(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配される補強コード部材とを具える空気入りタイヤであって、
前記補強コード部材の外側に配されトレッド面をなすトレッドゴムは、補強剤としてカーボンブラックが主に配合されたカーボン配合ゴムと、補強剤としてシリカが主に配合されたシリカ配合ゴムとを有し、
前記トレッド面は、前記カーボン配合ゴムからなるカーボン配合ゴム領域、および前記シリカ配合ゴムからなりかつ前記トレッド面で周方向にのびる３〜１１本の帯状面をなすシリカ配合ゴム領域を具えるとともに、前記帯状面のタイヤ軸方向の巾を０．５〜１．５ｍｍとしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記帯状面の両側縁は、直線状に周方向にのび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】
前記カーボン配合ゴムは、７０゜Ｃにおける tanδが０．２００以上、しかも tanδのピーク温度を−３０〜−１０゜Ｃとするとともに、
前記シリカ配合ゴムは、ジエン系ゴムを用いたゴム基材の１００重量部に対して３０〜１００重量部のシリカと３〜２０重量部のカーボンブラックとを含む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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドライグリップ性能とウエットグリップ性能との両立を図った空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、タイヤにおける転がり抵抗の低減およびウエットグリップ性能の向上を目的として、トレッドゴムの補強剤として、カーボンブラックからシリカへと置き換えることが提案されている。これは、シリカが、カーボンブラックとは異なり、結合材を介してゴムと化学的に点結合するため、シリカ配合ゴムではゴムが動きやすくかつ粘着力に富むなどエネルギーロスが少なくかつウエットグリップ性能に優れるという特性を有するからである。
【０００３】
しかしこのことは、逆にドライグリップ性能を低下するという結果を必然的に招き、そのために、通常は、シリカとカーボンブラックとの配合量を調整し、ドライグリップ性能とウエットグリップ性能とのバランス化を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記配合量の調整では、シリカおよびカーボンブラックが互いに影響して夫々の特性が十分発揮できなくなるため、ドライグリップ性能とウエットグリップ性能とを両立して高めることは困難であった。
【０００５】
そこで本発明は、ドライグリップ性能に優れるカーボン配合ゴムからなるトレッド面の一部に、ウエットグリップ性能に優れるシリカ配合ゴムからなる周方向の帯状面を、所定巾かつ所定本数で形成することを基本として、シリカおよびカーボンブラックが有する夫々の特性を十分に生かしながら、ドライおよびウエットのグリップ性能をバランス化でき、双方のグリップ性能を両立して向上しうる空気入りタイヤの提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配される補強コード部材とを具える空気入りタイヤであって、
前記補強コード部材の外側に配されトレッド面をなすトレッドゴムは、補強剤としてカーボンブラックが主に配合されたカーボン配合ゴムと、補強剤としてシリカが主に配合されたシリカ配合ゴムとを有し、
前記トレッド面は、前記カーボン配合ゴムからなるカーボン配合ゴム領域、および前記シリカ配合ゴムからなりかつ前記トレッド面で周方向にのびる３〜１１本の帯状面をなすシリカ配合ゴム領域を具えるとともに、前記帯状面のタイヤ軸方向の巾を０．５〜１．５ｍｍとしたことを特徴としている。
【０００７】
また請求項２の発明では、前記帯状面の両側縁は、直線状に周方向にのびることを特徴としている。
【０００８】
また請求項３の発明では、前記カーボン配合ゴムは、７０゜Ｃにおける tanδが０．２００以上、しかも tanδのピーク温度を−３０〜−１０゜Ｃとするとともに、前記シリカ配合ゴムは、ジエン系ゴムを用いたゴム基材の１００重量部に対して３０〜１００重量部のシリカと３〜２０重量部のカーボンブラックとを含むことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明の空気入りタイヤが乗用車用ラジアルタイヤである場合の断面図を例示している。
【００１０】
図１において、空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５の廻りで折返して係止されるトロイド状のカーカス６と、トレッド部２の内方かつカーカス６の外側に配される補強コード部材７とを具えている。
