JP2016502949A - 数種類のエラストマーコンパウンドで構成されたトレッドを有するタイヤ - Google Patents

Abstract

本発明は、クラウン補強材及び２つのサイドウォールによって２つのビードに連結されたトレッドを有するラジアルタイヤに関し、トレッドは、エラストマーコンパウンドの少なくとも２つの半径方向に重ね合わされた層を有する。トレッドの半径方向外側部分を形成している第１の層は、１．８ＭＰａを超えるモジュラスＧ＊を有する第１のエラストマーコンパウンドで構成され、第１の層の半径方向内側に位置し且つこの第１の層と接触状態にある第２の層は、少なくとも３つの部分で構成され、軸方向外側部分は、厳密に言って０．０６０未満のｔａｎ（δ）ｍａｘと呼ばれるｔａｎ（δ）の最大値を有する第２のエラストマーコンパウンドで構成され、少なくとも軸方向外側部分と軸方向に接触状態にある少なくとも一部分は、１．２ＭＰａを超え且つ第１のエラストマーコンパウンドのモジュラスＧ＊の値よりも少なくとも５％小さいモジュラスＧ＊の値を有すると共に０．０６０〜０．１２０のｔａｎ（δ）ｍａｘと呼ばれるｔａｎ（δ）の最大値を有する第３のコンパウンドで構成されている。

Description

本発明は、半径方向カーカス補強材を備えたタイヤ、特に、重量物を運搬すると共に持続速度で走行する車両、例えばローリ、トラクタ、トレーラ又はバスに取り付けられるようになったタイヤに関する。

重量物運搬車両のタイヤでは、カーカス補強材は、一般に、いずれか一方の側がビードの領域内に固定され、カーカス補強材の上には半径方向に、少なくとも２つの層で構成されたクラウン補強材が載っており、これら層は、互いに重ね合わされると共に各層内で互いに平行であり、１つの層と次の層との間でクロス掛け関係をなし、円周方向と１０°から４５°までの範囲の角度をなす細線（又は糸）又はコードで形成されている。ワーキング補強材を形成するワーキング層は更に、有利には金属製且つ伸長性の弾性と呼ばれている補強要素で作られた保護層と呼ばれる少なくとも１つの層で覆われるのが良い。保護層は、円周方向と４５°から９０°までの範囲の角度をなす低伸長性の金属細線又はコードの層を更に含むのが良く、三角形構造形成（triangulation ）プライと呼ばれるこのプライは、カーカス補強材とワーキングプライと呼ばれる第１のクラウンプライとの間に半径方向に配置され、ワーキングプライは、絶対値で表して４５°を超えない角度をなして位置した互いに平行な細線又はコードで作られている。三角形構造形成プライは、少なくともワーキングプライと一緒になって三角形構造形成補強材を形成し、この三角形構造形成補強材は、これが受ける種々の応力下で僅かな変形量を呈し、三角形構造形成プライは本質的に、タイヤのクラウンの領域の補強要素の全てに作用する横方向圧縮力を吸収するのに役立つ。

「ヘビーデューティ」車両用のタイヤの場合、通常、ちょうど１つの保護層が存在し、その保護要素は、大抵の場合、半径方向最も外側の、かくして半径方向に隣接したワーキング層の補強要素の方向及び角度とそれぞれ同一の方向及び絶対値で表して同一の角度に差し向けられている。幾分起伏のある路面上を走行するようになった建設プラント用タイヤの場合、２つの保護層が存在することが有利であり、補強要素は、或る１つの層と次の層との間でクロス掛け関係をなし、半径方向内側の保護層の補強要素は、この半径方向内側保護層に隣接して位置する半径方向外側のワーキング層の非伸長性補強要素とクロス掛け関係をなしている。

クラウン補強材の半径方向外側には、タイヤが路面と接触関係をなす接触パッチ内で路面に接触するようになった通常、ポリマー材料で構成されているトレッドが存在する。

コードは、かかるコードが破断力の１０％に等しい引張り力を受けたときに、多くとも０．２％に等しい相対伸び率を示す場合に非伸長性であると呼ばれる。

コードは、かかるコードが破断荷重に等しい引張り力を受けたときに、最大接線モジュラスが１５０ＧＰａに等しい状態で少なくとも３％に等しい相対伸び率を示す場合に弾性であると呼ばれる。

タイヤの円周方向又は長手方向は、タイヤの周囲に対応し且つタイヤの走行方向により定められる方向である。

タイヤの回転軸線は、タイヤが通常の使用中に回転する中心となる軸線である。

半径方向平面又は子午面は、タイヤの回転軸線を含む平面である。

円周方向中間平面又は赤道面は、タイヤの回転軸線に垂直であり且つタイヤを２つの半部に区分する平面である。

タイヤの横方向又は軸方向は、タイヤの回転軸線に平行である。軸方向距離は、軸方向に測定される。「〜の軸方向内側又は〜の軸方向外側」という表現は、それぞれ、「赤道面から測定した〜の軸方向距離が〜よりも小さい又は大きい」ことを意味している。

半径方向は、タイヤの回転軸線と交差し且つこれに垂直な方向である。半径方向距離は、半径方向に測定される。「〜の半径方向内側又は〜の半径方向外側」という表現は、それぞれ、「タイヤの回転軸線から測定した〜の軸方向距離が〜よりも小さい又は大きい」ことを意味している。

