JPH06278410A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走行中又は経時的に変化するトレッド部の硬
度上昇を抑制することにより、乾燥路における操縦安定
性や湿潤路における摩擦性を良好に保ちながら、初期の
タイヤ性能を長期間維持する。 【構成】 外層側のキャップトレッド部６と内層側のア
ンダートレッド部５とから成るトレッド部３を有し、こ
れらを構成するゴムコンパウンドに軟化剤を配合した空
気入りタイヤにおいて、前記アンダートレッド部５の軟
化剤濃度を前記キャップトレッド部６の軟化剤濃度の 1
05〜 250％で、かつ原料ゴム 100重量部当り５〜70重量
部であり、しかも前記キャップトレッド部が分子量 6,0
00〜60,000の低分子量ジエン系ポリマーを原料ゴム 100
重量部当り５〜50重量部含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行中又は経時的に変
化するトレッド部の硬度上昇を抑制することにより初期
のタイヤ性能を長期間維持するようにした空気入りタイ
ヤ、特にスタッドレスタイヤやオールシーズンタイヤに
代表される空気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にスタッドレスタイヤやオールシー
ズンタイヤは、トレッド部が外層側のキャップトレッド
部と内層側のアンダートレッド部との２層から構成さ
れ、そのキャップトレッド部側にアンダートレッド部側
よりも多量に低融点の軟化剤を配合することにより、低
温時のキャップトレッド部のゴム弾性や摩擦抵抗を確保
し、氷上性能を発揮するようにしている。

【０００３】しかし、前記したような構造を有する従来
の空気入りタイヤは走行中又は経時的にキャップトレッ
ド部の軟化剤がアンダートレッド部等のタイヤ内層部へ
マイグレーションしたり、路面や大気中に拡散し、その
硬度が変更（上昇）するため、初期のタイヤ性能が次第
に悪化するという問題があった。そのため、このような
スタッドレスタイヤ等の経時的な性能の悪化を抑制する
対策として、特開平１−１０８２３２号公報には、トレ
ッド部とベルト層との間にオイルバリヤーを設け、トレ
ッド部に含まれる軟化剤のマイグレーションを抑制する
手段が提案されている。しかし、このような構造のスタ
ッドレスタイヤはベルト層側への軟化剤移行量は低減す
るものの、路面や大気中への移行は避けられないので本
質的な改良とはならなかった。

【０００４】また、特開平１−２３４４４１号公報に
は、トレッド部にマイクロカプセル化油を配合した空気
入りタイヤが提案されている。しかし、この空気入りタ
イヤには、マイクロカプセル化油がトレッド部路面の摩
耗を生じ易くし、耐摩耗性を悪化させるという問題があ
った。

【０００５】更に特開昭６３−２０２６３６号公報には
トレッド部に液状ポリマーを配合することが記載されて
いるが、このタイヤはトレッド部の軟化剤がベルト側に
移行するのを抑制させただけで、その効果は未だ不充分
であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、前
記した従来の空気入りタイヤの問題を解決して、走行中
又は経時的に変化するトレッド部の硬度上昇を抑制する
ことにより、耐ベルト接着性（耐久性）、乾燥路におけ
る操縦安定性や湿潤路における摩擦性を良好に保ちなが
ら、初期のタイヤ性能を長期間安定に維持するようにし
た空気入りタイヤを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に従えば、前記目
的は、外層側のキャップトレッド部と内層側のアンダー
トレッド部とから成るトレッド部を有し、キャップトレ
ッド部及びアンダートレッド部を構成するゴムコンパウ
ンドに軟化剤を配合した空気入りタイヤにおいて、前記
アンダートレッド部が軟化剤を原料ゴム 100重量部当り
５〜70重量部含有し、アンダートレッド部の軟化剤濃度
が前記キャップトレッド部の軟化剤濃度の 105〜 250％
で、しかも前記キャップトレッド部が軟化剤として分子
量 6,000〜60,000の低分子量ジエン系ポリマーを原料ゴ
ム 100重量部当り５〜50重量部含有する空気入りタイヤ
により達成することができる。

