JP4628145B2

JP4628145B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4628145B2
Application number: JP2005062449A
Authority: JP
Inventors: 哲一音山
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2005-03-07
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2025-03-07
Also published as: JP2006240583A

Description

本発明は、空気入りタイヤ、特に２層構造のトレッドを有し、使用前の性能劣化が抑制されており、走行初期のグリップ性能が高く、更には、十分な耐摩耗性を有する空気入りタイヤに関するものである。

現在、使用前のタイヤの保管方法として、店頭での野外放置等が多く見受けられ、雨ざらし状態や塵・埃の付着等の問題が指摘されている。これに対して、タイヤ表面の撥水性を高めることで、雨水のタイヤ内部への浸入を防ぎつつ、タイヤの表面エネルギーを低くして、塵・埃のタイヤ表面への付着を防止することができる。

また、従来、トレッドの弾性率を小さくすることで、走行初期のタイヤのグリップ性能を向上させる試みが実施されているが、トレッドの弾性率を小さくすると、走行後期の耐摩耗性の悪化によって、走行後期にタイヤのグリップ性能が低下する問題がある。逆に、タイヤの耐摩耗性を向上させる観点からは、トレッドの弾性率を高くすることが有効であるが、トレッドの弾性率を高くすると、タイヤのグリップ性能が低下するデメリットがある。

これに対して、特開２００２−７９８０８号公報（特許文献１）には、低弾性率の表面層と高弾性率の内面層の２層構造からなるトレッドを備えたタイヤが開示されているが、該タイヤのトレッドは、表面層の厚さが0.5〜1.5mmと厚いため、弾性率の小さい表面層の影響で、トレッドの剛性が低下し、走行初期のタイヤの操縦安定性が悪化することが懸念される。

特開２００２−７９８０８号公報

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、使用前の性能劣化が抑制されており、走行初期のグリップ性能が高く、更には、十分な耐摩耗性を有する空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、表面層及び内面層の２層構造のトレッドを有する空気入りタイヤにおいて、表面層の厚さを特定の範囲に規定することで、表面層によるトレッドの剛性の低下を防止して、走行初期の操縦安定性を十分に確保できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明の空気入りタイヤは、表面層及び内面層の２層からなるトレッドを有する空気入りタイヤにおいて、
前記表面層の少なくとも一部の厚さが10μm以上500μm未満であり、
前記表面層に用いるゴム組成物の引張試験における300％伸長時の引張応力が、前記内面層に用いるゴム組成物の300％伸長時の引張応力の70％以下であり、
前記表面層に用いるゴム組成物がポリテトラフルオロエチレンを含む
ことを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤにおいては、前記表面層に用いるゴム組成物の引張試験における300％伸長時の引張応力が、前記内面層に用いるゴム組成物の300％伸長時の引張応力の70％以下であり、タイヤの走行初期のグリップ性能を十分に確保することができる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記表面層は、前記内面層よりも撥水性が高いことが好ましい。また、前記表面層は、接触角が90°以上であることが好ましい。この場合、雨水のタイヤ内部への浸入を防止しつつ、塵・埃のトレッド表面への付着を防止することができる。

本発明の空気入りタイヤの他の好適例においては、前記表面層に用いるゴム組成物が、ゴム成分100質量部に対してポリテトラフルオロエチレンを1〜5質量部含む。この場合も、雨水のタイヤ内部への浸入を防止しつつ、塵・埃のトレッド表面への付着を防止することができる。

本発明によれば、表面層及び内面層の２層構造のトレッドを有する空気入りタイヤにおいて、表面層の少なくとも一部の厚さを10μm以上500μm未満に規定することで、使用前の性能劣化が抑制されており、走行初期のグリップ性能が高く、更には、十分な耐摩耗性を有する空気入りタイヤを提供することができる。

以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の空気入りタイヤは、表面層及び内面層の２層からなるトレッドを有し、上記表面層の少なくとも一部の厚さが10μm以上500μm未満であり、前記表面層に用いるゴム組成物の引張試験における300％伸長時の引張応力が、前記内面層に用いるゴム組成物の300％伸長時の引張応力の70％以下であり、前記表面層に用いるゴム組成物がポリテトラフルオロエチレンを含むことを特徴とする。本発明の空気入りタイヤは、２層構造のトレッドの表面層の少なくとも一部の厚さが500μm未満と薄いため、トレッドの剛性の低下を防止することができる。そのため、本発明の空気入りタイヤは、走行初期における操縦安定性が高く、また、走行初期のグリップ性能も十分に優れている。

