JP2018053179A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】導電性、低燃費性、氷雪上性能、氷雪がない低温路面での高速性能（操縦安定性、グリップ性能）、及び耐ロードノイズ性能をバランス良く改善したスタッドレスタイヤを提供する。【解決手段】天然ゴム及び／又はイソプレンゴムを含むゴム成分、シリカ及びカーボンブラックを含む充填剤を所定量含有するベーストレッド用ゴム組成物からなるベーストレッドと、所定量のシリカを含有するキャップトレッド用ゴム組成物からなり、かつ気泡及び／又は空孔を含むキャップトレッドとを有する２層トレッドが備えられた空気入りタイヤ。【選択図】なし

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

キャップトレッド／ベーストレッドを有する２層構造トレッドの場合、ベーストレッドは、耐久性、剛性、導電性等の観点から、充填剤としてカーボンブラックのみを配合することが多い一方で、近年のキャップトレッドは、低燃費性、ウェットグリップ向上の観点から、多量のシリカ（充填材の５０質量％以上等）を配合することが多い。

充填剤がカーボンブラックのみのベーストレッド配合、高シリカ割合のキャップトレッド配合（シリカリッチ配合）を用いた２層トレッドでは、一般に、両層のゴム物性差が大きくなり、操縦安定性が劣る、ロードノイズが発生する、等の問題がある。

特に、低硬度のキャップトレッドを用いたスタッドレスタイヤでは、高剛性のベーストレッドとの差が大きく、問題が顕著になる。また、近年、道路事情が向上し、スタッドレスタイヤで高速走行する機会が多くなっているが、従来のスタッドレスタイヤは、比較的低速の氷雪上性能を重視していることに起因して、高速走行時の操縦安定性、グリップ性能に劣る傾向がある。

一方、発泡トレッドの場合、非発泡ゴムに比べて、ゴム密度が低く、氷上性能、耐ロードノイズ性能に優れているものの、比較的剛直でゴム密度が高いベーストレッドゴムとの物性差が大きい。また、多量のシリカを配合すると、タイヤ導電性も問題となり、例えば、特許文献１に、ベーストレッドを導電部材とする方法が提案されているが、この場合も多量のカーボンブラックを配合したベーストレッドと、キャップトレッドとの物性差が問題になる。

このように、氷雪上性能、導電性等の性能を確保しつつ、氷雪がない低温路面での高速性能（操縦安定性、グリップ性能）、耐ロードノイズ性を改善し、低燃費性、氷雪上性能、氷雪がない低温路面での高速性能、耐ロードノイズ性、導電性等の性能をバランス良く改善することが望まれている。

特開２０１１−１２６３３８号公報

本発明は、前記課題を解決し、導電性、低燃費性、氷雪上性能、氷雪がない低温路面での高速性能（操縦安定性、グリップ性能）、及び耐ロードノイズ性能をバランス良く改善したスタッドレスタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、ベーストレッド及びキャップトレッドの２層トレッドを有する空気入りタイヤであって、前記ベーストレッドは、天然ゴム及び／又はイソプレンゴムを含むゴム成分、並びに、シリカ及びカーボンブラックを含む充填剤を含有し、前記ゴム成分１００質量％中の前記天然ゴム及び前記イソプレンゴムの合計含有量が１０質量％以上、前記ゴム成分１００質量部に対する前記シリカの含有量が０．１〜８質量部、前記カーボンブラックの含有量が３０質量部以上であるベーストレッド用ゴム組成物からなり、前記キャップトレッドは、ゴム成分１００質量部に対するシリカの含有量が４０質量部以上であるキャップトレッド用ゴム組成物からなり、かつ気泡及び／又は空孔を含むものである空気入りタイヤに関する。

前記ベーストレッド用ゴム組成物は、前記ゴム成分１００質量％中のスチレンブタジエンゴムの含有量が２０質量％以上であることが好ましい。
前記キャップトレッド用ゴム組成物に含まれる前記シリカは、平均一次粒子径２５ｎｍ以下の微粒子シリカを含むことが好ましい。

前記ベーストレッドの体積固有抵抗値（ｌｏｇΩ・ｃｍ）が７以下、前記空気入りタイヤの体積固有抵抗値（ｌｏｇΩ・ｃｍ）が８以下であることが好ましい。
前記空気入りタイヤは、スタッドレスタイヤであることが好ましい。

本発明によれば、天然ゴム及び／又はイソプレンゴムを含むゴム成分、シリカ及びカーボンブラックを含む充填剤を所定量含有するベーストレッド用ゴム組成物からなるベーストレッドと、所定量のシリカを含有するキャップトレッド用ゴム組成物からなり、かつ気泡及び／又は空孔を含むキャップトレッドとを有する２層トレッドが備えられた空気入りタイヤであるので、導電性、低燃費性、氷雪上性能、氷雪がない低温路面での高速性能（操縦安定性、グリップ性能）、及び耐ロードノイズ性能をバランス良く改善できる。

本発明の空気入りタイヤは、天然ゴム（ＮＲ）及び／又はイソプレンゴム（ＩＲ）を含むゴム成分、シリカ及びカーボンブラックを含む充填剤を所定量含有するベーストレッド用ゴム組成物からなるベーストレッドと、所定量のシリカを含有するキャップトレッド用ゴム組成物からなり、かつ気泡及び／又は空孔を含むキャップトレッドとを有する２層トレッドが備えられたものである。

