JP5119491B2

JP5119491B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5119491B2
Application number: JP2007172695A
Authority: JP
Inventors: 眞一宮▲崎▼
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2007-06-29
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2027-06-29
Also published as: JP2009006975A

Description

本発明は、転動抵抗が低く抑えられ、かつタイヤ走行時の静電気発生を軽減し安全性が向上した空気入りタイヤに関する。

近年、タイヤの転がり抵抗を低減するとともにウエットグリップ性能を維持する目的で、タイヤのトレッド部、ブレーカー部やサイドウォール部等にもシリカを用いる方法が種々提案されている。しかしシリカが多量に配合された場合、タイヤの電気抵抗が高くなり、たとえば車両の燃料補給時に静電気によるスパークが発生して燃料に引火する場合があり、使用時の安全性に欠けるという問題がある。そこで転がり抵抗の低減およびウエットグリップ性能の維持が実現されるとともに、静電気の発生防止も可能なタイヤの提供が要請されている。

特許文献１には、導電性を改善し、車体に静電気が蓄積されることにより生じる放電現象を防止する空気入りタイヤが提案すれている。ここでトレッド部のゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対してカーボンブラックの配合量が５０重量部以下で非カーボンブラック系補強剤を含有し、サイドウォール部のゴム組成物は、カーボンブラックの配合量がゴム成分１００重量部に対して４０重量部以下であり、トレッド部およびサイドウォール部に導電性薄膜が配置されている。ここで導電性薄膜を構成するゴム組成物は、カーボンブラックの配合量がゴム成分１００重量部に対して６０重量％以上でかつゴム組成物全体の３５重量％以上が開示されている。

特許文献２には、優れたウエット性能などを維持しつつ、タイヤ電気抵抗を効果的に低減し、しかもこれらの特性をタイヤの使用初期から摩耗限度に亘って安定して発揮しうる空気入りタイヤが提案されている。ここでトレッドゴムは、シリカによって補強された体積固有抵抗値が１×１０⁸Ω・ｃｍ以上の絶縁性ゴム材からなる主トレッドゴム部と、体積固有抵抗値が１×１０⁸Ω・ｃｍ未満の導電性ゴム材から形成されかつ主トレッド部とともに接地面をなし、しかも接地面の端縁からタイヤ軸方向内側へ接地巾の３〜３５％の距離を隔てて終端する外導電部とを含み、外導電部は、厚さが０．０１〜１．０ｍｍのシート状をなして横溝の溝壁、溝底を含むトレッド外表面に露出してタイヤ周方向に連続し、ウイングゴム、サイドウォールゴムおよびクリンチゴムを導電性ゴム材で形成する一方、外導電部をウイングゴムに連続させたことを特徴とする空気入りタイヤが提案されている。

特許文献３には、転がり抵抗が小さく、耐摩耗性、ウエット性能に優れ、電気抵抗が小さいタイヤを与えるタイヤサイドウォール用ゴム組成物として、特定のジエン系ゴム１００重量部に対し、一次粒子径が２０ｎｍ以上、ＤＢＰ吸油量が１２０ｍｌ／１００ｇ以下およびＣＴＡＢ表面積が１３０ｍ²／ｇ以下であるカーボンブラックを５〜５０重量部と、ＤＢＰ吸油量が２００ｍｌ／１００ｇ以上、ＢＥＴチッ素吸着比表面積が１８０ｍ²／ｇ以下である沈降性シリカを１０〜６０重量部と、反応性のファクタが特定の範囲内に制御される量のシランカップリング剤とを混練して得られるタイヤサイドウォール用ゴム組成物が提案されている。

特許文献４には、シリカを補強剤として用いた高抵抗率のタイヤトレッド用ゴム組成物で構成され、かつ所定の横幅を有して長さ方向に延びるストリップと、該横幅内で長さ方向に敷設され、かつトレッドストリップの表面から底面まで延設された１０⁸Ω・ｃｍ以下の体積抵抗率を有する低抵抗率のタイヤ用ゴム組成物で構成された導電性ストリップとを備えたことを特徴とするタイヤトレッドが提案されている。

しかし特許文献１〜４の方法においては、低い転がり抵抗と高い安全性とを十分満足できるレベルで高度に両立させるという点で未だ改善の余地がある。
特開平８−２３０４０７号公報特開２０００−１９０７０９号公報特開平１０−３６５５９号公報特開平８−３４２０４号公報

本発明は転がり抵抗を低く維持しつつ、タイヤ走行時にタイヤ接地面あるいはタイヤがリムとの接触する領域に発生する静電気の蓄積を効果的に防止する。そして低燃費性を損なうことなく使用時の安全性を向上させた空気入りタイヤを提供する。

