JPH1120408A

JPH1120408A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JPH1120408A
Application number: JP9174914A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Nishikawa; 裕章西川; Kazuaki Shinohara; 一哲篠原; Kojiro Yamaguchi; 宏二郎山口
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1999-01-26
Anticipated expiration: 2017-06-30
Also published as: JP3779437B2

Abstract

(57)【要約】【課題】長尺状独立気泡を含むトレッドゴムを備えた
空気入りタイヤの性能の急激な変化や、ブロック剛性低
下による各種性能低下を抑制する。【解決手段】樹脂からなる保護層２６により被覆され
た長尺状独立気泡２４を有する発泡ゴムでトレッド１２
のキャップ部１２Ａを構成し、長尺状独立気泡２４の密
度は、タイヤ半径方向外側を密に、タイヤ半径方向内側
を疎に設定する。摩耗するに従い除々に外側ゴム層１２
Ａの硬度が高くなり、内側ゴム層１２Ｂの硬度に近づく
ので、緩やかに性能が変化して行く。また、トレッド１
２が１層構造の場合には、新品時においてもブロック剛
性が保たれる。

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、トレッド踏面部
を形成しているトレッドゴム内に長尺状の排水路を形成
した空気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】微細な長尺状の空洞を無数に含んだゴム
をトレッドに用いたタイヤが提案されている。

【０００３】このタイヤは、トレッドが摩耗すると、長
尺状の空洞がタイヤ踏面部に表れて長尺状の凹部とな
り、この凹部が排水路の役目をして接地面内の水を排除
水することにより氷上性能及びウエット性能の向上を図
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記タイヤ
は、長尺状の空洞がトレッドゴム内で均一に分布してい
た。

【０００５】トレッドがキャップ／ベース構造の場合、
キャップ部には長尺状の空洞を有したゴムが用いられ、
ベース部には空洞を有していない通常のゴムが用いられ
る。このため、トレッドが摩耗してキャップゴム層から
ベースゴム層に移行する際に、トレッドゴムの性質が急
激に変化する問題がある。

【０００６】また、トレッドが１層構造の場合、ブロッ
ク剛性が低下するため操縦性、耐摩耗性が不十分であ
る。

【０００７】さらに、性能向上のためには空洞の数を増
やすこと（発泡率を上げること）が有効であるが、これ
は同時にタイヤトレッド部（ブロック）の剛性低下を招
いてしまい、タイヤトレッド（ブロック）の倒れ込みに
よる路面との接地面積の低下により、氷上性能、ウエッ
ト性能及びドライ性能が低下してしまう。

【０００８】本発明は、上記事実を考慮し、長尺状の空
洞を含んだトレッドを備えた空気入りタイヤにおいて、
性能の急激な変化や、ブロック剛性低下による各種性能
低下を抑制することが目的である。

【０００９】

【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、樹脂からなる保護層により被覆された無数の長尺
状独立気泡を有し、前記長尺状独立気泡の密度は、前記
トレッドゴムのタイヤ半径方向外側が密に、タイヤ半径
方向内側が疎に設定されていることを特徴としている。

【００１０】次に、請求項１に記載の空気入りタイヤの
作用を説明する。請求項１に記載の空気入りタイヤのト
レッドは、長尺状独立気泡の密度がタイヤ半径方向外側
で密に、タイヤ半径方向内側で疎に設定されているた
め、例えば、トレッドがキャップベース構造で、キャッ
プ部における長尺状独立気泡の密度がタイヤ半径方向外
側で密に、タイヤ半径方向内側で疎に設定されている場
合には、トレッドが摩耗するに従い除々にトレッドゴム
の硬度が高くなるので、緩やかに性能が変化して行く。
また、トレッドが１層構造の場合には、新品時において
もブロック剛性が保たれ、一般路の操縦性、耐摩耗性が
向上する。

【００１１】また、長尺状独立気泡の密度を一定とした
トレッドと比較してトレッドの剛性を高めることができ
るので、タイヤトレッドのブロックの倒れ込みを抑制で
き、路面との接地面積を十分に確保して、氷上性能、ウ
エット性能及びドライ性能を向上することができる。

