(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド面に溝を備える空気入りタイヤにおいて、ジエン系ゴム８０〜５０重量％と、ビニルイソプレン単位を含むポリイソプレンのブロックとポリスチレンのブロックとからなるブロック共重合体２０〜５０重量％とからなるポリマー成分１００重量部に対し、フィラーを２０〜７０重量部配合したゴム組成物からなるゴム膜層が、前記溝の底部に設けられたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記ゴム膜層が、前記溝の底部及び側壁に設けられた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】
前記ゴム膜層の厚さが０．２〜１ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記ブロック共重合体は、少なくとも２つの前記ポリスチレンのブロックの間に前記ポリイソプレンのブロックを有するトリブロック共重合体であって、ビニルイソプレン単位の含有量が４０重量％以上であり、かつ、ガラス転移点が−２０℃以上であることを特徴とする請求項１〜３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、空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、グローバル化が進み、タイヤの仕向け地も低温から高温まで様々な地域へ展開される。そのため、より過酷な条件で使用されるケースが増え、トレッドの溝底部にクラックが発生する要因になっている。
【０００３】
トレッド溝底部のクラックを低減するための従来手法としては、トレッドを形成するゴム組成物において、老化防止剤や耐候性ワックスを増量する方法がある。しかしながら、老化防止剤やワックスの増量は、低燃費性の悪化につながり、また、タイヤの剛性が低下することにより操縦安定性が低下してしまう。
【０００４】
また、長期間効果のある老化防止剤を使用する方法もあるが、かかる老化防止剤の使用はコストアップとなる。更に、トレッド用ゴム組成物のゴム成分として耐候性ゴムを使用する方法があるが、耐候性ゴムは、破壊特性に問題があり、耐摩耗性やカット・チップ性等の低下の原因になり、更には低燃費性やグリップ性の悪化を招く。その他、走行時のトレッド溝底部の局所的な歪みを低減する方法もあるが、かかる歪み低減はタイヤ構造（形状）による影響が大きく、汎用性がない。
【０００５】
ところで、下記特許文献１には、空気入りタイヤのサイド部及び／又はトレッド部の耐久性、耐クラック性等を改良するとともに転がり抵抗を低減するために、イソオレフィンにパラメチルスチレンを反応させハロゲン化してなるゴムとジエン系ゴムと含むゴム組成物の薄層で、タイヤのサイド部やトレッド部の外表面を被覆することが提案されている。しかしながら、この技術では、応力集中の影響が大きい溝底部のクラックに対して該応力を十分に吸収できないと考えられ、よって、本発明の対象とする上記溝底部のクラックを抑制する上で不十分であり、また、操縦安定性の向上効果は得られない。
【０００６】
なお、下記特許文献２には、操縦安定性及び耐摩耗性に優れた高性能空気入りタイヤを得るため、ブロックやリブの周囲部にこれらの中央部よりも高硬度のゴム層を設けることが提案されている。また、下記特許文献３には、パターンノイズ低減性能及び氷雪上性能を低下させることなく操縦安定性を向上させるため、主溝の側壁面及び底面をトレッドよりも高硬度とすることが提案されている。しかしながら、これらの文献２，３は、溝底部のクラックを抑制するものではなく、後述する本願発明の構成およびそれによる格別の作用効果については開示されていない。
【０００７】
また、下記特許文献４には、ビニルイソプレン単位を含むポリイソプレンのブロックとポリスチレンのブロックとからなるブロック共重合体とジエン系ゴムからなるタイヤ用ゴム組成物が開示されているが、この文献は、操縦安定性とロードノイズ低減を両立するために、上記ゴム組成物からなるゴム層をビードフィラーのタイヤ軸方向外側に埋設するというものであり、後述する本願発明の構成およびそれによる格別の作用効果については開示されていない。
【特許文献１】特開平１１−２５４９０４号公報
