JP2005015691A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】無機充填剤を配合したゴム組成物をトレッドのベースゴムに適用したタイヤにおいて、無機充填剤のゴム成分に対する分散性を改善することによって、タイヤの耐久性及び低燃費性を確保しつつ、操縦安定性を向上させる。
【解決手段】キャップ／ベース構造のトレッド部３を備えたタイヤにおいて、天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分１００質量部に対して、（１）無機充填剤５〜５０質量部と、（２）同一分子内に前記ゴム成分に対する反応基Ａを１個以上有し、且つ前記無機充填剤に対する吸着基Ｂを２個以上有する化合物０．５〜１０質量部とを配合してなるゴム組成物をトレッド部３のベースゴム７に適用する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ、特に操縦安定性、耐久性及び低燃費性に優れたタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トレッド部を、タイヤ径方向内側に位置するベースゴムと、そのタイヤ径方向外側に位置するキャップゴムの２層構造、所謂、キャップ／ベース構造とし、前記ベースゴムに損失正接（ｔａｎδ）の小さなゴム組成物を適用することで、タイヤの低燃費性が向上することが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、上記ベースゴムにシリカを配合したゴム組成物を適用することで、トレッド部の摩耗末期におけるタイヤの操縦安定性が向上することが知られている（特許文献２及び３参照）。
【０００４】
更に、トレッド部は、接地面の中央部とその両側に位置するショルダー部とで一般に厚みが異なり、路面との接触状態も異なることから、ベースゴムをタイヤ幅方向に分割し、分割されたベースゴムの各部分に最適な物性を有するゴム組成物を適用することが提案されている（特許文献４、５及び６参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３２１３１２７号公報
【特許文献２】
特開２００１−１８０２２５号公報
【特許文献３】
特開２００２−１５５１６４号公報
【特許文献４】
特許第１８８３７２６号公報
【特許文献５】
特許第１８３９０３８号公報
【特許文献６】
特開２０００−１９８３１９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ベースゴムの損失正接（ｔａｎδ）を小さくして、低燃費性を向上させるために、補強性充填剤のカーボンブラックの配合量を減らしたゴム組成物をベースゴムに適用すると、ベースゴムの強度が著しく低下し、高速時のタイヤ耐久性が悪化するという問題がある。
【０００７】
また、カーボンブラックとシリカを併用したゴム組成物をベースゴムに適用することで、低燃費性と強度を両立することができるが、カーボンブラックに比べシリカのゴム成分に対する分散性が悪いため、上記カーボンブラックとシリカを併用したゴム組成物は、ゴム物性の点でシリカを配合した効果が十分に発揮されていなかった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、シリカ等の無機充填剤を配合したゴム組成物をトレッドのベースゴムに適用したタイヤにおいて、無機充填剤のゴム成分に対する分散性を改善することによって、耐久性及び低燃費性を確保しつつ、操縦安定性を向上させたタイヤを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、シリカ等の無機充填剤と共に特定の化合物を配合したゴム組成物をベースゴムに適用することで、タイヤの耐久性及び低燃費性を確保しつつ、操縦安定性を向上させ得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
即ち、本発明のタイヤは、カーカスと、該カーカスのクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置した少なくとも２枚のベルト層からなるベルトと、キャップ／ベース構造のトレッド部とを備えたタイヤにおいて、天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分１００質量部に対して、（１）無機充填剤５〜５０質量部と、（２）同一分子内に前記ゴム成分に対する反応基Ａを１個以上有し、且つ前記無機充填剤に対する吸着基Ｂを２個以上有する化合物０．５〜１０質量部とを配合してなるゴム組成物をトレッド部のベースゴムに適用したことを特徴とする。
【００１１】
ここで、本発明において無機充填剤とは、シリカ又は下記式（ＩＶ）で表される無機化合物をいう。
ｗＭ・ｘＳｉＯ_ｙ・ｚＨ_２Ｏ ・・・ （ＩＶ）
（式中、Ｍは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、またはこれらの金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり；ｗ、ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ１〜５の整数、０〜１０の整数、２〜５の整数、及び０〜１０の整数である。）また、本発明のタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
【００１２】
上記化合物において、前記反応基Ａは、非芳香族共役二重結合基又はカルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基及びアミド基から選ばれる１種が隣接した二重結合基であるのが好ましい。また、該反応基Ａは、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸及びソルビン酸から選ばれる不飽和カルボン酸から誘導される基であるのが更に好ましい。一方、上記化合物において、前記吸着基Ｂは、カルボキシル基であるのが好ましい。また、上記化合物は、更にオキシアルキレン基を有するのが好ましい。
【００１３】
本発明のタイヤの好適例においては、上記化合物が、多塩基酸の部分エステルである。ここで、該化合物は、下記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）：
【化４】

［式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３はこれらのうち一つが式−（Ｒ^４Ｏ）_ｎ−ＣＯ−ＣＲ^５＝ＣＲ^６−Ｒ^７で表される基であり（ここで、Ｒ^４は炭素数２〜４のアルキレン基で；Ｒ^５、Ｒ^６及びＲ^７はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基で；ｎはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す１〜３０の数である）、他は水素原子である］
【化５】

［式中、Ｒ^８、Ｒ^９及びＲ^１０はそれぞれ独立に炭素数２〜４のアルキレン基であり、ｍ１、ｍ２及びｍ３はそれぞれオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す数で、ｍ１＋ｍ２＋ｍ３が０〜９０となる数である］
【化６】

