(57)【要約】【課題】  発熱性を低減すると共に耐屈曲疲労性を向上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３０〜６０重量％とブタジエンゴム４０〜７０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３０〜６０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３０〜１００ｍ２／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３０〜６０重量％とブタジエンゴム４０〜７０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３０〜７０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３０〜１００ｍ2／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３０〜６０重量％とブタジエンゴム４０〜７０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】
サイドウォール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、発熱性を低減すると共に耐屈曲疲労性を向上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】
近年、空気入りタイヤには燃費効率が優れることが強く求められている。空気入りタイヤの燃費効率を高くするには転がり抵抗を小さくする必要がある。またタイヤの転がり抵抗を小さくするには、タイヤを構成する部材を軽量化或いは薄肉化したり、ゴム材料の発熱性を低減したりするとよいことが知られている。例えば路面に接地するトレッド部を構成するゴム組成物の発熱性を低減するとタイヤの燃費性能を効率的に改良することができる。しかしトレッド用ゴム組成物の発熱性を低減するとトレッドの耐摩耗性が低下することが懸念される。
【０００３】
一方、タイヤのサイドウォール部は、走行時に大きな変形を繰り返し受けることで発熱し易い部分であり、タイヤの燃費性能に大きな影響を及ぼす。そのため、サイドウォール部を構成するゴム組成物を低発熱化したり、薄肉化したりすることが検討されている。
【０００４】
例えば特許文献１は、サイドウォール部に低発熱性のゴム組成物を配することでタイヤを低燃費化することを提案している。しかし、サイドウォール部は上述のように走行時に大きな変形を繰り返し受けるので、この変形に対する耐疲労性が高いことが必要である。上述した特許文献１に記載のサイドウォール用ゴム組成物は、発熱性を小さくすることができても、耐屈曲疲労性が不充分であり未だ改善の余地があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１５１６２９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、発熱性を低減すると共に耐屈曲疲労性を向上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用ゴム組成物は、天然ゴム３０〜６０重量％とブタジエンゴム４０〜７０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３０〜７０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３０〜１００ｍ2／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、ゴム組成物の耐屈曲疲労性を高くすると共に、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３０〜６０重量％とブタジエンゴム４０〜７０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、サイドウォール部に使用するのが好適であり、このタイヤ用ゴム組成物をサイドウォール部に配したタイヤは、発熱性を低減すると共に耐屈曲疲労性を向上することが出来る。
【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、更に好ましくは７６万〜８０万である。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９０万を超えるとゴム組成物の粘度が高くなり、加工性が悪化する。また、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１．５〜２．５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、耐屈曲疲労性が低下する。
【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。同時に耐屈曲疲労性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、ゴム組成物の耐屈曲疲労性が不足する。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、加工性が悪化する。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】
ブタジエンゴムの配合量は、ジエン系ゴム１００重量％中４０〜７０重量％、好ましくは５０〜６０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、発熱性が上昇すると共に耐屈曲疲労性が低下する。また、ブタジエンゴムの配合量が７０重量％を超えると、ゴムの剛性が低下し発熱性が低下する。
【００１６】
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３０〜６０重量％、好ましくは４０〜５０重量％である。天然ゴムの配合量が３０重量％未満であると、ゴムの剛性が低下し発熱性が低下する。また、天然ゴムの配合量が６０重量％を超えると、発熱性が上昇すると共に耐屈曲疲労性が低下する。
【００１７】
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、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、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。
【００１８】
ジエン系ゴムは、天然ゴム３０〜６０重量％とブタジエンゴム４０〜７０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、発熱性及び耐屈曲疲労性を両立することができる。
【００１９】
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、耐屈曲疲労性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、耐屈曲疲労性を更に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３０〜１００ｍ2／ｇ、好ましくは３０〜８０ｍ2／ｇである。カーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積が３０ｍ2／ｇ未満であると耐屈曲疲労性を向上する効果が充分に得られない。またカーボンブラックのＣＴＡＢ吸着比表面積が１００ｍ2／ｇを超えると、発熱性が大きくなると共に、耐屈曲疲労性が不足する。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。
【００２０】
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３０〜７０重量部、好ましくは３５〜６０重量部にするとよい。カーボンブラックの配合量が３０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耐屈曲疲労性が不足する。また、カーボンブラックの配合量が７０重量部を超えると、ゴム組成物の粘度が高くなり成形加工性が悪化する。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
本発明のタイヤ用ゴム組成物はサイドウォール部を構成するのに好適である。このゴム組成物でサイドウォール部を構成したタイヤは、発熱性を低減すると共に耐屈曲疲労性を向上することが出来る。
【００２４】
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】
【００２５】
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。
【００２６】
【表１】
2012031299.tif 000002
【００２７】
表２，３に示す配合からなる１１種類のタイヤ用ゴム組成物（実施例１〜２、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、タイヤ用ゴム組成物を調製した。
【００２８】
得られた１１種類のタイヤ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発熱性及び耐屈曲疲労性を測定した。
【００２９】
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℃）が小さく発熱性が優れることを意味する。
【００３０】
耐屈曲疲労性
得られた加硫ゴム試験片をＪＩＳ Ｋ６２６０に準拠しデマチャ屈曲試験により、室温で毎分３００回の屈曲を加え、亀裂長さが２０ｍｍに達するまでの屈曲回数を求めた。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数で表わし表２，３に示した。この値が大きい方が耐屈曲疲労性に優れることを示す。
【００３１】
【表２】
2012031299.tif 000003
【００３２】
【表３】
2012031299.tif 000004
【００３３】
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ＳＩＲ２０
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、東海カーボン社製シーストＮ、ＣＴＡＢ吸着比表面積７６ｍ2／ｇ
ＣＢ−２：カーボンブラック、キャボットジャパン社製ショウブラックＮ２３４、ＣＴＡＢ吸着比表面積１１５ｍ2／ｇ
ＣＢ−３：カーボンブラック、新日化カーボン社製ＨＴＣ＃Ｇ、ＣＴＡＢ吸着比表面積２９ｍ2／ｇ
オイル：昭和シェル石油社製エクストラクト４号Ｓ
老化防止剤：住友化学社製アンチゲン６Ｃ
亜鉛華：正同化学工業社製亜鉛華３種
ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸
加硫促進剤：ＦＬＥＸＳＹＳ社製ＳＡＮＴＯＣＵＲＥ  ＴＢＢＳ
硫黄：鶴見化学工業社製オイル処理硫黄
【００３４】
表３の結果から明らかなように実施例１，２のタイヤ用ゴム組成物はいずれも比較例１と比べ発熱性を低減すると共に耐屈曲疲労性を向上することが出来る。
【００３５】
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及び耐屈曲疲労性を充分に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、発熱性及び耐屈曲疲労性を充分に改善することが出来ない。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屈曲疲労性が不足する。比較例５のゴム組成物は、天然ゴムの配合量が３０重量％未満、かつブタジエンゴムの配合量が７０重量％を超えるため発熱性が低下し、耐屈曲疲労性は上昇するものの、ゴム組成物としての強度が不十分のため、適さない。
【００３６】
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３０重量部未満であるため発熱は低下するが、耐屈曲疲労性も低下する。比較例７のゴム組成物は、カーボンブラックの配合量が７０重量部を超えるため、発熱性が上昇すると共に耐屈曲疲労性が低下する。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１００ｍ2／ｇを超えるため発熱性が上昇し、耐屈曲疲労性が不足する。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、発熱は低下するが、ゴム組成物としての強度が不足する。