JPH10329510A - 空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏摩耗の発生を抑え、摩耗中期以降も充分な
氷上性能を発揮することのできる空気入りタイヤを提供
すること。 【解決手段】 キャップ部１２Ａを球状独立気泡を有す
る発泡ゴムとし、ベース部１２Ｂを球状独立気泡と樹脂
の保護層２６で被覆された長尺状独立気泡２４とを有
し、摩耗中期以降に露出する発泡ゴムとする。保護層２
６で被覆された長尺状独立気泡２４は潰れ難いため、ベ
ース部１２Ｂのゴムは変形し難くなる。摩耗中期以降の
ブロック１８は殆どベース部１２Ｂのゴムとなって剪断
変形し難くなり、偏摩耗が抑制される。踏面に露出した
長尺状独立気泡２４は排水路の役目をして接地面内の水
を効率良く排除水する。摩耗中期以降において偏摩耗が
抑制されると共に長尺状独立気泡２４による排除水作用
が得られるため、摩耗中期以降も充分な氷上性能を発揮
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、摩耗中期以降も
充分な氷上性能を発揮することのできる空気入りタイヤ
及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気入りタイヤの走行性能を確保するた
めには、接地面積の確保や接地圧の均一化が重要であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、空気入
りタイヤ全般において、トレッド部に走行による摩耗の
進行と共に偏摩耗が発生するため接地圧が不均一化し、
摩耗中期以降に氷上性能が低下してしまう問題がある。

【０００４】走行により性能低下するのは好ましくない
ため、市場では性能変化が小さいタイヤが望まれてい
る。その解決方法として、偏摩耗を改良する種々の方法
が提案されているが、今だ上記問題を解決するには至っ
ていない。

【０００５】また、氷上性能を向上させる手法として、
トレッドにサイプを多数配置する手法、発泡ゴム、短繊
維入り発泡ゴムを適用する手法が提案されているが、何
れも摩耗中期以降に氷上性能が低下する問題がある。

【０００６】本発明は、上記事実を考慮し、偏摩耗の発
生を抑え、摩耗中期以降も充分な氷上性能を発揮するこ
とのできる空気入りタイヤ及びその製造方法を提供する
ことが目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、１対のビードコア間にトロイド状をなして跨がるカ
ーカス層のクラウン部外周にベルト層とトレッドゴムを
順次配置した空気人りタイヤであって、前記トレッドゴ
ムは、タイヤ半径方向外側に配置されるキャップゴムと
タイヤ半径方向内側に配置され摩耗中期以降に露出する
ベースゴムとを有し、前記ベースゴムは樹脂からなる保
護層により被覆された長尺状独立気泡を有する発泡ゴム
からなり、前記キャップゴムは略球形の独立気泡を有す
る発泡ゴムまたは発泡していない通常ゴムからなること
を特徴としている。

【０００８】請求項１に記載の空気入りタイヤでは、摩
耗中期までは略球形の独立気泡を有する発泡ゴムまたは
発泡していない通常ゴムからなるキャップゴムが路面に
接地する。

【０００９】摩耗中期以降になると、トレッドの陸部
（ブロック）は実質的にベースゴムのみとなる。ベース
ゴムは長尺状独立気泡を有する発泡ゴムであるが、長尺
状独立気泡が樹脂からなる保護層で被覆されて潰れ難
い。このため、ベースゴムからなる陸部は路面からの入
力により変形し難く、陸部の偏摩耗が抑制されて氷上性
能の低下も抑制される。

【００１０】また、ベースゴムが摩耗して接地表面に表
れる長尺状独立気泡は排水路の役目をして接地面内の水
を効率良く排除水する。したがって、氷上走行を行った
場合に氷面との間にわき出た水が効率良く排除水され、
氷上での摩擦係数を大きくすることができ、摩耗中期以
降の氷上性能の低下が抑えられる。

【００１１】このように、請求項１に記載の空気入りタ
イヤでは、摩耗中期以降において偏摩耗が抑制されると
共に長尺状独立気泡による排除水作用が得られるため、
摩耗中期以降も充分な氷上性能を発揮することができ
る。

【００１２】請求項２に記載の空気入りタイヤの製造方
法は、加硫時にガスを生成する発泡剤と加硫時に溶融又
は軟化してゴムマトリクスよりも粘度が低くなる長尺状
の樹脂とを含む帯状の第１のゴム組成物の上に、前記樹
脂を含まず加硫により発泡しない帯状の第２のゴム組成
物または前記樹脂を含まず加硫により発泡する帯状の第
３のゴム組成物の何れか一方を積層して未加硫トレッド
ゴムを形成し、前記未加硫トレッドゴムの装着された生
タイヤケースをモールドで加硫成型することを特徴とし
ている。

