JP6416181B2 - タイヤトレッド及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤトレッドの吸水性及び排水性が向上し、湿潤路面でのグリップ性能が向上したタイヤトレッドに関する。

高速で走行するレーシング競技で、雨天時にドライバーはタイヤの排水性及びグリップ性能の低下の問題を経験することになる。その場合、ウェットタイヤを使用してグリップ性能を補完するようになるが、雨天時のウェット路面だけでなく、雨天後に路面に水気が残っていたり、表面上には現れないが湿潤（Ｄａｍｐ）路面では、適切な代案がないのが実情である。

従来は、湿潤路面での排水性及びグリップ性を向上させるために、シリカの含量を増加させたが、トレッド部のシリカ含量を増加させる場合（原料ゴム１００重量部に対して１００重量部以上）、分散性が悪いため配合において困難があり、これを克服するために、タイヤに過量の空気圧を付与してトレッド部に排水ラインを形成する場合には、持続的な走行時、タイヤ内部の熱によって膨張するため、車体に大きな負担を与えることがある。

また、ウェット路面での走行は発熱に非常に脆弱であるため、排水性の改善だけでは競技力向上を図ることが難しい。

ドライタイヤとウェットタイヤとの中間であるインターミディエイトタイヤを使用しても、これは、走行を持続する間に路面が完全に乾く場合、路面の温度上昇によって速い摩耗をもたらすことがあり、路面及び大気状態に応じて、タイヤを使用するか否かを決定しにくい場合が発生する。

そこで、タイヤの吸水性及び排水性を改善して、湿潤路面での高速走行時にも優れたグリップ性能を提供することができるタイヤの開発が要求されている。

本発明の目的は、タイヤトレッドの吸水性及び排水性を向上させ、湿潤路面でのグリップ性能が向上したタイヤトレッドを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、タイヤ周方向に延びるシリカバーを含み、前記シリカバーの上部は路面に接地されるようにトレッドに露出された、タイヤトレッドを提供する。

前記シリカバーは、幅０．２〜３０ｍｍ、高さ０．２〜３０ｍｍであってもよい。

前記シリカバーの挿入角度は、アンダートレッド部を基準として５〜９０°であってもよい。

前記シリカバーは、トレッドの厚さ方向に上部と下部に互いに異なる粒子サイズのシリカが配列され、前記シリカバーの上部には、粒径が１．５〜３．０μｍであるシリカを含み、前記シリカバーの下部には、粒径が３．５〜５．０μｍであるシリカを含んでいてもよい。

前記シリカバーの上部はキャップトレッド部に位置し、前記シリカバーの下部はアンダートレッド部に位置してもよい。

前記シリカバーの上部及び下部はキャップトレッド部に位置してもよい。

前記シリカバーは、原料ゴム１００重量部、シリカ３０〜１８０重量部、及び超微粒子カーボンブラック５〜５０重量部からなるマスターバッチを用いて製造されてもよい。

前記シリカバーを含むトレッドは、キャップトレッド部とアンダートレッド部からなっており、前記シリカバーを除いたキャップトレッド部は、原料ゴム１００重量部及びシリカ５０〜８０重量部を含むものであってもよい。

前記シリカバーを含むトレッドは、キャップトレッド部とアンダートレッド部からなっており、前記シリカバーを除いたアンダートレッド部は、原料ゴム１００重量部及びシリカ１０〜２０重量部を含むものであってもよい。

前記原料ゴムは、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、共役ジエン芳香族ビニル共重合体、ニトリル共役ジエン共重合体、水素化ニトリルブタジエンゴム、オレフィンゴム、マレイン酸で変形されたエチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、イソブチレンと芳香族ビニルの共重合体、イソブチレンとジエンモノマーの共重合体、アクリルゴム、ハロゲン化ゴム、クロロプレンゴム及びこれらの混合物からなる群から選択されるいずれか１つであってもよい。

前記タイヤトレッドは、原料ゴム１００重量部に対して、加硫剤０．５〜４．０重量部、加硫促進剤０．５〜２．０重量部、及び老化防止剤０．５〜２．０重量部をさらに含むものであってもよい。

