JP5768901B2

JP5768901B2 - 空気入りタイヤ

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Description

本発明は、転がり抵抗を低減しながら、耐久性を維持・向上するようにした空気入りタイヤに関する。

近年、空気入りタイヤに対する要求性能として、地球環境問題への関心の高まりに伴い燃費性能およびタイヤ耐久性が優れることが求められている。特に空気入りタイヤのトレッド部をキャップトレッドとアンダートレッドとで構成する場合、アンダートレッドを形成するゴム組成物には、燃費性能およびタイヤ耐久性に加え、空気入りタイヤの２次寿命である更生性（リトレッド性）を従来レベル以上に向上させることが求められている。

空気入りタイヤの燃費性能を向上するためには転がり抵抗を低減することが知られている。このため空気入りタイヤを構成するゴム組成物の発熱を抑え、タイヤにしたときの転がり抵抗を小さくすることが行われている。

ゴム組成物の発熱性の指標としては一般に動的粘弾性測定による６０℃のｔａｎδ及びゴム硬度が用いられ、ゴム硬度が高く、かつｔａｎδ（６０℃）が小さいほど発熱性が小さくなる。またタイヤ耐久性の指標としては、ゴム硬度、引張り破断強度、引張り破断伸び、とりわけ１００℃における引張り破断強度及び引張り破断伸びが高いことが必要である。

特許文献１は、乗用車用スチールベルトラジアルタイヤのベーストレッド用ゴム組成物として、ジエン系ゴム１００重量部に対し、窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡが４０〜１２０ｍ²／ｇ、ジブチルフタレート吸油量が１４０ｍｌ／１００ｇ以上のカーボンブラックを３〜３５重量部配合することにより、タイヤの転がり抵抗を低減することを提案している。しかし近年の転がり抵抗を更に低減する要求や、低転がり抵抗とタイヤ耐久性とを高次にバランスさせる要求が一層強くなり、更なる改良が求められていた。さらにトラック、バスなどに使用する重荷重用空気入りタイヤには、更生性（リトレッド性）を従来レベル以上に向上させることが求められていた。

日本国特許第３２０７８８５号公報

本発明の目的は、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減しながら、耐久性を維持・向上させ、かつ２次寿命である更生性（リトレッド性）を従来レベル以上に向上するようにした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、トレッド部に埋設したベルト層上に、アンダートレッド及びキャップトレッドを配置した空気入りタイヤであって、前記アンダートレッドをアンダートレッド用ゴム組成物で形成し、該アンダートレッド用ゴム組成物が、ジエン系ゴム１００重量部に対し、カーボンブラックを１５〜４５重量部、シリカを３〜３０重量部配合し、シランカップリング剤を前記シリカ量の５〜１５重量％配合し、前記ジエン系ゴムが、天然ゴム及び／又はイソプレンゴムを７０〜９０重量％と、ブタジエンゴム及び／又はスチレンブタジエンゴムを３０〜１０重量％とからなると共に、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡが３５〜８５ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸収量が１０５〜２００ｍｌ／１００ｇであり、前記アンダートレッド用ゴム組成物が含有する硫黄の量を前記ジエン系ゴム１００重量部に対しＹ重量部とし、前記ベルト層を形成する被覆用ゴム組成物が含有する硫黄の量をゴム成分１００重量部に対しＸ重量部とするとき、両者の硫黄含有量の差（β＝Ｘ−Ｙ）が４．５以下であり、かつ前記キャップトレッドのゴム硬度をＡ、前記アンダートレッドのゴム硬度をＢとするとき、両者のゴム硬度の差（α＝Ａ−Ｂ）が５以上１２以下であることを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤは、アンダートレッド、キャップトレッド及びベルト層を有し、アンダートレッド用ゴム組成物が、天然ゴム及び／又はイソプレンゴムを７０〜９０重量％、ブタジエンゴム及び／又はスチレンブタジエンゴムを３０〜１０重量％からなるジエン系ゴム１００重量部に対し、窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡが３５〜８５ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸収量が１０５〜２００ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラックを１５〜４５重量部、シリカを３〜３０重量部配合し、シランカップリング剤を前記シリカ量の５〜１５重量％配合するとともに、アンダートレッド用ゴム組成物の硫黄含有量Ｙ重量部と、ベルト層を形成する被覆用ゴム組成物の硫黄含有量Ｘ重量部との差（β＝Ｘ−Ｙ）を４．５以下、キャップトレッドのゴム硬度Ａと、アンダートレッドのゴム硬度Ｂとの差（α＝Ａ−Ｂ）を５以上１２以下になるようにしたので、アンダートレッド用ゴム組成物のゴム硬度を確保しながら、ｔａｎδ（６０℃）を小さくしタイヤにしたときの転がり抵抗を低減しながら、耐久性および更生性（リトレッド性）を維持・向上することができる。