本発明は、トレッド部と、サイドウォール部と、ビード部と、前記トレッド部から前記サイドウォール部を経て前記ビード部に至るカーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側にブレーカーを備えた空気入りタイヤであって、前記トレッド部、前記ブレーカー部および前記サイドウォール部にそれぞれ形成されるトレッドゴム、ブレーカーゴムおよびサイドウォールゴムの体積固有抵抗は、いずれも１×１０⁸Ω・ｃｍ以上であり、前記空気入りタイヤは、さらに前記ブレーカー両端部の下側領域に配置される導電性ゴム、該導電性ゴムと少なくとも５ｍｍの接触領域を有してブレーカー上側を被覆する被覆ゴム、該被覆ゴムと接触し一部がトレッドの表面に露出するようにトレッド部に埋設される通電ゴム、前記カーカスの下端と接触しビード部のリムフランジに接する領域に配置されるビード部ゴムを備え、前記カーカスを構成するプライゴム、前記導電性ゴム、前記被覆ゴム、前記通電ゴム及び前記ビード部ゴムには、金属箔もしくは導電性のカーボンブラックが配合され、体積固有抵抗値は、いずれも１×１０⁸Ω・ｃｍ未満である前記空気入りタイヤである。

ここで前記プライゴム、前記導電性ゴム、前記被覆ゴム、前記通電ゴム及び前記ビード部ゴムは、窒素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ以上のカーボンブラックがゴム成分１００質量部に対して、３０〜１００質量部配合されていることが望ましい。また前記プライゴム、前記導電性ゴム、前記被覆ゴム、前記通電ゴム及び前記ビード部ゴムは、金属箔がゴム成分１００質量部に対して、１〜１０質量部配合されていることが望ましい。

さらに、前記ビード部ゴムはチェーファーゴムあるいはクリンチゴムである。さらに前記通電ゴムはタイヤ周方向に連続して形成することができる。

本発明の空気入りタイヤにおいては、トレッド部、ブレーカーおよびサイドウォール部をそれぞれ構成するゴムの転がり抵抗の小さいゴム配合を使用する一方、ビード部ゴムからサイドウォール部をとおりブレーカー上側の被覆ゴムをとおりトレッド部に路面と接触するように埋設された通電ゴムと電気的に接続することで、タイヤの転がり抵抗を軽減し、さらにタイヤ走行時にタイヤ接地面あるいはタイヤがリムとの接触する領域に発生する静電気の蓄積が効果的に防止できる。これによりタイヤの低燃費性を維持しつつ使用時の安全性が向上された空気入りタイヤを得ることができる。

＜基本構造＞
本発明の空気入りタイヤの構造は、たとえば図１のタイヤ断面の右上半分に例示されるものである。タイヤ１は、トレッド部を構成するトレッドゴム７と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部を構成するサイドウォールゴム８と、各サイドウォール部の内方端に位置するクリンチ部を構成するクリンチゴム３およびリム上部に位置するチェーファー部を構成するチェーファーゴム２とを備える。またクリンチ部、チェーファー部間にはカーカス１０が架け渡されるとともに、このカーカス１０のタイヤ半径方向外側にブレーカー部を構成するブレーカーゴム９が配される。該カーカス１０は、カーカスコードを配列する１枚以上のカーカスプライから形成され、このカーカスプライは、トレッド部からサイドウォール部を経て、ビードコア１３と、該ビードコア１３の上端からサイドウォール方向に延びるビードエーペックス１１との廻りをタイヤ軸方向の内側から外側に折返され、折返し部によって係止される。ブレーカー部は、ブレーカーコードを配列した２枚以上のブレーカープライからなり、各ブレーカーコードがブレーカープライ間で交差するよう向きを違えて重置している。本発明の空気入りタイヤにおいては、トレッド部とブレーカー部との間に被覆ゴム５が設けられる。該被覆ゴム５と少なくとも５ｍｍの接触領域を有して、カーカスプライとブレーカー部の両端部およびサイドウォール部との間に導電性ゴム４が配置される。そして前記被覆ゴム５に接しトレッドゴム７に一部が接地面に露出するように通電ゴム６が配置され、該通電ゴム６は前記被覆ゴム５、導電性ゴム４、カーカス１０、クリンチゴム３およびチェーファーゴム２と電気的に接続する構造となっている。

上記構造を採用することでタイヤ走行時にリムとの接触領域に位置するビード部ゴム、あるいは接地領域に発生する静電気はタイヤ内部における電気的に接続された導電性のゴム部材を通ってタイヤの外部に放出される。

本発明の空気入りタイヤは、乗用車用、トラック・バス用、重機用等、種々の車両のタイヤとして使用され得る。

＜トレッドゴム、ブレーカーゴム、サイドウォールゴム＞
タイヤを構成するトレッドゴム、ブレーカーゴム、サイドウォールゴムの体積固有抵抗は、いずれも１×１０⁸Ω・ｃｍ以上に設定される。従来、ゴム補強剤としてカーボンブラックが用いられていたが、これをシリカに置き換えることで転がり抵抗を軽減できる。さらにシリカは石油由来の材料でないことから石油由来の材料であるカーボンに比べ環境問題の観点からも好適に採用される。しかしシリカを用いる場合、体積固有抵抗が大きくなる傾向にある。本発明ではシリカ配合を基本とすることでタイヤの転がり抵抗の軽減及びゴムの加工性等の基本特性を維持し、一方ではゴム組成物の体積固有抵抗が１×１０⁸Ω・ｃｍ以上の高い電気抵抗の問題点を改善するものである。