【００１２】なお、走行によってトレッドゴムが摩耗す
ると、長尺状独立気泡による長尺状の凹部が接地表面に
形成され、この長尺状の凹部が排水路の役目を果たし、
接地面内の水を効率良く排除水し、高い氷上性能及びウ
エット性能が得られる。

【００１３】さらに、樹脂からなる保護層が凹部の潰れ
を抑制するので、高荷重時においても排除水性が確保さ
れる。

【００１４】また、接地面に露出した樹脂による引っか
き効果により、路面との摩擦係数を向上させることがで
きる。

【００１５】

【発明の実施の形態】

［第１の実施形態］本発明の空気入りタイヤの第１の実
施形態を図１乃至図９にしたがって説明する。

【００１６】図１に示すように、本実施形態の空気入り
タイヤ（サイズ：１８５／７０Ｒ１３）１０は、ケース
１と、このケース１のクラウン部２のタイヤ半径方向外
側をショルダー３間において被覆するトレッド１２とを
有している。

【００１７】ケース１は、一対のビード部４と、一方の
ビード部４から他方のビード部４まで延びるゴム引きコ
ードからなるトロイダル状のカーカス５と、カーカス５
のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置されタイヤ周
方向に延びる公知の非伸長性のベルト６とを有し、ま
た、このケース１のタイヤ軸方向外側には耐屈曲性に優
れた通常のゴムからなるサイドウォール７が配置されて
いる。

【００１８】本実施形態の空気入りタイヤ１０は所謂ス
タッドレスタイヤであり、図２に示すように、トレッド
１２にはタイヤ幅方向に等間隔で配置された４本の周方
向溝１４と、タイヤ周方向にほぼ等間隔にタイヤ幅方向
に延びる横溝１６が形成され、これら周方向溝１４と横
溝１６とによって区画されたブロック１８にはタイヤ幅
方向に延びる複数のサイプ１９が形成されている。

【００１９】図１に示すように、トレッド１２は、少な
くとも２層のゴム層、本実施形態では、タイヤ半径方向
外側に位置し、路面に接する外側ゴム層（所謂キャップ
ゴム層）１２Ａと、タイヤ半径方向内側に位置する内側
ゴム層（所謂ベースゴム層）１２Ｂとの２層のゴム層か
ら構成されたトレッド踏面部、及びこのトレッド踏面部
のタイヤ幅方向両側に配置された側ゴム部１２Ｃからな
っている。

【００２０】図３及び図４に示すように、外側ゴム層１
２Ａは、略球形の球状独立気泡２２と、全体が樹脂の保
護層２６で補強されている長尺状独立気泡２４とを無数
に含んだ発泡ゴムであり、保護層２６で補強された長尺
状独立気泡２４の密度は、タイヤ径方向外側（矢印Ｄ方
向側）が密であり、タイヤ径方向内側が疎である。

【００２１】即ち、外側ゴム層１２Ａの単位体積当たり
の長尺状独立気泡２４の総体積は、タイヤ径方向内側が
タイヤ径方向外側よりも大となっている。

【００２２】このように、長尺状独立気泡２４の密度に
変化を持たせる方法としては、例えば、長尺状独立気泡
２４の一つ当たりの大きさ（体積）が同一であれば、単
位体積当たりの長尺状独立気泡２４の数を、タイヤ径方
向内側で多く、タイヤ径方向外側で少なくすれば良い。
また、単位体積当たりの長尺状独立気泡２４の数を一定
とした場合には、タイヤ径方向内側の長尺状独立気泡２
４の大きさ大きく、タイヤ径方向外側の長尺状独立気泡
２４の大きさ小さくすれば良い。なお、長尺状独立気泡
２４の数及び大きさの両方を変えても良い。

【００２３】図４に示すように、本実施形態では、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）とされている。

【００２４】図１に示す空気入りタイヤ１０において、
外側ゴム層１２Ａにおいて、タイヤ径方向外側のゴム層
１２Ａ1 での単位体積当たりの長尺状独立気泡２４の総
体積を１００としたときに、タイヤ径方向内側のゴム層
１２Ａ2 の単位体積当たりの長尺状独立気泡２４の総体
積は１００未満、好ましくは６０〜９０である。

