JPH10147106A

JPH10147106A - 重荷重用空気入りタイヤ

Info

Publication number: JPH10147106A
Application number: JP8306511A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Aoki; 宏文青木
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1996-11-18
Filing date: 1996-11-18
Publication date: 1998-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】氷上性能、耐摩耗性およびサイプ底の耐クラ
ック性を向上させる。【解決手段】特定の粒子含有発泡ゴムをトレッドゴム
として使用した重荷重用空気入りタイヤにおいて、特定
の深さを有する幅方向サイプを設けたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は重荷重用空気入りタ
イヤに関し、特に、粒子含有発泡ゴムをトレッドゴムと
して使用したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、氷上性能向上のため、トレッ
ドゴムに硬度の低いゴムを使用したり、発泡ゴムを使用
したり、樹脂粒子等の異物を混入させたり、発泡ゴムと
前記異物混入とを組み合わせたりする技術があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低硬度
のゴムを使用する場合にあっては、重荷重用として効果
が不十分であり、発泡ゴムを使用する場合にあっては、
排水性は向上するもののさらなる氷上性能の確保のため
に発泡率を上げると耐摩耗性が低下し、また、サイプ底
にクラックが発生して、ブロック欠けが生じ、異物を混
入する場合にあっては、その脱離による効果の低下や異
物の存在によるクラック発生等の不都合があり、発泡ゴ
ムと異物混入とを組み合わせた場合にあっては、効果は
あるものの、未だ要求レベルに達していないのが現状で
ある。そこで、本発明は氷上性能および耐摩耗性に優
れ、サイプ底クラックが発生しないトレッドを備えた重
荷重用空気入りタイヤを提供することを目的とする。

【０００４】

【解決するための手段】上記目的を達成するためには、
効率的に水膜を除去し、露出した氷の表面を効率的に引
っ掻くことのできるゴムとパターンの組合せが不可欠で
ある。また、サイプ底クラックを防ぐためにはパターン
による改善が有効である。そこで、本発明では、発泡ゴ
ム部分が氷表面に発生する水膜を除去し、露出した氷表
面をゴム中の粒子が引っ掻き、さらに幅方向サイプを深
くすることよりサイプ底クラック発生を回避し、周方向
サイプが、水の排出をさらに効率的なものとして、いか
なる条件下でも高度の氷上性能の発現を可能とした。

【０００５】本発明は以下の構成とする。（１）平均粒径が５〜１００μｍであり、Ａｌ (ＯＨ)₃
およびＳｉＯ₂からなる群のうち少なくとも１種を２０
重量％以上含有してなる粒子を、ゴム成分１００重量部
に対して５〜１５重量部配合し、シランカップリッグ剤
を前記粒子重量の１０〜４０重量％配合し、さらに、発
泡率が３〜２５％である粒子含有発泡ゴムをトレッドゴ
ムとして使用した重荷重用空気入りタイヤにおいて、最
大深さを有する幅方向溝の深さ以上の深さを有する幅方
向サイプを設けたことを特徴とする。（２）周方向サイプをさらに設けたことを特徴とする。（３）幅方向サイプが、最大深さを有する幅方向溝の深
さの１００〜２００％の深さ、周方向主溝深さの５０〜
１００％の深さを有することを特徴とする。（４）周方向サイプが、周方向主溝深さの５０〜１００
％の深さ、ブロック周方向長さの２０〜６０％の長さを
有することを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明にかかるトレッドゴムに使用されるゴム成分とし
ては、天然ゴムおよびジエン系合成ゴムからなる群から
選ばれた少なくとも１種のゴムもしくは２種以上を併用
することができ、ポリイソプレンゴム、スチレンブタジ
エンゴム、ポリブタジエンゴム等を挙げることができ
る。また、３〜２５％の発泡率であることが好ましい
が、これは、溶融した水分が多い０℃付近の氷表面にお
いて気泡によるミクロな排水効果を大きくし、優れた氷
雪性能を発揮させるためにはかかる独立気泡が不可欠だ
からである。

