JP2009190437A

JP2009190437A - タイヤ

Info

Publication number: JP2009190437A
Application number: JP2008030355A
Authority: JP
Inventors: Daigo Yonemoto; 大吾米元
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2009-08-27
Also published as: WO2009101855A1

Abstract

【課題】氷上性能が良好で且つ耐摩耗性が高い上、転がり抵抗が小さいタイヤを提供する。
【解決手段】下記式(I)：
ΔＥ'＝0.1％Ｅ'−2％Ｅ' ・・・ (I)
［式中、0.1％Ｅ'及び2％Ｅ'は、それぞれ初期荷重1.57 N、温度26℃の条件下で周波数52 Hz、引張動歪0.1％又は2％で測定した動的貯蔵弾性率を示す］で定義されるΔＥ'が7.0 MPa以下であるトレッドゴムをトレッド部に具え、アスファルト路面を8000 km走行した後の前記トレッドゴムの摩耗面の中心線平均粗さ（Ｒａ）が12〜40μmで且つ及び十点平均粗さ（Ｒｚ）と中心線平均粗さ（Ｒａ）との比（Ｒｚ／Ｒａ）が15以上であることを特徴とするタイヤである。
【選択図】なし

Description

本発明は、タイヤ、特には、氷上性能が良好で且つ耐摩耗性が高い上、転がり抵抗が小さいタイヤに関するものである。

トラックやバスに用いられる重荷重用空気入りタイヤは、安全性の観点から、十分な氷上性能を有することが、また、経済性の観点から、十分な耐摩耗性を有することが必要である。

また、近年、上記重荷重用タイヤとして、氷上性能や耐摩耗性を損なうことなく、転がり抵抗を低減させたタイヤが求められている。ここで、タイヤの中でもトレッドゴムは、走行中に大きな変形を繰り返すことによって発熱するため、タイヤの転がり抵抗に対する影響が特に大きい。

従来、タイヤの氷上性能を向上させる手法としては、トレッドパターンのエッヂ成分を向上させる手法が知られているが、この場合、ブロックの動きが大きくなるため、低ロス性能が損なわれ（即ち、ヒステリシスロスが大きくなり）、タイヤの転がり抵抗が大きくなる問題があり、氷上性能の向上と、転がり抵抗の低減とを両立することができない。

特開２００４−２３８６１９号公報

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、氷上性能が良好で且つ耐摩耗性が高い上、転がり抵抗が小さいタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、（１）特定条件でのトレッドゴムのΔＥ'を特定値以下とすることでタイヤの転がり抵抗が減少し、また、（２）一定距離走行後のトレッドゴム摩耗面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を特定の範囲にしつつ十点平均粗さ（Ｒｚ）と中心線平均粗さ（Ｒａ）との比を特定値以上とすることでタイヤの氷上性能が向上し、更に、（１）及び（２）を同時に満たすことで、高い耐摩耗性を有しつつ、氷上性能が良好で、転がり抵抗の小さいタイヤが得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明のタイヤは、下記式(I)：
ΔＥ'＝0.1％Ｅ'−2％Ｅ' ・・・ (I)
［式中、0.1％Ｅ'及び2％Ｅ'は、それぞれ初期荷重1.57 N、温度26℃の条件下で周波数52 Hz、引張動歪0.1％又は2％で測定した動的貯蔵弾性率を示す］で定義されるΔＥ'が7.0 MPa以下であるトレッドゴムをトレッド部に具え、
アスファルト路面を8000 km走行した後の前記トレッドゴムの摩耗面の中心線平均粗さ（Ｒａ）が12〜40μmで且つ及び十点平均粗さ（Ｒｚ）と中心線平均粗さ（Ｒａ）との比（Ｒｚ／Ｒａ）が15以上であることを特徴とする。なお、本発明のタイヤは、重荷重用スタッドレスタイヤとして特に好適である。

