JPH06199103A - 重車両用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 重車両用空気入りタイヤにおいて、耐チッピ
ング性を損なうことなく耐カット性、耐カット貫通性、
低発熱性および耐摩耗性を改善する。 【構成】 １，２構造の含有率が７５％以上でかつその
１，２構造のシンジオタクシティーが７５％以上である
結晶性のシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン
であって、１３０〜１７０℃の範囲内の融点と１００μ
ｍ以下の平均粒径と、３以下の長径／短径（Ｌ／Ｄ）比
とを有するシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエ
ンをジエン系ゴム分１００重量部に対して５〜４０重量
部配合したゴム組成物をトレッドに配設した重車両用空
気入りタイヤである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、重車両用空気入りタイ
ヤに関するものであり、更に詳しくはトラック・バス用
空気入りタイヤおよび悪路や建設現場等、外傷を受け易
い路面で使用される建設車両用空気入りタイヤに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】悪路や建設現場等、外傷を受け易い路面
で使用される重車両用空気入りタイヤは、その性能とし
て耐久性が重要であり、この耐久性の向上を図るには、
特に、トレッドの耐カット性および耐カット貫通性、低
発熱性並びに耐摩耗性の向上が不可欠である。かかるト
レッドの耐カット性および耐カット貫通性を改良するた
めには、ゴムの硬度を上げることが良いと一般に考えら
れてきた。従って、従来よりゴムの硬度を上げるため
に、カーボンブラックを高充填にしたり、硫黄量を増や
して架橋密度を高める手法が採用されてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カーボ
ンブラックの高充填や硫黄の増量による手法を用いる
と、ゴムの伸びが失われるので、路面と平行に近い角度
でトレッドにカットが入ると、そのカットの成長により
ゴム片がトレッドより剥離する現象（一般にチッピング
と称する）が起こり易くなる。そのため、耐摩耗性が失
われ、十分な耐用時間を確保することは不可能である。

【０００４】このため、これまでにゴムの伸び特性を維
持しながら硬度を上げる技術手法として、ゴム組成物に
各種熱可塑性樹脂を配合する等、多くの手法が提案され
てきたが、発熱性能の悪化を伴い、本来の耐久性が得ら
れず、必ずしも十分な効果が得られていないのが実状で
あった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、重車両用空気入
りタイヤにおいて耐チッピング性を損なうことなく耐カ
ット性、耐カット貫通性、低発熱性および耐摩耗性を改
善することにある。特に、建設車両用空気入りラジアル
タイヤにおいては、トラック・バス用空気入りタイヤに
劣らず、高速長時間走行する場合があるので、タイヤ内
発熱によりタイヤが破壊しないようにすべく、低発熱性
の改善が重要である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】重車両用空気入りタイヤ
のトレッドにおける耐カット性および耐カット貫通性と
耐チッピング性の両立を図るためには、ゴムの伸びを確
保しながら硬度の上昇を図る必要がある。そこで本発明
者は、カットの入力傾向およびゴム硬度の温度依存性に
着目して鋭意検討した結果、耐カット性および耐カット
貫通性に最も相関関係を示す温度における硬度を特定
し、同時に耐チッピング性に最も相関性を示す温度にお
ける伸びを明らかにすることにより、より有利に上記特
性に適するゴムの硬度と伸びの両立が図れることを見出
した。また、建設車両用タイヤの如き重車両用空気入り
タイヤにおける特殊条件下での耐摩耗性と耐チッピング
性とが相関することを明確にし得た。この結果に基づき
本発明者らは更に鋭意検討を重ねた結果、上記目的を達
成し得るトレッド用ゴム組成物を見出し、本発明を完成
するに至った。

【０００７】すなわち、本発明の重車両用空気入りタイ
ヤは、１，２構造の含有率が７５％以上でかつその１，
２構造のシンジオタクシティーが７５％以上である結晶
性のシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン（以
下「ｓｙｎ−１，２ＰＢ」と略記する）であって、１３
０〜１７０℃の範囲内の融点と、１００μｍ以下の平均
粒径と、３以下の長径／短径（Ｌ／Ｄ）比とを有するｓ
ｙｎ−１，２ＰＢをジエン系ゴム分１００重量部に対し
て５〜６０重量部配合したゴム組成物をトレッドに配設
したことを特徴とするものである。

【０００８】好ましくは、上記ｓｙｎ−１，２ＰＢをジ
エン系ゴム分１００重量部に対して１０〜３５重量部配
合する。

【０００９】また、本発明に係る上記ゴム組成物には、
低発熱性の向上を図るべく、窒素吸着比表面積（Ｎ₂Ｓ
Ａ）が９０ｍ² ／ｇ以上であるカーボンブラックを３５
〜５０重量部、好ましくは窒素吸着比表面積（Ｎ₂Ｓ
Ａ）が１１０ｍ^２／ｇ以上であるカーボンブラックを３
５〜４４重量部配合する。ここで、窒素吸着比表面積
（Ｎ₂ ＳＡ）は、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８４Ｂ法に従
い測定した値である。