本発明の空気入りタイヤにおいては、トレッドゴム、ブレーカーゴムおよびサイドウォールゴムのそれぞれに含有される上記の充填剤のうち５０質量％以上がシリカであることが好ましい。充填剤のうち５０質量％以上をシリカが占める場合、タイヤの転がり抵抗の低減効果が良好である。充填剤のうちシリカが占める割合は、７０質量％以上、さらに９０質量％以上がより好ましい。本発明においては、上記充填剤のすべてがシリカであっても良いが、トレッドゴム、ブレーカーゴムおよびサイドウォールゴムのそれぞれの導電性や機械的強度を調整する目的で他の充填剤が併用される。

シリカは、トレッドゴム、ブレーカーゴムおよびサイドウォールゴムのそれぞれにおけるゴム成分の１００質量部に対してたとえば５質量部以上１００質量部以下で配合することができる。シリカの配合量がゴム成分１００質量部に対して５質量部以上である場合、タイヤの転がり抵抗の低減ができ、１００質量部以下である場合、トレッドゴム、ブレーカーゴムおよびサイドウォールゴムの製造時における未加硫ゴム組成物の粘度上昇による加工性の低下やコストの過度な上昇を良好に防止できる。

シリカとしては汎用ゴム一般に用いられるものを使用でき、たとえば補強材として使用される乾式法ホワイトカーボン、湿式法ホワイトカーボン、コロイダルシリカ等が挙げられる。中でも含水ケイ酸を主成分とする湿式法ホワイトカーボンが好ましい。

シリカの窒素吸着比表面積（ＢＥＴ法）は、たとえば１００〜３００ｍ²／ｇ、さらに１５０〜２５０ｍ²／ｇの範囲内であることが好ましい。シリカの窒素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ以上である場合、補強効果が十分得られることによりタイヤの耐摩耗性が良好に向上する。一方、該窒素吸着比表面積が３００ｍ²／ｇ以下である場合、それぞれのゴムの製造時の加工性が良好であり、タイヤの操縦安定性も良好に確保される。なお、窒素吸着比表面積は、ＡＳＴＭＤ３０３７−８１に準じてＢＥＴ法で測定される。

＜被覆ゴム＞
本発明における被覆ゴム５は、上記導電性ゴム４と上記通電ゴム６とに接して設けられる、体積固有抵抗が１×１０⁸Ω・ｃｍ未満に設定されたゴムからなる。前記体積抵抗値が１×１０⁸Ω・ｃｍ未満であればタイヤの導電性の向上効果が所望の程度得られる。また、該体積固有抵抗は、上記導電性ゴムと同様に設定することができ、好ましくは１×１０⁷Ω・ｃｍ以下であり、より好ましくは１×１０⁶Ω・ｃｍ以下であり、また、１×１０³Ω・ｃｍ以上とすることが好ましく、１×１０⁴Ω・ｃｍ以上に設定することがより好ましい。

本発明で被覆ゴム５の厚みは０．２ｍｍ以上であればタイヤ導電性の向上効果が所望の程度得られ、３．０ｍｍ以下であればタイヤの転がり抵抗を大きく悪化させることがない。導電性ゴムの厚みは、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ、特に０．９ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲が好ましい。上記被覆ゴム５は、導電性ゴムと通電ゴムと接する部分を有していればよく、トレッド部とブレーカー部の間全面にわたり設けたり、前記通電ゴムが配された位置まで、またはそれを超える範囲で部分的に設けたりすることができる。

また、被覆ゴムと導電性ゴムおよび通電ゴムの接する部分について、上記導電性ゴムとはタイヤ周方向に帯状の５ｍｍ以上の幅で接触している部分があることが好ましく、１０ｍｍ以上接触していることがより好ましい。導電性ゴムと被覆ゴムとを上記の条件で接触させることにより、タイヤの導電性効果が十分に得られるものとなる。上記通電ゴムとの接触は、通電ゴムのタイヤ幅方向の全面が接していることが好ましい。

本発明において前記被覆ゴムは、ゴム成分の１００質量部に対して３０〜１００質量部の範囲内で配合されるカーボンブラックとを含有することが好ましい。ゴム成分の１００質量部に対して３０質量部以上のカーボンブラックが配合される場合、被覆ゴムの導電性が高くなる。またカーボンブラックの含有量がゴム成分の１００質量部に対して１００質量部以下の場合は耐久性が改善される。ゴム成分の１００質量部に対するカーボンブラックの配合量は、３５質量部以上、さらに４０質量部以上がより好ましく、８０質量部以下、さらに７０質量部以下がより好ましい。

被覆ゴムにおいて配合される導電性のカーボンブラックの窒素吸着比表面積は、１００ｍ²／ｇ以上１５００ｍ²／ｇ以下とされることが好ましい。該窒素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ以上である場合、被覆ゴムの機械的強度が良好であり、１５００ｍ²／ｇ以下である場合製造時の加工性を確保する点で好ましい。該窒素吸着比表面積は、１０５ｍ²／ｇ以上がより好ましく、また、１３００ｍ²／ｇ以下、さらに１０００ｍ²／ｇ以下がより好ましい。ここでカーボンブラックは、石油外資源である木タールカーボンブラックが好適に採用される。

