１以上である。Ｍｗ／Ｍｎが３．０未満では、加工性の改善が困難である。Ｍｗ／Ｍｎは３．４以下、好ましくは３．３以下である。Ｍｗ／Ｍｎが３．４をこえると、耐摩耗性が低下する。
【００２０】
ＢＲ（原料ゴム）の１００℃におけるムーニー粘度（ＭＬ1+4／１００℃）は、３５以上が好ましく、４０以上がより好ましい。ＢＲのＭＬ1+4／１００℃が３５未満では、耐摩耗性および低燃費性の大幅な改善がみられない傾向がある。また、ＢＲのＭＬ1+4／１００℃は、５５以下が好ましく、５０以下がより好ましい。ＢＲのＭＬ1+4／１００℃が５５をこえると、加工性が低下し、耐摩耗性および低燃費性のさらなる改善がみられない傾向がある。
【００２１】
ＢＲの含有率は５重量％以上、好ましくは１０重量％以上である。ＢＲの含有率が５重量％未満では、耐摩耗性改善の効果が不充分であり、耐亀裂成長性も劣る。また、ＢＲの含有率は、４０重量％以下、好ましくは３５重量％以下である。ＢＲの含有率が４０重量％をこえると、低発熱性および低燃費性が低下する。
【００２２】
また、本発明のゴム組成物には、低過酷度耐摩耗性および耐ゴム欠け性を向上させるという理由から、前記ＢＲの他に、天然ゴム（ＮＲ）またはイソプレンゴム（ＩＲ）を含有することが好ましい。
【００２３】
ゴム成分中におけるＮＲまたはＩＲの含有率は、４０重量％以上が好ましく、５０重量％以上がより好ましい。ＮＲまたはＩＲの含有率が４０重量％未満では、低過酷度摩耗条件下での耐摩耗性が低下し、耐ゴム欠け性を維持するのが難しくなる傾向がある。また、ＮＲまたはＩＲの含有率は、９０重量％以下が好ましく、８０重量％以下がより好ましい。ＮＲまたはＩＲの含有率が９０重量％をこえると、高過酷度摩耗条件下での耐摩耗性が低下する傾向がある。
【００２４】
本発明のゴム組成物において、前記ＢＲ、ＮＲおよびＩＲ以外に本発明に使用されるゴムとしては、たとえば、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）などがあげられ、これらは単独で、または２種類以上を混練りして用いられる。
【００２５】
ゴムとしては、低過酷度耐摩耗性および耐ゴム欠け性が向上するという理由から、ＳＢＲが特に好ましく、その場合、ゴム成分中におけるＳＢＲの含有率は、５重量％以上が好ましい。ＳＢＲの含有率が５重量％未満では、低過酷度耐摩耗性の向上が認められない傾向がある。また、ＳＢＲの含有率は、１０重量％以下が好ましい。ＳＢＲの含有率が１０重量％をこえると、低発熱性が低下する傾向がある。
【００２６】
なお、本発明のゴム組成物には、前記ゴム成分とともに、カーボンブラックを配合することが好ましい。
【００２７】
カーボンブラックは、通常のカーボンブラック製造法により得られる。具体的には、たとえばファーネス法などの方法において、原料導入量、燃焼用空気導入量、燃焼用空気の酸素含有率、反応温度、反応時間などの因子を適宜調節することにより、前述の各要件をみたすカーボンブラックが得られる。
【００２８】
前記カーボンブラックのヨウ素吸着量（ＩＡ）は、１２０ｍｇ／ｇ以上が好ましく、１３０ｍｇ／ｇ以上がより好ましい。カーボンブラックのＩＡが１２０ｍｇ／ｇ未満では、耐摩耗性の改善効果が不充分となる傾向がある。また、カーボンブラックのＩＡは、１６０ｍｇ／ｇ以下が好ましく、１５０ｍｇ／ｇ以下がより好ましい。カーボンブラックのＩＡが１６０ｍｇ／ｇをこえると、低発熱性および低燃費性が低下する傾向がある。
【００２９】
前記カーボンブラックのクラッシュドジブチルフタレート吸油量（Ｃ−ＤＢＰ）は、９０ｃｍ3／１００ｇ以上が好ましく、９５ｃｍ3／１００ｇ以上がより好ましい。カーボンブラックのＣ−ＤＢＰが９０ｃｍ3／１００ｇ未満では、耐摩耗性および低発熱性の改善効果が不充分となる傾向がある。また、カーボンブラックのＣ−ＤＢＰは、１１５ｃｍ3／１００ｇ以下が好ましく、１１０ｃｍ3／１００ｇ以下がより好ましい。カーボンブラックのＣ−ＤＢＰが１１５ｃｍ3／１００ｇをこえると、伸びなどの耐疲労特性が低下する傾向がある。なお、Ｃ−ＤＢＰとは、圧力２４ＭＰａの条件下で、４回圧縮させたときのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量のことをいう。
【００３０】
