JP2018058420A

JP2018058420A - ベーストレッド用ゴム組成物

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Publication number: JP2018058420A
Application number: JP2016195708A
Authority: JP
Inventors: 鉄也國澤; Tetsuya Kunisawa
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2016-10-03
Filing date: 2016-10-03
Publication date: 2018-04-12
Anticipated expiration: 2036-10-03
Also published as: JP6878813B2; US10538129B2; EP3301130B1; US20180093529A1; EP3301130A1

Abstract

【課題】低燃費性に優れたベーストレッド用ゴム組成物を提供すること。【解決手段】温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み２％にて測定した動的弾性率Ｅ＊（ＭＰａ）および損失正接ｔａｎδが、下記一般式（１）〜（３）を満たし、ＪＩＳＫ６２５１に準じて測定した破断強度ＴＢ（ＭＰａ）および破断時伸びＥＢ（％）が、下記一般式（４）および（５）を満たすベーストレッド用ゴム組成物。一般式（１）Ｅ＊／ｔａｎδ≧２５一般式（２）２．０≦Ｅ＊≦８．０一般式（３）ｔａｎδ≦０．０８一般式（４）ＥＢ≧３５０一般式（５）ＴＢ×ＥＢ≧８５００【選択図】なし

Description

本発明はベーストレッド用ゴム組成物に関する。

近年、タイヤの低燃費化への要請はますます強くなり、タイヤにおける占有比率の高いキャップトレッドだけでなく、ベーストレッド、サイドウォール、クリンチなどのキャップトレッド以外の部材に対しても、より優れた低燃費性能が要求されている。

特許文献１および２には、転がり抵抗を低減し、制動性能や耐摩耗性などを向上させることに成功したトレッド用ゴム組成物が記載されているが、キャップトレッド以外の用途については記載されていない。

特開２００８−１０１１２７号公報特開２００９−７４５４号公報

本発明は、低燃費性に優れたベーストレッド用ゴム組成物を提供することを目的とする。

本発明は、温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み２％にて測定した動的弾性率Ｅ＊（ＭＰａ）および損失正接ｔａｎδが、下記一般式（１）〜（３）を満たし、ＪＩＳＫ６２５１に準じて測定した破断強度ＴＢ（ＭＰａ）および破断時伸びＥＢ（％）が、下記一般式（４）および（５）を満たすベーストレッド用ゴム組成物に関する。
一般式（１）Ｅ＊／ｔａｎδ≧２５
一般式（２）２．０≦Ｅ＊≦８．０
一般式（３）ｔａｎδ≦０．０８
一般式（４）ＥＢ≧３５０
一般式（５）ＴＢ×ＥＢ≧８５００

前記ゴム組成物のＪＩＳＫ６２５３のタイプＡ法に準じて測定した２３℃でのゴム硬度Ｈｓが６２以下であることが好ましい。

ｍ種（ｍは１以上の整数）のカーボンブラックおよび／またはｎ種（ｎは１以上の整数）のシリカを含有することが好ましい。

カーボンブラックの含有量および窒素吸着比表面積、ならびにシリカの含有量およびＢＥＴ比表面積が、下記一般式（６）および（７）を満たすことが好ましい。
一般式（６）１５≦（Ｗ１＋Ｗ２＋・・・＋Ｗｍ）＋（Ｙ１＋Ｙ２＋・・・＋Ｙｎ）≦６５
一般式（７）０．２０≦（Ｗ１／Ｘ１＋Ｗ２／Ｘ２＋・・・＋Ｗｍ／Ｘｍ）＋（Ｙ１／Ｚ１＋Ｙ２／Ｚ２＋・・・＋Ｙｎ／Ｚｎ）≦１．２
（一般式中、Ｗ１、Ｗ２、・・・Ｗｍは各カーボンブラックのゴム成分１００質量部に対する含有量（質量部）、Ｘ１、Ｘ２、・・・Ｘｍは各カーボンブラックの窒素吸着比表面積（ｍ²／ｇ）、Ｙ１、Ｙ２、・・・Ｙｎは各シリカのゴム成分１００質量部に対する含有量（質量部）、Ｚ１、Ｚ２、・・・Ｚｎは各シリカのＢＥＴ比表面積（ｍ²／ｇ）を示す。）

温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み２％にて測定した動的弾性率Ｅ＊（ＭＰａ）および損失正接ｔａｎδが、下記一般式（１）〜（３）を満たし、ＪＩＳＫ６２５１に準じて測定した破断強度ＴＢ（ＭＰａ）および破断時伸びＥＢ（％）が、下記一般式（４）および（５）を満たす本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、低燃費性に優れる。
一般式（１）Ｅ＊／ｔａｎδ≧２５
一般式（２）２．０≦Ｅ＊≦８．０
一般式（３）ｔａｎδ≦０．０８
一般式（４）ＥＢ≧３５０
一般式（５）ＴＢ×ＥＢ≧８５００

