JP2022038967A - 重荷重用タイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】低燃費性能、ウェットグリップ性能、耐摩耗性能、耐チッピング性能、および耐テア性能が改善された重荷重用タイヤを提供する。【解決手段】トレッド４が、タイヤ周方向に連続して延びる複数の主溝２４を有し、前記トレッドが、トレッド面を構成するキャップゴム層３０および前記キャップゴム層の半径方向内側に隣接するベースゴム層２８を有し、前記キャップゴム層および前記ベースゴム層が、ゴム成分を含有するゴム組成物により構成され、前記キャップゴム層を構成するゴム成分が、イソプレン系ゴムおよびブタジエンゴムを含み、前記キャップゴム層を構成するゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対し、窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）が１８０ｍ2／ｇ以上のシリカを３０質量部以上含有し、前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の７０℃におけるｔａｎδが０．０４～０．０７である重荷重用タイヤ２。【選択図】図１

Description

本発明は、低燃費性能、ウェットグリップ性能、耐摩耗性能、耐チッピング性能、および耐テア性能がバランスよく改善された重荷重用タイヤに関する。
トラック・バス用タイヤの耐摩耗性能を改良する手法として、カーボンブラックを微粒子化ないし高ストラクチャー化する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
特開平６－２７９６２４号公報
上記のカーボンブラックを微粒子化ないし高ストラクチャー化する手法では、タイヤの低燃費性能の改善については充分とはいえない。また、微粒子化に伴う加工性の悪化によりカーボンブラックの分散性も悪化し、逆にタイヤの耐摩耗性が悪化する場合もある。そのため、従来のカーボンブラックの改良による性能向上手法には限界があった。
また、近年の環境規制の影響から、トラック・バス用タイヤにおいても、耐摩耗性能だけでなく、低燃費性能、ウェットグリップ性能、耐チッピング性能等を高度に両立する要求が高まっている。
本発明は、低燃費性能、ウェットグリップ性能、耐摩耗性能、耐チッピング性能、および耐テア性能がバランスよく改善された重荷重用タイヤを提供することを目的とする。
本発明者は、鋭意検討した結果、所定の構成を有するタイヤにおいて、トレッドを構成するキャップゴム層に所定のゴム成分およびシリカを配合し、かつベースゴム層の損失正接ｔａｎδを所定の範囲とすることで上記課題を解決できること見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、
〔１〕トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、該カーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内側に配されたベルト層とを有する重荷重用タイヤであって、前記ベルト層が、タイヤ半径方向内側から順に積層された、第一ベルト層、第二ベルト層、および第三ベルト層を含むベルトプライにより形成され、前記トレッドが、タイヤ周方向に連続して延びる複数の主溝を有し、前記トレッドが、トレッド面を構成するキャップゴム層および前記キャップゴム層の半径方向内側に隣接するベースゴム層を有し、前記キャップゴム層および前記ベースゴム層が、ゴム成分を含有するゴム組成物により構成され、前記キャップゴム層を構成するゴム成分が、イソプレン系ゴムおよびブタジエンゴムを含み、前記キャップゴム層を構成するゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対し、窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）が１８０ｍ2／ｇ以上のシリカを３０質量部以上含有し、前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の７０℃におけるｔａｎδが０．０４～０．０７である重荷重用タイヤ、
〔２〕タイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、前記第三ベルトのタイヤ回転軸方向端からトレッド面に下した法線上における前記キャップゴム層の厚さをＴｅ、前記法線上における前記第三ベルト層からトレッド面までの距離をＴｔ２、前記法線上における前記第二ベルト層からトレッド面までの距離をＴｔ１、タイヤ赤道面から前記第三ベルトのタイヤ回転軸方向端までの距離の１／２の位置における前記キャップゴム層の厚さをＴｍ、タイヤ赤道面における前記キャップゴム層の厚さをＴｃとしたとき、下記式（１）～（４）を満たす、上記〔１〕記載の重荷重用空気入りタイヤ、
０．６５≦Ｔｅ／Ｔｔ２≦０．７５ ・・・（１）
０．６０≦Ｔｅ／Ｔｔ１≦０．７０ ・・・（２）
０．８５≦Ｔｃ／Ｔｍ≦１．１５ ・・・（３）
０．８５≦Ｔｍ／Ｔｅ≦１．１５ ・・・（４）
〔３〕前記キャップゴム層を構成するゴム組成物に含まれる前記シリカ１００質量部に対し、スルフィド系シランカップリング剤を８～１８質量部含有する、上記〔１〕または〔２〕記載の重荷重用タイヤ、
〔４〕前記キャップゴム層を構成するゴム成分が、イソプレン系ゴムを６５質量％以上含有する、上記〔１〕～〔３〕のいずれかに記載のタイヤ、
〔５〕前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の２３℃における２００％延伸時のモジュラスが５．０～１４．０である、上記〔１〕～〔４〕のいずれかに記載の重荷重用タイヤ、
〔６〕前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の破断時伸びが３８０％以上である、上記〔１〕～〔５〕のいずれかに記載のタイヤ、
〔７〕前記Ｔｅが前記Ｔｍおよび前記Ｔｃよりも小さい、上記〔１〕～〔６〕のいずれかに記載の重荷重用タイヤ、
〔８〕前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の７０℃における貯蔵弾性率Ｅｂ’に対する前記キャップゴム層を構成するゴム組成物の７０℃における貯蔵弾性率Ｅｃ’の比（Ｅｃ’／Ｅｂ’）が１．１～１．７である、上記〔１〕～〔７〕のいずれかに記載の重荷重用タイヤ、
〔９〕タイヤ赤道面におけるトレッド表面からタイヤ半径方向最外の前記ベルト層までの距離Ｔｔ３に対するタイヤ赤道面に最も近い前記主溝の溝深さＨｍの比（Ｈｍ／Ｔｔ３）が０．５０～０．９０である、上記〔１〕～〔８〕のいずれかに記載の重荷重用タイヤ、
〔１０〕トレッド端に最も近い前記主溝の溝深さＨｓに対する前記Ｔｅの比（Ｔｅ／Ｈｓ）が０．５０～０．９０である、上記〔１〕～〔９〕のいずれかに記載の重荷重用タイヤ、
〔１１〕タイヤ赤道面からタイヤ半径方向最外の前記ベルト層の層端までのタイヤ回転軸方向距離Ｗａに対するタイヤ赤道面からタイヤ赤道面に最も近い前記主溝の溝縁までのタイヤ回転軸方向距離Ｗｂ（Ｗｂ／Ｗａ）が０．５０～０．９０である、上記〔１〕～〔１０〕のいずれかに記載の重荷重用タイヤ、
〔１２〕前記キャップゴム層を構成するゴム組成物が、フェノール樹脂、クレゾール樹脂、およびレゾルシン樹脂からなる群より選ばれる１種以上を含む、上記〔１〕～〔１１〕のいずれかに記載の重荷重用タイヤ、に関する。
本発明によれば、低燃費性能、ウェットグリップ性能、耐摩耗性能、耐チッピング性能、および耐テア性能がバランスよく改善された重荷重用タイヤが提供される。
本開示の一実施形態に係る重荷重用タイヤの一部を示す断面図である。 図１の重荷重用タイヤの一部を示す拡大断面図である。
本開示の一実施形態である重荷重用タイヤは、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、該カーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内側に配されたベルト層とを有する重荷重用タイヤであって、前記ベルト層が、タイヤ半径方向内側から順に積層された、第一ベルト層、第二ベルト層、および第三ベルト層を含むベルトプライにより形成され、前記トレッドが、タイヤ周方向に連続して延びる複数の主溝を有し、前記トレッドが、トレッド面を構成するキャップゴム層および前記キャップゴム層の半径方向内側に隣接するベースゴム層を有し、前記キャップゴム層および前記ベースゴム層が、ゴム成分を含有するゴム組成物により構成され、前記キャップゴム層を構成するゴム成分が、イソプレン系ゴムおよびブタジエンゴムを含み、前記キャップゴム層を構成するゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対し、窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）が１８０ｍ2／ｇ以上のシリカを３０質量部以上含有し、前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の７０℃におけるｔａｎδが０．０４～０．０７である重荷重用タイヤである。
