WO2018211874A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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WO2018211874A1
WO2018211874A1 PCT/JP2018/015273 JP2018015273W WO2018211874A1 WO 2018211874 A1 WO2018211874 A1 WO 2018211874A1 JP 2018015273 W JP2018015273 W JP 2018015273W WO 2018211874 A1 WO2018211874 A1 WO 2018211874A1
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mass
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tread
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裕記 杉浦
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横浜ゴム株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a pneumatic tire improved in rough road running performance, wear resistance, cut / chipping resistance and low heat build-up.
  • pneumatic tires for off-road driving have excellent cut / chipping resistance and wear resistance in addition to excellent rough road running performance. Furthermore, since the vehicle load on which the tire is mounted is heavy and the usage environment is severe, it is important to reduce the heat generation that affects the durability.
  • Patent Document 1 is a composition comprising a rubber component comprising a styrene-butadiene copolymer, natural rubber and / or polyisoprene rubber, and polybutadiene rubber mixed with carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 150 to 200 m 2 / g.
  • An object of the present invention is to provide a pneumatic tire in which rough road running performance, wear resistance, cut / chipping resistance and low heat build-up are improved over conventional levels.
  • the pneumatic tire of the present invention that achieves the above object is a pneumatic tire having a tread rubber having a groove depth of 10 mm or more in a shoulder portion that contacts the road surface, and the rubber composition constituting the tread rubber is Carbon having a nitrogen adsorption specific surface area of 70 to 130 m 2 / g with respect to 100 parts by mass of diene rubber composed of 50 to 70% by mass of styrene butadiene rubber, 20 to 30% by mass of butadiene rubber and 10 to 30% by mass of natural rubber. 60 to 70 parts by weight of black, 0.5 part by weight or more of sulfur, and a vulcanization accelerator are blended.
  • the average glass transition temperature of the diene rubber is ⁇ 65 ° C.
  • the amount of sulfur is Ms parts by weight.
  • the ratio Ma / Ms of the blending amount Ma part by mass of the vulcanization accelerator is 1.0 to 1.3, and the rubber hardness at 20 ° C. of the tread rubber is 65 to 70. And wherein the Rukoto.
  • the tread rubber is constituted by the specific rubber composition described above, and the groove depth of the tread rubber in the shoulder portion that contacts the road surface is set to 10 mm or more. , Cutting and chipping resistance, and low heat build-up can be made superior to conventional levels.
  • the sulfur is preferably blended in an amount of 1.0 to 3.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber, and the cut and chipping resistance can be further improved.
  • the contact surface of the tread rubber is composed only of a block-like land portion partitioned by grooves that are continuous in the tire circumferential direction and the width direction, and the road running performance and wear resistance are improved. be able to.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view in the meridian direction showing an example of an embodiment of a pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing an example of a tread pattern of the pneumatic tire of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing another example of the tread pattern of the pneumatic tire of the present invention.
  • the pneumatic tire has a tread portion 1, a sidewall portion 2, and a bead portion 3, a carcass layer 4 is mounted between the left and right bead portions 3, 3, and both ends thereof are around the bead core 5.
  • the tire is folded from the inside to the outside.
  • a belt layer 6 having a two-layer structure is disposed outside the carcass layer 4 in the tread portion 1 in the tire radial direction, and a tread rubber 7 is disposed outside the outermost belt layer 6.
  • the tread rubber 7 has a groove depth d of 10 mm or more at the shoulder portion that contacts the road surface. By setting the groove depth d of the shoulder portion of the tread rubber 7 to 10 mm or more, the rough road running performance can be improved.
  • the groove depth d of the shoulder portion is preferably 12 to 19 mm.
  • the tread rubber 7 is composed of a rubber composition.
  • This rubber composition is sometimes referred to as a tread rubber composition.
  • the rubber component is a diene rubber, and is composed of natural rubber, butadiene rubber, and styrene butadiene rubber.
  • 100% by mass of the diene rubber 50 to 70% by mass of styrene butadiene rubber, 20 to 30% by mass of butadiene rubber and 10 to 30% by mass of natural rubber are contained.
  • the content of styrene butadiene rubber is 50 to 70% by mass, preferably 52 to 67% by mass.
  • the content of the styrene butadiene rubber is less than 50% by mass, the rough road running performance is lowered.
  • the content of the styrene-butadiene rubber exceeds 70% by mass, the heat build-up becomes large, and the cut / chipping resistance cannot be sufficiently improved.
  • the kind of styrene butadiene rubber is not particularly limited, and any of emulsion polymerization styrene butadiene rubber and solution polymerization styrene butadiene rubber may be used.
  • a plurality of types of styrene butadiene rubbers may be used. It is more preferable to use an emulsion-polymerized styrene butadiene rubber from the viewpoint that the tensile strength at break of the rubber composition is further increased and the cut and chipping resistance is excellent.
  • the content of butadiene rubber is 20 to 30% by mass, preferably 22 to 28% by mass.
  • the content of butadiene rubber is less than 20% by mass, the rough road running performance is lowered and the heat generation is increased.
  • the content of butadiene rubber exceeds 30% by mass, the resistance to cut and chipping cannot be improved sufficiently.
  • the content of the natural rubber is 10 to 30% by mass, preferably 12 to 22% by mass, in 100% by mass of the diene rubber. If the content of the natural rubber is less than 10% by mass, the cut and chipping resistance cannot be sufficiently improved. If the content of the natural rubber exceeds 30% by mass, the rough road running ability cannot be maintained at a good level.
