JPS60131303A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスチールコードと良好な接着性を有するととも
に高弾性率、高破断強度及び高破断伸度を有する接着用
ゴム組成物をベルト層に用いた空気人多イヤに関する。

遊ｉ、高速道路め整備二普及にともない空気り才ヤの一
速ｉ久ｎ−ｂ＜一層１ｊＩｂ＜要求されてきている。特
にトラック、バ支扇タイヤ等の高荷重用タイヤでは高速
時の高荷重耐久性が要求され従来のバイアスタイヤから
ラジアルタイヤに移行している。ラジアルタイヤのベル
ト層には剛性を高く維持するにスチールコードを埋設し
た複数のプライが用いられるとともに、スチールコード
がプライ間で交差するよつに配列されているため、内圧
光１時及び−重負橋蒔に漏ルト層のプライ間に剪断ｉが
生じ、長時間１行した場合、ベルト層のプライ間、特に
ベルト層両端部においてプライ剥離が生じ破壊に至るこ
とがある。従来から歪を軽減する方法としてトレッドラ
ジアス、ベルト層構造、カーカスプロファイル等のタイ
ヤの構造要因を設計変更するこ２が試みられている。

これまで、ベルト層の埋設ゴムの要求特性としてスチー
ルコードとの接着性が良好であること、及び、剛性の高
いスチールコードを埋設することからゴムの硬度、モジ
ュラスが高いことが考えられ、硬度、モジュラスの高い
埋設ゴムは走行時に歪を低減するという観点からは効果
的であるといえるが、一方コーナリング時や、ブレーキ
ング時に瞬間的に高負荷がかかったときにベルト層は定
歪的挙動をするため、埋設ゴムは高い伸度及び強度が要
求されることとなる。しかし一般に用いられていた硬度
、モジュラスの高い埋設ゴムは伸度は低く、必ずしも強
度が高いとはいえず、かえって破壊を早めることとなる
ことがあった。そこで本発明者はベルト層の埋設ゴムと
して硬度、モジュラスが高く、伸度、強度に優れるとと
もに接着性の良好なゴム組成物を開発した。

しかし、この種類の組成物は走行中の動的歪による発熱
が大きという欠点がある。特に高速走行時にベルト層は
昇温し、ゴムのモジュラス、耐破壊性の低下のみならず
、ゴムの酸化劣化をも促進する。一方従来から、歪を軽
減するとともに発熱を抑制するためにトレッドゴムを接
地面側にキャップゴムをベルト層側にベースゴムを用い
た二層構造にするとともにベースゴムにレジリエンスの
高いゴムを使用することが提案されている。かかる構造
のベルト層に上記ゴム組成物を採用することにより発熱
性が抑制され、高速耐久性が大巾に改善されることが、
判明して本発明に到達したものである。

本発明はトレッド接地面側に耐摩耗性のキャッルト層に
は本発明はゴム１００重量部に対して硫黄３〜７重量部
、有機酸コバルト塩、０．５〜５重量部、よう素膜着量
が１１０ｇ／ｋｇ以上、ＤＢＰ吸油量が、９５ｃｎｌ／
１００ｇ以下であるカーボッ４０〜フ０重量部配合して
なや、１００％モジュラスが４０〜７０ｋｇ／ｃａｒＳ
砿１青強瓜が２００ｋｇ／ｄ以上、破断伸度が３亭０％
以上であるスチールコードと接着良好なゴム組成物實用
いたことを特徴とする空気入りタイヤである。

次に本発明のラジアルタイヤの実施例を図にしたがって
説明する。第１図は本発明のラジアルタイヤの部分断面
図である。図において本発明のラジアルタイヤ（１）は
コードをタイヤ赤導面に対してほぼ９０°の角度恰配置
した補強プライからなりその両端をビードワイヤ（２）
に係止したトロイド状カーカスプライ層（３）と、この
カーカスプラグ層のクラウン部を補強するスチールコー
ドよりなるベルト層（４）１と該ベルト層（４）の外側
に配置されるトレッドゴム層（５）及び今右一対のサイ
ドウオール部（６，）よりなる。ここでトレッドゴム層
（５）は接地面側に配置されるキャップゴム（７）とベ
ルト層上部に隣接して配置されるベースゴム（８）の複
合構造で構成される。