本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み２％にて測定した動的弾性率Ｅ＊（ＭＰａ）、損失正接ｔａｎδ、ＪＩＳＫ６２５１に準じて測定した破断強度ＴＢ（ＭＰａ）および破断時伸びＥＢ（％）が、所定の一般式を満たすことを特徴とする。

温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み２％にて測定した動的弾性率Ｅ＊（ＭＰａ）および損失正接ｔａｎδが、下記一般式（１）〜（３）を満たす。
一般式（１）Ｅ＊／ｔａｎδ≧２５
一般式（２）２．０≦Ｅ＊≦８．０
一般式（３）ｔａｎδ≦０．０８

ベーストレッドは、外部環境および走行時間に依存し、０℃以下から１００℃近くまでさまざまな使用温度にさらされるが、一般的に走行時の温度は７０℃付近になることが多いという理由から、温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み２％にて測定した動的弾性率Ｅ＊（ＭＰａ）および損失正接ｔａｎδが前記一般式（１）〜（３）を満たすことにより、他のタイヤ部材と追従性の良いゴム物性と低燃費性とを両立させることができる。

本明細書中のＥ＊は、粘弾性スペクトロメータにより温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み２％の条件で測定された伸長時の動的弾性率を示す。動的弾性率Ｅ＊は、周期的に与えられた歪みに対する応力を示すため、Ｅ＊の値が大きいほどゴム物性（ゴム弾性）に優れ、他のタイヤ部材と追従性が良く、操縦安定性に優れることを表す。また、本明細書中のｔａｎδは、粘弾性スペクトロメータにより温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み２％の条件で測定された伸長時の損失正接を示す。損失正接ｔａｎδは、歪みが与えられる過程で消費されたエネルギーの大きさを示し、この消費されたエネルギーは熱に変わる。つまりｔａｎδの値が小さいほど、優れた低発熱性を示し、低燃費性が優れていることを表す。よって、一般式（１）中のＥ＊／ｔａｎδの値が大きいほど、優れたゴム物性と低燃費性とが両立されていることを表す。

一般式（１）中のＥ＊／ｔａｎδは、２５以上であり、３０以上が好ましい。Ｅ＊／ｔａｎδが一般式（１）を満たすことにより、優れたゴム物性と低燃費性を両立させることができる。

一般式（２）中のＥ＊は、２．０ＭＰａ以上であり、２．５ＭＰａ以上が好ましい。また、Ｅ＊は８．０ＭＰａ以下であり、７．５ＭＰａ以下が好ましい。Ｅ＊が前記範囲内であれば、加工性が良好で均一なゴム物性を得ることができる。結果、ベーストレッドと隣接部材との物性バランスが良くなり、他のタイヤ部材と追従性の良いベーストレッドとなるため、タイヤの操縦安定性が良好となる。

一般式（３）中のｔａｎδは、０．０８０以下であり、０．０７５以下が好ましく、０．０７０以下がより好ましい。また、ｔａｎδの下限は特に限定されない。ｔａｎδが前記範囲内であれば、優れた低燃費性を得ることができる。

以上のように、本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、一般式（１）〜（３）を満たすことにより、他のタイヤ部材と追従性の良いゴム物性と低燃費性とを両立させることができる。

さらに、本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、ＪＩＳＫ６２５１に準じて測定した破断時伸びＥＢ（％）および破断強度ＴＢ（ＭＰａ）が、下記一般式（４）および（５）を満たすことにより、耐久性に優れたゴム組成物とすることができる。
一般式（４）ＥＢ≧３５０
一般式（５）ＴＢ×ＥＢ≧８５００

本明細書中のＥＢは、ＪＩＳＫ６２５１に準じて測定された破断時伸びを示す。破断時伸びＥＢは、試料を引っ張って破断した際の伸び率（％）を示し、ＥＢの値が大きいほど耐疲労特性が優れていることを表す。

前記ＥＢは、一般式（４）を満たす３５０％以上であり、３７５％以上が好ましく、４００％以上がより好ましい。ＥＢが３５０％未満の場合は、耐疲労特性が十分に得られない傾向がある。また、ＥＢの上限は特に限定されない。

また、本明細書中のＴＢは、ＪＩＳＫ６２５１に準じて測定された破断強度を示す。破断強度ＴＢは、試料を引っ張って破断するために必要な力（ＭＰａ）を示し、ＴＢの値が大きいほど耐破壊強度が優れていることを表す。

前記ＴＢ×ＥＢは、一般式（５）を満たす８５００以上であり、９０００以上が好ましく、１００００以上がより好ましい。ＴＢ×ＥＢが８５００未満の場合は、十分な耐破壊特性が得られない傾向がある。また、ＴＢ×ＥＢの上限は特に限定されない。

以上のように、本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、一般式（４）および（５）を満たすことにより、耐久性（耐疲労特性、耐破壊特性）に優れることを示す。

本発明のベーストレッド用ゴム組成物のゴム硬度Ｈｓは、加工性や操縦安定性の観点から、４０以上が好ましく、４５以上がより好ましい。またＨｓは、耐屈曲亀裂成長性や耐疲労特性の観点から、６２以下が好ましく、６０以下がより好ましい。なお、本明細書におけるゴム組成物のゴム硬度ＨｓはＪＩＳ−Ａ硬度であり、ＪＩＳＫ６２５３に準じて２３℃の環境下で測定される値である。

