JP2018030549A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】耐クラック性、耐ウェット性、及び接着力のバランスを高いレベルで保持することができる、空気入りタイヤを提供する。【解決手段】トレッド部の外表面に配設され、タイヤ周方向に延在するゴム層を有する空気入りタイヤであって、前記ゴム層におけるゴム組成物は、該ゴム組成物中のゴム成分を１００質量部とした場合に、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）３０質量部以下と、ブタジエンゴム（ＢＲ）１０質量部〜２５質量部と、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）４５質量部〜６４質量部とを含む、ことを特徴とする、空気入りタイヤ。【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

従来より、（ｉ）タイヤのオゾンクラック防止のため、非ジエン系ゴムを含むゴム組成物をサイドウォールに適用することや、（ｉｉ）耐酸化老化性を高めて、製品の耐久性を向上させるため、非ジエン系ゴムを含むゴム組成物をコード端部被覆用ゴム組成物として適用することが検討されている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、特許文献１には、天然ゴム８０重量％以下と、残部としての、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）よりなる群から選択する少なくとも１種のゴムを有するゴム成分１００重量部に対して、硫黄を１．５〜４．５重量部配合したコード端部被覆用ゴム組成物が開示されている。
本発明者らは、走行時における負荷の低減、及び耐ウェット性の向上（即ち、摩擦係数μの向上）が要求されるトレッドの表面に、耐初期クラック性（耐オゾンクラック性）に優れる非ジエン系ゴムを含むゴム組成物からなるゴム層を貼り付けることを検討した。その結果、トレッドとしての性能が悪化するという問題や、接着力が低いために、ゴム層がめくれてしまうなどの問題があった。
また、耐ウェット性を向上させるために、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を、非ジエン系ゴムとしてのエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）を含むゴム組成物に配合した。

しかしながら、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）とスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）とは、溶解パラメーター（ＳＰ値）が大きく異なり、相溶性が低いため、混合しても良好な分散状態が得られず、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）が、大きいセグメント状態で表面に析出して、接着性が低下してしまうという問題がある。

特開平１１−１８９６７６号公報

そこで、本発明の目的は、耐クラック性、耐ウェット性、及び接着力のバランスを高いレベルで保持することができる、空気入りタイヤを提供することにある。
なお、本明細書において、「耐クラック性」とは、「初期クラック（オゾンクラック）」及び「歪入力クラック（歪が入力されることにより拡がるクラック）」の両方に対する耐性を意味する。

即ち、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部の外表面に配設され、タイヤ周方向に延在するゴム層を有する空気入りタイヤであって、前記ゴム層におけるゴム組成物は、該ゴム組成物中のゴム成分を１００質量部とした場合に、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）３０質量部以下と、ブタジエンゴム（ＢＲ）１０質量部〜２５質量部と、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）４５質量部〜６４質量部とを含む、ことを特徴とする。
本発明の空気入りタイヤによれば、耐クラック性、耐ウェット性、及び接着力のバランスを高いレベルで保持することができる。

さらに、本発明の空気入りタイヤでは、前記ゴム組成物中におけるエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）の含有量が、前記ゴム成分を１００質量部とした場合に、１５質量部〜２５質量部であることが好ましい。この構成によれば、耐クラック性及び接着力を向上させることができる。

さらにまた、本発明の空気入りタイヤでは、前記ゴム組成物中におけるブタジエンゴム（ＢＲ）の含有量が、前記ゴム成分を１００質量部とした場合に、１５質量部〜２５質量部であることが好ましい。この構成によれば、接着力を向上させることができる。

さらにまた、本発明の空気入りタイヤでは、前記ゴム組成物が、カーボンブラック及び／又はシリカをさらに含み、前記ゴム組成物中における前記カーボンブラック及び前記シリカの合計含有量が、前記ゴム成分を１００質量部とした場合に、４０質量部〜７０質量部であることが好ましい。この構成によれば、耐破壊性を向上させることができる。

