(57)【要約】【課題】  トレッドゴムを改良することにより、初期におけるトラクション性およびウォームアップ性を向上するとともに、中盤から終盤にかけての耐摩耗性の悪化およびグリップの低下を抑制して、競争力の高いトレッドを備えた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】  内面側から、下層および上層の異なる２層のトレッドゴム層を順次備える空気入りタイヤである。２層のトレッドゴム層の双方がゴム成分１００重量部に対し９０重量部以上のカーボンブラックを含有し、また、上層トレッドゴム層の、５０℃におけるｔａｎδが下層トレッドゴム層よりも高く、かつ、Ｔｇが下層トレッドゴム層よりも低く、さらに、上層トレッドゴム層のトレッドゲージが全トレッドゲージの１／３以下であり、かつ０．２ｍｍ以上である。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面側から、下層および上層の異なる２層のトレッドゴム層を順次備える空気入りタイヤにおいて、
前記２層のトレッドゴム層の双方がゴム成分１００重量部に対し９０重量部以上のカーボンブラックを含有し、
前記上層トレッドゴム層の、５０℃における損失正接（ｔａｎδ）が前記下層トレッドゴム層よりも高く、かつ、ガラス転移点（Ｔｇ）が該下層トレッドゴム層よりも低く、
前記上層トレッドゴム層のトレッドゲージが全トレッドゲージの１／３以下であり、かつ０．２ｍｍ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２層のトレッドゴム層の５０℃における損失正接（ｔａｎδ）が、いずれも０．５５より高い請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記上層トレッドゴム層の５０℃における損失正接（ｔａｎδ）が、前記下層トレッドゴム層よりも０．１０以上高い請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記上層トレッドゴム層のガラス転移点（Ｔｇ）が、前記下層トレッドゴム層よりも５℃以上低い請求項１〜３のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
レース用タイヤとして使用される請求項１〜４のうちいずれか一項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（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、レース用タイヤとして好適な競争力に優れた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レース用に用いられる空気入りタイヤのトレッド部に要求される最も重要な特性は、高グリップ性能である。従って、レース用タイヤのトレッドゴムにおいては、これを実現するために、汎用の乗用車用タイヤの配合および物性とは異なり、比較的弾性率が低く、かつ、充填カーボンブラック量やオイル量が多い配合がなされている。また、同時に比較的高温側で高い損失正接（ｔａｎδ）を実現するために、コンパウンドとしてのガラス転移点（Ｔｇ）は高めに設定されている。
【０００３】
ところが、上記のような理由、特に、Ｔｇが高めに設定されていることから、従来のレース用タイヤでは、レースのスタート初期においてゴムが硬く振舞うこととなり、トレッドが十分なグリップを発現するまでに時間がかかるという難点があった。そのため、スターティンググリッドが良くても１ラップのうちに順位を大きく下げることとなり、結果としてレースでの競争力の低下を招いてしまう。
【０００４】
これに対し、トレッドゴムの弾性率を下げたいわゆるソフトコンパウンドを使うことが考えられるが、この場合、初期においては良好なグリップを発現するものの、耐摩耗性が不十分であり、中盤以降における摩耗肌の悪さから来る接地面の減少、および、ソフトゴムによるムービングからくる操縦安定性の悪化のために、ラップタイムは低下してしまう。また、コンパウンドＴｇを単純に低下させたのでは、高温域でのｔａｎδの低下を招き、グリップが絶対的に不足するだけでなく、レース後半でのグリップ低下、いわゆる性能劣化を招くこととなる。
【０００５】