本発明のタイヤのトレッドゴムは、上記式(I)で定義されるΔＥ'が4.0 MPa以下であることが好ましい。この場合、タイヤの転がり抵抗が更に小さくなる。

本発明のタイヤにおいて、前記トレッドゴムに用いるゴム組成物としては、ゴム成分100質量部に対してシリカ3〜30質量部を配合してなるゴム組成物が好ましい。

本発明のタイヤの好適例においては、前記トレッドゴムが独立気泡を有する。ここで、該トレッドゴムは、発泡率が5〜30％の範囲にあることが好ましい。また、該トレッドゴムに用いるゴム組成物としては、ゴム成分100質量部に対してポリエチレン短繊維0.1〜10質量部を配合してなるゴム組成物が好ましい。

本発明のタイヤの他の好適例においては、前記トレッドゴムのゴム成分が天然ゴム及びジエン系合成ゴムよりなり、その質量比（天然ゴム／ジエン系合成ゴム）が80／20〜40／60である。ここで、前記天然ゴムとしては、天然ゴムラテックス中のタンパク質を機械的分離手法により部分脱タンパク処理してなるラテックスから得られた総窒素含有量が0.1質量％を超え且つ0.4質量％以下である天然ゴム、及び天然ゴム分子中に極性基を含有する変性天然ゴムが好ましい。また、前記ジエン系合成ゴムとしては、含窒素官能基を有する変性ポリブタジエンゴムが好ましく、該含窒素官能基は、ヘキサメチレンイミンに由来することが好ましい。

本発明によれば、（１）特定条件でのトレッドゴムのΔＥ'が特定値以下であり、（２）一定距離走行後のトレッドゴム摩耗面の中心線平均粗さ（Ｒａ）が特定の範囲にあり且つ十点平均粗さ（Ｒｚ）と中心線平均粗さ（Ｒａ）との比が特定値以上であり、氷上性能が良好で且つ耐摩耗性が高い上、転がり抵抗が小さいタイヤを提供することができる。

以下に、本発明を詳細に説明する。本発明のタイヤは、上記式(I)で定義されるΔＥ'が7.0 MPa以下であるトレッドゴムをトレッド部に具え、アスファルト路面を8000 km走行した後の前記トレッドゴムの摩耗面の中心線平均粗さ（Ｒａ）が12〜40μmで且つ及び十点平均粗さ（Ｒｚ）と中心線平均粗さ（Ｒａ）との比（Ｒｚ／Ｒａ）が15以上であることを特徴とする。

上記トレッドゴムのΔＥ'を7.0 MPa以下とすることで、低ロス性が向上し（即ち、ヒステリシスロスが小さくなり）、タイヤの転がり抵抗を減少させることができる。また、アスファルト路面を8000 km走行した後のトレッドゴム摩耗面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を12〜40μmとしつつ、十点平均粗さＲｚと中心線平均粗さ（Ｒａ）との比（Ｒｚ／Ｒａ）を15以上とすることで、平均摩耗に比べて最大摩耗が大きくなり、タイヤの接地面積と排水体積とがバランス化され、氷上性能を向上させることができる。更に、これらの特徴事項を組み合わせることで、高い耐摩耗性と、良好な氷上性能と、低い転がり抵抗とを同時に達成することが可能となる。

ここで、上記トレッドゴムのΔＥ'が7.0 MPaを超えると、低ロス性が悪化し（即ち、ヒステリシスロスが大きくなり）、タイヤの転がり抵抗が増加してしまう。なお、タイヤの転がり抵抗を更に減少させる観点から、上記トレッドゴムのΔＥ'は、4.0 MPa以下であることが好ましく、3.5 MPa以下であることが更に好ましい。なお、ΔＥ'は、分散性の指標であるため、低い程好ましく、また、ΔＥ'が低い程、低ロス性が良好となる。

また、アスファルト路面を8000 km走行した後のトレッドゴムの摩耗面の中心線平均粗さ（Ｒａ）が12μm未満では、氷上性能が低下し、一方、40μmを超えても、氷上性能が低下する。なお、タイヤの氷上性能を更に向上させる観点から、Ｒａは、20〜40μmの範囲が好ましく、25〜35μmの範囲が更に好ましい。なお、アスファルト路面を8000 km走行すると、トレッド表面が1 mm程度摩耗して、発泡面が露出してくる。

