(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部に設けた少なくとも２層のコード交差層からなるベルトと、該ベルトの外周に沿ってタイヤ周方向に対して実質的に０度の角度で配列したポリエチレンテレフタレートコードからなるベルト補強層とを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記トレッド部が、初期伸張率１０％、振幅５％、周波数１０Ｈｚの条件において、温度２５℃で測定したときのｔａｎδの値が０．２４以上、かつ温度６０℃で測定したときのｔａｎδの値が０．３０以下であるゴム組成物からなる
ことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行時のロードノイズと高速耐久性をバランス良く向上した空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りラジアルタイヤにおいて、高速耐久性や転がり抵抗、ロードノイズの改善を目的として、ベルト層の外周側に補強コードをタイヤ周方向に配列してなるベルト補強層を配置することが行われている。
【０００３】
このようなベルト補強層の補強コードとしては、一般にナイロンコードが使用され、ポリエステルコードを使用することも提案されている（例えば、特許文献１、２）。しかしながら、近年では車両の高級化に伴って、高速耐久性、操縦安定性と乗り心地、ロードノイズなど諸性能とのバランスの良い両立の改善要求が益々強くなっており、ベルト補強層をナイロンに代えてポリエステルコードを用いただけではその要求特性を必ずしも満足することができないのが実状である。
【特許文献１】特開２００２−７９８０６号公報
【特許文献２】特開２００６−２４８３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来における上記の問題を解決し、転がり抵抗、操縦安定性などの走行性能を損なうことなく、走行時のロードノイズと高速耐久性をバランス良く向上した空気入りラジアル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】
【０００５】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、ベルト補強層の補強コードとして従来のナイロンコードを伸張モジュラスの高いポリエステルコードに置換し、かつベルト補強層を覆うトレッドゴムに特定範囲の低発熱性ゴムを使用することで、ロードノイズと高速耐久性が向上することを見出したものである。
【０００６】
すなわち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、トレッド部に設けた少なくとも２層のコード交差層からなるベルトと、該ベルトの外周に沿ってタイヤ周方向に対して実質的に０度の角度で配列したポリエステルコードからなるベルト補強層とを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、前記トレッド部が、初期伸張率１０％、振幅５％、周波数１０Ｈｚの条件において、温度２５℃で測定したときのｔａｎδの値が０．２４以上、かつ温度６０℃で測定したときのｔａｎδの値が０．３０以下であるゴム組成物からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、転がり抵抗、操縦安定性などの走行性能を損なうことなく、走行時のロードノイズと高速耐久性をバランス良く向上する空気入りラジアル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】
【０００８】
図１は本発明の一実施形態に係る乗用車用の空気入りラジアルタイヤ（以下、ラジアルタイヤという）Ｔの概略半断面図である。
【０００９】
