JPH1081110A

JPH1081110A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JPH1081110A
Application number: JP9176083A
Authority: JP
Inventors: Hideki Komatsu; 秀樹小松
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1996-07-18
Filing date: 1997-07-01
Publication date: 1998-03-31
Anticipated expiration: 2017-07-01
Also published as: JP3763640B2

Abstract

(57)【要約】【課題】シリカの如き充填剤が多量に配合された、低
導電性のトレッドを有する低燃費性空気入りタイヤにお
いて、帯電防止効果を高めるとともに、放置安定性をも
高めることにある。【解決手段】固有抵抗値が１０^６Ω・ｃｍ以下である
厚さ１００μｍ〜１ｍｍのゴム層ａが、固有抵抗値が１
０^８Ω・ｃｍ以上であるタイヤトレッドゴム１の外表面
から該トレッドに隣接する少なくとも１の部材の一部へ
接触して周方向に連続する層を形成してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯電防止用ゴム組
成物を用いて通電経路を形成せしめた空気入りタイヤに
関し、詳しくは、低燃費性能を向上させるべくシリカの
如き充填剤が多量に配合された、低導電性のトレッドに
帯電を防止するためのゴム組成物を用いて通電経路を形
成せしめた空気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】低燃費性能に優れたトレッド、特にはシ
リカ含有トレッドを備えたタイヤは電気抵抗値が高く、
導電性が低いため、車体やタイヤで発生した静電気がト
レッドを通して地表に逸散しにくく、そのため、ラジオ
ノイズの問題や、電気ショック、スパーク等による問題
があった。

【０００３】かかる問題を解決する方法として、これま
で主に下記の方法が知られている。その一つは、厚い導
電性ゴムシートをトレッド幅方向中央部にトレッド表面
からトレッド下層ゴムまで、或いは薄い導電性ゴムシー
トをトレッドショルダーからサイド内側へ挟み込むもの
である（例えば、欧州特許第６５８４５２号明細書、
米国特許第５５１８０５５号明細書および特開平８−３
４２０４号公報参照）。

【０００４】また、他の方法は、通常タイヤで用いられ
るカーボンブラックとは異なった、導電性に優れたカー
ボンブラックを配合したトレッドゴムを用いるというも
のである。

【０００５】さらに、他の方法は、タイヤ製造時のトレ
ッド押出し時にトレッド表面に導電性物質、例えば、水
をベースとしたゴム組成物に導電性のカーボンブラック
を配合したセメント等をコーティングする方法である
（例えば、特開平８−１２０１２０号公報参照）。この
方法によると、タイヤ加硫後の製品タイヤが乗用車に装
着され踏面部が摩耗しても、踏面部のパターンとして刻
まれている多くの溝の側壁に導電性のコーティング物質
が残存し、これによりタイヤ全体に帯電した静電気を路
面に逸散させることができるとするものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記いずれの
方法も各々以下に述べる如き製造上及び品質上の問題が
あり、必ずしも十分に満足の得られるものではなかっ
た。例えば、前記欧州特許第６５８４５２号明細書等
に開示されている如きゴムシートや接触ゴム層では、走
行初期にはその効果は維持されるが、充填剤として汎用
カーボンブラックが使われた場合には走行末期に導電層
の摩耗促進により通電経路が遮断され、帯電防止効果が
消失してしまうという問題があった。特に、シリカ配合
ゴム組成物によるトレッドキャップの耐摩耗性の向上に
伴い、かかる効果を走行末期まで維持するには、導電性
ゴムシートや接触ゴム層の耐摩耗性もトレッドキャップ
ゴムと同様に向上させなければ、走行末期にキャップゴ
ムだけが接地して、結果として帯電防止効果が得られな
くなってしまう。

【０００７】また、タイヤトレッドゴムに、ゴム成分１
００重量部に対して導電性カーボンブラックを数重量部
加えた場合、該トレッドゴムの固有抵抗値は低下するも
のの、そのタイヤ本来の目的である低燃費性が著しく悪
化し、またそのカーボンブラック自身、ポリマーとの補
強性が著しく低いため、結果としてタイヤトレッドの耐
摩耗性が低下するという問題がある。

