JP2014201281A

JP2014201281A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2014201281A
Application number: JP2013081384A
Authority: JP
Inventors: 和田　孝雄; Takao Wada; 孝雄和田; 服部　高幸; Takayuki Hattori; 高幸服部
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2013-04-09
Publication date: 2014-10-27

Abstract

【課題】トレッドおよびサイドウォールが低ｔａｎδ性に優れるが体積固有抵抗率の高いトレッド用ゴム組成物およびサイドウォール用ゴム組成物により形成されるにもかかわらず、転がり抵抗特性だけでなく、通電性およびリムチェーフィング性能にも優れた空気入りタイヤを提供すること。【解決手段】トレッド、サイドウォール、クリンチおよびベースペンを有する空気入りタイヤであって、クリンチが、窒素吸着比表面積が１００〜１５００ｍ2／ｇでありジブチルフタレート吸油量が６５〜６００ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックをゴム組成物全体に占める体積分率で４〜４５％含有し、体積固有抵抗率が７．０ＬｏｇΩ・ｃｍ以下であるクリンチ用ゴム組成物により形成され、クリンチおよびベースペンが導電経路の少なくとも一部を構成する空気入りタイヤである。【選択図】図１

Description

本発明は空気入りタイヤに関する。

近年、車の低燃費化に対する要求が強くなり、転がり抵抗の少ないタイヤに対する要求もますます強くなっている。そこで、トレッドやその他のタイヤを構成する部材を構成するゴム組成物の損失正接（ｔａｎδ）を低減する手法が広く採用されている。

例えば、トレッド用ゴム組成物のｔａｎδを低減しウェットグリップ性能を維持するために、カーボンブラックに替えてシリカなどの無機充填剤を配合する手法がある。また、サイドウォール、クリンチ、タイヤ内部部材などにおいてもカーボンブラックに替えてシリカなどの無機充填剤を配合することで、ゴム組成物を低ｔａｎδ化するという手法も採用されている。しかし、これらの手法によれば、カーボンブラックに比べて導電性に劣る無機充填剤を含有することになるため、ゴム組成物の体積固有抵抗率（Ω・ｃｍ）が高くなり、タイヤの通電性が悪化することが知られている。

ここで、タイヤの通電性とは、車両に蓄積された静電気を路面へ放電する性能のことであり、一般的には、リムから、クリンチ、サイドウォール、プライ、ベルト、ブレーカーなどのタイヤ内部部材、そしてトレッドを導電経路として放電する程度をいう。

このような放電が行われない場合、車両に静電気が蓄えられ、乗車する人が感電する、燃料補給時にスパークが発生し発火する、走行時に車中で聞くラジオにノイズ混入が発生する、電気を帯びたリムによりクリンチ部のゴム組成物の腐食が促進するなどの不具合が発生する。

また、タイヤの通電性がゴム組成物の低ｔａｎδ化により悪化した場合の対策としては、ベースペン構造等を採用することによりタイヤの通電性を確保する技術が知られている（特許文献１および２等参照。）。

特開２００７−８２６９号公報特開２００７−２４５９１８号公報

前述のようにタイヤの転がり抵抗を少なくすることを目的とし、タイヤのあらゆる部材にシリカなどの無機充填剤を配合することが行われている。しかしながら、リムと接するクリンチ用ゴム組成物にシリカなどの無機充填剤を多用し過ぎると、当該ゴム組成物の強度が低下してしまい、走行中にクリンチに損傷が生じる（リムチェーフィング性能が悪化する）という問題がある。

本発明は、トレッドおよびサイドウォールが低ｔａｎδ性に優れるが体積固有抵抗率の高いトレッド用ゴム組成物およびサイドウォール用ゴム組成物により形成されるにもかかわらず、転がり抵抗特性だけでなく、通電性およびリムチェーフィング性能にも優れた空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、トレッド、サイドウォール、クリンチおよびベースペンを有する空気入りタイヤであって、トレッドが、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、シリカを３５〜７０質量部、カーボンブラックを０〜２５質量部含有し、ｔａｎδが０．２０以下であり、体積固有抵抗率が８．０ＬｏｇΩ・ｃｍ以上であるトレッド用ゴム組成物により形成され、サイドウォールが、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、シリカを１０〜４０質量部、カーボンブラックを０〜２７質量部含有し、ｔａｎδが０．１５以下であり、体積固有抵抗率が８．０ＬｏｇΩ・ｃｍ以上であるサイドウォール用ゴム組成物により形成され、クリンチが、窒素吸着比表面積が１００〜１５００ｍ²／ｇでありジブチルフタレート吸油量が６５〜６００ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックをゴム組成物全体に占める体積分率で４〜４５％含有し、体積固有抵抗率が７．０ＬｏｇΩ・ｃｍ以下であるクリンチ用ゴム組成物により形成され、クリンチおよびベースペンが導電経路の少なくとも一部を構成する空気入りタイヤに関する。

クリンチ用ゴム組成物が、天然ゴムを８０質量％以上含有するジエン系ゴム成分、ならびに窒素吸着比表面積が１００〜１５００ｍ²／ｇでありジブチルフタレート吸油量が６５〜６００ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックおよびシリカを含むフィラーを含有し、前記カーボンブラックの含有量がゴム組成物全体に占める体積分率で４〜４５％であり、フィラー中の前記カーボンブラックの含有量が１０〜９５質量％であり、シリカの含有量が３〜４０質量％であることが好ましい。

