JP7172098B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
[1]有機繊維コードを引き揃えて構成された補強層を含んでなる空気入りタイヤであって、
前記有機繊維コードが、ポリエチレンテレフタレート繊維で構成されるものであり、
前記補強層が、有機繊維コードをゴム組成物で被覆してなるものであり、
前記ゴム組成物が、ゴム成分と、液状ジエン系ポリマーとを含むものであり、
前記液状ジエン系ポリマーの数平均分子量が、25000以上100000以下である、空気入りタイヤ、
[2]液状ジエン系ポリマーが、液状ブタジエン重合体、液状イソプレン重合体、液状スチレンブタジエン共重合体、液状スチレンイソプレン共重合体および液状イソプレンブタジエン共重合体からなる群から選択される少なくとも一つである、上記[1]記載の空気入りタイヤ、
[3]液状ジエン系ポリマーの含有量が、ゴム成分100質量部に対して、0.1~20質量部である、上記[1]または[2]記載の空気入りタイヤ、
[4]ゴム成分が、20~100質量%のイソプレン系ゴムおよび0~80質量%のスチレンブタジエンゴムを含むものである、上記[1]~[3]のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ、
[5]補強層が、カーカス層、ブレーカー層およびバンド層からなる群から選択される少なくとも一つである、上記[1]~[4]のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ、
に関する。
本実施形態において、補強層としては特に限定されず、空気入りタイヤにおけるいずれの補強層であってもよい。図1には、空気入りタイヤの部分断面の一例が示されている。ここで、カーカス層4、ブレーカー層5、バンド層6は、空気入りタイヤの代表的な補強層である。
本実施形態の有機繊維コードは、高速走行時の操縦安定性等の観点から、ポリエチレンテレフタレート繊維(PET繊維)で構成されるものである。
コード被覆用ゴム組成物のゴム成分としては、通常この分野で使用できるものをいずれも好適に使用することができるが、イソプレン系ゴムを含むものであることが好ましい。イソプレン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)、改質天然ゴム、イソプレンゴム(IR)などが挙げられる。このうち、NRが好ましい。NRには、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(HPNR)も含まれ、改質天然ゴムとしては、エポキシ化天然ゴム(ENR)、水素添加天然ゴム(HNR)、グラフト化天然ゴム等が挙げられる。また、NRとしては、例えば、SIR20、RSS♯3、TSR20等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。イソプレン系ゴムは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
コード被覆用ゴム組成物の液状ジエン系ポリマーは、その数平均分子量(Mn)が25000(2万5千)以上100000(10万)以下である。Mnが25000以上であることで、耐屈曲疲労性等が十分に発揮される。一方、分子量が100000超になると、比較的高分子になるため、液状ジエン系ポリマーがゴム成分の分子間へ入りにくくなるため、十分な効果が期待できなくなる。Mnは、30000以上が好ましく、35000以上がより好ましく、40000以上がさらに好ましく、44000以上がさらに好ましく、50000以上がさらに好ましい。また、Mnは9万以下がより好ましく、8万以下がさらに好ましい。ここで、Mnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)を用いて測定され、標準ポリスチレンより換算される値である。なお、本明細書における液状ジエン系ポリマーは、常温(25℃)で液体状態のジエン系ポリマーである。
コード被覆用ゴム組成物には、充填剤を含有させることができる。充填剤としては、通常のものをいずれも使用することができるが、そのような充填剤としては、カーボンブラック、シリカ等が挙げられる。
カーボンブラックを含有させることで、被覆用ゴム組成物は、より良好な補強性を得ることができ、複素弾性率、低発熱性、破断時伸び、耐久性をバランスよく改善できる。
シリカを含有させることで、破断時伸びや、コード接着性の向上に寄与し得る。
コード被覆用ゴム組成物には、酸化亜鉛を含有させることができる。酸化亜鉛としてはこの分野で通常使用するものをいずれも好適に使用することができる。酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは2質量部以上であり、より好ましくは2.5質量部以上である。一方、酸化亜鉛の含有量は、好ましくは10質量部以下であり、より好ましくは8質量部以下である。
コード被覆用ゴム組成物には、メチレン供与体を含有させることができる。これにより、コードとゴムとの接着性をより強化することができる。メチレン供与体としては、ヘキサメトキシメチロールメラミン(HMMM)の部分縮合物、ヘキサメチロールメラミンペンタメチルエーテル(HMMPME)の部分縮合物などが挙げられる。なかでも、反応性が優れるという点からHMMMの部分縮合物が好ましい。