高シリカ配合のキャップトレッド、所定量のＮＲ及び／又はＩＲを含む高カーボンブラック配合のベーストレッドからなる２層トレッドにおいて、ベーストレッドに比較的少量のシリカを配合することで、氷雪がない低温路面での高速性能（操縦安定性、グリップ性能）、そのような低温路面での耐ロードノイズ性能、低燃費性がバランス良く改善される。加えて、気泡や空孔を有するキャップトレッドを用いているので、ゴムがしなやかになることによる低温グリップ性能の向上作用や、ゴムの気泡や空孔で除水されることによる氷上性能の向上作用も発揮され、これらの性能が改善される。また、ベーストレッドがカーボンブラックを多量に配合したものであるため、良好な導電性も確保される。

従って、本発明では、良好な導電性、低燃費性、氷雪上性能を得つつ、氷雪がない低温路面での高速性能（操縦安定性、グリップ性能）や、そのような低温路面での耐ロードノイズ性能が改善され、これらの性能バランスが顕著に改善される。特に、本願特定の２層トレッドにおいて、所定量のＮＲ及び／又はＩＲを含む本願特定配合に少量のシリカを添加したベーストレッドを用いた場合、他の配合に添加するケースに比べて、前記性能バランスが顕著に（相乗的に）改善されるという効果を奏する。

〔ベーストレッド〕
本発明の空気入りタイヤは、ＮＲ及び／又はＩＲを含むゴム成分と、シリカ及びカーボンブラックを含む充填剤とを所定量含有するベーストレッド用ゴム組成物からなるベーストレッドを有するものである。以下、当該ベーストレッド用ゴム組成物について説明する。

前記ベーストレッド用ゴム組成物では、ＮＲ及び／又はＩＲが使用される。ＮＲ、ＩＲとしては特に限定されず、タイヤ分野において公知のものを使用できる。

ゴム成分１００質量％中のＮＲ及びＩＲの合計含有量は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、更に好ましくは３０質量％以上である。１０質量％以上にすることで、耐破壊特性、低温操縦安定性を向上できる。該合計含有量の上限は特に限定されないが、好ましくは８０質量％以下、より好ましくは７０質量％以下である。

前記ベーストレッド用ゴム組成物は、２層トレッドのキャップトレッド及びベーストレッド間のゴム物性の差を減少させ、破壊性能向上や、低温路面での耐ロードノイズ性能を改善できるという点から、ＳＢＲを含むことが好ましい。ＳＢＲとしては特に限定さないが、溶液重合ＳＢＲ（Ｓ−ＳＢＲ）、乳化重合ＳＢＲ（Ｅ−ＳＢＲ）などが挙げられる。

ゴム成分１００質量％中のＳＢＲの含有量は、氷雪がない低温路面での高速性能（操縦安定性、グリップ性能）や、加工性を改善できるという点から、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは３０質量％以上、更に好ましくは４０質量％以上である。また、該ＳＢＲの含有量は、低燃費性、低温特性の観点から、好ましくは９０質量％以下、より好ましくは７０質量％以下、更に好ましくは６０質量％以下である。

ＳＢＲのスチレン含量は、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上である。５質量％以上にすることで、良好な加工性が得られる。該スチレン含量は、好ましくは４０質量％以下、より好ましくは３５質量％以下である。４０質量％以下にすることで、良好な低燃費性が得られる。なお、本明細書において、スチレン含量は、Ｈ^１−ＮＭＲ測定により算出される。

前記ベーストレッド用ゴム組成物と、後述のキャップトレッド用ゴム組成物とのＳＢＲ配合比（質量比：ベーストレッド／キャップトレッド）は、１００〜１が好ましく、８０〜１がより好ましく、５０〜２が更に好ましく、４０〜３が特に好ましい。上記範囲内であることにより、キャップ／ベース間のゴム物性のバランスが良くなり、また、タイヤ製造後のフィラーや薬品の転移も適度に抑制され、更に高速操縦安定性も向上できる。

前記ベーストレッド用ゴム組成物は、氷雪がない低温路面での高速性能、破壊特性、低燃費性がバランス良く改善されるという点から、ＢＲを含むことが好ましい。ＢＲとしては特に限定されず、タイヤ分野において公知のものを使用でき、シス量、ビニル量等のミクロ構造は任意である。

ゴム成分１００質量％中のＢＲの含有量は、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上である。該含有量は、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４０質量％以下である。上記範囲内にすることで、氷雪がない低温路面での高速性能、破壊特性、低燃費性がバランスよく改善される。

ゴム成分は、本発明の効果を阻害しない範囲内で他のゴム成分を配合してもよい。他のゴム成分としては、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）等が挙げられる。なお、ＮＲ等の各種ゴム成分は、単独又は２種以上を併用できる。

前記ベーストレッド用ゴム組成物では、充填剤としてシリカが使用される。シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ（無水ケイ酸）、湿式法シリカ（含水ケイ酸）等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。

