JP7360081B2

JP7360081B2 - 重荷重タイヤ用ゴム組成物

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Publication number: JP7360081B2
Application number: JP2022552776A
Authority: JP
Inventors: 智子川角; 瑞哉竹内
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2021-09-24
Filing date: 2022-03-29
Publication date: 2023-10-12
Anticipated expiration: 2042-03-29
Also published as: JPWO2023047669A1; US20250129237A1; EP4406757A4; WO2023047669A1; EP4406757A1

Description

本発明は、主として重荷重タイヤに使用することを意図した重荷重タイヤ用ゴム組成物に関する。

トラックやバス等の車両に使用される空気入りタイヤ（重荷重タイヤ）は、乗用車用タイヤに比べてタイヤに負荷される荷重が大きいため、耐摩耗性能に優れ、タイヤ寿命が長いことが重要視される。その一方で、地球環境問題への関心の高まりに伴い、重荷重用タイヤにおいても、低燃費性能を改善することが求められている。また、加工性や引張強度等の機械的物性に優れることも求められる。

このため、例えば特許文献１は、天然ゴムを主体とするゴム成分にシリカを配合し、且つ、特定のシランカップリング剤を配合することでシリカの分散を良好にして、耐摩耗性および低転がり抵抗性を改良することを提案している。しかしながら、近年、重荷重タイヤおける環境規制が厳しくなっており、低燃費性能に関する要求性能が高度化しているため、前述の対策では必ずしも十分ではなかった。従って、重荷重タイヤ用ゴム組成物において、耐摩耗性、低燃費性能、加工性、および引張強度を改善するための更なる対策が求められている。

日本国特開２０１９‐０５６０６８号公報

本発明の目的は、耐摩耗性および低燃費性能を従来レベル以上に改良し、且つ、加工性および引張強度を良好にして、これら性能をバランスよく両立した重荷重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６０質量％～８５質量％と、ガラス転移温度が－５０℃未満である変性スチレンブタジエンゴム１５質量％～４０質量％とを含むジエン系ゴム１００質量部に対して、シリカが４０質量部以上配合され、且つ、前記シリカの配合量に対してシランカップリング剤が１質量％～２０質量％、グリセリン脂肪酸エステルが１質量％～２０質量％配合され、前記変性スチレンブタジエンゴムのスチレン含有量が２５質量％以下、且つビニル含有量が２５質量％以上であることを特徴とする。

本発明の重荷重タイヤ用ゴム組成物は、上述のように、ゴム成分として、イソプレン系ゴムとガラス転移温度が－５０℃未満である変性スチレンブタジエンゴムとを特定の量ずつ使用し、且つ、特定の量のシリカおよびシランカップリング剤を配合しているので、耐摩耗性および低燃費性能を従来レベル以上に改善することができる。特に、ガラス転移温度が－５０℃未満である変性スチレンブタジエンゴムを併用しているので、耐摩耗性を良好にしながら、低燃費性能を改善することができる。また、シリカおよびシランカップリング剤をそれぞれ適度な量で配合しているので、シリカの分散を良好にすることができ、耐摩耗性および低燃費性能を効果的に両立することができる。

本発明の重荷重タイヤ用ゴム組成物においては、シリカの配合量に対して、酸化亜鉛を３．０質量％～１０質量％配合することが好ましい。このように、シリカを含むゴム組成物において適切な量の酸化亜鉛を配合することで、適した架橋状態を保持でき、引張強度と低燃費性を効果的に両立することができる。

本発明の重荷重タイヤ用ゴム組成物においては、シリカの配合量に対して、グリセリン脂肪酸エステルを１質量％～２０質量％配合する。このように特定の量のグリセリン脂肪酸エステルおよびグリセリン脂肪酸金属塩を配合することで、ゴムに対するシリカの分散性を良好にすることができ、耐摩耗性および低燃費性能を両立するには有利になる。また、上述の量のグリセリン脂肪酸エステルを配合することで、ゴム組成物の粘度を適度に低下させることができ、分散も改善できることから、ゴム組成物の低燃費性や加工性を良好にすることができる。

