WO2012057356A1 - 台タイヤの製造方法及びタイヤの製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for manufacturing a base tire and a method for manufacturing a tire that improve low heat buildup and durability.
- the rolling resistance of the tire can be reduced by lowering the heat generation property of the whole tire, it is required to reduce the heat generation property of the tire.
- the tread rubber composition is mainly improved.
- As a method of reducing the amount of heat generation it is conceivable to use carbon black having low reinforcing properties or to reduce the amount of carbon black, but durability that is a necessary performance is lowered. Therefore, there is a need for rubber that has low heat buildup and excellent durability. Further, in order to improve the durability of the tire, improvement in crack growth resistance of the coated rubber composition in the tire belt layer is required.
- Patent Document 1 discloses a proposal for improving belt durability by improving adhesion performance with steel cords and aging resistance performance by blending a bisphenol compound into a belt coating rubber blend.
- attempts have been made to improve the fracture resistance of the belt undercushion rubber in order to improve the durability of the tire.
- the belt undercushion rubber is 0.5 to 10 parts by weight of polymethoxymethylmelamine having 3 to 6 methoxymethyl groups and 0 to 3 methylol groups based on 100 parts by weight of the diene rubber. It is disclosed that it contains.
- the belt undercushion rubber contains a rubber component made of a diene rubber and a total sulfur content of 1.5 to 4.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, and is oxidized. It has been proposed that zinc is contained so that the mass ratio (zinc oxide / total sulfur content) is 2.0 or more and an organic acid is contained.
- the retread technique is a technique for replacing a tread portion of a used tire with a new tread portion.
- a stand tire having high durability is required.
- a tire manufacturing method for vulcanizing a tire in two stages for example, in Patent Document 4, a tire molding and vulcanizing process is divided into two mutually independent method stages A and B.
- Vulcanization mold which is assembled to have at least one carcass layer as the outermost layer and the maximum part of the tread strip, and subsequently gives a predetermined cross-sectional profile to the surface or to one or many strength carriers
- a manufacturing method has been proposed in which a tire is vulcanized in the same manner, and this tire portion is similarly vulcanized in method step B to assemble a finished tire.
- Patent Document 5 in the tire manufacturing method, a partial tire is formed in method step A and this partial tire is subsequently vulcanized, and in method step B, the partial tire is all or the remaining portion of the unvulcanized tread.
- a method for producing a finished tire by adding vulcanization has been proposed, and in particular, a method for manufacturing a tire in which the surface of all or the remaining part of the unvulcanized tread is at least partially plasma treated is disclosed. Further, in Patent Document 6, a two-stage vulcanization method is adopted for a tire for a passenger car, and after integrating the spiral reinforcing layer and the tread, a primary vulcanization process in which a tread pattern is engraved, and this primary vulcanization process.
- a secondary vulcanization process includes a secondary vulcanization process in which the primary vulcanizate obtained in the vulcanization process is externally fitted to the outer periphery of the radial carcass ply of the case side member and then vulcanized. .
- An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a base tire and a method for manufacturing a tire that can improve low heat buildup and durability.
- the present inventor in a method for manufacturing a base tire in a tire in which a base tire and a precure tread member are separated and molded and then bonded and vulcanized.
- the inventors have found that the problem of the present invention can be solved by using a specific rubber composition, and have completed the present invention. That is, the feature of the present invention is formed by vulcanizing a case portion including a belt portion, a side portion, and a bead portion including a plurality of belt layers, and at least one of a base tread and a belt undercushion rubber.
- At least the rubber composition constituting the base tread or the rubber composition constituting the belt undercushion rubber is JIS K 6217-2: 2001 based on 100 parts by mass of the rubber component.
- the gist is that a rubber composition containing 25 to 45 parts by mass of carbon black having a specified nitrogen adsorption specific surface area of 25 to 130 m 2 / g is used.
- the manufacturing method of a base tire according to the present invention includes a belt portion including a plurality of belt layers, a side portion, and a bead portion, and vulcanizes a case portion including at least one of a base tread and a belt undercushion rubber.
- JIS K 6217-2 As a rubber composition constituting at least the base tread or a rubber composition constituting the belt undercushion rubber, JIS K 6217-2: A rubber composition containing 25 to 45 parts by mass of carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 25 to 130 m 2 / g as defined in 2001 is used.
- the tire manufacturing method of the present invention includes a belt portion including a plurality of belt layers, a side portion, and a bead portion, and vulcanizes a case portion including at least one of a base tread and a belt undercushion rubber.
- the rubber composition constituting at least the base tread, or the belt under As a rubber composition constituting the cushion rubber 25 to 45 parts by mass of carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 25 to 130 m 2 / g as defined in JIS K 6217-2: 2001 with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
- a rubber composition constituting a stand tread and a rubber composition constituting a belt undercushion rubber It is difficult to ensure sufficient strength of the rubber, and if it exceeds 130 m 2 / g, the low heat buildup and fatigue resistance of the rubber composition become insufficient, and the low heat buildup and durability of the tire can be improved. It will be difficult.
- the blending amount of the carbon black is 25 to 45 parts by mass. If the amount is less than 25 parts by mass, it is difficult to sufficiently secure the strength of the rubber composition. This is because the low heat buildup and fatigue resistance of the rubber composition become insufficient, and it becomes difficult to improve the low heat buildup and durability of the tire.
- a case portion including a belt portion, a side portion, and a bead portion, and at least one of a base tread and a belt undercushion rubber, and a precure tread.
- the members are individually vulcanized, the occurrence of temperature spots during vulcanization as described above is reduced, and the rubber physical properties of the belt undercushion and the base tread can be effectively extracted. As a result, low heat build-up and crack growth resistance after long-term use can be greatly improved.
- the method of manufacturing a base tire shown as the first embodiment of the present invention is a base tire formed by vulcanizing a belt portion, a side portion, a bead portion, and a case portion including a base tread, each of which includes a plurality of belt layers.
- a rubber composition constituting the table tread 25 parts of carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 25 to 130 m 2 / g as defined in JIS K 6217-2: 2001 is added to 100 parts by mass of the rubber component.
- a rubber composition containing ⁇ 45 parts by mass is used.
- the tire manufacturing method shown as the first embodiment of the present invention forms a base tire by vulcanizing a belt portion composed of a plurality of belt layers, a side portion, a bead portion, and a case portion including a base tread.
- a tire manufacturing method in which at least a tread member having a tread portion is vulcanized to form a precure tread member, and then the base tire and the precure tread member are bonded and integrally vulcanized.
- the rubber composition constituting the pedestal tread 25 to 45 carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 35 to 130 m 2 / g as defined in JIS K 6217-2: 2001 is added to 100 parts by mass of the rubber component. A rubber composition containing part by mass is used.
- the precure tread member is a tread member vulcanized in advance.
- the base tread is a member constituting the base tire, and is a rubber member that is provided on the outermost layer in the tire radial direction of the base tire and constitutes an adhesive layer that adheres the precure tread member to the base tire. It is.
- the tire manufacturing method of the present invention by separately manufacturing the base tire and the tread member, it is possible to set optimum vulcanization conditions for the tread member separately from the base tire, and to combine the blends suitable for the vulcanization conditions. This makes it possible to achieve both low heat generation and durability.
- the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is required to be 35 to 130 m 2 / g. If it is 35 m 2 / g or more, the strength of the rubber composition can be secured, and if it is 130 m 2 / g or less, the rubber composition This is because the low heat buildup and fatigue resistance of the product become good, and within this range, the low heat buildup and durability of the tire can be improved. From these viewpoints, the nitrogen adsorption specific surface area is preferably in the range of 60 to 90 m 2 / g. In addition, it is necessary that the blending amount of carbon black is 25 to 45 parts by mass. If the amount is 25 parts by mass or more, the strength of the rubber composition can be secured.
- the blending amount of carbon black is more preferably 28 to 40 parts by mass, and further preferably 30 to 35 parts by mass.
- HAF nitrogen adsorption specific surface area: 75 to 80 m 2 / g
- the blending amount of carbon black is preferably 28 to 32 parts by mass.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a tire obtained by the production method of the present invention.
- stiffeners 3 and 3 ′ extend from the pair of bead cores 2 and 2 ′ to the outside in the tire radial direction (upward in the drawing, the same applies hereinafter), and are folded back by the bead core 2 from the outside of the stiffener 3.
- a belt portion 5 consisting of four layers (5 to 5d) is disposed to form a base tire.
- the belt layers 5a to 5d (the innermost belt layer 5a, the inner belt layer 5b that forms the crossing layer, the outer belt layer 5c that forms the crossing layer, and the outermost belt layer 5d), the inner belt that forms the crossing layer.
- a belt wedge rubber 6 is usually disposed between the vicinity of the end of the layer 5b and the vicinity of the end of the outer belt layer 5c forming the crossing layer.
- a tread portion 8 is disposed on the outer side in the tire radial direction of the belt portion 5 via a cushion rubber layer 7.
- the tread portion 8 corresponds to the precure tread member in the present invention, and the tire 1 is configured by being bonded to the base tire.
- a sidewall rubber 9 is disposed outside the carcass ply 4 and between the tread portion 8 and the stiffener 3.
- a portion where the sidewall rubber 9 is disposed is referred to as a side portion M, and an inner side in the tire radial direction of the side portion M (downward in the drawing, the same applies hereinafter) is referred to as a bead portion N.
- bead cores 2 and 2 ', stiffeners 3 and 3', and the like are disposed in the bead portion N.
- An inner liner 10 is disposed inside the carcass ply 4 as an air permeation preventive layer.
- FIG. 2 is an enlarged view of the bonding portion.
- the tread portion 8 has a two-layer structure of a cap tread 8a and a base tread 8b (the belt layer is omitted in FIG. 2).
- the tread portion 8 (precure tread member B) is bonded to the base tire A via the cushion rubber layer 7.
- the table tread 8b ′ is provided on the outermost layer in the tire radial direction of the table tire A.
- the table tread 8b ′ becomes a part of the tread portion 8 by being bonded to the tread portion 8 via the unvulcanized cushion rubber layer 7 and then vulcanized.
- a rubber composition containing the specific carbon black is used as the rubber composition constituting the table tread 8b ′.
- the composition of the base tread 8b ′ is the same as that of the base tread 8b, that is, the base tread 8b ′ is made of the same rubber composition as that of the base tread 8b. To do.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a base tire A and a precure tread member B used in the manufacturing method of the present invention.