【００１３】請求項２に記載の空気入りタイヤの製造方
法によれば、加硫時にガスを生成する発泡剤と加硫時に
溶融又は軟化してゴムマトリクスよりも粘度が低くなる
長尺状の樹脂とを含む帯状の第１のゴム組成物の上に、
樹脂を含まず加硫により発泡しない帯状の第２のゴム組
成物または樹脂を含まず加硫により発泡する帯状の第３
のゴム組成物の何れか一方を積層して未加硫トレッドゴ
ムが形成される。この未加硫トレッドゴムの装着された
生タイヤケースがモールドで加硫成型され、製品タイヤ
となる。

【００１４】ここで、第２のゴム組成物は発泡剤を含ま
ないので加硫すると発泡しない通常のゴムとなり、第３
のゴム組成物は発泡剤を含むので、加硫すると発泡剤に
よりゴム中にガスが発生してゴムが発泡し、略球形の独
立気泡を無数に有する発泡ゴムとなる。

【００１５】一方、第１のゴム組成物が加硫されると、
加硫最高温度に達するまでの間にゴムマトリクスよりも
長尺状の樹脂の粘度が低下すると共に発泡剤によりガス
が生成され、粘度が低くなった長尺状の樹脂内にガスの
少なくとも一部が集まる。これによってトレッド内に外
周部分に樹脂からなる保護層を有する長尺状独立気泡が
形成される。

【００１６】したがって、樹脂からなる保護層により被
覆された長尺状独立気泡を有する発泡ゴムからなるベー
スゴムと、略球形の独立気泡を有する発泡ゴムまたは発
泡していない通常ゴムからなるキャップゴムとを有する
空気入りタイヤが得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１乃至図
７にしたがって説明する。

【００１８】本実施形態の空気入りタイヤは、一対のビ
ードコア間にトロイド状をなして跨がるカーカスのクラ
ウン部外周に補強層としてのベルトとトレッドとを順次
配置した通常のラジアル構造の空気入りタイヤである。
なお、トレッド以外の内部構造は、一般のラジアルタイ
ヤの構造と変わりないので説明は省略する。

【００１９】図１に示すように、空気入りタイヤのトレ
ッド１２は、複数本の周方向溝（図１には図示せず）及
びこの周方向溝と交差する複数本の横溝１６とによって
区画されたブロック１８を複数有している。

【００２０】トレッド１２は、上層のキャップ部１２Ａ
と、このキャップ部１２Ａのタイヤ内方に隣接して配置
される下層のベース部１２Ｂとから構成されており、い
わゆるキャップ・ベース構造とされている。

【００２１】図１及び図２に示すように、キャップ部１
２Ａは略球形の球状独立気泡２２を無数に含んだ発泡ゴ
ムであり、ベース部１２Ｂは略球形の球状独立気泡２２
と、長尺状独立気泡２４とを無数に含んだ発泡ゴムであ
る。

【００２２】図２に示すように、長尺状独立気泡２４
は、長手方向が実質的にタイヤ周方向（矢印Ａ方向）と
されており、全体が樹脂の保護層２６で補強されてい
る。 （製造方法）次に、本実施形態の空気入りタイヤの製造
方法を説明する。

【００２３】先ず、キャップ部１２Ａを形成するための
ゴム組成物に用いられるゴム成分としては、−６０°Ｃ
以下のガラス転移温度を有するものが望ましい。このガ
ラス転移温度とするのは、トレッド１２のキャップ部１
２Ａが、低温域において十分なゴム弾性を維持し、十分
な氷上性能を得るためである。

【００２４】また、キャップ部１２Ａを形成するための
ゴム組成物は、天然ゴム及びジエン系合成ゴムからなる
群より選ばれた少なくとも１種のゴムを有することが好
ましい。

【００２５】ジエン系合成ゴムとしては、スチレン−ブ
タジエン共重合体、シス−１，４−ポリイソプレン、シ
ス−１，４−ポリブタジエン等が含まれる。

【００２６】この中で、特にガラス転移温度が低く、氷
上性能の効果が大きい点で、シス−１，４−ポリブタジ
エンが好適に使用され、特にシス含有率が９０％以上の
ポリブタジエンが好ましい。

【００２７】キャップ部１２Ａに気泡を形成するため
に、ゴム組成物には発泡剤及び発泡助剤が含まれてい
る。

【００２８】発泡剤の例としは、ジニトロソペンタメチ
レンテトラアミン（ＤＰＴ）、アゾジカルボンアミド
（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタスチレンテトラミンや
ベンゼンスフォニルヒドラジド誘導体、オキシビスベン
ゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）等があるが、中
でもアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）が製造加工性を
考慮すると好ましい。

