(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ径方向外側にキャップトレッドが配置され、このキャップトレッドのタイヤ径方向内側にアンダートレッドが隣接して配置されたトレッドを有し、
タイヤ周方向に延在する主溝およびタイヤ幅方向に延在する横溝によって前記トレッドに陸部が区画された空気入りタイヤであって、
前記キャップトレッドが、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを１０〜３０質量部含むジエン系ゴム１００質量部に対して、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が１００ｍ２／ｇ以下、かつＤＢＰ吸収量が１１５ｃｍ３／１００ｇ以上のカーボンブラックを３０〜４５質量部配合してなる非発泡のゴム組成物からなり、
前記陸部において、前記アンダートレッドのタイヤ径方向の厚さが、タイヤ幅方向における中央部であるセンタークラウン部よりも、タイヤ幅方向における端部であるショルダー部のほうが厚く、かつ
前記陸部において、前記ショルダー部を形成するアンダートレッドのタイヤ径方向の厚さをｔｓとし、前記センタークラウン部を形成するアンダートレッドのタイヤ径方向の厚さをｔｃとしたときに、前記厚さｔｓが、前記厚さｔｃの（１４．０／６．５）倍から７．５倍の範囲である
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤに関するものであり、詳しくは、耐摩耗性、耐偏摩耗性および低転がり抵抗性のいずれも満足し、長寿命および燃費特性に優れる空気入りタイヤ空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バスおよびトラックなどに装着される重荷重用空気入りタイヤは、安全に、かつ長距離走行を行うために、長寿命が求められている。長寿命はコンパウンドの耐摩耗性のみならず耐偏摩耗性にも大きく左右されるため、耐偏摩耗性も重荷重用空気入りタイヤにとって重要な特性である。
一方、地球環境上の観点から車両の低燃費化の要求が高まっており、重荷重用空気入りタイヤにおいても低燃費に寄与するタイヤの開発が強く望まれている。具体的には、低転がり抵抗性を有するタイヤの開発が望まれている。
しかし従来技術において、耐摩耗性、耐偏摩耗性および低転がり抵抗性を両立させることは非常に困難であり、大きな課題であった。
【０００３】
なお、下記特許文献１には、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを含むタイヤ用ゴム組成物をトレッドに使用する技術が開示されている。しかしながら特許文献１は、本発明におけるトレッドのショルダー部とセンタークラウン部のアンダートレッドの厚さの規定を何ら開示または示唆していない。また、耐摩耗性、耐偏摩耗性および低転がり抵抗性の両立についても何ら開示していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３１１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、耐摩耗性、耐偏摩耗性および低転がり抵抗性のいずれも満足し、長寿命および燃費特性に優れる空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、特定の組成のジエン系ゴムに特定の特性を有するカーボンブラックの特定量を配合し、これをキャップトレッドに採用するとともに、トレッドのショルダー部とセンタークラウン部のアンダートレッドの厚さを規定することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成することができた。
すなわち本発明は以下のとおりである。
タイヤ径方向外側にキャップトレッドが配置され、このキャップトレッドのタイヤ径方向内側にアンダートレッドが隣接して配置されたトレッドを有し、
タイヤ周方向に延在する主溝およびタイヤ幅方向に延在する横溝によって前記トレッドに陸部が区画された空気入りタイヤであって、