理論に拘束されることは意図しないが、本開示において、重荷重用タイヤの低燃費性能、ウェットグリップ性能、耐摩耗性能、耐チッピング性能、および耐テア性能がバランスよく改善させ得るメカニズムとしては、以下が考えられる。キャップゴム層に配合するゴム成分、並びにシリカの含有量および窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）を所定の組み合わせとすることにより、シリカを高度に微分散させることができ、強固なシリカネットワークが形成され、ゴム組成物の伸長時の強度と伸びのバランスを高度に両立することが可能となる。また、キャップゴム層にシリカを配合にすることにより、ゴム組成物の親水性が高まり、ウェット路面への追従性が高くなる。さらに、ベースゴム層を構成するゴム組成物の７０℃におけるｔａｎδを所定の範囲とすることにより、ベルト端での温度上昇を抑制し、スチールフィラメント端を起点とする破壊を抑制するとともに、ベースゴム層自体の破壊強度低下を抑制することができる。このように、トレッドの各層を構成するゴム組成物の前記の物性と、タイヤの構造とが協働することにより、低燃費性能、ウェットグリップ性能、耐摩耗性能、耐チッピング性能、および耐テア性能をバランスよく改善させることができると考えられる。
本開示の重荷重用タイヤは、タイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、前記第三ベルトのタイヤ回転軸方向端からトレッド面に下した法線上における前記キャップゴム層の厚さをＴｅ、前記法線上における前記第三ベルト層からトレッド面までの距離をＴｔ２、前記法線上における前記第二ベルト層からトレッド面までの距離をＴｔ１、タイヤ赤道面から前記第三ベルトのタイヤ回転軸方向端までの距離の１／２の位置における前記キャップゴム層の厚さをＴｍ、タイヤ赤道面における前記キャップゴム層の厚さをＴｃとしたとき、下記式（１）～（４）を満たすことが好ましい。
０．６５≦Ｔｅ／Ｔｔ２≦０．７５ ・・・（１）
０．６０≦Ｔｅ／Ｔｔ１≦０．７０ ・・・（２）
０．８５≦Ｔｃ／Ｔｍ≦１．１５ ・・・（３）
０．８５≦Ｔｍ／Ｔｅ≦１．１５ ・・・（４）
前記キャップゴム層は、前記キャップゴム層を構成するゴム組成物に含まれる前記シリカ１００質量部に対し、スルフィド系シランカップリング剤を８～１８質量部含有することが好ましい。
前記キャップゴム層を構成するゴム成分は、イソプレン系ゴムを６５質量％以上含有することが好ましい。
前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の２３℃における２００％延伸時のモジュラスは、５．０～１４．０であることが好ましい。
前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の破断時伸びは、３８０％以上であることが好ましい。
前記Ｔｅは、前記Ｔｍおよび前記Ｔｃよりも小さいことが好ましい。
前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の７０℃における貯蔵弾性率Ｅｂ’に対する前記キャップゴム層を構成するゴム組成物の７０℃における貯蔵弾性率Ｅｃ’の比（Ｅｃ’／Ｅｂ’）は、１．１～１．７であることが好ましい。
タイヤ赤道面におけるトレッド表面からタイヤ半径方向最外の前記ベルト層までの距離Ｔｔ３に対するタイヤ赤道面に最も近い前記主溝の溝深さＨｍの比（Ｈｍ／Ｔｔ３）は、０．５０～０．９０であることが好ましい。
トレッド端に最も近い前記主溝の溝深さＨｓに対する前記Ｔｅの比（Ｔｅ／Ｈｓ）は、０．５０～０．９０であることが好ましい。
タイヤ赤道面からタイヤ半径方向最外の前記ベルト層の層端までのタイヤ回転軸方向距離Ｗａに対するタイヤ赤道面からタイヤ赤道面に最も近い前記主溝の溝縁までのタイヤ回転軸方向距離Ｗｂ（Ｗｂ／Ｗａ）は、０．５０～０．９０であることが好ましい。
前記キャップゴム層を構成するゴム組成物が、フェノール樹脂、クレゾール樹脂、およびレゾルシン樹脂からなる群より選ばれる１種以上を含むことが好ましい。
本開示の一実施形態である重荷重用タイヤについて、以下に詳細に説明する。但し、以下の記載は本開示を説明するための例示であり、本発明の技術的範囲をこの記載範囲にのみ限定する趣旨ではない。なお、本明細書において、「～」を用いて数値範囲を示す場合、その両端の数値を含むものとする。
図１は、本開示の一実施形態に係る重荷重用タイヤの一部を示す断面図である。図１において、上下方向が重荷重用タイヤ２の半径方向であり、左右方向が重荷重用タイヤ２のタイヤ軸方向であり、紙面に垂直な方向が重荷重用タイヤ２の周方向である。図１において、重荷重用タイヤ２の中心線ＣＬは重荷重用タイヤ２の赤道面ＥＱをも表す。この重荷重用タイヤ２の形状は、トレッドパターンを除き、赤道面ＥＱに対して対称である。
この重荷重用タイヤ２は、トレッド４、サイドウォール６、ビード１０、カーカス１２、インナーライナー１４、およびベルト層１８を備えている。インナーライナー１４は、カーカス１２の内側に位置している。トレッド４は、路面と接地するトレッド面２２を形成する。トレッド面２２には、タイヤ周方向に連続して延びる複数の主溝２４が形成されている。
トレッド４のタイヤ回転軸方向外端およびその近辺は、重荷重用タイヤ２のショルダー部と称される。本開示では、以下、より明確にするために、トレッド端に最も近い主溝２４ｓよりタイヤ回転軸方向外側の部分をショルダー部と呼ぶ。
ビード１０は、ビードコア３２と、このビードコア３２から半径方向外向きに延びるエイペックス３４とを備えている。ビードコア３２はリング状であり、巻回された非伸縮性ワイヤーを含む。エイペックス３４は、タイヤ半径方向外向きに先細りである。
カーカス１２は、カーカスプライ３６からなる。カーカスプライ３６は、両側のビード１０の間に架け渡されており、トレッド４およびサイドウォール６に沿っている。カーカスプライ３６は、ビードコア３２の周りを、タイヤ回転軸方向内側から外側に向かって折り返されている。カーカスプライ３６は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。カーカス１２は、２枚以上のカーカスプライ３６から形成されてもよい。
ベルト層１８は、タイヤ回転軸方向に延在している。ベルト層１８は、タイヤ半径方向においてトレッド４の内側に位置している。ベルト層１８は、カーカス１２のタイヤ半径方向外側に位置し、カーカス１２を補強する。
ベルト層１８は、タイヤ半径方向内側から順に積層された、第一ベルト層１８ａ、第二ベルト層１８ｂ、第三ベルト層１８ｃを含む少なくとも３枚のベルトプライで形成される。図１では、第三ベルト層１８ｃのタイヤ半径方向外側に、第四ベルト層１８ｄが配される場合が示されている。第一ベルト層１８ａは、カーカス１２に積層されている。図１では、タイヤ回転軸方向において、第二ベルト層１８ｂが上記４層のうち最も大きな幅を有し、第四ベルト層１８ｄが上記４層のうち最も小さな幅を有しているが、このような態様に限定されない。
図２は、図１の重荷重用タイヤ２のショルダー部の近辺を示す拡大断面図である。図示のごとく、キャップゴム層３０は、トレッド４のタイヤ回転軸方向両外端にまで延在している。カバリングゴム２０は、第二ベルト層１８ｂおよび第三ベルト層１８ｃの各端部を覆っている。
トレッド４は、ベースゴム層２８およびキャップゴム層３０を備え、キャップゴム層３０の外面がトレッド面２２を構成し、ベースゴム層２８がキャップゴム層３０のタイヤ半径方向内側に隣接している。また、本開示の効果が達成される限り、ベースゴム層２８とベルト層１８との間に、さらに１または２以上のゴム層を有していてもよい。
