JP7188117B2

JP7188117B2 - タイヤ用ゴム組成物

Info

Publication number: JP7188117B2
Application number: JP2019007923A
Authority: JP
Inventors: 誠人尾崎; 克典清水
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2019-01-21
Filing date: 2019-01-21
Publication date: 2022-12-13
Anticipated expiration: 2039-01-21
Also published as: JP2020117579A

Description

本発明は、主に空気入りタイヤのビードフィラーに用いることを意図したタイヤ用ゴム組成物に関する。

空気入りタイヤにおいては、環境負荷を低減するために走行時の燃費性能を向上することが求められている。そのため、空気入りタイヤの各部を構成するゴム組成物の発熱を抑制することが行われている。近年、燃費性能の更なる改善のために、例えば、空気入りタイヤのビード部に配置されるビードフィラーを構成するゴム組成物についても発熱を抑制することが求められている。

ゴム組成物の発熱性の指標としては、一般に動的粘弾性測定による６０℃におけるｔａｎδ（以下、「ｔａｎδ（６０℃）」という。）が用いられ、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）が小さいほど発熱性が小さくなる。そして、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくする方法として、例えばカーボンブラック等の充填材の配合量を少なくしたり、カーボンブラックの粒径を大きくすることが挙げられる。或いは、シリカを配合することも提案されている（例えば特許文献１を参照）。しかしながら、これらの方法では、必ずしもゴム硬度や耐疲労性が十分に得られず、タイヤに利用したとき（特に、ビードフィラーに用いたとき）に、荷重耐久性への影響が懸念される。そのため、ビードフィラーとして用いることを意図したタイヤ用ゴム組成物において、タイヤにした時の荷重耐久性を良好に維持しながら、低転がり性を向上する更なる対策が求められている。

特開２０１５‐０５９１８１号公報

本発明の目的は、主に空気入りタイヤのビードフィラーに用いることを意図したタイヤ用ゴム組成物であって、転がり抵抗が低く、且つ、タイヤにした時の荷重耐久性に優れるタイヤ用ゴム組成物を提供することにある。

上記目的を達成する本発明のタイヤ用ゴム組成物は、シンジオタクチック‐１，２‐ポリブタジエン成分を含有するブタジエンゴムと末端変性ブタジエンゴムとを含むブタジエンゴムを合計で７０質量％以上含むゴム成分１００質量部に対して、窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡが３０ｍ²／ｇ～７０ｍ²／ｇであるカーボンブラックが４０質量部～６０質量部、硫黄が純硫黄分で２．４質量部～３．６質量部配合されると共に、スルフェンアミド系加硫促進剤が前記硫黄に対して８０質量％～１１０質量％配合されたタイヤ用ゴム組成物であって、前記末端変性ブタジエンゴムの重量平均分子量（Ｍｗ）および数平均分子量（Ｍｎ）から求められる分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．０以下であり、硬度が６５～７５、６０℃におけるｔａｎδが０．０５以下であることを特徴とする。

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分としてシンジオタクチック‐１，２‐ポリブタジエン成分を含有するブタジエンゴムと末端変性ブタジエンゴムとを含むブタジエンゴムを用い、充填材として特定の粒径のカーボンブラックを配合し、加硫系の配合剤を特定の量配合し、且つ、末端変性ブタジエンゴムの分子量分布を上記のように設定し、更に、ゴム組成物の硬度やｔａｎδを上記のように設定しているので、転がり抵抗を低減しながら、タイヤにした時の荷重耐久性を向上することができる。特に、特定の粒径のカーボンブラックと末端変性ブタジエンゴムとを組み合わせて用いているので、発熱を悪化させずに、カーボンブラックの配合量を増大してゴム硬度を向上することも可能になり、前述の性能をバランスよく改善することができる。

