JP5009572B2 - 重荷重用ラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、重荷重用タイヤに関し、さらに詳しくは、スチールコードと被覆ゴムとの接着性を確保し、優れた耐劣化性を有し、タイヤ耐久性を向上させた重荷重用タイヤに関する。

従来、大型トラックやバス等の大型車両に使用される重荷重用空気入りタイヤでは、高内圧及び重荷重の作用下で使用されるため、複数層のベルト層を配設するとともに、その補強効果を高めるため、かかるベルト層をスチールコードが互いに交差するよう順次積層して交差ベルトとするのが一般的である。
しかし、このような交差ベルトを構成するベルト層間では、スチールコードがタイヤ赤道面を挟んで交差して配設されているため、タイヤが転動する際にベルト層間に大きなせん断力が作用し、特に応力が集中しやすいベルト層の両端部においてスチールコードとこれを被覆するゴムとの間にセパレーションを生じやすいという問題があった。

かかるセパレーションの発生を防止した空気入りタイヤとして、スチールコードがタイヤ赤道面を挟んで互いに交差する交差ベルトを構成する隣接ベルト層の両端部間に断面楔状のウエッジゴムを配設し、隣接ベルト層のタイヤ径方向のスチールコード間隔を、端部位置で広くすることにより、ベルト端部周りの疲労亀裂損傷を抑制して、セパレーションの発生を防止したものが記載されている（例えば、特許文献１又は２参照）。
一方、スチールコードと被覆ゴムとの接着を確保するために被覆ゴムやその隣接ゴムに接着プロモーターである有機酸コバルト塩や多量の硫黄が配合されている。
これらの配合剤はスチールコードと被覆ゴムとの接着力を高めることは知られていたが、熱等による老化特性が低下することもよく知られている。また、スチールコード被覆ゴムの隣接部材、例えばウエッジゴムなどから有機酸コバルト塩や硫黄の配合量を減量すると、スチールコード被覆ゴム中の有機酸コバルト塩や硫黄が隣接ゴムであるウエッジゴムに移行し少なくなるため、接着低下を招き、タイヤ耐久性が低下する背反性能が有り、上記ウエッジゴムを配施することによる効果は認められるものの、さらなるタイヤ耐久性の向上を図るためには、耐劣化性をさらに改善しなければならないといった問題が残されている。

特開平９−２６３１０８号公報 特開平１１−３２１２２４号公報

本発明は、このような状況下で、スチールコードと被覆ゴムとの接着性を確保し、優れた耐劣化性有するタイヤ耐久性を向上させた重荷重用タイヤを提供することを目的とするものである。

本発明者は前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、従来の一層のゴムからなるウエッジゴムを三層構造からなるウエッジゴムにし、各層のウエッジゴムに特定の性能を持たせ機能分離することによって、その目的を達成し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
（１） 左右一対のビード部に設けられたビードコアと、クラウン部から両サイドウォール部を経て両ビード部に延び、該ビードコアに券回されてビード部に係留されたラジアルコード層よりなるカーカスプライと、該カーカスプライのクラウン部ラジアル方向に外側に配置された主交差層ベルトとトレッドとを備え、該主交差ベルトは、実質的に非伸長性の複数本のスチールコードを被覆ゴム中に埋設してなる少なくとも３層のゴム被覆コード層が、層内ではコードが互いに平行に延び、隣接する層間ではコードが互いに交差しタイヤ赤道面を挟んで逆方向に延びるように積層されて形成された空気入りタイヤにおいて、前記主交差ベルトを形成するゴム被覆コードの層間の両端部に中間層のウエッジゴム２をウエッジゴム１及びウエッジゴム３で挟むように形成された三層構造よりなる楔状のベルト端ウエッジゴムが配置され、かつ前記ウエッジゴム２のゴム組成物１００質量％中に、有機酸コバルト塩をコバルト量として０．０２５質量％以下を含むことを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ、
（２） 前記中間層のウエッジゴム２のゴム組成物１００質量％中に、硫黄を２質量％以下含んでなる上記（１）の重荷重用ラジアルタイヤ、
（３） 前記ウエッジゴム１及び３のゴム組成物１００質量％中に、有機酸コバルト塩をコバルト量として０．０２５〜０．２５質量％含み、かつ硫黄を１．５〜６質量％含んでなる上記（１）又は（２）の重荷重用ラジアルタイヤ、
（４） 前記スチールコード被覆ゴムのスチールコードまでの厚さＤｃと前記ウエッジゴム1の厚さＤ１の合計の厚さＤａが０．５ｍｍ以上であり、かつ前記スチールコード被覆ゴムのスチールコードまでの厚さＤｃと前記ウエッジゴム３の厚さＤ３の合計の厚さＤｂが０．５ｍｍ以上である上記（１）〜（３）いずれかの重荷重用ラジアルタイヤ、
（５） 前記Ｄａ及びＤｂの厚さが、いずれも０．５ｍｍ〜０．８ｍｍである上記（４）の重荷重用ラジアルタイヤ、及び
（６） 前記ウエッジゴム２の１００％歪弾性率が、前記ウエッジゴム１及び３の１００歪弾性率対比７０％以下である上記（１）〜（５）いずれかの重荷重用ラジアルタイヤ、
を提供するものである。