前記被覆ゴムは、金属箔がゴム成分１００質量部に対して、１〜１０質量部、好ましくは１〜３質量部配合され、その体積固有抵抗値を低く調整している。ここで金属箔は、厚みが１０〜５０μｍの範囲で、短径（Ｄ１）が０．１〜０．３ｍｍ、長径（Ｄ２）が０．２〜０．５ｍｍの範囲でアスペクト比（Ｄ２／Ｄ１）が２〜５のものが使用される。

被覆ゴムは、カーボンブラック以外に、充填剤としてたとえばシリカ等を含有しても良いが、良好な導電性を付与するという観点から、充填剤のうち８質量％以上、さらに１５質量％以上、さらに１００質量％をカーボンブラックが占めることがより好ましい。

＜導電性ゴム＞
本発明における導電性ゴム４は、後述のカーカス１０を構成するカーカスプライとブレーカー部のエッジ部分およびサイドウォール部との間に設けられる、体積固有抵抗が１×１０⁸Ω・ｃｍ未満に設定されたゴムからなる。導電性ゴム４の体積固有値が１×１０⁸Ω・ｃｍ未満であればタイヤの導電性の向上効果が得られる。導電性ゴム４の体積固有抵抗は、好ましくは１×１０⁷Ω・ｃｍ以下であり、１×１０⁶Ω・ｃｍ以下に設定されることがより好ましい。導電性成分を多量に配合されたゴム組成物を採用すると電気抵抗が小さくなるが、一方ではタイヤがリムに接する領域における電気化学反応が促進されリムが錆び易くなる。これを回避するためには、該導電性ゴムの体積固有抵抗は１×１０³Ω・ｃｍ以上であること、さらに１×１０⁴Ω・ｃｍ以上に設定されることが好ましい。

導電性ゴムは上述のようにカーカスを構成するカーカスプライとブレーカー部のエッジ部分およびサイドウォールとの間にタイヤ周方向に連続もしくは不連続に形成されていればよく、その厚さあるいは形状などは特に制限はない。

前記導電性ゴム４のゴム配合は、前記被覆ゴムと同様にカーボンブラックまたは金属箔を配合して導電性を付与し、ブレーカー両端部におけるゴム剥離を軽減する観点からゴム硬度等を調整した組成物を採用することもできる。

＜通電ゴム＞
本発明において、通電ゴムはトレッド部に埋設されその一部はタイヤ接地面に露出し、他の一部は導電性ゴムと連結しており空気入りタイヤの走行時に発生した静電気を接地面に効果的に放出する。図１において電通ゴム６は、トレッド部７の中央部に１箇所埋設された構造として示されているが、複数個の通電ゴムを埋設することもできる。そしてタイヤ幅方向の通電ゴムの幅は、例えば、０．２ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．９ｍｍ〜１．５ｍｍである。この幅が０．２ｍｍ未満の場合は通電効果は少なく、一方、１０ｍｍを越えるとトレッド部における通電ゴムの接地領域が相対的に増加し、接地特性を損なうことになる。また、通電ゴムはタイヤ周方向に連続層として形成することが好ましいが、タイヤ周方向に断続的に形成することもできる。

通電ゴムの体積固有抵抗はトレッドゴム、ブレーカーゴム及びサイドウォールゴムよりも低くされ設定される。ここで通電ゴムの体積固有抵抗は１×１０⁸Ω・ｃｍ未満である。通電ゴムの体積固有抵抗が１×１０⁸Ω・ｃｍ未満の場合、タイヤの導電性が改善され静電気の放出効果が得られる。該通電ゴムの体積固有抵抗は、１×１０⁷Ω・ｃｍ以下、さらに１×１０⁶Ω・ｃｍ以下がより好ましい。

本発明において、トレッドゴム、ブレーカーゴムおよびサイドウォールゴムの体積固有抵抗を、１×１０⁸Ω・ｃｍ以上として、転がり抵抗や耐久性等のタイヤ性能を維持しながら、前記導電性ゴムとこれに連結された前記導電性ゴムの体積固有抵抗をより低く調整したため空気入りタイヤに発生した静電気を被覆ゴム、導電性ゴムおよび通電ゴム等により電気的な接続通路を介して効果的に放出することができる。

本発明の通電ゴムは、被覆ゴムと同様に導電性のカーボンブラックあるいは金属箔を用いた配合を採用することができるが、接地特性を改善する観点からトレッドゴムの配合に基づきカーボンブラックまたは金属箔を配合して導電性を付与することも可能である。

＜カーカス＞
本発明におけるカーカス１０は、カーカスコードを配列する１枚以上のカーカスプライから構成される。該カーカスプライは、カーカスコードを平行に引き揃えてゴム中に埋設した構成である。上記カーカスコードを構成する繊維材料としては、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、アラミドなどを例示することができ、これらは単独で用いても２種以上を混合して用いてもよい。なかでも、天然資源材料であることからレーヨンを用いることが好ましく、カーカスコードを構成する繊維材料に対してレーヨンを９０質量％以上配合することが好ましい。

