JP4382895B2 - 重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents
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- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/36—Silica
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重荷重用空気入りタイヤに関し、特に、建設車両等、悪路を走行する大型車両用空気入りタイヤのトレッドゴム組成物の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、悪路走行用の重荷重空気入りタイヤにおいて、低発熱性、耐摩耗性および外観性等の向上を目的として種々の改良が試みられている。
具体的には、タイヤトレッドのゴム組成物の改良として、これに配合するカーボンブラックの種類の選定や配合量の適正化等を行う技術がある。
しかし、カーボンブラックは、ある配合量の範囲内では、耐摩耗性を向上し、ゴムの硬度を上げて耐カット性を向上させ、これによりタイヤの寿命を長くすることができるが、配合量を増加しすぎた場合には、加工性を損なうだけでなく、切断時の伸び（Ｅｂ）を低下させるため、タイヤ走行時の耐カット性、耐チッピング性を低下させ、外観性が低下する。更に、カーボンブラックの高配合は、発熱の上昇によるヒートセパレーションなど、故障を生む原因ともなる。
【０００３】
また、トレッドゴム組成物に樹脂を配合する技術がある。これは、樹脂の添加により、切断時の伸び（Ｅｂ）を上昇させて外観性を向上させることができるが、耐摩耗性を低下させる。
また、高温時の切断時伸び（Ｅｂ）が大きい天然ゴムに、低変形時に高硬度を有するＳＢＲをブレンドする技術もあるが、これは発熱が問題となる。
【０００４】
また、発熱を抑えるために、低発熱性の溶液重合ＳＢＲを用いた場合には、破壊特性が劣るため、悪路外観を損なう。そこで、これを改良するために、溶液重合ＳＢＲに特定のカーボンブラックを組み合わせることにより、耐摩耗性、低発熱性を維持しつつ、外観性を改良する技術がある（特開平５−１１７４５０号公報参照）。
さらに、近年では、イソプレ系ゴムに、特定のカーボンブラックとシリカとを配合することにより、作業性を損なうことなく、低発熱性と耐摩耗性とを両立させる技術も開発された（特開平９−２６８２３７号公報参照）。
しかし、十分に要求レベルに達していないのが実状である。
【０００５】
【発明が解決しようする課題】
そこで、本発明は、外観性、耐摩耗性、低発熱性を、より高レベルで改善することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の重荷重用空気入りタイヤは以下の構成とする。
ジエン系ゴム１００重量部に対して、カーボンブラックを２０〜６７重量部、シリカを３〜２０重量部含有し、前記カーボンブラックのＤＢＰ吸油量と２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量との比（ＤＢＰ吸油量／２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量）が１．２０以上であり、前記ＤＢＰ吸油量とＮ2 ＳＡとの比（ＤＢＰ吸油量／Ｎ2ＳＡ）が０．８以上であるゴム組成物を、トレッドゴムに使用したことを特徴とする。
ここで、カーボンブラックのＮ2ＳＡが１２０〜１６０ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１２０〜１５０ｃｃ／１００ｇであり、シリカのＮ2ＳＡが２１０〜２６０ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸油量が２００〜２６０ｃｃ／１００ｇである。さらに、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量と２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量との比（ＤＢＰ吸油量／２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量）が１．３０以下であり、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量とＮ2ＳＡとの比（ＤＢＰ吸油量／Ｎ2ＳＡ）が０．８２〜２．００であると好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の重荷重用空気入りタイヤのトレッドゴム組成物において、ゴム成分をジエン系ゴムとしたのは、破壊特性を高く保ち、低発熱性と耐摩耗性とのバランスに優れるからである。