【００２５】なお、内側ゴム層１２Ｂには発泡されてい
ない通常のゴムが使用されており、ショアＡ硬度が、外
側ゴム層１２ＡのショアＡ硬度よりも高いゴムが使用さ
れている。（製造方法）次に、本実施形態の空気入りタイヤ１０の
外側ゴム層１２Ａの製造方法を説明する。

【００２６】外側ゴム層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の外側ゴム層１２Ａ
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。

【００２７】また、外側ゴム層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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】外側ゴム層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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】上記ゴム組成物の精錬工程（混練工程）に
おいて、図５に示すような長尺状の樹脂３２が混練さ
れ、樹脂３２は均一に分散される。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】本実施形態に用いられる樹脂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。

【００５１】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。

【００５２】以上、本実施形態に必要とされる樹脂３２
の熱的特性について述べたが、本実施形態は融点を持つ
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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】例えば、空気入りタイヤ１０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。

【００５８】図６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から出る
ときには樹脂３２の長手方向が押出し方向に揃うので、
その後、口金３８から押し出された帯状のゴム組成物３
６を所望の長さでカットし、これを外側ゴム層１２Ａの
ゴムとして用いることができる。

【００５９】なお、樹脂３２の長手方向が揃う程度は、
流路断面積の減少ぐあい、押出し速度、ゴムの粘度等に
よって変化する。

【００６０】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が重要であ
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、極めて良好に押出し、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。

【００６１】このようにして出来たゴム組成物からなる
帯状の生の外側ゴム層１２Ａを、予め生タイヤケースの
クラウン部に貼り付けられた生の内側ゴム層１２ＢＢの
上に、長手方向がタイヤ周方向と一致するように貼り付
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１０を
形成することができる。

【００６２】ところで、保護層２６で補強された長尺状
独立気泡２４の密度をタイヤ径方向外側で密、タイヤ径
方向内側で疎にする方法であるが、一番簡単な方法は、
例えば、樹脂３２の含有量の多い帯状のゴム組成物と、
樹脂３２の含有量の少ない帯状のゴム組成物との２種類
の帯状のゴム組成物を製造し、樹脂３２の含有量の少な
い帯状のゴム組成物がタイヤ径方向内側に、樹脂３２の
含有量の多い帯状のゴム組成物がタイヤ径方向疎側とな
るように、生の内側ゴム層１２Ｂの上に貼り付ければ良
い。

【００６３】また、大きい樹脂３２を含んだ帯状のゴム
組成物と、小さく樹脂３２を含んだ帯状のゴム組成物と
の２種類の帯状のゴム組成物を製造し、小さい樹脂３２
を含んだ帯状のゴム組成物がタイヤ径方向内側に、大き
い樹脂３２を含んだ帯状のゴム組成物がタイヤ径方向外
側となるように、生の内側ゴム層１２Ｂの上に貼り付け
ても良い。

【００６４】なお、長尺状独立気泡２４の密度は、２段
階以上に細かく変化させても良く、連続的に変化させて
も良い。

【００６５】生の外側ゴム層１２Ａがモールド内で加熱
されると、図７（Ａ）に示すように、発泡剤によってガ
ス３４が発生し始める。

【００６６】生の外側ゴム層１２Ａが加熱されて樹脂３
２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８参照）、図７（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。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。

【００６７】冷却後の外側ゴム層１２Ａは、図７（Ｃ）
及び図７（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。（作用）次に本実施形態の作用を説明する。

【００６８】本実施形態の空気入りタイヤ１０では、外
側ゴム層１２Ａの長尺状独立気泡２４の密度がタイヤ半
径方向外側で密に、タイヤ半径方向内側で疎に設定され
ているため、外側ゴム層１２Ａが摩耗するに従い除々に
外側ゴム層１２Ａの硬度が高くなり、内側ゴム層１２Ｂ
の硬度に除々に近づくため急激な性能変化が無い。

【００６９】また、長尺状独立気泡の密度を一定とした
外側ゴム層を有したトレッドのブロックと比較して、本
実施形態のトレッド１２のブロック１８は剛性を高める
ことができるので、ブロック１８の倒れ込みを抑制で
き、路面との接地面積を十分に確保して、氷上性能、ウ
エット性能、ドライ性能及び耐摩耗性を向上することが
できる。

