JP2003072317A - 空気入りタイヤ - Google Patents
空気入りタイヤInfo
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- JP2003072317A JP2003072317A JP2001267245A JP2001267245A JP2003072317A JP 2003072317 A JP2003072317 A JP 2003072317A JP 2001267245 A JP2001267245 A JP 2001267245A JP 2001267245 A JP2001267245 A JP 2001267245A JP 2003072317 A JP2003072317 A JP 2003072317A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大変形領域での弾性率およびｔａｎδ／Ｅ’
の高さを両立させ、耐アブレージョン摩耗性能とグリッ
プ性能のバランスを改善する。 【解決手段】 トレッドゴムが、４０重量％以上のジエ
ン系ポリマーを含むゴム成分１００重量部および充填剤
４０〜２００重量部からなり、トレッドゴム表面のタイ
ヤ周方向の３００％伸張時における引張応力とタイヤ幅
方向の３００％伸張時における引張応力との比が、１．
１〜０．９である空気入りタイヤ。
の高さを両立させ、耐アブレージョン摩耗性能とグリッ
プ性能のバランスを改善する。 【解決手段】 トレッドゴムが、４０重量％以上のジエ
ン系ポリマーを含むゴム成分１００重量部および充填剤
４０〜２００重量部からなり、トレッドゴム表面のタイ
ヤ周方向の３００％伸張時における引張応力とタイヤ幅
方向の３００％伸張時における引張応力との比が、１．
１〜０．９である空気入りタイヤ。
Description
【発明の詳細な説明】
【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、とりわけ耐アブレージョン摩耗性能を維持しなが
ら優れたグリップ性能を有する空気入りタイヤに関す
る。 【０００２】 【従来の技術】高性能の乗用車や自動２輪車に使われる
高性能タイヤや、競技車両用のレーシングタイヤなどに
使用するトレッドゴムは、走行中のブレーキ、トラクシ
ョン、コーナリング中のグリップ性能を必要とし、路面
とトレッド表面で発生する摩擦係数を高めるために、通
常歪みの小さい領域での粘弾性Ｅ’（０．３％〜５０％
動的歪み）を測定したときの弾性率が低く、ｔａｎδが
高いゴムが望まれる。両方の特性とも重要であり、ｔａ
ｎδ／Ｅ’を高めることが重要である。 【０００３】その要求特性を満たすために、通常、ガラ
ス転移温度（Ｔｇ）の高いポリマーを使用する、充填剤
や軟化剤の量を増加する、硫黄の量を減らすなどの方法
が行なわれている。 【０００４】しかしながら、前記のような通常の手段で
低弾性率、高ｔａｎδを達成した場合、走行中のブレー
キ、コーナリングの際に、トレッド表面に大きな変形が
繰り返されることにより、アブレージョン摩耗が発生す
る。 【０００５】トレッド表面に加わる力が大きいほど、ま
た、ゴムが柔らかいほど変形が大きくなり、ある一定方
向の連続した変形により、その垂直方向に波状の摩耗が
発生する。これをアブレージョン摩耗という。アブレー
ジョン摩耗が発生すると、その波の間隔、深さが大きい
ほど、外観がわるくなるだけでなく、ゴムと路面の接触
面積が小さくなり性能低下も起こる。 【０００６】アブレージョン摩耗が問題となるゴムは、
経験的に大変形の歪み領域での弾性率が低いことがわか
っており、ゴム物性では、引張試験で測定した３００％
伸張時の引張応力とアブレージョン摩耗の波の間隔には
相関がある。 【０００７】通常グリップ力を高めるために充填剤、軟
化剤の両方を増やした場合、低弾性率および高ｔａｎδ
は達成できるが、３００％伸張時の引張応力も低くなっ
てしまう。 【０００８】逆に、アブレージョン摩耗を改善するため
に、硫黄の量を増やしたり、加硫促進剤の量を増やした
りすることにより、３００％伸張時の引張応力を改善し
た場合には、歪みの小さい領域での弾性率も大きくなっ
てしまう。 【０００９】このように、従来の技術では耐アブレージ
ョン摩耗性能とグリップ性能の両立が困難であった。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、大変
形領域での弾性率およびｔａｎδ／Ｅ’の高さを両立さ
せ、耐アブレージョン摩耗性能とグリップ性能のバラン
スを改善することにある。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明は、トレッドゴム
が、４０重量％以上のジエン系ポリマーを含むゴム成分
１００重量部および充填剤４０〜２００重量部からな
り、トレッドゴム表面のタイヤ周方向の３００％伸張時
における引張応力とタイヤ幅方向の３００％伸張時にお
ける引張応力との比が、１．１〜０．９である空気入り
タイヤに関する。 【００１２】 【発明の実施の形態】本発明の空気入りタイヤは、トレ
ッドゴムがゴム成分および充填剤からなる。 【００１３】ゴム成分は、ジエン系ポリマーを含むポリ
マーの単独物または複合物であり、加硫（たとえば硫黄
加硫）可能なジエン系ポリマーが４０重量％以上であれ
ば、明確に本発明の効果を発揮することができる。ジエ
ン系ポリマーが４０重量％未満では耐摩耗性が著しく低
下する傾向がある。ジエン系ポリマーの含有量は、６０
重量％以上、さらには７０重量％以上であることがより
