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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025001801
(43)【公開日】2025-01-09
(54)【発明の名称】キャップトレッドゴム
(51)【国際特許分類】
B60C 1/00 20060101AFI20241226BHJP
B60C 11/00 20060101ALI20241226BHJP
B60C 19/08 20060101ALI20241226BHJP
C08K 3/04 20060101ALI20241226BHJP
C08K 3/36 20060101ALI20241226BHJP
C08L 7/00 20060101ALI20241226BHJP
C08L 9/00 20060101ALI20241226BHJP
C08L 21/00 20060101ALI20241226BHJP
C08L 91/00 20060101ALI20241226BHJP
C08K 5/31 20060101ALI20241226BHJP
【ＦＩ】
B60C1/00 A
B60C11/00 B
B60C19/08
B60C11/00 C
C08K3/04
C08K3/36
C08L7/00
C08L9/00
C08L21/00
C08L91/00
C08K5/31
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023101492
(22)【出願日】2023-06-21
(71)【出願人】
【識別番号】000006714
【氏名又は名称】横浜ゴム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001368
【氏名又は名称】清流国際弁理士法人
(74)【代理人】
【識別番号】100129252
【弁理士】
【氏名又は名称】昼間 孝良
(74)【代理人】
【識別番号】100155033
【弁理士】
【氏名又は名称】境澤 正夫
(72)【発明者】
【氏名】川角 智子
(72)【発明者】
【氏名】相武 慶介
【テーマコード（参考）】
3D131
4J002
【Ｆターム（参考）】
3D131AA03
3D131BA01
3D131BA09
3D131BA12
3D131BA18
3D131BB03
3D131BC01
3D131BC02
3D131BC33
3D131BC35
3D131BC45
3D131BC47
3D131EA01Z
3D131EA02U
3D131EA04Z
4J002AC001
4J002AC011
4J002AC021
4J002AC061
4J002AE052
4J002DA036
4J002DE146
4J002DE236
4J002DJ016
4J002DJ036
4J002DJ046
4J002ER027
4J002FD010
4J002FD016
4J002FD022
4J002FD030
4J002FD140
4J002FD157
4J002GN01
(57)【要約】
【課題】複数のゴムで構成されたキャップトレッドゴムにおいて、各ゴムの物性に基づく効果を発揮しながら、これらゴム間のクラック発生を抑制し、且つ、耐摩耗性能および低燃費性能を改善することを可能にしたキャップトレッドゴムを提供する。
【解決手段】第一トレッドゴムおよび第二トレッドゴムからなるキャップトレッドゴムにおいて、第一トレッドゴムおよび第二トレッドゴムがそれぞれタイヤ周方向に連続して延在するようにタイヤ接地面を構成し、第一トレッドゴムを、イソプレン系ゴムを６０質量％以上含有するジエン系ゴム１００質量部に対して、シリカを４０質量％以上含有する充填剤５０質量部～７０質量部を配合して構成し、第二トレッドゴムを、ゴム成分１００質量部に対して、カーボンブラック４０質量部以上を配合して構成し、且つ未加硫の押出物の状態における発泡率が６％以下であるようにする。
【選択図】図１
【解決手段】第一トレッドゴムおよび第二トレッドゴムからなるキャップトレッドゴムにおいて、第一トレッドゴムおよび第二トレッドゴムがそれぞれタイヤ周方向に連続して延在するようにタイヤ接地面を構成し、第一トレッドゴムを、イソプレン系ゴムを６０質量％以上含有するジエン系ゴム１００質量部に対して、シリカを４０質量％以上含有する充填剤５０質量部～７０質量部を配合して構成し、第二トレッドゴムを、ゴム成分１００質量部に対して、カーボンブラック４０質量部以上を配合して構成し、且つ未加硫の押出物の状態における発泡率が６％以下であるようにする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第一トレッドゴムおよび第二トレッドゴムからなるキャップトレッドゴムであって、
前記第一トレッドゴムおよび前記第二トレッドゴムはそれぞれタイヤ周方向に連続して延在するようにタイヤ接地面を構成し、
前記第一トレッドゴムは、イソプレン系ゴムを６０質量％以上含有するジエン系ゴム１００質量部に対して、シリカを４０質量％以上含有する充填剤５０質量部～７０質量部を配合してなり、
前記第二トレッドゴムは、ゴム成分１００質量部に対してカーボンブラック４０質量部以上を配合してなり、且つ未加硫の押出物の状態における発泡率が６％以下であることを特徴とするキャップトレッドゴム。
前記第一トレッドゴムおよび前記第二トレッドゴムはそれぞれタイヤ周方向に連続して延在するようにタイヤ接地面を構成し、
前記第一トレッドゴムは、イソプレン系ゴムを６０質量％以上含有するジエン系ゴム１００質量部に対して、シリカを４０質量％以上含有する充填剤５０質量部～７０質量部を配合してなり、
前記第二トレッドゴムは、ゴム成分１００質量部に対してカーボンブラック４０質量部以上を配合してなり、且つ未加硫の押出物の状態における発泡率が６％以下であることを特徴とするキャップトレッドゴム。