本発明の重荷重タイヤ用ゴム組成物においては、ジエン系ゴム１００質量部に対して、窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡが６５ｍ²／ｇ～１２０ｍ²／ｇであるカーボンブラックを１質量部～２０質量部配合することが好ましい。このように特定の粒径のカーボンブラックを配合することで発熱を悪化させずにゴムを黒色化できる。

本発明の重荷重タイヤ用ゴム組成物においては、ジエン系ゴム１００質量％中に変性ポリブタジエンゴムを１質量％～２０質量％含有することが好ましい。このように、ゴム成分がイソプレン系ゴムとガラス転移温度が－５０℃未満である変性スチレンブタジエンゴムとだけでなく、変性ポリブタジエンゴムを含むことで、より耐摩耗性および低燃費性能を改善することができる。

本明細書において、重荷重タイヤとは、トラック、バス、建設車両に装着する大型のタイヤを指す。本発明で言う重荷重タイヤは、空気入りタイヤであることが好ましいが、非空気式タイヤであってもよい。空気入りタイヤの場合は、その内部に空気、窒素等の不活性ガスまたはその他の気体を充填することができる。重荷重タイヤ用ゴム組成物は、重荷重タイヤの構成部材、好ましくは、トレッドゴムを形成するゴム組成物を指す。

本発明の重荷重タイヤ用ゴム組成物において、ゴム成分は、イソプレン系ゴムと変性スチレンブタジエンゴムとを必ず含む。また、任意で、変性ポリブタジエンゴムを併用することができる。

イソプレン系ゴムとしては、各種天然ゴム、エポキシ化天然ゴム、各種合成ポリイソプレンゴムを挙げることができる。イソプレン系ゴムとしては、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。イソプレン系ゴムの含有量は、ジエン系ゴム全体を１００質量％としたとき、６０質量％～８５質量％、好ましくは６５質量％～７５質量％である。このように特定の量のイソプレン系ゴムを含有することで、耐摩耗性と低燃費性のバランスを良好にすることができる。イソプレン系ゴムの含有量が６０質量％未満であると耐チッピング性が悪化する。イソプレン系ゴムの含有量が８５質量％を超えると低燃費性が低下する。

本発明で使用される変性スチレンブタジエンゴムは、ガラス転移温度が－５０℃未満、好ましくは－６５℃～－５０℃である。このように特定のガラス転移温度の変性スチレンブタジエンゴムを使用することで、耐摩耗性を良好にしながら、低燃費性能を改善することができる。変性スチレンブタジエンゴムの含有量は、ジエン系ゴム全体を１００質量％としたとき、１５質量％～４０質量％、好ましくは２５質量％～３５質量％である。このように特定の量の変性スチレンブタジエンゴムを含有することで、前述の耐摩耗性および低燃費性能を両立する効果を効果的に発揮することができる。変性スチレンブタジエンゴムの含有量が１５質量％未満であると低燃費性が悪化する。変性スチレンブタジエンゴムの含有量が４０質量％を超えると引張強度が低下する。

本発明で使用される変性スチレンブタジエンゴムのスチレン含有量は、好ましくは２５質量％以下、より好ましくは２０質量％以下であるとよい。また、本発明で使用される変性スチレンブタジエンゴムのビニル含有量は、好ましくは２５質量％以上、より好ましくは３５質量％以上であるとよい。スチレン含有量が前述の範囲内であると耐摩耗性を良好にできる。また、ビニル含有量が前述の範囲内であると低燃費性を良好にできる。尚、スチレン含有量およびビニル含有量はそれぞれ赤外分光分析（ハンプトン法）により測定するものとする。変性スチレンブタジエンゴムにおけるスチレン含有量やビニル含有量の増減は、触媒等、通常の方法で適宜調製することができる。

本発明で使用される変性スチレンブタジエンゴムの重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎとの比Ｍｗ／Ｍｎで表わされる分子量分布は、好ましくは４．０以下、より好ましくは２．５以下であるとよい。比Ｍｗ／Ｍｎを前述の範囲内にすることで引張強度および耐摩耗性を良好にできる。尚、ＭｗおよびＭｎはいずれもゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）によって測定されるポリスチレン換算の値である。