前記ベーストレッド用ゴム組成物において、シリカの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、低燃費性、低温路面での高速性能（操縦安定性、グリップ性能）、低温路面での耐ロードノイズ性能がバランスよく向上される点から、０．１〜８質量部である。下限は、０．３質量部以上が好ましく、０．５質量部以上がより好ましい。上限は、６質量部以下が好ましく、５質量部以下がより好ましく、３質量部以下が更に好ましい。

シリカの種類は特に限定されないが、耐破壊性等の観点から、窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が５０ｍ^２／ｇ以上のものが好適で、加工性の観点から、３００ｍ^２／ｇ以下が好適である。より好ましくは１００〜３００ｍ^２／ｇ、更に好ましくは２００〜３００ｍ^２／ｇである。なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８１に準じてＢＥＴ法で測定される値である。

前記ベーストレッド用ゴム組成物は、シリカ配合量が少量のため、特段シランカップリング剤を配合しなくても良いが、本発明の効果を阻害しない範囲で公知のシランカップリング剤を添加しても良い。

前記ベーストレッド用ゴム組成物では、充填剤としてカーボンブラックが使用される。これにより、導電特性、低温路面での高速性能（操縦安定性、グリップ性能）が向上する。カーボンブラックの種類は特に規定されず、例えば、破壊特性の観点からは、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦ等を好適に使用できる。

前記ベーストレッド用ゴム組成物において、カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、３０質量部以上、好ましくは３５質量部以上、より好ましくは４０質量部以上である。該含有量の上限は特に限定されないが、好ましくは９０質量部以下、より好ましくは７０質量部以下である。上記範囲内にすることで、前記性能バランスが顕著に改善される。

カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、導電特性、低温路面での高速性能（操縦安定性、グリップ性能）等の観点から、４０〜１００ｍ^２／ｇが好ましく、５０〜８５ｍ^２／ｇがより好ましい。なお、カーボンブラックのＮ_２ＳＡは、ＪＩＳ Ｋ ６２１７−２：２００１によって求められる。

前記ベーストレッド用ゴム組成物は、氷雪がない低温路面での高速性能（操縦安定性、グリップ性能）等を向上し、本発明の効果が良好に得られるという点から、可塑剤を含むことが好ましい。ここで、可塑剤とは、ゴム成分に可塑性を付与する材料であり、例えば、プロセスオイル、伸展オイル、植物油、動物油等の油脂類；液状ポリマー、液状レジン等の樹脂類；ワックス；等が含まれる。具体的には、ゴム組成物からアセトンを用いて抽出されるような成分である。

可塑剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、低温グリップ性能を向上させるとともに、キャップトレッドとのオイルマイグレーションによる物性低下を防げるという点から、好ましくは１０質量部以上、より好ましくは２０質量部以上、更に好ましくは３０質量部以上である。該含有量の上限は特に限定されないが、良好な耐破壊性能等の観点から、好ましくは１５０質量部以下、より好ましくは１００質量部以下、更に好ましくは８０質量部以下である。

前記ベーストレッド用ゴム組成物には、上記の材料以外にも、老化防止剤、界面活性剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、ワックス、加硫剤、加硫促進剤等、タイヤ工業において一般的に用いられている各種材料を適宜配合してもよい。

前記ベーストレッド用ゴム組成物の製造方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、上記各成分をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練し、その後加硫する方法などにより製造できる。

そして、後述のとおり、例えば、通常の方法により、前記ベーストレッド用ゴム組成物を未加硫の段階でベーストレッドの形状に成形し、他の部材とともに加硫することで、本発明におけるベーストレッドを有するタイヤが作製される。

ベーストレッドの体積固有抵抗値（ｌｏｇΩ・ｃｍ）は、好ましくは７以下に設定される。７以下であれば、タイヤに良好な導電性が得られる。なお、本明細書において、体積固有抵抗値は実施例に記載の方法により測定できる。

〔キャップトレッド〕
本発明の空気入りタイヤは、前記ベーストレッド用ゴム組成物からなるベーストレッドを有すると共に、所定のキャップトレッド用ゴム組成物を用いて作製したキャップトレッドも有するものである。以下、当該キャップトレッド用ゴム組成物について説明する。

前記キャップトレッド用ゴム組成物には、シリカを含む充填剤が使用される。これにより、低温路面での高速性能（操縦安定性、グリップ性能）等が改善され、本発明の効果が良好に得られる。シリカとしては特に限定されず、例えば、前述のものを使用できる。

前記キャップトレッド用ゴム組成物において、シリカの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、良好な耐摩耗性、氷雪上性能が得られる点から、４０質量部以上、好ましくは５０質量部以上、より好ましくは６０質量部以上、更に好ましくは８０質量部以上である。また、上限は特に限定されないが、良好な加工性、低燃費性が得られるという点から、２００質量部以下が好ましく、１５０質量部以下がより好ましい。

前記キャップトレッド用ゴム組成物では、シリカとして、平均一次粒子径２５ｎｍ以下の微粒子シリカを使用することが好ましく、より好ましくは２２ｎｍ以下、更に好ましくは１７ｎｍ以下、特に好ましくは１４ｎｍ以下である。該平均一次粒子径の下限は特に限定されないが、好ましくは３ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上、更に好ましくは７ｎｍ以上である。上記範囲内の粒径を採用することで、本発明の効果が良好に得られる。なお、平均一次粒子径は、透過型又は走査型電子顕微鏡により観察し、視野内に観察されたシリカの一次粒子を４００個以上測定し、その平均により求めることができる。