本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、ゴム成分および添加剤を含有することが好ましい。

前記ゴム成分としては、タイヤ工業において一般的なものを使用でき、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、改質天然ゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）などのジエン系ゴムなどが挙げられる。これらのゴム成分は、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、低燃費性および耐久性に優れるという理由からＮＲおよびＢＲが好ましい。

前記ＮＲには、高純度天然ゴム（ＨＰＮＲ）も含まれ、改質天然ゴムとしては、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、水素添加天然ゴム（ＨＮＲ）、グラフト化天然ゴム等が挙げられる。また、ＮＲとしては、例えば、ＳＩＲ２０、ＲＳＳ♯３、ＴＳＲ２０等、タイヤ工業において一般的なＮＲや、ＨＰＮＲなどを使用できる。

前記ＨＰＮＲの調製方法としては、脱タンパク処理、ケン化処理、酸処理などを行った天然ゴムラテックスを、凝集、洗浄、乾燥する方法などが挙げられる。

ＨＰＮＲの窒素含有率は、低燃費性、耐久性の観点から、０．２０質量％以下が好ましく、０．１５質量％以下がより好ましい。また、ＨＰＮＲの窒素含有率の下限値は低い方が好ましく、できれば窒素を含有しないことが望ましいが、製法などの制限から、下限は通常０．０３質量％である。なお、天然ゴムの窒素含有率はケルダール試験法により測定される。

ゴム成分としてＮＲを含有する場合のゴム成分中の含有量は、耐破壊特性を十分に得られるという観点から、４０質量％以上が好ましく、５０質量％以上がより好ましい。また、ＮＲの含有量は、石油由来成分を使用しないという観点から１００質量％が好ましい。なお、２種以上のＮＲを併用する場合は合計量をＮＲの含有量とする。

前記ＢＲとしては特に限定されず、例えば、ＪＳＲ（株）製のＢＲ７３０、ＢＲ５１、日本ゼオン（株）製のＢＲ１２２０、宇部興産（株）製のＵＢＥＰＯＬＢＲ１３０Ｂ、ＢＲ１５０Ｂ、ＢＲ７１０などのシス含量が９０質量％以上の高シス含量ＢＲ、日本ゼオン（株）製のＢＲ１２５０Ｈなどのシス含量が９０質量％未満の低シス含量ＢＲ、宇部興産（株）製のＶＣＲ４１２、ＶＣＲ６１７等の１，２−シンジオタクチックポリブタジエン結晶（ＳＰＢ）を含有するＢＲ（ＳＰＢ含有ＢＲ）などが挙げられる。これらのＢＲは、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、良好な低燃費性が得られるという理由から、低シス含量ＢＲを用いることが好ましい。

ゴム成分としてＢＲを含有する場合のゴム成分中の含有量は、低燃費性の観点から、１０質量％以上が好ましく、２０質量％以上がより好ましい。また、ＢＲの含有量は、耐破壊特性の観点から、６０質量％以下が好ましく、７０質量％以下がより好ましい。なお、２種以上のＢＲを併用する場合は合計量をＢＲの含有量とする。

添加剤としては、タイヤ工業において一般に使用される、カーボンブラックおよびシリカなどの補強性フィラー、カップリング剤、弱補強性フィラー、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種老化防止剤、可塑剤、ワックス、帯電防止剤、硫黄等の加硫剤、各種加硫促進剤などが挙げられ、適宜配合することができる。

本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、ゴム強度と低燃費性を両立できるという観点から、ｍ種（ｍは１以上の整数）のカーボンブラックおよび／またはｎ種（ｎは１以上の整数）シリカを含有することが好ましく、ｍ種のカーボンブラックおよびｎ種のシリカを含有することがより好ましい。

カーボンブラックを含有することが、帯電防止および補強性の観点から好ましい。カーボンブラックとしては、例えば、ＧＰＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなど、タイヤ工業において一般的なものを用いることができる。

カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）は、十分な補強効果が得られるという理由から、２５ｍ²／ｇ以上が好ましく、３０ｍ²／ｇ以上がより好ましい。また、カーボンブラックのＮ₂ＳＡは、低燃費性の観点から、１７０ｍ²／ｇ以下が好ましく、１５０ｍ²／ｇ以下がより好ましく、１４０ｍ²／ｇ以下がさらに好ましく、１３０ｍ²／ｇ以下がさらに好ましく、１２０ｍ²／ｇ以下が最も好ましい。なお、本明細書におけるカーボンブラックのＮ₂ＳＡは、ＪＩＳＫ６２１７のＡ法に準じて測定される値である。

シリカを含有することが、補強性、低燃費性などの観点から好ましい。シリカとしては、例えば、乾式法により調製されたシリカ（無水ケイ酸）、湿式法により調製されたシリカ（含水ケイ酸）などを用いることができる。表面のシラノール基が多く、シランカップリング剤との反応点が多いという理由から、湿式法により調製されたシリカを用いることが好ましい。

