JPS6315836A - 重車両用タイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は重車両用タイヤ、特に、重荷重下で高速走行す
るトラック・ハス川タイＡ・、小型トラックタイヤ、航
空機用タイヤ等重車両用タイヤの発熱耐久性能（低発熱
性）、耐摩耗性能、耐破壊性能およびそのゴムの加工性
の改良に関する。

（従来の技術とその問題点） 従来、重車両用タイヤの１〜レソｔ′のゴムを改良する
場合、例えば、ゴム材料選択のポイン１−（ｎ本規格協
会、１９７９年８月１０口第１版発行、１０７＠〜１３
０頁、タイヤ用ゴム材料）によれば、タイヤの用途およ
び改良目的に応じたゴム材料の選択、ゴム材料の混合お
よびカーボンブランク、軟化剤の種類、量を適切にする
ことが記されている。例えば発熱性、耐破壊性を改良す
るには天然ゴムを使用し、耐摩耗性、耐カット性を改良
するにはスチレンブタジェンゴムを使用し、あるいは耐
摩耗性発熱性を改良するにはブタジェンゴムを使用する
ことが知られている。また改良する目的によってはこれ
らのゴム材料を適当星に゛（混合することが行われてい
る。また、ゴム材１）にカーボンブランクを配合するこ
とによって、特にカーボンブラックの粒子径を小さくか
つ多量に配合することによって耐摩耗性を向」ニさせる
ことも知られている。

また、日本ゴム協会誌　第５６巻　第７号４１８頁（１
９８３年発行）によれば、ポリブタジェンゴムの改良に
ついては、タンク（粘着性）、グリーンストレングス（
未加硫ゴムの強度）を改良するために分子量分布の広い
ポリブタジェンゴムが開示されている。

また、特開昭５９−４．５３３７号公報には、ポリブタ
ジェンゴムの生強度（グリーンストレングス）を改良す
るために重量平均分子■と数平均分子量ととの比を５以
−Ｌにする事が開示されている。

しかしながら、重車両用タイヤのトレッドゴムの低発熱
性、耐摩耗性、耐破壊性の改良をするために、天然ゴム
とポリブタジェンゴムとの混合物において、ポリブタジ
ェンゴムを多鼠に混合すると耐摩耗性は改良されるが、
耐クラツク性が悪化する。ポリブタジェンゴムの混合割
合を増大させると耐クランク性は改良されるが耐摩耗性
が低下する。このように、従来の技術では１つの特性の
改良を試みると他の１つの特性の悪化を招くという問題
点がある。

また、重車両用タイヤの１〜レノ１ゴムのように、低発
熱性、耐摩耗性、耐クラック性の他に、さらに、ゴムの
耐破壊特性、すなわち、タイヤの耐カット性（衝撃によ
るカッｌ−）またに１耐リブテイア性を改良する場合に
は、ポリブタジェンゴムと天然ゴムあるいはポリブタジ
ェンゴムとポリイソプレンゴムなど耐破壊特性にすぐれ
たゴＪ、を混合して使用するのが一般的である。

しかしながら、タイヤの使用条件によってしよ、ゴムを
混合しただけでは満足できないため、カーボンブランク
の種類、量の選択によって問題を解決しようとする事も
行われている。カーボンブラックの粒子径を小さくする
ことによって耐摩耗性は向上するが、工業的に使用する
場合にはカーボンの粒子径が小さいとゴムとの混入分散
がしづらく混練に長時間を要し、生産性の面から好まし
くない。また、混練時間を短くするとカーボンブランク
の分散が不均一となり、目的とする耐摩耗性が得られな
いという問題点がある。

また、カーボンブランクで耐摩耗性を改良する１’６１
外の他の手段としてゴムの耐破壊特性を改良するために
、例えば、ポリブタジェンゴムの耐破壊特性を改良する
ために分子量を大きくすることができるが、加工性の低
下を招く。そのために、耐破壊特性を改良する目的でロ
ジン誘湧体、シクロペンタジェン樹脂、変性シクロペン
タジェン樹脂を配合することが行われているが、重荷重
、高速走行においては発熱が大きくなり耐久性が低下す
るという問題点がある。