更に、アスファルト路面を8000 km走行した後のトレッドゴムの摩耗面の十点平均粗さ（Ｒｚ）と中心線平均粗さ（Ｒａ）との比（Ｒｚ／Ｒａ）が15未満でも、氷上性能が低下する。即ち、表面が粗過ぎても、接地面積が小さくなるため、氷上性能が低下し、また、表面の粗さが小さ過ぎても、排水体積が小さくなるため、氷上性能が低下し、更に、Ｒｚ／Ｒａが小さいと、表面の粗さの割りに排水体積が小さくなるため、氷上性能が低下する。なお、氷上性能（表面の流水抵抗）の観点から、Ｒｚ／Ｒａは、40以下であることが好ましく、排水体積、流水抵抗、耐摩耗性の観点から、Ｒｚ／Ｒａは、15〜20の範囲が更に好ましい。

本発明のタイヤのトレッドゴムは、独立気泡を有することが好ましい。トレッドゴムが独立気泡を有する場合、タイヤの排水体積が増加して、氷上性能が向上する。また、該独立気泡を有するトレッドゴムの発泡率は、5〜30％の範囲が好ましい。トレッドゴムの発泡率が5％未満では、氷上性能の向上効果が小さく、一方、30％を超えると、耐摩耗性が低下する傾向がある。なお、発泡率（Ｖｓ）は、次式により算出できる。
Ｖｓ＝（ρ₀／ρ₁−１）×１００（％）
［式中、ρ₁はトレッドゴムの密度（g/cm³）を表し、ρ₀はトレッドゴムの固相部の密度（g/cm³）表す］。なお、トレッドゴムの密度及びトレッドゴムの固相部の密度は、エタノール中の質量と空気中の質量を測定し、これから算出される。また、発泡率は、発泡剤や発泡助剤の種類、量等により適宜変化させることができ、発泡剤としては、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、ジニトロソペンタスチレンテトラミンやベンゼンスルホニルヒドラジド誘導体、ｐ,ｐ'-オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、二酸化炭素を発生する重炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、窒素を発生するニトロソスルホニルアゾ化合物、Ｎ,Ｎ'-ジメチル-Ｎ,Ｎ'-ジニトロソフタルアミド、トルエンスルホニルヒドラジド、ｐ-トルエンスルホニルセミカルバジド、ｐ,ｐ'-オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジド等が挙げられ、発泡助剤としては、尿素、ステアリン酸亜鉛、ベンゼンスルフィン酸亜鉛や亜鉛華等が挙げられる。

上記トレッドゴムのゴム成分は、天然ゴム及びジエン系合成ゴムよりなり、その質量比（天然ゴム／ジエン系合成ゴム）が80／20〜40／60であることが好ましい。この場合、タイヤの氷上性能と耐摩耗性とを両立し易い。なお、天然ゴムの比率がゴム成分の80質量％を超えると（ジエン系合成ゴムの比率がゴム成分の20質量％未満では）、耐摩耗性と氷上性能が低下する傾向があり、一方、天然ゴムの比率がゴム成分の40質量％未満では（ジエン系合成ゴムの比率がゴム成分の60質量％を超えると）、作業性が低下する傾向がある。

上記天然ゴムとしては、天然ゴムラテックス中のタンパク質を機械的分離手法により部分脱タンパク処理してなるラテックスから得られた総窒素含有量が0.1質量％を超え且つ0.4質量％以下である天然ゴムが好ましい。該部分脱タンパク天然ゴムは、カーボンブラック等の充填剤の分散性を向上させることができ、トレッドゴムの低温での柔軟性を向上させることができる。ここで、ゴム成分中の部分脱タンパク天然ゴムの含有率は、40〜80質量％の範囲が好ましい。