【請求項2】
前記第一トレッドゴムが加硫促進剤としてグアニジン系加硫促進剤を含有し、前記グアニジン系加硫促進剤の配合量が前記ジエン系ゴム１００質量部に対して０．１質量部以上であることを特徴とする請求項１に記載のキャップトレッドゴム。
【請求項3】
前記第一トレッドゴムにおける前記シリカの配合量が前記ジエン系ゴム１００質量部に対して５０質量部以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のキャップトレッドゴム。
【請求項4】
前記第二トレッドゴムの硬度が６２以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のキャップトレッドゴム。
【請求項5】
前記第二トレッドゴムがプロセスオイルを含有し、前記プロセスオイルの配合量が前記ゴム成分１００質量部に対して１０質量部以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のキャップトレッドゴム。
【請求項6】
請求項１または２に記載のキャップトレッドゴムをキャップトレッド層に用いたことを特徴とするタイヤ。
【請求項7】
前記第二トレッドゴムが前記第一トレッドゴムのタイヤ幅方向の一部に局所的に配置され、タイヤ子午線断面における前記第二トレッドゴムの断面積が前記キャップトレッド層の断面積の０．１％～３％であることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、主として重荷重タイヤのトレッド部を構成するキャップトレッドゴムに関する。
【背景技術】
【0002】
トラックやバス等の車両に使用されるタイヤ（重荷重タイヤ）は、乗用車用タイヤに比べてタイヤに負荷される荷重が大きいため、耐摩耗性能に優れることが重要視される。その一方で、地球環境問題への関心の高まりに伴い、重荷重用タイヤにおいても環境規制が厳しくなっており、低燃費性能の更なる改善が求められている。そのため、例えば特許文献１は、天然ゴムを主体とするゴム成分にシリカを配合し、且つ、特定のシランカップリング剤を配合することでシリカの分散を良好にして、耐摩耗性能に加えて低燃費性能を改善することを提案している。
【0003】
一方で、タイヤ接地面を構成するキャップトレッドゴムの一部を物性の異なる他のゴムに置き換えて、他のゴムの物性に基づくタイヤ性能を付加することが試みられている。例えば特許文献２は、キャップトレッドのタイヤ幅方向の一部に、キャップトレッドを貫通してタイヤ接地面に露出する導電ゴムからなる所謂アーストレッドが設けられている。このようなアーストレッドを備えたタイヤは、車両走行時に車両に発生する静電気を、ベルト層からアーストレッドを介して路面に放出し、車両の帯電を抑制することができる。
【0004】
しかしながら、上述のようにキャップトレッドゴムの一部を物性の異なる他のゴムに置き換える場合、キャップトレッドゴムの主要部を構成するゴムと他のゴムとの間の接着性が確保できないと、これらゴムの界面にクラックが発生して外観異常が生じやすくなったり、タイヤの耐久性が低下する虞がある。そのため、前述の重荷重タイヤにおいてキャップトレッドゴムの一部を物性の異なる他のゴム（例えばアーストレッド）に置き換えながら、重荷重タイヤに求められる優れた耐摩耗性能を確保することは困難であった。従って、複数のゴムで構成されたキャップトレッドゴムにおいて、各ゴムの物性に基づく効果を発揮しながら、これらゴム間のクラック発生を抑制し、且つ、耐摩耗性能および低燃費性能を改善するための対策が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１９‐０５６０６８号公報
【特許文献2】特開２０１９‐０１８７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、複数のゴムで構成されたキャップトレッドゴムにおいて、各ゴムの物性に基づく効果を発揮しながら、これらゴム間のクラック発生を抑制し、且つ、耐摩耗性能および低燃費性能を改善することを可能にしたキャップトレッドゴムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成する本発明のキャップトレッドゴムは、第一トレッドゴムおよび第二トレッドゴムからなるキャップトレッドゴムであって、前記第一トレッドゴムおよび前記第二トレッドゴムはそれぞれタイヤ周方向に連続して延在するようにタイヤ接地面を構成し、前記第一トレッドゴムは、イソプレン系ゴムを６０質量％以上含有するジエン系ゴム１００質量部に対して、シリカを４０質量％以上含有する充填剤５０質量部～７０質量部を配合してなり、前記第二トレッドゴムは、ゴム成分１００質量部に対して、カーボンブラック４０質量部以上を配合してなり、且つ未加硫の押出物の状態における発泡率が６％以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明のキャップトレッドゴムは、上述のように第一トレッドゴムおよび第二トレッドゴムで構成され、これら第一トレッドゴムおよび第二トレッドゴムが上述の配合および物性を有するため、第一トレッドゴムによる優れた耐摩耗性および低燃費性を確保しながら、第二トレッドゴムによる帯電抑制効果を発揮し、且つ、これら第一トレッドゴムおよび第二トレッドゴムの界面におけるクラック発生を抑制し、タイヤの外観異常を防止することができる。
【0009】
本発明のキャップトレッドゴムにおいては、第一トレッドゴムが加硫促進剤としてグアニジン系加硫促進剤を含有し、グアニジン系加硫促進剤の配合量がジエン系ゴム１００質量部に対して０．１質量部以上であることが好ましい。このように第一トレッドゴムが特定の加硫促進剤を十分に含むことで、耐摩耗性と低燃費性能を改善するには有利になる。
【0010】
