JP7453595B1

JP7453595B1 - タイヤ用ゴム組成物

Info

Publication number: JP7453595B1
Application number: JP2023144209A
Authority: JP
Inventors: 香織大角; 哲也広田; 慶介相武
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2023-01-25
Filing date: 2023-09-06
Publication date: 2024-03-21
Anticipated expiration: 2043-09-06

Abstract

【課題】悪路走行時のトレッド耐久性、耐発熱性および耐摩耗性を高いレベルで兼備するようにしたタイヤ用ゴム組成物を提供する。【解決手段】イソプレン系ゴムを６０質量％以上含むジエン系ゴム１００質量部に、下記一般式（１）で表される化合物を０．１～５．０質量部、カーボンブラックおよびシリカを合計で４０～８０質量部配合してなるゴム組成物であって、前記シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が１９０ｍ２／ｇ以上であるシリカを含むことを特徴とする。TIFF0007453595000007.tif38122（式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は同一または異なって、水素原子、アルキル基、アラルキル基、アリール基、または複素環基を示す。）【選択図】なし

Description

本発明は、悪路走行時のトレッド耐久性、耐発熱性および耐摩耗性を高いレベルで兼備するタイヤ用ゴム組成物に関する。

主にオフロードを走行するダンプなどの大型車両に装着する重荷重用タイヤにおいて、悪路走行時のトレッド耐久性および耐発熱性に優れることが重要である。悪路走行時のトレッド耐久性を向上させるには、タイヤを構成するゴム組成物の引張破断伸びや引裂き強さを向上する必要があり、例えば加硫密度を低減したり充填剤を減量するなどして引張破断伸びを向上させる手法が挙げられる。しかしながら、加硫密度を低減すると耐発熱性が悪化し、充填剤を減量するとゴム硬度が低下するため耐摩耗性が悪化するなどの課題が生じる。このように、重荷重用タイヤに求められる悪路走行時のトレッド耐久性、耐発熱性および耐摩耗性を高いレベルで兼備させるのは困難である。

特許文献１は、ゴム成分に、カーボンブラックおよび／または無機充填剤に、特定のピラゾロン化合物およびその誘導体を配合したゴム組成物が低発熱性を発現し得ることを記載する。しかし、特許文献１に記載された発明では、悪路走行時のトレッド耐久性、耐発熱性および耐摩耗性を重荷重用タイヤに求められる高いレベルで兼備させるには必ずしも十分な性能が得られなかった。

特開２０２０－３３４５３号公報

本発明の目的は、悪路走行時のトレッド耐久性、耐発熱性および耐摩耗性を高いレベルで兼備するようにした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、イソプレン系ゴムを６０質量％以上含むジエン系ゴム１００質量部に、下記一般式（１）で表される化合物を０．１～５．０質量部、カーボンブラックおよびシリカを合計で４０～８０質量部配合してなるゴム組成物であって、前記シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が１９０ｍ²／ｇ以上であるシリカを含み、前記シリカが、前記カーボンブラックおよびシリカの合計に対し３０質量％以下であることを特徴とする。

（式（１）中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³およびＲ⁴は同一または異なって、水素原子、アルキル基、アラルキル基、アリール基、または複素環基を示す。Ｒ³およびＲ⁴は一緒になってアルキリデン基を形成してもよく、Ｒ²、Ｒ³およびＲ⁴のいずれか２つが一緒になってアルキレン基を形成してもよい。これら各基は、任意に１個以上の置換基を有していてもよい。）

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、イソプレン系ゴムを６０質量％以上含むジエン系ゴム１００質量部に、一般式（１）で表されるピラゾロン化合物およびその誘導体を０．１～５．０質量部、ＣＴＡＢ吸着比表面積が１９０ｍ^２／ｇ以上のシリカおよびカーボンブラックを合計で４０～８０質量部配合したので、悪路走行時のトレッド耐久性、耐発熱性および耐摩耗性を従来以上の高いレベルで兼備することができる。

タイヤ用ゴム組成物は、前記シリカが、前記カーボンブラックおよびシリカの合計に対し３０質量％以下であるとよく、耐発熱性および耐摩耗性をより優れたものにすることができる。

