JP2013006571A

JP2013006571A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2013006571A
Application number: JP2011142216A
Authority: JP
Inventors: Takao Wada; 孝雄和田; Takayuki Hattori; 高幸服部
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2013-01-10

Abstract

【課題】タイヤ走行時にタイヤ接地面やタイヤがリムとの接触する領域に発生する静電気の蓄積を防止し、かつ転がり抵抗がさらに低減された空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】空気入りタイヤは、クリンチと接続し、カーカスとサイドウォール部との間に配置されたサイドウォール内側導電層と、サイドウォール内側導電層と接続し、ブレーカーとトレッド部との間に配置されたトレッド内側導電層と、トレッド内側導電層と接続し、トレッド部の表面に露出するように配置された通電部とを備え、トレッド内側導電層に用いられるゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対し、充填剤として、シリカ１０〜５０質量部と、ＤＢＰ吸油量が１２０ｃｍ³／１００ｇ以上であり、かつＮ₂ＳＡが１５０ｍ²／ｇ以上および／または揮発分が１．０質量％以下のカーボンブラック９．５〜２５質量部とを含有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、より詳しくはタイヤ走行時の静電気発生が軽減され、かつ転がり抵抗が低く抑えられた空気入りタイヤに関する。

近年、タイヤの転がり抵抗を低減するとともにウエットグリップ性能を維持する目的で、タイヤのたとえばトレッド部、さらに他の部材としてブレーカーやサイドウォール部にもシリカを用いる方法が種々提案されている。しかし、シリカが多量に配合された場合、タイヤの電気抵抗が高くなるため、たとえば車両の燃料補給時に静電気によるスパークが発生して燃料に引火するおそれがあり、使用時の安全性に問題がある。そこで転がり抵抗を低減し、ウエットグリップ性能を維持しながら、静電気の発生を防止することが可能なタイヤの供給が要求されている。

特許文献１には、タイヤの導電性を向上させるため、タイヤのトレッド部からサイドウォール部のタイヤ表面に、導電性を有する薄膜を形成することが開示されている。この構成では、走行により薄膜が摩滅した場合、タイヤの導電性が失われてしまう。

特許文献２には、トレッドの接地面の端縁にシートを配置し、このシートとウイングゴム、サイドウォールおよびクリンチゴムを連続して配置し、これらを導電性ゴムで形成することで、タイヤの導電性を高めることが開示されている。このタイヤでは、トレッド以外のウイングゴムやサイドウォールに導電性を有するカーボンブラックを添加し、導電性ゴムとしているため、転がり抵抗の低減には限度がある。

特許文献３には、一次粒子径が２０ｎｍ以上、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が１２０ｍｌ／１００ｇ以下およびセチルトリメチルアンモニウムブロマイド（ＣＴＡＢ）表面積が１３０ｍ²／ｇ以下のカーボンブラック５〜５０重量部と、ＤＢＰ吸油量が２００ｍｌ／１００ｇ以上、ＢＥＴ窒素吸着比表面積が１８０ｍ²／ｇ以下の沈降性シリカ１０〜６０重量部とを配合したサイドウォール用ゴム組成物を用いることで、電気抵抗の増大を抑制し、タイヤの転がり抵抗を低減することが開示されている。このタイヤではトレッドとスチールベルトゴム層とケースゴム層とを導電性ゴムとしているため、特許文献２と同様に、転がり抵抗の低減には改善の余地がある。

特許文献４には、シリカを補強剤として用いたタイヤトレッドにおいて、導電性の低下を防止するために、トレッドの表面から底面まで延びる導電性ストリップを配置することが開示されている。

しかし、上述した従来のタイヤには、転がり抵抗の低減と導電性とを高いレベルで両立させるという点で改善の余地があった。そこで、本発明者らは、リムまたはクリンチから、サイドウォールの内側を通り、さらにトレッド内部を通ってトレッド表面に至る導電性ゴム層をタイヤに配設することで、導電性ゴム層によってタイヤの導電性を維持しながら、トレッドゴムやサイドウォールゴムを転がり抵抗の低い配合とし、転がり抵抗の低減と導電性とを両立することを特許文献５で提案した。