前記キャップトレッド用ゴム組成物では、シリカとして、耐摩耗性、氷雪上性能を顕著に向上できるという点から、窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）１９０ｍ^２／ｇ以上の微粒子シリカを使用することが好ましい。該Ｎ_２ＳＡは、２００ｍ^２／ｇ以上がより好ましく、２１０ｍ^２／ｇ以上が更に好ましい。該Ｎ_２ＳＡの上限は特に限定されないが、良好な作業性、加工性が得られるという点から、４００ｍ^２／ｇ以下が好ましく、３００ｍ^２／ｇ以下がより好ましい。

シリカの市販品としては、エボニック社製のＵｌｔｒａｓｉｌ ＶＮ３、９０００ＧＲ；ローディア社製のＺＥＯＳＩＬ Ｐ２００ＭＰ等が挙げられる。

前記キャップトレッド用ゴム組成物において、平均一次粒子径２５ｎｍ以下又は窒素吸着比表面積１９０ｍ^２／ｇ以上の微粒子シリカの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、良好な耐摩耗性、氷雪上性能が得られる点から、好ましくは５０質量部以上、より好ましくは５５質量部以上、更に好ましくは６０質量部以上である。上限は特に限定されないが、良好な加工性、低燃費性が得られるという点から、１５０質量部以下が好ましく、１２０質量部以下がより好ましい。

シリカ１００質量％中の平均一次粒子径２５ｎｍ以下又は窒素吸着比表面積１９０ｍ^２／ｇ以上の微粒子シリカの含有量は、良好な耐摩耗性、氷雪上性能が得られる点から、３０質量％以上が好ましく、５０質量％以上がより好ましく、６０質量％以上が更に好ましい。上限は特に限定されず、１００質量％でもよい。

前記キャップトレッド用ゴム組成物では、シリカとともにシランカップリング剤を含むことが好ましい。シランカップリング剤としては、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド等のスルフィド系、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシランなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシランなどのビニル系、３−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノ系、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランのグリシドキシ系、３−ニトロプロピルトリメトキシシランなどのニトロ系、３−クロロプロピルトリメトキシシランなどのクロロ系等が挙げられる。なかでも、メルカプト系シランカップリング剤が好ましい。

メルカプト系シランカップリング剤（メルカプト基を有するシランカップリング剤）としては、例えば、下記式（１）で表される化合物を好適に使用できる。

（式（１）中、Ｒ^１０１〜Ｒ^１０３は、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜１２のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜１２のアルコキシ基、又は−Ｏ−（Ｒ^１１１−Ｏ）_ｚ−Ｒ^１１２（ｚ個のＲ^１１１は、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０の２価の炭化水素基を表す。ｚ個のＲ^１１１はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Ｒ^１１２は、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜３０のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数２〜３０のアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基、又は炭素数７〜３０のアラルキル基を表す。ｚは１〜３０の整数を表す。）で表される基を表す。Ｒ^１０１〜Ｒ^１０３はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Ｒ^１０４は、分岐若しくは非分岐の炭素数１〜６のアルキレン基を表す。）

Ｒ^１０１〜Ｒ^１０３は、少なくとも１つが−Ｏ−（Ｒ^１１１−Ｏ）_ｚ−Ｒ^１１２で表される基であることが好ましく、２つが−Ｏ−（Ｒ^１１１−Ｏ）_ｚ−Ｒ^１１２で表される基であり、かつ、１つが分岐若しくは非分岐の炭素数１〜１２のアルコキシ基であることがより好ましい。

Ｒ^１０１〜Ｒ^１０３の炭素数は、好ましくは１〜５である。Ｒ^１１１の炭素数は、好ましくは１〜１５であり、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基などが挙げられる。ｚは、好ましくは２〜２０の整数を表す。Ｒ^１１２の炭素数は、好ましくは３〜２５である。Ｒ^１０４の炭素数は、好ましくは炭素数１〜５である。

シランカップリング剤の含有量は、シリカ１００質量部に対して、好ましくは０．５〜２０質量部、より好ましくは１．５〜１５質量部である。

前記キャップトレッド用ゴム組成物では、充填剤として、カーボンブラックを含むことが好ましい。これにより、前記性能バランスが顕著に改善される。

カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、良好な耐摩耗性等が得られる点から、５０ｍ^２／ｇ以上が好ましく、９０ｍ^２／ｇ以上がより好ましい。該Ｎ_２ＳＡは、良好な分散性が得られる点から、１８０ｍ^２／ｇ以下が好ましく、１３０ｍ^２／ｇ以下がより好ましい。

カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは５質量部以上、より好ましくは８質量部以上である。該含有量は、好ましくは６０質量部以下、より好ましくは４０質量部以下である。上記範囲内にすることで、前記性能バランスが顕著に改善される。