【００２９】発泡助剤としては、尿素、ステアリン酸亜
鉛、ベンゼンスルフィン酸亜鉛や亜鉛華等、通常発泡製
品の製造に用いられる助剤が好ましく適用される。

【００３０】なお、発泡剤及び発泡助剤は、上記のもの
以外を用いても良い。また、ゴム組成物には、上記の成
分と共に、カーボンブラック、シリカ、シランカップリ
ング剤、プロセスオイル、加硫剤、加硫促進剤等が併用
され、これら以外にも、ゴム工業で通常使用されている
老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、オゾン劣化防止
剤等の添加剤が配合されている。

【００３１】一方、ベース部１２Ｂを形成するためのゴ
ム組成物は、上記ゴム組成物にさらに図３に示すような
長尺状の樹脂３２を均一に分散されたものが用いられて
いる。

【００３２】ここで、本実施形態に用いられる樹脂３２
は、熱可塑性の樹脂であり、タイヤ加硫工程においてゴ
ムマトリクスよりも粘度が低くなる樹脂が用いられてい
る。

【００３３】一般的に樹脂相の溶融前粘度は、ゴムマト
リクスの架橋終了粘度（Ｍａｘ値）よりはるかに高い。
しかしながら、樹脂相が一度溶融すると、その粘度は大
巾に低下する。タイヤ加硫工程において、その初期から
終了に至るまでの間に、ゴムマトリクスは架橋反応によ
り粘度上昇して行く。その中で、長尺状樹脂相が溶融
し、大巾に高かった粘度が溶融により低下し、そのとき
のゴムマトリクス粘度（架橋途中であるが）と相対的に
逆転する。

【００３４】なお、ここでいうゴムマトリクスとは、樹
脂３２を除くゴム部分を指す。全体が保護層２６で補強
された長尺状独立気泡２４を得るための重要な条件は、
ゴム中に配合する樹脂３２が結晶性高分子の場合、その
結晶性高分子の融点を加硫最高温度以下とすることであ
る。

【００３５】保護層２６で補強された長尺状独立気泡２
４は、加硫中に樹脂３２が加硫時の熱により溶融してゴ
ムマトリクスよりも粘度が低下し、ゴム中に予め含有さ
せた発泡剤等から発生してゴム中に拡散あるいは溶解し
たガスが、ゴム内で最も粘度の低い前記溶融した樹脂３
２の内方に移動して集中することを利用して形成される
ものである。

【００３６】したがって、樹脂３２が結晶性高分子の場
合、その融点はトレッド部の加硫最高温度以下とするこ
とが重要である。なお、ここでいうトレッド部の加硫最
高温度とは、モールド加硫においては、モールド内に入
ってからモールドを出てタイヤが冷却されるまでのトレ
ッド部の最高温度を指す。

【００３７】ちなみに、ゴムの粘度としては、ムーニー
粘度３０〜１００の範囲である。樹脂３２の溶融粘度を
支配するものとしては、融点（結晶性高分子の場合）、
分子量が上げられる。

【００３８】樹脂３２の融点は、使用するゴムの加硫最
高温度よりも低いほど好ましい。これは、樹脂３２の融
点がゴムの加硫最高温度よりも低いほど加硫中に早期に
溶融するため、ゴム中に生成したガスが樹脂３２内に進
入し易くなるためである。

【００３９】なお、ゴムの加硫最高温度に対して樹脂３
２の融点が近すぎると、樹脂３２は加硫末期に溶融す
る。この時点では、ゴムマトリクスはガスを取り込んで
架橋が進行しているために、ガスが溶融した樹脂３２に
進入し難く、長尺状独立気泡２４が形成され難くなる。

【００４０】一方、樹脂３２の融点が低すぎると、ゴム
の混練時の熱で樹脂３２が溶融してしまい、粘度が低下
するために、混練の段階で樹脂３２同士の融着が発生し
てゴム中の樹脂３２の分散性が悪化するため好ましくな
い。また、樹脂３２の融点が低すぎると、混練の段階で
樹脂３２がその長尺形状を保つことができなくなり、複
数に分断されたり、場合によっては樹脂３２がゴム中に
溶け込んでミクロに分散してしまう。

【００４１】したがって、樹脂３２の融点は、上記概念
の範囲内で選択されるべきであり、樹脂３２の融点は、
ゴムの加硫最高温度よりも１０°Ｃ以上低く、好ましく
は２０°Ｃ以上低く、更に好ましくは３０°Ｃ以上低く
設定するべきである。

【００４２】ちなみに、工業的にゴムの加硫温度は、最
高で約１９０°Ｃであるので、加硫最高温度が１９０°
Ｃに設定されている場合には、上記樹脂３２の融点は１
９０°Ｃ以下、好ましくは１８０°Ｃ以下、更に好まし
くは１７０°Ｃ以下とするべきである。