特開平８−２３０４０７号公報特開２０００−１９０７０９号公報特開平１０−３６５５９号公報特開平８−３４２０４号公報特開２００７−８２６９号公報

本発明は、上述した導電性ゴム層を有するタイヤをさらに改良した発明であり、タイヤ走行時にタイヤ接地面やタイヤがリムと接触する領域に発生する静電気の蓄積を防止し、かつ転がり抵抗がさらに低減された空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、トレッド部と、サイドウォール部と、ビード部と、前記トレッド部と前記サイドウォール部のタイヤの径方向内側を通り、前記ビード部に至るように配置されたカーカスと、前記トレッド部と前記カーカスとの間に配置されたブレーカーとを備え、前記ビード部がリムに当接する領域にクリンチを備えた空気入りタイヤであって、さらに、前記クリンチと接続し、前記カーカスと前記サイドウォール部との間に配置されたサイドウォール内側導電層と、前記サイドウォール内側導電層と接続し、前記ブレーカーと前記トレッド部との間に配置されたトレッド内側導電層と、前記トレッド内側導電層と接続し、前記トレッド部の表面に露出するように配置された通電部とを備え、前記トレッド内側導電層が０．６ｍｍ以上の厚さを有し、前記トレッド部、前記ブレーカーおよび前記サイドウォール部を形成するゴムの体積固有抵抗値が、いずれも１×１０⁸Ω・ｃｍ以上であり、前記クリンチ、前記サイドウォール内側導電層、前記トレッド内側導電層および前記通電部を形成するゴムの体積固有抵抗値が、いずれも１×１０⁸Ω・ｃｍ未満であり、前記トレッド内側導電層に用いられるゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対し、充填剤として、シリカ１０〜５０質量部と、ジブチルフタレート吸油量が１２０ｃｍ³／１００ｇ以上であり、かつ窒素吸着比表面積が１５０ｍ²／ｇ以上および／または揮発分が１．０質量％以下のカーボンブラック９．５〜２５質量部とを含有する空気入りタイヤに関する。

本発明の空気入りタイヤは、タイヤ走行時にタイヤ接地面やタイヤがリムと接触する領域に発生する静電気の蓄積を防止することができるので、車両の燃料補給時に静電気によるスパークが発生して燃料に引火するおそれがなく安全である。また、転がり抵抗を低減することができるので、低燃費性がさらに改善される。

本発明の実施の形態による空気入りタイヤの断面の一部を示した概略図である。本発明の第２の実施の形態による空気入りタイヤの断面の一部を示した概略図である。本発明の第３の実施の形態による空気入りタイヤの断面の一部を示した概略図である。

本発明の空気入りタイヤの基本構造について、添付図面に沿って詳細に説明する。

第１の実施の形態による空気入りタイヤＴは、図１に示されるように、トレッド部１と、サイドウォール部３と、ビード部４と、トレッド部１とサイドウォール部３のタイヤの径方向内側を通り、ビード部４に至るように配置されたカーカス７と、トレッド部１とカーカス７との間に配置されたブレーカー２とを備える。カーカス７の両端は、ビード部４に配置された一対のビードコア５に沿って折り返されて係止されている。ブレーカー２の外側にはジョイントレス構造を有するバンド８が配置されている。

ビード部４は、リムＲと当接する領域にクリンチ１０を備える。クリンチ１０は、後述するサイドウォール内側導電層９と接続し、タイヤＴ内部に蓄積した静電気を接地面に放出する役割を担う。ビード部４にはまた、ビードコア５の上辺からサイドウォール部３の方に延びるビードエーペックス６が形成されている。

また、タイヤＴは、クリンチ１０と接続し、カーカス７とサイドウォール部３との間に配置されたサイドウォール内側導電層９と、サイドウォール内側導電層９と接続し、ブレーカー２とトレッド部１との間に配置されたトレッド内側導電層１２と、トレッド内側導電層１２と接続し、トレッド部１の表面に露出するように配置された通電部１１とを備える。クリンチ１０とサイドウォール内側導電層９とトレッド内側導電層１２と通電部１１は、体積固有抵抗値が１×１０⁸Ω・ｃｍ未満の導電性ゴムによって形成され、電気の通路となる。これによって、駆動機構で発生し、リムＲを介してタイヤＴの内部に蓄積された静電気は、上記導電性ゴムを通ってトレッド１の接地面から路面に放出される。

サイドウォール内側導電層９の厚さは、タイヤの転がり抵抗を低減するという観点から、好ましくは０．２ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上、最も好ましくは０．５ｍｍ以上であり、好ましくは３．０ｍｍ以下、より好ましくは２．０ｍｍ以下、最も好ましくは１．５ｍｍ以下である。なお、本発明における層の厚さは最小厚さである。