本開示では、特に言及された場合を除き、タイヤの各部材の寸法および角度は、タイヤが正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤに空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤには荷重がかけられない。なお、本明細書において「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えば、ＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば“Ｄｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ”、ＥＴＲＴＯであれば“Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｒｉｍ”とする。本明細書において「正規内圧」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表“ＴＩＲＥ ＬＯＡＤ ＬＩＭＩＴＳ ＡＴ ＶＡＲＩＯＵＳ ＣＯＬＤ ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ ＰＲＥＳＳＵＲＥ”とする。
本開示の重荷重用タイヤは、タイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、第三ベルト層のタイヤ回転軸方向端からトレッド面２２に下した法線Ｎ上におけるキャップゴム層３０の厚さをＴｅ、前記法線Ｎ上における前記第三ベルト層からトレッド面２２までの距離をＴｔ２、前記法線Ｎ上における前記第二ベルト層からトレッド面２２までの距離をＴｔ１、タイヤ赤道面ＥＱから第三ベルトのタイヤ回転軸方向端までの距離の１／２の位置におけるキャップゴム層３０の厚さをＴｍ、タイヤ赤道面ＥＱにおけるキャップゴム層３０の厚さをＴｃとしたとき、下記式（１）～（４）を満たすことが好ましい。なお、前記法線Ｎは、第三ベルト層のタイヤ半径方向外面のタイヤ回転軸方向端を通り、そのタイヤ回転軸方向端における接線に対して垂直な線である。
０．６５≦Ｔｅ／Ｔｔ２≦０．７５ ・・・（１）
０．６０≦Ｔｅ／Ｔｔ１≦０．７０ ・・・（２）
０．８５≦Ｔｃ／Ｔｍ≦１．１５ ・・・（３）
０．８５≦Ｔｍ／Ｔｅ≦１．１５ ・・・（４）
Ｔｅ／Ｔｔ２が０．６５未満の場合、タイヤ摩耗後期において、キャップゴム層３０が有する耐摩耗性および耐チッピング性能を発揮するに足る充分なキャップゴム層３０のボリュームが確保しにくく、さらにタイヤ摩耗末期にベースゴム層２８がタイヤ表面に露出しやすくなり、タイヤの寿命低下や偏摩耗発生の傾向が見られる。一方、Ｔｅ／Ｔｔ２が０．７５超の場合、ショルダー部のベースゴム層２８のボリュームが不足することで、第二ベルト層のタイヤ回転軸方向端部から第三ベルト層のタイヤ回転軸方向端部付近での走行中の温度が上昇しやすくなり、第三ベルト層のタイヤ回転軸方向端部のスチールフィラメントとゴムとの接着破壊の抑制効果が少なくなる。当該第三ベルト層のタイヤ回転軸方向端部の接着破壊は、第二ベルト層と第三ベルト層の間のゴム内部の破断となってタイヤ赤道面に向かって進行し、タイヤ全体の破損となることがある。また、同様の理由から、ＴｅおよびＴｔ１は、前記式（２）を満たすことが好ましい。
また、Ｔｅ、Ｔｔ１、およびＴｔ２は、下記式（５）を満たすことが好ましい。
０．２０≦（Ｔｅ／Ｔｔ２）－（Ｔｅ／Ｔｔ１）≦０．７０ ・・・（５）
（Ｔｅ／Ｔｔ２）－（Ｔｅ／Ｔｔ１）が０．２０未満の場合、走行中のトレッド部の形状変化に伴う第二ベルト層のタイヤ回転軸方向端部と第三ベルト層のタイヤ回転軸方向端部の間のせん断を緩和しにくくなり、前述の破断を抑制しにくくなる傾向がある。また（Ｔｅ／Ｔｔ２）－（Ｔｅ／Ｔｔ１）が０．７０超の場合、第二ベルト層のタイヤ回転軸方向端部と第三ベルト層のタイヤ回転軸方向端部の距離が大きくなりすぎ、適正なトレッド形状を維持しにくくなる傾向がある。
キャップゴム層３０の厚さの分布は、摩耗後期以後のタイヤ性能バランスの観点から、上記式（３）および（４）を満たすことが好ましい。
タイヤ赤道面におけるトレッド表面からタイヤ半径方向最外のベルト層（図１では第四ベルト層１８ｄ）までの距離Ｔｔ３に対するタイヤ赤道面に最も近い主溝２４ｍの溝深さＨｍの比（Ｈｍ／Ｔｔ３）は、０．５０以上が好ましく、０．５５以上がより好ましく、０．６０以上がさらに好ましい。また、Ｈｍ／Ｔｔ３は、０．９０以下が好ましく、０．８５以下がより好ましく、０．８０以下がさらに好ましい。Ｈｍ／Ｔｔ３を前記の範囲とすることにより、耐チッピング性能をより向上させることができる。
トレッド端に最も近い主溝２４ｓの溝深さＨｓに対する前記Ｔｅの比（Ｔｅ／Ｈｓ）は、０．５０以上が好ましく、０．５５以上がより好ましく、０．６０以上がさらに好ましい。また、Ｔｅ／Ｈｓは、０．９０以下が好ましく、０．８５以下がより好ましく、０．８０以下がさらに好ましい。さらに、Ｔｅは、ＴｍおよびＴｃよりも小さいことが好ましい。歪みが大きく発熱の大きい部分であるショルダー部２６に低発熱性のベースゴム層２８を配置することで、トレッド４全体の低発熱化が図れるため、タイヤ赤道面付近のベースゴム層２８の量を減少でき、これに伴い摩耗末期にベースゴム層２８が路面に接触する事態を抑制して耐チッピング性能を維持することが可能になる。
タイヤ赤道面からタイヤ半径方向最外のベルト層（図１では第四ベルト層１８ｄ）の層端までのタイヤ回転軸方向距離Ｗａに対するタイヤ赤道面からタイヤ赤道面に最も近い前記主溝の溝縁までのタイヤ回転軸方向距離Ｗｂ（Ｗｂ／Ｗａ）は、０．５０以上が好ましく、０．５５以上がより好ましく、０．６０以上がさらに好ましい。また、Ｗｂ／Ｗａは、０．９０以下が好ましく、０．８５以下がより好ましく、０．８０以下がさらに好ましい。Ｗｂ／Ｗａを前記の範囲とすることにより、耐チッピング性能をより向上させることができる。
本開示における「７０℃Ｅ’」は、温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み±２％、周波数１０Ｈｚの条件下での貯蔵弾性率（ＭＰａ）δを指す。ベースゴム層２８を構成するゴム組成物の７０℃における貯蔵弾性率Ｅｂ’に対するキャップゴム層３０を構成するゴム組成物の７０℃における貯蔵弾性率Ｅｃ’の比（Ｅｃ’／Ｅｂ’）は、耐チッピング性能の観点から、１．１～１．７が好ましく、１．１～１．６がより好ましく、１．２～１．５がさらに好ましく、１．２～１．４が特に好ましい。キャップゴム層３０を構成するゴム組成物の７０℃Ｅ’は、４．４～１１．０ＭＰａが好ましく、５．４～１０．０ＭＰａがより好ましく、６．０～９．５ＭＰａがさらに好ましい。また、ベースゴム層２８を構成するゴム組成物の７０℃Ｅ’は、４．０～６．５ＭＰａが好ましく、４．５～６．３ＭＰａがより好ましく、５．０～６．１ＭＰａがさらに好ましい。なお、各ゴム層の７０℃Ｅ’は、前記のゴム成分、フィラー、シランカップリング剤、軟化剤等の種類や配合量により適宜調整することができる。
本開示における「７０℃ｔａｎδ」は、温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み±２％、周波数１０Ｈｚの条件下での損失正接ｔａｎδを指す。ベースゴム層２８を構成するゴム組成物の７０℃ｔａｎδは、０．０４以上であり、０．０５以上が好ましい。ベースゴム層２８を構成するゴム組成物の７０℃ｔａｎδが０．０４未満の場合、ベースゴム配合自体の破壊強度が顕著に低下し、ベースゴム自身の破壊によるテア発生の懸念がある。一方、ベースゴム層２８を構成するゴム組成物の７０℃ｔａｎδは、ベルト端での温度上昇を抑制し、スチールフィラメント端を起点とする破壊を抑制する観点から、０．０７以下であり、０．０６以下が好ましい。また、低燃費性能の向上効果をより良好に発揮する観点から、キャップゴム層３０を構成するゴム組成物の７０℃ｔａｎδの値は、ベースゴム層２８を構成するゴム組成物の７０℃ｔａｎδの値よりも大きいことが好ましい。なお、各ゴム層の７０℃ｔａｎδは、前記のゴム成分、フィラー、シランカップリング剤、軟化剤等の種類や配合量により適宜調整することができる。
本開示における２００％延伸時のモジュラスは、ＪＩＳ Ｋ ６２５１：２０１７に準じて、２３℃雰囲気下にて、引張速度３．３ｍｍ／秒の条件で測定された、列理方向への伸び１００％時の引張応力を指す。ベースゴム層２８の２００％延伸時のモジュラスは、トレッド部の剛性を担保し、偏摩耗を抑制する観点から、５．０ＭＰａ以上が好ましく、５．５ＭＰａ以上がより好ましく、６．０ＭＰａ以上がさらに好ましく、６．５ＭＰａ以上が特に好ましい。一方、ベースゴム層２８の２００％延伸時のモジュラスは、１４．０ＭＰａ以下が好ましく、１３．５ＭＰａ以上がより好ましく、１３．０ＭＰａ以下がさらに好ましく、１２．５ＭＰａ以下が特に好ましい。ベースゴム層２８の２００％延伸時のモジュラスが１４．０ＭＰａ超の場合、外力が逃がしづらく、キャップゴム層３０とベースゴム層２８との界面に入力が集中することで、界面で亀裂進展が生じる懸念がある。また、キャップゴム層３０の２００％延伸時のモジュラスは、ベースゴム層２８の２００％延伸時のモジュラスよりも大きいことが好ましい。なお、本明細書において「列理方向」とは、押出しまたはせん断処理によりゴムシートを形成する際の圧延方向を意味する。