【００７０】また、本実施形態の空気入りタイヤ１０を
走行させると、図９に示すように、略球形の球状独立気
泡２２による凹部２２Ａと長尺状独立気泡２４による溝
状の凹部２４Ａとが摩耗の極めて初期の段階でトレッド
１２の接地面に現れる。

【００７１】空気入りタイヤ１０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、トレッド１２の接地面に形成された無数の
凹部２２Ａ，２４Ａによって接地面内の水分（水膜）は
素早く排除水されて除去される。

【００７２】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２４Ａ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、特に氷上ブレーキ
性能が向上する。また、この溝状の凹部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、荷重の変化に影響さ
れずに高い排除水性を常に維持することができる。

【００７３】本実施形態の空気入りタイヤ１０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。

【００７４】ここで、外側ゴム層１２Ａ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Ｖｓ
1 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）×１
００（％）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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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４参照）は、２０〜５００μ
ｍの範囲内であることが好ましい。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】なお、上記空気入りタイヤ１０では、長尺
状独立気泡２４の長手方向の向きをタイヤ周方向とした
が、製造上の理由等から（図３参照）、一部周方向以外
に配向しても良い。

【００８４】長尺状独立気泡２４の長手方向をタイヤ軸
方向（矢印Ｂ方向）とすると溝状の凹部２４Ａの方向が
タイヤ軸方向となり、横方向に対する排除水性を特に向
上させることができる。［第２の実施形態］本発明の空気入りタイヤの第２の実
施形態を図１０及び図１１にしたがって説明する。な
お、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、そ
の説明は省略する。

【００８５】図１０及び図１１に示す本実施形態の空気
入りタイヤ４０（サイズ：１８５／７０Ｒ１３）は、所
謂サマータイヤであり、トレッド１２にはタイヤ幅方向
に等間隔で配置された３本の周方向溝１４と、タイヤ周
方向にほぼ等間隔にタイヤ幅方向に対して若干傾斜して
延びる横溝１６とで区画されたブロック１８を有してい
る。

【００８６】図１０に示すように、トレッド１２は、１
層のゴム層４２から構成されたトレッド踏面部、及びこ
のトレッド踏面部のタイヤ幅方向両側に配置された側ゴ
ム部１２Ｃからなっている。

【００８７】なお、図示は省略するが、この第２実施形
態の空気入りタイヤ４０のゴム層４２も第１実施形態の
空気入りタイヤ１０の外側ゴム層１２Ａと同様に略球形
の球状独立気泡２２と、全体が樹脂の保護層２６で補強
されている長尺状独立気泡２４とを無数に含んだ発泡ゴ
ムであり、ブロック１８内においては、保護層２６で補
強された長尺状独立気泡２４の密度がタイヤ径方向外側
で密、タイヤ径方向内側で疎となっている。

【００８８】長尺状独立気泡の密度を一定としたゴム層
からなるトレッドのブロックと比較して、本実施形態の
トレッド１２はブロック１８の剛性を高めることができ
るので、ブロック１８の倒れ込みを抑制でき、路面との
接地面積を十分に確保して、ドライ性能及び耐摩耗性を
向上することができる。

【００８９】また、本実施形態の空気入りタイヤ４０も
第１の空気入りタイヤ１０と同様に、略球形の球状独立
気泡２２による凹部２２Ａと長尺状独立気泡２４による
溝状の凹部２４Ａとが摩耗の極めて初期の段階でトレッ
ド１２の接地面に現れ、凹部２２Ａ及び溝状の凹部２４
Ａによる排除水性が得られる。

【００９０】なお、前述した空気入りタイヤ１０，４０
は、いわゆる乗用車用であったが、本発明は乗用車用タ
イヤ以外、例えば、トラック・バス用のタイヤにも適用
できるのは勿論である。

【００９１】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。

【００９２】なお、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。

【００９３】また、空気入りタイヤは、所謂更生タイヤ
であっても良く、この場合には、長尺状の樹脂３２を含
んだ帯状のゴム組成を所定のモールドで加硫して貼り替
え用のトレッドを成型し、これを台タイヤに貼り付けれ
ば良い。

