JPH01103501A

JPH01103501A - 高性能空気入りタイヤ

Info

Publication number: JPH01103501A
Application number: JP62261058A
Authority: JP
Inventors: Masanori Kawamura; 正徳川村; Akihiro Noda; 野田　昭弘
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1987-10-16
Filing date: 1987-10-16
Publication date: 1989-04-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は高性能空気入りタイヤ、特に、競走用等に使用
され、高速走行時の路面グリップ性能、加速性能、ブレ
ーキ性能等高運動性能を改良した高性能空気入りタイヤ
に関する。

（従来の技術）最近、空気入りタイヤは高運動性能が要求されるように
なってきた。特に、路面を把持するグリップ性能は重要
な要求特性である。グリップ性能がよいことは加速性能
およびブレーキ性能がよいことであり、車は高速でより
安定した走行が可能となる。

従来、高運動性能、特に、グリップ性能がよい高グリッ
プ性能を得るためには、■ポリマーとして高スチレン含
有率のスチレン−ブタジェン共重合ゴムを選択するか、
■軟化剤およびカーボンブラックを高充填した配合系を
選択するか、■粒子径の小さな、すなわち、窒素吸着比
表面積Ｎ、　ＳＡの大きなカーボンブラックを選択する
か、または、■これらの組み合わせにより高運動性能を
有するトレッドゴムを選択するかによっていた。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、前述の■〜■等によって得られた高運動
性能を有するトレッドゴムを備えた空気入りタイヤは、
高運動性能が良好なもの程、トレッドの耐摩耗性が悪く
、トレッドが早（摩耗してトレッドが薄くなり、高運動
性能が早期に著しく低下してしまうという問題点がある
。

また、−船釣に、高スチレン含有率のスチレン−ブタジ
ェン共重合ゴムをトレンドに用いると、ガラス転移温度
Ｔｇが高いため、損失係数（ｔａｎδ）の温度依存性が
大きく、運動性能が劣る。軟化剤およびカーボンブラッ
クを高充填した配合系においては、配合ゴムの破断時の
強力が低下するため、耐摩耗性が低下し著しく高運動性
能が低下すという問題点がある。

そこで本発明は、トレッドの表部に発泡ゴム層を設け、
発泡ゴム層の発泡ゴムに特定のゴム成分、特定の特性を
有するカーボンブラックおよび石油等軟化剤を特定量だ
け含有させることにより、タイヤの高運動性能、特に、
グリップ性能および耐摩耗性能を同時に向上し、車の加
速性能およびブレーキ性能を改良した高性能空気入りタ
イヤを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは、かかる問題点を解決するため種々検討し
た結果、トレッドを形成するトレッドゴムに独立気泡を
含有させることにより、ゴム自体の架橋密度を減少させ
ることなく、トレンドゴム全体、すなわちゴムと泡との
複合体全体の硬度を減少させ得ることを見出した。

また、弾性率の高いゴムを発泡させることにより発泡ガ
スの軟化作用により適度のトレッドゴムの硬度を得るこ
とができることを見出した。

さらに、トレッドゴムに、加硫により独立気泡を形成す
る発泡剤とともに特定の特性を有するカーボンブラック
を併用すると、トレッドの動的弾性率および内部損失が
調節でき、このため乾燥路面および湿潤路面の両者でグ
リップ性能と耐摩耗性が同時に改良されることを見出し
、さらに検討を重ね本発明に到達した。

すなわち、本発明に係る高性能空気入りタイヤは、タイ
ヤのケースと、ケースのクラウン部を被覆するトレッド
と、を備えた高性能空気入りタイヤにおいて、トレッド
がトレッドの表部側にトレッドの全体積の少なくとも１
０％以上の体積を有する発泡ゴム層を備え、発泡ゴム層
がガラス転移温度−６０℃以上の重合物のゴム成分を含
有する発泡ゴムからなり、発泡ゴムがゴム成分１００重
量部に対してカーボンブラックを５０〜２５０重量部お
よび石油系軟化剤を３０〜４５０重量部含有し、発泡ゴ
ムが発泡率Ｖｓ５〜９０％の範囲で平均気泡径５〜１５
０μｍの独立気泡を有するとともに個々の気泡直径が３
０〜２００μｍの独立気泡を単位面積１鶴２当たり２０
個以上有することを特徴としている。