トレッド内側導電層１２は、サイドウォール内側導電層９の上端に接続されて、ブレーカー２の外側に配置されたバンド８とトレッド部１との間に配置されている。本実施の形態では、トレッド内側導電層１２は、サイドウォール内側導電層９の上端に直接接続されているが、サイドウォール内側導電層９との間に、体積固有抵抗値が１×１０⁸Ω・ｃｍ未満の導電性ゴムからなる部材を介在させて間接的にサイドウォール内側導電層９と接続するよう構成しても良い。このように構成することによってもタイヤの導電性を維持し、静電気の蓄積を防止することができ、また、押出成形方法の自由度が増し、自由な形状設計が可能となる。

また、トレッド内側導電層１２は、本実施の形態では１層構造であるが、これに限定されるものではなく、複数の層からなるものであっても良く、１層または２層構造とすることが好ましい。２層の場合、上層を転がり抵抗の低い層とし、下層を導電性ゴム層とすることが好ましく、その場合、下層がサイドウォール内側導電層９および通電部１１に接続する。

トレッド内側導電層１２の厚さは、タイヤの転がり抵抗を低減し、タイヤの導電性を維持するため、０．６ｍｍ以上であり、好ましくは０．８ｍｍ以上、より好ましくは１．０ｍｍ以上であり、好ましくは４．０ｍｍ以下、より好ましくは３．７ｍｍ以下、最も好ましくは３．４ｍｍ以下である。

通電部１１はトレッド部１の上端から下端までを貫通しており、その一端はトレッド接地面に露出し、他端はトレッド内側導電層１２に接続されていることが好ましい。これによって、走行時に発生した空気入りタイヤの静電気を、サイドウォール内側導電層９、トレッド内側導電層１２から接地面に放出することができる。また、通電部１１はトレッド部１およびトレッド内側導電層１２の両方を貫通するよう配置しても良い。

通電部１１は、本実施の形態では図１に示されるように、トレッド部１を貫通するようにその中央近傍の１箇所に配設されているが、これに限定されるものではなく、複数の通電部１１をトレッド部１内に配設しても良い。また、通電部１１はタイヤＴの周方向に連続した層として形成することが好ましいが、タイヤＴの周方向に断続的に形成しても良い。

また、通電部１１は、図２に示されるように、第２の実施の形態として、トレッド部１の側端近傍、好ましくは両端近傍にてトレッド部１の上端から下端までを貫通し、トレッド接地面に露出するよう配置しても良い。また、図３に示されるように、第３の実施の形態として、トレッド部１の側端、好ましくは両端からトレッド接地面に至る領域を通電部１１で形成しても良い。

通電部１１のタイヤＴの幅方向の幅Ｗは、特に限定されないが、タイヤの導電性を維持するため、好ましくは０．２ｍｍ以上、より好ましくは０．９ｍｍ以上であり、トレッド部１の接地特性を損なわないため、好ましくは１０ｍｍ以下、より好ましくは１．５ｍｍ以下である。

次に、トレッド部、サイドウォール部およびブレーカーに用いられるゴム組成物について説明する。上記ゴム組成物は、ゴム成分と充填剤を含有する。

ゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、脱蛋白天然ゴム、ジエン系合成ゴムなどのジエン系ゴムが挙げられる。ジエン系合成ゴムとしては、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などが挙げられる。エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）とは、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）に第三ジエン成分を含むゴムのことである。第三ジエン成分としては、たとえば炭素数５〜２０の非共役ジエンが挙げられ、１，４−ペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、１，５−ヘキサジエン、２，５−ジメチル−１，５−ヘキサジエンおよび１，４−オクタジエンや、１，４−シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエンなどの環状ジエン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、５−ブチリデン−２−ノルボルネン、２−メタリル−５−ノルボルネンおよび２−イソプロペニル−５−ノルボルネンなどのアルケニルノルボルネンなどが挙げられ、中でも、ジシクロペンタジエン、５−エチリデン−２−ノルボルネンなどが好ましい。これらのゴム成分は単独または２種以上を混合して用いることができる。中でもジエン系ゴムを用いることが好ましい。ジエン系ゴムの中では、特にトレッド部のゴム成分としてはＳＢＲが好ましく、サイドウォール部およびブレーカーのゴム成分としてはＮＲが好ましい。

充填剤としては、シリカ、カーボンブラック、クレー、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化チタンなどが挙げられ、これらは単独または２種以上を混合して用いることができる。中でも、タイヤの転がり抵抗を低減し、石油資源由来のカーボンブラックに比べ環境問題の点で優れ、かつタイヤの耐久性およびゴムの加工性などの基本特性を維持する観点から、シリカが好ましい。

シリカとしては、たとえば乾式法ホワイトカーボン、湿式法ホワイトカーボン、コロイダルシリカなどが挙げられる。中でも含水ケイ酸を主成分とする湿式法ホワイトカーボンが好ましい。