また、本発明で好適に使用できるジエン系ゴムは、イソプレン系ゴムであり、具体的には、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムを好ましくは５０重量％以上、より好ましくは８０重量％以上、さらに好ましくは１００重量％で使用する。
【０００８】
本発明にかかるカーボンブラックは、ＤＢＰ吸油量と２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量との比が１．２０以上であると規定するが、これは、この比が１．２０未満であると、ゴム組成物の伸びが小さくなり、カット、チッピングによる外観の悪化が生じるからである。なお、２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量とは、混練り等により破壊されない１次ストラクチャーを評価するために用いられ、２４．０００ｐｓｉの圧力で４回繰り返し圧縮を加えた後で測定されるＤＢＰ吸油量であり、ＡＳＴＭ Ｄ３４９３に準拠する。
【０００９】
また、ＤＢＰ吸油量と２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量との比は、好ましくは１．３０以下であるが、これは、この比が１．３０を超えると、発熱特性が悪化する傾向が見られるからである。
さらに、本発明では、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量とＮ2 ＳＡとの比が０．８以上であると規定するが、これにより所望の耐摩耗性を得ることができる。この比が、０．８未満であると、耐摩耗性の改良効果が不十分である。好ましくは、この比は１．２５以下であるが、これにより、ゴムの伸びを大きくし、外観性を改善することができる。この比が２．００を超えると伸びの改良効果が不十分となる。
【００１０】
また、カーボンブラックは、Ｎ2 ＳＡが１２０〜１６０ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１２０〜１５０ｃｃ／１００ｇである。これは、Ｎ2 ＳＡ１２０ｍ2 ／ｇ未満、またはＤＢＰが１２０ｃｃ／１００ｇ未満では、シリカとの組み合わせによる耐摩耗性の改良効果が十分ではなく、またＮ2 ＳＡが１６０ｍ2 ／ｇを越えるか、あるいはＤＢＰが１５０ｃｃ／１００ｇを越えると低発熱性が悪化し、耐摩耗性と低発熱性のバランスの改良が十分ではないからである。また、同様の観点から、好ましくは、Ｎ2 ＳＡが１３０〜１５０ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰが１２５〜１４０ｃｃ／１００ｇである。
【００１１】
本発明においては、カーボンブラックは、ゴム成分１００重量部に対して、２０〜６７重量部であると規定する。これは、２０重量部未満では耐摩耗性が不十分であり、６７重量部を越えると低発熱性が悪化するからである。
【００１２】
また、本発明では、シリカのＮ2 ＳＡが２１０〜２６０ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が２００〜２６０ｃｃ／１００ｇである。これは、この範囲において、カーボンブラックとの組み合わせで、最適な分散状態を達成でき、これにより、低発熱性と耐摩耗性とを両立させることが可能となるからである。具体的には、Ｎ2 ＳＡが２６０ｍ2 ／ｇを越えるとゴム組成物の粘度が上昇し、タイヤ製造時の作業性が悪化し、一方、２１０ｍ2 ／ｇ未満であると、耐摩耗性の改良効果が不十分である。また、ＤＢＰが２６０ｃｃ／１００ｇを越えると、低発熱性の改良効果が不十分であり、一方、２００ｃｃ／１００ｇ未満では耐摩耗性と低発熱性とのバランスを良好に維持することが困難となる。また、同様の観点から、好ましくは、Ｎ2 ＳＡが２１０〜２４０ｍ2 ／ｇ、かつＤＢＰ吸油量が２２０〜２４０ｃｃ／１００ｇである。
また、配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、３〜２０重量部、好ましくは５〜１５重量部であるが、この範囲を逸脱すると、耐摩耗性と低発熱性とのバランスを良好に維持することが困難になる。
【００１３】
本明細書において、カーボンブラックのＮ2 ＳＡは、ＡＳＴＭ Ｄ４８２０−９３、ＤＢＰ吸油量はＡＳＴＭ Ｄ２４１４−９３、２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量はＡＳＴＭ Ｄ３４９３にそれぞれ準拠して測定した値である。また、シリカのＮ2 ＳＡは、３００℃×１ｈｒの条件で乾燥した後、上記と同様の方法に準拠して測定した値であり、ＤＢＰ吸油量も上記と同様である。
また、本発明においては、上記成分の他に、通常使用される加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、その他の配合剤を通常使用される分量で適宜配合することができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