（発明の目的） そこで本発明４才、重車両用タイヤに要求される耐摩耗
性、耐発熱性、耐破壊特性およびトレッドゴムの加二［
性において、良路で高速走行する重車両用タイヤに要求
される性能のうち耐摩耗性、低発熱性、およびゴムの加
工性を維持したまま、耐破壊特性（すなわち、面１チッ
ピング性および耐リブティア性）を大幅に改良した重車
両用タイヤを提ｆｌすることを目的とする。

（問題点を解決するだめの手段） そこで、本発明者らは、ポリブタジェンゴムの耐摩耗性
、低発熱性、耐破壊特性、ゴムの加工性等の物性と、ゴ
ム分子構造、ゴムの重量平均分子量１　Ｍ　Ｗ、数平均
分子量ｇｎ、これらの比Ｍ　ｗ　／　Ｍｎ　（分子量分
布）等との関係、および他のゴム種との混合特性等につ
き研究した。

まず、本発明者らし才、ポリブタジェンゴムの耐摩耗性
、低発熱性、耐破壊特性およびゴムの加工性を併立改良
するために種々検討した結果、以下のことを見出した。

■　ポリブタジェンゴムの重量分子量ＭＷを大きくする
と耐摩耗性にすくれるが引張り強さ、破断伸びが低下す
る。したがって、商事ｈ１平均分子量のポリブタジェン
ゴムを重荷重タイヤのトレッドゴムに使用すると摩耗性
が改良されるがカット性、リブティア性、チッピング性
などが悪化する。またゴムを高分子量にするとゴムの粘
度が」−智して混練、押出しなどの加工性が悪化する。

しかしながら、ポリブタジェンゴムの数平均分子量Ｍｎ
に対する重量平均分子＠Ｍｗの比Ｍｗ　／　Ｍ　ｎ　、
　７ｍ工慴、１ｌＩｉｉ　ｒ；に壊１ノ１の悪化を来さ
ノｔ″いことを見出した。

■　カット性、リゾティア１ノ１、千ノピング性などの
Ｋｉｌ　（１，壊！１）１性の点から１．１分子量分布
を５１ソ上とするごと乙こ、１−って改良効果かみられ
、特に重ｈ１平向分子５ｆ　Ｍ　ｗが大きくなるにつれ
改良効果は顕著となるが、耐摩耗１）ｌの点より１５以
下が望ましいことをしり出した。

■　配合′：１ノ、の加工性の点からは重積平均分子−
早Ｍｗイー小さくするば良好となるか、品分″ｒ−尾に
しても分子１）十分布Ｍ　ｗ　／　Ｍ　ｎを大きくすれ
ば加−１寸］を害さないことを見出し、その関係は次式
％式％ で示されろことを見出した。

■　耐摩耗１！１の点からは品分７−星でＩｙＴましい
傾向を示すか耐破壊１’ｌ、加工性をそこなう範囲を含
む、二とに３１ν）本発明の１−１的である面１破壊１
ノ１、ｍｌ摩１［１）１、加１：　ｌ’ｌの併立改良を
するためにはｉ［ｉｉ平均分ｉ”＋を回ｗ１．．ｌ：５
０万〜１２０万の範囲が望ましいことを見出した。

本発明、旧−１さらにｆｉｔ意検δ・１を重ねた結果、
本発明に到達した。

すなわち、本発明に係る重車両用タイヤＣａｔ、シス１
．４結合を少なくとも９０％以−１）含有し、重量平均
分子量ＭＷが５０万〜１２０万の範囲にあり、重量平均
分子量ＭＷと数平均分子量Ｍｎとの比Ｍ　ｗ　／Ｍｎの
値が５〜１５の範囲にあり、重量平均分子量Ｍｗと数平
均分子量Ｍｎの値が次式 ％式％ の関係を有するポリブタジェンゴム１０〜５０重量部と
天然ゴムおよび／またはポリイソプレンゴム９０〜５０
重量部の範囲で混合したゴムを１〜レソ１−に備えたこ
とを特徴としている。