- the base tire A is formed by vulcanizing at least the case portion including the belt portion 5, the side portion M, the bead portion N, and the base tread 8b ′.
- a part of the tread rubber is disposed as a thin layer on the outer side in the tire radial direction of the belt portion 5. This is to improve the adhesion with the precure tread member B.
- the precure tread member B is formed by vulcanizing a tread member provided with a tread portion 8.
- Carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 35 to 130 m 2 / g as defined in JIS K 6217-2: 2001 is used for the rubber composition constituting the table tread before vulcanization.
- the carbon black include HAF (nitrogen adsorption specific surface area: 75 to 80 m 2 / g), HS-HAF (nitrogen adsorption specific surface area: 78 to 83 m 2 / g), and LS-HAF (nitrogen adsorption specific surface area: 80).
- FEF nitrogen adsorption specific surface area: 40 to 42 m 2 / g
- GPF nitrogen adsorption specific surface area: 26 to 28 m 2 / g
- N339 nitrogen adsorption specific surface area: 88 to 96 m 2 / g
- LI-HAF nitrogen adsorption specific surface area: 73 to 75 m 2 / g
- IISAF nitrogen adsorption specific surface area: 97 to 98 m 2 / g
- HS-IISAF nitrogen adsorption specific surface area: 98 to 99 m 2 / g
- ISAF nitrogen adsorption specific surface area: 110 to 125 m 2 / g).
- HAF nitrogen adsorption specific surface area: 75 ⁇ 80m 2 / g
- HS-HAF nitrogen adsorption specific surface area: 78 ⁇ 83m 2 / g
- LS-HAF nitrogen adsorption specific surface area: 80 ⁇ 85m 2 / g
- FEF nitrogen adsorption specific surface area: 40 to 42 m 2 / g
- LI-HAF nitrogen adsorption specific surface area: 73 to 75 m 2 / g
- the nitrogen adsorption specific surface area of the carbon black is preferably in the range of 60 to 90 m 2 / g.
- silica in addition to the carbon black, silica may be blended with the rubber composition constituting the table tread if desired. As a compounding quantity, it is preferable to contain 10 mass parts or less of silica with respect to 100 mass parts of rubber components of a rubber composition. Any commercially available silica can be used. Of these, wet silica, dry silica, and colloidal silica are preferably used, and wet silica is particularly preferably used.
- the BET specific surface area (measured in accordance with ISO 5794/1) of silica is preferably 40 to 350 m 2 / g. Silica having a BET surface area within this range has an advantage that both rubber reinforcement and dispersibility in a rubber component can be achieved.
- silica having a BET surface area in the range of 80 to 350 m 2 / g is more preferable, and silica having a BET surface area in the range of 120 to 350 m 2 / g is particularly preferable.
- the rubber component used in the rubber composition constituting the table tread is preferably at least one of natural rubber and synthetic polyisoprene rubber (IR), more preferably natural rubber.
- the natural rubber in the rubber component is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and 80% by mass or more. Further preferred is natural rubber alone.
- examples of other synthetic rubbers include polybutadiene rubber (BR), styrene-butadiene copolymer (SBR), and styrene-isoprene copolymer (SIR).
- vulcanizing agent As a vulcanizing agent of the rubber composition constituting the table tread in the present invention, it is preferable to blend sulfur to 7.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component. In particular, it is in the range of 1.0 to 7.0 parts by mass, more preferably in the range of 1.0 to 3.0 parts by mass. If sulfur is blended in an amount of 7.0 parts by mass or less, it is possible to suitably prevent a decrease in aging resistance of the coated rubber composition. Moreover, since 1.0 initial mass part or more of sulfur is mix
- vulcanization activators such as zinc white and organic acids (such as stearic acid), and vulcanization accelerators.
- Inorganic fillers other than silica, anti-aging agents, ozone degradation inhibitors, softeners, and the like can be added.
- the vulcanization accelerator include N, N′-dicyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfaneamide.
- Sulfenamide accelerators such as phenamide and N-oxydiethylene-2-benzothiazolylsulfenamide are preferably used.
- thiazole accelerators such as 2-mercaptobenzothiazol and di-2-benzothiazolyl disulfide, tetrabenzylthiuram disulfide, tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, tetrakis (2-ethylhexyl) )
- Thiuram accelerators such as thiuram disulfide and tetramethylthiuram monosulfide are also used.
- vulcanization accelerators include N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide (trade name “Noxeller CZ” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.), N, N-dicyclohexyl-2-benzothia. Zolylsulfenamide (made by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., trade name “Noxeller DZ”) can be used.
- the blending amount of the antioxidant is preferably 1 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
- the tan ⁇ of the rubber composition constituting the table tread is preferably 0.09 or less from the viewpoint of improving low heat buildup.
- ⁇ Tire manufacturing method> Manufacture of base tires
- a Banbury mixer, a roll, an intensive mixer or the like is used as a kneading apparatus.
- the unvulcanized case portion is first formed.
- the case portion is formed in the same manner as the green tire forming step in a known tire manufacturing method. For example, a carcass ply in which unvulcanized rubber is rubberized is wound on a molding drum, bead cores are set on both ends thereof, the both end portions are folded back, and unvulcanized rubber on a sidewall portion is further attached. Next, the central portion in the width direction is expanded to form a horseshoe-shaped circular cross section, and then an unvulcanized belt layer is provided on the outer periphery of the carcass layer, on which the specific carbon black is blended.
- a case layer can be obtained by sticking a thin layer of a stand tread 8b 'made of a material.
- a base tire A having a base tread 8b ′ that becomes a part of the tread portion 8 can be obtained by setting the case portion in a vulcanization mold (mold) and performing vulcanization molding.
- the vulcanization method of the case portion (the untired base tire A) is a method of surrounding the case portion from the outside with a vulcanization mold, and the bead of the case portion
- the part side is heated by the first heating means
- the belt part side of the case part is heated by the second means
- the amount of heat per unit volume given to the belt part side by the second heating means is determined by the first heating means. It is preferable to perform vulcanization molding so that the amount of heat per unit volume given to the bead portion side is reduced.
- the thickness of the belt portion side of the case portion is thinner than the maximum thickness of the bead portion N in FIG.
- the belt portion side will not be overvulcanized, and the tread portion 8 of the table tread 8b ′
- the adhesiveness both initial adhesiveness and adhesiveness after long-time use
- the tan ⁇ of the rubber composition constituting the table tread 8b ′ is lowered, so that low heat build-up is also improved.
- the ultimate temperature reached by the crown center position of the table tread 8b ′ during the vulcanization of the case portion is 110 to 160 ° C., and the bead portion N (particularly, the vulcanization maximum of the bead portion N)
- the arrival temperature at which the late point (the same applies hereinafter) reaches 125 to 180 ° C., and the arrival temperature at the crown center position of the table tread 8b ′ is 2 to 25 ° C. higher than the arrival temperature at the bead portion N. It is preferable. If the temperature reached by the crown center position of the table tread 8b ′ is 110 ° C. or more, vulcanization proceeds suitably, and if it is 160 ° C.
- the initial adhesion between the table tread 8b ′ and the belt portion 5 is preferable. Is preferable. Further, if the temperature reached by the bead part N is 125 ° C. or higher, the vulcanization time of the base tire A can be shortened, and if it is 180 ° C. or lower, the bead part durability is improved. Further, from the viewpoint of preventing the belt portion side from being excessively vulcanized and improving the initial adhesiveness and low heat build-up between the base tread 8b ′ and the belt portion 5, the ultimate temperature reached by the crown center position of the base tread 8b ′. Is preferably 2 to 25 ° C. lower than the temperature reached by the bead portion N, more preferably 4 to 25 ° C., and still more preferably 4 to 20 ° C.
- the tire casing surface that is in contact with the mold surface during vulcanization has a property that it is difficult to co-crosslink with the unvulcanized rubber.
- the adhesive surface between the base tire A and the precure tread member B is previously buffed. Polishing with a machine is preferred.
- the base tire A and the precure tread member B are bonded and integrally vulcanized to obtain the tire 1.
- the base tire A and the precure tread member B are bonded together via an unvulcanized cushion rubber layer 7 and then vulcanized.
- the unvulcanized cushion rubber layer 7 may be a normal sheet-like cushion rubber, or may be formed by applying liquid rubber to the adhesive surface.
- the rubber composition in addition to the rubber components, various vulcanization accelerating components, and crosslinking components used in ordinary rubber compositions, carbon black as a reinforcing filler, softener (oil), anti-aging, as necessary Chemicals usually used in the rubber industry such as a crosslinking agent such as an agent and sulfur can be appropriately blended.
- a rubber component natural rubber (NR) or synthetic rubber can be used individually or by blending them.
- the synthetic rubber include synthetic polyisoprene rubber, polybutadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), butyl rubber, and halogenated butyl.
- BR polybutadiene rubber
- SBR styrene butadiene rubber
- butyl rubber butyl rubber
- halogenated butyl halogenated butyl
- the base tire A to which the precure tread member B is attached is carried into a vulcanizer (not shown) (for example, a vulcanizing can), and the unvulcanized cushion rubber layer is vulcanized to obtain the tire 1.
- a vulcanizer for example, a vulcanizing can
- the precure tread member B is co-vulcanized and adhered to the outer periphery of the crown portion of the base tire A.
- the vulcanization conditions are preferably about 60 to 140 ° C. and the time until the vulcanization of the cushion rubber is completed.
- the temperature reached by the crown center position of the table tread 8b ′ when the table tire A and the precure tread member B are bonded and integrally vulcanized is the table tread when the case portion is vulcanized. It is preferably lower than the temperature reached at the crown center position of 8b ′.
- the vulcanization degree of the case part vulcanization and the vulcanization degree of the vulcanization of the base tire A and the precure tread member B are optimized so as not to be excessive, and the base tread 8b ′ and the tread part 8 are optimized. This is to improve the initial adhesiveness, low heat buildup and durability.
- the manufacturing method of the base tire shown as 2nd Embodiment of this invention is the base formed by vulcanizing the case part provided with the belt part which consists of a some belt layer, belt under cushion rubber, a side part, and a bead part.
- a rubber composition constituting the belt undercushion rubber a nitrogen adsorption specific surface area defined by JIS K 6217-2: 2001 is 25 to 130 m 2 / g with respect to 100 parts by mass of a rubber component.
- a rubber composition containing 25 to 45 parts by mass of carbon black is used.
