JP2006076407A - Pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転がり抵抗を低減させた空気入りタイヤに関するものである。 The present invention relates to a pneumatic tire with reduced rolling resistance.
従来、転がり抵抗を低減させた空気入りタイヤとしては、例えば特開2003−183442号公報や特開2003−146015号公報に開示されたものが挙げられる。これらのものは、トレッドゴムの配合やタイヤ構造を特異な構成・形状として、転がり抵抗の低減効果を発揮させるものである。そのため、これらの手法では、既存のトレッドゴム配合やタイヤ構造のタイヤに適用するのは困難である。 Conventionally, examples of pneumatic tires with reduced rolling resistance include those disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2003-183442 and 2003-146015. These have a tread rubber composition and a tire structure having a unique configuration and shape, and exhibit an effect of reducing rolling resistance. Therefore, these techniques are difficult to apply to existing tread rubber blends and tire structures.
これに対し、下記特許文献1に挙げられるような、トレッドゴムとベルト層との間に設けられるキャッププライにおいて、その使用コードの構成とその配列を規定することにより、ロードノイズの低減効果を有効に発揮しながら、通過騒音と転がり抵抗との悪化を抑える技術がある。この手法によれば、既存タイヤへの適用は比較的容易であるが、キャッププライを持つ既存タイヤについては、新規にキャッププライを構成し直さなければならないという問題がある。 On the other hand, in the cap ply provided between the tread rubber and the belt layer as listed in Patent Document 1 below, the configuration of the cord used and the arrangement thereof are regulated to effectively reduce the road noise. There is a technology that suppresses the deterioration of passing noise and rolling resistance. According to this method, application to an existing tire is relatively easy, but there is a problem that an existing tire having a cap ply must be newly reconfigured.
なお、下記特許文献2には、ベルト層として、タイヤ周方向に走る有機繊維コードをゴムで被覆するとともに、このゴムにタイヤ周方向に対して所定角度に傾斜させて配向した短繊維を含有させる技術が開示されている。しかしながら、この手法では、ベルト層の大幅な構成変更を伴うため、既存タイヤに適用するのは困難である。 In Patent Document 2 below, as a belt layer, an organic fiber cord running in the tire circumferential direction is covered with rubber, and the rubber is made to contain short fibers oriented at a predetermined angle with respect to the tire circumferential direction. Technology is disclosed. However, this method involves a significant change in the configuration of the belt layer and is difficult to apply to existing tires.
また、下記特許文献3には、トレッドゴムとベルト層との間に配されるゴム補強層に短繊維を含有させる技術が開示されているが、該ゴム補強層はタイヤ周方向に走るコードを持つものではなく、そのため、タイヤ周方向での拘束力が不十分であり、転がり抵抗の低減効果も満足できるものではない。
本発明は、上記の点に鑑み、短繊維を配合した未加硫ゴムを、既存のキャッププライにトッピングされているゴムと置き換えることによって、少量ゴムの変更のみで、他物性を犠牲にせずに、転がり抵抗を低減することができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention replaces an unvulcanized rubber compounded with short fibers with a rubber that is topped on an existing cap ply, and only changes a small amount of rubber without sacrificing other physical properties. An object of the present invention is to provide a pneumatic tire capable of reducing rolling resistance.
本発明に係る空気入りタイヤは、トレッドゴムと、その半径方向内側に配されるベルト層との間に、タイヤ周方向に走るコードを埋設してなるキャッププライが配設された空気入りタイヤであって、前記コードを被覆する前記キャッププライのトッピングゴムがジエン系ゴム100重量部に対して短繊維を1〜10重量部配合したゴム組成物からなり、前記短繊維がタイヤ周方向に配向されたことを特徴とするものである。 The pneumatic tire according to the present invention is a pneumatic tire in which a cap ply formed by burying a cord running in the tire circumferential direction is disposed between a tread rubber and a belt layer disposed radially inwardly. The cap ply topping rubber covering the cord is composed of a rubber composition in which 1 to 10 parts by weight of short fibers are blended with 100 parts by weight of diene rubber, and the short fibers are oriented in the tire circumferential direction. It is characterized by that.
上記本発明の空気入りタイヤにおいては、前記短繊維がアラミド短繊維および6−ナイロン短繊維からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。また、該短繊維は、繊維径Dが0.05〜15μm、繊維長Lが0.001〜5mmで、両者の比L/Dが50〜400であることが好ましい。 In the pneumatic tire of the present invention, the short fiber is preferably at least one selected from the group consisting of an aramid short fiber and a 6-nylon short fiber. The short fibers preferably have a fiber diameter D of 0.05 to 15 μm, a fiber length L of 0.001 to 5 mm, and a ratio L / D of 50 to 400 of both.