【０００８】本発明者らは、先に、従来のトレッド部に
おいては、キャップゴムの軟化剤がタイヤ内部層へ移行
したり、路面や大気中に拡散してキャップゴムの硬度が
増加してトレッド部の硬度が上昇してタイヤの性能が経
時的に低下することを見出し、キャップトレッド部より
アンダートレッド部の軟化剤濃度を高くすることによっ
て軟化剤の移行をアンダートレッド側からキャップトレ
ッド側へ従来と逆に移行させることによりキャップゴム
の硬度上昇を抑えた空気入りタイヤを提案した（特願平
４−６０４０２号出願）。

【０００９】しかしながら、キャップトレッド部よりア
ンダートレッド部へ軟化剤を高配合すると軟化剤がベル
ト側へ移行し、ベルト接着性が低下することを見出し
た。また、アンダートレッド部の軟化剤配合量を低く抑
えようとすると、キャップトレッド部の軟化剤配合量も
さらに低いレベルまで低下させなければならず、タイヤ
のグリップ性能が低下するので好ましくない。然るに、
本発明ではキャップトレッド部に軟化剤に代えて特定の
低分子量ポリマーを配合することによって、乾燥路にお
ける操縦安定性や湿潤路における摩擦特性を良好に保ち
ながら、走行中又は経時によるキャップの硬度上昇を抑
え、初期のタイヤ性能を長期間維持することができる。
また、配合する低分子量ポリマーを低温特性が良好なも
のに限定することによって、スタッドレスタイヤのよう
な冬用タイヤに応用することができる。

【００１０】本発明において、軟化剤濃度とはトレッド
ゴムコンパウンド中の原料ゴム 100重量部に対する軟化
剤の配合量（重量部）によって定義される値である。

【００１１】以下、図面を参照して本発明を具体的に説
明する。図１は、本発明の空気入りタイヤの一例を示す
半断面図である。図１において、１はビードコア、２は
カーカス層、３はトレッド部、４はベルト層である。カ
ーカス層２は、その両端部をビードコア１の廻りにタイ
ヤ内側から外側にトレッド方向に折り返されている。ベ
ルト層４上のトレッド部３は、内層側のアンダートレッ
ド部５とその上に重ね合わせられたキャップトレッド部
６とから形成されている。

【００１２】前記アンダートレッド部５とキャップトレ
ッド部６とを構成するゴムコンパウンドにはそれぞれ軟
化剤が配合されているが、その軟化剤濃度はアンダート
レッド部５側の方がキャップトレッド部６側よりも大き
く、アンダートレッド部５の軟化剤濃度はキャップトレ
ッド部６の軟化剤濃度の 105〜 250％、好ましくは 120
〜 200％であり、かつ原料ゴム 100重量部当り５〜70重
量部、好ましくは20〜55重量部の範囲である。

【００１３】前述のアンダートレッド部の軟化剤濃度を
キャップトレッド部のそれの 105％未満とすると、アン
ダートレッド側の軟化剤濃度が十分高くないため、キャ
ップトレッド部からアンダートレッド部への適度なマイ
グレーションを行わせることができず、またアンダート
レッド部の軟化剤濃度がキャップトレッド部のそれの25
0％を超えると、アンダートレッド部からキャップトレ
ッド部への軟化剤のマイグレーションが著しくなってキ
ャップトレッド部の硬度低下が著しくなり、操縦安定性
や耐摩耗性等の一般路におけるタイヤ性能が損なわれる
ようになるので好ましくない。

【００１４】また、アンダートレッド部ゴムコンパウン
ドの軟化剤濃度は原料ゴム 100重量部当り５重量部未満
では、キャップトレッド部への軟化剤の移行を生じるの
に十分な配合量ではなく、逆に70重量部を超えると、押
出成形時の加工性が低下すると共に、ゴム物性が低下
し、更に、キャップトレッド部のみならず、ベルト側へ
も大量の軟化剤が移行するためベルト接着性が低下し、
タイヤ耐久性が低下するので好ましくない。