【特許文献２】特開平２−２４６８０８号公報
【特許文献３】特開２００４−１１４９９４号公報
【特許文献４】特開２００５−１９４３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、低燃費性、グリップ性を悪化させることなく、長期使用におけるトレッドの溝底部でのクラックを低減し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】
【０００９】
本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド面に溝を備える空気入りタイヤにおいて、ジエン系ゴム８０〜５０重量％と、ビニルイソプレン単位を含むポリイソプレンのブロックとポリスチレンのブロックとからなるブロック共重合体２０〜５０重量％とからなるポリマー成分１００重量部に対し、フィラーを２０〜７０重量部配合したゴム組成物からなるゴム膜層が、前記溝の底部に設けられたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明によれば、ポリマー成分として、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられるジエン系ゴムに、特定のポリイソプレンとポリスチレンのブロック共重合体をブレンドして耐候性のゴム組成物を得て、これをゴム膜層としてトレッドの溝底部に設けたことにより、低燃費性、グリップ性を悪化させることなく、長期使用における溝底部のクラックを低減することができる。
【００１１】
上記ゴム膜層は、溝の底部及び側壁に設けられていることが好ましく、これにより、低燃費性、グリップ性を悪化させることなく、操縦安定性を改善し、長期使用における溝部のクラックを低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、低燃費性、グリップ性を悪化させることなく、長期使用における溝底部のクラックを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、一実施形態に係る空気入りタイヤの半断面図である。このタイヤは、左右一対の環状のビードコア１２と、タイヤ周方向に対し直角に配列した多数のコードが延在してなるカーカスプライの少なくとも１層で形成されて両端がそれぞれビードコア１２で係止されたカーカス層１４と、スチールコード等の非伸長性のベルトコードをタイヤ周方向に対し浅い角度で傾斜配列してなりカーカス層１４のクラウン部外周に配されたベルト層１６と、ベルト層１６のタイヤ半径方向外側に配されたトレッド１８とを備えてなる。トレッド１８の表面であるトレッド面には、タイヤ周方向に延びる複数の主溝２０が設けられている。そして、この主溝２０内の壁面に薄肉のゴム膜層２２が設けられている。
【００１５】
ゴム膜層２２は、図２に拡大して示すように、この実施形態では、主溝２０の底部２０Ａと両側壁２０Ｂ，２０Ｂにおいてそれらの表面を被覆するように設けられている。側壁２０Ｂに設けるゴム膜層２２の高さＨは、側壁２０Ｂの高さｈの５０％以上であることが好ましい。なお、ゴム膜層２２は、主溝２０の底部２０Ａのみに設けてもよいが、操縦安定性を改善するためには、側壁２０Ｂにも設けることが好ましい。また、側壁２０Ｂにも設ける場合、図３に示すように、主溝２０の肩部２０Ｃに延在するように、即ち、ゴム膜層２２の一部がトレッド表面に至るように設けてもよい。更には、図示しないが、ゴム膜層２２は、主溝２０の内部を含むトレッド１８の全面に設けてもよい。主溝２０から外側に露出するゴム膜層２２は、これが薄膜であるが故に、タイヤの走行初期に摩耗により消滅するので、その後の走行には影響を与えないからである。また、主溝２０と交差するように延びる横溝（不図示）を備える場合に、かかる横溝においても同様に溝内の壁面に該ゴム膜層を設けてもよい。
【００１６】
かかるゴム膜層２２は、その厚さが０．２〜１ｍｍであることが好ましい。ゴム膜層２２の厚さが０．２ｍｍよりも小さいと、操縦安定性の改善効果や、長期使用における溝部のクラック低減効果を得にくい。逆に、１ｍｍを超えると、低燃費性が悪化し、操縦安定性も損なう傾向がある。ここで、ゴム膜層２２の上記厚みは、底部２０Ａでの厚みであり、０．２〜１ｍｍのゴムシートを未加硫トレッド表面の主溝位置に貼り付けて、加硫成形型で主溝２０を成形することで、溝底部に同等厚みを持つ上記ゴム膜層２２が形成される。
