JP4081181B2

JP4081181B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4081181B2
Application number: JP18729498A
Authority: JP
Inventors: 守内田; 尚洋田原; 賀之河合
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1998-07-02
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2018-07-02
Also published as: JP2000016028A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操縦安定性、耐偏摩耗性および耐摩耗性に劣ることなく氷上性能に優れた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からタイヤの分野においては、タイヤの氷上性能に影響を与えるトレッドゴムと路面との摩擦を支配する因子として、粘着摩擦、掘り起こし摩擦およびヒステリシス摩擦があると考えられている。
【０００３】
そして、粘着摩擦を向上させるためにシリカなどの白色充填材を配合する技術が提案されているが、粘着摩擦の向上だけでは充分な氷上性能は得られていない。
【０００４】
また、たとえば特開平４−２４１０３号および特公平３−３３１８７号公報においては、無機充填材を配合して掘り起こし摩擦を向上させる技術が開示されている。しかし、充填材の配合量を増加させると、ゴム硬度が高くなり、粘着摩擦を低下させることになる。
【０００５】
さらに、特開平７−２０５６１７号、特開平５−５８１１６号、特開平４−３３４６０７号および特開平３−３８４１３号各公報においては、タイヤトレッドのサイピングを増やすことによってタイヤの氷上性能を向上させる技術が開示されているが、ドライ路面における操縦安定性が低下し、耐偏摩耗性に劣るという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、サイピングの数や延べ長さを増加させずに、操縦安定性、耐偏摩耗性および耐摩耗性に劣ることなく氷上性能に優れた空気入りタイヤを得ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、１００重量部のジエン系ゴムに対して、カオリナイト、セリサイト、雲母粉、タルク、塩基性炭酸マグネシウムおよびロウ石よりなる群から選択され、平均径が０．４〜４ｍｍでアスペクト比が１０〜４０の薄板状充填材を３〜１５重量部含むゴム組成物からなるトレッドを有し、
該トレッドの接地面に施されたサイピングのタイヤ幅方向における長さの総和が２００００〜５５０００ｍｍである空気入りタイヤに関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、トレッドを構成するゴム組成物に薄板状充填材を用いることによりトレッドから突出した薄板状充填材によって掘り起こし摩擦が向上するだけでなく、走行によって薄板状充填材が脱落し、トレッドブロック表面に細かい（ミクロの）スリット（細長い溝）が多数生じ、それらのエッジによって、水切り効果が得られること、およびミクロのスリットによりトレッドゴム表面の歪みが緩和されてトレッドゴムの接地性が向上することを見出した。また、かかるミクロのスリットは、本来のサイピングと異なり、トレッドブロックの剛性を大きく変化させることはなく、したがって操縦安定性および耐偏摩耗性を低下させることもないことを見出し、氷上性能に優れた空気入りタイヤである本発明を完成した。
【０００９】
本発明において用いることのできるジエン系ゴムとしては、従来からタイヤの分野において用いられているものであれば特に制限はなく、たとえば天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）などがあげられ、これらをそれぞれ単独でまたは任意に組み合わせて用いることができる。なかでも、氷雪上性能を向上させるという点から、ＮＲ、ＢＲを用いるのが好ましく、この場合、低温でも柔らかく、トレッドの接地性を確保することができる。
【００１０】
つぎに、本発明において用いる充填材について説明する。本発明においては、トレッドゴムに配合し、脱落後にミクロのスリットをトレッドゴム表面に形成するという点から、カオリナイト、セリサイト、雲母粉、タルク、塩基性炭酸マグネシウムおよびロウ石よりなる群から選択される薄板状充填材を用いる。
【００１１】
なかでも、ゴム組成物中での分散性が良好で、脱落してミクロのスリットを形成しやすいという点から、雲母粉を用いるのが好ましい。
【００１２】
また、本発明において用いる充填材は、トレッドゴムに配合し、適当なサイズのミクロのスリットをトレッドゴムの表面に形成させるという点から、平均径が０．４〜４ｍｍでアスペクト比が１０〜４０の薄板状充填材である。
【００１３】
さらに、薄板状充填材は、耐摩耗性を悪化させる事なく氷上性能を向上させる観点から、平均短径が０．４〜２．５ｍｍでかつ平均アスペクト比が１５〜３０であるのが好ましい。
【００１４】
なお、「アスペクト比」とは、（薄板状充填材の平均径）÷（薄板状充填材の厚さ）をいう。
【００１５】
つぎに、薄板状充填材の配合割合としては、ジエン系ゴム１００重量部に対して１〜１５重量部であればよいが、３〜１０重量部であるのが好ましい。
【００１６】
なお、本発明のゴム組成物は、前記成分以外の成分として、たとえばシリカ、カーボンブラックなどの通常使用される充填材、イオウなどの加硫剤、加硫促進剤、ミネラルオイル、プロセスオイル、パラフィンワックスなどの軟化剤、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛などの配合剤を本発明の効果を損なわない範囲で適宜含むことができる。
【００１７】
