JP7707561B2 - 重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents

重荷重用空気入りタイヤ

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Description

本発明は、重荷重用空気入りタイヤに関する。
トラック・バス用タイヤの破壊強度を改良する手法として、カーボンブラックを微粒子化ないし高ストラクチャー化する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
特開平６－２７９６２４号公報
上記のカーボンブラックを微粒子化ないし高ストラクチャー化する手法では、タイヤの低燃費性能や耐リブテア性能の改善については充分とはいえない。また、微粒子化に伴う加工性の悪化によりカーボンブラックの分散性も悪化し、逆にタイヤの耐摩耗性が悪化する場合もある。そのため、従来のカーボンブラックの改良による性能向上手法には限界があった。
また、近年の環境規制の影響から、トラック・バス用タイヤにおいても、耐摩耗性能だけでなく、低燃費性能、耐破壊性能等を高度に両立する要求が高まっている。
本発明は、低燃費性能および耐リブテア性能が改善された重荷重用空気入りタイヤを提供することを目的とする。
本発明者は、ベースゴム層およびキャップゴム層の２００％延伸時のモジュラスの差を所定の範囲とし、かつ、ベースゴム層のアセトン抽出量を所定の範囲とすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、
〔１〕トレッドを備えた重荷重用空気入りタイヤであって、前記トレッドが、トレッド面を構成するキャップゴム層および前記キャップゴム層のタイヤ半径方向内側に隣接するベースゴム層を有し、前記キャップゴム層および前記ベースゴム層が、ゴム成分を含有するゴム組成物により構成され、前記ベースゴム層を構成するゴム組成物のアセトン抽出量が４．０質量％未満であり、前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の２３℃における２００％延伸時のモジュラスをＭ２００ｂ（ＭＰａ）、前記キャップゴム層を構成するゴム組成物の２３℃における２００％延伸時のモジュラスをＭ２００ｃ（ＭＰａ）としたとき、Ｍ２００ｂおよびＭ２００ｃが、下記式（１）を満たす、重荷重用空気入りタイヤ、
０≦Ｍ２００ｃ－Ｍ２００ｂ≦５ ・・・（１）
〔２〕前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の７０℃におけるｔａｎδ（７０℃ｔａｎδ）が０．０４０未満である、上記〔１〕記載の重荷重用空気入りタイヤ、
〔３〕前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の２３℃における破断時強度をＴＢ（ＭＰａ）、２３℃における破断時伸びをＥＢ（％）としたとき、前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の７０℃におけるｔａｎδ（７０℃ｔａｎδ）、ＴＢおよびＥＢが、下記式（２）を満たす、上記〔１〕または〔２〕記載の重荷重用空気入りタイヤ、
ＴＢ×ＥＢ／７０℃ｔａｎδ≧４．５×１０5 ・・・（２）
〔４〕前記ベースゴム層を構成するゴム成分がブタジエンゴムを含む、上記〔１〕～〔３〕のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ、
〔５〕前記ベースゴム層の厚みが前記トレッドの総厚みの１～７０％である、上記〔１〕～〔４〕のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ、
〔６〕前記ベースゴム層のタイヤ半径方向内側に四層以上のベルト層を備え、タイヤ半径方向最外側の前記ベルト層のタイヤ半径方向外側面および最広幅の前記ベルト層のタイヤ半径方向外側面のうち少なくとも一面を、タイヤ赤道面に達することなく終了する補強ゴム層で覆い、前記補強ゴム層を構成するゴム組成物の７０℃におけるｔａｎδ（７０℃ｔａｎδ）の値が、前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の７０℃におけるｔａｎδ（７０℃ｔａｎδ）の値よりも大きい、上記〔１〕～〔５〕のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ、
〔７〕前記補強ゴム層の幅ｗが、前記トレッドの踏面幅Ｗの１０～４０％である、上記〔１〕～〔６〕のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ、
〔８〕前記補強ゴム層の最大厚みが、タイヤ赤道線からトレッド踏面幅の１／４の位置に存在する幅方向溝の溝深さの５～２５％である、上記〔１〕～〔７〕のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ、
〔９〕前記ベースゴム層を構成するゴム組成物がグリセリン脂肪酸エステルを含有する、上記〔１〕～〔８〕のいずれかに記載の重荷重用空気入りタイヤ、に関する。
本発明によれば、低燃費性能および耐リブテア性能が改善された重荷重用空気入りタイヤが提供される。
本開示の重荷重用空気入りタイヤのトレッド部の半部について示すトレッド幅方向の断面図である。 本開示において重荷重用空気入りタイヤの耐リブテア性能を評価するために用いる試験装置の一例を概略的に示す正面図である。 試験装置の突起治具および基準面の平面図である。 試験装置の要部拡大図である。
本開示に係る重荷重用空気入りタイヤは、トレッドを備えた重荷重用空気入りタイヤであって、前記トレッドが、トレッド面を構成するキャップゴム層および前記キャップゴム層のタイヤ半径方向内側に隣接するベースゴム層を有し、前記キャップゴム層および前記ベースゴム層が、ゴム成分を含有するゴム組成物により構成され、前記ベースゴム層を構成するゴム組成物のアセトン抽出量が４．０質量％未満であり、前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の２３℃における２００％延伸時のモジュラスをＭ２００ｂ（ＭＰａ）、前記キャップゴム層を構成するゴム組成物の２３℃における２００％延伸時のモジュラスをＭ２００ｃ（ＭＰａ）としたとき、Ｍ２００ｂおよびＭ２００ｃが、下記式（１）を満たす。
０≦Ｍ２００ｃ－Ｍ２００ｂ≦５ ・・・（１）
理論に拘束されることは意図しないが、本開示の効果が発揮されるメカニズムとしては、例えば以下のように考えられる。
ベースゴム層とキャップゴム層とのモジュラスバランスが悪くなると、キャップゴム層とベースゴム層の界面での剥離やベーストレッドゴム内での亀裂など、トレッド損傷の起因となるおそれがある。
そこで、ベースゴム層およびキャップゴム層の２００％延伸時のモジュラスの差を所定の範囲とし、かつ、ベースゴム層のアセトン抽出量を所定の範囲とすることにより、ベースゴム層とキャップゴム層とのモジュラスバランスを最適化し、トレッドゴムの発熱を抑制しつつ、耐リブテア性能を向上させることができたと考えられる。