【００１５】本発明に従ってアンダートレッド部に使用
する軟化剤としては、通常のゴム用軟化剤として知られ
ているプロセスオイルのほか可塑剤を使用することがで
きる。このようなプロセスオイルとしては、パラフィン
系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル、ナフテン
系プロセスオイル等の石油系軟化剤、コールタール系軟
化剤、脂肪油系軟化剤を挙げることができる。さらに、
これらの軟化剤の外に、下記のエステル系合成可塑剤、
エーテル系合成可塑剤などの各種可塑剤化合物を軟化剤
として使用することができる。

【００１６】ジ−ｎ−オクチルフタレート，ジブチルフ
タレート等のフタル酸系誘導体、ジ−（２−エチルヘキ
シル）アジペート，ジイソブチル−アジペート等のアジ
ピン酸誘導体、ジ−（２−エチルヘキシル）アゼレート
等のアゼライン酸誘導体、ジ−（２−エチルヘキシル）
セバケート等のセバシン酸誘導体、ジブチルマレート等
のマレイン酸誘導体、ジ−（２−エチルヘキシル）フマ
レート等のフマル酸誘導体、トリイソデシル−トリメリ
テート等のトリメリット酸誘導体、アセチルトリエチル
−シトレート等のクエン酸誘導体、メチルオレエート，
トリメチロールプロパンオレエート等のオレイン酸誘導
体、メチルアセチル−リシノレート等のリシノール酸誘
導体、ジエチレングリコール−ジステアレート等のステ
アリン酸誘導体、トリエチレングリコール−ジペラルゴ
ネート等の脂肪酸誘導体、Ｎ−シクロヘキシル−ｐ−ト
ルエンスルホンアミド等のスルホン酸誘導体、トリブチ
ルホスフェート等のリン酸誘導体、オクチル脂肪酸エス
テル等のモノエステル系可塑剤、トリエチレングリコー
ル−ジ−（２−エチルブチレート）等のグリコール誘導
体、並びにグリセリン誘導体、パラフィン誘導体、ジフ
ェニル誘導体、エポキシ誘導体等である。これらは単独
又は２種類以上の任意の混合物として使用することがで
きる。

【００１７】本発明に従えば、キャップトレッド部に軟
化剤として分子量 6,000〜60,000、好ましくは 6,000〜
50,000の低分子量ジエン系ポリマーを原料ゴム 100重量
部当り５〜50重量部、好ましくは５〜30重量部配合す
る。この低分子量ジエン系ポリマーの配合量が５重量部
未満では配合量が少な過ぎて効果がなく、また50重量部
を超えると未加硫ゴムのムーニー粘度が極端に低下する
ため加工性が悪くなり実用的でない。

【００１８】本発明において使用する低分子量ジエン系
ポリマーは、ＧＰＣ(gel permeation chromatgraphy :
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）で測定し、
ポリスチレンに換算した分子量が 6,000〜60,000の低分
子量ジエン系ポリマーである。ＧＰＣの測定条件は以下
の通りとした。 溶媒 ： ＴＨＦ（テトラヒドロフラン） 濃度 ： 0.05重量％ 流速 ： １ml／min カラム温度 ： 40℃ カラム ： ウルトラスタイラジェル（商品名） 低分子量ジエン系ポリマーの分子量が 6,000未満では、
タイヤのアンダートレッド部への移行性があり、本発明
での問題解決にならないので好ましくなく、逆に分子量
が60,000を超えると、軟化効果が小さくなり、目的とす
る物性が得られないので好ましくない。

【００１９】本発明において用いる低分子量ジエン系ポ
リマーは原料ゴムの表面からにじみ出す現象（ブリー
ド）がなければ任意のジエン系ポリマー（例えばブタジ
エン重合体、イソプレン重合体、アクリルニトリルブタ
ジエン共重合体、芳香族ビニルブタジエン共重合体な
ど）とすることができ、好ましいジエン系ポリマーはシ
ス1.4 結合が70％以上、好ましくは75％以上のブタジエ
ン重合体である。これはシス結合が70％未満では低温硬
度が高く（硬く）なって氷上性能が落ちる傾向にあるか
らである。また、本発明に用いる低分子量ジエン系ポリ
マーは末端に一般式＞Ｃ＝Ｎ⁺ ＜官能基（例えばＮ−メ
チル−２−ピロリドン、Ｎ−メチル−β−プロピオラク
タム等）をつけたものが一般的に知られているが、本発
明で得られる効果は低分子量ポリマーの末端の構造には
依存せず、その基本構造によって得られるものである。
従って末端官能基があってもよいし、またその種類も問
わない。