上述したタイヤ用ゴム組成物からなるキャップトレッドを有するタイヤは、悪路走行時のトレッド耐久性、耐発熱性および耐摩耗性を従来以上の高いレベルで兼備することができる。とりわけ、主にオフロードを走行する大型車両に装着する重荷重用タイヤにおいて、キャップトレッドを上述したタイヤ用ゴム組成物で構成すると、悪路走行時でもトレッド耐久性、耐発熱性および耐摩耗性を高いレベルで兼備することができる。

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００質量％中、イソプレン系ゴムを６０質量％以上含む。イソプレン系ゴムを６０質量％以上含むことにより、悪路走行時のトレッド耐久性（以下、「悪路走行時のトレッド耐久性」を、単に「トレッド耐久性」ということがある。）および耐発熱性を優れたものにすることができる。イソプレン系ゴムは、天然ゴム、エポキシ化天然ゴム、イソプレンゴム、変性イソプレンゴムから選ばれる少なくとも１つである。これらのイソプレン系ゴムは、タイヤ用ゴム組成物に用いられるものの中から適宜選択することができる。イソプレン系ゴムは、ジエン系ゴム１００質量％中、好ましくは６０～１００質量％、より好ましくは７０～１００質量％、さらに好ましくは９０～１００質量％であるとよい。さらに、ジエン系ゴムのすべてが、イソプレン系ゴムでもよい。イソプレン系ゴムは、１種類でも２種類以上を組み合わせてもよい。

タイヤ用ゴム組成物は、イソプレン系ゴム以外の他のジエン系ゴムを含むことができる。他のジエン系ゴムとして、例えばブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニトリル－ブタジエンゴム、およびこれらジエン系ゴムに官能基を付した変性ジエン系ゴム等を挙げることができる。なかでもブタジエンゴムを配合するとよく、トレッド耐久性および耐摩耗性を改良するのに有利になる。これら他のジエン系ゴムは、単独または任意のブレンドとして使用することができる。他のジエン系ゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００質量％中、好ましくは４０質量％以下、より好ましくは０～４０質量％、さらに好ましくは０～３０質量％、よりさらに好ましくは０～１０質量％であるとよい。

タイヤ用ゴム組成物は、カーボンブラックおよびシリカを配合する。カーボンブラックを配合することにより、耐摩耗性およびトレッド耐久性を優れたものにすることができる。シリカを配合することにより、耐発熱性およびウェット性能を優れたものにすることができる。カーボンブラックおよびシリカの配合量の合計は、ジエン系ゴム１００質量部に対し４０～８０質量部、好ましくは４５～７５質量部、より好ましくは５０～７０質量部である。カーボンブラックおよびシリカの配合量の合計が４０質量部未満であると、引裂強さが小さくなり、トレッド耐久性および耐摩耗性が低下する。また８０質量部を超えると、引張破断伸びが小さくなり、トレッド耐久性および耐発熱性が低下する。

タイヤ用ゴム組成物は、カーボンブラックおよびシリカの配合量の合計に対するシリカの配合量の割合（以下、「シリカ割合」ということがある。）が好ましくは５０質量％以下、より好ましくは３０質量％以下であるとよい。シリカ割合はさらに好ましくは１０～３０質量％、さらにより好ましくは１５～２５質量％であるとよい。シリカ割合が３０質量％を超えると、引裂き強さや破断強度が低下する傾向がある。

シリカは、そのＣＴＡＢ吸着比表面積が１９０ｍ^２／ｇ以上のシリカを含むものとする。シリカのすべてがＣＴＡＢ吸着比表面積１９０ｍ^２／ｇ未満であると、トレッド耐久性および耐摩耗性を改良する効果が十分に得られない。ＣＴＡＢ吸着比表面積は好ましくは１９０～２８０ｍ^２／ｇ、より好ましくは１９０～２４０ｍ^２／ｇであるとよい。本明細書において、シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積は、ＩＳＯ５７９４に準拠するものとする。なお、本発明の課題の解決を阻害しない範囲内であれば、ＣＴＡＢ吸着比表面積が１９０ｍ^２／ｇ未満のシリカを含むことができる。全シリカ中、ＣＴＡＢ吸着比表面積が１９０ｍ^２／ｇ以上のシリカは、好ましくは５５質量％以上、より好ましくは７０～１００質量％、さらに好ましくは８５～１００質量％であるとよい。