本発明によれば、トレッドおよびサイドウォールが低ｔａｎδ性に優れるが体積固有抵抗率の高いトレッド用ゴム組成物およびサイドウォール用ゴム組成物により形成されるにもかかわらず、所定のカーボンブラックを所定の体積分率で含有するクリンチ用ゴム組成物により形成されるクリンチを有し、当該クリンチとベースペンが導電経路の少なくとも一部を構成する空気入りタイヤとすることで、転がり抵抗特性、通電性およびリムチェーフィング性能に優れた空気入りタイヤを提供することができる。

本発明に係る空気入りタイヤの一態様を示す部分断面図である。本発明に係る空気入りタイヤの一態様を示す部分断面図である。本発明に係る空気入りタイヤの一態様を示す部分断面図である。本発明に係る空気入りタイヤの一態様を示す部分断面図である。

本発明の空気入りタイヤは、トレッド、サイドウォール、クリンチおよびベースペンを有する。

本発明の空気入りタイヤが有するトレッドは、ジエン系ゴム成分に対し所定量のシリカおよびカーボンブラックを含有し、所定のｔａｎδおよび体積固有抵抗率を示すトレッド用ゴム組成物により形成される。

トレッド用ゴム組成物が含有するジエン系ゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、変性スチレンブタジエンゴム（変性ＳＢＲ）、変性ブタジエンゴム（変性ＢＲ）や、極性基を有するジエン系ゴムなどが挙げられる。極性基としては、ブロモ基、クロロ基などのハロゲン基、エポキシ基、アミノ基などが挙げられ、極性基を有するジエン系ゴムとしては、ハロゲン化ブタジエンゴム、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）などが挙げられる。特にグリップ性能および転がり抵抗特性を両立することができるという点から、ＳＢＲおよび／またはＥＮＲを含有することが好ましく、なかでも、汎用性に優れるという点からはＳＢＲを含有することがより好ましく、石油外資源比率を高くできるという点からはＥＮＲを含有することがより好ましい。

トレッド用ゴム組成物におけるシリカのジエン系ゴム成分１００質量部に対する含有量は、３５〜７０質量部であり、４０〜７０質量部が好ましく、４５〜７０質量部がより好ましい。シリカの含有量が３５質量部未満の場合は転がり抵抗の低減効果が得られにくくなる傾向がある。また、シリカの含有量が７０質量部を超える場合は加工性が悪化する傾向がある。

当該シリカの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）は、１０ｍ²／ｇ以上が好ましく、４０ｍ²／ｇ以上がより好ましい。Ｎ₂ＳＡが１０ｍ²／ｇ未満の場合はシリカによる補強効果が得られにくくなる傾向がある。また、シリカのＮ₂ＳＡは、６００ｍ²／ｇ以下が好ましく、３００ｍ²／ｇ以下がより好ましい。Ｎ₂ＳＡが６００ｍ²／ｇを超える場合は加工性が悪化する傾向がある。なお、本発明におけるシリカの窒素吸着比表面積は、ＡＳＴＭＤ３０３７−８１に準じてＢＥＴ法で測定される値であり、以下同様である。

なお、シリカはシランカップリング剤と併用することが好ましい。シランカップリング剤としては特に限定されず、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド（Ｓｉ６９）のようにゴム工業において一般的に使用されるものを用いることができる。

トレッド用ゴム組成物におけるジエン系ゴム成分１００質量部に対するカーボンブラックの含有量は、０〜２５質量部であり、２〜２５質量部が好ましく、３〜２５質量部がより好ましい。カーボンブラックの含有量は、転がり抵抗の低減という点からは含有しないことが好ましいが、紫外線劣化防止という点からは２質量部以上が好ましく、３質量部以上がより好ましい。また、カーボンブラックの含有量が２５質量部を超える場合は、転がり抵抗の低減効果が不充分となる傾向がある。

当該カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）は、１００ｍ²／ｇ以上が好ましく、１０５ｍ²／ｇ以上がより好ましい。Ｎ₂ＳＡが１００ｍ²／ｇ未満の場合は、紫外線劣化の防止効果が弱く、含有量を増やす必要がある。また、カーボンブラックのＮ₂ＳＡは、３００ｍ²／ｇ以下が好ましく、２５０ｍ²／ｇ以下がより好ましく、１７０ｍ²／ｇ以下がさらに好ましい。Ｎ₂ＳＡが３００ｍ²／ｇを超える場合は、加工性が悪化する傾向がある。なお、本発明におけるカーボンブラックのＮ₂ＳＡは、ＪＩＳＫ６２１７のＡ法によって求められる値であり、以下同様である。

当該カーボンブラックのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量は、６５ｍｌ／１００ｇ以上が好ましく、７０ｍｌ／１００ｇ以上がより好ましい。ＤＢＰが６５ｍｌ／１００ｇ未満の場合は、紫外線劣化の防止効果が不充分となる傾向がある。また、カーボンブラックのＤＢＰは、２５０ｍｌ／１００ｇ以下が好ましく、２２０ｍｌ／１００ｇ以下がより好ましく、１５０ｍｌ／１００ｇ以下がさらに好ましい。ＤＢＰが２５０ｍｌ／１００ｇを超える場合は、加工性が悪化する傾向がある。なお、本発明におけるカーボンブラックのＤＢＰは、ＪＩＳＫ６２１７−４の測定方法によって求められる値であり、以下同様である。

