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WO2019017449A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Publication number
WO2019017449A1
WO2019017449A1 PCT/JP2018/027170 JP2018027170W WO2019017449A1 WO 2019017449 A1 WO2019017449 A1 WO 2019017449A1 JP 2018027170 W JP2018027170 W JP 2018027170W WO 2019017449 A1 WO2019017449 A1 WO 2019017449A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tire
mass
land portion
groove
fatty acid
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/027170
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English (en)
French (fr)
Inventor
慶介 村瀬
Original Assignee
横浜ゴム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 横浜ゴム株式会社 filed Critical 横浜ゴム株式会社
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Priority to US16/632,678 priority patent/US20200223258A1/en
Priority to CN201880048682.XA priority patent/CN110945068A/zh
Priority to JP2019530602A priority patent/JP6881583B2/ja
Publication of WO2019017449A1 publication Critical patent/WO2019017449A1/ja

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    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Definitions

  • the present invention relates to a pneumatic tire in which a tread portion is made of a rubber composition for tread containing silica.
  • a silane coupling agent containing a mercapto group has a high reaction efficiency with a diene rubber
  • a rubber composition containing it has a too short scorch time to deteriorate processability such as extrudability.
  • processability is deteriorated as described above, it is also difficult to form a tread portion having a complicated pattern in which a plurality of grooves are formed, for example, to improve wet performance, using this rubber composition. Therefore, in the rubber composition for a tread containing a large amount of silica, there is a need for further measures to improve the processability over time without deteriorating the wet grip property and the rolling resistance.
  • An object of the present invention is a pneumatic tire in which a tread portion is formed of a rubber composition for tread containing silica, and the processability over time without deteriorating the wet grip property and rolling resistance of the rubber composition for tread An improved pneumatic tire is provided.
  • a pneumatic tire according to the present invention for achieving the above object is a pneumatic tire in which a tread portion extending in the circumferential direction of the tire and having an annular shape is formed of a rubber composition for tread, and the rubber composition for tread is the pneumatic tire.
  • a salt a and a fatty acid ester are blended, and further, a mercapto group-free sulfur-containing silane coupling agent is blended in an amount of 5% by mass to 12% by mass with respect to the amount of silica.
  • the tread portion is composed of the rubber composition for a tread having the above composition, it is possible to achieve both excellent wet grip performance and low rolling resistance. Moreover, since the rubber composition for treads which consists of the above-mentioned composition is excellent in the workability over time, it can be used suitably for the tread part of a pneumatic tire.
  • a fatty acid metal salt b different from the fatty acid metal salt a in addition to the fatty acid metal salt a containing an alkali metal element, it is preferable to blend a fatty acid metal salt b different from the fatty acid metal salt a. This is advantageous for achieving both the excellent wet grip performance and low rolling resistance of the rubber composition for a tread, and for improving the processability over time.
  • the CTAB adsorption specific surface area of silica is preferably 180 m 2 / g to 250 m 2 / g. This is advantageous for achieving both the excellent wet grip performance and low rolling resistance of the rubber composition for a tread.
  • At least three main grooves (21, 22, 23) extending in the circumferential direction of the tire are formed in the tread portion at intervals from the tire center region toward the outer side in the tire width direction, A center land portion (31) partitioned by the main groove (21, 22) and positioned on the tire equator, a shoulder land portion (33) positioned on the outermost side in the tire width direction, and the center land portion (31) And an intermediate land portion (32) positioned between the shoulder land portion (33) and divided by the main groove (22, 23), and the center land portion (31) extends in the tire circumferential direction.
  • a circumferential narrow groove (41) having a groove width smaller than the main groove (21, 22, 23) and an end portion on the intermediate land portion (32) extending in the tire width direction are the main The other end is in communication with the groove (22).
  • a lug groove (52) is provided, the shoulder land portion (33) extends in the tire width direction, and the end on the intermediate land portion (32) side communicates with the main groove (23), and the other end Is provided with a shoulder lug groove (53) opened to the ground contact end, and the center lug groove (51), the intermediate lug groove (52) and the shoulder lug groove (53) are directed from the ground end toward the tire equator
  • a series of communicating lug grooves (50) extend continuously.
  • the communication lug groove enables efficient drainage from the tire center area to the ground end, and the wet performance is enhanced by the cooperation with the excellent wet grip property of the rubber composition for tread. Can be effectively enhanced. Further, since the tread rubber composition is excellent in processability, it is possible to easily form such a tread portion having a complicated shape.
  • “grounded end” refers to a flat surface on which a tire is placed when a tire is mounted on a flat surface with the tire rimmed to a regular rim and filled with a regular internal pressure and placed vertically on the plane. Both end portions in the tire axial direction of the surface (contacting surface) that actually comes into contact with the tire.
  • the “regular rim” is a rim that defines the standard for each tire in the standard system including the standard on which the tire is based, for example, the standard rim for JATMA, “Design Rim” for the TRA, or ETRTO In the case of “Measuring Rim”.
  • the “normal internal pressure” is the air pressure specified by each standard in the standard system including the standard to which the tire is based, and in the case of JATMA, the maximum air pressure, in the case of TRA, the table “TIRE ROAD LIMITS AT VARIOUS The maximum value described in "COLD INFlation PRESSURES" is "INFLATION PRESSURE” in the case of ETRTO, but is 180 kPa when the tire is for a passenger car.
  • the “regular load” is a load defined by each standard in the standard system including the standard to which the tire is based, and in the case of JATMA, the maximum load capacity, in the case of TRA, the table “TIRE ROAD LIMITS AT VARIOUS In the case of ETRTO, the maximum value described in "COLD INFlation PRESSURES" is "LOAD CAPACITY", but when the tire is for a passenger car, the load corresponds to 88% of the load.
  • FIG. 1 is a meridional cross-sectional view of a pneumatic tire according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view showing a tread portion of a pneumatic tire according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing the main part of FIG. 2 in an enlarged manner.
  • FIG. 4 is a front view showing a tread portion of a pneumatic tire according to another embodiment of the present invention.
  • the pneumatic tire according to the present invention includes a tread portion 1 extending in the circumferential direction of the tire to form an annular shape, a pair of sidewall portions 2 disposed on both sides of the tread portion 1, and a side. A pair of bead portions 3 disposed on the inner side in the tire radial direction of the wall portion 2 is provided.
  • symbol CL shows a tire equator
  • symbol E shows a grounding end.
  • a carcass layer 4 is mounted between the pair of left and right bead portions 3.
  • the carcass layer 4 includes a plurality of reinforcing cords extending in the tire radial direction, and is folded outward from inside the vehicle around the bead cores 5 disposed in each bead portion 3. Further, a bead filler 6 is disposed on the outer periphery of the bead core 5, and the bead filler 6 is enclosed by the main body portion of the carcass layer 4 and the folded portion.
  • a plurality of (two in FIG. 1) belt layers 7 are embedded.
  • Each belt layer 7 includes a plurality of reinforcing cords inclined with respect to the tire circumferential direction, and the reinforcing cords are disposed so as to cross each other between layers.
  • the inclination angle of the reinforcing cord with respect to the tire circumferential direction is set, for example, in the range of 10 ° to 40 °.
  • a belt reinforcing layer 8 is provided on the outer peripheral side of the belt layer 7.
  • the belt reinforcing layer 8 includes an organic fiber cord oriented in the tire circumferential direction. In the belt reinforcing layer 8, the organic fiber cord is set at an angle of, for example, 0 ° to 5 ° with respect to the tire circumferential direction.