プライゴムの体積固有抵抗はトレッドゴム、ブレーカーゴム及びサイドウォールゴムよりも低くされ設定される。ここでプライゴムの体積固有抵抗は１×１０⁸Ω・ｃｍ未満である。通電ゴムの体積固有抵抗が１×１０⁸Ω・ｃｍ未満の場合、タイヤの導電性が改善され静電気の放出効果が得られる。該プライゴムの体積固有抵抗は、１×１０⁷Ω・ｃｍ以下、さらに１×１０⁶Ω・ｃｍ以下がより好ましい。

本発明において、トレッドゴム、ブレーカーゴムおよびサイドウォールゴムの体積固有抵抗を、１×１０⁸Ω・ｃｍ以上として、転がり抵抗や耐久性等のタイヤ性能を維持しながら、前記プライゴムと、これに電気的に接続された前記被覆ゴム、前記導電性ゴムさらに通電ゴムの体積固有抵抗をより低く調整したため空気入りタイヤに発生した静電気を被覆ゴム、導電性ゴムおよび通電ゴム等と相俟ってタイヤの電気電導性が一層改善される。

本発明のプライゴムは、被覆ゴムと実質的に同じ配合を採用することができるが、カーカスコードとの接着性を改善する観点から従来のプライゴムの基本配合に基づき、カーボンブラックあるいは金属箔を配合することで導電性を付与する採用することも可能である。

さらに本発明において、上記プライは少なくとも前記クリンチゴムおよびチェーファーゴムとも接するように配置される。上記導電性ゴム、被覆ゴムおよび通電ゴムを連続した構造とすることに加えて、体積固有抵抗の低いカーカスプライを、クリンチゴム、チェーファーゴムおよび導電性ゴム等とが接する配置とすることによって、リムを通じた静電気の放出効率を著しく向上させることができる。

＜クリンチゴム、チェーファー、ゴムチェファー＞
本発明でビード部ゴムはクリンチゴム、チェーファーおよびゴムチェファーを含む概念である。タイヤが走行する際にビード部ゴムを介してリムから駆動力が伝達されるが、この際にリムとビード部ゴムとの摩擦で静電気が発生しやすい。係る静電気は前記導電性ゴムを通って接地面に有効に放出される必要がある。図１においてクリンチゴム、チェーファーあるいはゴムチェファーは、前記カーカス１０と電気的に接続していることが必要である。

ここでビード部ゴムの体積固有抵抗は１×１０⁸Ω・ｃｍ未満である。通電ゴムの体積固有抵抗が１×１０⁸Ω・ｃｍ未満にすることでタイヤの良好な導電性が得られる。該クリンチゴムの体積固有抵抗は、１×１０⁷Ω・ｃｍ未満、さらに１×１０⁶Ω・ｃｍ未満がより好ましい。ビード部ゴム、即ち、クリンチゴム、チェーファー、ゴムチェファーは、耐摩耗性、剛性および硬度が要求されるので、上記配合設計に加え、前記導電性ゴム及び通電ゴムの配合手法で電気抵抗を調整することができる。

＜ゴム配合＞
本発明の空気入りタイヤにおける被覆ゴム、導電性ゴム、通電ゴム、プライゴム、チェーファーゴム、クリンチゴム、およびトレッドゴム、ブレーカーゴム、サイドウォールゴムは、たとえば以下のゴム組成物から構成される。

ゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、エポキシ化天然ゴム、脱蛋白天然ゴム、ジエン系合成ゴムが好ましく挙げられる。ジエン系合成ゴムとしては、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、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）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられ、これらのうち１種類または２種類以上を含むゴム成分が好適である。なお、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）とは、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）に第三ジエン成分を含むものである。ここで第三ジエン成分としては、たとえば炭素数５〜２０の非共役ジエンが挙げられ、１，４−ペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、１，５−ヘキサジエン、２，５−ジメチル−１，５−ヘキサジエンおよび１，４−オクタジエン、または１，４−シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエンなどの環状ジエン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、５−ブチリデン−２−ノルボルネン、２−メタリル−５−ノルボルネンおよび２−イソプロペニル−５−ノルボルネンなどのアルケニルノルボルネン等が例示できる。特に、ジシクロペンタジエン、５−エチリデン−２−ノルボルネン等が好ましい。

被覆ゴム、導電性ゴム、通電ゴム、プライゴム、チェーファーゴム及びクリンチゴムに用いられるゴム成分としてはジエン系ゴムが好ましく、中でも、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、脱蛋白天然ゴム等が好ましい。

上記ゴム組成物には、タイヤゴム配合において一般的に採用される以下の配合剤を適宜配合することができる。

本発明で、前述の如くトレッドゴム、ブレーカーゴム、サイドウォールゴムにシリカを配合することが好ましい。ゴム組成物にシリカを配合する場合には、シラン系カップリング剤、好ましくは含硫黄シランカップリング剤をたとえばシリカ質量に対して１質量％以上２０質量％以下で配合することが好ましい。シランカップリング剤を１質量％以上配合することでタイヤの耐摩耗性が向上し転がり抵抗の低減が達成できる。一方シランカップリング剤の配合量が２０質量％以下の場合、ゴムの混練、押出工程での焼け（スコーチ）が生じる危険性が少ない。