【００９４】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。本発明の実施形態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。

【００９５】前記実施形態では、長尺状の樹脂３２を溶
融しないようにゴム原料等と共に混練し、これを断面積
が除々に小さくなる押出機の口金から押し出すことによ
って長手方向が押出し方向に沿って揃った長尺状の樹脂
３２を含んだゴム組成物を得たが、他の方法によっても
同様なゴム組成物を得ることができる。

【００９６】例えば、粒状の樹脂をゴム原料等と共に混
練し、樹脂が溶融又は軟化するように押出し時の温度を
設定して押出機の口金から押し出すようにすると、溶融
又は軟化した樹脂が除々の押出し方向に延ばされながら
ゴム組成物が押し出され、口金から押し出されたときに
は、樹脂は長手方向が押出し方向とされた長尺状とな
る。（試験例）本発明の効果を確かめるために、比較例１の
スタッドレスタイヤ及び本発明の適用された実施例１の
スタッドレスタイヤを試作して氷上ブレーキ性能、氷上
トラクション性能、氷上フィーリング及び耐摩耗性の各
々に付いて実車テストを行って比較を行うと共に、比較
例２のサマータイヤ及び本発明の適用された実施例２の
サマータイヤを試作してドライフィーリング及び耐摩耗
性の各々に付いて実車テストを行って比較を行った。

【００９７】以下に比較例１，２及び実施例１，２のタ
イヤを説明する。各例のタイヤ共に、タイヤサイズは１
８５／７０Ｒ１３である。実施例１のスタッドレスタイ
ヤは第１の実施形態で説明した構造のタイヤ（図１〜３
参照）であり、比較例１のスタッドレスタイヤは、実施
例１のスタッドレスタイヤと同一パターンで、長尺状独
立気泡２４の密度が一定のタイヤである。一方、実施例
２のサマータイヤは第２の実施形態で説明した構造のタ
イヤ（図１０及び図１２参照）であり、比較例２のサマ
ータイヤは、実施例のサマータイヤと同一パターンで、
長尺状独立気泡２４の密度が一定のタイヤである。

【００９８】次に、各例のタイヤのその他の仕様及び試
験方法を以下に説明する。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。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。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。

【００９９】硬度：加硫したゴム組成物をＪＩＳＫ６
３０１に準拠し、室温（２４°Ｃ）にて測定したもので
ある。

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】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。

【０１０４】実車テストは、内圧２００ｋＰａを充填し
た供試タイヤを日本製１６００ＣＣクラスの乗用車（２
名乗車）に装着して行った。各試験の方法は以下に説明
する通りである。

【０１０５】氷上ブレーキ性能：氷盤路で時速２０km/h
からのフル制動したときの制動距離を測定した。結果
は、制動距離の逆数を比較例のタイヤを１００として指
数表示した。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。また、数値は、新品〜摩耗時の平均
値である。

【０１０６】氷上トラクション性能：氷盤路での２０ｍ
の距離での発進からの加速通過時間を測定した。結果
は、加速通過時間の逆数を比較例のタイヤを１００とし
て指数表示した。なお、数値が大きいほど氷上トラクシ
ョン性能が良いことを示す。また、数値は、新品〜摩耗
時の平均値である。

【０１０７】氷上フィーリング：氷盤路面のテストコー
スにおける制動、発進性、直進性、コーナリング性の総
合フィーリング（テストドライバーによるフィーリング
評価）。結果は、比較例のタイヤを１００として指数表
示した。なお、数値が大きいほど氷上フィーリングが良
いことを示す。また、数値は、新品〜摩耗時の平均値で
ある。

【０１０８】ドライフィーリング：乾燥した舗装路のテ
ストコースにおける直進性、レーンチェンジ性、コーナ
リング性の総合フィーリング（テストドライバーによる
フィーリング評価）。結果は、比較例のタイヤを１００
として指数表示した。なお、数値が大きいほどドライフ
ィーリングが良いことを示す。また、数値は、新品〜摩
耗時の平均値である。