シリカの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）は、特に限定されないが、好ましくは１００〜３００ｍ²／ｇ、より好ましくは１５０〜２５０ｍ²／ｇである。シリカのＮ₂ＳＡが１００ｍ²／ｇ以上であることにより、充分な補強効果が得られ、タイヤの耐摩耗性が向上する。一方、Ｎ₂ＳＡが３００ｍ²／ｇ以下であることにより、ゴム製造時の加工性に優れ、タイヤの操縦安定性にも優れる。なお、Ｎ₂ＳＡは、ＡＳＴＭＤ３０３７−８１に準じてＢＥＴ法で測定される。

また、タイヤの転がり抵抗を低減するため、充填剤のうち５０質量％以上がシリカであることが好ましい。充填剤のうちシリカが占める割合は、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上である。充填剤のすべてがシリカであっても良いが、得られるゴムの導電性や機械的強度を調整する目的で他の充填剤を併用することが好ましい。

シリカの含有量は、耐摩耗性と低転がり抵抗性を両立する観点から、ゴム成分１００質量部に対して好ましくは５質量部以上、より好ましくは１０質量部以上、最も好ましくは５０質量部以上である。また、ゴムの製造時における未加硫ゴム組成物の粘度上昇による加工性の低下やコストの過度な上昇を防止する観点から、好ましくは１００質量部以下、より好ましくは９０質量部以下、最も好ましくは８０質量部以下である。

ゴム組成物にシリカを配合する場合には、シランカップリング剤を含有させることが好ましい。シランカップリング剤としては、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。

また、シランカップリング剤は含硫黄シランカップリング剤であることが好ましい。含硫黄シランカップリング剤としては、３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイル−テトラスルフィド、トリメトキシシリルプロピル−メルカプトベンゾチアゾールテトラスルフィド、トリエトキシシリルプロピル−メタクリレート−モノスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイル−テトラスルフィド、ビス−［３−（トリエトキシシリル）−プロピル］テトラスルフィド、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。

シランカップリング剤の含有量は、タイヤの耐摩耗性および操縦安定性を向上させる観点から、シリカ１００質量部に対して１質量部以上であることが好ましく、また、ゴムの混練性および押出工程での焼け（スコーチ）の発生を防止する観点から２０質量部以下であることが好ましい。

本発明では、用途に応じてその他のカップリング剤、たとえばアルミネート系カップリング剤、チタン系カップリング剤を単独またはシランカップリング剤と組み合わせて使用することも可能である。

上記ゴム組成物には、上述した成分のほかに、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、スコーチ防止剤、発泡剤などを添加することができる。

加硫剤としては、有機過酸化物または硫黄系加硫剤を使用できる。有機過酸化物としては、たとえばベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３あるいは１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシプロピル）ベンゼン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−ジイソプロピルベンゼン、ｔ−ブチルパーオキシベンゼン、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシロキサン、ｎ−ブチル−４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシバレレートなどが挙げられる。中でも、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゼンおよびジ−ｔ−ブチルパーオキシ−ジイソプロピルベンゼンが好ましい。また、硫黄系加硫剤としては、たとえば硫黄、モルホリンジスルフィドなどを使用することができる。中でも硫黄が好ましい。

加硫促進剤としては、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド−アミン系、アルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、またはキサンテート系加硫促進剤などが挙げられる。

老化防止剤としては、アミン系、フェノール系、イミダゾール系の化合物や、カルバミン酸金属塩、ワックスなどを適宜選択して使用することができる。

また、練り加工性を一層向上させるために軟化剤を併用しても良い。軟化剤としては、プロセスオイル、潤滑油、パラフィン、流動パラフィン、石油アスファルト、ワセリンなどの石油系軟化剤、ヒマシ油、アマニ油、ナタネ油、ヤシ油などの脂肪油系軟化剤、トール油、サブ、蜜ロウ、カルナバロウ、ラノリンなどのワックス類、リノール酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ラウリン酸などの脂肪酸などが挙げられる。

可塑剤としては、ＤＭＰ（フタル酸ジメチル）、ＤＥＰ（フタル酸ジエチル）、ＤＢＰ（フタル酸ジブチル）、ＤＨＰ（フタル酸ジヘプチル）、ＤＯＰ（フタル酸ジオクチル）、ＤＩＮＰ（フタル酸ジイソノニル）、ＤＩＤＰ（フタル酸ジイソデシル）、ＢＢＰ（フタル酸ブチルベンジル）、ＤＬＰ（フタル酸ジラウリル）、ＤＣＨＰ（フタル酸ジシクロヘキシル）、無水ヒドロフタル酸エステル、ＤＯＺ（アゼライン酸ジ−２−エチルヘキシル）、ＤＢＳ（セバシン酸ジブチル）、ＤＯＳ（セバシン酸ジオクチル）、クエン酸アセチルトリエチル、クエン酸アセチルトリブチル、ＤＢＭ（マレイン酸ジブチル）、ＤＯＭ（マレイン酸−２−エチルヘキシル）、ＤＢＦ（フマル酸ジブチル）などが挙げられる。