シリカのＢＥＴ比表面積は、十分なシリカの補強効果が得られるという理由から、５０ｍ²／ｇ以上が好ましく、６０ｍ²／ｇ以上がより好ましい。また、シリカのＢＥＴ比表面積は、シリカの分散性が良好である、低燃費性に優れるという理由から、３５０ｍ²／ｇ以下が好ましく、３４０ｍ²／ｇ以下がより好ましい。なお、本明細書におけるシリカのＢＥＴ比表面積は、ＡＳＴＭＤ３０３７−８１に準じてＢＥＴ法で測定される値である。

ｍ種（ｍは１以上の整数）のカーボンブラックおよびｎ種（ｎは１以上の整数）のシリカを含有する場合、カーボンブラックの含有量および窒素吸着比表面積ならびにシリカの含有量およびＢＥＴ比表面積が、下記一般式（６）および（７）を満たすことが低燃費性と耐破壊特性を両立できることから好ましい。
一般式（６）１５≦（Ｗ１＋Ｗ２＋・・・＋Ｗｍ）＋（Ｙ１＋Ｙ２＋・・・＋Ｙｎ）≦６５
一般式（７）０．２０≦（Ｗ１／Ｘ１＋Ｗ２／Ｘ２＋・・・＋Ｗｍ／Ｘｍ）＋（Ｙ１／Ｚ１＋Ｙ２／Ｚ２＋・・・＋Ｙｎ／Ｚｎ）≦１．２
一般式中、Ｗ１、Ｗ２、・・・Ｗｍは各カーボンブラックのゴム成分１００質量部に対する含有量（質量部）、Ｘ１、Ｘ２、・・・Ｘｍは各カーボンブラックの窒素吸着比表面積（ｍ²／ｇ）、Ｙ１、Ｙ２、・・・Ｙｎは各シリカのゴム成分１００質量部に対する含有量（質量部）、Ｚ１、Ｚ２、・・・Ｚｎは各シリカのＢＥＴ比表面積（ｍ²／ｇ）を示す。

一般式（６）中のＷ１＋Ｗ２＋・・・＋Ｗｍは、ｍ種の各カーボンブラックのゴム成分１００質量部に対する含有量（質量部）の合計を、Ｙ１＋Ｙ２＋・・・＋Ｙｎは、ｎ種の各シリカのゴム成分１００質量部に対する含有量（質量部）の合計を示す。ゴム成分１００質量部に対するカーボンブラックおよびシリカの合計含有量は、１５質量部以上が好ましく、２０質量部以上がより好ましく、２５質量部以上がさらに好ましい。また、カーボンブラックおよびシリカの合計含有量は、６５質量部以下であることが好ましい。カーボンブラックおよびシリカの合計含有量が前記範囲内であること、すなわち一般式（６）を満たすことで、ゴム強度と低燃費性とを両立させることができる。

一般式（７）中のＷ１／Ｘ１＋Ｗ２／Ｘ２＋・・・＋Ｗｍ／Ｘｍは、ｍ種の各カーボンブラックの「ゴム成分１００質量部に対する含有量／Ｎ₂ＳＡ」の合計を、Ｙ１／Ｚ１＋Ｙ２／Ｚ２＋・・・＋Ｙｎ／Ｚｎは、ｎ種の各シリカの「ゴム成分１００質量部に対する含有量／ＢＥＴ比表面積」の合計を示す。「ゴム成分１００質量部に対する各カーボンブラック含有量／Ｎ₂ＳＡ」と「ゴム成分１００質量部に対する各シリカ含有量／ＢＥＴ比表面積」との合計値は、０．２０以上が好ましく、０．２５以上がより好ましく、０．３０以上がさらに好ましい。また、当該合計値は、１．２以下が好ましく、０．８以下がより好ましく、０．４以下がさらに好ましい。当該合計値が前記範囲内であること、すなわち一般式（７）を満たすことで、低燃費性および耐破壊特性をバランスよく改善することができる。

前記カップリング剤としては、シランカップリング剤などが挙げられ、シリカを含有する場合は、シリカとともにシランカップリング剤を使用することが好ましい。従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を使用することができ、例えば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）トリスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）トリスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）トリスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）トリスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）ジスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）ジスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）ジスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）ジスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、２−トリエトキシシリルエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、２−トリメトキシシリルエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィドなどのスルフィド系、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、２−メルカプトエチルトリメトキシシラン、２−メルカプトエチルトリエトキシシラン、３−オクタノイルチオ−１−プロピルトリエトキシシランなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系、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、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系、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、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどのグリシドキシ系、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などのニトロ系、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、２−クロロエチルトリメトキシシラン、２−クロロエチルトリエトキシシランなどのクロロ系などが挙げられる。商品名としてはＳｉ６９、Ｓｉ２６６、Ｓｉ３６３（ＥＶＯＮＩＫ−ＤＥＧＵＳＳＡ社製）や、ＮＸＴ、ＮＸＴ−ＬＶ、ＮＸＴＵＬＶ、ＮＸＴ−Ｚ（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ社製）などがある。これらのカップリング剤は、単独で用いても良く、２種以上を組み合わせて用いても良い。