  • a tread rubber layer 11 is disposed on the outer circumferential side of the carcass layer 4 in the tread portion 1, and a side rubber layer 12 is disposed on the outer circumferential side (outside in the tire width direction) of the carcass layer 4 in the sidewall portion 2.
  • a rim cushion rubber layer 13 is disposed on the outer peripheral side (outside in the tire width direction) of the carcass layer 4.
  • the tread rubber layer 11 may have a structure in which two types of rubber layers having different physical properties (a cap tread rubber layer and an under tread rubber layer) are laminated in the tire radial direction.
  • cross-sectional structure is not limited to the above-mentioned basic structure.
  • the rubber component is a diene rubber, and the diene type whose end is modified Be sure to include rubber.
  • modified S-SBR terminally modified solution-polymerized styrene butadiene rubber
  • the modified S-SBR is a solution-polymerized styrene-butadiene rubber in which both or one of the main chain ends of the styrene-butadiene rubber is modified with a functional group having reactivity with silanol groups on the silica surface.
  • the functional group to be reacted with the silanol group is preferably a hydroxyl group-containing polyorganosiloxane structure, an alkoxysilyl group, an alkoxysilyl group, a hydroxyl group, an aldehyde group, a carboxyl group, an amino group, an imino group, an epoxy group, an amide group, a thiol group or an ether group. And at least one selected from the group consisting of Among them, a hydroxyl group-containing polyorganosiloxane structure, a hydroxyl group and an amino group are more preferable.
  • the rubber composition for a tread according to the present invention comprises 30% by mass to 90% by mass, preferably 40% by mass, of a diene-based rubber (for example, modified S-SBR) whose end is modified in 100% by mass of diene-based rubber % To 85% by mass.
  • a diene-based rubber for example, modified S-SBR
  • the wear resistance is deteriorated and the rolling resistance can not be reduced.
  • the abrasion resistance is deteriorated.
  • the styrene unit content of modified S-SBR is preferably 35% by mass or more, more preferably 35% by mass to 40% by mass.
  • the styrene unit content of the modified S-SBR is less than 35% by mass, the rigidity and strength of the rubber composition are insufficient, and the abrasion resistance and the wet grip performance can not be sufficiently improved.
  • the styrene unit content of the modified S-SBR is to be measured by infrared spectroscopy (Hampton method).
  • the rubber composition for a tread of the present invention can optionally contain other diene rubbers other than the above-described diene rubber (for example, modified S-SBR) which is modified.
  • diene rubbers for example, rubbers commonly used in tire rubber compositions such as natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, solution-modified or emulsion-polymerized styrene butadiene rubber which is not modified can be used.
  • butadiene rubber and non-modified solution-polymerized styrene butadiene rubber are preferable. These can be used alone or as an optional blend.
  • the tread rubber composition of the present invention is used at least for the cap tread rubber layer.
  • silica is always blended as a filler.
  • the compounding amount of silica is 50 parts by mass to 90 parts by mass, preferably 60 parts by mass to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. If the blending amount of silica is less than 50 parts by mass, the wet grip performance is reduced. If the blending amount of silica exceeds 90 parts by mass, rolling resistance deteriorates.
  • the silica used in the present invention preferably has a CTAB adsorption specific surface area of 180 m 2 / g to 250 m 2 / g, more preferably 190 m 2 / g to 240 m 2 / g.
  • CTAB adsorption specific surface area of silica is less than 180 m 2 / g, the wet grip is reduced.
  • the CTAB adsorption specific surface area of silica exceeds 250 m 2 / g, the rolling resistance is deteriorated.
  • the CTAB adsorption specific surface area of silica is measured in accordance with ISO 5794.
  • the rubber composition of the present invention can contain other inorganic fillers other than silica.
  • examples of other inorganic fillers include carbon black, clay, talc, calcium carbonate, mica, aluminum hydroxide and the like.
  • the rubber composition for a tread of the present invention always contains a silane coupling agent.
  • a silane coupling agent By blending a silane coupling agent, it is possible to suppress the aggregation of silica and the increase in viscosity of the rubber composition, and to make the rolling resistance and the wet performance more excellent.
  • the silane coupling agent used in the present invention contains no mercapto group and contains sulfur.
  • silane coupling agent bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide, 3-octanoyl
  • the compounding amount of the silane coupling agent is 5% by mass to 12% by mass, preferably 6% by mass to 10% by mass, with respect to the mass of silica. Wet grip falls that the compounding quantity of a silane coupling agent is less than 5 mass%. When the compounding amount of the silane coupling agent exceeds 12% by mass, the processability is deteriorated.
  • alkylsilane is necessarily blended as a plasticizer component.
  • a plasticizer component By blending the alkylsilane, aggregation of silica and increase in viscosity of the rubber composition can be suppressed, and rolling resistance and wet performance can be further improved.
  • alkylsilane alkyltriethoxysilane having an alkyl group of 7 to 20 carbon atoms is preferable.
  • the alkyl group having 7 to 20 carbon atoms is heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group Groups are mentioned. Among them, from the viewpoint of compatibility with a diene rubber, an alkyl group having 8 to 10 carbon atoms is more preferable, and an octyl group and a nonyl group are more preferable.
  • the compounding amount of the alkylsilane is preferably 0.5% by mass to 10% by mass, more preferably 1% by mass to 6% by mass, with respect to the mass of the silica. Rolling resistance will deteriorate that the compounding quantity of alkylsilane is less than 0.5 mass%. If the content of the alkylsilane exceeds 10% by mass, the wet grip is reduced.
  • a fatty acid ester is necessarily blended as a plasticizer component.
  • a plasticizer component By blending the fatty acid ester, it is possible to suppress the aggregation of silica and the increase in viscosity of the rubber composition, and to make the rolling resistance and the wet performance more excellent.
  • fatty acid esters include various fatty acids and C 1 to C 5 lower alcohol esters, and polyhydric alcohol esters such as sorbitan esters and glycerin esters.
  • fatty acids caprylic acid, undecylenic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, aralic acid, lignoceric acid, cerotic acid, myristic acid, myristoleic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid Etc.
  • the content of the fatty acid ester is preferably 0.3% by mass to 6% by mass, more preferably 0.5% by mass to 4% by mass, with respect to the mass of silica. Rolling resistance will deteriorate that the compounding quantity of fatty acid ester is less than 0.3 mass%. When the content of the fatty acid ester exceeds 6% by mass, the wet grip is reduced.
  • a fatty acid metal salt a containing an alkali metal element as a plasticizer component is always blended.
  • the fatty acid metal salt a By blending the fatty acid metal salt a, it is possible to suppress the aggregation of silica and the increase in viscosity of the rubber composition, and to make the rolling resistance and the wet performance more excellent.
  • the fatty acid metal salt a include salts of the above-mentioned various fatty acids and alkali metals such as lithium, sodium and potassium.
  • the fatty acid metal salt a can be blended singly or in combination of two or more.
  • the content of the fatty acid metal salt a is preferably 0.3% by mass to 6% by mass, more preferably 0.5% by mass to 4% by mass, with respect to the mass of silica. Rolling resistance will deteriorate that the loadings of fatty acid metal salt a are less than 0.3 mass%. When the content of the fatty acid metal salt a exceeds 6% by mass, the wet grip is reduced.
  • the rubber composition for a tread of the present invention may further contain a fatty acid metal salt b different from the above-mentioned fatty acid metal salt a as a plasticizer component.
  • a fatty acid metal salt b different from the above-mentioned fatty acid metal salt a
  • plasticizer component By blending the fatty acid metal salt b, it is possible to suppress the aggregation of silica and the increase in viscosity of the rubber composition, and to enhance the effect of making the rolling resistance and the wet performance more excellent.