好ましい。 【００１４】前記ジエン系ポリマーの具体例としては、
天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタ
ジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、３，４
−結合イソプレンゴム、イソプレン−イソブチレンゴム
（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）、ス
チレン−イソプレン−ブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）など
があげられる。なかでも、グリップ性能を高めるため
に、ＳＢＲ、３，４−結合イソプレンゴムが好ましい。 【００１５】ジエン系ポリマーとしてＳＢＲを用いる場
合、ＳＢＲの結合スチレン量は、２０〜５０重量％であ
ることが好ましい。ＳＢＲの結合スチレン量が２０重量
％未満では、いかにビニル量をあげてもグリップ性能と
耐摩耗性が両立できない傾向があり、５０重量％をこえ
ると低温特性がわるくなり、実車性能の温度依存性が発
生する傾向がある。 【００１６】充填剤の配合量は、ゴム成分１００重量部
に対して、グリップ性能を必要とするタイヤ用ゴムの適
用範囲である４０〜２００重量部とする。充填剤の配合
量が４０重量部未満では充分なグリップ性能と耐摩耗性
を両立することができない傾向があり、２００重量部を
こえると著しく加工性が低下し、耐摩耗性がわるくなる
傾向がある。さらに、充填剤の配合量は、上限で１８０
重量部、下限で７０重量部であることが好ましい。 【００１７】充填剤としては、カーボンブラック、シリ
カ、クレー、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムなど
のゴム用充填剤があげられる。なかでも耐摩耗性の点
で、カーボンブラック、シリカが好ましい。 【００１８】カーボンブラックとしては、タイヤ用ゴム
組成物に使用されているものであれば使用することがで
き、とくに限定はないが、チッ素吸着比表面積（Ｎ2Ｓ
Ａ）が６５〜３００ｍ2／ｇで、ジブチルテレフタレー
ト吸収量（ＤＢＰ）が１００〜１５０ｍｌ／１００ｇの
ものが好ましい。 【００１９】前記カーボンブラックの具体例としては、
たとえばＳＡＦ、ＩＳＡＦ−ＨＭ、ＩＳＡＦ−ＬＭ、Ｉ
ＳＡＦ−ＨＳ、ＨＡＦなどがあげられる。さらに、ＳＡ
ＦよりもＮ2ＳＡ、ＤＢＰ吸油量が高いカーボンブラッ
クがグリップ性能と耐摩耗性の両立の点で望ましい。 【００２０】本発明のトレッドは、前記成分の他に、ア
ロマティックオイル、ナフテンオイル、パラフィンオイ
ルなどの石油系軟化剤、各種レジン、硫黄などの加硫
剤、亜鉛華、ステアリン酸などの加硫助剤、加硫促進
剤、老化防止剤、ワックスなどの添加剤などを含むこと
ができる。 【００２１】軟化剤および各種レジンの合計の配合量
は、ゴム成分１００重量部に対して２５〜２００重量部
とすることができる。該配合量が２５重量部未満ではグ
リップ性能が不充分な傾向があり、２００重量部をこえ
ると耐摩耗性が著しく低下する傾向がある。 【００２２】小変形領域での弾性率に影響する大きな因
子として、ゴム分子や充填剤の配向性がある。本発明に
おいては、トレッド表面のゴムの配向性を小さくして小
変形領域での弾性率を小さく保ち、グリップ性能を改善
する。つまり、トレッドゴム表面のタイヤ周方向の３０
０％伸張時における引張応力とタイヤ幅方向の３００％
伸張時における引張応力との比を、１．１〜０．９とす
る。前記３００％伸張時における引張応力の比が０．９
未満では周方向の走行トラクション、ブレーキ発生時の
摩耗外観がわるくなり、１．１をこえると周方向のトラ
クション、グリップ性能がわるくなる。前記３００％伸
張時における引張応力の比は、上限で１．０８、下限で
１．０２であることが好ましい。ここで、３００％伸長
時の引張応力は、加硫タイヤのトレッド表面から２ｍｍ
を、タイヤ周方向に、またはタイヤ幅方向にサンプリン
グし、ＪＩＳ規格のＫ６２５１に基づく引張試験によっ
て測定される。 【００２３】しかしながら、従来のタイヤトレッドの成
形方法では、通常押出機により熱入れし、可塑化したゴ
ムを押出機のヘッドを通じて必要な形状の穴に設計した
ダイプレートを通すことにより、必要な断面形状のトレ
ッドを製造する。または、カレンダーロールにより、図
１に示すような必要な厚さのシートＡを作製し、何枚か
を張り合わせることによりトレッドを成形する。このよ
うな方法では、図５に示すように、通常、ゴムが押出し
方向またはカレンダー方向に延伸され、一定方向（配向
方向１）に配向した状態がかなり維持されたトレッドＢ
となる。 【００２４】そのため、タイヤ加硫を行なったときに、
延伸されたままの状態でゴムの加硫反応が起こるため、
とくに周方向の小変形領域での弾性率が高くなり、その
わりには高歪みの弾性率が高くない状態が起こる。 【００２５】そこで、本発明では、以下のような方法に
よってトレッドを製造する。 【００２６】実施の形態１ 図２に実施の形態１におけるトレッドの製造方法を説明
する図を示す。図２に示すように、実施の形態１におい
ては、カレンダーロールにより厚めに作製したシートの
上層２および下層４をスライスして除去し、中層３をト
レッドとする。 【００２７】カレンダーロールにより作製するシートの
厚さは、６ｍｍ以上、とくには８ｍｍ付近であることが
好ましい。シートの厚さが６ｍｍ未満では 一定方向の
配向が強くなり、周方向に小変形での弾性率が高くなる