尚、本発明において、「硬度」とは、ＪＩＳＫ６２５３に準拠して、デュロメータのタイプＡにより温度２０℃で測定したゴム組成物の硬度である。「カーボンブラックの窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡ」は、ＪＩＳ６２１７‐２に準拠して測定するものとする。「重量平均分子量Ｍｗ」と「数平均分子量Ｍｎ」とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により標準ポリスチレン換算により測定するものとする。「６０℃におけるｔａｎδ」は、ＪＩＳＫ６３９４に準拠して、製粘弾性スペクトロメータを用いて、伸張変形歪率１０％±２％、振動数２０Ｈｚ、温度６０℃の条件で測定するものとする。

本発明においては、末端変性ブタジエンゴムの末端の官能基が水酸基、アミノ基、アミド基、アルコキシル基、エポキシ基、シロキサン結合基からなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。これによりカーボンブラックとの親和性が高まり、カーボンブラックの分散性がより改善されるので、より効果的に、発熱性を低く維持しながらゴム硬度や荷重耐久性を高めることができ、これら性能をバランスよく両立するには有利になる。

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、空気入りタイヤのビードフィラーに用いることが好ましく、本発明のタイヤ用ゴム組成物をビードフィラーに用いた空気入りタイヤは、荷重耐久性を良好に維持しながら、燃費性能を向上することができる。

本発明のタイヤ用ゴム組成物を空気入りタイヤのビードフィラーに用いるにあたって、当該空気入りタイヤがビードフィラーのタイヤ幅方向外側にリムクッションゴム層を有し、そのリムクッションゴム層を構成するゴム組成物の６０℃におけるｔａｎδを０．１５以下にすることが好ましい。本発明のタイヤ用ゴム組成物で構成されたビードフィラーの周囲に設けられるリムクッションゴム層のｔａｎδを特定の範囲に設定することで、発熱性を低く維持しながら荷重耐久性を高めるには有利になる

本発明のタイヤ用ゴム組成物を用いる対象となるビードフィラーの高さはタイヤ断面高さの２０％～６０％であることが好ましい。このようなビードフィラーに本発明のタイヤ用ゴム組成物を用いることで、荷重耐久性を良好に維持しながら、燃費性能を向上することができる。

上述の空気入りタイヤを製造する場合、加硫温度が１６８℃以下であることが好ましい。このように加硫時の温度を適切な範囲に設定することで、加硫後に本発明のタイヤ用ゴム組成物の物性を良好に発揮することが可能になり、製造された空気入りタイヤの荷重耐久性や燃費性能を向上するには有利になる。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの子午線半断面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明のタイヤ用ゴム組成物を用いることができる一般的な空気入りタイヤの一例である。この空気入りタイヤは、トレッド部１と、このトレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備えている。図１において、符号ＣＬはタイヤ赤道を示し、符号ＳＨはタイヤ断面高さを示す。尚、図１は子午線断面図であるため描写されないが、トレッド部１、サイドウォール部２、ビード部３は、それぞれタイヤ周方向に延在して環状を成しており、これにより空気入りタイヤのトロイダル状の基本構造が構成される。以下、図１を用いた説明は基本的に図示の子午線断面形状に基づくが、各タイヤ構成部材はいずれもタイヤ周方向に延在して環状を成すものである。

左右一対のビード部３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りに車両内側から外側に折り返されている。また、ビードコア５の外周上にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４の本体部と折り返し部とにより包み込まれている。一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層７が埋設されている。更に、ベルト層７の外周側にはベルト補強層８が設けられている。トレッド部１におけるカーカス層４の外周側にはトレッドゴム層１１が配され、サイドウォール部２におけるカーカス層４の外周側（タイヤ幅方向外側）にはサイドゴム層１２が配され、ビード部３におけるカーカス層４の外周側（タイヤ幅方向外側）にはリムクッションゴム層１３が配されている。

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、基本的に、このような空気入りタイヤのビードフィラー６に用いることが意図されたものである。特に、タイヤ断面高さＳＨに対するビードフィラー６の高さＨが好ましくは２０％～６０％、より好ましくは３０％～６０％である空気入りタイヤに本発明のタイヤ用ゴム組成物を適用することで、本発明のタイヤ用ゴム組成物によって得られる後述の効果が良好に発揮されて、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減し、且つ、荷重耐久性を向上することができる。