前記アンダートレッド用ゴム組成物を構成するジエン系ゴムとしては、天然ゴム及び／又はイソプレンゴムを８０〜９０重量％と、ブタジエンゴムを２０〜１０重量％とからなることが好ましい。

前記アンダートレッド用ゴム組成物における前記カーボンブラックの配合量としては２０〜４０重量部、前記シリカの配合量としては５〜２５重量部であることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、トラックまたはバスに使用する重荷重用空気入りタイヤとして好適であり、転がり抵抗を小さくし燃費性能を改良しながら、耐久性および更生性（リトレッド性）を従来レベル以上に向上することができる。

図１は、本発明の空気入りタイヤの実施形態を例示するタイヤ子午線半断面図である。

本発明の空気入りタイヤは、例えば乗用車用タイヤ、スポーツ多目的車（ＳＵＶ）用タイヤ、トラック、バス、大型建設車両等の重荷重用タイヤ等として適用することができる。なかでも重荷重用空気入りタイヤに好適に用いることができる。

図１は、トラックやバスなどに使用される重荷重用空気入りタイヤの一実施形態を示し、トレッド部１、サイドウォール部２、ビード部３からなり、タイヤ赤道面を符号ＣＬで表す。

図１において、左右のビード部３間にカーカス層４が延設され、その両端部４ａがビード部３に埋設したビードコア５の周りに、ビードフィラー６を挟み込みようにしてタイヤ軸方向内側から外側に折り返されている。トレッド部１のカーカス層４の外周側には、スチールコードをタイヤ周方向に対して傾斜配列した複数のベルト層７（７Ａ〜７Ｄ）が設けられている。複数のベルト層７は、カーカス層４に隣接して配置した第１ベルト層７Ａと、この第１ベルト層７Ａの外周側に配置した第２ベルト層７Ｂと、この第２ベルト層７Ｂの外周側に配置した第３ベルト層７Ｃと、この第３ベルト層７Ｃの外周側に配置した第４ベルト層７Ｄとから構成されている。第２ベルト層７Ｂのスチールコードと第３ベルト層７Ｃのスチールコードは、タイヤ周方向に対する傾斜方向を逆向きにして交差している。複数のベルト層７はタイヤ赤道面ＣＬに対して左右対称的に配置されている。これらベルト層７（７Ａ〜７Ｄ）は、引揃えられたスチールコードを被覆用ゴム組成物で被覆することによって構成される。

さらに第４ベルト層７Ｄの外周側にはアンダートレッド９が配置され、アンダートレッド９の外周側にはキャップトレッド８が配置される。アンダートレッド９はアンダートレッド用ゴム組成物により構成され、キャップトレッド８はキャップトレッド用ゴム組成物により構成される。

アンダートレッド用ゴム組成物において、ジエン系ゴムは、天然ゴム及び／又はイソプレンゴムと、ブタジエンゴム及び／又はスチレンブタジエンゴム、好ましくはブタジエンゴムとからなる。天然ゴム及びイソプレンゴムを主成分として、ブタジエンゴム及びスチレンブタジエンゴムと、特定のカーボンブラックとシリカとを共に配合することにより、ゴム組成物の発熱性を小さくすると共に、ゴム硬度、引張り破断強度、引張り破断伸び等の機械的物性を改良しタイヤ耐久性を向上することができる。