本発明のトレッド用ゴム組成物は、前記のジエン系ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤およびカーボンブラック以外にも、通常ゴム工業で使用される配合剤、例えば、シリカおよびカーボンブラック以外のフィラー、オイルなどの各種軟化剤、各種老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、加硫剤、各種加硫促進剤などを適宜含有することができる。

シリカおよびカーボンブラック以外のフィラーとしては特に限定されず、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、クレー、マイカ、アルミナ、タルクなどの白色充填剤などが挙げられ、これらは単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

前記軟化剤としては特に限定されず、アロマオイル、ナフテンオイル、パラフィンオイル、植物オイルなどのゴム工業において一般的に使用されるものを用いることができる。

前記トレッド用ゴム組成物のｔａｎδは０．２０以下であり、０．１９以下であることが好ましい。ｔａｎδが０．２０を超える場合は、空気入りタイヤの転がり抵抗の低減効果が不充分となる傾向がある。なお、本発明におけるトレッド用ゴム組成物のｔａｎδは、初期歪み１０％、動歪み２％、振動周波数１０Ｈｚ、温度７０℃の条件下における粘弾性物性測定によって得られる値であり、以下同様である。

前記トレッド用ゴム組成物の体積固有抵抗率（常用対数値で示す）は８．０ＬｏｇΩ・ｃｍ以上である。該ゴム組成物の体積固有抵抗率が８．０ＬｏｇΩ・ｃｍ未満の場合は、充分に低ｔａｎδ化されておらず、空気入りタイヤの転がり抵抗の低減効果が不充分となる傾向がある。なお、本発明における体積固有抵抗率はＪＩＳＫ６２７１に準じて測定した値であり、以下同様である。

本発明の空気入りタイヤが有するサイドウォールは、ジエン系ゴム成分に対し所定量のシリカおよびカーボンブラックを含有し、所定のｔａｎδおよび体積固有抵抗率を示すサイドウォール用ゴム組成物により形成される。

サイドウォール用ゴム組成物が含有するジエン系ゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、変性スチレンブタジエンゴム（変性ＳＢＲ）、変性ブタジエンゴム（変性ＢＲ）や、極性基を有するジエン系ゴムなどが挙げられる。極性基としては、ブロモ基、クロロ基などのハロゲン基、エポキシ基、アミノ基などが挙げられ、極性基を有するジエン系ゴムとしては、ハロゲン化ブタジエンゴム、エポキシ化天然ゴムなどが挙げられる。なかでも強度において優れるという点からＮＲを含有することが好ましく、ＮＲと極性が異なる点および耐亀裂成長性において優れるという点からＮＲに加えてＢＲを含有することがより好ましい。

サイドウォール用ゴム組成物におけるシリカのジエン系ゴム成分１００質量部に対する含有量は、１０〜４０質量部であり、１４〜３５質量部が好ましく、１６〜３２質量部がより好ましい。シリカの含有量が１０質量部未満の場合は、転がり抵抗の低減効果が不充分となる傾向や、補強性が低下する傾向がある。また、シリカの含有量が４０質量部を超える場合はゴムが硬くなり過ぎ耐亀裂成長性が悪化する傾向がある。

当該シリカの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）は、１０ｍ²／ｇ以上が好ましく、４０ｍ²／ｇ以上がより好ましい。Ｎ₂ＳＡが１０ｍ²／ｇ未満の場合はシリカによる補強効果が得られにくくなる傾向がある。また、シリカのＮ₂ＳＡは、６００ｍ²／ｇ以下が好ましく、３００ｍ²／ｇ以下がより好ましい。Ｎ₂ＳＡが６００ｍ²／ｇを超える場合は加工性が悪化する傾向がある。

なお、シリカはシランカップリング剤と併用されることが好ましい。シランカップリング剤としては特に限定されず、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド（Ｓｉ６９）のようにゴム工業において一般的に使用されるものを用いることができる。

サイドウォール用ゴム組成物におけるカーボンブラックのジエン系ゴム成分１００質量部に対する含有量は、０〜２７質量部であり、２〜２７質量部が好ましく、３〜２７質量部がより好ましい。カーボンブラックの含有量は、転がり抵抗の低減という点からは含有しないことが好ましいが、紫外線劣化防止という点からは２質量部以上が好ましく、３質量部以上がより好ましい。また、カーボンブラックの含有量が２７質量部を超える場合は、転がり抵抗の低減効果が不充分となる傾向がある。

当該カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）は、１００ｍ²／ｇ以上が好ましく、１０５ｍ²／ｇ以上がより好ましい。Ｎ₂ＳＡが１００ｍ²／ｇ未満の場合は、紫外線劣化の防止効果が弱く、含有量を増やす必要がある。また、カーボンブラックのＮ₂ＳＡは、３００ｍ²／ｇ以下が好ましく、２５０ｍ²／ｇ以下がより好ましく、１７０ｍ²／ｇ以下がさらに好ましい。Ｎ₂ＳＡが３００ｍ²／ｇを超える場合は加工性が悪化する傾向がある。

