(57)【要約】【課題】  ゴム硬度及び耐コンプレッションセット性を向上すると共に、発熱性を低減するようにしたタイヤ用ゴム組成物を提供する。【解決手段】  天然ゴムを４０〜６０重量％とブタジエンゴム４０〜６０重量％を含むジエン系ゴム１００重量部に対しカーボンブラックを７０〜１００重量部配合すると共に、前記ブタジエンゴムの重量平均分子量が７０万〜９０万、前記重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）から求められる分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．５〜３．０、２５℃のトルエン溶液粘度が３００〜１０００ｍＰａ・ｓであり、前記カーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積が３０〜８５ｍ2／ｇであることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ゴムを４０〜６０重量％とブタジエンゴム４０〜６０重量％を含むジエン系ゴム１００重量部に対しカーボンブラックを７０〜１００重量部配合すると共に、前記ブタジエンゴムの重量平均分子量が７０万〜９０万、前記重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）から求められる分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．５〜３．０、２５℃のトルエン溶液粘度が３００〜１０００ｍＰａ・ｓであり、前記カーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積が３０〜８５ｍ2／ｇであることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
前記ジエン系ゴムが、天然ゴムを４０〜６０重量％とブタジエンゴム４０〜６０重量％とからなる請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
リムクッション部に使用する請求項１又は２に記載のタイヤ用ゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬度及び耐コンプレッションセット性を向上すると共に、発熱性を低減するようにしたタイヤ用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤのビード部からサイド部にかけての外層には、タイヤをホイールにリム組みしたときリムに対して密着するようにリムクッションが設けられている。このリムクッションは、車両の荷重を支えるため強い圧縮荷重を受けるのでゴム硬度が高いことが求められる。またリムに対するリムずれを防止すると共に、エアシール性を保つようにする必要があり、高硬度であると共に耐コンプレッションセット性に優れる（圧縮変形を受けてもゴムが永久変形し難い）ことが求められる。
【０００３】
特許文献１は、天然ゴム及び／又はイソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴムからなるゴム成分にカーボンブラックを配合したゴム組成物が耐セット性を改良することを提案している。しかしこのゴム組成物は、ゴム硬度と耐セット性とのバランスが必ずしも充分ではなく更なる改良が求められていた。
【０００４】
またリムクッションは、タイヤ走行時にリムからの圧縮を繰り返し受けることで発熱し易い部分であり、タイヤの燃費性能を向上するため、リムクッションを構成するゴム組成物を低発熱化することが求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３０２７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ゴム硬度及び耐コンプレッションセット性を向上すると共に、発熱性を低減するようにしたタイヤ用ゴム組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、天然ゴムを４０〜６０重量％とブタジエンゴム４０〜６０重量％を含むジエン系ゴム１００重量部に対しカーボンブラックを７０〜１００重量部配合すると共に、前記ブタジエンゴムの重量平均分子量が７０万〜９０万、前記重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）から求められる分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．５〜３．０、２５℃のトルエン溶液粘度が３００〜１０００ｍＰａ・ｓであり、前記カーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積が３０〜７０ｍ2／ｇであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、重量平均分子量が７０万〜９０万、この重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）から求められる分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．５〜３．０、２５℃のトルエン溶液粘度が３００〜１０００ｍＰａ・ｓであるブタジエンゴムを使用することにより、ゴム組成物のゴム硬度及び耐コンプレッションセット性を向上すると共に、６０℃のｔａｎδを小さくして発熱性を低減することが出来る。
【０００９】
また、前記ジエン系ゴムが、天然ゴム４０〜６０重量％とブタジエンゴム４０〜６０重量％とからなることが好ましい。
【００１０】
このタイヤ用ゴム組成物は、リムクッション部に使用するのが好適であり、このゴム組成物をリムクッション部に配したタイヤは、硬度及び耐コンプレッションセット性を向上すると共に発熱性を低減することが出来る。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のタイヤ用ゴム組成物において、ゴム成分は天然ゴム及びブタジエンゴムを含むジエン系ゴムとする。本発明で使用するブタジエンゴムは、分子量が高く、分子量分布が狭く、かつ分子鎖の分岐が少ないという特徴がある。ブタジエンゴムの分子量は、重量平均分子量（Ｍｗ）で７０万〜９０万、好ましくは７６万〜８５万である。ブタジエンゴムの重量平均分子量が７０万未満であると、ゴム組成物の強度及び耐摩耗性が不足する。またブタジエンゴムの重量平均分子量が９０万を超えるとカーボンブラックを含む充填剤の分散性が悪化する。