【０００８】さらに、キャップ層のゴム表面に導電性の
カーボンブラックを配合した水ベースセメントをコーテ
ィングする方法は、そのセメント自身の放置安定性に問
題があり、相分離を生ずるおそれがあり、また塗布時の
発泡性を防止するために、種々の安定化剤が必要とな
り、それらが加硫後フィルム上となったゴム組成物の耐
久性を低下させ、また加硫時のモールド汚染の原因とな
る。さらに、キャップ層のゴム組成物は疎水性であり、
上述の水ベースセメント塗布の際、乾燥までに時間がか
かり、また塗りむらが生じ、結果として塗布被膜の耐久
性が悪化する。さらにまた、加硫時、キャップ層のゴム
と水ベースセメントの被覆ゴムとの界面接着力が低下
し、走行中に界面剥離が生じ、走行末期には通電経路が
断たれ、帯電防止効果が得られなくなってしまうという
問題がある。

【０００９】そこで本発明の目的は、シリカの如き充填
剤が多量に配合された、低導電性のトレッドを有する低
燃費性空気入りタイヤにおいて、帯電防止効果を高める
とともに、放置安定性をも高めることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意検討した結果、特定の固有抵抗値を有す
るゴム層を、低導電性トレッドを有する低燃費性空気入
りタイヤの所定の箇所に適用して通電経路を形成せしめ
ることにより、前記目的を達成し得ることを見出し、本
発明を完成するに至った。

【００１１】すなわち、本発明は、下記の通りである。（１）固有抵抗値が１０^６Ω・ｃｍ以下である厚さ１０
０μｍ〜１ｍｍのゴム層が、固有抵抗値が１０^８Ω・ｃ
ｍ以上であるタイヤトレッドゴムの外表面から該トレッ
ドに隣接する少なくとも１の部材の一部へ接触して周方
向に連続する層を形成してなることを特徴とする空気入
りタイヤである。

【００１２】（２）前記（１）の空気入りタイヤにおい
て、トレッド幅方向に少なくとも１の前記連続層がタイ
ヤトレッドの外表面とトレッド下層ゴムとの間に、周方
向に連続的に連なって存在する空気入りタイヤである。

【００１３】（３）前記（２）の空気入りタイヤにおい
て、前記連続層がトレッド中央部に１箇所存在する空気
入りタイヤである。

【００１４】（４）前記（２）の空気入りタイヤにおい
て、連続層がトレッド中央部に対し左右一対存在する空
気入りタイヤである。

【００１５】（５）前記（１）の空気入りタイヤにおい
て、連続層がタイヤトレッドの外表面とウィングまたは
サイドウォールゴムとの間に、周方向に連続的に連なっ
て存在する空気入りタイヤである。

【００１６】（６）前記いずれかの空気入りタイヤに
おいて、ゴム層が、ジエン系ゴム１００重量部に対し、
窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が１３０ｍ^２／ｇ以上で
かつジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）が１１０ｍｌ
／１００ｇ以上のカーボンブラックが４０〜１００重量
部含まれているゴム組成物からなる空気入りタイヤであ
る。

【００１７】（７）前記いずれかの空気入りタイヤにお
いて、タイヤの電気抵抗値、すなわちリムと地表との間
の電気抵抗値が１０^７Ω以下となる空気入りタイヤであ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明における、固有抵抗値が１
０^６Ω・ｃｍ以下のゴム層用のゴム組成物に使用するジ
エン系ゴムは、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブ
タジエンゴム（ＢＲ）または天然ゴム（ＮＲ）の少なく
とも１種を含むことが耐久性の観点より好ましい。

【００１９】また、前記ゴム層用ゴム組成物には、窒素
吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が１３０ｍ^２／ｇ以上でかつ
ジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）が１１０ｍｌ／１
００ｇ以上のカーボンブラックを使用することが好まし
い。このゴム組成物では、かかる小粒径でかつ高ストラ
クチャーのカーボンブラックを使用することで、通電経
路を形成するゴム層の耐久性を向上させ、タイヤの走行
末期まで帯電防止効果を発揮し得るようにする。ここで
Ｎ_２ＳＡはＡＳＴＭＤ３０３７−８９に、またＤＢＰ
はＡＳＴＭＤ２４１４−９０に夫々準拠して求められ
る値である。

【００２０】かかるカーボンブラックの配合量がジエン
系ゴム１００重量部に対して４０重量部未満では補強性
が十分ではなく、一方１００重量部を超えると軟化剤が
少ない場合には加硫後に硬くなり過ぎ、割れ等が発生
し、また軟化剤が多い場合には耐摩耗性が低下する。な
お、カーボンブラック以外の配合剤としては、ゴム製品
において通常用いられる配合剤、例えば加硫剤、加硫促
進剤、加硫促進助剤、軟化剤、老化防止剤等が通常用い
られる配合量にて適宜配合されている。