傾向がある。シートの厚さは厚くても問題はなく、厚い
ほど良い。 【００２８】除去する上層および下層の厚さは、１ｍｍ
以上であることが好ましい。除去する厚さが１ｍｍ未満
ではその内側で、まだ配向性が強い傾向がある。除去す
る厚さは厚いほど良い。 【００２９】実施の形態２ 図３に実施の形態１におけるトレッドの製造方法を説明
する図を示す。実施の形態１においては、図３（ａ）に
示すようにカレンダーロールにより必要な厚さ（たとえ
ば２ｍｍ）に作製したシートを、配向方向１と垂直な面
で切断して短冊５をつくり、これを図３（ｂ）のように
切断面を上下に向けて並べてトレッドを成形する。 【００３０】実施の形態３ 図４に実施の形態１におけるトレッドの製造方法を説明
する図を示す。実施の形態１においては、図４（ａ）に
示すように、カレンダーロールにより必要な厚さ（たと
えば２ｍｍ）に作製したシートを立方体６に切断し、こ
れを図４（ｂ）のようにランダムに積層してトレッドを
製造する。 【００３１】立方体の一辺の長さは１〜３ｍｍ、とくに
は２ｍｍ付近であることが好ましい。シートの厚さが１
ｍｍ未満では配向性が強くなる傾向があり、３ｍｍをこ
えると不均一になる傾向がある。 【００３２】実施の形態４ 実施の形態４においては、カレンダーロールにより必要
な厚さ（たとえば２ｍｍ）に作製したシートを、加熱し
たのち、冷やして収縮させることにより、配向したゴム
に分子運動を起こさせて配向性を減少させる。 【００３３】加熱温度は５０〜１２０℃、とくには８０
℃付近とすることが好ましい。加熱温度が５０℃未満で
は配向性を減少させるために長時間かかる傾向があり、
１２０℃をこえるとゴムによっては焼けてしまう傾向が
ある。加熱時間は、加熱後のシートが成形可能な範囲で
長いほうが良い。 【００３４】実施の形態５ 実施の形態５においては、トレッドゴム組成物のベース
練り工程で、硫黄および加硫促進剤を混練りし、必要な
厚さ（たとえば２ｍｍ）のシートを作製してトレッドを
成形する。 【００３５】ベース練りでの硫黄の配合量は、ゴム成分
１００重量部に対して０．２〜３重量部であることが好
ましい。硫黄の配合量が０．２重量部未満では加硫不充
分な傾向があり、３重量部をこえるとベース練りでゴム
が焼けやすい傾向がある。 【００３６】ベース練りでの加硫促進剤の配合量は、ゴ
ム成分１００重量部に対して０．５〜３重量部であるこ
とが好ましい。加硫促進剤の配合量が０．５重量部未満
では本発明の効果が小さくなる傾向があり、３重量部を
こえるとベース練りでゴムが焼ける傾向がある。 【００３７】ベース練り温度は、１００〜１４０℃、と
くには１２０℃付近とすることが好ましい。ベース練り
温度が１００℃未満では本発明の効果が小さくなる傾向
があり、１４０℃をこえるとベース練りでゴムが焼ける
傾向がある。 【００３８】実施の形態１〜５に示した方法により、タ
イヤ周方向およびタイヤ幅方向の配向性を小さくするこ
とができる。このようにして成形されたトレッドを、そ
の他のタイヤ部材と貼り合わせて未加硫タイヤを成形
し、加硫機で加熱プレスすることによって、本発明の空
気入りタイヤを製造することができる。 【００３９】本発明の空気入りタイヤでは、トレッドの
タイヤ周方向およびタイヤ幅方向の配向性が小さい状態
で加硫されているので、耐アブレージョン摩耗性能を犠
牲にすることなくグリップ性能を向上することができ
る。 【００４０】本発明の空気入りタイヤは、乗用車用タイ
ヤ、自動２輪車用タイヤ、レーシング用タイヤなどとし
て好適に使用することができる。 【００４１】 【実施例】以下に実施例に基づいて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではな
い。 【００４２】実施例１〜５および比較例１〜２ （材料） ＳＢＲ：旭化成（株）製のタフデン４３５０（結合スチ
レン量：３９重量％） ＳＡＦカーボン：三菱化学（株）製のダイヤブラックＡ
（Ｎ2ＳＡ：１４２ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸油量：１１６ｍｌ
／１００ｇ） 硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄 加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮ
Ｓ ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ 老化防止剤６Ｃ：フレキシス社製のサントフレックス１
３ 老化防止剤２２４：大内新興化学工業（株）製のノクラ
ック２２４ ステアリン酸：日本油脂（株）製の桐 亜鉛華：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種 アロマチックオイル：ジャパンエナジー社製のプロセス
Ｘ−２６０ 【００４３】（製造方法）ＢＲ型バンバリーミキサーに
て表１に示すベース練り配合を、約３分間、排出温度１
４５℃でベース練りし、ベース練りしたゴムに、表１に
示すファイナル練り配合を加えて約５分間混練りし、カ
レンダーロールにより厚さ２ｍｍのシートを作製した。
ただし、実施例１ではシートの厚さを８ｍｍとし、実施
例５ではベース練りの排出温度を１２０℃とした。 【００４４】比較例１では、シートを所定の形状に貼り
合わせてトレッドを成形した。実施例１では、８ｍｍに
作製したシートを、上層２ｍｍおよび下層２ｍｍを除去
してトレッドを成形した。実施例２では、シートを配向
