(57)【要約】【課題】  トレッド部のタイヤ本体からの剥離を防止し、さらにグリップ性と耐摩耗性に優れたタイヤトレッド用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】  接地面側のキャップゴムと内側のベースゴムの二層で構成したトレッド部を有し、前記キャップゴムは１００℃におけるＪＩＳ（Ｋ６２５３）タイプＡ硬度が２７〜４３であり、前記ベースゴムの厚さ（ＴＢ）は０．４ｍｍ以上であり、損失正接（ｔａｎδ）の値が０．２以上であり、前記キャップゴムの厚さ（ＴＣ）とベースゴムの厚さ（ＴＢ）の比（ＴＣ／ＴＢ）が０．４５以上である空気入りタイヤ。【選択図】        図１
2006076355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地面側のキャップゴムと内側のベースゴムの二層で構成したトレッド部を有し、
前記キャップゴムは１００℃におけるＪＩＳ（Ｋ６２５３）タイプＡ硬度が２７〜４３であり、
前記ベースゴムの厚さ（ＴＢ）は０．４ｍｍ以上であり、損失正接（ｔａｎδ）の値が０．２以上であり、
前記キャップゴムの厚さ（ＴＣ）とベースゴムの厚さ（ＴＢ）の比（ＴＣ／ＴＢ）が０．４５以上である、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記キャップゴムは軟化剤を含み、そのうち６０質量％以上は液状スチレン−ブタジエンゴムであることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
液状スチレン−ブタジエンゴムの平均分子量が６００〜２０，０００であることを特徴とする請求項２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
二輪車用の空気入りタイヤであって、前記ベースゴムの幅（ＷＢ）は、直進走行時のトレッド接地幅（ＴＤ）の８０％以上でトレッド部の幅（ＷＴ）の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトレッド部のタイヤ本体からの剥離を防止するとともに、グリップ性と耐摩耗性に優れたタイヤトレッド用ゴム組成物、特に舗装路面のレース用タイヤに適したタイヤトレッド用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にスタッドレスタイヤ、オールシーズンタイヤおよび舗装路面用のレース用タイヤは、二律背反のグリップ性と耐摩耗性を高いレベルに維持することが重要である。従来、例えば、スタッドレスタイヤではトレッド部を外側のキャップゴムと内側のベースゴムの二層で構成し、そのキャップゴムにベースゴムよりも多量に低融点の軟化剤を配合することにより、高温時のキャップゴムのゴム弾性や摩擦抵抗を確保し、グリップ性能を発揮するようにしている。
【０００３】
しかし、このトレッドゴムは空気入りタイヤの走行中にキャップゴムの軟化剤がベースゴムに移行し、また軟化剤が路面や大気中に拡散する。その結果、キャップゴムの硬度が経時変化（増加）するため、初期のタイヤ性能が次第に劣化するという問題がある。これらのスタッドレスタイヤ等の経時的な性能の劣化を軽減する対策として、特許文献１には、トレッド部とベルト層との間にオイルバリヤーを設け、トレッド部に含まれる軟化剤の移行を抑制する方法が開示されている。しかし、この方法ではベルト層への軟化剤移行量は低減するものの、軟化剤の路面や大気中への移行は避けられない。
【０００４】
また、トレッド部にマイクロカプセル化油を配合した空気入りタイヤが提案されている（特許文献２参照）。しかし、この空気入りタイヤには、マイクロカプセル化油がトレッド部の路面による摩耗を生じ易くし、耐摩耗性を悪化させる。
【０００５】
また、タイヤトレッド部に液状ポリマーを配合することが開示されている（特許文献３）が、このタイヤはトレッド部の軟化剤がベルト側に移行するのを抑制させただけで、その効果は未だ不充分であった。
