JP2006240462A - 空気入りタイヤおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 トレッドゴムを改良することで、レース時走行初期において良好なグリップ性能を発現することができ、かつ、後半における耐摩耗性およびグリップ性能にも優れた、特に競技用タイヤとして好適に使用可能な空気入りタイヤ、および、その製造方法を実現する。
【解決手段】 トレッドゴムが、外側トレッドゴム層と内側トレッドゴム層とからなる積層構造を有し、外側トレッド層が、内側トレッド層よりも樹脂成分を多く含有する空気入りタイヤである。競技用タイヤとして好適である。
【選択図】 なし

Description

本発明は空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）およびその製造方法に関し、詳しくは、競技用タイヤとして好適な競争力に優れた空気入りタイヤおよびその製造方法に関する。

一般に、競技用として用いられるタイヤのトレッド部に要求される最も重要な特性は、高グリップ性能である。従ってこれを実現するために、通常、競技用タイヤのトレッドゴムは、汎用の乗用車用タイヤのトレッドゴム配合および物性対比、比較的弾性率が低く、充填カーボンブラック量やオイル量が多く配合されており、かつ、比較的高温側で高い損失正接（ｔａｎδ）を実現するために、コンパウンドのガラス転移点（Ｔｇ）が高めに設定されている。

一方、Ｔｇが高めに設定されていることから、従来の競技用タイヤでは、レースのスタート初期においてゴムが硬く、タイヤトレッドが温まって十分なグリップを発現するまでに時間がかかり、順位を落とすといった問題があった。

これに対し、トレッドゴムの弾性率を下げた、いわゆるソフトコンパウンドを使用することが考えられるが、この場合、初期において良好なグリップを発現するものの、耐摩耗性が不十分であり、レース中盤以降に摩耗肌悪化による接地面積減少が原因でグリップダウンが起こり、また、ソフトコンパウンドによるムービングからくる操縦安定性の悪化によってラップタイムが低下するなどの問題があった。その他、コンパウンドＴｇを下げるという手法もあるが、この場合、高温域のＴａｎδが低下して、グリップが低下してしまうという難点があった。

従来、この問題を改良する手法として、市販されている有機溶媒の混合物（例えば、プロブレンド社製の商品名ホットラップ（タイヤ柔軟剤）等）をタイヤトレッド表面に塗布することで、トレッド表面近傍を軟化させる方法が知られている。しかし、このようにトレッド表面を単純に膨潤し軟化させるだけでは十分なトラクションは得られず、従って初期グリップも十分ではなく、かつ、コーナー旋回時において、軟化が原因の弱さが指摘される。

また、特許文献１に開示されているように、トレッドの外側表皮層に、内側のトレッド本体層よりもカーボンブラック量およびオイル量を多く配合させることで走行初期のグリップ性能向上を図る技術もあるが、この手法では、外側表皮層の耐摩耗性が低いために、十分なグリップ性能を発揮できなかった。
特開平２−２７０６０６号公報（特許請求の範囲等）

上述のように、競技用タイヤにおいて、レース時の走行初期におけるグリップ性能の向上と、後半における耐摩耗性およびグリップ性能の向上とは二律背反的事項であり、これらを両立させることで、より競争力に優れた空気入りタイヤを実現することが求められていた。

そこで本発明の目的は、トレッドゴムを改良することで、レース時走行初期において良好なグリップ性能を発現することができ、かつ、後半における耐摩耗性およびグリップ性能にも優れた、特に競技用タイヤとして好適に使用可能な空気入りタイヤ、および、その製造方法を実現することにある。

本発明者は鋭意検討した結果、トレッドゴムの外側表層に樹脂成分を多く存在させることで、走行初期から路面との粘着性が向上して、走行初期におけるグリップ性能を確実に向上することが可能となることを見出して、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の空気入りタイヤは、トレッドゴムが、外側トレッドゴム層と内側トレッドゴム層とからなる積層構造を有し、該外側トレッドゴム層が、該内側トレッドゴム層よりも樹脂成分を多く含有することを特徴とするものである。