- the tire manufacturing method of the present invention forms a base tire by vulcanizing a case portion including a belt portion including a plurality of belt layers, a belt undercushion rubber, a side portion, and a bead portion, and includes at least a tread portion.
- the belt undercushion rubber is formed by vulcanizing a tread member provided with a precure tread member to form a precure tread member and then integrally vulcanizing the base tire and the precure tread member.
- a rubber composition containing 25 to 45 parts by mass of carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 25 to 90 m 2 / g as defined in JIS K 6217-2: 2001 is used with respect to 100 parts by mass of the rubber component. It is characterized by.
- the precure tread member is a tread member vulcanized in advance.
- the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black needs to be 25 to 90 m 2 / g.
- the strength of the belt undercushion rubber can be secured, and if it is 90 m 2 / g or less, the belt This is because the low heat build-up and fatigue resistance of the undercushion rubber are good, and within this range, the low heat build-up and durability of the tire can be improved.
- the nitrogen adsorption specific surface area is more preferably 25 to 85 m 2 / g.
- the carbon black content needs to be 25 to 45 parts by mass. If the content is 25 parts by mass or more, the strength of the belt undercushion rubber can be secured. In this range, the low heat buildup and durability are improved, and the low heat buildup and durability of the tire can be improved. From these viewpoints, the carbon black content is more preferably 25 to 40 parts by mass. From the above viewpoint, the blending amount of carbon black is more preferably 28 to 40 parts by mass, and further preferably 30 to 35 parts by mass. In particular, when FEF (nitrogen adsorption specific surface area: 40 to 42 m 2 / g) described later is used as carbon black, the blending amount of carbon black is preferably 30 to 35 parts by mass.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a tire obtained by the production method of the present invention
- FIG. 5 is a schematic partial cross-sectional view showing a belt portion of an example of a tire obtained by the production method of the present invention. is there.
- stiffeners 23 and 23 ′ extend from the pair of bead cores 22 and 22 ′ outward in the tire radial direction, respectively, and are folded back from the outside of the stiffener 23 by the bead core 22 to form a horseshoe-shaped tire case shape.
- a plurality of belt layers (in FIG.
- the innermost belt layer 25a and the crossing layer are formed on the outer side in the tire radial direction of the carcass ply 24 which is folded back by the opposite bead core 22 ′ and locked outside the stiffener 23 ′.
- a belt portion 25 is provided that includes an inner belt layer 25b, an outer belt layer 25c that forms a crossing layer, and an outermost belt layer 25d.
- Belt undercushion rubbers 26 and 26 ′ are disposed on the inner side in the tire radial direction on both sides of the belt portion 25 and on the outer side in the tire radial direction of the carcass ply 24, and the tread portion 27 is disposed on the outer side in the tire radial direction of the belt portion 25. Has been.
- sidewall rubbers 28 and 28 ′ are disposed between the tread portion 27 and the stiffener 23.
- a portion where the side wall rubbers 28 and 28 ′ are disposed is referred to as a side portion M, and an inner side in the tire radial direction of the side portion M is referred to as a bead portion N.
- bead cores 22 and 22 ′, stiffeners 23 and 23 ′, and the like are disposed in the bead portion N.
- the belt undercushion rubber 26 extends from the inner side in the tire radial direction of the innermost belt layer 25a to the inner side in the tire radial direction of the inner belt layer 25b forming the crossing layer and the inner side in the tire radial direction of the tread portion 27. It extends along the outer side of the carcass ply 24 in the tire radial direction, and extends between the sidewall rubber 28 and the carcass ply 24.
- FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of a base tire A and a precure tread member B used in the production method of the present invention.
- the base tire A is formed by vulcanizing at least the case portion including the belt portion 25, the belt undercushion rubber 26, the side portion M, and the bead portion N.
- a part of the tread rubber is disposed as a thin layer on the outer side in the tire radial direction of the belt portion 25. This is to improve the adhesion with the precure tread member B.
- Carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 25 to 90 m 2 / g defined in JIS K 6217-2: 2001 used for the rubber composition of the belt undercushion rubber 26 is, for example, HAF (nitrogen adsorption).
- the rubber composition of the belt undercushion rubber 26 may be blended with silica as desired in addition to carbon black. It is preferable to contain 10 parts by mass or less of silica with respect to 100 parts by mass of the rubber component of the rubber composition of the belt undercushion rubber 26.
- FEF nitrogen adsorption specific surface area: 40 to 42 m 2 / g
- the amount of silica is preferably 4 to 6 parts by mass. Any commercially available silica can be used, among which wet silica, dry silica, and colloidal silica are preferably used, and wet silica is particularly preferably used.
- the BET specific surface area (measured in accordance with ISO 5794/1) of silica is preferably 40 to 350 m 2 / g.
- Silica having a BET surface area within this range has an advantage that both rubber reinforcement and dispersibility in a rubber component can be achieved. From this viewpoint, silica having a BET surface area in the range of 80 to 350 m 2 / g is more preferable, and silica having a BET surface area in the range of 120 to 350 m 2 / g is particularly preferable.
- the rubber component used in the rubber composition of the belt undercushion rubber 26 is preferably at least one of natural rubber and synthetic polyisoprene rubber (IR), and more preferably natural rubber.
- the natural rubber in the rubber component is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and 80% by mass or more. Further preferred is natural rubber alone.
- examples of other synthetic rubbers include polybutadiene rubber (BR), styrene-butadiene copolymer (SBR), and styrene-isoprene copolymer (SIR).
- the rubber composition of the belt undercushion rubber 26 in the present invention preferably contains 0.4 parts by mass or less of the organic acid cobalt salt as a cobalt amount with respect to 100 parts by mass of the rubber component. More preferably, it is contained in an amount of 0.02 to 0.3 parts by mass. If the organic acid cobalt salt is contained in an amount of 0.4 parts by mass or less as the amount of cobalt, it is possible to suitably prevent a decrease in aging resistance of the rubber composition of the belt undercushion rubber 26. Moreover, it is more preferable that the organic acid cobalt salt is contained in an amount of 0.01 parts by mass or more as the amount of cobalt since the initial adhesiveness is improved.
- organic acid cobalt salt examples include cobalt naphthenate, cobalt rosinate, cobalt stearate, and other linear or branched monocarboxylic acid cobalt salt having about 5 to 20 carbon atoms (for example, trade name “Manobond”). C ”series, manufactured by OM Group Inc.) and the like.
- a vulcanizing agent for the rubber composition of the belt undercushion rubber 26 in the present invention it is preferable to contain 7.0 mass parts or less of sulfur with respect to 100 mass parts of the rubber component. In particular, it is in the range of 3.0 to 7.0 parts by mass, more preferably in the range of 4.0 to 6.0 parts by mass. If it contains 7.0 mass parts or less of sulfur, the fall of aging resistance of the rubber composition of the belt undercushion rubber 26 can be prevented suitably. Moreover, it is more preferable to contain 3.0 parts by mass or more of sulfur because the initial adhesiveness is improved.
- the rubber composition of the belt undercushion rubber 26 in the present invention includes other compounding agents, for example, vulcanization activators such as zinc white and organic acids (stearic acid, etc.), vulcanization accelerators, in addition to the compounding agents described above.
- vulcanization activators such as zinc white and organic acids (stearic acid, etc.
- vulcanization accelerators in addition to the compounding agents described above.
- An inorganic filler other than silica, an anti-aging agent, an ozone deterioration preventing agent, a softening agent and the like can be added.
- the vulcanization accelerator include N, N′-dicyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfaneamide.
- Sulfenamide accelerators such as phenamide and N-oxydiethylene-2-benzothiazolylsulfenamide are preferably used.
- thiazole accelerators such as 2-mercaptobenzothiazol and di-2-benzothiazolyl disulfide, tetrabenzylthiuram disulfide, tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, tetrakis (2-ethylhexyl) )
- Thiuram accelerators such as thiuram disulfide and tetramethylthiuram monosulfide are also used.
- vulcanization accelerators include N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide (trade name “Noxeller CZ” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.), N, N-dicyclohexyl-2-benzothia. Zolylsulfenamide (made by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., trade name “Noxeller DZ”) can be used.
- the blending amount of the antioxidant is preferably 1 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
- tan ⁇ of the belt undercushion rubber 26 is preferably 0.17 or less from the viewpoint of improving low heat buildup.
- tan ⁇ is a condition (initial load 160 g, frequency 52 Hz, measurement temperature 23 ° C., strain 2%) using a spectrometer (dynamic viscoelasticity measuring tester) manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. This is a value obtained by measuring tan ⁇ of the belt undercushion rubber in the vicinity of the center of the belt undercushion rubber of the tire (the latest vulcanization point).
- ⁇ Tire manufacturing method> Manufacture of base tires
- a kneading apparatus used for producing the rubber composition of the belt undercushion rubber 26 according to the present invention a Banbury mixer, a roll, an intensive mixer or the like is used.
- the unvulcanized case portion is first formed.
- the case portion is formed in the same manner as the green tire forming step in a known tire manufacturing method. For example, a carcass ply in which unvulcanized rubber is rubberized is wound on a molding drum, bead cores are set on both ends thereof, the both end portions are folded back, and unvulcanized rubber on a sidewall portion is further attached.
- the central portion in the width direction is expanded to form an annular shape with a horseshoe cross section, and then an unvulcanized belt layer is provided on the outer periphery of the carcass layer, and preferably the same rubber composition as the inner layer of the tread portion 27 thereon.
- a case layer can be obtained by sticking a thin layer.
- the vulcanization method of the case portion (the untired base tire A) is a method of surrounding the case portion from the outside with a vulcanization mold, and the bead of the case portion
- the part side is heated by the first heating means
- the belt part side of the case part is heated by the second means
- the amount of heat per unit volume given to the belt part side by the second heating means is determined by the first heating means. It is preferable to perform vulcanization molding so that the amount of heat per unit volume given to the bead portion side is reduced.
- the thickness of the belt portion side of the case portion is thinner than the maximum thickness of the bead portion N.
- the reached temperature reached by the outermost belt layer 25d of the belt portion 25 (particularly, the latest vulcanization latest point of the outermost belt layer 25d) during vulcanization of the case portion is 110 to 160 ° C.
- the reaching temperature reached by the bead part N (particularly, the latest vulcanization point of the bead part N) is 125 to 180 ° C., and the arrival of the latest vulcanization point of the outermost belt layer 25d of the belt part 25 is reached.