上記部分脱タンパク天然ゴムは、一般的な天然ゴム製造工程、即ち、ラテックスのタッピング、凝固、洗浄、脱水、乾燥、パッキングの順で行われる工程において、タッピング後且つ凝固前のラテックスを、固形成分中の総窒素含有量が上記の範囲となるように、機械的分離手法、好ましくは、遠心分離濃縮法により部分脱タンパク処理を行った後、得られた天然ゴムラテックスを凝固し、洗浄後、真空乾燥機、エアドライヤー、ドラムドライヤー等の通常の乾燥機を用いて乾燥処理することにより得られる。なお、原料となる天然ゴムラテックスは、特に限定されず、フィールドラテックスや市販のラテックス等を用いることができる。

なお、脱タンパク処理法としては、タンパク質分解酵素を用いた分解処理方法、界面活性剤を用い繰り返し洗浄する方法、酵素と界面活性剤とを併用する方法等が知られているが、これらの方法では、固形ゴム中のタンパク質が減少するものの、同時に老化防止作用を有するトコトリエノール等の有効成分も失われるため、天然ゴム本来の耐老化性が低下してしまう。一方、機械的分離手法では、トコトリエノール等の有効成分が殆ど失われないため、耐熱性を従来の天然ゴムとほぼ同等に維持することができる。

上記天然ゴム中の総窒素含有量は、タンパク質含量の指標となるもので、原料天然ゴムラテックスの遠心分離条件（回転数、時間等）を調整してコントロールすることができる。ここで、遠心分離の条件としては、特に制限されるものではないが、例えば7500 rpm程度の回転数で数回繰り返し行うことが好ましい。なお、総窒素含有量が0.1質量％以下では、耐熱老化性が低下し、一方、0.4質量％を超えると、充分な低発熱性が得られないことがある。また、上記天然ゴム中の総窒素含有量は、0.2〜0.4質量％の範囲が好ましい。

また、上記天然ゴムとしては、天然ゴム分子中に極性基を含有する変性天然ゴムも好ましい。該変性天然ゴムも、カーボンブラック等の充填剤の分散性を向上させることができ、トレッドゴムの低温での柔軟性を向上させることができる。ここで、ゴム成分中の変性天然ゴムの含有率は、40〜80質量％の範囲が好ましい。

上記変性天然ゴムとしては、天然ゴムラテックスに極性基含有単量体を添加し、該極性基含有単量体を天然ゴムラテックス中の天然ゴム分子にグラフト重合させ、更に凝固及び乾燥して得た変性天然ゴムが好ましい。該変性天然ゴムの製造に用いる天然ゴムラテックスとしては、特に限定されず、例えば、フィールドラテックス、アンモニア処理ラテックス、遠心分離濃縮ラテックス、界面活性剤や酵素で処理した脱タンパク質ラテックス、及びこれらを組み合わせたもの等を用いることができる。また、上記変性天然ゴムにおいて、上記極性基含有単量体のグラフト量は、天然ゴムラテックス中のゴム成分に対して0.01〜5.0質量％の範囲が好ましく、0.1〜3.0質量％の範囲が更に好ましく、0.2〜1.0質量％の範囲がより一層好ましい。

上記天然ゴムラテックスに添加される極性基含有単量体は、分子内に少なくとも一つの極性基を有し、天然ゴム分子とグラフト重合できる限り特に制限されるものでない。ここで、該極性基含有単量体は、天然ゴム分子とグラフト重合するために、分子内に炭素−炭素二重結合を有することが好ましく、極性基含有ビニル系単量体であることが好ましい。上記極性基の具体例としては、アミノ基、イミノ基、ニトリル基、アンモニウム基、イミド基、アミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、エポキシ基、オキシカルボニル基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、含窒素複素環基、含酸素複素環基、アルコキシシリル基及びスズ含有基等を好適に挙げることができる。これら極性基を含有する単量体は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。