スコーチを防止または遅延させるためのスコーチ防止剤としては、たとえば無水フタル酸、サリチル酸、安息香酸などの有機酸、Ｎ−ニトロソジフェニルアミンなどのニトロソ化合物、Ｎ−シクロヘキシルチオフタルイミドなどを使用することができる。

上記ゴム組成物から作製されるトレッドゴム、サイドウォールゴム、ブレーカーゴムの体積固有抵抗値は、いずれも１×１０⁸Ω・ｃｍ以上に設定される。なお、本発明において、ゴム（ゴム組成物）の体積固有抵抗値とは、温度２５℃、相対湿度５０％の条件下で印加電圧５００Ｖとし、それ以外はＪＩＳＫ６２７１に準拠して測定した体積固有抵抗値をいう。

次に、トレッド内側導電層に用いられるゴム組成物（以下、導電性ゴム組成物ともいう）について説明する。上記導電性ゴム組成物は、ゴム成分と充填剤を含有する。

導電性ゴム組成物のゴム成分としては、上述したトレッド部、サイドウォール部およびブレーカー用ゴム組成物に用いるものと同じものが挙げられる。中でも、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、脱蛋白天然ゴムなどのジエン系ゴムが好ましい。

導電性ゴム組成物は、充填剤としてシリカを含有する。シリカとしては、上述したトレッド部、サイドウォール部およびブレーカー用ゴム組成物に用いるものと同じものが挙げられる。シリカの含有量は、導電性を維持し、転がり抵抗を低減する観点から、ゴム成分１００質量部に対して１０〜５０質量部、好ましくは１２〜４８質量部、より好ましくは１４〜４６質量部の範囲内である。

また、導電性ゴム組成物は、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が１２０ｃｍ³／１００ｇ以上であり、かつ窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が１５０ｍ²／ｇ以上および／または揮発分が１．０質量％以下の導電性カーボンブラックを配合する。この導電性カーボンブラックは、それ自体で転がり抵抗の低減作用を有し、また、少量で導電効果を有し、ゴムの硬さを高めることができるので、同じ硬さにしたときにカーボンブラックの配合量を減らし、転がり抵抗の低減に有利なシリカの配合量を増やすことができる。よって、導電性カーボンブラックを使用することで、より転がり抵抗を低減することができる。

導電性カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、導電性が向上するだけでなく、転がり抵抗の指標であるｔａｎδを低減し、硬度を高めることができるという理由から、１２０ｃｍ³／１００ｇ以上であり、好ましくは１６０ｃｍ³／１００ｇ以上、より好ましくは２００ｃｍ³／１００ｇ以上、最も好ましくは３００ｃｍ³／１００ｇ以上である。

カーボンブラックは、Ｎ₂ＳＡが高いと一般に導電性が向上する。特に表面に細孔を多く形成したものは、導電性がさらに向上し、カーボンブラックのＮ₂ＳＡもより高くなる傾向がある。そのような理由から、導電性カーボンブラックのＮ₂ＳＡは、好ましくは５０ｍ²／ｇ以上、より好ましくは１００ｍ²／ｇ以上、最も好ましくは１５０ｍ²／ｇ以上である。

一方、カーボンブラックの表面に官能基が少なく、炭素が多くなるほど導電性に優れ、同時にカーボンブラックの揮発分は低下する傾向があるため、揮発分の低下を導電性向上の指標とすることができる。この観点から、導電性カーボンブラックの揮発分は、好ましくは１．０質量％以下、より好ましくは０．７質量％以下、最も好ましくは０．５質量％以下である。

導電性カーボンブラックの含有量は、ゴムの導電性を高めるため、ゴム成分１００質量部に対して９．５質量部以上、好ましくは１０質量部以上、より好ましくは１１質量部以上であり、また、シリカの配合比率を高め、転がり抵抗を低減するという観点から、２５質量部以下、好ましくは２２．５質量部以下、より好ましくは２０質量部以下である。

そのほか、導電性ゴム組成物には、上述したシランカップリング剤やその他のカップリング剤、加硫剤、加硫促進剤、軟化剤、可塑剤、老化防止剤、発泡剤およびスコーチ防止剤などを添加することができる。

