JP4448295B2

JP4448295B2 - tire

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Publication number: JP4448295B2
Application number: JP2003184683A
Authority: JP
Inventors: 貴朗森井
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: JP2005015691A

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、前記トレッド部のベースゴムが、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、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）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 ⁴ Ｏ) _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 ¹² Ｏ−で示される基、式−(Ｒ ¹³ Ｏ) _s −で示される基、式−ＣＨ ₂ ＣＨ(ＯＨ)ＣＨ ₂ Ｏ−で示される基又は式−(Ｒ ¹⁴ Ｏ−ＣＯＲ ¹⁵ −ＣＯＯ−) _t Ｒ ¹⁴ Ｏ−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 ¹⁶ Ｏ) _u Ｒ 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0.5〜10質量部とを配合してなるゴム組成物を適用し、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5 MPa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。
【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・ｚＨ₂Ｏ・・・ (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。
【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】
本発明のタイヤにおいて、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。
【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。
【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、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）上記一般式(I)、(II)及び(III)のいずれかで表される化合物［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、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5 MPa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。
【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・ｚＨ₂Ｏ・・・ (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（Ａｌ₂Ｏ₃）；ベーマイト、ダイアスポア等のアルミナ一水和物（Ａｌ₂Ｏ₃・Ｈ₂Ｏ）；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［Ａｌ₂(ＣＯ₃)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（ＭｇＣＯ₃）、タルク（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ₂・Ｈ₂Ｏ）、アタパルジャイト（５ＭｇＯ・８ＳｉＯ₂・９Ｈ₂Ｏ）、チタン白（ＴｉＯ₂）、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・Ａｌ₂Ｏ₃）、クレー（Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂）、カオリン（Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ）、パイロフィライト（Ａｌ₂Ｏ₃・４ＳｉＯ₂・Ｈ₂Ｏ）、ベントナイト（Ａｌ₂Ｏ₃・４ＳｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ）、ケイ酸アルミニウム（Ａｌ₂ＳｉＯ₅、Ａｌ₄・３ＳｉＯ₄・５Ｈ₂Ｏ等）、ケイ酸マグネシウム（Ｍｇ₂ＳｉＯ₄、ＭｇＳｉＯ₃等）、ケイ酸カルシウム（Ｃａ₂ＳｉＯ₄等）、ケイ酸アルミニウムカルシウム（Ａｌ₂Ｏ₃・ＣａＯ・２ＳｉＯ₂等）、ケイ酸マグネシウムカルシウム（ＣａＭｇＳｉＯ₄）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、水酸化ジルコニウム［ＺｒＯ(ＯＨ)₂・ｎＨ₂Ｏ］、炭酸ジルコニウム［Ｚｒ(ＣＯ₃)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80〜300m²/gの範囲にあるものが好ましい。比表面積を80m²/g〜300m²/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100〜250m²/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（m²/g）＝２Ｖ／ｒ〔Ｖ＝全細孔容積（m³/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、上記中央部ベースゴムセグメント用ゴム組成物は、上記ゴム成分100質量部に対して、上記一般式(I)、(II)及び(III)のいずれかで表される化合物（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。
【００３５】
上記化合物（Ｚ）は、下記式(I)、(II)又は(III)で表される。
【００３６】
【化７】

