JPH02155806A - 重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は重荷重用空気入りタイヤ、詳しくは、夏期およ
び春秋期（以下、夏期という）の操縦性能および発熱耐
久性能を損なうことなく、耐摩耗性能を甚しく向上し、
冬期の氷雪路面上における駆動性、制動性、氷上性能等
の氷雪性能の向上、特に氷上性能を著しく改良した重荷
重用空気入りタイヤに関する。

（従来の技術） 一般に、冬期の氷雪路面を走行するとともに夏期の舗装
路面を走行する空気入りタイヤは、スパイクピンまたは
チェーン等による道路の摩耗および損傷による粉塵公害
を避けるために、乗用車用タイヤには、スパイクピンを
用いない、いわゆるスタッドレスタイヤが用いられてい
る。

スタッドレスタイヤはトレソトパターンおよびトレッド
のゴム質の検討がなされ、特に、トレッドのゴム質では
、ガラス転移点Ｔｇの低いポリブタジェンゴムからなる
硬度Ｈｄの低いトレンドコムを用いることにより氷上性
能を向」ニしている。

また、トレッドにガラス転移点Ｔｇの低いポリマーから
なるゴムを用い、ゴムの内部に独立気泡を含有させた発
泡ゴムを用いることにより、トレッドゴム全体の硬度を
減少さセ氷上性能を甚しく向上している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、トレッドの接地圧が高い大型の重荷重用
空気入りタイヤにおいては高い接地圧により、氷が溶は
易く水膜ができて氷上の摩擦係数μが小さくなる。この
ため、例えば、トレソトにガラス転移点Ｔｇが低く、か
つ硬度Ｈｄが低いゴムを用いたものは、小型の空気入り
タイヤでは氷上性能にかなり効果はあるが、大型の重荷
重用空気入りタイヤでは著しい性能の向上はできないと
いう問題点がある。

また、トレッドに独立気泡を含有させた発泡ゴムを用い
ることにより大型の重荷重用空気入りタイヤは氷上性能
を著しく向上はするが、乾燥路面、湿潤路面および氷雪
路面を長期間にわたり走行すると、ｌ・レッドゴムの摩
耗が早く、耐摩耗性が十分でないという問題点がある。

また、硬度Ｈｄが低い１−レッドゴムを大型の重荷重用
空気入りタイヤに用いると、トレソトの平均接地圧が大
きいため、トレンドのブロック（陵部）に永久歪、いわ
ゆるへたりを生し、耐久性能等が十分でないという問題
点もある。

そこで本発明は、接地圧の高い大型の空気入りタイヤの
トレッドの発泡ゴムに好適の高補強性カーボンブラック
を適量組み合わせることにより、氷雪性能特に氷上性能
を著しく向上させるとともに、耐摩耗性能を著しく向上
した重荷重用空気入りタイヤを提供することを目的とす
る。

（課題を解決するだめの手段） 本発明者らは、大型の重荷重用空気入りタイヤのトレッ
ドに用いる発泡ゴムにおいて、ゴム配合および発泡ゴム
の物性と、タイヤの耐久性能、耐摩耗性能および氷上性
能との関係につき種々研究を行った。その結果、タイヤ
のトレッドのブロック（陵部）のへたり現象を防止し、
トレッド全体の硬度を向上し、耐摩耗性を維持するため
には、高補強性カーボンを適量配合する特定の配合が効
果的であることを見出した。

