JP2007211042A - ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ゴム組成物の疲労破壊性を向上させて、例えば重荷重用空気入りタイヤ用として有用なゴム組成物の提供。
【解決手段】天然ゴム（ＮＲ）及び／又はポリイソプレンゴム（ＩＲ）５０〜８０重量部、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）１５〜４５重量部、並びにスチレン含量が１５〜３５重量％でブタジエン部分のビニル結合含量が３０超〜７５％の溶液重合スチレンブタジエン共重合体ゴム（Ｓ−ＳＢＲ）２重量部以上１０重量部未満からなるゴム成分１００重量部を含んでなるゴム組成物。
【選択図】なし

Description

本発明はゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤに関し、更に詳しくはタイヤトレッド用に好適な耐疲労破壊性の改良されたゴム組成物及びそのゴム組成物をキャップトレッド部に使用した重荷重用空気入りタイヤに関する。

従来から重荷重用タイヤにおいて牽引力の増大を目的として、ブロック形状を有するトレッドデザインが多用されている。しかしながら、走行に伴う繰り返し変形による応力集中がタイヤトレッドの溝底に集中し易いため、グルーブクラック（ＧＣ）やリブティアが発生し易いという問題があり、主として天然ゴム（ＮＲ）／ポリブタジエン（ＢＲ）系配合のキャップが使用されている（特許文献１及び２参照）。ＮＲ／ＢＲ系においてＢＲのブレンド比率を上げることにより、疲労破壊性は向上するが、破断物性の低下に伴う耐チッピング、ウェット性能の低下によるスベリ及び制動距離増加の問題が新たに発生してきている。

特開２０００−２２５８０５号公報 特開２００５−２３２４０７号公報

従って、本発明の目的はゴム組成物の疲労破壊性、特に列理方向及びその直角方向の双方で向上させることにある。

本発明に従えば、天然ゴム（ＮＲ）及び／又はポリイソプレンゴム（ＩＲ）５０〜８０重量部、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）１５〜４５重量部、並びにスチレン含量が１５〜３５重量％でブタジエン部分のビニル結合含量が３０超〜７５％の溶液重合スチレンブタジエン共重合体ゴム（Ｓ−ＳＢＲ）２重量部以上１０重量部未満からなるゴム成分１００重量部を含んでなるゴム組成物が提供される。

本発明に従えば、また上記ゴム成分１００重量部当りカーボンブラック３５〜６０重量部を配合したゴム組成物が提供される。

本発明に従えば、更に上記ゴム組成物とキャップトレッド部に使用した空気入りタイヤが提供される。

本発明によれば、ＮＲ／ＢＲに特定のミクロ構造を有するＳ−ＳＢＲを少量ブレンドすることにより、ゴム組成物の疲労破壊性を向上させることができ、しかもその疲労破壊性向上効果は列理方向及びその直角方向の双方で認められ、かつゴム組成物の破断伸び及び低温ｔａｎδが大きくなる（即ち湿潤路面での利動性に優れる）。

本発明者らは前記課題を解決すべく研究を進めた結果、ＮＲ／ＢＲに特定のミクロ構造を有するＳＢＲを少量ブレンドすることにより、疲労破壊性を向上させることができ、更にその疲労破壊性向上効果は列理方向及びその直角方向の双方で認められた。従って、疲労破壊性の向上のために、ＢＲの配合比率を増加させることを抑えることが可能となり、破断物性低下を抑制するばかりでなく、低温ｔａｎδ低下も抑制が可能となり、ウェット性能の低下も抑制できることを見出した。

本発明において使用する溶液重合スチレンブタジエン共重合体ゴム（Ｓ−ＳＢＲ）のミクロ構造としては、スチレン含量が１５〜３５重量％、好ましくは１７〜３０重量％、ブタジエン部分のビニル結合含量が３０超〜７５％、好ましくは３２〜７２％のＳ−ＳＢＲを、ゴム成分１００重量部の、２重量部以上１０重量部未満、好ましくは４〜９．５重量部使用することにより、上記効果が発現される。Ｓ−ＳＢＲの配合量が少ないと本発明での改善効果が不十分となるので好ましくなく、逆に多いと破断伸びが低下し耐チッピング性能が低下するので好ましくない。かかるＳ−ＳＢＲは公知であり、例えば日本ゼオン Ｎｉｐｏｌ ＮＳ１１０Ｒ、旭化成 アサプレン １２０４などの市販品を用いることができる。

本発明に係るゴム組成物に配合するゴム成分は、高破断物性の発現の観点からゴム成分の合計重量１００重量部に対し、天然ゴム（ＮＲ）及び／又はポリイソプレンゴム（ＩＲ）を５０〜８０重量部、好ましくは５５〜７０重量部、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）を１５〜４５重量部、好ましくは２０〜４０重量部そして前述のスチレン含量が１５〜３５重量％で、ブタジエン部分のビニル結合含量が３０超〜７５％のＳ−ＳＢＲ２重量部以上１０重量部未満から構成される。

本発明の好ましい態様によれば、前記ゴム成分１００重量部に対して、カーボンブラックを３５〜６０重量部、好ましくは４０〜５５重量部配合する。このゴム組成物は、例えば重荷重用空気入りタイヤのキャップトレッド部に使用することができる。

本発明において使用するカーボンブラックには特に限定はなく、その使用用途に応じて、当業者が適宜選択して使用することができる。カーボンブラックの配合量が少な過ぎると耐摩耗性低下に伴う製品寿命低下のおそれがあるので好ましくなく、逆に多過ぎるとタイヤ発熱大による耐久性低下のおそれがあるので好ましくない。