前記タイヤトレッドはスリックタイヤのトレッドであってもよい。

また、本発明は、シリカバーを製造するステップ、タイヤトレッド組成物をバー状に精錬するステップ、成形フレームにバー状に精錬されたタイヤトレッド組成物と、シリカバーとを交互に位置させるステップ、及び押出工程を通じてトレッドを製造するステップを含むタイヤトレッドの製造方法を提供する。

本発明は、タイヤトレッドの吸水性及び排水性を向上させることができる。

本発明は、湿潤路面でのグリップ性能が向上したタイヤトレッドを提供することができる。

本発明の一実施例に係るタイヤトレッドの一部分を概略的に示す構造図である。 本発明の一実施例に係るタイヤトレッドの一部分の断面を平面図で示す図である。 本発明の他の一実施例に係るタイヤトレッドの一部分の断面を平面図で示す図である。

以下、本発明をより詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例に係るタイヤトレッドの一部分を概略的に示した構造図である。

前記図１は、本発明を説明するための一例に過ぎず、本発明がこれに限定されるものではない。

本発明は、タイヤ１００周方向に延びるシリカバー１２０を含み、前記シリカバー１２０の上部は、路面に接地されるようにトレッド部１１０の外部に露出する。

前記シリカバー１２０は、露出されて路面に直接接地されることによって、トレッド部１１０の吸水性及び排水性をさらに向上させることができる。

前記シリカバー１２０は、幅０．２〜３０ｍｍ、高さ０．２〜３０ｍｍのバー、ストリップまたはコード形状のものであってもよい。

前記シリカバー１２０は、アンダートレッド部を基準として５〜９０°の角度で挿入されたものであってもよく、アンダートレッド部に対して垂直に挿入されることが最も好ましい。すなわち、前記シリカバー１２０は、アンダートレッド部とキャップトレッド部との境界線と５〜９０°の角度をなして挿入されたものであってもよい。

前記シリカバー１２０は、トレッド部１１０の厚さ方向に上部と下部に互いに異なる粒子サイズのシリカが配列されてもよく、前記シリカバー１２０の上部には、粒径が１．５〜３．０μｍであるシリカを含み、前記シリカバー１２０の下部には、粒径が３．５〜５．０μｍであるシリカを含むものであってもよい。

図２及び図３は、本発明の一実施例に係るタイヤトレッドの一部分の断面を平面図で示したもので、前記トレッド部１１０は、路面に接地されるキャップトレッド部１１１、及び前記キャップトレッド部１１１の下部に位置するアンダートレッド部１１２を含むことができ、同様に、前記シリカバー１２０もシリカバーの上部１２１及びシリカバーの下部１２２を含むことができる。

このとき、前記シリカバー１２０において、路面と直接接触するシリカバーの上部１２１は、シリカバーの下部１２２に比べて粒子サイズの小さいシリカを使用する。前記シリカバーの上部１２１は、粒子サイズの小さいシリカを使用することによって、シリカの含量を増加させた。これにより、グリップ力を向上させながらも、配合上の問題を解決することができる。

前記シリカバーの上部１２１のシリカの粒径が１．５μｍ未満の場合、グリップ力が向上せず、３．０μｍを超える場合、分散性が低下して配合上の問題を引き起こすことがある。

前記シリカバーの下部１２２は、前記シリカバーの上部１２１よりも大きいサイズのシリカ粒子を使用することによって、高速で路面の水を吸収することができ、前記シリカバーの下部１２２で粒子間の摩擦によって発生する圧力で迅速に水を排出することができる。

また、互いに異なるサイズのシリカ粒子間の反復的な摩擦により、ウェット路面での不足したグリップ性能を向上させることによって、タイヤ１００の性能を向上させることができる。

このとき、前記シリカバーの上部１２１はキャップトレッド部１１１に位置し、前記シリカバーの下部１２２はアンダートレッド部１１２に位置してもよく（図２）、または前記シリカバーの上部１２１及び下部１２２がいずれもキャップトレッド部１１１に位置してもよい（図３）。

