JP2004042858A

JP2004042858A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2004042858A
Application number: JP2002205936A
Authority: JP
Inventors: Takashi Shirokawa; 城川　隆
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】シリカ多量配合による空気入りタイヤの導電性および走行初期の氷上性能の両立を図った空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤ表面上にサイドウォール部からトレッド設置面にかけて連続した厚さ０．１〜０．５ｍｍのゴムシートを設け、当該ゴムシートがジエン系ゴム成分１００重量部に対して、窒素吸着比表面積７０〜１５０ｍ^２／ｇのカーボンブラック３０〜８０重量部および熱膨張性マイクロカプセル５〜２０重量部含み、その体積固有抵抗値が１×１０^８Ω・ｃｍ以下でかつＪＩＳ硬度が３５〜５０であるゴム組成物により構成し、そして、当該トレッドがジエン系ゴム成分１００重量部に対して、窒素吸着比表面積１００〜２００ｍ^２／ｇのシリカ２０〜８０重量部および熱膨張性マイクロカプセル３〜１５重量部含み、その体積固有抵抗値が１×１０^９Ω・ｃｍ以上でかつＪＩＳ硬度が４０〜６０であるゴム組成物により構成される空気入りタイヤ。
【選択図】　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、タイヤ表面に特定のゴムシートを設けて走行初期の氷上性能と、タイヤの導電性を確保した空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱膨張性マイクロカプセルを配合することにより氷上制動を向上させたトレッドゴム組成物は、例えば、特開平１１−３５７３６号公報等により公知であり、また、シリカを多量に配合することによって氷上およびウェット性能を向上させることも、多くの公知文献により周知のことである。しかしながら、全てのマイクロカプセルが加硫直後にトレッド最表面に出現できる訳ではなく、最表面に出現するマイクロカプセルは内部より個数が少なく、その結果、走行初期に十分な性能を発揮できない。一方、シリカを多量配合すると、トレッドの導電性が低下してしまうという問題もある。
【０００３】
このため、シリカ多量配合のトレッドゴムの一部にトレッド表面にまで達する高導電性のゴム部位を設ける技術が、特開平８−３４２０４号公報、特開平９−３０２１２号公報および特開２０００−８５３１６号公報等により提案されている。しかしながら、これらの技術では、タイヤの導電性は確保できるが、スタッドレスタイヤの走行初期性能の改善には何らの寄与も無く、かえって、走行初期性能を悪化させてしまうという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明では、空気入りタイヤの導電性、特に、シリカ多量配合による空気入りタイヤの導電性および走行初期の氷上性能に関する問題を同時に解消することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、タイヤ表面上に、サイドウォール部からトレッド設置面にかけて連続した厚さ０．１〜０．５ｍｍのゴムシートを設けたタイヤであって、当該ゴムシートが、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、窒素吸着比表面積７０〜１５０ｍ^２／ｇのカーボンブラックを３０〜８０重量部および熱膨張性マイクロカプセルを５〜２０重量部含み、その体積固有抵抗値が１×１０^８Ω・ｃｍ以下で、かつＪＩＳ硬度が３５〜５０であるゴム組成物により構成され、そして、当該トレッドが、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、窒素吸着比表面積１００〜２００ｍ^２／ｇのシリカを２０〜８０重量部および熱膨張性マイクロカプセルを３〜１５重量部含み、その体積固有抵抗値が１×１０^９Ω・ｃｍ以上で、かつＪＩＳ硬度が４０〜６０であるゴム組成物により構成されている空気入りタイヤが提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明では、ジエン系ゴムにカーボンブラックと熱膨張性マイクロカプセルを特定量配合したゴム組成物の薄いゴムシートをサイドウォール部からトレッド設置面にかけて配置することによって、タイヤの導電性と走行初期における氷上性能の両立が図れることを見出したものである。
【０００７】