【００４３】また、ゴムの混練工程を考えると、樹脂３
２の融点は、混練時の最高温度に対して、５°Ｃ以上、
好ましくは１０°Ｃ以上、更に好ましくは２０°Ｃ以上
に設定することが良い。ゴムの混練工程での最高温度、
おおよそ９５°Ｃを想定すると、樹脂３２の融点は、１
００°Ｃ以上、好ましくは１０５°Ｃ以上、更に好まし
くは１１５°Ｃ以上とすることが良い。

【００４４】樹脂３２は、通常知られているように、同
じ物質であっても分子量が高いほどある一定の温度にお
ける溶融粘度は高くなる。したがって、長尺状独立気泡
２４を得るためには、分子量は、トレッドゴムの加硫最
高温度におけるゴムの流動粘度より樹脂３２の粘度が高
くならない様な範囲で選択されるべきである。

【００４５】なお、試験を行った結果、重量平均分子量
が１〜２×１０⁵ 程度の長尺状のポリエチレンを混入し
たゴム組成物では、加硫によって長尺状独立気泡２４が
形成されたが、重量平均分子量が７×１０⁵ 以上とされ
る超高分子量ポリエチレンを混入したゴム組成物では、
ゴム中に生成したガスがポリエチレン内部に集中せず、
長尺状のポリエチレンは中空化しなかった。これは、分
子量の違いに起因する溶融粘度の差によるものと考えら
れる。

【００４６】一方、分子量が低すぎる場合、ゴムの混練
の段階で樹脂３２の粘度が低下してしまい、樹脂３２同
士の融着が発生してゴム中の分散性が悪化するため好ま
しくない。

【００４７】本発明に用いられる樹脂３２の分子量は、
材質の化学組成、分子鎖の分岐の状態によって決まるも
のなので限定されるものではないが、選択材質により適
当な範囲内で選択されるべきである。

【００４８】なお、上記融点とは、米国デュポン社製９
１０型ＤＳＣ測定装置により、昇温速度１０°Ｃ／分、
試料重量５ｍｇの条件で測定された融解ピーク温度のこ
とを指す。

【００４９】以上、本発明に必要とされる樹脂３２の熱
的特性について述べたが、本発明は融点を持つ結晶性高
分子に限定されるものではなく、外周部分に樹脂３２か
らなる保護層２６が形成された長尺状独立気泡２４が得
られるものであれば、樹脂３２は非結晶性高分子でも良
い。

【００５０】樹脂３２が非結晶性高分子の場合でも、重
要な条件は、加硫工程において、トレッドゴムが加硫最
高温度に達するまでに樹脂３２の粘度がゴムの粘度より
も低くなることと、ゴム練り温度で樹脂３２同士の融着
が発生せずに分散性が良いことであり、これら要件を満
たすよう材質、分子量を選定する。

【００５１】なお、結晶性高分子の樹脂３２の具体例と
しては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ、融点：１３５°
Ｃ）、ポリプロピレン（ＰＰ、融点：１６７°Ｃ）、ポ
リブチレン（融点：１２９°Ｃ）、ポリブチレンサクシ
ネート（融点：１１５°Ｃ）、ポリエチレンサクシネー
ト（融点：１０５°Ｃ）、シンジオタクティック−１，
２−ポリブタジエン（ＳＰＢ、融点：１３０°Ｃ）のよ
うな単一組成重合物や、共重合、ブレンド等により融点
を適当な範囲に操作したものも用いることができ、さら
にこれらの樹脂３２に添加剤を加えても良い。

【００５２】また、非結晶性高分子の樹脂３２の具体例
としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、アクリ
ルニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリスチレ
ンなどを用いることができる。

【００５３】なお、樹脂３２は、前述した条件を満たす
ものであれば、上記具体例以外の樹脂３２であっても良
い。また、分散させる樹脂３２の種類は１種類に限ら
ず、複数種類であっても良い。

【００５４】例えば、空気入りタイヤの加硫最高温度が
１７５°Ｃである場合、樹脂３２としてポリエチレン
（融点：１３５°Ｃ）を用いることができる。また、ポ
リエチレン（融点：１３５°Ｃ）とポリプロピレン（融
点：１６７°Ｃ）の両方を分散させても良い。

【００５５】図４に示すように、長尺状の樹脂３２の混
練された生のゴム組成物３６を、流路断面積が出口に向
かって減少する押出機の口金３８から押し出すと、樹脂
３２の向き、即ち、樹脂３２の長手方向が押出し方向
（矢印Ｃ方向）に沿って除々に揃い、口金３８から出た
帯状ゴム組成物３６Ａは樹脂３２の長手方向が押出し方
向に揃う。

