JP3499052B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

空気入りタイヤ

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JP3499052B2 JP18730195A JP18730195A JP3499052B2 JP 3499052 B2 JP3499052 B2 JP 3499052B2 JP 18730195 A JP18730195 A JP 18730195A JP 18730195 A JP18730195 A JP 18730195A JP 3499052 B2 JP3499052 B2 JP 3499052B2
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真吾 緑川
欽也 川上
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

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  • Tires In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

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、更に詳しくはキャップトレッド部を特定のゴム組成
物で構成した、ウェット操縦性能、耐摩耗性及び転がり
抵抗に優れかつ走行中にカーラジオなどへのノイズ発生
を防止した自動車用空気入りタイヤに関する。 【0002】 【従来の技術】空気入りタイヤのトレッド部は一般に外
層側のキャップトレッドと内層側のアンダートレッド部
とから構成されている。かかる空気入りタイヤは各種性
能が要求されているが、特にウェット及びドライ操縦安
定性能と耐摩耗性及び転がり抵抗とを高次バランスさせ
ることが望まれている。かかる観点から多くの提案がな
されている。例えば、特開平5−331316号公報に
は、結合スチレン25〜60%のSBRを含むゴム10
0重量部にシリカ及びN2 SA 80m2 /g以上のカ
ーボンブラックを合計量で80〜180重量部を配合し
た組成物をタイヤトレッドに用いて高速走行時のウェッ
ト性能を向上させることが提案されている。また特開平
5−51485号公報、特開平3−84049号公報、
特開昭61−287802号公報などには天然ゴム又は
SBRなどのジエン系ゴムにカーボンブラックとシリカ
とを配合することが提案されている。更に我々は、平成
6年8月12日提出の特願平6−190551に、特定
のSBRのブレンドに対し、特定のカーボンブラック及
びシリカを配合したゴム組成物からタイヤのキャップト
レッドを構成することによりウェット及びドライ操縦安
定性と耐摩耗性及び転がり抵抗に優れた空気入りタイヤ
が得られることを提案した。 【0003】しかしながら、本発明者らはシリカを配合
したゴム組成物から空気入りタイヤのキャップトレッド
部を構成した場合にはタイヤのキャップトレッド部の電
気抵抗が増大するため、自動車の走行中にカーラジオに
雑音が入る等の問題が発生することを見出した。これ
は、本発明者らの知見によれば、電気抵抗の大きいキャ
ップトレッド部では、車両に蓄積する静電気が、タイヤ
を通して舗装路面に逃げにくくなり、従って、走行中、
鉄製の継ぎ目等の電気抵抗の小さい箇所にさしかかる
と、電位差により、蓄積した静電気が一気に放電され、
その影響で走行中の自動車のカーラジオなどに雑音が入
ってしまうものと推定される。また、車両に帯電し易く
なるということは、人が車に接触したときに放電が起こ
り、感電し易くなるため、好ましくない。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は前記
した従来のシリカ配合ゴム組成物を用いたキャップトレ
ッド部を有する空気入りタイヤの優れたウェット性能、
摩耗及び転がり抵抗を損うことなく、従来の問題点、即
ち走行中にカーラジオなどへのノイズ発生を防止した自
動車用空気入りタイヤを提案することを目的とする。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明に従えば、ジエン
系ゴム100重量部に対し、(i)シリカ(S)10重
量部以上並びに(ii)揮発分0.5重量%以下、炭素分
98重量%以上、水素分0.2重量%以下の導電性カー
ボン(D)5重量部以上及び(iii)窒素比表面積(N2
SA)が70m2 /g以上でかつ24M4DBP吸油量
が80ml/100g以上のカーボンブラック(C)を含
んで成り、シリカ(S)、導電性カーボンブラック
(D)及びカーボンブラック(C)の配合量(重量部)
が、それぞれ、関係式2D+C≧20及び30≦(S+
D+C)≦120を満足し、かつ電気抵抗値が107 Ω
・cm以下のゴム組成物からキャップトレッド部を構成し
た空気入りタイヤが提供される。 【0006】 【発明の実施の形態】シリカ配合のメリットであるウェ
ット操縦性能及び転がり抵抗の改良を維持した上で、前
記カーラジオのノイズ発生の問題を改良するため、本発
明は、特定のシリカ配合ゴム組成物から得られるキャッ