前記シリカバー１２０は、原料ゴム１００重量部、シリカ３０〜１８０重量部、及び超微粒子カーボンブラック５〜５０重量部を含むことができ、前記シリカバー１２０は、原料ゴム１００重量部、シリカ３０〜１８０重量部、及び超微粒子カーボンブラック５〜５０重量部からなるマスターバッチを用いて製造することができる。

前記シリカバーを除いたトレッド部１１０は、通常のタイヤトレッド用組成物の組成からなり、前記キャップトレッド部１１１とアンダートレッド部１１２は同じ組成であってもよく、異なる組成であってもよい。詳細には、前記シリカバー１２０を除いたキャップトレッド部１１１は、原料ゴム１００重量部及びシリカ５０〜８０重量部を含むものであってもよい。また、前記シリカバー１２０を除いたアンダートレッド部１１２は、原料ゴム１００重量部及びシリカ１０〜２０重量部を含むものであってもよい。

以下、前記トレッドを製造するためのゴム組成物について詳細に説明する。

（１）原料ゴム

前記原料ゴムは、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、共役ジエン芳香族ビニル共重合体、ニトリル共役ジエン共重合体、水素化ニトリルブタジエンゴム、オレフィンゴム、マレイン酸で変形されたエチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、イソブチレンと芳香族ビニルの共重合体、イソブチレンとジエンモノマーの共重合体、アクリルゴム、ハロゲン化ゴム、クロロプレンゴム及びこれらの混合物からなる群から選択されるいずれか１つであってもよい。

（２）シリカ

前記シリカは、窒素吸着比表面積（ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ ｐｅｒ ｇｒａｍ、Ｎ_２ＳＡ）が２１０〜６８０ｍ^２／ｇであってもよい。これは、従来に適用されるシリカ粒子よりも大きくは３．５倍以上表面積が広い。シリカは、表面積が広いものを使用することによって、吸湿性能を高め、ハイドロプレーニング（ｈｙｄｒｏｐｌａｎｉｎｇ）現象を予防することができる。

前記シリカは、湿式法又は乾式法で製造されたものをいずれも使用することができ、市販品としては、ウルトラシルＶＮ２（Ｄｅｇｕｓｓａ Ａｇ社製）、ウルトラシルＶＮ３（Ｄｅｇｕｓｓａ Ａｇ社製）、Ｚ１１６５ＭＰ（Ｒｈｏｄｉａ社製）またはＺ１６５ＧＲ（Ｒｈｏｄｉａ社製）などを使用することができる。

前記シリカは、前記原料ゴム１００重量部に対して３０〜１８０重量部含まれてもよく、３０〜１００重量部含まれることが好ましく、６０〜１００重量部含まれることがさらに好ましい。前記シリカの含量が３０重量部未満である場合は、ゴムの強度向上が乏しく、タイヤの制動性能が低下することがあり、前記シリカの含量が１８０重量部を超える場合は、摩耗性能が低下することがある。

前記シリカの分散性向上のためにカップリング剤をさらに含むことができる。

前記カップリング剤としては、スルフィド系シラン化合物、メルカプト系シラン化合物、ビニル系シラン化合物、アミノ系シラン化合物、グリシドキシ系シラン化合物、ニトロ系シラン化合物、クロロ系シラン化合物、メタクリル系シラン化合物、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つを使用することができ、スルフィド系シラン化合物を好ましく使用することができる。

前記スルフィド系シラン化合物は、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）トリスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）トリスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）トリスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）トリスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）トリスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）ジスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）ジスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）ジスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）ジスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、２−トリエトキシシリルエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、２−トリメトキシシリルエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つであってもよい。

前記メルカプト系シラン化合物は、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、２−メルカプトエチルトリメトキシシラン、２−メルカプトエチルトリエトキシシラン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つであってもよい。前記ビニル系シラン化合物は、エトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つであってもよい。前記アミノ系シラン化合物は、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つであってもよい。

前記グリシドキシ系シラン化合物は、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つであってもよい。前記ニトロ系シラン化合物は、３−ニトロプロピルトリメトキシシラン、３−ニトロプロピルトリエトキシシラン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つであってもよい。前記クロロ系シラン化合物は、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリエトキシシラン、２−クロロエチルトリメトキシシラン、２−クロロエチルトリエトキシシラン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つであってもよい。