表１に記載の配合内容のゴム組成物をドレッドゴムとして、通常の加硫条件に従い、供試タイヤ（オフザロードタイヤ：３７００Ｒ５７）を作製し、製造された各供試タイヤについて、下記に示す各性能試験を実施した。
【００１５】
（ア）低発熱性
一定速度、ステップロード条件のドラム試験を実施し、トレッド部内側の定位置で温度を測定し、その逆数をとり、比較例１を１００として指数表示した。数値が大きい程、発熱温度が低く低発熱性であることを示す。
（イ）耐摩耗性
２０００時間走行後の残った溝の深さを数か所で測定し、その平均値から次式により計算し、評価した。
（Ｓ／Ｃ）×１００
（式中、Ｓは供試タイヤの残溝深さの平均値、Ｃはコントロールタイヤ（比較例１）の残溝深さを表す。）
数値が大きい程、耐摩耗性が高いことを示す。
（ウ）外観性
各供試タイヤにおいて、６０〜７０％摩耗時のタイヤ外観を、比較例１をコントロール（Ｂ）とし、これより良好な場合はＡ、低下する場合はＣとして評価を行なった。
【００１６】
【表１】
【００１７】
各実施例は、低発熱性を損なうことなく、耐摩耗性、外観性が著しく向上しているとがわかる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、低発熱性を維持しつつ、耐摩耗性、外観性を著しく改善できる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、重荷重用空気入りタイヤに関し、特に、建設車両等、悪路を走行する大型車両用空気入りタイヤのトレッドゴム組成物の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、悪路走行用の重荷重空気入りタイヤにおいて、低発熱性、耐摩耗性および外観性等の向上を目的として種々の改良が試みられている。
具体的には、タイヤトレッドのゴム組成物の改良として、これに配合するカーボンブラックの種類の選定や配合量の適正化等を行う技術がある。
しかし、カーボンブラックは、ある配合量の範囲内では、耐摩耗性を向上し、ゴムの硬度を上げて耐カット性を向上させ、これによりタイヤの寿命を長くすることができるが、配合量を増加しすぎた場合には、加工性を損なうだけでなく、切断時の伸び（Ｅｂ）を低下させるため、タイヤ走行時の耐カット性、耐チッピング性を低下させ、外観性が低下する。更に、カーボンブラックの高配合は、発熱の上昇によるヒートセパレーションなど、故障を生む原因ともなる。
【０００３】
また、トレッドゴム組成物に樹脂を配合する技術がある。これは、樹脂の添加により、切断時の伸び（Ｅｂ）を上昇させて外観性を向上させることができるが、耐摩耗性を低下させる。
また、高温時の切断時伸び（Ｅｂ）が大きい天然ゴムに、低変形時に高硬度を有するＳＢＲをブレンドする技術もあるが、これは発熱が問題となる。
【０００４】
また、発熱を抑えるために、低発熱性の溶液重合ＳＢＲを用いた場合には、破壊特性が劣るため、悪路外観を損なう。そこで、これを改良するために、溶液重合ＳＢＲに特定のカーボンブラックを組み合わせることにより、耐摩耗性、低発熱性を維持しつつ、外観性を改良する技術がある（特開平５−１１７４５０号公報参照）。
さらに、近年では、イソプレ系ゴムに、特定のカーボンブラックとシリカとを配合することにより、作業性を損なうことなく、低発熱性と耐摩耗性とを両立させる技術も開発された（特開平９−２６８２３７号公報参照）。
しかし、十分に要求レベルに達していないのが実状である。
【０００５】
【発明が解決しようする課題】
そこで、本発明は、外観性、耐摩耗性、低発熱性を、より高レベルで改善することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の重荷重用空気入りタイヤは以下の構成とする。
ジエン系ゴム１００重量部に対して、カーボンブラックを２０〜６７重量部、シリカを３〜２０重量部含有し、前記カーボンブラックのＤＢＰ吸油量と２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量との比（ＤＢＰ吸油量／２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量）が１．２０以上であり、前記ＤＢＰ吸油量とＮ2 ＳＡとの比（ＤＢＰ吸油量／Ｎ2ＳＡ）が０．８以上であるゴム組成物を、トレッドゴムに使用したことを特徴とする。