「ロードタイヤ」と呼ばれている或る今日のタイヤの中には、世界中で道路網の改良が行われていると共に自動車専用道路網が広がっているので、高速で且つますます長距離にわたって走行するようになっているものがある。疑いもなく、この種のタイヤが転動するのに要求される条件の組により、タイヤの摩耗が少ないので走行可能距離の増大が可能であるが、タイヤの耐久性、特にクラウン補強材の耐久性に悪影響が生じている。

これは、応力がクラウン補強材に存在し、特にクラウン層相互間に剪断応力が存在し、かかる剪断応力が軸方向に最も短いクラウン層の端部のところの動作温度の相当な上昇と組み合わさり、その結果、亀裂がかかる端部のところでゴム中に生じて広がるからである。この問題は、補強要素の２つの層のエッジの場合に存在し、これら層は、必ずしも、半径方向に隣接していない。

タイヤのクラウン中における過度の温度上昇を制限するため、トレッドの構成材料は、有利には、タイヤの動作条件に合ったヒステリシス損失を有するよう選択される。

さらに、検討対象の形式のタイヤのクラウン補強材の耐久性を向上させるため、プライの端及び特に軸方向に最も短いプライの端相互間且つ／或いはこれらの周りに配置されたゴムコンパウンドの層及び／又は異形要素の構造及び品質に関する解決策が既に提案されている。

クラウン補強材の縁部の近くに位置するゴム混合物の耐劣化性を向上させるため、仏国特許第１，３８９，４２８号明細書は、低ヒステリシストレッドと組み合わせて、クラウン補強材の少なくとも側部及び辺縁部を覆い、低ヒステリシスゴム混合物で構成されたゴム異形要素を使用することを推奨している。

クラウン補強材プライ相互間の分離を回避するため、仏国特許第２，２２２，２３２号明細書は、ショアＡスケール硬度が、クラウン補強材の上に載っているトレッドのショアＡスケール硬度とは異なり、しかもクラウン補強材プライの縁部とカーカス補強材の縁部との間に配置されたゴムコンパウンドの異形要素のショアＡスケール硬度よりも高いゴムのパッドで補強材の端部を被覆することを教示している。

仏国特許第２，７２８，５１０号明細書は、一方において、カーカス補強材と回転軸線に対して半径方向最も近くに位置するクラウン補強材ワーキングプライとの間に、円周方向と少なくとも６０°に等しい角度をなし、軸方向幅が最も短いワーキングクラウンプライの軸方向幅に少なくとも等しい非伸長性金属コードで作られた軸方向に連続しているプライを配置すると共に他方において、２枚のクラウンプライ相互間に、円周方向に実質的に平行に差し向けられた金属製要素で形成された追加のプライを配置することを提案している。

国際公開第９９／２４２６９号パンフレットは、更に、赤道面の各側で且つ円周方向に実質的に平行な補強要素の追加のプライの近接の軸方向連続部内において、１枚のプライと次のプライとの間でクロス掛け関係をなす補強要素で形成された２枚のワーキングクラウンプライを或る特定の軸方向距離にわたって結合し、次に、ゴムコンパウンドの異形要素を用いて２枚のワーキングクラウンプライを２枚のワーキングクラウンプライに共通の幅の少なくとも残部にわたって切り離されることを提案している。

タイヤの耐久性のこの向上は、トレッドが摩滅したときに更生（リトレッド）の可能性を少なくとも想定できるということを意味している。具体的に言えば、トレッドが摩滅した後にタイヤを更生する要望がある場合、新品のトレッドの使用を最適化するため、更生されるべきタイヤは、老化状態が進み過ぎた状態であってはならない。

タイヤの寿命を更に一段と延ばすため、向上した耐摩耗性を有するポリマー材料をトレッドの構成材料から選ぶのが慣例である。かかる材料は通常、ヒステリシス特性に悪影響を及ぼすので、想定した用途について満足のゆく耐摩耗性とヒステリシスとの妥協点を得るために２種類の互いに異なる材料の半径方向重ね合わせからタイヤのトレッドを作ることも又公知のやり方である。

かかるタイヤは、例えば、米国特許第６，２４７，５１２号明細書に記載されている。この明細書は、トレッドを形成するための２つの材料層の重ね合わせを記載しており、路面に接触する外側の材料は、摩耗の面で特に良好に働き、これに対し、内側の層は、クラウン領域内におけるタイヤの温度の上昇を制限することができるヒステリシス特性を備えている。

特に新品のタイヤのトレッドの外面を形成する第１の層が摩滅した後に起こるトレッドの不規則な摩耗を抑制するためにトレッドの内側層を改造することも又公知のやり方である。かくして、トレッドのかかる内側層は、より剛性の材料で構成された軸方向外側部分を有する場合がある。かかるタイヤは、例えば、日本国特開２００７‐１９６８６４号公報及び同第２００９‐２８６３１７号公報に記載されている。

しかしながら、かかるトレッドは、タイヤのヒステリシス特性の面で、従って、耐久性及び転がり抵抗の特性の面で望ましさの度合いが低いことが判明している。

仏国特許第１，３８９，４２８号明細書 仏国特許第２，２２２，２３２号明細書 仏国特許第２，７２８，５１０号明細書 国際公開第９９／２４２６９号パンフレット 米国特許第６，２４７，５１２号明細書 日本国特開２００７‐１９６８６４号公報 日本国特開２００９‐２８６３１７号公報