前記メタクリル系シラン化合物は、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つであってもよい。

前記カップリング剤は、前記原料ゴム１００重量部に対して１〜２０重量部含まれてもよい。前記カップリング剤の含量が１重量部未満の場合、シリカの分散性の向上が不足するため、ゴムの加工性又は低燃費性能が低下することがあり、２０重量部を超える場合、シリカとゴムの相互作用が強すぎるため、低燃費性能は優れているが、制動性能が大きく低下することがある。

（３）超微粒子カーボンブラック

本願発明は、グリップ性能を向上させる目的でシリカを使用して配合する場合に加工性及び分散性が不利になるという問題を解決するために、相互補完性に優れた超微粒子カーボンブラック及び分散性に優れたパウダー状の植物系樹脂を共に使用することができる。

超微粒子カーボンブラックを共に使用することによって、シリカの利点を維持しながらもゴム組成物の配合を容易にすることができる。

前記超微粒子カーボンブラックは、ヨウ素吸着値が２００〜１０００ｍｇ／ｇであり、ＤＢＰ吸油量が１５０〜８００ｍｌ／１００ｇであるものであってもよい。

（４）その他の添加剤

前記タイヤゴム組成物は、選択的に追加的な加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、活性化剤、軟化剤などの各種添加剤をさらに含むことができる。前記各種添加剤は、本発明の属する分野で一般的に使用されるものであれば、いかなるものでも使用可能であり、これらの含量は、一般のタイヤ用ゴム組成物で使用される配合比に従い、特に限定されない。

前記加硫剤としては、硫黄系加硫剤、有機過酸化物、樹脂加硫剤、酸化マグネシウムなどの金属酸化物を使用することができる。

前記硫黄系加硫剤は、粉末硫黄（Ｓ）、不溶性硫黄（Ｓ）、沈降硫黄（Ｓ）、コロイド（ｃｏｌｌｏｉｄ）硫黄などの無機加硫剤、及びテトラメチルチウラムジスルフィド（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｔｈｉｕｒａｍ ｄｉｓｕｌｆｉｄｅ、ＴＭＴＤ）、テトラエチルチウラムジスルフィド（ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌｔｒｉｕｒａｍ ｄｉｓｕｌｆｉｄｅ、ＴＥＴＤ）、ジチオジモルホリン（ｄｉｔｈｉｏｄｉｍｏｒｐｈｏｌｉｎｅ）などの有機加硫剤を使用することができる。前記硫黄加硫剤としては、具体的に、元素硫黄または硫黄を作り出す加硫剤、例えば、アミンジスルフィド（ａｍｉｎｅ ｄｉｓｕｌｆｉｄｅ）、高分子硫黄などを使用することができる。

前記有機過酸化物は、ベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ｔ−ブチルクミルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルペルオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、１，３−ビス（ｔ−ブチルペルオキシプロピル）ベンゼン、ジ−ｔ−ブチルペルオキシ−ジイソプロピルベンゼン、ｔ−ブチルペルオキシベンゼン、２，４−ジクロロベンゾイルペルオキシド、１，１−ジブチルペルオキシ−３，３，５−トリメチルシロキサン、ｎ−ブチル−４，４−ジ−ｔ−ブチルペルオキシバレレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つを使用することができる。

前記加硫剤は、前記原料ゴム１００重量部に対して０．５〜４．０重量部含まれることが、適切な加硫効果として、原料ゴムが熱にあまり敏感ではなく、化学的に安定になるという点で好ましい。

前記加硫促進剤は、加硫速度を促進したり、または初期加硫段階で遅延作用を促進する促進剤（ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）を意味する。

前記加硫促進剤としては、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド−アミン系、アルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、キサンテート系、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つを使用することができる。

前記スルフェンアミド系加硫促進剤としては、例えば、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド、Ｎ−オキシジエチレン−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つのスルフェンアミド系化合物を使用することができる。

