CN118251317A

CN118251317A - 充气轮胎

Info

Publication number: CN118251317A
Application number: CN202280074665.XA
Authority: CN
Inventors: 尾崎诚人; 石井秀和; 铃木纱葵子
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2021-12-17
Filing date: 2022-12-09
Publication date: 2024-06-25

Abstract

提供如下充气轮胎：在将PET纤维帘线用于带束覆盖层来降低路面噪声时，能够提高高速操纵稳定性、低滚动阻力性以及高速耐久性并且高度地兼顾这些性能。该充气轮胎具备带束加强层(8)，胎面部(1)由顶胎面层(11)和底胎面层(12)构成，将构成带束加强层(8)的覆盖帘线用100℃下的2.0cN/dtex负荷时的伸长率为2.0％～4.0％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维线帘来构成，用以下橡胶来构成底胎面层(11)，该橡胶由相对于橡胶成分100质量份配合有CTAB吸附比表面积小于70m²/g的炭黑35质量份～60质量份、和CTAB吸附比表面积小于180m²/g的二氧化硅3质量份～30质量份的橡胶组合物构成，关于所述橡胶，20℃下的硬度为60～65，100℃下的100％伸长时的拉伸应力为2.0MPa～4.0MPa，100℃下的拉伸强度与100℃下的断裂伸长率的乘积为2000以上。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及在带束覆盖层中使用了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维帘线的充气轮胎。

背景技术

乘用车用或小型卡车用的充气轮胎一般具有如下构造：在一对胎圈部之间架设有胎体层，在胎面部处的胎体层的外周侧配置有多层带束层，在带束层的外周侧配置有包括沿轮胎周向卷绕成螺旋状的多根有机纤维帘线的带束覆盖层。在该构造中，带束覆盖层有助于改善高速耐久性，并且也有助于降低中频路面噪声。

以往，在带束覆盖层中使用的有机纤维帘线为尼龙纤维帘线是主流，但提出了使用与尼龙纤维帘线相比高弹性且廉价的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线(以下，称为PET纤维帘线)(例如，参照专利文献1)。然而，PET纤维帘线与以往的尼龙纤维帘线相比具有高弹性且难以伸长的性质，因此存在以下问题：具有胎面部的刚性变高、胎面部与胎侧部的刚性的平衡变差、高速行驶时的操纵稳定性降低的倾向。另外，PET纤维帘线与以往的尼龙纤维帘线相比具有容易发热的倾向，存在难以降低滚动阻力、难以提高高速耐久性这样的问题。因此，在使用PET纤维帘线来降低路面噪声时，要求提高高速操纵稳定性、低滚动阻力性、高速耐久性的对策。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2001-63312号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于，提供在将PET纤维帘线用于带束覆盖层来降低路面噪声时能够提高高速操纵稳定性、低滚动阻力性以及高速耐久性并且高度地兼顾这些性能的充气轮胎。

用于解决课题的技术方案

用于达成上述目的的本发明的充气轮胎具备：沿轮胎周向延伸而呈环状的胎面部；配置于所述胎面部的两侧的一对胎侧部；以及配置于这些胎侧部的轮胎径向内侧的一对胎圈部，所述充气轮胎具有：架设于所述一对胎圈部之间的1层胎体层；配置于所述胎面部处的所述胎体层的外周侧的多层带束层；以及配置于所述带束层的外周侧的带束加强层，所述胎面部由配置于所述带束加强层的外周侧的底胎面(under tread)层、和配置于所述底胎面层的外周侧而构成所述胎面部的踏面的顶胎面(cap tread)层这2层构成，所述充气轮胎的特征在于，构成所述带束加强层的覆盖帘线由100℃下的2.0cN/dtex负荷时的伸长率为2.0％～4.0％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线构成，关于构成所述底胎面层的底胎面橡胶组合物，20℃下的硬度为60～65，100℃下的100％伸长时的拉伸应力(M100)为2.0MPa～4.0MPa，100℃下的拉伸强度TB〔单位：MPa〕与100℃下的断裂伸长率EB〔单位：％〕的乘积(TB×EB)为2000以上，在所述底胎面橡胶组合物中，相对于橡胶成分100质量份，配合有CTAB吸附比表面积小于70m²/g的炭黑35质量份～60质量份、和CTAB吸附比表面积小于180m²/g的二氧化硅3质量份～30质量份。

发明效果

本发明人对具备用由PET纤维帘线构成的覆盖帘线构成的带束加强层的充气轮胎进行了锐意研究，结果得到以下见解而完成了本发明：通过使PET纤维帘线的浸渍处理适当化，并将100℃下的2.0cN/dtex负荷时的伸长率设定在预定的范围，作为带束覆盖层而能够得到合适的帘线的耐疲劳性和环箍效应。即，在本发明中，作为构成带束覆盖层的有机纤维帘线，通过使用100℃下的2.0cN/dtex负荷时的伸长率处于2.0％～4.0％的范围的PET纤维帘线，能够在良好地维持充气轮胎的耐久性的同时有效地降低路面噪声。而且，在使用这样的带束覆盖层时，由于用由上述的物性以及配合构成的底胎面橡胶组合物来构成底胎面层，因此，能够确保良好的高速操纵稳定性、低滚动阻力性以及高速耐久性。特别是，由于将底胎面的硬度、拉伸应力(M100)设定在上述的范围，因此，能够提高高速耐久性以及高速操纵稳定性。另外，通过像上述那样设定拉伸强度TB与断裂伸长率EB的乘积(TB×EB)，也能够期待高速耐久性的改善。这样的物性能够通过上述的炭黑、二氧化硅而可靠且高效地确保。通过它们的协作，能够平衡良好地高度地兼顾路面噪声的降低、高速操纵稳定性、低滚动阻力性以及高速耐久性的改善。

此外，覆盖帘线的“100℃下的2.0cN/dtex负荷时的伸长率”是依据JIS L1017的“化学纤维轮胎帘线试验方法”，在夹持间隔250mm、拉伸速度300±20mm/分钟的条件下实施拉伸试验而测定的试料帘线(覆盖帘线)的2.0cN/dtex负荷时测定的伸长率(％)。