尚、変性スチレンブタジエンゴムとしては、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。例えば、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末端変性スチレンブタジエンゴムを例示することができる。変性前のスチレンブタジエンゴムとしては、溶液重合スチレンブタジエンゴム、乳化重合スチレンブタジエンゴムのいずれを用いることもできる。官能基の種類は特に限定されないが、シリカの分散性を改善する観点から、シリカ表面のシラノール基と反応性を有するものを採用するとよい。シラノール基と反応する官能基としては、例えばヒドロキシル基含有ポリオルガノシロキサン構造、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、イミノ基、エポキシ基、アミド基、チオール基、エーテル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、アルコキシル基から選ばれる少なくとも一つであるとよい。

前述のように、本発明の重荷重タイヤ用ゴム組成物を構成するゴム成分として、任意で変性ポリブタジエンゴムを併用することができるが、変性ポリブタジエンゴムを含む場合、加工性が若干低下する虞があるが、耐摩耗性および低燃費性能に加えて引張強度を改善し、これらをバランスよく両立することができる。変性ポリブタジエンゴムを併用する場合、その含有量は、ジエン系ゴム全体を１００質量％としたとき、好ましくは１質量％～２０質量％、より好ましくは１０質量％～２０質量％である。変性ポリブタジエンゴムの含有量が１質量％未満であると、実質的に変性ポリブタジエンゴムを含まないため、変性ポリブタジエンゴムを併用することによる効果が見込めなくなる。変性ポリブタジエンゴムの含有量が２０質量％を超えると引張強度が低下する。

尚、変性ポリブタジエンゴムとしては、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。例えば、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末端変性ポリブタジエンゴムを例示することができる。官能基の種類は特に限定されないが、シリカの分散性を改善する観点から、シリカ表面のシラノール基と反応性を有するものを採用するとよい。シラノール基と反応する官能基としては、例えばヒドロキシル基含有ポリオルガノシロキサン構造、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、イミノ基、エポキシ基、アミド基、チオール基、エーテル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、アルコキシル基から選ばれる少なくとも一つであるとよい。

本発明の重荷重タイヤ用ゴム組成物においては、シリカが必ず配合される。シリカとしては、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。例えば、湿式シリカ（含水ケイ酸）、乾式シリカ（無水ケイ酸）、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等が挙げられ、これらを単独または２種以上を組合わせて使用してもよい。シリカの配合量は、上述したゴム成分１００質量部に対して４０質量部以上、好ましくは４５質量部～６０質量部である。このように十分な量のシリカを配合することで、耐摩耗性および低燃費性能を改良することができる。シリカの配合量が４０質量部未満であると、耐摩耗性および低燃費性能を改良する効果が十分に見込めなくなる。

本発明で使用されるシリカのＣＴＡＢ吸着比表面積は特に限定されるものではないが、好ましくは１２０ｍ²／ｇ～２３０ｍ²／ｇ、より好ましくは１４０ｍ²／ｇ～１７５ｍ²／ｇである。シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が１２０ｍ²／ｇ未満であると、耐摩耗性および低転がり抵抗性を改良する効果が十分に得られない虞がある。またシリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が２３０ｍ²／ｇを超えると、加工性が悪化する虞がある。本明細書において、シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積は、ＩＳＯ５７９４により測定された値とする。

本発明の重荷重タイヤ用ゴム組成物においては、シリカと共にシランカップリング剤が必ず配合される。シリカと共にシランカップリング剤を配合することにより、ゴム成分に対するシリカの分散性を向上し、耐摩耗性および低燃費性能をバランスよく改善することができる。

シランカップリング剤の種類は、シリカ配合のゴム組成物に使用可能なものであれば特に制限されるものではないが、例えば、ビス－（３－トリエトキシシリルプロピル）テトラサルファイド、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）ジサルファイド、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サルファイド、γ－メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３－オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン等の硫黄含有シランカップリング剤を例示することができる。