【特許文献１】特開平１−１０８２３２号公報
【特許文献２】特開平１−２３４４４１号公報
【特許文献３】特開昭６３−２０２６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、トレッド部のタイヤ本体からの剥離を防止し、さらにグリップ性と耐摩耗性に優れたタイヤトレッド用ゴム組成物、特に舗装路面のレース用タイヤに適したタイヤトレッド用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、接地面側のキャップゴムと内側のベースゴムの二層で構成したトレッド部を有し、前記キャップゴムは１００℃におけるＪＩＳ（Ｋ６２５３）タイプＡ硬度が２７〜４３であり、前記ベースゴムの厚さ（ＴＢ）は０．４ｍｍ以上であり、損失正接（ｔａｎδ）の値が０．２以上であり、前記キャップゴムの厚さ（ＴＣ）とベースゴムの厚さ（ＴＢ）の比（ＴＣ／ＴＢ）が０．４５以上であることを特徴とする空気入りタイヤである。
【０００８】
本発明において、前記キャップゴムは、ゴム成分１００質量部に対して、３０〜１５０質量部の軟化剤を含み、そのうち６０質量％以上は液状スチレン−ブタジエンゴムであることが望ましい。また前記液状スチレン−ブタジエンゴムの平均分子量が６００〜２０，０００、好ましくは平均分子量が１０００〜１０，０００の範囲である。更に、本発明は二輪車用空気入りタイヤの場合、前記ベースゴムの幅（ＷＢ）は、直進走行時のトレッド接地幅（ＴＤ）の８０％以上でトレッド部の幅（ＷＴ）の範囲内であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、キャップゴムとベースゴムの二層で構成し、該キャップゴムの硬度、前記ベースゴムの厚さ、損失正接（ｔａｎδ）の値、さらに前記キャップゴムとベースゴムの厚さの比を特定したため、トレッド部のタイヤ本体からの剥離を防止し、グリップ性と耐摩耗性の二律背反の特性が同時に改善される。
【００１０】
特に、前記キャップゴムおよび前記ベースゴムに前記液状スチレン−ブタジエンゴムを主体とする軟化剤を配合した場合、グリップ性と耐摩耗性が改善されるとともに、軟化剤のキャップゴムからベースゴムへの移行を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜空気入りタイヤの構造＞
本発明の実施例の空気入りタイヤの断面図を図１に示す。図において、カーカス層２は２枚のプライが、その両端部をビードコア１の廻りにタイヤ内側から外側にトレッド方向に折り返されている。ベルト層４上のトレッド部３は、内層側のベースゴム５とその上に重ね合わせられたキャップゴム６とから形成されている。
【００１２】
＜キャップゴム＞
ここで、キャップゴムのＪＩＳ（Ｋ６２５３）タイプＡ硬度は、２７〜４３の範囲に調整される。キャップゴムの前記硬度が２７未満の場合、耐摩耗性が十分でない。一方、前記硬度が４３を超えるとグリップ性が低下する。
【００１３】
ＪＩＳ（Ｋ６２５３）タイプＡ硬度は、調整したゴム組成物から、ＥＸＣＥＬ  ＩＮＣ製のデジタル  ハードネステスター  モデル  ＲＨ−７０８ＬＥを用いて１００℃における硬度を測定した。
【００１４】
＜ベースゴム＞
べースゴム５の厚さ（ＴＢ）は、０．４ｍｍ以上であり、好ましくは０．５〜５．０ｍｍである。べースゴムの厚さ（ＴＢ）は、０．４ｍｍ未満の場合、空気入りタイヤの走行に伴いトレッド部の剥離が生じやすい。一方、５．０ｍｍを超えると相対的にキャップゴムの厚さが薄くなり、キャップゴムが摩耗した際、ベースゴムが露出し耐摩耗性に不利となるという問題がある。
【００１５】
ベースゴム５はタイヤ中央部からトレッド端部に亘り、実質的に同じ厚さとするほか、漸減または漸増の構成とすることもできるが、いずれの個所においてもベースゴム５の厚さ（ＴＢ）は、０．４ｍｍ以上であることが必要である。
【００１６】