本発明者らは、さらに鋭意検ａ・１を重ね、下記結論に
到達した。

すなわち、本発明に係る重荷重用空気入りタイヤは、タ
イヤのケースと、ケースのクラウン部を被覆するトレッ
ドとを有し、トレッドの平均接地圧が４　ｋｇ　／　ｃ
ｆｆ１以上の重荷重用空気入りタイヤにおいて、トレッ
ドの外側にトレッドの全体積の少なくとも１０％の体積
を有する外層部と、外層部の内側の内層部とを備え、前
記外層部が発泡ゴムからなり、該発泡ゴムが発泡率Ｖｓ
５〜５０％の範囲で平均気泡径５〜１５０μｍの独立気
泡を有するとともに、気泡直径３０〜２００μｍの独立
気泡を単位面積１ｍｍ”当たり２０個以上有し、かつ、
発泡ゴムの硬度が４５〜７０°であることを特徴として
いる。また、発泡ゴムがゴム成分１００重量部に対して
セシルトリメチルアンモニウムブロマイド吸着比表面積
（ＣＴＡＢ）が１３０ｎτ／ｇ以上で、圧縮ジブチルフ
タレート吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰ）が１００ｍｊ２／１
００ｇ以上であるカーボンブラックを３０〜８０重量部
配合されることが好ましい。

ここに、重荷重用空気入りタイヤとは、ライトトランク
用空気入りタイヤ、トラック・ハス用空気入りタイヤ、
更生用のライトトランク用空気入りタイヤおよび更生用
の１−ランク・ハス用空気入りタイヤをいう。

また、平均接地圧が４　ｋｇ　／　ｃ＋ａ以上としたの
は、４ｋｇ／ｃＩＩ１未満では本発明の効果が十分に発
揮されないからである。

また、発泡ゴムからなる外層部は、トレッドの全体積の
少なくとも１０％以上の体積を有するのが望ましく、好
ましくは１０〜７０％、さらに好ましくは４０〜６０％
である。外層部をトレッド全体積の少なくとも１０％の
体積を有するとしたのは、１０％未満では氷雪性能の改
良効果が少ないためである。

また、発泡ゴムの硬度Ｈｄは４５°〜７０°が望ましく
、好ましくは５０６〜７０°であり、さらに好ましくは
５４°〜７０°である。硬度Ｈｄは４５°〜７０゜とし
たのは、４５°未満では耐摩耗性が悪化し、トレッドの
へたりが発生する。７０°を越えると、トレッドが硬く
なり過ぎ、作業性が悪化し、発熱性も悪化するからであ
る。発泡ゴムの硬度１−１　ｄは高い程高い接地圧の下
でも気泡がつふれず、氷上性能は向上する。ここに、硬
度ＨｄはＪＩＳ　　Ｋ２ＳＯ３に準拠し、室温にて測定
したものである。

また、発泡ゴムに配合する高補強性のカーボンブラック
はセシルトリメチルアンモニウムブロマイド吸着比表面
積（以下、単に、ＣＴＡＢという）が１３０ｆｆｌ／ｇ
以上で、圧縮ジブチルフタレ−１・吸油量（以下、単に
、２４Ｍ４ＤＢＰという）が１００ｍｆｆ１／１００ｇ
以上の特性を有するのが好ましい。

これらの数値未満では本発明の効果は十分に得られない
。ここに、ＣＴＡＢの値および２４Ｍ４ＤＢＰの値は、
それぞれ米国規格ＡＳＴＭのＤ３７６５−８５およびＤ
３４９３−８５の試験法に準拠して実施したものである
。

また、高補強性のカーボンはゴム成分１００重量部に対
して３０〜８０重量部の範囲が好ましく、さらに好まし
くは、４５〜６５重量部である。ここに、３０〜８０重
量部としたのは、３０重皿部未満では耐摩耗性が悪化し
、かつ、へたりが発生する。８０重量部を超えると、作
業性が悪化し発熱性も悪化するからである。前記高補強
性のカーボンブラックを前記特定の重量部の範囲を用い
ることにより、発泡ゴムは耐摩耗性およびへたり性を著
しく改良する。

また、トレッドが含有するゴム成分はガラス転移温度−
６０°Ｃ以下の重合物、例えば天然ゴム、ポリイソプロ
ピレンゴム、ポリブタジェンゴム、ブチルゴム、低スチ
レン含有のスチレン−ブタジェン共重合ゴムの単独、ま
たは、これらの重合物の２種以上の混合物である。この
理由は、これらの重合物を用いることによりトレンドは
低温においても充分にゴム弾性を有しているからである
。

