(57)【要約】【課題】トレッドおよびサイドウォールが体積固有抵抗率の高いゴム組成物により構成され、さらに、導電率の高いインスレーションを有さないにもかかわらず、通電性および転がり抵抗特性に優れた空気入りタイヤを提供すること。【解決手段】所定の体積固有抵抗率を有するゴム組成物により構成されたトレッドおよびサイドウォールを有し、導電率の高いインスレーションを有さない空気入りタイヤにおいて、サイドウォール外表面に膜厚が１〜１０μｍのダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成することにより、通電性および転がり抵抗特性に優れた空気入りタイヤを提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
体積固有抵抗率が１．０×１０9〜１．０×１０13Ω・ｃｍのトレッド用ゴム組成物により構成されたトレッド、および、
体積固有抵抗率が１．０×１０9〜１．０×１０13Ω・ｃｍのサイドウォール用ゴム組成物により構成されたサイドウォールを有し、
体積固有抵抗率が１．０×１０8Ω・ｃｍ以下のインスレーション用ゴム組成物により構成されたインスレーションを有さない空気入りタイヤであり、
サイドウォール外表面に、プラズマＣＶＤ法により形成された膜厚１〜１０μｍのダイヤモンドライクカーボン薄膜を有する空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記ダイヤモンドライクカーボン薄膜が、
空気入りタイヤのショルダー部からビード部に連続して形成されている請求項１記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイドウォール外表面にダイヤモンドライクカーボン薄膜を有する空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車の低燃費化に対する要求が強くなり、転がり抵抗の少ないタイヤに対する要求もますます強くなっている。そこで、トレッドやサイドウォールなどのタイヤを構成する部材を構成するゴム組成物の損失正接（ｔａｎδ）を低減する手法が広く採用されている。
【０００３】
ゴム組成物のｔａｎδを低減する手法として、カーボンブラックの配合量を減らす、カーボンブラックの種類を変更する等が行われている。しかし、これらの手法によれば、ゴム組成物の体積固有抵抗率（Ω・ｃｍ）が高くなり、タイヤの通電性が悪化することが知られている。
【０００４】
タイヤの通電性とは、車両に蓄積された静電気を路面へ放電する性能のことであり、一般的には、リム、クリンチ、プライ、サイドウォール、ベルト、ブレーカー、トレッドを経路として放電する。
【０００５】
このような放電が行われない場合、車両に静電気が蓄えられ、乗車する人が感電する、燃料補給時にスパークが発生し発火する、走行時に車中で聞くラジオにノイズ混入が発生する、電気を帯びたリムによりクリンチ部のゴム組成物の腐食が促進されるなどの不具合が発生する。
【０００６】
そこで、タイヤの通電性を改良するための手段として、タイヤクラウン部に導電率の高いベースペン構造を有するタイヤとすることや（特許文献１および２等参照）、導電率の高いインスレーションを有するタイヤとすることが提案されている。しかしながら、これらの手段には、新たな部位を配設することによるタイヤ重量の増加や生産性の悪化という問題がある。また、ベースペンおよびインスレーションとして、体積固有抵抗率が低く、ｔａｎδの高いゴム組成物を用いるため転がり抵抗特性には改善の余地がある。
【０００７】
一方、特許文献３には、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）などによる炭素膜をタイヤ内腔面に形成することで、内圧保持性に優れた空気入りタイヤとすることが記載されている。しかしながら、炭素膜をタイヤ外面の所定の位置に形成することや、ダイヤモンドライクカーボン膜による通電性の改善については考慮されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−８２６９号公報