【００１１】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して７５〜９０度の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライから形成され、そのプライ本体部６ａとプライ折返し部分６ｂとの間には、硬質のビードエーペックスゴム８が配される。カーカスコードとしては、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードが採用されるが、スチールコードなども好適に使用できる。
【００１２】
前記補強コード部材７は、トレッド補強用のブレーカ層９を少なくとも含み、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して補強しかつトレッド剛性を高めている。
【００１３】
前記ブレーカ層９は、本例では、ブレーカコードをタイヤ赤道Ｃに対して１５〜４０度の角度で配列した２枚以上、本例では２枚のブレーカプライ９Ａ、９Ｂからなり、ブレーカプライ９Ａ、９Ｂは、ブレーカコードがプライ間で交差するように傾斜の向きを違えて配置している。なおブレーカコードとしては、スチールコード及びこれに匹敵する芳香族ポリアミド等の高張力の有機繊維コードが好適に使用される。
【００１４】
また前記補強コード部材７として、本例では、前記ブレーカ層９の外側に重置されそのリフティングを防止し高速耐久性を高めるバンド層（図示せず）を含む。このバンド層は、例えばナイロン製のバンドコードをタイヤ赤道Ｃに対して０〜５゜の角度で螺旋状に巻回した所謂エンドレス状のバンドプライからなり、ブレーカ層９の少なくとも外端部を被覆する。なお補強コード部材７としては、バンド層を排除し、ブレーカ層９のみで構成することもできる。
【００１５】
次に、トレッド部２は、前記補強コード部材７の外側に配されてトレッド面ＳをなすトレッドゴムＧを具え、このトレッドゴムＧは、補強剤としてカーボンブラックが主に配合されたカーボン配合ゴムＧ１と、補強剤としてシリカが主に配合されたシリカ配合ゴムＧ２とから構成される。
【００１６】
そして本発明では、前記トレッド面Ｓが、前記カーボン配合ゴムＧ１からなるカーボン配合ゴム領域Ｓ１と、前記シリカ配合ゴムＧ２からなりかつ周方向にのびる小巾の帯状面１０Ｓ・・・ をなすシリカ配合ゴム領域Ｓ２とを具えることを特徴の一つとしている。
【００１７】
詳しくは、前記トレッドゴム２は、カーボン配合ゴムＧ１からなるトレッド主部２Ａと、シリカ配合ゴムＧ２からなるトレッド副部２Ｂとを具え、このトレッド副部２Ｂは、タイヤ周方向に連続してのびる複数のリブ状体１０として形成される。各リブ状体１０は、タイヤ子午断面において、本例では、前記補強コード部材７からトレッド主部２Ａを貫通して半径方向外方にのびるとともに、その外端面がトレッド面Ｓで露出する。従って、このリブ状体１０の外端面が、前記帯状面１０Ｓすなわちシリカ配合ゴム領域Ｓ２を形成している。
【００１８】
またトレッド主部２Ａは、トレッド副部２Ｂ以外の残部として形成され、トレッド面Ｓのうちの前記シリカ配合ゴム領域Ｓ２を除く略全域で露出することにより、このトレッド主部２Ａの外表面が、カーボン配合ゴム領域Ｓ１を形成している。
【００１９】
ここで、前記カーボン配合ゴムＧ１は、ドライグリップ性能の向上を目的として配合されたゴムであり、そのため、ゴム基材中に、補強剤としてドライグリップ性能に有効なカーボンブラックを主に配合している。なお「主に配合している」とは、補強剤全体に占める重量割合が６０％以上であることを意味し、従って、カーボンブラック以外に例えば小量のシリカを含むことができる。しかし前記目的の観点から、カーボンブラックの割合はできるだけ多い、即ち７０％以上、８０％以上、９０％以上さらには１００％とするのが良い。また平均粒子径Ｎｃも３０ｎｍ以下のハードカーボン（ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ）が好適に採用される。
【００２０】
前記ゴム基材としては、ジエン系ゴム、すなわち天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンの重合体であるブタジエンゴム（ＢＲ）、いわゆる乳化重合のスチレンブタジエンゴム（Ｅ−ＳＢＲ）、溶液重合のスチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ）、イソプレンの重合体である合成ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンとアクリロニトリルとの共重合体であるニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンの重合体であるクロロプレンゴム（ＣＲ）などを挙げることができ、これらを単独で、或いは２種以上をブレンドして使用する。
【００２１】
また前記カーボン配合ゴムＧ１として、本例では、７０゜Ｃにおける損失係数tan δを０．２００以上、しかも損失係数tan δのピーク温度を−１０〜−３０゜Ｃとしたものを用いている。この損失係数tan δが０．２００未満では、ゴムの剛性および弾性特性を十分に確保することが難しく、優れたドライグリップ性能を発揮することが困難となる。なお損失係数tan δを０．２００以上とするために、本例では、ゴム基材１００重量部に対してカーボンブラックを５０重量部以上配合している。また損失係数tan δの上限は、転がり抵抗等の観点から０．３００以下とするのが良い。この損失係数tan δの値は、岩本製作所（株）製の粘弾性スペクトロメーターを用い、初期伸張１０％、動歪±１％、周波数１０Hzの条件で測定した値とする。