さらに、後述する補強ゴム層の構造とトレッドの各層を構成するゴム組成物の前記の物性とが協働することにより、低燃費性能および耐リブテア性能を向上させることができたと考えられる。
前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の７０℃におけるｔａｎδ（７０℃ｔａｎδ）は０．０４０未満であることが好ましい。
前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の２３℃における破断時強度をＴＢ（ＭＰａ）、２３℃における破断時伸びをＥＢ（％）としたとき、前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の７０℃におけるｔａｎδ（７０℃ｔａｎδ）、ＴＢおよびＥＢが、下記式（２）を満たすことが好ましい。
ＴＢ×ＥＢ／７０℃ｔａｎδ≧４．５×１０5 ・・・（２）
前記ベースゴム層を構成するゴム成分は、ブタジエンゴムを含むことが好ましい。
前記ベースゴム層の厚みは、前記トレッドの総厚みの１～７０％であることが好ましい。
本開示に係る重荷重用空気入りタイヤは、前記ベースゴム層のタイヤ半径方向内側に四層以上のベルト層を備え、タイヤ半径方向最外側の前記ベルト層のタイヤ半径方向外側面および最広幅の前記ベルト層のタイヤ半径方向外側面のうち少なくとも一面を、タイヤ赤道面に達することなく終了する補強ゴム層で覆い、前記補強ゴム層を構成するゴム組成物の７０℃におけるｔａｎδ（７０℃ｔａｎδ）の値が、前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の７０℃におけるｔａｎδ（７０℃ｔａｎδ）の値よりも大きいことが好ましい。
前記補強ゴム層の幅ｗは、前記トレッドの踏面幅Ｗの１０～４０％であることが好ましい。
前記補強ゴム層の最大厚みは、タイヤ赤道線からトレッド踏面幅の１／４の位置に存在する幅方向溝の溝深さの５～２５％であることが好ましい。
前記ベースゴム層を構成するゴム組成物は、グリセリン脂肪酸エステルを含有することが好ましい。
本開示の一実施形態であるトレッド用ゴム組成物を含む重荷重用空気入りタイヤについて、以下に詳細に説明する。但し、以下の記載は本開示を説明するための例示であり、本発明の技術的範囲をこの記載範囲にのみ限定する趣旨ではない。なお、本明細書において、「～」を用いて数値範囲を示す場合、その両端の数値を含むものとする。
＜重荷重用空気入りタイヤ＞
図１に、本開示の重荷重用空気入りタイヤのトレッド部の半部について示すトレッド幅方向の断面図を示すが、本開示はこれに限定されるものではない。
図１において、１はトレッド部を、２は一方のビードコアと他方のビードコア間にトロイダルに延在する、一枚以上のカーカスプライからなるカーカスを、３はカーカス２のタイヤ半径方向外側に配設した五層の積層ベルト層３ａ～３ｅからなるベルトを示す。そして、ベルト３のタイヤ半径方向外側に、ベースゴム層４およびキャップゴム層５が積層している。
ここで、タイヤ半径方向最外側のベルト層３ｅのタイヤ半径方向外側面および最広幅のベルト層３ｃのタイヤ半径方向外側面のうち少なくとも一面（図１ではタイヤ半径方向最外側のベルト層３ｅのタイヤ半径方向外側面）は、トレッドゴム６のタイヤ半径方向内側で、タイヤ赤道面Ｅに達することなく終了する補強ゴム層７で覆われている。
補強ゴム層７を構成するゴム組成物の７０℃におけるｔａｎδ（７０℃ｔａｎδ）の値を、前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の７０℃におけるｔａｎδ（７０℃ｔａｎδ）の値よりも大きくすることで、タイヤの発熱耐久性およびベルトの耐久性を高い次元で両立させることができる。
補強ゴム層７の幅ｗは、トレッドの踏面幅Ｗの１０～４０％であることが好ましく、１５～３０％であることがより好ましい。また、補強ゴム層７の最大厚みｔは、タイヤ赤道線からトレッド踏面幅の１／４の位置に存在する幅方向溝の溝深さの５～２５％であることが好ましく、７～２０％であることがより好ましい。これらによれば、ベースゴム４内への破壊の進行を有効に阻止しつつ、低発熱性のベースゴム層４にそれ本来の機能を十分に発揮させて、トレッドゴム６に高い耐久性を付与することができる。なお、本開示において「トレッド踏面幅」とは、タイヤを適用リムに装着して、規定の空気圧を充填し、平板に対してキャンバー角零度で垂直に置いて最大負荷能力に相当する負荷を付与した際の、タイヤ軸方向最外側の接地位置（接地端）間の、タイヤ軸線と平行な直線距離になるトレッド接地幅をいうものとする。
本開示における「７０℃ｔａｎδ」は、ＪＩＳ Ｋ ６３９４：２００７に準拠し、温度７０℃、初期歪み５％、動歪み±１％、周波数１０Ｈｚの条件下での損失正接ｔａｎδを指す。
ベースゴム層４を構成するゴム組成物の７０℃ｔａｎδは、低燃費性能の観点から、０．０４０未満が好ましく、０．０３９未満がより好ましく、０．０３７未満がさらに好ましい。
なお、ベースゴム層４の７０℃ｔａｎδは、後述のゴム成分、フィラー、シランカップリング剤、オイル、グリセリン脂肪酸エステル等の種類や配合量により適宜調整することができる。
本開示における破断時強度（ＴＢ）（ＭＰａ）、および破断時伸び（ＥＢ）（％）は、ＪＩＳ Ｋ ６２５１：２０１７に準じて、２３℃雰囲気下にて、引張速度３．３ｍｍ／秒の条件で測定された破断時強度および破断時伸び（切断時伸び）を指す。
本開示における２００％延伸時のモジュラスは、ＪＩＳ Ｋ ６２５１：２０１７に準じて、２３℃雰囲気下にて、引張速度３．３ｍｍ／秒の条件で測定された、列理方向への伸び２００％時の引張応力を指す。
ベースゴム層４を構成するゴム組成物の２００％延伸時のモジュラスＭ２００ｂは、ごゴムの歪みにより低燃費性能が悪化することを抑制する観点、操縦安定性能の低下を抑制する観点、偏摩耗を抑制する観点から、４．０ＭＰａ以上が好ましく、４．５ＭＰａ以上がより好ましく、５．０ＭＰａ以上がさらに好ましく、５．５ＭＰａ以上が特に好ましい。一方、Ｍ２００ｂは、１５．０ＭＰａ以下が好ましく、１４．０ＭＰａ以上がより好ましく、１３．０ＭＰａ以下がさらに好ましく、１２．０ＭＰａ以下が特に好ましい。Ｍ２００ｂが１５．０ＭＰａ超の場合、外力が逃がしづらく、キャップゴム層５とベースゴム層４との界面に入力が集中することで、界面で亀裂進展が生じる懸念がある。
本開示のベースゴム層４を構成するゴム組成物の２３℃における２００％延伸時のモジュラスをＭ２００ｂ（ＭＰａ）、キャップゴム層５を構成するゴム組成物の２３℃における２００％延伸時のモジュラスをＭ２００ｃ（ＭＰａ）としたとき、Ｍ２００ｂおよびＭ２００ｃは、下記式（１）を満たす。
０≦Ｍ２００ｃ－Ｍ２００ｂ≦５ ・・・（１）
Ｍ２００ｃ－Ｍ２００ｂを５ＭＰａ以下とし、ベースゴム層４とキャップゴム層５とのモジュラスバランスをよくすることにより、ベースゴム層４とキャップゴム層５の界面での剥離やベースゴム層４内での亀裂等のトレッドの損傷を抑制することができると考えられる。
Ｍ２００ｃ－Ｍ２００ｂは４ＭＰａ以下が好ましく、３ＭＰａ以下がより好ましい。
