JP2004216977A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マルチフィラメントスチールコードおよびスチールコード被覆ゴムからなるベルト層を有し、バンド層を有さない空気入りタイヤに関し、詳細には、前記スチールコード被覆ゴムは、レゾルシンまたはレゾルシン縮合物と、そのメチレンドナーとからなり、前記スチールコード被覆ゴムの複素弾性率が7.2〜14.4MPaである空気入りタイヤに関する。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤに関し、詳しくはロードノイズの低減された空気入りタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
ロードノイズを低減させる手法として、スチールコード被覆ゴムのゲージを上げる方法、ポリエチレンナフタレート(PEN)からなるバンドなどを併用した構造とする方法が採られる。しかしながら、ゲージアップや補強層の追加は、タイヤ重量アップにつながり、昨今の低燃費性や軽量化に反する。
【0003】
ロードノイズを低減させるその他の手法としては、スチールコード周りに高剛性のストリップゴムを貼り付ける方法がある。被覆ゴムの剛性(複素弾性率E*)をあげる手法としては、一般にカーボンブラックの増量や硫黄の増量があり、ロードノイズを低減することができる(特許文献1参照)。しかしながら、カーボンブラックの増量は、被覆ゴムの発熱性を上げ、耐久面で好ましくない。また、硫黄の増量は、被覆ゴムの経時劣化の面で一般に好ましくない。
【0004】
また、被覆ゴムの剛性を上げる手法として、レゾルシンまたはレゾルシン縮合物とそのメチレンドナーとを配合する方法が開発されており、操縦安定性などの効果を得ているが(特許文献2および3参照)、それだけでは充分なロードノイズ低減効果を得ることはできない。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−291403号公報
【特許文献2】
特開2002−67617号公報
【特許文献3】
特開平7−258470号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、タイヤ重量を増加させずにロードノイズを低減させた空気入りタイヤを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、スチールコードに、レゾルシンまたはレゾルシン縮合物とそのメチレンドナーとを含有し、E*の異なる数種類のゴムを組み合わせて、実車ロードノイズを評価した。その結果、E*が従来の1.8倍をこえると、構造を変えることなくロードノイズの低減効果が表われ、2.4倍をこえると効果はほとんど飽和し、ゴムの加工性が著しく低下することが分かり、本発明に至った。
【0008】
すなわち、本発明は、マルチフィラメントスチールコードおよびスチールコード被覆ゴムからなるベルト層を有し、バンド層を有さない空気入りタイヤであって、前記スチールコード被覆ゴムは、レゾルシンまたはレゾルシン縮合物と、そのメチレンドナーとからなり、前記スチールコード被覆ゴムの複素弾性率が7.2〜14.4MPaである空気入りタイヤに関する。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の空気入りタイヤは、スチールフィラメントを複数撚り合わせたマルチフィラメントスチールコード、およびスチールコード被覆ゴムからなるベルト層を有する。
【0010】
スチールコードとしては、撚り構造が1×1〜1×3、1×4、そのほか1×5、1×6、2+1、2+2のものを用いることができ、なかでも1×3、1×4のものが好適に用いられる。撚り本数が少なすぎると強度を維持するための線径が大きくなり、乗心地がわるくなる傾向がある。また、撚り本数が多すぎると線径が細くなりすぎ、耐久性に問題を生じる。
【0011】
スチールコードの素線径は、0.15〜0.45mmであることが好ましい。素線径が0.15mm未満では細すぎて耐久性に問題を生じ、0.45mmをこえると太すぎて乗心地がわるくなる傾向がある。
【0012】
コードの配列形態としては、1〜2層構造を有することが好ましい。2層をこえるとコードの製法が複雑となり、コストが高くなり、また、コード径が太くなる傾向がある。コードの配列方向は、タイヤの赤道方向に対し10°〜80°であることが好ましい。
【0013】
コードの各層の打ち込み本数は、20〜50本/5cmであることが好ましい。コードの打ち込み本数は、タイヤに求められる性能により決定する。