  • the average glass transition temperature (Tg) of a diene rubber composed of natural rubber, butadiene rubber, and styrene butadiene rubber is ⁇ 65 ° C. or less, preferably ⁇ 80 ° C. to ⁇ 65 ° C., more preferably ⁇ 78 ° C. to ⁇ 78 ° C. Bring to 67 ° C.
  • Tg glass transition temperature
  • the glass transition temperature (Tg) of the diene rubber is a total (mass average value of the glass transition temperature) obtained by multiplying the glass transition temperature of each constituting diene rubber by the respective mass fraction.
  • the total mass fraction of all diene rubbers is 1.
  • the glass transition temperature (Tg) of each diene rubber is the glass transition temperature of the diene rubber in a state that does not contain an oil-extended component (oil).
  • the glass transition temperature (Tg) is determined by differential scanning calorimetry (DSC) with a thermogram measured at a temperature increase rate of 20 ° C./min, and is defined as the midpoint temperature of the transition region.
  • the total amount of natural rubber, butadiene rubber and styrene butadiene rubber is 100% by mass of diene rubber.
  • various compounding agents are added to the rubber composition for a tread, when the diene rubber other than natural rubber, butadiene rubber and styrene butadiene rubber is contained as a base material for a dilution material or a masterbatch, It does not exclude the use of a compounding agent, and can be used as long as the object of the present invention is not impaired.
  • diene rubbers include isoprene rubber, butyl rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, and the like.
  • the rubber composition for a tread can increase the rubber strength and rubber hardness of the rubber composition and increase the wear resistance by blending carbon black.
  • Carbon black is blended in an amount of 60 to 70 parts by weight, preferably 62 to 68 parts by weight, per 100 parts by weight of diene rubber.
  • the blending amount of carbon black is less than 60 parts by mass, the rubber hardness, rubber strength, and wear resistance of the rubber composition are deteriorated. If the blending amount of carbon black exceeds 70 parts by mass, the heat build-up will increase and the tire durability will decrease.
  • the grade classified according to ASTM D1765 is preferably ISAF grade.
  • the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is 70 to 130 m 2 / g, preferably 95 to 125 m 2 / g.
  • the nitrogen adsorption specific surface area is less than 70 m 2 / g, mechanical properties such as rubber hardness and rubber strength of the rubber composition are lowered, and wear resistance is deteriorated.
  • the nitrogen adsorption specific surface area exceeds 130 m 2 / g, the heat buildup increases and the tire durability decreases.
  • the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is measured according to JIS K6217-2.
  • fillers other than carbon black can be blended.
  • examples of other fillers include silica, clay, mica, talc, calcium carbonate, aluminum hydroxide, aluminum oxide, and titanium oxide. Of these, silica, calcium carbonate, clay, and aluminum oxide are preferable.
  • the rubber composition for tread contains sulfur and a vulcanization accelerator.
  • the amount of sulfur is Ms parts by mass
  • the amount of the vulcanization accelerator is Ma parts by mass.
  • the compounding amount Ms of sulfur is 0.5 parts by mass or more, preferably 1.0 to 3.0 parts by mass, more preferably 1.1 to 2.0 parts by mass. When the blending amount Ms of sulfur is less than 0.5 parts by mass, the cut and chipping resistance and the wear resistance are inferior, and the heat generation is increased.
  • the blending amount Ma of the vulcanization accelerator is determined in relation to the sulfur blending amount Ms. That is, the ratio Ma / Ms of the blending amount Ma parts by mass of the vulcanization accelerator to the blending amount Ms parts by mass of the sulfur must be 1.0 to 1.3, preferably 1.1 to 1.3. It is. When the ratio Ma / Ms of the blending amount of the vulcanization accelerator with respect to sulfur is less than 1.0, the exothermic property is increased. On the other hand, when the ratio Ma / Ms of the blending amount exceeds 1.3, the rough road running ability is deteriorated, and the cut and chipping resistance cannot be sufficiently improved.
  • the rubber hardness of the tread rubber at 20 ° C. is 65 to 70, preferably 66 to 69. Wear resistance can be improved by setting the rubber hardness of the tread rubber to 65 or more. Further, by setting the rubber hardness to 70 or less, it is possible to improve rough road running performance.
  • the pneumatic tire of the present invention can be suitably used as a pneumatic tire for off-road traveling.
  • the tread pattern of the pneumatic tire is not particularly limited, but the contact surface of the tread rubber may be composed only of block-like land portions partitioned by grooves continuous in the tire circumferential direction and the width direction.
  • the tread pattern consisting of ribs and blocks that are land portions continuous in the tire circumferential direction can also improve wear resistance and cut-and-chipping resistance, but by making a tread pattern consisting only of block-like land portions, The rough road running ability can be improved.
  • FIG. 2 is an explanatory view illustrating a block pattern in which the contact surface of the tread rubber is partitioned by grooves that are continuous in the tire circumferential direction and the width direction.
  • all land portions are composed of blocks 11.
  • the depth of the groove 21 in the shoulder portion that contacts the road surface is set to 10 mm or more.