シリカとして、タイヤ用ゴム組成物に通常使用されるものを用いるとよく、例えば湿式法シリカ、乾式法シリカあるいは、カーボンブラック表面にシリカを担持させたカーボン－シリカ（デュアル・フェイズ・フィラー）、シランカップリング剤またはポリシロキサンなどシリカとゴムの両方に反応性或いは相溶性のある化合物で表面処理したシリカなどを使用することができる。これらの中でも、含水ケイ酸を主成分とする湿式法シリカが好ましい。

また、シリカとともにシランカップリング剤を配合するとよく、シリカの分散性を向上し、ウェット性能がさらに改善されるので好ましい。シランカップリング剤の種類は、特に制限されるものではないが、硫黄含有シランカップリング剤が好ましく、例えばビス－（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－トリエトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２－トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（３－トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２－トリメトキシシリルエチル）テトラスルフィド、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ジメトキシメチルシラン、３－メルカプトプロピルジメチルメトキシシラン、２－メルカプトエチルトリエトキシシラン、３－メルカプトプロピルトリエトキシシラン、およびエボニック社製のＶＰＳｉ３６３等特開２００６－２４９０６９号公報に例示されているメルカプトシラン化合物等、３－トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、３－トリエ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－トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、３－トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、３－トリメトキシシリルプロピル－Ｎ，Ｎ－ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３－トリエトキシシリルプロピル－Ｎ，Ｎ－ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、２－トリエトキシシリルエチル－Ｎ，Ｎ－ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、ビス（３－ジエトキシメチルシリルプロピル）テトラスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピル－Ｎ，Ｎ－ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、３－オクタノイルチオ－１－プロピルトリエトキシシラン、３－プロピオニルチオプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２－メトキシエトキシ）シラン、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、β－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－（β－アミノエチル）－γ－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－（β－アミノエチル）－γ－アミノプロピルメチルジメトキシシランなどを挙げることができる。

シランカップリング剤は、シリカの質量に対し３～２０質量％、好ましくは５～１５質量％配合するとよい。シランカップリング剤の配合量がシリカ質量の３質量％未満の場合、シリカの分散性を向上する効果が十分に得られない。また、シランカップリング剤が２０質量％を超えると、ジエン系ゴム成分がゲル化し易くなる傾向があるため、所望の効果を得ることができなくなる。

タイヤ用ゴム組成物は、カーボンブラックを配合することにより、ゴム強度を優れたものにすることができる。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、グラファイトなどのカーボンブラックを配合してもよい。これらの中でも、ファーネスブラックが好ましく、その具体例としては、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＩＳＡＦ－ＨＳ、ＩＳＡＦ－ＬＳ、ＩＩＳＡＦ、ＩＩＳＡＦ－ＨＳ、ＨＡＦ、ＨＡＦ－ＨＳ、ＨＡＦ－ＬＳ、ＦＥＦなどが挙げられる。なかでもＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＩＩＳＡＦ、ＨＡＦがより好ましく、さらにＩＳＡＦ、ＩＩＳＡＦ、ＨＡＦが好ましい。これらのカーボンブラックは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらのカーボンブラックを種々の酸化合物等で化学修飾を施した表面処理カーボンブラックも用いることができる。

カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、好ましくは４０～３５０ｍ^２／ｇ、より好ましくは７０～２５０ｍ^２／ｇ、さらに好ましくは７０～１５０ｍ^２／ｇであるとよい。カーボンブラックのＮ_２ＳＡを、このような範囲内にすることにより、耐摩耗性をより向上することができる。本明細書において、カーボンブラックのＮ_２ＳＡは、ＪＩＳＫ６２１７‐２に準拠するものとする。