【００１７】
ゴム膜層２２を構成するゴム組成物は、ポリマー成分として、ジエン系ゴム（Ａ）と、ビニルイソプレン単位を含むポリイソプレンのブロックとポリスチレンのブロックとからなるブロック共重合体（Ｂ）とを用いたものである。このような特有のブロック共重合体（Ｂ）をブレンドすることにより、高硬度でかつ高損失係数であり、更に耐候性に優れるゴム組成物が得られる。
【００１８】
上記ジエン系ゴム（Ａ）としては、一般にタイヤ用ゴム組成物として用いられている各種のジエン系ゴムを使用することができ、例えば、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴムなどをそれぞれ単独で又は２種以上併用して用いることができる。
【００１９】
上記ブロック共重合体（Ｂ）は、イソプレンの重合体部分からなるソフトブロックと、スチレンの重合体部分からなるハードブロックとで構成されるブロック共重合体であり、ソフトブロックを構成するイソプレン単位中にビニルイソプレン単位を含むものである。ここで、ビニルイソプレン単位とは、イソプレンが通常の１，４−結合ではなく、１，２−結合と３，４−結合の少なくとも一方を形成している部分をいう。ソフトブロックは、ビニルイソプレン単位のみで形成されてもよいが、通常は１，４−結合のイソプレン単位も含んでおり、これらはソフトブロック内でランダムに結合されていてもよく、あるいはまた、ビニルイソプレン単位の重合体部分と１，４−結合のイソプレン単位の重合体部分とがブロック的に結合されていてもよい。
【００２０】
上記ブロック共重合体（Ｂ）は、少なくとも２つの上記ポリスチレンのハードブロックの間に、上記ポリイソプレンのソフトブロックを有するトリブロック共重合体であることが好ましい。より詳細には、ハードブロック−ソフトブロック−ハードブロックのトリブロック構造を有するものであれば、ハードブロック−ソフトブロック−ハードブロック−ソフトブロック、ハードブロック−ソフトブロック−ハードブロック−ソフトブロック−ハードブロックのような構造であってもよい。
【００２１】
上記ブロック共重合体（Ｂ）は、ビニルイソプレン単位を４０重量％以上含有することが好ましい。ビニルイソプレン単位の重量割合が４０重量％未満では、ブロック共重合体（Ｂ）のガラス転移点が低くなってしまう。また、このブロック共重合体（Ｂ）は、グリップ性を良好に確保するという点から、ガラス転移点Ｔｇが−２０℃以上であることが好ましい。なお、ガラス転移点の上限は、特に限定されないが、通常は６０℃以下、より好ましくは２０℃以下である。より詳細には、上記ブロック共重合体（Ｂ）は、スチレン単位を１０〜３０重量％、ビニルイソプレン単位を４０〜８０重量％、１，４−結合イソプレン単位を０〜４０重量％、それぞれ含有することが好ましい。なお、これらの各単位の含有率は、１Ｈ−ＮＭＲにより赤外法を用いて測定され、ガラス転移点は、ＪＩＳ Ｋ７１２１に準拠して測定される。
【００２２】
上記ゴム組成物において、ポリマー成分は、上記ジエン系ゴム（Ａ）８０〜５０重量％と、上記ブロック共重合体（Ｂ）２０〜５０重量％からなる。ブロック共重合体（Ｂ）が２０重量％未満では、操縦安定性の改善効果や、長期使用における溝部のクラック低減効果を得にくい。また、ブロック共重合体（Ｂ）が５０重量％を超えると、低燃費性が悪化し、操縦安定性も損なう傾向がある。
【００２３】
以上よりなるポリマー成分１００重量部に対し、フィラーは２０〜７０重量部配合される。フィラーの配合量が２０重量部未満では、トレッドゴム配合に比べて十分な補強性が得られない。逆に７０重量部を超えると、薄いシートの作成が難しく、作成できるとしても作業効率が悪化し、また、低燃費性が悪化する。
【００２４】
フィラーとしては、カーボンブラック、シリカが挙げられ、これらはそれぞれ単独でもブレンドして用いてもよい。フィラーは、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が４０〜２００ｍ２／ｇであることが好ましい。ここで、窒素吸着比表面積は、ＪＩＳ Ｋ６２１７に準拠して測定される。
【００２５】
