JPH0725952B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は空気入りタイヤ、例えば、湿潤路面及び氷雪路
面を四季にわたって高速走行する乗用車及びトラック・
バス用等の空気入りタイヤに関する。

（従来の技術とその問題点） 一般に、氷雪路用の空気入りタイヤとして、氷雪路面上
を走行する際の駆動性能、制動性能及び操縦性能（以
下、単に、「氷雪性能」という。）を確保し、且つ、ス
パイクピンによる粉塵公害や路面の損傷を防止するため
に、スパイクピンを用いないスタッドレス空気入りタイ
ヤが広く用いられている。

従来のスタッドレス空気入りタイヤは、氷雪性能を改良
するため、低温におけるトレッドゴムの硬度を下げる方
法がとられている。具体的には、文献：ジャーナル・オ
ブ・アイアールアイ、1972年発行、10月号、192頁、ザ
フリクション オブ ポリマー オン アイス（Jour
nal of IRI,The Friction of Polymer on Ice）著者W.
F.Norich及び文献：ザ、フリクション オブ ニューマ
チック タイヤ（The Friction of Pneumatic Tire
s）、1975年発行、にみられる様に天然ゴム又はポリブ
タジエンゴム等の比較的ガラス転移点の低いポリマーを
使用することで、氷雪路面上の路面把握力は向上する。
しかしながら、天然ゴム又はポリブタジエンゴム等のポ
リマーをトレッドゴムに用いる従来の方法によると、ポ
リマー自体の正接損失（tanδ）が小さいため、湿潤路
面における制動性能が低下するという問題点がある。

また、トレッドゴムの正接損失（tanδ）を大きくする
ために、カーボンブラックを多量に使用する方法は、文
献：ラバー ケミストリー アンド テクノロジー（Ru
bber Chemistry and Technology）1975年発行、38巻、5
27〜537頁によって知られている。また、特公昭57−592
56号公報によれば、正接損失（tanδ）の大きいブチル
ゴムをトレッドゴムに混合する方法も開示されている。
しかしながら、カーボンブラックを多量に配合すること
は、低温及び室温付近でもゴムの硬度が硬くなり、ま
た、ブチルゴムをトレッドゴムに混合することは、ガラ
ス転移点を高くする。従って、いずれの方法において
も、氷雪路面上を走行する際の駆動性能及び制動性能を
低下させるという問題点がある。

このように、湿潤路面における制動性能と、氷雪路面上
における駆動性能、制動性能とは両立が難しいという問
題点がある。

そこで、本発明の目的は、湿潤路面における制動性能を
損なうことなく、耐摩耗性能が充分に実用に耐え、氷雪
路面上における駆動性能、制動性能及び操縦性能が著し
く改良された空気入りタイヤを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者等は、氷雪路面上における走行性能、特に、駆
動性能及び制動性能が減少する温度０℃付近での氷上、
雪上において、ゴムの表面粗さが氷上における摩擦係数
に大きく影響を与えることを見出し、低温において、ゴ
ムの硬さが軟らかく、しかも、ゴムの表面が粗いゴム組
成物として、先に、独立気泡を含有する発泡ゴムにつき
提案した。しかしながら、発泡ゴムは耐摩耗性能が十分
でなく、従来の汎用のスタッドレスの空気入りタイヤに
おけるトレッドゴムの耐摩耗性能の120％までの改良は
可能ではあるが、従来のオールシーズンの空気入りタイ
ヤにおけるトレッドゴムの耐摩耗性能までには至ってい
ない。

本発明者等は、トレッドゴムのゴム表面の表面粗さ、ゴ
ム表面の硬度の異なる異種ゴムの組合せ、異種ゴムの粒
径及び氷上摩擦係数等の関係につき研究を重ねた。この
結果、ガラス転移点−50℃以下、粒径1000μｍ以下の硬
度の小さい粉末加硫ゴムを未加硫のゴムに加えて加硫
し、トレッドゴム中に散在させると、粉末加硫ゴムは前
述の発泡ゴム中の独立気泡と同じような効果を有し、氷
上摩擦係数を大きく増加する。また、これらのことは乗
用車及びトラック・バス用等の空気入りタイヤにも有効
であることを見出した。