  • the fatty acid metal salt b include salts of various fatty acids described above and metals such as calcium, magnesium and zinc.
  • the fatty acid metal salt b can be blended singly or in combination of two or more.
  • the blending amount of the fatty acid metal salt b is preferably 0.3% by mass to 6% by mass, more preferably 0.5% by mass to 4% by mass, with respect to the mass of the silica. Rolling resistance will deteriorate that the loadings of fatty acid metal salt b are less than 0.3 mass%. When the content of the fatty acid metal salt b exceeds 6% by mass, the wet grip is reduced.
  • compounding agents other than the above can be added to the rubber composition for a tread of the present invention.
  • various kinds generally used for rubber compositions for pneumatic tires such as vulcanization or crosslinking agent, vulcanization accelerator, anti-aging agent, liquid polymer, thermosetting resin, thermoplastic resin, etc.
  • a combination agent can be illustrated.
  • the compounding amount of these compounding agents can be a conventional general compounding amount as long as the object of the present invention is not violated.
  • kneader a usual rubber kneader, for example, a Banbury mixer, a kneader, a roll, etc. can be used.
  • the rubber composition for a tread according to the present invention can improve the processability over time while achieving both excellent wet grip performance and low rolling resistance by the above-mentioned composition and physical properties. Therefore, the pneumatic tire using this rubber composition for tread can exhibit excellent wet grip and low rolling resistance. In addition, because the processability of the rubber composition for a tread is excellent, the tread portion 1 having a complicated groove shape can be easily formed for the purpose of improving drainage performance and the like.
  • the pneumatic tire according to the present invention can exhibit the above-mentioned excellent performance if the tread portion 1 is made of the above-described tread rubber composition, but preferably has the tread pattern illustrated in FIG. It is good to be doing.
  • At least three main grooves 21, 22, 23 extending in the circumferential direction of the tire are formed in the tread portion 1 at intervals from the tire center region toward the outer side in the tire width direction.
  • the center land portion 31 is defined by the main grooves 21 and 22, the shoulder land portion 33 is defined outside the main groove 23 in the tire width direction, and the intermediate land portion 32 is defined by the main grooves 22 and 23.
  • the center land portion 31 is located on the tire equator CL
  • the shoulder land portion 33 is located on the outermost side in the tire width direction
  • the middle land portion 32 is located between the center land portion 31 and the shoulder land portion 33.
  • the center land portion 31 is formed with a circumferential narrow groove 41 which extends in the tire circumferential direction and has a groove width smaller than any of the main grooves 21, 22 and 23. Further, a center lug groove 51 extending in the tire width direction is formed in the center land portion 31. The center lug groove 51 communicates with the main groove 22 at the end on the side of the intermediate land portion 32 and communicates with the circumferential narrow groove 41 at the other end. In the middle land portion 32, a middle lug groove 52 extending in the tire width direction is formed. Both ends of the intermediate lug groove 52 communicate with the main grooves 22 and 23, respectively. In the shoulder land portion 33, a shoulder lug groove 53 extending in the tire width direction is formed.
  • the shoulder lug groove 53 communicates with the main groove 23 at the end on the intermediate land portion 32 side, and the other end opens to the ground end E.
  • the center lug groove 51 and the intermediate lug groove 52 are chamfered to form chamfers 51a and 52a, respectively.
  • the center lug groove 51, the intermediate lug groove 52 and the shoulder lug groove 53 constitute a series of communication lug grooves 50 continuously extending from the ground contact end E toward the tire equator CL side.
  • a pair of lug grooves (the middle lug groove 52 and the shoulder lug groove 53 in FIG. 3) communicate with one main groove (the main groove 23 is illustrated in FIG. 3).
  • the tread portion 1 By configuring the tread portion 1 in this manner, efficient draining from the tire center region to the ground contact end E becomes possible especially by the communication lug groove 50, and the excellent wet grip property of the rubber composition for tread is shared. By working, the wet performance of the pneumatic tire can be effectively enhanced. Moreover, although this tread part 1 has a complicated groove shape, since the rubber composition for treads is excellent in workability as mentioned above, it can be formed easily.
  • FIG. 2 it is possible to provide a communication sipe 60 extending along the communication lug groove 50 between the communication lug grooves 50 adjacent in the tire circumferential direction.
  • the communication sipe 60 is positioned between the center lug grooves 51 adjacent in the tire circumferential direction, and extends between the center sipe 61 extending along the center lug grooves 51 and the intermediate lug grooves 52 adjacent in the tire circumferential direction.
  • an intermediate sipe 62 extending along the intermediate lug groove 52, and a shoulder sipe 63 extending between the shoulder lug grooves 53 adjacent to the tire circumferential direction and extending along the shoulder lug grooves 53.
  • the end on the intermediate land portion 32 side communicates with the main groove 22 and the other end ends in the center land portion 31 without communicating with the circumferential narrow groove 41
  • Both ends of the intermediate sipe 62 communicate with the main grooves 22 and 23
  • the end of the shoulder sipe 63 communicates with the main groove 23 at the intermediate land portion 32 side, and the other end opens to the ground end E. doing.
  • the side specified to be inside with respect to the vehicle when mounting to the vehicle is "inside of the vehicle" and to the vehicle when mounting to the vehicle.
  • the side designated to be the outer side is the "vehicle outer side”
  • at least three main grooves 21, 22, 23 are formed from the tire center area toward the vehicle inner side
  • the shoulder land portion 33 is at the vehicle inner side. It may be disposed on the outermost side in the tire width direction
  • the communication lug groove 50 may be disposed on the vehicle inner side.
  • the communication lug groove 50 is excellent in drainage as described above, it tends to easily transmit noise such as pattern noise by communicating from the tire center region to the ground end E. As such, by disposing on the inner side of the vehicle, noise such as pattern noise can be prevented from being radiated to the outer side of the vehicle through the communication lug groove 50, and noise performance can be enhanced.
  • the structure of the groove or land other than the above is not particularly limited.
  • the main groove 24 in addition to the main grooves 21, 22, 23, the main groove 24 is provided.
  • the main groove 24 is disposed on the opposite side of the main grooves 22 and 23 with respect to the main groove 21 (when the main grooves 22 and 23 are formed inside the vehicle, the vehicle outside the opposite side).
  • the land portion 34 is partitioned by the main grooves 21 and 24, and the land portion 35 is partitioned on the outer side in the tire width direction of the main groove 24.
  • a circumferential narrow groove 42 extending in the circumferential direction of the tire and having a groove width smaller than any of the main grooves 21, 22, 23, 24 and one end communicate with the circumferential narrow groove 42
  • a sipe 64 whose other end terminates in the land portion 34 and a lug groove 54 whose one end communicates with the main groove 24 and whose other end terminates in the land portion 34 are provided.
  • the land portion 35 extends in the tire width direction between a lug groove 55 whose one end communicates with the main groove 24 and the other end opens to the ground end E and a lug groove 35 adjacent in the tire circumferential direction.
  • a sipe 65 having one end terminating in the land portion 35 and the other end opening to the ground end E is provided.