本発明の空気入りタイヤのトレッドを構成するゴム組成物は、ジエン系ゴムおよび薄板状充填材を常法で混合したのち、必要に応じて前記配合剤を適宜混合し、常法により加硫して得ることができる。
【００１８】
前述のようにして得られるゴム組成物は、常法で、タイヤのトレッド部分に適用することができる。たとえば、未加硫の前記ゴム組成物をシート状に成形したのち、タイヤ母体に貼りつけ、トレッドパターンの刻まれた金型中で加硫、成形すればよい。
【００１９】
本発明の重要な作用効果は、前述のとおり、トレッド中の薄板状充填材が走行時に脱落し、トレッド接地面に多数のミクロのスリットを形成する点にある。このミクロのスリットの形状、寸法は薄板状充填材に対応したものである。このミクロのスリットはサイピングと同様の作用効果を与える。したがってミクロのサイピングともいえる。このミクロのサイピングは１カ所あたりの長さは大幅に短くかつサイピングのトレッド面からの深さも浅いため、従来のサイピングに比べてトレッドブロックの剛性に与える影響は極めて小さい。またトレッド表面のこのミクロのサイピングは、トレッド接地時の表面の歪を緩和させる効果があり、トレッドの路面への接地性を向上させる働きがある。その結果、本来のサイピングを増やさずに氷上性能を向上させることができる。
【００２０】
つぎに、本発明の空気入りタイヤがトレッドの接地面に有するサイピングについて説明する。
【００２１】
サイピングとは、トレッドゴムの接地面に細かく切ってある溝のことをいい、通常はタイヤの幅方向だけでなく、タイヤの周方向などのあらゆる方向に設けられる。なかでも、タイヤの幅方向に設けられたサイピングがタイヤの氷上性能を向上させる効果を有する。しかし、サイピングをただむやみに設けるだけでは、タイヤの操縦安定性、耐偏摩耗性を損なうことにもなりかねない。そこで、本発明者らは、前記のミクロのスリット効果を考慮し、サイピングのタイヤ幅方向における延べ長さ、すなわち総和（ΣＸ）について検討した結果、前記性能を損なうことのない範囲を見出した。
【００２２】
本発明の空気入りタイヤにおいては、トレッド面に施されたサイピングのタイヤ幅方向における長さの総和が２００００ｍｍより小さいとブロック剛性が高すぎてトレッドの接地性が悪くミクロサイピングの接地性と水切り性の相乗効果がなく、５５０００ｍｍを越えるとタイヤパターンのブロック剛性が低下しドライ路面の操安性、偏摩耗性が劣るため、サイピングのタイヤ幅方向における長さの総和（ΣＸ）が２００００〜５５０００ｍｍである。
【００２３】
なお、本発明においていう「サイピングのタイヤ幅方向における長さの総和」とは、サイピングをタイヤラジアル方向へ投影させた場合の長さの総和をいう。
【００２４】
ここで、図１に、本発明の空気入りタイヤのトレッドの概略平面図を示す。図１中、Ａはタイヤ幅方向を示し、１はサイピングを示す。
【００２５】
以下に、実施例を用いて本発明を説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００２６】
【実施例】
実施例１
表１に示す配合割合にしたがい、バンバリー型密閉混合機の用いて本発明の空気入りタイヤのトレッドを構成するゴム組成物を製造した。
【００２７】
なお、薄板状充填材としては、山口雲母工業所（株）製のＣ−１３３（雲母粉：平均径２．５ｍｍ、アスペクト比１７、厚さ１５０μｍ）を用いた。また、表１に示す成分に加えて、すべてのゴム組成物に以下の成分を配合した。
【００２８】
カーボンブラック（Ｎ３３９）３０重量部
シリカ（デグサ社製のニプシルＶＮ３）２０重量部
シランカップリング剤（デグサ社製のＳｉ６９：ビス２重量部
（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）
パラフィンワックス（軟化剤）２重量部
ミネラルオイル（軟化剤）１５重量部
ステアリン酸２重量部
亜鉛華３重量部
イオウ１重量部
Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリル１．５重量部
スルフェンアミド（加硫促進剤）
１，３−ジフェニルグアニジン（加硫促進剤）０．８重量部
【００２９】
ついで、得られたゴム組成物を用いて、サイピングのタイヤ幅方向における長さの総和が表１に示す長さとなるように、モールドにナイフブレードをつけ、従来の方法でサイズが１７５／７０Ｒ１３の本発明の空気入りタイヤ１を製造した。
【００３０】
得られたタイヤについて以下の試験を行なった。結果を表１に示す。
【００３１】
［試験］
▲１▼氷上テスト
得られたタイヤを、ＦＦの国産車に装着し、氷板路面にて時速４０ｋｍで走行している際の平均減速Ｇを、ブレーキをかけ停止までの距離を測定することにより求めるという方法で測定し、比較例１の場合の値を１００として指数で示した。指数が大きいほうが氷上性能に優れる。
【００３２】
▲２▼操縦安定性
ドライ操縦安定性試験路での周回タイムを測定し、比較例１の場合の値を１００として指数で示した。指数が大きいほど操縦安定性に優れる。
【００３３】
▲３▼耐偏摩耗性
１００００ｋｍ走行後のトレッド部のブロックパターンのヒール＆トゥー摩耗の程度をブロック間の先着部と後着部の摩耗差をデプスゲージを用いて測定し比較した。数字が大きいほど耐偏摩耗性に優れる。
【００３４】
▲４▼耐摩耗性
２００００ｋｍ走行後のトレッド溝の平均残溝を測定し、比較例１の場合の値を１００として指数で示した。指数が大きいほど耐摩耗性に優れる。
【００３５】
比較例１〜２
タイヤのサイピング長さの総和を表１に示す値にかえたほかは実施例１と同様にして比較空気入りタイヤ１〜２を製造し、実施例１と同様にして試験を行なった。結果を表１に示す。
【００３６】
比較例３〜５
薄板状充填材を用いないほかは、実施例１、比較例１および２と同様にして比較空気入りタイヤ３〜５を製造し、実施例１と同様にして試験を行なった。結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】

