JP4384857B2

JP4384857B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4384857B2
Application number: JP2003004176A
Authority: JP
Inventors: 融飯塚
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2023-01-10
Also published as: JP2004216977A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤに関し、詳しくはロードノイズの低減された空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ロードノイズを低減させる手法として、スチールコード被覆ゴムのゲージを上げる方法、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなるバンドなどを併用した構造とする方法が採られる。しかしながら、ゲージアップや補強層の追加は、タイヤ重量アップにつながり、昨今の低燃費性や軽量化に反する。
【０００３】
ロードノイズを低減させるその他の手法としては、スチールコード周りに高剛性のストリップゴムを貼り付ける方法がある。被覆ゴムの剛性（複素弾性率Ｅ^*）をあげる手法としては、一般にカーボンブラックの増量や硫黄の増量があり、ロードノイズを低減することができる（特許文献１参照）。しかしながら、カーボンブラックの増量は、被覆ゴムの発熱性を上げ、耐久面で好ましくない。また、硫黄の増量は、被覆ゴムの経時劣化の面で一般に好ましくない。
【０００４】
また、被覆ゴムの剛性を上げる手法として、レゾルシンまたはレゾルシン縮合物とそのメチレンドナーとを配合する方法が開発されており、操縦安定性などの効果を得ているが（特許文献２および３参照）、それだけでは充分なロードノイズ低減効果を得ることはできない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２９１４０３号公報
【特許文献２】
特開２００２−６７６１７号公報
【特許文献３】
特開平７−２５８４７０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、タイヤ重量を増加させずにロードノイズを低減させた空気入りタイヤを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、スチールコードに、レゾルシンまたはレゾルシン縮合物とそのメチレンドナーとを含有し、Ｅ^*の異なる数種類のゴムを組み合わせて、実車ロードノイズを評価した。その結果、Ｅ^*が従来の１．８倍をこえると、構造を変えることなくロードノイズの低減効果が表われ、２．４倍をこえると効果はほとんど飽和し、ゴムの加工性が著しく低下することが分かり、本発明に至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、マルチフィラメントスチールコードおよびスチールコード被覆ゴムからなるベルト層を有し、バンド層を有さない空気入りタイヤであって、前記スチールコード被覆ゴムは、レゾルシンまたはレゾルシン縮合物と、そのメチレンドナーとからなり、前記スチールコード被覆ゴムの複素弾性率が１０．８〜１３．２ＭＰａである空気入りタイヤに関する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の空気入りタイヤは、スチールフィラメントを複数撚り合わせたマルチフィラメントスチールコード、およびスチールコード被覆ゴムからなるベルト層を有する。
【００１０】
スチールコードとしては、撚り構造が１×１〜１×３、１×４、そのほか１×５、１×６、２＋１、２＋２のものを用いることができ、なかでも１×３、１×４のものが好適に用いられる。撚り本数が少なすぎると強度を維持するための線径が大きくなり、乗心地がわるくなる傾向がある。また、撚り本数が多すぎると線径が細くなりすぎ、耐久性に問題を生じる。
【００１１】
スチールコードの素線径は、０．１５〜０．４５ｍｍであることが好ましい。素線径が０．１５ｍｍ未満では細すぎて耐久性に問題を生じ、０．４５ｍｍをこえると太すぎて乗心地がわるくなる傾向がある。
【００１２】
コードの配列形態としては、１〜２層構造を有することが好ましい。２層をこえるとコードの製法が複雑となり、コストが高くなり、また、コード径が太くなる傾向がある。コードの配列方向は、タイヤの赤道方向に対し１０°〜８０°であることが好ましい。