ベースゴム（８）は前述の如くベルト層、特にその端部
の変形による発熱を抑制し応力を分散、緩和するもので
あり少なくともベルト層端部を完全に被覆することが必
要であり、例えば図の如くベルト層端部を中心に最も厚
く、トレッド中央部及びショルダ一部方向に厚さを漸減
させる形状で配置さｉる。ベースゴムの配置方法は少な
くともベルト層端部を被覆していればよく一方のショル
ダ一部から他方のショルダ一部方向に均一の厚さで形成
するｉｔか、トレ・ｙド中央部で分離した配置を採用し
てもよいが、ベースゴムはショルダ一部外裏面に露出し
ないように配置することが好ましし）。また前記キャッ
プゴムは全卜 以上の容積を必要とする。第２図においても最も内側の
ベルトプライの円弧（ＢＬ）、　及びベルト層両端（９
）から前記甲弧の延長線　（ＢＥ）で区分されるタイヤ
外側の容積をタイヤ全容積（ＶＴ）と定義した場合、キ
ャップゴムの容積（Ｖ　ｃ　）　ｉｔこ０４０％〜９０
％の範囲である。キャップゴムは耐摩耗性、ウェットグ
リップ性等の緒特性を具備しなければならないが、４０
％より少ないとこれらの特性の低下を招来し、更に摩耗
が進行した場合ベースゴムが直接露出する問題がある。

一方９０％を越えると発熱抑制の効果が期待できない。

そしてキャップゴム、ベースゴム及びベルト埋設ゴムの
動的特性がそれぞれ次の関係にあることが望ましい。

Ｅ１≦　Ｅ３゜ Ｅ２′≦　Ｅ３゜ ここで、Ｅ１′：　キャップゴムの動的弾性率Ｅ１”　
：　キャップゴムの損失弾性率Ｅ２゛：　ベースゴムの
動的弾性率 Ｅ２”　：　ベースゴムの損失弾性率 Ｅ３°　：　ベルト埋設ゴムの動的弾性率Ｅ、′　：　
ベルト埋設ゴムの損失弾性率なおここで動的特性は岩本
製作所■製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、周波
数１０七、振幅１％、初期歪１２％で温度７０℃で測定
した数上記関係にキャップゴム、ベースコ゛ム、及びベ
ルト埋設ゴムを規定することによりトレ・ソド部の発熱
を抑制するとともにベルト層の歪の緩和が一層効果的と
なる。特に剛性の高いベルト埋設コ゛ムに近接したベー
スゴムは圧縮歪による発熱が大きいため、Ｅ、”／　（
Ｅｌ’）２≧Ｅ、”／　（Ｅ、’）”としベースゴムの
発熱を抑制する一方、Ｅ２”／（Ｅ、’）２≦Ｅ、”（
Ｅ！’）”としてベースゴムが硬すぎることによるベル
ト埋設ゴムの破壊を招来しないよ彊ご配慮している。

なお前記カーカスはアラミドもしくはスチール等の弾性
率の高いコードをタイヤ赤道にたｌ／）シてほぼ９０°
に配列されており、また前記ベルト層（４）は、コード
をタイヤ赤道に対して１０〜３０°の角度で配列しｊこ
スチールコードプライを４枚積層して構成されている。

また、べＪレト層端部（４Ｅ）とカーカス（３）にはさ
まれた領域にはその形状に沿ってベルト層端部（４Ｅ）
から両側に厚さの減少するクッションゴム（１０）が配
置され、このクッションゴム（１０）はベルト層端部の
ゴム剥離を防止するとともに発熱を抑制するためレジリ
エンスの高いゴム組成物、例えばレジリエンス５５％以
上のものが使用される。