次に、本発明を二輪車用空気入りタイヤに適用する場合、前記ベースゴム５の幅（ＷＢ）は、直進走行時のトレッド接地幅（ＴＤ）の８０％以上でトレッド部の幅（ＷＴ）の範囲内であることが好ましい。前記ベースゴム５の幅（ＷＢ）が前記トレッド接地幅（ＴＤ）の８０％に満たない場合は、トレッド部の剥離が生じやすい。ここで直進走行時のトレッド接地幅（ＴＤ）とは、空気圧２４０ｋＰａで、荷重１００ｋｇの条件での路面との平均接地幅で定義される。一方、本発明を乗用車用空気入りタイヤに適用する場合、前記ベースゴム５の幅（ＷＢ）は、トレッド部の幅（ＷＴ）の７０〜１００％の範囲内であることが好ましい。
【００１７】
次にベースゴム５の損失正接（ｔａｎδ）の値は、０．２以上である。０．２未満では、グリップ性能が低下する。なお、キャップゴムのｔａｎδの値は０．２５以上が好ましい。損失正接（ｔａｎδ）の値は、タイヤトレッド部のゴムサンプルを取り出してそれぞれ厚さ約２ｍｍ、幅約４ｍｍ、長さ約４０ｍｍのゴム片を作製した。これらゴム片について、粘弾性スペクトロメーターＶＥＳ−Ｆ−３（（株）岩本製作所製）を用い、初期歪１０％、動歪５％、振動周波数１０Ｈｚおよび温度１００℃の条件下で測定した。
【００１８】
＜ＴＣ／ＴＢ＞
本発明は、前記キャップゴムの厚さ（ＴＣ）とベースゴムの厚さ（ＴＢ）の比（ＴＣ／ＴＢ）は０．４５以上である。ＴＣ／ＴＢが０．４５未満の場合、トレッド部のグリップ性は低下する。つまりタイヤ走行によりキャップゴムがすべて摩耗してしまい、キャップゴムよりも摩耗性に不利なベースゴムが露出してしまい、摩耗が促進され結果的にグリップ性が低下することになる。
【００１９】
＜ゴム成分＞
本発明のキャップゴムおよびベースゴムに使用するゴム成分としては、ジエン系ゴムが使用される。たとえば一般にタイヤに用いられるブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレンゴムなどがあげられ、グリップ性の改善の観点からはスチレン−ブタジエンゴムが好ましい。ゴム成分中にスチレンーブタジエンゴムを少なくとも５０質量％含み、その他のジエン系ゴムの一種類または二種類を配合することがより好ましい。スチレン−ブタジエンゴムは、天然ゴムに比べてヒステリシスロスが大きいためグリップ性は改善される。
【００２０】
＜液状スチレン−ブタジエンゴム＞
本発明においてゴム成分にスチレン−ブタジエンゴムを主体として用いる場合、軟化剤として液状スチレン−ブタジエンゴムを用いることで、原料ゴムの表面からにじみ出す現象（ブリード）が軽減される。なお本発明では、軟化剤のブリードが生じない範囲で、ゴム成分は、任意にジエン系ポリマー、例えばブタジエン重合体、イソプレン重合体、アクリルニトリルブタジエン共重合体、芳香族ビニルブタジエン共重合体などを混合できる。
【００２１】
本発明において使用する液状スチレン−ブタジエンゴムは、ＧＰＣ(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）で測定し、ポリスチレンに換算した分子量が６００〜２０，０００の低分子量ポリマーである。ＧＰＣの測定条件は以下の通りとした。
【００２２】
溶媒：ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）
濃度：０．０５質量％
流速：１ml／min
カラム温度：４０℃
カラム：ウルトラスタイラジェル（商品名）
液状スチレン−ブタジエンゴムの分子量が６００未満では、ベースゴム、キャップゴムからのブリードが生じるとともに摩耗性が低下する。一方、分子量が２０，０００を超えると、ゴムの軟化効果が小さくなりグリップ性は改善できないとともに混練りの際の加工性が悪くなる。
【００２３】
＜他の軟化剤＞
本発明では、好適にはキャップゴムおよびベースゴムに軟化剤を配合するが、前記液状スチレン−ブタジエンゴムと併用することが好ましい。そしてキャップゴムの場合、前記液状スチレン−ブタジエンゴムは軟化剤全体の６０質量％以上が用いられる。その結果、摩擦特性を良好に保ちながら、走行中又は経時によるキャップゴムの硬度上昇を抑え、初期のタイヤ性能を長期間維持することができる。
【００２４】
＜軟化剤の種類＞