式中、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³はこれらのうち一つが式−(Ｒ⁴Ｏ)_n−ＣＯ−ＣＲ⁵＝ＣＲ⁶−Ｒ⁷で表される基であり、他は水素原子である。ここでＲ⁴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Ｒ⁵、Ｒ⁶及びＲ⁷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Ｒ⁵が水素原子又はメチル基、Ｒ⁶及びＲ⁷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、Ｒ⁸、Ｒ⁹及びＲ¹⁰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、Ｒ¹¹は、式−Ｒ¹²Ｏ−で示される基、式−(Ｒ¹³Ｏ)_s−で示される基、式−ＣＨ₂ＣＨ(ＯＨ)ＣＨ₂Ｏ−で示される基又は式−(Ｒ¹⁴Ｏ−ＣＯＲ¹⁵−ＣＯＯ−)_tＲ¹⁴Ｏ−で示される基である。ここでＲ¹²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Ｒ¹³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。Ｒ¹⁴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−(Ｒ¹⁶Ｏ)_uＲ¹⁶−で示される基である（ここで、Ｒ¹⁶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）。Ｒ¹⁵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】
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。
【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する。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5 MPa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。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5 MPa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5 MPa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、R¹¹が-(R¹⁴O-COR¹⁵-COO-)_tR¹⁴O-で示される基であり; R¹⁴が-(R¹⁶O)_uR¹⁶-（R¹⁶がエチレン基, u=3.5）で; R¹⁵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、R¹¹が-(R¹⁴O-COR¹⁵-COO-)_tR¹⁴O-で示される基であり; R¹⁴がブチレン基で、R¹⁵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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tire, in particular, a tire excellent in handling stability, durability, and fuel efficiency.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the tread portion has a two-layer structure of a base rubber located on the inner side in the tire radial direction and a cap rubber located on the outer side in the tire radial direction, a so-called cap / base structure, and has a loss tangent (tan δ) on the base rubber. It is known that the fuel efficiency of a tire is improved by applying a small rubber composition (see Patent Document 1).
[0003]
Moreover, it is known that the handling stability of the tire at the end of wear of the tread portion is improved by applying a rubber composition in which silica is mixed with the base rubber (see Patent Documents 2 and 3).
[0004]
In addition, the tread part is generally different in thickness at the center part of the contact surface and the shoulder parts located on both sides of the tread part, and the contact state with the road surface is also different. It has been proposed to apply a rubber composition having optimum physical properties to each part of the rubber (see Patent Documents 4, 5 and 6).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3213127
[Patent Document 2]
JP 2001-180225 A
[Patent Document 3]
JP 2002-155164 A
[Patent Document 4]
Japanese Patent No. 1883726
[Patent Document 5]
Japanese Patent No. 1839038
[Patent Document 6]
JP 2000-198319 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to reduce the loss tangent (tanδ) of the base rubber and improve the fuel efficiency, if a rubber composition with a reduced amount of carbon black as a reinforcing filler is applied to the base rubber, There is a problem that the strength is remarkably lowered and the tire durability at high speed is deteriorated.
[0007]
Moreover, by applying a rubber composition using both carbon black and silica to the base rubber, both low fuel consumption and strength can be achieved. The rubber composition using both carbon black and silica has not been sufficiently effective in blending silica in terms of rubber properties.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to improve the dispersibility of the inorganic filler with respect to the rubber component in a tire in which a rubber composition containing an inorganic filler such as silica is applied to a base rubber of a tread, thereby improving durability and low durability. The object is to provide a tire with improved handling stability while ensuring fuel efficiency.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned object, the present inventor applied a rubber composition containing a specific compound together with an inorganic filler such as silica to the base rubber, so that the durability and low fuel consumption of the tire are achieved. It has been found that the steering stability can be improved while securing the above, and the present invention has been completed.
[0010]
That is, the tire of the present invention is a tire comprising a carcass, a belt composed of at least two belt layers arranged on the outer side in the tire radial direction of the crown portion of the carcass, and a tread portion of a cap / base structure.The base rubber of the tread portion is divided into a center base rubber segment located at the center portion in the tire width direction and a shoulder portion base rubber segment located at both outer sides in the tire width direction of the center portion base rubber segment. In the central base rubber segment,(1) 5 to 50 parts by weight of an inorganic filler, and (2) with respect to 100 parts by weight of a rubber component made of natural rubber and / or diene synthetic rubberThe following general formulas (I), (II) and (III):
[Formula 4]

[Wherein R ¹ , R ² And R ^Three Is one of these having the formula-(R ^Four O) _n -CO-CR ^Five = CR ⁶ -R ⁷ (Where R is a group represented by ^Four Is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms; R ^Five , R ⁶ And R ⁷ Are each independently a hydrogen atom or a methyl group; n is a number from 1 to 30 indicating the average number of moles of oxyalkylene group added, and the other is a hydrogen atom]
[Chemical formula 5]

[Wherein R ⁸ , R ⁹ And R ^Ten Are each independently an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, m1, m2 and m3 are numbers indicating the average number of added moles of the oxyalkylene group, and m1 + m2 + m3 is a number from 0 to 90]
[Chemical 6]