本発明によれば、耐クラック性、耐ウェット性、及び接着力のバランスを高いレベルで保持することができる、空気入りタイヤを提供することができる。

図１は、本発明に従った一実施形態の空気入りタイヤを示す部分断面図である。

（空気入りタイヤ）
以下に、本発明の空気入りタイヤを、その一実施形態に基づき詳細に例示説明する。
本発明の空気入りタイヤにおいては、トレッド部の外表面に配設され、タイヤ周方向に延在するゴム層を有する。
図１は、本発明に従った一実施形態の空気入りタイヤを示す部分断面図である。この空気入りタイヤでは、図示する片側のトレッド部１の踏面部には、排水性確保に寄与する周方向主溝２と、これら周方向主溝２によって画成された中央リブ３と、ショルダー部４とが形成されている。ここで、このショルダー部４にはラグ溝は存在していない。
さらに、図１中、本実施形態の空気入りタイヤは、トレッド部１に配設されたトレッドゴム１ａの外表面に配設され、タイヤ周方向に延在するゴム層５と、２層のベルト層からなるベルト６と、カーカスプライ７とをさらに有している。
なお、図１では、ゴム層５は、ショルダー部４にまで延在し、中央リブ３のみならずショルダー部４をも覆っているが、これに限定されるものではなく、ショルダー部４にまで延在しないで、ショルダー部４を覆っていなくてもよい。
本実施形態では、ゴム層５は、タイヤ周方向に延在して、タイヤ全周に亘って配設されているが、これに限定されるものではなく、必ずしも、タイヤ全周に亘って配設されていなくてもよい。

＜ゴム層＞
上記ゴム層におけるゴム組成物は、少なくとも、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）と、ブタジエンゴム（ＢＲ）と、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）との３成分を含むゴム成分が含まれてなり、さらに、必要に応じて、フィラー、軟化剤、その他の成分とが含まれてなる。
また、ゴム層におけるゴム組成物は、少なくとも、１種の非ジエン系ゴムと、２種以上のジエン系ゴムを含んでいてもよい。
未加硫のゴム組成物を加硫した加硫後のゴム組成物が、加硫後のゴム層である。

上記ゴム層のタイヤ径方向の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．０１ｍｍ〜２ｍｍが好ましく、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍがより好ましく、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍが特に好ましい。ゴム層を上記厚みに調整することで、高応力且つ高頻度の歪入力があっても、物性の異なる隣接部材との接合性を向上させ、接着剥離を防止することができる。
上記ゴム層の厚みが、０．０１ｍｍ以上であると、耐クラック性を向上させることができ、さらに、２ｍｍ以下であると、耐摩耗性を向上させることができる。
上記ゴム層の厚みが、０．１ｍｍ以上であると、耐クラック性をより向上させることができ、さらに、１．０ｍｍ以下であると、耐摩耗性をより向上させることができる。
上記ゴム層の厚みが、０．５ｍｍ以下であると、耐摩耗性をさらにより向上させることができる。
なお、上記ゴム層の未加硫状態のタイヤ径方向の厚みとしては、目的に応じて適宜選択することができるが、０．４ｍｍ〜０．５ｍｍが好ましい。

＜＜エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）＞＞
上記エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）は、耐初期クラック性（耐オゾンクラック性）及び耐候性を向上させる機能を有する。
上記エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）を、上記ゴム組成物に配合させることにより、耐初期クラック性（耐オゾンクラック性）を向上させることができる。

上記エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）の含有量としては、上記ゴム組成物におけるゴム成分１００質量部に対して、３０質量部以下である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１５質量部〜２５質量部が好ましい。
上記エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）の含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して、３０質量部以下であることにより、接着力を向上させることができる。
上記エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）の含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して、１５質量部以上であると、耐初期クラック性（耐オゾンクラック性）を向上させることができ、さらに、２５質量部以下であると、接着力をより向上させることができる。

＜＜ブタジエンゴム（ＢＲ）＞＞
上記ブタジエンゴム（ＢＲ）は、上記エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）と、後述するスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）との相溶性を向上させる機能を有する。理由としては、推測ではあるが、上記ブタジエンゴム（ＢＲ）の溶解パラメーター（ＳＰ値）が、適切であるからである、という点が考えられる。
上記ブタジエンゴム（ＢＲ）を、上記ゴム組成物に配合させることにより、接着力を向上させることができる。

上記ブタジエンゴム（ＢＲ）の含有量としては、上記ゴム成分１００質量部に対して、１０質量部〜２５質量部である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１５質量部〜２５質量部が好ましい。
上記ブタジエンゴム（ＢＲ）の含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して、１０質量部以上であると、接着力を向上させることができ、さらに、２５質量部以下であると、耐ウェット性を向上させることができる。
上記ブタジエンゴム（ＢＲ）の含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して、１５質量部以上であると、接着力をより向上させることができる。

＜＜スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）＞＞
上記スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）は、耐ウェット性を向上させる機能を有する。
上記スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を、上記ゴム組成物に配合させることにより、耐ウェット性を向上させることができる。