【００２１】次に、本発明の空気入りタイヤの構造につ
いて具体的に説明する。本発明の空気入りタイヤは、前
記ゴム層が、固有抵抗値が１０^８Ω・ｃｍ以上であるタ
イヤトレッドゴムの外表面から該トレッドに隣接する少
なくとも１の部材の一部へ接触して周方向に連続する層
を形成する。ここでいう「一部」とは、図１〜３に見ら
れるようにタイヤ幅方向にみて一部のことであり、周方
向には連続層を形成する。

【００２２】本発明の空気入りタイヤの好適例では、ト
レッド幅方向に少なくとも１の前記連続層がタイヤトレ
ッドの外表面とトレッド下層ゴムとの間に、周方向に連
続的に連なって存在する。この場合、図１の（イ）に模
式的に示すように、前記連続層ａがトレッド１の中央部
に１箇所だけ存在しても、あるいは図１の（ロ）または
（ハ）に模式的に示すように連続層ａがトレッド１の中
央部に対し左右一対存在しても、良好な帯電防止効果を
得ることができる。なお、トレッド下層ゴムは、トレッ
ドがキャップ／ベース２層構造を有する場合には当該ベ
ースゴム、または単層トレッドの場合には当該単層トレ
ッドに隣接する下層ゴムである。

【００２３】また、本発明の空気入りタイヤの他の好適
例では、連続層ａがウィング（ミニサイド）ゴム（図
２）との間に、周方向に連続的に連なって存在する。

【００２４】通常、シリカ配合ゴムは低転がり抵抗と高
いウェット性能の両立を目的として用いられるが、連続
層ａの導電層ゴムには高カーボンブラック充填のゴムが
用いられるため、シリカ配合ゴムに比較して著しくヒス
テリシスロスが高くなる。その結果、その導電層の厚み
が厚くなるとタイヤの低転がり抵抗性が低下する。ま
た、高カーボンブラック充填の導電ゴム層は、耐摩耗性
においてシリカ配合ゴムに比較して劣るため、厚い導電
層ではその部分の摩耗がシリカ配合ゴムに比して促進さ
れ、結果として走行末期では導電層が接地しない部分が
発生し、体積抵抗値が高くなってしまう。

【００２５】連続層ａの導電層の加硫後の厚さは、走行
末期までの耐久性を考えた場合、１００μｍ〜１ｍｍ、
好ましくは２００〜８００μｍである。この厚さが１ｍ
ｍを超えると上述の通りタイヤの転がり抵抗が悪化し、
また偏摩耗の発生を促進させる他、トレッドキャップゴ
ムとの弾性率差に起因する剥離現象が起こりやすくな
り、走行末期まではタイヤとして低電気抵抗値を安定し
て維持することが困難となる。さらに、厚みが大きすぎ
ることで、トレッドゴムと前記連続層ゴムとの物性差に
より発生しやすくなっている偏摩耗の発生を防止するた
めには、市販タイヤに準備される多種のトレッドゴム組
成に対応して前記連続層ゴムを準備することになり、生
産性が低下する。一方、１００μｍ未満であると薄シー
ト出し時の作業性の困難さと、加硫時のゴム流れにより
通電層が遮断される可能性がある。

【００２６】本発明の空気入りタイヤにおいて、タイヤ
の電気抵抗値、すなわちリムから地表まで間の電気抵抗
値の一例を図２に基づき具体的に説明する。図２に示す
空気入りタイヤのトレッドキャップ１からウィング（ミ
ニサイド）２の内側に本発明に係るゴム層５を挟み込ん
だ場合、キャップゴムの固有抵抗値が１０¹¹Ω・ｃｍと
高くとも、該ゴム層の固有抵抗値が１０^５Ω・ｃｍ、ミ
ニサイドの固有抵抗値が１０^６Ω・ｃｍ、サイドウォー
ルの固有抵抗値が１０^６Ω・ｃｍ、またゴムチェーファ
ーの固有抵抗値が１０^５Ω・ｃｍであると、ゴム層５を
介して地表−キャップ上ゴム層５−ミニサイド２−サイ
ドウォール３−ゴムチェファー４−リム−車体と通電経
路が形成され、キャップゴムの固有抵抗値に関係なくタ
イヤとして低い電気抵抗値を維持することができる。
尚、ミニサイドを有しない空気入りタイヤにおいてもキ
ャップ−サイドウォール間で同様の通電経路が形成さ
れ、同様の効果が得られる。本発明の空気入りタイヤで
は、このようにして形成された通電経路に基づくリムと
地表との間の電気抵抗値が１０^７Ω以下となることが、
帯電を良好に防止する上で好ましい。