方向と垂直な面で幅４ｍｍに切断し、切断面を上下に向
けて並べてトレッドを成形した。実施例３では、シート
を２ｍｍ平方に切断し、ランダムに積み上げてトレッド
を成形した。実施例４では、シートを８０℃で２４時間
加熱したのち冷やして収縮させた。実施例５は、ベース
練り工程で硫黄および加硫促進剤の一部を加えて排出温
度１２０℃で混練りしたものであり、シートを所定の形
状に張り合わせてトレッドを製造した。比較例２では、
配向方向がタイヤ幅方向を向くようにシートを所定の形
状に張り合わせてトレッドを製造した。 【００４５】製造した各トレッドを用いて、１１＊７．
１０−５サイズのカートタイヤを試作し、以下の評価を
行なった。 【００４６】（試験方法） トレッドゴム物性 前記製造条件で作製したタイヤのトレッド表面から２ｍ
ｍの厚さにゴム片をスライス（タイヤ周方向、タイヤ幅
方向にサンプリング）し、または打ち抜き、これを試験
サンプルとして以下の評価を行なった。 【００４７】硬度 打ち抜いたゴム片の硬度を、ＪＩＳ−Ａ硬度計で測定し
た。測定温度は２５℃とした。 【００４８】引張試験 タイヤ周方向およびタイヤ幅方向にサンプリングしたゴ
ム片を、ダンベル３号に切り抜き、ＪＩＳ引張試験法Ｋ
６２５１に基づいて試験を行なった。３００％伸張時応
力（Ｍ３００）が大きいほどアブレージョン摩耗が良好
である。 【００４９】粘弾性 タイヤ周方向にサンプリングしたゴム片について、
（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用い
て１０％初期歪みを与えて５０℃で２．５％の動的歪み
を与えたときの粘弾性を測定した。複素弾性率（Ｅ′）
が低いほど、損失正接（ｔａｎδ）が高いほど、グリッ
プ性能に優れる傾向があり、ｔａｎδ／Ｅ′が高いほど
グリップ性能が良好である。 【００５０】実車テスト カートタイヤに１１＊７．１０−５サイズの試作タイヤ
を装着し、１周約２ｋｍのコースを５周走行し、以下の
評価を行なった。 【００５１】グリップ性能 比較例１のタイヤをコントロールとし、そのグリップフ
ィーリングを３点として５点満点で評価した。 【００５２】摩耗外観 摩耗外観は、５周走行後にアブレージョン摩耗の外観
（発生した波の山部の間隔を黙視で確認）を比較例１の
タイヤを３点とし、５点満点で評価した。 【００５３】（試験結果）表１に結果を示す。 【００５４】 【表１】 【００５５】比較例１は、一般的な練り方でトレッド押
出方向とタイヤ周方向を一致させた通常のタイヤ試作方
法である。 【００５６】実施例１〜３は、いずれもタイヤ周方向へ
の配向性を強制的になくした方法であり、いずれの方法
もタイヤ周方向と幅方向のＭ３００の差が小さくなり、
周方向のＥ′や硬度が減少した。結果的に耐アブレージ
ョン摩耗性能は同等であり、グリップ性能は向上した。 【００５７】実施例４のように作製したシートに熱を加
えたり、実施例５のようにシートの作製前に一部架橋
（加硫）を進ませる方法により、摩耗外観はやや改善さ
れグリップ性能もやや向上した。 【００５８】比較例２は、タイヤ周方向の配向ではなく
幅方向にゴム分子を配向した例であり、グリップ性能、
摩耗外観とも同等であった。 【００５９】これらの結果から、周方向と断面方向のＭ
３００の比が小さいほどグリップ性能と耐アブレージョ
ン摩耗性能のバランスが改善されることがわかる。 【００６０】 【発明の効果】本発明の空気入りタイヤによれば、トレ
ッド表面のゴム分子の配向性が小さく、耐アブレージョ
ン摩耗性能を維持しながら、グリップ性能の改善を図る
ことができる。
関し、とりわけ耐アブレージョン摩耗性能を維持しなが
ら優れたグリップ性能を有する空気入りタイヤに関す
る。 【０００２】 【従来の技術】高性能の乗用車や自動２輪車に使われる
高性能タイヤや、競技車両用のレーシングタイヤなどに
使用するトレッドゴムは、走行中のブレーキ、トラクシ
ョン、コーナリング中のグリップ性能を必要とし、路面
とトレッド表面で発生する摩擦係数を高めるために、通
常歪みの小さい領域での粘弾性Ｅ’（０．３％〜５０％
動的歪み）を測定したときの弾性率が低く、ｔａｎδが
高いゴムが望まれる。両方の特性とも重要であり、ｔａ
ｎδ／Ｅ’を高めることが重要である。 【０００３】その要求特性を満たすために、通常、ガラ
ス転移温度（Ｔｇ）の高いポリマーを使用する、充填剤
や軟化剤の量を増加する、硫黄の量を減らすなどの方法
が行なわれている。 【０００４】しかしながら、前記のような通常の手段で
低弾性率、高ｔａｎδを達成した場合、走行中のブレー
キ、コーナリングの際に、トレッド表面に大きな変形が
繰り返されることにより、アブレージョン摩耗が発生す
る。 【０００５】トレッド表面に加わる力が大きいほど、ま
た、ゴムが柔らかいほど変形が大きくなり、ある一定方
向の連続した変形により、その垂直方向に波状の摩耗が
発生する。これをアブレージョン摩耗という。アブレー
ジョン摩耗が発生すると、その波の間隔、深さが大きい
ほど、外観がわるくなるだけでなく、ゴムと路面の接触
面積が小さくなり性能低下も起こる。 【０００６】アブレージョン摩耗が問題となるゴムは、
経験的に大変形の歪み領域での弾性率が低いことがわか
っており、ゴム物性では、引張試験で測定した３００％
伸張時の引張応力とアブレージョン摩耗の波の間隔には
相関がある。 【０００７】通常グリップ力を高めるために充填剤、軟
化剤の両方を増やした場合、低弾性率および高ｔａｎδ
は達成できるが、３００％伸張時の引張応力も低くなっ
てしまう。 【０００８】逆に、アブレージョン摩耗を改善するため