天然ゴム及び／又はイソプレンゴムの配合量は、ジエン系ゴム１００重量％中、７０〜９０重量％、好ましくは８０〜９０重量％にする。天然ゴム及びイソプレンゴムの配合量が、７０重量％未満であるとゴム組成物の引張り破断強度及び引張り破断伸びが悪化する。またタイヤにしたときの耐久性が低下する。天然ゴム及びイソプレンゴムの配合量が、９０重量％を超えるとゴム組成物のゴム硬度が低下して発熱性が大きくなりタイヤにしたときの転がり抵抗が大きくなる。

ブタジエンゴム及び／又はスチレンブタジエンゴムの配合量は、ジエン系ゴム１００重量％中、３０〜１０重量％、好ましくは２０〜１０重量％にする。ブタジエンゴム及びスチレンブタジエンゴムの配合量が１０重量％未満であると、ゴム組成物のゴム硬度及び引張り破断強度が悪化する。そして発熱性が大きくなりタイヤにしたときの転がり抵抗が大きくなる。ブタジエンゴム及びスチレンブタジエンゴムの配合量が３０重量％を超えると、ゴム組成物の引張り破断強度及び引張り破断伸びが低下してタイヤにしたときの耐久性が低下する。

アンダートレッド用ゴム組成物において、シリカ及びカーボンブラックを必ず配合する。上述した通り、特定のカーボンブラック及びシリカと、ブタジエンゴム及び／又はスチレンブタジエンゴムとを共に配合することにより、ゴム組成物の発熱性を小さくすると共に、ゴム硬度、引張り破断強度、引張り破断伸び等の機械的物性を改良しタイヤ耐久性を向上することができる。

アンダートレッド用ゴム組成物では、粒子径が大きく、かつ比較的ハイストラクチャーであるカーボンブラックを用いてゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくしながら、ゴム硬度、引張り破断強度、引張り破断伸びなどの機械的特性を悪化させることがない。

アンダートレッド用ゴム組成物で使用するカーボンブラックは、窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡが３５〜８５ｍ²／ｇ、好ましくは４０〜８０ｍ²／ｇ、より好ましくは４０〜７０ｍ²／ｇである。Ｎ₂ＳＡが３５ｍ²／ｇ未満であると、ゴム組成物のゴム硬度、引張り破断強度、耐摩耗性などの機械的特性が低下する。Ｎ₂ＳＡが８５ｍ²／ｇを超えると、ｔａｎδ（６０℃）が大きくなり、発熱性が大きくなる。Ｎ₂ＳＡは、ＪＩＳＫ６２１７−２に準拠して、測定するものとする。

また、カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、１０５〜２００ｍｌ／１００ｇ、好ましくは１０５〜１８０ｍｌ／１００ｇ、より好ましくは１１０〜１７０ｍｌ／１００ｇである。ＤＢＰ吸収量が１０５ｍｌ／１００ｇ未満であると、カーボンブラックの補強性能が十分に得られず、タイヤ耐久性が低下する。ＤＢＰ吸収量が２００ｍｌ／１００ｇを超えると、ゴム組成物の成形加工性が低下し、引張り破断強度、引張り破断伸びなどの機械的特性が低下しタイヤ耐久性が悪化する。また粘度の上昇により加工性が悪化する。ＤＢＰ吸収量は、ＪＩＳＫ６２１７−４吸油量Ａ法に準拠して、測定するものとする。

カーボンブラックの配合量はジエン系ゴム１００重量部に対し１５〜４５重量部、好ましくは２０〜４０重量部、より好ましくは２５〜４０重量部にする。カーボンブラックの配合量が１５重量部未満であると、ゴム組成物に対する補強性能を十分に得ることができず、ゴム硬度、引張り破断強度が不足する。カーボンブラックの配合量が４５重量部を超えるとゴム組成物の発熱性が大きくなると共に、引張り破断伸びが低下する。

シリカの配合量はジエン系ゴム１００重量部に対し３〜３０重量部、好ましくは５〜２５重量部、より好ましくは７〜２３重量部にする。シリカの配合量をこのような範囲にすることにより、タイヤにしたときの低転がり抵抗と耐久性とを両立する。シリカの配合量が３重量部未満であると、発熱性が大きくなりタイヤにしたときの転がり抵抗を十分に小さくすることができない。また引張り破断強度が低下する。シリカの配合量が３０重量部を超えると、引張り破断強度が低下し、タイヤ耐久性が低下する。