本開示における破断時伸び（ＥＢ）は、ＪＩＳ Ｋ ６２５１：２０１７に準じて、２３℃雰囲気下にて、引張速度３．３ｍｍ／秒の条件で測定された破断時伸び（切断時伸び）を指す。キャップゴム層３０のＥＢは、表面の平滑さ維持の観点から、４００％以上が好ましく、４２０％以上がより好ましい。また、ベースゴム層２８のＥＢは、第二ベルト層１８ｂと第三ベルト層１８ｃの間のゴム内部の破断を抑制する観点から、３８０％以上が好ましく、４００％以上がより好ましい。なお、キャップゴム層３０およびベースゴム層２８を構成するゴム組成物のＥＢの上限値は特に制限されない。
なお、各ゴム層の２００％延伸時のおよびモジュラスおよびＥＢは、前記のゴム成分、フィラー、シランカップリング剤、軟化剤等の種類や配合量により適宜調整することができる。
［ゴム組成物］
本開示の重荷重用タイヤは、前述したタイヤの構造と、トレッドの各層を構成するゴム組成物の前記の物性とが協働することにより、低燃費性能、ウェットグリップ性能、耐摩耗性能、耐チッピング性能、および耐テア性能をバランスよく改善させることができる。
＜ゴム成分＞
本開示に係るトレッドの各ゴム層を構成するゴム組成物（トレッド用ゴム組成物）は、ゴム成分としてイソプレン系ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）およびブタジエンゴム（ＢＲ）からなる群から選ばれる少なくとも１種を含有することが好ましい。キャップゴム層３０を構成するゴム成分は、イソプレン系ゴムおよびＢＲを含み、イソプレン系ゴムおよびＢＲのみからなるゴム成分としてもよい。ベースゴム層２８を構成するゴム成分は、イソプレン系ゴムを含むことが好ましく、イソプレン系ゴムのみからなるゴム成分としてもよい。
（イソプレン系ゴム）
イソプレン系ゴムとしては、例えば、イソプレンゴム（ＩＲ）および天然ゴム等タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。天然ゴムには、非改質天然ゴム（ＮＲ）の他に、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、水素化天然ゴム（ＨＮＲ）、脱タンパク質天然ゴム（ＤＰＮＲ）、高純度天然ゴム（ＵＰＮＲ）、グラフト化天然ゴム等の改質天然ゴム等も含まれる。これらのイソプレン系ゴムは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
ＮＲとしては、特に限定されず、タイヤ業界において一般的なものを用いることができ、例えば、ＳＩＲ２０、ＲＳＳ＃３、ＴＳＲ２０等が挙げられる。
キャップゴム層３０を構成するゴム組成物において、イソプレン系ゴムのゴム成分中の含有量は、５０質量％以上が好ましく、５５質量％以上がより好ましく、６０質量％以上がさらに好ましく、６５質量％以上が特に好ましい。シリカはイソプレン系ゴムとの馴染みが良いことから、イソプレン系ゴムのゴム成分中の含有量を増加させ、海相となるイソプレン系ゴム相にシリカを分散させることで、マトリクス全体の強度が向上し、耐摩耗性能および破壊特性がより向上する傾向がある。一方、ウェットグリップ性能の観点からは、９５質量％以下が好ましく、９０質量％以下がより好ましく、８５質量％以下がさらに好ましく、８０質量％以下が特に好ましい。
ベースゴム層２８を構成するゴム組成物において、イソプレン系ゴムのゴム成分中の含有量は、８５質量％以上が好ましく、９０質量％以上がより好ましく、９５質量％以上がさらに好ましく、イソプレン系ゴムのみからなるゴム成分としてもよい。
（ＢＲ）
ＢＲとしては特に限定されるものではなく、例えば、シス含量が５０質量％未満のＢＲ（ローシスＢＲ）、シス含量が９０質量％以上のＢＲ（ハイシスＢＲ）、希土類元素系触媒を用いて合成された希土類系ブタジエンゴム（希土類系ＢＲ）、シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するＢＲ（ＳＰＢ含有ＢＲ）、変性ＢＲ（ハイシス変性ＢＲ、ローシス変性ＢＲ）等タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。これらのＢＲは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
ハイシスＢＲとしては、例えば、日本ゼオン（株）、宇部興産（株）、ＪＳＲ（株）等より市販されているものを使用することができる。ハイシスＢＲを含有することで、耐摩耗性能を向上させることができる。シス含量は、好ましくは９５質量％以上、より好ましくは９６質量％以上、さらに好ましくは９７質量％以上、特に好ましくは９８質量％以上である。なお、本明細書において、シス含量（シス－１，４－結合ブタジエン単位量）は、赤外吸収スペクトル分析法により算出される値である。
希土類系ＢＲとしては、希土類元素系触媒を用いて合成され、ビニル含量が、好ましくは１．８モル％以下、より好ましくは１．０モル％以下、さらに好ましくは０．８％モル以下であり、シス含量が、好ましくは９５質量％以上、より好ましくは９６質量％以上、さらに好ましくは９７質量％以上、特に好ましくは９８質量％以上である。希土類系ＢＲとしては、例えば、ランクセス（株）等より市販されているものを使用することができる。
ＳＰＢ含有ＢＲは、１，２－シンジオタクチックポリブタジエン結晶が、単にＢＲ中に結晶を分散させたものではなく、ＢＲと化学結合したうえで分散しているものが挙げられる。このようなＳＰＢ含有ＢＲとしては、宇部興産（株）等より市販されているものを使用することができる。
変性ＢＲとしては、リチウム開始剤により１，３－ブタジエンの重合を行ったのち、スズ化合物を添加することにより得られ、さらに変性ＢＲ分子の末端がスズ－炭素結合で結合されているもの（スズ変性ＢＲ）や、ブタジエンゴムの活性末端に縮合アルコキシシラン化合物を有するブタジエンゴム（シリカ用変性ＢＲ）等が挙げられる。このような変性ＢＲとしては、例えば、ＺＳエラストマー（株）製のＢＲ１２５０Ｈ（スズ変性）、Ｓ変性ポリマー（シリカ用変性）等が挙げられる。
ＢＲの重量平均分子量（Ｍｗ）は、耐摩耗性およびグリップ性能等の観点から、３０万以上が好ましく、３５万以上がより好ましく、４０万以上がさらに好ましい。また、架橋均一性等の観点からは、２００万以下が好ましく、１００万以下がより好ましい。なお、Ｍｗは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）（例えば、東ソー（株）製のＧＰＣ－８０００シリーズ、検出器：示差屈折計、カラム：東ソー（株）製のＴＳＫＧＥＬ ＳＵＰＥＲＭＡＬＴＩＰＯＲＥ ＨＺ－Ｍ）による測定値を基に、標準ポリスチレン換算により求めることができる。
ＢＲのゴム成分中の含有量は、耐摩耗性能の観点から、５質量％以上が好ましく、１０質量％以上がより好ましく、１５質量％以上がさらに好ましく、２０質量％以上が特に好ましい。また、ウェットグリップ性能の観点からは、４０質量％以下が好ましく、３５質量％以下がより好ましく、３０質量％以下がさらに好ましく、２５質量％以下が特に好ましい。
（ＳＢＲ）
ＳＢＲとしては特に限定はなく、溶液重合ＳＢＲ（Ｓ－ＳＢＲ）、乳化重合ＳＢＲ（Ｅ－ＳＢＲ）、これらの変性ＳＢＲ（変性Ｓ－ＳＢＲ、変性Ｅ－ＳＢＲ）等が挙げられる。変性ＳＢＲとしては、末端および／または主鎖が変性されたＳＢＲ、スズ、ケイ素化合物等でカップリングされた変性ＳＢＲ（縮合物、分岐構造を有するもの等）等が挙げられる。なかでも、低燃費性能および耐摩耗性能を良好に改善できるという点から、Ｅ－ＳＢＲが好ましい。これらのＳＢＲは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
（その他のゴム成分）
本開示に係るゴム成分として、前記のイソプレン系ゴム、ＳＢＲおよびＢＲ以外のゴム成分を含有してもよい。他のゴム成分としては、タイヤ工業で一般的に用いられる架橋可能なゴム成分を用いることができ、例えば、スチレン－イソプレン－ブタジエン共重合ゴム（ＳＩＢＲ）、スチレン－イソブチレン－スチレンブロック共重合体（ＳＩＢＳ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレンプロピレンゴム、ポリノルボルネンゴム、シリコーンゴム、塩化ポリエチレンゴム、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、ヒドリンゴム等が挙げられる。これらその他のゴム成分は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
