(57)【要約】【課題】耐摩耗性を維持し、タイヤ負荷時におけるトレッド部、特にセンター部の発熱を効果的に抑制・放熱することによってヒートセパレーションを防止した建設車両用タイヤを提供する。【解決手段】トレッド部幅方向両端のショルダー領域に複数本のラグ溝が配置され、タイヤ幅方向に沿っていて少なくとも一端がトレッド内に終端する複数本の幅方向細溝がタイヤセンター部に配置されたタイヤにおいて、タイヤ赤道を中心とするとレッド幅の２５％領域に少なくとも１本のタイヤ周方向に延びる溝を設け、かつトレッドゴムが炭素繊維を含有するゴム組成物から構成されている建設車両用タイヤである。【選択図】図２
2007145242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部幅方向両端のショルダー領域に複数本のラグ溝が配置され、タイヤ幅方向に沿っていて少なくとも一端がトレッド内に終端する複数本の幅方向細溝がタイヤセンター部に配置されたタイヤにおいて、タイヤ赤道を中心とするとレッド幅の２５％領域に少なくとも１本のタイヤ周方向に延びる溝を設け、かつトレッドゴムが炭素繊維を含有するゴム組成物から構成されていることを特徴とする建設車両用タイヤ。
【請求項２】
前記タイヤ周方向に延びる溝が、赤道上にタイヤ周方向に延びる浅溝である請求項１記載の建設車両用タイヤ。
【請求項３】
前記赤道上にタイヤ周方向に伸びる浅溝の幅が、３０〜５０ｍｍである請求項２に記載の建設車両用タイヤ。
【請求項４】
前記赤道上にタイヤ周方向に伸びる浅溝の深さが、前記ラグ溝深さの１０〜２５％である請求項２に記載の建設車両用タイヤ。
【請求項５】
前記タイヤ周方向に延びる溝であって、前記ラグ溝の終端位置をタイヤ周方向に結んだ２本の直線に沿ってそれぞれタイヤ周方向に延びる非赤道上細溝が、さらに配置されている請求項１に記載の建設車両用タイヤ。
【請求項６】
前記タイヤ周方向に延びる非赤道上細溝の溝幅が、４〜２０ｍｍである請求項５に記載の建設車両用タイヤ。
【請求項７】
前記タイヤ周方向に延びる非赤道上細溝の溝深さが、前記ラグ溝深さの１０〜２５％である請求項５に記載の建設車両用タイヤ。
【請求項８】
タイヤ赤道を中心とするとレッド幅の２５％の領域で、前記赤道上浅溝を除いた領域におけるネガティブ率が２〜８％である請求項１〜７のいずれかに記載の建設車両用タイヤ。
【請求項９】
前記とレッド部が、キャップゴム層とベースゴム層を備えた２層構造からなり、前記キャップゴム層及び／又はベースゴム層が、炭素繊維を含有するゴム組成物から構成されている請求項１〜８のいずれかに記載の建設車両用タイヤ。
【請求項１０】
前記トレッド部が表層、キャップ層及びベース層の３層構造からなり、表層の厚さが４ｍｍ以下でありかつ、該表層ゴムが炭素繊維を含有するゴム組成物から構成されている請求項１〜９のいずれかに記載の建設車両用タイヤ。
【請求項１１】
タイヤ赤道を中心とするトレッド幅２５％の領域の少なくとも１層のトレッドゴムが、炭素繊維を含有するゴム組成物から構成されている請求項１〜１０のいずれかに記載の建設車両用タイヤ。
【請求項１２】
炭素繊維の含有量が、ゴム成分１００質量部当り、２〜５０質量部である請求項１〜１１のいずれかに記載の建設車両用タイヤ。
【請求項１３】
炭素繊維が、平均径０．５〜５００ｎｍ、かつ平均長０．５〜５０μｍである請求項１〜１２のいずれかに記載の建設車両用タイヤ。
【請求項１４】
炭素繊維のアスペクト比が、１０以上である請求項１３記載の建設車両用タイヤ。
【請求項１５】
炭素繊維が、気相成長炭素繊維である請求項１〜１４のいずれかに記載の建設車両用タイヤ。
【請求項１６】
炭素繊維以外の補強性充填剤が、カーボンブラック及び無機充填剤から選ばれた少なくとも１種である請求項１〜１５のいずれかに記載の建設車両用タイヤ。
【請求項１７】
無機充填剤がシリカである請求項１６に記載の建設車両用タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設車両用タイヤに関し、耐摩耗性を維持し、タイヤ負荷時におけるトレッド部、特にセンター部の発熱を効果的に抑制・放熱することによってヒートセパレーションを防止した建設車両用タイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建設車両用タイヤはトレッドショルダー部に多数のラグ溝を所定の間隔に配置したいわゆるラグパターンを有し、その耐摩耗性を向上させるためには、耐摩耗性のよいトレッドゴムを使用し、トレッドボリュームを増加によりトレッドゲージを増加（深溝化）させ、ネガティブ率の減少、陸部剛性を高める手段を用いるのが一般的である。
しかし、上記手段を用いて耐摩耗性を向上させた場合には、とりわけタイヤ負荷転動時におけるとレッド部の発熱が高くなる可能性があり、この発熱性の悪化は、トレッド部のヒートセパレーション等の故障を引き起こす原因となることがあった。
したがって耐摩耗性を維持しながら低発熱性の優れたトレッドゴムが必要とされるが、発熱と耐摩耗性は背反しており、高度にユーザーに応えるにはおのずから限界がある。
特に、ラグ溝の終端位置をそれぞれ実質上タイヤ周方向に結ぶことによって形成される２本タイヤ円周間の陸部は、放熱面積が少ないため発熱温度が高くなる傾向にある。
そのためトレッドボリュームの低下を最小限に抑え放熱面積を増やすべく２０ｍｍ以下の幅の細溝を該陸部に配する技術が近年開発されたが（特願２００５−２２９１３０）、さらに、特に建設車両の大型化に伴うタイヤサイズの大型化、扁平化及び重荷重化が進んできたことにより、トレッド部の発熱の悪化はますます顕著になる傾向にあり、トレッドセンター部の発熱は依然として問題である。