【００２２】
また、カーボン配合ゴムＧ１における損失係数tan δのピーク温度が−１０゜Ｃよりも高いと、耐摩耗性の低下を招き、タイヤ寿命を減じるとともに偏摩耗などによって走行性に悪影響を及ぼす。逆にピーク温度が−３０゜Ｃよりも低いと、ドライグリップ性能が十分に確保できなくなる傾向となる。
【００２３】
他方、前記シリカ配合ゴムＧ２は、ウエットグリップ性能の向上を目的として配合されたゴムであり、そのため、補強剤としてウエットグリップ性能に有効なシリカを主に配合している。
【００２４】
本例では、シリカ配合ゴムＧ２として、ゴム基材の１００重量部に対して３０〜１００重量部のシリカと３〜２０重量部のカーボンブラックとを含むものを使用している。これによって、耐摩耗性などの必要な他のゴム物性を確保しながウエットグリップ特性を最大限に高めている。即ちカーボンブラックの配合量が２０重量部を超えると、シリカの効果を阻害する。逆に３重量部未満のとき耐摩耗性が減じシリカ配合ゴム領域Ｓ２において帯状の偏摩耗を誘発させる。なおゴム基材として、前述のジエン系ゴムを用いている。
【００２５】
シリカとしては、窒素吸着比表面積（ＢＥＴ）が１５０〜２５０ｍ2 ／ｇの範囲、かつフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸油量が１８０ｍｌ／１００ｇ以上のコロイダル特性を示すものが、ゴムへの補強効果及びゴム加工性等の点で好ましい。なおシリカの配合量が１００重量部を超えると、前記他のゴム物性を得るために、例えばカーボンブラックの配合が困難となり、また光酸化防止効果が下がり耐候性を著しく損ねるため好ましくない。
【００２６】
なお前記カーボン配合ゴムＧ１およびシリカ配合ゴムＧ２には、要求により、公知の加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、可塑剤、老化防止剤、オイル、又はシランカップリング剤等を適宜添加できることは勿論である。
【００２７】
次に、前記シリカ配合ゴムＧ２がトレッド面Ｓで露出してなる帯状面１０Ｓは、タイヤ周方向に実質的に連続してしてのびるとともに、そのタイヤ軸方向の巾Ｗが０．５〜１．５ｍｍの範囲でかつ３〜１１本の本数Ｎで形成することが必要である。なお、前記「タイヤ周方向に実質的に連続してしてのびる」とは、例えばタイヤ軸方向にのびるトレッド溝（横溝）などにより、帯状面１０Ｓが一時的に途切れることを許可することを意味する。
【００２８】
ここで前記巾Ｗが０．５ｍｍ未満の時、帯状面１０Ｓの１本当たりのウエットグリップ性能に及ぼす影響が過小となり、タイヤ全体での向上効果が達成されなくなる。又シリカ配合ゴムＧ２は、カーボン配合ゴムＧ１と配合／成分が異なるため、必然的に摩耗レベルに差が発生するが、前記巾Ｗが１．５ｍｍを越えると、摩耗差（偏摩耗）に起因して外観不良が顕著になるという問題が生じる。
【００２９】
又帯状面１０Ｓが３本未満では、形成本数自体が過小であるためタイヤ全体でのウエットグリップ性能向上効果が達成されなくなる。又１１本を越えると、カーボン配合ゴム領域Ｓ１の接地の割合が減じ、ドライグリップ性能の低下を招いてしまう。
【００３０】
従って、好ましくは、帯状面１０Ｓの巾Ｗの総和ΣＷは１．５〜６．０ｍｍでありる。又この総和ΣＷは、トレッド面巾ＷＳからタイヤ周方向にのびるトレッド溝（縦溝）の全巾を減じてなる実接地巾の１０〜３０％とするのが好ましい。ここでトレッド面巾ＷＳとは、タイヤが正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された状態において正規荷重が負荷された時に接地しうるトレッド面Ｓのタイヤ軸方向の巾である。なお「正規リム」とは、例えばＪＡＴＭＡなどの規格で定まる標準リム、「正規内圧」とは、前記規格で規定された空気圧、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧（乗用車用では１８０ＫＰａ）、「正規荷重」とは、前記規格で規定された空気圧、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力を意味する。
【００３１】
このように、本願の空気入りタイヤでは、トレッド面Ｓ上で、ドライグリップ性能に優れるカーボン配合Ｇ１と、ウエットグリップ性能の優れるシリカ配合ゴムＧ２とが、夫々独立した領域Ｓ１、Ｓ２で露出している。従って、例えばシリカおよびカーボンブラックを互いにブレンドした際に生じる悪影響、すなわち互いの特性を阻害し合うのを回避することができ、シリカおよびカーボンブラックの各特性を最大限に発揮させることができる。
【００３２】