- the reaching temperature is preferably 2 to 25 ° C., more preferably 4 to 25 ° C., and further preferably 4 to 20 ° C. lower than the reaching temperature at which the vulcanization latest point of the bead part N reaches.
- the temperature reached by the outermost belt layer 25d (particularly, the latest vulcanization latest point of the outermost belt layer 25d) is 110 ° C. or higher, vulcanization proceeds suitably, and if it is 160 ° C. or lower, steel is used. This is preferable because initial adhesion with the cord is improved. Further, if the temperature reached by the bead part N (particularly the latest vulcanization point of the bead part N) is 125 ° C. or higher, the vulcanization time of the base tire A can be shortened, and if it is 180 ° C. or lower, It is preferable because the durability of the bead portion is improved.
- the tire casing surface that is in contact with the mold surface during vulcanization has a property that it is difficult to co-crosslink with the unvulcanized rubber.
- the adhesive surface between the base tire A and the precure tread member B is previously buffed. Polishing with a machine is preferred.
- the base tire A and the precure tread member B are bonded and integrally vulcanized to obtain the tire 21.
- the base tire A and the precure tread member B are preferably bonded and vulcanized through an unvulcanized adhesive rubber layer (for example, the cushion rubber layer 7).
- the unvulcanized adhesive rubber layer may be a normal sheet-like adhesive rubber, or may be formed by applying liquid rubber to the adhesive surface.
- the adhesive rubber composition in addition to rubber components, various vulcanization accelerating components, and crosslinking components used in ordinary rubber compositions, carbon black as a reinforcing filler, softener (oil), aging, as necessary Chemicals usually used in the rubber industry such as an inhibitor and a crosslinking agent such as sulfur can be appropriately contained.
- a rubber component natural rubber (NR) or synthetic rubber can be used individually or by blending them.
- the synthetic rubber include synthetic polyisoprene rubber, polybutadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), butyl rubber, and halogenated butyl.
- BR polybutadiene rubber
- SBR styrene butadiene rubber
- butyl rubber butyl rubber
- halogenated butyl halogenated butyl
- the base tire A to which the precure tread member B is attached is carried into a vulcanizer (not shown) (for example, a vulcanizing can), and the unvulcanized adhesive rubber layer is vulcanized to obtain a tire 21.
- a vulcanizer for example, a vulcanizing can
- the precure tread member B is co-vulcanized and adhered to the outer periphery of the crown portion of the base tire A.
- the vulcanization conditions are preferably about 60 to 140 ° C. and the time until the vulcanization of the adhesive rubber is completed.
- the ultimate temperature of the belt undercushion rubber center (latest vulcanization point of the belt undercushion rubber) when the base tire A and the precure tread member B are bonded and integrally vulcanized is It is preferably lower than the temperature reached at the center of the belt undercushion rubber (the latest vulcanization point of the belt undercushion rubber) when the case portion is vulcanized.
- the vulcanization degree of the case portion vulcanization and the vulcanization degree of the base tire A and the precure tread member B are optimized so as not to be excessive, and the resistance of the belt undercushion rubber composition is improved. This is to improve the fracture characteristics.
- Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 19 The rubber compositions used in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 19 were produced by a conventional method according to the formulation of the rubber composition shown in Table 1. These rubber compositions were vulcanized so as to reproduce the outermost belt temperature during tire vulcanization (in the case of two-stage vulcanization, both temperatures of the two stages) to obtain test pieces for tan ⁇ measurement.
- the temperature at the crown center position of the table tread at the time of tire vulcanization is a temperature change with respect to the vulcanization time by embedding a thermocouple at the crown center position of the table tread in the tire size 11R22.5 tire described below.
- the measured result was reproduced by feeding back the vulcanization temperature of the test piece. Tan ⁇ was measured by the above method. The results are shown in Table 2.
- the tire composition is made common to 11R22.5, and the rubber compositions of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 4, 5, 6, 8, 10, and 19 are blended according to the formulation of the rubber composition shown in Table 1.
- Each unvulcanized case part used for the table tread 8b ′ in FIG. 2 was prepared.
- These case parts are each vulcanized by a method in which the case part is surrounded from the outside by a vulcanization mold and pressurized and heated by a vulcanization bladder from the inside (pressurized with high-pressure steam at 150 ° C.) Manufactured.
- the first heating means of the vulcanization mold block facing the bead part side of the case part is kept at 170 ° C.
- the second heating means of the vulcanization mold block facing the belt part side of the case part is 140 ° C. Kept.
- the amount of heat per unit volume given to the belt portion side by the second heating means is made smaller than the amount of heat per unit volume given to the bead portion side by the first heating means.
- the vulcanization temperature to reach the latest vulcanization point at the crown center position of the table tread was 140 ° C.
- the vulcanization temperature to reach the latest vulcanization point of the bead portion was 155 ° C. All vulcanization times were 30 minutes.
- a precure tread member obtained by vulcanization so as to mold a tread pattern in advance was prepared.
- a cushion rubber for bonding the base tire and the precure tread member is manufactured according to the blending contents described in Table 1.
- An unvulcanized cushion rubber sheet was attached to the adhesive surface of each tire.
- each precure tread member was affixed to each tyre, and then vulcanized at 120 ° C. for 2 hours with a vulcanizer to obtain each tire in which the pedestal tire and the precure tread member were bonded.
- the vulcanization temperature at which the latest vulcanization point at the crown center position of the table tread arrived was 120 ° C.
- the obtained tire (tire size 11R22.5)
- low rolling resistance was evaluated according to the above method. The evaluation results are shown in Table 2.
- the tire size is made common to 11R22.5, and an unvulcanized case portion using the rubber compositions of Comparative Examples 1 to 3, 7, 9, and 11 to 18 for the table tread 8b ′ is prepared. Then, an unvulcanized tread member was stuck to the outer side in the tire radial direction to obtain a raw tire. These green tires were vulcanized by conventional one-stage vulcanization to produce tires. Using each of the obtained tires (tire size 11R22.5), low rolling resistance was evaluated according to the above method. The evaluation results are shown in Table 2.
- each of the tires of Examples 1 to 9 showed excellent low rolling properties and peeling resistance as compared with the tires to be compared in Comparative Examples 1 to 19. .
- Examples 11 to 20 and Comparative Examples 21 to 38 The belt undercushion rubber compositions used in Examples 11 to 20 and Comparative Examples 21 to 38 were produced by a conventional method according to the formulation of the belt undercushion rubber compositions shown in Tables 3 and 43. Next, the tire size is made common to 11R22.5, and among these, unvulcanized cases using the rubber compositions of Examples 11 to 20 and Comparative Examples 27, 30, 32, and 36 as belt undercushion rubbers, respectively. Prepared the department.
- case parts are each vulcanized by a method in which the case part is surrounded from the outside by a vulcanization mold and pressurized and heated by a vulcanization bladder from the inside (pressurized with high-pressure steam at 150 ° C.) Manufactured.
- the first heating means of the vulcanization mold block facing the bead part side of the case part is kept at 170 ° C.
- the second heating means of the vulcanization mold block facing the belt part side of the case part is 140 ° C. Kept.
- the amount of heat per unit volume given to the belt portion side by the second heating means is made smaller than the amount of heat per unit volume given to the bead portion side by the first heating means.
- the temperature reached at the latest vulcanization point of the outermost belt layer is 140 ° C
- the temperature reached at the center of the belt undercushion rubber (the latest vulcanization point) is 140 ° C
- the latest vulcanization point at the bead part is reached.
- the vulcanization temperature to be performed was 155 ° C. All vulcanization times were 30 minutes.
- a precure tread member was prepared by vulcanization molding by heating at 160 ° C. so as to mold the tread pattern in advance.
- an adhesive rubber for bonding the base tire and the precure tread member is manufactured according to the blending contents described in Table 3, An unvulcanized adhesive rubber sheet was attached to the adhesive surface of each tire.
- each precure tread member was affixed to each tyre, and then vulcanized at 120 ° C. for 2 hours with a vulcanizer to obtain each tire in which the pedestal tire and the precure tread member were bonded.
- the arrival temperature at the latest vulcanization point of the outermost belt layer was 120 ° C.
- the arrival temperature at the center of the belt undercushion rubber (the latest vulcanization point) was 120 ° C.
- tire sizes are made common to 11R22.5, and the rubber compositions of Comparative Examples 21 to 26, 28, 29, 31, 33 to 35, 37, and 38 are used as belt undercushion rubbers.
- a vulcanized case portion was prepared, and an unvulcanized tread member was stuck on the outer side in the tire radial direction to obtain a raw tire.
- These green tires were vulcanized by conventional one-stage vulcanization to produce tires.
- Using the obtained tire (tire size 11R22.5), low rolling resistance and fracture resistance after running for a long time of the tire were evaluated in accordance with the above-described methods. The evaluation results are shown in Table 4.
- each of the tires having the belt undercushion rubbers of Examples 11 to 20 is compared with the tire having the belt undercushion rubber to be compared in Comparative Examples 21 to 38.