上記アミノ基を含有する単量体としては、Ｎ,Ｎ-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、Ｎ,Ｎ-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、Ｎ,Ｎ-ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、Ｎ,Ｎ-ジオクチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。また、上記ニトリル基を含有する単量体としては、(メタ)アクリロニトリル、シアン化ビニリデン等が挙げられる。また、上記ヒドロキシル基を含有する単量体としては、２-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、２-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、３-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。また、上記カルボキシル基を含有する単量体としては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸等が挙げられる。また、上記エポキシ基を含有する単量体としては、(メタ)アリルグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレート、３,４-オキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。また、上記含窒素複素環基を含有する単量体としては、２-ビニルピリジン、３-ビニルピリジン、４-ビニルピリジン、５-メチル-２-ビニルピリジン、５-エチル-２-ビニルピリジン等が挙げられる。また、上記スズ含有基を有する単量体としては、アリルトリ-ｎ-ブチルスズ、アリルトリメチルスズ等が挙げられる。

上記極性基含有単量体の天然ゴム分子へのグラフト重合は、乳化重合で行われることが好ましい。ここで、該乳化重合においては、一般的に、天然ゴムラテックスに水及び必要に応じて乳化剤を加えた溶液中に、上記極性基含有単量体を加え、更に重合開始剤を加えて、所定の温度で撹拌して極性基含有単量体を重合させることが好ましい。なお、上記乳化剤としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等のノニオン系の界面活性剤を使用することができる。また、上記重合開始剤としては、レドックス系の重合開始剤を用いることが好ましく、過酸化ベンゾイル、過酸化水素、クメンハイドロパーオキサイド、tert−ブチルハイドロパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド等の過酸化物と、テトラエチレンペンタミン、メルカプタン類、酸性亜硫酸ナトリウム、還元性金属イオン、アスコルビン酸等の還元剤を組み合わせて使用することが好ましい。上述した各成分を反応容器に仕込み、30〜80℃で10分〜7時間反応させることで、天然ゴム分子に上記極性基含有単量体がグラフト共重合した変性天然ゴムラテックスが得られる。また、該変性天然ゴムラテックスを凝固させ、洗浄後、真空乾燥機、エアドライヤー、ドラムドライヤー等の乾燥機を用いて乾燥することで変性天然ゴムが得られる。ここで、変性天然ゴムラテックスを凝固するのに用いる凝固剤としては、特に限定されるものではないが、ギ酸、硫酸等の酸や、塩化ナトリウム等の塩が挙げられる。

上記ジエン系合成ゴムとしては、含窒素官能基を有する変性ポリブタジエンゴムが好ましい。該変性ポリブタジエンゴムは、カーボンブラック等の充填剤の分散性を向上させることができ、トレッドゴムの低温での柔軟性を向上させることができる。また、該変性ポリブタジエンゴムは、タイヤの耐摩耗性を向上させることができる。ここで、ゴム成分中の変性ポリブタジエンゴムの含有率は、20〜60質量％の範囲が好ましい。

上記変性ポリブタジエンゴムは、含窒素官能基を有する重合開始剤を使用して、１,３-ブタジエンを重合させたり、活性末端を有するポリブタジエンを合成した後、該活性末端を含窒素官能基を有する変性剤で変性する等の公知の方法で合成することができる。ここで、上記含窒素官能基としては、ヘキサメチレンイミンに由来する官能基（例えば、ヘキサメチレンイミノ基）が好ましい。上記含窒素官能基を有する重合開始剤は、ｎ-ブチルリチウム等のリチウム化合物と、ヘキサメチレンイミン等の二級アミンとから、リチウムヘキサメチレンイミド等を予備調製して重合反応に用いてもよいが、重合系中で生成させてもよい。また、変性剤としては、四塩化スズ等のスズ含有化合物、Ｎ,Ｎ'-ジメチルイミダゾリジノン、Ｎ-メチルピロリドン、４-ジメチルアミノベンジリデンアニリン、４,４'-ビス(Ｎ,Ｎ-ジメチルアミノ)ベンゾフェノン等の窒素含有化合物、四塩化ケイ素、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トリエトキシシラン、Ｎ-(１-メチルプロピリデン)-３-(トリエトキシシリル)-１-プロパンアミン、Ｎ-(１,３-ジメチルブチリデン)-３-(トリエトキシシリル)-１-プロパンアミン、Ｎ-(３-トリエトキシシリルプロピル)-４,５-ジヒドロイミダゾール、３-メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン、３-イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、３-トリエトキシシリルプロピルコハク酸無水物等のケイ素含有化合物が挙げられる。