コード被覆用ゴム組成物には、前記成分以外にも、ゴム組成物の製造に一般に使用される配合剤、例えば、シランカップリング剤、ステアリン酸、各種老化防止剤、オイル、ワックス、加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合できる。
加硫剤としては、硫黄を好適に使用できる。硫黄としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄等を用いることができる。硫黄の含有量は、充分な湿熱耐剥離性、耐久性等の観点から、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは3.0質量部以上、より好ましくは3.5質量部以上である。また、該含有量は、好ましくは10.0質量部以下、より好ましくは6.0質量部以下である。なお、硫黄の含有量とは、硫黄分の含有量を意味する。
加硫促進剤としては、タイヤ工業の分野で通常使用されるものをいずれも好適に使用することができ、そのような加硫促進剤としては、グアニジン系、アルデヒド-アミン系、アルデヒド-アンモニア系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チオ尿素系、チウラム系、ジチオカルバメート系、ザンデート系の化合物などが挙げられる。これらの加硫促進剤は単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、ゴム中への分散性、加硫物性の安定性の点から、スルフェンアミド系加硫促進剤〔N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(TBBS)、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(CBS)、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(DCBS)、N,N-ジイソプロピル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミドなど〕、N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンイミド(TBSI)、ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド(DM)などが好ましく、TBBS、CBS、TBSI、DMがより好ましい。
コード被覆用ゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記各成分を混練りし、その後加硫する方法等により製造できる。なお、混錬りは、まず、加硫剤および加硫促進剤以外の成分を混練した後、該混練物に、加硫剤と加硫促進剤を加えて混練することが好ましい。
本実施形態の空気入りタイヤは、PET繊維で構成される有機繊維コードおよび上記ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。すなわち、有機繊維コードを上記ゴム組成物で被覆して補強層であるタイヤ部材(例えば、カーカスなど)の形状に成形したのち、該タイヤ部材を他のタイヤ部材と貼りあわせて未加硫タイヤを成形し、その後、該未加硫タイヤを加硫することで空気入りタイヤを製造できる。
本明細書において、数値範囲を「1~100質量部」の如きに表記した場合、特に断りのない限り、両端の数値(前記においては、「1」と「100」)を含む意味である。
NR:TSR20
SBR:住友化学(株)製のSBR1502(スチレン含量:23.5質量%)
カーボンブラック:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN326(N2SA:81m2/g、DBP吸油量:75ml/100g)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛3号
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスNH-70S
液状ジエン系ポリマー1(液状BR):(株)クラレ製のLBR-300*(Mn:45000)
液状ジエン系ポリマー2(液状BR):(株)クラレ製のLBR-305(Mn:26000)
液状ジエン系ポリマー3(液状IR):(株)クラレ製のLIR-30(Mn:28000)
液状ジエン系ポリマー4(カルボキシ化液状IR):(株)クラレ製のLIR-403(Mn:34000)
硫黄:四国化成工業(株)製の不溶性硫黄、ミュークロンOT-20(20%オイル処理)
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
ポリエチレンテレフタレート繊維(PET繊維):ポリエチレンテレフタレート繊維(コード構造(dtex):1670T/2、総繊度:3340dtex、破断強度:5.0cN/dtex、中間伸度:3.5%、乾熱収縮率:2.8%、寸法安定性指数:6.3%、撚り係数:2000、伸び率の差(引張り試験における切断時の伸び率と切断時の引張り荷重の70%の荷重を負荷した際の伸び率との差):13.0%)