なお、各ゴム層の２００％延伸時のモジュラス、ＴＢおよびＥＢは、後述のゴム成分、フィラー、シランカップリング剤、軟化剤等の種類や配合量により適宜調整することができる。
本開示におけるアセトン抽出量は、加硫ゴム組成物に含有される可塑剤中の有機低分子化合物の濃度の指標となるものである。アセトン抽出量は、ＪＩＳ Ｋ ６２２９－３：２０１５に準拠して各加硫ゴム試験片を２４時間アセトンに浸漬して可溶成分を抽出し、抽出前後の各試験片の質量を測定し、下記式により求めることができる。
アセトン抽出量（％）＝｛（抽出前のゴム試験片の質量－抽出後のゴム試験片の質量）／（抽出前のゴム試験片の質量）｝×１００
ベースゴム層４を構成するゴム組成物のアセトン抽出量は、４．０質量％未満であり、３．９質量％未満が好ましく、３．８質量％未満がより好ましく、３．７質量％未満がさらに好ましく、３．６質量％未満が特に好ましい。アセトン抽出量の差を前記の範囲とすることにより、低燃費性能と耐破壊性能のバランスを高次元で達成できる。
ベースゴム層４を構成するゴム組成物の７０℃ｔａｎδ、２３℃における破断時強度ＴＢ（ＭＰａ）、および２３℃における破断時伸びＥＢ（％）は、タイヤの耐久性と低燃費性とのバランスの観点から、下記式（２）を満たすことが好ましい。
ＴＢ×ＥＢ／７０℃ｔａｎδ≧４．５×１０5 ・・・（２）
ＴＢ×ＥＢ／７０℃ｔａｎδは、４．６×１０5以上が好ましく、４．７×１０5以上がより好ましく、４．８×１０5以上がさらに好ましく、４．９×１０5以上が特に好ましい。
［ゴム組成物］
本開示の重荷重用空気入りタイヤは、前述した補強ゴム層の構造とトレッドの各層を構成するゴム組成物の前記の物性とが協働することにより、低燃費性能および耐リブテア性能を向上させることができる。
＜ゴム成分＞
本開示に係るトレッドの各ゴム層を構成するゴム組成物（トレッド用ゴム組成物）は、ゴム成分としてイソプレン系ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）およびブタジエンゴム（ＢＲ）からなる群から選ばれる少なくとも１種を含有することが好ましい。特に天然ゴムは、耐久性および耐摩耗性能を確保するために配合することが好ましい。トレッドの各ゴム層を構成するゴム成分は、イソプレン系ゴムのみからなるゴム成分としてもよく、イソプレン系ゴムおよびＢＲのみからなるゴム成分としてもよい。
（イソプレン系ゴム）
イソプレン系ゴムとしては、例えば、イソプレンゴム（ＩＲ）および天然ゴム等タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。天然ゴムには、非改質天然ゴム（ＮＲ）の他に、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、水素化天然ゴム（ＨＮＲ）、脱タンパク質天然ゴム（ＤＰＮＲ）、高純度天然ゴム、グラフト化天然ゴム等の改質天然ゴム等も含まれる。これらのイソプレン系ゴムは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
ＮＲとしては、特に限定されず、タイヤ業界において一般的なものを用いることができ、例えば、ＳＩＲ２０、ＲＳＳ＃３、ＴＳＲ２０等が挙げられる。
イソプレン系ゴムのゴム成分中の含有量は、５０質量％以上が好ましく、６０質量％以上がより好ましく、７０質量％以上がさらに好ましく、８０質量％以上が特に好ましく、イソプレン系ゴムのみからなるゴム成分としてもよい。
（ＢＲ）
ＢＲとしては特に限定されず、例えば、シス含量（シス－１，４結合含有率）が９０質量％以上のＢＲ（ハイシスＢＲ）、希土類元素系触媒を用いて合成された希土類系ブタジエンゴム（希土類系ＢＲ）、シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するＢＲ（ＳＰＢ含有ＢＲ）、変性ＢＲ（ハイシス変性ＢＲ、ローシス変性ＢＲ）等タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。ＢＲとしては、フィラーとの補強性の観点から変性ＢＲが好適に使用される。また、ＳＰＢ含有ＢＲは、フィラーを減少させたときの強度担保のために使用することができる。
ハイシスＢＲとしては、例えば、日本ゼオン（株）製のもの、宇部興産（株）製のもの、ＪＳＲ（株）製のもの等が挙げられる。ハイシスＢＲを含有することで低温特性および耐摩耗性能を向上させることができる。ハイシスＢＲのシス含量は、９０質量％以上が好ましく、９５質量％以上がより好ましく、９６質量％以上がさらに好ましく、９７質量％以上が特に好ましい。なお、本明細書において、シス含量は、赤外吸収スペクトル分析により算出される値である。
希土類系ＢＲとしては、希土類元素系触媒を用いて合成され、ビニル結合量（１，２－結合ブタジエン単位量）が好ましくは１．８モル％以下、より好ましくは１．０モル％以下、さらに好ましくは０．８％モル以下であり、シス含量（シス－１，４結合含有率）が好ましくは９５質量％以上、より好ましくは９６％質量以上、さらに好ましくは９７質量％以上である。希土類系ＢＲとしては、例えば、ランクセス（株）製のものなどを用いることができる。
ＳＰＢ含有ＢＲは、１，２－シンジオタクチックポリブタジエン結晶が、単にＢＲ中に結晶を分散させたものではなく、ＢＲと化学結合したうえで分散しているものが挙げられる。このようなＳＰＢ含有ＢＲとしては、宇部興産（株）製のものなどを用いることができる。
変性ＢＲとしては、スズでカップリングされた末端変性ＢＲ、アルコキシシリル基および／またはアミノ基を有する末端変性ＢＲが好適に用いられる。また、変性ＢＲは、水素添加されていないもの、水素添加されているもののいずれであってもよい。このような変性ＢＲとしては、日本ゼオン（株）製のもの、旭化成ケミカルズ（株）製のものなどを用いることができる。
スズでカップリングされた末端変性ＢＲとしては、リチウム開始剤により１，３－ブタジエンの重合をおこなったのち、スズ化合物を添加することにより得られ、さらに変性ＢＲ分子の末端がスズ－炭素結合で結合されているものが好ましい。リチウム開始剤としては、アルキルリチウム、アリールリチウム、ビニルリチウム、有機スズリチウムおよび有機窒素リチウム化合物などのリチウム系化合物や、リチウム金属などがあげられる。前記リチウム開始剤を変性ＢＲの開始剤とすることで、高ビニル、低シス含有量の変性ＢＲを作製できる。スズ化合物としては、四塩化スズ、ブチルスズトリクロライド、ジブチルスズジクロライド、ジオクチルスズジクロライド、トリブチルスズクロライド、トリフェニルスズクロライド、ジフェニルジブチルスズ、トリフェニルスズエトキシド、ジフェニルジメチルスズ、ジトリルスズクロライド、ジフェニルスズジオクタノエート、ジビニルジエチルスズ、テトラベンジルスズ、ジブチルスズジステアレート、テトラアリルスズ、ｐ－トリブチルスズスチレンなどがあげられ、これらのスズ化合物は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記で列挙されたＢＲは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