［式中、Ｒ^１１は、式−Ｒ^１２Ｏ−で示される基、式−（Ｒ^１３Ｏ）_ｓ−で示される基、式−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２Ｏ−で示される基又は式−（Ｒ^１４Ｏ−ＣＯＲ^１５−ＣＯＯ−）_ｔＲ^１４Ｏ−で示される基である。ここで、Ｒ^１２は炭素数２〜３６のアルキレン基，アルケニレン基又は２価の芳香族炭化水素基で；Ｒ^１３は炭素数２〜４のアルキレン基で；ｓはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す１〜６０の数で；Ｒ^１４は炭素数２〜１８のアルキレン基，アルケニレン基，２価の芳香族炭化水素基又は−（Ｒ^１６Ｏ）_ｕＲ^１６−で示される基で（ここで、Ｒ^１６は炭素数２〜４のアルキレン基で；ｕはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す１〜３０の数である）；Ｒ^１５は炭素数２〜１８のアルキレン基，アルケニレン基又は２価の芳香族炭化水素基で；ｔは平均値で１〜３０の数である］のいずれかで表される化合物であるのが特に好ましい。
【００１４】
本発明のタイヤの他の好適例においては、前記ゴム成分が天然ゴムを５０質量％以上含む。この場合、上記化合物の配合によるゴム組成物の動的弾性率（Ｅ’）の向上効果が大きい。
【００１５】
本発明のタイヤの他の好適例においては、前記無機充填剤がシリカである。ここで、該シリカの配合量は、前記ゴム成分１００質量部に対して１０〜２０質量部であるのが好ましい。
【００１６】
本発明のタイヤの他の好適例においては、前記ゴム組成物は、２５℃における動的弾性率（Ｅ’）が２．５ＭＰａ以上で、６０℃における損失正接（ｔａｎδ）が０．１００以下である。
【００１７】
本発明のタイヤの他の好適例においては、前記ベースゴムがタイヤ幅方向で複数に分割されてなり、該分割された複数のベースゴムセグメントの少なくとも１つに前記ゴム組成物を適用する。ここで、前記ベースゴムが、タイヤ幅方向中央部に位置する中央部ベースゴムセグメントと、該中央部ベースゴムセグメントのタイヤ幅方向両外側に位置するショルダー部ベースゴムセグメントとに分割されてなり、前記中央部ベースゴムセグメントに前記ゴム組成物を適用するのが更に好ましい。また、前記中央部ベースゴムセグメントの幅は、タイヤ径方向内側に位置した前記ベルトの幅の３０〜８０％であるのが好ましい。ここで、ベルトの幅とは、最大幅のベルト層の幅をいう。更に、前記ショルダー部ベースゴムセグメントの少なくとも一方に、２５℃における動的弾性率（Ｅ’）が５ＭＰａ以上で、６０℃における損失正接（ｔａｎδ）が０．１２５以下であるゴム組成物を適用するのが更に好ましい。
【００１８】
本発明のタイヤの他の好適例においては、前記ベースゴムの厚さが、前記トレッド部の厚さの１０〜４０％である。
【００１９】
本発明のタイヤの他の好適例においては、前記トレッド部のキャップゴムに、２５℃における動的弾性率（Ｅ’）が８ＭＰａ以上であるゴム組成物を適用する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明のタイヤは、カーカスと、該カーカスのクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置した少なくとも２枚のベルト層からなるベルトと、キャップ／ベース構造のトレッド部とを備え、前記トレッド部のベースゴムに、天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分１００質量部に対して、（１）無機充填剤５〜５０質量部と、（２）同一分子内に前記ゴム成分に対する反応基Ａを１個以上有し、且つ前記無機充填剤に対する吸着基Ｂを２個以上有する化合物［以下、該化合物を化合物（Ｚ）と略記する］０．５〜１０質量部とを配合してなるゴム組成物を適用したことを特徴とする。
【００２１】
上記化合物（Ｚ）は、ゴム成分に対する反応基Ａを１個以上有するため、ゴム成分との相溶性に優れ、また、無機充填剤に対する吸着基Ｂを２個以上有するため、無機充填剤との親和性にも優れる。そのため、本発明のタイヤのベースゴムに用いるゴム組成物は、化合物（Ｚ）を含むことで、無機充填剤のゴム成分への分散性が向上して、動的弾性率（Ｅ’）が向上しており、その結果、タイヤの操縦安定性を向上させることができる。また、該ゴム組成物は、無機充填剤を所定量含むため、損失正接（ｔａｎδ）が低く、その結果、タイヤの低燃費性を向上させることができる。更に、該ゴム組成物は、化合物（Ｚ）が無機充填剤のゴム成分への分散性を向上させるため、ゴム強度や弾性率等のゴム物性が十分に高く、その結果、タイヤの耐久性を十分に確保することができる。
【００２２】
本発明のタイヤのベースゴム用ゴム組成物のゴム成分は、天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴムからなり、ジエン系合成ゴムとしては、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）及びスチレン・ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）等が挙げられる。これらゴム成分は一種単独でも、ブレンドでもよい。前記ゴム成分は、タイヤの耐久性の観点から、天然ゴムを５０質量％以上含有するのが好ましく、６０質量％以上含有するのが更に好ましく、７０質量％以上含有するのが最も好ましい。ゴム成分の５０質量％以上が天然ゴムの場合、化合物（Ｚ）の配合による動的弾性率（Ｅ’）の向上効果が大きくなり、タイヤ耐久性、操縦安定性を更に向上させることができる。
【００２３】
上記ベースゴム用ゴム組成物は、上記ゴム成分１００質量部に対して、無機充填剤を５〜５０質量部、好ましくは１０〜３０質量部、最も好ましくは１０〜２０質量部配合してなる。無機充填剤の配合量が５質量部未満では、ゴム組成物の損失正接（ｔａｎδ）が十分低くならず、また、十分なゴム強度や弾性率を確保することができない。一方、無機充填剤の配合量が５０質量部を超えると、無機充填剤のゴム成分への分散性が悪くなり、ゴム組成物の物性が悪化する。
【００２４】
上記ゴム組成物の無機充填剤は、シリカ又は下記式（ＩＶ）で表される無機化合物である。
ｗＭ・ｘＳｉＯ_ｙ・ｚＨ_２Ｏ ・・・ （ＩＶ）
【００２５】
ここで、式（ＩＶ）中、Ｍは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム、及びジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、またはこれらの金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり；ｗ、ｘ、ｙ及びｚは、それぞれ１〜５の整数、０〜１０の整数、２〜５の整数及び０〜１０の整数である。尚、式（ＩＶ）において、ｘ、ｚがともに０である場合、該無機化合物は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムから選ばれる少なくとも１つの金属、金属酸化物又は金属水酸化物となる。
【００２６】
上記式（ＩＶ）で表わされる無機化合物としては、γ−アルミナ、α−アルミナ等のアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）；ベーマイト、ダイアスポア等のアルミナ一水和物（Ａｌ_２Ｏ_３・Ｈ_２Ｏ）；ギブサイト、バイヤライト等の水酸化アルミニウム［Ａｌ（ＯＨ）_３］；炭酸アルミニウム［Ａｌ_２（ＣＯ_３）_３］、水酸化マグネシウム［Ｍｇ（ＯＨ）_２］、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）、タルク（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ_２・Ｈ_２Ｏ）、アタパルジャイト（５ＭｇＯ・８ＳｉＯ_２・９Ｈ_２Ｏ）、チタン白（ＴｉＯ_２）、チタン黒（ＴｉＯ_２ｎ−１）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、水酸化カルシウム［Ｃａ（ＯＨ）_２］、酸化アルミニウムマグネシウム（ＭｇＯ・Ａｌ_２Ｏ_３）、クレー（Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）、カオリン（Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２・２Ｈ_２Ｏ）、パイロフィライト（Ａｌ_２Ｏ_３・４ＳｉＯ_２・Ｈ_２Ｏ）、ベントナイト（Ａｌ_２Ｏ_３・４ＳｉＯ_２・２Ｈ_２Ｏ）、ケイ酸アルミニウム（Ａｌ_２ＳｉＯ_５、Ａｌ_４・３ＳｉＯ_４・５Ｈ_２Ｏ等）、ケイ酸マグネシウム（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４、ＭｇＳｉＯ_３等）、ケイ酸カルシウム（Ｃａ_２ＳｉＯ_４等）、ケイ酸アルミニウムカルシウム（Ａｌ_２Ｏ_３・ＣａＯ・２ＳｉＯ_２等）、ケイ酸マグネシウムカルシウム（ＣａＭｇＳｉＯ_４）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、水酸化ジルコニウム［ＺｒＯ（ＯＨ）_２・ｎＨ_２Ｏ］、炭酸ジルコニウム［Ｚｒ（ＣＯ_３）_２］、各種ゼオライトのように電荷を補正する水素、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む結晶性アルミノケイ酸塩等が使用できる。