【００５６】長尺状の樹脂３２を所望する方向、即ち、
押出方向に沿って配列するためには、ゴムの流動性を限
られた温度範囲の中でコントロールすることも重要であ
る。即ち、オイル、液状ポリマーなどの加工性改良剤を
ゴム組成物に適宜添加することにより、ゴムマトリクス
の粘度を下げ、流動性を高めることによって、長尺状の
樹脂３２の融点以下といった押出温度の制約条件のなか
でも、極めて良好に押出、かつ、理想的に長尺状の樹脂
３２を押出方向に沿った方向に配列せしめることが可能
となる。

【００５７】前述した樹脂３２を含むゴム組成物からな
る帯状の生のベース部１２Ｂの上に、同じく前述したゴ
ム組成物からなる帯状の生のキャップ部１２Ａを積層
し、これを生タイヤケースのクラウン部に貼り付け、所
定のモールドで所定温度、所定圧力のもとで加硫成形す
ることにより本実施形態の空気入りタイヤを形成するこ
とができる。なお、生タイヤケースのクラウン部に生の
ベース部１２Ｂを貼り付け、その上に生のキャップ部１
２Ａを積層しても良い。

【００５８】生のベース部１２Ｂがモールド内で加熱さ
れると、図５（Ａ）に示すように、発泡剤によってガス
３４が発生し始める。

【００５９】生のベース部１２Ｂが加熱されて樹脂３２
が溶融（または軟化）し、その粘度がゴムマトリクスの
粘度よりも低下すると（図６参照）、図５（Ｂ）に示す
ように樹脂３２の周囲に発生したガス３４が溶融した樹
脂３２の中へと移動する。

【００６０】最終的には、溶融した樹脂３２のなかに移
動したガス３４の気泡同士がつながって長尺状の空間が
形成され、樹脂３２から離れた部位で発生したガスはそ
の位置に止まる。

【００６１】冷却後のベース部１２Ｂは、図５（Ｃ）及
び図５（Ｄ）に示すように球状独立気泡２２と、外周部
分が固化した樹脂３２の保護層２６で補強された長尺状
独立気泡２４とが形成された発泡ゴムとなる。

【００６２】なお、生のキャップ部１２Ａが加硫される
と、図２に示すように球状独立気泡２２を有する通常の
発泡ゴムとなる。 （作用）次に本実施形態の作用を説明する。

【００６３】本実施形態の空気入りタイヤでは、摩耗中
期までは球状独立気泡２２を有するキャップ部１２Ａが
路面に接地するが、摩耗中期以降になるとトレッド１２
のブロック１８は殆どの部分がベース部１２Ｂのゴムの
みとなる。

【００６４】ベース部１２Ｂのゴムは長尺状独立気泡２
４を有する発泡ゴムであるが、長尺状独立気泡２４が樹
脂からなる保護層２６で被覆されているため変形し難
く、このため、摩耗中期以降のブロック１８は路面から
の入力により変形し難い。

【００６５】このため、摩耗中期以降のブロック１８は
偏摩耗し難く、偏摩耗による氷上性能の低下が抑制され
る。

【００６６】また、ベース部１２Ｂが摩耗すると、図７
に示すように接地表面には球状独立気泡２２による無数
の凹部２２Ａと長尺状独立気泡２４による無数の凹部２
４Ａとが形成される。

【００６７】空気入りタイヤを氷上で走行させると、接
地圧と摩擦熱によってタイヤと氷面との間に水膜が生じ
るが、摩耗中期まではキャップ部１２Ａの接地表面に表
れた無数の凹部２２Ａが接地面内の水分（水膜）を排除
水し、摩耗中期以降では、ベース部１２Ｂの接地表面に
表れた無数の凹部２２Ａ，２４Ａによって接地面内の水
分（水膜）が排除水される。

【００６８】ここで、長尺状の凹部２４Ａは凹部２２Ａ
よりも排除水性能が高いので、キャップ部１２Ａよりも
ベース部１２Ｂの方が排除水性能が高い。また、長手方
向が実質的にタイヤ周方向となっている溝状の凹部２４
Ａによって接地面内のタイヤ回転方向後側への排除水性
が向上するため、特に高い氷上ブレーキ性能が得られ
る。

【００６９】このように、本実施形態の空気入りタイヤ
では、摩耗中期以降において偏摩耗が抑制されると共に
溝状の凹部２４Ａによる高い排除水作用が得られるた
め、摩耗中期以降も充分な氷上性能を発揮することがで
きる。

【００７０】なお、一般的に氷上性能の低下する時期か
らベース部１２Ｂが露出するようにキャップ部１２Ａと
ベース部１２Ｂとのゲージを調整すれば良く、これによ
り上記のように充分な氷上性能が発揮できるようにな
る。ちなみに、通常の空気入りタイヤでは４５％〜５０
％摩耗時からベース部１２Ｂが露出するようにゲージを
設定すれば良いが、これに限定されるものではない。