  • the Mooney viscosity of the obtained rubber composition is in accordance with JIS K 6300 using a L-type rotor (38.1 mm diameter, 5.5 mm thickness) with a Mooney viscometer, preheating time 1 minute, rotor rotation The measurement was performed under the conditions of 100 ° C. and 2 rpm for 4 minutes. The Mooney viscosity was measured immediately after mixing and after treatment for 168 hours in a moist heat oven (temperature 30 ° C., humidity 80%). The difference between the Mooney viscosity immediately after mixing and the Mooney viscosity after wet heat treatment was calculated and used as an index of processability over time. The obtained result was shown in the column of "processability" of Table 1 as an index which sets the value of standard example 1 to 100. The smaller the index value, the smaller the change in viscosity over time, which means that the processability over time is excellent.
  • wet grip property According to JIS K 6394, using a viscoelastic spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, the obtained test piece is a loss at a temperature of 0 ° C. under the conditions of an initial strain of 10%, an amplitude of ⁇ 2% and a frequency of 20 Hz. The tangent tan ⁇ was measured. The obtained results are shown in the "wet grip" column of Table 1 as an index based on the value of standard example 1 being 100. The larger the index value, the larger the tan ⁇ at 0 ° C., which means that when it is used as a tire, the wet grip property is excellent.
  • SBR 1 Solution-polymerized styrene-butadiene rubber having a glycidyl amine group at the end, TUFDENE F 3420 (Styrene content: 36%, oil-extended product containing 25.0 parts by mass of an oil component with respect to 100 parts by mass of a rubber component) manufactured by Asahi Kasei
  • SBR 2 Emulsion-modified styrene-butadiene rubber with unmodified terminal, NIPOL 1739 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
  • Fatty acid metal salt a Potassium stearate, NOFAL NOSAL SK-1 manufactured by NOF Corporation ⁇ Fatty acid metal salt b: Zinc stearate, NOF Corporation zinc stearate G ⁇ Fatty acid ester: Glyceryl stearate, NOF Corporation monoglylic D
  • Aroma oil H & R Chemical's VIVATEC 500 ⁇ Sulfur: Fine powder sulfur with Tsurumi Chemical Industries, Ltd. gold flower oil (sulfur content: 95.24% by mass) ⁇
  • Vulcanization accelerator 1 Nouchi cellar CZ-G manufactured by Ouchi emerging chemical industry company ⁇
  • Vulcanization accelerator 2 manufactured by Sumitomo Chemical Succinol DG
  • a pneumatic tire having the tread pattern of FIG. 1 or FIG. 4 is manufactured using the rubber composition of Examples 1 to 7 in the tread portion, and evaluation of wet performance (performance by running test on wet road surface) As a result of evaluation, in each case, the pneumatic tire having the tread pattern of FIG. 1 exhibited superior wet performance.
  • the end portion of each lug groove (center lug groove, middle lug groove, shoulder lug groove) on the tire equator side is the main groove or circumferential groove compared to the tread pattern of FIG. 1. It has a structure terminated in the land without communication (i.e., a structure in which no communication lug groove is formed).

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Abstract

トレッド部がシリカを含むトレッド用ゴム組成物で構成された空気入りタイヤであって、トレッド用ゴム組成物のウェットグリップ性と転がり抵抗を悪化させることなく経時での加工性を向上した空気入りタイヤを提供する。トレッド部１を、末端が変性されているジエン系ゴムを３０質量％～９０質量％含むジエン系ゴム１００質量部に対して、シリカ５０質量部～９０質量部と、アルキルシランと、アルカリ金属元素を含む脂肪酸金属塩ａと、脂肪酸エステルとを配合し、更にメルカプト基を含まない硫黄含有のシランカップリング剤を前記シリカ量に対して５質量％～１２質量％配合したトレッド用ゴム組成物で構成する。

Description

空気入りタイヤ
　本発明は、トレッド部がシリカを含むトレッド用ゴム組成物で構成された空気入りタイヤに関する。
　空気入りタイヤの要求性能として、例えばウェットグリップ性に優れることや、低発熱性である（転がり抵抗が小さい）ことが挙げられる。これら性能を両立する方法として、例えば空気入りタイヤのトレッド部を構成するトレッド用ゴム組成物にシリカを多量に配合することが挙げられる。但し、シリカはジエン系ゴムに対する分散性が悪いため、単にシリカを配合するだけではシリカによる改善効果を充分に得ることは難しく、例えば、シリカの分散剤としてメルカプト基を含有するシランカップリング剤を配合することが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