従来、この問題の改良のために用いられる手法としては、市販されている有機溶媒の混合物を表面に塗布する方法が知られている。しかし、この方法では表面近傍が単に軟化するだけで十分なトラクションは得られず、従ってウォームアップ性（以下、「Ｗ／Ｕ性」とも称する）も十分ではなく、また、コーナー時においても弱さが指摘される。また、その表面からの軟化効果をコントロールすることが困難で、タイヤによって一定の性能が得られず、４輪レース用タイヤのように比較的トレッドゲージの薄いタイヤの場合には、用いた有機溶媒がケースゴム側にも浸透して、耐久上に重大な危険をもたらす可能性があるという問題点もあった。さらに、有機溶媒にコンパウンドを溶かし込んだものを用いても、有機溶媒のみを用いた場合とほとんど同様の効果しか得られなかった。
【０００６】
その他、トレッド表面に細いサイプを付加するなどの手法も用いられているが、上記有機溶媒を用いた手法における軟化効果と同様で、十分な効果が得られるものではなかった。そのため、現実には、ドライバーがスタート前にタイヤを動かしてしっかり暖めてやる、という手法を採らざるを得ないというのが実情であった。
【０００７】
タイヤのトレッドゴムの改良に係る技術としては、例えば、特許文献１に、マトリックスゴムおよび所定の水溶性ポリビニルアルコール系樹脂とともに、所定量のカーボンブラックを含有するゴム組成物を、１層ないし２層のトレッドゴムに適用してなるタイヤが記載されている。
【特許文献１】特開２０００−１９１８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、レース用タイヤにおいて、初期におけるトラクション性およびＷ／Ｕ性を改良することと、中盤〜終盤における耐摩耗性の悪化およびグリップの低下を抑制してラップタイムを向上することとは二律背反的事項であり、これらを両立させて、競争力に優れた空気入りタイヤを実現することが求められていた。
【０００９】
そこで本発明の目的は、トレッドゴムを改良することにより、初期におけるトラクション性およびウォームアップ性を向上するとともに、中盤から終盤にかけての耐摩耗性の悪化およびグリップの低下を抑制して、競争力の高いトレッドを備えた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】
【００１０】
本発明者は鋭意検討した結果、トレッドゴムを上層および下層の２層構造として、これら２層のトレッドゴムの夫々に初期性能と中盤〜終盤性能とを夫々担保させることにより、上記二律背反の問題を解消できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００１１】
即ち、初期トラクション性およびＷ／Ｕ性を向上させるコンパウンド設計としては、絶対的なグリップが高いこと、および、室温以下での弾性率が低いことが必要となり、これらは夫々、カーボンブラックを高充填すること、および、コンパウンドのＴｇを下げることにより達成される。但し、これらの手法の適用はコンパウンドの耐摩耗性および耐ブリスター性を著しく低下させることとなり、また、走行に伴うコンパウンドの物性変化が大きく、これによりグリップ性が低下することから、レース終盤まで高いグリップ性能を維持することができない。
【００１２】
一方、レース終盤のみにおける要求特性である高いグリップ性の維持のためには、コンパウンドのＴｇが高いことが必要となり、また、耐摩耗性および耐熱性を確保するためには適度な量のカーボンブラックの配合が必要となる。従って前述したように、従来技術においてはコンパウンド設計上、初期性能と中盤〜終盤性能とは二律背反になる。
【００１３】
そこで本発明においては、初期トラクション性およびＷ／Ｕ性を向上させるためのコンパウンド設計についてその初期の良さだけを生かすために、中盤〜終盤性能を満足するトレッドゴム上にそのゴムの薄層シートを貼り付けて２層構造のトレッドとし、初期性能とそれ以降の性能とをゴムとして分離することで、問題の解決を図ったものである。
【００１４】
以上より、上記課題を解決するために、本発明の空気入りタイヤは、内面側から、下層および上層の異なる２層のトレッドゴム層を順次備える空気入りタイヤにおいて、
前記２層のトレッドゴム層の双方がゴム成分１００重量部に対し９０重量部以上のカーボンブラックを含有し、
前記上層トレッドゴム層の、５０℃における損失正接（ｔａｎδ）が前記下層トレッドゴム層よりも高く、かつ、ガラス転移点（Ｔｇ）が該下層トレッドゴム層よりも低く、
