JP2009179809A - Side-reinforced run flat tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微細炭素繊維を含有するゴム組成物から構成される空気入りタイヤに関し、特に、かかるゴム組成物が、サイドウォール部に配設されるサイド補強ゴム（「サイド補強層」ということがある。）、又はサイド補強ゴムとその外側のタイヤ表面のサイドゴムとを構成する空気入りタイヤに関し、空気入りタイヤのランフラット耐久性の向上に関する。 The present invention relates to a pneumatic tire composed of a rubber composition containing fine carbon fibers, and in particular, the rubber composition is referred to as a side reinforcing rubber ("side reinforcing layer") disposed in a sidewall portion. It relates to a pneumatic tire that constitutes a side reinforcing rubber and a side rubber on the outer surface of the tire, and relates to an improvement in run-flat durability of the pneumatic tire.
（１）サイド補強ゴムを持つランフラットタイヤを車輌に取り付け、内圧がゼロになった場合、すなわちランフラット状態では、車輌の停止、走行にかかわらず車重をサイド補強ゴムで支える。
（２）ランフラット状態で車輌を走行させると、車重によるサイド補強ゴムへの歪入力及び走行による動的入力等によって、ゴムの自己発熱によりゴムの強力が低下する。特に、ランフラット走行時の入力を超えた場合には、サイド補強ゴムの破壊に至る。本発明では、ランフラット状態からサイド補強ゴムの破壊までの時間又は距離をランフラット耐久性と定義する。
（３）前述の問題を解決し、よりランフラット耐久性を向上させるためには、ゴムの自己発熱、すなわち損失正接（ｔａｎδ）の低減、サイド補強ゴムへの歪の減少又は耐熱性を有する配合剤を添加する等の手段がとられてきた（例えば、特許文献１参照）。
(1) A run flat tire having side reinforcing rubber is attached to the vehicle, and when the internal pressure becomes zero, that is, in the run flat state, the vehicle weight is supported by the side reinforcing rubber regardless of whether the vehicle is stopped or running.
(2) When the vehicle is run in a run-flat state, the strength of the rubber decreases due to the self-heating of the rubber due to strain input to the side reinforcing rubber due to the vehicle weight, dynamic input due to running, and the like. In particular, when the input during run-flat driving is exceeded, the side reinforcing rubber is destroyed. In the present invention, the time or distance from the run flat state to the destruction of the side reinforcing rubber is defined as run flat durability.
(3) In order to solve the above-mentioned problems and further improve the run-flat durability, the rubber has a self-heating, that is, a loss tangent (tan δ) reduction, a distortion to the side reinforcing rubber, or a heat-resistant blend. Means such as adding an agent have been taken (for example, see Patent Document 1).
電気及び電子機器に用いられるシリコーンゴム組成物に、カーボンナノチューブを配合することが知られている（例えば、特許文献２参照）。 It is known that carbon nanotubes are blended in a silicone rubber composition used in electrical and electronic equipment (see, for example, Patent Document 2).
本発明者は、空気入りタイヤにおいては、上述の特許文献１のようないずれの方法を用いても、ランフラット走行末期におけるサイド補強ゴムの破壊が、サイド補強ゴム全体ではなく、一部分の自己発熱、温度上昇による強力の低下に起因してしまうことを見出した。 In the pneumatic tire, the present inventor uses any of the methods as described in Patent Document 1 described above, but the destruction of the side reinforcing rubber at the end of the run flat running is not the entire side reinforcing rubber but a part of the self-heating. It was found that this was caused by a decrease in strength due to a temperature rise.
本発明者は、サイド補強ゴムにより車重を支持するランフラットタイヤにおいては、ランフラット走行中の各種の動作、すなわち直進、曲折、停止等によりサイド補強ゴムの温度分布が均一でなくなり、一部分の温度上昇による強力低下によって、サイド補強ゴムが破壊し易くなることを知見した。 In the run-flat tire in which the vehicle weight is supported by the side reinforcing rubber, the present inventor has found that the temperature distribution of the side reinforcing rubber is not uniform due to various operations during the run-flat running, i.e., straight running, bending, stopping, etc. It has been found that the side reinforcing rubber is easily broken due to the strength reduction caused by the temperature rise.