シランカップリング剤の配合量は、前述のシリカの配合量に対して１質量％～２０質量％、好ましくは５質量％～１５質量％である。シランカップリング剤の配合量がシリカ配合量の１質量％未満であるとシリカの分散を十分に改良することができない。シランカップリング剤の配合量がシリカ配合量の２０質量％を超えるとシランカップリング剤同士が縮合し、ゴム組成物における所望の引張強度を得ることができない。

本発明の重荷重タイヤ用ゴム組成物においては、前述のシリカの他に、充填剤としてカーボンブラックを配合することができる。カーボンブラックを併用する場合、その窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡは、好ましくは６５ｍ²／ｇ～１２０ｍ²／ｇ、より好ましくは６５ｍ²／ｇ～１００ｍ²／ｇであるとよい。このように適度な粒径のカーボンブラックを併用することで耐摩耗性を改善するには有利になる。カーボンブラックの窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡが６５ｍ²／ｇ未満であると耐摩耗性を改善する効果が十分に見込めなくなる。カーボンブラックの窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡが１２０ｍ²／ｇを超えると加工性を確保することが難しくなる。カーボンブラックの窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡは、ＪＩＳＫ６２１７‐２に準拠して測定するものとする。

カーボンブラックを併用する場合、その配合量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１質量部～２０質量部、より好ましくは５質量部～１５質量部である。カーボンブラックの配合量が１質量部未満であるとゴムを黒色化することができない。カーボンブラックの配合量が２０質量部を超えると低燃費性が低下する。

本発明の重荷重タイヤ用ゴム組成物は、前述のシリカ、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もできる。他の無機充填剤としては、例えばクレー、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。

本発明の重荷重タイヤ用ゴム組成物においては、前述のシリカと共に酸化亜鉛を配合することが好ましい。このように、シリカを含むゴム組成物において適切な量の酸化亜鉛を配合することで、適した架橋状態を保持でき、耐摩耗性および低燃費性能を両立するには有利になる。酸化亜鉛としては、タイヤ用ゴム組成物に通常用いるものを配合することができる。酸化亜鉛の配合量は、前述のシリカの配合量に対して、２．５質量％以上、好ましくは３．０質量％～１０質量％、より好ましくは３．０質量％～７．０質量％である。酸化亜鉛の配合量がシリカの配合量の２．５質量％未満であると加硫戻りが発生し、低燃費性能と耐摩耗性能が低下する。酸化亜鉛の配合量がシリカの配合量の１０質量％を超えると加硫が遅くなるため生産性が悪化する。

本発明の重荷重タイヤ用ゴム組成物においては、前述のシリカと共にグリセリン脂肪酸エステルおよび／またはグリセリン脂肪酸金属塩を配合することが好ましい。シリカを含むゴム組成物においてグリセリン脂肪酸エステルおよび／またはグリセリン脂肪酸金属塩を配合することで、グリセリン由来の２つの－ＯＨ基がシリカ表面のシラノール基に吸着すると同時に、脂肪酸由来の炭素鎖が疎水化部位として作用するので、ゴム組成物の粘度を低下させるとともに、ゴムに対するシリカの分散性を改善することができる。その結果、耐摩耗性および低燃費性能を両立し、更に、ゴム組成物の引張強度や加工性を良好にすることができる。

