JPH1120409A

JPH1120409A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JPH1120409A
Application number: JP9182139A
Authority: JP
Inventors: Akio Kusano; 亜希夫草野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 1999-01-26
Anticipated expiration: 2017-07-08
Also published as: JP3763644B2

Abstract

(57)【要約】【課題】耐摩耗性や低燃費性能などを損なうことな
く、走行末期まで帯電防止を確実に確保し得る空気入り
タイヤを提供する。【解決手段】製品タイヤの環状トレッドの幅方向の一
部に、トレッド表面に露出してタイヤ接地面と通電経路
を形成する固有抵抗値が１０^６Ω・ｃｍ以下の導電ゴム
層が、タイヤ周方向に連続して／または断続して存在
し、加硫時における前記導電ゴム層の厚さ方向収縮率が
他の押出しトレッドゴムの厚さ方向収縮率と等しいかま
たは小さい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐摩耗性や低燃費
性能などを損なうことなく、走行末期まで帯電防止を確
実に確保し得る空気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気入りタイヤにおいては、トレ
ッドゴムにカーボンブラックが適量含まれており、タイ
ヤの電気抵抗に関する問題や帯電量の蓄積に関する問題
は存在し得なかった。しかしながら、近年環境問題が大
きく取り上げられ、低燃費化への動きが加速されてい
る。低燃費化、即ち転がり抵抗の低減をトレッドゴムの
改良により達成するためには、ロスを発生させる原因と
なるカーボンブラックを減らす必要があり、今日では低
燃費性能に優れたトレッドゴムとして、カーボンブラッ
クの配合量を減らしてシリカを含有したトレッドゴムが
注目され、タイヤの運動性能と低燃費性能とを高い水準
で両立させるために、特にキャップ／ベース構造を有す
る空気入りラジアルタイヤにおいて、シリカ多量配合ゴ
ムをキャップ層のゴムに使用するケースが増加する傾向
にある。その結果、電気抵抗に関する問題および帯電量
の蓄積に関する問題が新たに浮上してきている。

【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、セメント材の粘着力が非常に高いこ
とから作業性に極めて劣り、またそのセメント材自身の
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、耐摩耗性や低燃費
性能などを損なうことなく、走行末期まで帯電防止を確
実に確保し得る空気入りタイヤを提供することにある。

【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、特定の固有抵抗値および
所定の物性を有する導電ゴム層を、空気入りタイヤのト
レッド部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、本発明の空気入りタイヤは下記
の通りである。（１）製品タイヤの環状トレッドの幅方向の一部に、ト
レッド表面に露出してタイヤ接地面と通電経路を形成す
る固有抵抗値が１０^６Ω・ｃｍ以下の導電ゴム層が、タ
イヤ周方向に連続して／または断続して存在し、加硫時
における前記導電ゴム層の厚さ方向収縮率が他の押出し
トレッドゴムの厚さ方向収縮率と等しいかまたは小さい
ことを特徴とする空気入りタイヤである。

【００１２】（２）製品タイヤの環状トレッドの幅方向
一部にトレッド表面に露出してタイヤ接地面と通電経路
を形成する固有抵抗値が１０^６Ω・ｃｍ以下の導電ゴム
層がタイヤ周方向に連続して／または断続して存在し、
加硫時における前記導電ゴム層の幅方向収縮率が他の押
出しトレッドゴムの幅方向収縮率と等しいかまたは大き
いことを特徴とする空気入りタイヤである。

【００１３】（３）前記空気入りタイヤにおいて、前記
環状トレッドは、タイヤ踏面側のキャップ層とその内側
に隣接するベース層とからなる２層構造を有し、該キャ
ップ層は固有抵抗値１０^８Ω・ｃｍ以上のゴムからなる
空気入りタイヤである。

【００１４】（４）前記空気入りタイヤにおいて、前記
導電ゴム層の厚さ方向収縮率が前記キャップ層の厚さ方
向収縮率よりも小さい空気入りタイヤである。

【００１５】（５）前記空気入りタイヤにおいて、前記
導電ゴム層は、トレッド幅Ｗ方向に関し、その中心Ｘが
次式、Ｗ／４≦Ｘ≦３Ｗ／４で表される範囲に位置する空気入りタイヤである。