本発明によれば、スチールコードと被覆ゴムとの接着性を確保し、優れた耐劣化性を有するタイヤ耐久性を向上させた重荷重用タイヤを提供することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。図１は、従来例の主交差ベルトの端部を示す部分断面模式図である。１はスチールコード、２はスチールコード被覆ゴムおよび３は楔状の一層のウエッジゴムを示す。
図２は、本発明の実施の形態を示す主交差ベルトの端部を示す部分断面模式図である。
４はウエッジゴム１、５は中間層のウエッジゴム２、６はウエッジゴム３を示す。図２に示ように三つのウエッジゴムを積層し、楔状の三層構造ウエッジゴムが形成される。
また、Ｄ１はウエッジゴム１の厚さ（ｍｍ）、Ｄ３はウエッジゴム３の厚さ（ｍｍ）、Ｄｃはスチールコード被覆ゴムの厚さ（ｍｍ）を示す。
さらに、Ｄａはウエッジゴム１の厚さＤ１（ｍｍ）とスチールコード被覆ゴム厚さＤｃ（ｍｍ）の合計の厚さ（Ｄ１＋Ｄｃ）を示し、Ｄｂはウエッジゴム３の厚さＤ３（ｍｍ）とスチールコード被覆ゴム厚さＤｃ（ｍｍ）の合計の厚さ（Ｄ３＋Ｄｃ）を示す。

三層構造を形成する中間層のウエッジゴム２が、そのゴム組成物１００質量％中に有機酸コバルト塩をコバルト量として０．０２５質量％以下を含むことが必要であり、好ましくは０．０１質量％以下、ゴム組成物に中に含まれるコバルトの配合量を０％にすることが最も好ましい。コバルトの含有量を上記範囲にすることによってウエッジゴム２の優れた耐劣化性を確保することができる。

ここで有機酸コバルト塩は、ゴムとスチールコードの接着の接着促進剤として、通常スチールコードを補強材とする被覆ゴムに配合されているものであり、特に制限はないが、例えばナフテン酸コバルト，ステアリン酸コバルト，オレイン酸コバルト，トール油酸コバルト，樹脂酸コバルトなどが挙げられる。また、市販品では、ローディア社製の「マノボンドＣ」等が挙げられる。
なお、スチールコードは、通常被覆ゴムとの接着を確保するためコード表面に真鍮メッキが施されている。
また、ゴム成分としては、通常天然ゴム７０重量％以上を含有する単独又はブレンドゴムが好ましく、ここでブレンドゴムの場合の他のゴムとしては、合成ポリイソプレンゴム，ポリブタジエンゴム，スチレン−ブタジエン共重合ゴムなどが挙げられる。

さらに、ウエッジゴム２は前記ゴム組成物１００質量％中に硫黄を２質量％以下を含むことが好ましく、より好ましくは１．６質量％以下である。
硫黄の配合量を上記範囲にすることによってコバルトを減量した場合と同様にウエッジゴム２の優れた耐劣化性を確保することができる。
ウエッジゴム２は図２に示すようにウエッジゴム１及びウエッジゴム３に挟まれており、一方で、ウエッジゴム１及びウエッジゴム３はいずれもスチールコード被覆ゴムに隣接している。ウエッジゴム２はウエッジゴム１及び３に隣接しているため、ウエッジゴム２中の有機コバルト塩や硫黄の量を該被覆ゴム中に配合された有機コバルト塩や硫黄の量より減量してもスチールコード被覆ゴムとの間にＤａ又はＤｂという距離があることにより、ウエッジゴム２への有機コバルト塩や硫黄の移行が抑制される。したがって、スチールコード近傍のスチールコード被覆ゴム中にはスチールコードとの接着を確保するための有機酸コバルト塩や硫黄が十分存在し、スチールコードと被覆ゴム間の接着の低下を抑えることができる。