  • the contact surface of the tread rubber is constituted by the blocks 11 and the ribs 13. Also in this tread pattern, it is necessary to make the depth of the groove 21 of the shoulder portion that contacts the road surface be 10 mm or more. By setting the depth of the groove 21 of the shoulder portion to 10 mm or more, it is possible to improve bad road running performance such as a muddy road.
  • Example 21 types of rubber compositions for treads (Examples 1 to 5, Standard Examples and Comparative Examples 1 to 15) having the compositions shown in Tables 1 and 2 with the compounding ingredients shown in Table 3 as common ingredients, sulfur, vulcanized
  • the components excluding the accelerator were prepared by adding sulfur and a vulcanization accelerator to the master batch which was kneaded for 5 minutes at 170 ° C. for 5 minutes with a 1.8 L closed mixer and kneaded with an open roll.
  • the addition amount of the common compounding agent described in Table 3 was expressed in parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber described in Tables 1 and 2.
  • the average glass transition temperature of the diene rubber was calculated and listed in the column of “Average Tg” in Tables 1 and 2. Further, the ratio Ma / Ms of the blending amount Ma part by mass of the vulcanization accelerator with respect to the sulfur blending amount Ms part by mass was calculated and listed in the column of “Compounding ratio Ma / Ms” in Tables 1 and 2.
  • the obtained 21 kinds of rubber compositions for treads were vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes in a mold having a predetermined shape to prepare test pieces.
  • rubber hardness, tensile breaking strength (resistance to resistance) Cut and chipping), lambourne wear test (wear resistance), and tan ⁇ (heat generation) at 60 ° C. were evaluated.
  • Rubber Hardness The rubber hardness of the obtained test piece was measured at a temperature of 20 ° C. with a durometer type A according to JIS K6253. The obtained results are shown in the “Rubber hardness” column of Tables 1 and 2.
  • Lambourne wear (wear resistance)
  • the obtained vulcanized rubber test piece was worn in accordance with JIS K6264 using a Lambourn abrasion tester (manufactured by Ueshima Seisakusho) at a temperature of 20 ° C., a load of 15 N, a slip rate of 50%, and a time of 10 minutes.
  • the obtained results are shown in the column of “Abrasion resistance” in Tables 1 and 2 as an index for setting the reciprocal number of the standard example to 100. Higher index means better wear resistance. In the present specification, it is sufficient that the index of wear resistance is 96 or more.
  • Tan ⁇ at 60 ° C (exothermic) According to JIS K6394, the obtained test piece was subjected to loss tangent tan ⁇ at a temperature of 60 ° C. using a viscoelastic spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho under the conditions of an initial strain of 10%, an amplitude of ⁇ 2%, and a frequency of 20 Hz. Was measured. The reciprocal of the obtained value of tan ⁇ was calculated and shown in the column of “tan ⁇ (60 ° C.)” in Tables 1 and 2 as an index with the value of the standard example as 100.
  • the exothermic index should be 96 or more.
  • Pneumatic tires (tire size 265 / 70R17) were vulcanized using the obtained tread rubber composition as a tread rubber.
  • the tread pattern of these pneumatic tires was the block pattern shown in FIG. 2 or the rib & block pattern shown in FIG.
  • the groove depth of the shoulder portion that contacts the road surface of the tread rubber is shown in the column of “Tread groove depth” in Tables 1 and 2.
  • a rough road running test was performed by the following method.
  • Rough road running performance The obtained pneumatic tire was assembled on a standard rim, and a muddy road test course was run on an actual vehicle, and the handling stability at that time was scored by a sensitive evaluation by a specialized panelist.
  • the obtained results are shown in the column of “Rough road running” in Tables 1 and 2 as an index with the value of the standard example as 100. The larger the index, the better the rough road performance. In the present specification, it is sufficient that the rough road running index is 96 or more.
  • ⁇ NR Natural rubber
  • TSR20 SBR-1 styrene butadiene rubber
  • Nipol 1502 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
  • SBR-2 styrene butadiene rubber
  • Nipol NS116R produced by Nippon Zeon Co., Ltd.
  • -CB-1 carbon black
  • Toast carbon company's seast 9 nitrogen adsorption specific surface area of 139 m 2 / g -CB-2: carbon black, Tokai Carbon Co., Ltd. Seast 7HM, nitrogen adsorption specific surface area of 120m 2 / g CB-3: Carbon black, Toast Carbon Co., Ltd.
  • Seest FM nitrogen adsorption specific surface area of 35 m 2 / g ⁇ Oil: Extract No. 4 S manufactured by Showa Shell Sekiyu KK ⁇
  • Vulcanization accelerator-1 SANTOCURE CBS manufactured by FLEXSYS ⁇
  • Vulcanization accelerator-2 PERKACIT DPG manufactured by FLEXSYS ⁇ Sulfur: Fine powder sulfur with Jinhua seal oil from Tsurumi Chemical Co., Ltd.
  • Anti-aging agent PILFLEX 13 manufactured by NICOL LIMITED ⁇ Wax: Sannok manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
  • Stearic acid Beads stearic acid manufactured by NOF Corporation
  • Zinc oxide Zinc oxide 3 types manufactured by Shodo Chemical Co., Ltd.
  • the tread rubber compositions and pneumatic tires of Examples 1 to 5 have rubber hardness, cut and chipping resistance (tensile rupture strength), wear resistance (Lambourne wear), and heat generation. It was confirmed that (tan ⁇ at 60 ° C.) and rough road running ability were improved to the conventional level or more.