　しかしながら、メルカプト基を含有するシランカップリング剤は、ジエン系ゴムとの反応効率が高いものの、これを配合したゴム組成物は、スコーチ時間が短くなり過ぎて押出性などの加工性が悪化するという問題がある。このように加工性が悪化すると、このゴム組成物を用いて、例えばウェット性能を高めるために複数本の溝が形成された複雑なパターンを有したトレッド部を構成することも難しくなる。そのため、シリカを多量に配合したトレッド用ゴム組成物において、ウェットグリップ性と転がり抵抗を悪化させることなく、経時での加工性を向上する更なる対策が求められている。
日本国特開２０１６‐１８３２６５号公報
　本発明の目的は、トレッド部がシリカを含むトレッド用ゴム組成物で構成された空気入りタイヤであって、トレッド用ゴム組成物のウェットグリップ性と転がり抵抗を悪化させることなく経時での加工性を向上した空気入りタイヤを提供することにある。
　上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部がトレッド用ゴム組成物で構成された空気入りタイヤであって、前記トレッド用ゴム組成物が、末端が変性されているジエン系ゴムを３０質量％～９０質量％含むジエン系ゴム１００質量部に対して、シリカ５０質量部～９０質量部と、アルキルシランと、アルカリ金属元素を含む脂肪酸金属塩ａと、脂肪酸エステルとを配合し、更にメルカプト基を含まない硫黄含有のシランカップリング剤を前記シリカ量に対して５質量％～１２質量％配合したことを特徴とする。
　本発明の空気入りタイヤは、トレッド部が上述の組成からなるトレッド用ゴム組成物で構成されているので、優れたウェットグリップ性能と低転がり抵抗を両立することができる。また、上述の組成からなるトレッド用ゴム組成物は、経時での加工性に優れるため、空気入りタイヤのトレッド部に好適に用いることができる。
　本発明においては、アルカリ金属元素を含む脂肪酸金属塩ａの他に、該脂肪酸金属塩ａとは異なる脂肪酸金属塩ｂを配合することが好ましい。これにより、トレッド用ゴム組成物の優れたウェットグリップ性能と低転がり抵抗を両立し、かつ経時での加工性を改善するには有利になる。
　本発明においては、シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が１８０ｍ2 ／ｇ～２５０ｍ2 ／ｇであることが好ましい。これにより、トレッド用ゴム組成物の優れたウェットグリップ性能と低転がり抵抗を両立するには有利になる。
　本発明においては、前記トレッド部に、タイヤセンター領域からタイヤ幅方向外側に向かって間隔をおいて配置されたタイヤ周方向に延びる少なくとも３本の主溝（２１，２２，２３）が形成され、前記主溝（２１，２２）によって区画されてタイヤ赤道上に位置するセンター陸部（３１）と、タイヤ幅方向最外側に位置するショルダー陸部（３３）と、前記センター陸部（３１）と前記ショルダー陸部（３３）との間に位置して前記主溝（２２，２３）によって区画された中間陸部（３２）とを含み、前記センター陸部（３１）が、タイヤ周方向に延在して前記主溝（２１，２２，２３）よりも溝幅が小さい周方向細溝（４１）と、タイヤ幅方向に延在して前記中間陸部（３２）側の端部が前記主溝（２２）に連通し、他方の端部が前記周方向細溝（４１）に連通するセンターラグ溝（５１）とを備え、前記中間陸部（３２）が、タイヤ幅方向に延在して両端が前記主溝（２２，２３）に連通する中間ラグ溝（５２）を備え、前記ショルダー陸部（３３）が、タイヤ幅方向に延在して前記中間陸部（３２）側の端部が主溝（２３）に連通し、他方の端部が接地端に対して開口するショルダーラグ溝（５３）を備え、前記センターラグ溝（５１）と前記中間ラグ溝（５２）と前記ショルダーラグ溝（５３）とが接地端からタイヤ赤道側に向かって連続的に延在する一連の連通ラグ溝（５０）を構成することが好ましい。このようなトレッド部とすることで、連通ラグ溝によってタイヤセンター領域から接地端への効率的な排水が可能になり、トレッド用ゴム組成物の優れたウェットグリップ性との共働によって、ウェット性能を効果的に高めることができる。また、トレッド用ゴム組成物が加工性に優れるので、このような複雑な形状のトレッド部であっても容易に形成することが可能になる。
　尚、本発明において、「接地端」とは、タイヤを正規リムにリム組みして正規内圧を充填した状態で平面上に垂直に置いて正規荷重を加えたときに、タイヤが置かれた平面に実際に接触する面（接地面）のタイヤ軸方向の両端部である。「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えば、ＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば“Ｄｅｓｉｇｎ　Ｒｉｍ”、或いはＥＴＲＴＯであれば“Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　Ｒｉｍ”とする。「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表“ＴＩＲＥ　ＲＯＡＤ　ＬＩＭＩＴＳ　ＡＴ　ＶＡＲＩＯＵＳ　ＣＯＬＤ　ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ　ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ　ＰＲＥＳＳＵＲＥ”であるが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。「正規荷重」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表“ＴＩＲＥ　ＲＯＡＤ　ＬＩＭＩＴＳ　ＡＴ　ＶＡＲＩＯＵＳ　ＣＯＬＤ　ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ　ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＬＯＡＤ　ＣＡＰＡＣＩＴＹ”であるが、タイヤが乗用車用である場合には前記荷重の８８％に相当する荷重とする。
図１は、本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの子午線断面図である。 図２は、本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッド部を示す正面図である。 図３は、図２の要部を拡大して示す説明図である。 図４は、本発明の別の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッド部を示す正面図である。
　以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
　図１に示すように、本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、このトレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備えている。尚、図１において、符号ＣＬはタイヤ赤道を示し、符号Ｅは接地端を示す。
　左右一対のビード部３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りに車両内側から外側に折り返されている。また、ビードコア５の外周上にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４の本体部と折り返し部とにより包み込まれている。一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層（図１では２層）のベルト層７が埋設されている。各ベルト層７は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。これらベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°～４０°の範囲に設定されている。更に、ベルト層７の外周側にはベルト補強層８が設けられている。ベルト補強層８は、タイヤ周方向に配向する有機繊維コードを含む。ベルト補強層８において、有機繊維コードはタイヤ周方向に対する角度が例えば０°～５°に設定されている。
　トレッド部１におけるカーカス層４の外周側にはトレッドゴム層１１が配され、サイドウォール部２におけるカーカス層４の外周側（タイヤ幅方向外側）にはサイドゴム層１２が配され、ビード部３におけるカーカス層４の外周側（タイヤ幅方向外側）にはリムクッションゴム層１３が配されている。トレッドゴム層１１は、物性の異なる２種類のゴム層（キャップトレッドゴム層およびアンダートレッドゴム層）をタイヤ径方向に積層した構造であってもよい。
　本発明は、このような一般的な空気入りタイヤに適用されるが、その断面構造は上述の基本構造に限定されるものではない。