[Wherein R ¹¹ Is the formula -R ¹² A group represented by O-, the formula-(R ¹³ O) _s A group represented by the formula: -CH ₂ CH (OH) CH ₂ A group represented by O- or formula-(R ¹⁴ O-COR ¹⁵ -COO-) _t R ¹⁴ It is a group represented by O-. Where R ¹² Is an alkylene group having 2 to 36 carbon atoms, an alkenylene group or a divalent aromatic hydrocarbon group; ¹³ Is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms; s is a number from 1 to 60 indicating the average number of moles added of the oxyalkylene group; R ¹⁴ Is an alkylene group having 2 to 18 carbon atoms, an alkenylene group, a divalent aromatic hydrocarbon group or-(R ¹⁶ O) _u R ¹⁶ A group represented by-(where R ¹⁶ Is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms; u is a number of 1 to 30 indicating the average number of moles added of the oxyalkylene group); R ¹⁵ Is an alkylene group having 2 to 18 carbon atoms, an alkenylene group or a divalent aromatic hydrocarbon group; t is an average value of 1 to 30]A rubber composition comprising 0.5 to 10 parts by mass of a compoundTheApplyA rubber composition having a dynamic elastic modulus (E ′) at 25 ° C. of 5 MPa or more and a loss tangent (tan δ) at 60 ° C. of 0.125 or less is applied to at least one of the shoulder base rubber segments.It is characterized by that.
[0011]
Here, in the present invention, the inorganic filler refers to silica or an inorganic compound represented by the following formula (IV).
wM · xSiO_y・ ZH₂O (IV)
(In the formula, M is a metal selected from the group consisting of aluminum, magnesium, titanium, calcium and zirconium, an oxide or hydroxide of these metals, and a hydrate thereof, or a carbonate of these metals. At least one selected; w, x, y, and z are each an integer of 1 to 5, an integer of 0 to 10, an integer of 2 to 5, and an integer of 0 to 10). As a gas filled in the tire, an inert gas such as nitrogen, argon, helium, or the like can be used in addition to normal or air with adjusted oxygen partial pressure.
[0014]
In another preferred embodiment of the tire of the present invention, the rubber component contains 50% by mass or more of natural rubber. In this case, the effect of improving the dynamic elastic modulus (E ′) of the rubber composition by blending the above compound is great.
[0015]
In another preferred embodiment of the tire of the present invention, the inorganic filler is silica. Here, it is preferable that the compounding quantity of this silica is 10-20 mass parts with respect to 100 mass parts of said rubber components.
[0016]
In another preferred embodiment of the tire of the present invention, the rubber composition has a dynamic elastic modulus (E ′) at 25 ° C. of 2.5 MPa or more and a loss tangent (tan δ) at 60 ° C. of 0.100 or less.
[0017]
  Tire of the present inventionInThe width of the central base rubber segment is preferably 30 to 80% of the width of the belt located on the inner side in the tire radial direction. Here, the width of the belt means the width of the maximum belt layer..
[0018]
In another preferred embodiment of the tire of the present invention, the thickness of the base rubber is 10 to 40% of the thickness of the tread portion.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  The present invention is described in detail below. The tire of the present invention includes a carcass, a belt composed of at least two belt layers disposed on the outer side in the tire radial direction of the crown portion of the carcass, and a tread portion of a cap / base structure.The base rubber of the tread portion is divided into a center base rubber segment located at the center portion in the tire width direction and a shoulder portion base rubber segment located at both outer sides in the tire width direction of the center portion base rubber segment.AboveCenterBase rubbersegmentAnd (1) 5 to 50 parts by mass of an inorganic filler with respect to 100 parts by mass of a rubber component made of natural rubber and / or a diene synthetic rubber, and (2)Represented by any one of the above general formulas (I), (II) and (III)A rubber composition comprising 0.5 to 10 parts by mass of a compound [hereinafter abbreviated as compound (Z)] is applied.A rubber composition having a dynamic elastic modulus (E ′) at 25 ° C. of 5 MPa or more and a loss tangent (tan δ) at 60 ° C. of 0.125 or less is applied to at least one of the shoulder base rubber segments.It is characterized by that.
[0021]
Since the compound (Z) has at least one reactive group A for the rubber component, it has excellent compatibility with the rubber component, and also has two or more adsorptive groups B for the inorganic filler. Excellent affinity. Therefore, the rubber composition used for the base rubber of the tire of the present invention contains compound (Z), so that the dispersibility of the inorganic filler in the rubber component is improved and the dynamic elastic modulus (E ′) is improved. As a result, the steering stability of the tire can be improved. Further, since the rubber composition contains a predetermined amount of the inorganic filler, the loss tangent (tan δ) is low, and as a result, the fuel efficiency of the tire can be improved. Further, the rubber composition has sufficiently high rubber properties such as rubber strength and elastic modulus because the compound (Z) improves the dispersibility of the inorganic filler in the rubber component. As a result, the durability of the tire is improved. It can be secured sufficiently.
[0022]
The rubber component of the rubber composition for the base rubber of the tire of the present invention is composed of natural rubber and / or a diene synthetic rubber. Examples of the diene synthetic rubber include polyisoprene rubber (IR), polybutadiene rubber (BR), and styrene Examples thereof include butadiene copolymer rubber (SBR). These rubber components may be used alone or in a blend. From the viewpoint of tire durability, the rubber component preferably contains 50% by mass or more of natural rubber, more preferably 60% by mass or more, and most preferably 70% by mass or more. When 50% by mass or more of the rubber component is natural rubber, the effect of improving the dynamic elastic modulus (E ′) by compounding the compound (Z) is increased, and the tire durability and steering stability can be further improved.
[0023]