に、硫黄の量を増やしたり、加硫促進剤の量を増やした
りすることにより、３００％伸張時の引張応力を改善し
た場合には、歪みの小さい領域での弾性率も大きくなっ
てしまう。 【０００９】このように、従来の技術では耐アブレージ
ョン摩耗性能とグリップ性能の両立が困難であった。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、大変
形領域での弾性率およびｔａｎδ／Ｅ’の高さを両立さ
せ、耐アブレージョン摩耗性能とグリップ性能のバラン
スを改善することにある。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明は、トレッドゴム
が、４０重量％以上のジエン系ポリマーを含むゴム成分
１００重量部および充填剤４０〜２００重量部からな
り、トレッドゴム表面のタイヤ周方向の３００％伸張時
における引張応力とタイヤ幅方向の３００％伸張時にお
ける引張応力との比が、１．１〜０．９である空気入り
タイヤに関する。 【００１２】 【発明の実施の形態】本発明の空気入りタイヤは、トレ
ッドゴムがゴム成分および充填剤からなる。 【００１３】ゴム成分は、ジエン系ポリマーを含むポリ
マーの単独物または複合物であり、加硫（たとえば硫黄
加硫）可能なジエン系ポリマーが４０重量％以上であれ
ば、明確に本発明の効果を発揮することができる。ジエ
ン系ポリマーが４０重量％未満では耐摩耗性が著しく低
下する傾向がある。ジエン系ポリマーの含有量は、６０
重量％以上、さらには７０重量％以上であることがより
好ましい。 【００１４】前記ジエン系ポリマーの具体例としては、
天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタ
ジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、３，４
−結合イソプレンゴム、イソプレン−イソブチレンゴム
（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）、ス
チレン−イソプレン−ブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）など
があげられる。なかでも、グリップ性能を高めるため
に、ＳＢＲ、３，４−結合イソプレンゴムが好ましい。 【００１５】ジエン系ポリマーとしてＳＢＲを用いる場
合、ＳＢＲの結合スチレン量は、２０〜５０重量％であ
ることが好ましい。ＳＢＲの結合スチレン量が２０重量
％未満では、いかにビニル量をあげてもグリップ性能と
耐摩耗性が両立できない傾向があり、５０重量％をこえ
ると低温特性がわるくなり、実車性能の温度依存性が発
生する傾向がある。 【００１６】充填剤の配合量は、ゴム成分１００重量部
に対して、グリップ性能を必要とするタイヤ用ゴムの適
用範囲である４０〜２００重量部とする。充填剤の配合
量が４０重量部未満では充分なグリップ性能と耐摩耗性
を両立することができない傾向があり、２００重量部を
こえると著しく加工性が低下し、耐摩耗性がわるくなる
傾向がある。さらに、充填剤の配合量は、上限で１８０
重量部、下限で７０重量部であることが好ましい。 【００１７】充填剤としては、カーボンブラック、シリ
カ、クレー、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムなど
のゴム用充填剤があげられる。なかでも耐摩耗性の点
で、カーボンブラック、シリカが好ましい。 【００１８】カーボンブラックとしては、タイヤ用ゴム
組成物に使用されているものであれば使用することがで
き、とくに限定はないが、チッ素吸着比表面積（Ｎ2Ｓ
Ａ）が６５〜３００ｍ2／ｇで、ジブチルテレフタレー
ト吸収量（ＤＢＰ）が１００〜１５０ｍｌ／１００ｇの
ものが好ましい。 【００１９】前記カーボンブラックの具体例としては、
たとえばＳＡＦ、ＩＳＡＦ−ＨＭ、ＩＳＡＦ−ＬＭ、Ｉ
ＳＡＦ−ＨＳ、ＨＡＦなどがあげられる。さらに、ＳＡ
ＦよりもＮ2ＳＡ、ＤＢＰ吸油量が高いカーボンブラッ
クがグリップ性能と耐摩耗性の両立の点で望ましい。 【００２０】本発明のトレッドは、前記成分の他に、ア
ロマティックオイル、ナフテンオイル、パラフィンオイ
ルなどの石油系軟化剤、各種レジン、硫黄などの加硫
剤、亜鉛華、ステアリン酸などの加硫助剤、加硫促進
剤、老化防止剤、ワックスなどの添加剤などを含むこと
ができる。 【００２１】軟化剤および各種レジンの合計の配合量
は、ゴム成分１００重量部に対して２５〜２００重量部
とすることができる。該配合量が２５重量部未満ではグ
リップ性能が不充分な傾向があり、２００重量部をこえ
ると耐摩耗性が著しく低下する傾向がある。 【００２２】小変形領域での弾性率に影響する大きな因
子として、ゴム分子や充填剤の配向性がある。本発明に
おいては、トレッド表面のゴムの配向性を小さくして小
変形領域での弾性率を小さく保ち、グリップ性能を改善
する。つまり、トレッドゴム表面のタイヤ周方向の３０
０％伸張時における引張応力とタイヤ幅方向の３００％
伸張時における引張応力との比を、１．１〜０．９とす
る。前記３００％伸張時における引張応力の比が０．９
未満では周方向の走行トラクション、ブレーキ発生時の
摩耗外観がわるくなり、１．１をこえると周方向のトラ
クション、グリップ性能がわるくなる。前記３００％伸
張時における引張応力の比は、上限で１．０８、下限で
１．０２であることが好ましい。ここで、３００％伸長
時の引張応力は、加硫タイヤのトレッド表面から２ｍｍ
を、タイヤ周方向に、またはタイヤ幅方向にサンプリン