关于底胎面橡胶组合物，“硬度”是依据JIS K6253，利用硬度计(durometer)的类型A在温度20℃下测定的橡胶组合物的硬度。“100℃下的100％伸长时的拉伸应力(M100)”是依据JIS K6251，使用3号型哑铃试验片，在拉伸速度500mm/分钟、温度100℃的条件下测定的值。“100℃下的拉伸强度TB”是依据JIS K6251，在温度100℃的条件下测定的值〔单位：MPa〕。“100℃下的断裂伸长率EB”是依据JIS K6251，在温度100℃的条件下测定的值〔单位：％〕。

在本发明中，优选的是，橡胶成分包括异戊二烯系橡胶60质量％以上和丁二烯橡胶10质量％～40质量％，丁二烯橡胶的顺式－1,4键含量为97％以上，100℃下的门尼粘度(ML₁₊₄)为42以上，并且，25℃下的5质量％甲苯溶液粘度(T－cp)〔单位：cps〕相对于该门尼粘度的比即(T－cp)/(ML₁₊₄)为2.0～3.0。由此，底胎面橡胶组合物的物性变得良好，因此有利于改善高速操纵稳定性、低滚动阻力性以及高速耐久性。

在本发明中，优选的是，覆盖帘线的轮胎内的帘线张力为0.9cN/dtex以上。由此，有利于抑制发热而提高轮胎的耐久性。此外，“轮胎内的帘线张力”是通过使带束加强层从轮胎露出，从带束加强层的预定的长度范围剥离覆盖帘线，测定其采集后的长度，求出相对于采集前的长度的收缩量(位于最外周侧的带束层的中央部处的5根纤维帘线的平均值)，根据S－S曲线求出与该收缩量(％)对应的载荷并换算成每1dtex的值而求出的值。

在本发明中，优选的是，构成胎体层的胎体帘线由带束层的内周侧处的1.5cN/dtex负荷时的伸长率为5.5％～8.5％、断裂伸长率为20％～30％的有机纤维帘线构成，并且，每1根胎体帘线的公量纤度D〔单位：dtex/根〕、与和胎体帘线的延长方向正交的方向上的每50mm的胎体帘线的植入根数Ec〔单位：根/50mm〕的乘积A＝D×Ec满足1.8×10⁵dtex/50mm～3.0×10⁵dtex/50mm的关系。由此，有利于提高高速耐久性和高速操纵稳定性。

此外，关于胎体帘线，“断裂伸长率”是基于JIS L1017的“化学纤维轮胎帘线试验方法”，在夹持间隔250mm、拉伸速度300±20mm/分种的条件下实施拉伸试验而测定的试料帘线(胎体帘线)的断裂时的伸长率(％)。“带束层的内周侧处的1.5cN/dtex负荷时的伸长率”是依据JIS L1017的“化学纤维轮胎帘线试验方法”，在夹持间隔250mm、拉伸速度300±20mm/分钟的条件下实施拉伸试验而测定的试料帘线(从带束层的内周侧取出的胎体帘线)的1.5cN/dtex负荷时测定的伸长率(％)。

附图说明

图1是示出由本发明的实施方式构成的充气轮胎的子午线剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的构成进行详细说明。

如图1所示，本发明的充气轮胎具备胎面部1、配置于该胎面部1的两侧的一对胎侧部2、以及配置于胎侧部2的轮胎径向内侧的一对胎圈部3。在图1中，附图标记CL表示轮胎赤道。图1是子午线剖视图因此没有描绘，但胎面部1、胎侧部2、胎圈部3分别沿轮胎周向延伸而呈环状，由此构成充气轮胎的环形状的基本构造。以下，使用了图1的说明基本上是基于图示的子午线截面形状，但各轮胎构成构件均沿轮胎周向延伸而呈环状。

在左右一对的胎圈部3之间架设有包括沿轮胎径向延伸的多根加强帘线(以下，称为胎体帘线)的至少1层胎体层4。在各胎圈部埋设有胎圈芯5，在该胎圈芯5的外周上配置有截面大致三角形状的胎圈填胶6。胎体层4绕胎圈芯5从轮胎宽度方向内侧向外侧折回。由此，胎圈芯5及胎圈填胶6由胎体层4的主体部(从胎面部1经由各胎侧部2而到达各胎圈部3的部分)和折回部(在各胎圈部3处绕胎圈芯5折回并朝向各胎侧部2侧延伸的部分)包入。

另一方面，在胎面部1处的胎体层4的外周侧埋设有多层(在图示的例子中为2层)带束层7。各带束层7包括相对于轮胎周向倾斜的多根加强帘线(以下，称为带束帘线)，并且以在层间带束帘线互相交叉的方式配置。在这些带束层7中，带束帘线相对于轮胎周向的倾斜角度例如设定在10°～40°的范围。

而且，以提高高速耐久性和降低路面噪声为目的，在带束层7的外周侧设置有带束加强层8。带束加强层8包括在轮胎周向上取向的加强帘线(以下，称为覆盖帘线)。作为覆盖帘线，使用聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线(PET纤维帘线)。在带束加强层8中，覆盖帘线相对于轮胎周向的角度例如设定为0°～5°。作为带束加强层8，能够分别单独地设置覆盖带束层7的宽度方向的整个区域的全覆盖层8a、局部地覆盖带束层7的轮胎宽度方向的两端部的一对边缘覆盖层8b，或者将它们组合而设置(在图示的例子中，设置有全覆盖层8a及边缘覆盖层8b这双方)。带束加强层8可以通过将至少1根覆盖帘线拉齐并用覆盖橡胶被覆而成的带材在轮胎周向上卷绕成螺旋状而构成，特别优选设为无接头构造。

