(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部及び該トレッド部のタイヤラジアル方向内側に配置されたトレッドベース部を有する高荷重用タイヤであって、前記トレッド部及び／又は前記トレッドベース部がゴム組成物を有してなり、該ゴム組成物が（ａ）ジエン系ゴムを含むゴム成分；（ｂ）カーボンブラック；（ｃ）シリカ；及び（ｄ）有機繊維を配合してなり、前記（ｂ）カーボンブラックはＮ２ＳＡが６０〜１６０ｍ２／ｇであり、ＤＢＰが８０〜１３０ｍｌ／１００ｇであり且つ該カーボンブラックの量がゴム成分１００重量部に対して３０〜６０重量部であり、前記（ｃ）シリカはＮ２ＳＡが２１０〜２６０ｍ２／ｇであり、ＤＢＰが２００〜２６０ｍｌ／１００ｇであり且つ該シリカの量がゴム成分１００重量部に対して５〜３０重量部であり、前記（ｄ）有機繊維は平均径が０．０５〜５０μｍであり平均長さが１０〜３０００μｍであり且つ該有機繊維の量がゴム成分１００重量部に対して０．５〜２０重量部であり、該有機繊維の長さ方向をタイヤ周方向に配向配置する高荷重用タイヤ。
【請求項２】
前記トレッド部の周方向のゴム弾性率（１００％伸長時の引張応力：１００％ＭＯＤ）とラジアル方向の１００％ＭＯＤとの比（（周方向の１００％ＭＯＤ）／ラジアル方向の１００％ＭＯＤ）が１．１０６〜１．３１５である請求項１記載のタイヤ。
【請求項３】
前記（ｄ）有機繊維が脂肪族ポリアミド系、芳香族ポリアミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系及びセルロース系からなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１又は２記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉱山などの悪路、極悪路条件で用いられるタイヤ、特に該タイヤのトレッド及び／又はベーストレッドのゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉱山などの悪路条件で用いられるタイヤの問題点として、トレッドに関する種々の性能の著しい低下、例えばトレッドの外観が著しく悪化することが挙げられる。特に、悪路条件で用いていると、トレッド部にカットが発生し、いわゆるチャンクアウトのため、タイヤ耐用期間内であっても該タイヤを処分するケースが散見される。したがって、悪路条件下で用いるタイヤにとってトレッド部の耐カット性を向上させることは、タイヤのライフを向上させることになり、非常に有用である。
【０００３】
従来より、このような問題を解決するために、ゴム弾性率を向上させる手法、伸びを改良する手法等が採られている。具体的には、ゴム弾性率、特に１００％モジュラス領域の弾性率を向上させるために、カーボンブラック及び／又はシリカを高充填する手法が採られている。この手法により、ゴムの網目構造を強化する狙いであったが、発熱性が極端に悪化し却ってチッピングが発生することや、ひいてはトレッド外観の悪化を促進するなど、の異なる問題点が生じ、所望の効果が得られなかった。また、伸びを改良するために、樹脂を配合する手法が採られていたが、所望の効果は得られなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、従来の手法では解決できなかった問題点を解決することにある。
具体的には、本発明の目的は、所望の発熱特性及び長期に亘って良好なトレッド外観を有する重荷重用タイヤを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は鋭意検討の結果、微粒径シリカ及び所定形状の有機短繊維を用いることにより、弾性率の向上及び耐カット性の向上を図ることができ、ひいては長期に亘りトレッド外観を良化できることを見出した。即ち、以下の発明を見出した。
【０００６】
＜１＞  トレッド部及び該トレッド部のタイヤラジアル方向内側に配置されたトレッドベース部を有する高荷重用タイヤであって、トレッド部及び／又はトレッドベース部がゴム組成物を有してなり、該ゴム組成物が（ａ）ジエン系ゴムを含むゴム成分；（ｂ）カーボンブラック；（ｃ）シリカ；及び（ｄ）有機繊維を配合してなり、（ｂ）カーボンブラックはＮ２ＳＡが６０〜１６０ｍ２／ｇであり、ＤＢＰが８０〜１３０ｍｌ／１００ｇであり且つ該カーボンブラックの量がゴム成分１００重量部に対して３０〜６０重量部であり、（ｃ）シリカはＮ２ＳＡが２１０〜２６０ｍ２／ｇであり、ＤＢＰが２００〜２６０ｍｌ／１００ｇであり且つ該シリカの量がゴム成分１００重量部に対して５〜３０重量部であり、（ｄ）有機繊維は平均径が０．０５〜５０μｍであり平均長さが１０〜３０００μｍであり且つ該有機繊維の量がゴム成分１００重量部に対して０．５〜２０重量部である高荷重用タイヤ。
【０００７】