【０００３】
一方、ゴム組成物の従来からの耐摩耗性を向上させる手段としては、カーボンブラックの充填量の増加等が知られている。また、ゴムの低発熱化、例えばタイヤ等の低転がり抵抗を図る場合、カーボンブラックの充填量減量、あるいは大粒径のカーボンブラックの使用が考えられるが、いずれの場合も、補強性、耐摩耗性等が低下するのを免れないことが知られている。
さらに、ゴム組成物の低発熱性と耐摩耗性とを両立させる充填剤として、含水ケイ酸（湿式シリカ）が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。このような低発熱性を追求しても、耐摩耗性を十分に維持させながらゴムの発熱、即ちタイヤの発熱を下げることには限界があり、達成することが容易にできない。
【０００４】
そこで、耐摩耗性を向上させて、更にゴム温度の低減を図る方法として別な方法が考えられている。それは、ゴム温度がその入力による発熱と放熱とのバランスによって決定付けられることから、ゴムの熱伝導性を向上させることにより、ゴム温度を速やかに低減させることである。このような観点から、ゴム温度の低減にゴムの熱伝導性を向上させる手段が考えられており、例えば、ラバー  ケミカル  テクノロジ（Ｒｕｂｂｅｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ２００１年、７４巻  ２３６−２４８頁）に記載されるように、金属粉をゴム成分に配合して混練することが試みられている。こような熱伝導性の向上は、タイヤの大型化に伴う長時間加硫を回避することができ、その加硫工程の改善を図ることができる。
ゴムの熱伝導性を向上させるには金属粉の充填は効を奏するものの、金属粉は非補強性であるがゆえに、ＴＥＡＲ性、耐摩耗性の大幅な低下が見られ、タイヤ等の用途には不向きと言わざる得ない。
上記金属粉のようにゴム組成物の熱伝導性を高める材料として、特定の構造をした炭素繊維を配合することが試みられている（例えば、特許文献４および５参照）。
炭素繊維の場合は、上記目標をある程度達成することはできるが、近年の建設車両用タイヤの問題点を解決するためには炭素繊維の配合のみでは未だ充分とはいえない。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２４８１１６号公報
【特許文献２】特開特開平８−２４５８３８号公報、
【特許文献３】特開平８−３３７６８７号公報
【特許文献４】特開２００４−２０３３５０
【特許文献４】特開２００４−１４３１８７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような状況下で、耐摩耗性を維持し、タイヤ負荷時におけるトレッド部、特にセンター部の発熱を効果的に抑制・放熱することによってヒートセパレーションを防止した建設車両用タイヤを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、トレッド部のラグ溝及びトレッドセンター部の溝形状を適性化しかつ、トレッド及び／又はベース部に特定の炭素繊維を特定量配合することにより、その目的を達成し得ることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
（１）  トレッド部幅方向両端のショルダー領域に複数本のラグ溝が配置され、タイヤ幅方向に沿っていて少なくとも一端がトレッド内に終端する複数本の幅方向細溝がタイヤセンター部に配置されたタイヤにおいて、タイヤ赤道を中心とするとレッド幅の２５％領域に少なくとも１本のタイヤ周方向に延びる溝を設け、かつトレッドゴムが炭素繊維を含有するゴム組成物から構成されていることを特徴とする建設車両用タイヤ、
（２）  前記タイヤ周方向に延びる溝が、赤道上にタイヤ周方向に延びる浅溝である上記（１）の建設車両用タイヤ、
（３）  前記赤道上にタイヤ周方向に伸びる浅溝の幅が、３０〜５０ｍｍである上記（２）の建設車両用タイヤ、
（４）  前記赤道上にタイヤ周方向に伸びる浅溝の深さが、前記ラグ溝深さの１０〜２５％である上記（２）の建設車両用タイヤ、
（５）  前記タイヤ周方向に延びる溝であって、前記ラグ溝の終端位置をタイヤ周方向に結んだ２本の直線に沿ってそれぞれタイヤ周方向に延びる非赤道上細溝が、さらに配置されている上記（１）の建設車両用タイヤ、
（６）  前記タイヤ周方向に延びる非赤道上細溝の溝幅が、４〜２０ｍｍである上記（５）に記載の建設車両用タイヤ。
（７）  前記タイヤ周方向に延びる非赤道上細溝の溝深さが、前記ラグ溝深さの１０〜２５％である上記（５）の建設車両用タイヤ、
（８）  タイヤ赤道を中心とするとレッド幅の２５％の領域で、前記赤道上浅溝を除いた領域におけるネガティブ率が２〜８％である上記（１）〜（７）の建設車両用タイヤ、
（９）  前記とレッド部が、キャップゴム層とベースゴム層を備えた２層構造からなり、前記キャップゴム層及び／又はベースゴム層が、炭素繊維を含有するゴム組成物から構成されている上記（１）〜（８）の建設車両用タイヤ、
（１０）  前記トレッド部が表層、キャップ層及びベース層の３層構造からなり、表層の厚さが４ｍｍ以下でありかつ、該表層ゴムが炭素繊維を含有するゴム組成物から構成されている上記（１）〜（９）の建設車両用タイヤ、
（１１）  タイヤ赤道を中心とするトレッド幅２５％の領域の少なくとも１層のトレッドゴムが、炭素繊維を含有するゴム組成物から構成されている上記（１）〜（１０）の建設車両用タイヤ、