本発明のタイヤ用ゴム組成物において、ゴム成分はジエン系ゴムであり、ブタジエンゴムを必ず含む。特に、本発明では、ブタジエンゴムとして、シンジオタクチック‐１，２‐ポリブタジエン成分を含有する第一のブタジエンゴムと、末端変性ブタジエンゴムとを必ず含み、第一のブタジエンゴムおよび末端変性ブタジエンゴム以外の第二のブタジエンゴムを任意で用いることができる。

第一のブタジエンゴムは、その一部にシンジオタクチック‐１，２‐ポリブタジエン成分を含有する。シンジオタクチック‐１，２‐ポリブタジエン成分は、結晶性が高い樹脂であり、第一のブタジエンゴム中に微分散している。このシンジオタクチック‐１，２‐ポリブタジエン成分を含む第一のブタジエンゴムを配合することで、ゴム組成物の硬度と引張り応力を大きくし、ゴムの変形量をビードフィラーとして最適なものに改良することができる。

第一のブタジエンゴム中のシンジオタクチック‐１，２‐ポリブタジエン成分の含有量は、好ましくは１０質量％～５０質量％、より好ましくは２０質量％～４０質量％である。シンジオタクチック‐１，２‐ポリブタジエン成分の含有量が１０質量％未満であると、十分な補強性能向上が得られないことがある。シンジオタクチック‐１，２‐ポリブタジエン成分の含有量が５０質量％を超えると、ゴム組成物が硬くなり過ぎて引張り破断伸びが低下し、ビードフィラーとして好ましくない物性になる虞がある。

このようなシンジオタクチック‐１，２‐ポリブタジエンを含む第一のブタジエンゴムとしては、市販のものを使用することができ、例えば、宇部興産社製ＵＢＥＰＯＬＶＣＲ４１２を例示することができる。

末端変性ブタジエンゴムは、分子鎖の片末端または両末端が官能基を有する有機化合物で変性されたブタジエンゴムである。このような末端変性ブタジエンゴムを配合することにより、後述のカーボンブラックとの親和性を高くし分散性を改善するため、発熱性を低く維持しながら、カーボンブラックの作用効果を一層向上して、ゴム硬度を高めることができる。分子鎖の末端を変性する官能基としては、例えばアルコキシシリル基、ヒドロキシル基（水酸基）、アルデヒド基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、イミノ基、アルコキシル基、エポキシ基、アミド基、チオール基、エーテル基、シロキサン結合基を挙げることができる。なかでもヒドロキシル基（水酸基）、アミノ基、アミド基、アルコキシル基、エポキシ基、シロキサン結合基から選ばれる少なくとも一つであるとよい。ここで、シロキサン結合基は、－Ｏ－Ｓｉ－Ｏ－構造を有する官能基とする。

本発明で使用する末端変性ブタジエンゴムは、ビニル含有量が好ましくは０．１質量％～２０質量％、より好ましくは０．１質量％～１５質量％である。末端変性ブタジエンゴムのビニル含有量が０．１質量％未満であると、カーボンブラックとの親和性が不足し発熱を充分に低減することが難しくなる。末端変性ブタジエンゴムのビニル含有量が２０質量％を超えると、ゴム組成物のガラス転移温度Ｔｇが上昇し、転がり抵抗および耐摩耗性を十分に改良することができない。尚、末端変性ブタジエンゴムのビニル単位含有量は赤外分光分析（ハンプトン法）により測定するものとする。末端変性ブタジエンゴムにおけるビニル単位含有量の増減は、触媒等、通常の方法で適宜調製することができる。

末端変性ブタジエンゴムの重量平均分子量（Ｍｗ）および数平均分子量（Ｍｎ）から求められる分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、好ましくは２．０以下、より好ましくは１．１～１．６である。このように、末端変性ブタジエンゴムとして分子量分布が狭いものを用いることで、ゴム物性がより良好になり、転がり抵抗を低減しながら、タイヤにした時の荷重耐久性を効果的に向上することができる。末端変性ブタジエンゴムの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．０を超えるとヒステリシスロスが大きくなってゴムの発熱性が大きくなると共に、耐コンプレッションセット性が低下する。