なお、上述の特許文献２は、電気及び電子機器に用いられるシリコーンゴム組成物に関するものであり、空気入りタイヤ用のゴム組成物にカーボンナノチューブを配合した場合に、安定な走行に支障をきたす耐久性、特に、ランフラット耐久性等の問題の解消ができるかどうかを示すものではない。
The above-mentioned
本発明の課題は、一部分において起こるタイヤの温度上昇による強力低下を防ぐことによって、空気入りタイヤの耐久性を向上させることである。 An object of the present invention is to improve the durability of a pneumatic tire by preventing a decrease in strength caused by a temperature increase of the tire that occurs in part.
本発明は、左右一対のビード部と、該ビード部のタイヤ半径方向外側に配置されるビードフィラーゴム及びカーカス層と、該カーカス層のタイヤ半径方向外側に配置されるトレッドゴムと、該トレッドゴムの左右に配置される一対のサイドゴムと、該サイドゴムの内側に配設されるサイド補強ゴムとを具備してなる空気入りタイヤであって、少なくとも一部のゴムが、微細炭素繊維を含有するゴム組成物からなる空気入りタイヤに関し、特に、サイドゴムが、０．５〜５０μｍの平均長さ及び０．５〜５００ｎｍの平均直径の炭素繊維を含有するゴム組成物からなり、前記ゴム組成物中に、１００質量部のゴム成分に対して２〜２０質量部の前記炭素繊維が含有されていることを特徴とするサイド補強式ランフラットタイヤに係るものである。 The present invention relates to a pair of left and right bead portions, a bead filler rubber and a carcass layer disposed on the outer side in the tire radial direction of the bead portion, a tread rubber disposed on the outer side in the tire radial direction of the carcass layer, and the tread rubber. A pneumatic tire comprising a pair of side rubbers disposed on the left and right sides and a side reinforcing rubber disposed inside the side rubber, wherein at least a part of the rubber contains fine carbon fibers. With respect to the pneumatic tire comprising the composition, in particular, the side rubber is composed of a rubber composition containing carbon fibers having an average length of 0.5 to 50 μm and an average diameter of 0.5 to 500 nm. The carbon fiber is contained in an amount of 2 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
本発明者は、前記の問題、すなわち、サイド補強ゴムの一部分の温度上昇による強力低下を解決すべく、種々のタイヤを試作し、検討した。 The present inventor made various types of tires and studied them in order to solve the above problem, that is, the strength reduction due to the temperature increase of a part of the side reinforcing rubber.
その結果、サイド補強ゴムを構成するゴム部材、又は更にその外表面を構成するゴム部材に、微細な炭素繊維を含有させることにより、耐久性に優れた空気入りタイヤが得られることを突き止め、本発明に至った。 As a result, it was determined that a pneumatic tire having excellent durability can be obtained by adding fine carbon fibers to the rubber member constituting the side reinforcing rubber or the rubber member constituting the outer surface thereof. Invented.
本発明は、微細炭素繊維を含有するゴム組成物が、タイヤゴムの放熱特性を向上させ、サイド補強ゴム等の局所的な温度の集中が防止され、サイド補強ゴム等の耐久性が向上し、結果として、ランフラット耐久性等に優れた空気入りタイヤが得られるという知見に基づくものである。 In the present invention, the rubber composition containing fine carbon fibers improves the heat dissipation characteristics of the tire rubber, the local temperature concentration of the side reinforcing rubber and the like is prevented, and the durability of the side reinforcing rubber and the like is improved. As a result, it is based on the knowledge that a pneumatic tire excellent in run-flat durability and the like can be obtained.