  • the pneumatic tire of Comparative Example 1 has poor road running performance because the groove depth of the shoulder portion is less than 10 mm.
  • the pneumatic tire of Comparative Example 2 is inferior in wear resistance because the rubber hardness of the tread rubber is less than 65. Since the rubber hardness of the tread rubber exceeds 70, the pneumatic tire of Comparative Example 3 has poor rough road running performance.
  • the pneumatic tire of Comparative Example 4 since the average glass transition temperature of the diene rubber constituting the rubber composition for tread is higher than ⁇ 65 ° C., the wear resistance and heat generation are inferior.
  • the pneumatic tire of Comparative Example 5 is inferior in cut and chipping resistance because the content of natural rubber in the tread rubber composition is less than 10% by mass.
  • the content of butadiene rubber in the rubber composition for tread is less than 20% by mass, and the average glass transition temperature of the diene rubber is higher than ⁇ 65 ° C., so the wear resistance is inferior and heat is generated. The nature is great.
  • the natural rubber content of the tread rubber composition is less than 10% by mass, the styrene butadiene rubber content is more than 70% by mass, and the butadiene rubber content is less than 20% by mass.
  • the average glass transition temperature of the diene rubber is higher than ⁇ 65 ° C., the resistance to cut and chipping is poor and the heat generation is large.
  • the content of natural rubber in the rubber composition for tread exceeds 30% by mass, the content of styrene butadiene rubber is less than 50% by mass, and the content of butadiene rubber is less than 20% by mass. Because there is, bad road running ability is inferior.
  • the pneumatic tire of Comparative Example 9 has a large exothermic property because the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black blended with the rubber composition for tread exceeds 130 m 2 / g.
  • the pneumatic tire of Comparative Example 10 is inferior in cut / chipping resistance and wear resistance because the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black blended in the tread rubber composition is less than 70 m 2 / g.
  • the pneumatic tire of Comparative Example 11 has poor wear resistance because the amount of carbon black in the tread rubber composition is less than 60 parts by mass.
  • the pneumatic tire of Comparative Example 12 has a high exothermic property because the amount of carbon black in the rubber composition for tread exceeds 70 parts by mass.