【特許文献２】特開２００７−２４５９１８号公報
【特許文献３】特開２００６−６９３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、トレッドおよびサイドウォールが体積固有抵抗率の高いゴム組成物により構成され、さらに、導電率の高いインスレーションを有さないにもかかわらず、所定のダイヤモンドライクカーボン薄膜を有することで、通電性および転がり抵抗特性に優れた空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、体積固有抵抗率が１．０×１０9〜１．０×１０13Ω・ｃｍのトレッド用ゴム組成物により構成されたトレッド、および、
体積固有抵抗率が１．０×１０9〜１．０×１０13Ω・ｃｍのサイドウォール用ゴム組成物により構成されたサイドウォールを有し、
体積固有抵抗率が１．０×１０8Ω・ｃｍ以下のインスレーション用ゴム組成物により構成されたインスレーションを有さない空気入りタイヤであり、
サイドウォール外表面に、プラズマＣＶＤ法により形成された膜厚１〜１０μｍのダイヤモンドライクカーボン薄膜を有する空気入りタイヤに関する。
【００１１】
前記ダイヤモンドライクカーボン薄膜が、空気入りタイヤのショルダー部からビード部に連続して形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、トレッドおよびサイドウォールが体積固有抵抗率の高いゴム組成物により構成され、さらに、導電率の高いインスレーションを有さないにもかかわらず、サイドウォール外表面に膜厚が１〜１０μｍのダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成することにより、通電性および転がり抵抗特性に優れた空気入りタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る空気入りタイヤの一形態の部分断面を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の空気入りタイヤは、所定のトレッド用ゴム組成物により構成されたトレッド、および所定のサイドウォール用ゴム組成物により構成されたサイドウォールを有し、サイドウォール外表面に、所定の膜厚のダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）薄膜を有する。
【００１５】
前記トレッド用ゴム組成物およびサイドウォール用ゴム組成物は、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減するために低ｔａｎδ化されたゴム組成物であって、体積固有抵抗率が所定の範囲にあるゴム組成物であれば特に限定されず、従来の空気入りタイヤに用いられるトレッド用ゴム組成物およびサイドウォール用ゴム組成物を用いることができる。
【００１６】
前記トレッド用ゴム組成物の体積固有抵抗率は１．０×１０9Ω・ｃｍ以上であり、１．０×１０10Ω・ｃｍ以上が好ましく、１．０×１０11Ω・ｃｍ以上がさらに好ましい。該ゴム組成物の体積固有抵抗率が１．０×１０9Ω・ｃｍ未満の場合、充分に低ｔａｎδ化されておらず、空気入りタイヤの転がり抵抗の低減効果が不充分となる傾向がある。また、体積固有抵抗率の上限は高くし過ぎるとゴム組成物の補強性が低下するという点から１．０×１０13Ω・ｃｍ以下であり、１．０×１０12Ω・ｃｍ以下が好ましい。なお、本発明における体積固有抵抗率はＪＩＳ  Ｋ  ６２７１に準じて測定した値である。
【００１７】