　本発明の空気入りタイヤのトレッドゴム層１１を構成するゴム組成物（以下、「トレッド用ゴム組成物」と言う。）において、ゴム成分はジエン系ゴムであり、末端が変性されているジエン系ゴムを必ず含む。末端が変性されているジエン系ゴムとしては、例えば、末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴム（以下、「変性Ｓ－ＳＢＲ」という。）を用いることができる。変性Ｓ－ＳＢＲは、スチレンブタジエンゴムの主鎖末端の両方又は片方をシリカ表面のシラノール基と反応性を有する官能基で変性した溶液重合スチレンブタジエンゴムである。シラノール基と反応する官能基としては、好ましくはヒドロキシル基含有ポリオルガノシロキサン構造、アルコキシシリル基、ヒドロキシル基、アルデヒド基、カルボキシル基、アミノ基、イミノ基、エポキシ基、アミド基、チオール基、エーテル基から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。なかでもヒドロキシル基含有ポリオルガノシロキサン構造、ヒドロキシル基、アミノ基がより好ましい。
　本発明のトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００質量％中、末端が変性されているジエン系ゴム（例えば変性Ｓ－ＳＢＲ）の含有量が３０質量％～９０質量％、好ましくは４０質量％～８５質量％である。末端が変性されているジエン系ゴムの含有量が３０質量％未満であると、耐摩耗性が悪化するとともに、転がり抵抗を低減することができない。末端が変性されているジエン系ゴムの含有量が９０質量％を超えると耐摩耗性が悪化する。
　末端が変性されているジエン系ゴムが、変性Ｓ－ＳＢＲである場合、変性Ｓ－ＳＢＲのスチレン単位含有量が好ましくは３５質量％以上、より好ましくは３５質量％～４０質量％であるとよい。変性Ｓ－ＳＢＲのスチレン単位含有量が３５質量％未満であると、ゴム組成物の剛性および強度が不足し耐摩耗性およびウェットグリップ性能を十分に改良することができない。なお変性Ｓ－ＳＢＲのスチレン単位含有量は赤外分光分析（ハンプトン法）により測定するものとする。
　本発明のトレッド用ゴム組成物は、上述した末端が変性されているジエン系ゴム（例えば変性Ｓ－ＳＢＲ）以外の他のジエン系ゴムを任意に含有することができる。他のジエン系ゴムとしては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、変性されていない溶液重合または乳化重合スチレンブタジエンゴム等のタイヤ用ゴム組成物に通常用いられるゴムを使用することができる。なかでもブタジエンゴム、変性されていない溶液重合スチレンブタジエンゴムが好ましい。これらは、単独または任意のブレンドとして使用することができる。
　尚、上述の本発明のトレッド用ゴム組成物は、トレッドゴム層１１が上記のようにキャップトレッドゴム層およびアンダートレッドゴム層の積層構造を有する場合は少なくともキャップトレッドゴム層に用いるものとする。
　本発明のトレッド用ゴム組成物は、充填剤としてシリカが必ず配合される。シリカを配合することでゴム組成物の強度を高めることができる。また、ウェットグリップ性を高めながら、転がり抵抗を低減することができる。シリカの配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対して５０質量部～９０質量部、好ましくは６０質量部～８０質量部である。シリカの配合量が５０質量部未満であるとウェットグリップ性が低下する。シリカの配合量が９０質量部を超えると転がり抵抗が悪化する。
　本発明で使用するシリカは、ＣＴＡＢ吸着比表面積が好ましくは１８０ｍ2 ／ｇ～２５０ｍ2 ／ｇ、より好ましくは１９０ｍ2 ／ｇ～２４０ｍ2 ／ｇであるとよい。シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が１８０ｍ2 ／ｇ未満であるとウェットグリップが低下する。シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が２５０ｍ2 ／ｇを超えると転がり抵抗が悪化する。尚、本発明において、シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積は、ＩＳＯ　５７９４に準拠して測定するものとする。
　本発明のゴム組成物は、シリカ以外の他の無機充填剤を配合することができる。他の無機充填剤としては、例えばカーボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、水酸化アルミニウム等を例示することができる。
　本発明のトレッド用ゴム組成物は、シランカップリング剤が必ず配合される。シランカップリング剤を配合することにより、シリカの凝集や、ゴム組成物の粘度上昇を抑制し、転がり抵抗およびウェット性能をより優れたものにすることができる。本発明で使用するシランカップリング剤は、メルカプト基を含まず、硫黄を含有するものである。このようなシランカップリング剤としては、ビス－（３－トリエトキシシリルプロピル）テトラサルファイド、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）ジサルファイド、３－トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラサルファイド、３－オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン等を例示することができる。シランカップリング剤の配合量は、シリカの質量に対して５質量％～１２質量％、好ましくは６質量％～１０質量％である。シランカップリング剤の配合量が５質量％未満であると、ウェットグリップが低下する。シランカップリング剤の配合量が１２質量％を超えると、加工性が悪化する。
　本発明のトレッド用ゴム組成物は、可塑剤成分としてアルキルシランが必ず配合される。アルキルシランを配合することにより、シリカの凝集や、ゴム組成物の粘度上昇を抑制し、転がり抵抗およびウェット性能をより優れたものにすることができる。アルキルシランとしては、炭素数７～２０のアルキル基を有するアルキルトリエトキシシランが好ましい。炭素数７～２０のアルキル基として、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基が挙げられる。なかでもジエン系ゴムとの相溶性の観点から、炭素数８～１０のアルキル基がより好ましく、オクチル基、ノニル基がさらに好ましい。アルキルシランの配合量は、シリカの質量に対して、好ましくは０．５質量％～１０質量％、より好ましくは１質量％～６質量％であるとよい。アルキルシランの配合量が０．５質量％未満であると、転がり抵抗が悪化する。アルキルシランの配合量が１０質量％を超えると、ウェットグリップが低下する。
　本発明のトレッド用ゴム組成物は、可塑剤成分として脂肪酸エステルが必ず配合される。脂肪酸エステルを配合することにより、シリカの凝集や、ゴム組成物の粘度上昇を抑制し、転がり抵抗およびウェット性能をより優れたものにすることができる。脂肪酸エステルとしては、各種脂肪酸とＣ1 ～Ｃ5 の低級アルコールエステルや、ソルビタンエステル、グリセリンエステル等の多価アルコールエステルを例示することができる。各種脂肪酸としては、カプリル酸、ウンデシレン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マーガリン酸、ステアリン酸、アラギン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、メリシン酸、ミリストレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等を例示することができる。脂肪酸エステルの配合量は、シリカの質量に対して、好ましくは０．３質量％～６質量％、より好ましくは０．５質量％～４質量％であるとよい。脂肪酸エステルの配合量が０．３質量％未満であると、転がり抵抗が悪化する。脂肪酸エステルの配合量が６質量％を超えると、ウェットグリップが低下する。
　本発明のトレッド用ゴム組成物は、可塑剤成分としてアルカリ金属元素を含む脂肪酸金属塩ａが必ず配合される。この脂肪酸金属塩ａを配合することにより、シリカの凝集や、ゴム組成物の粘度上昇を抑制し、転がり抵抗およびウェット性能をより優れたものにすることができる。脂肪酸金属塩ａとしては、上記各種脂肪酸と、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の塩が挙げられる。脂肪酸金属塩ａは、単独または複数を組み合わせて配合することができる。脂肪酸金属塩ａの配合量は、シリカの質量に対して、好ましくは０．３質量％～６質量％、より好ましくは０．５質量％～４質量％であるとよい。脂肪酸金属塩ａの配合量が０．３質量％未満であると、転がり抵抗が悪化する。脂肪酸金属塩ａの配合量が６質量％を超えると、ウェットグリップが低下する。
