JP2005514259A5 - - Google Patents

Description

静電気放出特性が改善されたトレッド構造を有するタイヤ

本発明は、静電気放出特性が改善されたトレッド構造を有するタイヤに関する発明であって、より詳しくは、多量のシリカ使用タイヤにおいて静電気放出特性が改善されたトレッド構造を有するタイヤに関する。

最近、低燃費タイヤの開発が加速化されながらタイヤ製作の時、シリカの使用量が日増しに増加され、カーボンブラック（Ｃ／Ｂ）対比シリカの比重も増加する成り行きである。タイヤは走行中路面との摩擦によってタイヤに静電気を発生させるが、このように発生された静電気は車両の外部に放出されないので乗車者が車に乗降するとき電気に感電され不快感を感じられる。また、前記路面との摩擦によって発生した静電気は車の導体部分を流れながら電磁波を発生させ、エンジン等車両の鋭敏な部分に悪影響を及ぼす。

一般的にカーボンブラックを使用したトレッドの場合、体積抵抗（Ｖｏｌｕｍｅ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）が１０^８Ω−cmであるかそれ以下である反面、シリカを１００重量％使用した場合、１０^９〜１０^１３Ω−cm以上の電気抵抗を有せしめて伝導性を全く有することができなくなる。

このようなタイヤの摩擦による静電気問題を解決するために、伝導性カバーストリップ（ｃｏｖｅｒ ｓｔｒｉｐ）を使用するか、ゴム配合物に伝導性の優秀なカーボンブラックを一定量以上配合することによって、絶縁体であるシリカゴム配合物に伝導性を付与している。ところが、カーボンブラックを使用してタイヤの伝導性を確保しようとする場合、トレッドの固有抵抗値は低下するが、シリカ使用タイヤの本来の目的である低燃費性が顕著に劣るばかりでなく、伝導性カーボンブラックとポリマーとの補強性が非常に低くなりタイヤの耐磨耗性が低下する問題が発生する。

また、トレッドキャップ層のゴム表面に伝導性カーボンブラックを配合したウォーターベース（Ｗａｔｅｒ Ｂａｓｅ）セメントをコーティングする方法の場合、セメント材の粘着力が極めて高いため、作業性が非常によくなく、セメント自体の保管（放置）上の問題によって、互いにコーティングされたセメントが剥離されるとか加硫の際、モールドの汚染源になることもある。特に、加硫の際、トレッドキャップ層のゴムとウォーターベースセメントの被覆ゴムとの界面接着力が低下され走行中には界面剥離が発生し、走行末期には導電経路が遮断されて帯電防止の效果が全然なくなるという問題がある。

さらに、伝導性スプレー（Ｓｐｒａｙ）を使用する方法もあるが、この方法はタイヤがある程度の摩耗後までは放電するが、完全摩耗された後には導電通路、即ち、放電通路を提供することができない。

前記のような問題を解決するために、本発明は、タイヤの耐磨耗性や低燃費性を落すことのないようにトレッド部の構造を変更してタイヤの内部で発生し摩擦静電気を外部に放電させる放電路を備えたタイヤを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、タイヤの円周面を形成するキャップトレッドとアンダートレッドを含むトレッド構造を有するタイヤにおいて、前記アンダートレッドから前記キャップトレッドを貫通して前記キャップトレッドの外側表面に露出するバンド形状の放電路を含むことを特徴とするタイヤを提供する。

以下、本発明によるタイヤトレッド部の構造に対して添付図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の静電気放出特性が改善されたトレッド構造を有するタイヤの一実施例の部分断面図である。

タイヤのトレッド部は、一般的にタイヤの最外側を形成するキャップトレッド（１０）とキャップトレッド（１０）の内側に連接して形成されタイヤの内側と連結されるアンダートレッド（２０）によって構成される。

図１に示されたように、放電路は、好ましくはアンダートレッド（２０）と同様の材質で構成し、トレッドの表面まで連結しバンド形状に形成され、キャップトレッド（１０）を貫通してタイヤの最外側に向かって露出することによって、放電路（３０）が地面に接するように形成される。

キャップトレッド（１０）のゴム組成物には、好ましくは５０％以上のシリカが含有されるか、または、全体充填剤を基準として７０重量％以上が含有される。前記組成のゴム組成物は、絶縁体として電気抵抗性が１０^９〜１０^１３Ω−cm以上であるので、車体で発生する摩擦電気を地面へ放出することが全くできない。このキャップトレッド（１０）を構成するゴム組成物は、シリカ使用ゴム組成物に限定されるものではない。例えば、溶液重合スチレン−ブタジエンゴム、乳化重合スチレン−ブタジエンゴム、及び天然ゴムなどが単独または混合で使用され、充填剤としてシリカが多量配合され、その他公知の他の配合材料として加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、軟化剤及び老化防止剤など、通常のゴム配合物に使用される配合剤が添加されたゴム組成物を使用することができる。