又シリカ配合ゴムＧ２からなる前記帯状面１０Ｓの巾Ｗおよび本数Ｎを所定範囲に規制しているため、各特性を最大限に生かしながらドライグリップ性およびウエットグリップ性をバランス化でき、双方のグリップ性能を両立して向上することが可能になる。しかも帯状面１０Ｓが周方向に延在するため、直進時及び旋回時のいずれにおいてもこの帯状面１０Ｓを接地させる機会が確保される。
【００３３】
なお前記帯状面１０Ｓでは、その両側縁１０Ｓａを、直線状或いはジグザグ状（波状を含む）などに形成することができるが、偏摩耗やこれに基づく外観不良および走行性能低下などの観点から直線状とすることが好ましい。前記帯状面１０Ｓは、例示の如く、トレッド面Ｓ全体に均一に分散して形成することが好ましいが、接地圧分布を考慮して不均一に形成しても良い。
【００３４】
又前記リブ状体１０は、本例では、図３（Ａ）の如く、略一定巾を有してタイヤ半径方向にのびる場合を例示している。しかし、図３（Ｂ）に示すように、摩耗進行に伴いシリカ配合ゴム領域Ｓ２が増加する如く、リブ状体１０の巾を、半径方向外端から内端に向かって増加させることが好ましい。係る場合には、トレッド溝容積の減少によるウエットグリップ性の低下を抑制することができる。
【００３５】
又前記リブ状体１０は、トレッドゴムＧの全厚さで形成する必要はなく、図３（Ｃ）の如く、その内端を補強コード部材７から離間させて形成しても良い。この時、リブ状体１０の高さＨは、トレッド溝の深さＨ１の８０％以上であることが好ましい。
【００３６】
【実施例】
先ず、トレッド主部に用いたゴム材と、トレッド副部に用いたゴム材の配合例を表１に示す。
【００３７】
【表１】
0004071895.tif 000002
【００３８】
なお表１の＊１〜８は次の通りである。
＊１  日本合成ゴム製SL574(S-SBR ：スチレン量15％、ビニル量57％、非油展）
＊２  日本ゼオン製NS116(S-SBR ：スチレン量20% 、ビニル量60% 、非油展）
＊３  住友化学製SBR1502(E-SBR ：スチレン量23.5% 、ビニル量18% 、非油展）
＊４  日本ゼオン製BR1220（ハイシスBR：シス分98％）
＊５  Degusa  製ウルトラシルVN-3（シリカ：BET175m2/g、DBP 給油量210ml/100g）
＊６  三菱化学製カーボン  (1次粒子径16nm)
＊７  昭和キャボット製N351カーボン（１次粒子径28nm）
＊８  Degussa 製シランカップリング剤（Si69：ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスフィド）
【００３９】
次に、図１に示す構造の空気入りタイヤ（サイズ：１７５／７０Ｒ１３）を表１に示したゴムを適宜表２に示すように組み合わせて試作し、ドライグリップ性能、ウエットグリップ性能、および摩耗外観をテストした。
テストの方法は次の通りである。
【００４０】
＜ドライグリップ性能＞
前記試供タイヤをＪＡＴＭＡ規格で定める標準リム、最高空気圧にて乗用車の全輪に装着し、ドライなアスファルト路面のコース上を、速度６４ｋｍ／ｈで走行した時の最大摩擦係数μ maxを測定し、比較例１を１００とする指数で評価した。数値が大きいほど優れている。
【００４１】
＜ウエットグリップ性能＞
前記乗用車を、アスファルト路面上に水深約５ｍｍの水膜を形成したウエットなコース上を、速度６４ｋｍ／ｈで走行した時の最大摩擦係数μ maxを測定し、比較例１を１００とする指数で評価した。数値が大きいほど優れている。
【００４２】
＜外観＞
前記試供タイヤを市場２倍条件で８０００ｋｍ走行させた後の摩耗による外観の良悪を目視によって判断した。摩耗差が目視にて確認できない場合「良」、確認できた場合「悪」と評価している。
【００４３】
【表２】
0004071895.tif 000003
【００４４】
実施例のタイヤは、比較例１で示す高いドライグリップ性能を維持しながら、ウエットグリップ性能を大巾に向上できるのが確認できた。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は叙上の如く構成しているため、シリカおよびカーボンブラックが有する夫々の特性を十分に生かしながら、ドライおよびウエットのグリップ性をバランス化でき、双方のグリップ性を両立して向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のタイヤの断面図である。
【図２】そのトレッドパターンを示す展開図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、リブ状体の断面形状を例示する断面図である。
【符号の説明】
２  トレッド部
３  サイドウォール部
４  ビード部
５  ビードコア
６  カーカス
７  補強コード部材
１０Ｓ  帯状面
Ｇ  トレッドゴム
Ｇ１  カーボン配合ゴム
Ｇ２  シリカ配合ゴム
Ｓ  トレッド面
Ｓ１  カーボン配合ゴム領域
Ｓ２  シリカ配合ゴム領域
【図１】
0004071895.tif 000004
【図２】
0004071895.tif 000005
【図３】
0004071895.tif 000006