当該カーボンブラックのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量は、６５ｍｌ／１００ｇ以上が好ましく、７０ｍｌ／１００ｇ以上がより好ましい。ＤＢＰ吸油量が６５ｍｌ／１００ｇ未満の場合は、紫外線劣化の防止効果に劣る傾向がある。また、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、２５０ｍｌ／１００ｇ以下が好ましく、２２０ｍｌ／１００ｇ以下がより好ましく、１５０ｍｌ／１００ｇ以下がさらに好ましい。ＤＢＰ吸油量が２５０ｍｌ／１００ｇを超える場合は、加工性が悪化する傾向がある。

本発明のサイドウォール用ゴム組成物は、前記のジエン系ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤およびカーボンブラック以外にも、前記トレッド用ゴム組成物と同様に、通常ゴム工業で使用される配合剤、例えば、シリカおよびカーボンブラック以外のフィラー、オイルなどの各種軟化剤、各種老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、加硫剤、各種加硫促進剤などを適宜含有することができる。

前記サイドウォール用ゴム組成物のｔａｎδは０．１５以下であり、０．１４以下であることが好ましい。ｔａｎδが０．１５を超える場合は、空気入りタイヤの転がり抵抗の低減効果が不充分となる傾向がある。

前記サイドウォール用ゴム組成物の体積固有抵抗率（常用対数値で示す）は８．０ＬｏｇΩ・ｃｍ以上である。該ゴム組成物の体積固有抵抗率が８．０ＬｏｇΩ・ｃｍ未満の場合は、充分に低ｔａｎδ化されておらず、空気入りタイヤの転がり抵抗の低減効果が不充分となる傾向がある。

本発明の空気入りタイヤが有するクリンチは、ジエン系ゴム成分に所定のカーボンブラックを所定量含有し、所定の体積固有抵抗率を示すクリンチ用ゴム組成物により形成される。

クリンチ用ゴム組成物が含有するジエン系ゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、変性スチレンブタジエンゴム（変性ＳＢＲ）、変性ブタジエンゴム（変性ＢＲ）や、極性基を有するジエン系ゴムなどが挙げられる。極性基としては、ブロモ基、クロロ基などのハロゲン基、エポキシ基、アミノ基などが挙げられ、極性基を有するジエン系ゴムとしては、ハロゲン化ブタジエンゴム、エポキシ化天然ゴムなどが挙げられる。特に強度および耐摩耗性において優れるという点からＮＲおよびＢＲを含有することが好ましく、石油外資源比率を高くできるという点からＮＲのみとすることがより好ましい。

クリンチ用ゴム組成物が含有するカーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）は、１００ｍ²／ｇ以上であり、１０５ｍ²／ｇ以上が好ましい。Ｎ₂ＳＡが１００ｍ²／ｇ未満の場合は、カーボンブラックによる補強効果が低く、リムチェーフィング性能が悪化する傾向がある。また、このカーボンブラックのＮ₂ＳＡは、１５００ｍ²／ｇ以下であり、１４００ｍ²／ｇ以下がより好ましい。Ｎ₂ＳＡが１５００ｍ²／ｇを超える場合は、加工性が悪化する傾向がある。

また、当該カーボンブラックのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量は、６５ｍｌ／１００ｇ以上であり、７０ｍｌ／１００ｇ以上が好ましい。ＤＢＰ吸油量が６５ｍｌ／１００ｇ未満の場合は、カーボンブラックによる補強効果が低く、リムチェーフィング性能が悪化する傾向がある。また、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、６００ｍｌ／１００ｇ以下であり、５５０ｍｌ／１００ｇ以下が好ましい。ＤＢＰ吸油量が６００ｍｌ／１００ｇを超える場合は、加工性が悪化する傾向がある。

当該カーボンブラックは導電性カーボンブラックであることが好ましい。導電性カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、黒鉛化カーボン、ケッチェンブラック類などが挙げられる。なかでも、導電性に優れるため少量の配合でタイヤの通電性を向上させることができ、転がり抵抗を低減することができるという理由からケッチェンブラックが好ましい。

また、カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、黒鉛化カーボン、ケッチェンブラック類などの導電性カーボンブラック以外にも、Ｎ１１０、Ｎ２２０、Ｎ３５１などを含有してもよい。なかでも、加工性において優れるという点からＮ１１０が好ましい。

当該カーボンブラックの含有量は、クリンチ用ゴム組成物全体に占める体積分率で４〜４５％であり、６〜４０％が好ましく、６〜３５％がより好ましい。体積分率が４％未満の場合は、導電性が不充分となる傾向、リムチェーフィング性能が悪化する傾向がある。また、体積分率が４５％を超える場合は、加工性が悪化する傾向、転がり抵抗特性が悪化する傾向がある。

また、当該カーボンブラックのジエン系ゴム成分１００質量部に対する含有量は、１０〜８０質量部が好ましく、１２〜７５質量部がより好ましい。カーボンブラックの含有量が１０質量部未満の場合は、導電性が不充分となる傾向、リムチェーフィング性能が悪化する傾向がある。また、カーボンブラックの含有量が８０質量部を超える場合は、加工性が悪化する傾向、転がり抵抗特性が悪化する傾向がある。