グし、ＪＩＳ規格のＫ６２５１に基づく引張試験によっ
て測定される。 【００２３】しかしながら、従来のタイヤトレッドの成
形方法では、通常押出機により熱入れし、可塑化したゴ
ムを押出機のヘッドを通じて必要な形状の穴に設計した
ダイプレートを通すことにより、必要な断面形状のトレ
ッドを製造する。または、カレンダーロールにより、図
１に示すような必要な厚さのシートＡを作製し、何枚か
を張り合わせることによりトレッドを成形する。このよ
うな方法では、図５に示すように、通常、ゴムが押出し
方向またはカレンダー方向に延伸され、一定方向（配向
方向１）に配向した状態がかなり維持されたトレッドＢ
となる。 【００２４】そのため、タイヤ加硫を行なったときに、
延伸されたままの状態でゴムの加硫反応が起こるため、
とくに周方向の小変形領域での弾性率が高くなり、その
わりには高歪みの弾性率が高くない状態が起こる。 【００２５】そこで、本発明では、以下のような方法に
よってトレッドを製造する。 【００２６】実施の形態１ 図２に実施の形態１におけるトレッドの製造方法を説明
する図を示す。図２に示すように、実施の形態１におい
ては、カレンダーロールにより厚めに作製したシートの
上層２および下層４をスライスして除去し、中層３をト
レッドとする。 【００２７】カレンダーロールにより作製するシートの
厚さは、６ｍｍ以上、とくには８ｍｍ付近であることが
好ましい。シートの厚さが６ｍｍ未満では 一定方向の
配向が強くなり、周方向に小変形での弾性率が高くなる
傾向がある。シートの厚さは厚くても問題はなく、厚い
ほど良い。 【００２８】除去する上層および下層の厚さは、１ｍｍ
以上であることが好ましい。除去する厚さが１ｍｍ未満
ではその内側で、まだ配向性が強い傾向がある。除去す
る厚さは厚いほど良い。 【００２９】実施の形態２ 図３に実施の形態１におけるトレッドの製造方法を説明
する図を示す。実施の形態１においては、図３（ａ）に
示すようにカレンダーロールにより必要な厚さ（たとえ
ば２ｍｍ）に作製したシートを、配向方向１と垂直な面
で切断して短冊５をつくり、これを図３（ｂ）のように
切断面を上下に向けて並べてトレッドを成形する。 【００３０】実施の形態３ 図４に実施の形態１におけるトレッドの製造方法を説明
する図を示す。実施の形態１においては、図４（ａ）に
示すように、カレンダーロールにより必要な厚さ（たと
えば２ｍｍ）に作製したシートを立方体６に切断し、こ
れを図４（ｂ）のようにランダムに積層してトレッドを
製造する。 【００３１】立方体の一辺の長さは１〜３ｍｍ、とくに
は２ｍｍ付近であることが好ましい。シートの厚さが１
ｍｍ未満では配向性が強くなる傾向があり、３ｍｍをこ
えると不均一になる傾向がある。 【００３２】実施の形態４ 実施の形態４においては、カレンダーロールにより必要
な厚さ（たとえば２ｍｍ）に作製したシートを、加熱し
たのち、冷やして収縮させることにより、配向したゴム
に分子運動を起こさせて配向性を減少させる。 【００３３】加熱温度は５０〜１２０℃、とくには８０
℃付近とすることが好ましい。加熱温度が５０℃未満で
は配向性を減少させるために長時間かかる傾向があり、
１２０℃をこえるとゴムによっては焼けてしまう傾向が
ある。加熱時間は、加熱後のシートが成形可能な範囲で
長いほうが良い。 【００３４】実施の形態５ 実施の形態５においては、トレッドゴム組成物のベース
練り工程で、硫黄および加硫促進剤を混練りし、必要な
厚さ（たとえば２ｍｍ）のシートを作製してトレッドを
成形する。 【００３５】ベース練りでの硫黄の配合量は、ゴム成分
１００重量部に対して０．２〜３重量部であることが好
ましい。硫黄の配合量が０．２重量部未満では加硫不充
分な傾向があり、３重量部をこえるとベース練りでゴム
が焼けやすい傾向がある。 【００３６】ベース練りでの加硫促進剤の配合量は、ゴ
ム成分１００重量部に対して０．５〜３重量部であるこ
とが好ましい。加硫促進剤の配合量が０．５重量部未満
では本発明の効果が小さくなる傾向があり、３重量部を
こえるとベース練りでゴムが焼ける傾向がある。 【００３７】ベース練り温度は、１００〜１４０℃、と
くには１２０℃付近とすることが好ましい。ベース練り
温度が１００℃未満では本発明の効果が小さくなる傾向
があり、１４０℃をこえるとベース練りでゴムが焼ける
傾向がある。 【００３８】実施の形態１〜５に示した方法により、タ
イヤ周方向およびタイヤ幅方向の配向性を小さくするこ
とができる。このようにして成形されたトレッドを、そ
の他のタイヤ部材と貼り合わせて未加硫タイヤを成形
し、加硫機で加熱プレスすることによって、本発明の空
気入りタイヤを製造することができる。 【００３９】本発明の空気入りタイヤでは、トレッドの
タイヤ周方向およびタイヤ幅方向の配向性が小さい状態
で加硫されているので、耐アブレージョン摩耗性能を犠
牲にすることなくグリップ性能を向上することができ
る。 【００４０】本発明の空気入りタイヤは、乗用車用タイ
ヤ、自動２輪車用タイヤ、レーシング用タイヤなどとし
て好適に使用することができる。 【００４１】 【実施例】以下に実施例に基づいて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではな
い。 【００４２】実施例１〜５および比較例１〜２ （材料） ＳＢＲ：旭化成（株）製のタフデン４３５０（結合スチ
レン量：３９重量％） ＳＡＦカーボン：三菱化学（株）製のダイヤブラックＡ