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、シリカを良好に分散させることができるという理由から、０．５質量部以上が好ましく、１．５質量部以上がより好ましく、２．５質量部以上がさらに好ましい。また、シランカップリング剤の含有量は、コストの増加に見合ったシリカの分散効果が得られる、スコーチタイムが短くなり過ぎず混練工程や押出工程での加工性が良好であるという理由から、２０質量部以下が好ましく、１５質量部以下がより好ましく、１０質量部以下がさらに好ましい。

本発明のベーストレッド用ゴム組成物は増量剤として前記弱補強性フィラーを含有することができる。弱補強性フィラーとしては、瀝青炭粉砕物、タルク、マイカ、ハードクレー、炭酸カルシウムなどが挙げられ、これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合せて用いても良い。これらの弱補強性フィラーは、混練工程時にポリマーゲルを形成しないため、含有することで良好なシート加工性が得られる。なかでも、シート加工性やコストの観点からは、瀝青炭粉砕物、タルク、ハードクレーが好ましく、他の性能への影響が比較的小さいという理由からは、炭酸カルシウムが好ましい。

タルクの平均粒子径は、低燃費性の観点から、５０μｍ以下が好ましく、３０μｍ以下がより好ましい。また、タルクの平均粒子径の下限は特に限定されないが、好ましくは１μｍ以上である。

マイカの平均粒子径は、低燃費性の観点から、５０μｍ以下が好ましく、３０μｍ以下がより好ましい。また、マイカの平均粒子径の下限は特に限定されないが、好ましくは１μｍ以上である。

ハードクレーの平均粒子径は、低燃費性の観点から、５０μｍ以下が好ましく、３０μｍ以下がより好ましい。また、ハードクレーの平均粒子径の下限は特に限定されないが、好ましくは１μｍ以上である。

炭酸カルシウムの平均粒子径は、低燃費性および他の性能への影響度の観点から、３００ｎｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以下がより好ましい。また、炭酸カルシウムの平均粒子径の下限は特に限定されないが、好ましくは３０ｎｍ以上である。

なお、本明細書における弱補強性フィラーの平均粒子径は、ＪＩＳＺ８８１５−１９９４に準拠して測定される粒度分布から算出された質量基準の平均粒子径である。

弱補強性フィラーを含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量（併用する場合は合計含有量）は、シート加工性の観点から、３質量部以上が好ましく、８質量部以上がより好ましい。また、弱補強性フィラーの含有量は、十分な破断伸びが得られるという理由から、４５質量部以下が好ましく、４０質量部以下がより好ましい。

可塑剤としては、オイル、液状ポリマー、液状樹脂、植物オイル、エステル系可塑剤などが使用でき、なかでも、加工性、低燃費性およびコストのバランスの観点から、オイルが好ましい。オイルとしては、アロマオイル、ナフテンオイル、パラフィンオイルなどタイヤ工業において一般的なものを使用できる。また、エステル系可塑剤としては、アジピン酸ジブチル（ＤＢＡ）、アジピン酸ジイソブチル（ＤＩＢＡ）、アジピン酸ジオクチル（ＤＯＡ）、アゼライン酸ジ２−エチルヘキシル（ＤＯＺ）、セバシン酸ジブチル（ＤＢＳ）、アジピン酸ジイソノニル（ＤＩＮＡ）、フタル酸ジエチル（ＤＥＰ）、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）、フタル酸ジウンデシル（ＤＵＰ）、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）、セバシン酸ジ２−エチルへキシル（ＤＯＳ）、リン酸トリブチル（ＴＢＰ）、リン酸トリオクチル（ＴＯＰ）、リン酸トリエチル（ＴＥＰ）、リン酸トリメチル（ＴＭＰ）、チミジントリリン酸（ＴＴＰ）、リン酸トリクレシル（ＴＣＰ）、リン酸トリキシレニル（ＴＸＰ）などが挙げられる。

可塑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、低燃費性と加工性の両立という理由から、３質量部以上が好ましく、４質量部以上がより好ましい。また、可塑剤の含有量は、ゴム強度の低下を抑制するという理由から、４０質量部以下が好ましく、３５質量部以下がより好ましい。

前記帯電防止剤としては、ポリエチレングリコールエステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどのオキシエチレンユニットを有する化合物、イオン液体などが挙げられ、帯電防止効果やゴム組成物の耐久性の観点から、イオン液体が好ましい。

イオン液体としては、下記化学式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表されるイオン液体などが挙げられる。

［化学式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ⁵およびＲ⁶は、それぞれ独立して炭素数１〜８のアルキル基であり、Ｒ³およびＲ⁴は、それぞれ独立して水素または炭素数１〜８のアルキル基であり、Ｘは、それぞれ独立してＢｒ、Ｃｌ、ＮＯ₃、ＰＦ₆、ＢＦ₄、トシル、ＣＦ₃ＳＯ₃、（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ、（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂Ｎ、ＣＨ₃Ｏ（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）₂ＳＯ₃、ＣＨ₃ＯＳＯ₃またはＣ₈Ｈ₁₇ＳＯ₃である。］