【０００７】また、発泡手段は、トレッドの表層から最
内層に至るまでの発泡率を制御することができ、完全摩
耗に至るまでの氷上性能の変化を少なくすることができ
る。発泡は発泡剤によるもの、ガスの高圧ミキシングに
よるもののいずれの方法を用いてもよいが、発泡率が３
％未満では発泡の効果が十分でなく、一方２５％を超え
るとトレッド剛性が不十分となるため、耐摩耗性の低下
や溝底クラックの発生が大となる。

【０００８】また、本発明で使用する発泡剤としては、
例えば、二酸化炭素を発生する重炭酸アンモニウム、重
炭酸ナトリウム及び窒素を発生するニトロソスルホニル
アゾ化合物、例えば、ジニトロソペンタメチレンテトラ
ミン、Ｎ，Ｎ′−ジメチル−Ｎ，Ｎ′−ジニトロソフタ
ルアミド、アゾジカルボンアミド、Ｎ，Ｎ′−ジニトロ
ソペンタメチレンテトラミン、ベンゼンスルホニルヒド
ラジド、トルエンスルホニルヒドラジド、ｐ，ｐ′−オ
キシ−ビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、Ｐ−ト
ルエンスルホニルセミカルバジド、ｐ，ｐ′−オキシ−
ビス（ベンゼンスルホニルセミカルバジド）等があげら
れ、加硫温度に応じて、これらを適宜に選択して使用す
る。また、発泡助剤としては尿素等が挙げられる。

【０００９】ここで、発泡の発泡率Ｖ_sは、次式Ｖ_s＝｛（ρ₀−ρ_g）／（ρ₁−ρ_g）−１｝×１００（％） ---(1) で表わされ、ρ₁は発泡ゴムの密度（ｇ／cm³)、ρ₀は
発泡ゴムの固相部の密度（ｇ／cm³)、ρ_gは発泡ゴムの
気泡内のガス部の密度（ｇ／cm³)である。発泡ゴムは固
相部と、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_gは極めて小さく、ほぼ零に近く、かつ固相部の
密度ρ₁に対して極めて小さいので、式（１）は、次式Ｖ_s＝｛（ρ₀／ρ₁）−１｝×１００（％） ---(2) とほぼ同等となる。

【００１０】また、発泡ゴムに混入される粒子は、Ａｌ
（ＯＨ）₃および／またはＳｉＯ₂を粒子重量の２０重
量％以上含有すると好ましいが、２０重量％未満では粒
子のカップリング剤との反応点が少ないために接着性が
確保されないからである。

【００１１】他の粒子成分としては、水酸化アルミニウ
ム、二酸化ケイ素、１，４−ビス（ヒドロキシジメチル
シリル）ベンゼン、ジフェニルシランジオール、トリエ
チルシラノール、トリフェニルシラノール等が挙げら
れ、なかでも、水酸化アルミニウムおよび二酸化ケイ素
が好ましい。また、バインダーとしては、ＰＭＭＡ（ポ
リメチルメタクリレート）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコ
ール）、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸、スチレン−
ブタジエン樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、アクリ
ル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ＰＰ樹脂、ｓ
ｙｎ−１，２−ポリブタジエン樹脂等、従来バインダと
して用いられる樹脂から選択することができる。

【００１２】また、粒子は、ＪＩＳ−Ｋ６３０１−Ｃ
形硬度計で測定される硬度が７５度以上の高硬度である
ことが好ましいが、７５度未満では十分なひっかき効果
が得られないからである。好ましくは９０以上、最も好
ましくは９５以上の粒子である。本発明は、発泡ゴムに
高硬度の粒子を混入することにより、ひっかき効果を得
て、制動性等の向上を図るものである。

【００１３】また、かかる高硬度粒子の平均粒径は５〜
１００μm であると好ましいが、これは５μｍ未満では
十分なひっかき効果が得られないためであり、１００μ
m を超えると耐摩耗性・耐クラック性等耐久性能の問題
があるからである。