上述した導電性ゴム組成物から作製される導電性ゴムの体積固有抵抗値は、導電性を向上するため、１×１０⁸Ω・ｃｍ未満に設定され、好ましくは１×１０⁷Ω・ｃｍ未満、より好ましくは１×１０⁶Ω・ｃｍ未満に設定される。

サイドウォール内側導電層に用いられるゴム組成物は、得られるゴムの体積固有抵抗値を１×１０⁸Ω・ｃｍ未満に設定することができるものであれば特に限定されないが、導電性を付与し、耐久性を維持するため、好ましくは、ＮＲ、ＢＲなどのゴム成分１００質量部に対して、前述のシリカ１０〜５０質量部、導電性カーボンブラック９．５〜２５質量部および／または導電性カーボンブラック以外のカーボンブラック２０質量部以上、より好ましくは２５質量部超を含有し、より好ましくは、シリカ１２〜４８質量部、導電性カーボンブラック１１〜２２質量部を含有する。その他、上述したシランカップリング剤やその他のカップリング剤、加硫剤、加硫促進剤、軟化剤、可塑剤、老化防止剤、発泡剤およびスコーチ防止剤などを添加することができる。

通電部に用いられるゴム組成物は、得られるゴムの体積固有抵抗値を１×１０⁸Ω・ｃｍ未満に設定することができるものであれば特に限定されないが、導電性を付与し、接地特性を改善するため、好ましくは、ＮＲ、ＢＲ、ＳＢＲなどのゴム成分１００質量部に対して、前述のシリカ１０〜５０質量部、導電性カーボンブラック９．５〜２５質量部および／または導電性カーボンブラック以外のカーボンブラック２０質量部以上、より好ましくは２５質量部超を含有し、より好ましくはシリカ１２〜４８質量部を含有する。その他、上述したシランカップリング剤やその他のカップリング剤、加硫剤、加硫促進剤、軟化剤、可塑剤、老化防止剤、発泡剤およびスコーチ防止剤などを添加することができる。

クリンチに用いられるゴム組成物は、得られるゴムの体積固有抵抗値を１×１０⁸Ω・ｃｍ未満に設定することができるものであれば特に限定されないが、導電性を付与し、クリンチゴムに要求される耐摩耗性、剛性および硬度を満足するため、好ましくは、ＮＲ、ＢＲなどのゴム成分１００質量部に対して、前述のシリカ３〜８０質量部、導電性カーボンブラック９．５〜２５質量部および／または導電性カーボンブラック以外のカーボンブラック２０質量部以上、より好ましくは２５質量部超を含有し、より好ましくは、シリカ５〜７５質量部、導電性カーボンブラック１１〜２２質量部を含有する。その他、上述したシランカップリング剤やその他のカップリング剤、加硫剤、加硫促進剤、軟化剤、可塑剤、老化防止剤、発泡剤およびスコーチ防止剤などを添加することができる。

本発明のゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどでゴム成分、必要に応じてその他の配合剤を混練りし、その後加硫することにより、ゴム組成物を製造することができる。

また、本発明の空気入りタイヤは、トレッド内側導電層をトレッド部と一体押出、別押出、トレッド内側導電層と接するゴム層とも一体押出、または別貼りすることにより、サイドウォール内側導電層をサイドウォール部と一体押出、別押出、サイドウォール部と別にシート作成することにより、通電部をトレッド部と一体押出または別押出することにより製造することができる。

このようにして得られた本発明の空気入りタイヤは、体積固有抵抗値が１×１０⁸Ω・ｃｍ未満、好ましくは１×１０⁷Ω・ｃｍ以下となり、タイヤの導電性を高いレベルに維持することができる。なお、本発明において、タイヤの体積固有抵抗値とは、タイヤを正規リムに装着し、規定内圧２００ｋＰａを充填して、荷重４．７ｋＮで鉄板にトレッド部を接地させ、印加電圧１００Ｖにおいてタイヤリム部と鉄板との間の電気抵抗値を測定した値をいう。