本発明のキャップトレッドゴムにおいては、第一トレッドゴムにおけるシリカの配合量がジエン系ゴム１００質量部に対して５０質量部以上であることが好ましい。このように第一トレッドゴムがシリカを十分に含むことで、低燃費性能の更なる改善を図ることができる。
【0011】
本発明のキャップトレッドゴムにおいては、第二トレッドゴムの硬度が６２以上であることが好ましい。このように第二トレッドゴムが適度の硬度を有することで、耐摩耗性を向上するには有利になる。
【0012】
本発明のキャップトレッドゴムにおいては、第二トレッドゴムがプロセスオイルを含有し、プロセスオイルの配合量がゴム成分１００質量部に対して１０質量部以上であることが好ましい。このように第二トレッドゴムがプロセスオイルを十分に含むことで、第二トレッドゴムの接着性を向上し、タイヤ耐久性を向上するには有利になる。
【0013】
本発明のキャップトレッドゴムは、タイヤのキャップトレッド層に用いることができる。本発明のキャップトレッドゴムをキャップトレッド層に用いたタイヤは、第一トレッドゴムによる優れた耐摩耗性および低燃費性を確保しながら、第二トレッドゴムによる帯電抑制効果を発揮し、且つ、これら第一トレッドゴムおよび第二トレッドゴムの界面におけるクラック発生を抑制し、タイヤの外観異常を防止することができる。尚、本発明のキャップトレッドゴムを適用するタイヤは、空気入りタイヤであることが好ましいが、非空気式タイヤであってもよい。空気入りタイヤの場合は、その内部に空気、窒素等の不活性ガスまたはその他の気体を充填することができる。
【0014】
このとき、前記第二トレッドゴムが第一トレッドゴムのタイヤ幅方向の一部に局所的に配置され、タイヤ子午線断面における第二トレッドゴムの断面積がキャップトレッド層の断面積の０．１％～３％であることが好ましい。これによりタイヤにおいて第一トレッドゴムおよび第二トレッドゴムがバランスよく配置され、第一トレッドゴムによる低燃費性能、第二トレッドゴムによる帯電抑制効果を高度に両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明のキャップトレッドゴムが用いられるタイヤの一例を示す子午線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【0017】
図１に示すように、本発明のキャップトレッドゴムが用いられるタイヤは、トレッド部１と、このトレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備えている。図１において、符号ＣＬはタイヤ赤道を示す。図１は子午線断面図であるため描写されないが、トレッド部１、サイドウォール部２、ビード部３は、それぞれタイヤ周方向に延在して環状を成しており、これにより空気入りタイヤのトロイダル状の基本構造が構成される。以下、図１を用いた説明は基本的に図示の子午線断面形状に基づくが、各タイヤ構成部材はいずれもタイヤ周方向に延在して環状を成すものである。
【0018】
左右一対のビード部３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りに車両内側から外側に折り返されている。また、ビードコア５の外周上にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４の本体部と折り返し部とにより包み込まれている。一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層（図１では２層）のベルト層７が埋設されている。各ベルト層７は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。これらベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°～４０°の範囲に設定されている。更に、ベルト層７の外周側にはベルト補強層８（ベルト層７の全幅を覆うフルカバー８ａとベルト層７の端部を局所的に覆うエッジカバー８ｂの２層）が設けられている。ベルト補強層８は、タイヤ周方向に配向する有機繊維コードを含む。ベルト補強層８において、有機繊維コードはタイヤ周方向に対する角度が例えば０°～５°に設定されている。
【0019】
トレッド部１におけるカーカス層４の外周側にはトレッドゴム層１１が配され、サイドウォール部２におけるカーカス層４の外周側（タイヤ幅方向外側）にはサイドゴム層１２が配され、ビード部３におけるカーカス層４の外周側（タイヤ幅方向外側）にはリムクッションゴム層１３が配されている。トレッドゴム層１１は、物性の異なる２種類のゴム層（トレッド部１の踏面を構成するキャップトレッド層１１Ｃと、その内周側に配置されたアンダートレッド層１１Ｕ）をタイヤ径方向に積層した構造を有する。
【0020】
本発明のキャップトレッドゴムは、上述のキャップトレッド層１１Ｃに用いられるものである。そのため、本発明が適用されるタイヤは、トレッド部１（トレッドゴム層１１）がキャップトレッド層１１Ｃとアンダートレッド層１１Ｕとで構成されていれば、他の部位の基本構造は上述の構造に限定されるものではない。
【0021】
本発明のキャップトレッドゴムは、第一トレッドゴムＣ１および第二トレッドゴムＣ２で構成される。これら第一トレッドゴムＣ１および第二トレッドゴムＣ２はそれぞれタイヤ周方向に連続して延在するようにタイヤ接地面を構成している。図１では、第一トレッドゴムＣ１がキャップトレッド層１１Ｃの主要部を構成し、第二トレッドゴムＣ２（図中の斜線部）が第一トレッドゴムＣ１のタイヤ幅方向の一部に局所的に配置されている。特に、第二トレッドゴムＣ２が所謂アーストレッドとして機能するゴムである場合、第二トレッドゴムＣ２は、静電気を路面に放出する経路を考慮して、キャップトレッド層１１Ｃを貫通してトレッド表面からベルト層７やベルト補強層８に至るように設けるとよい。
【0022】