前記キャップトレッドが、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを１０〜３０質量部含むジエン系ゴム１００質量部に対して、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が１００ｍ２／ｇ以下、かつＤＢＰ吸収量が１１５ｃｍ３／１００ｇ以上のカーボンブラックを３０〜４５質量部配合してなる非発泡のゴム組成物からなり、
前記陸部において、前記アンダートレッドのタイヤ径方向の厚さが、タイヤ幅方向における中央部であるセンタークラウン部よりも、タイヤ幅方向における端部であるショルダー部のほうが厚く、かつ
前記陸部において、前記ショルダー部を形成するアンダートレッドのタイヤ径方向の厚さをｔｓとし、前記センタークラウン部を形成するアンダートレッドのタイヤ径方向の厚さをｔｃとしたときに、前記厚さｔｓが、前記厚さｔｃの（１４．０／６．５）倍から７．５倍の範囲である
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、特定の組成のジエン系ゴムに特定の特性を有するカーボンブラックの特定量を配合し、これをキャップトレッドに採用するとともに、トレッドのショルダー部とセンタークラウン部のアンダートレッドの厚さを規定したので、耐摩耗性、耐偏摩耗性および低転がり抵抗性のいずれも満足し、長寿命および燃費特性に優れる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】
【０００８】
【図１】本発明に係る空気入りタイヤのトレッドの一例を示す図である。
【図２】図１の空気入りタイヤのトレッドのＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
図１は、本発明に係る空気入りタイヤのトレッドの一例を示す図である。
以下の説明において、タイヤ幅方向とは、空気入りタイヤの回転軸と平行な方向をいう。また、タイヤ径方向とは、前記回転軸と直交する方向をいい、タイヤ周方向とは、前記回転軸を回転の中心となる軸として回転する方向をいう。
図１に示すように、空気入りタイヤ１は、タイヤ径方向の最も外側に位置するトレッド１０を備え、さらにトレッド１０の両側部からタイヤ径方向内方に延びる一対のサイドウォール部（不図示）と、各サイドウォール部の内周側に連続する一対のビード部（不図示）とを備えている。そして不図示のカーカスが一対のビード部間に掛け渡され、トレッド１０の内部でカーカスの外側にベルト層が配置されている。
トレッド１０の表面であるトレッド接地面には、複数の溝が形成されている。詳しくは、トレッド接地面には、タイヤ周方向に形成された主溝３０と、タイヤ幅方向に形成された横溝２０とが形成されている。
主溝３０はタイヤ幅方向にほぼ平行に並んで複数形成されており、横溝２０は、タイヤ周方向にほぼ平行に並んで複数形成されている。なお、主溝３０は正確にタイヤ周方向に沿って形成されていなくてもよく、例えばタイヤ幅方向に傾いて斜めに形成されていてもよい。同様に、横溝２０も正確にタイヤ幅方向に沿って形成されていなくてもよく、タイヤ周方向に傾いて斜めに形成されていてもよい（例えば図１参照）。一般的に主溝３０の幅は９〜１５ｍｍであり、深さは１２〜２５ｍｍである。横溝２０の幅は３〜４０ｍｍであり、深さは２〜２５ｍｍである。
そして、トレッド１０には、これらの主溝３０および横溝２０によって複数のブロック部１５が区画され、それらブロック部１５により陸部が構成されている。トレッドパターンは、複数のブロック部１５からなるブロックパターンとされている。
【００１０】
本発明では、トレッド１０のタイヤ幅方向における中央部のブロック部１５をセンタークラウン部ｃｃと呼称し、破線で示されたタイヤ赤道線上に、タイヤの周方向全体に存在している。また、タイヤ幅方向における両端部のブロック部１５をショルダー部ｓｈと呼称し、ショルダー部ｓｈは、タイヤ周方向全体に存在している。
本発明は、ブロック部１５のアンダートレッドのタイヤ径方向の厚さが、センタークラウン部ｃｃよりも、ショルダー部ｓｈのほうが厚いことを特徴としている。
【００１１】
図２は、図１の空気入りタイヤのトレッドのＡ−Ａ断面図である。
トレッド１０において、トレッド１０の内部に配されたベルト層のタイヤ径方向外側にアンダートレッド１０４が配置され、その外側にキャップトレッド１０２が配置されている。すなわち、キャップトレッド１０２はタイヤ径方向外側に配置され、アンダートレッド１０４はタイヤ径方向内側に隣接して配置されている。