タイヤ用ゴム組成物は、シリカおよびカーボンブラック以外の他の充填剤を配合することもできる。これにより、ゴム組成物の強度を高くし、タイヤ耐久性を確保することができる。他の充填剤として、例えばタルク、マイカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、硫酸バリウム等の無機フィラーや、セルロース、レシチン、リグニン、デンドリマー等の有機フィラーを例示することができる。

タイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、下記一般式（１）で表される化合物を０．１～５．０質量部配合する。

（式（１）中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４は同一または異なって、水素原子、アルキル基、アラルキル基、アリール基、または複素環基を示す。Ｒ^３およびＲ^４は一緒になってアルキリデン基を形成してもよく、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４のいずれか２つが一緒になってアルキレン基を形成してもよい。これら各基は、任意に１個以上の置換基を有していてもよい。）

一般式（１）において、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４は同一または異なって、水素原子、アルキル基、アラルキル基、アリール基、または複素環基を示す。Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４が水素のとき、一般式（１）の化合物は、５－ピラゾロンである。よって、本明細書において、一般式（１）で表される化合物を、「ピラゾロン誘導体」ということがある。

本明細書において、「アルキル基」として、例えば、直鎖状、分岐状または環状のアルキル基が挙げられ、具体的には、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、イソブチル、ｓ－ブチル、ｔ－ブチル、１－エチルプロピル等の炭素数１～４の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基、更に、ｎ－ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｎ－ヘキシル、イソヘキシル、３－メチルペンチル、ｎ－ヘプチル、ｎ－オクチル、ｎ－ノニル、ｎ－デシル、ｎ－ウンデシル、ｎ－ドデシル、５－プロピルノニル、ｎ－トリデシル、ｎ－テトラデシル、ｎ－ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル等を加えた炭素数１～１８の直鎖状または分岐状アルキル基；シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル等の炭素数３～８の環状アルキル基等が例示される。

「アラルキル基」として、例えば、ベンジル、フェネチル、トリチル、１－ナフチルメチル、２－(１－ナフチル)エチル、２－(２－ナフチル)エチル基等が例示される。

「アリール基」として、例えば、フェニル、ビフェニル、ナフチル、ジヒドロインデニル、９Ｈ－フルオレニル基等が例示される。

「複素環基」として、例えば、ピリジル、ピリミジル、トリアジル、キノリル、イソキノリル、キノキサリル、シンノリル、キナゾリル、フタラジル、テトラヒドロキノリル、ピロリル、フリル、チエニル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、イソオキサゾリル、イソチアゾリル、チアジアゾリル、オキサジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、インドリル、イソインドリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾチエニル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、インダゾリル、モルホリル、ピペラジル、２－ピペラジル、ピペリジル、テトラヒドロピラニル、テトラヒドロチオピラニル、ピロリジル、フラニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロチエニル、５－メチル－３－オキソ－２，３－ジヒドロ－１Ｈ－ピラゾール－４－イル基等が例示される。

「アルキリデン基」として、例えば、メチリデン、エチリデン、プロピリデン、イソプロピリデン、ブチリデン基等が例示される。

「アルキレン基」として、例えば、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基等を挙げることができる。これらアルキレン基は、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含んでいてもよく、フェニレン基を介していてもよい。

これらアルキル基、アラルキル基、アリール基、複素環基、アルキリデン基、およびアルキレン基の各基は、置換可能な任意の位置にそれぞれ１個以上の置換基を有していてもよい。「置換基」として、例えば、ハロゲン原子、アミノ基、アミノアルキル基、アルコキシカルボニル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルボキシル基、カルボキシアルキル基、ホルミル基、ニトリル基、ニトロ基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基、水酸基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、複素環基、チオール基、アルキルチオ基、アリールチオ基等が挙げられる。置換基は、好ましくは１～５個、より好ましくは１～３個有していてもよい。

一般式（１）において、Ｒ^１、Ｒ^３およびＲ^４は、同一または異なって、水素原子、炭素数１～４の直鎖状または分岐状のアルキル基、アラルキル基、アリール基、または複素環基であるとよい。

一般式（１）において、Ｒ^１として水素原子が好ましい。また、Ｒ^２は、水素原子、炭素数１～４の直鎖状または分岐状のアルキル基、アラルキル基、アリール基、または複素環基が好ましく、水素原子、炭素数１～４の直鎖状または分岐状のアルキル基、ベンジル基、フェニル基、ナフチル基、またはフリル基がより好ましく、水素原子、または炭素数１～４の直鎖状アルキル基が特に好ましい。