  • the pneumatic tire of Comparative Example 13 Since the ratio Ma / Ms of the blending amount Ma of the vulcanization accelerator to the blending amount Ms of sulfur in the rubber composition for tread is less than 1.0, the pneumatic tire of Comparative Example 13 has high heat generation. In the pneumatic tire of Comparative Example 14, since the ratio Ma / Ms of the blending amount of the vulcanization accelerator to sulfur in the rubber composition for tread exceeds 1.3, the cut / chipping resistance and the rough road running performance are inferior. In the pneumatic tire of Comparative Example 15, the blending amount Ms of sulfur in the rubber composition for tread is less than 0.5 parts by mass, and the ratio Ma / Ms of the blending amount of the vulcanization accelerator to sulfur is 1.3. Therefore, the cut and chipping resistance and wear resistance are inferior and the heat generation is large.

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Abstract

悪路走破性、耐摩耗性、耐カット・チッピング性および低発熱性を従来レベル以上に改良するようにした空気入りタイヤを提供する。ショルダー部の溝深さｄが１０ｍｍ以上のトレッドゴム７を有し、トレッドゴム７を構成するゴム組成物が、スチレンブタジエンゴム５０～７０質量％、ブタジエンゴム２０～３０質量％および天然ゴム１０～３０質量％からなるジエン系ゴム１００質量部に対し、窒素吸着比表面積が７０～１３０ｍ2／ｇのカーボンブラック６０～７０質量部、硫黄０．５質量部以上、加硫促進剤を配合してなり、ジエン系ゴムの平均ガラス転移温度が－６５℃以下、硫黄の配合量Ｍｓ質量部に対する加硫促進剤の配合量Ｍａ質量部の比Ｍａ／Ｍｓが１．０～１．３であり、トレッドゴム７の２０℃のゴム硬度が６５～７０であることを特徴とする。

Description

空気入りタイヤ
　本発明は、悪路走破性、耐摩耗性、耐カット・チッピング性および低発熱性を改良するようにした空気入りタイヤに関する。
　オフロード走行用の空気入りタイヤは、悪路走破性に優れることに加え、耐カット・チッピング性および耐摩耗性にも優れることが重要である。更にタイヤを装着する車輌荷重が重く、使用環境が厳しいため、耐久性に影響する発熱性を低減することが重要である。
　オフロード走行用の空気入りタイヤにおいて、トレッドゴムを柔らかくすると悪路走破性および耐カット・チッピング性が良好になるが、耐摩耗性および発熱性が悪化する。一方、耐摩耗性を改良するため、耐摩耗性に優れた充填剤を多量に配合すると発熱性が悪化する。また発熱性を小さくするために充填剤を減量すると耐摩耗性が悪化するとう相反する性質がある。
　特許文献１は、スチレンブタジエン共重合体、天然ゴムおよび／またはポリイソプレンゴム、およびポリブタジエンゴムからなるゴム成分に、窒素吸着比表面積が１５０～２００ｍ2／ｇのカーボンブラックを配合してなり、破壊時伸びが５００％以上、スプリング硬さが６０以上、反発弾性が４０以上である悪路用大型空気入りタイヤ用トレッドゴム組成物が、耐摩耗性、発熱の抑制を維持しながら、耐カット性、耐チッピング性を改良することを記載する。
　しかしながら、近年、需要者がオフロード走行用の空気入りタイヤに求める性能はより高いものとなり、悪路走破性、耐摩耗性、耐カット・チッピング性および低発熱性をより優れたものにすることが求められている。
日本国特開平５－１１７４５０号公報
　本発明の目的は悪路走破性、耐摩耗性、耐カット・チッピング性および低発熱性を従来レベル以上に改良するようにした空気入りタイヤを提供することにある。
　上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、路面に接地するショルダー部において、溝深さが１０ｍｍ以上であるトレッドゴムを有する空気入りタイヤであって、前記トレッドゴムを構成するゴム組成物が、スチレンブタジエンゴム５０～７０質量％、ブタジエンゴム２０～３０質量％および天然ゴム１０～３０質量％からなるジエン系ゴム１００質量部に対し、窒素吸着比表面積が７０～１３０ｍ2／ｇであるカーボンブラック６０～７０質量部、硫黄０．５質量部以上、および加硫促進剤を配合してなり、前記ジエン系ゴムの平均ガラス転移温度が－６５℃以下、前記硫黄の配合量Ｍｓ質量部に対する前記加硫促進剤の配合量Ｍａ質量部の比Ｍａ／Ｍｓが１．０～１．３であり、前記トレッドゴムの２０℃のゴム硬度が６５～７０であることを特徴とする。
　本発明の空気入りタイヤは、上述した特定のゴム組成物によりトレッドゴムを構成し、かつ路面に接地するショルダー部におけるトレッドゴムの溝深さを１０ｍｍ以上にしたので、悪路走破性、耐摩耗性、耐カット・チッピング性および低発熱性を従来レベル以上に優れたものにすることができる。
　本発明において、前記硫黄を前記ジエン系ゴム１００質量部に対し、１．０～３．０質量部配合してなることが好ましく、耐カット・チッピング性をより優れたものにすることができる。
　また前記トレッドゴムの接地面が、タイヤ周方向および幅方向に連続する溝により区画されたブロック状の陸部だけからなることが好ましく、悪路走破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。
図１は、本発明の空気入りタイヤの実施形態の一例を示す子午線方向の断面図である。 図２は、本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンの一例を示す説明図である。 図３は、本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンの他の例を示す説明図である。