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Abstract
Description
タイヤの発熱性を低下させるために、主として、トレッドゴム組成物の配合の改良が行われている。発熱量低減の手法としては、補強性の低いカーボンブラックを用いることやカーボンブラック量を減量することが考えられるが、必要性能である耐久性が低下してしまう。よって低発熱性かつ耐久性に優れたゴムが必要とされている。
また、タイヤの耐久性を向上させるためには、タイヤベルト層における被覆ゴム組成物の耐亀裂成長性の改良が求められている。例えば、特許文献1では、ベルトコーティングゴム配合にビスフェノール化合物を配合することで、スチールコードとの接着性能や耐老化性能を向上させ、ベルト耐久性を改良する提案が開示されている。
また、タイヤの耐久性を向上するために、ベルトアンダークッションゴムの耐破壊特性を向上する試みもなされている。例えば、特許文献2では、ベルトアンダークッションゴムが、ジエン系ゴム100重量部に対し、メトキシメチル基数が3~6、メチロール基数が0~3であるポリメトキシメチルメラミンを0.5~10重量部含有することが開示されている。
また、特許文献3では、ベルトアンダークッションゴムが、ジエン系ゴムからなるゴム成分と、そのゴム成分100質量部に対して総硫黄分1.5~4.0質量部とを含有し、かつ酸化亜鉛を(酸化亜鉛/総硫黄分)質量比が2.0以上になるように含有すると共に、有機酸を含有することが提案されている。
タイヤを2段階で加硫するタイヤの製造方法として、例えば、特許文献4では、タイヤの成型加硫工程が二つの互いに独立した方法段AとBに分割され、方法段Aにおいては半径方向で最も外側の層として少なくとも一つのカーカス層とトレッド条片の最大限一部分を備えるように組立てを行い、引続き表面にも、一つ或いは多数の強度担持体にも所定の断面輪郭を与える加硫型内で加硫処理し、このタイヤ部分を方法段Bにおいて同様に加硫処理することにより、完成タイヤに組み立てる製造方法が提案されている。
また、特許文献5では、タイヤの製造方法において、方法ステップAで部分タイヤが構成されかつこの部分タイヤは続いて加硫され、方法ステップBでは部分タイヤは未加硫トレッドの全部又は残りの部分を付加され加硫されて完成タイヤとなる方法が提案され、特に、未加硫トレッドの全部又は残りの部分の表面が、少なくとも部分的にプラズマ処理されるタイヤの製造方法が開示されている。
さらに、特許文献6では、乗用車用タイヤに二段階加硫方式を採用し、スパイラル補強層とトレッドとを一体化した後、トレッドパターンを刻印する第1次加硫工程と、この第1次加硫工程で得られた1次加硫物を、ケース側部材のラジアルカーカスプライの外周に外嵌した後加硫成型する第2次加硫工程と、を含むタイヤの製造方法が提案されている。
すなわち、本発明の特徴は、複数のベルト層からなるベルト部、サイド部及びビード部を備えるとともに、台トレッド及びベルトアンダークッションゴムの少なくともいずれか一方を備えたケース部を加硫して形成される台タイヤの製造方法において、少なくとも前記台トレッドを構成するゴム組成物、又は前記ベルトアンダークッションゴムを構成するゴム組成物として、ゴム成分100質量部に対して、JIS K 6217-2:2001で規定された窒素吸着比表面積が25~130m2/gのカーボンブラックを25~45質量部配合されたゴム組成物が用いられることを要旨とする。
本発明の台タイヤの製造方法は、複数のベルト層からなるベルト部、サイド部及びビード部を備えるとともに、台トレッド及びベルトアンダークッションゴムの少なくともいずれか一方を備えたケース部を加硫して形成される台タイヤの製造方法において、少なくとも前記台トレッドを構成するゴム組成物、又は前記ベルトアンダークッションゴムを構成するゴム組成物として、ゴム成分100質量部に対して、JIS K 6217-2:2001で規定された窒素吸着比表面積が25~130m2/gのカーボンブラックを25~45質量部配合されたゴム組成物が用いられる。
また、本発明のタイヤの製造方法は、複数のベルト層からなるベルト部、サイド部及びビード部を備えるとともに、台トレッド及びベルトアンダークッションゴムの少なくともいずれか一方を備えたケース部を加硫して形成される台タイヤと、プレキュアトレッド部材とを分離して成形した後、両者を接着して加硫するタイヤの製造方法において、少なくとも前記台トレッドを構成するゴム組成物、又は前記ベルトアンダークッションゴムを構成するゴム組成物として、ゴム成分100質量部に対して、JIS K 6217-2:2001で規定された窒素吸着比表面積が25~130m2/gのカーボンブラックを25~45質量部配合されたゴム組成物が用いられ、前記台タイヤと前記プレキュアトレッド部材とを接着して加硫するときの前記台トレッドのクラウンセンター位置の到達温度が前記ケース部を加硫するときの前記台トレッドのクラウンセンター位置の到達温度より低いことを特徴とする。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積が25~130m2/gであることを要するのは、25m2/g未満であると、台トレッドを構成するゴム組成物及びベルトアンダークッションゴムを構成するゴム組成物の強度を十分に確保することが難しく、130m2/gを上回ると、前記ゴム組成物の低発熱性及び耐疲労性が不十分になり、タイヤの低発熱性及び耐久性を向上させることが難しくなるからである。
また、カーボンブラックの配合量が25~45質量部であることを要するのは、25質量部未満であると、ゴム組成物の強度を十分に確保することが難しくなり45質量部を上回ると、前記ゴム組成物の低発熱性及び耐疲労性が不十分になり、タイヤの低発熱性及び耐久性を向上させることが難しくなるからである。
例えば、重荷重用タイヤ等のようにトレッド部のゲージが厚いタイヤでは、トレッド部の熱伝導率が低下するため、従来の一段階加硫によって製造した場合には、加硫時に、タイヤの表面側に比べて内部側の温度上昇が遅れが生じる。これにより、加硫後のタイヤの表面側におけるゴム物性と内部側におけるゴム物性に差が生じることがあった。
これに対して、本発明に係るタイヤの製造方法によれば、ベルト部、サイド部及びビード部を備えるとともに、台トレッド及びベルトアンダークッションゴムの少なくともいずれか一方を備えたケース部と、プリキュアトレッド部材とを個別に加硫するため、上述のような加硫時における温度斑の発生が低減され、ベルトアンダークッション及び台トレッドの有するゴム物性を有効に引き出すことができる。その結果として、低発熱性、及び長時間使用後の耐亀裂成長性を大幅に改善することができる。
本発明の第1実施形態として示す台タイヤの製造方法は、複数のベルト層からなるベルト部、サイド部、ビード部、及び台トレッドを備えたケース部を加硫して形成される台タイヤの製造方法において、台トレッドを構成するゴム組成物として、ゴム成分100質量部に対して、JIS K 6217-2:2001で規定された窒素吸着比表面積が25~130m2/gのカーボンブラックを25~45質量部配合されたゴム組成物が用いられる。
また、本発明の第1実施形態として示すタイヤの製造方法は、複数のベルト層からなるベルト部、サイド部、ビード部、及び台トレッドを備えたケース部を加硫して台タイヤを形成し、少なくともトレッド部を備えたトレッド部材を加硫してプレキュアトレッド部材を形成した後、該台タイヤと該プレキュアトレッド部材とを接着して一体に加硫成形するタイヤの製造方法であって、前記台トレッドを構成するゴム組成物として、ゴム成分100質量部に対して、JIS K 6217-2:2001で規定された窒素吸着比表面積が35~130m2/gのカーボンブラックを25~45質量部配合したゴム組成物を用いることを特徴とする。
なお、本実施形態において、プレキュアトレッド部材とは、予め加硫されたトレッド部材のことである。また、台トレッドとは、台タイヤを構成する部材であって、台タイヤのタイヤ径方向最外層に設けられて、プレキュアトレッド部材を台タイヤに貼着する接着層を構成するゴム部材のことである。
また、カーボンブラックの配合量が25~45質量部であることを要するのは、25質量部以上であればゴム組成物の強度を確保でき、45質量部以下であれば、ゴム組成物の低発熱性及び耐疲労性が良好となり、この範囲であれば、タイヤの低発熱性及び耐久性を向上させることができるからである。
上記観点から、カーボンブラックの配合量は、28~40質量部であることがより好ましく、30~35質量部であることが更に好ましい。特に、カーボンブラックとして、後述するHAF(窒素吸着比表面積:75~80m2/g)を使用する場合には、カーボンブラックの配合量は、28~32質量部とすることが好ましい。
なお、本発明のタイヤの製造方法に係る加硫方法を、以下「2段階加硫」という場合がある。また、生タイヤを一度に加硫する従来の方法を、以下「1段階加硫」という場合がある。
以下、本発明の製造方法に係るタイヤの各部材を説明する。図1は、本発明の製造方法により得られるタイヤの一例を示す模式断面図である。
図1に示すタイヤ1では、一対のビードコア2及び2’からタイヤ半径方向外側(図における上方、以下同様)にそれぞれスティフナー3及び3’が延在し、スティフナー3の外側からビードコア2で折り返され、馬蹄形のタイヤケース形状を形成し、反対側のビードコア2’で折り返され、スティフナー3’の外側で係止されるカーカスプライ4のタイヤ半径方向外側に、複数のベルト層(図1では、5a~5dの4層)からなるベルト部5が配設され、台タイヤを形成している。なお、ベルト層5a~5d(最内ベルト層5a、交錯層を形成する内側ベルト層5b、交錯層を形成する外側ベルト層5c及び最外ベルト層5d)においては、交錯層を形成する内側ベルト層5b端部近傍と交錯層を形成する外側ベルト層5c端部近傍との間には通常ベルトウェッジゴム6が配設されている。
図2は、上記接着部を拡大した図である。図2に示すように、トレッド部8は、キャップトレッド8aとベーストレッド8bとの二層構造を有する(図2において、ベルト層は省略されている)。トレッド部8(プレキュアトレッド部材B)は、クッションゴム層7を介して台タイヤAに接着されている。
本実施形態では、台タイヤAのタイヤ径方向の最外層に台トレッド8b’が設けられる。台トレッド8b’が未加硫のクッションゴム層7を介してトレッド部8と接着された後、加硫されることにより、台トレッド8b’は、トレッド部8の一部となる。本発明では、台トレッド8b’を構成するゴム組成物として、前記特定のカーボンブラックを配合したゴム組成物が用いられる。
図2に示す構成では、台トレッド8b’における組成はベーストレッド8bと同一、すなわち台トレッド8b’はベーストレッド8bと同一のゴム組成物からなり、前記両層の接着により一体のベーストレッドを構成する。
通常、台タイヤAには、トレッドゴムの一部が薄層としてベルト部5のタイヤ半径方向外側に配設されている。プレキュアトレッド部材Bとの接着を良好にするためである。なお、プレキュアトレッド部材Bは、トレッド部8を備えたトレッド部材を加硫して形成される。
(カーボンブラック)
本実施形態において、加硫前の台トレッドを構成するゴム組成物には、JIS K 6217-2:2001で規定された窒素吸着比表面積が35~130m2/gのカーボンブラックが用いられる。
当該カーボンブラックとしては、例えば、HAF(窒素吸着比表面積:75~80m2/g)、HS-HAF(窒素吸着比表面積:78~83m2/g)、LS-HAF(窒素吸着比表面積:80~85m2/g)、FEF(窒素吸着比表面積:40~42m2/g)、GPF(窒素吸着比表面積:26~28m2/g)、N339(窒素吸着比表面積:88~96m2/g)、LI-HAF(窒素吸着比表面積:73~75m2/g)、IISAF(窒素吸着比表面積:97~98m2/g)、HS-IISAF(窒素吸着比表面積:98~99m2/g)、ISAF(窒素吸着比表面積:110~125m2/g)などが挙げられる。これらの内、HAF(窒素吸着比表面積:75~80m2/g)、HS-HAF(窒素吸着比表面積:78~83m2/g)、LS-HAF(窒素吸着比表面積:80~85m2/g)、FEF(窒素吸着比表面積:40~42m2/g)、LI-HAF(窒素吸着比表面積:73~75m2/g)が好ましい。