（１２）  炭素繊維の含有量が、ゴム成分１００質量部当り、２〜５０質量部である上記（１）〜（１１）の建設車両用タイヤ、
（１３）  炭素繊維が、平均径０．５〜５００ｎｍ、かつ平均長０．５〜５０μｍである上記（１）〜（１２）の建設車両用タイヤ、
（１４）  炭素繊維のアスペクト比が、１０以上である上記（１３）の建設車両用タイヤ、
（１５）  前記炭素繊維が、気相成長炭素繊維である上記（１）〜（１４）の建設車両用タイヤ、
（１６）  炭素繊維以外の補強性充填剤が、カーボンブラック及び無機充填剤から選ばれた少なくとも１種である上記（１）〜（１５）の建設車両用タイヤ、及び
（１７）  無機充填剤がシリカである上記（１６）の建設車両用タイヤ、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、耐摩耗性を維持し、タイヤ負荷時におけるトレッド部、特にセンター部の発熱を効果的に抑制・放熱することにより優れた低発熱性を得ることができ、発熱よるヒートセパレーションを防止した建設車両用タイヤを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
先ず、本発明の建設車両用タイヤは、トレッド部幅方向両端のショルダー領域に複数本のラグ溝が配置され、タイヤ幅方向に沿っていて少なくとも一端がトレッド内に終端する複数本の幅方向細溝がタイヤセンター部に配置されたタイヤにおいて、タイヤ赤道を中心とするとレッド幅の２５％領域に少なくとも１本のタイヤ周方向に延びる溝を設け、かつトレッドゴムが炭素繊維を含有するゴム組成物から構成されていることを要する。
トレッド内とは、トレッド端よりもタイヤ幅方向内側のことである。ここで、トレッド端とは、空気入りタイヤをＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ（２００２年度版、日本自動車タイヤ協会規格）に規定されている標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫでの適用ザイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％を内圧として充填し、最大負荷能力を負荷したときのタイヤ幅方向最外の設置部分を示す。なお、使用地又は製造地においてＴＲＡ規格，ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う。
【００１０】
本発明においては、前記タイヤ周方向に延びる溝が、赤道上にタイヤ周方向に延びる浅溝であることが好ましい。赤道上浅溝の幅、深さは、トレッド部の発熱が顕著であるタイヤ新品時からタイヤ使用初期にかけてセンター部の発熱を充分抑制できるような幅、深さとする。
このように、少なくともタイヤ赤道上でタイヤ周方向に延びる赤道上浅溝が配置されており、これにより、タイヤセンター部に作用する圧縮応力を緩和させることができ、かつ放熱面積を増大させることができる。さらに、炭素繊維によるトレッド部からの放熱効果も加わり、タイヤ負荷時におけるとレッド部の温度上昇を効果的に抑制して、ヒートセパレーション等のタイヤ故障の発生を抑えた建設車両用タイヤとすることができる。この効果は、深さ７０ｍｍ以上の主溝が形成されている場合であっても顕著に認められる。
前記赤道上浅溝の溝幅は３０〜５０ｍｍであることが好ましい。赤道上浅溝の溝幅
が３０ｍｍ未満であると、タイヤ負荷転動時にタイヤセンター部に作用する圧縮尾力を緩和する効果が十分に発揮できなくなる傾向があるからである。また、赤道上の浅溝の幅を５０ｍｍ以上に大きくすると、タイヤセンター部接地領域が減少しすぎてトレッド側法域での接地圧増加を招き易く、ベルト端故障を生じやすくなる傾向があるからである。
また、前記赤道上浅溝の深さは前記ラグ溝の深さの１０〜２５％であることが好ましい。赤道上浅溝の溝深さがラグ溝の深さの１０％よりも浅いと放熱効果が十分に得られず、また、２５％より大きいと、トレッドボリュームの減少により耐摩耗性を悪化させる可能性があるからである。
【００１１】
本発明において、前記ラグ溝の終端位置をタイヤ周方向に結んだ２本の直線に沿ってそれぞれタイヤ周方向に延びる非赤道上細溝がさらに配置されていることによって、横滑り性を確保し、かつ細溝により幅方向の剛性を落とさずに幅方向すべりによる摩耗を低減したタイヤにおいて、タイヤセンター部の温度を低減するのに役立つ。
前記非赤道上細溝の溝深さは前記ラグ溝深さの１０〜２５％であることがこのましく、また、前記非赤道上細溝の溝幅が４〜２０mmであることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明において、タイヤ赤道を中心とするトレッド幅２５％の領域で、前記赤道上の浅溝を除いたネガティブ率が２〜８％であることが好ましい、これによりタイヤセンター部の耐摩耗性を落とすことなく効率的に発熱を低減することができる。
【００１３】
本発明の建設車両タイヤのトレッド部に対して、炭素繊維を含有する高熱伝導性のゴム組成物を適用する場所については特に制限がなく、タイヤサイズや使用条件によって適宜決定すればよい。
例えば、トレッド部が単層構造の場合はトレッドゴム層全体に、キャップ・ベース構造の場合はキャップゴム層及び／又はベースゴム層に適用することができる。
また、発熱が顕著であるタイヤ新品時からタイヤ使用初期にかけてタイヤセンター部の発熱を抑制するために、表層に炭素繊維を含有した高熱伝導性のゴム組成物を適用することによって、タイヤ走行初期のトレッドの発熱を抑えることができる。