また、前記式（ＩＶ）中のＭがアルミニウム金属、アルミニウムの酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、またはアルミニウムの炭酸塩から選ばれる少なくとも一つである場合が好ましい。式（ＩＶ）で表される無機化合物は、単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。また、これらの無機化合物はシリカと混合して使用することもできる。
【００２７】
上記無機充填剤は、その粒径が０．０１〜１０μｍの粉体であることが好ましい。粒径が０．０１μｍ未満ではグリップ力の向上が望めない割に混練作業が悪化し、１０μｍを超えると動的弾性率が極端に低下し、耐摩耗性が悪くなるため好ましくない。また、これらの効果の観点から、粒径は０．０５〜５μｍの範囲が更に好ましい。
【００２８】
上記無機充填剤は、水銀圧入法で測定した比表面積が８０〜３００ｍ^２／ｇの範囲にあるものが好ましい。比表面積を８０ｍ^２／ｇ〜３００ｍ^２／ｇとすることにより無機充填剤のゴム成分への分散がよくなり、ゴム組成物の加工性，耐摩耗性が良好となる。補強性、加工性及び耐摩耗性のバランス等の面から、より好ましい比表面積は１００〜２５０ｍ^２／ｇの範囲である。なお、この比表面積（Ｓ_Ｈｇ）の算出法は、細孔を円筒形と仮定し、Ｓ_Ｈｇ（ｍ^２／ｇ）＝２Ｖ／ｒ〔Ｖ＝全細孔容積（ｍ^３／ｇ）、ｒ＝平均細孔半径（ｍ）〕で算出する。
【００２９】
上記無機充填剤の中でも、シリカが好ましい。また、上記ゴム組成物は、更にシランカップリング剤を含有するのが好ましい。シランカップリング剤を配合することにより、タイヤの耐摩耗性が更に向上し、ｔａｎδが更に低下する。ここで、シランカップリング剤の配合量は、上記無機充填剤１００質量部に対し５〜２０質量部が好ましい。該シランカップリング剤としては、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド，ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド，ビス（３−メチルジメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド，ビス（３−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド，ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド，ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ジスルフィド，ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）トリスルフィド，３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン，３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン，ビニルトリエトキシシラン，ビニルトリメトキシシラン，３−アミノプロピルトリエトキシシラン，３−アミノプロピルトリメトキシシラン，３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン，γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン，γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン，３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイルテトラスルフィド，３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド，３−トリメトキシシリルプロピルメタクリロイルモノスルフィド，３−トリエトキシシリルプロピルｎ−オクチルジスルフィド等が挙げられる。
【００３０】
上記ゴム組成物には、充填剤として上記無機充填剤の他に、カーボンブラックを配合することもできる。カーボンブラックを配合することによって、ベースゴムの強度を向上させることができる。
【００３１】
また、上記ベースゴム用組成物は、上記ゴム成分１００質量部に対して、同一分子内に前記ゴム成分に対する反応基Ａを１個以上有し、且つ前記無機充填剤に対する吸着基Ｂを２個以上有する化合物（Ｚ）を０．５〜１０質量部配合してなる。化合物（Ｚ）の配合量が、ゴム成分１００質量部に対して０．５質量部未満では、無機充填剤のゴム成分への分散性を改善する効果が小さく、ゴム組成物の動的弾性率（Ｅ’）や強度を向上させる効果が小さい。一方、化合物（Ｚ）の配合量が１０質量部を超えると、無機充填剤のゴム成分への分散性を改善する効果が頭打ちとなる。なお、化合物（Ｚ）の配合量は、上記無機充填剤の５〜２０質量％の範囲が更に好ましい。
【００３２】
上記化合物（Ｚ）において、ゴム成分に対する反応基Ａは、二重結合を有する基であって、該二重結合を活性化する基が隣接するものが好ましく、特に非芳香族共役二重結合基又はカルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基及びアミド基から選ばれる１種が隣接した二重結合基であることが好ましい。ここで、隣接とは二重結合の両端又は一方にカルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基及びアミド基から選ばれる１種を有することをいう。
【００３３】
上記化合物（Ｚ）としては、反応基Ａがマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸又はソルビン酸から選ばれる不飽和カルボン酸から誘導される基であることが好ましく、これら中でもマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸から誘導される基、特にはマレイン酸、アクリル酸から誘導される基であることが最も好ましい。一方、吸着基Ｂに関しては、カルボキシル基が好ましい。
【００３４】
上記化合物（Ｚ）は、更にオキシアルキレン基を有することが好ましい。化合物（Ｚ）がオキシアルキレン基を有する場合、ゴム成分との相溶性が更に向上し、シリカ等の無機充填剤との親和性が更に良好となる。オキシアルキレン基の平均付加モル数は、ゴム成分に対する反応基Ａの個数１個当たり、１〜３０モルの範囲であることが好ましく、更には１〜２０モル、特には２〜１５モルの範囲であることが好ましい。
【００３５】
上記化合物（Ｚ）の具体例としては、トリメリット酸、ピロメリット酸、クエン酸等のポリカルボン酸のモノ（（メタ）アクリロイルオキシアルキル）エステル（ここで、（メタ）アクリロイルは、メタクリロイル又はアクリロイルを示す）；マレイン酸モノリンゴ酸エステル等の不飽和カルボン酸とオキシカルボン酸との（ポリ）エステル；エチレングリコール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール等のジオールとマレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸との両末端にカルボキシル基を有するエステル；Ｎ−（２−カルボキシエチル）マレアミド酸等のＮ−（カルボキシアルキル）マレアミド酸；下記式（Ｉ）、（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）で表される化合物が挙げられる。
【００３６】
【化７】