【００１４】また、粒子配合量は、ゴム成分１００重量
部に対して、５〜１５重量部が好ましいが、５重量部未
満では十分なひっかき効果が出ず、１５重量部を超える
と耐久性の問題を生じるからである。尚、平均粒径の測
定は、マイクロトラックによるレーザー回折測定（光散
乱法）による。日機装株式会社製ＮＩＫＫＩＳＯマイク
ロトラックＭＫII粒度分析計を用い、常法にて測定し
た。

【００１５】カップリング剤としては、下記の一般式で
表されるものが好ましい。Ｙ₃−Ｓｉ−Ｃ_nＨ_2nＡ（式中、Ｙは炭素数１〜４のアルキル基、アルコキシル
基又は塩素原子で３個のＹは同一でも異なってもよく、
ｎは１〜６の整数を示し、Ａは−Ｓ_mＣ_nＨ_2nＳｉ−Ｙ
₃基、Ｘ基及び−Ｓ_mＺ基よりなる群から選ばれた基で
あり、ここでＸはニトロソ基、メルカプト基、アミノ
基、エポキシ基、ビニル基、塩素原子又はイミド基、

【００１６】

【化１】基であり、ｍ及びｎはそれぞれ１〜６の整数を示し、Ｙ
は前述の通りである。）で表される

【００１７】カップリング剤の配合量は粒子重量の１０
〜４０重量％であるが、１０重量％より少ないと充分な
接着力が得られず、４０重量％より多いと、耐摩耗性が
低下すると共に、過剰なカップリング剤のＡ基から多量
の硫黄原子が放出されるため、ゴム弾性率が増加し、
又、コスト的にも大幅にアップするため、経済的ではな
いからである。

【００１８】次に、この発明においてゴム組成物に配合
されるシランカップリング剤を例示すると次の通りであ
る。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（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、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、
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、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、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、３−トリメ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
−トリエ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
トモノスルフィド等があげられ、ビス（３−トリエトキ
シシリルプロピル）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ールテトラスルフィドな
どが好ましい。また、３個のＹが同一でなくてもよく、
例えばその例としてビス（３−ジエトキシメチルシリル
プロピル）テトラスルフィド、３−メルカプトプロピル
ジメトキシメチルシラン、３−ニトロプロピルジメトキ
シメチルシラン、３−クロロプロピルジメトキシメチル
シラン、ジメトキシメチルシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジ
メチルチオカルバモイルテトラスルフィド、ジメトキシ
メチルシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィ
ドがあげられる。

【００１９】また、トレッドゴムのゴム組成物には、通
常使用される配合剤を適宜使用することができる。

【００２０】なお、発泡剤以外の、ゴム成分、シンカッ
プリング剤および粒子等を練り機で混練する再の練り温
度が１５０℃以上になるようにすると好ましい。練り温
度が１５０℃以上になることにより、粒子表面にて反応
したカップリング剤がマトリクスゴムと反応し、粒子が
マトリクスを拘束した形（粒子ゲル）となり、粒子周囲
がマトリクスゴムと一次的な反応により包み込まれるた
め、十分な接着力が確保でき、さらに、発泡ガスの活性
点が粒子表面からなくなるため、加硫時に、粒子界面発
泡せず、独立気泡をマトリクスゴム中に粒子とは別個に
存在させることができ、接着力をさらに高めることがで
きることである。