本発明のタイヤのトレッドゴムには、ゴム成分100質量部に対してシリカ3〜30質量部を配合してなるゴム組成物を用いることが好ましい。シリカを配合したゴム組成物をトレッドゴムに用いることで、タイヤの転がり抵抗を低減しつつ、氷上性能（低温でのしなやかさ）と耐摩耗性とを両立できる。なお、シリカの配合量が3質量部未満では、転がり抵抗を低減しつつ、上記の両立を達成することが困難であり、一方、30質量部を超えると、耐摩耗性が低下する。

本発明のタイヤのトレッドゴムには、ゴム成分100質量部に対してポリエチレン短繊維0.1〜10質量部を配合してなるゴム組成物を用いることも好ましい。ポリエチレン製の短繊維を配合したゴム組成物をトレッドゴムに用いた場合、加硫中にポリエチレン短繊維が溶融又は軟化し、一方、ゴムマトリックス中で加硫中に発生したガスは溶融又は軟化したポリエチレンの内部に留まる結果、ポリエチレン短繊維が存在していた場所に長尺状の気泡が生成する。該長尺状の気泡は、トレッドゴム内において独立して（独立気泡として）存在し、ミクロな排水溝として機能し得るため、タイヤの氷上性能を向上させることができる。なお、ポリエチレン短繊維の配合量が0.1質量部未満では、十分な排水効果が得られないことがあり、一方、10質量部を超えると、弾性率が上昇して氷上性能が低下することがある。

本発明のタイヤは、例えば、天然ゴム及びジエン系合成ゴムよりなるゴム成分に、カーボンブラックやシリカ等の充填剤、ポリエチレン短繊維、発泡剤、発泡助剤等の配合剤を配合してゴム組成物を調製し、該ゴム組成物をトレッドゴムとして使用し、常法に従って加硫することで製造することができる。なお、本発明のタイヤは、上述のように、転がり抵抗が小さく、氷上性能及び耐摩耗性に優れ、各種車両用のスタッドレスタイヤとして使用することができるが、重荷重用スタッドレスタイヤとして特に好適である。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

＜部分脱タンパク天然ゴムの製造例＞
アンモニア0.4質量％を添加した天然ゴムラテックス（ＣＴ−１）を、ラテックスセパレーターＳＬＰ−３０００［斉藤遠心機工業製］を用いて回転数7500 rpmで15分間遠心分離することにより濃縮した。濃縮したラテックスをさらに回転数7500 rpmで15分間遠心分離した。得られた濃縮ラテックスを固形分として約20％に希釈した後、ギ酸を添加し、一晩放置後、凝固して得られたゴム分を、110℃で210分間乾燥して部分脱タンパク天然ゴムを製造した。得られ天然ゴムの総窒素含有量を、ケルダール法によって測定したところ、0.15質量％であった。

＜変性天然ゴムの製造例＞
フィールドラテックスをラテックスセパレーター［斎藤遠心工業製］を用いて回転数7500 rpmで遠心分離して、乾燥ゴム濃度60％の濃縮ラテックスを得た。この濃縮ラテックス1000gを、撹拌機及び温調ジャケットを備えたステンレス製反応容器に投入し、予め10 mLの水と90 mgの乳化剤［エマルゲン１１０８，花王株式会社製］をＮ,Ｎ-ジエチルアミノエチルメタクリレート 3.0 gに加えて乳化したものを990 mLの水と共に添加し、これらを窒素置換しながら常温で30分間撹拌した。次に、重合開始剤としてtert-ブチルハイドロパーオキサイド 1.2 gとテトラエチレンペンタミン 1.2 gとを加え、40℃で30分間反応させることにより、変性天然ゴムラテックスを得た。該変性天然ゴムラテックスにギ酸を加えｐＨを4.7に調整し、変性天然ゴムラテックスを凝固させた。このようにして得られた固形物をクレーパーで５回処理し、シュレッダーに通してクラム化した後、熱風式乾燥機により110℃で210分間乾燥して変性天然ゴムを得た。このようにして得られた変性天然ゴムの質量から、単量体として加えたＮ,Ｎ-ジエチルアミノエチルメタクリレートの転化率が100％であることが確認された。また、該変性天然ゴムを石油エーテルで抽出し、更にアセトンとメタノールの２：１混合溶媒で抽出することによりホモポリマーの分離を試みたが、抽出物を分析したところホモポリマーは検出されず、添加した単量体の100％が天然ゴム分子に導入されていることが確認された。従って、得られた変性天然ゴムの極性基含有量は、天然ゴムラテックス中のゴム成分に対して0.027 mmol/gである。