表層の厚さは４ｍｍ以上が好ましい。表層の厚さの上限についてはタイヤサイズ及びタイヤの使用条件によって適宜決定されるため特に制限はないが、通常２０ｍｍ程度である。
さらに、トレッド部の最も発熱し易い場所に炭素繊維を含有した高熱伝導性のゴム組成物適用し、トレッドの発熱を抑制することも可能である。例えば、タイヤ赤道を中心とするトレッド幅２５％の領域に適用することが好ましい。
【００１４】
本発明に係るゴム組成物に用いられるゴム成分は、例えば、天然ゴム、合成ジエン系ゴムが使用されるが、合成ジエン系ゴムとしては、例えばポリイソプレン合成ゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などが挙げられる。中でも天然ゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴムが好ましい。
【００１５】
本発明に係るゴム組成物において、炭素繊維の含有量は、ゴム成分１００質量部当たり、２〜５０質量部であることが好ましく、より好ましくは、５〜３０質量部である。
前記炭素繊維が上記範囲ゴム組成物に配合されていると、そのゴム組成物は熱伝導性が十分に高められ、また耐摩耗性が向上する。
【００１６】
前記炭素繊維はファイバー状或いはチューブ状（中空状）であっても良く、またその炭素繊維平均径は、０．５ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましく、さらに好ましくは、１ｎｍ〜４００ｎｍであることが望ましい。
前記炭素繊維の断面積の平均径が０．５ｎｍ以下であれば、炭素繊維を前記ゴム成分と共に混練することにより、その加硫ゴムの耐摩耗性を向上させると共に、金属粉とほぼ同等、或いはそれ以上の熱伝導性を保持してゴム温度を速やかに下げる。
また、前記炭素繊維平均径が、０．５ｎｍ〜５００ｎｍの場合、特に１ｎｍ〜４００ｎｍの範囲に収まる場合には、混練りの際にゴム成分中への分散も適度に達成でき、加硫ゴムの熱伝導性を十分高めると共に、耐摩耗性が低下することもない。
従って、本発明にあっては、ナノファイバー或いはナノチューブからなる炭素繊維であることが望ましい。
【００１７】
さらに、前記炭素繊維長さは、０．５μｍ〜５０μｍであることが好ましく、より好ましくは１μｍ〜４０μｍであることが望ましい。また前記炭素繊維のアスペクト比は１０以上であることが好ましい。
配合する炭素繊維の長さが０．５μｍ〜５０μｍ、特に１μｍ〜４０μｍであれば、混練り時の炭素繊維のゴム成分中への分散性も良く、またアスペクト比も１０以上とすることができるので、ゴム組成物に十分な耐摩耗性と熱伝導性とを付与することができる。
【００１８】
前記条件を満たす炭素繊維は、その製造方法は特に制限されないが、特に気相成長法によって製造される気相成長法炭素繊維であることが望ましい。このような炭素繊維としては例えば、昭和電工（株）製のＶＧＣＦなどを挙げることができる。
【００１９】
本発明に係るゴム組成物において、炭素繊維のみを単独で使用することもできるが、ゴムに耐摩耗性を維持、或いはさらに向上させ、かつゴム温度の低減をさらに行うために、またタイヤ性能を更に向上させるために、上述した前記炭素繊維以外に、カーボンブラック、シリカ、及びその他の無機充填剤等の補強性及び／又は機能性充填剤を配合することが好ましい。
本発明においては、前記補強性及び／又は機能性充填剤として前記炭素繊維と共に、カーボンブラックのみを用いても良く、またシリカのみを用いても良く、また無機充填剤のみを用いても良く、或いは、カーボンブラックと、シリカと、無機充填剤とを併用してもよい。
【００２０】
前記カーボンブラックとしては、製造方法によりチャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック及びサーマルブラックなどがあるが、いずれのものも使用することができるが、特にファーネスブラックが好ましい。例えばＳＲＦ、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦ等を挙げることができるが、ゴム組成物の用途に併せ適宜選択することが好ましい。トレッド用のゴム組成物に用いる場合は、窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）が５０ｍ2／ｇ以上、かつジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）が８０ｍｌ／１００ｇ以上のカーボンブラックが好ましい。特にＨＡＦ級以上のカーボンブラックが好ましい。
【００２１】
また、シリカとしては特に制限はなく、従来ゴムの補強用充填材として慣用されているものの中から任意に選択して用いることができる。例えば湿式シリカ(含水ケイ酸)，乾式シリカ(無水ケイ酸)，ケイ酸カルシウム，ケイ酸アルミニウム等が挙げられるが、中でも沈降法による合成シリカが好ましく使用される。具体的には、東ソー・シリカ（株）製の「Ｎｉｐｓｉｌ ＡＱ」（商標）、Ｄｅｇｕｓｓａ杜製の「Ｕｌｔｒａｓｉｌ ＶＮ３」（商標）、ＰＰＧ社製の「Ｈｉｓｉｌ ２３３」（商標）などが挙げられる。耐摩耗性を考慮した場合窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）が１８０ｍ2／ｇ以上であることが好ましい。
【００２２】