また、トレッド用ゴム組成物のｔａｎδは０．５０以下であることが好ましく、０．３０以下であることがより好ましい。ｔａｎδが０．５０を超える場合、空気入りタイヤの転がり抵抗の低減効果が不充分となる傾向がある。また、ｔａｎδは低くし過ぎるとゴム組成物の補強性が低下する傾向があることから、０．２０以上が好ましい。なお、本発明におけるトレッド用ゴム組成物のｔａｎδは、初期歪み１０％、動歪み２％、振動周波数１０Ｈｚ、温度３０℃の条件下における粘弾性物性測定によって得られる値とする。また、後述のサイドウォール用ゴム組成物についても同様である。
【００１８】
前記サイドウォール用ゴム組成物の体積固有抵抗率は１．０×１０9Ω・ｃｍ以上であり、１．０×１０10Ω・ｃｍ以上が好ましく、１．０×１０11Ω・ｃｍ以上がさらに好ましい。該ゴム組成物の体積固有抵抗率が１．０×１０9Ω・ｃｍ未満の場合、充分に低ｔａｎδ化されておらず、空気入りタイヤの転がり抵抗の低減効果が不充分となる傾向がある。また、体積固有抵抗率の上限は高くし過ぎるとゴム組成物の補強性が低下するという点から１．０×１０13Ω・ｃｍ以下であり、１．０×１０12Ω・ｃｍ以下が好ましい。
【００１９】
また、サイドウォール用ゴム組成物のｔａｎδは０．５０以下であることが好ましく、０．３０以下であることがより好ましい。ｔａｎδが０．５０を超える場合、空気入りタイヤの転がり抵抗の低減効果が不充分となる傾向がある。また、ｔａｎδは低くし過ぎるとゴム組成物の補強性が低下する傾向があることから、０．２０以上が好ましい。
【００２０】
前記のトレッド用ゴム組成物およびサイドウォール用ゴム組成物を低ｔａｎδ化する手法としては、カーボンブラックの配合量を減らしたり、カーボンブラックの種類を調整したり、配合量および種類の両方を調整したりする手法が挙げられる。
【００２１】
トレッド用ゴム組成物におけるカーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、１５〜３０質量部が好ましく、２０〜２５質量部がより好ましい。カーボンブラックの含有量が１５質量部未満の場合、補強剤としての効果が得られにくく、耐摩耗性や硬度が低下してしまう傾向がある。また、３０質量部を超える場合、低ｔａｎδ化が不充分であり、またゴム組成物の体積固有抵抗率が低くなる傾向がある。
【００２２】
また、サイドウォール用ゴム組成物におけるカーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、１５〜３０質量部が好ましく、２０〜２５質量部がより好ましい。カーボンブラックの含有量が１５質量部未満の場合、補強剤としての効果が得られにくく、耐摩耗性や硬度が低下してしまう傾向がある。また、３０質量部を超える場合、低ｔａｎδ化が不充分であり、またゴム組成物の体積固有抵抗率が低くなる傾向がある。
【００２３】
本発明の空気入りタイヤは、体積固有抵抗率が１．０×１０8Ω・ｃｍ以下のインスレーション用ゴム組成物により構成された導電率の高いインスレーションを有さない空気入りタイヤである。導電率の高いインスレーションはタイヤの通電性を向上させるために配設される部材であり、体積固有抵抗率が低く、さらにｔａｎδが高いゴム組成物により構成されるところ、該インスレーションを使用することにより転がり抵抗特性が低下する傾向がある。本発明の空気入りタイヤは、導電率の高いインスレーションを有さないことにより、転がり抵抗特性を向上させ、後述するダイヤモンドライクカーボン薄膜により空気入りタイヤの通電性を向上することに成功した。なお、体積固有抵抗率が１．０×１０8Ω・ｃｍを超えるインスレーション用ゴム組成物により構成されたインスレーションの場合は配設されていても転がり抵抗特性は低下しにくいが、タイヤ重量の低減、インスレーションを配設することによる生産効率の低下を防ぐという点から、インスレーション用ゴム組成物の体積固有抵抗率にかかわらずインスレーションを有さないことが好ましい。
【００２４】