【００２７】

【実施例】以下に、本発明を実施例および比較例に基づ
き具体的に説明する。下記の表１および表２に示す配合
処方に従い、空気入りタイヤのトレッドキャップゴム、
および各種帯電防止用ゴム組成物Ａ、Ｂを夫々調製し
た。

【００２８】（表１）キャップゴムスチレンブタジエンゴム^＊１９６（重量部）ブタジエンゴム^＊２３０ＳｉＯ_２ ^＊３６０カーボンブラック（Ｎ２３４）^＊４２０シランカップリング剤^＊５６ＺｎＯ３ステアリン酸２アロマオイル１０加硫促進剤（ＣＢＳ）^＊６１．５加硫促進剤（ＤＰＧ）^＊７２硫黄１．５＊１日本合成ゴム（株）製ＳＢＲ１７１２＊２９６％シス結合＊３ニプシルＶＮ３＊４Ｎ_２ＳＡ：１２６ｍ^２／ｇＤＢＰ：１２５ｍｌ／１００ｇ＊５ＤＥＧＵＳＳＡ社製Ｓｉ６９＊６Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド＊７ジフェニルグアニジン

【００２９】（表２）ゴム組成物（Ａ）ゴム組成物（Ｂ）天然ゴム４０（重量部）４０スチレンブタジエンゴム^＊８６０６０カーボンブラック（Ｎ１３４）^＊９６０ − カーボンブラック（Ｎ３３０）^＊１０ − ６５アロマオイル１５１５ＺｎＯ２２老化防止剤 ^＊１１１１加硫促進剤（ＤＰＧ）０．２０．２加硫促進剤（ＮＳ）^＊１２０．８０．８硫黄１．５１．５＊８日本合成ゴム（株）製ＳＢＲ１５００＊９Ｎ_２ＳＡ：１４６ｍ^２／ｇＤＢＰ：１２７ｍｌ／１００ｇ＊１０Ｎ_２ＳＡ：８３ｍ^２／ｇＤＢＰ：１０２ｍｌ／１００ｇ＊１１Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ´−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン＊１２Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド

【００３０】得られたゴム組成物Ａ、Ｂを図３に示す如
く導電層６として、サイズ１８５／７０Ｒ１４の空気入
りタイヤのトレッド中央部でベルト７に達するまでタイ
ヤ周方向に連続的に配置した。加硫後の新品タイヤにお
ける導電層６のゲージは下記の表３に示す通りである。
尚、シリカ配合トレッドゴムの６０℃のｔａｎδは０．
１８、導電層Ａの６０℃のｔａｎδは０．２９であっ
た。

【００３１】また、これらのタイヤの抵抗値（電気抵抗
値）は、次のようにして求めた。即ち、GERMAN ASSOCIA
TION OF RUBBER INDUSTRYのＷｄＫ１１０シート３
に準拠してヒューレットパッカード(HEWLETT PACKARD)
社製モデルＨＰ４３３９Ａのハイレジスタンスメーター
を使用し、図４のようにして測定した。図中、１１はタ
イヤ、１２は鋼板、１３は絶縁板、１４は前記ハイレジ
スタンスメーターであり、絶縁板１３上の鋼板１２とタ
イヤ１１のリムとの間に１０００Ｖの電流を流して測定
した。

【００３２】さらに、導電層６の固有抵抗値は、次のよ
うにして求めた。即ち、円盤形状のサンプルを作製し、
半径：ｒ＝２．５ｃｍ、厚さ：ｔ＝０．２ｃｍの部分の
電気抵抗値Ｒを、図５に示すアドバンス社製絶縁抵抗試
験箱を用いて測定し、次式により固有抵抗値ρを計算し
た。 ρ＝（ａ／ｔ）Ｒ（式中、ａは断面積（＝π×ｒ^２）、ｔは厚さを用いて
求めた。なお、図５中、Ａは主電極、Ｂは対電極、Ｃは
ガード電極、ｔは試料の厚さを示す。新品時、１０，０
００ｋｍ走行後および４０，０００ｋｍ走行後の電気抵
抗値および新品時タイヤの転がり抵抗を下記の表３に示
す。