【００７１】また、溝状の凹部２４Ａは、外周部分がゴ
ムマトリクスよりも硬い保護層２６で補強されているた
め高荷重時でも潰れ難く高い排除水性を常に維持するこ
とができ、かつ、偏摩耗性に対しても硬い保護層２６の
補強効果で発泡していない通常ゴム同等以上の性能を有
する。

【００７２】本発明の空気入りタイヤの製造方法によれ
ば、加硫成形時の高温、高圧下のもとにおいても長尺状
の樹脂３２を中空化することが可能となり、十分な排除
水性能を得ることのできる保護層２６で補強された長尺
状独立気泡２４を確実に形成することができる。

【００７３】ここで、ベース部１２Ｂを構成している発
泡ゴム部分において、球状独立気泡２２の発泡率Ｖｓ1
と長尺状独立気泡２４の発泡率Ｖｓ2 とを合わせた全発
泡率をＶｓとすると、全発泡率Ｖｓは、３〜４０％の範
囲内が望ましく、好ましくは５〜３５％である。発泡ゴ
ムの全発泡率Ｖｓは、Ｖｓ＝（ρ₀ ／ρ₁ −１）×１０
０（％）で表され、ρ₁ は発泡ゴムの密度（ｇ／ｃｍ
³ ）、ρ₀ は発泡ゴムの固相部の密度（ｇ／ｃｍ³ ）で
ある。

【００７４】全発泡率Ｖｓが３％未満では、発生する水
膜に対して絶対的な凹部体積の不足により充分な排除水
が行われず、氷上性能の効果向上が望めない。

【００７５】全発泡率Ｖｓが４０％を越えると、氷上性
能向上効果は充分だが、ゴム内の空隙が多すぎるため
に、コンパウンドの破壊限界が大巾に低下し、耐久性上
好ましくない。

【００７６】全発泡率Ｖｓ３〜４０％の設定範囲の中
で、長尺状独立気泡２４が全発泡率Ｖｓの１０％以上を
占めることが大切である。１０％未満では、適切な長尺
状水路が少ないために、球状独立気泡のみの場合に対す
る効果が薄れるからである。

【００７７】また、長尺状の樹脂３２の平均径は、２．
３〜４００μｍが実際的である。その理由は、タイヤ加
硫の一般的製造条件の中では、所望する長尺状独立気泡
２４の出来上がり中空径が２０〜５００μｍになるため
には、中空化前の段階で樹脂３２の平均径が２．３〜４
００μｍ程度となっているためである。

【００７８】一方、長尺状独立気泡２４の平均中空径Ｄ
（＝保護層２６の内径。図２参照）は、２０〜５００μ
ｍの範囲内であることが好ましい。

【００７９】長尺状独立気泡２４の平均中空径Ｄが２０
μｍ未満になると、排除水性が低下するため好ましくな
い。一方、長尺状独立気泡２４の平均中空径Ｄが５００
μｍよりも大きくなると、耐カット性、ブロック欠けが
悪化し、また、乾燥路面での耐摩耗性が悪化するため好
ましくない。

【００８０】また、長尺状独立気泡２４の１個当たりの
最大長さＬと、平均中空径Ｄとの比Ｌ／Ｄは３以上が好
ましい。

【００８１】比Ｌ／Ｄを３以上とすることにより、摩耗
したゴム表面に現れる溝状の凹部２４Ａが長くなり、平
均中空径Ｄを上記の最適範囲内とした上で容積を大きく
とることができ、多量の水を排除水可能となる。特に、
周方向溝１４、横溝１６、サイプ１９等に端部が連結さ
れた溝状の凹部２４Ａは、吸収した水を周方向溝１４、
横溝１６、サイプ１９まで排出できるので効果的であ
る。

【００８２】また、本発明は乗用車用タイヤ、トラック
・バス用のタイヤの何れにも適用できるのは勿論であ
る。

【００８３】また、前記実施形態では、加硫温度が１７
５°Ｃであったが、ゴムの材質、タイヤの種類等によっ
て加硫温度は適宜変更される。

【００８４】また、本発明は、サイプ、ブロック形状
等、タイヤ形状との組み合わせは自由である。

【００８５】なお、長尺状独立気泡２４の潰れ抑制のた
めに、保護層２６と周囲のマトリクスゴムとの接着性は
重要である。本発明の実施例に用いたポリエチレンなど
は、一旦溶融するためにゴムとある程度接着している
が、マトリクスゴムと保護層２６との接着性をさらに良
くする方法としては、例えば、樹脂３２に表面処理を行
う方法、樹脂３２にゴムとの接着性を向上させる成分を
含有させる方法等がある。 （試験例）氷上性能及び偏摩耗性について、通常の発泡
していないゴムと、球状独立気泡と樹脂の保護層で補強
された長尺状独立気泡とを有する発泡ゴムと、球状独立
気泡のみを有する発泡ゴムとを比較すると以下の表１の
様になる。