在胎面部1中，在上述的轮胎构成构件(胎体层4、带束层7、带束加强层8)的外周侧配置有胎面橡胶层10。特别是，在本发明中，胎面橡胶层10具有物性不同的2种橡胶(在踏面露出的顶胎面层11和配置于其内周侧的底胎面层12)沿轮胎径向层叠的构造。在胎侧部2处的胎体层4的外周侧(轮胎宽度方向外侧)配置有胎侧橡胶层20，在胎圈部3处的胎体层4的外周侧(轮胎宽度方向外侧)配置有轮辋缓冲橡胶层30。

本发明主要涉及上述的胎体层4及带束加强层8、构成各层的帘线(胎体帘线、覆盖帘线)、胎面橡胶层11(特别是底胎面层12)，因此轮胎的其他基本构造并不限定于上述构造。

在本发明中，构成胎体层4的胎体帘线由将有机纤维的丝束捻合而成的有机纤维帘线构成。优选的是，在本发明中使用的胎体帘线的带束层7的内周侧处的1.5cN/dtex负荷时的伸长率和断裂伸长率分别设定在特定的范围。另外，在构成胎体层4时，优选每1根胎体帘线的公量纤度D〔单位：dtex/根〕、与和胎体帘线的延长方向正交的方向上的每50mm的胎体帘线的植入根数Ec〔单位：根/50mm〕的乘积A＝D×Ec设定在后述的特定的范围。具体而言，本发明的胎体帘线的带束层7的内周侧处的1.5cN/dtex负荷时的伸长率可以优选为5.5％～8.5％，更优选为6.0％～7.0％。另外，本发明的胎体帘线的断裂伸长率可以优选为20％～30％，更优选为22％～28％。而且，前述的乘积A＝D×Ec可以优选设定为1.8×10⁵dtex/50mm～3.0×10⁵dtex/50mm，更优选设定为2.2×10⁵dtex/50mm～2.7×10⁵dtex/50mm。当使用具有这样的物性的胎体帘线(胎体层4)时，能够如以下所述那样平衡良好地高度地兼顾高速耐久性、高速操纵稳定性。

通过将胎体帘线的带束层7的内周侧处的1.5cN/dtex负荷时的伸长率设定在上述的范围，从而与带束层7重叠的区域处的胎体层4的刚性适度变低，能够在行驶时充分确保接地面积，因此能够使操纵稳定性良好。若胎体帘线的带束层7的内周侧处的1.5cN/dtex负荷时的伸长率小于5.5％，则胎体帘线的疲劳性恶化，高速耐久性降低。若胎体帘线的带束层7的内周侧处的1.5cN/dtex负荷时的伸长率超过8.5％，则高速行驶时的突起(日文：せり上がり)增大，高速耐久性降低。

通过将胎体帘线的断裂伸长率设定在上述的范围，能够适度地确保胎体帘线的刚性，能够发挥良好的操纵稳定性。若胎体帘线的断裂伸长率小于20％，则无法充分得到提高操纵稳定性的效果。若胎体帘线的断裂伸长率超过30％，则中间伸长率也有变大的倾向，因此有可能刚性降低而操纵稳定性降低。

上述的乘积A＝D×Ec相当于胎体层4中的每单位宽度的胎体帘线的纤度，因此，通过使其满足上述的范围，能够平衡良好地确保高速耐久性和高速操纵稳定性。若乘积A小于1.8×10⁵dtex/50mm，则在胎体层4中无法充分确保胎体帘线的丝线量(日文：糸量)，高速操纵稳定性降低。若乘积A超过3.0×10⁵dtex/50mm，则胎体层4的发热增大而高速耐久性降低。另外，胎体层4中的胎体帘线的间隔窄，因此，从这一点来看也难以维持耐久性。此外，只要乘积A满足上述的范围，则上述的公量纤度D以及植入根数Ec各自的范围就不特别限定。

胎体帘线的热收缩率可以优选为0.5％～2.5％，更优选为1.0％～2.0。此外，“热收缩率”是依据JIS L1017的“化学纤维轮胎帘线试验方法”，在试料长度500mm、加热条件150℃×30分钟的条件下加热后测定的试料帘线的干热收缩率(％)。通过使用这样的热收缩率的胎体帘线，能够抑制在硫化时胎体帘线(有机纤维帘线)产生扭折(扭曲、弯折、歪扭、走形等)而耐久性降低的情形、均匀性的降低。此时，若胎体帘线的热收缩率小于0.5％，则在硫化时容易产生扭折，难以良好地维持耐久性。若胎体帘线的热收缩率超过2.5％，则均匀性有可能恶化。

而且，关于胎体帘线，由下述式(1)表示的捻系数K可以优选为2000～2500，更优选为2100～2400。此外，该捻系数K是浸渍处理后的胎体帘线的数值。通过使用具有这样的捻系数K的帘线，能够使帘线疲劳性良好而确保优异的耐久性。此时，若胎体帘线的捻系数K小于2000，则帘线疲劳性降低，难以确保耐久性。若胎体帘线的捻系数K超过2500，则胎体帘线的生产率恶化。

K＝T×D^1/2…(1)

(在式中，T为胎体帘线的复捻捻数(日文：上撚り数)〔单位：次/10cm〕，D为胎体帘线的总纤度〔单位：dtex〕。)

构成胎体帘线(有机纤维帘线)的有机纤维的种类没有特别限定，例如可以使用聚酯纤维、尼龙纤维、芳香族聚酰胺纤维(芳纶纤维)、人造丝等，其中可以优选使用聚酯纤维。另外，作为聚酯纤维，可以例示聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(PET纤维)、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维(PEN纤维)、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维(PBT)、聚萘二甲酸丁二醇酯纤维(PBN)，可以优选使用PET纤维。无论在使用哪种纤维的情况下，通过各纤维的物性，都有利于平衡良好地高度地兼顾高速耐久性和操纵稳定性。特别是，在PET纤维的情况下，由于PET纤维廉价，因此能够实现充气轮胎的低成本化。另外，也能够提高制造帘线时的作业性。