【0014】
さらに剛性の高いコードを採用することによって、ロードノイズが低減する知見があるが、構造面で剛性をあげる手法は、タイヤ重量を増加させるので好ましくない。そこで、本発明では、前述のような汎用のコードに、前記スチールコード被覆ゴムとして剛性の高いゴムを組み合わせることによって、タイヤ重量を犠牲にせずに、ロードノイズ低減を可能とした。
【0015】
前記スチールコード被覆ゴムは、レゾルシンまたはレゾルシン縮合物と、メチレンドナーとを含有する。
【0016】
前記レゾルシン縮合物としては、変性レゾルシンホルムアルデヒド樹脂があげられ、市販のレゾルシン樹脂としては、たとえば、インドスペック製のペナコライト樹脂B−18−S、B−20、住友化学工業(株)製のスミカノール620、ユニロイヤル製のR−6、スケネクタディー化学製のSRF1501、アッシュランド化学製のArofene7209などがあげられる。またレゾルシンとして、住友化学工業(株)製のレゾルシノールなどがあげられる。
【0017】
前記メチレンドナーとしては、たとえば、ヘキサメチレンテトラミン、ヘキサメトキシメチロールメラミンおよびそれらの誘導体、アザーディオキサービシクロオクタン、パラホルムアルデヒドなどがあり、市販品としては、たとえば、バイエル製のCohedurA、アメリカンサイアナミッド製のサイレッツ966、964、住友化学工業(株)製のスミカノール507、ユニロイヤル製のM−3などがあげられる。
【0018】
レゾルシンまたはレゾルシン縮合物の含有量は、後述するゴム成分100重量部に対して3〜5重量部、とくには3〜4重量部であることが好ましい。レゾルシンまたはレゾルシン縮合物の含有量が3重量部未満では被覆ゴムのE*が充分高くならず、効果が得られない傾向があり、5重量部をこえると混練り時の加工性が著しく低下する傾向がある。
【0019】
レゾルシンまたはレゾルシン縮合物に対するメチレンドナーの含有比は、0.5〜2.0であることが好ましい。前記含有比が0.5未満では反応しない余分なレゾルシンなどがゴム中に過剰に残留し、接着を阻害し、耐久性を低下させる傾向があり、2.0をこえると未反応のメチレンドナーがゴム中に過剰に残留し、接着を阻害し、耐久性を低下させる傾向がある。
【0020】
前記スチールコード被覆ゴムは、レゾルシンまたはレゾルシン縮合物と、メチレンドナーのほかに、ゴム成分として、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴムなどのジエン系ゴムを含有することができる。なかでも、ゴム強度や耐久性の観点から天然ゴムが好ましい。
【0021】
また、前記スチールコード被覆ゴムは、カーボンブラックを含有することが好ましい。前記カーボンブラックのジブチルフタレート吸油量は、加工性の点から100ml/100g以下が好ましい。
【0022】
カーボンブラックの含有量は、前記ゴム成分100重量部に対して50〜70重量部であることが好ましい。カーボンブラックの含有量が50重量部未満では充分なE*が得られず、ロードノイズ低減効果が得られない傾向があり、70重量部をこえると混練りにおける加工性が著しく低下する傾向がある。
【0023】
また、前記スチールコード被覆ゴムは、硫黄を含有することが好ましい。硫黄の含有量は、前記ゴム成分100重量部に対して3〜6重量部であることが好ましい。硫黄の含有量が3重量部未満ではスチールコードとの接着性が低下し、充分な耐久性が得らない傾向がある。また、6重量部をこえると余剰の硫黄がブルームし、加工性が劣る傾向がある。
【0024】
前記スチールコード被覆ゴムには、そのほか、一般にゴム工業で使用される添加剤が適宜配合される。たとえば、前記ゴム成分100重量部に対して有機コバルト塩を0.5〜2重量部配合することが好ましい。有機コバルト塩は、スチールコードとゴムとを架橋する役目を果たすため、有機コバルト塩を配合することにより、スチールコードとゴムとの接着力が向上し、タイヤの耐久性能の向上に寄与する。ただし、有機コバルト塩を過剰に配合した場合、ゴムの酸化劣化が生じ得る。このほか、老化防止剤、軟化剤、亜鉛華、ステアリン酸などが適宜配合され得る。
【0025】
前記スチールコード被覆ゴムは、複素弾性率(E*)が7.2〜14.4MPaであり、好ましくは8.0〜13.2MPaである。E*が7.2MPa未満ではロードノイズへの効果がほとんど表われない傾向があり、14.4MPaをこえると、ロードノイズの低減効果はほとんど飽和し、むしろ加工性が著しく低下する傾向がある。ここで、E*は、初期歪み10%、周波数10Hz、70℃、動的歪み2%の条件で測定される。なお、従来の被覆ゴムでは、E*は4〜6MPaであり、本発明における被覆ゴムのE*は、従来の1.8〜2.4倍に相当する。