また、前記アンダートレッド（２０）のゴム組成物は、好ましくはカーボンブラック（Ｃ／Ｂ）が１００重量％まで使用されたものであり、前記放電路（３０）も亦、アンダートレッド（２０）と同様の組成のゴム組成物によって形成される。前記放電路（３０）を構成するゴム組成物は、電気抵抗性が１０^８Ω−cm以下であって、トレッド内部で発生した摩擦による静電気を容易に外部へ放出させることができる。

即ち、本発明の静電気放出特性が改善されたトレッド構造を有するタイヤにおいて、タイヤの円周面を形成する最外層のキャップトレッド（１０）のゴム組成はシリカ組成を高くしてタイヤの回転抵抗性と制動力を有利にしながら、アンダートレッド（２０）のゴム組成はカーボンブラックを高くしてキャップトレッド（１０）などタイヤ内部で発生した摩擦電気をアンダートレッド（２０）で集電して放電路（３０）を通じて外部へ放電する。
このようなアンダートレッドの一部をトレッドの底面から表面まで一定の形態で上げることによって、タイヤ内部で発生した摩擦電気をトレッド表面と地面へ放出するようにするものである。

キャップトレッド（１０）のシリカ組成による高い電気抵抗性をアンダートレッド（２０）が乗り越えて放電路（３０）を通じて容易に外部へ放電させると共に、キャップトレッド（１０）に低燃費タイヤとしての長所を有するタイヤを得ることができる。前記放電路（３０）がアンダートレッド（２０）からトレッドの外側表面まで成す角度は、好ましくは９０゜〜１８０゜の角度を有するようにすべきである。
上述のように、本発明による放電路（３０）を傾斜させた理由は、従来の垂直構造の放電路とは異り、放電路（３０）に垂直に伝達される荷重を減少させることによって、コーナー走行及び垂直荷重によって生ずるキャップトレッド（１０）と放電路（３０）間の分離を抑制させる效果があり、実験及び経験則によると、傾斜角が１１０゜以上の場合有效であり、実質的な垂直荷重が減少するためである。
また、前記傾斜放電路（３０）は、地面に接する接地面が垂直構造の場合と対比するとき、より広い接地面を有するため、傾斜角が大きいほどより優れた静電気放出特性を有する。
しかし、放電路の傾斜角が１３０゜以上の場合、タイヤの生産性が低下するので、１３０゜以下にすることが望ましい。

図２〜図４は、本発明によるタイヤのトレッド部の形成構造において、他の実施例を示しているが、図１の実施例と異り放電路（３０）が１個以上形成されることによって、より能率的にアンダートレッド（２０）に集電された摩擦電気を地面へ放出させるようにするものである。

以上、前記実施例は、本発明を限定するものではなく、本発明の特許請求範囲において種々の変更が可能である。

本発明の静電気放出特性が改善されたトレッド構造を有するタイヤは前述のように、従来のタイヤと異りトレッド構造の伝導性を高めるためにトレッド部の物性即ち耐磨耗性及び回転抵抗性と制動力を低下させずに、トレッド部で発生された摩擦電気を外部へ容易に放出することができるので、機能的に優れている。

特に、本発明によるトレッド部形成構造を有する傾斜放電路は、キャップトレッドにおける垂直荷重によるキャップトレッドの分離が難しいので、構造的に安定化し、垂直放電路の場合より接地面が広いので、静電気放電機能が向上する。

本発明の一実施例における静電気放出特性が改善されたトレッド構造を有するタイヤの部分断面図。 本発明の他の実施例における静電気放出特性が改善されたトレッド構造を有するタイヤの部分断面図。 本発明の他の実施例における静電気放出特性が改善されたトレッド構造を有するタイヤの底面図。 本発明の他の実施例における静電気放出特性が改善されたトレッド構造を有するタイヤの部分切開斜視図。

Claims (1)

1. ５０％以上のシリカがトレッドに含有され、タイヤで発生した静電気を地中へ放出するためにカーボンブラックを含有した放電路が形成されたトレッド構造を有するタイヤにおいて、
   板状のバンド形態でなる１個または２個の放電路（３０）がアンダートレッド（２０）から延長されてキャップトレッド（１０）を貫通し、キャップトレッドの外側表面まで１１０゜〜１３０゜の傾斜角を有するように形成されたことを特徴とするタイヤ。