　図１において、空気入りタイヤは、トレッド部１、サイドウォール部２及びビード部３を有し、左右のビード部３，３間にカーカス層４が装架され、その両端部がビードコア５の周りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１におけるカーカス層４のタイヤ径方向外側には２層構造のベルト層６が配置され、最外側のベルト層６の外側にトレッドゴム７が配置される。トレッドゴム７は、路面に接地するショルダー部の溝深さｄが１０ｍｍ以上である。トレッドゴム７のショルダー部の溝深さｄを１０ｍｍ以上にすることにより、悪路走破性を優れたものにすることができる。ショルダー部の溝深さｄは好ましくは１２～１９ｍｍであるとよい。
　トレッドゴム７は、ゴム組成物により構成される。このゴム組成物をトレッド用ゴム組成物ということがある。トレッド用ゴム組成物において、ゴム成分はジエン系ゴムであり、天然ゴム、ブタジエンゴムおよびスチレンブタジエンゴムからなる。ジエン系ゴム１００質量％中、スチレンブタジエンゴムを５０～７０質量％、ブタジエンゴムを２０～３０質量％および天然ゴムを１０～３０質量％含有する。
　スチレンブタジエンゴムの含有量は５０～７０質量％、好ましくは５２～６７質量％である。スチレンブタジエンゴムの含有量が５０質量％未満であると、悪路走破性が低下する。またスチレンブタジエンゴムの含有量が７０質量％を超えると、発熱性が大きくなり、また耐カット・チッピング性を十分に改良することができない。スチレンブタジエンゴムの種類は特に限定されるものではなく、乳化重合スチレンブタジエンゴム、溶液重合スチレンブタジエンゴムのいずれでもよい。また複数種のスチレンブタジエンゴムを用いても良い。ゴム組成物の引張り破断強度をより大きくし、耐カット・チッピング性に優れる点で乳化重合スチレンブタジエンゴムを用いることがより好ましい。
　ブタジエンゴムの含有量は２０～３０質量％、好ましくは２２～２８質量％である。ブタジエンゴムの含有量が２０質量％未満であると、悪路走破性が低下し、発熱性が大きくなる。またブタジエンゴムの含有量が３０質量％を超えると、耐カット・チッピング性を十分に改良することができない。
　天然ゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００質量％中、１０～３０質量％、好ましくは１２～２２質量％である。天然ゴムの含有量が、１０質量％未満であると耐カット・チッピング性を十分に改良することができない。天然ゴムの含有量が３０質量％を超えると悪路走破性を良好なレベルに維持することができない。
　本発明では、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴムからなるジエン系ゴムの平均ガラス転移温度（Ｔｇ）を－６５℃以下、好ましくは－８０℃～－６５℃、より好ましくは－７８℃～－６７℃にする。ゴム成分のガラス転移温度（Ｔｇ）を－６５℃以下にすることにより、発熱性を小さくすることができる。
　本明細書において、ジエン系ゴムのガラス転移温度（Ｔｇ）は、構成する各ジエン系ゴムのガラス転移温度にそれぞれの質量分率を乗じた合計（ガラス転移温度の質量平均値）である。なお、すべてのジエン系ゴムの質量分率の合計を１とする。また各ジエン系ゴムのガラス転移温度（Ｔｇ）は、油展成分（オイル）を含まない状態におけるジエン系ゴムのガラス転移温度とする。ガラス転移温度（Ｔｇ）は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により２０℃／分の昇温速度条件によりサーモグラムを測定し、転移域の中点の温度とする。
　トレッド用ゴム組成物において、天然ゴム、ブタジエンゴムおよびスチレンブタジエンゴムの配合量の合計がジエン系ゴム１００質量％となる。なお、トレッド用ゴム組成物に各種配合剤を添加するとき、希釈材料やマスターバッチのベースゴムとして、天然ゴム、ブタジエンゴムおよびスチレンブタジエンゴム以外の他のジエン系ゴムを含有する場合、そのような配合剤の使用を排除するものではなく、本発明の目的を阻害しない範囲で使用することができる。他のジエン系ゴムとしては、例えばイソプレンゴム、ブチルゴム、アクリロニトリル－ブタジエンゴム等が挙げられる。
　トレッド用ゴム組成物は、カーボンブラックを配合することにより、ゴム組成物のゴム強度、ゴム硬度を高くし、耐摩耗性を高くすることができる。カーボンブラックは、ジエン系ゴム１００質量部に対し、６０～７０質量部、好ましくは６２～６８質量部配合する。カーボンブラックの配合量が６０質量部未満であると、ゴム組成物のゴム硬度、ゴム強度及び耐摩耗性が悪化する。カーボンブラックの配合量が７０質量部を超えると発熱性が大きくなりタイヤ耐久性が低下する。
　カーボンブラックとしては、ＡＳＴＭ　Ｄ１７６５により分類された等級が、好ましくはＩＳＡＦ級であるとよい。また、カーボンブラックの窒素吸着比表面積が７０～１３０ｍ2／ｇ、好ましくは９５～１２５ｍ2／ｇであるとよい。窒素吸着比表面積が７０ｍ2／ｇ未満であると、ゴム組成物のゴム硬度、ゴム強度などの機械的特性が低下し、耐摩耗性が悪化する。窒素吸着比表面積が１３０ｍ2／ｇを超えると、発熱性が大きくなりタイヤ耐久性が低下する。カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、ＪＩＳ　Ｋ６２１７－２に準拠して、測定するものとする。
　本発明では、カーボンブラック以外の他の充填剤を配合することができる。他の充填剤としては、例えばシリカ、クレー、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン等を例示することができる。なかでもシリカ、炭酸カルシウム、クレー、酸化アルミニウムが好ましい。他の充填剤を配合することによりゴム組成物の機械的特性をより一層改良することができ、タイヤにしたときの低発熱性、耐カット性及び加工性のバランスを改良することができる。
　トレッド用ゴム組成物は、硫黄、加硫促進剤を含む。本明細書において、ジエン系ゴム１００質量部に対する、硫黄の配合量をＭｓ質量部、加硫促進剤の配合量をＭａ質量部とする。硫黄の配合量Ｍｓは、０．５質量部以上、好ましくは１．０～３．０質量部、より好ましくは１．１～２．０質量部である。硫黄の配合量Ｍｓが０．５質量部未満であると、耐カット・チッピング性および耐摩耗性が劣り、また発熱性が大きくなる。