化学式（Ｉ）に示すイオン液体はイミダゾリウム系イオン液体、化学式（ＩＩ）に示すイオン液体はピリジニウム系イオン液体、化学式（ＩＩＩ）に示すイオン液体はアンモニウム系イオン液体、化学式（ＩＶ）に示すイオン液体はピロリジニウム系イオン液体を示す。

化学式（Ｉ）〜（ＩＶ）において、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ⁵およびＲ⁶は、それぞれ独立して炭素数１〜８のアルキル基であり、Ｒ³およびＲ⁴は、それぞれ独立して水素または炭素数１〜８のアルキル基であり、Ｘは、それぞれ独立してＢｒ、Ｃｌ、ＮＯ₃、ＰＦ₆、ＢＦ₄、トシル、ＣＦ₃ＳＯ₃、（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ、（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂Ｎ、ＣＨ₃Ｏ（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）₂ＳＯ₃、ＣＨ₃ＯＳＯ₃またはＣ₈Ｈ₁₇ＳＯ₃である。

また、炭素数１〜８のアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル基などが挙げられる。

＜イミダゾリウム系イオン液体＞
ここで、化学式（Ｉ）のイオン液体の中でも、｛Ｒ¹／Ｘ｝の組み合わせが、｛メチル／ＣＨ₃ＳＯ₄｝、｛エチル／Ｂｒ、Ｃｌ、ＮＯ₃、ＰＦ₆、ＢＦ₄、トシル、ＣＦ₃ＳＯ₃、（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ、（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂Ｎ｝、｛ブチル／Ｂｒ、Ｃｌ、ＰＦ₆、ＢＦ₄、（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ、ＣＨ₃Ｏ（Ｃ₂Ｈ₄Ｏ）₂ＳＯ₃、ＣＨ₃ＯＳＯ₃、Ｃ₈Ｈ₁₇ＳＯ₃｝、｛ヘキシル／Ｃｌ、ＰＦ₆、ＢＦ₄｝または｛オクチル／Ｃｌ、ＢＦ₄｝のいずれかであるイオン液体が、特に好ましい。

＜ピリジニウム系イオン液体＞
また、化学式（ＩＩ）のイオン液体の中でも、｛Ｒ²／Ｒ³／Ｒ⁴／Ｘ｝の組み合わせが、｛エチル／メチル／Ｈ／（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ｝、｛プロピルまたはブチル／メチル／Ｈ／（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ｝または｛ブチル／Ｈ／メチル／Ｂｒ、Ｃｌ、ＰＦ₆、またはＢＦ₄｝のいずれかであるイオン液体が特に好ましい。

＜アンモニウム系イオン液体＞
さらに、化学式（ＩＩＩ）のイオン液体の中でも、Ｒ⁵の３つがメチル基（ＣＨ₃）であり、Ｒ⁵の１つがプロピル基（Ｃ₃Ｈ₈）であり、Ｘが（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎであるイオン液体が特に好ましい。

第１の発明に係るタイヤ用ゴム組成物において、前記帯電防止剤を前記化学式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表されるイオン液体の少なくとも１種とすることにより、帯電抑制効果をより効果的に得ることが可能である。さらに、化学式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表されるイオン液体の中でも、上記のようにＲ¹〜Ｒ⁶およびＸを適切に組み合わせたイオン液体は、さらに帯電抑制効果に優れている。

帯電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、帯電防止効果や加工性の観点から、５質量部以上が好ましく、１０質量部以上がより好ましい。また、帯電防止剤の含有量は、ゴム剛性が低下して操縦安定性が低下することを抑制するという理由から、３５質量部以下が好ましく、３０質量部以下がより好ましい。

前記加硫促進剤としては、ベンゾチアゾール類、ベンゾチアゾリルスルフェンアミド類、ベンゾチアゾリルスルフェンイミド類などが挙げられる。なかでも、ＮＲおよびＢＲに好適で、加硫が速く、比較的安価という理由から、ベンゾチアゾリルスルフェンアミド類が好ましく、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がより好ましい。また、加硫促進剤は、ベンゾチアゾリルスルフェンアミド類とその他の加硫促進剤とを併用しても良い。

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、加硫速度が適度となり、十分に加硫できるという理由から、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、加硫促進剤の含有量は、加硫速度が適度となり、スコーチングし難いという理由から、４．０質量部以下が好ましく、３．０質量部以下がより好ましい。

本発明のベーストレッド用ゴム組成物の製造方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、前記の各成分をオープンロール、バンバリーミキサー、密閉式混練機などのゴム混練装置を用いて混練し、その後加硫する方法などにより製造できる。

本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、特に耐久性および低燃費性に優れることから本発明のベーストレッド用ゴム組成物を用いたベーストレッドを有するタイヤとすることが好ましい。