【００１０】上記ｓｙｎ−１，２ＰＢの重合触媒とし
て、可溶性コバルト、例えばコバルトオクトエート、コ
バルト１−ナフテート、コバルトベンゾエート等と、有
機アルミニウム化合物、例えばトリメチルアルミニウ
ム、トリエチルアルミニウム、トリブチルアルミニウ
ム、トリフェニルアルミニウム等と、二流化炭素とから
なる触媒系等を挙げることができる。具体的重合方法と
して、特公昭５３−３９９１７号、特公昭５４−５４３
６号および特公昭５６ー１８００５号の各公報記載の方
法を利用することができるが、本発明に使用するｓｙｎ
−１，２ＰＢの重合方法はこれらに記載の方法に特に限
定されるべきものではない。

【００１１】本発明に係るゴム組成物の混合方法には特
に制限はなく、溶媒中におけるウェットブレンド法で
も、あるいはバンバリーミキサー等によるドライブレン
ド法でも、同様の効果が得られる。

【００１２】また、本発明に係るゴム組成物のゴム成分
としては、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジ
エンゴムまたはスチレンブタジエン共重合体ゴム等のジ
エン系ゴム単独またはこれらの混合ゴムが用いられる。
混合ゴムとしては、天然ゴムおよび／またはポリイソプ
レンゴムとスチレンブタジエン共重合体ゴムとのブレン
ドが賞用される。

【００１３】なお、本発明に係るゴム組成物には、カー
ボンブラック、シリカ等の無機充填剤、アロマ油、スピ
ンドル油等の軟化剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進
剤、加硫促進助剤等、通常配合される配合剤を使用する
ことができるのは勿論のことである。

【００１４】本発明の重車両用空気入りタイヤにおいて
は、トレッドの−２０℃における硬度（Ｈｄ）が７４〜
９５、２５℃における硬度（Ｈｄ）が６０以上で、かつ
１００℃における伸び（Ｅｂ）が５５０％以上となるよ
うに、適当量を適宜配合することにより、目的に対し、
より一層好ましい効果が得られる。

【００１５】本発明の重車両用空気入りタイヤとは、米
国の標準的タイヤ規格であるザ・タイヤ・アンド・リム
・アソシエーション社発行の１９９３イアー・ブックに
よるセクション２（トラック−バス セクション）およ
びセクション３（オフ−ザ−ロード セクション）に規
定されるトラック・バス用空気入りタイヤおよび建設車
両用空気入りタイヤをいう。

【００１６】本発明は、ラジアルタイヤおよびバイアス
タイヤのいずれをも好適に包含し得るが、一対のビード
コアにトロイダル状に跨がるカーカスと、そのカーカス
の外周側に配設した少なくとも４層の金属コード層を有
するベルトと、そのベルトのさらに外周側に配設したト
レッドを具備する重車両用空気入りラジアルタイヤにお
いては、ベルトの存在によりトレッドのエンベロップ効
果が少なくなり、チッピングが起き易くなる点、またバ
イアスプライタイヤと比較してより高速長時間走行する
点より、本発明の効果たる耐チッピング効果を損なうこ
となく、耐カット性、耐カット貫通性、低発熱性および
耐摩耗性をより享受し得る。

【００１７】

【作用】重車両用空気入りタイヤのトレッドにおいて、
硬度の面から耐カット性に最も高い相関性を示す温度は
−２０℃であり、このときの硬度（Ｈｄ）が７４以上で
実車でのカット数が大幅に減少し、好ましい耐カット性
を示す。但し、９５を越えると低温における環境下でク
ラックが発生する場合があり、好ましくない。従って、
好ましくは、７４〜９５の範囲内である。

【００１８】一方、硬度の面から耐カット貫通性に最も
高い相関性を示す温度は２５℃であり、このときの硬度
（Ｈｄ）が６０以上で実車でのカット貫通数が大幅に減
少し、好ましい耐カット貫通性を示す。

【００１９】また、耐チッピング性は、１００℃におけ
る伸びに最も対応し、この温度における伸び（Ｅｂ）が
５５０％以上でチッピングが発生しにくくなる。より好
ましくは６００％以上である。

【００２０】さらに、トレッドの発熱性は１００℃にお
けるｔａｎδ値とよく対応することが知見されており、
トレッドの発熱を抑えるためにはトレッドの１００℃に
おけるｔａｎδ値を０．３以下とすることが好ましい。

【００２１】本発明の重車両用空気入りタイヤのトレッ
ドにおいては、上述の物性を有するようにするために、
トレッド用ゴム組成物として、特定のｓｙｎ−１，２Ｐ
Ｂをジエン系ゴムに対して特定量配合するものである。