【０１０９】ウエットブレーキ性能：水深２mmの舗装路
を、８０，６０及び４０km/hの各速度においてフル制動
したときの制動距離を測定し、平均制動距離を求めた。
結果は、平均制動距離の逆数を比較例のタイヤを１００
として指数表示した。なお、数値が大きいほどウエット
ブレーキ性能が良いことを示す。また、数値は、新品〜
摩耗時の平均値である。

【０１１０】耐摩耗性：一般道を１万〜２万km走行した
ときの、km当たりの摩耗量を測定した。結果は、摩耗量
の逆数を比較例のタイヤを１００として指数表示した。
なお、数値が大きいほど耐摩耗性が良いことを示す。

【０１１１】スタッドレスタイヤの仕様及び試験結果を
以下の表１に示し、サマータイヤの仕様及び試験結果を
以下の表２に示す。

【０１１２】

【表１】

【０１１３】

【表２】

【０１１４】なお、上記表１，２中の加硫ゴム組成物の
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。

【０１１５】シス−１，４−ポリブタジエン：ＪＳＲ製
ＢＲ０１スチレン−ブタジエン共重合タイヤゴム：旭化成製タ
フデン２５３０カーボンブラック：旭カーボンＮ１１０シリカ：日本シリカ工業（株）製ＮｉｐｓｉｌＡＱシランカップリング剤：ＤＥＧＵＳＳＡ製Ｓｉ６９老化防止剤：Ｎ−（１，３ジメチルブチル）−Ｎ−フェ
ニル−Ｐ−フェニレンジアミン加硫促進剤：Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジル
−１−スルフェンアミド発泡剤ＤＰＴ：永和化成工業（株）製セルラーＤ発泡助剤（尿素系）：永和化成工業（株）セルペース
トＫ５熱可塑性樹脂：ＰＥ（ポリエチレン）試験の結果、本発明を適用した実施例１のスタッドレス
タイヤは、氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能、
氷上フィーリング及び耐摩耗性を向上できることが証明
された。

【０１１６】また、本発明を適用した実施例２のサマー
タイヤは、ドライフィーリング及び耐摩耗性を向上でき
ることが証明された。

【０１１７】

【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、例えば、トレ
ッドがキャップベース構造である場合には剛性を除々に
上げることができ、性能を緩やかに変化させることがで
き、トレッドが１層構造の場合には、新品時においても
ブロック剛性を保つことができる、という優れた効果を
有する。また、長尺状独立気泡の密度を一定としたトレ
ッドと比較して本発明ではトレッドの剛性を高めること
ができるので、タイヤトレッドのブロックの倒れ込みを
抑制でき、路面との接地面積を十分に確保して、氷上性
能、ウエット性能及びドライ性能を向上することができ
る、という優れた効果を有する。

【０１１８】また、走行によってトレッドゴムが摩耗す
ると、長尺状独立気泡による長尺状の凹部が接地表面に
形成され、高い氷上性能及びウエット性能が得られる。
さらに、樹脂からなる保護層が凹部の潰れを抑制するの
で、高荷重時においても排除水性が確保される。また、
接地面に露出した樹脂による引っかき効果により、路面
との摩擦係数を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用された第１の実施形態に係る空気
入りタイヤの断面図である。

【図２】第１の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッ
ドの平面図である。

【図３】ブロックの拡大断面図である。

【図４】外側ゴム層の拡大断面図である。

【図５】長尺状の樹脂の斜視図である。

【図６】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７】（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８】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９】摩耗した外側ゴム層の拡大断面図である。

【図１０】第２の実施形態に係る空気入りタイヤの断面
図である。

【図１１】第２の実施形態に係る空気入りタイヤのトレ
ッドの平面図である。

【符号の説明】

４ビードコア６カーカス８ベルト１０空気人りタイヤ１２トレッド１２Ａ外側ゴム層（トレッドゴム）２４長尺状独立気泡２６保護層３２樹脂４０空気人りタイヤ４２ゴム層（トレッドゴム）

Claims

【特許請求の範囲】

【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、樹脂からなる保護層により被覆さ
れた無数の長尺状独立気泡を有し、前記長尺状独立気泡の密度は、前記トレッドゴムのタイ
ヤ半径方向外側が密に、タイヤ半径方向内側が疎に設定
されていることを特徴とする空気入りタイヤ。