本発明のベーストレッド用ゴム組成物を用いたタイヤは、前記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、ジエン系ゴム成分に対して前記の配合剤を必要に応じて配合した前記ゴム組成物を、ベーストレッドなどの形状にあわせて押出し加工し、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、タイヤを製造することができる。

実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

まず、後述する製造例で使用した各種薬品をまとめて示す。なお、薬品は必要に応じて定法に従い精製を行った。
天然ゴムラテックス：タイテックス社から入手したフィールドラテックス
界面活性剤：花王（株）製のＥｍａｌ−Ｅ
水酸化ナトリウム：和光純薬工業（株）製のＮａＯＨ
ギ酸：関東化学（株）製のギ酸

＜ＨＰＮＲ１製造例＞
天然ゴムラテックスの固形分濃度（ＤＲＣ）を３０％（ｗ／ｖ）に調整した後、天然ゴムラテックス１０００ｇに対し、界面活性剤１０ｇと水酸化ナトリウム２０ｇを加え、室温で４８時間ケン化反応を行い、ケン化天然ゴムラテックスを得た。このラテックスに水を添加してＤＲＣ１５％（ｗ／ｖ）となるまで希釈した後、ゆっくり攪拌しながらギ酸を添加しｐＨを４．０〜４．５に調整し、凝集させた。凝集したゴムを粉砕し、水１０００ｍｌで洗浄を繰り返し、その後１１０℃で２時間乾燥して固形ゴム（ＨＰＮＲ１）を得た。

＜ＨＰＮＲ２製造例＞
天然ゴムラテックスの固形分濃度（ＤＲＣ）を３０％（ｗ／ｖ）に調整した後、このラテックスに水を添加してＤＲＣ１５％（ｗ／ｖ）となるまで希釈した。その後、ゆっくり攪拌しながらギ酸を添加しｐＨを４．０〜４．５に調整し、凝集させた。凝集したゴムを粉砕し、水１０００ｍｌで洗浄を繰り返し、その後１１０℃で２時間乾燥して固形ゴム（ＨＰＮＲ２）を得た。

次に、実施例および比較例で使用した各種薬品をまとめて示す。
ＮＲ：ＴＳＲ２０
ＨＰＮＲ１：前記ＨＰＮＲ１製造例で作製した高純度天然ゴム（窒素含有率：０．０６質量％）
ＨＰＮＲ２：前記ＨＰＮＲ２製造例で作製した高純度天然ゴム（ケン化なし、窒素含有率：０．１質量％以上）
ＢＲ１：宇部興産（株）製のＵＢＥＰＯＬＢＲ１５０Ｂ（シス含量：９７質量％）
ＢＲ２：日本ゼオン（株）製のＢＲ１２５０Ｈ（開始剤としてリチウムを用いて重合、ビニル結合量：１０〜１３質量％、Ｍｗ／Ｍｎ：１．５、スズ原子の含有率：２５０ｐｐｍ、シス含量：３５質量％、スズ末端変性ＢＲ）
カーボンブラック１：三菱化学（株）製のダイアブラックＮ３３９（Ｎ₂ＳＡ：９６ｍ²／ｇ）
カーボンブラック２：三菱化学（株）製のダイアブラックＥ（ＦＥＦ、Ｎ５５０、Ｎ₂ＳＡ：４１ｍ²／ｇ）
シリカ：エボニックデグサ社製のウルトラシルＶＮ３（Ｎ₂ＳＡ：１７５ｍ²／ｇ）
シランカップリング剤：エボニックデグサ社製のＳｉ２６６（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド）
オイル：（株）ジャパンエナジー製のＸ−１４０（アロマオイル）
帯電防止剤：Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（化学式（ＩＩＩ）中、Ｒ⁵：３つがメチル基（ＣＨ₃）、１つがプロピル基（Ｃ₃Ｈ₈）、Ｘ：ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ））
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
老化防止剤：住友化学（株）製のアンチゲン３Ｃ（Ｎ−イソプロピル−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン）
ステアリン酸：日油（株）製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１種
硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：住友化学（株）製のソクシノールＣＺ（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）

実施例１〜４および比較例１〜３
表１に示す配合処方に従い、１．７Ｌの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１５０℃で５分間混練りし、混練物を得た。次に、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、３分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。さらに、得られた未加硫ゴム組成物を１５０℃の条件下で３０分間プレス加硫し、試験用加硫ゴムシートを得た。

また、得られた各未加硫ゴム組成物をベーストレッドの形状となるように成形し、タイヤ成形機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、１５０℃の条件下で３０分間プレス加硫し、試験用タイヤ（タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５）を得た。

得られた試験用加硫ゴムシートおよび試験用タイヤを用いて以下に示す方法により評価を行った。評価結果を表１に示す。

＜粘弾性試験＞
（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータＶＥＳを用いて、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、初期歪み１０％、動歪２％の条件下で、各試験用加硫ゴムシートの動的弾性率Ｅ＊および損失正接ｔａｎδを測定した。得られた値より、一般式（１）または（８）中のＥ＊／ｔａｎδの値を算出した。