【００３３】（表３）＊１外径１７０８ｍｍのドラム上に内圧１．７０ｋｇ
／ｃｍ^２に調整した供試タイヤを接地し、ＪＩＳ１０
０％荷重を負荷させた後、８０ｋｍ／ｈｒで３０分間予
備走行させ、空気圧を再調整し２００ｋｍ／ｈｒの速度
までドラム回転速度を上昇させた後ドラムを惰行させ、
１８５ｋｍ／ｈｒから２０ｋｍ／ｈｒまでドラム回転速
度が低下するまでの慣性モーメントから下記式に従い転
がり抵抗を算出し、比較例１を１００として指数表示し
た。数値が大きい程結果が良好である。式中ＩＤ：ドラムの慣性モーメントＩｔ：タイヤの慣性モーメントＲＤ：ドラム半径Ｒｔ：タイヤ半径＊２実施例２および比較例２は１０，０００ｋｍ走行
後はタイヤ周上、測定点により非常に値のバラツキが大
きく、周上４点測定の抵抗値幅を表示した。

【００３４】上記表３から、比較例２のように導電層の
厚みが厚くなるとタイヤの低転がり抵抗性が低下するこ
とが分かった。

【００３５】これに対し、実施例１および実施例２では
いずれもタイヤの低転がり抵抗性を損なうことなく、電
気抵抗値を下げる効果が観られた。

【００３６】特に、実施例１では、ミニサイドの有無に
関係なしに、４０，０００ｋｍ走行後も１０^６Ωの電気
抵抗値が維持された。このことは、走行末期において
も、本発明に係るゴム層による通電経路が良好に保持さ
れていることを示している。

【００３７】一方、実施例２においては、タイヤのミニ
サイドの有無に関係なく、１０，０００ｋｍ走行後では
若干のばらつきはあるものの、低い電気抵抗値が維持さ
れたが、４０，０００ｋｍ走行後ではタイヤ周上で電気
抵抗値のばらつき幅が大きくなり、ある部分では１０
^１０Ωにまで上昇していた。これは、走行初期にタイヤ
全周に亘り存在した通電経路が、走行末期には、ある接
地部では遮断され、帯電防止用ゴム組成物の適用効果が
消失していることを示している。すなわち、かかるタイ
ヤにおいては、走行末期まで一定の低い電気抵抗値を維
持することが必ずしも容易ではないことを示している。

【００３８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の空気
入りタイヤにおいては、低導電性のシリカ含有トレッド
を有する低燃費性空気入りタイヤの所定の箇所に特定の
ゴム層適用したことにより、走行末期に至るまで帯電防
止に優れた効果を奏するとともに、高い放置安定性を有
する。よって、本発明の空気入りタイヤは、帯電防止タ
イヤとして優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（イ）〜（ハ）は本発明の空気入りタイヤのト
レッド部を模式的に示す断面図である

【図２】本発明の一例空気入りタイヤの断面図である。

【図３】帯電防止用ゴム組成物の適用箇所を示す空気入
りタイヤの部分断面図である。

【図４】実施例で使用したタイヤの電気抵抗値測定装置
の概略図である。

【図５】サンプルゴムの電気抵抗値Ｒの測定法を示す説
明図である。

【符号の説明】

１トレッドキャップ２ウィング（ミニサイド）３サイドウォール４ゴムチェファー５ゴム層６導電層７ベルト１１タイヤ１２鋼板１３絶縁板１４ハイレジスタンスメーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０９Ｋ 3/16 １０１Ｃ０９Ｋ 3/16 １０１Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固有抵抗値が１０^６Ω・ｃｍ以下である
厚さ１００μｍ〜１ｍｍのゴム層が、固有抵抗値が１０
^８Ω・ｃｍ以上であるタイヤトレッドゴムの外表面から
該トレッドに隣接する少なくとも１の部材の一部へ接触
して周方向に連続する層を形成してなることを特徴とす
る空気入りタイヤ。
【請求項２】トレッド幅方向に少なくとも１の前記連
続層がタイヤトレッドの外表面とトレッド下層ゴムとの
間に、周方向に連続的に連なって存在する請求項１記載
の空気入りタイヤ。
【請求項３】前記連続層がトレッド中央部に１箇所存
在する請求項２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】前記連続層がトレッド中央部に対し左右
一対存在する請求項２記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】前記連続層がタイヤトレッドの外表面と
ウィングまたはサイドウォールゴムとの間に、周方向に
連続的に連なって存在する請求項１記載の空気入りタイ
ヤ。
【請求項６】前記ゴム層が、ジエン系ゴム１００重量
部に対し、窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が１３０ｍ^２
／ｇ以上でかつジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）が
１１０ｍｌ／１００ｇ以上のカーボンブラックが４０〜
１００重量部含まれているゴム組成物からなる請求項１
〜５のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】タイヤの電気抵抗値が１０^７Ω以下とな
る請求項１〜６のうちいずれか一項記載の空気入りタイ
ヤ。