本発明の空気入りタイヤに用いられるゴムシートには、潰れることでタイヤ表面に凹凸を形成しそれによって引掻き効果を与える熱膨張性マイクロカプセルを５〜２０重量部、好ましくは６〜１２重量部と、更に導電性を付与する窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）７０〜１５０ｍ^２／ｇのカーボンブラックを３０〜８０重量部、好ましくは５０〜７０重量部をジエン系ゴムに配合した、体積固有抵抗値が１×１０^８Ω・ｃｍ以下、好ましくは１×１０^７〜１×１０^５Ω・ｃｍであり、かつＪＩＳ硬度が３５〜５０、好ましくは３５〜４５であるゴム組成物から構成される厚さ０．１〜０．５ｍｍ、好ましくは０．１〜０．３ｍｍのゴムシートが使用される。
【０００８】
前記熱膨張性マイクロカプセルの配合量が５重量部未満では、所期の氷上性能を発揮することができず、また２０重量部を超えるときは、ゴムシートの強度が低下し、０．５ｍｍ以下のシート作製は困難である。また、前記カーボンブラックの配合量が３０重量部未満では、所期の導電効果を発揮することができず、また８０重量部を超えるときは、走行初期の氷上性能向上効果が低下するので好ましくない。
【０００９】
また、ゴムシートを構成するゴム組成物の体積固有抵抗値が１×１０^８Ω・ｃｍを超えると、所期の導電性を得ることができず、また、そのＪＩＳ硬度が３５未満では、慣らし走行期間の摩耗減量が大き過ぎ、また５０を超えると、硬くなり過ぎて走行初期の氷上性能向上効果が得られない。
【００１０】
更に、ゴムシートの厚さが０．１〜０．５ｍｍあれば、走行初期の２００〜５００ｋｍの慣らし運転期間中にタイヤ表面のゴムシートが摩耗消失される。０．５ｍｍ以上では、初期の摩耗量が大きく好ましくない。
【００１１】
本発明のゴムシートを構成するゴム組成物に配合される熱膨張性マイクロカプセルは、熱により気化、分解または化学反応して気体を発生する液体または固体を封入した熱膨張性熱可塑性樹脂粒子であって、これは、例えばゴム加硫時の熱によって膨張させて中空状とした粒径約５〜３００μｍの弾力性のある気体封入熱可塑性樹脂粒子として、ゴムシート中に分散配置される。かかる熱膨張性マイクロカプセルは、未膨張粒子として、例えばスェーデンのＥｘｐａｎｃｅｌ社より、商品名「エクスパンセル０９１ＤＵ−８０」または「エクスパンセル０９２ＤＵ−１２０」等として、また松本油脂（株）より、商品名「マツモトマイクロスフェアーＦ−８５」または「マツモトマイクロスフェアーＦ−１００」等として入手可能である。
【００１２】
本発明のゴムシートを構成するゴム成分のジエン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、およびジエン系合成ゴムとしての、例えば、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、各種ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が使用される。これらゴムは単独で、あるいは二種以上のブレンドゴムとして使用することができる。天然ゴムとジエン系合成ゴムの二種以上のブレンドゴムとして使用することが好ましい。
【００１３】
本発明のゴムシートを構成するゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用に一般的に配合されている各種配合剤を配合することができ、かかる配合剤は一般的な方法で混練、加硫してゴム組成物とすることができる。これら配合剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な量とすることができる。
【００１４】
本発明でのゴムシートを適用すると、タイヤの導電性と走行初期の氷上性能が同時に確保されるので、本発明のゴムシートが配置される部位のトレッドゴムには、基本的に、トレッドを構成する一般ゴム組成物として通常使用されている配合組成のトレッドゴム組成物であれば、いずれに対しても有効に適用可能である。
【００１５】
しかしながら、本発明のゴムシートは、タイヤトレッドを構成するゴム組成物として、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）１００〜２００ｍ^２／ｇのシリカを２０〜８０重量部、好ましくは３０〜６０重量部、および熱膨張性マイクロカプセルを３〜１５重量部、好ましくは６〜１２重量部配合して、その体積固有抵抗値が１×１０^９Ω・ｃｍ以上、好ましくは１×１０^９〜１×１０^１１Ω・ｃｍで、かつＪＩＳ硬度が４０〜６０、好ましくは４５〜５５となしたゴム組成物を用いた空気入りタイヤに対して使用すると、より一層有効である。
【００１６】