＜２＞  上記＜１＞において、（ｄ）有機繊維が脂肪族ポリアミド系、芳香族ポリアミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系及びセルロース系からなる群から選ばれる少なくとも１種であるのがよい。
＜３＞  上記＜１＞又は＜２＞において、（ｄ）有機繊維の長さ方向をタイヤ周方向に配向配置するのがよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の重荷重用タイヤは、トレッド部及び該トレッド部のタイヤラジアル方向内側に配置されたベーストレッド部を備える。
【０００９】
なお、本発明のタイヤは、例えば、その内部に空気が満たされた空気入りタイヤに限定されるものではなく、その内部に種々のガスを満たしたタイヤとすることができ、例えばガスとして窒素のみを満たしたタイヤであっても、ガスとして空気に種々の混合比となるように窒素を入れたものを用いるタイヤであってもよい。
【００１０】
トレッド部及び／又はトレッドベース部が次のゴム組成物を有してなる。即ち、ゴム組成物は、（ａ）ジエン系ゴムを含むゴム成分；（ｂ）カーボンブラック；（ｃ）シリカ；及び（ｄ）有機繊維を配合してなる。以下、ゴム組成物に含まれる成分について説明する。
【００１１】
まず、（ａ）ゴム成分について説明する。
ゴム成分は、ジエン系ゴムを含む。即ち、ジエンを含むものであれば特に制限がなく、例えば天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、及び合成イソプレンゴム（ＩＲ）などから選ばれる少なくとも１種のジエン系ゴムを用いることができる。
【００１２】
ゴム組成物は、（ｂ）カーボンブラックを配合してなる。
（ｂ）カーボンブラックは、所望の発熱性及び耐摩耗性をもたらすために、次のような特性を有するのがよい。即ち、そのＮ２ＳＡは、６０〜１６０ｍ２／ｇ、好ましくは７０〜１５０ｍ２／ｇ、より好ましくは７０〜１４０ｍ２／ｇであるのがよい。また、ＤＢＰ吸着量（n-Dibutyl Phthalate Absorption Number、明細書中「ＤＢＰ」と略記する）は、８０〜１３０ｍｌ／１００ｇ、好ましくは８５〜１２０ｍｌ／１００ｇであるのがよい。
【００１３】
（ｂ）カーボンブラックの量は、ゴム成分１００重量部に対して３０〜６０重量部、好ましくは３５〜５０重量部、より好ましくは３５〜４５重量部であるのがよい。
【００１４】
ゴム組成物は、（ｃ）シリカを配合してなる。
（ｃ）シリカは、所望の発熱性及び耐摩耗性をもたらすために、次のような特性を有するのがよい。即ち、そのＮ２ＳＡが２１０〜２６０ｍ２／ｇ、好ましくは２１０〜２４０ｍ２／ｇであるのがよい。また、ＤＢＰは、２００〜２６０ｍｌ／１００ｇ、好ましくは２２０〜２４０ｍｌ／１００ｇであるのがよい。
【００１５】
シリカの量は、ゴム成分１００重量部に対して５〜３０重量部、好ましくは１０〜２０重量部であるのがよい。
【００１６】
ゴム組成物は、（ｄ）有機繊維を配合してなる。
（ｄ）有機繊維は、脂肪族ポリアミド系、芳香族ポリアミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系及びセルロース系からなる群から選ばれる少なくとも１種であるのがよく、特に脂肪族又は芳香族ポリアミド系であるのが好ましい。
【００１７】
（ｄ）有機繊維は、その寸法が次のような特性を有するのがよい。即ち、有機繊維の平均径が０．０５〜５０μｍ、好ましくは０．０５〜２０μｍ、より好ましくは０．０５〜１０μｍであり、その平均長さが１０〜３０００μｍ、好ましくは１００〜２０００μｍであるのがよい。
【００１８】
また、（ｄ）有機繊維の量は、ゴム成分１００重量部に対して０．５〜２０重量部、好ましくは１〜１５重量部、より好ましくは２〜１０重量部であるのがよい。
【００１９】
（ｄ）有機繊維の配向方向は、特に制限されず、その用途や目的に合わせて適宜選択することができる。例えば、（ｄ）有機繊維の長さ方向を、タイヤ周方向、ラジアル方向、周方向から傾斜した方向などに配置することができる。その配向方法及び配置手段について以下に説明する。
【００２０】
例を簡潔にするため、ここではトレッド部が本発明のゴム組成物を有する場合であり、有機繊維をタイヤ周方向に配向配置する場合について説明する。
所定の熱入れロールに（ｄ）有機繊維を含む上記成分を入れ、十分に熱入れされた未加硫ゴム組成物をカレンダロールに供給し、所定のゴムシート巾及び厚さでセンターラインにてカレンダロール方向に送り出して有機繊維の長さ方向をロール方向に配向させたシート状加硫ゴム組成物を得る。
【００２１】
配向した有機繊維が含まれるシート状ゴム組成物（以下、「第１のシート」と言う場合がある）を、該配向方向をタイヤ周方向に合わせて、トレッドベース部上に配置する。このようにすることにより、有機繊維をタイヤ周方向に配置させることができる。