したがって、本発明者は、耐久性及び転がり抵抗の特性を維持し又はそれどころか向上させた状態で更生を行うことが必要である前に更に長い距離にわたって走行できるタイヤを提供することができるという仕事に取り組んだ。

この目的は、本発明によれば、半径方向カーカス補強材を備えたタイヤであって、タイヤは、それ自体半径方向にトレッドで覆われたクラウン補強材を有し、トレッドは、２つのサイドウォールによって２つのビードに連結され、トレッドは、エラストマーコンパウンドの少なくとも２つの半径方向に重ね合わされた層で構成されている、タイヤにおいて、トレッドの半径方向外側部分を形成している第１の層は、１．８ＭＰａを超えるモジュラスＧ^*を有する第１のエラストマーコンパウンドから成り、エラストマーコンパウンドの第１の層の半径方向内側に位置し且つ該第１の層と接触状態にあるエラストマーコンパウンドの第２の層は、少なくとも３つの部分から成り、第２の層の軸方向外側部分は、厳密に言って０．０６０未満のｔａｎ（δ）ｍａｘと呼ばれるｔａｎ（δ）の最大値を有する第２のエラストマーコンパウンドから成り、少なくとも軸方向外側部分と軸方向に接触状態にある第２の層の少なくとも一部分は、１．２ＭＰａを超え且つ第１のエラストマーコンパウンドのモジュラスＧ^*の値よりも少なくとも５％小さいモジュラスＧ^*の値を有すると共に０．０６０〜０．１２０のｔａｎ（δ）ｍａｘと呼ばれるｔａｎ（δ）の最大値を有する第３のコンパウンドから成ることを特徴とするタイヤを用いて達成された。

本発明の好ましい一実施形態によれば、第３のコンパウンドのｔａｎ（δ）ｍａｘと呼ばれるｔａｎ（δ）の最大値は、０．１００未満である。

損失係数（ロスファクタ）ｔａｎ（δ）は、ゴムコンパウンドの層の動的性質である。これは、規格ＡＳＴＭ・Ｄ・５９９２‐９６に従って粘度分析装置（Metravib VA4000 ）で測定される。各々厚さ２ｍｍ、直径１センチメートルの２本の円筒形ペレットから成る試験片の応答を記録し（試験片は、試験片を形成することができるのに足る厚さの領域にある赤道面の領域に出来るだけ近い問題の層の高さの半分までタイヤから取られたサンプルで作られる）、試験片は、１０Ｈｚの振動数、６０℃の温度で単純な交番正弦剪断応力を受ける。スイープは、０．１％から５０％までのピークトゥピーク（外方サイクル）、次に５０％から１％までのピークトゥピーク（戻りサイクル）の変形量（歪）の振幅をカバーする。利用する結果は、複素動的剪断モジュラス（Ｇ^*）及び損失係数ｔａｎ（δ）である。外方サイクルに関し、観察されるｔａｎ（δ）の最大値（ｔａｎ（δ）_maxで表される）が示される。

転がり抵抗は、タイヤが転動しているときに現れる抵抗であり、タイヤの温度の上昇を示す。かくして、転がり抵抗は、一回転中におけるタイヤの変形量と関連したヒステリシスロスによって表される。用いられる材料のｔａｎ（δ）の値は、タイヤの転動によって生じる種々の変形頻度の効果を取り込むために１０ｋＨｚ、３０〜１００℃で測定される。かくして、６０℃におけるｔａｎ（δ）の値は、タイヤを転動させているときのタイヤの転がり抵抗の指標に対応している。

種々の測定がまだ何ら走行していない新品のタイヤについて実施された。

本発明者は、まず最初に、路面に接触するトレッドの材料として１．８ＭＰａを超えるモジュラスＧ^*を有する第１のエラストマーコンパウンドと上述したように２種類のエラストマーコンパウンドから成る半径方向内側の第２の層の組み合わせにより、耐摩耗性という特性とタイヤの耐久性及び転がり抵抗という特性との満足のゆく妥協点が得られることを実証することができた。

その結果、トレッドの第１の層の構成材料である第１のエラストマーコンパウンドは、第１の層に満足のゆく耐摩耗性を与える剛性を有する。

少なくとも軸方向外側部分と軸方向に接触状態にある第２の層の少なくとも一部分は、第３のエラストマーコンパウンドの剛性という特性とヒステリシスという特性を組み合わせたものであり、これらの特性は、一方において、転がり抵抗という面の性能に寄与することができ、他方において、第１の層が摩滅した後にタイヤの補強材に満足のゆく保護を提供することができ、かくして、タイヤを更生することができる。

第３のエラストマーコンパウンドに対応したかかるエラストマーコンパウンドは、天然ゴム又は大部分がシス‐１，４鎖である合成ポリイソプレン及び場合によっては少なくとも１種類の他のジエンエラストマーを主成分とするエラストマーコンパウンド並びに、
（ｉ）沈降シリカ、熱分解法シリカ、アルミナ又はアルミノシリケートにより形成された群から選択されたＳｉＯＨ及び／又はＡｌＯＨ表面官能基を含むと共に４０ｐｈｒ以上且つ７０ｐｈｒ以下の比率で用いられる比表面積が１２０ｍ²／ｇ〜１８０ｍ²／ｇのシリカ及び／又はアルミナ系の白色充填剤（ホワイトフィラー）か、
（ｉｉ）１５ｐｈｒ以上且つ２８ｐｈｒ以下の比率で用いられるＣＴＡＢ比表面積が６５ｍ²／ｇ〜１０５ｍ²／ｇのカーボンブラックと、（ｉ）に記載された白色充填剤のブレンド（充填剤の全体的比率は、４０ｐｈｒ以上且つ７０ｐｈｒ以下であり、白色充填剤のｐｈｒで表された含有量は、ｐｈｒで表されたカーボンブラックの含有量から５を差し引いた値以上である）かのいずれかで構成された補強用充填剤を主成分とするエラストマーコンパウンドである。