第二のブタジエンゴムは、上述の２種（シンジオタクチック‐１，２‐ポリブタジエン成分を含有する第一のブタジエンゴムおよび末端変性ブタジエンゴム）以外のブタジエンゴムであり、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられるものを使用することができる。特に、ビードフィラー用ゴム組成物に適したブタジエンゴム、例えば、低シスブタジエンゴム、高シスブタジエンゴム、高トランスブタジエンゴム（ブタジエン部のトランス結合含有量７０～９５％）等を用いることができる。

これらブタジエンゴムの配合量は、ゴム成分全体を１００質量％としたとき、合計で７０質量％以上、好ましくは７５質量％～８５質量％である。これらブタジエンゴムの配合量が７０質量％未満であると低燃費性が悪化する。これらブタジエンゴムの個々の配合量は特に限定されないが、好ましくは、末端変性ブタジエンゴムを最も多く配合するとよい。具体的には、ゴム成分全体を１００質量％に対して、第一のブタジエンゴムを好ましくは１０質量％～７０質量％、末端変性ブタジエンゴムを好ましくは１０質量％～５０質量％、第二のブタジエンゴムを好ましくは１０質量％～５０質量％配合するとよい。

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、上述のブタジエンゴム以外の他のジエン系ゴムを含有してもよい。他のジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム等が挙げられる。これらジエン系ゴムは、単独又は任意のブレンドとして使用することができる。

これら他のジエン系ゴムのなかでも天然ゴムを用いることが好ましく、天然ゴムを配合することで、タイヤ用ゴム組成物として充分なゴム強度を得ることができる。天然ゴムとしては、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられるゴムを使用することができる。天然ゴムを配合することで、タイヤ用ゴム組成物として充分なゴム強度を得ることができる。ゴム成分全体を１００質量％としたとき、天然ゴムの配合量は好ましくは３０質量％以下、より好ましくは１０質量％～２５質量％である。天然ゴムの配合量３０質量％を超えると、上述のブタジエンゴムの配合量を充分に確保できないため、低燃費性能を高めることが難しくなる。

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、充填剤としてカーボンブラックが必ず配合される。カーボンブラックを配合することでゴム組成物の強度を高めることができる。特に、本発明で使用するカーボンブラックは、窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡが３０ｍ²／ｇ～７０ｍ²／ｇ、好ましくは３５ｍ²／ｇ～６０ｍ²／ｇである。このように特定の粒径のカーボンブラックを上述の末端変性ブタジエンゴムと組み合わせて配合することで、発熱性を低く維持しながら、ゴム硬度を効果的に高めることができる。カーボンブラックの窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡが３０ｍ²／ｇ未満であるとタイヤにしたときの荷重耐久性が悪化する。カーボンブラックの窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡが７０ｍ²／ｇを超えると発熱性が悪化する。尚、本発明において、カーボンブラックの窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡは、ＪＩＳ６２１７‐２に準拠して測定するものとする。

カーボンブラックの配合量は、上述のゴム成分１００質量部に対して、４０質量部～６０質量部、好ましくは４５質量部～５５質量部である。カーボンブラックの配合量が４０質量部未満であると硬度が低下し、タイヤにしたときの荷重耐久性が低下する。カーボンブラックの配合量が６０質量部を超えると発熱性が悪化する。

本発明のゴム組成物は、カーボンブラック以外の他の無機充填剤を配合することができる。他の無機充填剤としては、例えばシリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、水酸化アルミニウム等を例示することができる。

本発明のゴム組成物は、硫黄が必ず配合される。硫黄の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して純硫黄分で２．４質量部～３．６質量部、好ましくは２．７質量部～３．３質量部である。このように適量の硫黄を配合することで、硬度と発熱性とをバランスよく両立することができる。硫黄の配合量が２．４質量部未満であると、ゴム組成物の硬度が低下する。また、発熱性を十分に低減することができない。硫黄の配合量が３．６質量部を超えると、荷重耐久性が低下する。