前記キャップトレッド用ゴム組成物は、本発明の効果が良好に得られるという点から、可塑剤を含むことが好ましい。可塑剤としては、前述のものが挙げられる。

可塑剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、加工性、氷雪上性能を向上できるという点から、好ましくは２０質量部以上、より好ましくは３０質量部以上である。該含有量の上限は特に限定されないが、良好な耐摩耗性等の観点から、好ましくは１５０質量部以下、より好ましくは１３０質量部以下、更に好ましくは１００質量部以下、特に好ましくは８０質量部以下である。

前記キャップトレッド用ゴム組成物では、可塑剤として、液状可塑剤を用いることが好ましい。ここで、液状可塑剤とは、２０℃で液体状態の可塑剤であり、前記油脂類、前記樹脂類等が含まれる。

液状可塑剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、加工性、氷雪上性能を向上できるという点から、好ましくは１５質量部以上、より好ましくは２０質量部以上、更に好ましくは２５質量部以上である。該含有量の上限は特に限定されないが、良好な耐摩耗性等の観点から、好ましくは１５０質量部以下、より好ましくは１００質量部以下である。

前記キャップトレッド用ゴム組成物では、液状可塑剤として、ＩＰ３４６法で求めた多環式芳香族含有量が３質量％未満であるオイル（低ＰＣＡオイル）を用いることが好ましい。低ＰＣＡオイルとしては、軽度抽出溶媒和物（ＭＥＳ）、処理留出物芳香族系抽出物（ＴＤＡＥ）、重ナフテン系オイル、植物油等が挙げられる。なお、低ＰＣＡオイルの配合量は、ゴム成分１００質量部に対して、５〜１００質量部が好ましく、１０〜９０質量部がより好ましく、１５〜８０質量部が更に好ましい。

前記キャップトレッド用ゴム組成物は、有機繊維を含むことが好ましい。有機繊維としては特に限定されず、タイヤ分野で公知のものを使用でき、例えば、表面に被覆層が形成された親水性樹脂からなる複合体（繊維）を好適に使用できる。

親水性樹脂は、水との間に親和性を発揮し得る樹脂、すなわち分子内に親水性基を有する樹脂を使用できる。例えば、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ビニルアルコール単独重合体、ポリ（メタ）アクリル酸樹脂、ポリアミド樹脂、脂肪族ポリアミド系樹脂、芳香族ポリアミド系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、又はアクリル系樹脂等が挙げられる。

親水性樹脂からなる複合体（繊維）の表面は、ゴム成分に対して親和性を有し、好ましくは、加硫最高温度よりも低い融点を有する低融点樹脂（以下、「低融点樹脂」ともいう）からなる被覆層が形成されている。これにより、親水性樹脂自体が有する水との親和性を有効に保持しつつ、複合体（繊維）近傍のゴム成分との良好な親和性を発揮できるとともに、発泡剤を配合した場合に、加硫時には融解しにくい親水性樹脂を補足し、複合体（繊維）の内部における空洞（気泡、空孔）の形成を促進できる。

ゴム成分に対して親和性を有する樹脂としては、例えば、溶解パラメーター（ＳＰ値）がゴム成分に近い樹脂を使用できる。

低融点樹脂は、その融点が加硫最高温度よりも低い樹脂であり、該加硫最高温度とは、加硫時にゴム組成物が達する最高温度を意味する。低融点樹脂の融点の上限は、加硫最高温度より１０℃以上低いことが好ましく、２０℃以上低いことがより好ましい。例えば、加硫最高温度が１９０℃に設定されている場合、低融点樹脂の融点は、通常１９０℃以下の範囲で選択され、１８０℃以下が好ましく、１７０℃以下がより好ましい。なお、融点は、例えば、ＤＳＣ測定装置を用いて測定した融解ピーク温度を前記融点とできる。

低融点樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂を好適に使用できる。これにより、ゴム成分中における親水性樹脂からなる複合体（繊維）の分散性を向上させつつ、複合体（繊維）の内部に空洞（気泡、空孔）を形成できる。

ポリオレフィン系樹脂は、分岐状、直鎖状等のいずれでもよい。また、エチレン−メタクリル酸共重合体の分子間を金属イオンで架橋したアイオノマー樹脂でもよい。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリスチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、並びにこれらのアイオノマー樹脂等が挙げられる。

上記低融点樹脂からなる被覆層が形成された親水性樹脂からなる複合体（繊維）は、例えば、これらの樹脂を混合ミルを用いてブレンドし、溶融紡糸して未延伸糸を形成し、該未延伸糸を熱延伸しながら繊維状にする方法、等により製造できる。

前記複合体等の有機繊維の平均長さは通常０．１〜５００ｍｍ、好ましくは０．１〜７ｍｍ、平均径は通常０．００１〜２ｍｍ、好ましくは０．００５〜０．５ｍｍである。また、アスペクト比は通常１０〜４０００、好ましくは５０〜２０００である。なお、アスペクト比とは、複合体（繊維）の長軸の短軸に対する比を意味する。

前記複合体等の有機繊維の含有量は、ゴム成分１００質量部に対し、０．１〜１００質量部が好ましく、０．１〜５０質量部がより好ましい。上記範囲内であると、有機繊維の内部に空洞を形成して良好な排水性を発揮しつつ、充分な耐久性を保持できる。