本発明において、前記外側トレッドゴム層の厚みは好適には０．０１〜２．０ｍｍの範囲内であり、前記外側トレッドゴム層は、前記内側トレッドゴム層対比で、ゴム成分１００重量部に対し１０〜２００重量部多く樹脂成分を含有することが好ましい。また、前記外側トレッドゴム層の樹脂成分の軟化点は、好適には３０〜１７０℃の範囲内である。本発明のタイヤは、競技用タイヤとして好適に用いることができる。

また、本発明の空気入りタイヤの製造方法は、上記空気入りタイヤの製造方法であって、前記トレッドゴムを、前記外側トレッドゴム層と内側トレッドゴム層との多層押出により形成することを特徴とするものである。

さらに、本発明の他の空気入りタイヤの製造方法は、上記空気入りタイヤの製造方法であって、前記外側トレッドゴム層の配合成分を有機溶媒に溶解させて塗布溶液を作製し、該塗布溶液を、加硫後または未加硫の前記内側トレッドゴム層上に塗布することにより、前記トレッドゴムを形成することを特徴とするものである。

本発明の空気入りタイヤによれば、トレッドゴムを積層構造として、その表層をなす外側トレッドゴム層に樹脂成分を多く含有させたことで、タイヤ表面の粘着力を高くして走行初期におけるグリップ性を向上するとともに、終盤性能を確保して連続走行時における耐久性向上を図ることが可能となった。また、本発明においては、従来の有機溶媒塗布やカーボンブラックおよびオイル量の高配合による手法に比して、耐摩耗性が大幅に向上するため、前述したような耐摩耗性悪化による悪影響もない。従って本発明のタイヤは、あらゆる競技用タイヤに好適に使用することができ、レースのスタート時から中〜終盤に至るまで良好な性能を発揮して、ラップタイムの向上に寄与することが可能である。本発明のタイヤは、本発明の製造方法により、容易に製造することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
本発明の空気入りタイヤは、トレッドゴムが、外側トレッドゴム層と内側トレッドゴム層とからなる積層構造を有し、外側トレッドゴム層が、内側トレッドゴム層よりも樹脂成分を多く含有する点に特徴を有する。トレッドゴムを積層構造とし、このうちタイヤトレッドの表層をなす外側トレッドゴム層に樹脂成分を多く含有させることで、トレッド表層の路面に対する粘着力を高め、これにより走行初期におけるグリップ性の向上を図るとともに、内側トレッドゴム層により耐摩耗性およびグリップ性能の終盤性能を担保させることができ、従来は困難だった、レース時の走行初期におけるグリップ性能の向上と、後半における耐摩耗性およびグリップ性能の向上とを、両立させることが可能となったものである。

外側トレッドゴム層における樹脂成分含有量は、内側トレッドゴム層対比で、ゴム成分１００重量部に対し１０〜２００重量部、特には３０〜１５０重量部、更には５０〜１００重量部多くすることが好ましい。樹脂成分の粘着性は配合部数に依存するため、樹脂成分の含有量が少なすぎると、十分な粘着力を発揮できない。一方で、含有量が多すぎると耐摩耗性が悪化し、グリップが低下するため、上記範囲で樹脂成分を含有させることにより、本発明の所期の効果を良好に得ることが可能となる。一方、内側トレッドゴム層における樹脂成分含有量は、中〜終盤性能を担保するために、ゴム成分１００重量部に対し、通常１００重量部以下程度とする。

本発明に用いる樹脂成分としては、トレッド表層に対する粘着性付与効果が得られるものであれば特に制限されるものではなく、例えば、粘着付与剤や接着剤等として用いられるテルペンフェノール樹脂、アセチレンフェノール樹脂等を用いることができる。粘着性が高い樹脂成分であるほど地面に対する摩擦力が高くなるため、タイヤトレッド表面の粘着力が高いものほど、タイヤのグリップ性の向上効果も高くなる。また、樹脂成分は、軟化点（軟化温度）が低いものほど初期グリップが高く、一方で、軟化点が高いものほど初期グリップの向上効果は低いものの中〜後盤のグリップが向上するため、かかる樹脂成分の軟化点は、好適には３０〜１７０℃、より好適には８０〜１４０℃の範囲内である。