（Ｎ2ＳＡ：１４２ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸油量：１１６ｍｌ
／１００ｇ） 硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄 加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮ
Ｓ ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ 老化防止剤６Ｃ：フレキシス社製のサントフレックス１
３ 老化防止剤２２４：大内新興化学工業（株）製のノクラ
ック２２４ ステアリン酸：日本油脂（株）製の桐 亜鉛華：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種 アロマチックオイル：ジャパンエナジー社製のプロセス
Ｘ−２６０ 【００４３】（製造方法）ＢＲ型バンバリーミキサーに
て表１に示すベース練り配合を、約３分間、排出温度１
４５℃でベース練りし、ベース練りしたゴムに、表１に
示すファイナル練り配合を加えて約５分間混練りし、カ
レンダーロールにより厚さ２ｍｍのシートを作製した。
ただし、実施例１ではシートの厚さを８ｍｍとし、実施
例５ではベース練りの排出温度を１２０℃とした。 【００４４】比較例１では、シートを所定の形状に貼り
合わせてトレッドを成形した。実施例１では、８ｍｍに
作製したシートを、上層２ｍｍおよび下層２ｍｍを除去
してトレッドを成形した。実施例２では、シートを配向
方向と垂直な面で幅４ｍｍに切断し、切断面を上下に向
けて並べてトレッドを成形した。実施例３では、シート
を２ｍｍ平方に切断し、ランダムに積み上げてトレッド
を成形した。実施例４では、シートを８０℃で２４時間
加熱したのち冷やして収縮させた。実施例５は、ベース
練り工程で硫黄および加硫促進剤の一部を加えて排出温
度１２０℃で混練りしたものであり、シートを所定の形
状に張り合わせてトレッドを製造した。比較例２では、
配向方向がタイヤ幅方向を向くようにシートを所定の形
状に張り合わせてトレッドを製造した。 【００４５】製造した各トレッドを用いて、１１＊７．
１０−５サイズのカートタイヤを試作し、以下の評価を
行なった。 【００４６】（試験方法） トレッドゴム物性 前記製造条件で作製したタイヤのトレッド表面から２ｍ
ｍの厚さにゴム片をスライス（タイヤ周方向、タイヤ幅
方向にサンプリング）し、または打ち抜き、これを試験
サンプルとして以下の評価を行なった。 【００４７】硬度 打ち抜いたゴム片の硬度を、ＪＩＳ−Ａ硬度計で測定し
た。測定温度は２５℃とした。 【００４８】引張試験 タイヤ周方向およびタイヤ幅方向にサンプリングしたゴ
ム片を、ダンベル３号に切り抜き、ＪＩＳ引張試験法Ｋ
６２５１に基づいて試験を行なった。３００％伸張時応
力（Ｍ３００）が大きいほどアブレージョン摩耗が良好
である。 【００４９】粘弾性 タイヤ周方向にサンプリングしたゴム片について、
（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用い
て１０％初期歪みを与えて５０℃で２．５％の動的歪み
を与えたときの粘弾性を測定した。複素弾性率（Ｅ′）
が低いほど、損失正接（ｔａｎδ）が高いほど、グリッ
プ性能に優れる傾向があり、ｔａｎδ／Ｅ′が高いほど
グリップ性能が良好である。 【００５０】実車テスト カートタイヤに１１＊７．１０−５サイズの試作タイヤ
を装着し、１周約２ｋｍのコースを５周走行し、以下の
評価を行なった。 【００５１】グリップ性能 比較例１のタイヤをコントロールとし、そのグリップフ
ィーリングを３点として５点満点で評価した。 【００５２】摩耗外観 摩耗外観は、５周走行後にアブレージョン摩耗の外観
（発生した波の山部の間隔を黙視で確認）を比較例１の
タイヤを３点とし、５点満点で評価した。 【００５３】（試験結果）表１に結果を示す。 【００５４】 【表１】 【００５５】比較例１は、一般的な練り方でトレッド押
出方向とタイヤ周方向を一致させた通常のタイヤ試作方
法である。 【００５６】実施例１〜３は、いずれもタイヤ周方向へ
の配向性を強制的になくした方法であり、いずれの方法
もタイヤ周方向と幅方向のＭ３００の差が小さくなり、
周方向のＥ′や硬度が減少した。結果的に耐アブレージ
ョン摩耗性能は同等であり、グリップ性能は向上した。 【００５７】実施例４のように作製したシートに熱を加
えたり、実施例５のようにシートの作製前に一部架橋
（加硫）を進ませる方法により、摩耗外観はやや改善さ
れグリップ性能もやや向上した。 【００５８】比較例２は、タイヤ周方向の配向ではなく
幅方向にゴム分子を配向した例であり、グリップ性能、
摩耗外観とも同等であった。 【００５９】これらの結果から、周方向と断面方向のＭ
３００の比が小さいほどグリップ性能と耐アブレージョ
ン摩耗性能のバランスが改善されることがわかる。 【００６０】 【発明の効果】本発明の空気入りタイヤによれば、トレ
ッド表面のゴム分子の配向性が小さく、耐アブレージョ
ン摩耗性能を維持しながら、グリップ性能の改善を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カレンダーロールにより作製したシートのゴム
分子の配向状態を表わす図である。 【図２】実施の形態１におけるトレッドの製造方法を表
わす図である。 【図３】実施の形態２におけるトレッドの製造方法を表
わす図である。 【図４】実施の形態３におけるトレッドの製造方法を表
わす図である。 【図５】従来方法により製造したトレッドのゴム分子の