また、前記カーボンブラックが窒素吸着比表面積（Ｎｚ
　ＳＡ）が９０〜ｂフタレート吸油量（２４Ｍ　４０　Ｂ　Ｐ）が９０〜１
２５Ｉ１１１／１００　ｇおよび着色力（Ｔ　Ｉ　ＮＴ
）が１００〜１８０であることが好ましい。

また、前記発泡ゴムが動的弾性率０．０１　×１０７〜
８　Ｘ１０’ｄｙｎ／−であることが好ましい。

ここに、発泡ゴム層は、トレッドの全体積の少なくとも
１０％以上の体積を有するのが望ましく、好ましくは１
０〜７０％である。発泡ゴム層をトレッド全体積の少な
くとも１０％以上の体積を有するとしたのは、１０％未
満では高運動性能の改良効果が少ないためである。

また、発泡ゴム層の発泡ゴムが含有するゴム成分は、ガ
ラス転移温度−６０℃以上の重合物で、高スチレン−ブ
タジェン共重合ゴムを単独もしくは該ゴムとブチルゴム
、ハロゲン化ブチルゴム、ブタジェン−アクリロニトリ
ル共重合ゴムおよびジエン系ゴム（例えば、含有スチレ
ンｆｆ１２３．５％以下の低スチレン−ブタジェン共重
合ゴム、ポリブタジェンゴム、天然ゴム）の少なくとも
１種のゴムを５重量部〜８０重量部配合したブレンドゴ
ムである。ブレンドゴムを用いる場合、ブレンドするゴ
ムを５重量部〜８０重量部とするのは、５重量部未満で
は高運動性能がかえって劣り好ましくなく、また、８０
重量部を超えると耐摩耗が劣り好ましくない。なお、ス
チレン含有量の高い高スチレン−ブタジェン共重合ゴム
としては結合スチレン量２５゜０％〜７０％のものをい
う。

また、発泡ゴムがゴム成分１００重量部に対しカーボン
ブラックを５０〜２５０重量部としたのは、５０重量部
未満では高運動性能が得られず、２５０重量部を超える
と耐摩耗性が低下するからである。また、ゴム成分１０
０重量部に対し石油系軟化剤を３０〜４５０重量部とし
たのは、３０重量部未満では高運動性能が得られず、４
５０重量部を超えると耐摩耗性が低下するとともに、混
練作業性が著しく低下するからである。

また、カーボンブラックについて、窒素吸着比表面積（
Ｎ２　ＳＡ）を９０〜４００ｍ／ｇとしたのは、９０ｎ
？／ｇ未満では高運動性能が劣り、２５０ｒｒｆ／ｇを
超えると発熱性が高く好ましくないからである。

また、圧縮ジブチルフタレート吸油量（２４Ｍ　４　Ｄ
ＢＰ）を９０〜１２５ｍｌ　／　１００ｇとしたのは、
９０ｍｌ／ＩＱＯｇ未満では弾性率が低下して耐摩耗性
が劣り、１２５ｍｌ　／１００ｇを超えると耐チッピン
グ性が好ましくないからである。また、着色力（ＴＩＮ
Ｔ）を１００〜１８０としたのは、１００未満では耐摩
耗性が低下し、１８０を超えると発熱性が悪化するから
である。