含硫黄シランカップリング剤としては、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、トリメトキシシリルプロピル−メルカプトベンゾチアゾールテトラスルフィド、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、ジメトキシメチルシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイル−テトラスルフィド、ビス−［３−（トリエトキシシリル）−プロピル］テトラスルフィド、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が例示される。その他のシラン系カップリング剤としては、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等を使用することができる。

本発明では、用途に応じてその他のカップリング剤、例えばアルミネート系カップリング剤、チタン系カップリング剤を単独またはシラン系カップリング剤と併用して使用することも可能である。

ゴム組成物には、その他、カーボンブラック、クレー、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン等の充填剤を単独あるいは２種以上混合して用いることができる。

ゴム組成物には、上記の他に、加硫剤、加硫促進剤、軟化剤、可塑剤、老化防止剤、発泡剤およびスコーチ防止剤等を添加することが可能である。

加硫剤としては、有機過酸化物もしくは硫黄系加硫剤を使用できる。有機過酸化物としては、たとえば、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３あるいは１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシプロピル）ベンゼン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−ジイソプロピールベンゼン、ｔ−ブチルパーオキシベンゼン、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシロキサン、ｎ−ブチル−４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシバレレートなどを使用することができる。これらの中で、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゼンおよびジ−ｔ−ブチルパーオキシ−ジイソプロピルベンゼンが好ましい。また、硫黄系加硫剤としては、たとえば、硫黄、モルホリンジスルフィドなどを使用することができる。これらの中では硫黄が好ましい。

加硫促進剤としては、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−アミン系またはアルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、もしくは、キサンテート系加硫促進剤のうち少なくとも一つを含有するものを使用することが可能である。

老化防止剤としては、アミン系、フェノール系、イミダゾール系の化合物や、カルバミン酸金属塩、ワックスなどを適宜選択して使用することが可能である。

本発明では練り加工性を一層向上させるために軟化剤を併用しても良い。軟化剤としては、プロセスオイル、潤滑油、パラフィン、流動パラフィン、石油アスファルト、ワセリンなどの石油系軟化剤、ヒマシ油、アマニ油、ナタネ油、ヤシ油などの脂肪油系軟化剤、トール油、サブ、蜜ロウ、カルナバロウ、ラノリンなどのワックス類、リノール酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ラウリン酸などの脂肪酸、等が挙げられる。

可塑剤としては、ＤＭＰ（フタル酸ジメチル）、ＤＥＰ（フタル酸ジエチル）、ＤＢＰ（フタル酸ジブチル）、ＤＨＰ（フタル酸ジヘプチル）、ＤＯＰ（フタル酸ジオクチル）、ＤＩＮＰ（フタル酸ジイソノニル）、ＤＩＤＰ（フタル酸ジイソデシル）、ＢＢＰ（フタル酸ブチルベンジル）、ＤＬＰ（フタル酸ジラウリル）、ＤＣＨＰ（フタル酸ジシクロヘキシル）、無水ヒドロフタル酸エステル、ＤＯＺ（アゼライン酸ジ−２−エチルヘキシル）、ＤＢＳ（セバシン酸ジブチル）、ＤＯＳ（セバシン酸ジオクチル）、クエン酸アセチルトリエチル、クエン酸アセチルトリブチル、ＤＢＭ（マレイン酸ジブチル）、ＤＯＭ（マレイン酸−２−エチルヘキシル）、ＤＢＦ（フマル酸ジブチル）等が挙げられる。

スコーチを防止または遅延させるためのスコーチ防止剤としては、たとえば無水フタル酸、サリチル酸、安息香酸などの有機酸、Ｎ−ニトロソジフェニルアミンなどのニトロソ化合物、Ｎ−シクロヘキシルチオフタルイミド等を使用することができる。

以下、実施例に基づき本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜ビード部ゴム：チェーファーゴム＞
表１に示す配合成分のうち硫黄および加硫促進剤を除いた成分を、密閉式バンバリーミキサーを用いて１５０℃で４分間混練した後、硫黄および加硫促進剤を加えて９５℃で２分間さらに練り込み、従来法により押出し工程、カレンダー工程を経てチェーファーゴム組成物Ａ−１、Ａ−２、Ａ−３を調整した。

＜プライゴムの調製＞
表２に示す配合成分のうち硫黄および加硫促進剤を除いた成分を、密閉式バンバリーミキサーを用いて１５０℃で４分間混練した後、硫黄および加硫促進剤を加えて９５℃で２分間さらに練り込み、従来法により押出し工程、カレンダー工程を経てプライゴム組成物組成物Ｂ−１、Ｂ−２、Ｂ−３を調整した。

＜導電性ゴム、被覆ゴム、通電ゴムの調製＞
表３〜５に示す配合成分のうち硫黄および加硫促進剤を除いた成分を、密閉式バンバリーミキサーを用いて１５０℃で４分間混練した後、硫黄および加硫促進剤を加えて９５℃で２分間さらに練り込み、従来法により押出し工程、カレンダー工程を経て導電性ゴム、被覆ゴムおよび電通ゴム組成物Ｃ〜Ｅを調製した。