【００１６】（６）前記空気入りタイヤにおいて、前記
導電ゴム層のトレッド幅Ｗ方向に沿う幅が０．５〜２．
０ｍｍである空気入りタイヤである。

【００１７】

【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以下の導電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（ＳＢ
Ｒ）、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。

【００１８】また、前記導電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
／１００ｇ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Ｄ
ＢＰはＡＳＴＭＤ２４１４−９０に夫々準拠して求め
られる値である。

【００１９】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。

【００２０】また、本発明の空気入りタイヤの一実施形
態においては、図１に示すキャップ／ベース構造のトレ
ッドにおいて、加硫時における押出し導電ゴムの収縮率
がキャップ層のゴムの収縮率よりも等しいか小さい。加
硫時における押出し導電ゴムの収縮率がキャップ層のゴ
ムの収縮率よりも大きいと、図２（イ）に示すように、
押出時には導電ゴム層２がトレッド表面に露出していて
も、導電ゴム層２の収縮後のすきまに対し、加硫時にキ
ャップ層１のゴムが流れ込むことによりトレッド表面の
導電ゴム層２が隠れてしまう可能性がある。これに対
し、加硫時における押出し導電ゴム層２の収縮率がキャ
ップ層１のゴムの収縮率よりも等しいか小さいと、図２
（ロ）に示すように、トレッド表面に導電層を良好に露
出させることができる。同様のことが、図３、図４に示
すトレッドタイプについてもいえる。図３に示すタイプ
は導電ゴム層２がキャップ層１の表面からベース層３の
底面まで達っしている例であり、また図４に示すタイプ
は導電ゴム層２がトレッドのミニサイド４としてベース
層３に達っしている例である。

【００２１】なお、加硫時における導電ゴム層２の厚さ
方向収縮率が他の押出しトレッドゴムの厚さ方向収縮率
よりも大きくとも、図５に示すように、トレッドゴム押
出し時に導電ゴム層２のところだけ口金の厚さを大きく
しておくことにより、所期の目的を達成し得るタイヤを
製造することができる。

【００２２】次に、本発明の空気入りタイヤの一実施形
態の構造について具体的に説明する。図１は、キャップ
／ベース構造のトレッドである。本発明の空気入りタイ
ヤは、図１に示すように、前記導電ゴム層２が、固有抵
抗値が１０^８Ω・ｃｍ以上であるタイヤトレッドのキャ
ップ層１に踏面からベース層３に達するまで周方向に連
続的に連なって存在する。

【００２３】かかる導電ゴム層は、トレッド幅Ｗの方向
に対し、その中心Ｘが次式、Ｗ／４≦Ｘ≦３Ｗ／４で表される範囲内にある。ＸがＷ／４以上３Ｗ／４以下
の範囲内にあると、導電ゴム層が接地領域内に確実に入
ることになり、十分な帯電防止効果が得られる。

【００２４】また、導電ゴム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、０．５ｍｍ以上、より
好ましくは１．０〜２．０ｍｍである。この厚さが０．
５ｍｍ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。一方、４．０ｍｍを超えるとタイヤの転がり抵
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。

【００２５】

【実施例】以下に、本発明を実施例、従来例および比較
例に基づき具体的に説明する。下記の表１〜２に示す配
合処方に従い、空気入りラジアルタイヤのトレッドキャ
ップゴムおよび導電ゴム層に用いるゴム組成物を夫々調
製した。

【００２６】（表１：トレッドキャップゴム）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

【００２７】（表２：導電ゴム）ゴム組成物天然ゴム４０（重量部）スチレンブタジエンゴム^＊８６０カーボンブラック（Ｎ１３４）^＊９６０アロマオイル１５ＺｎＯ２老化防止剤 ^＊１０１加硫促進剤（ＤＰＧ）０．２加硫促進剤（ＮＳ）^＊１１０．８硫黄１．５＊８日本合成ゴム（株）製ＳＢＲ１５００＊９Ｎ_２ＳＡ：１４６ｍ^２／ｇＤＢＰ：１２７ｍｌ／１００ｇ＊１０Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ´−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン＊１１Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド

【００２８】得られた導電ゴムを図１に示す如く導電ゴ
ム層２として用いて、サイズ１９５／６５Ｒ１５の空気
入りラジアルタイヤのキャップ層１のＷ／２（トレッド
幅Ｗの２分の１の箇所）の位置にベース層３に達するま
でタイヤ周方向に連続的に配置した（実施例１）。ま
た、同様の導電ゴムを図３に示す如く同サイズの空気入
りラジアルタイヤのＷ／２（トレッド幅Ｗの２分の１の
箇所）の位置にベース層３底部に達するまでタイヤ周方
向に連続的に配した（実施例２）。さらに、同様の導電
ゴムを図４に示す如くミニサイド４として同サイズの空
気入りラジアルタイヤの両サイドにベース層３に達する
までタイヤ周方向に連続的に配置した（実施例３）。加
硫後の新品タイヤにおける導電ゴム層２のゲージは下記
の表３に示す通りである。なお、従来例として導電ゴム
２を挿入しないタイヤを同様にして製造した。また、比
較例として、キャップゴムと導電ゴムとの収縮率の比が
０．９である他は全て実施例１と同様のタイヤを製造し
た。

【００２９】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 ASSOCIATION
OF RUBBER INDUSTRYのWdK 110 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６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。

【００３０】また、導電層２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７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は厚さである。な
お、図７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。

【００３１】さらに、ゴムの収縮率の測定は、モンサン
ト社の加工性試験機（ＭＰＴ）を使って測定した。新品
時および５０％摩耗時の抵抗値を下記の表３に示す。

【００３２】（表３）

【００３３】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の空気
入りラジアルタイヤにおいては、特定の固有抵抗値およ
び特定の物性を有する導電ゴム層を、キャップ／ベース
構造とした空気入りラジアルタイヤの所定の箇所に適用
して通電経路を形成せしめたことにより、耐摩耗性や低
燃費性能を損なうことなく、走行末期まで帯電防止効果
が良好に確保された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例空気入りタイヤのトレッドを示す
断面図である。

【図２】空気入りタイヤのトレッドに挿入した導電ゴム
の加硫時における変化を示す説明図である。

【図３】本発明の他の一例空気入りタイヤのトレッドを
示す断面図である。

【図４】本発明の更に他の一例空気入りタイヤのトレッ
ドを示す断面図である。

【図５】帯電防止を目的とする空気入りタイヤ製法を示
す説明図である。

【図６】実施例で使用した固有抵抗値測定装置の概略図
である。

【図７】円盤状サンプルの電気抵抗値Ｒの測定法を示す
説明図である。

【符号の説明】

１キャップ層２導電ゴム層３ベース層４ミニサイド１１タイヤ１２鋼板１３絶縁板１４ハイレジスタンスメーター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】製品タイヤの環状トレッドの幅方向の一
部に、トレッド表面に露出してタイヤ接地面と通電経路
を形成する固有抵抗値が１０^６Ω・ｃｍ以下の導電ゴム
層が、タイヤ周方向に連続して／または断続して存在
し、加硫時における前記導電ゴム層の厚さ方向収縮率が
他の押出しトレッドゴムの厚さ方向収縮率と等しいかま
たは小さいことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】製品タイヤの環状トレッドの幅方向の一
部に、トレッド表面に露出してタイヤ接地面と通電経路
を形成する固有抵抗値が１０^６Ω・ｃｍ以下の導電ゴム
層がタイヤ周方向に連続して／または断続して存在し、
加硫時における前記導電ゴム層の幅方向収縮率が他の押
出しトレッドゴムの幅方向収縮率と等しいかまたは大き
いことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項３】前記環状トレッドは、タイヤ踏面側のキ
ャップ層とその内側に隣接するベース層とからなる２層
構造を有し、該キャップ層は固有抵抗値１０^８Ω・ｃｍ
以上のゴムからなる請求項１または２記載の空気入りタ
イヤ。
【請求項４】前記導電ゴム層の厚さ方向収縮率が前記
キャップ層の厚さ方向収縮率よりも小さい請求項３記載
の空気入りタイヤ。
【請求項５】前記導電ゴム層は、トレッド幅Ｗ方向に
関し、その中心Ｘが次式、Ｗ／４≦Ｘ≦３Ｗ／４で表される範囲に位置する請求項１〜４のうちいずれか
一項記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】前記導電ゴム層のトレッド幅Ｗ方向に沿
う幅が０．５〜２．０ｍｍである請求項１〜５のうちい
ずれか一項記載の空気入りタイヤ。