また、本発明において、外側トレッドゴム層の厚みは、好適には０．０１〜２．０ｍｍ、より好適には０．０５〜１．０ｍｍの範囲内である。外側トレッドゴム層の厚みが薄すぎると、初期走行におけるグリップ性の向上が不十分となり、一方、厚すぎると、終盤性能に悪影響を及ぼす場合があるため、上記範囲程度とすることが好ましい。

本発明のタイヤにおいては、トレッドゴムを、上記条件を満足する外側トレッドゴム層と内側トレッドゴム層とからなる積層構造としたものであればよく、これにより本発明の所期の効果を得ることができ、上記条件以外の各トレッドゴム層の具体的な配合や、トレッド部以外のタイヤ構造および材質等については、常法に従い適宜選定することができ、特に制限されるものではない。本発明のタイヤは、上述のような初期および終盤性能を備えることから、特に競技用タイヤとして好適に用いることができる。

また、本発明のタイヤは、トレッドゴムを、外側トレッドゴム層と内側トレッドゴム層との多層押出により形成することで、容易に製造可能である。即ち、良好な終盤性能を確保するための所望の内側トレッドゴム層用配合ゴムと、本発明に係る条件を満足する外側トレッドゴム層用配合ゴムとを、多層押出し機を用いて積層押出しする。これにより、タイヤトレッド表層に樹脂成分が多い層を形成することができ、トレッド表層の粘着力が向上することで、走行初期から高い粘着力によるグリップ性の向上効果を得ることができる。

ここで、ゴムコンパウンド中に樹脂成分を配合すると、混練り時に密着性が悪化して、工場作業性が大幅に低下する場合がある。そこで本発明においては、外側トレッドゴム層の配合成分を有機溶媒に溶解させて塗布溶液を作製し、この塗布溶液を内側トレッドゴム層上に塗布して、トレッドゴムを形成する手法も好適に用いることができ、この場合も、多層押出による場合と同様に本発明のタイヤを容易に製造することができ、同様の効果を得ることができる。かかる樹脂成分を含有する塗布溶液の塗布は、加硫後の内側トレッドゴム層または未加硫の内側トレッドゴム層のどちらに対して行っても、同様の効果が得られる。また、内側トレッドゴム層に樹脂成分が初めから含まれていても同様の効果が得られる。

なお、本発明のタイヤの製造方法についても、上記トレッドゴム形成工程以外の工程、製造条件等については、常法に従い行えばよく、特に制限されるものではない。

以下、実施例および比較例を示して、本発明について具体的に説明するが、本発明は、これらによって制約されるものではない。
（供試タイヤの製造）
下記の表１に基本配合を示すゴム組成物を、下記条件に従い外側トレッドゴム層および内側トレッドゴム層に適用して、タイヤサイズ ２１５／４５Ｒ１７の競技用タイヤを常法に従い試作した。

＊１）ＪＳＲ（株）製、＃０２０２
＊２）東海カーボン（株）製、シースト７Ｈ
＊３）ＩＰＰＤ：Ｎ−イソプロピル−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン
＊４）ＴＢＢＳ：Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド

表２中、比較例１の供試タイヤは、トレッド表層に対する軟化手段を施さない場合であり、外側トレッドゴム層と内側トレッドゴム層とが表１に示す同一の配合ゴムからなる。また、比較例２の供試タイヤについては、内側トレッドゴム層のガラス転移温度（Ｔｇ）を表中に示すように低く設定したものであり、比較例３の供試タイヤについては、トレッド表層にタイヤ柔軟剤（プロブレンド社製、商品名 ホットラップ）を塗布した。さらに、比較例４の供試タイヤについては、外側トレッドゴム層のゴム配合について、カーボンブラックの配合量を１５０重量部とし、さらに軟化剤（アロマオイル）の配合量を１５０重量部とした。また、実施例１〜９については夫々、下記の表３および表４に示すように、外側トレッドゴム層の配合ゴム中に樹脂Ａ〜Ｄを所定量（樹脂成分量）で配合して、各供試タイヤを作製した。

得られた各供試タイヤにつき、下記に従い各種測定を行った。これらの結果を、下記の表２〜表４中に併せて示す。各表中、各トレッドゴム層のｔａｎδおよびＥ’は、比較例１を１００とした指数で示した。また、Ｔｇは、比較例１を基準として、比較例１との温度差にて示した。