ＢＲの重量平均分子量（Ｍｗ）は、耐摩耗性およびグリップ性能等の観点から、３０万以上が好ましく、３５万以上がより好ましく、４０万以上がさらに好ましい。また、架橋均一性等の観点からは、２００万以下が好ましく、１００万以下がより好ましい。なお、Ｍｗは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）（東ソー（株）製のＧＰＣ－８０００シリーズ、検出器：示差屈折計、カラム：東ソー（株）製のＴＳＫＧＥＬ ＳＵＰＥＲＭＡＬＴＰＯＲＥ ＨＺ－Ｍ）による測定値を基に、標準ポリスチレン換算により求めることができる。
ＢＲを含有する場合のゴム成分中の含有量は、低燃費性能の観点から、５質量％以上が好ましく、１０質量％以上がより好ましく、１２質量％以上がさらに好ましく、１５質量％以上が特に好ましい。また、該含有量は、破断強度の観点から、２８質量％以下が好ましく、２５質量％以下がより好ましく、２２質量％以下がさらに好ましく、２０質量％以下が特に好ましい。
（ＳＢＲ）
ＳＢＲとしては特に限定はなく、溶液重合ＳＢＲ（Ｓ－ＳＢＲ）、乳化重合ＳＢＲ（Ｅ－ＳＢＲ）、これらの変性ＳＢＲ（変性Ｓ－ＳＢＲ、変性Ｅ－ＳＢＲ）等が挙げられる。変性ＳＢＲとしては、末端および／または主鎖が変性されたＳＢＲ、スズ、ケイ素化合物等でカップリングされた変性ＳＢＲ（縮合物、分岐構造を有するもの等）等が挙げられる。なかでも、低燃費性能および耐摩耗性能を良好に改善できるという点から、Ｅ－ＳＢＲが好ましい。これらのＳＢＲは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
ＳＢＲを含有する場合のゴム成分中の含有量は特に限定されず、例えば、１質量％以上、５質量％以上、１０質量％以上、３０質量％以下、２５質量％以下、２０質量％以下とすることができる。
（その他のゴム成分）
本開示に係るゴム成分として、前記のイソプレン系ゴム、ＳＢＲおよびＢＲ以外のゴム成分を含有してもよい。他のゴム成分としては、タイヤ工業で一般的に用いられる架橋可能なゴム成分を用いることができ、例えば、スチレン－イソプレン－ブタジエン共重合ゴム（ＳＩＢＲ）、スチレン－イソブチレン－スチレンブロック共重合体（ＳＩＢＳ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレンプロピレンゴム、ポリノルボルネンゴム、シリコーンゴム、塩化ポリエチレンゴム、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、ヒドリンゴム等が挙げられる。これらその他のゴム成分は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
＜フィラー＞
本開示に係るトレッド用ゴム組成物は、カーボンブラックおよび／またはシリカを含むフィラーを含有することが好ましい。また、フィラーは、カーボンブラックのみからなるフィラーとしてもよく、カーボンブラックおよびシリカのみからなるフィラーとしてもよい。
（シリカ）
本開示に係るトレッド用ゴム組成物にシリカを配合することにより、低燃費性能、耐破壊性能、および耐摩耗性能を向上させることができる。シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法により調製されたシリカ（無水シリカ）、湿式法により調製されたシリカ（含水シリカ）等、タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。なかでもシラノール基が多いという理由から、湿式法により調製された含水シリカが好ましい。これらのシリカは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
シリカの平均粒子径は、５０ｎｍ以下が好ましく、４０ｎｍ以下がより好ましく、３０ｎｍ以下がさらに好ましい。また、シリカの平均粒子径は、１３ｎｍ以上が好ましく、１５ｎｍ以上がより好ましく、１７ｎｍ以上がさらに好ましい。シリカの平均粒子径が上記範囲内であると、本開示の効果をより良好に発揮できる傾向がある。なお、シリカの平均粒子径は数平均粒子径であり、透過型電子顕微鏡により、任意の１００個についての平均値として測定される。
シリカのセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）比表面積は、８０ｍ2／ｇ以上が好ましく、９０ｍ2／ｇ以上がより好ましく、１００ｍ2／ｇ以上がさらに好ましい。また、シリカのＣＴＡＢ比表面積は、３００ｍ2／ｇ以下がより好ましく、１７０ｍ2／ｇ以下がより好ましく、１５０ｍ2／ｇ以下がさらに好ましい。シリカのＣＴＡＢ比表面積が上記範囲内であると、本開示の効果をより良好に発揮できる傾向がある。なお、本明細書におけるシリカのＣＴＡＢ比表面積は、ＡＳＴＭ Ｄ３７６５－９２に準拠して測定される値である。
シリカの窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）は、８０ｍ2／ｇ以上が好ましく、１１０ｍ2／ｇ以上がより好ましく、１４０ｍ2／ｇ以上がさらに好ましく、１７０ｍ2／ｇ以上が特に好ましい。また、シリカのＮ2ＳＡは、３５０ｍ2／ｇ以下が好ましく、３００ｍ2／ｇ以下がより好ましく、２５０ｍ2／ｇ以下がさらに好ましい。シリカのＮ2ＳＡが上記範囲内であると、本開示の効果をより良好に発揮できる傾向がある。なお、本明細書におけるシリカのＮ2ＳＡは、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７－９３に準じてＢＥＴ法で測定される値である。
シリカのゴム成分１００質量部に対する含有量は、低燃費性能の観点から、２０質量部以下が好ましく、１８質量部以下がより好ましく、１５質量部以下がさらに好ましく、１０質量部以下が特に好ましい。一方、該含有量は、破断伸びの観点から、１質量部以上が好ましく、３質量部以上がより好ましく、５質量部以上がさらに好ましい。
（カーボンブラック）
カーボンブラックとしては特に限定されず、例えば、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦ等タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。これらのカーボンブラックは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
カーボンブラックの平均粒子径は、カーボンブラックの平均粒子径は、９０ｎｍ以下が好ましく、７０ｎｍ以下がより好ましく、５０ｎｍ以下がさらに好ましい。また、カーボンブラックの平均粒子径は、１３ｎｍ以上が好ましく、１５ｎｍ以上がより好ましく、１７ｎｍ以上がさらに好ましい。カーボンブラックの平均粒子径が上記範囲内であると、本開示の効果をより良好に発揮できる傾向がある。なお、カーボンブラックの平均粒子径は数平均粒子径であり、透過型電子顕微鏡により、任意の１００個についての平均値として測定される。
カーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）比表面積は、８０ｍ2／ｇ以上が好ましく、９０ｍ2／ｇ以上がより好ましく、１００ｍ2／ｇ以上がさらに好ましい。また、カーボンブラックのＣＴＡＢ比表面積は、１７０ｍ2／ｇ以下がより好ましく、１６５ｍ2／ｇ以下がより好ましく、１６０ｍ2／ｇ以下がさらに好ましい。カーボンブラックのＣＴＡＢ比表面積が上記範囲内であると、本開示の効果をより良好に発揮できる傾向がある。なお、本明細書におけるカーボンブラックのＣＴＡＢ比表面積は、ＪＩＳ Ｋ ６２１７－３：２００１に準拠して測定される値である。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）は、破壊強度の観点から、４０ｍ2／ｇ以上が好ましく、６０ｍ2／ｇ以上がより好ましく、８０ｍ2／ｇ以上がさらに好ましい。また、加工性の観点からは、２００ｍ2／ｇ以下が好ましく、１５０ｍ2／ｇ以下がより好ましく、１３０ｍ2／ｇ以下がさらに好ましい。なお、本明細書におけるカーボンブラックのＮ2ＳＡは、ＪＩＳ Ｋ ６２１７－２「ゴム用カーボンブラック基本特性－第２部：比表面積の求め方－窒素吸着法－単点法」のＡ法に準じて測定される値である。
カーボンブラックのゴム成分１００質量部に対する含有量は、低燃費性能の観点から、２０質量部以上が好ましく、２５質量部以上がより好ましく、３０質量部以上がさらに好ましい。また、該含有量は、低燃費性能の観点から、６０質量部以下が好ましく、５５質量部以下がより好ましく、５０質量部以下がさらに好ましく、４５質量部以下が特に好ましい。
シリカおよびカーボンブラック以外のフィラーとしては、例えば、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、アルミナ、クレー、タルク等、タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。
シリカおよびカーボンブラックの合計１００質量％中のシリカの含有率は、１質量％以上が好ましく、３質量％以上がより好ましく、５質量％以上がさらに好ましく、７質量％以上が特に好ましい。また、該シリカの含有率は、５０質量％以下が好ましく、４０質量％以下がより好ましく、３０質量％以下がさらに好ましい。
シリカとカーボンブラックのゴム成分１００質量部に対する合計含有量は、耐摩耗性能の観点から、２５質量部以上が好ましく、３０質量部以上がより好ましく、３５質量部以上がさらに好ましい。また、低燃費性能および耐摩耗性能が低下することを抑制する観点からは、８０質量部以下が好ましく、７０質量部以下がより好ましく、６０質量部以下がさらに好ましく、５５質量部以下が特に好ましい。
（シランカップリング剤）
シリカは、シランカップリング剤と併用することが好ましい。シランカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド等のスルフィド基を有するシランカップリング剤；３－メルカプトプロピルトリメトキシシラン、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ社製のＮＸＴ－Ｚ１００、ＮＸＴ－Ｚ４５、ＮＸＴ等のメルカプト基を有するシランカップリング剤；ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニル基を有するシランカップリング剤；３－アミノプロピルトリエトキシシラン、３－アミノプロピルトリメトキシシラン、３－（２－アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノ基を有するシランカップリング剤；γ－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のグリシドキシ系のシランカップリング剤；３－ニトロプロピルトリメトキシシラン、３－ニトロプロピルトリエトキシシラン等のニトロ系のシランカップリング剤；３－クロロプロピルトリメトキシシラン、３－クロロプロピルトリエトキシシラン等のクロロ系のシランカップリング剤等が挙げられ、スルフィド基を有するシランカップリング剤が好ましい。これらのシランカップリング剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
シランカップリング剤を含有する場合のシリカ１００質量部に対する含有量は、シリカの分散性を高める観点から、８．０質量部以上が好ましく、８．５質量部以上がより好ましく、９．０質量部以上がさらに好ましく、９．５質量部以上が特に好ましい。また、耐摩耗性能の低下を防止する観点からは、１８質量部以下が好ましく、１６質量部以下がより好ましく、１４質量部以下がさらに好ましく、１２質量部以下が特に好ましい。
＜その他の配合剤＞
本開示に係るトレッド用ゴム組成物には、前記成分以外にも、従来タイヤ工業で一般に使用される配合剤、例えば、オイル、ワックス、グリセリン脂肪酸エステル、加工助剤、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤等を適宜含有することができる。
オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、動物油脂等が挙げられる。前記プロセスオイルとしてはパラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル等が挙げられる。また、環境対策で多環式芳香族（ｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃ ａｒｏｍａｔｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄ：ＰＣＡ）化合物の含量の低いプロセスオイルを使用することもできる。前記低ＰＣＡ含量プロセスオイルとしては、軽度抽出溶媒和物（ＭＥＳ）、処理留出物芳香族系抽出物（ＴＤＡＥ）、重ナフテン系オイル等が挙げられる。
オイルを含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、低燃費性能と破壊強度とのバランスの観点から、１０質量部以下が好ましく、７質量部以下がより好ましく、４質量部以下がさらに好ましい。なお、本明細書において、オイルの含有量には、油展ゴムに含まれるオイル量も含まれる。
ワックスを含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、ゴムの耐候性の観点から、０．５質量部以上が好ましく、１．０質量部以上がより好ましく、１．５質量部以上がさらに好ましい。また、また、ブルームによるタイヤの白色化防止の観点からは、８．０質量部以下が好ましく、６．０質量部以下がより好ましい。
グリセリン脂肪酸エステルは、グリセリンの持つ３つのＯＨ基のうちの少なくとも１つに脂肪酸がエステル結合したものであり、脂肪酸のつく数によって、グリセリン脂肪酸モノエステル、グリセリン脂肪酸ジエステル、グリセリン脂肪酸トリエステルに分かれるものである。グリセリン脂肪酸エステルを構成する脂肪酸は、好ましくは炭素数８～２８、より好ましくは炭素数８～２２、さらに好ましくは炭素数１０～１８、特に好ましくは炭素数１２～１８の脂肪酸である。また、脂肪酸は飽和、不飽和、直鎖、分岐鎖いずれでもよいが、直鎖状飽和脂肪酸が好ましい。脂肪酸の具体例としては、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、リノール酸等が挙げられる。