【００２０】本発明において、トレッド部におけるアン
ダートレッド部とキャップトレッド部との割合は、キャ
ップトレッド部の厚さが厚くなり過ぎると蓄熱し易くな
ったり、高速走行時の操縦安定性を低下させたりする。
他方、薄くなり過ぎると、摩耗によりアンダートレッド
部が早く露出し、２層構造による氷上性能が低下した
り、乾燥路での操縦安定性が損なわれたりし易くなる。
このため、キャップトレッド部の容積Vcに対するアンダ
ートレッド部の容積Vbの比Vb／Vcを0.05〜 1.5（５／95
〜60／40）、好ましくは 0.1〜 0.8（10／90〜44／56）
の範囲になるようにすることが望ましい。

【００２１】

【実施例】以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を
更に詳しく説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例
に限定するものでないことは言うまでもない。

【００２２】実施例１〜５及び比較例１〜５ 表１に示すように、配合組成を異にする10種類のキャッ
プトレッド部用のゴムコンパウンドＣ−１〜Ｃ−10及び
３種類のアンダートレッド部用のゴムコンパウンドＵ−
１〜Ｕ−３を調製した。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１の脚注 NR : TTR-20 BR : 日本ゼオン ニポール1220 SBR : 日本ゼオン ニポール1712 プロセスオイル: 芳香族系プロセスオイル 可塑剤 : ジ−（２−エチルヘキシル）セバケート（大
八化学社製） 低分子量ポリマー1 : 液状IR （株）クラレ製 LIR-30
Mw=29000 低分子量ポリマー2 : 液状BR 出光石油化学 Poly bd R
-45HT Mw=10000 1.4シス-20% 低分子量ポリマー3 : 液状BR 日本ゼオン Polyoil 130
Mw=15000 1.4シス-80% 低分子量ポリマー4 : 液状SBR （試作品）溶液重合SBR
Mw=5000 St=30重量% ビニル＝30重量% 低分子量ポリマー5 : 液状SBR （試作品）溶液重合SBR
Mw=21000 St=30重量% ビニル＝30重量% 低分子量ポリマー6 : 液状SBR （試作品）溶液重合SBR
Mw=65000 St=30重量% ビニル＝30重量%

【００２５】次に、タイヤサイズを 185／70Ｒ13、トレ
ッド構造を図１、キャップトレッド部の容積Vcに対する
アンダートレッド部の容積Vbの比Vb／Vcを 0.4とする点
を共通とし、表１の10種類のキャップトレッド部用ゴム
コンパウンドと３種類のアンダートレッド部用ゴムコン
パウンドを、それぞれ表２に示す通り組み合わせて使用
し、従来タイヤ（対照）、比較タイヤ１〜５（比較例１
〜５）及び本発明タイヤ１〜５（実施例１〜５）を製造
した。

【００２６】これら16種類の空気入りタイヤについて、
下記方法により硬度、氷上制動性能を評価した。それら
の結果を表２に示した。硬度 ：新品時及び 7,000km走行した後の各タイヤのトレ
ッド部から試験片を切り出し、JIS-K6301 に規定されて
いる方法に準じて、温度０℃のときの硬度を測定した。

【００２７】氷上制動性能：新品時及び 7,000km走行し
た後の各タイヤについて、それぞれ氷盤上を初速30km／
hrで走行し、制動したときの制動距離を測定した。評価
は制動距離の逆数をもって行い、従来タイヤの新品時の
制動距離（逆数）を基準（100)とする指数値で表示し
た。この指数値が大きいほど氷上制動性能が良好である
ことを示す。