前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積としては、60~90m2/gの範囲が好ましい。
本実施形態では、台トレッドを構成するゴム組成物には、前記カーボンブラックに加えて、所望により、シリカを配合してもよい。配合量としては、ゴム組成物のゴム成分100質量部に対して、シリカを10質量部以下含むことが好ましい。
シリカとしては、市販のあらゆるものが使用できる。なかでも、湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカを用いるのが好ましく、湿式シリカを用いるのが特に好ましい。シリカのBET比表面積(ISO 5794/1に準拠して測定する)は、40~350m2/gであるのが好ましい。BET表面積がこの範囲であるシリカは、ゴム補強性とゴム成分中への分散性とを両立できるという利点がある。この観点から、BET表面積が80~350m2/gの範囲にあるシリカが更に好ましく、BET表面積が120~350m2/gの範囲にあるシリカが特に好ましい。このようなシリカとしては東ソーシリカ社製、商品名「ニプシルAQ」(BET比表面積 =220m2/g)、「ニプシルKQ」、デグッサ社製商品名「ウルトラジルVN3」(BET比表面積 =175m2/g)等の市販品を用いることができる。
本発明において、台トレッドを構成するゴム組成物に用いられるゴム成分としては、天然ゴム及び合成ポリイソプレンゴム(IR)の少なくともいずれか一方が好ましく、天然ゴムがより好ましい。他の合成ゴムとの併用の場合であっても、ゴム成分中、天然ゴムが60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましく、天然ゴム単独が特に好ましい。
他の合成ゴムとしては、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレン-ブタジエン共重合体(SBR)、スチレン-イソプレン共重合体(SIR)などが挙げられる。
本発明における台トレッドを構成するゴム組成物の加硫剤として、ゴム成分100質量部に対して、硫黄を7.0質量部以下に配合することが好ましい。特に、1.0~7.0質量部の範囲、更に好ましくは1.0~3.0質量部の範囲である。硫黄を7.0質量部以下配合すれば、被覆ゴム組成物の耐老化性の低下を好適に防ぐことができる。また、硫黄を1.0質量部以上配合すれば、初期接着性が向上するのでより好ましい。
本発明における台トレッドを構成するゴム組成物には、上述した配合剤の他に、他の配合剤、例えば、亜鉛華、有機酸(ステアリン酸等)などの加硫活性剤、加硫促進剤、シリカ以外の無機充填剤、老化防止剤、オゾン劣化防止剤、軟化剤、などを添加することができる。
なお、加硫促進剤としては、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、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、N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-オキシジエチレン-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系促進剤が好適に用いられる。また、所望により、2-メルカプトベンゾチアゾ-ル、ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド等のチアゾール系促進剤や、テトラベンジルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラキス(2-エチルヘキシル)チウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド等のチウラム系促進剤も用いられる。
加硫促進剤の市販品としては、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(大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーCZ」)、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(大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーDZ」)を使用することができる。
老化防止剤の配合量としては、ゴム成分100質量部に対して、1~3質量部とすることが好ましい。
台トレッドを構成するゴム組成物のtanδは、低発熱性を向上させる観点から、0.09以下であることが好ましい。
(台タイヤの製造)
本発明におけるゴム組成物の製造には、混練装置として、バンバリーミキサー、ロール、インテンシブミキサー等が用いられる。
上記ケース部を加硫金型(モールド)にセットして、加硫成形することにより、トレッド部8の一部となる台トレッド8b’を有する台タイヤAを得ることができる。
通常の重荷重用タイヤ(例えば、トラック・バス用空気入りラジアルタイヤ)においては、ケース部のベルト部側の厚みは図1におけるビード部Nの最大厚みと比較して薄いので、ビード部N内に加硫最遅点が存在する。上記のように、ベルト部側に単位体積当たりの熱量を少なく、ビード部側に単位体積当たりの熱量を多く与えれば、ベルト部側が過加硫にならず、台トレッド8b’のトレッド部8との接着性(初期接着性及び長時間使用後の接着性の双方)が向上すると共に、台トレッド8b’を構成するゴム組成物のtanδが低くなり低発熱性も向上するので好ましい。
台トレッド8b’のクラウンセンター位置の到達する到達温度が110℃以上であれば、加硫が好適に進行し好ましく、160℃以下であれば、台トレッド8b’とベルト部5との初期接着性が向上するので好ましい。また、ビード部Nの到達する到達温度が125℃以上であれば、台タイヤAの加硫時間が短縮できるため好ましく、180℃以下であれば、ビード部耐久性が向上するため好ましい。さらに、ベルト部側が過加硫になることを防ぎ、台トレッド8b’とベルト部5との初期接着性及び低発熱性を向上させる観点から、台トレッド8b’のクラウンセンター位置の到達する到達温度が該ビード部Nの到達する到達温度より2~25℃低いことが好ましく、4~25℃低いことがより好ましく、4~20℃低いことがさらに好ましい。
プレキュアトレッド部材Bを製造する場合には、幅方向断面が略台形状をした未加硫ゴムからなるトレッド素材を押出し機(図示せず)から押し出した後、所定長に切断し、その後、切断された帯状のトレッド素材を、例えば、上金型と下金型とを備えた加硫金型内にセットして加硫し、リング状のプレキュアトレッド部材Bを得る。このとき、プレキュアトレッド部材Bのリング状外面の長手方向に延びる複数本の溝が形成される。
なお、上記トレッド素材として、特にベーストレッド用としては前述の本発明におけるゴム組成物を用いてもよい。
上述のようにして得られた台タイヤAとプレキュアトレッド部材Bにおいては、加硫中にモールド面と接していたタイヤケーシング表面が未加硫ゴムと共架橋し難い性質があるため、接着性を確保することを目的として台タイヤAとプレキュアトレッド部材Bとの接着面となる外面の表層ゴムを取り除く(削り取る)ために、台タイヤAとプレキュアトレッド部材Bとの接着面を予めバフ機により研磨することが好ましい。
加硫条件としては、60~140℃程度、クッションゴムの加硫完結までの時間で行うことが好ましい。
本発明の第2実施形態として示す台タイヤの製造方法は、複数のベルト層からなるベルト部、ベルトアンダークッションゴム、サイド部、及びビード部を備えたケース部を加硫して形成される台タイヤの製造方法において、ベルトアンダークッションゴムを構成するゴム組成物として、ゴム成分100質量部に対して、JIS K 6217-2:2001で規定された窒素吸着比表面積が25~130m2/gのカーボンブラックを25~45質量部配合されたゴム組成物が用いられる。
また、本発明のタイヤの製造方法は、複数のベルト層からなるベルト部、ベルトアンダークッションゴム、サイド部、及びビード部を備えたケース部を加硫して台タイヤを形成し、少なくともトレッド部を備えたトレッド部材を加硫してプレキュアトレッド部材を形成した後、該台タイヤと該プレキュアトレッド部材とを接着して一体に加硫成形するタイヤの製造方法において、該ベルトアンダークッションゴムとして、ゴム成分100質量部に対して、JIS K 6217-2:2001で規定された窒素吸着比表面積が25~90m2/gのカーボンブラックを25~45質量部含有するゴム組成物を用いることを特徴とする。
なお、本実施形態において、プレキュアトレッド部材とは、予め加硫されたトレッド部材のことである。
本発明のタイヤの製造方法では、台タイヤとトレッド部材とを分離して製造することにより、台タイヤと別にトレッド部材の最適加硫条件を設定でき、この加硫条件にあった配合を組み合わせることで、低発熱性と耐久性との両立が可能となった。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積が25~90m2/gであることを要するのは、25m2/g以上であればベルトアンダークッションゴムの強度を確保でき、90m2/g以下であれば、ベルトアンダークッションゴムの低発熱性及び耐疲労性が良好となり、この範囲であれば、タイヤの低発熱性及び耐久性を向上することができるからである。これらの観点から、窒素吸着比表面積が25~85m2/gであることがより好ましい。
上記観点から、カーボンブラックの配合量は、28~40質量部であることがより好ましく、30~35質量部であることが更に好ましい。特に、カーボンブラックとして、後述するFEF(窒素吸着比表面積:40~42m2/g)を使用する場合には、カーボンブラックの配合量は、30~35質量部とすることが好ましい。
以下、本発明の製造方法に係るタイヤの各部材を説明する。図4は、本発明の製造方法により得られるタイヤの1例を示す断面模式図であり、図5は、本発明の製造方法により得られるタイヤの1例のベルト部を示す部分断面模式図である。
このタイヤ21の例では、一対のビードコア22及び22’からタイヤ半径方向外側にそれぞれスティフナー23及び23’が延在し、スティフナー23の外側からビードコア22で折り返され、馬蹄形のタイヤケース形状を形成し、反対側のビードコア22’で折り返され、スティフナー23’の外側で係止されるカーカスプライ24のタイヤ半径方向外側に複数のベルト層(図4では、最内ベルト層25a、交錯層を形成する内側ベルト層25b、交錯層を形成する外側ベルト層25c及び最外ベルト層25dの4層)からなるベルト部25が配設されている。このベルト部25の両側部のタイヤ半径方向内側且つカーカスプライ24のタイヤ半径方向外側にベルトアンダークッションゴム26及び26’が配設され、ベルト部25のタイヤ半径方向外側にトレッド部27が配設されている。また、カーカスプライ24の外側であって、トレッド部27とスティフナー23との間にサイドウォールゴム28及び28’が配設されている。このサイドウォールゴム28及び28’が配設されている部分をサイド部Mと称し、サイド部Mのタイヤ半径方向内側をビード部Nと称する。ビード部Nには、ビードコア22及び22’、スティフナー23及び23’等が配設されている。
(カーボンブラック)