【００１２】
また、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）から求められるブタジエンゴムの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は１．５〜３．０、好ましくは２．０〜２．５である。ブタジエンゴムの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．５未満であると、カーボンブラックの分散性が悪くなり、また工業的に入手するのが困難になる。またブタジエンゴムの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が３．０を超えるとヒステリシスロスが大きくなってゴムの発熱性が大きくなると共に、耐コンプレッションセット性が低下する。
【００１３】
本発明においてブタジエンゴムの重量平均分子量（Ｍｗ）、数平均分子量（Ｍｎ）及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により標準ポリスチレン換算により測定する。
【００１４】
ブタジエンゴムの２５℃のトルエン溶液粘度は３００〜１０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは５００〜８００ｍＰａ・ｓである。トルエン溶液粘度はブタジエンゴムの分子鎖のリニアリティー（分岐の量）を示す指標であり、トルエン溶液粘度が高いほど、分子鎖の分岐が少なく直鎖の割合が多くゴム強度（引張り破断強度及び破断伸び）が優れる。同時に硬度を向上することが出来る。ブタジエンゴムのトルエン溶液粘度が３００ｍＰａ・ｓ未満であると、ゴム組成物のゴム硬度及び強度が不足する。またブタジエンゴムのトルエン溶液粘度が１０００ｍＰａ・ｓを超えるとゴム組成物の粘度が高くなり加工性が悪くなる。本発明においてブタジエンゴムの２５℃のトルエン溶液粘度は、ブタジエンゴムを５重量％含むトルエン溶液の粘度をキャノンフェンスケ型動粘度計を使用して２５℃で測定した。
【００１５】
従来のタイヤ用ゴム組成物には、上述した重量平均分子量（Ｍｗ）、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）、トルエン溶液粘度のすべての要件を満たすブタジエンゴムが配合されたことはなかった。このため、硬度及び耐コンプレッションセット性を向上すると共に発熱性を低減することはできなかった。
【００１６】
ブタジエンゴムの配合量は、ジエン系ゴム１００重量％中４０〜６０重量％、好ましくは４５〜５５重量％である。ブタジエンゴムの配合量が４０重量％未満であると、耐コンプレッションセット性が悪化すると共に発熱性が大きくなる。また、ブタジエンゴムの配合量が６０重量％を超えると、耐コンプレッションセット性が低下する。
【００１７】
本発明で使用する天然ゴムとしては、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられるものを使用することができる。また変性天然ゴム或いは改質天然ゴムを使用してもよい。天然ゴムの配合量は、ジエン系ゴム１００重量％中４０〜６０重量％、好ましくは４５〜５５重量％である。天然ゴムの配合量が４０重量％未満であると、耐コンプレッションセット性が低下する。また、天然ゴムの配合量が６０重量％を超えると、耐コンプレッションセット性が悪化すると共に発熱性が大きくなる。
【００１８】
本発明では、上述した組成を満たす限り、天然ゴム及びブタジエンゴム以外の他のジエン系ゴムを含有することができる。他のジエン系ゴムとしては、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、及び上述した特徴を有するブタジエンゴムを除いたブタジエンゴム等を例示することができる。これら他のジエン系ゴムは、任意の１種類を含有することができる。また、２種類以上の他のジエン系ゴムを組み合わせて含有することができる。
【００１９】
ジエン系ゴムは、天然ゴム４０〜６０重量％とブタジエンゴム４０〜６０重量％とからなることが好ましい。このようなゴム成分の組成にすることにより、発熱性及び耐コンプレッションセット性を両立することができる。
【００２０】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、カーボンブラックを配合することにより、タイヤ用ゴム組成物の強度を高くし、硬度を向上することが出来る。特に、特定のＣＴＡＢ吸着比表面積を有するカーボンブラックを配合することにより、発熱性を低減すると共に耐コンプレッションセット性を向上することが出来る。カーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積は３０〜８５ｍ2／ｇ、好ましくは４０〜７５ｍ2／ｇである。カーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積が３０ｍ2／ｇ未満であるとゴム硬度及び強度が低下する。またカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積が８５ｍ2／ｇを超えると、発熱性が大きくなると共に、耐コンプレッションセット性が低下する。また、ゴム組成物の粘度が高くなり成形加工性が悪化する。なお本発明において、カーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積は、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−３に準拠して測定するものとする。
【００２１】
カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し７０〜１００重量部、好ましくは８０〜９０重量部にするとよい。カーボンブラックの配合量が７０重量部未満の場合、ゴム組成物の補強効果が充分に得られず硬度が不足する。また、カーボンブラックの配合量が１００重量部を超えると、コンプレッションセット性が低下すると共に発熱性が大きくなる。
【００２２】
本発明のタイヤ用ゴム組成物には、カーボンブラック以外に他の充填剤を配合することができる。他の充填剤としては、例えばシリカ、クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム等を必要に応じて配合することができる。
【００２３】