本発明では、微細炭素繊維とは、タイヤの一部のゴム組成物に含有させた場合に、タイヤの局所的な温度の集中が防止され、ランフラット耐久性等のような耐久性に優れた空気入りタイヤが得られるものである。 In the present invention, when the fine carbon fiber is contained in a part of the rubber composition of the tire, concentration of local temperature of the tire is prevented, and durability such as run-flat durability is excellent. A pneumatic tire is obtained.
本発明によれば、少なくとも一部のゴムが微細炭素繊維を含有するゴム組成物からなり、かかるゴムがタイヤの温度分布をより一層均一にさせるように働き、タイヤの一部への温度集中を防ぐことにより、空気入りタイヤの耐久性を著しく向上させる。 According to the present invention, at least a part of the rubber is composed of a rubber composition containing fine carbon fibers, and the rubber functions to make the temperature distribution of the tire more uniform, thereby concentrating the temperature on a part of the tire. By preventing this, the durability of the pneumatic tire is remarkably improved.
特に、サイド補強ゴムに微細炭素繊維を配合させた空気入りタイヤは、熱伝導性の高さによって、タイヤの温度集中を防ぎ、ランフラット耐久性を向上させることができる。さらに、サイド補強ゴムに加え、その外表面のサイドゴムに微細炭素繊維を配合させた場合、走行による空冷効果により、より一層ランフラット耐久性を向上させることができる。 In particular, a pneumatic tire in which fine carbon fibers are blended with side reinforcing rubber can prevent temperature concentration of the tire and improve run-flat durability due to its high thermal conductivity. Further, when fine carbon fibers are blended in the side rubber on the outer surface in addition to the side reinforcing rubber, the run-flat durability can be further improved by the air cooling effect by running.
本発明の実施をする形態について説明する。
（１）空気入りタイヤ
サイドウォール部に配設されるサイド補強ゴムを具備してなる。サイド補強ゴムは、タイヤの内圧がゼロになった場合、すなわち、ランフラット状態においても、車重が支えられるようにサイドウォール部に配設されるゴム部材である。かかるサイド補強ゴムを備えるタイヤは、安全タイヤや、ランフラットタイヤとも称される。
（２）微細炭素繊維
An embodiment for carrying out the present invention will be described.
(1) Pneumatic tire It comprises the side reinforcement rubber arrange | positioned by a sidewall part. The side reinforcing rubber is a rubber member disposed on the side wall portion so that the vehicle weight is supported even when the internal pressure of the tire becomes zero, that is, in the run flat state. A tire provided with such a side reinforcing rubber is also called a safety tire or a run flat tire.
(2) Fine carbon fiber
空気入りタイヤの少なくとも一部のゴムは、微細炭素繊維を含有するゴム組成物からなる。微細炭素繊維は、タイヤにおいて、温度の局所的な集中を防ぐ働きをする。 At least a part of the rubber of the pneumatic tire is made of a rubber composition containing fine carbon fibers. The fine carbon fiber functions to prevent local concentration of temperature in the tire.
微細炭素繊維は、０．５〜５００ｎｍの平均直径、及び０．５〜５０μｍの平均長さを有することができる。平均直径が５００ｎｍを超えるか、又は平均長さが５０μｍを超える場合、十分な耐久性が得られなくなる可能性がある。 The fine carbon fibers can have an average diameter of 0.5 to 500 nm and an average length of 0.5 to 50 μm. When the average diameter exceeds 500 nm or the average length exceeds 50 μm, sufficient durability may not be obtained.
耐久性及びゴム組成物の製造上の観点からは、特に、１〜４００ｎｍの平均直径が好ましい。また、特に、１〜４０μｍの平均長さが好ましい。さらに、好ましくは、１０以上、より一層好ましくは、１５以上のアスペクト比を有する。 From the viewpoint of durability and production of the rubber composition, an average diameter of 1 to 400 nm is particularly preferable. In particular, an average length of 1 to 40 μm is preferable. Furthermore, it preferably has an aspect ratio of 10 or higher, more preferably 15 or higher.