【００８６】

【表１】

【００８７】次に、本発明の適用された実施例のタイヤ
及び比較例タイヤ１，２のタイヤを試作して初期氷上ブ
レーキ性能、８０％摩耗時氷上ブレーキ性能及び偏摩耗
性の比較を行うと共に、トレッドのベース部に用いるゴ
ム組成物の樹脂及びゴムマトリクスの粘度の比較を行っ
た。また、球状独立気泡と長尺状独立気泡の体積比、長
尺状独立気泡の平均内径、長尺状独立気泡のＬ／Ｄ、長
尺状独立気泡の樹脂層の厚さの各項目に付いても比較し
た。

【００８８】先ず、実施例のタイヤ及び比較例１，２の
タイヤについて説明する。各例のタイヤ共に、タイヤサ
イズは１１Ｒ２２．５（トラック、バス用）である。ま
た、各例のタイヤ共に、深さ２０mmの周方向主溝と深さ
１５mmの横溝とを有するブロックパターンタイヤであ
り、そのブロックの寸法はタイヤ周方向の寸法が３０m
m、タイヤ幅方向の寸法が３０mmである。

【００８９】比較例１のタイヤのトレッドは単層であ
り、通常の発泡ゴムから構成されている。

【００９０】比較例２のタイヤのトレッドはキャップベ
ース構造であり、キャップ部に通常の発泡ゴム、ベース
部に通常の発泡していないゴムが用いられている。

【００９１】実施例のタイヤのトレッドは、前述した実
施形態と同様の構造のキャップベース構造であり、キャ
ップ部に通常の発泡ゴム、ベース部に長尺状独立気泡と
略球状の独立気泡とを有する発泡ゴムが用いられてい
る。 粘度 （ゴムの場合）トレッドの最高温度で下記条件で測定。
ゴムのトルクがＭａｘをむかえたら終了とし、トルクを
ゴム粘度として、トルクの変化と発泡圧力の変化を測定
した。

【００９２】粘度は、モンサント社製コーンレオメータ
ー型式１−Ｃ型を使用し、温度を変化させながら１００
サイクル／分の一定振幅入力を与え、その際のトルク値
を粘度とした。（ドーム圧力６．０kg/cm²、ホールディ
ング圧力８．０kg/cm²、クロージング圧力８．０kg/c
m²、振り角±５°） （樹脂の場合）スタート温度を１９０°Ｃとし５°Ｃず
つ温度を下げながら発生するトルクを樹脂の粘度とし
て、粘度の温度依存性を測定。得られたカーブからトレ
ッドの最高温度での樹脂の粘度を読み取り、ゴムマトリ
クス粘度と比較した。温度以外は、ゴム粘度の測定と同
条件で行った。 球状独立気泡と長尺状独立気泡の体積比 タイヤトレッドからセンター部ブロック片を切り取り、
更に、タイヤ周方向に対して垂直に、かつトレッド表面
に対して垂直に、鋭利なカミソリで観察面を切り出す。
このカットサンプルを走査型電子顕微鏡で、倍率１００
倍にて写真撮影を行う。尚、写真撮影場所については無
作為に抽出する。

【００９３】次いでこの写真中の球状独立気泡部分と樹
脂保護層を備えた長尺状独立気泡部分を分別し、それぞ
れの面積を測定して、ある一定面積内の球状独立気泡と
長尺状独立気泡の面積比を算出する。

【００９４】以上の測定を１０回行い、面積比の平均を
求め、これを球状独立気泡と長尺状独立気泡の体積比と
した。 硬度 加硫したゴム組成物をＪＩＳ Ｋ６３０１に準拠し、室
温（２４°Ｃ）にて測定したものである。 長尺状独立気泡の平均内径 長尺状独立気泡の平均内径については、上記測定におけ
る長尺状独立気泡全面積を、観察された長尺状独立気泡
個数で割り、１独立気泡当たりの平均断面積を求め、下
記式により断面が完全な円状である事を仮定した際の直
径を算出した。