タイヤ用ゴム組成物には、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、加工助剤、老化防止剤、オイル、可塑剤などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練してタイヤ用ゴム組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。タイヤ用ゴム組成物は、通常のゴム用混練機械、例えばバンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。
【００２４】
本発明のタイヤ用ゴム組成物はリムクッション部を構成するのに好適である。このゴム組成物でリムクッション部を構成したタイヤは、硬度及び耐コンプレッションセット性を向上すると共に発熱性を低減することが出来る。
【００２５】
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００２６】
実施例及び比較例において、使用したブタジエンゴムの特性を表１に示す。尚、重量平均分子量（Ｍｗ）、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）及び２５℃のトルエン溶液粘度は、それぞれ前述した方法により測定した。
【００２７】
【表１】
2012031304.tif 000002
【００２８】
表２，３に示す配合からなる１２種類のタイヤトレッド用ゴム組成物（実施例１〜３、比較例１〜９）を、それぞれ加硫促進剤及び硫黄を除く配合成分を秤量し、１．７Ｌ密閉式バンバリーミキサーで５分間混練し、温度１５０℃でマスターバッチを放出し室温冷却した。その後このマスターバッチを１．７Ｌ密閉式バンバリーミキサーに供し、加硫促進剤及び硫黄を加え２分間混合し、タイヤトレッド用ゴム組成物を調製した。
【００２９】
得られた１２種類のタイヤトレッド用ゴム組成物を用いて、所定の金型中、１７０℃で１０分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を作成し、下記に示す方法によりゴム硬度、耐コンプレッション性、及び発熱性を測定した。
【００３０】
ゴム硬度
得られた加硫ゴム試験片をＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠して、デュロメータのタイプＡにより温度２３℃の条件でゴム硬度を測定した。得られた結果は、比較例１を１００とする指数にし「ゴム硬度」として表２，３に示した。この指数が大きいほどゴム硬度が高いことを意味する。
【００３１】
耐コンプレッションセット性
ＪＩＳ  Ｋ６２６２に準拠して、７０℃×２２時間、初期歪２５％の条件でコンプレッションセット性を測定した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数にし「耐コンプレッションセット性」として表２，３に示した。この指数が小さいほど耐コンプレッションセット性が優れることを意味する。
【００３２】
発熱性；ｔａｎδ（６０℃）
得られた加硫ゴム試験片の動的粘弾性を、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚで測定し、温度６０℃におけるｔａｎδを求めた。得られた結果は、比較例１を１００とする指数とする指数にし「発熱性」として表２，３に示した。この指数が小さいほどｔａｎδ（６０℃）が小さく発熱性が小さく優れることを意味する。
【００３３】
【表２】
2012031304.tif 000003
【００３４】
【表３】
2012031304.tif 000004
【００３５】
なお、表２，３において使用した原材料の種類を下記に示す。
ＮＲ：天然ゴム、インドネシア製ＳＩＲ
ＢＲ−１〜ＢＲ−５：それぞれ表１に示したブタジエンゴム
ＣＢ−１：カーボンブラック、新日化社製ニテロン＃２００ＩＮ、ＣＴＡＢ吸着比表面積
７２ｍ2／ｇ
ＣＢ−２：カーボンブラック、東海カーボン社製シーストＦ、ＣＴＡＢ吸着比表面積４５ｍ2／ｇ
ＣＢ−３：カーボンブラック、新日化社製ニテロン＃３００、ＣＴＡＢ吸着比表面積１１０ｍ2／ｇ
ＣＢ−４：カーボンブラック、新日化社製ＨＴＣ＃Ｇ、ＣＴＡＢ吸着比表面積２８ｍ2／ｇ
オイル：昭和シェル社製エクストラクト４号Ｓ
酸化亜鉛：正同化学工業社酸化亜鉛３種
ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸ＹＲ
老化防止剤：住友化学社製アンチゲン６Ｃ
硫黄：細井化学工業社製油処理イオウ
加硫促進剤：三新化学工業社製サンセラーＣＭ−Ｇ
【００３６】
表３の結果から明らかなように実施例１〜３のタイヤ用ゴム組成物はいずれも比較例１と比べゴム硬度及び耐コンプレッションセット性を向上すると共に発熱性を低減することが出来る。
【００３７】
一方、表２の結果から明らかなように、比較例２のゴム組成物は、ブタジエンゴムの重量平均分子量（Ｍｗ）が７０万未満、２５℃のトルエン溶液粘度が３００未満であるため発熱性が上昇すると共に硬度及び耐コンプレッションセット性を改善することが出来ない。比較例３のゴム組成物は、ブタジエンゴムの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が３．０を超えるため、発熱性が上昇すると共に耐コンプレッションセット性が不足する。比較例４のゴム組成物は、天然ゴムの配合量が６０重量％を超え、かつブタジエンゴムの配合量が４０重量％未満であるため発熱性が上昇すると共に耐コンプレッションセット性が不足する。比較例５のゴム組成物は、天然ゴムの配合量が４０重量％未満、かつブタジエンゴムの配合量が６０重量％を超えるため、ゴム硬度が低下し、また耐コンプレッションセット性及び発熱性を充分改善することが出来ない。
【００３８】
また表３の結果から明らかなように、比較例６のゴム組成物は、カーボンブラックの配合量が７０重量部未満であるためゴム硬度が低下する。比較例７のゴム組成物は、カーボンブラックの配合量が１００重量部を超えるため、発熱性が上昇すると共に耐コンプレッションセット性が低下する。比較例８のゴム組成物は、カーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積が７０ｍ2／ｇを超えるため発熱性が上昇すると共に耐コンプレッションセット性が不足する。比較例９のゴム組成物は、カーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積が３０ｍ2／ｇ未満であるためゴム硬度が低下する。