本発明によれば、タイヤ周方向に走るコードを埋設してなるキャッププライにおいて、そのコードを被覆するトッピングゴムにタイヤ周方向に配向された短繊維を所定量配合させたことにより、タイヤ幅方向での拘束力については変更を加えることなく、タイヤ周方向での拘束力を高めることができ、そのため、乗り心地性などの他の物性を犠牲にすることなく、効果的に転がり抵抗を低減することができる。 According to the present invention, in a cap ply formed by burying a cord running in the tire circumferential direction, a predetermined amount of short fibers oriented in the tire circumferential direction are blended in the topping rubber covering the cord, thereby the tire width direction. It is possible to increase the restraining force in the tire circumferential direction without changing the restraining force in the vehicle, and thus effectively reduce the rolling resistance without sacrificing other physical properties such as ride comfort. be able to.
次に、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤを図面とともに説明する。 Next, a pneumatic tire according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、実施形態に係る空気入りラジアルタイヤ10の半断面図であり、タイヤ10は、左右一対のビード部12及びサイドウォール部14と、両サイドウォール部14間にまたがるトレッド部16とを備えて構成されている。
FIG. 1 is a half cross-sectional view of a pneumatic
ビード部12には、環状のビードコア18が設けられ、その半径方向外周にゴム製のビードフィラー20が配設されている。左右一対のビードコア18間には、タイヤ周方向に対し直角に配列した多数のコードが延在してなるカーカスプライの少なくとも1層で形成されたカーカス層22が設けられており、該カーカス22層の両端部は、ビードコア18及びビードフィラー20で折り返されて係止されている。トレッド部16におけるカーカス層22の半径方向外側にはベルト層24が配されており、このベルト層24のタイヤ半径方向外側にトレッドゴム26が設けられている。ベルト層24は、金属などからなる非伸長性コードをタイヤ周方向に対し浅い角度で傾斜配列したベルトプライの少なくとも2枚24a,24bを上記コードが交差するように重ね合わせてなる。
The
このような構成からなるものにおいて、トレッドゴム26と、その半径方向内側に配されるベルト層24との間には、ベルト層24の略全幅を覆うコード−ゴム複合体からなる補強層であるキャッププライ30が配設されている。キャッププライ30は、その一部を図2に拡大して示すように、タイヤ周方向Aに走るコード32をタイヤ幅方向に所定間隔にて引き揃えてなるコード配列体を、トッピングゴム34にてその表裏を被覆して構成されている。ここで、コード32としては、ナイロン繊維やポリエステル繊維などの有機繊維コードが用いられ、かかる有機繊維コードがタイヤ周方向A(タイヤ赤道方向)に平行に配列されている。なお、キャッププライ30の形成方法は、特に限定されないが、例えば、1本又は複数本のコードの引き揃え体をトッピングゴム中に埋設したテープ状物を、ベルト層の外側において、螺旋状に巻回することにより形成することができる。
In such a configuration, between the
そして、本実施形態では、上記トッピングゴム34に、タイヤ周方向Aに配向された短繊維36が含まれており、これにより、キャッププライ30のタイヤ周方向Aにおける拘束力が向上している。
In the present embodiment, the
トッピングゴム34としては、ジエン系ゴム100重量部に対して短繊維36が1〜10重量部配合されたゴム組成物が用いられる。短繊維の配合量が1重量部未満では、タイヤ周方向での拘束力アップが不十分で、転がり抵抗の低減効果が認められず、10重量部を越えると、転がり抵抗の低減効果が頭打ちとなる一方で、乗り心地性の悪化などの他の物性の低下を招く。より好ましい短繊維の配合量はジエン系ゴム100重量部に対して2〜8重量部である。
As the
短繊維36としては、特に限定されないが、有機短繊維を用いることが好ましく、特に、ポリアミド繊維、より詳細には、アラミド短繊維や6−ナイロン短繊維を用いることが好ましい。なお、アラミド繊維と6−ナイロン短繊維はそれぞれ単独で用いても両者を併用してもよい。また、短繊維36としては、繊維径Dが0.05〜15μm、繊維長Lが0.001〜5mmで、両者の比L/Dが50〜400であるものを用いることが好ましい。より好ましくは、繊維径Dが0.1〜10μm、繊維長Lが0.002〜4mmで、L/Dが70〜250である。このような範囲内のものを用いることにより、タイヤ周方向での拘束力を効果的に高めることができる。
Although it does not specifically limit as the
上記ジエン系ゴムとしては、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、天然ゴム、イソプレンゴムなどの各種ジエン系ゴムを単独又は2種以上ブレンドして用いることができる。また、上記ゴム組成物には、硫黄、加硫促進剤、亜鉛華、ステアリン酸、カーボンブラック、軟化剤、老化防止剤などのタイヤ用ゴム組成物に用いられる各種添加剤を配合することができる。なお、特に短繊維36としてナイロン短繊維を用いる場合、オレフィン樹脂などの結晶性樹脂を配合することが、短繊維とゴムとの接着性向上のため好ましく、かかる結晶性樹脂としては、高密度ポリエチレン(HDPE)、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、ポリプロピレン(PP)等が挙げられ、特にHDPEの使用が好適である。