The rubber composition for base rubber is formed by blending 5 to 50 parts by mass, preferably 10 to 30 parts by mass, and most preferably 10 to 20 parts by mass of an inorganic filler with respect to 100 parts by mass of the rubber component. When the blending amount of the inorganic filler is less than 5 parts by mass, the loss tangent (tan δ) of the rubber composition is not sufficiently low, and sufficient rubber strength and elastic modulus cannot be ensured. On the other hand, when the compounding amount of the inorganic filler exceeds 50 parts by mass, the dispersibility of the inorganic filler in the rubber component is deteriorated, and the physical properties of the rubber composition are deteriorated.
[0024]
The inorganic filler of the rubber composition is silica or an inorganic compound represented by the following formula (IV).
wM · xSiO_y・ ZH₂O (IV)
[0025]
Here, in the formula (IV), M is a metal selected from the group consisting of aluminum, magnesium, titanium, calcium, and zirconium, oxides or hydroxides of these metals, and hydrates thereof, or these And w, x, y and z are an integer of 1 to 5, an integer of 0 to 10, an integer of 2 to 5, and an integer of 0 to 10, respectively. In the formula (IV), when both x and z are 0, the inorganic compound is at least one metal, metal oxide or metal hydroxide selected from aluminum, magnesium, titanium, calcium and zirconium. .
[0026]
Examples of the inorganic compound represented by the above formula (IV) include alumina such as γ-alumina and α-alumina (Al₂O_Three); Alumina monohydrate such as boehmite and diaspore (Al₂O_Three・ H₂O); aluminum hydroxide such as gibbsite, bayerite [Al (OH)_Three]; Aluminum carbonate [Al₂(CO_Three)_Three], Magnesium hydroxide [Mg (OH)₂], Magnesium oxide (MgO), magnesium carbonate (MgCO)_Three), Talc (3MgO · 4SiO₂・ H₂O), attapulgite (5MgO · 8SiO)₂・ 9H₂O), titanium white (TiO₂), Titanium Black (TiO_2n-1), Calcium oxide (CaO), calcium hydroxide [Ca (OH)₂], Aluminum magnesium oxide (MgO · Al₂O_Three), Clay (Al₂O_Three・ 2SiO₂), Kaolin (Al₂O_Three・ 2SiO₂・ 2H₂O), pyrophyllite (Al₂O_Three・ 4SiO₂・ H₂O), bentonite (Al₂O_Three・ 4SiO₂・ 2H₂O), aluminum silicate (Al₂SiO_Five, Al_Four・ 3SiO_Four・ 5H₂O), magnesium silicate (Mg₂SiO_FourMgSiO_ThreeEtc.), calcium silicate (Ca₂SiO_FourEtc.), aluminum calcium silicate (Al₂O_Three・ CaO ・ 2SiO₂Etc.), magnesium calcium silicate (CaMgSiO)_Four), Calcium carbonate (CaCO_Three), Zirconium oxide (ZrO)₂), Zirconium hydroxide [ZrO (OH)₂・ NH₂O], zirconium carbonate [Zr (CO_Three)₂], Crystalline aluminosilicates containing hydrogen, alkali metals or alkaline earth metals that correct the charge, such as various zeolites, can be used. Further, it is preferable that M in the formula (IV) is at least one selected from aluminum metal, aluminum oxide or hydroxide, hydrates thereof, and aluminum carbonate. The inorganic compound represented by the formula (IV) may be used alone or in combination of two or more. These inorganic compounds can also be used by mixing with silica.
[0027]
The inorganic filler is preferably a powder having a particle size of 0.01 to 10 μm. If the particle size is less than 0.01 μm, the kneading operation is worsened while the improvement in grip force cannot be expected, and if it exceeds 10 μm, the dynamic elastic modulus is extremely lowered and the wear resistance is deteriorated. In view of these effects, the particle size is more preferably in the range of 0.05 to 5 μm.
[0028]
The inorganic filler has a specific surface area of 80 to 300 m as measured by mercury porosimetry.²Those in the range of / g are preferred. Specific surface area 80m²/ g ~ 300m²By setting / g, the dispersion of the inorganic filler into the rubber component is improved, and the processability and wear resistance of the rubber composition are improved. More preferable specific surface area is 100-250m from the viewpoint of balance of reinforcement, workability and wear resistance.²The range is / g. The specific surface area (S_Hg) Is calculated assuming that the pores are cylindrical, and S_Hg(M²/ g) = 2 V / r [V = total pore volume (m^Three/ g), r = average pore radius (m)].
[0029]
Among the inorganic fillers, silica is preferable. The rubber composition preferably further contains a silane coupling agent. By blending a silane coupling agent, the wear resistance of the tire is further improved and tan δ is further reduced. Here, as for the compounding quantity of a silane coupling agent, 5-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of said inorganic fillers. Examples of the silane coupling agent include bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-methyldimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, and bis (3-triethoxy Silylethyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) disulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3- Mercaptopropyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltri Toxisilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylcarbamoyl tetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazolyl tetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylmethacryloyl mono Examples thereof include sulfide and 3-triethoxysilylpropyl n-octyl disulfide.
[0030]
In addition to the inorganic filler, carbon black can also be added to the rubber composition as a filler. By blending carbon black, the strength of the base rubber can be improved.
[0031]
  Also, aboveCenterBase rubbersegmentforRubberThe composition is based on 100 parts by mass of the rubber component.Represented by any one of the above general formulas (I), (II) and (III)Compound (Z) is blended in an amount of 0.5 to 10 parts by mass. When the compounding amount of the compound (Z) is less than 0.5 parts by mass relative to 100 parts by mass of the rubber component, the effect of improving the dispersibility of the inorganic filler in the rubber component is small, and the dynamic elastic modulus (E ') And the effect of improving the strength is small. On the other hand, when the compounding amount of the compound (Z) exceeds 10 parts by mass, the effect of improving the dispersibility of the inorganic filler in the rubber component reaches its peak. In addition, as for the compounding quantity of a compound (Z), the range of 5-20 mass% of the said inorganic filler is still more preferable.
[0035]
  Compound (Z) aboveIsIn the following formula (I), (II) or (III)expressed.
[0036]
[Chemical 7]