【００２８】また、これら16種類のタイヤについて、下
記の評価方法により乾燥路における操縦安定性及び耐摩
耗性を評価した。その結果を表２に示した。操縦安定性（乾燥路） ：５人のテストドライバーによる
乾燥路面における実車フィーリングを10点法により採点
（平均点）し評価した。従来タイヤの採点を基準（100)
とする指数値で表示した。この指数値が大きいほど操縦
安定性が良好であることを示す。

【００２９】耐摩耗性（乾燥路）：ＪＡＴＭＡに規定さ
れている設計常用荷重、空気圧の条件下で乾燥路面を
7,000km走行した後、各タイヤの摩耗量を測定した。評
価は摩耗量の逆数をもって行い、従来タイヤの摩耗量
（逆数）を基準（100)とする指数値で表示した。この指
数値が大きいほど耐摩耗性が良好であることを示す。

【００３０】ウェット性能（湿潤路制動性能）：撤水し
たアスファルト路面を初速40km／hrで走行し、制動した
時の制動距離を測定し、従来タイヤを100 として指数表
示した。数値は大きくなる程、制動が良好であることを
示す。

【００３１】

【表２】

【００３２】表２の結果より明らかな通り、対照として
あげた従来の典型的タイヤは、走行後の硬度上昇が大き
く、走行による氷上性能の低下が著しい。これに対し、
比較例１は、アンダートレッド部の軟化剤配合量がキャ
ップトレッド部の 105％未満であるため、従来例より改
良されてはいるが、その改良効果は小さい。次に比較例
２は、アンダートレッド部の軟化剤配合量がキャップト
レッド部の 250％超であるため、硬度上昇はないが、耐
摩耗性、操縦安定性等が低下する。更に、比較例３は、
硬度上昇はないがキャップトレッド部のエネルギーロス
が小さいため、ウェット性能が悪い。比較例４は、低分
子量ポリマーの分子量が 6,000未満であるため、移行性
があり、走行後の硬度が上昇している。比較例５は、低
分子量ポリマーの分子量が60,000超であるため、軟化効
果が小さくて、初期の硬度が高い。

【００３３】これに対し、実施例１〜３のタイヤは、本
発明の規定範囲内であるため、走行による硬度の上昇が
抑えられ、操縦安定性、ウェット性能、耐摩耗性等の一
般タイヤ性能の低下もなく、更に走行による氷上性能の
低下もない。これに対し、実施例４〜５は、本発明の規
定範囲内であり、上記実施例１〜３と同様であるが、更
に低分子量ポリマーをシス1.4 結合が70％以上のものと
したため、硬度上昇もなく、初期の氷上性能も良好であ
る。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、アンダートレッド部の
軟化剤濃度をキャップトレッド部のそれよりも大きく
し、キャップトレッド部からアンダートレッド部へのマ
イグレーションを防止し、かつ、キャップトレッド部に
分子量 6,000〜60,000の低分子量ジエン系ポリマーを配
合することにより、乾燥路における操縦安定性や湿潤路
における摩擦性を良好に保持しながら、キャップトレッ
ド部の硬度を長期間保持し、初期の良好なタイヤ性能を
維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明タイヤの一例を示す半断面図である。

【符号の説明】

１…ビードコア ２…カーカス層 ３…トレッド部 ４…ベルト層 ５…アンダートレッド部 ６…キャップトレッド部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外層側のキャップトレッド部と内層側の
   アンダートレッド部とから成るトレッド部を有し、キャ
   ップトレッド部及びアンダートレッド部を構成するゴム
   コンパウンドに軟化剤を配合した空気入りタイヤにおい
   て、前記アンダートレッド部が軟化剤を原料ゴム 100重
   量部当り５〜70重量部含有し、アンダートレッド部の軟
   化剤濃度が前記キャップトレッド部の軟化剤濃度の 105
   〜 250％で、しかも前記キャップトレッド部が軟化剤と
   して分子量 6,000〜60,000の低分子量ジエン系ポリマー
   を原料ゴム 100重量部当り５〜50重量部含有する空気入
   りタイヤ。