前記上層トレッドゴム層のトレッドゲージが全トレッドゲージの１／３以下であり、かつ０．２ｍｍ以上であることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明においては、前記２層のトレッドゴム層の５０℃における損失正接（ｔａｎδ）が、いずれも０．５５より高いことが好ましい。また、前記上層トレッドゴム層の５０℃における損失正接（ｔａｎδ）は、好適には前記下層トレッドゴム層よりも０．１０以上高く、前記上層トレッドゴム層のガラス転移点（Ｔｇ）は、好適には前記下層トレッドゴム層よりも５℃以上低い。
【００１６】
本発明の空気入りタイヤは、特に、レース用タイヤとして好適に使用することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、上記構成とすることにより、上層トレッドゴム層により初期におけるトラクション性およびＷ／Ｕ性の向上を図るとともに、下層トレッドゴム層により中盤以降の耐摩耗性の悪化およびグリップの低下を抑制できる空気入りタイヤを実現することが可能となる。従って本発明のタイヤは競争力に優れるため、特にレース用として有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
本発明の空気入りタイヤは、内面側から、下層および上層の異なる２層のトレッドゴム層を順次備え、これら２層のトレッドゴム層について、夫々以下に説明する所定の物性を有している点に特徴を有する。
【００１９】
本発明においては、２層のトレッドゴム層の双方が、ゴム成分１００重量部に対し９０重量部以上、好適には１００重量部以上のカーボンブラックを含有する。カーボンブラックの含有量が不十分であると絶対的なグリップが不足して、初期においては十分なトラクションが得られず、中盤以降においてはラップタイムが悪化してしまう。但し、各トレッドゴム層についての最適なカーボンブラック含有量は、タイヤが適用されるサーキットに依存するため、それに対応した設定とすることにより、最大の効果が得られることは言うまでもない。
【００２０】
また、本発明に係る上層トレッドゴム層、即ち、接地面側のトレッドゴム層は、５０℃におけるｔａｎδを下層トレッドゴム層よりも高く、かつ、ガラス転移点Ｔｇを下層トレッドゴム層よりも低くすることが必要であり、特に、ｔａｎδについては下層トレッドゴム層より０．１０以上高くすることが好ましく、また、Ｔｇについては下層トレッドゴム層より５℃以上低いものとすることが好ましい。これにより、初期性能と中盤以降の性能とを各層に適切に分担させて、競争力に優れたタイヤとすることができる。さらに、絶対的なグリップの確保の観点から、２層のトレッドゴム層の５０℃におけるｔａｎδは、いずれも０．５５より高いことが好ましい。なお、各トレッドゴム層の具体的なＴｇについては、カーボンブラック含有量と同様にそれが適用されるサーキットに依存しており、それに対応した設定とすることにより最大の効果が得られるものである。
【００２１】
本発明においては、上層トレッドゴム層のトレッドゲージが全トレッドゲージの１／３以下であることが必要であり、上層トレッドゴム層がそれよりも厚いと、その耐摩耗性の悪さから来るアブレジョンパターンにより接地面積が低下して、ラップタイムが悪化してしまう。また、タイヤが暖まった後は、耐久性（グリップ低下の抑制効果を含む）に優れる下層トレッドゴム層が露出するまでに時間がかかってしまい、結果として、ラップタイムの向上をさらに妨げることになる。また同時に、その過程において高充填によるゴムの弱さが発現する結果、操縦安定性の悪化が無視できなくなる。
【００２２】
一方、上層トレッドゴム層のトレッドゲージが０．２ｍｍ未満では、下層トレッドゴム層が暖まる前に上層トレッドゴム層が摩耗してしまい、十分な効果が得られないこと、また、０．２ｍｍ未満のゲージは現行設備での生産を考慮した場合には作業性上現実的ではないことから、上層トレッドゴム層のトレッドゲージは０．２ｍｍ以上とすることが必要であり、好ましくは０．５〜１．５ｍｍである。
【００２３】
本発明の空気入りタイヤにおいては、トレッド部に上記条件を満足する２層のトレッドゴム層を設けるものであればよく、これにより本発明の所期の効果を得ることができる。上記条件以外の各トレッドゴム層の具体的配合や、トレッド部以外のタイヤ構造および材質等については、常法に従い適宜選定することができ、特に制限されるものではない。
【００２４】