构成带束加强层8的覆盖帘线如前述那样使用聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线(PET纤维帘线)，但其100℃下的2.0cN/dtex负荷时的伸长率可以为2.0％～4.0％，优选为2.5％～3.5％。通过使用这样的物性的覆盖帘线，能够有效地抑制高速行驶时的带束层7的突起，有利于提高高速耐久性。另外，能够有效地降低中频路面噪声。若覆盖帘线的100℃下的2.0cN/dtex负荷时的伸长率小于2.0％，则有可能帘线的耐疲劳性降低而轮胎的耐久性降低。若覆盖帘线的100℃下的2.0cN/dtex负荷时的伸长率超过4.0％，则无法充分地抑制高速行驶时的带束层7的突起，无法充分确保高速耐久性。另外，也无法充分得到前述的降低中频路面噪声的效果。

而且，构成带束加强层8的覆盖帘线的轮胎内的帘线张力可以优选为0.9cN/dtex以上，更优选为1.5cN/dtex～2.0cN/dtex。通过这样设定轮胎内的帘线张力，能够抑制发热，提高轮胎耐久性。若覆盖帘线的轮胎内的帘线张力小于0.9cN/dtex，则tanδ的峰值会上升，无法充分得到提高轮胎的耐久性的效果。

覆盖帘线的100℃下的热收缩应力可以优选为0.6cN/tex以上。通过这样设定100℃下的热收缩应力，能够在良好地维持充气轮胎的耐久性的同时有效地降低路面噪声。若覆盖帘线的100℃下的热收缩应力小于0.6cN/tex，则无法充分地提高行驶时的环箍效应，难以充分地维持高速耐久性。覆盖帘线的100℃下的热收缩应力的上限值没有特别限定，例如可以设为2.0cN/tex。此外，在本发明中，100℃下的热收缩应力(cN/tex)是依据JIS-L1017的“化学纤维轮胎帘线试验方法”，在试料长度500mm、加热条件100℃×5分钟的条件下加热后测定的试料帘线(覆盖帘线)的热收缩应力。

为了得到具有上述那样的物性的覆盖帘线(PET纤维帘线)，例如可以使浸渍处理适当化。也就是说，优选的是，在制造PET纤维帘线时，在压延工序之前，进行粘接剂的浸渍处理，但在2浴处理后的标准化(normalize)工序中，将气氛温度设定在210℃～250℃的范围内，将帘线张力设定在2.2×10^－2N/tex～6.7×10^－2N/tex的范围。由此，能够对PET纤维帘线赋予上述那样的期望的物性。若标准化工序中的帘线张力小于2.2×10^－2N/tex，则帘线弹性模量变低，无法充分降低中频路面噪声，相反，若大于6.7×10^－2N/tex，则帘线弹性模量变高，帘线的耐疲劳性降低。

作为构成底胎面层12的底胎面橡胶组合物，使用20℃下的硬度、100℃下的100％伸长时的拉伸应力(M100)、100℃下的拉伸强度TB〔单位：MPa〕与100℃下的断裂伸长率EB〔单位：％〕的乘积(TB×EB)被分别设定在特定的范围的橡胶。具体而言，20℃下的硬度为60～65，优选为61～64。100℃下的100％伸长时的拉伸应力(M100)为2.0MPa～4.0MPa，优选为2.2MPa～3.8MPa。100℃下的拉伸强度TB〔单位：MPa〕与100℃下的断裂伸长率EB〔单位：％〕的乘积(TB×EB)为2000以上，优选为2200～5500。由于使用具有这样的物性的底胎面橡胶组合物，因此，能够如以下所述那样平衡良好地高度地兼顾高速耐久性和高速操纵稳定性。

通过将底胎面橡胶组合物的硬度设定在上述的范围，有利于兼顾操纵稳定性和高速耐久性。若底胎面橡胶组合物的硬度小于60，则制成轮胎时的操纵稳定性会恶化。若底胎面橡胶组合物的硬度超过65，则无法确保高速耐久性。

通过将底胎面橡胶组合物的拉伸应力(M100)设定在上述的范围，有利于兼顾操纵稳定性和高速耐久性。若底胎面橡胶组合物的拉伸应力(M100)小于2.0MPa，则制成轮胎时的操纵稳定性恶化。若底胎面橡胶组合物的拉伸应力(M100)超过4.0MPa，则无法确保高速耐久性。

通过像上述那样设定底胎面橡胶组合物的拉伸强度TB与断裂伸长率EB的乘积(TB×EB)，也能够改善高速耐久性。若乘积(TB×EB)小于2000，则无法充分确保高速耐久性。此外，底胎面橡胶组合物的拉伸强度TB和断裂伸长率EB各自的值没有特别限定，底胎面橡胶组合物的拉伸强度TB例如可以设定为8.0MPa～13.0MPa，底胎面橡胶的断裂伸长率EB可以设定为200％～400％。此外，本段落中的底胎面橡胶组合物的拉伸强度TB以及断裂伸长率EB与上述的说明同样，指的是100℃下的拉伸强度TB〔单位：MPa〕以及100℃下的断裂伸长率EB〔单位：％〕。

底胎面橡胶组合物除了上述的物性以外，而且60℃下的损耗角正切(tanδ(60℃))可以优选为0.07以下，更优选为0.02～0.06。通过这样设定tanδ(60℃)，有利于在降低滚动阻力的同时提高制成轮胎时的操纵稳定性、耐久性。若tanδ(60℃)超过0.07，则难以充分降低滚动阻力。

具有上述的物性的底胎面橡胶组合物能够通过例如像以下那样设定其配合来得到。此外，上述的物性并非仅由以下的配合来决定，例如也可以通过混炼条件、混炼方法来调整。

在上述的底胎面橡胶组合物(以下，有时称为本发明的橡胶组合物)中，橡胶成分为二烯系橡胶，可以含有异戊二烯系橡胶和丁二烯橡胶。作为异戊二烯系橡胶，可以举出天然橡胶、异戊二烯橡胶(合成聚异戊二烯橡胶)。作为异戊二烯系橡胶，优选单独使用天然橡胶，或者并用天然橡胶和异戊二烯橡胶。本发明的橡胶组合物也可以任意地含有异戊二烯系橡胶以及丁二烯橡胶以外的其他的二烯系橡胶。作为其他的二烯系橡胶，例如可举出苯乙烯－丁二烯橡胶、丙烯腈－丁二烯橡胶等。这些二烯系橡胶可以单独使用或者作为任意的共混物使用。