グリセリン脂肪酸エステルを含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、特に制限されないが、０．１質量部以上が好ましく、０．５質量部以上がより好ましく、１．０質量部以上がさらに好ましい。また、該含有量は、１０．０質量部以下が好ましく、８．０質量部以下がより好ましく、６．０質量部以下がさらに好ましい。グリセリン脂肪酸エステルの含有量を前記の範囲とすることにより、ゴム組成物中でのフィラーの分散性が向上し、低燃費性能、耐摩耗性能をより改善することができる。
加工助剤としては、例えば、脂肪酸金属塩、脂肪酸アミド、アミドエステル、シリカ表面活性剤、脂肪酸エステル、脂肪酸金属塩とアミドエステルとの混合物、脂肪酸金属塩と脂肪酸アミドとの混合物等が挙げられる。これらの加工助剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。加工助剤としては、例えば、Ｓｃｈｉｌｌ＋Ｓｅｉｌａｃｈｅｒ社、パフォーマンスアディティブス社等より市販されているものを使用することができる。
加工助剤を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、加工性の改善効果を発揮させる観点から、０．５質量部以上が好ましく、１質量部以上がより好ましい。また、耐摩耗性および破壊強度の観点からは、１０質量部以下が好ましく、８質量部以下がより好ましい。
老化防止剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、アミン系、キノリン系、キノン系、フェノール系、イミダゾール系の各化合物や、カルバミン酸金属塩等の老化防止剤が挙げられ、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、Ｎ－イソプロピル－Ｎ’－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－ｐ－フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’－ジ－２－ナフチル－ｐ－フェニレンジアミン、Ｎ－シクロヘキシル－Ｎ’－フェニル－ｐ－フェニレンジアミン等のフェニレンジアミン系老化防止剤、および２，２，４－トリメチル－１，２－ジヒドロキノリン重合体、６－エトキシ－２，２，４－トリメチル－１，２－ジヒドロキノリン等のキノリン系老化防止剤が好ましい。これらの老化防止剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
老化防止剤を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、ゴムの耐オゾンクラック性の観点から、０．５質量部以上が好ましく、１．０質量部以上がより好ましく、１．５質量部以上がさらに好ましい。また、耐摩耗性能やウェットグリップ性能の観点からは、１０．０質量部以下が好ましく、５．０質量部以下がより好ましい。
ステアリン酸を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、加工性の観点から、０．５質量部以上が好ましく、１質量部以上がより好ましい。また、加硫速度の観点からは、１０質量部以下が好ましく、５質量部以下がより好ましい。
酸化亜鉛を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、加工性の観点から、０．５質量部以上が好ましく、１．０質量部以上がより好ましく、１．５質量部以上がさらに好ましい。また、耐摩耗性能の観点からは、１０．０質量部以下が好ましく、５．０質量部以下がより好ましい。
加硫剤としては硫黄が好適に用いられる。硫黄としては、粉末硫黄、油処理硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄等を用いることができる。
加硫剤として硫黄を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、十分な加硫反応を確保し、良好なグリップ性能および耐摩耗性能を得るという観点から、０．５質量部以上が好ましく、１．０質量部以上がより好ましい。また、劣化の観点からは、３．０質量部以下が好ましく、２．５質量部以下がより好ましく、２．０質量部以下がさらに好ましい。なお、加硫剤として、オイル含有硫黄を使用する場合の加硫剤の含有量は、オイル含有硫黄に含まれる純硫黄分の合計含有量とする。
硫黄以外の加硫剤としては、例えば、アルキルフェノール・塩化硫黄縮合物、１，６－ヘキサメチレン－ジチオ硫酸ナトリウム・二水和物、１，６－ビス（Ｎ，Ｎ’－ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサン等が挙げられる。これらの硫黄以外の加硫剤は、田岡化学工業（株）、ランクセス（株）、フレクシス社等より市販されているものを使用することができる。
加硫促進剤としては、例えば、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド－アミン系若しくはアルデヒド－アンモニア系、イミダゾリン系、またはキサンテート系加硫促進剤等が挙げられる。これらの加硫促進剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、スルフェンアミド系、グアニジン系、およびチアゾール系加硫促進剤からなる群から選ばれる１以上の加硫促進剤が好ましい。
スルフェンアミド系加硫促進剤としては、例えば、Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）、Ｎ－シクロヘキシル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ，Ｎ－ジシクロヘキシル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＤＣＢＳ）等が挙げられる。なかでも、Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）が好ましい。
グアニジン系加硫促進剤としては、例えば、１，３－ジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）、１，３－ジ－ｏ－トリルグアニジン、１－ｏ－トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ－ｏ－トリルグアニジン塩、１，３－ジ－ｏ－クメニルグアニジン、１，３－ジ－ｏ－ビフェニルグアニジン、１，３－ジ－ｏ－クメニル－２－プロピオニルグアニジン等が挙げられる。なかでも、１，３－ジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）が好ましい。