本発明のクリンチ用ゴム組成物はシリカを含有することができる。シリカを含有する場合のジエン系ゴム成分１００質量部に対する含有量は、３〜４０質量部が好ましく、４〜３８質量部がより好ましい。シリカの含有量が３質量部未満の場合は加工性が悪化する傾向、転がり抵抗特性が悪化する傾向がある。また、シリカの含有量が４０質量部を超える場合はリムチェーフィング性能が悪化する傾向がある。

本発明のクリンチ用ゴム組成物は、前記のカーボンブラックおよびシリカ以外のフィラーも適宜含有することができる。フィラー中の前記カーボンブラックの含有量は、リムチェーフィング性能において優れるという点から、１０〜９５質量％が好ましく、１２〜９５質量％がより好ましい。また、フィラー中の前記シリカの含有量は、加工性の改善効果や転がり抵抗の低減効果に優れるという点から、３〜４０質量％が好ましく、４〜３５質量％がより好ましい。

本発明のクリンチ用ゴム組成物は、前記のジエン系ゴム成分、カーボンブラックおよび／またはシリカを含むフィラーならびにシランカップリング剤以外にも、通常ゴム工業で使用される配合剤、例えば、シリカおよびカーボンブラック以外のフィラー、オイルなどの各種軟化剤、各種老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、加硫剤、各種加硫促進剤などを適宜含有することができる。

前記クリンチ用ゴム組成物のｔａｎδは０．２５以下であることが好ましく、０．２２以下であることがより好ましい。ｔａｎδが０．２５を超える場合は、空気入りタイヤの転がり抵抗の低減効果が不充分となる傾向がある。また、ｔａｎδは低くし過ぎるとゴム組成物の補強性が低下し、リムチェーフィング性能が低下する傾向があることから、０．０５以上であることが好ましい。

前記クリンチ用ゴム組成物の体積固有抵抗率（常用対数値で示す）は７．００ＬｏｇΩ・ｃｍ以下であり、６．９０ＬｏｇΩ・ｃｍ以下であることが好ましく、６．８０ＬｏｇΩ・ｃｍ以下であることがより好ましい。クリンチ用ゴム組成物の体積固有抵抗率が７．００ＬｏｇΩ・ｃｍを超える場合は、クリンチの導電性が低く、空気入りタイヤの通電性が不充分となる傾向がある。また、体積固有抵抗率の下限は特に限定されないが、混練時の加工性を悪化させないという点から３．００ＬｏｇΩ・ｃｍ以上であることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤが有するベースペンとは、タイヤ内部からトレッドやサイドウォールを貫通するなどしてトレッドの接地面まで設けられ、走行時に路面に接するように設けられた部材である。ベースペンは導電性に優れたベースペン用ゴム組成物により形成されており、トレッドの導電性が悪い場合であっても、タイヤ内部の静電気を路面に放電することを可能にするものである。

前記ベースペン用ゴム組成物は、トレッドを構成するトレッド用ゴム組成物に比べて体積固有抵抗率の低いゴム組成物であれば特に限定されず、ジエン系ゴム成分に、カーボンブラックなどのフィラー、シランカップリング剤、オイルなどの各種軟化剤、各種老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、加硫剤、各種加硫促進剤などを適宜含有するゴム組成物とすることができる。

前記ジエン系ゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、変性スチレンブタジエンゴム（変性ＳＢＲ）、変性ブタジエンゴム（変性ＢＲ）や、極性基を有するジエン系ゴムなどが挙げられる。極性基としては、ブロモ基、クロロ基などのハロゲン基、エポキシ基、アミノ基などが挙げられ、極性基を有するジエン系ゴムとしては、ハロゲン化ブタジエンゴム、エポキシ化天然ゴムなどが挙げられる。トレッドとベースペンとの耐摩耗性に差が生じないようにトレッド用ゴム組成物と同じゴム成分を用いることが好ましい。

ベースペン用ゴム組成物におけるカーボンブラックのジエン系ゴム成分１００質量部に対する含有量は、４５〜８０質量部が好ましく、４７〜７８質量部がより好ましい。カーボンブラックの含有量が４５質量部未満の場合は、導電性が不充分となる傾向がある。また、カーボンブラックの含有量が８０質量部を超える場合は、加工性が悪化する傾向がある。

当該カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）は、１００ｍ²／ｇ以上が好ましく、１０５ｍ²／ｇ以上がより好ましい。Ｎ₂ＳＡが１００ｍ²／ｇ未満の場合は、耐摩耗性および導電性が不充分となる傾向がある。また、カーボンブラックのＮ₂ＳＡは、１５００ｍ²／ｇ以下が好ましく、１４００ｍ²／ｇ以下がより好ましい。Ｎ₂ＳＡが１５００ｍ²／ｇを超える場合は、加工性が悪化する傾向がある。

当該カーボンブラックのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量は、６５ｍｌ／１００ｇ以上が好ましく、７０ｍｌ／１００ｇ以上がより好ましい。ＤＢＰ吸油量が６５ｍｌ／１００ｇ未満の場合は、導電性が不充分となる傾向がある。また、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、６００ｍｌ／１００ｇ以下が好ましく、５５０ｍｌ／１００ｇ以下がより好ましい。ＤＢＰ吸油量が６００ｍｌ／１００ｇを超える場合は、加工性が悪化する傾向がある。