Where R¹, R²And R^ThreeIs one of these having the formula-(R^FourO)_n-CO-CR^Five= CR⁶-R⁷The other is a hydrogen atom. Where R^FourIs an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, preferably an ethylene group or a propylene group. Also R^Five, R⁶And R⁷Each independently represents a hydrogen atom or a methyl group, preferably R^FiveIs a hydrogen atom or a methyl group, R⁶And R⁷Is a hydrogen atom. n is a number of 1-30 indicating the average number of added moles of the oxyalkylene group, preferably 1-20, and more preferably 2-15.
[0037]
[Chemical 8]

Where R⁸, R⁹And R^TenEach independently represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, preferably an ethylene group or a propylene group, m1, m2 and m3 each represent an average number of moles added of the oxyalkylene group, and m1 + m2 + m3 is 0 to 90, preferably Is a number from 3 to 60, more preferably from 6 to 45.
[0038]
[Chemical 9]

Where R¹¹Is the formula -R¹²A group represented by O-, the formula-(R¹³O)_sA group represented by the formula: -CH₂CH (OH) CH₂A group represented by O- or formula-(R¹⁴O-COR¹⁵-COO-)_tR¹⁴It is a group represented by O-. Where R¹²Is an alkylene group having 2 to 36 carbon atoms, an alkenylene group or a divalent aromatic hydrocarbon group, preferably an alkylene group having 2 to 18 carbon atoms or a phenylene group, more preferably an alkylene group having 4 to 12 carbon atoms. It is. Also R¹³Is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, preferably an ethylene group or a propylene group, and s is a number of 1 to 60 indicating the average number of moles added of the oxyalkylene group, preferably 2 to 40, more preferably 4 A number of ~ 30. R¹⁴Is an alkylene group having 2 to 18 carbon atoms, an alkenylene group, a divalent aromatic hydrocarbon group or-(R¹⁶O)_uR¹⁶A group represented by-(where R is¹⁶Is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms; u is a number of 1 to 30 indicating the average number of added moles of the oxyalkylene group, preferably 1 to 20, and more preferably 2 to 15). R¹⁵Is an alkylene group having 2 to 18 carbon atoms, an alkenylene group or a divalent aromatic hydrocarbon group, preferably an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms or a phenylene group, more preferably an alkylene group having 2 to 8 carbon atoms. It is. t is an average value of 1 to 30, preferably 1 to 20, and more preferably 1 to 15.
[0039]
Specific examples of the compound represented by the formula (I) include trimellitic acid mono (2- (meth) acryloyloxyethyl) ester, trimellitic acid mono [2- (2- (meth) acryloyloxyethoxy) ethyl] Trimellitic acid mono (ω- (meth) acryloyloxy POA (n)) ester such as ester, trimellitic acid mono (ω- (meth) acryloyloxypolyoxyethylene (10)) ester [where (meth) acryloyl is Methacryloyl or acryloyl, POA (n) is polyoxyethylene (hereinafter sometimes abbreviated as “POE”) or polyoxypropylene (hereinafter “POP”) in which 1 to 30 moles of oxyethylene or oxypropylene is added on average May be abbreviated as)].
[0040]
Specific examples of the compound represented by the formula (II) include POA (m) glycerin trimaleate such as POE (8) glycerine trimaleate, POE (3) glycerin trimaleate, POP (10) glycerin trimaleate. Ate (where POA (m) represents polyoxyethylene or polyoxypropylene in which 0 to 90 mol of oxyethylene or oxypropylene is added on average).
[0041]
Specific examples of the compound represented by the formula (III) include glycerine dimaleate, 1,4-butanediol dimaleate, dimaleates of alkylene diols such as 1,6-hexanediol dimaleate; Difumarate of alkylene diol such as hexanediol difumarate; Dimaleate of polyoxyalkylene glycol such as PEG200 dimaleate, PEG600 dimaleate (herein, PEG200 and PEG600 indicate polyethylene glycol having an average molecular weight of 200 or 600, respectively); Polybutylene maleate having carboxyl groups, poly (PEG200) maleate having carboxyl groups at both ends, etc. Carboxylic acid type polyalkylene glycol / maleic acid polyesters at both ends; polybutylene having carboxyl groups at both ends Polyoxyalkylene glycol difumarate such as Ren adipate maleate, PEG600 difumarate; polybutylene fumarate having carboxyl groups at both ends, poly (PEG200) fumarate having carboxyl groups at both ends, etc. / Fumarate polyester and the like.
[0042]
The compound (Z) preferably has a molecular weight of 250 or more, more preferably a molecular weight of 250 to 5000, and particularly preferably a molecular weight of 250 to 3000. When the molecular weight is within this range, the flash point is high, which is not only desirable from the viewpoint of safety, but is also preferable from the viewpoint of the working environment because it generates less smoke. In addition, the said compound (Z) may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.
[0043]
In addition to the rubber component, inorganic filler, silane coupling agent, compound (Z), carbon black, the rubber composition includes compounding agents commonly used in the rubber industry, such as softeners, anti-aging agents, A compounding agent usually used in the rubber industry such as a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator can be appropriately selected and blended within a range not impairing the object of the present invention. As these compounding agents, commercially available products can be suitably used. In addition, the said rubber composition can be manufactured by mix | blending the various compounding agent suitably selected as needed with the rubber component, kneading | mixing, heating, extrusion, etc.
[0044]
The rubber composition for base rubber improves the steering stability as the dynamic elastic modulus (E ′) at 25 ° C. increases, but if the dynamic elastic modulus (E ′) becomes too high, the riding comfort is poor. Therefore, the dynamic elastic modulus (E ′) at 25 ° C. is 2.5 MPa or more, preferably 3.0 MPa or more, more preferably 3.5 MPa or more. However, the rubber composition for the base rubber is preferably sufficiently lower than the dynamic elastic modulus (E ′) of the rubber composition for the cap rubber. In this case, the base rubber serves as a cushion, Steering stability can be improved. The rubber composition for base rubber has a loss tangent (tan δ) at 60 ° C. of 0.100 or less from the viewpoint of ensuring low fuel consumption of the tire.
[0045]
  In the tire of the present invention, a plurality of base rubbers made of the above rubber composition may be laminated on the inner side in the radial direction of the cap rubber, but the tread portion differs between the ground contact central portion and both outer portions in the tire ground contact surface. Since the base rubber moves, it is easier to secure various performances when the physical properties of the base rubber are different between the grounded central portion and the grounded outer portion. Therefore, the base rubber is divided into a plurality of structures in the tire width direction, and the rubber composition is applied to at least one of the divided plurality of base rubber segments.Do.