【００９５】長尺状独立気泡内径＝（１独立気泡当たり
断面積÷π）^0.5 ×２ 以上の測定を１０回行い、その平均値を長尺状独立気泡
内径とした。 Ｌ／Ｄ Ｌ／Ｄは上記測定により求めた内径で投入短繊維長さを
除した値である。長尺状独立気泡の長さについては、独
立気泡に沿ってサンプルを切断し、実測しても良いが、
誤差を多く含むため、前述のように定義した。 長尺状独立気泡の樹脂層の厚み 長尺状独立気泡の樹脂層の厚みについては、上記測定に
用いたカットサンプルを用い、走査型電子顕微鏡を樹脂
の厚みが測定できるほどの高倍率にして写真撮影し、１
個の長尺状独立気泡につき、４ヵ所の厚みを測定する。
この測定を４０個の長尺状独立気泡に対して行い、平均
値を長尺状独立気泡の保護層の厚みとした。 氷上ブレーキ性能 タイヤを大型車両に装着して氷上平坦路を走行させ、時
速２０km/hの時点でブレーキを踏んでタイヤをロックさ
せ、停止するまでの距離を測定した。結果は、距離の逆
数を比較例タイヤ１を１００として指数表示した。な
お、氷上ブレーキ性能は、摩耗初期のタイヤと８０％摩
耗時のタイヤとを試験した。なお、数値が大きいほど氷
上ブレーキ性能が良いことを示す。 偏摩耗性 ８０％摩耗時の平均ヒールアンドトウ段差量の逆数を比
較例１を１００として指数表示した。なお、指数は大ほ
ど良好である。

【００９６】なお、表中の発泡剤は、永和化成（株）
ビニホールＶである。発泡助剤は、大塚化学（株） ベ
ンゼンスルフィン酸亜鉛、尿素（永和化成（株） セル
ペーストＪ）である。

【００９７】カーボン：Ｎ２２０（商品名）は、旭カー
ボン（株） 旭♯８０である。ゴムマトリクス（未加
硫）は、樹脂を除いたゴム組成物を指す。

【００９８】加硫ゴム組成物の第１独立気泡は前述した
実施形態で説明した球状独立気泡を指し、第２独立気泡
は同実施形態で説明した長尺状独立気泡を指す。

【００９９】また、表の長尺樹脂の種類（名称）のＰＥ
はポリエチレンを指す。なお、その他の仕様と試験結果
は表２及び表３に示す通りである。

【０１００】

【表２】

【０１０１】

【表３】

【０１０２】表２及び表３に示すように、本発明の適用
された実施例タイヤは、比較例タイヤ１，２のタイヤに
比べて８０％摩耗時の氷上ブレーキ性能が高く、摩耗初
期から充分な氷上ブレーキ性能を得ていることが証明さ
れた。

【０１０３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
空気入りタイヤは上記の構成としたので、摩耗中期以降
も充分な氷上性能を発揮することができる、という優れ
た効果を有する。

【０１０４】また、請求項２に記載の空気入りタイヤの
製造方法によれば、摩耗中期以降も充分な氷上性能を発
揮することができる空気入りタイヤを製造できる、とい
う優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ブロックの拡大断面図である。

【図２】キャップ部及びベース部の拡大断面図である。

【図３】長尺状の樹脂の斜視図である。

【図４】長尺状の樹脂の方向を揃える原理を説明する説
明図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、長尺状独立気泡が形成され
る順序を説明する説明図である。

【図６】温度（加硫時間）とゴム及び樹脂の粘度の関係
を示したグラフである。

【図７】摩耗したベース部の拡大断面図である。

【符号の説明】

１２ トレッド １２Ａ キャップ部（キャップゴム） １２Ｂ ベース部（ベースゴム） ２２ 球状独立気泡 ２４ 長尺状独立気泡 ２６ 保護層 ３２ 樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 21:00 105:04 Ｂ２９Ｌ 30:00

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １対のビードコア間にトロイド状をなし
   て跨がるカーカス層のクラウン部外周にベルト層とトレ
   ッドゴムを順次配置した空気人りタイヤであって、 前記トレッドゴムは、タイヤ半径方向外側に配置される
   キャップゴムとタイヤ半径方向内側に配置され摩耗中期
   以降に露出するベースゴムとを有し、 前記ベースゴムは樹脂からなる保護層により被覆された
   長尺状独立気泡を有する発泡ゴムからなり、前記キャッ
   プゴムは略球形の独立気泡を有する発泡ゴムまたは発泡
   していない通常ゴムからなることを特徴とする空気入り
   タイヤ。
2. 【請求項２】 加硫時にガスを生成する発泡剤と加硫時
   に溶融又は軟化してゴムマトリクスよりも粘度が低くな
   る長尺状の樹脂とを含む帯状の第１のゴム組成物の上
   に、前記樹脂を含まず加硫により発泡しない帯状の第２
   のゴム組成物または前記樹脂を含まず加硫により発泡す
   る帯状の第３のゴム組成物の何れか一方を積層して未加
   硫トレッドゴムを形成し、前記未加硫トレッドゴムの装
   着された生タイヤケースをモールドで加硫成型すること
   を特徴とする空気入りタイヤの製造方法。