また、粉末加硫ゴムを加える未加硫ゴムは、加硫された
際のゴムの正接損失（tanδ）を増加するために、カー
ボンブラックの量を増加しても、又は、ブチルゴムを混
合したものであっても同じ効果を有している。即ち、粉
末加硫ゴムを加えたトレッドゴムは、湿潤路面における
制動性能を十分に維持したまま、温度０℃近傍の氷上摩
擦係数を大幅に増加し、氷雪路面上の駆動性能、制動性
能及び操縦性能、即ち、氷雪性能を著しく改良するもの
であることを見出した。

本発明者等は、更に鋭意研究を重ね本発明に到達した。

即ち、本発明は、第１には、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空気入りタイヤにおい
て、トレッドの少なくとも表部側の一部に海ゴム部と該
海ゴム部内に散在する島ゴム部とからなる補強ゴム層が
配置されており、且つ、上記島ゴム部が粉末加硫ゴムか
らなるとともに、島ゴム部のゴム成分100重量部に対し
てカーボンブラックが30重量部以下の組成を有し、更
に、上記島ゴム部の硬度が上記海ゴム部の硬度より小さ
いことを特徴とするものであり、第２には、前記補強ゴ
ム層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ことを特徴とするものであ
り、第３には、前記島ゴム部の平均粒径が1000μｍ以下
であることを特徴とするものであり、第４には前記海ゴ
ム部のゴム成分がガラス転移点−50℃以下であることを
特徴とするものであり、第５には、前記海ゴム部のゴム
成分100重量部に対し、前記粉末加硫ゴムを５〜60重量
部含有することを特徴とするものであり、第６には、前
記海ゴム部が海ゴム部のゴム成分100重量部に対してカ
ーボンブラックを40重量部以上含有することを特徴とす
るものであり、第７には、前記島ゴム部のゴム成分がガ
ラス転移点−50℃以下であることを特徴とするものであ
る。

ここに、島ゴム部を構成する粉末加硫ゴムの平均粒径
は、1000μｍ以下が望ましく、好ましくは30〜400μｍ
である。平均粒径1000μｍ以下としたのは、1000μｍを
超えるとゴムの耐摩耗性能が著しく低下し、十分な性能
が得られないからであり、また、加硫ゴムとしたのは、
海ゴム部内に混合し、海ゴム部内に散在する多数の不均
質部分（島ゴム部）を作ることが必要であるからであ
る。

また、粉末加硫ゴムのゴム成分はガラス転移点−50℃以
下の重合物（例えば、天然ゴム、ポリブタジエンゴム及
びシリコンゴム）であることが望ましい。−50℃以下と
したのは、−50℃を超えると、低温においてゴムの硬度
が増加し、氷雪路面上でのタイヤのトレッドのブロック
の変形を妨げ、タイヤの制動性能を低下させるからであ
る。

また、島ゴム部を構成する粉末加硫ゴム内のカーボンブ
ラックは、この粉末加硫ゴムのゴム成分100重量部に対
して30重量部以下が望ましく、好ましくは10重量部以下
である。30重量部以下としたのは、30重量部を超えると
島ゴム部を構成する粉末加硫ゴムの硬度が大きくなり過
ぎ、海ゴム部の加硫ゴムとの硬度の差が少なくなり過ぎ
て本発明の効果が期待でないからである。

また、海ゴム部のゴム成分はガラス転移点−50℃以下が
好ましい。−50℃以下としたのは−50℃を超えると低温
におけるゴムの硬度が大きくなり氷雪性能が低下するか
らである。

また、海ゴム部は、海ゴム部のゴム成分100重量部に対
してカーボンブラック40重量部以上を含有するのが好ま
しい。40重量部以上としたのは、40重量部未満ではゴム
硬度が小さくなり、島ゴム部を構成する粉末加硫ゴムと
の硬度差が少なくなり過ぎて本発明の効果が少ないから
である。

また、粉末加硫ゴムの配合量は、海ゴム部のゴム成分10
0重量部に対して５重量部以上であるのが望ましく、好
ましくは15〜60重量部である。ここに、５重量部以上と
したのは、５重量部未満では本発明の効果が少ないから
である。また、60重量部を超えると、温度０℃付近の氷
上性能が良好になるが、耐摩耗性能及び温度−20℃にお
ける氷上性能が低下するためである。