微細炭素繊維は、タイヤの温度の局所的な集中を防ぐ働きをする限り、種々の炭素繊維を用いることができる。例えば、昭和電工（株）製の「ＶＧＣＦ−Ｇ」（商標）のようなカーボンナノファイバー（カーボンナノチューブを除く）、ＭＴＲ社製の「多層カーボンナノチューブ」（商標）のようなカーボンナノチューブ等が好適に用いられる。 Various carbon fibers can be used as the fine carbon fibers as long as they function to prevent local concentration of the temperature of the tire. For example, carbon nanofibers (excluding carbon nanotubes) such as “VGCF-G” (trademark) manufactured by Showa Denko KK, carbon nanotubes such as “multilayer carbon nanotube” (trademark) manufactured by MTR are suitable. Used for.
微細炭素繊維の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して２〜２０質量部が好ましい。この範囲内で、タイヤ耐久性の向上が十分に発揮される。放熱特性とゴム物性とを勘案すれば、５質量部以上が好ましく、５〜２０質量部が特に好ましい。
（３）サイド補強ゴム
As for the compounding quantity of a fine carbon fiber, 2-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of rubber components. Within this range, the tire durability is sufficiently improved. In consideration of heat dissipation characteristics and rubber physical properties, 5 parts by mass or more is preferable, and 5 to 20 parts by mass is particularly preferable.
(3) Side reinforcement rubber
微細炭素繊維を含有するゴム組成物からなることができる。サイド補強ゴムの形状、厚さ、配置、組成等は、特に制限されることはなく、通常のものを用いることができる。サイド補強ゴムは、機能が異なるような複数のゴム部材からなってもよい。 It can consist of a rubber composition containing fine carbon fibers. The shape, thickness, arrangement, composition and the like of the side reinforcing rubber are not particularly limited, and ordinary ones can be used. The side reinforcing rubber may be composed of a plurality of rubber members having different functions.
サイド補強ゴムに配合される微細炭素繊維は、熱伝導性に優れるため、サイド補強ゴム内の温度分布がより均一になる。これによって、サイド補強ゴム内の一部での温度集中が防止でき、サイド補強ゴムの破壊を抑制し、ランフラット耐久性を向上させることができる。 Since the fine carbon fiber blended in the side reinforcing rubber is excellent in thermal conductivity, the temperature distribution in the side reinforcing rubber becomes more uniform. Thereby, temperature concentration in a part of the side reinforcing rubber can be prevented, destruction of the side reinforcing rubber can be suppressed, and run flat durability can be improved.
好ましくは、サイド補強ゴムは、サイドウォール部の内側において６〜１３ｍｍの最大厚さを有する。
（４）ビードフィラーゴム
Preferably, the side reinforcing rubber has a maximum thickness of 6 to 13 mm inside the sidewall portion.
(4) Bead filler rubber
空気入りタイヤは、代表的には、左右一対のビード部を備え、かかるビード部のタイヤ半径方向外側には、ビードフィラーゴムとカーカス層とが配置される。ビードフィラーゴムは、微細炭素繊維を含有するゴム組成物からなることができる。 A pneumatic tire typically includes a pair of left and right bead portions, and bead filler rubber and a carcass layer are disposed outside the bead portion in the tire radial direction. The bead filler rubber can be made of a rubber composition containing fine carbon fibers.
ビードフィラーゴムは、形状、厚さ、配置、組成等、特に制限されることはなく、通常のものを用いることができ、機能が異なるような複数のゴム部材からなってもよい。
（５）サイドゴム
The bead filler rubber is not particularly limited in shape, thickness, arrangement, composition, and the like, and can be a normal one, and may be composed of a plurality of rubber members having different functions.
(5) Side rubber
空気入りタイヤは、代表的には、カーカス層のタイヤ半径方向外側に、トレッド部が配置され、該トレッド部の左右に一対のサイドウォール部が配置される。サイドウォール部では、少なくともその表層がサイドゴムからなる。サイドゴムは、微細炭素繊維を含有するゴム組成物からなることができる。 In a pneumatic tire, typically, a tread portion is disposed outside the carcass layer in the tire radial direction, and a pair of sidewall portions are disposed on the left and right sides of the tread portion. In the side wall portion, at least the surface layer is made of side rubber. The side rubber can be made of a rubber composition containing fine carbon fibers.