上記スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）の含有量としては、上記ゴム成分１００質量部に対して、４５質量部〜６４質量部である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５０質量部〜６０質量部が好ましい。
上記スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）の含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して、４５質量部以上であると、耐ウェット性を向上させることができ、さらに、６４質量部以下であると、耐初期クラック性（耐オゾンクラック性）を向上させることができる。
上記スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）の含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して、５０質量部以上であると、耐ウェット性をより向上させることができ、さらに、６０質量部以下であると、耐初期クラック性（耐オゾンクラック性）をより向上させることができる。

＜＜フィラー＞＞
上記フィラーは、耐破壊性を向上させる機能を有する。
上記フィラーは、カーボンブラック及びシリカの少なくとも１種であればよいが、カーボンブラック及びシリカの混合物が好ましい。
上記フィラーの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、上記ゴム成分１００質量部に対して、４０質量部〜７０質量部が好ましい。
上記フィラーの含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して、４０質量部以上であると、耐破壊性を向上させることができ、さらに、７０質量部以下であると、耐クラック性を向上させることができる。

＜＜軟化剤＞＞
上記軟化剤は、柔らかくして、耐クラック性を向上させる機能を有する。
上記軟化剤としては、オイル及び樹脂の少なくとも１種であればよいが、オイル及び樹脂の混合物が好ましい。
上記軟化剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、上記ゴム成分１００質量部に対して、４０質量部〜７０質量部が好ましい。
上記軟化剤の含有量が、上記ゴム成分１００質量部に対して、４０質量部以上であると、耐クラック性を向上させることができ、さらに、７０質量部以下であると、耐破壊性を向上させることができる。

−オイル−
上記オイルとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、プロセスオイル、スピンドルオイル、アロマ系オイル、オクチルオレート、トリオクチルフォスフォネート、大豆油、ひまわり油、オレンジオイル、などが挙げられる。

−樹脂−
上記樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ｃ５系樹脂、Ｃ９系樹脂、Ｃ５−Ｃ９系樹脂、テルペンフェノール樹脂、αメチルスチレン系樹脂、クマロン・インデン系樹脂、アルキルフェノール系樹脂、ジシクロペンタジエン系樹脂、ロジン系樹脂、などが挙げられる。

＜＜その他の成分＞＞
上記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ステアリン酸、老化防止剤、ワックス、シランカップリング剤、亜鉛華（酸化亜鉛）、加硫促進剤、硫黄、などが挙げられる。

＜＜老化防止剤＞＞
上記老化防止剤を配合することにより、耐老化性及び耐オゾンクラック性を向上させることができる。
上記老化防止剤の具体例としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン（６ＰＰＤ）、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリンポリマー、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
上記老化防止剤の配合量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、上記ゴム成分１００質量部に対して、０．５質量部〜４質量部、が好ましい

＜＜ワックス＞＞
上記ワックスを配合することにより、耐クラック性を向上させることができる。
上記ワックスの具体例としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、パラフィン系ワックス、マイクロクリスタリン系ワックス、天然系（カルナバワックス）、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
上記ワックスの配合量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、上記ゴム成分１００質量部に対して、０．５質量部〜２質量部、が好ましい。

＜＜シランカップリング剤＞＞
上記シランカップリング剤を配合することにより、シリカとポリマーを反応させゴムを補強することができる。
上記シランカップリング剤の具体例としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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（３−トリエトキシシリルプロピル）ポリスルフィド、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
上記シランカップリング剤の配合量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、シリカに対して６質量％〜１８質量％が好ましい。

＜＜加硫促進剤＞＞
上記加硫促進剤を配合することにより、ゴムを加硫促進することができる。
上記加硫促進剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、グアニジン系、チウラム系、チアゾール系、スルフェンアミド系、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
上記加硫促進剤の配合量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、上記ゴム成分１００質量部に対して、１質量部〜４質量部、が好ましい。

＜＜ゴム層の貼付け方法＞＞
上記ゴム層の貼付け方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トレッド表面に未加硫状態のゴム層を巻き付けて加硫する方法、などが挙げられる。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は下記の実施例になんら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。

表１に示す各配合内容に基づき、各ゴム組成物を調製した。表１の配合における数字は質量部を示す。
表１に記載の各ゴム組成物について、下記の測定及び評価を行った。結果を表１に示す。

＜接着力評価＞
＜＜供試タイヤの作製方法＞＞
まず、常法にて供試タイヤ前駆体を準備した。次いで、各ゴム組成物からなるゴム層を未加硫状態で、供試タイヤ前駆体のトレッドの表面に貼り付けて、１６０℃で１５分間加硫し、供試タイヤを作製した。各実施例及び比較例のゴム層のタイヤ径方向の厚みを表１に示す。