【００２２】
同様にして、有機繊維の長さ方向をタイヤラジアル方向に配置させることができる。この場合、有機繊維の長さ方向がタイヤラジアル方向とする第２のシートを準備するのがよい。有機繊維の長さ方向を、周方向から傾斜した方向に配向させる場合も同様に行うことができる。
【００２３】
トレッド部及び／又は前記ベーストレッド部は、有機繊維を配合したゴム組成物層を複数層有して構成されていてもよい。複数層のすべてにおいて、（ｄ）有機繊維の長さ方向がタイヤ周方向、タイヤラジアル方向など、一定方向に配向するように、有機繊維を含むゴム組成物が配置されていてもよい。また、複数層は、（ｄ）有機繊維の長さ方向の配向方向を、層毎に調整することもできる。
【００２４】
層毎に有機繊維の配向方向を調整する場合、例えば、上述の第１又は第２のシートを用いることにより、構成することができる。即ち、第１のシート（周方向に配向）上に第２のシート（ラジアル方向に配向）を配置し、さらに、該第２のシート上に第１のシートを配置するなどを所望回数繰り返すことによって、交互積層状のトレッド部及び／又はベーストレッド部を得ることができる。
【００２５】
本発明に用いられるゴム組成物は、上記ゴム成分の他、ゴム組成物として通常用いられる成分を含有することができる。例えば、これらの成分として、スピンドルオイルなどの軟化剤、亜鉛華、老化防止剤、加硫促進剤、及びイオウなどを挙げることができる。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例を例示して、本発明を具体的に説明する。なお、本実施例は、単に例示であって、本発明を制限するものと解釈してはならない。
【００２７】
（実施例１〜６及び比較例１〜３）
表１記載の配合比でゴム組成物を調製して得られたゴムをタイヤサイズ２１．００Ｒ３５のタイヤのトレッド部とした。
実施例１及び２には、有機繊維として、平均径が１μｍであり平均長さが５００μｍであるナイロン繊維を用いた（表１中「ＦＲＲ」と表記）。
【００２８】
また、実施例３及び４には、有機繊維として、平均径が２０μｍであり平均長さが１．５ｍｍであるセルロース繊維（フレキシス社製SANTOWEB DX）を用いた（表１中「セルロース」と表記）。
さらに、実施例５及び６には、有機繊維として、平均径が２０μｍであり平均長さが２．０ｍｍであるポリエチレン繊維を用いた（表１中「ＰＥ」と表記）。
【００２９】
得られた実施例１〜６及び比較例１〜３のタイヤについて、トレッド部よりＪＩＳ３号型のサンプルを切り出し、その周方向及びラジアル方向のゴム弾性率（１００％伸長時の引張応力：１００％ＭＯＤ）をＪＩＳ  Ｋ６３０１−１９９５に準拠して測定した。
また、各タイヤに関して、（１）耐摩耗性試験、（２）トレッド外観試験、及び（３）ステップロードドラム試験によるタイヤ温度の測定、を行った。（１）〜（３）について、以下に詳細に説明する。
【００３０】
（１）耐摩耗性試験
得られたタイヤを用いて１５００時間、市場走行を行い、走行前後のタイヤ溝から消費溝深さを測定し、次式により耐摩耗性指標を求めた。
【００３１】
（各タイヤの耐摩耗性指標）＝（Ｂ／Ａ）×１００。
ここで、Ａ及びＢは以下の式に基づく。
Ａ（比較例１のタイヤの耐摩耗）＝走行時間／消費溝深さ。
Ｂ（比較例１以外の各タイヤの耐摩耗）＝走行時間／消費深さ。
【００３２】
（２）トレッド外観
上記（１）の走行後、各タイヤの１０ラグ当たりの傷（大きさ３０ｍｍ以上）の数を計測した。なお、表１中の数値は、比較例１の値を１００として標準化した値を記してある。また、表１中、「Ａ（径）」はタイヤラジアル方向（垂直方向）のカット傷の数を表し、「Ｂ（周）」はタイヤ周方向（平行方向）のカット傷の数を表す。
【００３３】
（３）タイヤ温度
タイヤ温度は、速度１２ｋｍ／ｈでのステップロード条件、即ち荷重を正規荷重の８０％荷重負荷でスタートし、以降２４時間経過毎に、１００％荷重（正規荷重：１４．５ｔ）及び１２０％荷重を付加加算するステップロードドラム試験によって求めた。タイヤ温度は、各荷重後２４時間経過したタイヤのトレッド部内側の定位置で温度測定を行った。表１には、１００％荷重で得られた温度を記載する。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
表１から分かるように、比較例２は、タイヤ温度が上昇しており、耐発熱性の悪化が観察された。また、比較例３は、チッピングによる耐摩耗性の悪化が観察された。一方、実施例１〜６の各タイヤは、耐摩耗性及びトレッド外観の双方において向上した値を示し、双方の特性を両立していることがわかる。また、タイヤ温度についても上昇することなく、耐発熱性を損なわないことがわかった。
【００３６】
【発明の効果】
本発明により、所望の発熱特性及び長期に亘って良好なトレッド外観を有する重荷重用タイヤを提供することができる。