ベースペン用ゴム組成物におけるシリカのジエン系ゴム成分１００質量部に対する含有量は、５〜４０質量部であり、７〜３８質量部が好ましく、８〜３７質量部がより好ましい。シリカの含有量が５質量部未満の場合は加工性が悪化する傾向および転がり抵抗の低減効果が不充分となる傾向がある。また、シリカの含有量が４０質量部を超える場合は耐摩耗性が不充分となる傾向がある。

ベースペン用ゴム組成物が含有するシリカの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）は、１０ｍ²／ｇ以上が好ましく、４０ｍ²／ｇ以上がより好ましい。Ｎ₂ＳＡが１０ｍ²／ｇ未満の場合はシリカによる補強効果が得られない傾向がある。また、シリカのＮ₂ＳＡは、６００ｍ²／ｇ以下が好ましく、３００ｍ²／ｇ以下がより好ましい。Ｎ₂ＳＡが６００ｍ²／ｇを超える場合は加工性が悪化する傾向がある。

前記ベースペン用ゴム組成物の体積固有抵抗率は、７．０ＬｏｇΩ・ｃｍ以下であることが好ましく、６．８ＬｏｇΩ・ｃｍ以下であることがより好ましい。ベースペン用ゴム組成物の体積固有抵抗率が７．０ＬｏｇΩ・ｃｍを超える場合は、ベースペンの導電性が低く、空気入りタイヤの通電性が不充分となる傾向がある。また、体積固有抵抗率の下限は特に限定されないが、混練時の加工性を悪化させないという点から３．０ＬｏｇΩ・ｃｍ以上であることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、車両に蓄積された静電気を路面に放電するための導電経路を有する。この導電経路は、他の部材に比べて導電性に優れた部材により構成されており、低ｔａｎδ化により導電性が悪化したトレッドや、サイドウォールなどに代わって、静電気を路面に放電するための経路であり、空気入りタイヤの通電性を担うものである。

前記導電経路は、クリンチおよびベースペンによりその少なくとも一部が構成される。クリンチおよびベースペン以外の構成部材として、プライ、ベルト、ブレーカーなどのタイヤ内部部材を含むこともでき、またベースペンをクリンチまで延長することで、クリンチおよびベースペンのみによる構成とすることもできる。

前記導電経路が、クリンチおよびベースペン以外のタイヤ内部部材を含む場合、当該タイヤ内部部材を構成するゴム組成物は特に限定されないが、体積固有抵抗率は、７．０ＬｏｇΩ・ｃｍ以下であることが好ましく、６．８ＬｏｇΩ・ｃｍ以下であることがより好ましい。当該ゴム組成物の体積固有抵抗率が７．０ＬｏｇΩ・ｃｍを超える場合は、導電性が低く、空気入りタイヤの通電性が不充分となる傾向がある。また、体積固有抵抗率の下限は特に限定されないが、混練時の加工性を悪化させないという点から３．０ＬｏｇΩ・ｃｍ以上であることが好ましい。

本発明の導電経路について、本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示す部分断面図である添付の図１〜図４を参照して説明するが、この態様のみに限定されるものではない。

図１に示す空気入りタイヤは、ベースペン８がトレッド７内部のブレーカー６に接し、トレッド７を貫通してトレッド７の接地面まで設けられた空気入りタイヤである。この場合の導電経路は、リムＲ、クリンチ１、プライ３、ブレーカー６およびベースペン８となる。

図２に示す空気入りタイヤは、ベースペン８がサイドウォール４内部のプライ３に接し、サイドウォール４を貫通し、トレッド７とウイング５との界面を経てトレッド７の接地面まで設けられた空気入りタイヤである。この場合の導電経路は、リムＲ、クリンチ１、プライ３およびベースペン８となる。

図３に示す空気入りタイヤは、ベースペン８がビードエイペックス２の先端部およびクリンチ１に接し、プライ３とサイドウォール４との界面およびブレーカー６とトレッド７との界面を経て、トレッド７を貫通してトレッド７の接地面まで設けられた空気入りタイヤである。なお、ブレーカー６とトレッド７との界面において、トレッド７を貫通する方向だけでなく、他方のビードエイペックスおよびクリンチまで延伸した構造としてもよい。この場合の導電経路は、リムＲ、クリンチ１およびベースペン８となる。

図４に示す空気入りタイヤは、ベースペン８がビードエイペックス２の先端部およびクリンチ１に接し、プライ３とサイドウォール４との界面を経てサイドウォール４を貫通し、さらにトレッド７とウイング５との界面を経てトレッド７の接地面まで設けられた空気入りタイヤである。この場合の導電経路は、リムＲ、クリンチ１およびベースペン８となる。

本発明の空気入りタイヤは通常の方法により製造できる。すなわち、必要に応じて前記配合剤および添加剤を配合した各タイヤ部材用のゴム組成物を、未加硫の段階で、各タイヤ部材の形状にあわせて押出し加工し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、通常の方法にて成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより、本発明の空気入りタイヤを製造できる。