本発明において、ベルトアンダークッションゴム26のゴム組成物に用いられるJIS K 6217-2:2001で規定された窒素吸着比表面積が25~90m2/gのカーボンブラックとしては、例えば、HAF(窒素吸着比表面積:75~80m2/g)、HS-HAF(窒素吸着比表面積:78~83m2/g)、LS-HAF(窒素吸着比表面積:80~85m2/g)、FEF(窒素吸着比表面積:40~42m2/g)、GPF(窒素吸着比表面積:26~28m2/g)、SRF(窒素吸着比表面積:25~28m2/g)、N339(窒素吸着比表面積:88~96m2/g)、LI-HAF(窒素吸着比表面積:73~75m2/g)などが挙げられる。これらの内、HAF、HS-HAF、LS-HAF、FEF、LI-HAF及びGPFが好ましい。
本実施形態では、ベルトアンダークッションゴム26のゴム組成物には、カーボンブラックに加えて、所望により、シリカを配合してもよい。ベルトアンダークッションゴム26のゴム組成物のゴム成分100質量部に対して、シリカを10質量部以下含有することが好ましい。
特に、カーボンブラックとして、FEF(窒素吸着比表面積:40~42m2/g)を使用する場合には、シリカの配合量は、4~6質量部であることが好ましい。
シリカとしては市販のあらゆるものが使用でき、なかでも、湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカを用いるのが好ましく、湿式シリカを用いるのが特に好ましい。シリカのBET比表面積(ISO 5794/1に準拠して測定する)は、40~350m2/gであるのが好ましい。BET表面積がこの範囲であるシリカは、ゴム補強性とゴム成分中への分散性とを両立できるという利点がある。この観点から、BET表面積が80~350m2/gの範囲にあるシリカが更に好ましく、BET表面積が120~350m2/gの範囲にあるシリカが特に好ましい。このようなシリカとしては東ソーシリカ社製、商品名「ニプシルAQ」(BET比表面積 =220m2/g)、「ニプシルKQ」、デグッサ社製商品名「ウルトラジルVN3」(BET比表面積 =175m2/g)等の市販品を用いることができる。
本発明において、ベルトアンダークッションゴム26のゴム組成物に用いられるゴム成分としては、天然ゴム及び合成ポリイソプレンゴム(IR)の少なくともいずれか一方が好ましく、天然ゴムがより好ましい。他の合成ゴムとの併用の場合であっても、ゴム成分中、天然ゴムが60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましく、天然ゴム単独が特に好ましい。
他の合成ゴムとしては、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレン-ブタジエン共重合体(SBR)、スチレン-イソプレン共重合体(SIR)などが挙げられる。
本発明におけるベルトアンダークッションゴム26のゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して、有機酸コバルト塩をコバルト量として0.4質量部以下含有することが好ましく、0.01~0.4質量部含有することがより好ましく、0.02~0.3質量部含有することがさらに好ましい。有機酸コバルト塩をコバルト量として0.4質量部以下含有すれば、ベルトアンダークッションゴム26のゴム組成物の耐老化性の低下を好適に防ぐことができる。また、有機酸コバルト塩をコバルト量として0.01質量部以上含有すれば、初期接着性が向上するのでより好ましい。
上記有機酸コバルト塩としては、ナフテン酸コバルト、ロジン酸コバルト、ステアリン酸コバルト、或いは他の炭素数が5乃至20程度の直鎖状或いは分岐鎖のモノカルボン酸コバルト塩(例えば、商品名「マノボンドC」シリーズ、OM Group Inc.製)等を挙げることができる。
本発明におけるベルトアンダークッションゴム26のゴム組成物の加硫剤として、ゴム成分100質量部に対して、硫黄を7.0質量部以下に含有することが好ましい。特に、3.0~7.0質量部の範囲、更に好ましくは4.0~6.0質量部の範囲である。硫黄を7.0質量部以下含有すれば、ベルトアンダークッションゴム26のゴム組成物の耐老化性の低下を好適に防ぐことができる。また、硫黄を3.0質量部以上含有すれば、初期接着性が向上するのでより好ましい。
本発明におけるベルトアンダークッションゴム26のゴム組成物は、上述した配合剤の他に、他の配合剤、例えば、亜鉛華、有機酸(ステアリン酸等)などの加硫活性剤、加硫促進剤、シリカ以外の無機充填剤、老化防止剤、オゾン劣化防止剤、軟化剤などを添加することができる。
なお、加硫促進剤としては、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、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、N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-オキシジエチレン-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系促進剤が好適に用いられる。また、所望により、2-メルカプトベンゾチアゾ-ル、ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド等のチアゾール系促進剤や、テトラベンジルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラキス(2-エチルヘキシル)チウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド等のチウラム系促進剤も用いられる。
加硫促進剤の市販品としては、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(大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーCZ」)、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(大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーDZ」)を使用することができる。
老化防止剤の配合量としては、ゴム成分100質量部に対して、1~3質量部とすることが好ましい。
ベルトアンダークッションゴム26のtanδは、低発熱性を向上する観点から、0.17以下であることが好ましい。ここで、tanδは、東洋清機(株)製のスペクトロメーター(動的粘弾性測定試験機)を用いて、初期荷重160g、周波数52Hz、測定温度23℃、歪2%の条件で、例えば、タイヤのベルトアンダークッションゴム中心(加硫最遅点)近傍のベルトアンダークッションゴムのtanδを測定した値である。
(台タイヤの製造)
本発明に係るベルトアンダークッションゴム26のゴム組成物の製造に用いられる混練装置として、バンバリーミキサー、ロール、インテンシブミキサー等が用いられる。
上記ケース部を加硫金型(モールド)にセットして、加硫成形することにより、トレッド部27の一部を有するか、又はトレッド部27を全く有しない台タイヤAを得ることができる。
通常の重荷重用タイヤ(例えば、トラック・バス用空気入りラジアルタイヤ)においては、ケース部のベルト部側の厚みはビード部Nの最大厚みと比較して薄いので、ビード部N内に加硫最遅点が存在する。上記のように、ベルト部側に単位体積当たりの熱量を少なく、ビード部側に単位体積当たりの熱量を多く与えれば、ベルト部側が過加硫にならず、ベルトアンダークッションゴム26のタイヤ長時間走行後の耐破壊特性が向上すると共に、tanδが低くなり低発熱性も向上するので好ましい。
最外ベルト層25d(特に、最外ベルト層25dの加硫最遅点)の到達する到達温度が110℃以上であれば、加硫が好適に進行し好ましく、160℃以下であれば、スチールコードとの初期接着性が向上するので好ましい。また、ビード部N(特に、ビード部Nの加硫最遅点)の到達する到達温度が125℃以上であれば、台タイヤAの加硫時間が短縮でき好ましく、180℃以下であれば、ビード部耐久性が向上して好ましい。
プレキュアトレッド部材Bを製造する場合には、幅方向断面が略台形状をした未加硫ゴムからなるトレッド素材を押出し機(図示せず)から押し出した後、所定長に切断し、その後、切断された帯状のトレッド素材を、例えば、上金型と下金型とを備えた加硫金型内にセットして加硫し、リング状のプレキュアトレッド部材Bを得る。このとき、プレキュアトレッド部材Bのリング状外面の長手方向に延びる複数本の溝が形成される。
加硫条件としては、100~185℃程度、プレキュアトレッド部材Bの加硫完結までの時間で行うことが好ましい。
上述のようにして得られた台タイヤAとプレキュアトレッド部材Bにおいては、加硫中にモールド面と接していたタイヤケーシング表面が未加硫ゴムと共架橋し難い性質があるので、接着性を確保することを目的として台タイヤAとプレキュアトレッド部材Bとの接着面となる外面の表層ゴムを取り除く(削り取る)ために、台タイヤAとプレキュアトレッド部材Bとの接着面を予めバフ機により研磨することが好ましい。
加硫条件としては、60~140℃程度、接着ゴムの加硫完結までの時間で行うことが好ましい。
この加硫時において、台タイヤAとプレキュアトレッド部材Bとを接着して一体に加硫するときのベルトアンダークッションゴム中心(ベルトアンダークッションゴムの加硫最遅点)の到達温度が、前記ケース部を加硫するときの該ベルトアンダークッションゴム中心(ベルトアンダークッションゴムの加硫最遅点)の到達温度より低いことが好ましい。ケース部加硫の加硫度と、台タイヤAとプレキュアトレッド部材Bとの加硫の加硫度との全加硫度を過大にならないように適正化し、ベルトアンダークッションゴム組成物の耐破壊特性を向上させるためである。
[評価方法]
低転がり抵抗性、tanδ、及び長時間走行後の耐剥離性、タイヤ長時間走行後の耐破壊特性を下記の方法により評価した。
<低転がり抵抗性>
各試作タイヤをドラム試験にて、80km/時の走行時のタイヤ接地面に発生する進行方向に対する抵抗を測定し、比較例1の値を100とし、以下の式により指数で表示した。この値が大きい程、転がり抵抗が小さく良好である。
低転がり抵抗性指数={(比較例1のタイヤの転がり抵抗)/(供試タイヤの転がり抵抗)}×100
発熱耐久ドラム100%荷重、24時間、60km/hにて走行後のタイヤについて、プレキュアタイヤケーシングのクラウン部とクッションゴム層間の剥離抗力(接着力)を剥離試験により測定した。剥離試験の試験条件は、下記の通りである。
・試験サンプル:走行後のタイヤのベルト層から切り出した幅25mm×長さ200mmのゴム試験片。
・試験機及び試験方法: オートグラフ型試験機のチャックに前記サンプルの一端を掴ませ、長さ方向に向かって引張速度50±2.5mm/分にて剥離してその時の引張力を測定した。これらについて、比較例1を指数100として指数表示した。指数が大きいほど耐剥離性が大きいことを示す。
成形、加硫した供試タイヤを正規内圧、正規荷重で、40℃の雰囲気下、速度60km/hr、サイドフォース15kN加え、ドラムテストを2日間行い、終了後にベルトアンダークッションゴム中心(加硫最遅点)近傍のベルトアンダークッションゴムを切り出した。この切り出したJIS7号試験片の切断時引張応力(TSb)を、JIS K 6251:2004に準拠して、23℃、引張速度200±20mm/minにて測定した。比較例1を100として、以下の式により指数表示した。指数値が大きい程、耐破壊特性が良好であることを示す。
タイヤ長時間走行後の耐破壊特性指数={(供試サンプルの切断時引張応力(TSb))/(比較例1の切断時引張応力(TSb))}×100