一般式（１）において、Ｒ^３およびＲ^４の少なくとも一方が水素原子である化合物が好ましく、Ｒ^３およびＲ^４が共に水素原子である化合物がより好ましい。

一般式（１）で表される化合物は、Ｒ^１が水素原子、Ｒ^２が水素原子、炭素数１～４の直鎖状または分岐状のアルキル基、アラルキル基、アリール基、または複素環基で、Ｒ^３およびＲ^４が共に水素原子である化合物、および、Ｒ^１が水素原子、Ｒ^２が水素原子、炭素数１～４の直鎖状または分岐状のアルキル基、アラルキル基、アリール基、または複素環基、Ｒ^３とＲ^４とが一緒になってアルキリデン基を形成している化合物がより好ましく、Ｒ^１が水素原子であり、Ｒ^２が水素原子または炭素数１～４の直鎖状アルキル基であり、Ｒ^３およびＲ^４が共に水素原子である化合物が特に好ましい。

一般式（１）で表される化合物として、例えば、５－ピラゾロン、３－メチル－５－ピラゾロン、３－（ナフタレン－２－イル）－１Ｈ－ピラゾール－５（４Ｈ）－オン、３－（フラン－２－イル）－１Ｈ－ピラゾール－５（４Ｈ）－オン、３－フェニル－１Ｈ－ピラゾール－５（４Ｈ）－オン、及び３－プロピル－１Ｈ－ピラゾール－５（４Ｈ）－オン等が挙げられる。

一般式（１）で表される化合物の中には、互変異性体を生じるものがあり、その互変異性体も包含されるものとする。なお、互変異性化が可能であるとき（例えば、溶液中）、互変異性体の化学平衡に達し得る。また、一般式（１）で表される化合物は、その塩も包含されるものとする。一般式（１）で表される化合物の塩として、例えば、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩等の無機酸塩；酢酸塩、メタンスルホン酸塩等の有機酸塩；ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩；マグネシウム塩、カルシウム塩等のアルカリ土類金属塩；ジメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム等のアンモニウム塩等が例示される。

タイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００質量部に、一般式（１）で表される化合物（ピラゾロン誘導体）を０．１～５．０質量部配合する。ピラゾロン誘導体を配合することにより、引裂強さおよび引張破断伸びを向上し、トレッド耐久性および耐摩耗性を優れたものにすることができる。ピラゾロン誘導体は、好ましくは０．１～３．０質量部、より好ましくは０．１～２．５質量部、さらに好ましくは０．５～２．０質量部配合するとよい。ピラゾロン誘導体が０．１質量部未満であると、トレッド耐久性および耐摩耗性を従来レベル以上に向上させることができない。また、５．０質量を超えると、引裂強さが却って低下し、トレッド耐久性を改良することができず、耐摩耗性および耐発熱性が低下する。しかも、タイヤ用ゴム組成物の原料コストが高くなる。ピラゾロン誘導体は、単独または２種以上を混合して配合してもよい。２種以上のピラゾロン誘導体を配合するとき、それらの合計が上述した範囲内であるとよい。

タイヤ用ゴム組成物には、上記成分以外に、常法に従って、加硫または架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤、加工助剤、熱硬化性樹脂などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に使用される各種配合剤を配合することができる。このような配合剤は一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫または架橋するのに使用することができる。これらの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とすることができる。タイヤ用ゴム組成物は、公知のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって調製することができる。