本発明のゴム組成物は、スルフェンアミド系加硫促進剤が必ず配合される。スルフェンアミド系加硫促進剤としては、例えばＮ，Ｎ－ジシクロヘキシル－１，３－ベンゾチアゾール－２－スルフェンアミド（ＤＺ）、Ｎ－シクロヘキシル－２－ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＣＺ）、Ｎ－オキシジエチレン－２－ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＯＢＳ）、Ｎ－（ｔｅｒｔ－ブチル）ベンゾチアゾール－２－スルフェンアミド（ＮＳ）等を挙げることができる。スルフェンアミド系加硫促進剤の配合量は、前述の硫黄の純硫黄分に対して、８０質量％～１１０質量％、好ましくは９０質量％～１１０質量％である。このように硫黄に対して適切な量の加硫促進剤を配合することで、硬度と発熱性とをバランスよく両立することができる。スルフェンアミド系加硫促進剤の配合量が８０質量％未満であると、ゴム組成物の硬度が低下する。また、発熱性を十分に低減することができない。スルフェンアミド系加硫促進剤の配合量が１１０質量％を超えると、荷重耐久性が低下する。

本発明のタイヤ用ゴム組成物には、上記以外の他の配合剤を添加することができる。他の配合剤としては、老化防止剤、液状ポリマー、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂など、一般的に空気入りタイヤに使用される各種配合剤を例示することができる。これら配合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にすることができる。また混練機としは、通常のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用することができる。

このような配合からなる本発明のタイヤ用ゴム組成物の硬度は６５～７５、好ましくは６７～７３である。また、本発明のタイヤ用ゴム組成物の６０℃におけるｔａｎδは０．０５以下、好ましくは０．０４以下、より好ましくは０．０３以下である。本発明のゴム組成物はこのような物性を有するため、転がり抵抗を低減しながら、タイヤにした時の荷重耐久性を向上することができる。硬度が６５未満であると、タイヤにした時の荷重耐久性が悪化する。硬度が７５を超えると転がり抵抗を充分に低減することが難しくなる。６０℃におけるｔａｎδが０．０５を超えると、発熱が悪化し転がり抵抗を低減することができない。尚、これら硬度やｔａｎδは上述の配合のみで決定されるものではなく、例えば混練条件や混練方法によっても調整可能な物性である。

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、上述の配合や物性により、転がり抵抗を低減しながら、タイヤにした時の荷重耐久性を向上することができる。具体的には、ゴム成分としてシンジオタクチック‐１，２‐ポリブタジエン成分を含有するブタジエンゴムと末端変性ブタジエンゴムとを含むブタジエンゴムを用い、充填材として特定の粒径のカーボンブラックを配合し、加硫系の配合剤を特定の量配合し、且つ、末端変性ブタジエンゴムの分子量分布を上記のように設定し、更に、ゴム組成物の硬度やｔａｎδを上記のように設定しているので、転がり抵抗を低減しながら、タイヤにした時の荷重耐久性を向上することができる。そのため、本発明のタイヤ用ゴム組成物は、空気入りタイヤのビードフィラー６に用いることが好ましく、このタイヤ用ゴム組成物をビードフィラー６に用いた空気入りタイヤは、荷重耐久性と低燃費性能を向上することができる。

ビードフィラー６に上述のタイヤ用ゴム組成物を用いるにあたって、ビードフィラー６の周囲に存在するゴム層（リムクッションゴム層１３）を構成するゴム組成物の物性を適切に設定することは、本発明のタイヤ用ゴム組成物による効果を高めるうえで有効である。具体的には、リムクッションゴム層１３を構成するゴム組成物の６０℃におけるｔａｎδを、ビードフィラー６に用いられる本発明のタイヤ用ゴム組成物の６０℃におけるｔａｎδよりも大きくし、好ましくは０．１５以下、より好ましくは０．１４以下の範囲に設定するとよい。これによりビードフィラー６およびリムクッションゴム層１３を含むビード部３の全体の物性が良好になり、荷重耐久性と低燃費性能を効果的に向上することができる。リムクッションゴム層１３を構成するゴム組成物の６０℃におけるｔａｎδが０．１５を超えると、荷重耐久性と低燃費性能の更なる改善効果が見込めなくなる。