As the diene rubber, various diene rubbers such as styrene butadiene rubber, butadiene rubber, natural rubber, and isoprene rubber can be used singly or in combination. The rubber composition may contain various additives used in tire rubber compositions such as sulfur, vulcanization accelerator, zinc white, stearic acid, carbon black, softener, and anti-aging agent. . In particular, when nylon short fibers are used as the
短繊維36の配向方向をタイヤ周方向A(タイヤ赤道方向)とするためには、次のようにしてすればよい。すなわち、押し出し機を用いてトッピングゴムを成形すると、そのゴム組成物中に配合された短繊維が移送方向、即ち列理方向に配列するので、この押し出し物をその長手方向(列理方向)が上記したコード32の配列方向と一致するようにして、コード32をトッピングゴム34で被覆すればよい。上記のようにコード32はタイヤ周方向Aに延びるように配置されるため、これにより短繊維36の配向方法もタイヤ周方向に向くことになる。
In order to set the orientation direction of the
以上よりなる本実施形態の空気入りタイヤであると、タイヤ周方向Aに走るコード32を埋設してなるキャッププライ30において、そのトッピングゴム34にタイヤ周方向Aに配向された短繊維36を所定量配合させたことにより、コード32によるタイヤ周方向Aでの拘束力を、同方向に配向された短繊維36で更に高めることができ、しかも、タイヤ幅方向での拘束力は実質的に変わらないようにすることができる。そのため、乗り心地性などの他の物性を犠牲にすることなく、効果的に転がり抵抗を低減することができる。特に、タイヤ周方向に走るコードを持つキャッププライを備える既存のタイヤにおいて、単にそのキャッププライのトッピングゴムに短繊維を配合するという僅かな変更のみで、他の物性を変えることなく、転がり抵抗を低減することができ、かかる既存タイヤの燃費性改善に効果的である。
In the pneumatic tire of the present embodiment configured as described above, in the
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
(ゴム物性の測定)
下記表1に示す配合に従って、実施例1,2及び比較例1〜6の各ゴム組成物を調製した。なお、表1中の天然ゴムはRSS3号、カーボンブラックは東海カーボン社製N330、老化防止剤は大内新興化学社製「ノクラック6C」、ステアリン酸はジャパンエナジー社製ステアリン酸コバルト、加硫促進剤は大内新興化学社製「ノクセラーDZ−G」である。また、アラミド短繊維は、帝人社製「タウロン1091」であり、繊維長/繊維径(L/D)=1.3mm/10μm=130である。ナイロン短繊維としては、宇部興産社製のナイロン短繊維マスターバッチ「HA1060」(天然ゴム/高密度ポリエチレン/6−ナイロン=38/29/33(重量%))を用いており、表中の数値が6−ナイロン短繊維の量を示し、この場合、表中の天然ゴムの量は上記RSS3号の量とマスターバッチ中に含まれる天然ゴムの量との合計量である。なお、6−ナイロン短繊維の繊維長/繊維径(L/D)は0.020mm/0.2μm=100である。
(Measurement of rubber properties)
The rubber compositions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 6 were prepared according to the formulation shown in Table 1 below. In Table 1, natural rubber is RSS3, carbon black is N330 manufactured by Tokai Carbon, anti-aging agent is "NOCRACK 6C" manufactured by Ouchi Shinsei Chemical, stearic acid is cobalt stearate manufactured by Japan Energy, and vulcanization acceleration The agent is “Noxeller DZ-G” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical. The aramid short fiber is “Tauron 1091” manufactured by Teijin Limited, and the fiber length / fiber diameter (L / D) = 1.3 mm / 10 μm = 130. Nylon short fiber master batch “HA1060” (natural rubber / high-density polyethylene / 6-nylon = 38/29/33 (% by weight)) manufactured by Ube Industries, Ltd. is used as the nylon short fiber. Indicates the amount of 6-nylon short fibers, and in this case, the amount of natural rubber in the table is the total amount of the amount of RSS3 and the amount of natural rubber contained in the masterbatch. The fiber length / fiber diameter (L / D) of the 6-nylon short fiber is 0.020 mm / 0.2 μm = 100.