　加硫促進剤の配合量Ｍａは、硫黄の配合量Ｍｓとの関係で決められる。すなわち、硫黄の配合量Ｍｓ質量部に対する加硫促進剤の配合量Ｍａ質量部の比Ｍａ／Ｍｓが１．０～１．３であることが必要であり、好ましくは１．１～１．３である。硫黄に対する加硫促進剤の配合量の比Ｍａ／Ｍｓが１．０未満であると、発熱性が大きくなる。また配合量の比Ｍａ／Ｍｓが１．３を超えると、悪路走破性が低下し、また耐カット・チッピング性を十分に改良することができない。
　本発明において、トレッドゴムの２０℃のゴム硬度は６５～７０、好ましくは６６～６９である。トレッドゴムのゴム硬度を６５以上にすることにより、耐摩耗性を改良することができる。またゴム硬度を７０以下にすることにより、悪路走破性を改良することができる。
　本発明の空気入りタイヤは、オフロード走行用の空気入りタイヤとして好適に用いることができる。この空気入りタイヤのトレッドパターンは、特に制限されるものではないが、トレッドゴムの接地面が、タイヤ周方向および幅方向に連続する溝により区画されたブロック状の陸部だけからなるとよい。タイヤ周方向に連続する陸部であるリブおよびブロックからなるトレッドパターンでも耐摩耗性および耐カット・チッピング性を改良することができるが、ブロック状の陸部だけからなるトレッドパターンにすることにより、悪路走破性をより優れたものにすることができる。
　図２は、トレッドゴムの接地面が、タイヤ周方向および幅方向に連続する溝により区画されたブロックパターンを例示する説明図である。図２の例ではすべての陸部が、ブロック１１で構成されている。なお本発明において、路面に接地するショルダー部の溝２１の深さを１０ｍｍ以上にする。また図３に例示されるトレッドパターンでは、トレッドゴムの接地面が、ブロック１１およびリブ１３により構成されている。このトレッドパターンにおいても、路面に接地するショルダー部の溝２１の深さを１０ｍｍ以上にすることが必要である。ショルダー部の溝２１の深さを１０ｍｍ以上にすることにより、泥濘路などの悪路走破性を向上することができる。
　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に示す配合剤を共通配合とし、表１，２に示す配合からなる２１種類のトレッド用ゴム組成物（実施例１～５、標準例、比較例１～１５）を、硫黄、加硫促進剤を除く成分を１.８Ｌの密閉型ミキサーで１７０℃、５分間混練し放出したマスターバッチに、硫黄、加硫促進剤を加えてオープンロールで混練することにより調製した。なお、表３に記載した共通配合剤の添加量は、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表わした。各ゴム組成物において、ジエン系ゴムの平均ガラス転移温度を算出し、表１，２の「平均Ｔｇ」の欄に記載した。また硫黄の配合量Ｍｓ質量部に対する加硫促進剤の配合量Ｍａ質量部の比Ｍａ／Ｍｓを算出し、表１，２の「配合比Ｍａ／Ｍｓ」の欄に記載した。
　得られた２１種類のトレッド用ゴム組成物を、所定形状の金型中で、１６０℃、２０分間加硫して試験片を作製し、下記に示す方法により、ゴム硬度、引張り破断強度（耐カット・チッピング性）、ランボーン摩耗試験（耐摩耗性）、および６０℃のｔａｎδ（発熱性）の評価を行った。
　　　ゴム硬度
　得られた試験片のゴム硬度を、ＪＩＳ　Ｋ６２５３に準拠しデュロメータのタイプＡにより温度２０℃で測定した。得られた結果を表１，２の「ゴム硬度」の欄に記載した。
　　　引張り破断強度（２３℃）
　得られた試験片から、ＪＩＳ　Ｋ６２５１に準拠してＪＩＳ３号ダンベル型試験片を切り出した。２３℃で５００ｍｍ／分の引張り速度で引張り試験を行い、破断したときの強度を測定した。得られた結果は、標準例の値を１００にする指数として表１，２の「耐カット・チッピング性」の欄に記載した。この指数が大きいほど引張破断強度が大きく、耐カット・チッピング性が優れることを意味する。本明細書において、耐カット・チッピング性の指数が１０２以上であればよいものとする。
　　　ランボーン磨耗（耐摩耗性）
　得られた加硫ゴム試験片をＪＩＳ　Ｋ６２６４に準拠して、ランボーン摩耗試験機（上島製作所製）を使用して、温度２０℃、荷重１５Ｎ、スリップ率５０％、時間１０分の条件で摩耗量を測定した。得られた結果は標準例の逆数を１００にする指数として表１，２の「耐摩耗性」の欄に示した。この指数が大きいほど耐摩耗性が優れることを意味する。本明細書において、耐摩耗性の指数が９６以上であればよいものとする。
　　　６０℃のｔａｎδ（発熱性）
　得られた試験片を、ＪＩＳ　Ｋ６３９４に準拠して、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚの条件で、温度６０℃における損失正接ｔａｎδを測定した。得られたｔａｎδの値の逆数を算出し標準例の値を１００とする指数として表１，２の「ｔａｎδ（６０℃）」の欄に示した。この指数が大きいほど発熱性（６０℃のｔａｎδ）が小さく、悪路走行時に発熱によりタイヤ温度が高くなるのを抑制し、タイヤ耐久性を向上可能にすることを意味する。本明細書において、発熱性の指数が９６以上であればよいものとする。
　得られたトレッド用ゴム組成物をトレッドゴムとして、空気入りタイヤ（タイヤサイズ２６５／７０Ｒ１７）を加硫成形した。これらの空気入りタイヤのトレッドパターンは、図２に記載のブロックパターンまたは図３に記載のリブ＆ブロックのパターンとした。またトレッドゴムの路面に接地するショルダー部の溝深さを表１，２の「トレッド溝深さ」の欄に記載した。得られた空気入りタイヤを使用し、以下の方法で悪路走破性の試験を行った。
　　　悪路走破性
　得られた空気入りタイヤを標準リムにリム組みし、泥濘路のテストコースを実車走行させ、そのときの操縦安定性を専門パネラーによる感応評価により採点した。得られた結果は、標準例の値を１００とする指数として表１，２の「悪路走破性」の欄に示した。この指数が大きいほど悪路走破性が優れることを意味する。本明細書において、悪路走破性の指数が９６以上であればよいものとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　なお、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