＜フィラー＞
本開示に係るトレッド用ゴム組成物は、カーボンブラックおよび／またはシリカを含むフィラーを含有することが好ましい。また、フィラーは、カーボンブラックおよびシリカのみからなるフィラーとしてもよい。キャップゴム層３０を構成するゴム組成物は、フィラーとしてシリカを含むことが好ましく、カーボンブラックおよびシリカを含むことがより好ましく、カーボンブラックおよびシリカのみからなるフィラーとしてもよい。ベースゴム層２８を構成するゴム組成物は、フィラーとしてカーボンブラックを含むことが好ましく、カーボンブラックおよびシリカを含むことがより好ましく、カーボンブラックおよびシリカのみからなるフィラーとしてもよい。
（シリカ）
本開示に係るトレッド用ゴム組成物にシリカを配合することにより、低燃費性能、ウェットグリップ性能、耐摩耗性能、および耐チッピング性能を向上させることができる。シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法により調製されたシリカ（無水シリカ）、湿式法により調製されたシリカ（含水シリカ）等、タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。なかでもシラノール基が多いという理由から、湿式法により調製された含水シリカが好ましい。これらのシリカは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
シリカの窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）は、耐摩耗性能および破壊特性の観点から、１８０ｍ2／ｇ以上であり、１８５ｍ2／ｇ以上が好ましく、１９０ｍ2／ｇ以上がより好ましく、２００ｍ2／ｇ以上がさらに好ましい。また、低燃費性能および加工性の観点からは、３５０ｍ2／ｇ以下が好ましく、３００ｍ2／ｇ以下がより好ましく、２５０ｍ2／ｇ以下がさらに好ましい。なお、本明細書におけるシリカのＮ2ＳＡは、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７－９３に準じてＢＥＴ法で測定される値である。
キャップゴム層３０を構成するゴム組成物は、低燃費性能およびウェットグリップ性能のバランスの観点から、ゴム成分１００質量部に対しシリカを３０質量部以上含有する。キャップゴム層３０を構成するゴム組成物において、シリカのゴム成分１００質量部に対する含有量は、３５質量部以上が好ましく、４０質量部以上がより好ましく、４５質量部以上がさらに好ましい。また、シリカのゴムへの分散性の悪化により、低燃費性能および耐摩耗性能が低下することを抑制する観点からは、１５０質量部以下が好ましく、１３０質量部以下がより好ましく、１１０質量部以下がさらに好ましい。
ベースゴム層２８を構成するゴム組成物において、シリカのゴム成分１００質量部に対する含有量は、１質量部以上が好ましく、３質量部以上がより好ましく、５質量部以上がさらに好ましい。また、低燃費性能および耐摩耗性能の観点からは、６０質量部以下が好ましく、５０質量部以下がより好ましく、４０質量部以下がさらに好ましく、３０質量部以下が特に好ましい。
（カーボンブラック）
カーボンブラックとしては特に限定されず、例えば、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦ等タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。これらのカーボンブラックは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）は、耐候性や補強性の観点から、５０ｍ2／ｇ以上が好ましく、８０ｍ2／ｇ以上がより好ましく、１００ｍ2／ｇ以上がさらに好ましい。また、分散性、低燃費性能、破壊特性および耐久性の観点からは、２５０ｍ2／ｇ以下が好ましく、２２０ｍ2／ｇ以下がより好ましい。なお、本明細書におけるカーボンブラックのＮ2ＳＡは、ＪＩＳ Ｋ ６２１７－２「ゴム用カーボンブラック基本特性－第２部：比表面積の求め方－窒素吸着法－単点法」のＡ法に準じて測定される値である。
キャップゴム層３０を構成するゴム組成物において、カーボンブラックのゴム成分１００質量部に対する含有量は、耐候性や補強性の観点から、１質量部以上が好ましく、３質量部以上がより好ましく、５質量部以上がさらに好ましい。また、低燃費性能の観点からは、６０質量部以下が好ましく、５０質量部以下がより好ましく、４０質量部以下がさらに好ましく、３０質量部以下が特に好ましい。
ベースゴム層２８を構成するゴム組成物において、カーボンブラックのゴム成分１００質量部に対する含有量は、補強性の観点から、５質量部以上が好ましく、１５質量部以上がより好ましく、２５質量部以上がさらに好ましい。また、低燃費性能の観点からは、６０質量部以下が好ましく、５０質量部以下がより好ましく、４０質量部以下がさらに好ましい。
シリカおよびカーボンブラック以外のフィラーとしては、例えば、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、アルミナ、クレー、タルク等、タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。
キャップゴム層３０を構成するゴム組成物において、シリカおよびカーボンブラックの合計１００質量％中のシリカの含有率は、４０質量％以上が好ましく、５０質量％以上がより好ましく、５５質量％以上がさらに好ましく、６０質量％以上が特に好ましい。また、該シリカの含有率は、９９質量％以下が好ましく、９７質量％以下がより好ましく、９５質量％以下がさらに好ましい。
ベースゴム層２８を構成するゴム組成物において、シリカおよびカーボンブラックの合計１００質量％中のシリカの含有率は、５質量％以上が好ましく、１０質量％以上がより好ましい。また、該シリカの含有率は、３０質量％以下が好ましく、２５質量％以下がより好ましい。
キャップゴム層３０を構成するゴム組成物において、シリカとカーボンブラックのゴム成分１００質量部に対する合計含有量は、耐摩耗性能の観点から、４０質量部以上が好ましく、５０質量部以上がより好ましく、５５質量部以上がさらに好ましい。また、低燃費性能および耐摩耗性能が低下することを抑制する観点からは、１８０質量部以下が好ましく、１６０質量部以下がより好ましく、１４０質量部以下がさらに好ましい。
ベースゴム層２８を構成するゴム組成物において、シリカとカーボンブラックのゴム成分１００質量部に対する合計含有量は、２０質量部以上が好ましく、３０質量部以上がより好ましく、４０質量部以上がさらに好ましい。また、該含有量は、７０質量部以下が好ましく、６０質量部以下がより好ましく、５０質量部以下がさらに好ましい。
（シランカップリング剤）
シリカは、シランカップリング剤と併用することが好ましい。シランカップリング剤としては特に限定されず、タイヤ工業において、従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を使用することができるが、例えば、３－メルカプトプロピルトリメトキシシラン、モメンティブ社製のＮＸＴ－Ｚ１００、ＮＸＴ－Ｚ４５、ＮＸＴ等のメルカプト系シランカップリング剤；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－トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド等のスルフィド系シランカップリング剤；３－オクタノイルチオ－１－プロピルトリエトキシシラン、３－ヘキサノイルチオ－１－プロピルトリエトキシシラン、３－オクタノイルチオ－１－プロピルトリメトキシシラン等のチオエステル系シランカップリング剤；ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニル系シランカップリング剤；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－（２－アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノ系シランカップリング剤；γ－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のグリシドキシ系シランカップリング剤；３－ニトロプロピルトリメトキシシラン、３－ニトロプロピルトリエトキシシラン等のニトロ系シランカップリング剤；３－クロロプロピルトリメトキシシラン、３－クロロプロピルトリエトキシシラン等のクロロ系シランカップリング剤；等が挙げられる。なかでも、スルフィド系シランカップリング剤および／またはメルカプト系シランカップリング剤が好ましく、スルフィド系シランカップリング剤がより好ましい。これらのシランカップリング剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