式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３はこれらのうち一つが式−（Ｒ^４Ｏ）_ｎ−ＣＯ−ＣＲ^５＝ＣＲ^６−Ｒ^７で表される基であり、他は水素原子である。ここでＲ^４は炭素数２〜４のアルキレン基、好ましくはエチレン基又はプロピレン基である。またＲ^５、Ｒ^６及びＲ^７はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基であって、好ましくはＲ^５が水素原子又はメチル基、Ｒ^６及びＲ^７が水素原子である。ｎはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す１〜３０の数であり、好ましくは１〜２０、更には好ましくは２〜１５の数である。
【００３７】
【化８】

式中、Ｒ^８、Ｒ^９及びＲ^１０はそれぞれ独立に炭素数２〜４のアルキレン基、好ましくはエチレン基又はプロピレン基であり、ｍ１、ｍ２及びｍ３はそれぞれオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す数で、ｍ１＋ｍ２＋ｍ３が０〜９０、好ましくは３〜６０、更に好ましくは６〜４５となる数である。
【００３８】
【化９】

式中、Ｒ^１１は、式−Ｒ^１２Ｏ−で示される基、式−（Ｒ^１３Ｏ）_ｓ−で示される基、式−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２Ｏ−で示される基又は式−（Ｒ^１４Ｏ−ＣＯＲ^１５−ＣＯＯ−）_ｔＲ^１４Ｏ−で示される基である。ここでＲ^１２は炭素数２〜３６のアルキレン基，アルケニレン基又は２価の芳香族炭化水素基であって、好ましくは炭素数２〜１８のアルキレン基又はフェニレン基、さらに好ましくは炭素数４〜１２のアルキレン基である。またＲ^１３は炭素数２〜４のアルキレン基、好ましくはエチレン基又はプロピレン基であり、ｓはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す１〜６０の数であり、好ましくは２〜４０、更に好ましくは４〜３０の数である。Ｒ^１４は炭素数２〜１８のアルキレン基、アルケニレン基、２価の芳香族炭化水素基又は−（Ｒ^１６Ｏ）_ｕＲ^１６−で示される基である（ここで、Ｒ^１６は炭素数２〜４のアルキレン基で；ｕはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す１〜３０の数であり、好ましくは１〜２０、さらに好ましくは２〜１５の数である）。Ｒ^１５は炭素数２〜１８のアルキレン基、アルケニレン基又は２価の芳香族炭化水素基であって、好ましくは炭素数２〜１２のアルキレン基又はフェニレン基、さらに好ましくは炭素数２〜８のアルキレン基である。ｔは平均値で１〜３０、好ましくは１〜２０、さらに好ましくは１〜１５の数である。
【００３９】
これらの化合物の中でも、多塩基酸の部分エステルが好ましく、式（Ｉ）、式（ＩＩ）又は式（ＩＩＩ）で表される化合物が更に好ましい。式（Ｉ）で表される化合物の具体例としては、トリメリット酸モノ（２−（メタ）アクリロイルオキシエチル）エステル、トリメリット酸モノ［２−（２−（メタ）アクリロイルオキシエトキシ）エチル］エステル、トリメリット酸モノ（ω−（メタ）アクリロイルオキシポリオキシエチレン（１０））エステル等のトリメリット酸モノ（ω−（メタ）アクリロイルオキシＰＯＡ（ｎ））エステル［ここで（メタ）アクリロイルはメタクリロイル又はアクリロイルを示し、ＰＯＡ（ｎ）はオキシエチレン又はオキシプロピレンが平均して１〜３０モル付加したポリオキシエチレン（以下「ＰＯＥ」と略記することがある）又はポリオキシプロピレン（以下「ＰＯＰ」と略記することがある）を示す］が挙げられる。
【００４０】
式（ＩＩ）で表される化合物の具体例としては、ＰＯＥ（８）グリセリントリマレエート、ＰＯＥ（３）グリセリントリマレエート、ＰＯＰ（１０）グリセリントリマレエート等のＰＯＡ（ｍ）グリセリントリマレエート（ここでＰＯＡ（ｍ）はオキシエチレン又はオキシプロピレンが平均して０〜９０モル付加したポリオキシエチレン又はポリオキシプロピレンを示す）等が挙げられる。
【００４１】
式（ＩＩＩ）で表される化合物の具体例としては、グリセリンジマレエート、１，４−ブタンジオールジマレエート、１，６−ヘキサンジオールジマレエート等のアルキレンジオールのジマレエート；１，６−ヘキサンジオールジフマレート等のアルキレンジオールのジフマレート；ＰＥＧ２００ジマレエート，ＰＥＧ６００ジマレエート等のポリオキシアルキレングリコールのジマレエート（ここでＰＥＧ２００、ＰＥＧ６００とは、それぞれ平均分子量２００又は６００のポリエチレングリコールを示す）；両末端にカルボキシル基を有するポリブチレンマレエート、両末端にカルボキシル基を有するポリ（ＰＥＧ２００）マレエート等の両末端カルボン酸型ポリアルキレングリコール／マレイン酸ポリエステル；両末端にカルボキシル基を有するポリブチレンアジペートマレエート、ＰＥＧ６００ジフマレート等のポリオキシアルキレングリコールのジフマレート；両末端にカルボキシル基を有するポリブチレンフマレート、両末端にカルボキシル基を有するポリ（ＰＥＧ２００）フマレート等の両末端カルボン酸型ポリアルキレングリコール／フマル酸ポリエステル等が挙げられる。
【００４２】
上記化合物（Ｚ）は、分子量２５０以上であることが好ましく、分子量２５０〜５０００であることが更に好ましく、分子量２５０〜３０００であることが特に好ましい。分子量がこの範囲であると引火点が高く、安全上望ましいばかりでなく、発煙が少なく作業環境上も好ましい。尚、上記化合物（Ｚ）は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４３】
上記ゴム組成物には、上記ゴム成分、無機充填剤、シランカップリング剤、化合物（Ｚ）、カーボンブラックの他に、ゴム業界で通常使用される配合剤、例えば、軟化剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤等のゴム業界で通常使用される配合剤を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択し配合することができる。これら配合剤は、市販品を好適に使用することができる。なお、上記ゴム組成物は、ゴム成分に、必要に応じて適宜選択した各種配合剤を配合して、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。
【００４４】
上記ベースゴム用ゴム組成物は、２５℃における動的弾性率（Ｅ’）が高くなる程操縦安定性が向上するが、動的弾性率（Ｅ’）が高くなり過ぎると乗り心地性が悪くなるため、２５℃における動的弾性率（Ｅ’）が２．５ＭＰａ以上、好ましくは３．０ＭＰａ以上、更に好ましくは３．５ＭＰａ以上である。但し、ベースゴム用ゴム組成物は、キャップゴム用ゴム組成物の動的弾性率（Ｅ’）よりも、十分低いことが好ましく、この場合、ベースゴムがクッションの役割を果たし、乗り心地性と操縦安定性を向上させることができる。また、上記ベースゴム用ゴム組成物は、タイヤの低燃費性を確保する観点から、６０℃における損失正接（ｔａｎδ）が０．１００以下である。