前記キャップトレッド用ゴム組成物は、発泡剤を含有することが好ましい。例えば、前記複合体を用いた場合、加硫工程中に発泡剤から発生したガスを溶融した上記低融点樹脂からなる被覆層を介して親水性樹脂の内部に侵入させ、複合体（繊維）の形状に連動した形状、すなわち長尺状の形状を有する気泡を容易に形成できる。そのため、タイヤが摩耗するにつれて排水溝としての機能が発揮されて排水性が付与され、氷雪上性能の向上が可能になる。

発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、ジニトロソペンタスチレンテトラミンやベンゼンスルホニルヒドラジド誘導体、ｐ，ｐ’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、二酸化炭素を発生する重炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、窒素を発生するニトロソスルホニルアゾ化合物、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジニトロソフタルアミド、トルエンスルホニルヒドラジド、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド、ｐ，ｐ’−オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジド等が挙げられる。なかでも、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）が好ましく、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）がより好ましい。なお、発泡剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して０．１〜２０質量部が好ましい。

発泡剤を含有するゴム組成物を加硫した後に得られる加硫ゴムにおいて、その発泡率は、０．１〜５０％が好ましく、３〜４０％がより好ましい。上記範囲内の発泡率であれば、排水溝として有効に機能する気泡の形成を確保しつつ、気泡の量を適度に保持できるので、耐久性を損なうおそれもない。ここで、上記加硫ゴムの発泡率とは、平均発泡率Ｖｓを意味し、具体的には次式（Ｉ）により算出される値を意味する。
Ｖｓ＝（ρ_０／ρ_１−１）×１００（％） （Ｉ）
（式（Ｉ）中、ρ_１は加硫ゴム（発泡ゴム）の密度（ｇ／ｃｍ^３）を示し、ρ_０は加硫ゴム（発泡ゴム）における固相部の密度（ｇ／ｃｍ^３）を示す。）

前記キャップトレッド用ゴム組成物は、前記ベーストレッド用ゴム組成物と同様に、各種材料を適宜配合してもよい。また、同様の方法で本発明におけるキャップトレッドを有するタイヤが作製される。

前記キャップトレッドは、気泡及び／又は空孔を含んでいる。キャップトレッドが気泡や空孔を有していると、ゴムがしなやかになって低温グリップ性能が向上すると共に、ゴムの気泡や空孔で除水されて氷上性能が向上する。気泡や空孔は、表面に被覆層が形成された親水性樹脂からなる複合体等の前記有機繊維、中空繊維、前記発泡剤を、キャップトレッド用ゴム組成物に配合すること、等により、キャップトレッド内に形成できる。

〔スタッドレスタイヤ〕
前記キャップトレッド用ゴム組成物、前記ベーストレッド用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤは、該ゴム組成物を用いて通常の方法により製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合した前記キャップトレッド用ゴム組成物、前記ベーストレッド用ゴム組成物を、未加硫の段階で部材の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、未加硫タイヤを形成した後、加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造できる。

本発明の空気入りタイヤは、スタッドレスタイヤとして好適に使用でき、例えば、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、二輪車用タイヤ、高性能タイヤ等に適用できる。

本発明の空気入りタイヤの体積固有抵抗値（ｌｏｇΩ・ｃｍ）は、好ましくは８以下に設定される。８以下であれば、タイヤに良好な導電性が得られる。本発明の空気入りタイヤにおける前記ベーストレッド、キャップトレッド以外の部材は、導電性タイヤの構成可能な部材を適宜選択すれば良い。例えば、特開２０１１−１２６３３８号公報等に記載の公知の導電性タイヤに本発明におけるベーストレッド、キャップトレッドを適用し、導電性を確保するように適切な他部材を用いれば良い。

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。

以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
ＮＲ：ＴＳＲ
ＢＲ１：下記製造例１（変性ハイシスＢＲ）
ＢＲ２：宇部興産（株）製のＢＲ−１５０Ｂ
ＳＢＲ：ランクセス社製 Ｂｕｎａ ＳＬ４５２５−０（スチレン含量２５質量％、非油展、非変性Ｓ−ＳＢＲ）
シリカ：エボニック社製のウルトラシル９０００ＧＲ（平均一次粒子径：１６ｎｍ、Ｎ_２ＳＡ：２４０ｍ^２／ｇ）
シランカップリング剤：エボニック社製Ｓｉ３６３
カーボンブラック１：三菱化学（株）製のダイアブラックＩ（ＩＳＡＦクラス、Ｎ_２ＳＡ：１１４ｍ^２／ｇ）
カーボンブラック２：キャボットジャパン（株）製Ｎ３５１（Ｎ_２ＳＡ：６９ｍ^２／ｇ）
オイル：Ｈ＆Ｒ社製のＶｉｖａｔｅｃ５００（ＴＤＡＥオイル）
ワックス：大内新興化学工業（株）製の「サンノックワックス」
ステアリン酸：日油（株）製のビーズステアリン酸つばき
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ（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）
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
発泡剤：永和化成工業（株）製ネオセルボン ＳＢ＃５１（４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド））
有機繊維：下記製造例２
硫黄：鶴見化学工業（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Ｄ（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルグアニジン）
加硫促進剤２：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）