シランカップリング剤（好ましくはスルフィド系シランカップリング剤）のゴム成分１００質量部に対する含有量は、シリカの分散性を高める観点から、０．５質量部以上が好ましく、１．０質量部以上がより好ましく、２．０質量部以上がさらに好ましく、４．０質量部以上が特に好ましい。また、耐摩耗性能の低下を防止する観点からは、２０質量部以下が好ましく、１５質量部以下がより好ましく、１０質量部以下がさらに好ましい。
シランカップリング剤（好ましくはスルフィド系シランカップリング剤）のシリカ１００質量部に対する含有量は、シリカの分散性を高める観点から、１質量部以上が好ましく、３質量部以上がより好ましく、５質量部以上がさらに好ましく、８質量部以上が特に好ましい。また、コストおよび加工性の観点からは、２０質量部以下が好ましく、１８質量部以下がより好ましく、１６質量部以下がさらに好ましい。
＜その他の配合剤＞
本開示に係るゴム組成物には、前記成分以外にも、従来タイヤ工業で一般に使用される配合剤、例えば、軟化剤、ワックス、加工助剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤等を適宜含有することができる。
軟化剤としては、例えば、樹脂成分、オイル、液状ゴム等が挙げられる。
樹脂成分としては、特に限定されないが、タイヤ工業で慣用される石油樹脂、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂、フェノール系樹脂、クレゾール樹脂、レゾルシン樹脂等が挙げられる。なかでも、フェノール系樹脂、クレゾール樹脂、およびレゾルシン樹脂からなる群より選ばれる１種以上が好ましい。これらの樹脂成分は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
フェノール系樹脂としては、特に限定されないが、フェノールホルムアルデヒド樹脂、アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂、アルキルフェノールアセチレン樹脂、オイル変性フェノールホルムアルデヒド樹脂等が挙げられる。
樹脂成分を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、ウェットグリップ性能の観点から、１質量部以上が好ましく、３質量部以上がより好ましく、５質量部以上がさらに好ましい。また、発熱性抑制の観点からは、６０質量部以下が好ましく、５０質量部以下がより好ましく、４０質量部以下がさらに好ましく、３０質量部以下が特に好ましい。
オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、動物油脂等が挙げられる。前記プロセスオイルとしてはパラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル等が挙げられる。また、環境対策で多環式芳香族（ｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃ ａｒｏｍａｔｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄ：ＰＣＡ）化合物の含量の低いプロセスオイルを使用することもできる。前記低ＰＣＡ含量プロセスオイルとしては、軽度抽出溶媒和物（ＭＥＳ）、処理留出物芳香族系抽出物（ＴＤＡＥ）、重ナフテン系オイル等が挙げられる。
オイルを含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、加工性の観点から、５質量部以上が好ましく、１０質量部以上がより好ましく、１５質量部以上がさらに好ましい。また、耐摩耗性能の観点からは、１２０質量部以下が好ましく、１００質量部以下がより好ましく、９０質量部以下がさらに好ましい。なお、本明細書において、オイルの含有量には、油展ゴムに含まれるオイル量も含まれる。
液状ゴムは、常温（２５℃）で液体状態のポリマーであれば特に限定されないが、例えば、液状ブタジエンゴム（液状ＢＲ）、液状スチレンブタジエンゴム（液状ＳＢＲ）、液状イソプレンゴム（液状ＩＲ）、液状スチレンイソプレンゴム（液状ＳＩＲ）、液状ファルネセンゴム等が挙げられる。これらの液状ゴムは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
液状ゴムを含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、１質量部以上が好ましく、２質量部以上がより好ましく、３質量部以上がさらに好ましく、５質量部以上が特に好ましい。また、液状ゴムの含有量は、５０質量部以下が好ましく、４０質量部以下がより好ましく、２０質量部以下がさらに好ましい。
ワックスを含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、ゴムの耐候性の観点から、０．５質量部以上が好ましく、１質量部以上がより好ましい。また、ブルームによるタイヤの白色化防止の観点からは、１０質量部以下が好ましく、５質量部以下がより好ましい。
加工助剤としては、例えば、脂肪酸金属塩、脂肪酸アミド、アミドエステル、シリカ表面活性剤、脂肪酸エステル、脂肪酸金属塩とアミドエステルとの混合物、脂肪酸金属塩と脂肪酸アミドとの混合物等が挙げられる。これらの加工助剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。加工助剤としては、例えば、Ｓｃｈｉｌｌ＋Ｓｅｉｌａｃｈｅｒ社、パフォーマンスアディティブス社等より市販されているものを使用することができる。
加工助剤を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、加工性の改善効果を発揮させる観点から、０．５質量部以上が好ましく、１質量部以上がより好ましい。また、耐摩耗性および破壊強度の観点からは、１０質量部以下が好ましく、８質量部以下がより好ましい。
老化防止剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、アミン系、キノリン系、キノン系、フェノール系、イミダゾール系の各化合物や、カルバミン酸金属塩等の老化防止剤が挙げられ、Ｎ－（１，３－ジメチルブチル）－Ｎ’－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン、Ｎ－イソプロピル－Ｎ’－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－ｐ－フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’－ジ－２－ナフチル－ｐ－フェニレンジアミン、Ｎ－シクロヘキシル－Ｎ’－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン等のフェニレンジアミン系老化防止剤、および２，２，４－トリメチル－１，２－ジヒドロキノリン重合体、６－エトキシ－２，２，４－トリメチル－１，２－ジヒドロキノリン等のキノリン系老化防止剤が好ましい。これらの老化防止剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
老化防止剤を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、ゴムの耐オゾンクラック性の観点から、０．５質量部以上が好ましく、１質量部以上がより好ましい。また、耐摩耗性能やウェットグリップ性能の観点からは、１０質量部以下が好ましく、５質量部以下がより好ましい。
ステアリン酸を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、加工性の観点から、０．５質量部以上が好ましく、１質量部以上がより好ましい。また、加硫速度の観点からは、１０質量部以下が好ましく、５質量部以下がより好ましい。
酸化亜鉛を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、加工性の観点から、０．５質量部以上が好ましく、１質量部以上がより好ましい。また、耐摩耗性能の観点からは、１０質量部以下が好ましく、５質量部以下がより好ましい。
加硫剤としては硫黄が好適に用いられる。硫黄としては、粉末硫黄、油処理硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄等を用いることができる。