このトレッドゴム組成物としては、シリカ多量配合系のゴム組成物を得るため、窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）１００〜２００ｍ^２／ｇのシリカが２０〜８０重量部の範囲で配合される。また、初期走行後においても引き続きトレッド本体の氷上性能を確保するため、上記ゴムシートの配合量より多少低めの３〜１５重量部の熱膨張性マイクロカプセルを併せ配合することが好ましい。そして、このトレッドゴム組成物の体積固有抵抗値を１×１０^９Ω・ｃｍ以上とし、かつＪＩＳ硬度を４０〜６０の範囲となしたゴム組成物であることが好ましい。
【００１７】
更に、上記トレッドゴム組成物からなるトレッドを用いた空気入りタイヤにおいて、前記ゴムシートのＪＩＳ硬度が、当該トレッドゴム組成物のＪＩＳ硬度より３〜１０ポイント低く設定した構成とすると、初期走行から本走行に変る時点での走行性が一層スムースになるので、より好ましい空気入りタイヤが得られる。即ち、初期の氷上性能と本走行の氷上性能差が小さく、実用する上で、性能フィーリング変化の少ない、好ましいタイヤが得られる。
【００１８】
本発明のトレッドゴム組成物におけるゴム成分のジエン系ゴムとしては、本発明のゴムシートに使用されるゴム成分として列記したゴムと同じものが同様の態様で使用される。また、本発明のトレッドゴム組成物には、前記した配合剤に加えて、シランカップリング剤、加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤など一般タイヤトレッド用に使用されている各種配合剤を同様の使用態様で用いることができ、その配合量についても、本発明の目的に反しない限り、一般的な配合量とすることができる。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例および比較例によって本発明を更に説明するが、本発明の技術的範囲をこれらの実施例によって限定するものでないことは言うまでもない。
【００２０】
試験タイヤの作製
１．７リットルの密閉式バンバリーミキサーを用いて、以下の表１に示す配合成分のうち熱膨張性マイクロカプセル、硫黄および加硫促進剤を除く各成分を５分間混合した後、オープンロールにて、熱可塑性マイクロカプセル、硫黄および加硫促進剤を配合、混練して、ゴムシートおよびトレッドゴム用のゴム組成物を得た。かかる方法によって得たゴムシートおよびトレッドゴム組成物を用いて、サイズ１８５／６５Ｒ１４の試験タイヤを作製した。ゴムシートは、所定の厚さにて、サイドウォール部からトレッド設置面を覆うように配置した。
【００２１】
試験方法
１）ゴム硬度：　ＪＩＳ　Ｋ６２５３に準拠して、デュロメータ・タイプＡを用いて２０℃にて測定した。
２）体積固有抵抗値：　ＪＡＴＭＡ規定に準拠して、タイヤの体積固有抵抗値を慣らし走行前と５００ｋｍの慣らし走行後において測定した。
３）氷上制動距離：　各試験タイヤ４本を排気量１８００ｃｃの乗用車に装着し、外気温−５℃の氷板路面上で、初速度４０ｋｍ／ｈからの制動距離を慣らし走行前と５００ｋｍの慣らし走行後において測定した。氷上制動距離は、トレッドゴムを１００として指数表示した。数値が大なる程、優れていることを示す。
【００２２】
実施例１〜２および比較例１〜５
結果を表１に示す。
【表１】

【００２３】
【発明の効果】
表１の結果からみられるように、本発明のゴムシートを所定の部位に設置したものでは、タイヤにおける体積固有抵抗値が良好で、しかも、走行初期から氷上制動距離が良好であるタイヤが得られていることがわかる。

Claims

タイヤ表面上に、サイドウォール部からトレッド設置面にかけて連続した厚さ０．１〜０．５ｍｍのゴムシートを設けたタイヤであって、当該ゴムシートが、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、窒素吸着比表面積７０〜１５０ｍ^２／ｇのカーボンブラックを３０〜８０重量部および熱膨張性マイクロカプセルを５〜２０重量部含み、その体積固有抵抗値が１×１０^８Ω・ｃｍ以下で、かつＪＩＳ硬度が３５〜５０であるゴム組成物により構成され、そして、当該トレッドが、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、窒素吸着比表面積１００〜２００ｍ^２／ｇのシリカを２０〜８０重量部および熱膨張性マイクロカプセルを３〜１５重量部含み、その体積固有抵抗値が１×１０^９Ω・ｃｍ以上で、かつＪＩＳ硬度が４０〜６０であるゴム組成物により構成されている空気入りタイヤ。
前記ゴムシートを構成するゴム組成物のＪＩＳ硬度がトレッドゴム組成物の硬度より３〜１０ポイント低い、請求項１に記載の空気入りタイヤ。