JP3603976B2

JP3603976B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP3603976B2
Application number: JP07720997A
Authority: JP
Inventors: 明松田; 泰裕内藤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2017-03-28
Also published as: JPH10264606A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湿潤路面における制動性、操縦安定性能等（以下、「ウエット性能」と称する）および低燃費性能を改善すべくシリカの如き充填剤が配合されたトレッドゴムにおいて電気抵抗を下げ、帯電を防止を図った空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウエット性能および低燃費性能に優れたトレッド、特にはシリカ含有トレッドを備えたタイヤは電気抵抗値が高く、導電性が低いため、車体やタイヤで発生した静電気がトレッドを通して地表に逸散しにくく、そのため、ラジオノイズの問題や、電気ショック、スパーク等による問題があった。
【０００３】
かかる問題を解決する方法として、これまで主に下記の方法が知られている。その一つは、通常タイヤで用いられるカーボンブラックとは異なった、導電性に優れたカーボンブラックを配合したトレッドゴムを用いるというものである。
【０００４】
また、他の方法は、タイヤ製造時のトレッド押出し時にトレッド表面に導電性物質、例えば、水をベースとしたゴム組成物に導電性のカーボンブラックを配合したセメント等をコーティングする方法である（例えば、特開平８−１２０１２０号公報参照）。この方法によると、タイヤ加硫後の製品タイヤが乗用車に装着され踏面部が摩耗しても、踏面部のパターンとして刻まれている多くの溝の側壁に導電性のコーティング物質が残存し、これによりタイヤ全体に帯電した静電気を路面に逸散させることができるとするものである。さらに、他の方法として、薄い導電性ゴムシートをトレッドショルダーからサイド内側へ挟み込むものも知られている（例えば、米国特許第５５１８０５５号明細書等参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記いずれの方法も各々以下に述べる如き製造上及び品質上の問題があり、必ずしも十分に満足の得られるものではなかった。
例えば、タイヤトレッドゴムに、ゴム成分１００重量部に対して導電性カーボンブラックを数重量部加えた場合、該トレッドの体積抵抗率は低下するものの、そのタイヤ本来の目的であるウエット性能や低燃費性が著しく悪化し、またそのカーボンブラック自身、ポリマーとの補強性が著しく低いため、結果としてタイヤトレッドの耐摩耗性が低下するという問題もある。
【０００６】
また、トレッドのゴム表面に導電性のカーボンブラックを配合した水ベースセメントをコーティングする方法は、そのセメント自身の放置安定性に問題があり、相分離を生ずるおそれがあり、また塗布時の発泡性を防止するために、種々の安定化剤が必要となり、それらが加硫後フィルム状となったゴム組成物の耐久性を低下させ、また加硫時のモールド汚染の原因となる。さらに、トレッドのゴム組成物は疎水性であり、上述の水ベースセメント塗布の際、乾燥までに時間がかかり、また塗りむらが生じ、結果として塗布被膜の耐久性が悪化する。さらにまた、加硫時、キャップ層のゴムと水ベースセメントの被覆ゴムとの界面接着力が低下し、走行中に界面剥離が生じ、走行末期には通電経路が断たれ、帯電防止効果が得られなくなってしまうという問題もある。一方、薄い導電性ゴムシートをトレッドショルダーからサイド内側へ挟み込む手法は、走行初期にはその効果は維持されるが、充填剤として汎用カーボンブラックが使われた場合には走行末期に導電層の摩耗促進により通電経路が遮断され、帯電防止効果が消失してしまうという問題があった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、トレッドゴムにシリカの如き充填剤が配合されウエット性能および低燃費性能が改善された空気入りタイヤにおいて、優れた帯電防止効果が得られるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ブタジエンゴム（ＢＲ）およびスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）に比しポリマーとしての体積抵抗率が低い、極性モノマーであるアクリロニトリルを特定の割合で共重合させたアクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）またはアクリロニトリル−スチレン−ブタジエン三元共重合体（ＮＳＢＲ）をトレッドゴムのゴム成分として用いることにより、シリカの如き充填剤配合によるウエット性能および低燃費性能の改善効果を損なうことなく良好な帯電防止効果が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明の空気入りタイヤは、トレッドゴムのゴム成分として、ブタジエンとアクリロニトリル、あるいはブタジエンとスチレンとアクリロニトリルを重合して得られる共重合体であって、該共重合体中にアクリロニトリルが５重量％以上４５重量％以下で導入されたジエン系ゴムが用いられていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明においては、前記トレッドゴムにおいてゴム成分１００重量部に対しカーボンブラック含量が５０重量部以下であり、かつ白色充填剤含有量が１０重量部以上であることが好ましく、またゴム成分１００重量部に対し、前記ジエン系ゴムが２０重量部以上用いられていることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の空気入りタイヤのトレッドゴムには、ゴム成分として、５重量％以上、好ましくは２０重量％以上のアクリロニトリルを有するアクリロニトリル−ブタジエン共重合体（以下「ＮＢＲ」と略記する）またはアクリロニトリル−スチレン−ブタジエン三元共重合体（以下「ＮＳＢＲ」と略記する）を使用することを要する。ポリマー中のアクリロニトリルの割合が５重量％未満では、ポリマーとして体積抵抗率低下効果が十分とはいえなくなる。かかるＮＢＲまたはＮＳＢＲは、好ましくはトレッドのゴム成分１００重量部に対し２０重量部以上含まれるようにする。なお、ＮＢＲまたはＮＳＢＲ以外のゴム成分としては、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）または天然ゴム（ＮＲ）等のジエン系ゴムを用いることができ、特に制限されるべきものではない。
【００１２】
本発明においては、このような体積抵抗率の低いポリマーを白色充填剤配合トレッドゴムに使用することによりウエット性能および低燃費性能の改善効果を損なうことなく良好な帯電防止効果を得ることができる。また、かかるポリマー中のアクリロニトリル単位のニトリル基とシラン表面のシラノール基との相互作用により補強性が向上し、なおかつシリカの分散性も改良されると考えられる。但し、ポリマー中のアクリロニトリルの割合が４５重量％を超えると、ポリマーのガラス転移点（Ｔｇ）が高くなり過ぎ、もはやゴム状とはいえなくなって、耐摩耗性、破壊強度および転がり抵抗性に劣ることになる。好ましくは、１０〜３５重量％である。
【００１３】
また、本発明においては、ゴム成分１００重量部に対してシリカ、炭酸カルシウム等の白色充填剤が１０重量部以上含まれていることが好ましい。シリカ等の配合量が１０重量部未満ではウエット性能等の改善効果が観られないからである。但し、１００重量部を超えるとムーニー粘度が高くなり過ぎ、混練できなくなって、加工性に劣るため、好ましくない。好ましくは、４０〜１００重量部である。
【００１４】
本発明のタイヤのトレッドゴムには、補強剤としてカーボンブラックを配合することができるが、その配合量がゴム成分１００重量部に対し５０重量部以下のときに顕著に本発明の効果が得られる。カーボンブラックの配合量が５０重量部を超える場合は十分な導電性を得易く、ＮＢＲやＮＳＢＲを用いて帯電防止を図る必要性が低くなる。さらに、上記成分の外、通常ゴム組成物に用いられる老化防止剤、ワックス、加硫促進剤等の配合剤、またシリカ含有ゴム組成物に用いられるシランカップリング剤、分散剤等を適宜配合することができる。
【００１５】
【実施例】
次に本発明を実施例および比較例により具体的に説明する。
下記の表１および表２に示す配合処方に従い、空気入りタイヤのトレッドゴム用ゴム組成物を各種調製し、また得られたゴム組成物をサイズ１９５／６５Ｒ１４の空気入りタイヤのトレッドに配置した。
【００１６】
【表１】