プトレッドに特定の導電性カーボンを配合し、電気抵抗
を低減することによって前記問題を解決することに成功
したものである。 【0007】本発明に係る前記キャップトレッド用ゴム
組成物の電気抵抗値が107 Ω・cmを超えるとラジオノ
イズ発生が懸念されるので好ましくない。好ましい電気
抵抗は106 Ω・cm以下である。 【0008】本発明のゴム組成物に配合されるゴム分と
しては、従来からキャップトレッド用ゴム組成物に一般
に配合される天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム
(IR)、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレン・ブ
タジエン共重合ゴム(SBR)などの任意のジエン系ゴ
ムを用いることができる。 【0009】本発明に係るゴム組成物に用いられるシリ
カは、一般のゴム配合に用いることができる任意のシリ
カ(別名ホワイトカーボン)であり、好ましいシリカは
窒素比表面積(N2 SA)が100〜400m2 /gの
湿式法シリカである。 【0010】本発明に用いる導電性カーボンブラックは
アセチレンブラック、ケッチェンブラックなどで揮発分
が0.5重量%以下、更に好ましくは0.4重量%以
下、炭素分が98重量%以上、更に好ましくは99重量
%以上及び水素分0.2重量%以下、更に好ましくは
0.1重量%以下のものである。特にN2 SAが30m
2 /g以上で24M4DBP吸油量が80ml/100g
以上であるのが好ましく、更には結晶子の大きさが30
Å以上、更には30〜100Åであるのが好ましい。か
かる導電性カーボンは水素分が少なく、結晶性が向上し
ており、かつオイル等不純物が少ないため、ゴム組成物
の電気抵抗が小さくなる。 【0011】本発明に用いる通常のカーボンブラック
は、好ましくは窒素比表面積(N2 SA)が70m2
g以上、好ましくは70〜200m2 /gで、24M4
DBP吸油量が80ml/100g以上〔HAF以上〕、
好ましくは80〜150m2 /100gであるのが、得
られるゴム組成物の耐摩耗性を維持することができるの
で好ましい。 【0012】本発明に係るゴム組成物における各必須成
分の配合量はシリカをS,導電性カーボンをD、通常の
カーボンブラックをCとすると、ゴム100重量部当り
の重量部でS≧10及び2D+C≧20(D≧5)であ
ることがそれぞれウェット操縦安定性及び電気抵抗値の
改善のために必要である。 【0013】本発明に係るゴム組成物には、更に、好ま
しくは、ポリマーとシリカとの結合を強固にするため
に、シリカ配合量の5〜20重量%のシランカップリン
グ剤を併用するのが望ましい。そのようなシランカップ
リング剤としては、例えば、ビス−(3−トリエトキシ
シリルプロピル)テトラサルファイド、3−トリメトキ
シシリルプロピルベンゾチアゾールテトラサルファイ
ド、γ−グリシドオキシプロピル−トリメトキシシラ
ン、γ−メルカプトプロピル−トリメトキシシラン等が
挙げられる。 【0014】本発明に係るゴム組成物には、更にシリカ
の表面OH基に加硫促進剤が吸着するのを防止し、加硫
遅れを防ぐと共に、シリカの分散を助けるために、シリ
カ配合量の1〜15重量%の活性剤を併用するのが好ま
しい。このような活性剤としては、例えば、エチレング
リコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール等のグリコール類が挙げられる。 【0015】本発明のタイヤ用ゴム組成物には前記必須
成分及び所望成分に加えて、硫黄、加硫促進剤、老化防
止剤、充填剤、軟化剤、可塑剤などのタイヤ用に一般に
配合されている各種添加剤を配合することができ、かか
る配合物は一般的な方法で加硫してタイヤのキャップト
レッド部を製造することができる。これらの添加剤の配
合量も一般的な量とすることができる。例えば、硫黄の
配合量はゴム100重量部当り0.8重量部以上とする
のが好ましく、0.8〜3.0重量部とするのが更に好
ましい。 【0016】 【実施例】以下、実施例及び比較例に従って本発明を更
に詳しく説明するが、本発明の技術的範囲をこれらの実
施例に限定するものでないことは言うまでもない。実施
例1〜3、参考例1〜3及び比較例1〜7表I及びIIに
示す配合内容(重量部)でそれぞれの成分を配合し、加
硫促進剤と硫黄を除く原料ゴム及び配合剤を1.7リッ
トルのバンバリーミキサーで5分間混合した後、この混
合物に加硫促進剤と硫黄とを8インチの試験用練りロー
ル機で4分間混練し、ゴム組成物を得た。これらのゴム
組成物を160℃で15分間プレス加硫して、目的とす
る試験片を調製し、各種試験を行い、その物性を測定し
た。得られた加硫物の物性は表I及びIIに示す通りであ
る。なお、転がり抵抗及びノイズ発生は一般的な構造の
空気入りラジアルタイヤ(サイズ:185/70R1
3)を取り付けたテスト車(国産のFFセダン車)を用
いて試験した。 【0017】 【表1】 【0018】 【表2】【0019】表I及び表 II 中の配合剤 NR:SIR−20 BR:日本ゼオン(株)製“Nippol 1220” カーボンブラック−1:N2 SA=92m2 /g,24