ラジアルタイヤＴは、一対のビード部１およびサイドウォール部２と、その両サイドウォール部２に連なるトレッド部３とからなり、ビード部１に埋設したビードコア４、４間にわたり補強する２プライのラジアルカーカス５が、カーカス５の端部をビードコア４の周りにタイヤ内側から外側に折り返されビードフィラー９に沿って巻き上げられサイドウォール部２で係止されている。ラジアルカーカス５のクラウン部外周に設けられる２層のコード交差層からなるベルト６、該ベルト６の外周に沿って巻回した有機繊維コードよりなるベルト補強層７、８を備えている。
【００１０】
カーカス５としては、ポリエステル、ナイロン、レーヨンなどの有機繊維コードが、またベルト２には、フィラメント径が０．２０〜０．３０ｍｍ程度の１×４、１×５、２＋２、２＋１構造などのスチールコード、あるいはアラミドコードなどの剛直な有機繊維コードを使用することができる。
【００１１】
ベルト補強層７、８は、ベルト６の外周上においてベルト補強層７はベルト６の全幅を覆い、ベルト補強層８はベルト６の両端部のみを覆っている。ベルト補強層７、８はポリエチレンテレフタレートから構成されるコード（以下、「ＰＥＴコード」という）をタイヤ周方向に対してほぼ０°の角度でスパイラル状に巻回することで、ベルト６を周方向に締め付け、タイヤ周方向及び径方向の剛性やベルト拘束力を高めるタガ効果を得て、高速走行時の遠心力によるベルトのせり上がりや径成長、ベルト端部の歪みを抑制し、高速で耐久性能と操縦安定性を良好にしている。
【００１２】
上記ＰＥＴコードの繊度、撚り数は、特に制限されないが、繊度は１１００〜４５００ｄｔｅｘ程度が好ましく、撚り数としては、次式で表される撚り係数Ｋの値が８００〜２７００の範囲にあることが好ましい。撚り係数Ｋ＝撚り数（回／１０ｃｍ）×（トータル繊度（ｄｔｅｘ））１／２。
【００１３】
その強度が５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、２２℃における２％伸張時モジュラス（２％伸張時荷重）が０．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上のコード特性を有することが好ましい。
【００１４】
コード強度が５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であると、ベルト補強層７、８の強度を確保するためにコードの使用量が多くなり、そのためにコードの打ち込み本数や補強層数を増加すると接着性、発熱性に不利となって耐久性に影響する。また、タイヤ軽量化にも影響し、転がり抵抗を悪化させ燃費性に不利となる。また、２２℃における２％伸張モジュラスが０．８ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では、タガ効果が十分得られず、ベルトの浮き上がりを防止するにはコードの打ち込み本数や補強層数を増やす必要がある。２％伸張モジュラスは、好ましくは０．９ｃＮ／ｄｔｅｘ以上でありタガ効果を向上し、高速耐久性、操縦安定性などを良好にする。
【００１５】
また、該ＰＥＴコードの接着性としては、１６０℃×１０分加硫での剥離接着力に対する、１６０℃×１２０分加硫での剥離接着力の保持率が５０％以上をであることが、高速耐久性を向上するために好ましい。
【００１６】
また、１６０℃×１２０分加硫での剥離接着力（耐熱接着力）が、１６０℃×１０分加硫での剥離接着力（初期接着力）の５０％未満であると、高速走行に伴う発熱により接着性が除々に低下し耐久性が維持できなくなるおそれがある。
【００１７】
前記ＰＥＴコードに上記コード物性と耐熱接着性を付与する手法は、特に限定されずコードのデニール数、撚り数、接着処理条件（接着液配合、処理温度、張力、時間など）などにより調整することができる。
【００１８】
特に、耐熱接着性を付与するには、接着処理液配合が大きく寄与することが知られており、例えば、従来のエポキシ系などのポリエステル系コード用接着処理液に代えて、例えば、特開２００６−２７４５２８号公報に記載された処理液を使用し、少なくとも２回の接着液処理を施すことでＰＥＴコードの耐熱接着特性を改良することができる。