チアゾール系加硫促進剤としては、例えば、２－メルカプトベンゾチアゾール、２－メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩、ジ－２－ベンゾチアゾリルジスルフィド等が挙げられる。なかでも、２－メルカプトベンゾチアゾールが好ましい。
加硫促進剤を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、１質量部以上が好ましく、２質量部以上がより好ましい。また、加硫促進剤のゴム成分１００質量部に対する含有量は、８質量部以下が好ましく、７質量部以下がより好ましく、６質量部以下がさらに好ましい。加硫促進剤の含有量を上記範囲内とすることにより、破壊強度および伸びが確保できる傾向がある。
本開示に係るゴム組成物は、公知の方法により製造することができる。例えば、前記の各成分をオープンロール、密閉式混練機（バンバリーミキサー、ニーダー等）等のゴム混練装置を用いて混練りすることにより製造できる。
混練り工程は、例えば、加硫剤および加硫促進剤以外の配合剤および添加剤を混練りするベース練り工程と、ベース練り工程で得られた混練物に加硫剤および加硫促進剤を添加して混練りするファイナル練り（Ｆ練り）工程とを含んでなるものである。さらに、前記ベース練り工程は、所望により、複数の工程に分けることもできる。
混練条件としては特に限定されるものではないが、例えば、ベース練り工程では、排出温度１５０～１７０℃で３～１０分間混練りし、ファイナル練り工程では、７０～１１０℃で１～５分間混練りする方法が挙げられる。加硫条件としては、特に限定されるものではなく、例えば、１５０～２００℃で１０～３０分間加硫する方法が挙げられる。
キャップゴム層およびベースゴム層を含むトレッドを備えたタイヤは、前記のゴム組成物を用いて、通常の方法により製造できる。すなわち、ゴム成分に対して上記各成分を必要に応じて配合した未加硫のゴム組成物を、所定の形状の口金を備えた押し出し機でキャップゴム層およびベースゴム層の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、通常の方法にて成型することにより、未加硫タイヤを形成し、この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより、本開示のタイヤを製造することができる。
以下、本開示を実施例に基づいて説明するが、本開示はこれら実施例のみに限定されるものではない。
以下、実施例および比較例において用いた各種薬品をまとめて示す。
ＮＲ：ＴＳＲ２０
ＢＲ１：宇部興産（株）製のＵＢＥＰＯＬ ＢＲ１５０Ｂ（シス含量：９７質量％、Ｍｗ：４４万）
ＢＲ２：日本ゼオン（株）製のＢＲ１２５０Ｈ（スズ変性ＢＲ、開始剤としてリチウムを用いて重合、シス含量：４２質量％、Ｍｗ：５７万）
カーボンブラック１：下記製造例１により製造されたカーボンブラック（平均粒子径：１９ｎｍ、ＣＴＡＢ：１５０ｍ2／ｇ、Ｎ2ＳＡ：１５５ｍ2／ｇ）
カーボンブラック２：三菱ケミカル（株）製のダイアブラックＮ３３０（平均粒子径：３１ｎｍ、ＣＴＡＢ：７８ｍ2／ｇ、Ｎ2ＳＡ：７９ｍ2／ｇ）
カーボンブラック３：三菱ケミカル（株）製のダイアブラックＮ２２０（平均粒子径：２３ｎｍ、ＣＴＡＢ：１１０ｍ2／ｇ、Ｎ2ＳＡ：１１４ｍ2／ｇ）
シリカ：エボニックデグサ社製のウルトラシルＶＮ３（平均粒子径：１８ｎｍ、ＣＴＡＢ：１５３ｍ2／ｇ、Ｎ2ＳＡ：１７５ｍ2／ｇ）
ワックス：日本精蝋（株）製のオゾエース０３５５
老化防止剤１：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ（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）
老化防止剤２：大内新興化学工業（株）製のノクラックＲＤ（ポリ（２，２，４－トリメチル－１，２－ジヒドロキノリン））
ステアリン酸：日油（株）製のビーズステアリン酸つばき
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
硫黄１：細井化学工業（株）製のＨＫ－２００－５（５％オイル含有粉末硫黄）
硫黄２：日本乾溜工業（株）製のセイミＯＴ（１０％オイル含有不溶性硫黄）
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ））
（製造例１）
空気導入ダクトと燃焼バーナーを備える内径８００ｍｍ、長さ１６００ｍｍの燃焼帯域、該燃焼帯域から連接され、周辺から原料ノズルを貫通接続した内径１７５ｍｍ、長さ１０００ｍｍの狭径部からなる原料導入帯域、クエンチ装置を備えた内径４００ｍｍ、長さ３０００ｍｍの後部反応帯域を順次接合したカーボンブラック反応炉を用い、燃料にＣ重油、および原料炭化水素にクレオソート油を使用し、各条件を設定しカーボンブラック１を製造した。
（実施例および比較例）
表１および表２に示す配合処方にしたがい、１．７Ｌの密閉型バンバリーミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤以外の薬品を排出温度１７０℃になるまで５分間混練りし、混練物を得た。さらに、得られた混練物を前記バンバリーミキサーにより、排出温度１５０℃で４分間、再度混練りした（リミル）。次に、２軸オープンロールを用いて、得られた混練物に硫黄および加硫促進剤を添加し、４分間、１０５℃になるまで練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を１７０℃で１２分間プレス加硫することで、試験用加硫ゴム組成物を作製した。
また、前記未加硫ゴム組成物を、所定の形状の口金を備えた押し出し機でキャップゴム層およびベースゴム層の形状に押し出し成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、プレス加硫することにより、表３に記載の試験用タイヤ（１２Ｒ２２．５、トラック・バス用タイヤ）を製造した。
得られた試験用加硫ゴム組成物および試験用タイヤについて下記の評価を行った。評価結果を表１～表３に示す。
＜アセトン抽出量（ＡＥ量）の測定＞
ベースゴム層用の加硫ゴム組成物Ｂ１～Ｂ１２から作製した各ゴム試験片を２４時間アセトンに浸漬し、可溶成分を抽出した。抽出前後の各試験片の質量を測定し、下記計算式によりアセトン抽出量を求めた。
アセトン抽出量（％）＝｛（抽出前のゴム試験片の質量－抽出後のゴム試験片の質量）／（抽出前のゴム試験片の質量）｝×１００
＜粘弾性試験＞
ベースゴム層用の加硫ゴム組成物Ｂ１～Ｂ１２をシート状の加硫ゴム試験片とし、ＪＩＳ Ｋ ６３９４：２００７に準拠し、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製の粘弾性スペクトロメーターＲＳＡ－Ｇ２を用いて、温度７０℃、初期歪み５％、動歪み±１％、周波数１０Ｈｚで、損失正接（ｔａｎδ）を測定した。また、ベースゴム層の７０℃ｔａｎδの逆数の値について比較例１を１００として指数表示した（低燃費性能指数）。指数が大きいほど低燃費性能に優れることを示す。