シリカ及びカーボンブラックの配合量の合計は、ジエン系ゴム１００重量部に対し好ましくは２０〜７５重量部、より好ましくは２５〜７０重量部にするとよい。シリカ及びカーボンブラックの合計量をこのような範囲にすることにより、ゴム組成物の低転がり抵抗及び耐久性をより高いレベルでバランスさせることができる。シリカ及びカーボンブラックの合計が２０重量部未満であると、タイヤ耐久性を確保することができない。シリカ及びカーボンブラックの合計が７５重量部を超えると、発熱性が大きくなり転がり抵抗が悪化する。

アンダートレッド用ゴム組成物においてシリカとしては、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられるシリカを配合することができる。シリカの種類としては、例えば湿式法シリカ、乾式法シリカあるいは表面処理シリカなどを使用することができる。

アンダートレッド用ゴム組成物において、シリカと共にシランカップリング剤を配合することにより、シリカの分散性を向上しゴム成分との補強性をより高くする。シランカップリング剤は、シリカ量に対して５〜１５重量％、好ましくは７〜１３重量％配合する。シランカップリング剤の配合量がシリカ重量の５重量％未満であると、シリカの分散性を向上する効果が十分に得られない。また、シランカップリング剤の配合量が１５重量％を超えると、シランカップリング剤同士が縮合してしまい、所望の効果を得ることができなくなる。

シランカップリング剤としては、特に制限されるものではないが、硫黄含有シランカップリング剤が好ましく、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を例示することができる。

アンダートレッド用ゴム組成物は、硫黄を含有する。本明細書において、アンダートレッド用ゴム組成物における硫黄の含有量を、ジエン系ゴム１００重量部に対しＹ重量部とする。硫黄の含有量（Ｙ）は、好ましくは１．５〜２．５重量部、より好ましくは１．６５〜２．１５重量部である。

本発明の空気入りタイヤは、引揃えられたスチールコードを被覆用ゴム組成物で被覆することにより、ベルト層７（７Ａ〜７Ｄ）を構成する。被覆用ゴム組成物としては、空気入りタイヤのコード被覆用ゴム組成物に通常用いるゴム組成物を適用することができる。

被覆用ゴム組成物は、ベースとなるゴム成分を、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム等からなるジエン系ゴムで組成することができる。また被覆用ゴム組成物は、硫黄を含有する。本明細書において、被覆用ゴム組成物における硫黄の含有量を、ゴム成分１００重量部に対しＸ重量部とする。

本発明の空気入りタイヤは、アンダートレッド用ゴム組成物が含有する硫黄の量（Ｙ重量部）と被覆用ゴム組成物が含有する硫黄の量（Ｘ重量部）との硫黄含有量の差β（β＝Ｘ−Ｙ）を４．５以下、好ましくは０〜４．０にする。硫黄含有量の差βはゼロに近いほど好ましい。硫黄含有量の差βが４．５より大きいと、金属接着に重要な役割をもたらす硫黄が濃度勾配により、ベルト層からアンダートレッドへ移行するため、ベルト層における接着性が不利となり、最終的に更正性（リトレッド性）が悪化する。なお、本明細書において、空気入りタイヤの更正性（リトレッド性）が良好であるとは、使用後リトレッド処理をした更生タイヤ（再生タイヤ）が、実用上十分なレベルのタイヤ耐久性を有することをいうものとする。

本発明の空気入りタイヤは、キャップトレッド８のゴム硬度をＡ、アンダートレッド９のゴム硬度をＢとするとき、両者のゴム硬度の差α（α＝Ａ−Ｂ）を５以上１２以下、好ましくは６以上１２以下、より好ましくは７以上１１以下にする。ゴム硬度の差αが５未満であると、キャップトレッドとアンダートレッドの全体が歪み、発熱性が相対的に大きいキャップトレッドの歪が大きくなるので、耐久性に不利となる。またゴム硬度の差αが１２を超えるとキャップトレッドとアンダートレッドの硬度差が大きくなりすぎ、アンダートレッドにかかる応力が過剰となり、耐久性に不利となる。本明細書において、キャップトレッドおよびアンダートレッドのゴム硬度は、ＪＩＳＫ６２５３に準拠しデュロメータのタイプＡにより温度２０℃で測定するゴムの硬さをいう。