上記ゴム組成物には、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸など、タイヤ用ゴム組成物に一般に用いられている各種添加剤を配合することができる。
【００２６】
以上よりなるゴム組成物は、常法に従いシート状に成形された後、未加硫のトレッド表面に対し主溝の位置に合わせて貼り付けて、タイヤ成形型内で加硫成形することにより、主溝２０の成型とともに主溝２０内の壁面に上記ゴム膜層２２として形成される。
【００２７】
なお、トレッド１８を構成するゴム組成物としては、各種のトレッド用ゴム組成物を用いることができ、特に限定されない。例えば、ポリマー成分として、スチレン−ブタジエンゴムの単独、又はスチレン−ブタジエンゴム５０重量％以上と他のジエン系ゴム５０重量％以下とのブレンドゴムを用いることができる。他のジエン系ゴムとしては、特に限定はなく、天然ゴムの他、イソプレンゴム、ブタジエンゴムなどのジエン系合成ゴムが挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いても２種以上併用してもよい。かかるトレッド用ゴム組成物には、カーボンブラック、シリカなどのフィラーの他、オイル、酸化亜鉛、ステアリン酸、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤など、タイヤトレッド用ゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２９】
１．ゴム膜層２２を構成するゴム組成物
バンバリーミキサーを使用し、一般的方法に従って、下記表１に示す配合Ｉ〜VIIのゴム組成物を調製した。表１の各成分の詳細は以下の通りである。
【００３０】
・ＳＢＲ：ＪＳＲ製スチレン−ブタジエンゴム「ＳＢＲ１７１２」、
・ＥＰＤＭ：ＪＳＲ製エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム「ＥＰ３３」、
・ハロゲン化ゴム：ＥＸＸＯＮ製「ＥＸＸＰＲＯ９０−１０」（イソブチレンとパラメチルスチレンの共重合体を臭素化したポリマー）。
【００３１】
・ブロック共重合体１：クラレ社製「ハイブラー５１２５」（ポリスチレンとビニルイソプレンが結合したトリブロック共重合体。スチレン単位の含有量＝２０重量％、１，４−結合イソプレン単位の含有量＝３６重量％、ビニルイソプレン単位の含有量＝４４重量％、ガラス転移点Ｔｇ＝−１７℃）。
【００３２】
・ブロック共重合体２：クラレ社製「ハイブラー５１２７」（ポリスチレンとビニルイソプレンが結合したトリブロック共重合体。スチレン単位の含有量＝２０重量％、１，４−結合イソプレン単位の含有量＝２４重量％、ビニルイソプレン単位の含有量＝５６重量％、ガラス転移点Ｔｇ＝８℃）。
【００３３】
・カーボンブラック：三菱化学社製「ダイアブラックＮ３３０」（Ｎ２ＳＡ＝７９ｍ２／ｇ）、
・オイル：ジャパンエナジー社製「ＪＯＭＯプロセスＮＣ−１４０」。
【００３４】
各ゴム組成物には、共通配合として、ポリマー成分１００重量部に対し、酸化亜鉛（三井金属鉱業社製「酸化亜鉛３種」）３重量部、ステアリン酸（花王社製「ルナックＳ−２５」）２重量部、老化防止剤（フレキシス社製「サントフレックス６Ｃ」）１重量部、加硫促進剤ＣＢＳ（住友化学社製「ソクシノールＣＺ」１重量部、硫黄（三新化学工業社製「サンフェルＥＸ」）３重量部を配合した。
【００３５】
得られた各ゴム組成物について、１６０℃×１５分で加硫して所定形状の試験片を作製し、得られた試験片を用いて、硬度と動的弾性率（損失係数）を以下の方法により測定した。結果を表１に示す。
【００３６】
・硬度：ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準拠したスプリング式硬さ試験タイプＡを使用して、温度２３℃で測定した。
【００３７】
・動的弾性率：ユービーエム社製の動的粘弾性測定装置を使用し、初期伸張率１０％、振幅５％、周波数１０Ｈｚにて、温度２５℃と６０℃での損失係数ｔａｎδを測定した。
【表１】
0004740764.tif 000002
【００３８】
２．空気入りタイヤの作製及び評価