【００４５】
本発明のタイヤにおいては、上記ゴム組成物からなるベースゴムをキャップゴムの径方向内側に複数積層してもよいが、トレッド部はタイヤ接地面内の接地中央部と両外側部分とでは異なった動きをするため、ベースゴムも接地中央部と接地外側部とで物性が異なる方が、各種性能を確保しやすくなる。そのため、上記ベースゴムをタイヤ幅方向で複数に分割した構造とし、該分割された複数のベースゴムセグメントの少なくとも１つに前記ゴム組成物を適用するのが好ましい。
【００４６】
上記ベースゴムは、タイヤ幅方向中央部に位置する中央部ベースゴムセグメントと、該中央部ベースゴムセグメントのタイヤ幅方向両外側に位置するショルダー部ベースゴムとに分割されてなり、前記中央部ベースゴムセグメントに前記ゴム組成物を適用してなるのが更に好ましい。ここで、上記中央部ベースゴムセグメントの幅は、タイヤ径方向内側に位置するベルトの幅の３０〜８０％であるのが好ましい。
【００４７】
また、上記ショルダー部ベースゴムセグメントの少なくとも一方に、２５℃における動的弾性率（Ｅ’）が５ＭＰａ以上で、６０℃における損失正接（ｔａｎδ）が０．１２５以下である高硬度の他のゴム組成物を適用するのが好ましい。この場合、タイヤの低燃費性を損なうことなく、タイヤの操縦安定性を更に向上させることができる。なお、左右対称のトレッドパターンを有するタイヤの場合、一対のショルダー部ベースゴムセグメントの両方に２５℃における動的弾性率（Ｅ’）が５ＭＰａ以上で、６０℃における損失正接（ｔａｎδ）が０．１２５以下であるゴム組成物を適用するのが好ましい。また、左右非対称のトレッドパターンを有するタイヤの場合、一対のショルダー部ベースゴムセグメントの少なくとも一方に２５℃における動的弾性率（Ｅ’）が５ＭＰａ以上で、６０℃における損失正接（ｔａｎδ）が０．１２５以下であるゴム組成物を適用することで、タイヤの操縦安定性を向上させることができる。
【００４８】
本発明のタイヤにおいて、上記ベースゴムの厚さは、前記トレッド部の厚さの１０〜４０％であるのが好ましい。ベースゴムの厚さがトレッド部の厚さの１０％未満では、ベースゴムに上記ゴム組成物を適用した効果が十分発揮されず、４０％を超えると、トレッド部の摩耗末期にベースゴムが露出して、トレッド表面の外観が悪化する。
【００４９】
なお、本発明のタイヤにおいて、トレッド部のキャップゴムは、特に限定されるものではないが、タイヤの操縦安定性と低燃費性の観点から、２５℃における動的弾性率（Ｅ’）が８ＭＰａ以上であるゴム組成物からなるのが好ましい。
【００５０】
上記中央部ベースゴムセグメントとショルダー部ベースゴムセグメントとで異なるゴム組成物を適用したタイヤは、例えば、成形ドラムの外周上にインナーライナー、カーカス、ベルト層を巻き付けた後、該ベルト層の外周側に所定の幅及び厚さの未加硫ゴム組成物からなる帯状体を周回毎に少なくとも一部を重複させながらタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けてトレッド部を形成し、この際タイヤ幅方向で前記帯状体を構成する未加硫ゴム組成物の種類を変化させることで製造できる。なお、ドラム上でベルト層とトレッド部との積層体を成形した後、インナーライナーとカーカスが貼り付けられた別の成形ドラム上に該ベルト層とトレッド部との積層体を貼り付けて生タイヤを成形してもよい。帯状体を周回毎に少なくとも一部を重複させながらタイヤ周方向に巻き付け、タイヤ幅方向で帯状体を構成する未加硫ゴム組成物の種類を変えることにより、均質性に優れたトレッド部を有するタイヤを効率的に製造することができる。
【００５１】
トレッド部を形成するにあたって、帯状体のオーバーラップ量を任意に制御することにより、各ゴム層を所望の断面形状に成形することができ、しかもタイヤ幅方向で帯状体を構成する未加硫ゴム組成物の種類を変えることにより、トレッド部を任意の複数層から成形することができる。帯状体は予め押出しや圧延によって成形して帯状にしておいたものでもよく、巻き付けと同時に押出成形機又は射出成形機から供給したものであってもよい。
【００５２】
次に、本発明のタイヤの実施態様を図面に基づき説明する。図１は、本発明のタイヤの一実施態様を示す断面図である。図１に示すタイヤは、一対のビード部１と、一対のサイド部２と、トレッド部３と、該ビード部１に各々埋設されたビードコア４間にトロイド状に延在させたカーカス５と、該カーカス５のクラウン部でタイヤ径方向外側に配した少なくとも二枚のベルト層からなるベルト６とを具える。ここで、トレッド部３は、ベルト６のタイヤ径方向外側に位置するベースゴム７と、該ベースゴム７のタイヤ径方向外側に位置するキャップゴム８とからなる、所謂、キャップ／ベース構造を有する。また、トレッド部３の幅方向両端部にはゴム組成物からなる一対のウィングチップ９が帯状に貼り付けられている。
【００５３】
図示例において、上記ベースゴム７は、タイヤ幅方向で３つのセグメントに分割され、タイヤ幅方向中央部に位置する中央部ベースゴムセグメント７Ａと、該中央部ベースゴムセグメント７Ａのタイヤ幅方向両外側に位置するショルダー部ベースゴムセグメント７Ｂとからなる。ここで、上記中央部ベースゴムセグメント７Ａの幅は、タイヤ径方向内側に位置するベルト６の幅の３０〜８０％である。なお、ベルト６の幅は、最大幅のベルト層の幅である。また、図示例のタイヤでは、ベースゴム７の厚さが、中央部ベースゴムセグメント７Ａとショルダー部ベースゴムセグメント７Ｂとで急激に異なるが、中央部ベースゴムセグメント７Ａとショルダー部ベースゴムセグメント７Ｂとで厚さをなだらかに変化させてもよいし、同じ厚さにしてもよい。上記中央部ベースゴムセグメント７Ａに２５℃における動的弾性率（Ｅ’）が２．５ＭＰａ以上で、６０℃における損失正接（ｔａｎδ）が０．１００以下であるゴム組成物を適用し、ショルダー部ベースゴムセグメント７Ｂに２５℃における動的弾性率（Ｅ’）が５ＭＰａ以上で、６０℃における損失正接（ｔａｎδ）が０．１２５以下である他のゴム組成物を適用することで、タイヤの耐久性及び低燃費性を確保しつつ、操縦安定性を著しく向上させることができる。
【００５４】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００５５】
表１に示す配合処方のゴム組成物をそれぞれ調製し、動的歪１％、周波数５２Ｈｚ、測定温度２５℃で動的弾性率（Ｅ’）を測定し、動的歪１％、周波数５２Ｈｚ、測定温度６０℃で損失正接（ｔａｎδ）を測定した。なお、表１に示す以外の通常使用される配合剤は、いずれのゴム組成物においても、ゴム成分に対して等量配合されている。
【００５６】
【表１】