前記その他の無機充填剤としては、一般式（１）がｍＭ1・ｘＳｉＯｙ・ｚＨ2Ｏ（但し、Ｍ1は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウムからなる群から選ばれる金属、これらの酸化物若しくは水酸化物であり、又はこれらの水和物であり、ｍは１乃至５、ｘは０乃至１０、ｙは２乃至５、及びｚは０乃至１０の自然数である）で表される無機物であり、これらはその性質上、カリウム、ナトリウム、鉄、マグネシウム等の金属、フッ素等の元素、及びアンモニウム基等が不純物として含有していてもよい。
具体的な無機充填剤としては、アルミナ一水和物（Ａｌ2Ｏ3・Ｈ2Ｏ）、ギブサイト、バイヤライト等の水酸化アルミニウム［Ａｌ（ＯＨ）3］、水酸化マグネシウム［Ｍｇ（ＯＨ）2］、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、タルク（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ2・Ｈ2Ｏ）、アタパルジャイト（５ＭｇＯ・８ＳｉＯ2・９Ｈ2Ｏ）、チタン白（ＴｉＯ2）、チタン黒（ＴｉＯ2n-1）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、水酸化カルシウム［Ｃａ（ＯＨ）2］、酸化アルミニウムマグネシウム（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3）、クレー（Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）、カオリン（Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏ）、パイロフィライト（Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2・Ｈ２Ｏ）、ベントナイト（Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏ）、ケイ酸アルミニウム（Ａ１2ＳｉＯ5、Ａｌ４・３ＳｉＯ4・５Ｈ2Ｏ等）、ケイ酸マグネシウム（Ｍｇ2ＳｉＯ4、ＭｇＳｉＯ3等）、ケイ酸かレシウム（Ｃａ2・ＳｉＯ4等）、ケイ酸アルミニウムカルシウム（Ａｌ２Ｏ3・ＣａＯ・２ＳｉＯ2等）、ケイ酸マグネシウムカルシウム（ＣａＭｇＳｉＯ4）、各種ゼオライト、長石、マイカ、モンモリロナイト等が例示でき、Ｍがアルミニウムであることが好ましく、アルミナ類、クレー類であることが特に好ましい。
アルミナ類とは前記一般式（１）で表される物のうち、一般式（２）Ａｌ2Ｏ3・ｎＨ2Ｏ（但し、ｎは０乃至３の自然数）で表わされるものである。
クレー類では、クレー（Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）、カオリン（Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏ）、パイロフィライト（Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2・Ｈ2Ｏ）、ベントナイト（Ａｌ2Ｏ3・４ＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏ）、モンモリロナイト等が挙げられる。
【００２３】
本発明に係るゴム組成物において、前記カーボンブラック及び／又はシリカの配合量は、ゴム成分１００質量部当たり、２５〜１２０質量部であることが好ましく、より好ましくは、３０〜１００質量部であることが好ましい。
前記範囲内でカーボンブラック及び／又はシリカを前記ゴム成分と配合した場合、該ゴム組成物に耐摩耗性、及び発熱性に優れる。
【００２４】
本発明に係るゴム組成物において、前記のその他の無機充填剤の配合量は、ゴム成分１００質量部当たり、１〜４０質量部であることが好ましく、より好ましくは、３〜３０であることが好ましい。
前記範囲内で無機充填剤を配合した場合、該ゴム組成物を適用したタイヤにおいて、耐摩耗性、低発熱性が得られ、ゴム組成物に要求される他の物性を良好に維持することができる。
【００２５】
本発明に係るゴム組成物には、本発明の効果が損なわれない範囲で所望により、前記配合剤以外に通常ゴム工業界で用いられる各種薬品を配合することができる。
例えば、硫黄、不溶性硫黄等の加硫剤、ジフェニルグアニジンに代表されるグアニジン系、テトラメチルチウラムジスルフィドに代表されるチウラム系、ジチオカルバミン酸亜鉛に代表されるジチオカルバミン酸塩系、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミドに代表されるスルファンアミド系、及び無水フタル酸等に代表されるスコーチリターダ等の加硫促進剤類、酸化亜鉛（亜鉛華）等に代表される加硫促進助剤、老化防止剤、及び軟化剤を配合することができる。
【００２６】
本発明に係るゴム組成物は、ロール、インターナルミキサー等の混練り機を用いて混練することによって得られ、成形加工後、加硫を行い、タイヤトレッド、アンダートレッド、カーカス、サイドウォール、ビード部分等のタイヤ用途を始め、防振ゴム、ベルト、ホースその他の工業品等の用途にも用いることができるが、特にタイヤトレッド用ゴム、サイドウォール用ゴムとして好適に使用される。
【００２７】
本発明の建設車両用タイヤは、上述のゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて、前記のように各種配合剤を含有させたゴム組成物が未加硫の段階でトレッド用部材に押出し加工され、タイヤ成形機上で通常の方法により貼り付け成形され、生タイヤが成形される。この生タイヤを加硫機中で加熱加圧して、タイヤが得られる。このようにして得られた本発明の建設車両用タイヤは、耐摩耗性を向上させると共に、熱伝導性が優れることからゴム温度の低減を図ることができる。