＜製造例１：変性ハイシスＢＲ＞
５Ｌオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン２．４ｋｇ、１，３−ブタジエン３００ｇを仕込んだ。これらに、予めバーサチック酸ネオジム（０．０９ｍｍｏｌ）のシクロヘキサン溶液、メチルアルモキサン（１．０ｍｍｏｌ）のトルエン溶液、水素化ジイソブチルアルミニウム（３．５ｍｍｏｌ）及びジエチルアルミニウムクロリド（０．１８ｍｍｏｌ）のトルエン溶液と、１，３−ブタジエン（４．５ｍｍｏｌ）とを５０℃で３０分間反応熟成させて調製した触媒を仕込み、８０℃で７０分間重合反応を行った。
次に、反応温度６０℃に保ち、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（４．５ｍｍｏｌ）のトルエン溶液を添加し、３０分間反応を行い、活性末端を変性させた。その後、２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール１．５ｇを含むメタノール溶液を添加した。
次に、水酸化ナトリウムによりｐＨ１０に調整した水溶液２０Ｌに、上記変性重合体溶液を添加し、１１０℃で２時間、脱溶媒後、１１０℃のロールで乾燥させて、ＢＲ１（変性ハイシスＢＲ）を得た。得られた重合体は、シス含量９７質量％、ビニル量１．１％、Ｍｗ４８万であった。

なお、得られた重合体の分子量、ビニル量及びシス含量は以下の方法により分析した。
＜分子量＞
下記の条件（１）〜（８）でゲル・パーミエイション・クロマトグラフ（ＧＰＣ）法により、重量平均分子量（Ｍｗ）、数平均分子量（Ｍｎ）を求めた。
（１）装置：東ソー（株）製ＨＬＣ−８２２０
（２）分離カラム：東ソー（株）製ＨＭ−Ｈ（２本直列）
（３）測定温度：４０℃
（４）キャリア：テトラヒドロフラン
（５）流量：０．６ｍＬ／分
（６）注入量：５μＬ
（７）検出器：示差屈折
（８）分子量標準：標準ポリスチレン
＜重合体の構造同定＞
重合体の構造同定は、日本電子（株）製ＪＮＭ−ＥＣＡシリーズの装置を用いて行った。測定結果から、ビニル量、シス含量を算出した。

＜製造例２：有機繊維（低融点樹脂被覆層が形成された親水性樹脂繊維）の製造＞
二軸押出機を用い、ポリエチレン（日本ポリエチレン(株)製、ノバテックＨＪ３６０（ＭＦＲ５．５、融点１３２℃）４０質量部と、エチレン−ビニルアルコール共重合体（(株)クラレ製、エバールＦ１０４Ｂ（ＭＦＲ４．４、融点１８３℃））４０質量部とを投入し、各々同時に押し出して、常法に従ってポリエチレンからなる被覆層が形成された親水性樹脂繊維を作製した。この親水性樹脂繊維の平均径は２０μｍ、平均長さは３ｍｍであった。

＜キャップトレッド用ゴム組成物の製法＞
表１に示す配合内容に従い、（株）神戸製鋼所製の１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて、ベース練り工程に記載の材料を１５０℃の条件下で５分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に仕上げ練り工程に記載の薬品を添加し、オープンロールを用いて、８０℃の条件下で５分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。

＜ベーストレッド用ゴム組成物の製法＞
表２に示す配合内容に従い、（株）神戸製鋼所製の１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を１５０℃の条件下で５分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、８０℃の条件下で５分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。

＜試験用タイヤの製法＞
表３の仕様に沿って、得られた未加硫キャップトレッド用ゴム組成物をキャップトレッド、未加硫ベーストレッド用ゴム組成物をベーストレッドの形状にそれぞれ成形し、タイヤ成型機上で、他のタイヤ部材と共に貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、１７０℃で１０分間加硫し、試験用タイヤ（サイズ：１９５／６５Ｒ１５、乗用車用スタッドレスタイヤ）を製造した。
なお、試験用タイヤは、キャップトレッドとベーストレッドをつなぐ通電部（特開２０１１−１２６３３８号公報の図１ 部材１４のようなキャップトレッド表面に露出するように配される部材）をベーストレッドと同一配合で配置する共に、他の部材も公知配合のものを適宜選択し、導電性タイヤを作製した。

〔評価〕
試験用タイヤを以下の方法で評価し、結果を表１〜３に示した。
＜発泡率Ｖｓ＞
表１のキャップトレッド配合について、前記式（Ｉ）により、それぞれの発泡率を算出した。

＜ベーストレッドの体積固有抵抗値＞
表２のベーストレッド配合について、それぞれ厚さ２ｍｍ、１５ｃｍ×１５ｃｍの試験片を作製し、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製の電気抵抗測定器Ｒ８３４０Ａを用いて電圧５００Ｖ、気温２５℃、湿度５０％の条件で測定した。得られた値の対数（ｌｏｇΩ・ｃｍ）を体積固有抵抗値として表に記載した。

＜タイヤ導電性（タイヤの体積固有抵抗値）＞
表３の試験用タイヤを正規リムに装着し、規定内圧２．０ＭＰａを充填して、荷重４．７ｋＮで鉄板にキャップトレッドを接地させ、印加電圧１００Ｖにおいてタイヤリム部と鉄板との間の電気抵抗値を測定した。得られた値の対数（ｌｏｇΩ・ｃｍ）を体積固有抵抗値として表に記載した。