本発明に使用する軟化剤としては、通常のゴム用軟化剤として知られているプロセスオイルのほか可塑剤を使用することができる。このようなプロセスオイルとしては、パラフィン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル等の石油系軟化剤、コールタール系軟化剤、脂肪油系軟化剤を挙げることができる。さらに、これらの軟化剤の外に、下記のエステル系合成可塑剤、エーテル系合成可塑剤などの各種可塑剤化合物を軟化剤として使用することができる。
【００２５】
ジ−ｎ−オクチルフタレート，ジブチルフタレート等のフタル酸系誘導体、ジ−（２−エチルヘキシル）アジペート，ジイソブチル−アジペート等のアジピン酸誘導体、ジ−（２−エチルヘキシル）アゼレート等のアゼライン酸誘導体、ジ−（２−エチルヘキシル）セバケート等のセバシン酸誘導体、ジブチルマレート等のマレイン酸誘導体、ジ−（２−エチルヘキシル）フマレート等のフマル酸誘導体、トリイソデシル−トリメリテート等のトリメリット酸誘導体、アセチルトリエチル−シトレート等のクエン酸誘導体、メチルオレエート，トリメチロールプロパンオレエート等のオレイン酸誘導体、メチルアセチル−リシノレート等のリシノール酸誘導体、ジエチレングリコール−ジステアレート等のステアリン酸誘導体、トリエチレングリコール−ジペラルゴネート等の脂肪酸誘導体、Ｎ−シクロヘキシル−ｐ−トルエンスルホンアミド等のスルホン酸誘導体、トリブチルホスフェート等のリン酸誘導体、オクチル脂肪酸エステル等のモノエステル系可塑剤、トリエチレングリコール−ジ−（２−エチルブチレート）等のグリコール誘導体、並びにグリセリン誘導体、パラフィン誘導体、ジフェニル誘導体、エポキシ誘導体等である。これらは単独又は２種類以上の任意の混合物として使用することができる。
【００２６】
＜カーボンブラック＞
本発明のキャップゴムおよびベースゴムには、充填剤としてカーボンブラックがゴム成分１００質量部に対して、３０〜１５０質量部配合される。ここでカーボンブラックは、特に限定されないが、ヨウ素吸着値が１００〜３３０ｇ／ｋｇ、ＤＢＰ吸油量が１００〜１４０ｍｌ／１００ｇ、ＢＥＴ窒素吸着量が１２０〜３００ｍ2／ｇの範囲であることが好ましい。
【００２７】
＜その他の配合剤＞
本発明のトレッドゴムには、必要に応じて、通常ゴム組成物に用いられる、たとえばイオウなどの加硫剤、酸化亜鉛（亜鉛華）、ステアリン酸などの加硫助剤、メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）、ジベンゾチアジルジスルファイド（ＭＢＴＳ）、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド（ＣＺ）などのチアゾール系促進剤などの加硫促進剤、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（６ｃ）などの老化防止剤、芳香族系オイル、ナフテン系オイル、パラフィン系オイルなどのプロセスオイル、ワックス、有機繊維、発泡剤などの添加剤を、本発明の目的を阻害しない範囲内で配合量を適宜調整して配合することができる。
【００２８】
＜ゴム組成物の調整およびタイヤの成形＞
キャップゴムおよびベースゴムのゴム組成物の調整は、たとえば所定の配合量を調整した各成分のうち、まず加硫剤および加硫促進剤以外の成分をたとえばバンバリーミキサーなどを用いてベース練りしたのち、加硫剤および加硫促進剤を添加し、たとえばロールやバンバリーミキサーなどを用いて混練する方法などによってベースゴム組成物をうることができる。なお、かかるベース練りおよび混練に要する時間および温度にはとくに限定がなく、各成分が均一に混練されうるように調整すればよい。
【００２９】
つぎに、得られたベースゴムを、たとえば押出し機を用いてキャップゴムとアッセンブリーさせながら押出して切断し、所定のキャップゴムおよびベースゴムの２層構造を有するトレッドを作製したのち、該トレッドを用い、通常の方法によってタイヤを製造することができる。得られたトレッドは乗用車用空気入りタイヤのほか二輪車用空気入りタイヤなど各種のタイヤに適用できる。