グリセリン脂肪酸エステルおよび／またはグリセリン脂肪酸金属塩の配合量は、前述のシリカの配合量に対して、好ましくは１質量％～２０質量％、より好ましくは３質量％～１０質量％である。詳述すると、グリセリン脂肪酸エステルまたはグリセリン脂肪酸金属塩のいずれかを単独で配合する場合は、その配合量を、前述のシリカの配合量に対して、好ましくは１質量％～２０質量％、より好ましくは３質量％～１０質量％にするとよい。また、グリセリン脂肪酸エステルおよびグリセリン脂肪酸金属塩の両方を配合する場合は、個々の配合量は前述の通りにするとよいが、両者の配合量の合計は、前述のシリカの配合量に対して、好ましくは２質量％～２０質量％、より好ましくは３質量％～１０質量％にするとよい。尚、複数種類のグリセリン脂肪酸エステルを配合する場合や、複数種類のグリセリン脂肪酸金属塩を配合する場合についても、これらの配合量の合計はグリセリン脂肪酸エステルおよびグリセリン脂肪酸金属塩の両方を配合する場合と同様にするとよい。グリセリン脂肪酸エステルおよび／またはグリセリン脂肪酸金属塩の配合量がシリカの質量に対して１質量％未満であると、配合量が少な過ぎて本発明の効果を奏することができない。グリセリン脂肪酸エステルおよび／またはグリセリン脂肪酸金属塩の配合量がシリカの質量に対して２０質量％を超えると可塑効果によって引張強度が悪化する。

本発明において、グリセリン脂肪酸エステルは、ポリグリセリンに脂肪酸をエステル結合した化合物である。また、グリセリン脂肪酸金属塩は、前述のグリセリン脂肪酸エステル（ポリグリセリンに脂肪酸をエステル結合した化合物）の金属塩である。ポリグリセリンは、グリセリン同士を脱水縮合したものである。このうちポリグリセリン部分におけるグリセリンンの重合度は、特に限定されるものではないが、好ましくは２～１０、より好ましくは３～９である。また、脂肪酸は、飽和または不飽和の炭素数が好ましくは２～２４、より好ましくは４～２０の脂肪族カルボン酸であるとよく、カルボキシ基以外に置換基を有してもよい。カルボキシ基以外の置換基として例えばヒドロキシ基、アミノ基、リン酸基、チオカルボキシル基、メルカプト基、ニトリル基等を挙げることができる。さらに脂肪酸がヒドロキシ基を有するとき、脂肪酸同士がエステル結合した縮合物であってもよい。

このような脂肪酸として例えば、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸（カプリル酸）、ノナン酸、デカン酸、ドデカン酸（ラウリン酸）、テトラデカン酸（ミリスチン酸）、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、９－ヘキサデセン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸（ステアリン酸）、ｃｉｓ－９－オクタデセン酸（オレイン酸）、１１－オクタデセン酸、ｃｉｓ,ｃｉｓ－９,１２－オクタデカジエン酸（リノール酸）、９，１２，１５－オクタデカントリエン酸（リノレン酸）、６，９，１２－オクタデカトリエン酸、９，１１，１３－オクタデカトリエン酸、エイコサン酸、８，１１－エイコサジエン酸、５，８，１１－エイコサトリエン酸、５，８，１１－エイコサテトラエン酸、ドコサン酸（ベヘニン酸）、ｃｉｓ－１３－ドコセン酸（エルカ酸）、テトラコサン酸、ｃｉｓ－１５－テトラコサン酸、ヘキサコサン酸、オクタコサン酸、トリアコンタン酸、リシノレイン酸（１２－ヒドロキシ‐９‐ｃｉｓ‐オクタデケン酸）、またはこれら任意の縮合物、例えば縮合リシノレイン酸等を挙げることができる。

グリセリン脂肪酸エステルの具体例としては、例えばポリグリセリンラウリン酸エステル、ポリグリセリンステアリン酸エステル、ポリグリセリンオレイン酸エステル、ポリグリセリンエルカ酸エステル、ポリグリセリンベヘニン酸エステル、ポリグリセリン縮合リシノレイン酸エステル、ポリグリセリンミリスチン酸エステル、ポリグリセリンリノール酸エステル、等を挙げることができる。これらグリセリン脂肪酸エステルは、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。

上述のグリセリン脂肪酸金属塩の金属としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属（３～１１族の金属）、アルミニウム、ゲルマニウム、スズ、アンチモン等を例示することができる。なかでも、シリカの分散性の観点から、アルカリ金属（リチウム、カリウム、ナトリウムなど）、アルカリ土類金属（ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなど）が好ましく、アルカリ土類金属がより好ましく、マグネシウムが更に好ましい。