上述の本発明のタイヤ用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤは、通常の方法で製造することができるが、本発明のタイヤ用ゴム組成物の物性を良好に発揮するために、加硫温度を好ましくは１６８℃以下、より好ましくは１６０℃以下に設定するとよい。この温度条件で加硫することで、本発明のタイヤ用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤが適切に加硫されて、荷重耐久性と低燃費性能を効果的に向上することができる。

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

表１～２に示す配合からなる２２種類のゴム組成物（標準例１、比較例１～７、実施例１～１４）を、それぞれ加硫促進剤および硫黄を除く配合成分を秤量し、１．８Ｌの密閉式バンバリーミキサーで５分間混練し、温度１５０℃でマスターバッチを放出し室温冷却した。その後、このマスターバッチを１．８Ｌの密閉式バンバリーミキサーに供し、加硫促進剤及び硫黄を加え２分間混合してゴム組成物を調製した。

得られたゴム組成物を所定の金型中で表１～２に示される加硫温度で２０分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を作製し、ゴム硬度と６０℃におけるｔａｎδを測定し、表１～２に示した。尚、表１～２において、ゴム組成物の硬度は、ＪＩＳＫ６２５３に準拠して、デュロメータのタイプＡにより温度２０℃で測定した。また、６０℃におけるｔａｎδは、ＪＩＳＫ６３９４に準拠して、製粘弾性スペクトロメータを用いて、伸張変形歪率１０％±２％、振動数２０Ｈｚ、温度６０℃の条件で測定した。

また、得られたゴム組成物をビードフィラーに用いた空気入りタイヤ（タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５）を作製した。各空気入りタイヤは、図１に示す基本構造を有し、表１～２に示す各項目が異なっている。尚、各空気入りタイヤを製造する際の加硫温度は上述の試験片と同様に表１～２に示される加硫温度に設定した。また、これら空気入りタイヤでは、リムクッションゴム層を構成するゴム組成物として、表３に示すリムクッションゴムＡまたはリムクッションゴムＢのいずれかを用いている。

得られたゴム組成物（空気入りタイヤ）について、下記に示す方法により、低燃費性能および荷重耐久性の評価を行った。

低燃費性能
各空気入りタイヤを標準リム（リムサイズ１５インチ）に組み付けて、室内ドラム試験機（ドラム径：１７０７．６ｍｍ）を用いて、ＩＳＯ２８５８０に準拠して、空気圧２１０ｋＰａ、荷重４．８２ｋＮ、速度８０ｋｍ／ｈの条件で転がり抵抗を測定した。評価結果は、標準例１の測定値を１００とする指数で示した。この指数値が小さいほど転がり抵抗が低く、低燃費性能に優れることを意味する。

荷重耐久性
各空気入りタイヤを標準リム（リムサイズ１５インチ）に組み付けて、室内ドラム試験機（ドラム径：１７０７ｍｍ）を用いて、ＪＩＳＤ‐４２３０に準拠して、ＪＡＴＭＡ２０１８年版規定荷重耐久性試験終了後に、５時間ごとに荷重を２０％ずつ増加して、タイヤが破壊するまでの走行距離を測定した。評価結果は、標準例１の測定値を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど荷重耐久性に優れることを意味する。