配向状態を表わす図である。 【符号の説明】 １ 配向方向 ２ 上層 ３ 中層 ４ 下層 ５ 短冊 ６ 立方体 Ａ シート Ｂ トレッド
分子の配向状態を表わす図である。 【図２】実施の形態１におけるトレッドの製造方法を表
わす図である。 【図３】実施の形態２におけるトレッドの製造方法を表
わす図である。 【図４】実施の形態３におけるトレッドの製造方法を表
わす図である。 【図５】従来方法により製造したトレッドのゴム分子の
配向状態を表わす図である。 【符号の説明】 １ 配向方向 ２ 上層 ３ 中層 ４ 下層 ５ 短冊 ６ 立方体 Ａ シート Ｂ トレッド
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 齊脇 泉
兵庫県神戸市中央区脇浜町３丁目６番９号
住友ゴム工業株式会社内
Ｆターム(参考） 4J002 AC011 AC021 AC031 AC061
AC081 BB181 BB241 DA036
DE146 DE236 DJ016 DJ036
FD016 FD140 GN01
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 トレッドゴムが、４０重量％以上のジエ
ン系ポリマーを含むゴム成分１００重量部および充填剤
４０〜２００重量部からなり、トレッドゴム表面のタイ
ヤ周方向の３００％伸張時における引張応力とタイヤ幅
方向の３００％伸張時における引張応力との比が、１．
１〜０．９である空気入りタイヤ。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001267245A JP4964375B2 (ja) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | 空気入りタイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001267245A JP4964375B2 (ja) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | 空気入りタイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003072317A true JP2003072317A (ja) | 2003-03-12 |
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Family
ID=19093402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001267245A Expired - Fee Related JP4964375B2 (ja) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | 空気入りタイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015016767A (ja) * | 2013-07-10 | 2015-01-29 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤの耐摩耗性能評価方法 |
| JP7364874B2 (ja) | 2019-09-04 | 2023-10-19 | 横浜ゴム株式会社 | 自動二輪車用タイヤ |
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| JPH08175110A (ja) * | 1994-12-26 | 1996-07-09 | Bridgestone Corp | 配向性トレッドを備えた空気入りタイヤ |
| JP2001138718A (ja) * | 1999-11-17 | 2001-05-22 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 空気入りタイヤ |
| JP2001138717A (ja) * | 1999-11-17 | 2001-05-22 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 空気入りタイヤ |
-
2001
- 2001-09-04 JP JP2001267245A patent/JP4964375B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPS62191204A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-21 | Kyushu Shinko Rubber Kk | 滑止用タイヤ |
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|---|---|---|---|---|
| JP2015016767A (ja) * | 2013-07-10 | 2015-01-29 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤの耐摩耗性能評価方法 |
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|---|---|
| JP4964375B2 (ja) | 2012-06-27 |
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