【００５７】
＊１ ＲＳＳ＃４．
＊２ ＪＳＲ製， ＳＢＲ１５００．
＊３ 東海カーボン社製， Ｎ５５０．
＊４ 日本シリカ工業社製， ニップシールＡＱ．
＊５ ポリＰＥＧ２００マレートポリエステル， ［式（ＩＩＩ）において、Ｒ^１１が−（Ｒ^１４Ｏ−ＣＯＲ^１５−ＣＯＯ−）_ｔＲ^１４Ｏ−で示される基であり； Ｒ^１４が−（Ｒ^１６Ｏ）_ｕＲ^１６−（Ｒ^１６がエチレン基， ｕ＝３．５）で； Ｒ^１５が−ＣＨ＝ＣＨ−で； ｔ＝４の化合物］．
＊６ トリメリット酸モノアクリレート．
＊７ ポリブタンジオールマレートポリエステル， ［式（ＩＩＩ）において、Ｒ^１１が−（Ｒ^１４Ｏ−ＣＯＲ^１５−ＣＯＯ−）_ｔＲ^１４Ｏ−で示される基であり； Ｒ^１４がブチレン基で、Ｒ^１５が−ＣＨ＝ＣＨ−で； ｔ＝４の化合物］．
【００５８】
表１から、化合物（Ｚ）の添加により、ゴム組成物の動的弾性率（Ｅ’）が向上することが分かる。また、ゴム組成物ｉ及びゴム組成物ｊと、ゴム組成物ｋ及びゴム組成物ｇとの比較から、ゴム成分中の天然ゴムの含有率が高い方が、化合物（Ｚ）の添加による動的弾性率（Ｅ’）の向上効果が大きいことが分かる。
【００５９】
次に、上記ゴム組成物を、表２に示す組み合わせで、中央部ベースゴムセグメント、ショルダー部ベースゴムセグメントに適用し、図１に示す構造で、サイズ１８５／７０Ｒ１４の乗用車用タイヤを作製した。該タイヤに対して、下記に示す方法で、タイヤ耐久性、操縦安定性、低燃費性を評価した。結果を表２に示す。
【００６０】
（１）タイヤ耐久性
初速８０ｋｍ／ｈから３０分毎に速度を８ｋｍ／ｈづつ上げていく、ステップスピード方式のドラム試験を実施した。但し、１８４ｋｍ／ｈを上限として、１８４ｋｍ／ｈで３０分間完走した場合、市場性有りと判断した。
【００６１】
（２）操縦安定性
国産乗用車に試作タイヤを各々４本装着し、テストコースにて実車フィーリングテストを実施した。なお、操縦安定性の評価は、比較例１のタイヤをコントロールとして１０段階で評価し、プラス点が大きい程、操縦安定性が良好であることを示す。
【００６２】
（３）低燃費性
ドラム試験にて転がり抵抗を測定し、下記の式に従って指数表示し、低燃費性を評価した。指数値が大きい程、転がり抵抗が小さく、低燃費性に優れることを示す。
低燃費性指数＝（比較例１の転がり抵抗／各例の転がり抵抗）×１００
【００６３】
【表２】