本発明の第一トレッドゴムは、上述のようにキャップトレッド層１１Ｃの主要部を構成するものであり、ゴム成分はジエン系ゴムであり、イソプレン系ゴムを必ず含む。また、任意でブタジエンゴムやスチレンブタジエンゴムを含んでいてもよい。
【0023】
第一トレッドゴムに用いられるイソプレン系ゴムとしては、各種天然ゴム、エポキシ化天然ゴム、各種合成ポリイソプレンゴムを挙げることができる。イソプレン系ゴムとしては、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられるゴムを使用することができる。イソプレン系ゴムの含有量は、ジエン系ゴム全体を１００質量％としたとき、６０質量％以上、好ましくは６５質量％～８０質量％である。このように特定の量のイソプレン系ゴムを含有することで、耐摩耗性と低燃費性のバランスを良好にすることができる。イソプレン系ゴムの含有量が６０質量％未満であると耐チッピング性が悪化する。
【0024】
第一トレッドゴムにおいては、シリカを含む充填剤が必ず配合される。第一トレッドゴムが充填剤としてシリカを含有することで、低燃費性能を改善するには有利になる。充填剤は、上述のようにシリカを必ず含むが、他の充填剤を配合することもできる。他の充填材として、例えば、カーボンブラック、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、クレー、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化チタン、硫酸カルシウムを挙げることができる。なかでもカーボンブラックを好適に用いることができる。これら他の充填剤は単独または２種以上を組合わせて使用してもよい。
【0025】
第一トレッドゴムに用いられる充填剤の配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対して、５０質量部～７０質量部、好ましくは５５質量部～７０質量部である。充填剤の配合量が５０質量部未満であると、耐摩耗性が低下する。充填剤の配合量が７０質量部を超えると、発熱性や加工性が低下する。
【0026】
第一トレッドゴムに用いられる充填剤に必ず含まれるシリカとしては、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられるものを使用することができる。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、これらを単独または２種以上を組合わせて使用してもよい。
【0027】
第一トレッドゴムに用いられる充填剤中のシリカの含有量は、充填剤全体を１００質量％としたとき、４０質量％以上、好ましくは４５質量％～９９質量％である。シリカの含有量が４０質量％未満であると、低燃費性能を改善する効果が限定的になる。また、シリカ単体としての配合量は、第一トレッドゴムを構成するジエン系ゴム１００質量部に対して、好ましくは２０質量部以上、より好ましくは５０質量部以上、であるとよい。このように第一トレッドゴムがシリカを十分に含むことで、低燃費性能の更なる改善を図ることができる。シリカの配合量が２０質量部未満であると、低燃費性能を改善する効果が限定的になる。
【0028】
第一トレッドゴムで使用されるシリカのＣＴＡＢ吸着比表面積は特に限定されるものではないが、好ましくは１２０ｍ2／ｇ以上、より好ましくは１４０ｍ2／ｇ～２３０ｍ2／ｇ、さらに好ましくは１４０ｍ2／ｇ～１７５ｍ2／ｇである。シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積が１２０ｍ2／ｇ以上未満であると、耐摩耗性および低転がり抵抗性を改良する効果が十分に得られない虞がある。本明細書において、シリカのＣＴＡＢ吸着比表面積は、ＩＳＯ ５７９４により測定された値とする。
【0029】
第一トレッドゴムにおいては、シリカと共にシランカップリング剤を配合することが好ましい。シランカップリング剤を配合することにより、ゴム成分に対するシリカの分散性を向上し、耐摩耗性および低燃費性能をバランスよく改善することができる。
【0030】
シランカップリング剤の種類は、シリカ配合のゴム組成物に使用可能なものであれば特に制限されるものではないが、例えば、ビス－（３－トリエトキシシリルプロピル）テトラサルファイド、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）ジサルファイド、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サルファイド、γ－メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３－オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン等の硫黄含有シランカップリング剤を例示することができる。
【0031】
第一トレッドゴムにシランカップリング剤を配合する場合、その配合量は特に限定されないが、前述のシリカの配合量に対して好ましくは１質量％～２０質量％、より好ましくは５質量％～１５質量％であるとよい。シランカップリング剤の配合量がシリカ配合量の１質量％未満であるとシリカの分散を十分に改良することができない。シランカップリング剤の配合量がシリカ配合量の２０質量％を超えるとシランカップリング剤同士が縮合し、ゴム組成物における所望の引張強度を得ることができない。
【0032】