【0026】
【実施例】
以下に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに制限されるものではない。
【0027】
以下に実施例および比較例で用いた材料、および、評価方法をまとめて示す。
(材料)
天然ゴム:RSS#3
カーボンブラック:N326(ジブチルフタレート吸油量72ml/100g)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C
有機酸コバルト:ジャパンエナジー製のCOST−S
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーDZ
レゾルシン縮合物:住友化学工業(株)製のスミカノール620
メチレンドナー:住友化学工業(株)製のスミカノール507
【0028】
(評価方法)
複素弾性率(E*)
(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み10%、周波数10Hz、70℃、動的歪み2%の条件で測定した。
【0029】
実車ロードノイズ(R/N)
195/65R15サイズの試作タイヤを装着した国産2.0L FF車の前席でO.A.dB(A)値を計測した。計測条件は、住友ゴム工業(株)のテストコース内のロードノイズ路にて時速60kmで計測した。計測値を比較例1の場合を100として指数で表示した。指数が小さいほどロードノイズが小さく良好であることを示す。
【0030】
タイヤ重量
タイヤ単体(1本当りの)の重量を測定し、比較例1を100とする指数で表示した。数値が小さいほど軽量である。
【0031】
ゴムA〜Eの製造
表1に示す材料のうち、硫黄および加硫促進剤を除く材料と、表2に示す材料を、バンバリーミキサーを用いて150℃で4分間混練りした。そののち、硫黄および加硫促進剤を加えてバンバリーミキサーを用いて90℃で3分間混練りした。得られた被覆ゴムを180℃で10分間加硫したときのE*を表2に示す。なお、ゴムEにおいては、粘度が著しく上昇して被覆が不可能となり、加工性の面で問題があった。
【0032】
比較例1〜4(構造変更による効果)
スチールコード(1×3構造、素線径0.27mm)を、平行に引きそろえて配列し、未加硫のゴムAで被覆して、厚さ1.3mmのベルトを得た。比較例1では、ストリップゴムおよびバンドを設けずに、比較例2および4では、ブレーカー(BRK)上にゴムAおよびCからなるストリップゴムを設けて、比較例3では、バンドを設けて、通常の方法により空気入りタイヤを製造した。
【0033】
実施例1〜2および比較例5〜6(被覆ゴム変更による効果)
スチールコード被覆ゴムをゴムAからゴムB〜Eに変更したほかは、比較例1と同様の方法で空気入りタイヤを製造した。
【0034】
結果を表3および4に示す。
【0035】
表3の結果から、従来構造(比較例1)に、ストリップゴムやバンドなどを追加することにより、BRK全体の剛性を上げることは、ロードノイズの面で効果はあるが、同時にタイヤ重量を増加し、低燃費性に悪影響を与えることが懸念される。
【0036】
一方、表4の結果から、BRK被覆ゴム自身を硬くする方向も同様の効果が見られ、E*が7.2MPaをこえると、バンド有りの構造(比較例3)と同等のレベルまで下がることが分かった。ただし、その効果はある程度で飽和し、それ以上の低減効果は望めない。むしろ、ゴムの混練り作業や被覆作業性が著しく低下することから(比較例6)、14.4MPaまでが適当と思われる。なお、被覆ゴムの変更では、構造変更による場合と異なり、タイヤ重量が増加しない。
【0037】
【表1】
【0038】
【表2】
【0039】
【表3】
【0040】
【表4】
【0041】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の空気入りタイヤの構造を変更することなく、すなわち、タイヤ重量を犠牲にすることなく、ロードノイズを低減することができる。
Claims (1)
- マルチフィラメントスチールコードおよびスチールコード被覆ゴムからなるベルト層を有し、バンド層を有さない空気入りタイヤであって、前記スチールコード被覆ゴムは、レゾルシンまたはレゾルシン縮合物と、そのメチレンドナーとからなり、前記スチールコード被覆ゴムの複素弾性率が7.2〜14.4MPaである空気入りタイヤ。
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