本発明において、キャップトレッド用ゴム組成物としては、空気入りタイヤのキャップトレッドに通常用いるゴム組成物を適用することができる。

アンダートレッド用ゴム組成物、キャップトレッド用ゴム組成物および被覆用ゴム組成物には、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、各種無機充填剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。タイヤ用ゴム組成物は、通常のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。

アンダートレッド用ゴム組成物は、空気入りタイヤのアンダートレッド部、とりわけトラック、バスなどの重荷重用タイヤのアンダートレッド部に好適に使用することができる。アンダートレッド用ゴム組成物でアンダートレッド部を形成した空気入りタイヤは、走行時の発熱性が小さくなるので、転がり抵抗を小さくし燃費性能を改良することができる。同時に、構成するゴム組成物の機械的特性を改良したので、タイヤ耐久性を従来レベル以上に向上することができる。更にタイヤ径方向内側に隣接するベルト層を構成する被覆用ゴム組成物との間で硫黄含有量の差βを調節するようにしたので、２次寿命である更生性（リトレッド性）を従来レベル以上に向上することができる。

以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、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。

５種類のカーボンブラック（ＣＢ１〜ＣＢ５）を使用した表１〜４に示す配合からなり、表５に示した添加剤を共通に配合した３１種類のアンダートレッド用ゴム組成物（実施例１〜７、比較例１〜２４）を調製した。各アンダートレッド用ゴム組成物を調製するに当たり、それぞれ硫黄及び加硫促進剤を除く成分を秤量し、５５Ｌのニーダーで１５分間混練した後、そのマスターバッチを放出し室温冷却した。このマスターバッチを５５Ｌのニーダーに供し、硫黄及び加硫促進剤を加え、混合しアンダートレッド用ゴム組成物を得た。なお、表５に示した共通の添加剤の配合量は、表１〜４に記載したジエン系ゴム１００重量部に対する重量部である。

得られた３１種類のゴム組成物を、それぞれ所定形状の金型中で、１５０℃、３０分間加硫して試験片を作製し、下記に示す方法により引張り特性、ゴム硬度及び動的粘弾性の評価を行った。

ゴム硬度
得られた試験片のゴム硬度を、ＪＩＳＫ６２５３に準拠し、デュロメータのタイプＡにより温度２０℃で測定した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数として、表１〜４の「ゴム硬度」の欄に示した。この指数が大きいほどゴム硬度が高く、空気入りタイヤにしたとき転がり抵抗が小さく燃費性能が優れることを意味する。

引張り特性
得られた試験片から、ＪＩＳＫ６２５１に準拠してＪＩＳ３号ダンベル型試験片（厚さ２ｍｍ）を打ち抜き、引張り速度５００ｍｍ／分、１００℃で試験を行い、引張り破断強度及び引張り破断伸びを測定した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数として、１００℃の引張り破断強度を表１〜４の「ＴＢ＠１００℃」の欄及び１００℃の引張り破断伸びを「ＥＢ＠１００℃」の欄に示した。「ＴＢ＠１００℃」の指数が大きいほど引張り破断強度が大きく、「ＥＢ＠１００℃」の指数が大きいほど引張り伸びが大きく、空気入りタイヤにしたとき耐久性が優れることを意味する。

動的粘弾性
得られた試験片をＪＩＳＫ６３９４に準拠して、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚの条件で、温度６０℃における損失正接ｔａｎδを測定した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数として、表１〜４の「ｔａｎδ＠６０℃」の欄に示した。この指数が小さいほど発熱性が小さく、空気入りタイヤにしたとき転がり抵抗が小さく燃費性能が優れることを意味する。