第一トレッドゴムに用いられる充填剤は、上述のようにシリカを必ず含むが、更にカーボンブラック（後述の第二トレッドゴムに配合されるカーボンブラックと区別するために「第一のカーボンブラック」ということがある）を含むことが好ましい。第一のカーボンブラックを併用する場合、その窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡは、好ましくは６５ｍ2／ｇ以上、より好ましくは６５ｍ2／ｇ～１２０ｍ2／ｇ、さらに好ましくは６５ｍ2／ｇ～１００ｍ2／ｇであるとよい。このように適度な粒径のカーボンブラックを併用することで耐摩耗性を改善するには有利になる。第一のカーボンブラックの窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが６５ｍ2／ｇ未満であると耐摩耗性を改善する効果が十分に見込めなくなる。カーボンブラックの窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡは、ＪＩＳ Ｋ６２１７‐２に準拠して測定するものとする。
【0033】
第一のカーボンブラックを併用する場合、その配合量は、第一トレッドゴムに用いられる充填剤全体を１００質量％としたとき、好ましくは１質量％～５５質量％、より好ましくは５質量％～５０質量％であるとよい。第一のカーボンブラックの配合量が１質量％未満であるとゴムを黒色化することができない。第一のカーボンブラックの配合量が５５質量％を超えると低燃費性が低下する虞がある。
【0034】
第一トレッドゴムにおいては、加硫促進剤としてグアニジン系加硫促進剤を配合することが好ましい。グアニジン系加硫促進剤としては、例えばジフェニルグアニジン、ジ（ｏ‐トリル）グアニジン、ｏ‐トリルビギアニド等を例示することができる。グアニジン系加硫促進剤の配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対して好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．４質量部～１．５質量部であるとよい。このように第一トレッドゴムが特定の加硫促進剤を十分に含むことで、耐摩耗性と低燃費性能を改善するには有利になる。グアニジン系加硫促進剤の配合量が０．１質量部未満であると、適切な加硫速度を確保することが難しくなる。
【0035】
第二トレッドゴムは、上述の第一トレッドゴムと共にタイヤ接地面を形成するものであるが、キャップトレッドゴムの主要部を構成する第一トレッドゴムとは異なり、キャップトレッドゴムに特定の機能（例えば帯電抑制効果）を付加するために、タイヤ幅方向の一部に部分的に設けられるものである。このような第二トレッドゴムにおいて、ゴム成分の種類は特に限定されず、天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン‐ブタジエンゴム、アクリロニトリル‐ブタジエンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等のタイヤ用ゴム組成物に一般的に用いられるジエン系ゴムを使用することができる。これらのジエン系ゴムは末端変性されたゴムであってもよい。これらジエン系ゴムは、単独または任意のブレンドとして使用することができる。第二トレッドゴムを構成するゴム成分は、第二トレッドゴムによって付加する機能に応じて適宜選択するとよく、本発明の場合、上述の各種ゴムのなかでも天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン‐ブタジエンゴム等を好適に用いることができる。
【0036】
第二トレッドゴムにおいては、充填剤としてカーボンブラック（前述の第一トレッドゴムに配合されるカーボンブラックと区別するために「第二のカーボンブラック」ということがある）が必ず配合される。このようにカーボンブラックを配合することで、耐摩耗性を向上することができる。第二のカーボンブラックの配合量は、第二トレッドゴムを構成するゴム成分に対して、４０質量部以上、好ましくは４５～６５質量部である。第二のカーボンブラックの配合量が４０質量部未満であると耐摩耗性が低下する。
【0037】
第二トレッドゴムは、充填剤としてシリカを含んでいてもよい。但し、第二トレッドゴムがシリカを含む場合、その配合量は、前述のゴム成分に対して好ましくは１５質量部以下、より好ましくは１０質量部以下である。シリカの配合量が１５質量部を超えると帯電抑制効果が低下する。
【0038】
第二トレッドゴムには、上述のカーボンブラックやシリカの他に、他の充填剤を配合することもできる。他の充填材として、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、クレー、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化チタン、硫酸カルシウムを挙げることができる。これら他の充填剤は単独または２種以上を組合わせて使用してもよい。
【0039】
第二トレッドゴムに用いられるカーボンブラックの種類は特に限定されないが、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが、好ましくは６５ｍ2／ｇ以上、より好ましくは６５ｍ2／ｇ～１２０ｍ2／ｇ、さらに好ましくは６５ｍ2／ｇ～１００ｍ2／ｇであるとよい。このように適度な粒径のカーボンブラックを用いることで耐摩耗性を改善するには有利になる。カーボンブラックの窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが６５ｍ2／ｇ未満であると耐摩耗性を改善する効果が十分に見込めなくなる。カーボンブラックの窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡは、ＪＩＳ Ｋ６２１７‐２に準拠して測定するものとする。
【0040】
第二トレッドゴムには、プロセスオイルを配合することが好ましい。プロセスオイルを配合することで、第二トレッドゴムの第一トレッドゴムに対する接着性を向上し、タイヤ耐久性を向上するには有利になる。プロセスオイルの配合量は、第二トレッドゴムを構成するゴム成分１００質量部に対して１０質量部以上、好ましくは１５質量部～３５質量部であるとよい。プロセスオイルの配合量が１０質量部未満であると前述の接着性を改善する効果が十分に見込めなくなる。