ここで、カーボンブラックのＮ2ＳＡが１２０〜１６０ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１２０〜１５０ｃｃ／１００ｇであり、シリカのＮ2ＳＡが２１０〜２６０ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸油量が２００〜２６０ｃｃ／１００ｇである。さらに、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量と２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量との比（ＤＢＰ吸油量／２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量）が１．３０以下であり、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量とＮ2ＳＡとの比（ＤＢＰ吸油量／Ｎ2ＳＡ）が０．８２〜２．００であると好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の重荷重用空気入りタイヤのトレッドゴム組成物において、ゴム成分をジエン系ゴムとしたのは、破壊特性を高く保ち、低発熱性と耐摩耗性とのバランスに優れるからである。
また、本発明で好適に使用できるジエン系ゴムは、イソプレン系ゴムであり、具体的には、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムを好ましくは５０重量％以上、より好ましくは８０重量％以上、さらに好ましくは１００重量％で使用する。
【０００８】
本発明にかかるカーボンブラックは、ＤＢＰ吸油量と２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量との比が１．２０以上であると規定するが、これは、この比が１．２０未満であると、ゴム組成物の伸びが小さくなり、カット、チッピングによる外観の悪化が生じるからである。なお、２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量とは、混練り等により破壊されない１次ストラクチャーを評価するために用いられ、２４．０００ｐｓｉの圧力で４回繰り返し圧縮を加えた後で測定されるＤＢＰ吸油量であり、ＡＳＴＭ Ｄ３４９３に準拠する。
【０００９】
また、ＤＢＰ吸油量と２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量との比は、好ましくは１．３０以下であるが、これは、この比が１．３０を超えると、発熱特性が悪化する傾向が見られるからである。
さらに、本発明では、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量とＮ2 ＳＡとの比が０．８以上であると規定するが、これにより所望の耐摩耗性を得ることができる。この比が、０．８未満であると、耐摩耗性の改良効果が不十分である。好ましくは、この比は１．２５以下であるが、これにより、ゴムの伸びを大きくし、外観性を改善することができる。この比が２．００を超えると伸びの改良効果が不十分となる。
【００１０】
また、カーボンブラックは、Ｎ2 ＳＡが１２０〜１６０ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１２０〜１５０ｃｃ／１００ｇである。これは、Ｎ2 ＳＡ１２０ｍ2 ／ｇ未満、またはＤＢＰが１２０ｃｃ／１００ｇ未満では、シリカとの組み合わせによる耐摩耗性の改良効果が十分ではなく、またＮ2 ＳＡが１６０ｍ2 ／ｇを越えるか、あるいはＤＢＰが１５０ｃｃ／１００ｇを越えると低発熱性が悪化し、耐摩耗性と低発熱性のバランスの改良が十分ではないからである。また、同様の観点から、好ましくは、Ｎ2 ＳＡが１３０〜１５０ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰが１２５〜１４０ｃｃ／１００ｇである。
【００１１】
本発明においては、カーボンブラックは、ゴム成分１００重量部に対して、２０〜６７重量部であると規定する。これは、２０重量部未満では耐摩耗性が不十分であり、６７重量部を越えると低発熱性が悪化するからである。
【００１２】
また、本発明では、シリカのＮ2 ＳＡが２１０〜２６０ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸油量が２００〜２６０ｃｃ／１００ｇである。これは、この範囲において、カーボンブラックとの組み合わせで、最適な分散状態を達成でき、これにより、低発熱性と耐摩耗性とを両立させることが可能となるからである。具体的には、Ｎ2 ＳＡが２６０ｍ2 ／ｇを越えるとゴム組成物の粘度が上昇し、タイヤ製造時の作業性が悪化し、一方、２１０ｍ2 ／ｇ未満であると、耐摩耗性の改良効果が不十分である。また、ＤＢＰが２６０ｃｃ／１００ｇを越えると、低発熱性の改良効果が不十分であり、一方、２００ｃｃ／１００ｇ未満では耐摩耗性と低発熱性とのバランスを良好に維持することが困難となる。また、同様の観点から、好ましくは、Ｎ2 ＳＡが２１０〜２４０ｍ2 ／ｇ、かつＤＢＰ吸油量が２２０〜２４０ｃｃ／１００ｇである。