前記チアゾール系加硫促進剤としては、例えば、２−メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）、ジベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ）、２−メルカプトベンゾチアゾールのナトリウム塩、２−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩、２−メルカプトベンゾチアゾールの銅塩、２−メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩、２−（２，４−ジニトロフェニル）メルカプトベンゾチアゾール、２−（２，６−ジエチル−４−モルホリノチオ）ベンゾチアゾール、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つのチアゾール系化合物を使用することができる。

前記チウラム系加硫促進剤としては、例えば、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＭＴＤ）、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド、ジペンタメチレンチウラムヘキサスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、ペンタメチレンチウラムテトラスルフィド、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つのチウラム系化合物を使用することができる。

前記チオウレア系加硫促進剤としては、例えば、チオカルバミド、ジエチルチオ尿素、ジブチルチオ尿素、トリメチルチオ尿素、ジオルソトリルチオ尿素、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つのチオウレア系化合物を使用することができる。

前記グアニジン系加硫促進剤としては、例えば、ジフェニルグアニジン、ジオルソトリルグアニジン、トリフェニルグアニジン、オルソトリルビグアニド、ジフェニルグアニジンフタレート、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つのグアニジン系化合物を使用することができる。

前記ジチオカルバミン酸系加硫促進剤としては、例えば、エチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ブチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジアミルジチオカルバミン酸亜鉛、ジプロピルジチオカルバミン酸亜鉛、ペンタメチレンジチオカルバミン酸亜鉛とピペリジンの錯塩、ヘキサデシルイソプロピルジチオカルバミン酸亜鉛、オクタデシルイソプロピルジチオカルバミン酸亜鉛、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ペンタメチレンジチオカルバミン酸ピペリジン、ジメチルジチオカルバミン酸セレニウム、ジエチルジチオカルバミン酸テルニウム、ジアミルジチオカルバミン酸カドミウム、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つのジチオカルバミン酸系化合物を使用することができる。

前記アルデヒド−アミン系又はアルデヒド−アンモニア系加硫促進剤としては、例えば、アセトアルデヒド−アニリン反応物、ブチルアルデヒド−アニリン縮合物、ヘキサメチレンテトラミン、アセトアルデヒド−アンモニア反応物、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるアルデヒド−アミン系又はアルデヒド−アンモニア系化合物を使用することができる。

前記イミダゾリン系加硫促進剤としては、例えば、２−メルカプトイミダゾリンなどのイミダゾリン系化合物を使用することができ、前記キサンテート系加硫促進剤としては、例えば、ジブチルキサントゲン酸亜鉛などのキサンテート系化合物を使用することができる。

前記加硫促進剤は、加硫速度の促進による生産性の増進及びゴム物性の増進を極大化させるために、前記原料ゴム１００重量部に対して０．５〜２．０重量部含まれてもよい。

前記加硫促進助剤は、前記加硫促進剤と併用してその促進効果を完全にするために使用される配合剤であって、無機系加硫促進助剤、有機系加硫促進助剤、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つを使用することができる。

前記無機系加硫促進助剤としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、炭酸亜鉛（ｚｉｎｃ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化鉛（ｌｅａｄ ｏｘｉｄｅ）、水酸化カリウム、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つを使用することができる。前記有機系加硫促進助剤としては、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、パルミチン酸、リノレン酸、オレイン酸、ラウリン酸、オレイン酸ジブチルアンモニウム（ｄｉｂｕｔｙｌ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｏｌｅａｔｅ）、これらの誘導体及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つを使用することができる。

特に、前記加硫促進助剤として、前記酸化亜鉛と前記ステアリン酸を共に使用することができ、この場合、前記酸化亜鉛が前記ステアリン酸に溶けて前記加硫促進剤と有効な複合体（ｃｏｍｐｌｅｘ）を形成し、加硫反応中に有利な硫黄を作り出すことによって、ゴムの架橋反応を容易にする。

前記酸化亜鉛と前記ステアリン酸を共に使用する場合、適切な加硫促進助剤としての役割のために、それぞれ前記原料ゴム１００重量部に対して１〜５重量部及び０．５〜３重量部を使用することができる。

前記老化防止剤は、酸素によってタイヤが自動酸化する連鎖反応を停止させるために使用される添加剤である。前記老化防止剤としては、アミン系、フェノール系、キノリン系、イミダゾール系、カルバミン酸金属塩、ワックス、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つを適切に選択して使用することができる。