【実施例】
【００３０】
つぎに、本発明のキャップゴムおよびベースゴムよりなるトレッドを用いてなる空気入りタイヤに基づいて説明する。しかし本発明はかかる実施例のみに限定されない。
【００３１】
表１にキャップゴムおよびベースゴムの基本配合の内容を示す。これらのゴム組成物を用いて、表２に示す仕様で実施例１、２および比較例１〜８のタイヤを試作した。
【００３２】
硫黄、加硫促進剤以外の配合剤を、バンバリーミキサー（ＢＢ２７０、（株）神戸製鋼所製）を用いて約１５０〜１８０℃でベース練りをしたのち、硫黄１．５部およびノクセラーＮＳ２．５部を添加して約８０〜１１０℃で混練してキャップゴム、ベースゴムのゴム組成物をえた。えられたベースゴムを、押出し機（コールドフィード押出し機、中田造機（株）製）を用いてキャップゴムとアッセンブリーさせながら押出し、所望の長さに切断してトレッドをえた。
【００３３】
その後、該トレッドを用いてタイヤサイズ２０５／６０Ｒ１７の二輪車用後輪タイヤを製造した。試作タイヤの接地幅（内圧２４０ｋＰａ）は、５５ｍｍである。得られたタイヤの性能試験は次の方法で行った。
【００３４】
【表１】
2006076355.tif 000003
【００３５】
【表２】
2006076355.tif 000004
【００３６】
＜性能試験＞
（１）グリップ性
レース用車両にタイヤを装着しサーキットにおいて実車走行して官能試験で指数評価した。点数が大きい方がグリップ性に優れていることを示す。
（２）トレッド剥離評価
レース用車両にタイヤを装着しサーキットにおいて７０ｋｍ実車走行した後に、トレッドの剥離状態を目視で観察した。トレッド剥離が観察できなかったものを〇、トレッド剥離が観察されたものを×として表に示している。
（３）走行後の摩耗外観
レース用車両にタイヤを装着しサーキットにおいて、ＪＡＴＭＡに規定されている設計常用荷重７０ｋｍ走行した後、各タイヤの摩耗外観を観察した。レース走行に耐えうるレベルのものを〇とし、レース走行に使用できないレベルを×として表２に記載している。
【００３７】
＜性能評価結果＞
比較例１は、トレッド部にベースゴムを含まない構造である。比較例２はベースゴムの厚さおよび幅が小さい例である。比較例３は、ベースゴムの厚さが０．５ｍｍであるが、その幅が足りなくトレッド剥離が生じている。
【００３８】
比較例４はベースゴムの幅を５０ｍｍとしているが、厚さがうすくトレッド剥離を生じている。比較例５は、ベースゴムの幅を５０ｍｍとしているが、ＴＣ／ＴＢの値が０．４であり、グリップ性がよくない。比較例６は、キャップゴムのＪＩＳ（Ｋ６２５３）タイプＡ硬度が２６と低く、走行後の摩耗外観が悪く、グリップ性も改善されていない。
【００３９】
比較例７は、キャップゴムのＪＩＳ（Ｋ６２５３）タイプＡ硬度が４４と高く、グリップ性も著しく悪い。比較例８は、ｔａｎδの値が０．１９と低く、グリップ性も著しく悪い。実施例１，２は、いずれもグリップ性、トレッド剥離および摩耗外観において総合的に優れている。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、キャップゴムとベースゴムの二層で構成し、該キャップゴムの硬度、前記ベースゴムの厚さ、損失正接（ｔａｎδ）の値、さらに前記キャップゴムとベースゴムの厚さの比を特定したため、トレッド部のタイヤ本体からの剥離を防止し、グリップ性と耐摩耗性の二律背反の特性が同時に改善される。特に舗装路面のレース用タイヤに適したタイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１図は本発明の二輪車用空気入りタイヤの断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  ビードコア、２  カーカス、３  トレッド、４  ベルト層、５  ベースゴム、６  キャップゴム。
【図１】
2006076355.tif 000005