ＣＴＡＢ比表面積は、規格ＮＦＴ４５‐００７（１９８７年１１月、方法Ｂ）に準拠して求められる。

透明な充填剤又は白色充填剤が使用される場合、当業者に知られた作用剤から選択された結合剤及び／又は被覆剤を用いることが必要である。言及できる好ましい結合剤の例としては、ビス‐（３‐トリアルコキシルイルプロピル）ポリスルフィド型の硫黄含有アルコキシシラン及び純粋な液体製品の場合、商標名Ｓｉ６９及び固体製品の場合、商標名Ｘ５０Ｓ（ブラックＮ３３０を含む重量で５０／５０にて配合されている）でデグサ・コーポレーション（Degussa Corporation ）により市販されているビス（３-トリエトキシルイルプロピル）テトラスルフィドが挙げられる。被覆剤の例として、脂肪族アルコール、アルキルアルコキシシラン、例えば商標名Ｓｉ１１６及びＳｉ２１６でデグサ・カンパニーによってそれぞれ市販されているヘキサデシルトリメトキシ又はトリエトキシシラン、ジフェニルグアニジン、ポリエチレングリコール、必要に応じてＯＨ若しくはアルコキシ官能基で改質されたシリコーン油が挙げられる。被覆剤及び／又は結合剤は、充填剤に対して重量で≧１／１００且つ≦２０／１００の比率で、好ましくは、透明な充填剤が補強用充填剤の全てである場合、２／１００〜１５／１００、補強用充填剤がカーボンブラック及び透明な充填剤のブレンドで形成されている場合、１／１００〜２０／１００で用いられる。

上述したシリカ及び／又はアルミナ型の材料のモルフォロジー並びにＳｉＯＨ及び／又はＡｌＯＨ表面官能基を有し、これら材料の完全代替物又は部分代替物として本発明に従って使用されるのに適した言及できる補強用充填剤の他の例として、合成中、炉に供給される油へのシリコン及び／又はアルミニウムの化合物の添加により或いは合成後、珪酸ナトリウム及び／又はアルミネート溶液に溶けたカーボンブラックの水性懸濁液に酸を添加してカーボンブラックの表面の少なくとも一部分をＳｉＯＨ及び／又はＡｌＯＨ官能基で覆うことによって改質されたカーボンブラックを挙げることができる。ＳｉＯＨ及び／又はＡｌＯＨ表面官能基を含むこの種の炭素ガス飽和充填剤の言及できる非限定的な例として、１９９７年５月６〜９日カリフォルニア州アナハイムで開催されたエーシーエス・ミーティング，ラバー・ディビジョン（ACS Meeting,Rubber Division ）」の会議番号２４に記載されると共に欧州特許出願公開第０７９９８５４号明細書に記載されたＣＳＤＰ型充填剤が挙げられる。

透明な充填剤が唯一の補強用充填剤として用いられる場合、ヒステリシス及び粘着特性は、沈降若しくは熱分解法シリカ又は沈降アルミナ又は１２０〜１８０ｍ²／ｇのＣＴＡＢ比表面積を有するアルミノシリケートを用いることによって得られる。言及できるこの種の充填剤の非限定的な例としては、アクゾー（Akzo）社によって市販されているsilicas ：ＫＳ４０４、デグサ社によって市販されているUltrasil VN2又はVN3 及びBV3370GR、ヒューバー（Huber ）社によって市販されているZeopol 8745 、ローディア（Rhodia）社によって市販されているZeosil 175MP又はZeosil 1165MP 、ピーピージー（PPG ）社によって市販されているHI-SIL 2000 等が挙げられる。

天然ゴムを含むブレンド又は主としてシス‐１，４鎖を含む合成ポリイソプレンに用いることができる言及可能なジエンエラストマーのうち、好ましくは主としてシス‐１，４鎖を含むポリブタジエン（ＢＲ）、スチレン‐ブタジエンコポリマー（ＳＢＲ）溶液又は乳濁液、ブタジエン‐イソプレンコポリマー（ＢＩＲ）又はスチレン‐ブタジエン‐イソプレンターポリマー（ＳＢＩＲ）を挙げることができる。これらエラストマーは、重合プロセス中又は重合プロセス後、分岐剤、例えばジビニルベンゼン又は星形成剤、例えばカルボネート、錫‐ハロゲン、ケイ素‐ハロゲン又は変形例として酸素化カルボニル、カルボニル官能基又はアミン官能基をジメチル又はジエチルアミノベンゾフェノンの作用によって鎖若しくは鎖の端にグラフトする官能化剤を用いて改質されたエラストマーであるのが良い。天然ゴム又は主としてシス‐１，４鎖を含む合成ポリイソプレンと上述した１種類又は２種類以上のジエンエラストマーのブレンドの場合、天然ゴム又は合成ポリイソプレンは、好ましくは、主要な比率でより好ましくは７０ｐｈｒを超える比率で用いられる。