次に本発明では、ベルト層の埋設ゴムとしてゴム１００
重量部に対して硫黄３〜７重量部、有機酸コバルト塩０
．５〜５重量部、よう素吸着量が、１１０ｇ／ｋｇ以上
、ＤＢＰ吸油量が９５ｃｎｆ／１００ｇ以下であるカー
ボンを４０〜７０重量部配合したものである。

まず本発明で使用されるゴムは例えば天然ゴム、ポリイ
ソプレンゴム、ポリブタジェンゴム、スチレン−ブタジ
ェン共重合ゴム（ＳＢＲ）、オレフィン類と非共役ジエ
ンとの共重合ゴム等の無極性合成ゴム（例えばＥＰＤＭ
ＳＥＰＴ）あるいはこれらの混合物が含まれる。

次に本発明で使用される有機酸コバルト塩とはナフテン
酸コバルト、オレイン酸コバルト、マレナイン酸コバル
ト又はステアリン酸コバルト等であるが、特にナフテン
酸コバルトが好ましい。有機酸コバルト塩はゴム１００
重量部に対して０．５〜５重量部含有される。この有機
酸コバルト塩はスチールコードとの接竺性に寄与するも
のであり、０．５重量部未満では接着性は低く、一方５
重量部を越えると加硫ゴムのシ熱老化後のスチールコー
ドとの接着力！ｑ悪影響を及ぼす。

竺に本発望で使用されるカーボンはゴム１００重量部に
対して５．０〜７０乎量部である。ここでカーボンは、
よう素吸着量が１１０ｇ／ｋｇ以上で、ＤＢＰ吸油量は
９５ｃＩＩｌ／１００ｇ以下のもので、粒子径の比較的
小さく、しかも粒子のつながりの劣ないものが使用され
る・カーボアの種類及び量を前記や如く選定する理由畔
ゴム組成物の加硫後のモジュラス、破断強度を高く維持
するとともにスチールコードとの接着性を高めるためで
ある。

粒子径の大きい、いわゆるソフトカーボンでは充分なモ
ジュラス、強度轄達成で！ず、またカーボンが５０重量
部未満の場合も同様である。一方クーポンが７０重量部
を越えると充分な伸度が得られず、またスコーチタイム
が短くなり加工困難となる問題がある。また同様な理由
で硫黄は３〜７重量部配合される。３重量部未満では加
硫後のモジュラス、強度が低く、７重量部を越えるき伸
度が充分でなく、また未加硫ゴムの硫黄のブルーミング
が激しくなり実用的でない。

次に本発明で用いられる加硫促進剤はＮ０ＢＳ（Ｎ−オ
キシジエチレン、ペンツ゛チアジル、スルフェンアミド
）が好適である。この加硫促進剤の種類は前記有機酸コ
バルト塩の使用及び硫黄の配合量に影響され本発明の前
述の範囲内においてはＮ０ＢＳを０．５０〜１．５０使
用することがスチールコードとの接着点の観点から望ま
しい。

なお本発明ではベルト層に使用されるスチールコードは
好ましくは真ちゅうメッキを施したスチールコードでメ
ッキ成分として銅（Ｃｕ）と亜鉛（Ｚｎ）が重量比でＣ
ｕ／Ｚｒｉが５５／４５〜８０／２０のものが、一般に
使用されるが、特にＣｕ／ＺｎがＴＯ／３０のものが好
ましい。

なお、実際にゴム配合をする場合は通常のゴム配合剤と
して使用されている加硫剤、加硫助剤、促進剤、充填剤
、軟化剤、可塑剤、老化防止剤、その他加工助剤ととも
に配合してもよいことは勿論である。