タイヤ用ゴム組成物は、タイヤのトレッド部やサイド部を形成するのに好適であり、なかでもキャップトレッド、とりわけ重荷重用タイヤのキャップトレッドを形成するのに好適である。特に、主にオフロードを走行する大型車両に装着する重荷重用タイヤにおいて、キャップトレッドを上述したタイヤ用ゴム組成物で構成すると、悪路走行時でもトレッド耐久性、耐発熱性および耐摩耗性を高いレベルで兼備することができる。なお、タイヤは空気入りタイヤ、非空気式タイヤのいずれでもよい。
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、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３に示す共通の添加剤処方を有し、表１，２に示す配合からなるタイヤ用ゴム組成物（実施例１～１０、基準例１、比較例１～６）を調製するに当たり、それぞれ硫黄および加硫促進剤を除く成分を秤量し、１．７リットルの密閉式バンバリーミキサーで５分間混練した後、そのマスターバッチをミキサー外に放出し室温冷却した。このマスターバッチを同バンバリーミキサーに供し、硫黄および加硫促進剤を加えて混合し、タイヤ用ゴム組成物を得た。なお、表３の添加剤処方の配合量は、表１，２に記載したジエン系ゴム１００質量部に対する質量部で記載している。

上記で得られたタイヤ用ゴム組成物を、それぞれ所定形状の金型中で、１６０℃、２０分間加硫して評価用試料を作製した。得られた評価用試料を使用し、引張破断伸び、引裂強さ、トレッド耐久性、耐発熱性および耐摩耗性を以下の方法で測定した。

引張破断伸び
上記で得られた厚さ２ｍｍの評価用試料を使用し、ＪＩＳ３号ダンベル形状に打ち抜き、ＪＩＳＫ６２５１「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム－引張特性の求め方」に規定されている測定方法に準拠し、引張速度５００ｍｍ／分で、２３℃における引張試験を行い、引張破断伸び（％）を測定した。得られた結果は、基準例１の値を１００にする指数として表１，２の「引張破断伸び」の欄に記載した。この指数が大きいほど引張破断伸びが大きいことを意味する。

引裂強さ
上記で得られた厚さ２ｍｍの評価用試料を使用し、ＪＩＳＫ６２５２に記載されたトラウザ形試験片を打ち抜き、ＪＩＳＫ６２５２「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム－引裂強さの求め方」に規定されている測定方法に準拠し、引張速度１００ｍｍ／分で、２３℃における引裂試験を行い、引裂強さ（ｋＮ／ｍ）を測定した。得られた結果は、基準例１の値を１００にする指数として表１，２の「引裂強さ」の欄に記載した。この指数が大きいほど引裂強さが大きいことを意味する。

トレッド耐久性
上記で得られた引張破断伸びの指数および引裂強さの指数の平均値を、トレッド耐久性の指数として表１，２の「トレッド耐久性」の欄に記載した。この指数が大きいほどトレッド耐久性に優れることを意味し、指数が１２０以上であれば実用的に優れているものとする。

耐発熱性
得られた評価用試料を使用し、ＪＩＳＫ６３９４：２００７に準拠して、粘弾性スペクトロメーター（東洋精機製作所社製）を用いて、伸張変形歪率１０％±２％、振動数２０Ｈｚ、温度０℃の条件で、６０℃のｔａｎδを測定した。得られた結果は、それぞれの値の逆数を算出し基準例１の値を１００とする指数として表１，２の「耐発熱性」の欄に示した。この指数が大きいほど発熱が小さく、耐発熱性が優れることを意味する。なお、指数が９５以上であれば許容範囲とする。

耐摩耗性
得られた評価用試料を使用し、ＪＩＳＫ６２６４－１、２：２００５に準拠し、ランボーン摩耗試験機（岩本製作所製）を用いて、温度２０℃、スリップ率５０％の条件で摩耗減量を測定した。得られた結果は、それぞれの値の逆数を算出し、基準例１の値を１００とする指数として、表１，２の「耐摩耗性」の欄に示した。この指数が大きいほど、摩耗減量が小さく、耐摩耗性が優れることを意味する。なお、指数が９５以上であれば許容範囲とする。