カーボンブラックの含有量は、前記ゴム成分１００重量部に対して、４０重量部以上が好ましく、４５重量部以上がより好ましい。カーボンブラックの含有量が４０重量部未満では、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、カーボンブラックの含有量は、６０重量部以下が好ましく、５５重量部以下がより好ましい。カーボンブラックの含有量が６０重量部をこえると、ゴム組成物の粘度が上昇し、加工性が悪化する傾向がある。
【００３１】
本発明のゴム組成物には、前記ゴム成分、カーボンブラックのほかにも、通常タイヤトレッド用ゴム組成物に用いられる配合剤、たとえば、オイル、脂肪酸、ワックス、老化防止剤、硫黄などの架橋剤、架橋助剤、加硫促進剤などを適宜配合できる。
【００３２】
オイルとしては、たとえば、アロマティック系オイル、ナフテン系オイル、パラフィン系オイルなどがあげられる。
【００３３】
脂肪酸としては、たとえば、ステアリン酸、パルミチン酸、ナフテン酸などがあげられる。
【００３４】
１３０℃における本発明のゴム組成物のムーニー粘度（ＭＳ1+4／１３０℃）は、４５以上、好ましくは５０以上である。ゴム組成物のＭＳ1+4／１３０℃が４５未満では、低過酷度耐摩耗性が低下する。また、ゴム組成物のＭＳ1+4／１３０℃は、７０以下、より好ましくは６５以下である。ゴム組成物のＭＳ1+4／１３０℃が７０をこえると、加工性および生産性が悪化する。
【００３５】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、タイヤトレッド、とくにトラック・バスなどの重荷重用タイヤトレッドに適用されることにより、低発熱性およびゴム強度指数を良好に保ちながら、低過酷度摩耗条件下、および高過酷度摩耗条件下での耐摩耗性を向上しうるタイヤが得られる。
【実施例】
【００３６】
実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【００３７】
次に、実施例および比較例で使用した薬品について説明する。
天然ゴム：ＴＳＲ２０
ブタジエンゴム１：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ（商品名）
ブタジエンゴム２：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｌ（商品名）
ブタジエンゴム３：宇部興産（株）製のＢＲ３６０Ｌ（商品名）
ブタジエンゴム４：ＪＳＲ（株）製のＢＲ０１（商品名）
ブタジエンゴム５：宇部興産（株）製のＢＲ  Ａ（試作品）
ブタジエンゴム６：宇部興産（株）製のＢＲ  Ｂ（試作品）
スチレンブタジエンゴム：ＪＳＲ（株）製のＳＢＲ１５０２（商品名）
カーボンブラック１：昭和キャボット（株）製のカーボンＩＳＡＦ（商品名）
（ＩＡ：１１９ｍｇ／ｇ、Ｃ−ＤＢＰ：９５ｃｍ3／１００ｇ）
カーボンブラック２：昭和キャボット（株）製のカーボンＮ３３９（商品名）
（ＩＡ：９２ｍｇ／ｇ、Ｃ−ＤＢＰ：９８ｃｍ3／１００ｇ）
硫黄：鶴見化学工業（株）製の硫黄
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛
ステアリン酸：日本油脂（株）製の「椿」（商品名）
老化防止剤：フレキシス（株）製の老化防止剤６Ｃ（Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン）（商品名）
ワックス：日本精鑞（株）製のオゾエースワックス（商品名）
加硫促進剤：精工化学（株）製の促進剤ＴＢＢＳ（商品名）
【００３８】
（トルエン溶液粘度測定）
ブタジエンゴムをトルエンに溶解させ、５％トルエン溶液を調製し、キャノンフェンスク型動粘度計（＃４００）を用いて、動粘度計流下時間より、トルエン溶液粘度（Ｔ−ＣＰ）を算出し、測定温度２５℃の条件下でＴ−ＣＰを測定した。
【００３９】
（分子量測定）
ゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）により、ポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）および数平均分子量（Ｍｎ）を測定し、ブタジエンゴム１〜６の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を算出した。