本発明の空気入りタイヤは、サイドウォール外表面にダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）薄膜を有する。ＤＬＣ薄膜は優れた導電性を有しており、低ｔａｎδ化されており導電性が高くないトレッドおよびサイドウォールに代わって、静電気を路面に放電するための通電経路となり、空気入りタイヤの通電性を改善することができる。また、タイヤ外表面のゴムを保護する効果も得られ、劣化によるゴムの変色を抑制することもできる。
【００２５】
前記ＤＬＣ薄膜は、加硫成型された空気入りタイヤのサイドウォール外表面に対して、プラズマＣＶＤ法により形成される。プラズマＣＶＤ法により形成することで、均一な薄膜を所望の位置に形成することができる。
【００２６】
プラズマＣＶＤ法によるＤＬＣ薄膜の形成は、原料である炭化水素ガスをプラズマ化し、対象表面（タイヤ外表面）に蒸着させることで形成される。プラズマＣＶＤ法としては特に限定されないが、熱ＣＶＤ法、熱フィラメントＣＶＤ法、電子衝撃ＣＶＤ法、熱プラズマＣＶＤ法、低温プラズマＣＶＤ法などが挙げられ、低温プラズマＣＶＤ法としては、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance：電子サイクロトロン共鳴）−プラズマＣＶＤ法などが挙げられる。なかでも低温環境でのＤＬＣ薄膜形成が可能という点から低温プラズマＣＶＤ法が好ましい。また、原料の炭化水素としては、メタン、エタン、アセチレン、プロパン、ブタン、ベンゼン、トルエン等が挙げられる。
【００２７】
ＤＬＣ薄膜の形成位置について添付の図１を参照して説明する。添付の図１は、本発明の空気入りタイヤの一実施形態部分断面を示す概略図であり、ＤＬＣ薄膜１０がショルダー部Ｓから、ウイング２２外表面、サイドウォール２１外表面およびクリンチ２３外表面を経て、ビード部Ｂまで形成された空気入りタイヤを示す。
【００２８】
本発明のＤＬＣ薄膜は、サイドウォール外表面に形成されていることを特徴とする。
【００２９】
ＤＬＣ薄膜のタイヤ接地面側（トレッド側）の先端部は、静電気を路面に効率的に放電することができるという点から、走行時に路面に接地するショルダー部Ｓまで延長されていることが好ましい。また、ウイング２２が導電率の高いウイングである場合は、ウイングに接する位置まで形成されていることで、ウイングを介して路面に通電することができる。
【００３０】
一方、リム側の先端部は、車両で発生した静電気をリムから受け取りやすいという点から、リムに接する位置まで形成されていることが好ましく、ビード部Ｂまで形成されていることがより好ましい。また、クリンチ２３が導電率の高いクリンチである場合は、クリンチに接する位置まで形成されていることで、クリンチを介してリムからの静電気を受け取ることができる。
【００３１】
前記の導電率の高いウイングおよび／または導電率の高いクリンチを用いる場合、これらの部位を構成するゴム組成物の体積固有抵抗率は１．０×１０6Ω・ｃｍ以下が好ましく、１．０×１０5Ω・ｃｍ以下がより好ましく、１．０×１０4Ω・ｃｍ以下がさらに好ましい。体積固有抵抗率が１．０×１０6Ω・ｃｍを超える場合、導電率が低く、タイヤの通電性が不充分となる傾向がある。
【００３２】
ＤＬＣ薄膜の膜厚は、１μｍ以上であり、４μｍ以上が好ましい。膜厚が１μｍ未満の場合、薄膜の形成が困難となる傾向、通電性が不十分となる傾向がある。また、ＤＬＣ薄膜の膜厚は、１０μｍ以下であり、６μｍ以下が好ましい。膜厚が１０μｍを超える場合、路面走行時のタイヤの弾性変形に追従することができずＤＬＣ薄膜に剥離が生じる傾向がある。なお、本発明におけるＤＬＣ薄膜の膜厚はＸ線反射率法（ＸＲＲ法）により測定した値とする。
【００３３】
また、前記薄膜ゴム層の幅（タイヤ周方向の長さ）は特に限定されないが、外部接触や弾性変形による剥離を防止するという点から、薄膜ゴム層の幅が１０ｍｍ以上とすることが好ましく、タイヤ周上均一に形成することがより好ましい
【００３４】