　本発明のトレッド用ゴム組成物は、可塑剤成分として上記脂肪酸金属塩ａと異なる脂肪酸金属塩ｂを更に配合することもできる。この脂肪酸金属塩ｂを配合することにより、シリカの凝集や、ゴム組成物の粘度上昇を抑制し、転がり抵抗およびウェット性能をより優れたものにする効果を高めることができる。脂肪酸金属塩ｂとしては、上記各種脂肪酸とカルシウム、マグネシウム、亜鉛等の金属の塩が挙げられる。脂肪酸金属塩ｂは、単独または複数を組み合わせて配合することができる。脂肪酸金属塩ｂの配合量は、シリカの質量に対して、好ましくは０．３質量％～６質量％、より好ましくは０．５質量％～４質量％であるとよい。脂肪酸金属塩ｂの配合量が０．３質量％未満であると、転がり抵抗が悪化する。脂肪酸金属塩ｂの配合量が６質量％を超えると、ウェットグリップが低下する。
　本発明のトレッド用ゴム組成物には、上記以外の他の配合剤を添加することができる。他の配合剤としては、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤、液状ポリマー、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂など、一般的に空気入りタイヤ用ゴム組成物に使用される各種配合剤を例示することができる。これら配合剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量にすることができる。また混練機としは、通常のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用することができる。
　本発明のトレッド用ゴム組成物は、上述の配合や物性により、優れたウェットグリップ性能と低転がり抵抗を両立しながら、経時での加工性を向上することができる。そのため、このトレッド用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤは、優れたウェットグリップ性と低転がり抵抗を発揮することができる。また、トレッド用ゴム組成物の加工性が優れることで、排水性向上等の目的で複雑な溝形状を有したトレッド部１であっても容易に形成することが可能になる。
　本発明の空気入りタイヤは、トレッド部１が上述のトレッド用ゴム組成物で構成されていれば、上述の優れた性能を発揮することができるが、好ましくは図２に例示するトレッドパターンを有しているとよい。
　図２の例では、トレッド部１に、タイヤセンター領域からタイヤ幅方向外側に向かって間隔をおいて配置されたタイヤ周方向に延びる少なくとも３本の主溝２１，２２，２３が形成されている。そして、主溝２１，２２によってセンター陸部３１が区画され、主溝２３のタイヤ幅方向外側にショルダー陸部３３が区画され、主溝２２，２３によって中間陸部３２が区画されている。センター陸部３１はタイヤ赤道ＣＬ上に位置し、ショルダー陸部３３はタイヤ幅方向最外側に位置し、中間陸部３２はセンター陸部３１とショルダー陸部３３との間に位置している。
　センター陸部３１には、タイヤ周方向に延在して主溝２１，２２，２３のいずれよりも溝幅が小さい周方向細溝４１が形成される。また、センター陸部３１には、タイヤ幅方向に延在するセンターラグ溝５１が形成される。センターラグ溝５１は、中間陸部３２側の端部が主溝２２に連通し、他方の端部が周方向細溝４１に連通している。中間陸部３２には、タイヤ幅方向に延在する中間ラグ溝５２が形成される。中間ラグ溝５２は、両端が主溝２２，２３にそれぞれ連通している。ショルダー陸部３３には、タイヤ幅方向に延在するショルダーラグ溝５３が形成される。ショルダーラグ溝５３は、中間陸部３２側の端部が主溝２３に連通し、他方の端部が接地端Ｅに対して開口している。尚、センターラグ溝５１と中間ラグ溝５２には面取りが施されており、それぞれ面取り部５１ａ，５２ａが形成されている。
　これらセンターラグ溝５１と中間ラグ溝５２と前記ショルダーラグ溝５３とは、接地端Ｅからタイヤ赤道ＣＬ側に向かって連続的に延在する一連の連通ラグ溝５０を構成している。尚、本発明では、図３に示すように、１本の主溝（図３では主溝２３を例示）に対して連通する一対のラグ溝（図３では中間ラグ溝５２とショルダーラグ溝５３）について、一方側のラグ溝（中間ラグ溝５２）の溝中心線と主溝２３の溝中心線との交点Ｐ１と他方側のラグ溝（ショルダーラグ溝５３）の溝中心線と主溝２３の溝中心線との交点Ｐ２とのタイヤ周方向の距離ｄが連通ラグ溝５０（ショルダーラグ溝５３）のピッチ長Ｌに対して、０≦ｄ／Ｌ≦０．２０の関係を満たしていれば、これらラグ溝（中間ラグ溝５２とショルダーラグ溝５３）が連続的に延在していると見做すものとする。図３では主溝２３と中間ラグ溝５２およびショルダーラグ溝５３に基づいて説明したが、主溝２２とセンターラグ溝５１および中間ラグ溝５２の場合も同様である。
　このようにトレッド部１を構成することで、特に連通ラグ溝５０によってタイヤセンター領域から接地端Ｅへの効率的な排水が可能になり、トレッド用ゴム組成物の優れたウェットグリップ性との共働によって、空気入りタイヤのウェット性能を効果的に高めることができる。また、このトレッド部１は、複雑な溝形状を有しているが、上記のようにトレッド用ゴム組成物が加工性に優れるので容易に形成することができる。
　本発明では、図２に示すように、タイヤ周方向に隣り合う連通ラグ溝５０の間に連通ラグ溝５０に沿って延在する連通サイプ６０を設けることもできる。連通サイプ６０は、タイヤ周方向に隣り合うセンターラグ溝５１の間に位置して、センターラグ溝５１に沿って延在するセンターサイプ６１と、タイヤ周方向に隣り合う中間ラグ溝５２の間に位置して、中間ラグ溝５２に沿って延在する中間サイプ６２と、タイヤ周方向に隣り合うショルダーラグ溝５３の間に位置して、ショルダーラグ溝５３に沿って延在するショルダーサイプ６３とで構成される。図示の例では、センターサイプ６１は、中間陸部３２側の端部が主溝２２に連通し、他方の端部が周方向細溝４１に連通せずにセンター陸部３１内で終端し、中間サイプ６２は、両端が主溝２２，２３にそれぞれ連通し、ショルダーサイプ６３は、中間陸部３２側の端部が主溝２３に連通し、他方の端部が接地端Ｅに対して開口している。このような連通サイプ６０を設けることで、タイヤセンター領域から接地端Ｅへの排水性をより向上することができる。
　車両に対する装着方向が指定された空気入りタイヤの場合、車両に装着する際に車両に対して内側にするように指定された側を「車両内側」とし、車両に装着する際に車両に対して外側にするように指定された側を「車両外側」とすると、タイヤセンター領域から車両内側に向かって少なくとも３本の主溝２１，２２，２３を形成して、ショルダー陸部３３を車両内側におけるタイヤ幅方向最外側に配置し、連通ラグ溝５０が車両内側に配置されるようにするとよい。連通ラグ溝５０は上記のように排水性に優れるが、タイヤセンター領域から接地端Ｅまで連通していることでパターンノイズ等の騒音を伝達し易い傾向があるので、連通ラグ溝５０を上記のように車両内側に配置することで、パターンノイズ等の騒音が連通ラグ溝５０を通じて車両外側に放射されることを防ぎ、騒音性能を高めることができる。
　本発明では、上記以外の溝や陸部の構造は特に限定されない。例えば、図２の態様では、主溝２１，２２，２３の他に主溝２４が設けられている。主溝２４は、主溝２１に対して主溝２２，２３の逆側（主溝２２，２３が車両内側に形成された場合は、その逆側の車両外側）に配置されている。そして、主溝２１，２４によって陸部３４が区画され、主溝２４のタイヤ幅方向外側に陸部３５が区画されている。また、陸部３４には、タイヤ周方向に延在して主溝２１，２２，２３，２４のいずれよりも溝幅が小さい周方向細溝４２と、一端が周方向細溝４２に連通して他端が陸部３４内で終端するサイプ６４と、一端が主溝２４に連通して他端が陸部３４内で終端するラグ溝５４が設けられている。陸部３５には、一端が主溝２４に連通して他端が接地端Ｅに対して開口するラグ溝５５と、タイヤ周方向に隣り合うラグ溝３５の間においてタイヤ幅方向に延在して一端が陸部３５内で終端して他端が接地端Ｅに対して開口するサイプ６５が設けられている。
　以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
　表１に示す配合からなる１６種類のゴム組成物（標準例１、比較例１～８、実施例１～７）を、それぞれ加硫促進剤および硫黄を除く配合成分を秤量し、１．７Ｌの密閉式バンバリーミキサーで５分間混練し、温度１４５℃でマスターバッチを放出し室温冷却した。その後、このマスターバッチを１．７Ｌの密閉式バンバリーミキサーに供し、加硫促進剤及び硫黄を加え３分間混合してゴム組成物を調製した。尚、ＳＢＲ１およびＳＢＲ２はオイル分を含むため、オイル分を除いたゴム成分の含有量を下段の括弧内に記載した。次に、得られたゴム組成物を所定の金型中で１６０℃、２０分間の条件でプレス加硫して加硫ゴム試験片を作製した。
　得られたゴム組成物について、下記に示す方法により、加工性、ウェットグリップ性、転がり抵抗の評価を行った。
　　　加工性