表1に示す配合処方に従い、1.7Lバンバリーミキサーを用いて、配合材料のうち、硫黄および加硫促進剤以外の材料を150℃の条件下で5分間混練りし、混練物を得る。次に、上記混錬り物に硫黄および加硫促進剤を添加し、2軸オープンロールを用いて、80℃の条件下で5分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得る。続いて上記未加硫ゴム組成物を170℃の条件下で12分間プレス加硫することにより、加硫ゴム組成物を得る。
上記未加硫ゴム組成物を用いて、引き揃えたPET繊維を被覆し、未加硫の補強層を得る。上記未加硫の補強層をカーカス層として用い、他のタイヤ部材と貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、150℃の条件下で35分間プレス加硫し、空気入りタイヤを製造する。
上記で得られる加硫ゴム組成物を用いて、以下の各試験を行うことで、表1に記載の各指数またはそれに近い値が得られる。
(株)上島製作所製の定応力/定歪み疲労試験機(FT-3100)を用い、ISO6943の方法に準拠して行う。上記加硫ゴム組成物からなるダンベル3号の試験片に対して、1Hz、30%の歪みを繰り返し与え続け、試験片が破断するまでの回数を測定し、測定結果を下記計算式により指数表示する。指数が大きいほど、耐屈曲疲労性が高く、耐久性に優れることを示す。
(耐屈曲疲労性指数)={(各配合の回数)/(基準比較例の回数)}×100
(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、周波数10Hz、初期歪み10%および動歪2%の条件下で、70℃における各加硫ゴム組成物の損失正接tanδを測定し、測定結果を下記計算式により指数表示する。指数が大きいほど、発熱しにくいことを示す。
(低発熱性指数)={(基準比較例のtanδ)/(各配合のtanδ)}×100
等間隔に並べたPET繊維コードを未加硫ゴムに埋設したPET繊維コード-ゴム複合体を160℃×20分間加硫し、試験サンプルを製作する。これをASTM D-2229-93aに準拠してPET繊維コードを引き抜き、そのときの引き抜き力を測定し、測定結果を下記計算式により指数表示する。指数が大きい程、引抜接着性に優れることを示す。
(接着性指数)={(各配合の引き抜き力)/(基準比較例の引き抜き力)}×100
2 サイドウォール部
3 ビード部
4 カーカス層
5 ブレーカー層
6 バンド層
Claims (6)
- 有機繊維コードを引き揃えて構成された補強層を含んでなる空気入りタイヤであって、
前記有機繊維コードが、ポリエチレンテレフタレート繊維で構成されるものであり、
前記補強層が、有機繊維コードをゴム組成物で被覆してなるものであり、
前記ゴム組成物が、ゴム成分と、液状ジエン系ポリマーとを含むものであり、
前記液状ジエン系ポリマーの数平均分子量が、25000以上100000以下である、空気入りタイヤ。
〔但し、前記ゴム組成物が、重量平均分子量が2万~6万の液状イソプレンゴムを、前記ゴム成分と前記液状イソプレンゴムとの合計量に対して、5~15重量%含む場合を除く。〕 - 有機繊維コードを引き揃えて構成された補強層を含んでなる空気入りタイヤであって、
前記有機繊維コードが、ポリエチレンテレフタレート繊維で構成されるものであり、
前記補強層が、有機繊維コードをゴム組成物で被覆してなるものであり、
前記ゴム組成物が、ゴム成分と、液状ジエン系ポリマーとを含むものであり、
前記液状ジエン系ポリマーが、液状ブタジエン重合体(液状BR)、液状スチレンブタジエン共重合体(液状SBR)、液状スチレンイソプレン共重合体(液状SIR)および液状イソプレンブタジエン共重合体(液状IRBR)からなる群から選択される少なくとも一つであり、
前記液状ジエン系ポリマーの数平均分子量が、25000以上100000以下である、空気入りタイヤ。 - 液状ジエン系ポリマーが、液状ブタジエン重合体、液状イソプレン重合体、液状スチレンブタジエン共重合体、液状スチレンイソプレン共重合体および液状イソプレンブタジエン共重合体からなる群から選択される少なくとも一つである、請求項1または2記載の空気入りタイヤ。
- 液状ジエン系ポリマーの含有量が、ゴム成分100質量部に対して、0.1~20質量部である、請求項1~3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- ゴム成分が、20~100質量%のイソプレン系ゴムおよび0~80質量%のスチレンブタジエンゴムを含むものである、請求項1~4のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 補強層が、カーカス層、ブレーカー層およびバンド層からなる群から選択される少なくとも一つである、請求項1~5のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
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