ショルダー部ｓｈを形成するブロック部１５ｓのアンダートレッド１０４のタイヤ径方向の厚さｔｓと、センタークラウン部ｃｃを形成するブロック部１５ｃのアンダートレッド１０４のタイヤ径方向の厚さｔｃとを比較すると、ｔｓ＞ｔｃであり、すなわち、ショルダー部ｓｈのブロック部１５ｓのアンダートレッドのタイヤ径方向の厚さが、センタークラウン部ｃｃのそれよりも厚くなっている。
このような構成によれば、下記で説明する特定のゴム組成物をキャップトレッド１０２に使用する構成と相俟って、耐摩耗性、耐偏摩耗性および低転がり抵抗性のいずれも十分に高めることができ、耐久性および燃費特性に優れる空気入りタイヤを提供することができる。なお本発明ではブロック部１５の接地面積はとくに制限されない。
【００１２】
なお、厚さｔｃおよびｔｓの測定は、ブロック部１５において、タイヤ幅方向およびタイヤ周方向のそれぞれの中央位置の点を測定することにより行なう（例えば図１で示すセンタークラウン部ｃｃにおける点Ｐ１とショルダー部ｓｈにおける点Ｐ２）。またタイヤ赤道線上にタイヤの主溝が存在する場合は、タイヤ赤道線に隣接するブロック部をセンタークラウン部ｃｃとみなし、その厚さｔｃを測定するものとする。
また、厚さｔｃを１としたときに厚さｔｓは３〜７．５の範囲であることが好ましい。
なお一般的にセンタークラウン部ｃｃにおける厚さｔｃは、２ｍｍ〜１７ｍｍの範囲であることが好ましい。また、センタークラウン部ｃｃにおけるキャップトレッド１０２の厚さは、２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００１３】
次に、本発明で使用するゴム組成物について説明する。
（ジエン系ゴム）
本発明で使用されるジエン系ゴム成分は、その全体を１００質量部としたときに、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを１０〜３０質量部含むことが必要である。シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンが１０質量部未満では、耐偏摩耗性が劣り、逆に３０質量部を超えると耐クラック性が悪化する。なお、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンは公知であり、商業的に入手可能であり、例えば宇部興産（株）から商品名ＵＢＥＰＯＬ ＶＣＲ４１２として市販されている。
また本発明におけるジエン系ゴム成分としては、上記シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンのほかに、任意のジエン系ゴムを用いることができる。このようなジエン系ゴムとしては、通常のゴム組成物に配合するものが挙げられ、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、その分子量やミクロ構造はとくに制限されず、アミン、アミド、シリル、アルコキシシリル、カルボキシル、ヒドロキシル基等で末端変性されていても、エポキシ化されていてもよい。中でも本発明の効果の観点からＮＲを使用するのが好ましい。
【００１４】
（カーボンブラック）
本発明で使用されるカーボンブラックは、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が１００ｍ２／ｇ以下である必要がある。１００ｍ２／ｇを超えると低転がり抵抗性を得ることができない。なお、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）はＪＩＳ  Ｋ６２１７−２に準拠して求めた値である。さらに好ましい窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、７０〜１００ｍ２／ｇである。
また、本発明で使用されるカーボンブラックは、ＤＢＰ吸収量が１１５ｃｍ３／１００ｇ以上である必要がある。１１５ｃｍ３／１００ｇ未満では耐摩耗性および偏摩耗性が悪化する。なお、ＤＢＰ吸収量はＪＩＳ Ｋ６２１７−４吸油量Ａ法に準拠して求めた値である。さらに好ましいＤＢＰ吸収量は、１１５〜１３５ｃｍ３／１００ｇである。
【００１５】
（ゴム組成物の配合割合）
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、上記特性を有するカーボンブラックを３０〜４５質量部配合してなることを特徴とする。