また、発泡ゴム層をトレンドに用いる方法としては、ト
レッド全体が発泡ゴム層（発泡ゴムＮ１００％）からな
ってもよい。

また、発泡ゴムの発泡率Ｖｓは、次式％式％）で表され、ρ１は発泡ゴムの密度（ｇ／ｃｄ）、ρ。は
発泡ゴムのゴム固相部の密度（ｇ／ｃＩｉ）　、ρ９は
発泡ゴムの気泡内のガス部の密度（ｇ／ｃｊ）である。

発泡ゴムは固相部と、ゴム固相部によって形成される空
洞（独立気泡）すなわち、気泡内のガス部とから構成さ
れている。ガス部の密度ρ、は極めて小さく、はぼ零に
近く、かつ、ゴム固相部の密度ρ１に対して極めて小さ
いので、式（１）は、次式Ｖｓ＝　（ρ。−ρ＋１）Ｘ１００（％）・・・・・・
（２）とほぼ同等となる。発泡率Ｖｓは５〜９０％の範
囲が望ましく、好ましくは１０〜５０％である。発泡率
５％未満では高運動性能が得られず、９０％を超えると
耐摩耗性が著しく低下し実用的に不十分であるからであ
る。

また、発泡ゴムの独立気泡の平均気泡径は、５〜１５０
μｍが望ましく、独立気泡の平均気泡径が５μｍ未満で
は高運動性能特に高グリップ性能の効果が少なく、平均
気泡径が１５０μｍを超えると耐摩耗性能が大幅に低下
し、さらに発泡ゴムの歪み復元力が低下し、いわゆる耐
ヘタリ性が低下し、耐カット性も低下する。さらに、製
造時に安定した形状を得ることが困難であるからである
。

また、発泡ゴムが気泡直径３０〜１２０μｍの独立気泡
を単位面積１鶴２当たり２０個以上含有することが望ま
しく、ここに独立気泡を単位面積１ｍ”当たり２０個以
上としたのは、２０個未満では高運動性能特に、高グリ
ップ性能が充分に得られないからである。

また、発泡ゴムの動的弾性率は０．０１　Ｘ　１０’〜
８×１０７　ｄｙｎｅ／ｃｊが好ましいとしたのは、０
．０１Ｘ１０’ｄｙｎｅ／ｃ＋Ｊ未満では、耐摩耗性が
劣り、８Ｘ１０’ｄｙｎｅ／−を超えると高運動性能が
低下するからである。

本発明においては、上述した重合物およびカーボンブラ
ック以外にゴム工業会において通常用いられている配合
物、例えば、老化防止剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、
加硫剤等を適宜配合することができる。

また、本発明に係る空気入りタイヤのトレンドに用いる
発泡ゴムは、通常のゴム配合物に発泡剤を加えて通常の
タイヤ製造方法に従って加熱加圧する際形成される。発
泡剤としては、例えば、アゾシカ−ボンアミド、ジニト
ロソ・ペンタメチレン−テトラアミン、アゾビスイソブ
チロニトリル、オキシ・ビスベンゼンスルフォニルヒド
ラジド、高沸点炭化水素化合物の樹脂ミクロカプセル等
が用いられる。

以下、実施例により詳細を説明するが、カーボンブラッ
クの性質、発泡ゴムの性質および試験タイヤによるタイ
ヤ性能の試験は下記の方法で行った。

試験法（１１カーボンブラックの性質カーボンブラックの性質において、窒素吸着比表面積（
Ｎｔ　ＳＡ）はＡＳＴＭ　　Ｄ　　３０３７、圧縮ジブ
チルフタレート吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰ）はＡＳＴＭ　
　Ｄ　　３４９３およびＤ　　２４１４、着色力（ＴＩ
ＮＴ）はＡＳＴＭ　　Ｄ　　３２６５に準じて測定を実
施した。

（２）平均気泡径および発泡率Ｖｓ発泡ゴムの平均気泡径は試験タイヤのトレッドの発泡ゴ
ム層からブロック状の試料を切り出し、その試料断面の
写真を倍率１００〜４００の光学顕微鏡で撮影し、２０
０個以上の独立気泡の気泡直径を測定し、算術平均値と
して表した。また、発泡ゴムの発泡率Ｖｓはブロック状
の前記試料の密度ρ。