下記表２に示すゴム膜層構成に従い、上記ゴム組成物からなるシート（厚み０．２ｍｍ又は０．５ｍｍ）を、未加硫のトレッド表面に対し主溝の位置に合わせて貼り付けて、タイヤ成形型内で加硫成形することにより、図１及び図２に示すように主溝２０内の壁面にゴム膜層２２を備える空気入りラジアルタイヤ（タイヤサイズ：２１５／６０Ｒ１６）を成形した。なお、比較例１は、ゴム膜層２２を設けずにタイヤを成形したコントロールである。
【００３９】
トレッド本体のゴム組成物としては、スチレン−ブタジエンゴム（旭化成ケミカルズ製「タフデン２８３０」）９６．２５重量部、天然ゴム（ＲＳＳ＃３）３０重量部、シリカ（東ソー・シリカ製「ニップシールＡＱ」）６０重量部、カーボンブラック（三菱化学社製「ダイアブラックＮ３３０」）１０重量部、オイル（ジャパンエナジー社製「ＪＯＭＯプロセスＮＣ−１４０」）３．７５重量部、シランカップリング剤（デグサ製「Ｓｉ７５」）４．８重量部、酸化亜鉛（三井金属鉱業製「酸化亜鉛３種」）３重量部、ステアリン酸（花王製「ルナックＳ−２５」）２重量部、老化防止剤（フレキシス製「サントフレックス６Ｃ」）２重量部、ワックス（日本精鑞製「ＯＺＯＡＣＥ０３５５）２重量部、加硫促進剤Ｄ（大内新興化学工業製「ノクセラーＤ」）２．０重量部、加硫促進剤ＣＢＳ（住友化学製「ソクシノールＣＺ」）１．８重量部、硫黄（三新化学工業製「サンフェルＥＸ」）１．５重量部とした。
【００４０】
作製した各ラジアルタイヤについて、転がり抵抗と湿潤路面での制動距離と操縦安定性とトレッド溝底クラックを下記方法に従い評価した。結果を表２に示す。
【００４１】
・転がり抵抗（低燃費性）：使用リムを１６×６ １／２ＪＪとしてタイヤを装着し、空気圧２３０ｋＰａ、荷重４５０ｋｇｆとして、転がり抵抗測定ドラムにて２３℃、８０ｋｍ／ｈで走行させたときの転がり抵抗を測定した。結果は、比較例１の値を１００とした指数で表示し、指数が小さいほど、転がり抵抗が小さく、よって低燃費性に優れることを示す。
【００４２】
・湿潤路面での制動距離（グリップ性）：使用リムを１６×６ １／２ＪＪとして２５００ｃｃのテスト車に装着し、湿潤アスファルト路面にて、時速８０ｋｍ／ｈから制動するまでの距離を測定した。結果は、比較例１の値を１００とした指数で表示し、指数が大きいほど制動距離が短く、グリップ性に優れることを示す。
【００４３】
・操縦安定性：使用リムを１６×６ １／２ＪＪとして２５００ｃｃのテスト車に装着し、テストドライバーによる官能評価により操縦安定性を評価した。評価は、比較例１をコントロールとして、これと同等のものを±０、やや劣るものを−１、劣るものを−２、やや優れるものを＋１、優れるものを＋２とした。
【００４４】
・トレッド溝底クラック：タイヤを８０℃で４週間熱老化した後、空気圧２３０ｋＰａ、荷重４５０ｋｇｆとして、ドラムにて１００００ｋｍ走行させた後に、主溝内のクラック発生の有無を確認した。
【表２】
0004740764.tif 000003
【００４５】
表２に示すように、本発明に係る実施例１〜４の空気入りタイヤであると、コントロールである比較例１に対し、低燃費性の悪化を極力抑えながら、グリップ性が向上しており、また、操縦安定性が改善されるとともに、トレッド溝部でのクラックの発生が抑制されていた。これに対し、ゴム膜層２２に上記ブロック共重合体（Ｂ）を用いていない比較例２，３（ここで、比較例３は上記特許文献１と同じハロゲン化ゴムを用いたもの）では、操縦安定性の改善効果はなく、また、トレッド溝底部にクラックが発生していた。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、低燃費性、グリップ性を悪化させることなく、操縦安定性を改善し、長期使用における溝部のクラック発生を低減することができるので、乗用車用ラジアルタイヤを始めとして各種空気入りタイヤに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの半断面図である。
【図２】主溝を拡大した断面図である。
【図３】変更例に係る主溝を拡大した断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１８…トレッド、２０…主溝、２０Ａ…底部、２０Ｂ…側壁、２２…ゴム膜層
【図１】
0004740764.tif 000004
【図２】
0004740764.tif 000005
【図３】
0004740764.tif 000006