前記カーボンブラックの配合量が３０質量部未満であると、耐摩耗性および耐偏摩耗性が悪化する。
前記カーボンブラックの配合量が４５質量部を超えると、低転がり抵抗性が悪化する。
本発明において、上記特性を有するカーボンブラックのさらに好ましい配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、３５〜４５質量部である。
【００１６】
本発明における上記ゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種充填剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤキャップトレッド用ゴム組成物に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。また上記ゴム組成物は従来の製造方法に従ってキャップトレッドを構成し、空気入りタイヤを製造することができる。
また、本発明の空気入りタイヤにおいて、キャップトレッド以外の部材は、従来の一般的な処方でもって調製し、本発明の空気入りタイヤの製造に用いることができる。なお、アンダートレッドには、キャップトレッドより低発熱性のものを使用するのが望ましい。
本発明の空気入りタイヤは、とくに、高速良路向けの重荷重用空気入りタイヤに有利に使用でき、ｍｍ当たりの走行距離として１００００ｋｍ以上の性能が期待できる。高速良路は、発進・停止が少なく、シビアリティの低い道路と言える。したがって、高速良路は、車輌進行方向に対して前後の加速度変化が減ることになる。すると、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを用いたコンパウンドは高硬度、高耐摩耗性の両立に伴い、耐偏摩耗性、耐摩耗性の影響を受けづらくなる。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。
【００１８】
実施例１〜３および比較例１〜７
サンプルの調製
表１に示す配合（質量部）において、加硫系（加硫促進剤、硫黄）を除く成分を１６リットルの密閉式バンバリーミキサーで５分間混練した後、ミキサー外に放出させて室温冷却した。続いて、該組成物を同バンバリーミキサーに再度入れ、加硫系を加えて混練し、ゴム組成物を得た。得られたタイヤ用ゴム組成物をキャップトレッドに使用し、その他のタイヤの部位については公知の材料および条件を採用し、重荷重用空気入りタイヤ（295/80Ｒ22.5）を製造し、以下の評価を行なった。得られた結果は、転がり抵抗性については、実施例１〜２および比較例１〜５では比較例１の値を、実施例３および比較例６〜７では比較例６の値を１００として指数で示した。耐偏摩耗性および耐摩耗性については、実施例１〜２および比較例１〜５では比較例１の値を、実施例３および比較例６〜７では比較例６の値の逆数を１００とする指数として示した。
なお、下記評価に使用した重荷重用空気入りタイヤは、図１および２に示すようなトレッドパターン（ブロックパターン）を有し、トレッド１０の表面には、タイヤ周方向に延在する主溝３０および幅方向に延在する横溝２０が形成されている。主溝３０は４本形成され、主溝３０の幅は７ｍｍであり、深さは１６ｍｍである。横溝２０の幅は６ｍｍであり、深さは３ｍｍである。厚さｔｃおよびｔｓの測定は、ブロック部１５において、タイヤ幅方向およびタイヤ周方向のそれぞれの中央位置の点を測定することにより行なった。
【００１９】
転がり抵抗性：ドラム径１７０７ｍｍのドラム試験機を用い、空気圧９００ｋＰａ、荷重３５．８ｋＮ、速度８０ｋｍ／ｈの条件でこの空気入りタイヤの抵抗力を測定し、これを転がり抵抗とした。指数が小さいほど低転がり抵抗性であることを示す。
耐偏摩耗性：得られた重荷重用空気入りタイヤをサイズ２２．５×８．２５のリムに組付け、トラクターヘッドのフロント軸に装着し、空気圧９００ｋＰａの条件でタイヤ１本当たり３６５０ｋｇの負荷荷重をかけた状態で、高速道と一般道を表１に示す割合（距離）において５万ｋｍ走行させた。走行後のインフレートプロファイルを新品時のインフレートプロファイルと比較し、偏摩耗量として「ショルダー部のタイヤ幅方向端部の摩耗量−ショルダー部の主溝隣接部位の摩耗量」の値から求められるショルダー部の肩落ち摩耗量を測定した。指数が大きいほど、耐偏摩耗性に優れることを意味する。