本発明の空気入りタイヤのトレッドにおいて、上記表面層の少なくとも一部の厚さが10μm未満では、トレッドを２層構造にする効果が十分に得られず、一方、500μm以上では、表面層の影響でトレッドの剛性が低下し、操縦安定性が悪化する傾向がある。なお、本発明の空気入りタイヤのトレッドは、表面層の少なくとも一部の厚さが上記の範囲を満たせばよく、表面層の全部が上記の範囲を満たしていてもよい。

本発明の空気入りタイヤは、上記表面層に用いるゴム組成物の引張試験における300％伸長時の引張応力が、上記内面層に用いるゴム組成物の300％伸長時の引張応力の70％以下である。表面層に用いるゴム組成物の300％伸長時の引張応力が、内面層に用いるゴム組成物の300％伸長時の引張応力の70％以下であれば、タイヤの走行初期のグリップ性能を十分に向上させることができる。なお、表面層及び内面層に用いるゴム組成物の300％伸長時の引張応力は、架橋密度（より具体的には、配合する硫黄等の加硫剤の配合量）や、配合する充填剤及び軟化剤等の配合剤の量を調整することでコントロールすることができる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、上記表面層は、上記内面層よりも撥水性が高いことが好ましい。この場合、トレッドの表面層の撥水性が高いため、雨水のタイヤ内部への浸入を防止することができる。また、トレッドの表面層の撥水性が高い場合、トレッド表面の表面エネルギーが小さくなるため、塵・埃のトレッド表面への付着を防止することもできる。

また、本発明の空気入りタイヤにおいて、上記表面層は、接触角が90°以上であることが好ましい。トレッドの表面層の接触角が90°以上である場合、トレッドの表面層の撥水性が十分に高いため、雨水のタイヤ内部への浸入を確実に防止することができる。また、この場合、トレッド表面の表面エネルギーが十分に小さいため、塵・埃のトレッド表面への付着を確実に防止することもできる。

上記表面層の撥水性を向上させ、その接触角を90°以上にするには、例えば、表面層に用いるゴム組成物にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）や界面活性剤等を配合すればよい。ここで、使用するポリテトラフルオロエチレン及び界面活性剤としては、特に制限は無く、一般的なものを使用することができる。表面層に用いるゴム組成物にポリテトラフルオロエチレンを使用する場合、該ポリテトラフルオロエチレンの配合量は、ゴム成分100質量部に対して1〜5質量部の範囲が好ましい。

上記表面層及び内面層に用いるゴム組成物は、ゴム成分に対して、ゴム工業界で通常使用される配合剤、例えば、カーボンブラック及びシリカ等の補強性充填剤、軟化剤、老化防止剤、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤、ステアリン酸、亜鉛華、ＰＴＦＥ、界面活性剤等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合し、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。なお、本発明の空気入りタイヤにおいて、上記表面層及び内面層に用いるゴム組成物の配合は、特に限定されるものではない。

本発明の空気入りタイヤは、上述した２層構造のトレッドの他、通常、該トレッドの側部からタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部と、該サイドウォール部のタイヤ半径方向内端にそれぞれ連なるビード部とを有する。また、これらトレッド、サイドウォール、ビードを補強するカーカスや、トレッドを補強するベルト等の、通常のタイヤに用いられる補強部材を備えることができる。なお、本発明の空気入りタイヤは、トレッドの構造以外特に制限は無く、その他の部分の構造は、目的に応じて適宜選択することができる。

本発明の空気入りタイヤは、表面層用ゴム組成物及び内面層用ゴム組成物の２種のゴム組成物を用い、表面層の少なくとも一部の厚さが10μm以上500μm未満である２層構造のトレッドを形成することで製造することができる。なお、本発明の空気入りタイヤは、トレッドの構造以外特に制限は無く、常法に従って製造することができる。また、本発明の空気入りタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