【0041】
第二トレッドゴムは、未加硫の押出物の状態における発泡率が６％以下、好ましくは１％～５％である。このような発泡率を有することで、第一トレッドゴムおよび第二トレッドゴムの界面におけるクラック発生を抑制し、タイヤの外観異常を防止することができる。未加硫の押出物の状態における発泡率が６％を超えると、ゴム間のクラック発生率が上昇し、外観異常の発生率が上昇する。未加硫の押出物の状態における発泡率は、上述の配合において例えば可塑剤成分の配合量、カーボンブラックの種類や配合量を調整することで設定することができる。尚、未加硫の押出物の状態における発泡率は、キャップトレッドゴム（未加硫の押出物の状態）から第二トレッドゴムを切り出して試料とし、この試料の比重ｄ１を測定し、更に、この試料に０．６ＭＰａの圧力を３０秒間かけた後の比重ｄ２を測定し、これら加圧前後の比重ｄ１およびｄ２を用いて下記式（１）から算出した変化率〔単位：％〕である。
（ｄ２－ｄ１）／ｄ１×１００ ・・・（１）
（ｄ２－ｄ１）／ｄ１×１００ ・・・（１）
【0042】
第二トレッドゴムは、更に、硬度が好ましくは６２以上、より好ましくは６２～６８であるとよい。第二トレッドゴムが適度な硬度を有することで、キャップトレッド全体の耐摩耗性を向上するには有利なる。硬度が６２未満であると、耐摩耗性が低下する。第二トレッドゴムの硬度は、上述の配合において例えばカーボンブラックの配合量を調整することで設定することができる。尚、第二トレッドゴムの硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して、デュロメータのタイプＡにより温度２０℃で測定した値である。
【0043】
第二トレッドゴムは、タイヤにおいては前述のようにキャップトレッド層の一部に局所的に設けられる。その際、タイヤ子午線断面における第二トレッドゴムの断面積はキャップトレッド層の断面積の好ましくは０．１％～３％、より好ましくは０．５％～２％に設定するとよい。これによりタイヤ（キャップトレッド層）において第一トレッドゴムおよび第二トレッドゴムがバランスよく配置され、第一トレッドゴムによる低燃費性能と、第二トレッドゴムにより付加される効果（例えば帯電抑制効果）とを高度に両立することができる。
【0044】
本発明のキャップトレッドゴムは、前述のようにタイヤのキャップトレッド層１１Ｃに用いることができる。本発明のキャップトレッドゴムをキャップトレッド層に用いたタイヤは、第一トレッドゴムによる優れた耐摩耗性および低燃費性を確保しながら、第二トレッドゴムによる帯電抑制効果を発揮し、且つ、これら第一トレッドゴムおよび第二トレッドゴムの界面におけるクラック発生を抑制し、タイヤの外観異常の発生を防止することができる。
【0045】
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例0046】
表１に示す配合および物性からなる第一トレッドゴムおよび第二トレッドゴムからなるキャップトレッドゴム（標準例１、比較例１～６、実施例１～７）を押出成形し、これらキャップトレッドゴムで構成されたキャップトレッド層を備え、図１に示す基本構造を有する試験タイヤ（タイヤサイズ：１１Ｒ２２．５）空気入りタイヤを製作した。
【0047】
尚、表１において、第二トレッドゴムの発泡率は、キャップトレッドゴム（未加硫の押出物の状態）から第二トレッドゴムを切り出して試料とし、この試料の比重ｄ１を測定し、更に、この試料に０．６ＭＰａの圧力を３０秒間かけた後の比重ｄ２を測定し、これら加圧前後の比重ｄ１およびｄ２を用いて前述の式（１）により算出した変化率〔単位：％〕である。第二トレッドゴムの硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して、デュロメータのタイプＡにより温度２０℃で測定した。第二トレッドゴムの断面積の比率は、図１に示す子午線断面におけるキャップトレッド層の断面積に対する第二トレッドゴムの断面積の割合である。
【0048】
各試験タイヤを使用して、以下に示す方法で、耐クラック性、低燃費性能、耐摩耗性、帯電抑制効果の有無の評価を行った。
【0049】
耐クラック性
各試験タイヤをリムサイズ２２．５×９．０のホイールに組み付けて、空気圧を２３０ｋＰａとして試験車両に装着し、乾燥路面を５万ｋｍ走行した後の第一トレッドゴムおよび第二トレッドゴムの界面に発生したクラックの数を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用いて、標準例１を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほどクラック数が少なく耐クラック性に優れることを意味する。
各試験タイヤをリムサイズ２２．５×９．０のホイールに組み付けて、空気圧を２３０ｋＰａとして試験車両に装着し、乾燥路面を５万ｋｍ走行した後の第一トレッドゴムおよび第二トレッドゴムの界面に発生したクラックの数を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用いて、標準例１を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほどクラック数が少なく耐クラック性に優れることを意味する。
【0050】
低燃費性能
各試験タイヤをリムサイズ２２．５×９．０のホイールに組み付けて、ドラム径１７０７［ｍｍ］のドラム試験機を用いて、ＩＳＯ２８５８０に準拠し、荷重２８．７６［ｋＮ］、空気圧９００［ｋＰａ］、速度６０［ｋｍ／ｈ］の条件にて試験タイヤの転がり抵抗係数の逆数を算出した。評価結果は、測定値の逆数を用いて、標準例１を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど転がり抵抗が低く、低燃費性能に優れることを意味する。