＜トレッドゴムの調製＞
表６に示す配合成分のうち硫黄および加硫促進剤を除いた成分を、密閉式バンバリーミキサーを用いて１４０℃で４分間混練した後、硫黄および加硫促進剤を加えて９５℃で２分間さらに練り込み、従来法により押出し工程、カレンダー工程を経てトレッドゴム組成物Ｆを調製した。

＜サイドウォールゴムの調製＞
表７に示す配合成分のうち硫黄および加硫促進剤を除いた成分を、密閉式バンバリーミキサーを用いて１４０℃で４分間混練した後、硫黄および加硫促進剤を加えて９５℃で２分間さらに練り込み、従来法により押出し工程、カレンダー工程を経てサイドウォールゴム組成物Ｇ−１、Ｇ−２を調製した。

＜ブレーカーゴムの調製＞
表８に示す配合成分のうち硫黄および加硫促進剤を除いた成分を、密閉式バンバリーミキサーを用いて１４０℃で４分間混練した後、硫黄および加硫促進剤を加えて９５℃で２分間さらに練り込み、従来法により押出し工程、カレンダー工程を経てブレーカーゴム組成物Ｈ−１、Ｈ−２を調製した。

表１〜表８において、配合剤の詳細は以下のとおりである。
注１：天然ゴムは、タイ製の商品名「ＴＳＲ２０」である。
注２：ＳＢＲ１５００はＪＳＲ社製のスチレンーブタジエンゴムである。
注３：ＳＢＲ１５０２はＪＳＲ社製のスチレンーブタジエンゴムである。
注４：ポリブタジエンは宇部興産社製の商品名「ＢＲ１５０Ｂ」である。
注５：Ｎ２２０は、昭和キャボット社製のカーボンブラックである（窒素吸着比表面積：１１１ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量：１１５ｍｌ／１００ｇ）。
注６：Ｎ３３０は、三菱化学社製のカーボンブラックである（窒素吸着比表面積：７９ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量：１０５ｍｌ／１００ｇ）。
注７：シリカＶＮ３は、デグサ社製の商品名「ＶＮ３」である。窒素吸着比表面積は２１０ｍ²／ｇ）である。
注８：シランカップリング剤は、デグサ社製の商品名「Ｓｉ６９」である。
注９：アロマチックオイルは、出光興産社製の商品名「ダイアナプロセスＡＨ−４０」である。
注１０：ワックスは、大内新興化学社製の商品名「サンノックＮ」である。
注１１：老化防止剤は、住友化学社製の商品名「アンチゲン６Ｃ」である。
注１２：ステアリン酸は、日本油脂社製の商品名「ステアリン酸椿」である。
注１３：亜鉛華は、三井金属鉱業社製の酸化亜鉛である。
注１４：硫黄は、軽井沢製錬社製の商品名「粉末硫黄」である。
注１５：加硫促進剤１は、大内新興化学社製の商品名「ノクセラーＮＳ−Ｐ」である。
注１６：不溶性硫黄は、四国化成社製の商品名「ミュークロンＯＴ２０」である。
注１７：金属箔は、厚さ１０〜５０μｍ、短径０．１〜０．３ｍｍ、長径０．２〜０．５ｍｍである。

（実施例１〜２、比較例１〜４）
表１〜表８のゴム配合で調整したゴム組成物を表１０に示す組合せでそれぞれ用い、トレッド部、サイドウォール部、ブレーカー、クリンチゴム、チェーファーゴム、導電性ゴム及び通電ゴムに適用し、常法にて加硫成形し、図１に示す構造を有するサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤを作製した。

ここで、試作タイヤの基本構造は次のとおりである。
カーカスプライ
コード角度：タイヤ周方向に９０度
コード材料：ポリエステル１６７０ｄｔｅｘ／２
ブレーカー
コード角度：タイヤ周方向に２４度×２４度
コード材料：スチールコード（２＋２×０．２５）
比較例１は、プライゴムに体積固有抵抗の高い配合（Ｂ−３）を用いており、比較例２は、図１のタイヤ構造において導電性ゴムおよび通電ゴムを採用しない構造である。比較例３は、図１のタイヤ構造において導電性ゴムを採用しない構造である。比較例４はチェーファーゴムに体積固有抵抗の高い配合（Ａ−３）を用いている。

なお、被覆ゴムの厚みは１ｍｍであり、導電性ゴムの厚みは１ｍｍであり、通電ゴムの幅は３ｍｍでタイヤ周方向に連続した構造のものを採用した。

＜体積固有抵抗＞
表１〜表８のゴム組成物を用いて厚さ２ｍｍ、１５ｃｍ×１５ｃｍの試験片を作成し、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製の電気抵抗測定Ｒ８３４０Ａを用いて電圧５００Ｖ、気温２５℃、湿度５０％の条件で測定した。その結果を表１に示す。値が大きいほどゴム組成物の体積固有抵抗は高い。