前記アミン系老化防止剤としては、Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチル）−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジアリール−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−シクロヘキシル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−オクチル−ｐ−フェニレンジアミン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つを使用することができる。前記フェノール系老化防止剤としては、フェノール系である２，２’−メチレン−ビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、２，２’−イソブチリデン−ビス（４，６−ジメチルフェノール）、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つを使用することができる。前記キノリン系老化防止剤としては、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン及びその誘導体を使用することができ、具体的に、６−エトキシ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン、６−アニリノ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン、６−ドデシル−２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたいずれか１つを使用することができる。前記ワックスとしては、好ましくは、ろう質炭化水素を使用することができる。

前記老化防止剤は、老化防止作用以外に、ゴムに対する溶解度が大きくなければならず、揮発性が小さく、ゴムに対して非活性でなければならず、加硫を阻害してはならないなどの条件を考慮して、前記原料ゴム１００重量部に対して０．５〜２．０重量部含まれ得る。

前記軟化剤は、ゴムに可塑性を付与して加工を容易にするために、または加硫ゴムの硬度を低下させるためにゴム組成物に添加されるもので、ゴム配合時やゴム製造時に使用されるオイル類、その他の材料を意味する。前記軟化剤は、加工オイル（Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｉｌ）、またはその他のゴム組成物に含まれるオイル類を意味する。前記軟化剤としては、石油系オイル、植物油脂及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つを使用することができるが、本発明がこれに限定されるものではない。

前記石油系オイルとしては、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、芳香族系オイル、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つを使用することができる。

前記パラフィン系オイルの代表的な例として、美昌石油工業株式会社のＰ−１、Ｐ−２、Ｐ−３、Ｐ−４、Ｐ−５、Ｐ−６などを挙げることができ、前記ナフテン系オイルの代表的な例としては、美昌石油工業株式会社のＮ−１、Ｎ−２、Ｎ−３などを挙げることができ、前記芳香族系オイルの代表的な例としては、美昌石油工業株式会社のＡ−２、Ａ−３などを挙げることができる。

しかし、近年、環境意識の高まりに伴い、前記芳香族系オイルに含まれた多環芳香族炭化水素（Ｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃ Ａｒｏｍａｔｉｃ Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ、以下、「ＰＡＨｓ」という）の含量が３重量％以上であれば癌誘発の可能性が高いと知られているところ、ＴＤＡＥ（ｔｒｅａｔｅｄ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｅ ａｒｏｍａｔｉｃ ｅｘｔｒａｃｔ）オイル、ＭＥＳ（ｍｉｌｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｓｏｌｖａｔｅ）オイル、ＲＡＥ（ｒｅｓｉｄｕａｌ ａｒｏｍａｔｉｃ ｅｘｔｒａｃｔ）オイルまたは重質ナフテン性オイルを好ましく使用することができる。

特に、前記軟化剤として使用するオイルは、前記オイル全体に対してＰＡＨｓ成分の総含量が３重量％以下であり、動粘度が９５以上（２１０ °Ｆ ＳＵＳ）、軟化剤内の芳香族成分が１５〜２５重量％、ナフテン系成分が２７〜３７重量％、及びパラフィン系成分が３８〜５８重量％であるＴＤＡＥオイルを好ましく使用することができる。

前記ＴＤＡＥオイルは、前記ＴＤＡＥオイルを含むタイヤトレッドの低温特性、燃費性能を向上させると共に、ＰＡＨｓの癌誘発の可能性などの環境的要因に対しても有利な特性を有する。

前記植物油脂としては、ヒマシ油、綿実油、亜麻仁油、カノラ油、大豆油、パーム油、ヤシ油、落花生油、パイン油、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、紅花油、ゴマ油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、ツバキ油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、サフラワー油、キリ油、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるいずれか１つを使用することができる。

前記タイヤトレッドの製造方法は、シリカバーを製造するステップ、タイヤトレッド組成物をバー状に精錬するステップ、成形フレームにバー状に精錬されたタイヤトレッド組成物と、シリカバーとを交互に位置させるステップ、及び押出工程を通じてトレッドを製造するステップを含む。