【００２１】さらに、トレッドパターンに関し、幅方向
主溝の深さ以上の深さを有する幅方向サイプを設けるこ
とを規定するが、これにより、サイプ底の歪を緩和し、
発泡および粒子配合で低下が避けられないサイプ底の耐
クラック性を向上させることができ、スタッドレスのよ
うなサイプを多用したトレッドパターンにおいても、サ
イプ底クラックの発生に基づくブロック欠け等を抑制す
ることができる。また、周方向サイプの効率的な水の排
出によりゴムの発泡率を低くしても十分な排水効果が得
られるため、耐摩耗性を維持でき、これらの性能を高度
に両立することができる。幅方向サイプの深さは、幅方
向主溝深さ以上、好ましくは、幅方向主溝深さの１００
〜２００％、周方向主溝深さの５０〜１００％と規定す
るが、これは、幅方向サイプの深さを幅方向主溝深さの
１００％以上すると、サイプ底の歪みが減少し、サイプ
底クラック性が改善されるからである。また、２００％
以下としたのはタイヤの寿命に対してこれ以上深くする
必要がないからであり、周方向主溝深さの５０％未満で
は早期にサイプが消滅してしまい、１００％超過とする
必要がないからである。また、周方向サイプの深さは、
周方向主溝深さの５０〜１００％、長さは、ブロック周
方向長さの２０〜６０％であると好ましいが、これは、
周方向サイプの深さが、５０％未満では早期に摩滅して
しまうからであり、１００％超過とする必要はないから
であり、周方向サイプの長さが、２０％未満では排水効
果が小さく、６０％超過ではクラック性が悪化するから
である。

【００２２】

【実施例】以下に本発明を実施例および比較例に基づい
て説明する。実施例および各比較例とも、表１記載の配
合、サイプ形状に基づき、下記の方法により、表中記載
の性能を測定した。なお、発泡剤以外の、ゴム成分、カ
ップリング剤および粒子等を混練したときの到達温度で
ある練り温度は、１６０℃で、通常の加硫条件による。

【００２３】氷上性能は、各例記載のトレッドを備えた
タイヤサイズ１０．００Ｒ２０１４ＰＲのタイヤを作
製し、これを１０トントラックの全軸に装着して、速度
２０ｋｍ／ｈから制動し、制動距離の逆数を、比較例１
をコントロールとして指数表示した。数値は大きい程良
好である。

【００２４】耐摩耗性は、同様のタイヤを同様に装着し
て、テストコースの路面を約２万ｋｍ走行後の残溝深さ
を測定し、これを比較例１をコントロールとして指数表
示した。数値は大きい程良好である。

【００２５】サイプ底耐クラック性は、上記走行後のタ
イヤのサイプ底の亀裂長さを測定し、亀裂長さの逆数
を、比較例１をコントロールとして指数化した。数値は
大きいほど良好であることを示す。

【００２６】

【表１】上記の結果より、実施例は各性能とも各比較例より優れ
ていることがわかる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によると、氷上性能、耐摩耗性お
よびサイプ底の耐クラック性に優れた重荷重用空気入り
タイヤを具現化できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒径が５〜１００μｍであり、Ａｌ
(ＯＨ)₃およびＳｉＯ₂からなる群のうち少なくとも１
種を２０重量％以上含有してなる粒子を、ゴム成分１０
０重量部に対して５〜１５重量部配合し、シランカップ
リッグ剤を前記粒子重量の１０〜４０重量％配合し、さ
らに、発泡率が３〜２５％である粒子含有発泡ゴムをト
レッドゴムとして使用した重荷重用空気入りタイヤにお
いて、最大深さを有する幅方向溝の深さ以上の深さを有
する幅方向サイプを設けたことを特徴とする重荷重用空
気入りタイヤ。
【請求項２】周方向サイプをさらに設けたことを特徴
とする請求項１記載の重荷重用空気入りタイヤ。
【請求項３】幅方向サイプが、最大深さを有する幅方
向溝の深さの１００〜２００％の深さ、周方向主溝深さ
の５０〜１００％の深さを有することを特徴とする請求
項１または２記載の重荷重用空気入りタイヤ。
【請求項４】周方向サイプが、周方向主溝深さの５０
〜１００％の深さ、ブロック周方向長さの２０〜６０％
の長さを有することを特徴とする請求項２または３記載
の重荷重用空気入りタイヤ。