各試験タイヤをリムサイズ２２．５×９．０のホイールに組み付けて、ドラム径１７０７［ｍｍ］のドラム試験機を用いて、ＩＳＯ２８５８０に準拠し、荷重２８．７６［ｋＮ］、空気圧９００［ｋＰａ］、速度６０［ｋｍ／ｈ］の条件にて試験タイヤの転がり抵抗係数の逆数を算出した。評価結果は、測定値の逆数を用いて、標準例１を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど転がり抵抗が低く、低燃費性能に優れることを意味する。
【0051】
耐摩耗性
各キャップトレッドゴムについて、ＪＩＳ Ｋ６２６４に準拠して、ランボーン摩耗試験機（岩本製作所社製）を使用して、温度２０℃、荷重３９Ｎ、スリップ率３０％、時間４分の条件で摩耗量を測定した。得られた結果は、測定値の逆数を用いて、標準例を１００にする指数で示した。この指数が大きいほど摩耗量が小さく、耐摩耗性に優れることを意味する。
各キャップトレッドゴムについて、ＪＩＳ Ｋ６２６４に準拠して、ランボーン摩耗試験機（岩本製作所社製）を使用して、温度２０℃、荷重３９Ｎ、スリップ率３０％、時間４分の条件で摩耗量を測定した。得られた結果は、測定値の逆数を用いて、標準例を１００にする指数で示した。この指数が大きいほど摩耗量が小さく、耐摩耗性に優れることを意味する。
【0052】
帯電抑制効果の有無
各キャップトレッドゴムについて、ＪＩＳ Ｋ６９１１に準拠して電気抵抗値を測定した。評価結果は、電気抵抗値が１０8Ω未満の場合を帯電抑制効果が「有」、電気抵抗値が１０8Ω以上の場合を帯電抑制効果が「無」として示した。
各キャップトレッドゴムについて、ＪＩＳ Ｋ６９１１に準拠して電気抵抗値を測定した。評価結果は、電気抵抗値が１０8Ω未満の場合を帯電抑制効果が「有」、電気抵抗値が１０8Ω以上の場合を帯電抑制効果が「無」として示した。
【0053】
【表1】
【0054】
表１において使用した原材料の種類を下記に示す。
［第一トレッドゴム］
・ＮＲ：天然ゴム、ＲＳＳ Ｎｏ．３
・ＳＢＲ：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製 Ｎｉｐｏｌ １５０２
・ＣＢ：カーボンブラック、キャボットジャパン社製 ショウブラックＮ３３９（窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡ：９０ｍ2／ｇ）
・シリカ：Ｓｏｌｖａｙ社製 Ｚｅｏｓｉｌ １１６５ＭＰ（ＣＴＡＢ吸着比表面積：１５６ｍ2／ｇ）
・シランカップリング剤：ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、エボニックデグッサジャパン社製 Ｓｉ６９、
・酸化亜鉛：正同化学工業社製 酸化亜鉛３種
・ワックス：大内新興化学社製サンノック
・ステアリン酸：日油社製 ステアリン酸ＹＲ
・老化防止剤：Ｓｏｌｕｔｉａ Ｅｕｒｏｐｅ社製 Ｓａｎｔｏｆｌｅｘ ６ＰＰＤ
・加硫促進剤１：スルフェンアミド系加硫促進剤、大内新興化学工業社製 ノクセラーＣＺ‐Ｇ
・加硫促進剤２：グアニジン系加硫促進剤、三新化学工業社製 サンセラー Ｄ
・硫黄：軽井沢精錬所社製 油処理イオウ
［第一トレッドゴム］
・ＮＲ：天然ゴム、ＲＳＳ Ｎｏ．３
・ＳＢＲ：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製 Ｎｉｐｏｌ １５０２
・ＣＢ：カーボンブラック、キャボットジャパン社製 ショウブラックＮ３３９（窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡ：９０ｍ2／ｇ）
・シリカ：Ｓｏｌｖａｙ社製 Ｚｅｏｓｉｌ １１６５ＭＰ（ＣＴＡＢ吸着比表面積：１５６ｍ2／ｇ）
・シランカップリング剤：ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、エボニックデグッサジャパン社製 Ｓｉ６９、
・酸化亜鉛：正同化学工業社製 酸化亜鉛３種
・ワックス：大内新興化学社製サンノック
・ステアリン酸：日油社製 ステアリン酸ＹＲ
・老化防止剤：Ｓｏｌｕｔｉａ Ｅｕｒｏｐｅ社製 Ｓａｎｔｏｆｌｅｘ ６ＰＰＤ
・加硫促進剤１：スルフェンアミド系加硫促進剤、大内新興化学工業社製 ノクセラーＣＺ‐Ｇ
・加硫促進剤２：グアニジン系加硫促進剤、三新化学工業社製 サンセラー Ｄ
・硫黄：軽井沢精錬所社製 油処理イオウ
【0055】
［第二トレッドゴム］
・ＮＲ：天然ゴム、ＲＳＳ Ｎｏ．３
・ＳＢＲ：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製 Ｎｉｐｏｌ １５０２
・ＣＢ：カーボンブラック、キャボットジャパン社製 ショウブラックＮ３３９（窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡ：９０ｍ2／ｇ）
・プロセスオイル：シェルルブリカンツジャパン株式会社 エキストラクト４号Ｓ
・酸化亜鉛：正同化学工業社製 酸化亜鉛３種
・ワックス：大内新興化学社製サンノック
・ステアリン酸：日油社製 ステアリン酸ＹＲ
・老化防止剤：Ｓｏｌｕｔｉａ Ｅｕｒｏｐｅ社製 Ｓａｎｔｏｆｌｅｘ ６ＰＰＤ
・加硫促進剤：大内新興化学工業社製 ノクセラーＣＺ‐Ｇ
・硫黄：軽井沢精錬所社製 油処理イオウ
・ＮＲ：天然ゴム、ＲＳＳ Ｎｏ．３
・ＳＢＲ：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製 Ｎｉｐｏｌ １５０２
・ＣＢ：カーボンブラック、キャボットジャパン社製 ショウブラックＮ３３９（窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡ：９０ｍ2／ｇ）