＜引張試験＞
ＪＩＳＫ６２５１「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準じて、各試験用加硫ゴムシートからなる３号ダンベル型試験片を用いて引張試験を実施し、各試験用加硫ゴムシートの破断伸びＥＢおよび破断強度ＴＢを測定した。得られた値より、一般式（５）または（１２）中のＴＢ×ＥＢ値を算出した。

＜ゴム硬度Ｈｓ測定＞
ＪＩＳＫ６２５３に準拠し、デュロメータータイプＡを用いて、各試験用加硫ゴムシートの温度２３℃でのゴム硬度Ｈｓを測定した。

＜操縦安定性試験＞
各試験用タイヤを国産ＦＦ２０００ｃｃの全輪に装着してテストコースを実車走行し、蛇行運転をした際の試験開始直後と開始３０分後の操縦安定性をドライバーの官能評価により評価した。前記評価を総合的に、比較例１の操縦安定性を１００点として相対評価を行った。点数が高いほど操縦安定性に優れることを示す。

＜タイヤ耐久性試験＞
各試験用タイヤをＪＩＳ規格リム１５×６ＪＪに組み付け、空気圧１５０ｋＰａ、荷重６．９６ｋＮの試験条件下で、室温（３８℃）にて、φ１７０７ｍｍドラム上で、速度８０ｋｍ／ｈで走行させた。サイドウォールの割れなどのタイヤ損傷が発生すれば停止させた。その損傷の発生までの距離を測定し、タイヤの耐久性を下記の評価基準で評価した。○以上を性能目標とする。
○：３万ｋｍ以上走行してもタイヤ損傷が発生しなかった
△：走行距離１万ｋｍ以上３万ｋｍ未満でタイヤ損傷が発生した
×：走行距離１万ｋｍ未満でタイヤ損傷が発生した

＜低燃費性試験＞
転がり抵抗試験機を用い、各試験用タイヤを、リム（１５×６ＪＪ）、内圧（２３０ｋＰａ）、荷重（３．４３ｋＮ）、速度（８０ｋｍ／ｈ）で走行させたときの転がり抵抗を測定し、比較例１を１００として指数表示した。低燃費性指数が大きいほど低燃費性が良好であることを示す。

表１の結果より、温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み２％にて測定した動的弾性率Ｅ＊（ＭＰａ）および損失正接ｔａｎδが、所定の一般式を満たし、ＪＩＳＫ６２５１に準じて測定した破断強度ＴＢ（ＭＰａ）および破断時伸びＥＢ（％）が、所定の一般式を満たす本発明のベーストレッド用ゴム組成物は、強度を維持しながら、操縦安定性および低燃費性に優れることがわかる。

Claims

温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み２％にて測定した動的弾性率Ｅ＊（ＭＰａ）および損失正接ｔａｎδが、下記一般式（１）〜（３）を満たし、
ＪＩＳＫ６２５１に準じて測定した破断強度ＴＢ（ＭＰａ）および破断時伸びＥＢ（％）が、下記一般式（４）および（５）を満たすベーストレッド用ゴム組成物。
一般式（１）Ｅ＊／ｔａｎδ≧２５
一般式（２）２．０≦Ｅ＊≦８．０
一般式（３）ｔａｎδ≦０．０８
一般式（４）ＥＢ≧３５０
一般式（５）ＴＢ×ＥＢ≧８５００
前記ゴム組成物のＪＩＳＫ６２５３のタイプＡ法に準じて測定した２３℃でのゴム硬度Ｈｓが６２以下である請求項１記載のタイヤ。
ｍ種（ｍは１以上の整数）のカーボンブラックおよび／またはｎ種（ｎは１以上の整数）のシリカを含有する請求項１または２記載のベーストレッド用ゴム組成物。
カーボンブラックの含有量および窒素吸着比表面積、ならびにシリカの含有量およびＢＥＴ比表面積が、下記一般式（６）および（７）を満たす、請求項３記載のベーストレッド用ゴム組成物。
一般式（６）１５≦（Ｗ１＋Ｗ２＋・・・＋Ｗｍ）＋（Ｙ１＋Ｙ２＋・・・＋Ｙｎ）≦６５
一般式（７）０．２０≦（Ｗ１／Ｘ１＋Ｗ２／Ｘ２＋・・・＋Ｗｍ／Ｘｍ）＋（Ｙ１／Ｚ１＋Ｙ２／Ｚ２＋・・・＋Ｙｎ／Ｚｎ）≦１．２
（一般式中、Ｗ１、Ｗ２、・・・Ｗｍは各カーボンブラックのゴム成分１００質量部に対する含有量（質量部）、Ｘ１、Ｘ２、・・・Ｘｍは各カーボンブラックの窒素吸着比表面積（ｍ²／ｇ）、Ｙ１、Ｙ２、・・・Ｙｎは各シリカのゴム成分１００質量部に対する含有量（質量部）、Ｚ１、Ｚ２、・・・Ｚｎは各シリカのＢＥＴ比表面積（ｍ²／ｇ）を示す。）