【００３８】
表１に示す結果から、薄板状充填材を配合し、特定のサイピングを施す事により操縦安定性、偏摩耗性、耐摩耗性を大幅に損うことなく氷上減速Ｇを向上させることが可能となるということがわかる。
【００３９】
実施例２〜３および比較例６〜９
表２に示す配合割合にかえたほかは実施例１と同様にして空気入りタイヤ２〜３および比較空気入りタイヤ６〜９を製造し、実施例１と同様にして試験を行なった。結果を表２に示す。また、比較のため、表２には実施例１および比較例１の結果も示す。
【００４０】
なお、薄板状充填材として、比較例６においては雲母粉（平均径０．２ｍｍ、アスペクト比２０、厚さ１０μｍ）、比較例７においては、雲母粉（平均径６．５ｍｍ、アスペクト比４１、厚さ１６０μｍ）、実施例２においては雲母粉（平均径０．４ｍｍ、アスペクト比２０、厚さ２０μｍ）、実施例３、比較例８および９においては、雲母粉（平均径１．７ｍｍ、アスペクト比２８、厚さ６０μｍ）を用いた。
【００４１】
【表２】

【００４２】
表２に示す結果から、薄板状充填材の平均粒径が０．４ｍｍより小さいと氷上性能の改善効果が少なく６．５ｍｍより大きくなりアスペクト比が４０を超えると耐摩耗性に劣るということがわかる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、操縦安定性、耐偏摩耗性および耐摩耗性に劣ることなく氷上性能に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤのトレッドの概略平面図である。
【符号の説明】
１サイピング

Claims

１００重量部のジエン系ゴムに対して、カオリナイト、セリサイト、雲母粉、タルク、塩基性炭酸マグネシウムおよびロウ石よりなる群から選択され、平均径が０．４〜４ｍｍでアスペクト比が１０〜４０の薄板状充填材を３〜１５重量部含むゴム組成物からなるトレッドを有し、
該トレッド接地面に施されたサイピングのタイヤ幅方向における長さの総和が２００００〜５５０００ｍｍである空気入りタイヤ。