本発明に係るゴム組成物は一般的な方法で空気入りタイヤの部材、例えばトレッド部に使用することができ、その製造方法は従前のものと相違はない。

本発明に係るゴム組成物には、前記した成分に加えて、シリカなどのその他の補強剤（フィラー）、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用、その他のゴム組成物用に一般的に配合されてい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。

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまでもない。

標準例１、実施例１〜４及び比較例１〜９
サンプルの調製
表Ｉに示す配合（重量部）において、加硫促進剤と硫黄を除く配合成分をＢＢ−２型ミキサーで温調６０℃、回転数３０rpm及び放出温度１３０℃で混合し、次にオープンロールで硫黄／加硫促進剤を投入後、左右各１０回切り返した後、１５０℃で３０分プレス加硫し、２mm厚の加硫ゴムシートを作成した。得られた加硫ゴムシートを用いて、以下に示す試験法で加硫ゴムの物性を測定した。結果は表Ｉに示す。

ゴム物性評価試験法
定歪シート疲労
３号上記加硫シートから打ち抜いたダンベルに、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準じて、６０％の歪みを繰り返し与え、破断回数を測定した。破断回数の測定はｎ＝６で行い、それぞれの破断回数より正規確率分布による５０％残存確率を求め、比較例２の値を１００として指数表示した。この数値が大きい方が疲労寿命が長く、疲労破壊性に優れていることを示す。

引張り試験
上記加硫シートから３号ダンベル状の試験片を打ち抜き、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して、室温及び１００℃での破断伸びを測定し、比較例２の値を１００として指数表示した。この数値が大きい方が破断伸びが大きく、耐チッピング性に優れていることを示す。

粘弾性スペクトロメータ
東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメータを用い、歪１０±２％、周波数２０Hz、雰囲気温度０℃の条件でｔａｎδを測定した。測定結果は、比較例２の値を１００として指数表示した。この数値が大きい方が低温ｔａｎδが大きく、湿潤路面での制動性で有利であることを示す。

タイヤ評価
表Ｉに示す各ゴム組成物をキャップトレッドに使用した３１５／８０Ｒ２２．５トラクションタイプ（ブロックパターン）タイヤを試作し、４ｘ２トラクターのドライブ軸に装着し、法定積載量、高速／一般道路走行比率が５０％以下の走行条件で１０万km走行させた。その後、キャップトレッド面を観察し、キャップ溝底クラック発生有無を確認し、クラック無しを５点とし、最悪のものを１点として、５点法で採点した。この点数が高いほど耐グルーブクラック性が良好であることを示す。

表Ｉの結果から明らかなように、比較例１〜３は標準例１に対して、ＮＲ／ＢＲの比がＢＲが多くなるに伴って、疲労破壊性は大幅に向上していくが、破断伸びが低下し、低温ｔａｎδが低下することを示している。これに対し、本発明の実施例１〜４はＳ−ＳＢＲを５〜１０重量部配合することにより、ＮＲ／ＢＲ比（重量比）６０／４０の比較例２に対して、シート出し方向０／９０度共に疲労破壊性は更に向上し、破断伸び及び低温ｔａｎδも向上し、また空気入りタイヤの走行試験における耐グルーブクラック性も大幅に改善されることを示している。

比較例４はビニル結合含量が少ないＳ−ＳＢＲを用いた場合には、シート出し方向（列理方向）に対して９０度方向の疲労破壊性向上がみられないことを示し、比較例５はビニル結合含量が本発明の範囲内でもスチレン含量が多いＳ−ＳＢＲを使用すると、疲労破壊性が低下することを示している。比較例６はビニル結合含量が本発明の範囲内でもスチレン含量が少ないＳ−ＳＢＲを使用するとシート出し方向に対して９０度方向の疲労破壊性の向上が認められないことを示し、比較例７はビニル結合含量／スチレン含量が少ないＳ−ＳＢＲの使用ではシート出し方向に対して９０度方向の疲労破壊性向上が認められない。比較例８は本発明に係るＳ−ＳＢＲを用いてもその配合量が少ないと、疲労破壊性改善が見られないことを示し、比較例９は本発明に係るＳ−ＳＢＲを用いても配合量が多いと、疲労破壊性改善が小さくなり、また破断伸び低下が顕著になることを示している。

以上の通り、本発明によればＮＲ／ＢＲに特定のミクロ構造を有するＳ−ＳＢＲを少量ブレンドすることにより、疲労破壊性を向上させることができ、更にその疲労破壊性向上効果は列理方向及びその直角方向の双方で認められるので、例えばトラックやバスなどの重荷重用空気入りタイヤのキャップトレッドとして使用するのに最適である。

Claims (3)

1. 天然ゴム（ＮＲ）及び／又はポリイソプレンゴム（ＩＲ）５０〜８０重量部、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）１５〜４５重量部、並びにスチレン含量が１５〜３５重量％でブタジエン部分のビニル結合含量が３０超〜７５％の溶液重合スチレンブタジエン共重合体ゴム（Ｓ−ＳＢＲ）２重量部以上１０重量部未満からなるゴム成分１００重量部を含んでなるゴム組成物。
2. 請求項１に記載のゴム成分１００重量部に対して３５〜６０重量部のカーボンブラックを含む請求項１に記載のゴム組成物。
3. 請求項１又は２のゴム組成物をキャップトレッド部に使用した空気入りタイヤ。