＜＜接着力測定＞＞
上記方法で作製した各供試タイヤからトレッドゴムを切り出して、踏面又は溝底からサンプル５ｍｍ×５ｃｍを表面から切り出した。そこからサンプルを界面に沿って切り出し、持ち手を作製し、ＪＩＳ Ｋ６２５６−１に従って接着力を測定した。
なお、表１における値が大きいほど、接着力が大きく良好であることを示す。

＜耐ウェット性（摩擦係数μ）評価＞
上記方法で作製した各供試タイヤをリム７．５Ｊ１７に組み付け、内圧２３０ｋＰａを付与した後、実車（４名乗車）に装着して、水深１０ｍｍの濡れたアスファルト路面のテストコースにて時速４０ｋｍ／ｈからフル制動したときの制動距離を測定した。結果は、表１においては比較例２の制動性能（制動距離の逆数）を１００として指数表示した。
なお、表１における値が大きいほど、耐ウェット性が良好であることを示す。

＜耐クラック性評価（耐歪入力クラック性評価）＞
各ゴム組成物を１６０℃にて１５分間加硫して、加硫ゴムを得た。この加硫ゴムからダンベル状１号型試験片を作製した。この試験片を、ＪＩＳ Ｋ６２５９：２００４に従い、オゾン発生装置を備えた恒温槽中、４０℃にて２０％の歪で繰り返し疲労を与え、４８時間経過した後の亀裂の状態をＪＩＳ Ｋ６２５９：２００４附属書１に従って判定した。１＜２＜３＜４＜５の順で亀裂の数が多く、数字が大きいほど亀裂が大きく、耐クラック性が低いことを示す。

＜耐初期クラック性（耐オゾンクラック性）評価＞
試験は、サイズが２７５／８０Ｒ２２．５の実施例タイヤ及び比較例タイヤを、サイズが８．２５×２２．５のリムに装着して、内圧を９００ｋＰａとし、試験荷重：３０００ｋｇ、試験速度：５０ｋｍ／ｈ、走行距離：５００００ｋｍの条件の下、オゾンドラム試験機を用いて行った。オゾンクラック数の計測領域は、主溝、ラグ溝とする。１＜２＜３＜４＜５の順で亀裂の数が多く、数字が大きいほど亀裂が大きく、耐初期クラック性（耐オゾンクラック性）が低いことを示す。

＊１：宇部興産株式会社、商品名：ＵＢＥＰＯＬ１５０Ｌ
＊２：油添ＳＢＲの１００／１３４（質量）がＳＢＲ：ＪＳＲ株式会社製、商品名：Ｅ−ＳＢＲ ０１２２
＊３：ＪＳＲ株式会社製、商品名：ＥＰ３５
＊４：東海カーボン株式会社製、商品名：シースト７ＨＭ
＊５：東ソーシリカ株式会社製、商品名：ニプシールＶＮ３
＊７：日本ゼオン株式会社製、商品名：Ｑｕｉｎｔｏｎｅ Ｇ１００Ｂ
＊８：Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン（６ＰＰＤ）：大内新興化学株式会社製、商品名：アンチゲン６Ｃ
＊９：マイクロクリスタリンワックス：日本精蝋株式会社製、商品名：オゾエース０７０１
＊１０：ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド
＊１１：三新化学工業株式会社製、商品名：サンセラーＣＭ−Ｇ

１ トレッド部
１ａ トレッドゴム
２ 周方向主溝
３ 中央リブ
４ ショルダー部
５ ゴム層
６ ベルト
７ カーカスプライ

Claims (4)

1. トレッド部の外表面に配設され、タイヤ周方向に延在するゴム層を有する空気入りタイヤであって、
   前記ゴム層におけるゴム組成物は、該ゴム組成物中のゴム成分を１００質量部とした場合に、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）３０質量部以下と、ブタジエンゴム（ＢＲ）１０質量部〜２５質量部と、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）４５質量部〜６４質量部とを含む、ことを特徴とする、空気入りタイヤ。
2. 前記ゴム組成物中におけるエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）の含有量が、前記ゴム成分を１００質量部とした場合に、１５質量部〜２５質量部であることを特徴とする、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ゴム組成物中におけるブタジエンゴム（ＢＲ）の含有量が、前記ゴム成分を１００質量部とした場合に、１５質量部〜２５質量部であることを特徴とする、請求項１又は２
   に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ゴム組成物が、カーボンブラック及び／又はシリカをさらに含み、
   前記ゴム組成物中における前記カーボンブラック及び前記シリカの合計含有量が、前記ゴム成分を１００質量部とした場合に、４０質量部〜７０質量部であることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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