【００６４】
シリカと化合物（Ｚ）を所定量配合したゴム組成物をベースゴムに適用した実施例のタイヤは、タイヤ耐久性及び低燃費性を確保しつつ、操縦安定性が向上していた。特に、ショルダー部ベースゴムセグメントに２５℃における動的弾性率（Ｅ’）が５ＭＰａ以上で、６０℃における損失正接（ｔａｎδ）が０．１２５以下である高硬度なゴム組成物を適用した実施例５及び６のタイヤは、ベルトエンドセパレーション（ＢＥＳ）が発生せず、タイヤ耐久性が向上していた。
【００６５】
一方、比較例１のタイヤは、ベースゴムの動的弾性率（Ｅ’）が低すぎるため、タイヤの強度が低下し、タイヤ耐久性が低く、市場性が無かった。また、比較例２のタイヤは、ベースゴムの損失正接（ｔａｎδ）が高すぎるため、低燃費性が悪化した。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、シリカ等の無機充填剤と共に特定の化合物を配合したゴム組成物をベースゴムに適用することで、タイヤの耐久性及び低燃費性を確保しつつ、操縦安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤの一実施態様を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ビード部
２ サイド部
３ トレッド部
４ ビードコア
５ カーカス
６ ベルト
７ ベースゴム
７Ａ 中央部ベースゴムセグメント
７Ｂ ショルダー部ベースゴムセグメント
８ キャップゴム
９ ウィングチップ