【００１９】
本発明ラジアルタイヤのトレッド部には、初期伸張率１０％、振幅５％、周波数１０Ｈｚの条件において、温度２５℃で測定したときのｔａｎδの値が０．２４以上、かつ温度６０℃で測定したときのｔａｎδの値が０．３０以下であるゴム組成物が用いられる。
【００２０】
前記トレッド部のゴム組成物は、キャップ部とベース部とからなるトレッド部の少なくともベース部に用いられることが本発明を達成する上で好ましい形態である。
【００２１】
前記ゴム組成物としては、スチレンブタジエンゴムを含むジエン系ゴムをゴム成分とし、カーボンブラック及びシリカの少なくとも一方を含有してなることが好ましい。
【００２２】
前記スチレンブタジエンゴムとしては、例えば、スチレン含量が２５〜４０重量％、ビニル量が１０〜６０重量％のものを用いることができる。
【００２３】
上記スチレンブタジエンゴム以外のジエン系ゴムとしては、天然ゴムの他、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、上記以外のスチレンブタジエンゴムなどが挙げられ、これらはいずれか１種を用いても、２種以上を任意の比率で用いてもよい。
【００２４】
本発明においては、上記スチレンブタジエンゴムをゴム成分１００重量部中に、４０重量部以上含むことが好ましく、より好ましくは５０重量部以上含むことであり、これによりｔａｎδを制御しやすくし、ゴム組成物の低発熱化を図ることができる。
【００２５】
カーボンブラックとしては、その種類は特に限定されないが、例えば、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が７０〜１３０ｍ２／ｇであり、かつＤＢＰ吸油量が７０ｍｌ／１００ｇ以上のコロイダル特性を有するカーボンブラックを使用でき、このようなカーボンブラックとしては、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦが挙げられ、発熱性を考慮するとＩＳＡＦ、ＨＡＦ級のカーボンブラックが好ましい。
【００２６】
また、シリカとしては、例えば、ＢＥＴ比表面積（ＢＥＴ）が１５０ｍ２／ｇ以下であり、かつＤＢＰ吸油量が１９０ｍｌ／１００ｇ以下のコロイダル特性を有するものが好ましい。このような大粒径で、かつストラクチャーの小さいシリカを用いることにより、加工性を維持することができるとともに、発熱性を抑え転がり抵抗を低減させることができる。
【００２７】
上記シリカは、上記コロイダル特性を満たせば特に限定されず、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、中でも破壊特性と低転がり抵抗の両立する湿式シリカが好ましく、また生産性に優れる点からも好ましい。市販品として、東ソー・シリカ（株）のニップシールＡＱ、トクヤマ（株）のトクシールなどが使用できる。
【００２８】
さらに、シリカとしてはアミン類や有機高分子などで表面処理しポリマーとの親和性を改善した表面処理シリカなどを用いてもよい。
【００２９】
なお、シリカを用いる場合は、前記シリカ量に対して２〜２０重量％のシランカップリング剤を使用することが好ましく、より好ましくは２〜１５重量％の範囲で使用される。シランカップリング剤としては、例えば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド等のイオウ含有シランカップリング剤、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィドなどが挙げられる。
【００３０】
上記カーボンブラックとシリカの配合量は、ゴム成分１００重量部に対しその合計量で５０〜１００重量部で用いられる。カーボンブラックとシリカの配合量が５０重量部未満であると、補強効果が不足して破壊特性や耐摩耗性が低下し、一方、１００重量部を超えると、発熱性の悪化、加工性の低下を示すようになる。