M4DBP=101ml/100mg カーボンブラック−2:N2 SA=44m2 /g,24
M4DBP=75ml/100mg 導電性カーボン:電気化学工業(株)製“デンカブラッ
ク”(アセチレンブラック;揮発分=0.2%、炭素分
=99.81%、水素分=0.04%、結晶子の大きさ
=40〜50Å) シリカ:日本シリカ(株)製“ニップシールAQ” シランカップリング剤:デグッサ製“Si69” 活性剤:ジエチレングリコール アロマチックオイル:共同石油(株)製“プロセスオイ
ルX−140” 亜鉛華:正同化学(株)製“亜鉛華3号” ステアリン酸:花王石鹸(株)製“LunacYA” 老化防止剤:N−フェニル−N’−(1,3−ジメチ
ル)p−フェニレンジアミン(住友化学工業(株)製
“アンチゲン6C”) ワックス:大内新興化学(株)製“サンノック” イオウ:油処理イオウ 加硫促進剤:N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾリル−
スルフェンアミド(大内新興化学(株)製“ノクセラー
NS−F”) 【0020】性能評価方法 (1)硬度Hs(0℃) JIS K 6301に準じて、温度0℃のときの硬度
を測定した。 (2)電気抵抗値 エレクトロスキャナー((株)平泉洋行製)を用いて、
温度25℃の条件下で測定した。単位は〔Ω・cm〕であ
る。 (3)ウェットスキッド ブリティッシュ・ポータブル・スキッドテスターを用い
て、湿潤路面、温度20℃の条件下で測定し、比較例1
を100として指数表示した。数値は大なる程、スキッ
ド抵抗が優れていることを示す。 (4)反発弾性 JIS K 6301に準じて、温度60℃のときの反
発弾性を測定した。 【0021】(5)転がり抵抗 速度80km/hでの転がり抵抗値を計測し、比較例1を
100として指数表示した。数値が大きい程、転がり抵
抗値が低いことを示す。 (6)ノイズ発生 主に一般道を走行し(平均走行条件:法定速度で市街
地、郊外を走行)、ラジオにノイズが入るか否かの調査
を行った。 【0022】カーボンブラックの特性の測定方法 (a)窒素比表面積(N2 SA) ASTM−D3037−78「窒素吸着によるカーボン
ブラック表面積処理標準法」の方法Cによる。(b)2
4M4DBP吸油量 ASTM−D−3493による。 (c)揮発分 JIS K−6221−1982による。 (d)炭素分 通常の元素分析により、含有量を求める。 (e)水素分 サンプルを105℃×2時間で乾燥させた後、1500
℃でガス化させ、発生したガスをGC(ガスクロマトグ
ラフィー)で分析して求める。 (f)結晶子の大きさ X線回析により、結晶子の厚さ及び幅を求める。 【0023】 【発明の効果】表I及びIIの結果から明らかなように、
比較例1は従来のキャップコンパウンドの例を示し、こ
れを標準として他の参考例及び比較例の評価をした。参
考例1〜3はシリカ及び導電性カーボンの配合系で従来
例に比し、ウェットスキッド及び転がり抵抗に優れ、ノ
イズ発生がない。実施例1〜3はシリカ、導電性カーボ
ン及び通常のカーボンの配合系で、従来例に比し、ウェ
ットスキッド及び転がり抵抗に優れノイズ発生がない。 【0024】これに対し、比較例2はシリカのみの配合
でウェットスキッド及び転がり抵抗は良いが、ノイズが
発生する。比較例3及び4はシリカ及び通常カーボンの
配合系でこれも比較例2と同様である。一方、比較例5
は参考例1〜3に対し、導電性カーボンの配合量が少な
いため、これもウェットスキッド及び転がり抵抗は良い
がノイズが発生する。比較例6は実施例2に対し、シリ
カの配合量が少ないため、ノイズ発生はないが、ウェッ
ト操縦安定性が改良できない。比較例7は実施例1に対
し、規定外のカーボンを使用したためウェット操縦安定
性が改良できず、またノイズも発生する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−330959(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60C 1/00 C08K 3/00 - 13/08 C08L 1/00 - 101/14

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 ジエン系ゴム100重量部に対し、
    (i)シリカ(S)10重量部以上並びに(ii)揮発分
    0.5重量%以下、炭素分98重量%以上、水素分0.
    2重量%以下の導電性カーボン(D)5重量部以上及び
    (iii)窒素比表面積(N2 SA)が70m2 /g以上で
    かつ24M4DBP吸油量が80ml/100g以上のカ
    ーボンブラック(C)を含んで成り、シリカ(S)、導
    電性カーボンブラック(D)及びカーボンブラック
    (C)の配合量(重量部)が、それぞれ、関係式2D+
    C≧20及び30≦(S+D+C)≦120を満足し、
    かつ電気抵抗値が107 Ω・cm以下のゴム組成物からキ
    ャップトレッド部を構成したことを特徴とする空気入り
    タイヤ。
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