（実施例１及び比較例１） 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

図は、本発明に係る空気入りタイヤの一実施例を示す断
面図である。

図において、空気入りラジアルタイヤ（タイヤサイズ
165SR13）１は、タイヤのケース２と、補強ゴム層を有
するケース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、一対のビード部５と、ビード
部５間にほぼ放射方向に配置したゴム引きコードからな
るカーカス部６と、カーカス部６のクラウン部2aにほぼ
タイヤ円周方向に配置したベルト部７及びカーカス部６
のタイヤ軸方向両側部を被覆するサイドウォールゴム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
に補強ゴム層10を有し、補強ゴム層10は、トレッド３の
全体積Ｖの少なくとも10％以上の体積を有している。な
お、この実施例では、補強ゴム層10はトレッドの全体積
Ｖと同じ100％の体積である。補強ゴム層10は、海ゴム
部11と、海ゴム部11に周囲を囲まれ海ゴム部11内に不均
質状に散在する多数の島ゴム部（図においては、模擬的
に、白い多角形状の印にて示されている。）12とから形
成されている。

実施例１の海ゴム部11は、表に示されている海ゴム部の
ゴム組成物のように、ゴム成分が天然ゴム（ガラス転移
点−72℃）及びポリブタジエンゴム（ガラス転移点−10
0℃）で、ガラス転移点−50℃以下の重合物からなるゴ
ム成分及びこのゴム成分100重量部に対してカーボンブ
ラック70重量部を含有し、他は通常の配合剤を有してい
る。実施例１の島ゴム部12は、表に示されているよう
に、平均粒径200μｍの島ゴム種（粉末加硫ゴムＡ）で
ある。そして、粉末加硫ゴムＡの組成は、ブチルゴム10
0重量部、亜鉛華５重量部、促進剤TT1重量部、促進剤M1
重量部、硫黄2.0重量部であり、通常の加硫条件により
加硫される。次いで、この加硫ゴムは前記平均粒径200
μｍまで通常の方法により粉砕して粉末加硫ゴムＡを製
造した。粉末加硫ゴムＡのゴム成分はガラス転移点−50
℃以下のブチルゴムであり、粉末加硫ゴムＡにはカーボ
ンブラックは含有されていない。

トレッド３の補強ゴム層10は、表に示されている海ゴム
部11のゴム組成物に、海ゴム部のゴム成分100重量部に
対し前述の粉末加硫ゴム20重量部を加えて、通常のトレ
ッドゴムの製造方法によって混合し押出し成形して未加
硫トレッドゴムを製造した。トレッド３以外の部材は通
常の空気入りタイヤのものを用い、通常のタイヤの製造
方法によって加圧・加熱して製造した。この加圧・加熱
により、海ゴム部のゴム組成物は加硫して海ゴム部を形
成し、粉末加硫ゴムは、海ゴム部内に多数の不均質部分
を形成して海ゴム部内に散在する。このようにして、実
施例１の空気入りラジアルタイヤを製造した。

次に、実施例１の空気入りラジアルタイヤのトレッドゴ
ムの性質及びタイヤの性能につき説明する。試験は後述
の試験法により行い試験結果を表に示す。トレッドゴム
の補強ゴム層の硬度は57度であり、補強ゴム層は、島ゴ
ム部を構成する硬度の小さい粉末加硫ゴム（硬度38度）
と、島ゴム部より硬度の大きい海ゴム部（硬度61度）か
ら形成されている。実施例１のトレッドゴム摩擦性能
は、比較例１（指数100）に対して指数86で十分に実用
に耐える範囲である。また、実施例１の氷上制動性能
は、氷面温度０℃で指数96、氷面温度−20℃で指数100
であり、比較例１に対して優れた結果を示した。また、
示されていないが、他の氷雪性能も比較例に比較して優
れた結果であり、湿潤路面における制動性能も十分であ
った。

（実施例２〜11） 次に、実施例２〜11について説明する。

実施例２〜11は、トレッド３の補強ゴム層10に、それぞ
れ表に示すゴム組成物を用いた以外は、上述した実施例
１と同じである。

表に記載されている島ゴム部の島ゴム種Ｂ〜Ｄのゴム組
成は、それぞれ下記に示す通りである。なお、単位は、
重量部である。

〔島ゴム種Ｂ〕

ポリブタジエンゴム 100 カーボンブラック 10 亜 鉛 華 30 ステアリン酸 2.0 促進剤TT 1.5 硫 黄 1.8 〔島ゴム種Ｃ〕 シリコンゴム 100 Ｃ−８^＊Ｃ 2.0^＊Ｃ ：信越化学工業（株）製のシリコンゴム用の架橋剤
Ｃ−８である。