本発明の重荷重タイヤ用ゴム組成物は、加硫または架橋剤、加硫促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤を、本発明の目的を阻害しない範囲内で配合することができる。またこれら添加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。これら添加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、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、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。

本発明の重荷重タイヤ用ゴム組成物を製造するにあたって、各成分を混合する工程は、少なくとも二段階を含むとよい。詳述すると、混合温度１４７℃以下の条件で混合を行う第一段階と、混合温度１３０℃～１５０℃の条件で混合を行う第二段階以降を含むことが好ましい。このような混合温度に設定することで、ゴム組成物に適した剪断をかけることができ、引張強度や耐摩耗性を良好にできる。また、少なくともカーボンブラックを除く材料を第一段階において投入・混合し、第二段階以降でカーボンブラックを投入・混合することが好ましい。このように第二段階以降でカーボンブラックを投入することで、シリカの分散性を良好にでき、全体の混合時間を短縮できるため、低燃費性と生産性を両立することができる。

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１８種類のタイヤ用ゴム組成物（標準例１、比較例１～６、実施例１～１１）を調製するにあたり、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、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、１８種類のタイヤ用ゴム組成物を得た。

得られたタイヤ用ゴム組成物について、下記に示す方法により、加工性、引張強度、低燃費性能、耐摩耗性能の評価を行った。

加工性
得られた各タイヤ用ゴム組成物を使用して、幅２５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのゴムシートを押出成形し、押出速度を測定した。評価結果は、標準例１の値を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど、加工性に優れることを意味する。

引張強度
得られたタイヤ用ゴム組成物を用いて、所定形状の金型を用いて１４５℃、３５分間加硫し、各タイヤ用ゴム組成物からなる加硫ゴム試験片を作成した。得られた加硫ゴム試験片から、ＪＩＳＫ６２５１に準拠して、ＪＩＳ３号ダンベル形試験片を切り出し、ＪＩＳＫ６２５１に準拠して、温度２０℃、引張速度５００ｍｍ／分の条件で引張試験を行って引張破断伸びを測定し、引張強度の指標とした。評価結果は、標準例１の値を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど、引張強度が良好であり、重荷重タイヤにしたときの耐チッピング性に優れることを意味する。

低燃費性能
得られたタイヤ用ゴム組成物を用いて、所定形状の金型を用いて１４５℃、３５分間加硫し、各タイヤ用ゴム組成物からなる加硫ゴム試験片を作成した。得られた加硫ゴム試験片の６０℃におけるｔａｎδを、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメータを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚ、温度６０℃の条件で測定した。評価結果は、標準例１の値を１００とする指数で示した。この指数値が小さいほど、低燃費性能に優れることを意味する。

耐摩耗性
表１～２に示す配合からなる１８種類のタイヤ用ゴム組成物（標準例１、比較例１～６、実施例１～１１）をそれぞれトレッドゴムに使用し、タイヤサイズが１１Ｒ２２．５である空気入りタイヤ（試験タイヤ）を製造した。このとき、トレッドゴム以外の各部については、すべての試験タイヤで共通とした。これら試験タイヤについて、リムサイズ２２．５×９．０のホイールに組み付けて、空気圧を２３０ｋＰａとして試験車両に装着し、乾燥路面を５万ｋｍ走行した後の溝深さを測定することにより、耐摩耗性を測定した。評価結果は、標準例１の値を１００とする指数で示した。この指数が大きいほど、残存する溝深さが大きく、耐摩耗性に優れることを意味し、指数値が「９５」以上であれば従来レベルと同等以上の優れた性能が得られたことを意味する。