【００２２】本発明に係るｓｙｎ−１，２ＰＢは、１，
２構造の含有率が７５％以上でかつその１，２構造のシ
ンジオタクシティーが７５％以上である場合に、−２０
℃〜２５℃の範囲において、所望の硬度（Ｈｄ）を得る
ことができる。

【００２３】また、ｓｙｎ−１，２ＰＢの融点が１３０
℃未満では必要な硬度が得られず、一方１７０℃を越え
ると分散不良を起こし、また加硫中に溶融しないので、
ゴムとの間で強固な結びつきが得られず、１００℃にお
いて十分な伸び（Ｅｂ）が得られなくなる。

【００２４】さらに、ｓｙｎ−１，２ＰＢの粒径が１０
０μｍを越えると分散不良を起こし、十分な伸び（Ｅ
ｂ）が得られず、またこの長径／短径（Ｌ／Ｄ）の比が
３を越えるとトレッドゴム組成物が路面と平行方向に配
向し易くなって、チッピングし易くなり、好ましくな
い。

【００２５】さらにまた、かかるｓｙｎ−１，２ＰＢの
配合量がゴム成分１００重量部に対して５重量部未満で
は必要な硬度が得られず、一方４０重量部を越えると伸
び（Ｅｂ）が低下することになる。

【００２６】本発明に係るトレッド用ゴム組成物におい
ては、低発熱性の向上を図るべく、上述の特定カーボン
ブラックを所定量配合するが、これは以下のような理由
によるためである。すなわち、上記特性を有するｓｙｎ
−１，２ＰＢをジエン系ゴム中にて上記カーボンブラッ
クとｓｙｎ−１，２ＰＢの融点以上の温度で混練するこ
とにより、配合剤中の主ポリマーに対してｓｙｎ−１，
２ＰＢがミクロ分散し、かつカーボンブラックとｓｙｎ
−１，２ＰＢが強固な結合を形成することにより、従来
のｓｙｎ−１，２ＰＢの配合系がもっていた低発熱性の
悪化という問題を解消することができる。換言すれば、
窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が９０ｍ^２／ｇ以上であ
るカーボンブラックと併用すれば、カーボンブラックの
配合量を減らすことができ、発熱性を低く抑えることが
できる。窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が１１０ｍ^２／
ｇ以上であれば、同様の理由により更に好ましい。

【００２７】この様に、従来、低発熱性と耐摩耗性悪化
のためにトレッド部、特にキャップ部に好適に使用する
ことが困難だったｓｙｎ−１，２ＰＢが、重荷重用車両
タイヤのトレッド配合に対し、特定のｓｙｎ−１，２Ｐ
Ｂと特定のカーボンブラックを組合せ、さらにこのタイ
ヤに要求される物性条件を満たすべく配合を設定するこ
とにより、このタイヤに要求される耐チッピング性、耐
カット性、耐カット貫通性、低発熱性および耐摩耗性改
良の最良の手段となり得ることが判明した。

【００２８】

【実施例】次に本発明を実施例および比較例により具体
的に説明する。本実施例において、空気入りタイヤのト
レッド用ゴム組成物に配合するｓｙｎ−１，２ＰＢとし
て、下記の表１に示すミクロ構造のものを用いた。な
お、表１に示す融点は、セイコー（株）製の示差熱分析
装置（ＤＳＣ２００）を用いて、窒素流量２０ｍｌ／ｍ
ｉｎで２０℃より１０℃／ｍｉｎの昇温速度にて測定し
た。

【００２９】

【表１】

【００３０】上記表１の各種ｓｙｎ−１，２ＰＢを使用
して、下記の表２および表３に示す配合処方にてトレッ
ド用のゴム組成物を調製した。なお、表中のゴム成分は
合計で１００重量部となるようにした。また、表３中、
使用したカーボンブラックの各種の窒素吸着比表面性
（Ｎ₂ ＳＡ）は、夫々Ｎ１１０が１４３ｍ² ／ｇ、Ｎ２
２０が１１９ｍ² ／ｇ、Ｎ２３４が１１８ｍ² ／ｇおよ
びＮ３３０が８２ｍ² ／ｇである。

【００３１】 表２ 配合剤 重量部 天然ゴム（ＮＲ） 変量 スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ） 変量 ｓｙｎ−１，２ＰＢ 変量 カーボンブラック（ＩＳＡＦ） 変量 アロマオイル ５ ステアリン酸 ２ パラフィンワクス ２ 老化防止剤（サントフレックス１３）¹⁾ １ ＺｎＯ ４ 加硫促進剤（ＣＺ）²⁾ 変量 加硫促進剤（ＤＰＧ）³⁾ 変量 硫黄 変量 １）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 ２）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 ３）ジフェニルグアニジン