＜変性ポリブタジエンゴムの製造例＞
乾燥し、窒素置換された800 mLの耐圧ガラス容器に、１,３-ブタジエンのシクロヘキサン溶液（16％）、スチレンのシクロヘキサン溶液（21％）を、１,３-ブタジエン 40 g、スチレン 10 gとなるように注入し、２,２-ジテトラヒドロフリルプロパン 0.12 mmolを注入し、これに、リチウムヘキサメチレンイミド 0.4 mmolを加えた後、50℃の温水浴中で1.5時間重合反応を行った。この際の重合転化率は、ほぼ100％であった。次に、重合反応系に、変性剤として四塩化スズを0.1 mmol加え、更に50℃で30分間変性反応を行った。その後、重合反応系に、２,６-ジ-ｔ-ブチル-ｐ-クレゾール（ＢＨＴ）のイソプロパノール溶液（ＢＨＴ濃度：5質量％）0.5 mLを加えて、重合反応を停止させ、更に常法に従って乾燥して変性ポリブタジエンゴム（変性ＢＲ）を得た。得られた変性ＢＲは、結合スチレン量が20質量％で、ビニル結合量が58％で、変性停止なしの状態での重量平均分子量（Ｍw）が290,000であった。

＜ゴム組成物の調製及び評価＞
表１〜２に示す配合のゴム組成物を常法に従って調製した。得られたゴム組成物を145℃で33分間加硫して、幅：4.7mm、厚さ：2mm、長さ：40mmのサンプルを作製し、上島製のスペクトロメーターを用い、初期荷重1.57 N、温度26℃、周波数52 Hz、引張動歪0.1％又は2％で動的貯蔵弾性率（Ｅ'）を測定し、その差（ΔＥ'）を計算した。また、上記サンプルに対して、上記スペクトロメーターを用い、初期荷重1.57 N、温度26℃、周波数52 Hz、引張動歪2％の条件下で、損失正接（tanδ）を測定した。結果を表１〜２に示す。

＜タイヤの作製及び評価＞
上記ゴム組成物をトレッドゴムに用いて、サイズ１１Ｒ２２.５の重荷重用スタッドレスタイヤを作製し、アスファルト路面を8000 km走行した後、ＪＩＳＢ０６０１に従ってトレッドゴムの摩耗面の中心線平均粗さ（Ｒａ）及び十点平均粗さ（Ｒｚ）を測定した。更に、下記の方法で、タイヤの転がり抵抗、氷上性能及び耐摩耗性を評価した。結果を表１〜２に示す。

（１）転がり抵抗
時速80 kmでドラム上を走行させて転がり抵抗を測定し、比較例１のタイヤの転がり抵抗を100として指数表示した。指数値が小さい程、タイヤの転がり抵抗が小さいことを示す。

（２）氷上性能
氷上平坦路にて、車輌が静止している状態から加速し、100 m進むまでのラップタイムを測定し、比較例１を100として指数表示した。指数値が大きい程、到達時間が短く氷上での加速に優れることを示す。

（３）耐摩耗性
上記供試タイヤを車両に装着し、5万km走行した時点でのタイヤの溝深さを測定し、走行距離／（走行前のタイヤの溝深さ−走行後のタイヤの溝深さ）の値を算出して、比較例１を100として指数表示した。指数値が大きい程、耐摩耗性に優れることを示す。