（ｇ／ｃｄ）を測定し、−力無発泡ゴム（固相ゴム）の
トレッドの密度ρ。を測定し、前記式（２）を用いて求
めた。

（３）　　独立気泡の気泡直径および気泡数発泡ゴムの
独立気泡の気泡直径および気泡数は試験タイヤのトレッ
ドの発泡ゴム層からブロック状の試料を切り出し、その
試料断面の写真を倍率１００〜４００の光学顕微鏡で撮
影し、独立気泡の気泡直径を求める。４次いで、独立気
泡の気泡直径が５μｍ以上の気泡数を延べ面積４ｍｍ”
以上にわたって測定し、独立気泡き単位面積１ｍ”当た
りの気泡数（個）を計算した。

（４）発泡ゴムの動的弾性率および内部損失発泡ゴムの
動的弾性率および内部損失は試験タイヤのトレッドの発
泡ゴム層から長方形の試料（幅４．６鶴、長さ３０鶴、
厚さ２ｍｌｍ）を切り出し、動的弾性率針（巻本製作所
■製）を用い、温度３０℃、振動数６０Ｈｚ、Ｉｉ幅歪
１％にて測定した。

（５）　　高運動性能試験試験タイヤを競走用の試験車の前輪および後輪に装着し
、気温１６〜２４℃、路面温度２３〜３０℃の温度条件
で、１周４，４７０−からなるサーキットを１０周し、
その各周回のラップタイムを測定して平均した。そして
、比較例の試験タイヤの平均ラフブタイムを１００とし
て指数表示した。数値は１００より大きい程よいことを
示す、数値は約９５位までは実用上使用可能である。

（６）　　耐摩耗性能試験前述の高運動性能試験後の後輪タイヤの浅溝の深さを測
定し、比較例の試験タイヤの浅溝の深さを１００として
指数表示した。数値は１００より大きい程よいことを示
す。また、数値は約９５までは実用上使用可能である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

１　（実施例１〜１０、比較例１）第１図は本発明に係る高性能空気入りタイヤの実施例１
を示す図である。

まず、構成について説明する。第１図において、１は高
性能空気入りタイヤ（タイヤサイズは１９５１５１５−
１３および２２０１５１５−１３）であり、高性能空気
入りタイヤ１はタイヤのケース２と、発泡ゴムからなり
ケース２のクラウン部２ａを被覆するトレッド３と、を
有している。ケース２は、−対のと一ド部５と、と−ド
部５間にタイヤ周方向と交差するよう配置したゴム引き
コードからなる４枚のプライ層を有するカーカス部６と
、カーカス部６のタイヤ軸方向両側部を被覆するサイド
ウオールゴム８とから構成されている。

トレッド３はトレッド３の表部３ａ側で両ショルダ部間
に発泡ゴム層１０（図には黒点にて示している）有し、
発泡ゴム層１０はトレッド３の全体積Ｖの少なくとも１
０％以上の体積を有している。この実施例ではトレッド
の全体積■と同じ１００％の体積である。発泡ゴム層１
０は発泡ゴム１１からなり、発泡ゴム１１は、表１に示
すように、トレッドのゴム組成物（組成物２））、すな
わち、ガラス転移温度−６０℃以上の重合物（高スチレ
ン−ブタジェン共重合ゴム）からなるゴム成分を含有し
、ゴム成分１００重量部に対してカーボンブラック（Ｓ
ＡＦ）を１３０重量部、石油系軟化剤であるアロマチッ
クオイルを１３０重量部を含有し、これに通常の配合剤
および発泡剤（オキシ・ビス・ベンゼンスルフォニルヒ
ドラジド、またはジニトロソ・ペンタメチレンテトラミ
ンおよび尿素）を加えたものであり、また、カーボンブ
ラックは窒素吸着比表面積（Ｎ、ＳＡ）が９０〜ｂルフタレート吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰ）が９０〜１２５
ｍｌ／１００　ｇおよび着色力（ＴＩＮＴ）が１００〜
１８０である。通常のタイヤ製造方法に従って成型し、
加熱・加圧する際、発泡し独立気泡（図には黒点にて示
している）１３を形成する。