前記精錬及び押出工程は、１１０〜１９０℃に達する最大温度、好ましくは１３０〜１８０℃の高温で熱機械的処理又は混練させる第１段階（「非生産」段階という）、及び架橋結合システムが混合されるフィニッシング段階の間、典型的に１１０℃未満、例えば、４０〜１００℃の低温で機械的処理する第２段階（「生産」段階という）を用いて適当な混合器内で製造することができるが、本発明がこれに限定されるものではない。

前記タイヤトレッドは、全てのタイヤに適用可能であるが、最も好ましく、スリックタイヤ（ｓｌｉｃｋ ｔｉｒｅ）に適用する場合、より一層向上したグリップ力を発揮することができる。スリックタイヤは、スリックにパターンが入るタイヤまでも含む意味である。

本発明の他の一実施例に係るタイヤは前記タイヤトレッドを含む。

前記タイヤトレッドを含むタイヤを製造する方法は、従来にタイヤの製造に用いられる方法であればいかなる方法でも適用可能であり、本明細書では詳細な説明を省略する。

前記タイヤは、オフロードレーシング用タイヤ、小型トラック用タイヤ（ＬＴＲ）、乗用車用タイヤであってもよいが、これに限定されるものではない。

以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の実施例について詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な形態で具現することができ、ここで説明する実施例に限定されない。

［製造例１：シリカバーの製造］

シリカ、シランカップリング剤、原料ゴム、シリカ及び超微粒子カーボンブラックで構成されたマスターバッチ及び添加剤を混合し、幅０．２ｍｍ、高さ３ｍ、長さはタイヤの弧の長さと同一にして、シリカバーを製造した。

前記シリカバーは、トレッドの厚さ方向に上部と下部に互いに異なる粒子サイズのシリカが配列されるように製造し、シリカバーの上部のシリカの直径は２μｍ、シリカバーの下部のシリカの直径は４μｍであるものを使用した。

［製造例２：タイヤトレッドゴム組成物の製造］

前記製造例１のシリカバーを含むタイヤ用ゴム組成物を製造した。前記ゴム組成物は、通常のゴム組成物の製造方法により製造しており、特に限定されない。

１）原料ゴム：スチレン−ブタジエンゴム
２）促進剤１：ＴＴ（チウラム系加硫促進剤）
３）促進剤２：ＤＰＧ
４）シリカバー：表１の実施例及び比較例で製造したシリカバーを適用した。前記シリカバーの含量は、シリカバーの個数を通じて調節した。

［製造例３：タイヤトレッド及びそれを含むタイヤの製造］

前記ゴム組成物を使用してトレッド部を構成し、通常の製造方法によってタイヤをサイズ２８０／６４０Ｒ１８ Ｚ２０７、空気圧２００ｋＰａで製造した。

［実験例：タイヤ性能評価］

前記実施例及び比較例で製造したゴム組成物を使用してトレッド部を構成したタイヤを着脱してその物性を測定し、その結果を下記表２に示す。

１）混／配合性能は、比較例と実施例との混合チャート及び温度条件などを比較して評価した。
＊混／配合性能の点数表：１（非常に悪い）〜１０（非常に良い）
２）吸水／排出性能は、配合後、ニーダーでの吸水／排出時間及び作業性を評価した。
＊吸水／排出性能の点数表：１（非常に悪い）〜１０（非常に良い）
３）グリップ性能は、前記ゴム組成物を使用してトレッド部を構成したサイズ２８０／６４０Ｒ１８ Ｚ２０７のタイヤを使用して、空気圧２００ｋＰａにし、テストドライバーがウェット路面の条件でサーキットコース（２ｋｍ）を１０回連続走行した後、走行毎のラップタイムを測定して、初期グリップ性能及びグリップ性能の持続性を評価した。
＊グリップ性能の点数表：１（非常に悪い）〜１０（非常に良い）
４）３００％モジュラス、伸び率は、ＩＳＯ ３７の規格によって測定した。
５）摩耗度は、ＪＩＳ Ｋ６２６４によって測定した。