本発明の空気入りタイヤは、乗用車用、トラック・バス用、重機用など、種々の車両のタイヤとして使用することができる。

以下、実施例に基づき本発明をより詳細に説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。

以下に実施例および比較例において用いた各種薬品をまとめて示す。
天然ゴム（ＮＲ）：ＴＳＲ２０
ブタジエンゴム（ＢＲ）：宇部興産（株）製のＢＲ１５０ＢＰ
溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ−ＳＢＲ）：日本ゼオン（株）製のＮＳ１１６
シリカ：Ｄｅｇｕｓｓａ社製のＶＮ３（Ｎ₂ＳＡ：１７５ｍ²／ｇ）
カーボンブラック１：Ｄｅｇｕｓｓａ社製のＰｒｉｎｔｅｘＸＥ２Ｂ
カーボンブラック２：ケッチェンブラックインターナショナル（株）製のケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ
カーボンブラック３：電気化学工業（株）製のデンカブラック（粒状、アセチレンブラック）
カーボンブラック４：三菱化学（株）製のダイアブラックＩ（Ｎ２２０）
カーボンブラック５：三菱化学（株）製のダイアブラックＡ（Ｎ１１０）
カーボンブラック６：昭和キャボット（株）製のＮ２２０（Ｎ₂ＳＡ：１１１ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量：１１５ｍｌ／１００ｇ）
カーボンブラック７：東海カーボン（株）製のシースト９Ｒ（Ｎ₂ＳＡ：１４０ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量：１１５ｍｌ／１００ｇ）
オイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＡＨ４０
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
シランカップリング剤：Ｄｅｇｕｓｓａ社製のＳｉ６９（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）
老化防止剤：住友化学（株）製のアンチゲン６Ｃ
コバルト塩：ＤＩＣ（株）製のＣＯＳＴ−Ｆ
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸椿
亜鉛華：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛
硫黄：（株）軽井沢製錬製の粉末硫黄
不溶性硫黄：四国化成工業（株）製のミュークロンＯＴ２０
加硫促進剤１：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ−Ｐ
加硫促進剤２：住友化学工業（株）製のソクシノールＤ
加硫促進剤３：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤＺ−Ｇ

カーボンブラック１〜５の特性値を表１に示す。

製造例１〜６および比較製造例１〜７
表２に示す配合成分のうち硫黄および加硫促進剤を除いた成分を、密閉式バンバリーミキサーを用いて１５０℃で４分間混練した後、硫黄および加硫促進剤を加えて９５℃で２分間さらに練り込み、従来法により製造例１〜６および比較製造例１〜７のゴム組成物を調製した。得られたゴム組成物を用いて以下に示す試験を行った。

＜硬度＞
ＪＩＳＫ６２５３「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムの硬さ試験方法」に準拠し、タイプＡデュロメーターにてゴム硬度を測定した。結果を表２に示す。

＜転がり抵抗＞
粘弾性スペクトロメーターＶＥＳ（（株）岩本製作所製）を用いて、温度５０℃、初期歪み１０％、動歪み２％の条件下で各配合のｔａｎδを測定し、比較製造例１のｔａｎδを１００として、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど転がり抵抗が低減される。結果を表２に示す。
（転がり抵抗指数）＝（比較製造例１のｔａｎδ）÷（各配合のｔａｎδ）×１００

＜ゴム組成物の体積固有抵抗値＞
得られたゴム組成物を１５０℃で３０分間加硫成形し、厚さ２ｍｍ、１５ｃｍ×１５ｃｍの試験片を作成し、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製の電気抵抗測定Ｒ８３４０Ａを用いて電圧５００Ｖ、温度２５℃、相対湿度５０％の条件で体積固有抵抗値を測定した。結果を表２に示す。

表２に示されるように、ＤＢＰ吸油量が１１４ｃｍ³／１００ｇのカーボンブラック４を１２質量部配合した比較製造例３，４のゴム組成物は、カーボンブラックの配合量が少ないため、体積固有抵抗を低く設定することができなかった。そこで、カーボンブラックの配合量を増やし、体積固有抵抗（logΩ・ｃｍ）を７未満に設定しようとすると、比較製造例１，２，５に示されるように、シリカの配合量を変化させても、転がり抵抗性の悪化を回避することができなかった。一方、所定量の導電性カーボンブラックを含有する製造例１〜６のゴム組成物は、体積固有抵抗（logΩ・ｃｍ）を７未満に維持しながら、転がり抵抗が低減されたことがわかる。特に、カーボンブラックの種類のみが異なる製造例１と比較製造例３との対比、製造例２と比較製造例４の対比から、導電性カーボンブラックを配合することで転がり抵抗を低減できることがわかる。