*1 上記の方法で製造した部分脱タンパク天然ゴム
*2 上記の方法で製造した変性天然ゴム
*3 宇部興産製, ＢＲ１５０Ｌ
*4 上記の方法で製造した変性ポリブタジエンゴム
*5 日本シリカ工業製, ニップシールＡＱ
*6 アゾジカルボンアミド
*7 タイレ製, 融点＝125℃, 繊維径＝3.6 d, 平均径＝0.023 mm, 平均長さ＝2 mm
*8 日本ウォルネット製, ＳｏｆｔＧｒｉｐ＃４６

表１の結果から、実施例のタイヤは、氷上性能が良好で、耐摩耗性が高く、転がり抵抗が小さいことが分かる。

一方、トレッドゴムのΔＥ'が7.0 MPaを超えている比較例２のタイヤは、比較例１のタイヤに比べて、転がり抵抗が増大しており、また、耐摩耗性も悪化していた。

また、アスファルト路面を8000 km走行した後のトレッドゴムの摩耗面のＲａが12μm未満である比較例３及び４のタイヤは、比較例１のタイヤに比べて、氷上性能が悪化していた。

更に、アスファルト路面を8000 km走行した後のトレッドゴムの摩耗面のＲｚとＲａとの比（Ｒｚ／Ｒａ）が15未満である比較例５のタイヤは、比較例１のタイヤに比べて、氷上性能が悪化している上、耐摩耗性が大幅に悪化していた。

なお、トレッドゴムのΔＥ'が4.0 MPa以下である実施例５〜８のタイヤは、転がり抵抗が非常に小さいことから、トレッドゴムのΔＥ'を4.0 MPa以下とすることが好ましいことが分かる。

Claims

下記式(I)：
ΔＥ'＝0.1％Ｅ'−2％Ｅ' ・・・ (I)
［式中、0.1％Ｅ'及び2％Ｅ'は、それぞれ初期荷重1.57 N、温度26℃の条件下で周波数52 Hz、引張動歪0.1％又は2％で測定した動的貯蔵弾性率を示す］で定義されるΔＥ'が7.0 MPa以下であるトレッドゴムをトレッド部に具え、
アスファルト路面を8000 km走行した後の前記トレッドゴムの摩耗面の中心線平均粗さ（Ｒａ）が12〜40μmで且つ及び十点平均粗さ（Ｒｚ）と中心線平均粗さ（Ｒａ）との比（Ｒｚ／Ｒａ）が15以上であることを特徴とするタイヤ。
前記トレッドゴムは、上記式(I)で定義されるΔＥ'が4.0 MPa以下であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
前記トレッドゴムが独立気泡を有することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
前記トレッドゴムは、発泡率が5〜30％の範囲にあることを特徴とする請求項３に記載のタイヤ。
前記トレッドゴムのゴム成分が天然ゴム及びジエン系合成ゴムよりなり、その質量比（天然ゴム／ジエン系合成ゴム）が80／20〜40／60であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
前記天然ゴムが、天然ゴムラテックス中のタンパク質を機械的分離手法により部分脱タンパク処理してなるラテックスから得られた総窒素含有量が0.1質量％を超え且つ0.4質量％以下である天然ゴム、又は天然ゴム分子中に極性基を含有する変性天然ゴムであることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ。
前記ジエン系合成ゴムが、含窒素官能基を有する変性ポリブタジエンゴムであることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ。
前記含窒素官能基がヘキサメチレンイミンに由来することを特徴とする請求項７に記載のタイヤ。
ゴム成分100質量部に対してシリカ3〜30質量部を配合してなるゴム組成物を、前記トレッドゴムに用いたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
ゴム成分100質量部に対してポリエチレン短繊維0.1〜10質量部を配合してなるゴム組成物を、前記トレッドゴムに用いたことを特徴とする請求項３に記載のタイヤ。
重荷重用スタッドレスタイヤであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のタイヤ。