＜低温高速操縦安定性＞
各試験用タイヤを国産２０００ｃｃのＦＦ車に装着し、北海道旭川テストコースにて、雪氷のない０〜３℃の路面を１００ｋｍ／ｈにて実車走行し、コーナリング、直進性についてフィーリングによる評価を行った。フィーリング評価は、基準比較例を１００として、明らかに性能が向上したとテストドライバーが判断したものを１２０、はるかに良いレベルであるものを１４０と、評点付けをした。

＜低温高速グリップ性能＞
各試験用タイヤを国産２０００ｃｃのＦＦ車に装着し、北海道旭川テストコースにて、雪氷のない０〜３℃の路面にて実車走行し、時速１００ｋｍ／ｈでロックブレーキを踏み停止させるまでに要した停止距離を測定した。
基準比較例を１００として、下記式により指数表示した。指数が大きいほど、低温高速グリップ性能（制動性能）が良好であることを示す。
（低温高速グリップ性能指数）＝（基準比較例の停止距離）／（各配合の停止距離）×１００

＜低温ロードノイズ性能＞
各試験用タイヤを国産２０００ｃｃのＦＦ車に装着し、雪氷のない路面温度０〜３℃のアスファルト粗面を時速１００ｋｍ／ｈで走行したときの、運転席窓側耳位置における車内の騒音レベルｄＢ（Ａ）をロードノイズ計測路を用いて測定した。比較例１を１００として、下記式により指数表示した。指数が大きいほど、ロードノイズが少なく、快適であることを示す。
（低温ロードノイズ指数）＝（基準比較例の騒音レベル）／（各実施例の騒音レベル）×１００

＜低燃費性＞
転がり抵抗試験機を用い、各試験用タイヤを、リム（１５×６ＪＪ）、内圧（２３０ｋＰａ）、荷重（３．４３ｋＮ）、速度（８０ｋｍ／ｈ）で走行させたときの転がり抵抗を測定し、基準比較例を１００とした時の指数で表示した。指数は大きい方が良好（低燃費性）である。

＜氷上性能（氷上グリップ性能）＞
各試験用タイヤを用いて、下記の条件で氷上で実車性能を評価した。試験用タイヤを国産２０００ｃｃのＦＦ車に装着した。試験場所は住友ゴム工業株式会社の北海道旭川テストコース（氷上）で行い、氷上気温は−１〜−６℃であった。
制動性能（氷上制動停止距離）：時速３０ｋｍ／ｈでロックブレーキを踏み停止させるまでに要した氷上の停止距離を測定した。基準比較例１００として、下記式により指数表示した。指数が大きいほど、氷上での制動性能が良好であることを示す。
（氷上グリップ指数）＝（基準比較例の停止距離）／（各配合の停止距離）×１００

表１〜３から、ＮＲ、シリカ及びカーボンブラックを所定量含有するベーストレッド（配合ａ）と、所定量のシリカを含有し、かつ気泡（空孔）を含むキャップトレッド（配合Ａ、Ｂ）とを有する２層トレッドを備えた実施例のタイヤは、良好な導電性を確保しつつ、低燃費性、氷雪上性能、氷雪がない低温路面での高速性能（操縦安定性、グリップ性能）、耐ロードノイズ性能がバランス良く改善されることが明らかとなった。

一方、シリカを添加していないベーストレッド（配合ｂ）を備えた比較例１、発泡（気泡）を含まないキャップトレッド（配合Ｃ）を備えた比較例２のタイヤは、導電性は確保されているものの、全体的な性能に大きく劣っていた。多量のシリカ、少量のカーボンブラックを添加したベーストレッド（配合ｃ）を備えた比較例３のタイヤは、導電性が低く、実用的に使用できないものであった。

Claims (5)

1. ベーストレッド及びキャップトレッドの２層トレッドを有する空気入りタイヤであって、
   前記ベーストレッドは、天然ゴム及び／又はイソプレンゴムを含むゴム成分、並びに、シリカ及びカーボンブラックを含む充填剤を含有し、
   前記ゴム成分１００質量％中の前記天然ゴム及び前記イソプレンゴムの合計含有量が１０質量％以上、
   前記ゴム成分１００質量部に対する前記シリカの含有量が０．１〜８質量部、前記カーボンブラックの含有量が３０質量部以上であるベーストレッド用ゴム組成物からなり、
   前記キャップトレッドは、ゴム成分１００質量部に対するシリカの含有量が４０質量部以上であるキャップトレッド用ゴム組成物からなり、かつ気泡及び／又は空孔を含むものである空気入りタイヤ。
2. 前記ベーストレッド用ゴム組成物は、前記ゴム成分１００質量％中のスチレンブタジエンゴムの含有量が２０質量％以上である請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記キャップトレッド用ゴム組成物に含まれる前記シリカは、平均一次粒子径２５ｎｍ以下の微粒子シリカを含むものである請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ベーストレッドの体積固有抵抗値（ｌｏｇΩ・ｃｍ）が７以下、前記空気入りタイヤの体積固有抵抗値（ｌｏｇΩ・ｃｍ）が８以下である請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. スタッドレスタイヤである請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。