トレッドの第２の半径方向内側層の軸方向外側部分を構成する第２のエラストマーコンパウンドの選択により、転がり抵抗の面で性能をかなり向上させることができる。所望のヒステリシス特性を得ることができるこの第２のエラストマーコンパウンドの選択により、通常、タイヤの耐摩耗性にそれほど好都合ではない粘着性の面での特性が生じる。かくして、トレッドの第２の層の軸方向外側部分は、有利には、これら軸方向外側部分がタイヤの寿命全体を通じて路面に接触することがないよう構成される。

本発明の意味の範囲内において、ゴムコンパウンドの粘着性は、破断曲線で荷重（力）／伸びを定めることによって応力測定値から評価される。

破断応力（ＭＰａで表される）及び破断時伸び率（％で表される）も又測定される。破断特性を求めるための引っ張り試験が仏国規格ＮＦ・Ｔ・４０‐１０１（１９７９年１２月）に準拠して６０℃±２℃の温度で且つ標準湿度測定条件（５０±５％相対湿度）条件下で実施される。

さらに、上述したような第３のエラストマーコンパウンドに対応したエラストマーコンパウンドは、これらエラストマーコンパウンドがタイヤの迅速な硬化には好適ではない限り、相対的に貧弱な硬化特性を有することが判明している。第２の層の軸方向外側部分が硬化中最も低温であり従って硬化温度の面か硬化時間の面かのいずれかで決め手となるタイヤの領域中に存在しているので、第３のエラストマーコンパウンドのこの弱さを取り繕うことができる。より迅速な硬化時間は、転がり抵抗の面で向上したタイヤの全体的ヒステリシス特性にとって特に好都合であり、確かに、コンパウンドのヒステリシス特性は、長い硬化の結果として損なわれることが知られている。

硬化時間及び／又は硬化温度の減少は、タイヤの工業生産コストの面で更により好都合である。

硬化の面におけるエラストマーコンパウンドの特性は、通常、コンパウンドの流動学的特性から求められる。

測定は、規格ＤＩＮ５３５２９‐パート３（１９８３年６月）に準拠して振動ディスクレオメータを用いて１５０℃で行われる。時間の関数としてのレオメータトルクの変化は、加硫反応の結果としての組成物の剛化の変化を表している。測定値は、規格ＤＩＮ５３５２９‐パート２（１９８３年３月）に準拠して処理され、ｔ_iは、誘導期間であり、即ち加硫反応の開始に必要な時間であり、ｔα（例えば、ｔ₉₅）は、α％、即ち、最小トルクと最大トルクの差のα％（例えば、９５％）という変換率を達成するのに必要な時間である。加硫キネティックスを評価することができる３０％〜８０％変換率相互間で計算された一次のＫ（ｍｉｎ^-1で表される）で示される変換率定数も又測定される。

トレッドの構成材料の集成体の選択による不規則なトレッド摩耗を抑制するようになった上述の公知の解決手段のうちの１つとは対照的に、本発明者は、トレッド摩耗の不規則性を無視した性能上の妥協点を見出すというスタンスを取ったが、その理由は、この作用効果を特に、当業者には知られているトレッドパターン選択によって低減することができるからである。

本発明の好ましい一実施形態によれば、第１及び第３のエラストマーコンパウンドは、第２のコンパウンドよりも良好な粘着性を有する。この粘着性に関する利点は、第２のコンパウンドの６０℃における破断値における伸び率よりも少なくとも１５％高い６０℃における破断値における伸び率に現れている。

本発明のこの好ましい実施形態によれば、本発明者は、第１及び第３のコンパウンドにより、トレッド、特に例えば石が楔留め状態になる場合のあるトレッドパターンの底部で始まる場合のある亀裂の伝搬を制限することができるということを実証することができた。

また、第１のコンパウンドの体積を減らして第３のコンパウンドの体積を増大させることによってタイヤのヒステリシス性能を向上させることを計画することが可能である。

また、本発明の有利な一変形形態では、エラストマーコンパウンドの第２の層が少なくとも５つの部分から成り、中央部分が単位体積当たりの電気抵抗率ρを有する第４のエラストマーコンパウンドから成り、ｌｏｇ（ρ）が６未満であり、第２の層の軸方向外側部分が第２のエラストマーコンパウンドから成り、中央部分及び軸方向外側部分と軸方向接触状態にある第２の層の少なくとも中間部分が第３のコンパウンドから成ることが想定される。

単位体積当たりの電気抵抗率は、規格ＡＳＴＭ・Ｄ・２５７に準拠して静的な状態で測定される。

トレッドの第２の層の中央部分の構成材料である第４のエラストマーコンパウンドをその電気的抵抗率に鑑みて選択することにより、車両に蓄積する場合のある静電荷を放出するようにすることができる。本発明者は又、特に、第２の層の軸方向外側部分及び中間部分の構成材料である第２及び第３のエラストマーコンパウンドを選択することにより、所望の特性について、導電性に都合の悪い配合物が得られるということを実証することができた。

本発明の特に有利な実施形態によれば、第２の層の中央部分の構成材料である第４のコンパウンドは、半径方向最も外側の第１の層の第１のコンパウンドと同一であるのが良い。

本発明の好ましい実施形態によれば、第２の層の中央部分の軸方向幅は、第２の層の軸方向幅の１０％未満である。

また、好ましくは、中間部分の軸方向幅は、第２の層の軸方向幅の６５％〜９５％である。

最後に、第２の層の軸方向外側部分の軸方向幅は、第２の層の軸方向幅の５％を超える。

また、有利には、タイヤが少なくとも２本の長手方向溝を有する場合、第２の層の軸方向外側部分の構成材料である第２のエラストマーコンパウンドは、溝の軸方向外側にのみ存在する。