従って、前記ウエッジゴム１及び３が、ゴム組成物１００質量％中に有機コバルト塩をコバルト量として０．０２５〜０．２５質量％含み、かつ硫黄量を１．５〜６質量％含むことが好ましい。さらに硫黄のより好ましい含有量は２〜４質量％である。
また、ウエッジゴム１及び３の中に含まれる有機コバルト塩及び硫黄の含有量は両者とも同じであってもよく、さらにスチールコード被覆ゴムと同じであってもよい。

さらに、ウエッジゴム１及び３は、スチールコード被覆ゴム中の有機コバルト塩および硫黄のウエッジゴム２への移行を抑えるためのバリアーとして働くように設定されたゴム層であり、スチールコード被覆ゴムのスチールコードまでの厚さとウエッジゴム１又は３の厚さの合計がその効果を左右する重要な値なる。したがって、スチールコード被覆ゴムのスチールコードまでの厚さＤｃと前記ウエッジゴム1の厚さＤ１の合計の厚さＤａ（Ｄ１＋Ｄｃ）が０．５ｍｍ以上であり、かつ前記スチールコード被覆ゴムのスチールコードまでの厚さＤｃと前記ウエッジゴム３の厚さＤ３の合計の厚さＤｂ（Ｄ３＋Ｄｃ）が０．５ｍｍ以上であることが好ましい。
Ｄａ及びＤｂについては同じ厚さであることが好ましい。また、Ｄａ及びＤｂの上限については特に制限はないが０．８ｍｍ以下が好ましい。
Ｄａ及びＤｂの厚さを上記範囲にすることによって有機コバルト塩や硫黄の近接ゴム例えば、ウエッジゴム２への移行を抑えることができスチールコードと被覆ゴムとの接着性を確保し、ウエッジゴム２中の有機コバルト塩や硫黄の量をスチールコード被覆ゴム中に含まれる量よりも大幅に減ずることができ、ウエッジゴム２の耐劣化性を向上させることができる。

また、ウエッジゴム２の１００％歪弾性率が、ウエッジゴム１及び３の１００歪弾性率対比７０％以下であることが好ましい。より好ましくは５０％以下である。その下限値については特に制限はないが、通常３０％程度である。
ウエッジゴムの１００％歪弾性率を上記範囲にすることによって、ベルト層間、特に応力が集中しやすい主交差ベルト層の両端部に発生するせん断応力を緩和し、ベルト端部周りの疲労亀裂損傷を抑制することによって、ベルト端部のセパレーションの発生を抑え、タイヤ耐久性を向上することができる。

ウエッジゴム２の１００％歪弾性率を調製する方法については特に制限はなく、補強性充填剤であるカーボンブラックの配合量や硫黄の配合量を増減することによって調製することができる。
前記ウエッジゴム２に配合されるカーボンブラックは、例えばＦＥＦ，ＨＡＦ，又はＩＳＡＦグレードのものが用いられ、その配合量はゴム成分１００質量部に対して２０〜９０質量部、好ましくは３０〜７０質量部である。

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
尚、各実施例、比較例における各種測定は下記により行なった。
１）１００％歪弾性率の測定
試料として得られた加硫物をＪＩＳ Ｋ６２５１−２００４に従って測定した。組成物Ａを１００として指数で示した。数値の小さい方が弾性率が小さいことを示す。測定結果を第１表に示す。
２）ドラム走行距離の測定
タイヤ内圧７００ＫＰａ、ＪＩＳ１００％荷重の下に速度６０ｋｍ／ｈで故障するまで走行させ比較例１の走行距離を１００としたときの指数で表示した。数値の大きいほうが走行距離長いことを示す。
３）スチールコードとの接着性
ドラム走行後のタイヤの三層ウエッジゴムを含む主交差ベルト部を採取し、スチールコードと三層ウエッジゴム側のスチールコード被覆ゴム間の接着力をマイナス８０℃にて測定して、その際のスチールコードへのゴム付着率（％）で比較した。ゴム付着率が１００％のものを１００として表示した。

ゴム組成物Ａ〜Ｅの調製
第１表の記載の配合組成にしたがって、各成分を常法に従って混練し、Ａ〜Ｅの各ウエッジゴム組成物を得た。該ゴム組成物を１４５℃で６０分間加硫を行い、得られた加硫物の１００％歪弾性率を測定した。組成物Ａの弾性率を１００として指数で表した。数値の小さい方が弾性率が小さいことを示す。結果を第１表に示す。