Claims (17)

1. カーカスと、該カーカスのクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置した少なくとも２枚のベルト層からなるベルトと、キャップ／ベース構造のトレッド部とを備えたタイヤにおいて、
   天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分１００質量部に対して、（１）無機充填剤５〜５０質量部と、（２）同一分子内に前記ゴム成分に対する反応基Ａを１個以上有し、且つ前記無機充填剤に対する吸着基Ｂを２個以上有する化合物０．５〜１０質量部とを配合してなるゴム組成物をトレッド部のベースゴムに適用したことを特徴とするタイヤ。
2. 前記反応基Ａが、非芳香族共役二重結合基又はカルボニル基、カルボキシル基、オキシカルボニル基及びアミド基から選ばれる１種が隣接した二重結合基であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記反応基Ａが、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸及びソルビン酸から選ばれる不飽和カルボン酸から誘導される基であることを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 前記吸着基Ｂがカルボキシル基であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ。
5. 前記化合物が、更にオキシアルキレン基を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ。
6. 前記化合物が多塩基酸の部分エステルであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のタイヤ。
7. 前記化合物が下記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）：
   

   

   ［式中、Ｒ^１、Ｒ^２及びＲ^３はこれらのうち一つが式−（Ｒ^４Ｏ）_ｎ−ＣＯ−ＣＲ^５＝ＣＲ^６−Ｒ^７で表される基であり（ここで、Ｒ^４は炭素数２〜４のアルキレン基で；Ｒ^５、Ｒ^６及びＲ^７はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基で；ｎはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す１〜３０の数である）、他は水素原子である］
   

   

   ［式中、Ｒ^８、Ｒ^９及びＲ^１０はそれぞれ独立に炭素数２〜４のアルキレン基であり、ｍ１、ｍ２及びｍ３はそれぞれオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す数で、ｍ１＋ｍ２＋ｍ３が０〜９０となる数である］
   

   

   ［式中、Ｒ^１１は、式−Ｒ^１２Ｏ−で示される基、式−（Ｒ^１３Ｏ）_ｓ−で示される基、式−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２Ｏ−で示される基又は式−（Ｒ^１４Ｏ−ＣＯＲ^１５−ＣＯＯ−）_ｔＲ^１４Ｏ−で示される基である。ここで、Ｒ^１２は炭素数２〜３６のアルキレン基，アルケニレン基又は２価の芳香族炭化水素基で；Ｒ^１３は炭素数２〜４のアルキレン基で；ｓはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す１〜６０の数で；Ｒ^１４は炭素数２〜１８のアルキレン基，アルケニレン基，２価の芳香族炭化水素基又は−（Ｒ^１６Ｏ）_ｕＲ^１６−で示される基で（ここで、Ｒ^１６は炭素数２〜４のアルキレン基で；ｕはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す１〜３０の数である）；Ｒ^１５は炭素数２〜１８のアルキレン基，アルケニレン基又は２価の芳香族炭化水素基で；ｔは平均値で１〜３０の数である］のいずれかで表される化合物であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のタイヤ。
8. 前記ゴム成分が天然ゴムを５０質量％以上含むことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
9. 前記無機充填剤がシリカであることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
10. 前記シリカの配合量が、前記ゴム成分１００質量部に対して１０〜２０質量部であることを特徴とする請求項９に記載のタイヤ。
11. 前記ゴム組成物は、２５℃における動的弾性率（Ｅ’）が２．５ＭＰａ以上で、６０℃における損失正接（ｔａｎδ）が０．１００以下であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
12. 前記ベースゴムがタイヤ幅方向で複数に分割されてなり、該分割された複数のベースゴムセグメントの少なくとも１つに前記ゴム組成物を適用したことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
13. 前記ベースゴムが、タイヤ幅方向中央部に位置する中央部ベースゴムセグメントと、該中央部ベースゴムセグメントのタイヤ幅方向両外側に位置するショルダー部ベースゴムセグメントとに分割されてなり、前記中央部ベースゴムセグメントに前記ゴム組成物を適用したことを特徴とする請求項１２に記載のタイヤ。
14. 前記中央部ベースゴムセグメントの幅が、タイヤ径方向内側に位置した前記ベルトの幅の３０〜８０％であることを特徴とする請求項１３に記載のタイヤ。
15. 前記ショルダー部ベースゴムセグメントの少なくとも一方に、２５℃における動的弾性率（Ｅ’）が５ＭＰａ以上で、６０℃における損失正接（ｔａｎδ）が０．１２５以下であるゴム組成物を適用したことを特徴とする請求項１３に記載のタイヤ。
16. 前記ベースゴムの厚さが、前記トレッド部の厚さの１０〜４０％であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
17. 前記トレッド部のキャップゴムに、２５℃における動的弾性率（Ｅ’）が８ＭＰａ以上であるゴム組成物を適用したことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。

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