[0046]
  The base rubber is divided into a center base rubber segment located at the center in the tire width direction and a shoulder base rubber positioned at both outer sides in the tire width direction of the center base rubber segment. Apply the rubber composition to rubber segmentDo. Here, the width of the central base rubber segment is preferably 30 to 80% of the width of the belt located on the inner side in the tire radial direction.
[0047]
  In addition, at least one of the shoulder base rubber segments has another high rubber composition having a dynamic elastic modulus (E ′) at 25 ° C. of 5 MPa or more and a loss tangent (tan δ) at 60 ° C. of 0.125 or less. Apply thingsDo. In this case, the steering stability of the tire can be further improved without impairing the low fuel consumption of the tire. In the case of a tire having a symmetrical tread pattern, the dynamic elastic modulus (E ′) at 25 ° C. is 5 MPa or more and the loss tangent (tan δ) at 60 ° C. is 0.125 in both the pair of shoulder base rubber segments. The following rubber composition is preferably applied. In the case of a tire having an asymmetric tread pattern, at least one of the pair of shoulder base rubber segments has a dynamic elastic modulus (E ′) at 25 ° C. of 5 MPa or more and a loss tangent (tan δ) at 60 ° C. By applying a rubber composition that is 0.125 or less, the steering stability of the tire can be improved.
[0048]
In the tire of the present invention, the thickness of the base rubber is preferably 10 to 40% of the thickness of the tread portion. If the thickness of the base rubber is less than 10% of the thickness of the tread part, the effect of applying the above rubber composition to the base rubber will not be sufficiently exerted. If it exceeds 40%, the base rubber will be exposed at the end of wear of the tread part. As a result, the appearance of the tread surface deteriorates.
[0049]
In the tire of the present invention, the cap rubber of the tread portion is not particularly limited, but the dynamic elastic modulus (E ′) at 25 ° C. is 8 MPa from the viewpoint of tire driving stability and fuel economy. It is preferable to consist of the rubber composition as described above.
[0050]
The tire to which the rubber composition different in the central base rubber segment and the shoulder base rubber segment is applied is, for example, an inner liner, a carcass, and a belt layer wound around the outer periphery of the molding drum, and then the outer peripheral side of the belt layer. A tread portion is formed by spirally winding a belt-shaped body made of an unvulcanized rubber composition having a predetermined width and thickness in the circumferential direction of the tire while at least partially overlapping each round. It can manufacture by changing the kind of unvulcanized rubber composition which comprises the said strip | belt-shaped body. In addition, after forming the laminated body of the belt layer and the tread portion on the drum, the laminated body of the belt layer and the tread portion is attached on another forming drum to which the inner liner and the carcass are attached, and the raw tire May be formed. By winding the belt-like body in the tire circumferential direction while overlapping at least part of each turn, and changing the type of unvulcanized rubber composition constituting the belt-like body in the tire width direction, it has a tread portion with excellent homogeneity A tire can be manufactured efficiently.
[0051]
In forming the tread portion, the rubber layer can be formed into a desired cross-sectional shape by arbitrarily controlling the amount of overlap of the strips, and the unvulcanized rubber that forms the strips in the tire width direction By changing the type of the composition, the tread portion can be formed from an arbitrary plurality of layers. The band-shaped body may be formed in advance by extrusion or rolling into a band shape, or may be supplied from an extrusion molding machine or an injection molding machine simultaneously with winding.
[0052]
Next, embodiments of the tire of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the tire of the present invention. The tire shown in FIG. 1 includes a pair of bead portions 1, a pair of side portions 2, a tread portion 3, and a carcass 5 extending in a toroid shape between bead cores 4 embedded in the bead portion 1, respectively. And a belt 6 composed of at least two belt layers disposed on the outer side in the tire radial direction at the crown portion of the carcass 5. Here, the tread portion 3 has a so-called cap / base structure including a base rubber 7 located on the outer side in the tire radial direction of the belt 6 and a cap rubber 8 located on the outer side in the tire radial direction of the base rubber 7. . A pair of wing tips 9 made of a rubber composition are attached to both ends of the tread portion 3 in the width direction.
[0053]
In the illustrated example, the base rubber 7 is divided into three segments in the tire width direction, and a central base rubber segment 7A located at the center in the tire width direction and both outer sides in the tire width direction of the central base rubber segment 7A. And a shoulder portion base rubber segment 7B. Here, the width of the central base rubber segment 7A is 30 to 80% of the width of the belt 6 located on the inner side in the tire radial direction. The width of the belt 6 is the maximum width of the belt layer. Further, in the illustrated tire, the thickness of the base rubber 7 is sharply different between the central base rubber segment 7A and the shoulder base rubber segment 7B, but the central base rubber segment 7A and the shoulder base rubber segment 7B are different. The thickness may be changed gently or with the same thickness. A rubber composition having a dynamic elastic modulus (E ′) at 25 ° C. of 2.5 MPa or more and a loss tangent (tan δ) at 60 ° C. of 0.100 or less is applied to the central base rubber segment 7A. By applying 7B to other rubber compositions having a dynamic elastic modulus (E ′) at 25 ° C. of 5 MPa or more and a loss tangent (tan δ) at 60 ° C. of 0.125 or less, tire durability and low fuel consumption It is possible to remarkably improve steering stability while ensuring the above.
[0054]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
[0055]
Each rubber composition having the formulation shown in Table 1 was prepared, and the dynamic elastic modulus (E ′) was measured at a dynamic strain of 1%, a frequency of 52 Hz, and a measurement temperature of 25 ° C. Loss tangent (tan δ) was measured at a measurement temperature of 60 ° C. Note that normally used compounding agents other than those shown in Table 1 are blended in equal amounts with respect to the rubber component in any rubber composition.
[0056]
[Table 1]