【実施例】
【００２８】
以下に図面を参照して本発明の実施形態を挙げて実施の形態を詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
［第一実施形態］
先ず、第一実施形態について説明する。図１、図２に示すように本実施形態にかかわる建設車両用タイヤ１０は両端がそれぞれビードコア１１で折り返されたカーカス１２を備えているカーカス１２は一層又は複数層で構成される。
カーカス１２のクラウン部１２Ｃのタイヤ径方向外側には、複数枚のベルトプライが重ねられたベルト層１４が埋設されている。ベルト層１４の径方向外側には、溝を配設したトレッド部１８が形成されている。トレッドゴムを形成するゴムとしては炭素繊維を含有した熱伝導性の優れたゴムが用いられている。
なお、トレッド部のゴム層については、図１に示す単層構造の他、２層構造（キャップ・ベース構造)、３層構造等が適用され(いずれも図示せず)、本発明に係る炭素繊維を含有したゴム組成物のトレッド部での配置については、後で詳述する。
【００２９】
タイヤ幅方向両側のトレッドショルダー領域には複数本のラグ溝２２が配置されている。
また、タイヤセンター部Ｃには、タイヤ幅方向に略沿っている複数本の幅方向細溝２４が配置されている。そして、この幅方向溝２４は、タイヤ幅方向内内側端がトレッド内に終端するとともにタイヤ幅方向外側端がラグ溝２２の先端に接続するように形成されている。各ラグ溝２２の幅方向外側端は、トレッド端Ｔを越えてタイヤ幅方向外側へ排水可能なように延びている。
【００３０】
さらに、タイヤ赤道ＣＬ上でタイヤ周方向に延びる赤道上浅溝２６が配置されている。赤道上浅溝２６の幅、深さは、トレッド部１８の発熱が顕著であるタイヤ新品時からタイヤ使用初期にかけてタイヤセンター部Ｃの発熱を充分抑制できるような幅、深さとしておく。
以上説明したように、建設車両用タイヤ１０には、このように、タイヤ赤道上でタイヤ周方向に延びる赤道上浅溝２６が配置されており、これにより、タイヤセンター部Ｃに作用する圧縮応力を緩和させることができ、かつ放熱面積を増大させることができる。従って、タイヤ負荷時におけるトレッド部１８の温度上昇を、優れた熱伝導率を有するトレッドゴムとの併用によって、効果的に抑制してヒートセパレーション等のタイヤ故障を抑えた建設車両用タイヤ１０とすることができる。
【００３１】
また、タイヤセンター部Ｃに配置された複数本の幅方向細溝はタイヤ幅方向内内側端がトレッド内に終端している。これにより、陸部剛性に低下を抑えることにより耐摩耗性を向上させたトラクション性能に優れたタイヤとすることができる。その上、幅方向細溝２４の本数を増やして放熱性を高めたり、ラグ溝２２から離れていて温度が最も高くなる位置に幅方向細溝２４を配置して放熱性を高めたり、さらに、優れた熱伝導率を有するトレッドゴムを使用することによって放熱性を高めたりすることができる。
また、幅方向細溝２４の幅が４〜２０ｍｍとされており、幅方向細溝２４の溝深さがラグ溝２２の溝深さの５０〜９５％とされている。これにより放熱性を高める効果が充分に発揮されるとともに、タイヤセンター部Ｃのブロック剛性がひくくなりすぎることが回避されている。
【００３２】
また、赤道上浅溝２６の溝幅が３０〜５０ｍｍにされている。これにより、タイヤ負荷転動時にタイヤセンター部Ｃに作用する圧縮応力を緩和する効果が充分に発揮されると共に、タイヤセンター部Ｃの設置領域が減少しすぎてベルト端故障が生じることが回避されている。
さらに、また、赤道上浅溝２６の溝深さがラグ溝２２の溝深さの１０〜２５％と去れている。これにより放熱効果が充分に得られると共に、トレッドボリュームの減少により耐摩耗性が悪化することが充分に回避されている。
【００３３】
また、タイヤ赤道ＣＬを中心とするとレッド幅の２５％の領域で、赤道上浅溝２６を除いた領域におけるネガティブ率が２〜８％にされている。これによりタイヤセンター部の耐摩耗性を落とすことなく効率的に発熱を低減させることができる。なお、トレッド幅とはタイヤ幅方向両側のトレッド端Ｔの間隔のことである。
【００３４】
[第２実施形態]
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態に係る建設車両用タイヤでは、第１実施形態に比べ、幅方向細溝２４に代えて、第３図に示すような幅方向細溝３４がトレッド部２８に形成されている。
幅方向細溝は、タイヤセンター部Ｃにタイヤ幅方向に略沿って配置されている。そして、この幅方向細溝は、赤道上浅溝をまたいでいて、両端部ともトレッド内に終端していて、ラグ溝２２には接続していない。
これにより、仮に第１実施形態用に幅方向細溝とラグ溝とを接続した構造にすると、幅方向細溝とラグ溝とでトラクション力によって変形が異なって接続部位で応力集中により亀裂が生じるような大トラクション力を必要とするユーザーにとって大変有効な建設車両用タイヤとすることができる。
【００３５】
[第３実施形態]
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態係る建設車両用タイヤでは、第１実施形態に比べ、図４に示すように、ラグ溝２２の終端位置をタイヤ周方向に結んだ２本の直線に沿ってそれぞれのタイヤ集方向に延びる非赤上道細溝４６が、さらに配置されている。非赤道上細溝４６の溝深さはラグ溝２２の溝深さの１０〜２５％されている。幅方向細溝３４の両端は非赤道上細溝４６につながっている。
本実施形態により、横滑り性を確保しかつ細溝により幅方向の剛性を落とさないことができる。