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、ＳＩＲ
・ＢＲ：ブタジエンゴム、ＺＳエラストマー社製ＮｉｐｏｌＢＲ１２２０
・カーボンブラック－１：ＳＡＦ級カーボンブラック、日鉄カーボン社製ニテロン＃４３０、Ｎ_２ＳＡが１２５ｍ^２／ｇ
・カーボンブラック－２：ＩＳＡＦ級カーボンブラック、日鉄カーボン社製シースト７ＨＭ、Ｎ_２ＳＡが１１０ｍ^２／ｇ
・カーボンブラック－３：ＨＡＦ級カーボンブラック、東海カーボン社製シーストＮＨＴ、Ｎ_２ＳＡが７０ｍ^２／ｇ
・シリカ－１：Ｅｖｏｎｉｋ社製ＵＬＴＲＡＳＩＬＶＮ３ＧＲ、ＣＴＡＢ吸着比表面積が１５０ｍ^２／ｇ
・シリカ－２：Ｅｖｏｎｉｋ社製ＵＬＴＲＡＳＩＬ９１００ＧＲ、ＣＴＡＢ吸着比表面積が２００ｍ^２／ｇ
・化合物－１：３－メチル－５－ピラゾロン、一般式（１）で表される化合物（Ｒ^１、Ｒ^３およびＲ^４が水素原子、Ｒ^２がメチル基）、大塚化学社製ＥＮ‐０１
・化合物－２：ヒドラジド化合物、Ｎ′‐（１，３‐ジメチルブチリデン）‐３‐ヒドロキシ‐２‐ナフトヒドラジド、一般式（１）で表されない化合物、大塚化学社製ＤＣ‐０１
・カップリング剤：シランカップリング剤、ＥｖｏｎｉｋＤｅｇｕｓｓａ社製Ｓｉ６９、ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド

表３において使用した原材料の種類を下記に示す。
・酸化亜鉛：正同化学社製酸化亜鉛３種
・ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸ＹＲ
・硫黄：四国化成工業社製ミュークロンＯＴ－２０
・加硫促進剤：大内振興化学工業社製ノクセラーＣＺ－Ｇ

表２から明らかなように、実施例１～１０のタイヤ用ゴム組成物は、引張破断伸びおよび引裂強さを向上させ、トレッド耐久性、耐発熱性および耐摩耗性を従来以上の高いレベルで兼備することが確認された。

表１から明らかなように、比較例１のタイヤ用ゴム組成物は、ピラゾロン誘導体を配合しないので、引張破断伸びおよび引裂強さが小さく、トレッド耐久性および耐摩耗性が劣る。
比較例２のタイヤ用ゴム組成物は、カーボンブラックおよびシリカの配合量の合計が４０質量部未満なので、引裂強さが小さく、トレッド耐久性および耐摩耗性が劣る。
比較例３のタイヤ用ゴム組成物は、カーボンブラックおよびシリカの配合量の合計が８０質量部を超えるので、引張破断伸びが小さく、トレッド耐久性および耐発熱性が劣る。
比較例４のタイヤ用ゴム組成物は、ピラゾロン誘導体を配合せずに、ヒドラジド化合物を配合したので、引張破断伸びおよび引裂強さが小さく、トレッド耐久性および耐摩耗性が劣る。
比較例５のタイヤ用ゴム組成物は、イソプレン系ゴムが６０質量％未満なので、引裂強さが小さく、トレッド耐久性が劣る。
比較例６タイヤ用ゴム組成物は、ピラゾロン誘導体が５．０質量部を超えるので、引裂強さがさらに小さく、トレッド耐久性が劣り、さらに耐摩耗性も劣る。

Claims

イソプレン系ゴムを６０質量％以上含むジエン系ゴム１００質量部に、下記一般式（１）で表される化合物を０．１～５．０質量部、カーボンブラックおよびシリカを合計で４０～８０質量部配合してなるゴム組成物であって、前記シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が１９０ｍ²／ｇ以上であるシリカを含み、前記シリカが、前記カーボンブラックおよびシリカの合計に対し３０質量％以下であることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。

（式（１）中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³およびＲ⁴は同一または異なって、水素原子、アルキル基、アラルキル基、アリール基、または複素環基を示す。Ｒ³およびＲ⁴は一緒になってアルキリデン基を形成してもよく、Ｒ²、Ｒ³およびＲ⁴のいずれか２つが一緒になってアルキレン基を形成してもよい。これら各基は、任意に１個以上の置換基を有していてもよい。）
請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物からなるキャップトレッドを有するタイヤ。
請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物からなるキャップトレッドを有する重荷重用タイヤ。