サイドゴムは、形状、厚さ、配置、組成等、特に制限されることなく、通常のものを用いることができる。サイドゴムは、機能が異なるような複数のゴム部材からなってもよい。 The side rubber is not particularly limited in shape, thickness, arrangement, composition and the like, and a normal rubber can be used. The side rubber may be composed of a plurality of rubber members having different functions.
サイド補強ゴムの外表面側に存在する表層ゴム部材、特にサイドゴムに微細炭素繊維を配合すると、サイド補強ゴムで発生した熱がサイドゴムの外表面に到達し、車輌の走行による風により冷却されることで、サイド補強ゴムの温度上昇を抑制し、更にランフラット耐久性を向上させることができる。 When fine carbon fiber is blended with the surface rubber member on the outer surface side of the side reinforcing rubber, especially the side rubber, the heat generated by the side reinforcing rubber reaches the outer surface of the side rubber and is cooled by the wind from the running of the vehicle Thus, the temperature increase of the side reinforcing rubber can be suppressed, and the run flat durability can be further improved.
図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の一例の空気入りタイヤの部分断面図である。
図１に示すように、空気入りタイヤ１はビード部２とトレッド部３とサイドウォール部４とを備える。ビード部２、トレッド部３及びサイドウォール部４のいずれかにおいて、その少なくとも一部のゴムは微細炭素繊維を含有するゴム組成物からなる。
The present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partial sectional view of a pneumatic tire according to an example of the present invention.
As shown in FIG. 1, the pneumatic tire 1 includes a
ビード部２は、リング状のビードコア２Ａを備え、そのタイヤ半径方向外側には、ビードフィラーゴム２Ｂとカーカス層５とが配置される。カーカス層５のタイヤ半径方向外側には、ベルト層６が配置されており、ベルト層６のタイヤ半径方向外側には、トレッド部３が配置されている。トレッド部３の左右には、一対のサイドウォール部４（図１では片側を示す。）が配置されている。
The
カーカス層５は、図１に示すように、複数のコードを被覆したゴムプライ５Ａ及び５Ｂからなることができる。ゴムプライ５Ａの両端部はビードコア２Ａの周りで折り返されて折り返し端部を形成している。ゴムプライ５Ａの折り返し端部の中には、ビードフィラーゴム２Ｂが位置している。ゴムプライ５Ｂは、ゴムプライ５Ａの折り返し端部の外側で、サイドウォール部４内に配置されている。
As shown in FIG. 1, the
サイドウォール部４は、表面側がサイドゴム４Ａからなり、その内側はサイド補強ゴム４Ｂによって補強されている。サイド補強ゴムは、ゴムプライ５Ａ及び５Ｂの内側、外側及びそれらの間のいずれかの位置に配置することができ、ビード部２の上方からサイドウォール部４を介してサイドウォール部下方に至るタイヤサイド部の少なくとも一部に設けることができる。サイド補強ゴム４Ｂは、図１に示すように、代表的に、ゴムプライ５Ａのサイドウォール部４の内側外周方向面に配置される。
The side wall portion 4 is made of a
実施例及び比較例に基づいて、本発明をより一層詳細に説明する。
（参考例１、２、実施例１〜４）
図１に示すような空気入りタイヤを製造する。
これらの例の空気入りタイヤは、表１に示す配合Ａ又は配合Ｂからなるサイド補強ゴム、及び表１に示す比較配合２、配合Ｃ又は配合Ｄからなるサイドゴムを備える。それぞれの配合の組合せは、表２に示すように、参考例１（サイド補強ゴム：サイドゴム＝配合Ａ：比較配合２）、参考例２（配合Ｂ：比較配合２）、実施例１（配合Ａ：配合Ｃ）、実施例２（配合Ａ：配合Ｄ）、実施例３（配合Ｂ：配合Ｃ）及び実施例４（配合Ｂ：配合Ｄ）である。なお、用いる微細炭素繊維の径、平均長等を表３に示す。
The present invention will be described in more detail based on examples and comparative examples.