本発明の有利な変形形態によれば、第１のエラストマーコンパウンドの第１の層の体積とエラストマーコンパウンドの第１及び第２の体積の合計の比は、２０〜８５％、有利には５０〜８５％である。

さらに、本発明の有利な一変形形態では、第２の層の半径方向内側に位置し且つこの第２の層と接触状態にある少なくとも第５のエラストマーコンパウンドから成る第３の層が設けられ、第５のエラストマーコンパウンドは、厳密に言って０．０６０未満のｔａｎ（δ）ｍａｘと呼ばれるｔａｎ（δ）の最大値を有する。

この第３の層の存在により、タイヤの所望の使用中、トレッドの温度上昇を更に一段と低下させ、従って耐久性の面でタイヤの性能に有利であるようにすることができる。

さらに、この第３の層の存在により、タイヤの転がり抵抗を減少させることができるようにするためにクラウン領域におけるタイヤの動作温度を低下させることができる。

本発明の特に有利な一実施形態によれば、第３の層の構成材料である第５のコンパウンドは、第２の層の第２のコンパウンドと同一であるのが良い。

特に、トレッドパターンが溝により隔てられた互いに平行なリブから成るタイヤの場合、エラストマーコンパウンドの第３の層は、有利には不連続である。第３の層は、この場合、好ましくは溝の下で少なくとも途切れている。

この最後の実施形態によれば、エラストマーコンパウンドの第３の層がトレッドの表面のところで目で見えるようになる恐れなく、更生を計画する前に、トレッドパターンを再溝付け（regroove）することが可能であるのが有利である。

第２の層が単位体積当たりの電気抵抗率ρを有し、ｌｏｇ（ρ）が６未満である第４のエラストマーコンパウンドから成る中央部分を有する場合、第３の層は、有利には、第４のコンパウンドによって第２の層の中央部分の下においても半径方向に途切れている。かくして、本発明のかかる実施形態によれば、トレッドは、赤道面の周りに、クラウン補強材からトレッドの表面まで導電性の領域を有する。

有利には、この最後の実施形態によれば、第５のエラストマーコンパウンドの体積とエラストマーコンパウンドの３つの層の体積の合計の比は、５〜１５％である。

本発明によれば、上述の体積測定は、まだ駆動されておらず、従って、トレッド摩耗をなんら示していない新品状態のタイヤについて実施される。

本発明の一実施形態によれば、タイヤのクラウン補強材は、一方の層と他方の層との間でクロス関係をなしていて、円周方向と１０°〜４５°の角度をなす非伸長性補強要素の少なくとも２つのワーキングクラウン層で形成される。

本発明の他の実施形態によれば、クラウン補強材は、円周方向補強要素の少なくとも１つの層を更に含む。

また、本発明の一実施形態により、クラウン補強材は、円周方向に対して１０°〜４５°の角度をなして且つこれに半径方向に隣接して位置するワーキング層の非伸長性要素のなす角度と同一の方向に差し向けられた弾性と呼ばれる補強要素の少なくとも１つの追加の層（保護層と呼ばれる）により半径方向外側に補足される。

上述の本発明の実施形態のうちの任意の１つによれば、クラウン補強材は、更に、カーカス補強材とこのカーカス補強材の最も近くに位置する半径方向内側のワーキング層との間で半径方向内側に、円周方向と６０°を超える角度をなすと共にカーカス補強材の半径方向最も近くに位置する層の補強要素のなす角度の方向と同一の方向に向いた鋼で作られている非伸長性金属補強要素の三角形構造（triangulation）形成層によって補足されるのが良い。

本発明の他の細部及び有利な特徴は、図１及び図２を参照して与えられる本発明の幾つかの例示の実施形態の説明から以下において明らかになろう。

本発明の第１の実施形態としてのタイヤレイアウトの子午面図である。 本発明の第２の実施形態としてのタイヤレイアウトの子午面図である。

図は、図を理解しやすくするために縮尺通りには表されていない。図は、タイヤの半分の図しか表しておらず、タイヤは、タイヤの円周方向子午面又は赤道面を表す軸線ＸＸ′に関して対称に延びている。

図１において、サイズ３１５／７０Ｒ２２．５のタイヤ１は、図には示されていないビードワイヤ周りに２つのビード内に繋留された半径方向カーカス補強材２を有している。カーカス補強材２は、金属コードの単一の層で作られている。カーカス補強材２は、それ自体トレッド６で覆われたクラウン補強材５によってたが掛けされている。トレッドは、リブ４を形成する溝３を有している。

タイヤ１の下方領域及びビードは、特に、図示されてはいない。

図１では、クラウン補強材５は、内側から外側に向かって半径方向に、
‐プライの幅全体にわたって連続しており且つ６５°という角度をなして差し向けられた巻かれていない非伸長性９．３５金属コードで形成された三角形構造形成層５１、
‐プライの幅全体にわたって連続しており且つ１８°という角度をなして差し向けられた巻かれていない非伸長性１１．３５金属コードで形成された第１のワーキング層５２、
‐プライの幅全体にわたって連続していると共に１８°という角度をなして差し向けられ且つ第１のワーキング層の金属コードとクロス掛け関係をなす巻かれていない非伸長性１１．３５金属コードで形成された第２のワーキング層５３、
‐プライの幅全体にわたって連続し且つワーキング層５３の金属コードと同一の方向に１８°という角度をなして差し向けられた巻かれていない弾性６．３５金属コードで形成された保護層５４によって形成されている。