【００３６】
[第４実施形態]
次に、第４実施形態について説明をする。本実施形態に係る建設車両用たいやでは、図５に示すように、第３実施形態と同様に非赤道上細溝４６が配置されている。また、赤道上浅溝２６も配置されている。
本実施形態では、ラグ溝５２は、第３実施形態のラグ溝２２に比べて形状が異なっており、非赤道上細溝に近づくほどラグ溝５２の溝幅が細くなっている。ラグ溝５２の終端は非赤道上細溝４６につながっている。
また、第３実施形態で説明した幅方向細溝３４に代えて幅方向細溝５４がタイヤセンター部Ｃに形成されている。幅方向細溝５４の両端は非赤道上細溝４６につながっている。また、幅方向細溝５４は、非赤道上細溝に近づくに従いタイヤ幅方向に対する傾斜角度が徐々に小さくなる曲線状の溝にされている。
さらに、タイヤ周方向に隣り合うラグ溝５２の間には、タイヤ幅方向内側端が非赤道上細溝４６につながる第二幅方向細溝４６が形成されている。
本実施形態により、細溝によるブロック剛性の低下を最小限に抑え、耐横滑り及び耐トラクション方向滑りを確保することができる。
【００３７】
[第５実施形態]
次に、第５実施形態について説明する。本実施形態に係る建設氏車両用タイヤでは、第３実施形態に比べ、非赤道上細溝４６に代えて、図６に示すようにタイヤ周方向に延びる非赤道上細溝６６が形成されている。また、赤道上浅溝２６も配置されている。
ラグ溝６２には、第３実施形態のラグ溝２２に比べて形状がことなっており、非赤道上細溝６６の近くでは溝幅が細くなっている。そしてラグ溝６２の終端は非赤道上細溝６６につながっている。
また、第３実施形態で説明した幅方向細溝３４に代えて幅方向細溝６４がタイヤセンター部Ｃに形成されている。幅方向細溝６４の両端は、ラグ溝６２のタイヤ幅方向内側端よりもタイヤ赤道ＣＬ側に位置しており、このため、非赤道上細溝６６はタイヤ周方向にジグザグ状に延びている。なお、タイヤ周方向にジグザグに延びるとは、タイヤ周方向に対して傾斜している溝部分が、傾斜方向に互い違いになるように折り返しながらタイヤ集方向に延びることをいう。
本実施形態により、ジグザグ状に延びる細溝によって表面積がより大きくなるので、高熱伝導性トレッドの放熱効果も合わせ、トレッド全体の温度低減が可能となる。このことは特に高速でタイヤを使用するユーザーに対して有効である。
【００３８】
＜試験例＞
次に、本発明の効果を確かめるために、第１実施形態の建設車両用タイヤ１０の６例（以下実施例タイヤという）、及び、従来例の建設車両用タイヤの５例（以下比較例タイヤという）を作製し、性能評価を行なった。比較例タイヤの４例は、タイヤセンター部に周方向溝を形成していないことを除いて実施例のタイヤと同じ構成である。比較例タイヤの一例は、トレッド部に炭素繊維を含有するゴム組成物を含んでいないことを除いて実施例のタイヤと同じ構成である。なお、タイヤサイズはいずれも４０．００Ｒ５７である。
【００３９】
なお、各種の評価は、下記の方法に基づいて行なった。
＜ゴム組成物の評価＞
１．熱伝導係数の測定
京都電子（株）製迅速熱伝導計ＱＴＭ−５００を用いて測定した。
ゴム組成物Ａ１の値を１００として指数表示した。数値が大きいほど、熱伝導性が良好である。
２．発熱性（反発弾性評価）
ブリティッシュ・スタンダード９０３：Ｐａｒｔ  Ａ８：１９６３に準じて行った反発弾性試験から、下記式により算出した。
反発弾性指数＝｛供試試験片の反発弾性率／コントロール（ゴム組成物Ａ１）の試験片の反発弾性率｝×１００（反発弾性指数が大きいほど、反発弾性或いは低発熱性の面で優れていること、すなわち発熱量が小さいことを示す。）
３．耐摩耗性（耐摩耗性ランボーン評価）
ランボーン型摩耗試験機を用い、室温におけるスリップ率２５％の摩耗量を測定し、摩耗量の逆数を評価値とし、ゴム組成物Ａ１の値を１００として指数表示した。数値が大きいほど、良好である。
【００４０】
＜タイヤ評価＞
本試験例では、以下の２種類の試験を比較例のタイヤ、実施例のタイヤについて行なった。何れのタイヤについても、ＴＲＡ正規リムに組み込み後、正規荷重、正規内圧にして試験を行なった。
ここで、「正規リム」とは、例えばＪＡＴＭＡが発行する２００４年版のＹＥＡＲ  ＢＯＯＫに定められた適用サイズにおける標準リムを示し、「正規荷重」及び「正規内圧」とは同じく２００４年版のＹＥＡＲ  ＢＯＯＫに定められた適用サイズ・プライレーティングにおける最大荷重及び該最大荷重に対する空気圧を示す。
使用地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が提供される場合は各々の規格に従う。
１．タイヤ温度の測定
各実施例、比較例のタイヤをＴＲＡ正規リムに組、正規荷重、正規内圧で２４時間走行後、ブロック中央部のタイヤ周上６箇所にあらかじめ設けておいた細穴から熱電対を挿入し最外層上５ｍｍの温度を測定し、６箇所の温度の平均値を算出した。比較例１のタイヤの温度を１００として指数で示した。算出結果を第２表に示す。指数の大きいほうが低発熱であることを示す。
２．タイヤ摩耗試験
各実施例、比較例のタイヤをＴＲＡ正規リムに組、正規荷重、正規内圧にて１９０トンダンプの前輪に装着し速度１０ｋｍ／ｈのほぼ等速で１０００時間走行した後、トレッドを幅方向に８分割した各位置での残溝測定を行い、走行に要したゲージの平均値を摩耗量として算出した。さらに、摩耗量を走行時間で割った値を耐摩耗値として算出した。そして性能評価を行なうに当り、比較例１のタイヤに置ける評価を指数１００として指数で評価し、実施例のタイヤについては相対評価となる指数を算出した。算出した結果を第２表に示す。この指数（耐摩耗指数）の大きいほうが耐摩耗性が良いことを示す。