(Reference Examples 1 and 2 and Examples 1 to 4)
A pneumatic tire as shown in FIG. 1 is manufactured.
The pneumatic tires of these examples are provided with side reinforcing rubbers composed of Formulation A or Formulation B shown in Table 1 and side rubbers composed of
（比較例１）
参考例１において、サイド補強ゴムを配合Ａから比較配合１に変える以外は、参考例１と同様にして空気入りタイヤを製造する。
(Comparative Example 1)
In Reference Example 1, a pneumatic tire is manufactured in the same manner as Reference Example 1 except that the side reinforcing rubber is changed from Formulation A to Comparative Formulation 1.
（ランフラット耐久性）
参考例１、２、実施例１〜４及び比較例１で得られる空気入りタイヤについて評価する。ランフラット耐久性は、各試作タイヤを常圧でリム組みし、内圧２３０ｋＰａを封入してから３８℃の室温中に２４時間放置後、バルブのコアを抜き内圧を大気圧として、荷重４．１７ｋＮ（４２５ｋｇ）、速度８９ｋｍ／ｈ、室温３８℃の条件でドラム走行テストを行い、この際の故障発生までの走行距離で示す。結果を表２に示す。なお、評価は、比較例１の場合を１００とした指数で表す。値が高いほどランフラット耐久性が良好である。
(Run flat durability)
The pneumatic tires obtained in Reference Examples 1 and 2, Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 are evaluated. Run-flat durability is as follows: Each prototype tire is assembled with rims at normal pressure, filled with an internal pressure of 230 kPa, left in a room temperature of 38 ° C. for 24 hours, then the valve core is removed and the internal pressure is taken as atmospheric pressure, and the load is 4.17 kN. (425 kg), a speed of 89 km / h, and a room temperature of 38 ° C., a drum running test was performed, and the running distance until the failure occurred at this time is shown. The results are shown in Table 2. The evaluation is expressed as an index with the case of Comparative Example 1 as 100. The higher the value, the better the run flat durability.
表２に示されるように、サイド補強ゴム又はサイドゴムのいずれかのゴム組成物に微細な炭素繊維を配合した空気入りタイヤは、ランフラット耐久性が著しく向上する。微細炭素繊維の径、平均長等の違いにより、放熱効果が異なる。特に、昭和電工（株）製の「ＶＧＣＦ−Ｇ」（商標）のようなカーボンナノファイバーが、ＭＴＲ社製の「多層カーボンナノチューブ」（商標）のようなカーボンナノチューブよりも、良好なランフラット耐久性を示す。 As shown in Table 2, the run-flat durability is remarkably improved in a pneumatic tire in which fine carbon fibers are blended with a rubber composition of either side reinforcing rubber or side rubber. The heat dissipation effect differs depending on the diameter, average length, etc. of the fine carbon fiber. In particular, carbon nanofibers such as “VGCF-G” (trademark) manufactured by Showa Denko KK have better run-flat durability than carbon nanotubes such as “multi-walled carbon nanotube” (trademark) manufactured by MTR. Showing gender.
本発明によれば、少なくとも一部のゴムが微細炭素繊維を含有するゴム組成物からなり、かかるゴムがタイヤの温度分布をより一層均一にさせるように働き、タイヤの一部への温度集中を防ぐことにより、空気入りタイヤの耐久性を著しく向上させる。 According to the present invention, at least a part of the rubber is composed of a rubber composition containing fine carbon fibers, and the rubber functions to make the temperature distribution of the tire more uniform, thereby concentrating the temperature on a part of the tire. By preventing this, the durability of the pneumatic tire is remarkably improved.
１ 空気入りタイヤ
２ ビード部
３ トレッド部
４ サイドウォール部
1
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