本発明によれば、トレッド６は、路面に接触する半径方向外側の第１の層６１及び半径方向内側の層６２で構成されている。

層６１は、２ＭＰａに等しいモジュラスＧ^*を有する第１のエラストマーコンパウンドで構成されている。

層６１の半径方向内側に位置する層６２は、３種類のエラストマーコンパウンドで構成されている。

軸方向外側部分６２１を形成する第２のエラストマーコンパウンドは、０．０４５に等しいｔａｎ（δ）ｍａｘで示されるｔａｎ（δ）の最大値を有する。

軸方向中間部分６２２を形成する第３のエラストマーコンパウンドは、１．６５ＭＰａに等しいモジュラスＧ^*及び０．０８０に等しいｔａｎ（δ）ｍａｘで示されるｔａｎ（δ）の最大値を有する。

層６２の中央部分６２３は、第１のエラストマーコンパウンドで構成され、この中央部分は、電気抵抗率ρを有し、ｌｏｇ（ρ）は、３に等しい。

第１のエラストマーコンパウンドの層６１の体積と層６１，６２の体積の合計の比は、７０％に等しい。

第２の層６２の中央部分６２３の軸方向幅Ｌ₆₂₃は、第２の層の軸方向幅Ｌ₆₂の５％に等しい。

中間部分６２２の軸方向幅Ｌ₆₂₂は、第２の層６２の軸方向幅Ｌ₆₂の７５％に等しい。

第２の層６２の軸方向外側部分６２１の軸方向幅Ｌ₆₂₁は、第２の層６２の軸方向幅Ｌ₆₂の２０％に等しい。

図２は、本発明の実施形態の変形形態によれば、図１のタイヤと似ているタイヤ１を示しており、このタイヤ１は、第３の層６３の存在によって図１のタイヤとは異なっている。この層６３は、クラウン補強材と接触関係をなして且つ層６２の半径方向内側に配置されている。特に溝の下に半径方向に配置されたこの層６３の厚さは、トレッドの表面のところに層６３を露出させる恐れなく、トレッドパターンを再び作るために更生ステップを行わなければならないようになる前に溝付けステップを実施することができるほど十分に重要であるわけではない。層６３は、クラウン補強材からトレッドの表面までの層６２の中央部分６２３との半径方向における連続性を生じさせるために第１のコンパウンドの存在によって赤道面のところで中断されている。

層６３は、第２のエラストマーコンパウンドで構成され、従って、０．０４５に等しいｔａｎ（δ）ｍａｘで示されるｔａｎ（δ）の最大値を有する。

層６３の体積と３つの層６１，６２，６３の体積の合計の比は、１０％に等しい。

３本のタイヤを以下に記載する３種類のエラストマーコンパウンドに基づいてこれらの特性のうちの幾つかを備えた状態で製造した。

第１のタイヤは、図１の記載に近い形態に合わせて製造されているが、上述したような従来型の製造に対応した基準タイヤＲであり、半径方向内側の層は、単一のエラストマーコンパウンドで形成されている。このタイヤは、トレッドの半径方向外側に位置したコンパウンドＡと半径方向内側のコンパウンドＣを組み合わせたものである。コンパウンドＣの体積は、従来の仕方で、当業者によって定められ、タイヤの動作温度は、かかるタイヤについて想定される運転に対応している。この特定の場合、コンパウンドＣの体積は、コンパウンドＡ，Ｃの体積の合計の１５％を占める。

本発明の第１のタイヤＴ₁は、特に、図１の場合、トレッドを形成するために、半径方向外側部分及び従って層６１及び半径方向内側層６２の中央部分６２３を形成するコンパウンドＡと、半径方向内側の層６２の軸方向中間部分６２２を形成するコンパウンドＢと、半径方向内側層の軸方向外側部分６２１を形成するコンパウンドＣとを組み合わせたものである。

コンパウンドＢの体積とコンパウンドＡ，Ｂ，Ｃの体積の合計の比は、１７％に等しい。

コンパウンドＣの体積と３種類のコンパウンドＡ，Ｂ，Ｃの体積の合計の比は、１３％に等しい。

本発明に従って製造された第２のタイヤＴ₂は、図２のタイヤに似ていると言える。タイヤＴ₂のトレッドは、タイヤＴ₁のトレッドに似ており、タイヤＴ₂のトレッドは、円周方向平面周りにコンパウンドＣ及びコンパウンドＡから成る層６３を有している。

コンパウンドＢの体積とコンパウンドＡ，Ｂ，Ｃの体積の合計の比は、１２％に等しい。

コンパウンドＣの体積と３種類のコンパウンドＡ，Ｂ，Ｃの体積の合計の比は、１８％に等しい。

比較を行うため、３本全てのタイヤについてほぼ同じ試験を実施した。

第１の試験では、タイヤが更生を必要とする前にタイヤの走行した距離を評価した。

試験を規定された負荷及び速度条件下で実施して基準タイヤＲ１のトレッド摩耗及びトレッド攻撃を生じさせ、それにより、値１００を割り当てられてこの試験の上述の条件下で走行させた或る特定の距離後に基準タイヤを更生することができる。耐摩耗性に関する性能は、重車両が従来適応される使用を表す経路にわたって開放路上で運転したときの重車両について評価される。１００を下回る値は、劣った耐摩耗性を表している。