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、ＲＳＳＮｏ．３
・ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製ＮｉｐｏｌＢＲ１２２０
・ＳＢＲ：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ１５０２
・変性ＢＲ：変性ブタジエンゴム、ランクセス社製ＣＢ２４
・変性ＳＢＲ１：変性スチレンブタジエンゴム、ＺＳＥ社製ＮＳ６１６（ガラス転移温度Ｔｇ＝－２３℃、スチレン含有量＝２２質量％、ビニル含有量＝６３質量％、Ｍｗ／Ｍｎ＝１．６）
・変性ＳＢＲ２：変性スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製ＮＳ６１２（ガラス転移温度Ｔｇ＝－６１℃、スチレン含有量＝１５質量％、ビニル含有量＝３５質量％、Ｍｗ／Ｍｎ＝１．５）
・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Ｎ３３９（窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡ：９０ｍ²／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：３９ｍ²／ｇ）
・ＣＢ３：カーボンブラック、日鉄カーボン社製ニテロン＃４３０（窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡ：１３７ｍ²／ｇ）
・シリカ：Ｓｏｌｖａｙ社製Ｚｅｏｓｉｌ１１６５ＭＰ（ＣＴＡＢ吸着比表面積：１５６ｍ²／ｇ）
・シランカップリング剤：ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、エボニックデグッサジャパン社製Ｓｉ６９、
・酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・グリセリン脂肪酸エステル：シグマアルドリッチ社製モノステアリン酸グリセロール・ステアリン酸：日油社製ステアリン酸ＹＲ
・老化防止剤：ＳｏｌｕｔｉａＥｕｒｏｐｅ社製Ｓａｎｔｏｆｌｅｘ６ＰＰＤ
・ワックス：大内新興化学社製サンノック
・加硫促進剤：大内新興化学工業社製ノクセラーＣＺ‐Ｇ
・硫黄：軽井沢精錬所社製油処理イオウ

表１から明らかなように、実施例１～１１のタイヤ用ゴム組成物は、標準例１に対して、加工性、引張破断伸び、低燃費性能、および耐摩耗性を同等以上に改善し、これら性能をバランスよく高度に両立した。

一方、比較例１は、ゴム成分が天然ゴムのみで構成されて、ガラス転移温度が－５０℃未満である変性スチレンブタジエンゴムを含まないため、低燃費性能および耐摩耗性が悪化した。比較例２は、ガラス転移温度が－５０℃未満である変性スチレンブタジエンゴムの代わりに未変性のポリブタジエンゴムを含むため、加工性、引張破断伸び、低燃費性能が悪化した。比較例３は、ガラス転移温度が－５０℃未満である変性スチレンブタジエンゴムの代わりに変性ポリブタジエンゴムを含むため、加工性および引張破断伸びが悪化した。比較例４は、ガラス転移温度が－５０℃未満である変性スチレンブタジエンゴムの代わりに未変性のスチレンブタジエンゴムを含むため、引張破断伸びおよび低燃費性能が悪化した。比較例５は、イソプレン系ゴム（天然ゴム）の配合量が少ないため、引張破断伸びが悪化した。比較例６は、シリカの配合量が少ないため、耐摩耗性が悪化した。

Claims

イソプレン系ゴム６０質量％～８５質量％と、ガラス転移温度が－５０℃未満である変性スチレンブタジエンゴム１５質量％～４０質量％とを含むジエン系ゴム１００質量部に対して、シリカが４０質量部以上配合され、且つ、前記シリカの配合量に対してシランカップリング剤が１質量％～２０質量％、グリセリン脂肪酸エステルが１質量％～２０質量％配合され、前記変性スチレンブタジエンゴムのスチレン含有量が２５質量％以下、且つビニル含有量が２５質量％以上であることを特徴とする重荷重タイヤ用ゴム組成物。
前記シリカの配合量に対して、酸化亜鉛が３．０質量％～１０質量％配合されたことを特徴とする請求項１に記載の重荷重タイヤ用ゴム組成物。
前記ジエン系ゴム１００質量部に対して、窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡが６５ｍ²／ｇ～１２０ｍ²／ｇであるカーボンブラックが１質量部～２０質量部配合されたことを特徴とする請求項１または２に記載の重荷重タイヤ用ゴム組成物。
前記ジエン系ゴム１００質量％中に変性ポリブタジエンゴムを１質量％～２０質量％含有することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の重荷重タイヤ用ゴム組成物。