加硫剤として硫黄を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、十分な加硫反応を確保する観点から、０．１質量部以上が好ましく、０．３質量部以上がより好ましく、０．５質量部以上がさらに好ましい。また、劣化防止の観点からは、５．０質量部以下が好ましく、４．０質量部以下がより好ましく、３．０質量部以下がさらに好ましい。なお、加硫剤として、オイル含有硫黄を使用する場合の加硫剤の含有量は、オイル含有硫黄に含まれる純硫黄分の合計含有量とする。
硫黄以外の加硫剤としては、例えば、アルキルフェノール・塩化硫黄縮合物、１，６－ヘキサメチレン－ジチオ硫酸ナトリウム・二水和物、１，６－ビス（Ｎ，Ｎ’－ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサン）等が挙げられる。これらの硫黄以外の加硫剤は、田岡化学工業（株）、ランクセス（株）、フレクシス社等より市販されているものを使用することができる。
加硫促進剤としては、例えば、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド－アミン系若しくはアルデヒド－アンモニア系、イミダゾリン系、またはキサンテート系加硫促進剤等が挙げられる。これらの加硫促進剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、スルフェンアミド系、グアニジン系、およびチアゾール系加硫促進剤からなる群から選ばれる１以上の加硫促進剤が好ましい。
スルフェンアミド系加硫促進剤としては、例えば、Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）、Ｎ－シクロヘキシル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ，Ｎ－ジシクロヘキシル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＤＣＢＳ）等が挙げられる。なかでも、Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）が好ましい。
グアニジン系加硫促進剤としては、例えば、１，３－ジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）、１，３－ジ－ｏ－トリルグアニジン、１－ｏ－トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ－ｏ－トリルグアニジン塩、１，３－ジ－ｏ－クメニルグアニジン、１，３－ジ－ｏ－ビフェニルグアニジン、１，３－ジ－ｏ－クメニル－２－プロピオニルグアニジン等が挙げられる。なかでも、１，３－ジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）が好ましい。
チアゾール系加硫促進剤としては、例えば、２－メルカプトベンゾチアゾール、２－メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩、ジ－２－ベンゾチアゾリルジスルフィド等が挙げられる。なかでも、２－メルカプトベンゾチアゾールが好ましい。
加硫促進剤を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、１質量部以上が好ましく、２質量部以上がより好ましい。また、加硫促進剤のゴム成分１００質量部に対する含有量は、８質量部以下が好ましく、７質量部以下がより好ましく、６質量部以下がさらに好ましい。加硫促進剤の含有量を上記範囲内とすることにより、破壊強度および伸びが確保できる傾向がある。
本開示に係るゴム組成物は、公知の方法により製造することができる。例えば、前記の各成分をオープンロール、密閉式混練機（バンバリーミキサー、ニーダー等）等のゴム混練装置を用いて混練りすることにより製造できる。
混練り工程は、例えば、加硫剤および加硫促進剤以外の配合剤および添加剤を混練りするベース練り工程と、ベース練り工程で得られた混練物に加硫剤および加硫促進剤を添加して混練りするファイナル練り（Ｆ練り）工程とを含んでなるものである。さらに、前記ベース練り工程は、所望により、複数の工程に分けることもできる。
混練条件としては特に限定されるものではないが、例えば、ベース練り工程では、排出温度１５０～１７０℃で３～１０分間混練りし、ファイナル練り工程では、７０～１１０℃で１～５分間混練りする方法が挙げられる。加硫条件としては、特に限定されるものではなく、例えば、１５０～２００℃で１０～３０分間加硫する方法が挙げられる。
［タイヤ］
キャップゴム層３０およびベースゴム層２８を含むトレッドを備えた重荷重用タイヤは、前記のゴム組成物を用いて、通常の方法により製造できる。すなわち、ゴム成分に対して上記各成分を必要に応じて配合した未加硫のゴム組成物を、所定の形状の口金を備えた押し出し機でキャップゴム層３０およびベースゴム層２８の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、通常の方法にて成型することにより、未加硫タイヤを形成し、この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより、重荷重用タイヤを製造することができる。
本開示に係る重荷重用タイヤは、は、耐摩耗性能と耐チッピング性能に優れるので、悪路路面（未舗装の荒れた路面）の走行に適している。
以下、本開示を実施例に基づいて説明するが、本開示はこれら実施例のみに限定されるものではない。
以下、実施例および比較例において用いた各種薬品をまとめて示す。
ＮＲ：ＴＳＲ２０
ＢＲ：宇部興産（株）製のＵＢＥＰＯＬ ＢＲ（登録商標）１５０Ｂ（シス含量：９７質量％、Ｍｗ：４４万）
カーボンブラック１：三菱ケミカル（株）製のダイヤブラックＮ２２０（Ｎ2ＳＡ：１１５ｍ2／ｇ）
カーボンブラック２：三菱ケミカル（株）製のダイヤブラックＮ１３４（Ｎ2ＳＡ：１４８ｍ2／ｇ）
シリカ１：エボニックデグサ社製のウルトラシルＶＮ３（Ｎ2ＳＡ：１７５ｍ2／ｇ、平均一次粒子径：１８ｎｍ）
シリカ２：エボニックデグサ社製のウルトラシル９１００ＧＲ（Ｎ2ＳＡ：２３０ｍ2／ｇ、平均一次粒子径：１５ｎｍ）
シランカップリング剤：エボニックデグサ社製のＳｉ２６６（ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド）
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ（Ｎ－（１，３－ジメチルブチル）－Ｎ’－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン）
ステアリン酸：日油（株）製のビーズステアリン酸つばき
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
硫黄：軽井沢硫黄（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤１：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＣＺ（Ｎ－シクロヘキシル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＣＢＳ））
加硫促進剤２：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤ（１，３－ジフェニルグアニジン（ＤＰＧ））
（実施例および比較例）
表１および表２に示す配合処方にしたがい、１．７Ｌの密閉型バンバリーミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤以外の薬品を排出温度１５０～１６０℃になるまで１～１０分間混練りし、混練物を得た。次に、２軸オープンロールを用いて、得られた混練物に硫黄および加硫促進剤を添加し、４分間、１０５℃になるまで練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を用いて、所定の形状の口金を備えた押し出し機でキャップゴム層およびベースゴム層の形状に合わせて押し出し成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせて、トレッド部が前記の２つのゴム層からなる未加硫タイヤを作製し、１７０℃の条件下で１２分間プレス加硫することにより、表３および表４に記載の各試験用タイヤ（１２Ｒ２２．５、トラック・バス用タイヤ）を製造した。
得られた試験用タイヤについて下記の評価を行った。評価結果を表３および表４に示す。
＜粘弾性試験＞