（低燃費性能指数）＝（比較例１のベースゴム層の７０℃ｔａｎδ）／（各試験用タイヤのベースゴム層の７０℃ｔａｎδ）×１００
＜引張試験＞
キャップゴム層用の加硫ゴム組成物Ａ１、およびベースゴム層用の加硫ゴム組成物Ｂ１～Ｂ１２からそれぞれダンベル状７号形の試験片を作製した。ＪＩＳ Ｋ ６２５１：２０１７に準拠し、２３℃雰囲気下にて、引張速度３．３ｍｍ／秒の条件で引張試験を実施し、２００％延伸時のモジュラス（ＭＰａ）、破断時強度（ＴＢ）（ＭＰａ）、および破断時伸び（ＥＢ）（％）を測定した。
＜耐久試験＞
各試験用タイヤの耐リブテア性能を、特開２０２０－２６２５７号公報に記載の、図２に示す試験装置５２を用いて評価した。図３は、試験装置５２の突起治具および基準面の平面図である。突起治具５６としては、図４に示した外観形状を有し、鋼製で、上面５６ａの長さＬが２００ｍｍ、幅Ｗが５０ｍｍ、突起部７２の高さＨが１５０ｍｍ、かつ上面５６ａの傾斜角度θが３°の突起治具５６を用意した。この突起治具５６を試験装置５２のベース部材５８に取付けた。
（１）タイヤ組立体
各試験用タイヤを正規リムに組み込んでタイヤ組立体５１とした。
（２）前処理工程
タイヤ組立体５１を温度９０℃の乾熱オーブンに投入して１０日間加熱した。その後、タイヤ組立体５１をオーブンから取り出し、常温に戻した。
（３）本処理工程
前処理後のタイヤ組立体５１を試験装置５２に取付けた。このとき、トレッド部１が有する、非図示のショルダーリブ（タイヤ軸方向最外側の周方向溝とトレッド接地端との間に形成されるリブ）のみが突起治具５６の上面５６ａに接触するように、タイヤ組立体５１と突起治具５６とを位置合わせした。その後、タイヤ組立体５１（軸６６）を５０．０ｍｍ／分の速度で下降させ、各試験用タイヤが突起治具５６からずり落ちるまで下降を継続した。
（４）評価工程
本処理工程を終えたタイヤ組立体５１を試験装置５２から取り外し、タイヤ２の突起治具５６に押し付けた箇所を目視観察した。リブテアの発生が確認されなかったタイヤを「＋」、リブテアの発生が確認されたタイヤを「－」と表示した。
表１～表３の結果より、ベースゴム層およびキャップゴム層の２００％延伸時のモジュラスの差を所定の範囲とし、かつ、ベースゴム層のアセトン抽出量を所定の範囲とした本開示の重荷重用空気入りは、低燃費性能および耐リブテア性能が改善されていることがわかる。
１ トレッド部
２ カーカス
３ ベルト
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ ベルト層
４ ベースゴム層
５ キャップゴム層
６ トレッドゴム
Ｅ タイヤ赤道面
ｗ 補強ゴム層幅
Ｗ トレッド踏面幅
ｔ 補強ゴム層最大厚み
５１ タイヤ組立体
５２ 試験装置
５６ 突起治具
５６ａ 突起治具の上面
５８ ベース部材
５８ａ ベース部材の上面（基準面）
６２ スライドバー
６４ 上下移動部
６６ 軸
７１ 台座
７２ 突起部
７４ 突起治具の内側エッジ

Claims (11)

  1. トレッドを備えた重荷重用空気入りタイヤであって、
    前記トレッドが、トレッド面を構成するキャップゴム層および前記キャップゴム層のタイヤ半径方向内側に隣接するベースゴム層を有し、前記キャップゴム層および前記ベースゴム層が、ゴム成分を含有するゴム組成物により構成され、
    前記ベースゴム層を構成するゴム組成物のアセトン抽出量が４．０質量％未満であり、
    前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の２３℃における２００％延伸時のモジュラスをＭ２００ｂ（ＭＰａ）、前記キャップゴム層を構成するゴム組成物の２３℃における２００％延伸時のモジュラスをＭ２００ｃ（ＭＰａ）としたとき、Ｍ２００ｂおよびＭ２００ｃが、下記式（１）を満たす、重荷重用空気入りタイヤ。
    ０≦Ｍ２００ｃ－Ｍ２００ｂ≦５ ・・・（１）
  2. 前記ベースゴム層を構成するゴム組成物が、シリカを含有する、請求項１記載の重荷重用空気入りタイヤ。
  3. 前記ベースゴム層を構成するゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対しシリカを５質量部以上含有する、請求項１または２記載の重荷重用空気入りタイヤ。
  4. 前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の７０℃におけるｔａｎδ（７０℃ｔａｎδ）が０．０４０未満である、請求項１～３のいずれか一項に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
  5. 前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の２３℃における破断時強度をＴＢ（ＭＰａ）、２３℃における破断時伸びをＥＢ（％）としたとき、前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の７０℃におけるｔａｎδ（７０℃ｔａｎδ）、ＴＢおよびＥＢが、下記式（２）を満たす、請求項１～４のいずれか一項に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
    ＴＢ×ＥＢ／７０℃ｔａｎδ≧４．５×１０5 ・・・（２）
  6. 前記ベースゴム層を構成するゴム成分がブタジエンゴムを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
  7. 前記ベースゴム層の厚みが前記トレッドの総厚みの１～７０％である、請求項１～６のいずれか一項に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
  8. 前記ベースゴム層のタイヤ半径方向内側に四層以上のベルト層を備え、
    タイヤ半径方向最外側の前記ベルト層のタイヤ半径方向外側面および最広幅の前記ベルト層のタイヤ半径方向外側面のうち少なくとも一面を、タイヤ赤道面に達することなく終了する補強ゴム層で覆い、
    前記補強ゴム層を構成するゴム組成物の７０℃におけるｔａｎδ（７０℃ｔａｎδ）の値が、前記ベースゴム層を構成するゴム組成物の７０℃におけるｔａｎδ（７０℃ｔａｎδ）の値よりも大きい、請求項１～７のいずれか一項に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
  9. 前記補強ゴム層の幅ｗが、前記トレッドの踏面幅Ｗの１０～４０％である、請求項８記載の重荷重用空気入りタイヤ。
  10. 前記補強ゴム層の最大厚みが、タイヤ赤道線からトレッド踏面幅の１／４の位置に存在する幅方向溝の溝深さの５～２５％である、請求項８または９記載の重荷重用空気入りタイヤ。
  11. 前記ベースゴム層を構成するゴム組成物がグリセリン脂肪酸エステルを含有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
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