得られた結果は、以下の表に与えられている。

これら試験結果の示すところによれば、本発明のタイヤは、更生が必要とされる前に基準タイヤと実質的に等価な走行を可能にしている。

転がり抵抗試験も又、同一の走行条件下でタイヤの各々について実施した。測定結果は、以下の表に示されており、これら測定結果は、ｋｇ／ｔで表され、１００という値がタイヤＲに割り当てられている。１００を下回る値は、転がり抵抗の面で優れた性能を表している。

これらの値は、タイヤの転がり抵抗を制限するためにコンパウンドＢを使用した場合の利点を実証している。

タイヤＴ１とタイヤＴ２との比較結果の示すところによれば、層６３が存在することは、転がり抵抗の面で顕著な利点を有すると言え、それと同時に、摩耗及び攻撃の面で満足のゆく特性を維持する。

さらに、層６３は、少なくとも溝の下に僅かな厚さを有するので、更生ステップを行わなければならないようになる前に溝を再び作るために再溝付けステップを実施することが可能である。したがって、この見地から、コンパウンドの層６３の存在は、タイヤＴ１と比較してタイヤＴ２を不利にすることはない。

Claims (9)

1. 半径方向カーカス補強材（２）を備えたタイヤ（１）であって、前記タイヤは、それ自体半径方向にトレッド（６）で覆われたクラウン補強材（５）を有し、前記トレッド（６）は、２つのサイドウォールによって２つのビードに連結され、前記トレッド（６）は、エラストマーコンパウンドの少なくとも２つの半径方向に重ね合わされた層（６１，６２）で構成されている、タイヤ（１）において、前記トレッドの半径方向外側部分を形成している第１の層（６１）は、１．８ＭＰａを超えるモジュラスＧ^*を有する第１のエラストマーコンパウンドから成り、エラストマーコンパウンドの前記第１の層（６１）の半径方向内側に位置し且つ該第１の層と接触状態にあるエラストマーコンパウンドの第２の層（６１）は、少なくとも３つの部分（６２１，６２２）から成り、前記第２の層（６２）の前記軸方向外側部分（６２１）は、厳密に言って０．０６０未満のｔａｎ（δ）ｍａｘと呼ばれるｔａｎ（δ）の最大値を有する第２のエラストマーコンパウンドから成り、少なくとも軸方向外側部分（６２１）と軸方向に接触状態にある前記第２の層（６２）の少なくとも一部分（６２２）は、１．２ＭＰａを超え且つ前記第１のエラストマーコンパウンドのモジュラスＧ^*の値よりも少なくとも５％小さいモジュラスＧ^*の値を有すると共に０．０６０〜０．１２０のｔａｎ（δ）ｍａｘと呼ばれるｔａｎ（δ）の最大値を有する第３のコンパウンドから成る、タイヤ（１）。
2. エラストマーコンパウンドの前記第２の層（６２）は、少なくとも５つの部分（６２１，６２２，６２３）から成り、中央部分（６２３）は、単位体積当たりの電気抵抗率ρを有する第４のエラストマーコンパウンドから成り、ｌｏｇ（ρ）は、６未満であり、前記第２の層（６２）の軸方向外側部分（６２１）は、前記第２のエラストマーコンパウンドから成り、前記中央部分（６２３）及び軸方向外側部分（６２１）と軸方向接触状態にある前記第２の層（６２）の少なくとも中間部分（６２２）は、前記第３のコンパウンドから成る、請求項１記載のタイヤ（１）。
3. 前記第１のエラストマーコンパウンドと前記第４のエラストマーコンパウンドは、同一である、請求項２記載のタイヤ（１）。
4. エラストマーコンパウンドの前記第１の層（６１）の体積と前記トレッド（６）を構成する前記第１及び前記第２の層（６１，６２）の体積の合計の比は、５０〜８５％である、請求項１乃至３の何れか１項に記載のタイヤ（１）。
5. 前記第２の層（６２）の前記中央部分（６２３）の軸方向幅は、前記第２の層（６２）の軸方向幅の１０％未満である、請求項１乃至４の何れか１項に記載のタイヤ（１）。
6. 前記中間部分（６２２）の軸方向幅は、前記第２の層（６２）の軸方向幅の６５％〜９５％である、請求項１乃至５の何れか１項に記載のタイヤ（１）。
7. 前記第２の層（６２）の軸方向外側部分（６２１）の軸方向幅は、前記第２の層（６２）の軸方向幅の５％を超える、請求項１乃至６の何れか１項に記載のタイヤ（１）。
8. 前記タイヤは、前記第２の層（６２）の半径方向内側に位置し且つ該第２の層と接触状態にある少なくとも第５のエラストマーコンパウンドから成り、前記第５のエラストマーコンパウンドは、厳密に言って０．０６０未満のｔａｎ（δ）ｍａｘと呼ばれるｔａｎ（δ）の最大値を有する、請求項１乃至７の何れか１項に記載のタイヤ（１）。
9. 前記第５のエラストマーコンパウンドの体積とエラストマーコンパウンドの前記３つの層（６１，６２，６３）の体積の合計の比は、５〜１５％である、請求項８記載のタイヤ（１）。

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