耐摩耗性：得られた重荷重用空気入りタイヤをサイズ２２．５×８．２５のリムに組付け、トラクターヘッドのフロント軸に装着し、空気圧９００ｋＰａの条件でタイヤ１本当たり３６５０ｋｇの負荷荷重をかけた状態で、高速道と一般道を表１に示す割合（距離）において５万ｋｍ走行させた。その時の残溝を測定し「新品時溝深さ−走行後残溝」の値を得た。指数が大きいほど、耐摩耗性に優れることを意味する。
結果を表１に併せて示す。
【００２０】
【表１】
0005845723.tif 000002
【００２１】
＊１：ＮＲ（タイ製ＳＴＲ２０）
＊２：ＢＲ−１（日本ゼオン（株）製ポリブタジエンゴム、Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０）
＊３：ＢＲ−２（宇部興産（株）製シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン、ＵＢＥＰＯＬ ＶＣＲ４１２）
＊４：カーボンブラック−１（キャボットジャパン（株）製ショウブラックＮ２３４、Ｎ２ＳＡ＝１２３ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸収量＝１２３ｃｍ３／１００ｇ）
＊５：カーボンブラック−２（キャボットジャパン（株）製ショウブラックＮ３３９、Ｎ２ＳＡ＝８８ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸収量＝１２１ｃｍ３／１００ｇ）
＊６：カーボンブラック−３（キャボットジャパン（株）製ショウブラックＮ３３０、Ｎ２ＳＡ＝７５ｍ２／ｇ、ＤＢＰ吸収量＝１０２ｃｍ３／１００ｇ）
＊７：酸化亜鉛（正同化学工業（株）製酸化亜鉛３種）
＊８：ステアリン酸（日油(株)製ビーズステアリン酸）
＊９：老化防止剤（住友化学（株）製アンチゲン６Ｃ）
＊１０：硫黄（鶴見化学工業（株）製金華印油入微粉硫黄）
＊１１：加硫促進剤（ＦＬＥＸＳＹＳ社製ＳＡＮＴＯＣＵＲＥ ＴＢＢＳ）
【００２２】
上記の表１から明らかなように、実施例１〜３で調製された空気入りタイヤは、特定の組成のジエン系ゴムに特定の特性を有するカーボンブラックの特定量を配合し、これをキャップトレッドに採用するとともに、トレッドのショルダー部とセンタークラウン部のアンダートレッドの厚さを規定したので、従来の代表的な比較例１または６に対し、耐摩耗性、耐偏摩耗性および低転がり抵抗性のいずれも満足し、長寿命および燃費特性に優れることが明らかになった。
これに対し、比較例２は、トレッドのショルダー部ｓｈとセンタークラウン部ｃｃのアンダートレッドの厚さが本発明の規定を満たしているものの、カーボンブラックのＮ２ＳＡが本発明で規定する上限を超えているので、転がり抵抗性が悪化した。
比較例３は、ＢＲとしてシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンを使用せず、汎用ＢＲを使用したので、転がり抵抗性および耐偏摩耗性に向上が見られなかった。
比較例４は、トレッドのショルダー部ｓｈのアンダートレッドの厚さが、センタークラウン部ｃｃのアンダートレッドの厚さよりも薄いので、転がり抵抗性に向上が見られなかった。
比較例５は、カーボンブラックのＤＢＰ吸収量が本発明で規定する下限未満であるため耐偏摩耗性および耐摩耗性が悪化した。
比較例７は、トレッドのショルダー部ｓｈとセンタークラウン部ｃｃのアンダートレッドの厚さが本発明の規定を満たしているものの、カーボンブラックのＮ２ＳＡが本発明で規定する上限を超えているので、転がり抵抗性が悪化した。
また比較例２と実施例１、比較例７と実施例３の耐偏摩耗性および耐摩耗性の値を比較すると、高速道の走行比率が高くなった実施例３は、耐偏摩耗性が向上している。また、比較例２および実施例１の耐摩耗性の差に比べ、比較例７と実施例３の耐摩耗性の差が小さくなっている。このことは、本発明の空気入りタイヤが高速良路を走行するときに本発明の効果が高まることを意味している。
【符号の説明】
【００２３】
１０  トレッド
２０  横溝
３０  主溝
１５  ブロック部
ｃｃ  センタークラウン部
ｓｈ  ショルダー部
１０２  キャップトレッド
１０４  アンダートレッド
【図１】
0005845723.tif 000003
【図２】
0005845723.tif 000004