<実施例1~9及び比較例1~19>
第1表に示すゴム組成物の配合処方により実施例1~9及び比較例1~19に用いられるゴム組成物を常法により製造した。これらのゴム組成物をタイヤ加硫時の最外層ベルト温度(2段階加硫の場合は、2段階の双方の温度)を再現するように加硫して、tanδ測定用試験片を得た。タイヤ加硫時の台トレッドのクラウンセンター位置の温度は、下記のタイヤサイズ11R22.5のタイヤにおける加硫方法において、台トレッドのクラウンセンター位置に熱伝対を埋め込み、加硫時間に対する温度変化を測定した結果を試験片の加硫温度にフィードバックすることによって再現された。tanδは上記方法により測定した。結果を第2表に示す。
また、別途、トレッドパターンを予め型付けするように加硫成形したプレキュアトレッド部材を用意した。
次いで、各プレキュアトレッド部材を各台タイヤに貼り付け、その後、加硫装置により120℃で2時間加硫を行い、台タイヤとプレキュアトレッド部材とが接着された各タイヤを得た。このとき、台トレッドのクラウンセンター位置の加硫最遅点の到達する加硫温度は120℃であった。
得られたタイヤ(タイヤサイズ11R22.5)を用い、上記の方法に従い、低転がり抵抗性を評価した。評価結果を第2表に示す。
得られた各タイヤ(タイヤサイズ11R22.5)を用い、上記の方法に従い、低転がり抵抗性を評価した。評価結果を第2表に示す。
*1: HAF(N-330)、旭カーボン株式会社製、商品名「旭#70」(窒素吸着比表面積:77m2/g)
*2: 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、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック6C」
*3: OM Group Inc.製、商品名「マノボンドC225」(登録商標)(コバルト含有率22.5%)
*4: 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、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーCZ」
*5: テトラベンジルチウラムジスルフィド、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーTBZTD」
*6: N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーNS」
*7: 2-メルカプトベンゾチアゾ-ル、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーM-P」
*8:宇部興産社製シス-1,4-ポリブタジエンゴム、商品名「UBEPOL 150L」
*9: HAF(N-330)、旭カーボン株式会社製、商品名「旭#70」(窒素吸着比表面積:77m2/g)
*10: FEF(N-550)、旭カーボン株式会社製、商品名「旭#60」(窒素吸着比表面積:40m2/g)
*11: GPF(N-660)、旭カーボン株式会社製、商品名「旭#55」(窒素吸着比表面積:26m2/g)
*12: 東ソーシリカ株式会社製、商品名「ニップシールAQ」(BET表面積220m2/g)
*13: SAF(N-110)、東海カーボン株式会社製、商品名「シースト9SAF」(窒素吸着比表面積:142m2/g)
*14: SRF―LS(N-110)、東海カーボン株式会社製、商品名「シーストSP SRF-LS」(窒素吸着比表面積:23m2/g)
第3表及び第43表に示すベルトアンダークッションゴム組成物の配合処方により実施例11~20及び比較例21~38に用いられるベルトアンダークッションゴム組成物を常法により製造した。
次に、タイヤサイズを11R22.5で共通にし、上記の内、実施例11~20及び比較例27,30,32,36のゴム組成物をそれぞれベルトアンダークッションゴムに用いた未加硫のケース部を準備した。これらのケース部をそれぞれ加硫金型によりケース部を外側から包囲し、且つ内側から加硫ブラダーで加圧・加熱する方法(150℃の高圧水蒸気で加圧)で加硫し、台タイヤを製造した。このとき、ケース部のビード部側に相対する加硫金型ブロックの第1加熱手段を170℃に保ち、ケース部のベルト部側に相対する加硫金型ブロックの第2加熱手段を140℃に保った。これにより、前記第2加熱手段によってベルト部側に与えられる単位体積当たりの熱量が前記第1加熱手段によってビード部側に与えられる単位体積当たりの熱量よりも少なくなるようにした。最外ベルト層の加硫最遅点の到達温度は140℃であり、ベルトアンダークッションゴム中心(加硫最遅点)の到達温度は140℃であり、ビード部の加硫最遅点の到達する加硫温度は155℃であった。加硫時間はいずれも30分であった。
また、別途、トレッドパターンを予め型付けするように160℃で加熱して加硫成形したプレキュアトレッド部材を用意した。
次いで、各プレキュアトレッド部材を各台タイヤに貼り付け、その後、加硫装置により120℃で2時間加硫を行い、台タイヤとプレキュアトレッド部材とが接着された各タイヤを得た。このとき、最外ベルト層の加硫最遅点の到達温度は120℃であり、ベルトアンダークッションゴム中心(加硫最遅点)の到達温度は120℃であった。
得られた上記タイヤ(タイヤサイズ11R22.5)を用い、上記の方法に従い、低転がり抵抗性及びタイヤ長時間走行後の耐破壊特性を評価した。評価結果を第4表に示す。
得られたタイヤ(タイヤサイズ11R22.5)を用い、上記の方法に従い、低転がり抵抗性及びタイヤ長時間走行後の耐破壊特性を評価した。評価結果を第4表に示す。
*1: HAF(N-330)、旭カーボン株式会社製、商品名「旭#70」(窒素吸着比表面積:77m2/g)
*2: 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、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック6C」
*3: 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、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーCZ」
*4: テトラベンジルチウラムジスルフィド、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーTBZTD」
*5: N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーNS」
*6: 2-メルカプトベンゾチアゾ-ル、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーM-P」
*7: HAF(N-330)、旭カーボン株式会社製、商品名「旭#70」(窒素吸着比表面積:77m2/g)
*8: FEF(N-550)、旭カーボン株式会社製、商品名「旭#60」(窒素吸着比表面積:40m2/g)
*9: GPF(N-660)、旭カーボン株式会社製、商品名「旭#55」(窒素吸着比表面積:26m2/g)
*10: 東ソーシリカ株式会社製、商品名「ニップシールAQ」(BET表面積220m2/g)
*11: SAF(N-110)、東海カーボン株式会社製、商品名「シースト9SAF」(窒素吸着比表面積:142m2/g)
*12: SRF―LS(N-110)、東海カーボン株式会社製、商品名「シーストSP SRF-LS」(窒素吸着比表面積:23m2/g)
Claims (13)
- 複数のベルト層からなるベルト部、サイド部及びビード部を備えるとともに、台トレッド及びベルトアンダークッションゴムの少なくともいずれか一方を備えたケース部を加硫して形成される台タイヤの製造方法において、
少なくとも前記台トレッドを構成するゴム組成物、又は前記ベルトアンダークッションゴムを構成するゴム組成物として、ゴム成分100質量部に対して、JIS K 6217-2:2001で規定された窒素吸着比表面積が25~130m2/gのカーボンブラックを25~45質量部配合されたゴム組成物が用いられることを特徴とする台タイヤの製造方法。 - 前記台トレッドを構成するゴム組成物として、ゴム成分100質量部に対して、JIS K 6217-2:2001で規定された窒素吸着比表面積が35~130m2/gのカーボンブラックを25~45質量部配合されたゴム組成物を用いる請求項1に記載の台タイヤの製造方法。
- 前記ベルトアンダークッションゴムを構成するゴム組成物として、ゴム成分100質量部に対して、JIS K 6217-2:2001で規定された窒素吸着比表面積が25~90m2/gのカーボンブラックを25~45質量部含有するゴム組成物を用いる請求項1に記載の台タイヤの製造方法。
- 前記ケース部の加硫時には、前記ケース部のビード部側を加熱する第1加熱手段と、前記ケース部のベルト部側を加熱する第2加熱手段とを有する加硫金型により前記ケース部を外側から包囲した状態で、
前記第2加熱手段によってベルト部側に与えられる単位体積当たりの熱量が前記第1加熱手段によってビード部側に与えられる単位体積当たりの熱量よりも少なくなるように加熱する請求項1~3のいずれかに記載の台タイヤの製造方法。 - 前記ケース部の加硫時における前記台トレッドのクラウンセンター位置の到達温度が110~160℃であり、前記ビード部の到達温度が125~180℃であり、
前記台トレッドのクラウンセンター位置の到達温度が前記ビード部の到達する到達温度よりも2~25℃低い請求項4に記載の台タイヤの製造方法。 - 前記ケース部の加硫時における前記ベルト部の最外に位置する最外ベルト層の到達温度が110~160℃であり、前記ビード部の到達温度が125~180℃であり、
前記ベルト部の最外に位置する最外ベルト層の到達温度が前記ビード部の到達する到達温度よりも2~25℃低い請求項4に記載の台タイヤの製造方法。 - 前記ゴム組成物のtanδが0.09以下である請求項1~6のいずれかに記載の台タイヤの製造方法。
- 複数のベルト層からなるベルト部、サイド部及びビード部を備えるとともに、台トレッド及びベルトアンダークッションゴムの少なくともいずれか一方を備えたケース部を加硫して形成される台タイヤと、プレキュアトレッド部材とを分離して成形した後、両者を接着して加硫するタイヤの製造方法において、
少なくとも前記台トレッドを構成するゴム組成物、又は前記ベルトアンダークッションゴムを構成するゴム組成物として、ゴム成分100質量部に対して、JIS K 6217-2:2001で規定された窒素吸着比表面積が25~130m2/gのカーボンブラックを25~45質量部配合されたゴム組成物が用いられることを特徴とするタイヤの製造方法。 - 前記台タイヤと前記プレキュアトレッド部材とを接着して加硫するときの前記被接着層のクラウンセンター位置の到達温度が前記ケース部を加硫するときの前記被接着層のクラウンセンター位置の到達温度より低い請求項8に記載のタイヤの製造方法。
- 前記台タイヤと前記プレキュアトレッド部材とを接着して加硫するときの前記ベルトアンダークッションゴムのクラウンセンター位置の到達温度が前記ケース部を加硫するときの前記ベルトアンダークッションゴムのクラウンセンター位置の到達温度より低いことを特徴とする請求項8に記載のタイヤの製造方法。
- 前記台タイヤと前記プレキュアトレッド部材とを未加硫のクッションゴム層を介して接着した後、加硫する請求項8~10のいずれかに記載のタイヤの製造方法。
- 前記ゴム組成物がゴム成分100質量部に対してシリカを10質量部以下含む請求項8~11のいずれかに記載のタイヤの製造方法。
- 前記ゴム組成物のtanδが0.09以下である請求項8~12のいずれかに記載のタイヤの製造方法。
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