　得られたゴム組成物のムーニー粘度をＪＩＳ　Ｋ６３００に準拠して、ムーニー粘度計にてＬ型ロータ（３８．１ｍｍ径、５．５ｍｍ厚）を使用し、予熱時間１分、ロータの回転時間４分、１００℃、２ｒｐｍの条件で測定した。尚、ムーニー粘度の測定は、混合直後と、湿熱オーブン（温度３０℃、湿度８０％）で１６８時間処理した後に行った。これら混合直後のムーニー粘度と湿熱処理後のムーニー粘度の差を算出し、経時の加工性の指標とした。得られた結果は、標準例１の値を１００とする指数として、表１の「加工性」の欄に示した。この指数値が小さいほど経時での粘度の変化が小さく、経時での加工性が優れることを意味する。
　　　ウェットグリップ性
　得られた試験片をＪＩＳ　Ｋ６３９４に準拠して、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚの条件で、温度０℃における損失正接ｔａｎδを測定した。得られた結果は、標準例１の値を１００とする指数として、表１の「ウェットグリップ性」の欄に示した。この指数値が大きいほど０℃におけるｔａｎδが大きく、タイヤにしたときウェットグリップ性に優れることを意味する。
　　　転がり抵抗
　得られた試験片をＪＩＳ　Ｋ６３９４に準拠して、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚの条件で、温度６０℃における損失正接ｔａｎδを測定した。得られた結果は、標準例１の値を１００とする指数として、表１の「転がり抵抗」の欄に示した。この指数値が小さいほど発熱が小さく、転がり抵抗が小さく、燃費性能に優れることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１において使用した原材料の種類を下記に示す。
・ＳＢＲ１：末端にグリシジルアミン基を有する溶液重合スチレンブタジエンゴム、旭化成社製　ＴＵＦＤＥＮＥ　Ｆ３４２０（スチレン含有量：３６％、ゴム成分１００質量部に対しオイル分２５．０質量部を含む油展品）
・ＳＢＲ２：末端が未変性の乳化重合スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製　ＮＩＰＯＬ１７３９（スチレン含有量：３９％、ゴム成分１００質量部に対しオイル分３７．５質量部を含む油展品）
・ＢＲ：ブタジエンゴム、タイシンセティック社製　ＵＢＥＰＯＬ　ＢＲ１５０
・ＣＢ：カーボンブラック、ＴＨＡＩ　ＴＯＫＡＩ　ＣＡＲＢＯＮ社製　Ｎ‐１３４
・シリカ１：エボニック社製　ＵＬＴＲＡＳＩＬ　７０００ＧＲ（ＣＴＡＢ吸着比表面積：１５８ｍ2 ／ｇ）
・シリカ２：エボニック社製　ＵＬＴＲＡＳＩＬ　９０００ＧＲ（ＣＴＡＢ吸着比表面積：２００ｍ2 ／ｇ）
・酸化亜鉛：正同化学工業社製　酸化亜鉛３種
・ステアリン酸：日油社製　ビーズステアリン酸
・老化防止剤１：Ｓｏｌｕｔｉａ社製　ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ　６ＰＰＤ
・老化防止剤２：ＮＯＣＩＬ　ＬＩＭＩＴＥＤ社製　ＰＩＬＮＯＸ　ＴＤＱ
・シランカップリング剤１：Ｅｖｏｎｉｋ　Ｄｅｇｕｓｓａ社製　Ｓｉ３６３（メルカプト基を有する硫黄含有シランカップリング剤）
・シランカップリング剤２：Ｅｖｏｎｉｋ　Ｄｅｇｕｓｓａ社製　Ｓｉ６９（メルカプト基を有しない硫黄含有シランカップリング剤）
・アルキルシラン：信越シリコーン社製　ＫＢＥ‐３０８３
・脂肪酸金属塩ａ：ステアリン酸カリウム、日油社製　ノンサールＳＫ‐1
・脂肪酸金属塩ｂ：ステアリン酸亜鉛、日油社製　ジンクステアレートＧ
・脂肪酸エステル：ステアリン酸グリセリル、日油社製　モノグリＤ
・アロマオイル：Ｈ＆Ｒケミカル社製　ＶＩＶＡＴＥＣ　５００
・硫黄：鶴見化学工業社製　金華印油入微粉硫黄（硫黄含有量：９５．２４質量％）
・加硫促進剤１：大内新興化学工業社製　ノクセラーＣＺ‐Ｇ
・加硫促進剤２：住友化学社製　ソクシノールＤ‐Ｇ
　表１から明らかなように、実施例１～７のゴム組成物は、標準例１に対して加工性、ウェットグリップ性、転がり抵抗をバランスよく改善した。
　一方、比較例１のゴム組成物は、末端が変性されたジエン系ゴムを含まないため、ウェットグリップ性、転がり抵抗が悪化した。比較例２のゴム組成物は、脂肪酸エステルを含まないため、ウェットグリップ性および転がり抵抗が悪化した。比較例３のゴム組成物は、アルキルシランを含まないため、ウェットグリップ性および転がり抵抗が悪化した。比較例４のゴム組成物は、２種の脂肪酸金属塩（脂肪酸金属塩ａおよび脂肪酸金属塩ｂ）を含むものの脂肪酸エステルを含まないため、ウェットグリップ性および転がり抵抗が悪化した。比較例５のゴム組成物は、シリカの配合量が少な過ぎるため、ウェットグリップ性が悪化した。比較例６のゴム組成物は、シリカの配合量が多過ぎるため、転がり抵抗が悪化した。比較例７のゴム組成物は、シランカップリング剤の配合量がシリカに対して少な過ぎるためウェットグリップ性と転がり抵抗が悪化した。比較例８のゴム組成物は、シランカップリング剤の配合量がシリカに対して多過ぎるため加工性が悪化した。
　更に、実施例１～７のゴム組成物をトレッド部に用いて、図１または図４のトレッドパターンを有する空気入りタイヤを作製し、ウェット性能の評価（ウェット路面における走行性能のテストドライバーによる官能評価）を行ったところ、いずれの場合も、図１のトレッドパターンを有する空気入りタイヤの方が優れたウェット性能を示した。尚、図４のトレッドパターンは、図１のトレッドパターンに対して、各ラグ溝（センターラグ溝、中間ラグ溝、ショルダーラグ溝）のタイヤ赤道側の端部が主溝または周方向細溝に連通せずに陸部内で終端した構造（即ち、連通ラグ溝が形成されない構造）を有する。
１　トレッド部
２　サイドウォール部
３　ビード部
４　カーカス層
５　ビードコア
６　ビードフィラー
７　ベルト層
８　ベルト補強層
１１　トレッドゴム層
１２　サイドゴム層
１３　リムクッションゴム層
２１，２２，２３，２４　主溝
３１　センター陸部
３２　中間陸部
３３　ショルダー陸部
３４，３５　陸部
４１，４２　周方向細溝
５０　連通ラグ溝
５１　センターラグ溝
５２　中間ラグ溝
５３　ショルダーラグ溝
５４，５５　ラグ溝
６０　連通サイプ
６１　センターサイプ
６２　中間サイプ
６３　ショルダーサイプ
６４，６５　サイプ
ＣＬ　タイヤ赤道
Ｅ　接地端

Claims (4)

  1. 　タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部がトレッド用ゴム組成物で構成された空気入りタイヤであって、
    　前記トレッド用ゴム組成物が、末端が変性されているジエン系ゴムを３０質量％～９０質量％含むジエン系ゴム１００質量部に対して、シリカ５０質量部～９０質量部と、アルキルシランと、アルカリ金属元素を含む脂肪酸金属塩ａと、脂肪酸エステルとを配合し、更にメルカプト基を含まない硫黄含有のシランカップリング剤を前記シリカ量に対して５質量％～１２質量％配合したことを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 　前記アルカリ金属元素を含む脂肪酸金属塩ａの他に、該脂肪酸金属塩ａとは異なる脂肪酸金属塩ｂを配合したことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
  3. 　前記シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が１８０ｍ2 ／ｇ～２５０ｍ2 ／ｇであることを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
  4. 　前記トレッド部に、タイヤセンター領域からタイヤ幅方向外側に向かって間隔をおいて配置されたタイヤ周方向に延びる少なくとも３本の主溝（２１，２２，２３）が形成され、前記主溝（２１，２２）によって区画されてタイヤ赤道上に位置するセンター陸部（３１）と、タイヤ幅方向最外側に位置するショルダー陸部（３３）と、前記センター陸部（３１）と前記ショルダー陸部（３３）との間に位置して前記主溝（２２，２３）によって区画された中間陸部（３２）とを含み、前記センター陸部（３１）が、タイヤ周方向に延在して前記主溝（２１，２２，２３）よりも溝幅が小さい周方向細溝（４１）と、タイヤ幅方向に延在して前記中間陸部（３２）側の端部が前記主溝（２２）に連通し、他方の端部が前記周方向細溝（４１）に連通するセンターラグ溝（５１）とを備え、前記中間陸部（３２）が、タイヤ幅方向に延在して両端が前記主溝（２２，２３）に連通する中間ラグ溝（５２）を備え、前記ショルダー陸部（３３）が、タイヤ幅方向に延在して前記中間陸部（３２）側の端部が主溝（２３）に連通し、他方の端部が接地端に対して開口するショルダーラグ溝（５３）を備え、前記センターラグ溝（５１）と前記中間ラグ溝（５２）と前記ショルダーラグ溝（５３）とが接地端からタイヤ赤道側に向かって連続的に延在する一連の連通ラグ溝（５０）を構成することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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