本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。

以下に実施例および比較例において用いた各種薬品をまとめて示す。
ＮＲ：ＲＳＳ＃３
ＥＮＲ：クラルンプーラン社製のＥＮＲ２５
ＳＢＲ：ＪＳＲ（株）製のＪＳＲ１５０２（乳化重合ＳＢＲ、スチレン含量：２３．５質量％）
ＢＲ：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ（ハイシスＢＲ、シス−１，４−ブタジエン単位量：９７質量％）
ケッチェンブラック：ケッチェンブラックインターナショナル（株）製のケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ（Ｎ₂ＳＡ：１２７０ｍ²／ｇ、ＤＢＰ：４９５ｍｌ／１００ｇ）
Ｎ１１０：三菱化学（株）製のダイアブラックＳＡ（Ｎ₂ＳＡ：１４２ｍ²／ｇ、ＤＢＰ＝１６５ｍｌ／１００ｇ）
Ｎ２２０：三菱化学（株）製のダイアブラックＩ（Ｎ₂ＳＡ：１１４ｍ²／ｇ、ＤＢＰ：１１４ｍｌ／１００ｇ）
Ｎ３５１：キャボットジャパン（株）製のショウブラックＮ３５１（Ｎ₂ＳＡ：１２８ｍ²／ｇ、ＤＢＰ：６９ｍｌ／１００ｇ）
Ｎ３３０：三菱化学（株）製のダイアブラックＨ（Ｎ₂ＳＡ：１０５ｍ²／ｇ、ＤＢＰ：７９ｍｌ／１００ｇ）
ＦＥＦ：三菱化学（株）製のダイアブラックＥ（Ｎ₂ＳＡ：４１ｍ²／ｇ、ＤＢＰ：１１５ｍｌ／１００ｇ）
シリカ：エボニックデグッサ社製のＵＬＴＲＡＳＩＬＶＮ３（Ｎ₂ＳＡ：１７５ｍ²／ｇ）
シランカップリング剤：デグサ社製のＳｉ６９（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）
オイル：出光興産（株）製のＰＳ−３２（パラフィン系プロセスオイル）
ワックス：日本精鑞（株）製のオゾエース０３５５
老化防止剤：住友化学工業（株）製のアンチゲン６Ｃ
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛１：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
酸化亜鉛２：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤１：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）
加硫促進剤２：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＣＺ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）

製造例ＴＲ１〜ＴＲ４（トレッド用ゴム組成物）
表１に示す配合処方に従い、１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて、配合材料のうち、硫黄および加硫促進剤以外の材料を１８０℃になるまで混練りすることで混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を添加し、２軸オープンロールを用いて、１０５℃になるまで練り込み、未加硫のトレッド用ゴム組成物を得た。また、得られた未加硫ゴム組成物を１６０℃の条件下で２０分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。

製造例ＳＷ１〜ＳＷ４（サイドウォール用ゴム組成物）
表１に示す配合処方に従い、１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて、配合材料のうち、硫黄および加硫促進剤以外の材料を１８０℃になるまで混練りすることで混練り物を得た。次に、得られた混練り物に不溶性硫黄および加硫促進剤を添加し、２軸オープンロールを用いて、１０５℃になるまで練り込み、未加硫のサイドウォール用ゴム組成物を得た。また、得られた未加硫ゴム組成物を１６０℃の条件下で２０分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。

製造例ＢＰ１〜ＢＰ４（ベースペン用ゴム組成物）
表２に示す配合処方に従い、１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて、配合材料のうち、硫黄および加硫促進剤以外の材料を１８０℃になるまで混練りすることで混練り物を得た。次に、得られた混練り物に不溶性硫黄および加硫促進剤を添加し、２軸オープンロールを用いて、１０５℃になるまで練り込み、未加硫のベースペン用ゴム組成物を得た。また、得られた未加硫ゴム組成物を１６０℃の条件下で２０分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。

製造例（クリンチ用ゴム組成物）
表３〜７に示す配合処方に従い、１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて、配合材料のうち、硫黄および加硫促進剤以外の材料を１８０℃になるまで混練りすることで混練り物を得た。次に、得られた混練り物に不溶性硫黄および加硫促進剤を添加し、２軸オープンロールを用いて、１０５℃になるまで練り込み、未加硫のクリンチ用ゴム組成物を得た。また、得られた未加硫ゴム組成物を１６０℃の条件下で２０分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。

得られた加硫ゴム組成物を用いて以下の評価を行った。なお、スコーチタイムの評価はクリンチ用ゴム組成物のみ行った。

＜体積固有抵抗率＞
（株）ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ製のデジタル超高抵抗微小電流計（Ｒ−８３４０Ａ）を用いて、印加電圧１０００Ｖ、温度２３℃、相対湿度５５％、それ以外の条件についてはＪＩＳＫ６２７１に準じて、加硫ゴム組成物（トレッド用ゴム組成物、サイドウォール用ゴム組成物、クリンチ用ゴム組成物およびベースペン用ゴム組成物）の体積固有抵抗率(ＬｏｇΩ・ｃｍ)を測定した。結果を表１〜７に示す。なお、１０ＬｏｇΩ・ｃｍを超える場合は「１０＜」と示す。