【００３２】

【表３】

【００３３】表２および表３に示す配合処方のゴム組成
物をタイヤのトレッドに使用し、常法に従いサイズ１
８．００Ｒ２５のラグパターンの各種試験建設車両用空
気入りタイヤを製造して、各種測定を下記の方法に従い
行った。

【００３４】１）硬度（Ｈｄ） ＪＩＳ規格Ａに準拠して−２０℃と２５℃におけるＨｄ
を測定した。

【００３５】２）伸び（Ｅｂ） ＪＩＳ規格のＪＩＳ−３に準拠して１００℃におけるＥ
ｂを測定した。

【００３６】３）耐カット性および耐カット貫通性 悪路をシュミレートした路面上を繰り返し実車走行し、
一定回数走行後のカット数および貫通数（ベルト到達カ
ット数）を計測した。

【００３７】４）耐チッピング性 チッピングの有無を目視判定で評価した。

【００３８】５）ｔａｎδ値 試験装置として、（株）岩本製作所製ビスコエラスティ
ック スペクトロメータ（タイプＶＥＳ−Ｆ３）を使用
して、初期荷重１６０ｇ、動歪２．０％、周波数５２Ｈ
ｚ、温度１００℃の条件下にて測定した。なお、ゴムの
サンプル形状は４．７ｍｍ×２．０ｍｍ×２０ｍｍとし
た。

【００３９】６）発熱性（タイヤトレッド部の温度） 荷重１１．３ｔ、速度１６ｋｍ／時の条件下で１２時間
走行後の発熱温度を測定した。低い発熱温度の方が良好
である。

【００４０】７）耐摩耗性 試験タイヤを建設用車両に取り付け、テストコースのコ
ンクリート路面を所定の速度で走行させた後、残溝深さ
を測定し、その逆数を指数化した。数値が大きいほど耐
摩耗性が良好であることを示す。得られた結果を下記の
表４に示す。

【００４１】

【表４】

【００４２】上記表４から分かるように、−２０℃およ
び２５℃における硬度（Ｈｄ）並びに１００℃における
伸び（Ｅｂ）が所望の範囲内の場合には、耐チッピング
性が損なわれることなく、耐カット性、耐カット貫通
性、低発熱性および耐摩耗性が改善された。

【００４３】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明の重車両
用空気入りタイヤにおいては、トレッドゴムに特定のｓ
ｙｎ−１，２ＰＢと特定カーボンブラックを所定量混練
し、さらに−２０℃および２５℃における硬度（Ｈｄ）
並びに１００℃における伸び（Ｅｂ）とｔａｎδ値を特
定範囲に制御したことにより、耐チッピング性を損なう
ことなく耐カット性、耐カット貫通性、低発熱性および
耐摩耗性を改善することができた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 9:00） Ｂ２９Ｋ 9:00

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １，２構造の含有率が７５％以上でかつ
   その１，２構造のシンジオタクシティーが７５％以上で
   ある結晶性のシンジオタクチック−１，２−ポリブタジ
   エンであって、１３０〜１７０℃の範囲内の融点と、１
   ００μｍ以下の平均粒径と、３以下の長径／短径（Ｌ／
   Ｄ）比とを有するシンジオタクチック−１，２−ポリブ
   タジエンをジエン系ゴム分１００重量部に対して５〜６
   ０重量部配合したゴム組成物をトレッドに配設したこと
   を特徴とする重車両用空気入りタイヤ。
2. 【請求項２】 上記シンジオタクチック−１，２−ポリ
   ブタジエンをジエン系ゴム分１００重量部に対して１０
   〜３５重量部配合した請求項１記載の重車両用空気入り
   タイヤ。
3. 【請求項３】 前記ゴム組成物が、前記ジエン系ゴム分
   １００重量部に対して窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が
   ９０ｍ² ／ｇ以上であるカーボンブラックを３５〜５０
   重量部配合したゴム組成物である請求項１記載の重車両
   用空気入りタイヤ。
4. 【請求項４】 前記ゴム組成物が、前記ジエン系ゴム分
   １００重量部に対して窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が
   １１０ｍ² ／ｇ以上であるカーボンブラックを３５〜４
   ４重量部配合したゴム組成物である請求項１記載の重車
   両用空気入りタイヤ。
5. 【請求項５】 前記トレッドの１００℃におけるｔａｎ
   δ値が０．３以下である請求項１記載の重車両用空気入
   りタイヤ。
6. 【請求項６】 前記トレッドの−２０℃における硬度
   （Ｈｄ）が７４〜９５、２５℃における硬度（Ｈｄ）が
   ６０以上で、かつ１００℃における伸び（Ｅｂ）が５５
   ０％以上である請求項１記載の重車両用空気入りタイ
   ヤ。