前記表２から明らかなように、シリカバーの比重が大きくなるほど、吸水性及び排水性が向上し、湿潤路面でのグリップ性能が向上したことが確認できた。

以上で本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、下記の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。

１００ タイヤ
１１０ トレッド部
１１１ キャップトレッド部
１１２ アンダートレッド部
１２０ シリカバー
１２１ シリカバーの上部
１２２ シリカバーの下部

Claims (12)

1. タイヤ周方向に延びるシリカバーを含み、前記シリカバーの上部は路面に接地されるようにトレッドに露出され、
   前記シリカバーは、トレッドの厚さ方向に上部と下部に互いに異なる粒子サイズのシリカが配列され、
   前記シリカバーの上部には、粒径が１．５〜３．０μｍであるシリカを含み、
   前記シリカバーの下部には、粒径が３．５〜５．０μｍであるシリカを含む、
   タイヤトレッド。
2. 前記シリカバーは、幅０．２〜３０ｍｍ、高さ０．２〜３０ｍｍである、請求項１に記載のタイヤトレッド。
3. 前記シリカバーとアンダートレッド部の間の角度が５〜９０°である、請求項１に記載のタイヤトレッド。
4. 前記シリカバーの上部はキャップトレッド部に位置し、
   前記シリカバーの下部はアンダートレッド部に位置する、請求項１に記載のタイヤトレッド。
5. 前記シリカバーの上部及び下部はキャップトレッド部に位置する、請求項１に記載のタイヤトレッド。
6. 前記シリカバーは、原料ゴム１００重量部、シリカ３０〜１８０重量部、及び超微粒子カーボンブラック５〜５０重量部からなるマスターバッチを用いて製造され、
   前記超微粒子カーボンブラックは、ヨウ素吸着値が２００〜１０００ｍｇ／ｇであり、ＤＢＰ吸油量が１５０〜８００ｍｌ／１００ｇである、請求項１に記載のタイヤトレッド。
7. 前記シリカバーを含むトレッドは、キャップトレッド部とアンダートレッド部からなっており、
   前記シリカバーを除いたキャップトレッド部は、
   原料ゴム１００重量部及びシリカ５０〜８０重量部を含む、請求項１に記載のタイヤトレッド。
8. 前記シリカバーを含むトレッドは、キャップトレッド部とアンダートレッド部からなっており、
   前記シリカバーを除いたアンダートレッド部は、
   原料ゴム１００重量部及びシリカ１０〜２０重量部を含む、請求項１に記載のタイヤトレッド。
9. 前記原料ゴムは、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、共役ジエン芳香族ビニル共重合体、ニトリル共役ジエン共重合体、水素化ニトリルブタジエンゴム、オレフィンゴム、マレイン酸で変形されたエチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、イソブチレンと芳香族ビニルの共重合体、イソブチレンとジエンモノマーの共重合体、アクリルゴム、ハロゲン化ゴム、クロロプレンゴム及びこれらの混合物からなる群から選択されるいずれか１つである、請求項６乃至８のいずれかに記載のタイヤトレッド。
10. 前記タイヤトレッドは、原料ゴム１００重量部に対して、加硫剤０．５〜４．０重量部、加硫促進剤０．５〜２．０重量部、及び老化防止剤０．５〜２．０重量部をさらに含む、請求項６乃至８のいずれかに記載のタイヤトレッド。
11. 請求項１に記載のタイヤトレッドはスリックタイヤのトレッドである、タイヤトレッド。
12. シリカバーを製造するステップと、
    タイヤトレッド組成物をバー状に精錬するステップと、
    成形フレームにバー状に精錬されたタイヤトレッド組成物と、シリカバーとを交互に位置させるステップと、
    押出工程を通じてトレッドを製造するステップとを含む、タイヤトレッドの製造方法であって、
    前記シリカバーは、トレッドの厚さ方向に上部と下部に互いに異なる粒子サイズのシリカが配列され、
    前記シリカバーの上部には、粒径が１．５〜３．０μｍであるシリカを含み、
    前記シリカバーの下部には、粒径が３．５〜５．０μｍであるシリカを含む、
    方法。

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