得られた３１種類のアンダートレッド用ゴム組成物を使用してアンダートレッド部を構成するとともに、表６に示すキャップトレッド用ゴム組成物でキャップトレッド部を、表７に示す被覆用ゴム組成物でベルト層を構成するようにして、以下のタイヤサイズの空気入りタイヤを加硫成形した。

なお、表６のキャップトレッド用ゴム組成物において、カーボンブラックの配合量を増減することにより、キャップトレッドのゴム硬度を調節した。得られたキャップトレッドのゴム硬度Ａ、それぞれのアンダートレッドのゴム硬度Ｂとのゴム硬度の差α（α＝Ａ−Ｂ）を、表１〜４の「ゴム硬度の差α」の欄に示した。

また、表７の被覆用ゴム組成物において、硫黄の配合量を必要に応じて増減することにより、アンダートレッド用ゴム組成物の硫黄含有量との差を調節した。アンダートレッド用ゴム組成物の硫黄含有量Ｙ重量部と、ベルト層を形成する被覆用ゴム組成物の硫黄含有量Ｘ重量部との硫黄含有量の差β（β＝Ｘ−Ｙ）を、表１〜４の「硫黄含量の差β」の欄に示した。

得られた３１種類の空気入りタイヤの転がり抵抗、耐久性及び更生性（リトレッド性）を下記に示す方法により評価した。

転がり抵抗
タイヤサイズが２７５／８０Ｒ２２．５の空気入りタイヤを加硫成形し、得られたタイヤを標準リム（サイズ２２．５×８．２５のホイール）に組み付け、ＪＩＳＤ４２３０に準拠する室内ドラム試験機（ドラム径１７０７ｍｍ）に取り付け、空気圧９００ｋＰａ、荷重３３．８ｋＮ、速度８０ｋｍ／時の抵抗力を測定し、転がり抵抗とした。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数として表１〜４の「転がり抵抗」の欄に示した。この指数が小さいほど転がり抵抗が小さく燃費性能が優れていることを意味する。

耐久性
タイヤサイズが２７５／８０Ｒ２２．５の空気入りタイヤを加硫成形し、得られたタイヤを標準リム（サイズ２２．５×８．２５のホイール）に組み付け、ＪＩＳＤ４２３０に準拠する室内ドラム試験機（ドラム径１７０７ｍｍ）に取り付け、空気圧９００ｋＰａ、スリップアングル２ｄｅｇ、速度４５ｋｍ／時、初期荷重３３．８ｋＮでの走行試験を開始する。試験開始後、２４時間毎に、初期荷重の１０％ずつの荷重を増加させ、タイヤが破壊するまで走行試験を行い、破壊するまでの走行距離を測った。得られた結果は、比較例１の走行距離を１００とする指数として表１〜４の「耐久性」の欄に示した。この指数が大きいほどタイヤ耐久性が優れていることを意味する。

更生性（リトレッド性）
タイヤサイズが２７５／８０Ｒ２２．５の空気入りタイヤを加硫成形し、得られたタイヤを標準リム（サイズ２２．５×８．２５のホイール）に組み付け、ＪＩＳＤ４２３０に準拠する室内ドラム試験機（ドラム径１７０７ｍｍ）に取り付け、酸素を５５％含んだ混合気体にて空気圧を９００ｋＰａ、速度４５ｋｍ／時、荷重４７．４ｋＮで２４０時間の予備走行試験を開始する。予備走行試験の終了後、リトレッド処理を施す。得られた更生タイヤを使用して、空気圧９００ｋＰａ、スリップアングル２ｄｅｇ、速度４５ｋｍ／時、初期荷重３３．８ｋＮでの走行試験を開始する。試験開始後、２４時間毎に、初期荷重の１０％ずつの荷重を増加させ、タイヤが破壊するまで走行試験を行い、破壊するまでの走行距離を測った。得られた結果は、比較例１の走行距離を１００とする指数として表１〜４の「更正性」の欄に示した。この指数が大きいほどリトレッドタイヤの耐久性が優れていることを意味する。