本発明のタイヤは、レース用タイヤとして好適に使用することができ、これにより、上記２層のトレッドゴム層がスタート時から中盤、終盤に至るまで良好な性能を発揮して、ラップタイムの向上に寄与することができる。
【実施例】
【００２５】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
比較例１〜６および実施例１〜４
上層トレッドゴム層および下層トレッドゴム層に、夫々下記の表１および表２中に示すゴム配合を適用して、各実施例および比較例の競技用タイヤ（タイヤサイズ：２１５／４０Ｒ１８）を試作した。
【００２６】
【表１】
2005262942.tif 000002
【００２７】
【表２】
2005262942.tif 000003
＊１）ＪＳＲ（株）製、＃０１２０（３７．５％油展）
＊２）東海カーボン（株）製、シースト７Ｈ
＊３）ＩＰＰＤ：Ｎ−イソプロピル−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン
＊４）ＴＢＢＳ：Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
＊５）ＪＳＲ（株）製、＃０２０２
【００２８】
得られた各供試タイヤを競技用車両に装着して、テストコースを走行させ、１周目および１０周目のラップタイムを計測した。結果は、上層トレッドゴム層を設けない比較例１の１周目および１０周目のラップタイムをそれぞれ１００として、他の例を指数表示した。数値が大なるほどラップタイムが速く、結果が良好であることを示している。この結果を、各トレッドゴム層のカーボンブラック量（重量部）、５０℃におけるｔａｎδ、１００℃における動的貯蔵弾性率（Ｅ’）、トレッドゲージ（ｍｍ）、コンパウンドＴｇ（℃）の値とともに下記の表３、４中に示す。
【００２９】
なお、各トレッドゴム層のｔａｎδ（５０℃）およびＥ’（１００℃）は、各トレッドゴム層から幅５ｍｍ、長さ２０ｍｍにて切り出した試料を、東洋精機（株）製  スペクトロメータを使用して、動的歪４％、初期応力１６７ｋＰａ、周波数５２Ｈｚの条件下で測定した値である。また、Ｔｇについては同様にして、動的歪０．１％で３℃／秒の昇温速度にて測定した際のｔａｎδのピーク温度を適用した。
【００３０】
【表３】
2005262942.tif 000004
【００３１】
【表４】
2005262942.tif 000005
【００３２】
上記表３、表４中に示すように、従来技術である有機溶媒等の塗布により結果的に得られる表面の軟化効果に対応して、上層トレッドゴム層をやわらかく形成した比較例２では、１周目のラップタイムの改良効果は十分には得られていない。また、カーボンブラック充填量を高くして上層トレッドゴム層のｔａｎδを高くしても、その一方Ｔｇが下層と同様に高いままの比較例３では、そのヒステリシスの効果を十分に得られず、目的とした改良効果は十分ではないことが分かる。
【００３３】
上層トレッドゴム層のゲージを全体の１／２の３ｍｍとした比較例４では、１周目での効果は得られるが、１０周後のラップタイムは比較例１対比で逆に悪化している。また、当然のことながら、下層トレッドゴム層のカーボンブラック量を低下させてしまうと、上層トレッドゴム層で初期グリップの改善は見られても、１０周後のラップタイムは絶対的なグリップの不足により悪化してしまう（比較例５）。
【００３４】
上層トレッドゴム層のゲージを０．１５ｍｍと薄くしすぎた比較例６では、その耐摩耗性が十分ではなく、初期性能が続かずに、十分な改良効果が得られない。また、製造面を考慮した場合も、０．２ｍｍ未満のシートの適用は現行の汎用設備上においては現実的ではない。
【００３５】
一方、本発明に係る所定の上層トレッドゴム層を用いた実施例１では、１０周後のラップタイムを全く犠牲にすることなく、初期の１周目のラップタイムが大幅に改良された。また、上層トレッドゴム層のカーボンブラック量を更に増やすことで、同様に、後半の性能に関係なく独立に初期性能のみを改良することができた（実施例２）。さらに、本発明の技術を用いることで、従来は初期の悪さから適用できなかった下層トレッドゴム層のさらなる高Ｔｇ化による後半（１０周後）の性能向上が実現可能となった（実施例３）。同様に、上層トレッドゴム層のＴｇをさらに下げたことで、さらに１周目のラップタイムの向上も可能となった（実施例４）。但し、実施例４ではＴｇを下げるとともにｔａｎδも低下していくことから、Ｔｇの低下によって、その初期性能が比例して良くなるとは限らない。