実施例１に用いた発泡ゴム１１は、表１　（組成物２）
に示すように、発泡率Ｖｓ３０％で、平均気泡径５〜１
５０μｍの独立気泡を有し、気泡直径３０〜２００μｍ
の独立気泡を単位面積ｌａｗ２当たり２０個以上有して
いる。また、発泡ゴムは動的弾性率０゜０１　Ｘ　１０
７〜８　Ｘ　１０’　ｄｙｎ　／　ｃｊである。トレッ
ド３以外の構成および製造方法は通常の空気入りタイヤ
と同じであり、詳細な説明は省略する。

また、高性能空気入りタイヤ１の性能試験の結果は、表
１の下部に示すように、高運動性能が１１Ｏで、耐摩耗
性能が９６であり、特に、グリップ性能が大幅に向上し
、車の加速性能およびブレーキ性能が大幅に向上した。

また、耐摩耗性能は実用上十分であった。

次に、タイヤサイズ１９５１５１５−１３および２２０
１５１５−１３の２サイズの試験タイヤをそれぞれ１１
種類（実施例１０種、比較例１種）を準備し、本発明の
効果を確認したので説明する。詳細は表１に示す。

実施例１は前述の第１図に示すものである。実施例２〜
１０は、トレッド３に、第１図に示すように、トレッド
３の全体積の１００％の体積を有する発泡ゴム層１０を
用いた場合である。実施例２〜１０の発泡ゴム層ｌＯの
発泡ゴムには、それぞれ表１の組成物１〜１０を用い、
発泡剤の配合量および種類を変えて、発泡ゴムの物性を
変えて製造した。比較例は発泡剤を含まない場合であり
、独立気泡を有していない。これらの試験タイヤは、前
述以外は実施例１と同じである。

試験タイヤは高運動性能および耐摩耗性能について前述
の試験法により試験した。

これらの試験結果は表１の下部に、また、これらの性能
と発泡率Ｖｓとの関係を第２図に示す。

第２図において、白丸○および白三角形Δは発泡剤とし
てオキシ・ビス・ベンゼンスルフォニルヒドラジドを配
合し、黒丸・および黒三角形ムは発泡剤としてジニトロ
ソ・ヘンタメチレンテトラミンを配合した。また、白丸
および黒丸は高運動性能の指数値を示し、白三角形およ
び黒三角形は耐摩耗性能の指数値を示す。２本の１点鎖
線にて示す領域Ａは発泡率Ｖｓが１０〜５０％で好まし
い範囲である。点線にて示す９５以上は実用上十分な範
囲を示す。

これらの結果から明らかなように本発明を適用した実施
例１−１０は比較例１に比較して、高運動性能は大幅に
向上しており、かつ、耐摩耗性能も充分実用に耐えるよ
うに確保されている。そして、加速性能およびブレーキ
性能は大幅に向上し、高速走行で安定した走行ができた
。

（実施例１１．１２および比較例２）次に、実施例１１．１２について説明する。

実施例１１．１２は前記表１での試験タイヤ実施例１〜
１０と同じタイヤサイズにより実施例１と同様に実施し
た。

実施例１１１２および比較例２は、表２に組成物１３．
１４として示すように、トレッドの発泡ゴム層において
、発泡ゴムのゴム成分に高スチレン−ブタジェン共重合
ゴムおよびブチルゴムを用い、組成物１３．１４では発
泡剤にオキシ・ビス・ベンゼンスルフォニルヒドラジド
を用いた場合である。トレッド以外は第１実施例と同じ
である。性能試験の結果は、表２に比較例２との比較で
示す。表２に示すように、実施例１１．１２は比較例２
に比較し、高運動性能が大幅に向上し、耐摩耗性能も実
用上十分である。