表１に示す配合処方のゴム組成物を常法に従って調製し、該ゴム組成物をトレッドの表面層又は内面層に用いてタイヤを試作した。なお、表面層及び内面層に用いたゴム組成物の300％伸長時の引張応力、並びに表面層の接触角は、下記の方法で測定した。また、試作タイヤのトレッドにおける表面層の厚さは、表１に示す通りである。次に、得られたタイヤに対して、下記の方法で外観、走行初期及び走行後期のグリップ性能、並びに耐摩耗性を評価した。これらの結果を表１に示す。

（１）300％伸長時の引張応力（Ｍ₃₀₀）
各ゴム組成物を加硫して得た加硫ゴムからＪＩＳ３号ダンベル型試験片を作製し、ＪＩＳＫ６２５１に準拠して、300％伸長時の引張応力を測定した。結果は、内面層に用いるゴム組成物の300％伸長時の引張応力を100として、表面層に用いるゴム組成物の300％伸長時の引張応力をそれぞれ指数化した。

（２）表面層の接触角
各表面層用のゴム組成物から別途ゴムシートを作製し、該ゴムシートとイオン交換水との接触角を測定した。測定装置としては、協和界面科学株式会社製の固液界面解析装置ＤｒｏｐＭａｓｔｅｒ７００を用い、一般的な静的液滴法（ＣＣＤカメラによる自動画像解析）にて測定した。

（３）外観
供試タイヤの外観を目視で観察し、５段階で評価した。評価は、比較例１のタイヤ（基準）の外観を３とし、良好なもの程、高い評点を与え、悪いもの程、低い評点を与えた。

（４）走行初期及び走行後期のグリップ性能
試作タイヤを装着した実車により、１周3.8kmのサーキットを実走行して、タイヤのグリップ性能を評価した。具体的には、初期グリップ性能の評価には、1〜2週目までの平均周回タイムを、後期グリップ性能の評価には、10〜20週目までの平均周回タイムを用いた。これらの値を用い、比較例１のタイヤの平均周回タイムの逆数を100として、それぞれ指数表示した。指数値が大きい程、平均周回タイムが小さく、グリップ性能に優れることを示す。

（５）耐摩耗性
試作タイヤを装着した実車で１周3.8kmのサーキットを20周走行した後、タイヤの表面の摩耗外観を目視で確認し、５段階で評価した。評価は、比較例１のタイヤ（基準）の摩耗状態を３とし、良好なもの程、高い評点を与え、悪いもの程、低い評点を与えた。

*1 スチレン−ブタジエン共重合体ゴム, ＪＳＲ製, ＃１７１２, ゴム成分100質量部に対して37.5質量部のアロマ油で油展.
*2 Ｎ-ｔ-ブチル-２-ベンゾチアゾールスルフェンアミド.
*3 旭硝子製, Ｆｌｕｏｎ（登録商標）ＰＴＦＥ.

表１から明らかなように、表面層用のゴム組成物にポリテトラフルオロエチレンを配合することで、タイヤの外観を向上させることができる。また、実施例１及び実施例２の結果から、表面層の厚さを10μm以上500μm未満にして、該表面層に300％伸長時の引張応力が小さいゴム組成物を適用することで、走行初期及び走行後期のグリップ性能が高く、十分な耐摩耗性を有するタイヤが得られることが分る。

一方、比較例２の結果から、表面層の厚さが500μm以上では、走行後期のグリップ性能が低いことが分る。また、比較例３の結果から、表面層の厚さが10μm未満では、比較例１と性能が同等であり、トレッドを表面層及び内面層の２層構造にする効果が得られないことが分る。

Claims

表面層及び内面層の２層からなるトレッドを有する空気入りタイヤにおいて、
前記表面層の少なくとも一部の厚さが10μm以上500μm未満であり、
前記表面層に用いるゴム組成物の引張試験における300％伸長時の引張応力が、前記内面層に用いるゴム組成物の300％伸長時の引張応力の70％以下であり、
前記表面層に用いるゴム組成物がポリテトラフルオロエチレンを含む
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記表面層は、前記内面層よりも撥水性が高いことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記表面層は、接触角が90°以上であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記表面層に用いるゴム組成物が、ゴム成分100質量部に対してポリテトラフルオロエチレンを1〜5質量部含むことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。