JP3713676B2

JP3713676B2 - 空気入りタイヤおよびその製造方法

Info

Publication number: JP3713676B2
Application number: JP21294997A
Authority: JP
Inventors: 泰崇須田; 徹福岡
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1997-08-07
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2017-08-07
Also published as: JPH1148710A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐摩耗性や低燃費性能などを損なうことなく、走行末期まで帯電防止を確実に確保し得る空気入りタイヤおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気入りタイヤにおいては、トレッドゴムにカーボンブラックが適量含まれており、タイヤの電気抵抗に関する問題や帯電量の蓄積に関する問題は存在し得なかった。しかしながら、近年環境問題が大きく取り上げられ、低燃費化への動きが加速されている。低燃費化、即ち転がり抵抗の低減をトレッドゴムの改良により達成するためには、ロスを発生させる原因となるカーボンブラックを減らす必要があり、今日では低燃費性能に優れたトレッドゴムとして、カーボンブラックの配合量を減らしてシリカを含有したトレッドゴムが注目され、タイヤの運動性能と低燃費性能とを高い水準で両立させるために、特にキャップ／ベース構造を有する空気入りラジアルタイヤにおいて、シリカ多量配合ゴムをキャップ層のゴムに使用するケースが増加する傾向にある。その結果、電気抵抗に関する問題および帯電量の蓄積に関する問題が新たに浮上してきている。
【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、厚い導電性ゴムシートをトレッド幅方向中央部にトレッド表面からトレッド下層ゴムまで、或いは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である（例えば、欧州特許第６５８４５２号明細書、米国特許第５５１８０５５号明細書および特開平８−３４２０４号公報参照）。
【０００４】
また、他の方法は、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。
【０００５】
さらに、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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが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、前記欧州特許第６５８４５２号明細書等に開示されている如きゴムシートや接触ゴム層では、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。特に、シリカ配合ゴム組成物によるトレッドキャップの耐摩耗性の向上に伴い、かかる効果を走行末期まで維持するには、導電性ゴムシートや接触ゴム層の耐摩耗性もトレッドキャップゴムと同様に向上させなければ、走行末期にキャップゴムだけが接地して、結果として帯電防止効果が得られなくなってしまう。
【０００７】
また、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、該トレッドの固有抵抗値は低下するものの、そのタイヤ本来の目的である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がある。
【０００８】
さらに、キャップ層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、セメント材の粘着力が非常に高いことから作業性に極めて劣り、またそのセメント材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上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、キャップ層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がある。
【０００９】
そこで本発明の目的は、耐摩耗性や低燃費性能などを損なうことなく、走行末期まで帯電防止を確実に確保し得る空気入りタイヤを提供することにある。
また本発明の他の目的は、上記空気入りタイヤを容易に製造する方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の空気入りタイヤは、環状トレッドがタイヤ踏面側のキャップ層とその内側に隣接するベース層とからなる２層構造を有し、該キャップ層の固有抵抗値が１０^８Ω・ｃｍ以上である空気入りタイヤにおいて、
前記キャップ層表面に固有抵抗値が１０^６Ω・ｃｍ以下の導電ゴム層が配設され、かつサイプがベース層に達するまで形成され、前記導電性ゴム層が該サイプ側壁からベース層に達するまで配設されてなることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明は、上記空気入りタイヤの製造方法において、前記キャップ層表面に前記導電ゴム層を配設し、加硫時においてサイプ形成用ブレードでサイプを形成すると同時に、該導電ゴム層をサイプ側壁およびベース層まで導入することを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明における、固有抵抗値が１０^６Ω・ｃｍ以下の導電ゴム層用のゴム組成物に使用するジエン系ゴムは、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）の少なくとも１種を含むことが耐久性の観点より好ましい。
【００１３】
また、前記導電ゴム層用ゴム組成物には、窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が１３０ｍ^２／ｇ以上でかつジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）が１１０ｍｌ／１００ｇ以上のカーボンブラックを使用することが好ましい。このゴム組成物では、かかる小粒径でかつ高ストラクチャーのカーボンブラックを使用することで、通電経路を形成するゴム層の耐久性を向上させ、タイヤの走行末期まで帯電防止効果を発揮し得るようにする。ここでＮ_２ＳＡはＡＳＴＭＤ３０３７−８９に、またＤＢＰはＡＳＴＭＤ２４１４−９０に夫々準拠して求められる値である。
【００１４】
かかるカーボンブラックの配合量がジエン系ゴム１００重量部に対して４０重量部未満では補強性が十分ではなく、一方１００重量部を超えると軟化剤が少ない場合には加硫後に硬くなり過ぎ、割れ等が発生し、また軟化剤が多い場合には耐摩耗性が低下する。なお、カーボンブラック以外の配合剤としては、ゴム製品において通常用いられる配合剤、例えば加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、軟化剤、老化防止剤等が通常用いられる配合量にて適宜配合されている。
なお、タイヤの湿潤路面に対する運動性能と低燃費性能とを高い水準で両立させるためにトレッドゴムにシリカを添加することが行われるが、これによりタイヤトレッドの固有抵抗値は１０^８Ω・ｃｍ以上となる。
【００１５】
本発明の空気入りタイヤの一好適実施形態においては、図１に示すように、環状トレッドがタイヤ踏面側のキャップ層２とその内側に隣接するベース層３とからなる所謂キャップ／ベース構造のトレッド１において、該キャップ層２の固有抵抗値が１０^８Ω・ｃｍ以上で、例えば、シリカ配合によりタイヤの湿潤路面に対する運動性能と低燃費性能とが高い水準で両立されている。かかるキャップ層２の表面には、図１に示すタイヤのトレッド部を拡大して示す図２から分かるように、固有抵抗値が１０^６Ω・ｃｍ以下の導電ゴム層６が配設され、この導電ゴム層６は、溝５のみならず、ベース層３に達するまで形成されたサイプ４の側壁に沿いキャップ層２の表面からベース層３に達するまで配設されている。これにより、シリカ配合トレッドタイヤの特性である湿潤路面に対する運動性能や低燃費性能等を損なうことなく、走行末期まで帯電防止を確実に確保することができる。なお、図１中、７はベルト、８はカーカス、９はビードコアである。
【００１６】
導電ゴム層６のキャップ層２表面への配設は、図３に示すようにシート状でも、あるいは図４に示すようにメッシュ状でもよく、いずれでも良好に帯電防止効果を得ることができる。
【００１７】
本発明において、サイプの形態は従来より慣行されているものを採用することができ、特に制限されるべきものではない。従って、本発明の空気入りタイヤ製造方法においては、キャップ層２表面に導電ゴム層６を配設した後、常法に従い加硫時においてサイプ形成用ブレードでサイプ４を形成することにより導電ゴム層６がサイプ４の側壁およびベース層３まで導入され、通電路の確保がこれまでの手法に比し極めて容易であり、生産性の面で優れた効果を有する。
【００１８】
【実施例】
以下に、本発明を実施例、従来例および比較例に基づき具体的に説明する。
下記の表１〜２に示す配合処方に従い、空気入りラジアルタイヤのトレッドキャップゴムおよび導電ゴム層に用いるゴム組成物を夫々調製した。
【００１９】