・ＳＢＲ－１：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ　１５０２、非油展品
・ＳＢＲ－２：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ　ＮＳ１１６Ｒ、非油展品
・ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ　ＢＲ１２００
・ＣＢ－１：カーボンブラック、東海カーボン社製シースト　９、窒素吸着比表面積が１３９ｍ2／ｇ
・ＣＢ－２：カーボンブラック、東海カーボン社製シースト　７ＨＭ、窒素吸着比表面積が１２０ｍ2／ｇ
・ＣＢ－３：カーボンブラック、東海カーボン社製シースト　ＦＭ、窒素吸着比表面積が３５ｍ2／ｇ
・オイル：昭和シェル石油社製エキストラクト４号Ｓ
・加硫促進剤－１：ＦＬＥＸＳＹＳ社製ＳＡＮＴＯＣＵＲＥ　ＣＢＳ
・加硫促進剤－２：ＦＬＥＸＳＹＳ社製ＰＥＲＫＡＣＩＴ　ＤＰＧ
・硫黄：鶴見化学工業社製金華印油入　微粉硫黄
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　なお、表３において使用した原材料の種類を下記に示す。
・老化防止剤：ＮＩＣＯＬ　ＬＩＭＩＴＥＤ社製ＰＩＬＦＬＥＸ　１３
・ワックス：大内新興化学工業社製　サンノック
・ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸
・酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
　表１，２から明らかなように実施例１～５のトレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤは、ゴム硬度、耐カット・チッピング性（引張り破断強度）、耐摩耗性（ランボーン摩耗）、発熱性（６０℃のｔａｎδ）および悪路走破性が従来レベル以上に向上することが確認された。
　また表１から明らかなように、比較例１の空気入りタイヤは、ショルダー部の溝深さが１０ｍｍ未満であるので、悪路走破性が劣る。
　比較例２の空気入りタイヤは、トレッドゴムのゴム硬度が６５未満であるので、耐摩耗性が劣る。
　比較例３の空気入りタイヤは、トレッドゴムのゴム硬度が７０を超えるので、悪路走破性が劣る。
　比較例４の空気入りタイヤは、トレッド用ゴム組成物を構成するジエン系ゴムの平均ガラス転移温度が－６５℃より高いので、耐摩耗性および発熱性が劣る。
　比較例５の空気入りタイヤは、トレッド用ゴム組成物の天然ゴムの含有量が１０質量％未満であるので、耐カット・チッピング性が劣る。
　比較例６の空気入りタイヤは、トレッド用ゴム組成物のブタジエンゴムの含有量が２０質量％未満であり、ジエン系ゴムの平均ガラス転移温度が－６５℃より高いので、耐摩耗性が劣り発熱性が大きい。
　比較例７の空気入りタイヤは、トレッド用ゴム組成物の天然ゴムの含有量が１０質量％未満、スチレンブタジエンゴムの含有量が７０質量％を超え、ブタジエンゴムの含有量が２０質量％未満であり、ジエン系ゴムの平均ガラス転移温度が－６５℃より高いので、耐カット・チッピング性が劣り発熱性が大きい。
　比較例８の空気入りタイヤは、トレッド用ゴム組成物の天然ゴムの含有量が３０質量％を超え、スチレンブタジエンゴムの含有量が５０質量％未満、ブタジエンゴムの含有量が２０質量％未満であるので、悪路走破性が劣る。
　また表２から明らかなように、比較例９の空気入りタイヤは、トレッド用ゴム組成物に配合したカーボンブラックの窒素吸着比表面積が１３０ｍ2／ｇを超えるので、発熱性が大きい。
　比較例１０の空気入りタイヤは、トレッド用ゴム組成物に配合したカーボンブラックの窒素吸着比表面積が７０ｍ2／ｇ未満であるので、耐カット・チッピング性および耐摩耗性が劣る。
　比較例１１の空気入りタイヤは、トレッド用ゴム組成物のカーボンブラックの配合量が６０質量部未満であるので、耐摩耗性が劣る。
　比較例１２の空気入りタイヤは、トレッド用ゴム組成物のカーボンブラックの配合量が７０質量部を超えるので、発熱性が大きい。
　比較例１３の空気入りタイヤは、トレッド用ゴム組成物における硫黄の配合量Ｍｓに対する加硫促進剤の配合量Ｍａの比Ｍａ／Ｍｓが１．０未満であるので、発熱性が大きい。
　比較例１４の空気入りタイヤは、トレッド用ゴム組成物における硫黄に対する加硫促進剤の配合量の比Ｍａ／Ｍｓが１．３を超えるので、耐カット・チッピング性および悪路走破性が劣る。
　比較例１５の空気入りタイヤは、トレッド用ゴム組成物における硫黄の配合量Ｍｓが０．５質量部未満であり、かつ硫黄に対する加硫促進剤の配合量の比Ｍａ／Ｍｓが１．３を超えるので、耐カット・チッピング性および耐摩耗性が劣り、発熱性が大きい。
符号の簡単な説明
１　　トレッド部
７　　トレッドゴム
２１　ショルダー部の溝

Claims (3)

  1. 　路面に接地するショルダー部において、溝深さが１０ｍｍ以上であるトレッドゴムを有する空気入りタイヤであって、前記トレッドゴムを構成するゴム組成物が、スチレンブタジエンゴム５０～７０質量％、ブタジエンゴム２０～３０質量％および天然ゴム１０～３０質量％からなるジエン系ゴム１００質量部に対し、窒素吸着比表面積が７０～１３０ｍ2／ｇであるカーボンブラック６０～７０質量部、硫黄０．５質量部以上、および加硫促進剤を配合してなり、前記ジエン系ゴムの平均ガラス転移温度が－６５℃以下、前記硫黄の配合量Ｍｓ質量部に対する前記加硫促進剤の配合量Ｍａ質量部の比Ｍａ／Ｍｓが１．０～１．３であり、前記トレッドゴムの２０℃のゴム硬度が６５～７０である空気入りタイヤ。
  2. 　前記硫黄を前記ジエン系ゴム１００質量部に対し、１．０～３．０質量部配合してなる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
  3. 　前記トレッドゴムの接地面が、タイヤ周方向および幅方向に連続する溝により区画されたブロック状の陸部だけからなる請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
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