各ゴム組成物について、12インチロールを用いて、幅150mm×厚み1.3mmの形状の未加硫ゴムを作製し、加硫条件140℃×50分にて、厚み1mmの金型を使用してプレス加硫してサンプルを作製した。そして、該サンプルについて、硬度(JIS K6253準拠)、引張特性(100%モジュラス、破断強度および破断伸び。JIS K6251準拠)、発熱性(JIS K6265準拠)を測定した。結果は、いずれも比較例1の値を100とした指数表示とした。結果を表1に示す。 For each rubber composition, an unvulcanized rubber having a width of 150 mm × thickness of 1.3 mm was prepared using a 12 inch roll, and a mold having a thickness of 1 mm was used under vulcanization conditions of 140 ° C. × 50 minutes. And press vulcanized to prepare a sample. The sample was then measured for hardness (based on JIS K6253), tensile properties (100% modulus, breaking strength and breaking elongation, based on JIS K6251), and exothermic properties (based on JIS K6265). All the results were displayed as indices with the value of Comparative Example 1 as 100. The results are shown in Table 1.
(タイヤ性能の評価)
上記各ゴム組成物をキャッププライのトッピングゴムとして用いて、タイヤ周方向に走る1400dtex/2のナイロン繊維コードを打ち込み本数:28本/25mmの間隔で埋設してなるキャッププライを持つタイヤサイズ:195/65R15の空気入りラジアルタイヤを作製した。なお、トッピングゴムを除く構成は実施例1,2及び比較例1〜6で全て同一とした。
(Evaluation of tire performance)
Tire size with a cap ply formed by embedding nylon fiber cords of 1400 dtex / 2 running in the tire circumferential direction at intervals of 28/25 mm using each rubber composition as a top ply rubber for a cap ply: 195 A / 65R15 pneumatic radial tire was produced. The configuration excluding the topping rubber was the same in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1-6.
作製したタイヤについて、燃費試験と乗り心地性評価試験を行った。結果を表1に示す。なお、各試験方法は次の通りである。 The produced tire was subjected to a fuel consumption test and a ride comfort evaluation test. The results are shown in Table 1. Each test method is as follows.
・燃費試験:米国自動車技術者協会規格SAE J1269に準拠して行い、比較例1の値を100とした指数表示とした。指数が小さいほど燃費性に優れることを示す。 Fuel consumption test: An index display in which the value of Comparative Example 1 was set to 100 was performed in accordance with American Automobile Engineers Association Standard SAE J1269. The smaller the index, the better the fuel economy.
・乗り心地性評価試験:作製したタイヤを2000ccの国産乗用車に装着し、これを評価担当ドライバーが操縦してサーキットを走行し、乗り心地性の官能評価を行った。評価は、10点法で行い、数値が高いほど乗り心地が良いことを示す。
表1に示すように、トッピングゴムに短繊維を配合した実施例1,2のタイヤでは、比較例1のタイヤに比べて、乗り心地性を損なうことなく、燃費性が大幅に改善されていた。これに対し、短繊維の配合量が少ない比較例2,4では、燃費性の改善効果は認められず、短繊維の配合量が多い比較例3,5では、燃費性には優れるものの乗り心地性が悪化していた。また、カーボンブラックを増量して硬度を実施例1,2と同レベルとした比較例6では、燃費性が悪化していた。 As shown in Table 1, in the tires of Examples 1 and 2 in which short fibers were blended with the topping rubber, the fuel efficiency was significantly improved without impairing the riding comfort as compared with the tire of Comparative Example 1. . On the other hand, Comparative Examples 2 and 4 with a small amount of short fibers showed no improvement effect on fuel efficiency, and Comparative Examples 3 and 5 with a large amount of short fibers had excellent fuel efficiency but riding comfort. Sex was getting worse. Further, in Comparative Example 6 in which the amount of carbon black was increased to make the hardness the same level as in Examples 1 and 2, the fuel efficiency was deteriorated.
10……空気入りタイヤ
24……ベルト層
26……トレッドゴム
30……キャッププライ
32……コード
34……トッピングゴム
36……短繊維
A……タイヤ周方向
10 …… Pneumatic tire 24 ……
Claims (3)
前記コードを被覆する前記キャッププライのトッピングゴムがジエン系ゴム100重量部に対して短繊維を1〜10重量部配合したゴム組成物からなり、前記短繊維がタイヤ周方向に配向されたことを特徴とする空気入りタイヤ。 A pneumatic tire in which a cap ply formed by burying a cord running in the tire circumferential direction is disposed between the tread rubber and a belt layer disposed on the inner side in the radial direction,
The top ply rubber of the cap ply covering the cord is composed of a rubber composition in which 1 to 10 parts by weight of short fibers are blended with 100 parts by weight of diene rubber, and the short fibers are oriented in the tire circumferential direction. A featured pneumatic tire.
The short fiber has a fiber diameter D of 0.05 to 15 µm, a fiber length L of 0.001 to 5 mm, and a ratio L / D of 50 to 400 of both. Pneumatic tire.
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