通过配合异戊二烯系橡胶，从而作为轮胎用橡胶组合物能够得到充分的橡胶强度。在将橡胶成分整体设为100质量％时，异戊二烯系橡胶的配合量优选为60质量％以上，更优选为65质量％～85质量％。此外，异戊二烯系橡胶的配合量在单独使用天然橡胶的情况下意味着天然橡胶的配合量，在并用天然橡胶和异戊二烯橡胶的情况下意味着它们的合计。若异戊二烯系橡胶的配合量小于60质量％，则无法充分确保橡胶强度。

在将橡胶成分整体设为100质量％时，丁二烯橡胶的配合量优选为10质量％～40质量％，更优选为15质量％～35质量％。若丁二烯橡胶的配合量小于10质量％，则粘度上升，挤出加工性降低。若丁二烯橡胶的配合量超过60质量％，则挤出物的粘性降低，成型性恶化。

丁二烯橡胶可以使用顺式－1,4键含量、100℃下的门尼粘度(ML₁₊₄)、25℃下的5质量％甲苯溶液粘度(T－cp)〔单位：cps〕相对于100℃下的门尼粘度(ML₁₊₄)的比即(T－cp)/(ML₁₊₄)分别满足后述的特定的范围的丁二烯橡胶(以下，称为特定BR)。通过使用这样的特定BR，有利于确保上述的物性。

特定BR的顺式－1,4键含量可以优选为97％以上，更优选为98％以上。由此能够降低发热。若顺式－1,4键含量小于97％，则发热上升。顺式－1,4键含量能够使用核磁共振装置(NMR)进行测定。

特定BR的100℃下的门尼粘度(ML₁₊₄)可以优选为42以上，更优选为50以上且70以下。由此能够兼顾硬度和低燃耗性。若100℃下的门尼粘度(ML₁₊₄)小于42，则断裂强度降低。门尼粘度可以依据JIS 6300－1，使用L型转子进行测定。

特定BR的前述(T－cp)/(ML₁₊₄)可以优选为2.0～3.0，更优选为2.2～2.5，进一步优选为2.3～2.5。前述(T－cp)/(ML₁₊₄)是BR的聚合物链的支化度的指标，该值越大则意味着支化度越小，即线性度越高。若该值小于2.0，则低发热性、硬度、耐磨性以及耐定形性均无法得到改善。若该值超过3.0，则挤出时的加工性恶化。甲苯溶液粘度(T－cp)能够通过将试料橡胶溶解于甲苯而成为5质量％溶液，利用坎农芬斯克(Cannon-Fenske)型动粘度计来测定该溶液的25℃下的粘度而得到。

在上述的底胎面橡胶组合物中配合有炭黑作为填充剂。通过配合炭黑，能够提高橡胶组合物的强度。特别是，炭黑的CTAB吸附比表面积可以小于70m²/g，优选为30m²/g～50m²/g。通过像这样使用粒径大的炭黑，能够在将发热性维持得低的同时有效地提高橡胶硬度。若炭黑的CTAB吸附比表面积为70m²/g以上，则发热性恶化。此外，炭黑的CTAB吸附比表面积依据ISO 5794来测定。

炭黑的配合量可以相对于上述的橡胶成分100质量份，优选为35质量份～60质量份，更优选为35质量份～55质量份，进一步优选为35质量份～50质量份。若炭黑的配合量小于35质量份，则硬度降低。若炭黑的配合量超过60质量份，则发热性恶化。

在上述的底胎面橡胶组合物中配合有二氧化硅作为填充剂。通过除了炭黑以外还配合二氧化硅，能够在将发热性抑制得低的同时提高橡胶组合物的强度。特别是，二氧化硅的CTAB吸附比表面积小于180m²/g，优选为90m²/g～180m²/g，更优选为160m²/g～180m²/g。通过像这样使用粒径大的二氧化硅，能够在将发热性维持得低的同时有效地提高橡胶硬度。若二氧化硅的CTAB吸附比表面积为180m²/g以上，则发热性恶化。此外，二氧化硅的CTAB吸附比表面积依据ISO 5794来测定。

二氧化硅的配合量相对于上述的橡胶成分100质量份，为3质量份～30质量份，优选为4质量份～28质量份，更优选为4质量份～25质量份。若二氧化硅的配合量小于3质量份，则由于二氧化硅过于微量而无法充分期待二氧化硅带来的效果。若二氧化硅的配合量超过30质量份，则发热性恶化。

在像上述那样并用炭黑和二氧化硅时，填充材料的总配合量(炭黑与二氧化硅的合计量)可以优选为75质量份以下，更优选为40质量份～60质量份。通过像这样将填充材料的总配合量抑制得低，有利于提高发热性。若填充材料的总配合量超过75质量份，则发热性有可能恶化。而且，可以将二氧化硅相对于炭黑的质量比率优选设定为0.03～0.7，更优选设定为0.08～0.6。通过像这样设定质量比率，炭黑与二氧化硅的平衡良好，有利于在将发热性维持得低的同时提高橡胶硬度。若该质量比率偏离上述范围，则无法得到在将发热性维持得低的同时提高橡胶硬度的效果。特别是，若二氧化硅的质量比率过多，则发热性有可能恶化。

本发明的橡胶组合物也可以含有炭黑以及二氧化硅以外的其他的无机填充剂。作为其他的无机填充剂，例如可以例示粘土、滑石、碳酸钙、云母、氢氧化铝等一般用于轮胎用橡胶组合物的材料。