＜ｔａｎδ＞
（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターＶＥＳを用いて、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、初期歪み１０％および動歪み２％の条件下で、各加硫ゴム組成物（トレッド用ゴム組成物、サイドウォール用ゴム組成物、クリンチ用ゴム組成物およびベースペン用ゴム組成物）の損失正接ｔａｎδを測定した。結果を表１〜７に示す。

＜スコーチタイム＞
ＪＩＳＫ６３００の「未加硫ゴム物理試験方法」に規定された「ムーニー・スコーチ試験」に従い、測定温度１３０．０±０．５℃におけるＭ−時間曲線で１０Ｍ（ムーニー）単位まで上昇するまでの時間ｔ₁₀を測定した（単位：分）。結果を表３〜７に示す。

実施例１〜２０および比較例１〜１１
表３〜７に示す各タイヤ部材用未加硫ゴム組成物を用いて各試験用タイヤ（サイズ：１９５／６５Ｒ１５）を作製した。また、ベースペンの構造（図１〜４）を表３〜７に示す。表３〜７に示すタイヤ部材以外の部位については、全ての実施例および比較例において、一般的な配合のゴム組成物により形成された各部材を統一して使用した。得られた試験用タイヤを用いて以下の評価を行った。

＜転がり抵抗特性試験＞
各試験用タイヤをリム組みし（リム：１５×６ＪＪ）、内圧２３０ｋＰａ、荷重３．４３ｋＮおよび速度８０ｋｍ／ｈで走行させたときの転がり抵抗を転がり抵抗試験機を用いて測定し、実施例３を１００とした時の指数で表示した。結果を表３〜７に示す。指数が大きいほど低燃費性に優れていることを示す。転がり抵抗特性指数は１００以上を性能目標指数とする。

＜タイヤの電気抵抗＞
各試験用タイヤをリム組みし（リム：１５×６ＪＪ）、内圧２．０ＭＰａおよび荷重４．７ｋＮの条件において鉄板にトレッド部を設置し、リム部と鉄板間の電気抵抗を印加電圧１００Ｖ、温度２３℃および相対湿度５５％の条件下で測定した。結果を表３〜７に示す。タイヤの電気抵抗は８．０ＬｏｇΩ以下を性能目標値とする。

＜リムチェーフィング性能試験＞
各試験用タイヤをリム組みし（リム：１５×６ＪＪ）、内圧２００ｋＰａ、荷重７ｋＮおよび速度８０ｋｍ／ｈの条件にて、３００００ｋｍドラム走行耐久試験を行った後、タイヤをリムから外し、リム接触部（クリンチ部）の厚みを測定し、試験開始時の厚みと比較し、削れた量（チェーフィング量）を測定した。なお、左右の各クリンチの周上３箇所、合計６箇所の測定を行い、これらの平均値を求めた。結果を表３〜７に示す。チェーフィング量が小さいほどチェーフィング性能に優れることを示す。チェーフィング量は１．１ｍｍ以下を性能目標値とする。

表３〜７の結果から、所定のカーボンブラックを所定の体積分率で含有するクリンチ用ゴム組成物により形成されるクリンチを有し、当該クリンチとベースペンが導電経路の少なくとも一部を構成する空気入りタイヤとすることで、トレッドおよびサイドウォールが低ｔａｎδ性に優れるが体積固有抵抗率の高いトレッド用ゴム組成物およびサイドウォール用ゴム組成物により形成されるにもかかわらず、転がり抵抗特性、通電性およびリムチェーフィング性能に優れた空気入りタイヤが得られることがわかる。

１クリンチ
２ビードエイペックス
３プライ
４サイドウォール
５ウイング
６ブレーカー
７トレッド
８ベースペン
Ｒリム

Claims

トレッド、サイドウォール、クリンチおよびベースペンを有する空気入りタイヤであって、
トレッドが、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、シリカを３５〜７０質量部、カーボンブラックを０〜２５質量部含有し、ｔａｎδが０．２０以下であり、体積固有抵抗率が８．０ＬｏｇΩ・ｃｍ以上であるトレッド用ゴム組成物により形成され、
サイドウォールが、ジエン系ゴム成分１００質量部に対して、シリカを１０〜４０質量部、カーボンブラックを０〜２７質量部含有し、ｔａｎδが０．１５以下であり、体積固有抵抗率が８．０ＬｏｇΩ・ｃｍ以上であるサイドウォール用ゴム組成物により形成され、
クリンチが、窒素吸着比表面積が１００〜１５００ｍ²／ｇでありジブチルフタレート吸油量が６５〜６００ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックをゴム組成物全体に占める体積分率で４〜４５％含有し、体積固有抵抗率が７．００ＬｏｇΩ・ｃｍ以下であるクリンチ用ゴム組成物により形成され、
クリンチおよびベースペンが導電経路の少なくとも一部を構成する空気入りタイヤ。
クリンチ用ゴム組成物が、
天然ゴムを８０質量％以上含有するジエン系ゴム成分、ならびに
窒素吸着比表面積が１００〜１５００ｍ²／ｇでありジブチルフタレート吸油量が６５〜６００ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックおよびシリカを含むフィラーを含有し、
前記カーボンブラックの含有量がゴム組成物全体に占める体積分率で４〜４５％であり、
フィラー中の前記カーボンブラックの含有量が１０〜９５質量％であり、シリカの含有量が３〜４０質量％である請求項１記載の空気入りタイヤ。