【００１３】
コードの各層の打ち込み本数は、２０〜５０本／５ｃｍであることが好ましい。コードの打ち込み本数は、タイヤに求められる性能により決定する。
【００１４】
さらに剛性の高いコードを採用することによって、ロードノイズが低減する知見があるが、構造面で剛性をあげる手法は、タイヤ重量を増加させるので好ましくない。そこで、本発明では、前述のような汎用のコードに、前記スチールコード被覆ゴムとして剛性の高いゴムを組み合わせることによって、タイヤ重量を犠牲にせずに、ロードノイズ低減を可能とした。
【００１５】
前記スチールコード被覆ゴムは、レゾルシンまたはレゾルシン縮合物と、メチレンドナーとを含有する。
【００１６】
前記レゾルシン縮合物としては、変性レゾルシンホルムアルデヒド樹脂があげられ、市販のレゾルシン樹脂としては、たとえば、インドスペック製のペナコライト樹脂Ｂ−１８−Ｓ、Ｂ−２０、住友化学工業（株）製のスミカノール６２０、ユニロイヤル製のＲ−６、スケネクタディー化学製のＳＲＦ１５０１、アッシュランド化学製のＡｒｏｆｅｎｅ７２０９などがあげられる。またレゾルシンとして、住友化学工業（株）製のレゾルシノールなどがあげられる。
【００１７】
前記メチレンドナーとしては、たとえば、ヘキサメチレンテトラミン、ヘキサメトキシメチロールメラミンおよびそれらの誘導体、アザーディオキサービシクロオクタン、パラホルムアルデヒドなどがあり、市販品としては、たとえば、バイエル製のＣｏｈｅｄｕｒＡ、アメリカンサイアナミッド製のサイレッツ９６６、９６４、住友化学工業（株）製のスミカノール５０７、ユニロイヤル製のＭ−３などがあげられる。
【００１８】
レゾルシンまたはレゾルシン縮合物の含有量は、後述するゴム成分１００重量部に対して３〜５重量部、とくには３〜４重量部であることが好ましい。レゾルシンまたはレゾルシン縮合物の含有量が３重量部未満では被覆ゴムのＥ^*が充分高くならず、効果が得られない傾向があり、５重量部をこえると混練り時の加工性が著しく低下する傾向がある。
【００１９】
レゾルシンまたはレゾルシン縮合物に対するメチレンドナーの含有比は、０．５〜２．０であることが好ましい。前記含有比が０．５未満では反応しない余分なレゾルシンなどがゴム中に過剰に残留し、接着を阻害し、耐久性を低下させる傾向があり、２．０をこえると未反応のメチレンドナーがゴム中に過剰に残留し、接着を阻害し、耐久性を低下させる傾向がある。
【００２０】
前記スチールコード被覆ゴムは、レゾルシンまたはレゾルシン縮合物と、メチレンドナーのほかに、ゴム成分として、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴムなどのジエン系ゴムを含有することができる。なかでも、ゴム強度や耐久性の観点から天然ゴムが好ましい。
【００２１】
また、前記スチールコード被覆ゴムは、カーボンブラックを含有することが好ましい。前記カーボンブラックのジブチルフタレート吸油量は、加工性の点から１００ｍｌ／１００ｇ以下が好ましい。
【００２２】
カーボンブラックの含有量は、前記ゴム成分１００重量部に対して５０〜７０重量部であることが好ましい。カーボンブラックの含有量が５０重量部未満では充分なＥ^*が得られず、ロードノイズ低減効果が得られない傾向があり、７０重量部をこえると混練りにおける加工性が著しく低下する傾向がある。
【００２３】
また、前記スチールコード被覆ゴムは、硫黄を含有することが好ましい。硫黄の含有量は、前記ゴム成分１００重量部に対して３〜６重量部であることが好ましい。硫黄の含有量が３重量部未満ではスチールコードとの接着性が低下し、充分な耐久性が得らない傾向がある。また、６重量部をこえると余剰の硫黄がブルームし、加工性が劣る傾向がある。
【００２４】
前記スチールコード被覆ゴムには、そのほか、一般にゴム工業で使用される添加剤が適宜配合される。たとえば、前記ゴム成分１００重量部に対して有機コバルト塩を０．５〜２重量部配合することが好ましい。有機コバルト塩は、スチールコードとゴムとを架橋する役目を果たすため、有機コバルト塩を配合することにより、スチールコードとゴムとの接着力が向上し、タイヤの耐久性能の向上に寄与する。ただし、有機コバルト塩を過剰に配合した場合、ゴムの酸化劣化が生じ得る。このほか、老化防止剤、軟化剤、亜鉛華、ステアリン酸などが適宜配合され得る。
【００２５】
前記スチールコード被覆ゴムは、複素弾性率（Ｅ^*）が７．２〜１４．４ＭＰａであり、好ましくは８．０〜１３．２ＭＰａである。Ｅ^*が７．２ＭＰａ未満ではロードノイズへの効果がほとんど表われない傾向があり、１４．４ＭＰａをこえると、ロードノイズの低減効果はほとんど飽和し、むしろ加工性が著しく低下する傾向がある。ここで、Ｅ^*は、初期歪み１０％、周波数１０Ｈｚ、７０℃、動的歪み２％の条件で測定される。なお、従来の被覆ゴムでは、Ｅ^*は４〜６ＭＰａであり、本発明における被覆ゴムのＥ^*は、従来の１．８〜２．４倍に相当する。