本発明の空気入りタイヤは前記のトレッド、サイドウォール、ウイング、クリンチ、ＤＬＣ薄膜以外にも、ブレーカー、ケース、インナーライナーおよびビードエイペックスなどの一般的な空気入りタイヤを構成する部材を有する。これらの各部材を構成するゴム組成物は、一般的にタイヤの各部材用のゴム組成物として用いられるものであれば特に限定されない。
【００３５】
本発明の空気入りタイヤは、通常の方法によって得られた空気入りタイヤのサイドウォール外表面等に、ＤＬＣ薄膜を形成することで製造することができる。すなわち、トレッド、サイドウォールなどの各部材を、タイヤ成型機上で貼り合わせた未加硫タイヤを加硫機中で加硫して得られる空気入りタイヤのサイドウォール外表面等に、プラズマＣＶＤ法によりＤＬＣ薄膜を形成することで本発明の空気入りタイヤを得ることができる。
【実施例】
【００３６】
本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。
【００３７】
実施例１、２および比較例１〜３
各試験用タイヤ（サイズ：１５５／６５Ｒ１４）を作製し、表１に示す条件（膜厚、形成位置）のＤＬＣ薄膜をＥＣＲ−プラズマＣＶＤ法（株式会社島津製作所製のＤＬＣ複合成膜装置（ＤＬＣ−ＭＲ３）を使用、原料ガス：エタン）により形成した。ＤＬＣ薄膜の膜厚はＸ線反射率法（（株）島津製作所製のＸＲＤ−７０００を使用）により測定した。
【００３８】
全ての実施例および比較例の試験用タイヤに用いたトレッド用ゴム組成物およびサイドウォール用ゴム組成物の詳細を以下に示す。
トレッド用ゴム組成物
カーボンブラック含有量：ゴム成分１００質量部に対して２０質量部
体積固有抵抗率：１．０×１０9Ω・ｃｍ
ｔａｎδ：０．２５
サイドウォール用ゴム組成物
カーボンブラック含有量：ゴム成分１００質量部に対して２０質量部
体積固有抵抗率：１．０×１０9Ω・ｃｍ
ｔａｎδ：０．２５
その他の部位については、一般的な配合のゴム組成物により構成された各部材を統一して使用した。また、比較例２の試験用タイヤには、体積固有抵抗率が１．０×１０4Ω・ｃｍのインスレーション用ゴム組成物により構成された導電率の高いインスレーションをケースとサイドウォールとの間に配設した。
【００３９】
得られた試験用タイヤを用いて以下の評価を行った。
【００４０】
＜タイヤの電気抵抗値＞
各試験用タイヤを内圧２．０ＭＰａおよび荷重４．７ｋＮの条件において鉄板にトレッド部を設置し、リム部と鉄板間の電気抵抗を印加電圧１００Ｖ、温度２３℃および相対湿度５５％の条件下で測定した。なお、タイヤの電気抵抗値は１．０×１０8Ω以下を性能目標値とする。評価結果を表１に示す。
【００４１】
＜転がり抵抗特性＞
ＩＳＯ  ２８５８０（ＪＩＳ  Ｄ  ４２３４）に準じて転がり抵抗を測定し、下記の式により比較例１を１００とする指数で示す。指数が小さいほど、転がり抵抗が低く転がり抵抗特性に優れることを示す。評価結果を表１に示す。
（転がり抵抗特性指数）＝
（各試験用タイヤの転がり抵抗）／（比較例１の転がり抵抗）×１００
【００４２】
＜走行後の外観＞
各試験用タイヤを排気量６５０ｃｃの乗用車に装着し、アスファルト路面（ドライ）を１００００ｋｍ走行後の外観（ＤＬＣ薄膜）を目視にて観察し、以下の基準で評価した。評価結果を表１に示す。
○：ＤＬＣ薄膜の状態が走行前と変化なく、剥離が発生していない。
×：ＤＬＣ薄膜の剥離や変色が認められる。
【００４３】
【表１】
2014051216.tif 000003
【００４４】
表１の結果から、トレッドおよびサイドウォールが体積固有抵抗率の高いゴム組成物により構成された空気入りタイヤにおいて、サイドウォール外表面に膜厚が１〜１０μｍのダイヤモンドライクカーボン薄膜を形成することで、導電率の高いインスレーションを有さないにもかかわらず、通電性および転がり抵抗特性に優れた空気入りタイヤが得られることがわかる。
【符号の説明】
【００４５】
１０    ＤＬＣ薄膜
２１    サイドウォール
２２    ウイング
２３    クリンチ
２４    リム
Ｓ    ショルダー部
Ｂ    ビード部
【図１】
2014051216.tif 000004