［注］
＊１．カーボンブラック：Ｎ３３０、「旭＃７０」旭カーボン社製
＊２．老化防止剤：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「ノクラック６Ｃ」大内新興化学工業社製
＊３．有機酸コバルト塩：「マノボンドＣ：コバルト金属含有量２２質量％」ローディア社製
＊４．加硫促進剤：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「ノクセラーＤＺ」大内新興化学工業社製

実施例１〜３、比較例１〜４
第２表に示すウエッジゴム種の各組み合わせより、主交差ベルトを形成するゴム被覆コード層間の両端部に一層および三層構造よりなる楔状のウエッジゴムを配施したトラック・バス用タイヤ（タイヤサイズ：１１Ｒ２２．５）を常法により試作した。
なお、スチールコード被覆ゴムとして第１表に記載の組成物Ａを用いた。
これらの試供タイヤを用いてドラム走行距離（指数）及びスチールコードへのゴム付着率（％）を求めた。評価結果を第２表に示す。

第２表より次のようなことが分かる。
三層構造よりなるウエッジゴムを配施したタイヤ（実施例１〜３）は従来の一層構造よりなるウエッジゴムを配施したタイヤ（比較例１）に比べスチールコードへのゴム付着率を維持しながらドラム走行距離指数を大幅に向上させることができる。

本発明によれば、スチールコードと被覆ゴムとの接着性を確保し、優れた耐劣化性を有するタイヤ耐久性を向上させた重荷重用タイヤを提供することができる。

従来例の主交差ベルト端部を示す部分断面模式図である。 本発明の実施の形態を示す主交差ベルト端部を示す部分断面模式図である。

符号の説明

１．スチールコード
２．スチールコード被覆ゴム
３．一層のウエッジゴム
４．ウエッジゴム１
５．ウエッジゴム２
６．ウエッジゴム３
Ｄ１．ウエッジゴム１の厚さ（ｍｍ）
Ｄ３．ウエッジゴム３の厚さ（ｍｍ）
Ｄａ．ウエッジゴム１の厚さとスチールコード被覆ゴムの厚さの合計厚さ（Ｄ１＋Ｄｃ）
Ｄｂ．ウエッジゴム３の厚さとスチールコード被覆ゴムの厚さの合計厚さ（Ｄ３＋Ｄｃ）
Ｄｃ．スチールコード被覆ゴムの厚さ（ｍｍ）

Claims (5)

1. 左右一対のビード部に設けられたビードコアと、クラウン部から両サイドウォール部を経て両ビード部に延び、該ビードコアに券回されてビード部に係留されたラジアルコード層よりなるカーカスプライと、該カーカスプライのクラウン部ラジアル方向に外側に配置された主交差層ベルトとトレッドとを備え、該主交差ベルトは、実質的に非伸長性の複数本のスチールコードを被覆ゴム中に埋設してなる少なくとも３層のゴム被覆コード層が、層内ではコードが互いに平行に延び、隣接する層間ではコードが互いに交差しタイヤ赤道面を挟んで逆方向に延びるように積層されて形成された空気入りタイヤにおいて、前記主交差ベルトを形成するゴム被覆コードの層間の両端部に中間層のウエッジゴム２をウエッジゴム１及びウエッジゴム３で挟むように形成された三層構造よりなる楔状のベルト端ウエッジゴムが配置され、かつ前記ウエッジゴム２のゴム組成物１００質量％中に、有機酸コバルト塩をコバルト量として０．０２５質量％以下を含み、前記ウエッジゴム１及び３のゴム組成物１００質量％中に、有機酸コバルト塩をコバルト量として０．０２５〜０．２５質量％含み、かつ硫黄を１．５〜６質量％含んでなることを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
2. 前記中間層のウエッジゴム２のゴム組成物１００質量％中に、硫黄を２質量％以下含んでなる請求項１に記載の重荷重用ラジアルタイヤ。
3. 前記スチールコード被覆ゴムのスチールコードまでの厚さＤｃと前記ウエッジゴム１の厚さＤ１の合計の厚さＤａが０．５ｍｍ以上であり、かつ前記スチールコード被覆ゴムのスチールコードまでの厚さＤｃと前記ウエッジゴム３の厚さＤ３の合計の厚さＤｂが０．５ｍｍ以上である請求項１又は２に記載の重荷重用ラジアルタイヤ。
4. 前記Ｄａ及びＤｂの厚さが、いずれも０．５ｍｍ〜０．８ｍｍである請求項３に記載の重荷重用ラジアルタイヤ。
5. 前記ウエッジゴム２の１００％歪弾性率が、前記ウエッジゴム１及び３の１００歪弾性率対比７０％以下である請求項１〜４のいずれかに記載の重荷重用ラジアルタイヤ。

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