[0057]
* 1 RSS # 4.
* 2 JSR, SBR1500.
* 3 Tokai Carbon Co., Ltd., N550.
* 4 NIPSEAL AQ.
* 5 Poly PEG 200 malate polyester, [in formula (III), R¹¹-(R¹⁴O-COR¹⁵-COO-)_tR¹⁴A group represented by O-; R¹⁴-(R¹⁶O)_uR¹⁶-(R¹⁶Is ethylene, u = 3.5); R¹⁵Is -CH = CH-; t = 4 compound].
* 6 Trimellitic acid monoacrylate.
* 7 Polybutanediol malate polyester, [In formula (III), R¹¹-(R¹⁴O-COR¹⁵-COO-)_tR¹⁴A group represented by O-; R¹⁴Is a butylene group and R¹⁵Is -CH = CH-; t = 4 compound].
[0058]
From Table 1, it can be seen that the addition of the compound (Z) improves the dynamic elastic modulus (E ′) of the rubber composition. From the comparison of the rubber composition i and the rubber composition j with the rubber composition k and the rubber composition g, the higher the content of the natural rubber in the rubber component, the more dynamic the compound (Z) is added. It can be seen that the effect of improving the elastic modulus (E ′) is great.
[0059]
Next, the rubber composition was applied to the center base rubber segment and the shoulder base rubber segment in the combinations shown in Table 2, and a passenger car tire having a size of 185 / 70R14 with the structure shown in FIG. 1 was produced. The tires were evaluated for tire durability, steering stability, and low fuel consumption by the following methods. The results are shown in Table 2.
[0060]
(1) Tire durability
A step-speed drum test was conducted, in which the speed was increased by 8km / h every 30 minutes from the initial speed of 80km / h. However, it was judged that there was marketability when it completed 30 minutes at 184km / h with an upper limit of 184km / h.
[0061]
(2) Steering stability
Four prototype tires were mounted on domestic passenger cars, and an actual vehicle feeling test was conducted on the test course. The steering stability was evaluated in 10 stages using the tire of Comparative Example 1 as a control, and the larger the positive point, the better the steering stability.
[0062]
(3) Low fuel consumption
Rolling resistance was measured by a drum test, and an index was displayed according to the following formula to evaluate low fuel consumption. The larger the index value, the smaller the rolling resistance and the better the fuel efficiency.
Low fuel consumption index = (Rolling resistance of Comparative Example 1 / Rolling resistance of each example) × 100
[0063]
[Table 2]