また、発泡ゴムの発泡率Ｖｓは、次式 ７式％（１） で表され、ρ１は発泡ゴムの密度（ｇ／ｃＩＩり、ρ０
は発泡ゴムのゴム固相部の密度（ｇ／ｃ％）である。

発泡率Ｖｓは５〜５０％の範囲が望ましく、好ましくは
５〜３０％である。発泡率Ｖｓを５〜５０％としたのは
、５％未満では、低温時の発泡ゴムの柔軟性が得られず
、また、５０％を超えると、耐摩耗性能が低下して氷雪
路面、湿潤路面以外の乾燥路面での耐摩耗性が実用的に
不十分であるからである。

また、発泡ゴムの独立気泡の平均気泡径は５〜１５０μ
ｍが望ましく、好ましくはｌＯ〜１１００Ｉｊ、である
。発泡ゴムの独立気泡の平均気泡径を５〜１５０μｍと
したのは、５μｍ未満では氷雪性能の改良効果が少なく
、また、平均気泡径が１５０μｍを超えると耐摩耗性能
が大幅に低下し、さらに、発泡ゴムの歪み復元力が低下
し、いわゆる耐ヘタリ性が低下し、走行時にタイヤブロ
ックの変形、サイプの目づまりなどを起こし、雪上性能
を低下させる。また、耐カット性も低下しブロック欠け
が多くなる。さらに、製造時に安定した形状を得ること
が困難であるからである。

また、発泡ゴムが気泡直径３０〜２００μｍの独立気泡
を単位面積１ｍｍ２当たり２０個以上を含有することが
望ましく、好ましくは３０個以上である。ここに、独立
気泡を単位面積ｌＩｎＩｎ２当たり２０個以上としたの
は、２０個未満では氷雪路面に接触するトレッドゴムの
ゴム表面の独立気泡により生ずる凹凸状態が十分でなく
氷雪性能を十分に発揮できないためである。

また、本発明に係る重荷重用空気入りタイヤのトレッド
に用いる発泡ゴムは、特定のカーボンブラックを特定の
重量部用いた通常のゴム配合物に発泡剤を加えて通常の
タイヤ製造方法にしたがって加熱加圧する際形成される
。発泡剤としては、例えば、ジニトロソペンタメチレン
テトラアミンに尿素を併用した系、また、ベンゼンスル
フォニルヒドラジド誘導体、中でもオキシビスヘンゼン
スルホニルヒドラジドなどが製造加工性を考慮した発泡
剤として好ましい。

以下、実施例により詳細を説明するが、発泡ゴムの性質
および試験タイヤによるタイへ・性能の試験は下記の方
法で行った。

試Ｍ豆 （１）平均気泡径および発泡率Ｖｓ 発泡ゴムの平均気泡径は試験タイＡ・の１−レッドの発
泡ゴムからブロック状の試料を切り出し、その試験断面
の写真を倍率１００〜４００光学顕微鏡で撮影し、２０
０個以上の独立気泡の気泡直径を測定し、算術平均値と
して表した。また、発泡ゴムの発泡率Ｖｓはブロック状
の前記試料を厚さ２ｍμの薄片にし、加硫後１週間放置
して安定させた後密度ρ、　　（ｇ／ｃ＋ｆｌ）を測定
し、力無発泡ゴム（同相ゴム）のトレッド を測定し、前記式（１）を用いて求めた。

（２）独立気泡の気泡直径および気泡数発泡ゴムの独立
気泡の気泡直径および気泡数は試験タイヤのトレッドの
発泡ゴムからゾｌｉｔツク状の試料を切り出し、その試
料断面の写真を倍率１００〜４００の光学顕微鏡で撮影
し、独立気泡の気泡直径を求める。次いて、独立気泡の
気泡直径が５μｍ以」−の気泡数を延べ面積４ｍｍ２以
上にわたって測定し、独立気泡の単位面積ＩＩｎｌｌｌ
　２当たりの気泡数（個）を計算した。