また、本発明の重車両用タイヤは航空機用タイヤに特に
好適である。

また、ゴム分１００重量部に対するカーボンブラックの
配合量は、ヨウ素吸着量が８０〜１５０ｇ／ｋｇで、Ｄ
ＢＰが１００〜１８０Ｃシ／１００　ｇの特性を有する
カーボンブラック３０〜８０重積部の範囲が好ましい。

ここに、分子品分布Ｍ　ｗ　／　Ｍ　ｎを５〜Ｉ５とし
たのは、５未満では耐破壊性が不足し、１５を超えると
耐摩耗性が不足するからである。分子量分布ｈｎＷ　／
　ｈ＋　ｎは５〜１５の範囲が好ましいが、さらに好ま
しくば６〜８である。

また、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子Ｆｉｌ　Ｍ　ｎ
との関係について、前記式（２）の範囲に限定したのは
、式（１）の範囲を外れると加工性が不足するからであ
る。

また、重量平均分子量Ｍ　ｗ　１．才５０〜１２０万の
範囲としたのは、５０万未満では耐摩耗性が不足し、１
５０万を超えると混練的にカーボンブランクの分散が不
均一となり、やはり耐摩耗性が不足するからである。重
量平均分子量Ｍｗは５０〜１２０万の範囲が好ましいが
、さらに好ましくは６０〜８０万である。

また、シス１．４結合の含有率を９０％以上としたのは
、９０％未満ではグリーンストレングスが低下し加工性
が不足するからである。

また、ポリブタジェンゴムと天然ゴムおよびポリイソプ
レンゴムとの混合において、ポリブタジエンゴム分を１
０〜５０重量部としたのは１０重量部未満でも、５０重
量部を超えても低発熱性が不足するからである。

（実施例） 以下、本発明を実施例を用いて説明する。

（実施例１〜３、比較例１〜３） まず、ポリブタジェンゴムの重量平均分子量ＭＷ、数平
均分子量Ｍｎからなる分子品分布Ｍ　ｗ　／Ｍｎおよび
重量平均分子量Ｍｗが図に示す実線の範囲に限定される
ことを示す図において、白丸印は実施例を、三角印は比
較例を示す。

表１において、ゴム試料１Ｉｋ１）〜６　（図の番号に
対応する）に示すようなゴム特性を有するポリブタジェ
ンを特開昭５９−４５３３７号公報に開示されたポリブ
タジェンゴム組成物の製造条件を変更して製造した。こ
れらのゴム試料Ｎｏ、　１〜６のポリブタジェンゴムは
、下記 天然ゴム　　　　　　　　　　　　　７０重量部ポリブ
タジェンゴム　　　　　　　　３０〃ｌ５ＡＦカーボン
ブラツク　　　　　５０〃ステアリン酸　　　　　　　
　　　　３　〃アミン系老化防ｌト剤　　　　　　　　
２　〃軟化剤　　　　　　　　　　　　　　５　〃亜鉛
華　　　　　　　　　　　　　　５　〃スルフェンアミ
ド系加硫促進剤　　　０．６〃硫黄　　　　　　　２．
５〃 の配合割合で配合し、通常の方法によりトレッドゴムを
つくった。これらトレッドゴムはトランク・ハス用ラジ
アルタイヤ１０．０ＯＲ２０１４プライのリブパターン
タイヤのトレッドに適用し通常のタイヤ製造方法によっ
てそれぞれの試験タイヤ（実施例１〜３および比較例１
〜３）を製造した。

（本口、１メ下余白） 目 遇Ｌ−騨 試験はそれぞれの試験タイヤについて、トレッドゴムの
加工性、トレッドゴムの耐破壊性、耐摩耗性につき実施
し、表１に示した。

トレッドゴムの加工性はトレッドゴム製造時に評価した
。ゴムの加工性の評価は、トレッドゴムの混練時のカー
ボン分散性ゴムのまとまりの性状、押出し時のトレンｌ
−ゴムの性状を観察して極めて良好なものを◎、良好な
ものを○、悪いものをΔ、極めて悪いものを×として評
価した。