〔島ゴム種Ｄ〕

天然ゴム 100 亜 鉛 華 6.0 ステアリン酸 0.5 促進剤Ｍ 0.5 硫 黄 3.5 次に、実施例１〜11及び比較例１について、それぞれ試
験タイヤを製造し、トレッドゴムの試験及びタイヤ性能
試験を行い本発明の効果を確認した。試験はトレッドゴ
ムの硬度、トレッドゴムの摩擦性能及びタイヤの氷上制
動性能（温度０℃及び−20℃）について、下記の試験法
によって試験した。試験結果が上記の表に示されてい
る。

（試験法） （１）トレッドゴムの硬度 試験タイヤのトレッドの補強ゴム層からブロック状の試
料を切り出し、JIS K6301の試験法に準じて−10℃の温
度で行った。

（２）トレッドゴムの摩耗性能 試験タイヤのトレッドの補強ゴム層から所定の形状の試
料を打出し、通常のランボーン摩耗試験機により所定の
試験条件により行い、比較例１のものを100として指数
表示した。数値は大きい程、性能が良いことを示す。

（３）氷上制動性能 各試験タイヤ４本を排気量1500ccの乗用車に装着し、氷
面温度０℃及び−20℃において制動距離を測定した。比
較例１の試験タイヤを100として指数表示した。数値は
小さい程、制動性能が良好であることを示す。

試験結果から、表に示されているように下記の効果が確
認された。

実施例１〜４及び比較例１の試験結果から、島ゴム部の
島ゴム種Ａ〜Ｄにかかわらず、氷上制動性能が大幅に向
上していることが分かる。

また、実施例１〜11及び比較例１の試験結果から、島ゴ
ム部の粉末加硫ゴムの平均粒径が1000μｍ以下で優れた
氷上制動性能を示している。

また、実施例１〜11及び比較例１の試験結果から、島ゴ
ム部の粉末加硫ゴムは、海ゴム部のゴム組成物のゴム成
分100重量部に対して配合部数５重量部以上で氷上制動
性能が優れていることが確認された。

実施例１〜11の各試験タイヤは、湿潤路面における制動
性能が十分であり、且つ、氷雪性能も十分であった。ま
た、トレッドゴムの摩耗性能は十分実用に耐えうる範囲
である。

なお、上述した実施例は乗用車用空気入りラジアルタイ
ヤの場合について説明したが、本発明はこの実施例に限
らず、トラック・バス用、軽トラック用等の空気入りラ
ジアルタイヤ、その他空気入りタイヤであってもよい。

（効果） 以上説明したように、本発明によれば、湿潤路面におけ
る制動性能を損なうことなく、耐摩耗性能が充分に実用
に耐え、氷雪路面上における制動性能、駆動性能及び操
縦性能を著しく改良できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る空気入りタイヤの一実施例を示す断面
図である。 １……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 ７……ベルト部 ８……サイドウォールゴム 10……補強ゴム層 11……海ゴム部 12……島ゴム部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケースとケースのクラウン部を被覆するト
   レッドとを備えた空気入りタイヤにおいて、トレッドの
   少なくとも表部側の一部に海ゴム部と該海ゴム部内に散
   在する島ゴム部とからなる補強ゴム層が配置されてお
   り、且つ、上記島ゴム部が粉末加硫ゴムからなるととも
   に、島ゴム部のゴム成分100重量部に対してカーボンブ
   ラックが30重量部以下の組成を有し、更に、上記島ゴム
   部の硬度が上記海ゴム部の硬度より小さいことを特徴と
   する空気入りタイヤ。
2. 【請求項２】前記補強ゴム層が、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
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の空気入
   りタイヤ。
3. 【請求項３】前記島ゴム部の平均粒径が1000μｍ以下で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   に記載の空気入りタイヤ。
4. 【請求項４】前記海ゴム部のゴム成分がガラス転移点−
   50℃以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   〜第３項のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 【請求項５】前記海ゴム部のゴム成分100重量部に対
   し、前記粉末加硫ゴムを５〜60重量部含有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項
   に記載の空気入りタイヤ。
6. 【請求項６】前記海ゴム部が海ゴム部のゴム成分100重
   量部に対してカーボンブラックを40重量部以上含有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第５項のいず
   れか１項に記載の空気入りタイヤ。
7. 【請求項７】前記島ゴム部のゴム成分がガラス転移点−
   50℃以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   〜第６項のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。