なお、表１〜４において使用した原材料の種類を下記に示す。
・ＮＲ：天然ゴム、ＳＴＲ２０
・ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製ＮｉｐｏｌＢＲ１２２０
・ＳＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ１５０２
・ＣＢ１：新日化カーボン社製ニテロン＃３００ＩＨ、Ｎ₂ＳＡ＝１２０ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸収量＝１２６ｍｌ／１００ｇ
・ＣＢ２：新日化カーボン社製ニテロン＃２００ＩＳ、Ｎ₂ＳＡ＝９５ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸収量＝１２２ｍｌ／１００ｇ
・ＣＢ３：東海カーボン社製シースト１１６ＨＭ、Ｎ₂ＳＡ＝５６ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸収量＝１５８ｍｌ／１００ｇ
・ＣＢ４：東海カーボン社製シーストＳＯ、Ｎ₂ＳＡ＝４２ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸収量＝１１５ｍｌ／１００ｇ
・ＣＢ５：新日化カーボン社製ニテロン＃５５Ｓ、Ｎ₂ＳＡ＝２８ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸収量＝８８ｍｌ／１００ｇ・シリカ：東ソー・シリカ社製ニップシールＡＱ
・カップリング剤：シランカップリング剤、ＥＶＯＮＩＣＤＥＧＵＳＳＡ社製Ｓｉ６９

表５において使用した原材料の種類を下記に示す。
・酸化亜鉛華：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸
・酸化防止剤：フレキシス社製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ６ＰＰＤ
・硫黄：鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
・加硫促進剤：大内新興化学工業社製ノクセラーＮＳ−Ｐ

表１〜４から明らかなように実施例１〜７のアンダートレッド用ゴム組成物は、ゴム硬度、引張り破断強度、及び引張り破断伸びが従来レベル以上に維持・向上することが確認された。またこれらのアンダートレッド用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤは、低転がり抵抗性、タイヤ耐久性及び更生性（リトレッドタイヤの耐久性）が従来レベル以上に維持・向上することが確認された。

表１から明らかなように、比較例２〜５のアンダートレッド用ゴム組成物は、シリカを配合していない比較例１のアンダートレッド用ゴム組成物と同じ組成であり、ゴム硬度、引張り破断強度、及び引張り破断伸びは同じである。比較例２の空気入りタイヤは、ゴム硬度の差αが５未満であるので、比較例１に比べタイヤ耐久性が悪化する。比較例４及び５の空気入りタイヤは、硫黄含量の差βが４．５以下であるので、比較例１に比べタイヤの更生性が改良される。比較例５の空気入りタイヤは、ゴム硬度の差αが１２を超えるので、比較例１に比べタイヤ耐久性が悪化する。

比較例６のアンダートレッド用ゴム組成物は、ブタジエンゴムが配合されているもののシリカを配合していないので、引張り破断強度、引張り破断伸びが低下し、耐久性が悪化する。比較例７のアンダートレッド用ゴム組成物は、シリカが配合されているもののブタジエンゴムを配合していないので、ゴム硬度及び引張り破断強度が悪化する。比較例８のアンダートレッド用ゴム組成物は、天然ゴムの配合量が９０重量部を超え、ブタジエンゴムの配合量が１０重量部未満であるので、ゴム硬度及び引張り破断強度が悪化する。

表２から明らかなように、比較例９の空気入りタイヤは、ゴム硬度の差αが５未満であるので、実施例１の空気入りタイヤに比べタイヤ耐久性が悪化する。比較例１０の空気入りタイヤは、硫黄含量の差βが４．５を超えるので、実施例１の空気入りタイヤに比べタイヤの更生性が悪化する。比較例１１の空気入りタイヤは、ゴム硬度の差αが１２を超えるので、実施例１の空気入りタイヤに比べタイヤ耐久性が悪化する。

比較例１２のアンダートレッド用ゴム組成物は、天然ゴムの配合量が７０重量部未満、ブタジエンゴムの配合量が３０重量部を超えるので、引張り破断強度、引張り破断伸びが低下し、タイヤの耐久性が悪化する。比較例１３，１４のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ１，ＣＢ２のＮ₂ＳＡが８５ｍ²／ｇを超えるので、ｔａｎδ値が大きくなり転がり抵抗が悪化する。