）・レットゴムの耐破壊性、耐摩耗性の試験は試験タイ
ヤを試験車に装着し、一部未舗装路を含む路面で７万ｋ
ｍ走行した。トレンドゴムの耐破壊性ｉｌｌ：タイヤの
トレッドの周上全域にわたりリブティア故障、チンピン
グ故障、カン１〜故障の有無およびその大小の程度によ
り判定した。結果は、それぞれ極めて良好◎、良好０８
悪いものを△、極めて悪いものを×として評価した。ま
た、トレソドゴＪ、の耐摩耗性ばタイヤ周上８儒所の外
溝を平均した埴で比較し、比較例１のタイヤを１００と
して摩耗指数により、指数表示してあり、数値は大きい
ほど耐摩耗性が良好である。

また、低発熱性は試験タイヤをｊｍ常のドラム試験機を
用いてタイヤの発熱温度を測定して行った。

試験タイヤは内圧７．２５ｋｇ／ｃ己、Ｊ　Ｔ　Ｓ規定
荷重１００％負荷、速度６０ｋｍ／ｈｒで１時間走行後
のトレッド内の温度（タイヤショルダ一部で表面から１
５　ｍｍ下の部分の温度）を測定した。

試験結果は、表１に示すように、実施例１〜３は比較例
１〜３に比較して耐摩耗性が優れ、さらにゴムの加工性
および耐破壊性が大幅に向トしている。またいずれの試
験タイヤにおいても温度差に有意性は認められなかった
。すなわち、実施例１〜３および比較例１〜３のタイヤ
の低発熱性はほぼ同しである。

（実施例４〜７、比較例４．５） 次に、ポリブタジェンゴムと天然ゴムとの混合割合は、
１０〜５０重量部が好ましいことを示す。

ポリブタジェンゴムは、実施例１の前記ゴム試料１ｔｋ
１２を用い、ポリブタジェンゴムと天然ゴムとのブレン
ド割合ＬＪ表４に示すゴム割合（全ゴム量を１００重量
部とする）を用いて下記 表２に示すゴム割合　　　　　　　１００重量部Ｉ　Ｓ
ＡＦカーボンブラック　　　　５０〃ステアリン酸　　
　　　　　　　　　３　〃アミン系老化防止剤　　　　
　　　　２　〃軟化剤　　　　　　　　　　　　　５　
“亜鉛華　　　　　　　　　　　　　　５　〃加硫促進
剤　　　　　　　　　　　０．６〃硫黄　　　　　　２
．５・ の配合比率で配合し、通常の方法によりトレッドゴムを
製造し、それぞれの試験タイヤ（実施例４〜７、比較例
４．５）を実施例１と同様に製造した。

（本頁、以下余白） 試験は前述の実施例１と同様に実施し、表２にその結果
を同様に表示した。

試験結果は、表２に示すように、実施例４〜７は比較例
４，５より耐摩耗性、ゴムの加工性および耐破壊性がと
もに大幅に向上している。

（効果） 以上説明したように、本発明によれば、トレッドゴムの
耐摩耗性、低発熱性を十分に維持したままゴムの加工性
が改良されるとともにタイヤの耐破壊性が大幅に向上で
きる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る重車両用タイヤのトレッドに用いるポ
リブタジェンゴムの分子量分布（重量平均分子量ＭＷと
数平均分子量Ｍｎとの比）と重量平均分子量ＭＷとの関
係を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 シス１．４結合を少なくとも９０％以上含有し、重量平
   均分子量＠Ｍ＠ｗが５０万〜１２０万の範囲にあり、重
   量平均分子量＠Ｍ＠ｗと数平均分子量＠Ｍ＠ｎとの比＠
   Ｍ＠ｗ／＠Ｍ＠ｎの値が５〜１５の範囲にあり、重量平
   均分子量＠Ｍ＠ｎと数平均分子量＠Ｍ＠ｎの値が次式（
   ＠Ｍ＠ｗ／＠Ｍ＠ｎ）≧１．７×（＠Ｍ＠ｗ×１０＾−
   ＾５）−９．４・・・・・・（１） の関係を有するポリブタジエンゴム１０〜５０重量部と
   天然ゴムおよび／またはポリイソプレンゴム９０〜５０
   重量部の範囲で混合したゴムをトレッドに備えたことを
   特徴とする重車両用タイヤ。