【００３１】
本発明に係るゴム組成物は、初期伸張率１０％、振幅５％、周波数１０Ｈｚの条件において、温度２５℃で測定したときのｔａｎδの値が０．２４以上であり、好ましくは上限のｔａｎδが０．５０であって、かつ温度６０℃で測定したときのｔａｎδの値が０．３０以下であり、好ましくは下限が０．１０である。
【００３２】
温度２５℃で測定したときのｔａｎδの値が０．２４未満であると、ウェット路面でのグリップ性が低下し、温度６０℃で測定したときのｔａｎδの値が０．３０を超えると発熱が大きくなり高速耐久性が低下する。
【００３３】
ゴム組成物には、上記成分の他に、タイヤトレッドにおいて通常に用いられるプロセスオイル、亜鉛華、ステアリン酸、ワックス、老化防止剤、加硫助剤、樹脂類、加硫剤、加硫促進剤などの各種配合剤を、本発明の効果を損なわない範囲で必要に応じ適宜配合し用いることができる。
【００３４】
以上よりなるゴム組成物は、バンバリーミキサー、ニーダ等のゴム用混練機を用いて常法により調製される。
【実施例】
【００３５】
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明の主旨を逸脱しない限り本実施例により限定されるものではない。
【００３６】
タイヤサイズが２２５／５０Ｒ１７  ９４Ｗ、図１に示すベルト補強層を設けたタイヤ構造を有するラジアルタイヤを試作した。カーカスはレーヨン１８４０ｄｔｅｘ／３（エンド数２４本／２５ｍｍ）の２プライ、ベルトはスチールコード２＋２×０．２５（エンド数２３本／２５ｍｍ）の２プライ（コード角度２２度）とし、ベルト補強層及びトレッドゴム以外は共通の構造、部材とした。
【００３７】
ベルト補強層に使用した補強コードの種類、コード特性、接着試験結果を表１に示す。なお、ポリエステルコード（ＰＥＴ）は東洋紡績（株）製の「エステル」１１００ｄｔｅｘ／２、ナイロンコード（Ｎｙ６６）は旭化成（株）製の「レオナ６６」１４００ｄｔｅｘ／２を使用した。
【００３８】
コード強力、ＬＡＳＥ２％はＪＩＳ  Ｌ１０１７に準じる引張試験により、島津製作所（株）「オートグラフ  ＡＧ−５ＫＮＩ」を用いて２２℃雰囲気中で測定した。剥離接着試験は接着処理コードを打ち込み密度を２２本／２５ｍｍで配列しゴム被覆したものをコード方向を平行に積層し、１６０℃×１０分（初期接着）、１６０℃×１２０分（耐熱接着）加硫した後、幅２５ｍｍの剥離接着試験片に調製し、島津製作所（株）「オートグラフ  ＡＧ−５ＫＮＩ」を用いて２２℃雰囲気中で層間を５０ｍｍ／分の速度で剥離試験を行い、剥離力（Ｎ／２５ｍｍ）を測定し、初期接着力に対する耐熱接着力の保持率を求めた。
【００３９】
【表１】
0005101226.tif 000002
【００４０】
次に、容量２０リットルの密閉式バンバリーミキサーを使用し、下記表２に示す配合処方（重量部）に従い、各ゴム組成物を調製した。表２に記載の各成分及び共通配合成分は以下の通りである。なお、スチレンブタジエンゴムはＳＢＲ、ブタジエンゴムはＢＲ、カーボンブラックはＣ．Ｂと略記する。
【００４１】
［成分］
・ＳＢＲ−１：旭化成（株）「タフデンＥ−５０」（Ｓｔ含量／Ｖｉ量＝３６／３３重量％、３７．５ｐｈｒ油展）
・ＳＢＲ−２：ＪＳＲ（株）「ＳＢＲ０１２０」（Ｓｔ含量／Ｖｉ量＝３５／１５重量％、３７．５ｐｈｒ油展）
・ＳＢＲ−３：ＪＳＲ（株）「ＳＢＲ１５０２」（Ｓｔ含量／Ｖｉ量＝２３．５／１５重量％）
・ＢＲ：ＪＳＲ（株）「ＢＲ０１」（Ｃｉｓ含量９６％）
・Ｃ．Ｂ  Ｎ２３４：東海カーボン（株）「シースト７ＨＭ」
・Ｃ．Ｂ  Ｎ３３９：東海カーボン（株）「シーストＫＨ」
・シリカ：デグサ社「ＶＮ３」
・シランカップリング剤：デグサ社「Ｓｉ７５」
・オイル−１：ジャパンエナジー（株）「ＪＯＭＯ  プロセス１４０」
・オイル−２：ジャパンエナジー（株）「ＪＯＭＯ  プロセス２００」