在配合上述的二氧化硅时，也可以并用硅烷偶联剂。通过配合硅烷偶联剂，能够提高二氧化硅相对于二烯系橡胶的分散性。硅烷偶联剂的种类没有特别限制，只要能够在二氧化硅配合的橡胶组合物中使用即可，例如，可以例示双－(3－三乙氧基硅烷基丙基)四硫化物、双－(3－三乙氧基硅烷基丙基)二硫化物、3－三甲氧基硅烷基丙基苯并噻唑四硫化物、γ－巯基丙基三乙氧基硅烷、3－辛酰基硫代丙基三乙氧基硅烷等含硫的硅烷偶联剂。硅烷偶联剂的配合量可以相对于二氧化硅的重量，优选为15质量％以下，更优选为3质量％～12质量％。若硅烷偶联剂的配合量超过二氧化硅配合量的15质量％，则硅烷偶联剂彼此缩合，无法得到橡胶组合物的所希望的硬度、强度。

优选的是，在底胎面橡胶组合物中，还配合防老化剂、特别是胺系防老化剂。防老化剂的配合量(质量)可以相对于橡胶成分100质量份优选为1.0质量份～3.5质量份，更优选为1.5质量份～3.0质量份。由此，除了上述的性能以外，还能够期待改善耐花纹槽裂纹性、对带束层的耐水粘接性的效果。若防老化剂的配合量小于1.0质量份，则无法期待提高耐裂纹性、加工性的效果，特别是耐裂纹性降低。若防老化剂的配合量超过3.5质量份，则经时(随时间经过)变化后的带束的粘接性恶化。

作为胺系防老化剂，可以例示N－苯基N’－(1,3－二甲基丁基)－对苯二胺、烷基化二苯胺、4,4’－双(α,α－二甲基苄基)二苯胺、N,N’－二苯基－对苯二胺、N－苯基－N’－异丙基－对苯二胺、对(对甲苯磺酰胺)二苯基胺、N－苯基－N’－(3－甲基丙烯酰氧基－2－羟丙基)－对苯二胺、2,2,4－三甲基－1,2－二氢喹啉聚合物等，特别是，可以优选使用N－苯基N’－(1,3－二甲基丁基)－对苯二胺。

优选的是，在底胎面橡胶组合物中还配合硫。硫的配合量可以相对于上述的橡胶成分100质量份，优选配合3.0质量份～6.0质量份，更优选配合3.5质量份～5.5质量份。此外，硫的配合量是除去油分后的纯硫量。通过像这样配合硫，能够使硫化后的橡胶物性良好。若硫的配合量比3.0质量份少，则有可能无法得到所希望的硬度。若硫的配合量比6.0质量份多，则耐疲劳性有可能恶化。

可以在底胎面橡胶组合物中添加上述以外的其他的配合剂。作为其他的配合剂，可以例示硫化或交联剂、硫化促进剂、胺系以及胺－酮系以外的防老化剂、液状聚合物、热固性树脂、热塑性树脂等一般在充气轮胎中使用的各种配合剂。这些配合剂的配合量只要不违背本发明的目的，便可以设为以往的一般的配合量。另外，作为混炼机，可以使用通常的橡胶用混炼机械，例如班伯里密炼机、捏合机、辊等。

本发明的轮胎可以具备在胎面部1沿轮胎周向延伸的周向槽40。此时，形成于胎面部1的周向槽40的槽下的槽下厚度G_T可以优选为3.0mm以下，更优选为1.5mm～2.5mm，进一步优选为1.5mm～2.0mm。另外，比G_U/G_C可以优选为0.3～0.8，更优选为0.4～0.7，进一步优选为0.5～0.7。通过像这样设定橡胶厚度，槽下位置处的胎面橡胶层10与顶胎面层11、底胎面层12的平衡良好，因此，有利于在降低滚动阻力的同时提高操纵稳定性和耐久性(特别是，对花纹槽裂纹的耐久性)。此外，G_T、G_U、G_C均为在轮胎子午线截面中与带束层7的轮胎外周侧的表面垂直地测定的各橡胶层(各橡胶)的厚度。另外，G_T是G_U与G_C的合计。

本发明的充气轮胎在将PET纤维帘线用于带束覆盖层来降低路面噪声时，通过上述的各构件的物性的协作，能够提高高速操纵稳定性、低滚动阻力性以及高速耐久性，并且高度地兼顾这些性能。此外，在得到本发明的效果方面，至少应该满足的事项为覆盖帘线的物性(100℃下的2.0cN/dtex负荷时的伸长率)、底胎面橡胶组合物的物性(20℃下的硬度、100℃下的100％伸长时的拉伸应力(M100)、100℃下的拉伸强度TB〔单位：MPa〕与100℃下的断裂伸长率EB〔单位：％〕的乘积(TB×EB))、以及底胎面橡胶组合物的配合(炭黑的配合量以及CTAB吸附比表面积、二氧化硅的配合量以及CTAB吸附比表面积)，因此，对于除此以外的各种物性、配合，能够适当组合而采用。

以下，通过实施例进一步说明本发明，但本发明的范围并不受这些实施例限定。

实施例

制造了轮胎尺寸为245/40R18、具有图1所示的基本构造、如表1～3那样设定了底胎面层(底胎面橡胶组合物的配合以及物性)和带束加强层(覆盖帘线的材质、纤度、100℃下的2.0cN/dtex负荷时的伸长率(表中的“中间伸长率”)、轮胎内的帘线张力)的标准例1、比较例1～8、实施例1～9的轮胎。

此外，在各例中，如表1～3所示，作为底胎面橡胶组合物的物性，设定了硬度、100℃下的100％伸长时的拉伸应力(以下，“M100”)、100℃下的拉伸强度TB(以下，“TB”)、100℃下的断裂伸长率EB(以下，“EB”)、乘积TB×EB。“硬度”是依据JIS K6253，利用硬度计的类型A在温度20℃下测定的。“M100”是依据JIS K6251，使用3号型哑铃试验片，在拉伸速度500mm/分钟、温度100℃的条件下测定的〔单位：MPa〕。“TB”是依据JIS K6251，在温度100℃的条件下测定的〔单位：MPa〕。“EB”是依据JIS K6251，在温度100℃的条件下测定的〔单位：％〕。