（測定方法）
１．初期操縦安定性
車両に四輪供試タイヤを装着して、サーキットにて実車走行を行い、１周目のラップタイム評価を実施した。結果は、比較例１の評価を１００として、指数で表した。数値が大なるほど制動が良好である。

２．中〜終盤操縦安定性
車両に四輪供試タイヤを装着して、サーキットにて実車走行を行い、１０周目のラップタイム評価を実施した。結果は、比較例１の評価を１００として、指数で表した。数値が大なるほど制動が良好である。

３．サーキット走行時の耐摩耗性／偏摩耗性
車両に四輪供試タイヤを装着して、サーキットにて実車走行を行った後の耐摩耗量を評価した。結果は、比較例１の摩耗量の逆数を１００として、指数で表した。数値が大なるほど耐摩耗性が良好である。

＊５）樹脂Ａ：ヤスハラケミカル（株）製、商品名 ＹＳポリスターＴ−３０
＊６）樹脂Ｂ：ヤスハラケミカル（株）製、商品名 ＹＳポリスターＴ−８０
＊７）樹脂Ｃ：ヤスハラケミカル（株）製、商品名 ＹＳポリスターＳ−１４５
＊８）樹脂Ｄ：ＢＡＳＦ社製 アセチレンフェノール樹脂

上記表３および表４中から、以下のことがわかる。
内側トレッドゴム層のＴｇを下げた比較例２は、１周目のラップタイムは良いが、その後のグリップ低下が大きく、耐摩耗性も悪化している。また、表面を有機溶剤により軟化させた比較例３の供試タイヤは、１周目のラップタイムの改良効果が小さく、その後のグリップ低下が大きく、また、耐摩耗性が大きく悪化している。さらに、外側トレッドゴム層にカーボンブラックおよびオイル量を多く配合した比較例４の場合、外側トレッドゴム層の耐摩耗性が大きく低下し、グリップの向上効果は見られない。

一方、外側トレッドゴム層に樹脂成分を配合した実施例１〜９の供試タイヤにおいては、比較例１〜４に比し、初期および中〜終盤の操縦安定性ならびにサーキット走行時の耐摩耗性／偏摩耗性に関し、全体としてバランス良く性能が向上していることがわかる。また、外側トレッドゴム層が薄く樹脂成分の少ない実施例１では、１周目のラップタイム向上効果が小さく、外側トレッドゴム層が厚い実施例５では、外側トレッドゴム層の軟らかさがデメリットとなって、ラップタイムの向上幅が減少している。さらに、外側トレッドゴム層の樹脂成分が多い実施例６の場合も、実施例５と同様に外側トレッドゴム層の軟らかさのデメリットのために、ラップタイム向上幅が減少している。さらにまた、外側トレッドゴム層の樹脂成分の軟化点温度が高い実施例８，９では、１周目のラップタイム向上効果は小さいものの、走行時の中盤以降のグリップ向上効果が見られる一方、外側トレッドゴム層の樹脂成分の軟化点温度が低い実施例７では、１周目のラップタイム向上効果は見られるが、走行時の中盤以降のグリップ低下が見られる。

Claims (7)

1. トレッドゴムが、外側トレッドゴム層と内側トレッドゴム層とからなる積層構造を有し、該外側トレッド層が、該内側トレッド層よりも樹脂成分を多く含有することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記外側トレッドゴム層の厚みが０．０１〜２．０ｍｍの範囲内である請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記外側トレッドゴム層が、前記内側トレッドゴム層対比で、ゴム成分１００重量部に対し１０〜２００重量部多く樹脂成分を含有する請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記外側トレッドゴム層の樹脂成分の軟化点が、３０〜１７０℃の範囲内である請求項１〜３のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
5. 競技用タイヤである請求項１〜４のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
6. 請求項１〜５のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤの製造方法であって、前記トレッドゴムを、前記外側トレッドゴム層と内側トレッドゴム層との多層押出により形成することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
7. 請求項１〜５のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤの製造方法であって、前記外側トレッドゴム層の配合成分を有機溶媒に溶解させて塗布溶液を作製し、該塗布溶液を、加硫後または未加硫の前記内側トレッドゴム層上に塗布することにより、前記トレッドゴムを形成することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。