（３）耐摩耗性能 各試験タイヤ１０本を積載荷重ＩＱＴＯＮのトラックの
全軸に取り付ＬＪ、約２万ｋｍ走行後溝深さの平均値か
ら１　ｍｍ当たりの走行距離を求めた。ただし、再生タ
イ・１・に関しては、ドライブ軸、フリー軸に取り付け
、テストを実施した。比較例１のタイヤを１００として
指数表示した。数値は大きい程耐摩耗性能が良好である
ことを示す。

（４）氷上制動性能 各試験タイヤ１０本を積載荷重１０ＴＯＮのトランクに
装着し７、外気温−５°Ｃの氷上で制動距離を測定した
。比較例１のタイヤを１００として指数表示した。数値
は小さい程制動が良好であることを示す。

（実施例１〜８、比較例１〜・５） 第１、２図は本発明に係る重荷重用空気入り夕イヤの第
１実施例を示す図である。

まず、構成について説明する。第１図において、１は重
荷重用空気入りタイヤ（タイ・Ｎ・ザイズ／ＬＯ．ＯＯ
　Ｒ２０　　１４ＰＲ）であり、Ｉ・ランク・ハス用の
ラジアルタイヤである。重荷重用空気入りタイヤ（以下
、単に空気入りタイヤという）１は、タイヤのケース（
−点鎖線にて示している）２と、ケース２のクラウン部
２ａを被覆するｌ・レッド３と、ををしている。ケース
２は、−・対のし−１部５間にほぼ放射方向に配置した
ゴム引きコードからなるカーカス部６およびカーカス部
６のクラウン部に互いに交差するようほぼ円周方向に配
置したベルト部７を有している。ケース２のカーカス部
のタイヤ軸方間両外側には、サイドウオール８が設けら
れている。

トレッド３は、トレッド３の外側に路面に接する外層部
３Ａと、外層部３，の内側に内側部３。

とを有している。外層部３Ａの体積はトレッド３の全体
積の６０％の体積を有している。

トレッド３の平均接地圧は重荷重用空気入りタイヤに正
規荷重を負荷時に約７．５　ｋｇ／ｃｆｌである。

ｌ・レッド３の外層部３Ａは発泡ゴム（図には点にて示
している）１１からなり、ごの発泡ゴム１１の硬度Ｈ　
ｄは４５〜７０である。内側部３Ｂは低発熱性の通常の
ゴムであり、サイドウオール８は耐屈曲性に優れた通常
のり“イトウオールゴムである。

発泡ゴム１１は、次表の第１実施例に示すゴム組成物の
配合によったもので、配合物はガラス転移温度−６０’
Ｃ以下を有する天然ゴムおよびポリブタジェンゴムから
なるゴム成分を含有し、かつ、本発明に係る高補強性の
カーボンブランク、通常のゴム配合剤、および発泡剤（
オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド）を有するも
のである。そして、通常のタイヤ製造方法にしたがって
成型し、加熱・加圧する際、発泡し独立気泡１３を形成
する。

発泡ゴム１１の発泡率Ｖｓ、平均気泡径および気泡直径
３０〜２００μｒｎの独立気泡数は次表の下部に示す、
トレッド３以外の構成および製造方法は通常の重荷重用
空気入りタイヤと同じであり、詳細な説明は省略する。

次表に示す第２〜８実施例および比較例１〜５の重荷重
用空気入りタイヤは、第１実施例におけるトレッド３の
外層部３Ａ発泡ゴム１１の代わりに、次表に示す実施例
および比較例のゴム組成物による発泡ゴムおよび非発泡
ゴムを用いたものであり、他は第１実施例と同じである
。