在表1～3中，将构成覆盖帘线的有机纤维帘线由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成的情况表示为“PET”，将由尼龙66构成的情况表示为“N66”。在任意一个例子中，带束加强层都具有将1根覆盖帘线(尼龙纤维帘线或PET纤维帘线)用覆盖橡胶被覆而成的带材在轮胎周向上卷绕成螺旋状的无接头构造。带材中的帘线植入密度为50根/50mm。

在各例中，覆盖帘线(有机纤维帘线)的“100℃下的2.0cN/dtex负荷时的伸长率”是依据JIS L1017的“化学纤维轮胎帘线试验方法”，在夹持间隔250mm、拉伸速度300±20mm/分钟的条件下测定的〔单位：％〕。“轮胎内的帘线张力”是通过使带束加强层从轮胎露出，从带束加强层的预定的长度范围剥离覆盖帘线，测定其采集后的长度，求出相对于采集前的长度的收缩量(位于最外周侧的带束层的中央部处的5根纤维帘线的平均值)，根据S－S曲线求出与该收缩量(％)对应的载荷并换算成每1dtex的值而求出的。

对于这些试验轮胎，通过下述的评价方法，评价高速操纵稳定性、路面噪声、低滚动阻力性、高速耐久性、带束边缘分离耐久性，将其结果在表1～2中一并示出。

操纵稳定性

将各试验轮胎组装于轮辋尺寸18×7J的车轮，将气压设为230kPa，安装于排气量2.5L的试验车辆(前轮驱动车)，在2人乘车的状态下，在由干燥路面构成的测试路线上，进行了基于测试驾驶员的操纵稳定性的感官评价。评价结果通过将标准例1设为“3(基准)”的5分法进行评价，该分数越大则意味着操纵稳定性越优异。

路面噪声

将各试验轮胎组装于轮辋尺寸18×7J的车轮，将气压设为230kPa，安装于排气量2.5L的试验车辆(前轮驱动车)，在车室内的驾驶席侧的窗户设置集音麦克风，通过训练后的驾驶员在速度50km/h的条件下在路面噪声测定用路面进行了行驶。对集音后的路面噪声进行频率分析，作为中频路面噪声的代表值，评价了315Hz的噪声等级〔单位：db〕。评价结果用相对于标准例1的测定值的变化量〔单位：db〕来表示。此外，在噪声等级减小的情况下用负值来表示。

低滚动阻力性

将各试验轮胎组装于18×7J的车轮，使用室内滚筒试验机(滚筒直径：1707mm)，依据ISO28580，在气压210kPa、载荷4.82kN、速度80km/h的条件下测定了滚动阻力。评价结果用将标准例1的测定值设为100的指数来表示。该指数值越小则滚动阻力越低，意味着低滚动阻力性越优异。

高速耐久性

将各试验轮胎组装于轮辋尺寸18×7J的车轮，将试验内压设为230kPa，安装于室内滚筒试验机(滚筒直径：1707mm)，在实施了JISD4230规定的高速耐久性试验之后，接着每1小时增加8km/h的速度，测定了直到轮胎发生故障为止的行驶距离。评价结果用将标准例1设为100的指数来表示。该指数值越大则直到发生故障为止的行驶距离越大，意味着高速耐久性越优异。

带束边缘分离耐久性

将各试验轮胎组装于轮辋尺寸18×7J的车轮，以在内压350kPa下封入了氧的状态在温度80℃的条件下保管5天。将像这样进行了前处理后的各试验轮胎安装于室内滚筒试验机(滚筒直径：1707mm)，将周边温度设为38±3℃，将载荷设为JATMA最大载荷的88％，使行驶速度从120km/h起每24小时加速10km/h，计测了直到轮胎发生故障(带束边缘分离)为止的行驶速度。评价结果通过使用行驶距离的测定值并将以往例设为100的指数来表示。该指数值越大则直到发生故障为止的行驶距离越大，意味着带束边缘分离耐久性越优异。

[表1]

[表2]

[表3]

以下示出在表1～3中使用的原材料的种类。

·NR：天然橡胶，TSR20

·BR1：丁二烯橡胶，日本ゼオン公司制Nipol BR1220(顺式－1,4键含有率：98％、100℃下的门尼粘度ML₁₊₄：43、25℃下的5质量％甲苯溶液粘度Tcp：60.2cps、比Tcp/ML₁₊₄：1.4)

·BR2：末端改性丁二烯橡胶，日本ゼオン公司制Nipol BR1250H(顺式－1,4键含有率：35％、100℃下的门尼粘度ML₁₊₄：59)

·BR3：丁二烯橡胶，宇部興産公司制UBEPOL BR230(顺式－1,4键含有率：98％、100℃下的门尼粘度ML₁₊₄：38、25℃下的5质量％甲苯溶液粘度Tcp：117.8cps、比Tcp/ML₁₊₄：3.1)

·BR4：丁二烯橡胶，宇部興産公司制UBEPOL BR150L(顺式－1,4键含有率：98％、100℃下的门尼粘度ML₁₊₄：43、25℃下的5质量％甲苯溶液粘度Tcp：120.4cps、比Tcp/ML₁₊₄：2.8)

·BR5：丁二烯橡胶，宇部興産公司制UBEPOL BR360L(顺式－1,4键含有率：98％、100℃下的门尼粘度ML₁₊₄：47、25℃下的5质量％甲苯溶液粘度Tcp：131.6cps、比Tcp/ML₁₊₄：2.8)

·IR：异戊二烯橡胶，日本ゼオン公司制Nipol IR2200

·CB1：炭黑，東海カーボン公司制シースト3(CTAB吸附比表面积：82m²/g)

·CB2：炭黑，東海カーボン公司制シーストF(CTAB吸附比表面积：47m²/g)