[0064]
The tire of the example in which a rubber composition containing a predetermined amount of silica and the compound (Z) was applied to the base rubber had improved steering stability while ensuring tire durability and fuel efficiency. In particular, Example 5 in which a high-hardness rubber composition having a dynamic elastic modulus (E ′) at 25 ° C. of 5 MPa or more and a loss tangent (tan δ) at 60 ° C. of 0.125 or less applied to the shoulder base rubber segment and In the tire No. 6, belt end separation (BES) did not occur, and the tire durability was improved.
[0065]
On the other hand, in the tire of Comparative Example 1, since the dynamic elastic modulus (E ′) of the base rubber was too low, the tire strength decreased, the tire durability was low, and there was no marketability. Further, the tire of Comparative Example 2 deteriorated in fuel efficiency because the loss tangent (tan δ) of the base rubber was too high.
[0066]
【The invention's effect】
According to the present invention, by applying a rubber composition containing a specific compound together with an inorganic filler such as silica to a base rubber, driving stability is improved while ensuring durability and low fuel consumption of the tire. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a tire according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Bead section
2 Side part
3 Tread
4 Bead core
5 Carcass
6 Belt
7 Base rubber
7A Center base rubber segment
7B Shoulder base rubber segment
8 Cap rubber
9 Wingtip

Claims

In a tire including a carcass, a belt composed of at least two belt layers disposed on the outer side in the tire radial direction of the crown portion of the carcass, and a tread portion of a cap / base structure,
The base rubber of the tread portion is divided into a center base rubber segment located at the center portion in the tire width direction and a shoulder portion base rubber segment located at both outer sides in the tire width direction of the center portion base rubber segment.
The central base rubber segment has (1) 5 to 50 parts by weight of an inorganic filler and (2) the following general formula (I) with respect to 100 parts by weight of a rubber component made of natural rubber and / or diene synthetic rubber. , (II) and (III):

[Wherein, R ¹ , R ² and R ³ are groups represented by the formula — (R ⁴ O) _n —CO—CR ⁵ ═CR ⁶ —R ⁷ (wherein R ⁴ , R ⁴ Is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms; R ⁵ , R ⁶ and R ⁷ are each independently a hydrogen atom or a methyl group; n is a number from 1 to 30 indicating the average number of moles added of the oxyalkylene group) And others are hydrogen atoms]

[Wherein R ⁸ , R ⁹ and R ¹⁰ are each independently an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, m1, m2 and m3 are numbers indicating the average number of added moles of the oxyalkylene group, and m1 + m2 + m3 is 0. It is a number that is ~ 90]

[Wherein R ¹¹ represents a group represented by the formula —R ¹² O—, a group represented by the formula — (R ¹³ O) _s —, a group represented by the formula —CH ₂ CH (OH) CH ₂ O—, or It is a group represented by the formula — (R ¹⁴ O—COR ¹⁵ —COO—) _t R ¹⁴ O—. Here, R ¹² is an alkylene group having 2 to 36 carbon atoms, an alkenylene group or a divalent aromatic hydrocarbon group; R ¹³ is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms; s is an average addition mole of an oxyalkylene group R ¹⁴ is an alkylene group having 2 to 18 carbon atoms, an alkenylene group, a divalent aromatic hydrocarbon group or a group represented by — (R ¹⁶ O) _u R ¹⁶ — ( Here, R ¹⁶ is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms; u is a number of 1 to 30 indicating the average number of added moles of the oxyalkylene group); R ¹⁵ is an alkylene group having 2 to 18 carbon atoms, alkenylene A rubber composition formed by blending 0.5 to 10 parts by mass of a compound represented by any one of a group or a divalent aromatic hydrocarbon group; t is an average value of 1 to 30] ,
A rubber composition having a dynamic elastic modulus (E ′) at 25 ° C. of 5 MPa or more and a loss tangent (tan δ) at 60 ° C. of 0.125 or less is applied to at least one of the shoulder base rubber segments. A characteristic tire.

The tire according to claim 1, wherein the rubber component contains 50% by mass or more of natural rubber.

The tire according to claim 1, wherein the inorganic filler is silica.

The tire according to claim 3 , wherein a compounding amount of the silica is 10 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

The rubber composition used for the central base rubber segment has a dynamic elastic modulus (E ') at 25 ° C of 2.5 MPa or more and a loss tangent (tan δ) at 60 ° C of 0.100 or less. The tire according to 1.

2. The tire according to claim 1 , wherein the width of the central base rubber segment is 30 to 80% of the width of the belt located on the inner side in the tire radial direction.

The tire according to claim 1, wherein the thickness of the base rubber is 10 to 40% of the thickness of the tread portion.