JP2021094914A - エラストマー−金属コード複合体およびこれを用いたタイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
前記金属フィラメント同士の間の最小隙間距離が、0.01mm以上0.24mm未満であり、かつ、前記エラストマーの、50%モジュラス値(M50)に対する200%モジュラス値(M200)の比M200/M50が、5.0以下であることを特徴とするものである。
エラストマー被覆率=(ゴム被覆長/試料長)×100(%)
なお、エラストマーとして、ゴム以外のエラストマーを用いた場合、および、金属コードとして、スチールコード以外の金属コードを用いた場合も、同様に算出することができる。
ゴム成分については、優れた耐亀裂進展性や耐摩耗性を得ることができる観点からは、天然ゴム若しくはジエン系合成ゴムを単独で、または、天然ゴムおよびジエン系合成ゴムを併用した形で、含有することができる。また、ゴム成分は、上記ジエン系ゴムのみから構成することもできるが、本発明の目的を損なわない範囲であれば、ジエン系以外のゴムを含有することもできる。なお、優れた耐亀裂進展性を得ることができる観点から、ゴム成分におけるジエン系ゴムの含有量は、30質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることがさらに好ましい。
カーボンブラックについては、特に制限はないが、DBP(ジブチルフタレート)吸収量が50cm3/100g以上100cm3/100g以下のものを好適に用いることができる。DBP吸収量が上記範囲内であって、ストラクチャの低いカーボンブラックを用いることで、ゴム組成物の補強性と適度な柔軟性とを両立することができ、優れた耐亀裂進展性を得ることができる。上記DBP吸収量を100cm3/100g以下とすることで、上記ストラクチャを低くして、ゴム組成物の補強性を適度に抑え、柔軟性を確保して、十分な耐亀裂進展性を得ることができる。カーボンブラックのDBP吸収量は、90cm3/100g以下であることが好ましく、80cm3/100g以下であることがより好ましい。
本発明のエラストマー−金属コード複合体10に用いるエラストマー3として好適なゴム組成物においては、フェノール樹脂を、後述するメチレン供与体とともに含むことにより、50%モジュラス値(M50)を向上させることができ、優れた低ロス性を維持しつつ、ゴム組成物の補強性を向上して、優れた耐亀裂進展性を実現できる。
本発明のエラストマー−金属コード複合体10に用いるエラストマー3として好適なゴム組成物においては、メチレン供与体を、フェノール樹脂の硬化剤として含むことによって、上記50%モジュラス値(M50)を向上させることができ、優れた低ロス性を維持しつつ、ゴム組成物の補強性を向上できる。
本発明のエラストマー−金属コード複合体10に用いるエラストマー3として好適なゴム組成物は、上述したゴム成分、カーボンブラック、フェノール樹脂およびメチレン供与体の他にも、その他の成分を、発明の効果を損なわない程度に含むことができる。その他の成分としては、例えば、上記カーボンブラック以外の充填材や老化防止剤、架橋促進剤、架橋剤、架橋促進助剤、シランカップリング剤、ステアリン酸、オゾン劣化防止剤、界面活性剤等のゴム工業で通常使用されている添加剤を挙げることができる。
nM・xSiOy・zH2O・・・(I)
(式中、Mは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウムおよびジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物または水酸化物、およびそれらの水和物、並びに、これらの金属の炭酸塩のうちから選ばれる少なくとも一種であり;n、x、yおよびzは、それぞれ1〜5の整数、0〜10の整数、2〜5の整数および0〜10の整数である。)
図3に、本発明の一好適な実施の形態に係るタイヤの概略片側断面図を示す。本発明のタイヤ100は、本発明のエラストマー−金属コード複合体10を用いてなるものであり、これにより、低ロス性、耐セパレーション性および耐亀裂進展性を向上することができる。図示するタイヤ100は、接地部を形成するトレッド部101と、このトレッド部101の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部102と、各サイドウォール部102の内周側に連続するビード部103とを備えた空気入りタイヤである。本発明のタイヤ100としては、例えば、乗用車用タイヤやトラック・バス用タイヤを挙げることができる。
下記表中に示す配合に従って、常法に従い配合・混練することで、ゴム組成物A,Bを調製した。各成分の混練については、容量3.0Lのバンバリーミキサーを用いて行った。なお、ゴム組成物Bについては、フェノール樹脂との混錬に先立って、ゴム成分およびカーボンブラックを混練した。また、各ゴム組成物の50%モジュラス値(M50)および200%モジュラス値(M200)は、各ゴム組成物をベルトコーティングゴムとする2層のベルト層を持つタイヤを、所定の温度・加硫時間で加硫することにより作製し、2層のベルト層の各スチールコード間に位置するベルトコーティングゴムを取り出し、表面を平滑に研磨した後、長手方向がタイヤ周方向に沿うようにダンベル状試験片を打ち抜き、JIS K 6251(2010年)に従って引張試験を行い、50%伸びおよび200%伸びを与えたときの引張応力を測定した。