表１～２において使用した原材料の種類を下記に示す。
・ＮＲ：天然ゴム、ＴＳＲ２０
・ＶＣＲ：シンジオタクチック‐１，２‐ポリブタジエン成分を含むブタジエンゴム、宇部興産社製ＵＢＥＰＯＬＶＣＲ４１２
・変性ＢＲ１：末端変性ブタジエンゴム、日本ゼオン社製ＮｉｐｏｌＢＲ１２５０Ｈ（ガラス転移温度Ｔｇ：－９６℃、官能基：Ｎ－メチルピロリドン基、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ＝１．１）
・変性ＢＲ２：下記の方法で合成した末端変性ブタジエンゴム（ガラス転移温度Ｔｇ：－９３℃、官能基：ポリオルガノシロキサン基、分子量分布は下記を参照）
・変性ＢＲ３：末端変性ブタジエンゴム、ＪＳＲ社製ＢＲ５４（ガラス転移温度Ｔｇ：－１０７℃、官能基：シラノール基、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ＝２．５）
・ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製ＮｉｐｏｌＢＲ１２２０
・ＣＢ１：カーボンブラック、キャボットジャパン社製ショウブラックＮ３３０（窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡ：７６ｍ²／ｇ）
・ＣＢ２：カーボンブラック、キャボットジャパン社製ショウブラックＮ５５０（窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡ：４０ｍ²／ｇ）
・ＣＢ３：カーボンブラック、キャボットジャパン社製ショウブラックＮ７６２（窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡ：２３ｍ²／ｇ）
・タッキファイヤー：日立化成社製ヒタノール１５０２Ｚ
・酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・老化防止剤：ＦＬＥＸＳＹＳ社製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ６ＰＰＤ
・ステアリン酸：日新理化社製ステアリン酸５０Ｓ
・硫黄：四国化成工業社製ミュークロンＯＴ‐２０（硫黄含有量：８０質量％）
・加硫促進剤：三新化学工業社製ＮＳ‐Ｇ

変性ＢＲ２の合成方法
攪拌機付きオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン５６７０ｇ、１，３‐ブタジエン７００ｇおよび、テトラメチルエチレンジアミン０．１７ｍｍｏｌを仕込んだ後、シクロヘキサンと１，３‐ブタジエンとに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量のｎ‐ブチルリチウムを添加し、更に、重合反応に用いる分のｎ－ブチルリチウムを８．３３ｍｍｏｌ加えて、５０℃で重合を開始した。重合を開始してから２０分経過後に、１，３‐ブタジエン３００ｇを３０分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は８０℃であった。連続添加終了後、更に１５分間重合反応を継続し、重合転化率が９５％から１００％の範囲になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）分析の試料とした。その試料を用いて、重合体（活性末端を有する共役ジエン系重合体鎖に該当）のピークトップ分子量および分子量分布を測定したところ、それぞれ、「２３万」および「１．０４」であった。

前述の少量の重合溶液をサンプリングした直後、重合溶液に、１，６‐ビス（トリクロロシリル）ヘキサン０．２８８ｍｍｏｌ（重合に使用したｎ‐ブチルリチウムの０．０３４５倍モルに相当）を４０重量％シクロヘキサン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。更に、その後、ポリオルガノシロキサンＡ０．０３８２ｍｍｏｌ（重合に使用したｎ‐ブチルリチウムの０．００４５９倍モルに相当）を２０重量％キシレン溶液の状態で添加し、３０分間反応させた。その後、重合停止剤として、使用したｎ‐ブチルリチウムの２倍モルに相当する量のメタノールを添加した。これにより、変性ブタジエンゴムを含有する溶液を得た。この溶液に、ゴム成分１００部あたり、老化防止剤として２，４‐ビス（ｎ‐オクチルチオメチル）‐６‐メチルフェノール０．２部を添加した後、スチームストリッピングにより溶媒を除去し、６０℃で２４時間真空乾燥して、固形状の変性ブタジエンゴム（変性ＢＲ２）を得た。この変性ブタジエンゴム（変性ＢＲ２）について、重量平均分子量、分子量分布、カップリング率、ビニル結合含有量、および、ムーニー粘度を測定したところ、それぞれ、「５１万」、「１．４６」、「２８％」、「１１質量％」および「４６」であった。