・加硫促進剤−１：住友化学（株）「ソクシールＤ」
・加硫促進剤−２：住友化学（株）「ソクシールＣＺ」
・硫黄（鶴見化学（株）「粉末硫黄」
【００４２】
各ゴム組成物には、共通配合剤として、ゴム成分１００重量部に対して、ステアリン酸（花王（株）「ルナックＳ−２０」）２重量部、亜鉛華（三井金属鉱業（株）「亜鉛華１種」）２重量部、老化防止剤（フレキシス社「サントフレックス６ＰＰＤ」）２重量部、ワックス（大内新興化学工業製「サンノックＮ」）２重量部を配合した。
【００４３】
得られた各ゴム組成物について、２５℃及び６０℃でのｔａｎδ、ウェット性能を評価し、結果を表２に示す。
【００４４】
［ｔａｎδ］
ＵＢＭ製、レオスペクトロメーター  Ｅ４０００を使用し、初期伸張率１０％、振幅５％、周波数１０Ｈｚの条件において、温度２５℃及び６０℃で測定した。
【００４５】
［ウェット性能］
各トレッドゴム配合をトレッドに使用したサイズ２２５／６０Ｒ１６のラジアルタイヤを製造し、各タイヤ４本を内圧２２０ｋＰａに調整し実車（排気量２５００ｃｃ、セダン）に装着し、２〜３ｍｍの水深で水をまいたアスファルト路面上を走行し、時速９０ｋｍでＡＢＳを作動させて２０ｋｍ／ｈまで減速時の制動距離を測定した。配合１を使用したタイヤの値を１００とした指数で表示し、指数が大きいほどウェット性能に優れることを示す。
【００４６】
【表２】
0005101226.tif 000003
【００４７】
表１のベルト補強コードと表２のトレッドゴム配合を組み合わせた、表３に示す各ラジアルタイヤ（サイズ２２５／６０Ｒ１６）を常法により製造し、一般耐久性、高速耐久性、ロードノイズ、ウェット制動性を下記方法により評価した。結果を表３に示す。
【００４８】
［一般耐久性］
タイヤ内圧をＪＩＳ規定の最大値に調整し、雰囲気温度２５±２℃、荷重をＪＡＴＭＡ規格の２倍、速度６０ｋｍ／ｈとして、台上耐久性試験を実施した。１５０００ｋｍ走行し、故障発生のない場合は試験を終了した。試験終了後のベルト補強層コードの強力と剥離接着力を上記と同様の方法で測定し、新品タイヤ時の強力と接着力に対する保持率を求め、表に示した。
【００４９】
［高速耐久性］
ドラム試験機により、ＦＭＶＳＳ１０９に規定される高速耐久性試験を終了した後、さらに３０分毎に速度を８ｋｍ／ｈずつ増加させて、タイヤが故障するまで走行させ、故障発生時の速度、走行時間、初期故障状態を示した。タイヤ温度は、速度２６０ｋｍ／ｈ、５分走行時点でのショルダー部温度を示す。
【００５０】
［ロードノイズ］
各タイヤ４本を内圧２２０ｋＰａに調整し実車（排気量２５００ｃｃ、セダン）に装着し、２名乗車でロードノイズ測定用テストコースを６０ｋｍ／ｈの速度で走行したときの車内騒音（静粛性）を１０点満点の官能評価で評価した。値が大きいほど良好である。
【００５１】
［ウェット性能］
各タイヤ４本を内圧２２０ｋＰａに調整し実車（排気量２５００ｃｃ、セダン）に装着し、２〜３ｍｍの水深で水をまいたアスファルト路面上を走行し、時速９０ｋｍでＡＢＳを作動させて２０ｋｍ／ｈまで減速時の制動距離を測定した。比較例３の値を１００とした指数で表示し、指数が大きいほどウェット性能に優れることを示す。
【表３】
0005101226.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上の通り、本発明の空気入りラジアルタイヤは、ロードノイズと高速耐久性をバランス良く向上することができるので、走行時の静粛性が求められるとともに高速走行に使用される乗用車用タイヤに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施形態の空気入りラジアルタイヤの半断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
３……トレッド部
６……ベルト
７、８……ベルト補強層
Ｔ……空気入りラジアルタイヤ
【図１】
0005101226.tif 000005