＊１日本合成ゴム（株）製ＳＢＲ１７１２
＊２９６％シス結合
＊３ニプシルＶＮ３
＊４Ｎ_２ＳＡ：１２６ｍ^２／ｇＤＢＰ：１２５ｍｌ／１００ｇ
＊５ＤＥＧＵＳＳＡ社製Ｓｉ６９
＊６Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド
＊７ジフェニルグアニジン
【００２０】

＊８日本合成ゴム（株）製ＳＢＲ１５００
＊９Ｎ_２ＳＡ：１４６ｍ^２／ｇＤＢＰ：１２７ｍｌ／１００ｇ
＊１０Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ´−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン
＊１１Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
【００２１】
得られた導電ゴムを図３および図４に示す如く夫々シート状およびメッシュ状にてキャップ層２に配設し、加硫時においてサイプ形成用ブレードでサイプ４を形成して導電ゴム層６をサイプ側壁およびベース層３まで導入した、サイズ１８５Ｒ１４の空気入りラジアルタイヤを製造した（実施例１、実施例２）。また、従来例として導電ゴムを適用しない他は同様のタイヤを製造した。さらに、参考例としてシリカ未配合のキャップ層でかつ導電ゴムを適用しない他は同様のタイヤを製造した。
【００２２】
これらのタイヤの抵抗値（電気抵抗値）は、次のようにして求めた。
即ち、GERMAN ASSOCIATION OF RUBBER INDUSTRYのWdK 110 シート３に準拠してヒューレットパッカード（HEWLETT PACKARD）社製モデルＨＰ４３３９Ａのハイレジスタンスメーターを使用し、図５のようにして測定した。図中、１１はタイヤ、１２は鋼板、１３は絶縁板、１４はハイレジスタンスメーターであり、絶縁板１３上の鋼板１２とタイヤ１１のリムとの間に１０００Ｖの電流を流して測定した。
【００２３】
また、導電層２の固有抵抗値は、次のようにして求めた。
即ち、円盤形状のサンプルを作製し、半径：ｒ＝２．５ｃｍ、厚さ：ｔ＝０．２ｃｍの部分の電気抵抗値Ｒを、図６に示すアドバンス社製絶縁抵抗試験箱を用いて測定し、次式により固有抵抗値ρを計算した。
ρ＝（ａ／ｔ）Ｒ
式中、ａは断面積（＝π×ｒ^２）、ｔは厚さである。なお、図６中、Ａは主電極、Ｂは対電極、Ｃはガード電極、ｔは試料の厚さを示す。
【００２４】
（表３）

【００２５】
【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、キャップ／ベース構造とした空気入りタイヤのサイプ内に導電ゴム層を導入して通電経路を形成せしめたことにより、耐摩耗性や低燃費性能を損なうことなく、走行末期まで帯電防止効果を良好に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例空気入りタイヤの断面図である。
【図２】図１に示す空気入りタイヤのトレッド部の拡大図である。
【図３】本発明の一例空気入りタイヤのトレッドを模式的に示す断面斜視図である。
【図４】本発明の他の一例空気入りタイヤのトレッドを模式的に示す断面斜視図である。
【図５】実施例で使用した固有抵抗値測定装置の概略図である。
【図６】円盤状サンプルの電気抵抗値Ｒの測定法を示す説明図である。
【符号の説明】
１トレッド
２キャップ層
３ベース層
４サイプ
５溝
６導電ゴム層
７ベルト
８カーカス
９ビードコア
１１タイヤ
１２鋼板
１３絶縁板
１４ハイレジスタンスメーター

Claims

環状トレッドがタイヤ踏面側のキャップ層とその内側に隣接するベース層とからなる２層構造を有し、該キャップ層の固有抵抗値が１０^８Ω・ｃｍ以上である空気入りタイヤにおいて、
前記キャップ層表面に固有抵抗値が１０^６Ω・ｃｍ以下の導電ゴム層が配設され、かつサイプがベース層に達するまで形成され、前記導電性ゴム層が該サイプ側壁からベース層に達するまで配設されてなることを特徴とする空気入りタイヤ。
請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法において、前記キャップ層表面に前記導電ゴム層を配設し、加硫時においてサイプ形成用ブレードでサイプを形成すると同時に、該導電ゴム層をサイプ側壁およびベース層まで導入することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。