*2)住友ベークライト(株)製「スミライトレジンPR−50235」
*3)ALLNEX製「CYREZ 964」
*4)東ソー・シリカ(株)製「ニップシールAQ」、窒素吸着比表面積=210m2/g
*5)大内新興化学工業(株)製「ノクラックNS−6」、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)
*6)大内新興化学工業(株)製「ノクラック6C」、N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン
*7)不溶性硫黄(商品名:クリステックスHS OT−20、フレキシス社製)
*8)大内新興化学工業(株)製「ノクセラーDZ」、N,N−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
*9)OMG製「マノボンドC」、有機酸のコバルト塩中の有機酸の一部をホウ酸で置き換えた複合塩、コバルト含有量:22.0質量%
*10)大和化成工業(株)製「BMI−RB」
エラストマー被覆率は、各実施例および比較例のコードをゴム被覆して、160℃、10〜15分の加硫条件で加硫した後、得られたゴム−スチールコード複合体からスチールコードを引き抜き、スチールコードを構成するスチールフィラメント同士の間隙に浸透したゴムにより被覆されている、スチールフィラメントの金属コード幅方向側面の長さを測定し、下記算出式に基づいて算出した値の平均として求めた。エラストマー被覆率の算出式は以下のとおりである。
エラストマー被覆率=(ゴム被覆長/試料長)×100(%)
なお、ゴム被覆長は引き抜いたスチールコードをコード長手方向に直交する方向から観察した際にスチールフィラメント表面がゴムで完全に被覆されている領域の長さである。数字が大きいほど接着力が高く、性能がよいことを示す。
各ゴム組成物A,Bを、145℃で40分間加硫して加硫ゴムを得た。得られた加硫ゴムについて、スぺクトロメーター(株式会社上島製作所製)を用い、温度24℃、歪1%、周波数52Hzの条件で、損失正接(tanδ)を測定した。評価については、ゴム組成物Aのサンプルのtanδを100としたときの指数で示し、指数値が小さい程、低発熱性に優れることを示す。
各ゴム組成物A,Bを、145℃で40分間加硫して加硫ゴムを得た。得られた加硫ゴムから、2mm×50mm×6mmのシートを作製し、その中心部に微小な穴を空けて初期亀裂とした。その後、このシートに対して、2.0MPa、周波数は6Hz、雰囲気温度80℃の条件で、長辺方向に繰り返し応力を加えた。そして、サンプルごとに、繰り返し応力を加えてから、試験片が破断するまでの繰り返し回数を測定した後、その繰り返し回数の常用対数を算出した。破断までの測定試験は、サンプルごとに4度実施して常用対数を算出し、それらの平均を平均常用対数とした。評価については、ゴム組成物Aの平均常用対数を○とし、サンプルの平均常用対数がこれにより大きい場合を◎、小さい場合を×とした。
各実施例および比較例のエラストマー−金属コード複合体をベルト層に適用したタイヤについて、ドラム試験機による評価を行った後におけるセパレーション長さを測定して求めた。セパレーション長さが、比較例1を基準として、小さい場合を〇、同等である場合を△、大きい場合を×とした。
2 補強素子(金属コード)
3 エラストマー
10 エラストマー−金属コード複合体
100 タイヤ
101 トレッド部
102 サイドウォール部
103 ビード部
104 カーカス
105 ベルト
105a,105b ベルト層
106 ビードコア
Claims (8)
- 撚り合わされずに一列に引き揃えられた複数本の金属フィラメントからなる補強素子が、エラストマーにより被覆されたエラストマー−金属コード複合体において、
前記金属フィラメント同士の間の最小隙間距離が、0.01mm以上0.24mm未満であり、かつ、前記エラストマーの、50%モジュラス値(M50)に対する200%モジュラス値(M200)の比M200/M50が、5.0以下であることを特徴とするエラストマー−金属コード複合体。 - 前記金属フィラメント同士の間の最大隙間距離が、0.25mm以上2.0mm以下である請求項1記載のエラストマー−金属コード複合体。
- 前記補強素子が、2本以上20本以下の金属フィラメントからなる金属フィラメント束である請求項1または2記載のエラストマー−金属コード複合体。
- 前記金属フィラメントの線径が、0.15mm以上0.40mm以下である請求項1〜3のうちいずれか一項記載のエラストマー−金属コード複合体。
- 前記エラストマーが、ゴム成分と、カーボンブラックと、フェノール樹脂と、メチレン供与体とを含むゴム組成物からなる請求項1〜4のうちいずれか一項記載のエラストマー−金属コード複合体。
- 前記エラストマーがシリカを含み、該シリカの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対し0質量部より多く25質量部以下である請求項5記載のエラストマー−金属コード複合体。
- 前記エラストマーがコバルト化合物を含み、該コバルト化合物の含有量が、前記ゴム成分100質量部に対し0.01質量部未満である請求項5または6記載のエラストマー−金属コード複合体。
- 請求項1〜7のうちいずれか一項記載のエラストマー−金属コード複合体が用いられてなることを特徴とするタイヤ。
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