【００４０】
（ブタジエンゴム（原料ゴム）のムーニー粘度測定）
（株）島津製作所製のムーニー粘度試験機「ムーニービスコメーターＳＭＶ−２０２」を用い、１分間予熱することによって熱せられた原料ゴムの試験片を１００℃の温度条件にて、大ローターを回転させ、４分間経過した時点での原料ゴムのムーニー粘度（ＭＬ1+4／１００℃）を測定した。
【００４１】
なお、上記測定の結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
2007106799.tif 000002
【００４３】
実施例１〜４および比較例１〜９
（未加硫ゴム組成物の作製）
表２記載の硫黄以外の薬品をそれぞれ表２に示す配合量、ならびに酸化亜鉛３重量部、ステアリン酸４重量部、老化防止剤２重量部、ワックス１．５重量部を、密閉式バンバリーミキサーを用いて温度１５０℃になるまで４分間混練りした。得られた混練物にさらに硫黄を表２に示す配合量、および加硫促進剤を１．５重量部添加して、２軸オープンロールを用いて４０℃で４分間混練りすることで未加硫ゴム組成物をそれぞれ作製した。
【００４４】
（ムーニー粘度測定）
上記未加硫ゴム組成物から幅４ｃｍ、長さ４ｃｍ、厚さ７〜９ｍｍの試験片を作成し、ＪＩＳ  Ｋ  ６３００「未加硫ゴムの試験方法」に準じて、（株）島津製作所製のムーニー粘度試験機「ムーニービスコメーターＳＭＶ−２０２」を用い、１分間の予熱によって熱せられた１３０℃の温度条件にて、小ローターを回転させ、４分間経過した時点での未加硫ゴム組成物（ＭＳ1+4／１３０℃）の粘度を測定した。
【００４５】
上記測定結果を表２に示す。
【００４６】
（加硫ゴム組成物の作製）
上記未加硫ゴム組成物を１５０℃で３０分間プレス加硫することで加硫ゴム組成物を作製し、これらを用いて下記に示す各特性試験を行なった。
【００４７】
（耐摩耗性）
上記加硫ゴム組成物から直径５０ｍｍ、厚さ６ｍｍの試験片を切り出し、（株）岩本製作所製のランボーン摩耗試験機を用いて、表面回転速度８０ｍ／ｍｉｎ、落砂量１５ｇ／ｍｉｎ、温度２３℃および負荷重量３．０ｋｇの条件下で低過酷度摩耗条件および高過酷度摩耗条件にて試験を実施して、容積損失を測定し、容積損失量を求めた。なお、低過酷度摩耗条件はスリップ率２０％および試験時間５分にて、また、高過酷度摩耗条件はスリップ率４０％および試験時間３分にて試験を実施した。
【００４８】
そして、得られた容積損失量から下記計算式により実施例１〜４および比較例１〜９の低過酷度摩耗指数および高過酷度摩耗指数を算出した。なお、指数が大きいほど耐摩耗性が優れることを示す。
【００４９】
（低過酷度摩耗指数）＝（低過酷度条件下での比較例１の容積損失量）
÷（低過酷度条件下での各配合の容積損失量）×１００
（高過酷度摩耗指数）＝（高過酷度条件下での比較例１の容積損失量）
÷（高過酷度条件下での各配合の容積損失量）×１００
【００５０】
（粘弾性試験）
上記加硫ゴム組成物から幅４ｍｍ、長さ３０ｍｍ、厚さ１．８〜２．２ｍｍの試験片を切り出し、（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪１０％、動歪２％、周波数１０Ｈｚの条件下で、７０℃における正接損失（ｔａｎδ）の測定を行った。
【００５１】
なお、数値が小さいほど、ゴム組成物の発熱が抑制されていることを示す。
【００５２】
（引張試験）
温度１００℃の条件下で７２時間、熱酸化劣化した試験用ゴムシートからなる３号ダンベルを用いて、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準じて引張試験を実施し、試験片の破断強度（ＴＢ）および破断伸び（ＥＢ）をそれぞれ測定した。
【００５３】
比較例１のそれを１００として下記計算式により指数表示した。指数が大きいほどゴム強度に優れるため、欠けにくい。
【００５４】
（ゴム強度指数）＝（各配合の（ＴＢ）×（ＥＢ））
÷（比較例１の（ＴＢ）×（ＥＢ））×１００
【００５５】
上記測定結果を表２に示す。
【００５６】
【表２】
2007106799.tif 000003