·二氧化硅1：Evonick Japan公司制Ultrasil VN3(CTAB吸附比表面积：175m²/g)

·二氧化硅2：Solvay Japan公司制Zeosil premium 200MP(CTAB吸附比表面积：200m²/g)

·硅烷偶联剂：Evonick Japan公司制Si69

·增粘剂：日立化成公司制ヒタノール1502Z

·氧化锌：正同化学工業公司制氧化锌3种

·防老化剂：胺系防老化剂，フレキシス公司制サントフレックス6PPD

·硬脂酸：親日理化公司制硬脂酸50S

·硫：不溶性硫，四国化成工業公司制ミュークロンOT-20(硫含量：80质量％)

·硫化促进剂：三新化学工業公司制NS-G

根据表1～3可知，实施例1～9的轮胎在与标准例1的对比中，在降低路面噪声的同时，提高了高速操纵稳定性、低滚动阻力性、高速耐久性、带束边缘分离耐久性，并且高度地兼顾了这些性能。另一方面，在比较例1中，底胎面橡胶组合物的100℃下的100％伸长时的拉伸应力(M100)小，构成带束加强层的覆盖帘线的100℃下的2.0cN/dtex负荷时的伸长率小，因此无法提高高速操纵稳定性，另外，低滚动阻力性、高速耐久性以及带束边缘分离耐久性恶化。在比较例2中，底胎面橡胶组合物的100℃下的100％伸长时的拉伸应力(M100)小，构成带束加强层的覆盖帘线的100℃下的2.0cN/dtex负荷时的伸长率大，因此无法提高高速操纵稳定性，另外，低滚动阻力性、高速耐久性以及带束边缘分离耐久性恶化。在比较例3中，底胎面橡胶组合物的100℃下的100％伸长时的拉伸应力(M100)小，因此无法提高高速操纵稳定性，另外，低滚动阻力性以及带束边缘分离耐久性恶化。在比较例4中，底胎面橡胶组合物所含有的二氧化硅的CTAB吸附比表面积大，因此无法降低滚动阻力。在比较例5中，底胎面橡胶组合物所含有的炭黑的配合量少，底胎面橡胶组合物的硬度小，因此高速操纵稳定性降低。在比较例6中，底胎面橡胶组合物所含有的炭黑的配合量多，底胎面橡胶组合物的硬度以及100℃下的100％伸长时的拉伸应力(M100)大，因此无法降低滚动阻力，另外，高速耐久性以及带束边缘分离耐久性降低。在比较例7中，底胎面橡胶组合物所含有的炭黑的配合量多，底胎面橡胶组合物的硬度以及100℃下的100％伸长时的拉伸应力(M100)大，乘积TB×EB小，因此无法降低滚动阻力，另外，高速耐久性以及带束边缘分离耐久性降低。在比较例8中，底胎面橡胶组合物所含有的炭黑的CTAB吸附比表面积大，因此滚动阻力恶化，另外，无法得到改善高速耐久性以及带束边缘分离耐久性的效果。

附图标记说明

1 胎面部

2 胎侧部

3 胎圈部

4 胎体层

5 胎圈芯

6 胎圈填胶

7 带束层

8 带束加强层

10 胎面橡胶层

11 顶胎面层

12底胎面层

20 胎侧橡胶层

30 轮辋缓冲橡胶层

40 周向槽

CL轮胎赤道

Claims

1.一种充气轮胎，具备：胎面部，所述胎面部沿轮胎周向延伸而呈环状；一对胎侧部，所述一对胎侧部配置于所述胎面部的两侧；以及一对胎圈部，所述一对胎圈部配置于这些胎侧部的轮胎径向内侧，所述充气轮胎具有：1层胎体层，所述1层胎体层架设于所述一对胎圈部之间；多层带束层，所述多层带束层配置于所述胎面部处的所述胎体层的外周侧；以及带束加强层，所述带束加强层配置于所述带束层的外周侧，所述胎面部由配置于所述带束加强层的外周侧的底胎面层、和配置于所述底胎面层的外周侧而构成所述胎面部的踏面的顶胎面层这2层构成，

所述充气轮胎的特征在于，

构成所述带束加强层的覆盖帘线由100℃下的2.0cN/dtex负荷时的伸长率为2.0％～4.0％的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维帘线构成，

关于构成所述底胎面层的底胎面橡胶组合物，20℃下的硬度为60～65，100℃下的100％伸长时的拉伸应力即M100为2.0MPa～4.0MPa，100℃下的拉伸强度TB与100℃下的断裂伸长率EB的乘积即TB×EB为2000以上，所述拉伸强度TB的单位为MPa，所述断裂伸长率EB的单位为％，

在所述底胎面橡胶组合物中，相对于橡胶成分100质量份，配合有CTAB吸附比表面积小于70m²/g的炭黑35质量份～60质量份、和CTAB吸附比表面积小于180m²/g的二氧化硅3质量份～30质量份。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

所述橡胶成分包括异戊二烯系橡胶60质量％以上和丁二烯橡胶10质量％～40质量％，所述丁二烯橡胶的顺式－1,4键含量为97％以上，100℃下的门尼粘度即ML₁₊₄为42以上，并且，25℃下的5质量％甲苯溶液粘度即T－cp相对于该门尼粘度的比即T－cp/ML₁₊₄为2.0～3.0，所述甲苯溶液粘度的单位为cps。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，

所述覆盖帘线的轮胎内的帘线张力为0.9cN/dtex以上。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，

构成所述胎体层的胎体帘线由所述带束层的内周侧处的1.5cN/dtex负荷时的伸长率为5.5％～8.5％、断裂伸长率为20％～30％的有机纤维帘线构成，并且，每1根所述胎体帘线的公量纤度D、与和所述胎体帘线的延长方向正交的方向上的每50mm的所述胎体帘线的植入根数Ec的乘积A＝D×Ec满足1.8×10⁵dtex/50mm～3.0×10⁵dtex/50mm的关系，所述公量纤度D的单位为dtex/根，所述植入根数Ec的单位为根/50mm。