実施例１〜４および比較例１〜５
表３の配合番号Ｆに示す配合成分および配合割合のゴム組成物を用いて体積固有抵抗が１×１０⁷Ω・ｃｍ以下の導電性ゴム層を作製し、これを図１のサイドウォール内側導電層９として用いた。なお、表３の配合番号Ｅに示す配合成分および配合割合のゴム組成物も調製し、製造例１と同じ方法により硬度および体積固有抵抗値を測定した。また、表４に示す配合成分および配合割合のゴム組成物をそれぞれ、体積固有抵抗が１×１０⁸Ω・ｃｍ以上のトレッド部１、ブレーカー２およびサイドウォール部３として、体積固有抵抗が１×１０⁷Ω・ｃｍ以下の通電部１１およびクリンチ１０として用いた。なお、これらのゴム組成物の体積固有抵抗値を製造例１と同じ方法により測定した。さらに、表５に示されるように、製造例１，２および比較製造例１，３で調製したゴム組成物（表２の配合番号Ａ〜Ｄ）を用いて導電性ゴム層を作製し、これを図１のトレッド内側導電層１２として用いた。

これらのゴム組成物を密閉式混合機で混練し、押出しカレンダー工程により準備して未加硫タイヤを作製し、それを加硫することにより図１の構造を有するサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤを作製した。具体的には、サイドウォール内側導電層９の厚さが０．８ｍｍであり、トレッド内側導電層１２が表５に示す厚さを有し、通電部１１がタイヤの周方向に連続した層として形成され、タイヤ幅方向の幅Ｗが１．５ｍｍである空気入りタイヤを作製した。得られた空気入りタイヤを用いて以下に示す試験を行った。

＜転がり抵抗＞
作製した空気入りタイヤを正規リムに装着し、規定内圧２００ｋＰａを充填して、ＳＴＬ社製の転がり抵抗試験機を用い、速度８０ｋｍ／ｈ、荷重４．７ｋＮで転がり抵抗を測定した。転がり抵抗の測定値を荷重で除した転がり抵抗係数（ＲＲＣ）を、比較例１の値を１００として、実施例１〜４、比較例２〜５の転がり抵抗を相対値として示した。値が大きいほど転がり抵抗が低減し、性能が向上する。結果を表５に示す。

＜タイヤの体積固有抵抗値＞
作製した空気入りタイヤを正規リムに装着し、規定内圧２００ｋＰａを充填して、荷重４．７ｋＮで鉄板にトレッド部を接地させ、印加電圧１００Ｖにおいてタイヤリム部と鉄板との間の電気抵抗値を測定した。結果を表５に示す。

表５に示されるように、トレッド内側導電層に、所定の特性を有する導電性カーボンブラックを配合した実施例１〜４のタイヤでは、通常のカーボンブラックを配合した比較例１〜４のタイヤと比べて、タイヤの固有抵抗値（logΩ・ｃｍ）を７以下に維持することができ、かつ転がり抵抗が低減されたことがわかる。また、トレッド内側導電層の厚さを０．４ｍｍとした比較例５は、その薄さのため、タイヤの体積固有抵抗値（logΩ・ｃｍ）を７以下にすることができず、転がり抵抗もほとんど低減することができなかった。

本明細書に示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上述した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲および均等の範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Ｔタイヤ
Ｒリム
１トレッド部
２ブレーカー
３サイドウォール部
４ビード部
５ビードコア
６ビードエーペックス
７カーカス
８バンド
９サイドウォール内側導電層
１０クリンチ
１１通電部
１２トレッド内側導電層

Claims

トレッド部と、サイドウォール部と、ビード部と、前記トレッド部と前記サイドウォール部のタイヤの径方向内側を通り、前記ビード部に至るように配置されたカーカスと、前記トレッド部と前記カーカスとの間に配置されたブレーカーとを備え、前記ビード部がリムに当接する領域にクリンチを備えた空気入りタイヤであって、
さらに、前記クリンチと接続し、前記カーカスと前記サイドウォール部との間に配置されたサイドウォール内側導電層と、前記サイドウォール内側導電層と接続し、前記ブレーカーと前記トレッド部との間に配置されたトレッド内側導電層と、前記トレッド内側導電層と接続し、前記トレッド部の表面に露出するように配置された通電部とを備え、前記トレッド内側導電層が０．６ｍｍ以上の厚さを有し、
前記トレッド部、前記ブレーカーおよび前記サイドウォール部を形成するゴムの体積固有抵抗値が、いずれも１×１０⁸Ω・ｃｍ以上であり、前記クリンチ、前記サイドウォール内側導電層、前記トレッド内側導電層および前記通電部を形成するゴムの体積固有抵抗値が、いずれも１×１０⁸Ω・ｃｍ未満であり、
前記トレッド内側導電層に用いられるゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対し、充填剤として、シリカ１０〜５０質量部と、ジブチルフタレート吸油量が１２０ｃｍ³／１００ｇ以上であり、かつ窒素吸着比表面積が１５０ｍ²／ｇ以上および／または揮発分が１．０質量％以下のカーボンブラック９．５〜２５質量部とを含有する空気入りタイヤ。