・プロセスオイル：シェルルブリカンツジャパン株式会社 エキストラクト４号Ｓ
・酸化亜鉛：正同化学工業社製 酸化亜鉛３種
・ワックス：大内新興化学社製サンノック
・ステアリン酸：日油社製 ステアリン酸ＹＲ
・老化防止剤：Ｓｏｌｕｔｉａ Ｅｕｒｏｐｅ社製 Ｓａｎｔｏｆｌｅｘ ６ＰＰＤ
・加硫促進剤：大内新興化学工業社製 ノクセラーＣＺ‐Ｇ
・硫黄：軽井沢精錬所社製 油処理イオウ
【0056】
表１から明らかなように、実施例１～７は、標準例１に対して、耐クラック性、低燃費性能、耐摩耗性を向上しながら、更に帯電抑制効果を付加することができた。
【0057】
一方、比較例１～２は、第二トレッドゴムを用いていないため、帯電抑制効果を付加することができなかった。比較例３は、第二トレッドゴムの発泡率が高いため、耐クラック性が低下した。比較例４は、第二トレッドゴムに含まれるカーボンブラックの量が少ないため、耐クラック性および耐摩耗性が低下した。比較例５は、第一トレッドゴムにおけるイソプレン系ゴムの配合量が少ないため、耐クラック性が低下した。比較例６は、第一トレッドゴムにおける充填剤の配合量が多いため、耐クラック性が悪化した。
【0058】
本開示は、以下の発明を包含する。
発明［１］ 第一トレッドゴムおよび第二トレッドゴムからなるキャップトレッドゴムであって、前記第一トレッドゴムおよび前記第二トレッドゴムはそれぞれタイヤ周方向に連続して延在するようにタイヤ接地面を構成し、前記第一トレッドゴムは、イソプレン系ゴムを６０質量％以上含有するジエン系ゴム１００質量部に対して、シリカを４０質量％以上含有する充填剤５０質量部～７０質量部を配合してなり、前記第二トレッドゴムは、ゴム成分１００質量部に対してカーボンブラック４０質量部以上を配合してなり、且つ未加硫の押出物の状態における発泡率が６％以下であることを特徴とするキャップトレッドゴム。
発明［２］ 前記第一トレッドゴムが加硫促進剤としてグアニジン系加硫促進剤を含有し、前記グアニジン系加硫促進剤の配合量が前記ジエン系ゴム１００質量部に対して０．１質量部以上であることを特徴とする発明［１］に記載のキャップトレッドゴム。
発明［３］ 前記第一トレッドゴムにおける前記シリカの配合量が前記ジエン系ゴム１００質量部に対して５０質量部以上であることを特徴とする発明［１］または［２］に記載のキャップトレッドゴム。
発明［４］ 前記第二トレッドゴムの硬度が６２以上であることを特徴とする発明［１］～［３］のいずれかに記載のキャップトレッドゴム。
発明［５］ 前記第二トレッドゴムがプロセスオイルを含有し、前記プロセスオイルの配合量が前記ゴム成分１００質量部に対して１０質量部以上であることを特徴とする発明［１］～［４］のいずれかに記載のキャップトレッドゴム。
発明［６］ 発明［１］～［５］のいずれかに記載のキャップトレッドゴムをキャップトレッド層に用いたことを特徴とするタイヤ。
発明［７］ 前記第二トレッドゴムが前記第一トレッドゴムのタイヤ幅方向の一部に局所的に配置され、タイヤ子午線断面における前記第二トレッドゴムの断面積が前記キャップトレッド層の断面積の０．１％～３％であることを特徴とする発明［６］に記載のタイヤ。
発明［１］ 第一トレッドゴムおよび第二トレッドゴムからなるキャップトレッドゴムであって、前記第一トレッドゴムおよび前記第二トレッドゴムはそれぞれタイヤ周方向に連続して延在するようにタイヤ接地面を構成し、前記第一トレッドゴムは、イソプレン系ゴムを６０質量％以上含有するジエン系ゴム１００質量部に対して、シリカを４０質量％以上含有する充填剤５０質量部～７０質量部を配合してなり、前記第二トレッドゴムは、ゴム成分１００質量部に対してカーボンブラック４０質量部以上を配合してなり、且つ未加硫の押出物の状態における発泡率が６％以下であることを特徴とするキャップトレッドゴム。
発明［２］ 前記第一トレッドゴムが加硫促進剤としてグアニジン系加硫促進剤を含有し、前記グアニジン系加硫促進剤の配合量が前記ジエン系ゴム１００質量部に対して０．１質量部以上であることを特徴とする発明［１］に記載のキャップトレッドゴム。
発明［３］ 前記第一トレッドゴムにおける前記シリカの配合量が前記ジエン系ゴム１００質量部に対して５０質量部以上であることを特徴とする発明［１］または［２］に記載のキャップトレッドゴム。
発明［４］ 前記第二トレッドゴムの硬度が６２以上であることを特徴とする発明［１］～［３］のいずれかに記載のキャップトレッドゴム。
発明［５］ 前記第二トレッドゴムがプロセスオイルを含有し、前記プロセスオイルの配合量が前記ゴム成分１００質量部に対して１０質量部以上であることを特徴とする発明［１］～［４］のいずれかに記載のキャップトレッドゴム。
発明［６］ 発明［１］～［５］のいずれかに記載のキャップトレッドゴムをキャップトレッド層に用いたことを特徴とするタイヤ。
発明［７］ 前記第二トレッドゴムが前記第一トレッドゴムのタイヤ幅方向の一部に局所的に配置され、タイヤ子午線断面における前記第二トレッドゴムの断面積が前記キャップトレッド層の断面積の０．１％～３％であることを特徴とする発明［６］に記載のタイヤ。
【符号の説明】
【0059】
１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
８ ベルト補強層
１１ トレッドゴム層
１１Ｕ アンダートレッド
１１Ｃ キャップトレッド
Ｃ１ 第一トレッドゴム
Ｃ２ 第二トレッドゴム
１２ サイドゴム層
１３ リムクッションゴム層
ＣＬ タイヤ赤道
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
８ ベルト補強層
１１ トレッドゴム層
１１Ｕ アンダートレッド
１１Ｃ キャップトレッド
Ｃ１ 第一トレッドゴム
Ｃ２ 第二トレッドゴム
１２ サイドゴム層
１３ リムクッションゴム層
ＣＬ タイヤ赤道
【図1】