表３において使用した原材料の種類を下記に示す。
・ＮＲ：天然ゴム、ＴＳＲ２０
・ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製ＮｉｐｏｌＢＲ１２２０
・ＣＢ２：カーボンブラック、キャボットジャパン社製ショウブラックＮ５５０（窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡ：４０ｍ²／ｇ）
・ＣＢ４：カーボンブラック、キャボットジャパン社製ショウブラックＮ３３０Ｔ（窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡ：７２ｍ²／ｇ）
・ＣＢ４：カーボンブラック、キャボットジャパン社製ショウブラックＮ２３４（窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡ：１１７ｍ²／ｇ）
・タッキファイヤー：日立化成社製ヒタノール１５０２Ｚ
・アロマオイル：出光興産社製ダイアナプロセスＮＨ－７０Ｓ
・酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・老化防止剤：ＦＬＥＸＳＹＳ社製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ６ＰＰＤ
・ステアリン酸：日新理化社製ステアリン酸５０Ｓ
・硫黄：四国化成工業社製ミュークロンＯＴ‐２０（硫黄含有量：８０質量％）
・加硫促進剤：三新化学工業社製ＮＳ‐Ｇ

表１～２から明らかなように、実施例１～１４のゴム組成物（空気入りタイヤ）は、標準例１に対して低燃費性能および荷重耐久性をバランスよく向上した。

一方、比較例１のゴム組成物（空気入りタイヤ）は、末端変性ブタジエンゴムの分子量分布Ｍｗ／Ｍｎが大きすぎるため、荷重耐久性が悪化した。比較例２のゴム組成物（空気入りタイヤ）は、カーボンブラックの窒素吸着比表面積が大きすぎるため、低燃費性能および荷重耐久性が悪化した。比較例３のゴム組成物（空気入りタイヤ）は、カーボンブラックの窒素吸着比表面積が小さすぎるため、荷重耐久性が悪化した。比較例４のゴム組成物（空気入りタイヤ）は、カーボンブラックの配合量が少なすぎるため、荷重耐久性が悪化した。比較例５のゴム組成物（空気入りタイヤ）は、カーボンブラックの配合量が多すぎるため、低燃費性能および荷重耐久性が悪化した。比較例６のゴム組成物（空気入りタイヤ）は、硫黄の配合量が多く、且つ、硫黄に対する加硫促進剤の配合量の割合が小さすぎるため、荷重耐久性が悪化した。比較例７のゴム組成物（空気入りタイヤ）は、硫黄の配合量が少なく、且つ、硫黄に対する加硫促進剤の配合量の割合が大きすぎるため、荷重耐久性が悪化した。

１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
４カーカス層
５ビードコア
６ビードフィラー
７ベルト層
８ベルト補強層
１１トレッドゴム層
１２サイドゴム層
１３リムクッションゴム層
ＣＬタイヤ赤道

Claims

シンジオタクチック‐１，２‐ポリブタジエン成分を含有するブタジエンゴムと末端変性ブタジエンゴムとを含むブタジエンゴムを合計で７０質量％以上含むゴム成分１００質量部に対して、窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡが３０ｍ²／ｇ～７０ｍ²／ｇであるカーボンブラックが４０質量部～６０質量部、硫黄が純硫黄分で２．４質量部～３．６質量部配合されると共に、スルフェンアミド系加硫促進剤が前記硫黄に対して８０質量％～１１０質量％配合されたタイヤ用ゴム組成物であって、前記末端変性ブタジエンゴムの重量平均分子量（Ｍｗ）および数平均分子量（Ｍｎ）から求められる分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．０以下であり、硬度が６５～７５、６０℃におけるｔａｎδが０．０５以下であることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
前記末端変性ブタジエンゴムの末端の官能基が水酸基、アミノ基、アミド基、アルコキシル基、エポキシ基、シロキサン結合基からなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
請求項１または２に記載のタイヤ用ゴム組成物をビードフィラーに用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記ビードフィラーのタイヤ幅方向外側にリムクッションゴム層を有し、前記リムクッションゴム層を構成するゴム組成物の６０℃におけるｔａｎδが０．１５以下であることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
前記ビードフィラーの高さがタイヤ断面高さの２０％～６０％であることを特徴とする請求項３または４に記載の空気入りタイヤ。
請求項３～５のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法であって、加硫温度が１６８℃以下であることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。