【００１７】
上述のようにして調製したトレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤについて下記の試験を行った。
（イ）ウエットスキッド摩擦抵抗
ＡＳＴＭＥ−３０３−８３法に準拠して、ポータブルウエットスキッドテスターにて２３℃で測定し、比較例１のデータを１００とした指数で示した。数値が大きい程結果が良好である。
【００１８】
（ロ）電気抵抗
試作したタイヤのタイヤの抵抗値は、リム組みした試験タイヤを鉄板上に置いて、リムと鉄板間に電気を流し、そのときの抵抗値を読み取った。
得られた結果を下記の表２に示す。
【００１９】
【表２】

【００２０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の空気入りタイヤにおいては、アクリロニトリルを特定の割合で共重合させた特定ゴム成分にシリカの如き白色充填剤を配合させたトレッドゴムとしたことにより、シリカ等の配合に特徴的なウエット性能や低燃費性能の改善効果を損なうことなく、タイヤの電気抵抗を下げ、帯電防止を図ることができる。

Claims

トレッドゴムのゴム成分がアクリロニトリル−ブタジエン共重合体またはアクリロニトリル−スチレン−ブタジエン三元共重合体からなり、該共重合体または三元共重合体中にアクリロニトリルが５重量％以上４５重量％以下で導入されており、
前記トレッドゴムにおいてゴム成分１００重量部に対しカーボンブラック含量が５０重量部以下であり、かつシリカ含有量が４０〜１００重量部であり、
さらに、電気抵抗が５．０×１０¹⁰Ω以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。