次に本発明では前述の配合に基づき加硫後の１００モジ
ユラスが４０〜７０ｋｇ／ｃｎｆ、破断強度が２００ｋ
ｇ／ｃ＋ｄ以上、破断伸度が３８０％以上のものをベル
ト層用埋設ゴムとして使用するものである。１００％モ
ジュラスが４０〜７０ｋｇ／ｃＩ１１の範囲であるのは
ベルト層のコードにはスチールコード、ケブラー（デュ
ポン社、商品名）等の高弾性率のコードが用いられるた
め、コードとの間に剛性の段差を形成しないため１００
％モジュラスが４０ｋｇ／ｃａｆ以上必要であり、一方
隣接するトレッドゴムと剛性の段差をを形成しないため
７０ｋｇ／ｄ以下であることが必要である。またベルト
層は内圧充填時及び荷重負荷時に変形歪を受けるが、特
にベルト層両端部においては、カーカスプライとの間隔
が広がりこの領域に構造上の断層が形成され、大きな変
形歪を受けることとなる。したがってベルト層の埋設ゴ
ムは高い伸度及び強度即ち破断伸度が３８０％以上で、
しかも破断強度が２００ｋｇ／ｃｏ？以上必要である。

これらの数値に満たない場合、スチールコードとゴムの
剥離が生じ、耐久性が維持できなくなる。

しかして本発明はトレッド部にキャップゴムとベースゴ
ムの二層構造を備えたタイヤにおいて、ベルト層の埋設
ゴムの配合及び物性を前述の如く特定することにより、
スチールコードとの接着性を維持して高速走行時のベル
ト層のプライ間剥離を制御し、高い耐久性を発揮する。

以下実施例にしたがって本発明を説明する。

実施例１゜ ベルト層用の埋設ゴムとして第１表に示す配合に準じて
評価し、その結果を第２表に示す。

実施例２゜ ベルト層の埋設ゴムとして第１表に示す配合内容のもの
を調整して、第１図に示す断面構造のタイヤでサイズが
１００ＯＲ２０，１４ＰＲのトラツクバス用タイヤを試
作して、ドラム耐久試験を実施した。試験条件は荷重３
．５ｔ、速度７０ｋｍ／ｈ内圧８．０ｋｇｆ／ｃｎｆで
ある。尚、キャップゴムの動的弾性率（Ｅ＋’）は６．
０ｋｇｆ／ｃｎ？、損失弾性率（Ｅｌ”）は８．５ｋｇ
ｆ／ｃａｔ、ベースゴムの動的弾性率（Ｅ　２’　）は
？２ｋｇｆ／ｃｎｌ損失弾性率（Ｅｘ”）は６．０ｋｇ
ｆ／ｃｉｆである。その結果を第３表に示す。

第３表から本発明の実施例はタイヤ破壊までの走行距離
が他の比較例よりも長く、耐久性が改善されていること
が、認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のタイヤの断面図の左半分を第２図はそ
のトレッド部の部分拡大図である。 １−一−−−　タイヤ　７−−−−キャップゴム２−−
−　ビードコア　８　−　ベースゴム３−・・カーカス
　１０　″゛クツシヨンコ゛ム４−−一−−−ベルト層 ５　°°　トレッド部 特許出願人　住友ゴム工業株式会社 代理人　弁理士　仲　村　義　平 第１図 第２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）トレッド接地面側に耐摩耗性のキャップゴムとベ
   ルト層側に高いレジリエンスのベースゴムの二層構造の
   トレッド部を備えそおり、前記ベルト層にはデ゛ム１０
   ０重量部に対して硫黄、３〜７重量部、有機酸コバルト
   塩、０．５〜５　重量部、よう素吸着量が１１０ｇ／ｋ
   ｇ以主、Ｄｔ３Ｐ吸油量が、９５ｃＪ／１００ｇ以下で
   あルカーホンを４０〜７０重量部配合してなり、加硫後
   の１００％モジュラスが４０〜７０ｋｇ／ｃＩＩｆ：破
   断強度が、２００ｋｇ　／　ｃＪ以上、破断伸度が３８
   ０％以上であるスチールコードと接着良好なゴム組成物
   を用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. （２）有機酸コバルトはステアシン酸コバルト又はナフ
   テン酸コバルトである特許請求の範囲第１項記載のタイ
   ヤ。
3. （３）カーボンは６０〜７０重量部配合してなる特許請
   求の範囲第１項記載のゴム組成物。
4. （４）破断強度が２５０′ｋｇ／ｃＩｉ１以上である特
   許請求の範囲第１項記載のタイヤ。