【００２６】
【実施例】
以下に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに制限されるものではない。
【００２７】
以下に実施例および比較例で用いた材料、および、評価方法をまとめて示す。
（材料）
天然ゴム：ＲＳＳ＃３
カーボンブラック：Ｎ３２６（ジブチルフタレート吸油量７２ｍｌ／１００ｇ）
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ
有機酸コバルト：ジャパンエナジー製のＣＯＳＴ−Ｓ
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤＺ
レゾルシン縮合物：住友化学工業（株）製のスミカノール６２０
メチレンドナー：住友化学工業（株）製のスミカノール５０７
【００２８】
（評価方法）
複素弾性率（Ｅ^*）
（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、周波数１０Ｈｚ、７０℃、動的歪み２％の条件で測定した。
【００２９】
実車ロードノイズ（Ｒ／Ｎ）
１９５／６５Ｒ１５サイズの試作タイヤを装着した国産２．０ＬＦＦ車の前席でＯ．Ａ．ｄＢ（Ａ）値を計測した。計測条件は、住友ゴム工業（株）のテストコース内のロードノイズ路にて時速６０ｋｍで計測した。計測値を比較例１の場合を１００として指数で表示した。指数が小さいほどロードノイズが小さく良好であることを示す。
【００３０】
タイヤ重量
タイヤ単体（１本当りの）の重量を測定し、比較例１を１００とする指数で表示した。数値が小さいほど軽量である。
【００３１】
ゴムＡ〜Ｅの製造
表１に示す材料のうち、硫黄および加硫促進剤を除く材料と、表２に示す材料を、バンバリーミキサーを用いて１５０℃で４分間混練りした。そののち、硫黄および加硫促進剤を加えてバンバリーミキサーを用いて９０℃で３分間混練りした。得られた被覆ゴムを１８０℃で１０分間加硫したときのＥ^*を表２に示す。なお、ゴムＥにおいては、粘度が著しく上昇して被覆が不可能となり、加工性の面で問題があった。
【００３２】
比較例１〜４（構造変更による効果）
スチールコード（１×３構造、素線径０．２７ｍｍ）を、平行に引きそろえて配列し、未加硫のゴムＡで被覆して、厚さ１．３ｍｍのベルトを得た。比較例１では、ストリップゴムおよびバンドを設けずに、比較例２および４では、ブレーカー（ＢＲＫ）上にゴムＡおよびＣからなるストリップゴムを設けて、比較例３では、バンドを設けて、通常の方法により空気入りタイヤを製造した。
【００３３】
実施例１〜２および比較例５〜６（被覆ゴム変更による効果）
スチールコード被覆ゴムをゴムＡからゴムＢ〜Ｅに変更したほかは、比較例１と同様の方法で空気入りタイヤを製造した。
【００３４】
結果を表３および４に示す。
【００３５】
表３の結果から、従来構造（比較例１）に、ストリップゴムやバンドなどを追加することにより、ＢＲＫ全体の剛性を上げることは、ロードノイズの面で効果はあるが、同時にタイヤ重量を増加し、低燃費性に悪影響を与えることが懸念される。
【００３６】
一方、表４の結果から、ＢＲＫ被覆ゴム自身を硬くする方向も同様の効果が見られ、Ｅ^*が７．２ＭＰａをこえると、バンド有りの構造（比較例３）と同等のレベルまで下がることが分かった。ただし、その効果はある程度で飽和し、それ以上の低減効果は望めない。むしろ、ゴムの混練り作業や被覆作業性が著しく低下することから（比較例６）、１４．４ＭＰａまでが適当と思われる。なお、被覆ゴムの変更では、構造変更による場合と異なり、タイヤ重量が増加しない。
【００３７】
【表１】

【００３８】
【表２】

【００３９】
【表３】

【００４０】
【表４】

【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の空気入りタイヤの構造を変更することなく、すなわち、タイヤ重量を犠牲にすることなく、ロードノイズを低減することができる。

Claims

マルチフィラメントスチールコードおよびスチールコード被覆ゴムからなるベルト層を有し、バンド層を有さない空気入りタイヤであって、前記スチールコード被覆ゴムは、レゾルシンまたはレゾルシン縮合物と、そのメチレンドナーとからなり、前記スチールコード被覆ゴムの複素弾性率が１０．８〜１３．２ＭＰａである空気入りタイヤ。