表３から明らかなように、比較例１５の空気リタイヤは、硫黄含量の差βが４．５を超えるので、実施例３の空気リタイヤに比べタイヤの更生性が悪化する。比較例１６の空気リタイヤは、ゴム硬度の差αが１２を超えるので、実施例３の空気リタイヤに比べタイヤ耐久性が悪化する。

比較例１７のアンダートレッド用ゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ５のＮ₂ＳＡが３５ｍ²／ｇ未満、ＤＢＰ吸収量が１０５ｍｌ／１００ｇ未満であるので、引張り破断強度及び引張り破断伸びが低下してしまい、耐久性が悪化する。比較例１８のアンダートレッド用ゴム組成物は、シリカの配合量が３重量部未満であるので、引張り破断強度及び引張り破断伸びが低下し耐久性が悪化する。比較例１９の空気リタイヤは、ゴム硬度の差αが１２を超えるので、実施例４の空気リタイヤに比べタイヤ耐久性が悪化する。

表４から明らかなように、比較例２０のアンダートレッド用ゴム組成物は、カーボンブラックの配合量が１５重量部未満であり、シリカの配合量が３０重量部を超えるので、引張り破断強度が低下し、空気入りタイヤの耐久性が悪化する。比較例２１のアンダートレッド用ゴム組成物は、天然ゴムの配合量が９０重量部を超え、スチレンブタジエンゴムの配合量が１０重量部未満であるので、シリカの配合効果によりｔａｎδ値は小さくなるものの、ゴム硬度が低下し転がり抵抗が悪化する。

比較例２２の空気入りタイヤは、硫黄含量の差βが４．５を超えるので、実施例６の空気入りタイヤに比べタイヤの更生性が悪化する。比較例２３の空気入りタイヤは、ゴム硬度の差αが１２を超えるので、実施例６の空気入りタイヤに比べタイヤ耐久性が悪化する。

比較例２４のアンダートレッド用ゴム組成物は、天然ゴムの配合量が７０重量部未満、スチレンブタジエンゴムの配合量が３０重量部を超えるので、引張り破断強度及び引張り破断伸びが低下し耐久性が悪化する。

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
７Ａ〜７Ｄベルト層
８キャップトレッド
９アンダートレッド

Claims

トレッド部に埋設したベルト層上に、アンダートレッド及びキャップトレッドを配置した空気入りタイヤであって、前記アンダートレッドをアンダートレッド用ゴム組成物で形成し、該アンダートレッド用ゴム組成物が、ジエン系ゴム１００重量部に対し、カーボンブラックを１５〜４５重量部、シリカを３〜３０重量部配合し、シランカップリング剤を前記シリカ量の５〜１５重量％配合し、前記ジエン系ゴムが、天然ゴム及び／又はイソプレンゴムを７０〜９０重量％と、ブタジエンゴム及び／又はスチレンブタジエンゴムを３０〜１０重量％とからなると共に、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積Ｎ₂ＳＡが３５〜８５ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸収量が１０５〜２００ｍｌ／１００ｇであり、前記アンダートレッド用ゴム組成物が含有する硫黄の量を前記ジエン系ゴム１００重量部に対しＹ重量部とし、前記ベルト層を形成する被覆用ゴム組成物が含有する硫黄の量をゴム成分１００重量部に対しＸ重量部とするとき、両者の硫黄含有量の差（β＝Ｘ−Ｙ）が４．５以下であり、かつ前記キャップトレッドのゴム硬度をＡ、前記アンダートレッドのゴム硬度をＢとするとき、両者のゴム硬度の差（α＝Ａ−Ｂ）が５以上１２以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記アンダートレッド用ゴム組成物を構成するジエン系ゴムが、前記天然ゴム及び／又はイソプレンゴムを８０〜９０重量％と、前記ブタジエンゴムを２０〜１０重量％とからなることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記アンダートレッド用ゴム組成物が、前記カーボンブラックを２０〜４０重量部、前記シリカを５〜２５重量部配合したことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
トラックまたはバスに使用する重荷重用空気入りタイヤである請求項１，２又は３に記載の空気入りタイヤ。