（本頁、以下余白） 次に、本発明に係る重荷重用空気入りタイヤの性能試験
結果について説明する。

前表に示す実施例および比較例の重荷重用空気入りタイ
ヤについて、耐摩耗性能および氷上性能を前述の試験法
に基づいて実施した。試験結果は、前表の下部に示す。

また、前述以外の夏期の性能および冬期の性能について
調べた結果、十分な性能を有していた。また、トレッド
のへたり等もなく耐久性能は十分であった。

前表の試験結果に示すように、本発明に用いた発泡ゴム
に高補強性のカーボンブラックの最適量を組み合わせた
実施例は比較例に比較して、耐摩耗性能および氷上性能
が共に著しく向上している。

次に、本発明の第９実施例について説明する。

第３図は本発明に係る重荷重用空気入りタイヤの第９実
施例を示すタイヤ２１の図であり、第１実施例と同じ構
成には同じ符号をつける。

第９実施例においては、トレッド３の外層部２３Ａがト
レッド３に設けられた溝１５の溝底部１５ａを形成しな
いようにして、外層部２３Ａの発泡ゴム１１（第３実施
例のゴム組成物を用いた）を外側に薄く配置し、溝底部
１５ａには内層部２３Ｂの無発泡ゴムを配置したもので
ある。これにより、苛酷な使用条件または更生等を含め
た長期間の使用時に、溝底部１５ａおよびこの近傍に発
生することがあるグループクラック、リブティア故障お
よび耐摩耗性能の不足等を大幅に改良することができる
。第９実施例に示すものは、前述の第２〜８実施例にも
適用できるのは勿論である。

（効果） 以上説明したように、本発明によれば、接地圧の高い大
型の空気入りタイヤ即ちトラック・ハス用の空気入りラ
ジアルタイヤ、トラック・ハス用の空気入りコンヘンシ
ョナルバイアスタイヤ、高荷重用の小型トラック用ラジ
アルタイヤ、高荷重用小型バイアスタイヤ及びそれらの
更生用タイヤのいずれのタイヤにおいても、トレッドの
発泡ゴムに好適の高補強性カーボンブラックを適量組み
合わせることにより、氷雪性能特に氷上性能を著しく向
上させるとともに、耐摩耗性を著しく向上できる。さら
に、発泡ゴムを好適に配置することにより、苛酷な使用
条件および長期使用時にも十分に前記の性能を保持する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は本発明に係る重荷重用空気入りタイヤの第
１実施例を示す図であり、第１図はその一部断面図、第
２図はその要部拡大断面図である。 第３図は第９実施例の要部拡大断面図である。 １．２１・・・・・・重荷重用空気入りタイヤ、２・・
・・・・ケース、 ３・・・・・・トレッド、 ３Ａ、２３Ａ・・・・・・外層部、 ３、．２３．・・・・・・内層部、 １１・・・・・・発泡ゴム、 １３・・・・・・独立気泡、 １５・・・・・・溝。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）タイヤのケースと、ケースのクラウン部を被覆す
   るトレッドとを有し、トレッドの平均接地圧が４ｋｇ／
   ｃｍ＾２以上の重荷重用空気入りタイヤにおいて、トレ
   ッドの外側にトレッドの全体積の少なくとも１０％の体
   積を有する外層部と、外層部の内側の内層部とを備え、
   前記外層部が発泡ゴムからなり、該発泡ゴムが発泡率Ｖ
   ｓ５〜５０％の範囲で平均気泡径５〜１５０μｍの独立
   気泡を有するとともに、気泡直径３０〜２００μｍの独
   立気泡を単位面積１ｍｍ＾２当たり２０個以上有し、か
   つ、発泡ゴムの硬度が４５〜７０゜であることを特徴と
   する重荷重用空気入りタイヤ。
2. （２）発泡ゴムがゴム成分１００重量部に対してセシル
   トリメチルアンモニウムブロマイド吸着比表面積（ＣＴ
   ＡＢ）が１３０ｍ＾２／ｇ以上で、圧縮ジブチルフタレ
   ート吸油量（２４Ｍ４ＤＢＰ）が１００ｍｌ／１００ｇ
   以上であるカーボンブラックを３０〜８０重量部配合さ
   れている請求項１記載の重荷重用空気入りタイヤ。