＜転がり抵抗＞
上記で作製した空気入りタイヤを正規リムに装着し、規定内圧２００ＫＰａを充填して、ＳＴＬ社製の転がり抵抗試験機を用い、速度８０ｋｍ／ｈ、荷重４．７ｋＮで転がり抵抗を測定した。転がり抵抗の測定値を荷重で除した転がり抵抗係数（ＲＲＣ）につき、比較例１を１００として、実施例１、２、比較例２〜４の転がり抵抗を相対値で示した。値が小さいほど転がり抵抗が小さく性能が良好である。結果を表９に示す。

＜タイヤ導電性＞
上記で作製した空気入りタイヤを正規リムに装着し、規定内圧２００ＫＰａを充填して、荷重４．７ｋＮで鉄板にトレッド部を接地させ、印加電圧１００Ｖにおいてタイヤリム部と鉄板との間の電気抵抗値を測定した。結果を表９に示す。

表９において、比較例１はプライゴムに導電性の低いゴム配合を用いておりタイヤの導電性は劣っている。比較例２はブレーカーゴムに導電性の低いゴム配合を用いており、また通電ゴム、導電性ゴムを採用していないのでタイヤの導電性は劣っている。比較例３はサイドウオールゴムに導電性の高いゴム組成物を用い、導電ゴム層を用いていないので
タイヤの導電性は劣っている。比較例４はチェーファゴムに導電性の低いゴム組成物を用いているのでタイヤの導電性は劣っている。

実施例１、２は、体積固有抵抗が６．１×１０⁶Ω・ｃｍである導電性のゴム組成物をタイヤの構成部分に採用する一方、トレッド部、ブレーカーおよびサイドウォール部の体積固有抵抗を１．０×１０⁸Ω・ｃｍ以上としたので、転がり抵抗の低減とタイヤ導電性の向上とが両立できており、本発明に係る空気入りタイヤは転がり抵抗の低減が達成でき、導電性にも優れることが分かる。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

転がり抵抗を小さく維持する一方、タイヤ走行時にタイヤに発生する静電気の発生を効果的の放出し得る本発明の空気入りタイヤは、たとえば乗用車、トラック、バス、重機等の各種車両に対して好ましく適用され得る。

本発明に係る空気入りタイヤの断面図の右半分を示す図である。

符号の説明

１タイヤ、２チェーファー、３クリンチ部、４導電性ゴム、５被覆ゴム、６通電ゴム、７トレッド部、８サイドウォール部、９ブレーカー、１０カーカス、１１ビードエーペックス、１２バンド、１３ビードコア。

Claims

トレッド部と、サイドウォール部と、ビード部と、前記トレッド部から前記サイドウォール部を経て前記ビード部に至るカーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側にブレーカー部を備えた空気入りタイヤであって、
前記トレッド部、前記ブレーカー部および前記サイドウォール部にそれぞれ形成されるトレッドゴム、ブレーカーゴムおよびサイドウォールゴムの体積固有抵抗は、いずれも１×１０⁸Ω・ｃｍ以上であり、
前記空気入りタイヤは、さらに前記ブレーカー両端部の下側領域に配置される導電性ゴム、該導電性ゴムと少なくとも５ｍｍの接触領域を有してブレーカー上側を被覆する被覆ゴム、該被覆ゴムと接触し一部がトレッドの表面に露出するようにトレッド部に埋設される通電ゴム、前記カーカスの下端と接触しビード部のリムフランジに接する領域に配置されるビード部ゴムを備え、
前記カーカスを構成するプライゴム、前記導電性ゴム、前記被覆ゴム、前記通電ゴム及び前記ビード部ゴムには、金属箔もしくは導電性のカーボンブラックが配合され、体積固有抵抗値は、いずれも１×１０⁸Ω・ｃｍ未満であり、
前記通電ゴムは、少なくともトレッド部の中央部でタイヤ周方向に連続して形成されており、そのタイヤ幅方向の幅Ｗが０．２ｍｍ〜１０ｍｍである空気入りタイヤ。
前記プライゴム、前記導電性ゴム、前記被覆ゴム、前記通電ゴム及び前記ビード部ゴムは、窒素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ以上のカーボンブラックがゴム成分１００質量部に対して、３０〜１００質量部配合されている請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記カーカスを構成するプライゴム、前記導電性ゴム、前記被覆ゴムおよび前記通電ゴムは、ゴム成分１００質量部に対して、厚みが１０〜５０μｍで短径（Ｄ１）が０．１〜０．３ｍｍ、長径（Ｄ２）が０．２〜０．５ｍｍの金属箔を１〜１０質量部配合され、前記ビード部ゴムには導電性のカーボンブラックが配合され、体積固有抵抗値は、いずれも１×１０⁸Ω・ｃｍ未満である請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記ビード部ゴムは、クリンチゴムまたはチェーファーゴムである請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記トレッド部、前記ブレーカー部および前記サイドウォール部にそれぞれ形成されるトレッドゴム、ブレーカーゴムおよびサイドウォールゴムは、ゴム成分１００質量部に対してシリカを５質量部以上１００質量部以下含む請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。