（零頁、以下余白）（実施例１３および比較例３）次に、実施例１３について説明する。

実施例１３および比較例３は、表２に組成物１６．１５
として示すように、トレッドの発泡ゴム層において、発
泡ゴムのゴム成分に高スチレン−ブタジェン共重合ゴム
およびポリブタジェンゴムを用い、組成物１６では発泡
剤にオキシ・ビス・ベンゼンスルフォニルヒドラジドを
用いた場合である。トレンド以外は第１実施例と同じで
ある。性能試験の結果は、表２に比較例３との比較で示
す。表２に示すように、実施例１３は比較例３に比較し
、高運動性能および耐摩耗性能が向上している。

（実施例１４および比較例４）次に、実施例１３について説明する。

実施例１４および比較例３は、表２に組成物１８．１７
として示すように、トレッドの発泡ゴム層において、発
泡ゴムのゴム成分に高スチレン−ブタジェン共重合ゴム
および低スチレン−ブタジェン共重合を用い、組成物１
８では発泡剤にオキシ・ビス・ベンゼンスルフォニルヒ
ドラジドを用いた場合である。トレッド以外は第１実施
例と同じである。

性能試験の結果は、表２に比較例４との比較で示す。表
２に示すように、実施例１４は比較例４に比較し、高運
動性能および耐摩耗性能が向上している。

（効果）以上説明したように、本発明によれば、トレッドの表部
に発泡ゴム層を設け、発泡ゴム層の発泡ゴムに特定のゴ
ム成分、特定の特性を有するカーボンブラックおよび石
油等軟化剤を特定量だけ含有させることにより、タイヤ
の高運動性能、特に、グリップ性能および耐摩耗性能を
同時に向上でき、車の加速性能およびブレーキ性能を大
幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は本発明に係る高性能空気入りタイヤの実施
例１を示す図であり、第１図はその一部断面図、第２図
はその効果を示すグラフである。ｌ・・・・・・高性能空気入りタイヤ、２・・・・・・
ケース、３・・・・・・トレッド、５・・・・・・ビード部、６・・・・・・カーカス部、８・・・・・・サイドウオール、１０・・・・・・発泡ゴム層、１１・・・・・・発泡ゴム、１３・・・・・・独立気泡。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）タイヤのケースと、ケースのクラウン部を被覆す
るトレッドと、を備えた高性能空気入りタイヤにおいて
、トレッドがトレッドの表部側にトレッドの全体積の少
なくとも１０％以上の体積を有する発泡ゴム層を備え、
発泡ゴム層がガラス転移温度−６０℃以上の重合物のゴ
ム成分を含有する発泡ゴムからなり、発泡ゴムがゴム成
分１００重量部に対してカーボンブラックを５０〜２５
０重量部および石油系軟化剤を３０〜４５０重量部含有
し、発泡ゴムが発泡率Ｖｓ５〜９０％の範囲で平均気泡
径５〜１５０μｍの独立気泡を有するとともに個々の気
泡直径が３０〜２００μｍの独立気泡を単位面積１ｍｍ
＾２当たり２０個以上有することを特徴とする高性能空
気入りタイヤ。
（２）前記カーボンブラックが窒素吸着比表面積（Ｎ＿
２ＳＡ）が９０〜４００ｍ＾２／ｇ、圧縮ジブチルフタ
レート吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰ）が９０〜１２５ｍｌ／
１００ｇおよび着色力（ＴＩＮＴ）が１００〜１８０で
ある特許請求の範囲第１項記載の高性能空気入りタイヤ
。
（３）前記発泡ゴムが動的弾性率０．０１×１０＾７〜
８×１０＾７ｄｙｎ／ｃｍ＾２である特許請求の範囲第
１項記載の高性能空気入りタイヤ。