【００４１】
＜ゴム組成物の調製＞
第１表示す配合内容に基づいて通常の方法にて炭素繊維を含有していないゴム組成物Ａ１、Ａ２、Ａ３及びＡ４と炭素繊維を含有したゴム組成物Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３およびＢ４を調製した。常法に基づいて加硫を行い製作された試料を用いて、熱伝導係数の測定、発熱性（反発弾性)の評価、ランボーン試験機による耐磨耗性の評価をおこなった。それぞれの測定結果を第１表に示す。
【００４２】
【表１】
2007145242.tif 000003
注」
＊１．ＳＢＲ：スチレンブタジエンゴム、商品名「＃１５００」ＪＳＲ社製
＊２．カーボンブラック：Ｎ2ＳＡ  １２０（ｍ2／ｇ）、ＤＢＰ  １１４（ｍｌ／１００ｇ）  Ｎ２２０  旭カーボン社製
＊３．カーボンブラック：Ｎ2ＳＡ  ９６（ｍ2／ｇ）、ＤＢＰ  １２０（ｍｌ／１００ｇ）  Ｎ３３９  東海カーボン社製
＊４．シリカ：Ｎ2ＳＡ  ２３０（ｍ2／ｇ）  商品名「ニップシールＡＱ]東ソー・シリカ社製
＊５．炭素繊維：ＶＧＣＦ（商標）・Ｈ  昭和電工社製
＊６．老化防止剤６Ｃ：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
＊７．加硫促進剤ＣＺ：Ｎ−シクロヘキシル-２-ベンゾチアジル−スルフェンアミド
【００４３】
実施例１〜６及び比較例１〜５
第２表に示す内容に基づいて、常法にて建設車両用タイヤを作成した。タイヤサイズはいずれも４０．００Ｒ５７である。
なお、第２表に記載されている、赤道上の浅溝の幅ＧＷ（ｍｍ）、赤道上の浅溝の深さｄ(ｍｍ)、ラグ溝の深さＤ(ｍｍ)及びセンター部に形成された幅方向細溝の幅ＳＷ（ｍｍ）は図２を参照。
トレッド部に用いるゴム組成物は、第１表に示される配合組成によって調製されたものであり、第２表の記載に基づいて各ゴム組成物をトレッド部に配置した。それぞれのタイヤについて、タイヤ温度の測定及びタイヤ摩耗試験を行った。評価結果を第２表に示す
【００４４】
【表２】
2007145242.tif 000004
【００４５】
第２表からは次のようなことがわかる。
１．赤道上にタイヤ周方向に延びる浅溝の効果について
比較例１は、比較例５に赤道上にタイヤ周方向に延びる浅溝がある以外比較例５は全て同じである。両者を比較すると浅溝のある比較例５のほうがタイヤの２４時間走行後の温度が、指数で５ポイント改良されている。耐摩耗性については指数で１０１ポイントとほぼ同じである。
２．炭素繊維の効果について
実施例１は、トレッド部のキャップゴム層に１０質量部の炭素繊維が配合されている以外は比較例５と同じであるが、実施例１のほうがタイヤの２４時間走行後の温度が、指数で１３ポイント改良されている。
赤道上にタイヤ周方向に延びる浅溝の配置されていない比較例１の従来タイヤと比較するとタイヤの２４時間走行後の温度は、指数で１８ポイント改良されている。耐摩耗性については両者間での差は認められない。
また、実施例３は、トレッド部のベースゴム層に２０質量部の炭素繊維が配合されている以外は比較例５と同じであるが、タイヤの２４時間走行後の温度が、指数で６ポイント改良されている。また、表層ゴム組成物及びタイヤ赤道を中心とした２０％の範囲のみ、キャップゴム層に炭素繊維を配合したゴム組成物を配置した場合いずれも比較例５対比タイヤの２４時間走行後の温度が、改良されており低発熱性であることがわかる。
以上、赤道上にタイヤ周方向に延びる浅溝を設け放熱面積を増すことによって、特にトレッドセンター部の発熱を抑え、耐摩耗性を維持改良したトレッド部にさらに、熱拡散性の優れる炭素繊維を含むトレッドゴム組成物を適用することによって、より効果的に放熱し発熱を抑制することにより、ヒートセパレーション故障を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、耐摩耗性を維持し、タイヤ負荷時におけるトレッド部、特にセンター部の発熱を効果的に抑制・放熱することによってヒートセパレーションを防止した建設車両用タイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１実施形態に係る建設車両用タイヤのタイヤ径方向断面図である。
【図２】図２(Ａ)及び（Ｂ）は、それぞれ、第１実施形態に係る建設車両用タイヤのトレッド部を示す平面図及びタイヤ径方向断面図である。
【図３】第２実施形態に係る建設車両用タイヤのトレッド部を示す平面図である。
【図４】第３実施形態に係る建設車両用タイヤのトレッド部を示す平面図である。
【図５】第４実施形態に係る建設車両用タイヤのトレッド部を示す平面図である。
【図６】第５実施形態に係る建設車両用タイヤのトレッド部を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  建設車両用タイヤ
２２  ラグ溝
２４  幅方向細溝
２６  赤道上浅溝
２８  トレッド部
３４  幅方向細溝
４６  非赤道上細溝
５２  ラグ溝
５４  幅方向細溝
６２  ラグ溝
６４  幅方向細溝
６６  非赤道上細溝
Ｃ    タイヤセンター部
ＣＬ  タイヤ赤道
【図１】
2007145242.tif 000005
【図２】
2007145242.tif 000006
【図３】
2007145242.tif 000007
【図４】
2007145242.tif 000008
【図５】
2007145242.tif 000009
【図６】
2007145242.tif 000010