各試験用タイヤのキャップゴム層およびベースゴム層から加硫ゴムを採取し、幅４ｍｍ、長さ４０ｍｍ、厚さ２ｍｍに切り出し、（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み±２％、周波数１０Ｈｚの条件下で、貯蔵弾性率Ｅ’（ＭＰａ）および損失正接（ｔａｎδ）を測定した。
＜引張試験＞
各試験用タイヤのベースゴム層から、タイヤ周方向が引張方向となるように切り出した厚さ１ｍｍのダンベル状７号形の試験片を作製し、ＪＩＳ Ｋ ６２５１：２０１７に準じて、２３℃雰囲気下にて、引張速度３．３ｍｍ／秒の条件で引張試験を実施し、２００％延伸時のモジュラス（ＭＰａ）および破断時伸びＥＢ（％）を測定した。なお、サンプルの厚み方向はタイヤ半径方向とした。
＜低燃費性能＞
転がり抵抗試験機を用い、試験用タイヤを、リム１５×６ＪＪ、内圧２３０ｋＰａ、荷重３．４３ｋＮ、速度８０ｋｍ／ｈで走行させたときの転がり抵抗を測定し、その逆数を、比較例２を１００として指数表示した。数値が大きいほど、転がり抵抗が小さく、低燃費性能に優れることを示す。
＜ウェットグリップ性能試験＞
各試験用タイヤを最大積載量１０トン積みのトラック（２－Ｄ車）の全輪に装着し、湿潤路面において初速度１００ｋｍ／ｈからの制動距離を測定した。下記の式により比較例１を１００として指数表示した。指数が大きいほどウェットグリップ性能に優れることを示す。なお、１００以上を最低目標値とし、１０５以上が好ましい。
（ウェットグリップ性能指数）＝
（比較例２のタイヤの制動距離）／（各試験用タイヤの制動距離）×１００
＜耐摩耗性能＞
各試験用タイヤを最大積載量１０トン積みのトラック（２－Ｄ車）の全輪に装着し、走行距離８０００ｋｍ後のタイヤトレッド部の溝深さを測定し、タイヤ溝深さが１ｍｍ減るときの走行距離を求めた。結果は比較例１のタイヤ溝が１ｍｍ減るときの走行距離を１００とし、下記計算式による指数で示す。指数が大きいほど耐摩耗性が良好であることを示す。
（耐摩耗性指数）＝（各試験用タイヤのタイヤ溝が１ｍｍ減るときの走行距離）／（比較例２のタイヤのタイヤ溝が１ｍｍ減るときの走行距離）×１００
＜耐チッピング性能＞
各試験用タイヤを最大積載量１０トン積みのトラック（２－Ｄ車）の全輪に装着し、走行距離８０００ｋｍ後のブロック欠け状態を目視で観察して評点をつけた。結果は比較例１の評点を１００とし、下記計算式による指数で示す。指数が大きいほど、ブロック欠けが発生しておらず、耐チッピング性能が高いことを示す。
（耐チッピング性能指数）＝
（各試験用タイヤの評点）／（比較例２のタイヤの評点）×１００
＜耐テア性能＞
上記耐摩耗性能試験を実施した後の各試験用タイヤのテアの発生有無を目視で確認した。テアが発生しているものを「＋」、テアが発生していないものを「－」と表示した。
Figure 2022038967000002
Figure 2022038967000003
Figure 2022038967000004
Figure 2022038967000005
表１～表４の結果より、キャップゴム層が所定のゴム成分およびシリカを含有し、かつベースゴム層の損失正接ｔａｎδが所定の範囲内であるトレッドを備える本開示の重荷重用タイヤは、低燃費性能、ウェットグリップ性能、耐摩耗性能、耐チッピング性能、および耐テア性能がバランスよく改善されることがわかる。
２ 重荷重用タイヤ
４ トレッド
６ サイドウォール
１０ ビード
１２ カーカス
１４ インナーライナー
１８ ベルト層
２０ カバリングゴム
２２ トレッド面
２４ 主溝
２８ ベースゴム層
３０ キャップゴム層
３２ ビードコア
３４ エイペックス
３６ カーカスプライ
３８ （ベースゴム層の）タイヤ半径方向外面
ＥＱ タイヤ赤道面

Claims (12)

  1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、該カーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内側に配されたベルト層とを有する重荷重用タイヤであって、
    前記ベルト層が、タイヤ半径方向内側から順に積層された、第一ベルト層、第二ベルト層、および第三ベルト層を含むベルトプライにより形成され、
    前記トレッドが、タイヤ周方向に連続して延びる複数の主溝を有し、
    前記トレッドが、トレッド面を構成するキャップゴム層および前記キャップゴム層の半径方向内側に隣接するベースゴム層を有し、
    前記キャップゴム層および前記ベースゴム層が、ゴム成分を含有するゴム組成物により構成され、
    前記キャップゴム層を構成するゴム成分が、イソプレン系ゴムおよびブタジエンゴムを含み、
    前記キャップゴム層を構成するゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対し、窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）が１８０ｍ2／ｇ以上のシリカを３０質量部以上含有し、
    前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の７０℃におけるｔａｎδが０．０４～０．０７である重荷重用タイヤ。
  2. タイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面において、前記第三ベルトのタイヤ回転軸方向端からトレッド面に下した法線上における前記キャップゴム層の厚さをＴｅ、前記法線上における前記第三ベルト層からトレッド面までの距離をＴｔ２、前記法線上における前記第二ベルト層からトレッド面までの距離をＴｔ１、タイヤ赤道面から前記第三ベルトのタイヤ回転軸方向端までの距離の１／２の位置における前記キャップゴム層の厚さをＴｍ、タイヤ赤道面における前記キャップゴム層の厚さをＴｃとしたとき、下記式（１）～（４）を満たす、請求項１記載の重荷重用空気入りタイヤ。
    ０．６５≦Ｔｅ／Ｔｔ２≦０．７５ ・・・（１）
    ０．６０≦Ｔｅ／Ｔｔ１≦０．７０ ・・・（２）
    ０．８５≦Ｔｃ／Ｔｍ≦１．１５ ・・・（３）
    ０．８５≦Ｔｍ／Ｔｅ≦１．１５ ・・・（４）
  3. 前記キャップゴム層を構成するゴム組成物に含まれる前記シリカ１００質量部に対し、スルフィド系シランカップリング剤を８～１８質量部含有する、請求項１または２記載の重荷重用タイヤ。
  4. 前記キャップゴム層を構成するゴム成分が、イソプレン系ゴムを６５質量％以上含有する、請求項１～３のいずれか一項に記載のタイヤ。
  5. 前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の２３℃における２００％延伸時のモジュラスが５．０～１４．０である、請求項１～４のいずれか一項に記載の重荷重用タイヤ。
  6. 前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の破断時伸びが３８０％以上である、請求項１～５のいずれか一項に記載のタイヤ。
  7. 前記Ｔｅが前記Ｔｍおよび前記Ｔｃよりも小さい、請求項１～６のいずれか一項に記載の重荷重用タイヤ。
  8. 前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の７０℃における貯蔵弾性率Ｅｂ’に対する前記キャップゴム層を構成するゴム組成物の７０℃における貯蔵弾性率Ｅｃ’の比（Ｅｃ’／Ｅｂ’）が１．１～１．７である、請求項１～７のいずれか一項に記載の重荷重用タイヤ。
  9. タイヤ赤道面におけるトレッド表面からタイヤ半径方向最外の前記ベルト層までの距離Ｔｔ３に対するタイヤ赤道面に最も近い前記主溝の溝深さＨｍの比（Ｈｍ／Ｔｔ３）が０．５０～０．９０である、請求項１～８のいずれか一項に記載の重荷重用タイヤ。
  10. トレッド端に最も近い前記主溝の溝深さＨｓに対する前記Ｔｅの比（Ｔｅ／Ｈｓ）が０．５０～０．９０である、請求項１～９のいずれか一項に記載の重荷重用タイヤ。
  11. タイヤ赤道面からタイヤ半径方向最外の前記ベルト層の層端までのタイヤ回転軸方向距離Ｗａに対するタイヤ赤道面からタイヤ赤道面に最も近い前記主溝の溝縁までのタイヤ回転軸方向距離Ｗｂ（Ｗｂ／Ｗａ）が０．５０～０．９０である、請求項１～１０のいずれか一項に記載の重荷重用タイヤ。
  12. 前記キャップゴム層を構成するゴム組成物が、フェノール樹脂、クレゾール樹脂、およびレゾルシン樹脂からなる群より選ばれる１種以上を含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の重荷重用タイヤ。
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