また、配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、３〜２０重量部、好ましくは５〜１５重量部であるが、この範囲を逸脱すると、耐摩耗性と低発熱性とのバランスを良好に維持することが困難になる。
【００１３】
本明細書において、カーボンブラックのＮ2 ＳＡは、ＡＳＴＭ Ｄ４８２０−９３、ＤＢＰ吸油量はＡＳＴＭ Ｄ２４１４−９３、２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量はＡＳＴＭ Ｄ３４９３にそれぞれ準拠して測定した値である。また、シリカのＮ2 ＳＡは、３００℃×１ｈｒの条件で乾燥した後、上記と同様の方法に準拠して測定した値であり、ＤＢＰ吸油量も上記と同様である。
また、本発明においては、上記成分の他に、通常使用される加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、その他の配合剤を通常使用される分量で適宜配合することができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
表１に記載の配合内容のゴム組成物をドレッドゴムとして、通常の加硫条件に従い、供試タイヤ（オフザロードタイヤ：３７００Ｒ５７）を作製し、製造された各供試タイヤについて、下記に示す各性能試験を実施した。
【００１５】
（ア）低発熱性
一定速度、ステップロード条件のドラム試験を実施し、トレッド部内側の定位置で温度を測定し、その逆数をとり、比較例１を１００として指数表示した。数値が大きい程、発熱温度が低く低発熱性であることを示す。
（イ）耐摩耗性
２０００時間走行後の残った溝の深さを数か所で測定し、その平均値から次式により計算し、評価した。
（Ｓ／Ｃ）×１００
（式中、Ｓは供試タイヤの残溝深さの平均値、Ｃはコントロールタイヤ（比較例１）の残溝深さを表す。）
数値が大きい程、耐摩耗性が高いことを示す。
（ウ）外観性
各供試タイヤにおいて、６０〜７０％摩耗時のタイヤ外観を、比較例１をコントロール（Ｂ）とし、これより良好な場合はＡ、低下する場合はＣとして評価を行なった。
【００１６】
【表１】
各実施例は、低発熱性を損なうことなく、耐摩耗性、外観性が著しく向上しているとがわかる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、低発熱性を維持しつつ、耐摩耗性、外観性を著しく改善できる。
Claims (3)
- ジエン系ゴム１００重量部に対して、カーボンブラックを２０〜６７重量部、シリカを３〜２０重量部含有し、前記カーボンブラックのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量と２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量との比（ＤＢＰ吸油量／２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量）が１．２０以上で且つ前記ＤＢＰ吸油量と窒素吸着法比表面積（Ｎ2ＳＡ）との比（ＤＢＰ吸油量／Ｎ2ＳＡ）が０．８以上であり、前記カーボンブラックのＮ 2 ＳＡが１２０〜１６０ｍ 2 ／ｇで且つＤＢＰ吸油量が１２０〜１５０ｃｃ／１００ｇであり、前記シリカのＮ 2 ＳＡが２１０〜２６０ｍ 2 ／ｇで且つＤＢＰ吸油量が２００〜２６０ｃｃ／１００ｇであるゴム組成物をトレッドゴムに使用したことを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
- 前記カーボンブラックのＤＢＰ吸油量と２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量との比（ＤＢＰ吸油量／２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量）が１．３０以下であることを特徴とする請求項１に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
- 前記カーボンブラックのＤＢＰ吸油量とＮ2ＳＡとの比（ＤＢＰ吸油量／Ｎ2ＳＡ）が０．８２〜２．００であることを特徴とする請求項１又は２に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
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| JP3261498 | 1998-02-16 | ||
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP4382895B2 (ja) |
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