JP2008143484A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】高Tg配合のトレッドゴムにおける高グリップ性能を確保しつつ、耐摩耗性の向上を図って、これら両性能を両立させた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】カーカス2と、トレッド部11と、これらの間に配置されて補強部を形成する少なくとも2枚のベルト層からなるベルト3と、を備える空気入りタイヤである。ベルト3の1層目の第1ベルト層3aと2層目の第2ベルト層3bがともに、フィラメント径0.18〜0.26mmのモノフィラメントコード4が、5〜7本にて引き揃えた束を単位としベルト幅方向に並置されてコーティングゴム5中に埋設されてなり、第2ベルト層3b端部における第1ベルト層3aと第2ベルト層3bとのモノフィラメントコード4間のゴム層のゲージがタイヤ中央部における当該ゲージの1.3〜3.0倍であり、かつ、トレッド部を構成するトレッドゴムのtanδの主分散ピーク温度が、−15℃以上かつ0℃以下である。
【選択図】図1
【解決手段】カーカス2と、トレッド部11と、これらの間に配置されて補強部を形成する少なくとも2枚のベルト層からなるベルト3と、を備える空気入りタイヤである。ベルト3の1層目の第1ベルト層3aと2層目の第2ベルト層3bがともに、フィラメント径0.18〜0.26mmのモノフィラメントコード4が、5〜7本にて引き揃えた束を単位としベルト幅方向に並置されてコーティングゴム5中に埋設されてなり、第2ベルト層3b端部における第1ベルト層3aと第2ベルト層3bとのモノフィラメントコード4間のゴム層のゲージがタイヤ中央部における当該ゲージの1.3〜3.0倍であり、かつ、トレッド部を構成するトレッドゴムのtanδの主分散ピーク温度が、−15℃以上かつ0℃以下である。
【選択図】図1
Description
本発明は空気入りタイヤ(以下、単に「タイヤ」とも称する)に関し、詳しくは、高Tg配合のトレッドゴムを用いた際の耐摩耗性の改良に係る空気入りタイヤ、特には、乗用車用として好適な空気入りタイヤに関する。
一般に、空気入りタイヤは、一対のビード部間にトロイド状に延在するカーカスを骨格とし、そのタイヤ半径方向外側には、補強層として、ゴム引きされたスチールコードからなるベルト層が配置される。また、ベルト層のタイヤ半径方向外側には、トレッドゴムが配置されて踏面部を形成している。
近年、自動車の高性能化に伴って、タイヤについてもますます高い性能が求められるようになってきている。これに対し従来、トレッドゴムにガラス転移温度(Tg)の高いポリマーを用いてその損失正接(tanδ)を高くする、いわゆる高ロス性能により、目標とするグリップ性能を得ることが行われていた(特許文献1等)。
また、自動車の燃費向上のために、タイヤを軽量化する要求もより高まってきている。従来の撚りスチールコードを用いるベルト部での軽量化を考える際、引張強度を一定以上確保することを前提とすると、スチールベルト層のコーティングゲージを薄くするしかない。このような観点から、金属モノフィラメントを撚らずにベルト用コードとして使用する技術が開発され、これまでに種々提案がなされている。例えば、特許文献2では、燃費の向上および乗り心地の改良を目的として、金属線材(モノフィラメント)の3または4本を撚り合わせることなくベルトの幅方向に並べて引き揃えた束を単位としてゴムに埋設して成るベルトを備える空気入りラジアルタイヤが提案されている。
また、特許文献3では、タイヤの軽量化ニーズに対応するためと、金属線の折れによる耐久性の低下等の不具合を解決するために、ベルト層が、金属モノフィラメントがベルトプライ幅方向に所定の条件下で並べられて被覆ゴム中に埋設されている3枚のベルトプライで構成されている空気入りラジアルタイヤが提案されている。さらに、特許文献4には、ベルト端セパレーションの発生を抑制し、ベルト耐久性の改善と、タイヤ重量の軽量化とを両立した空気入りラジアルタイヤを得るために、2層目の第2ベルト層端部における第1ベルトと第2ベルトのモノフィラメントコード間のゲージをタイヤ中央部におけるゲージの1.3〜3.0倍とする技術が開示されている。
特開平10−60176号公報([0002]等)
特開平11−208210号公報(特許請求の範囲等)
特開2001−334810号公報(特許請求の範囲等)
特開2005−349999号公報(特許請求の範囲等)
しかしながら、一般に、高性能系の高Tg配合を適用したトレッドゴムにおいては、耐摩耗性に劣るという問題があり、一般使用向けとしては不適なものであった。これに対し、tanδのピーク温度を低くすることにより耐摩耗性を向上することは可能であるが、この場合、グリップ性能が低下してしまうため、これら性能を両立させることのできる技術の確立が望まれていた。
そこで本発明の目的は、上記従来技術における問題を解消して、高Tg配合のトレッドゴムにおける高グリップ性能を確保しつつ、耐摩耗性の向上を図って、これら両性能を両立させた空気入りタイヤを提供することにある。
本発明者は鋭意検討した結果、高Tg配合を適用したトレッドゴムと、所定のベルト構造とを組み合わせることで、上記問題を解消できることを見出して、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の空気入りタイヤは、左右一対のビードコア間にわたりトロイド状をなして跨る少なくとも1枚のカーカス層からなるカーカスと、該カーカスのクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設されて接地部を形成するトレッド部と、該トレッド部と前記カーカスのクラウン領域との間に配置されて補強部を形成する、少なくとも2枚のベルト層からなるベルトと、を備える空気入りタイヤにおいて、
前記ベルトの1層目の第1ベルト層と2層目の第2ベルト層がともに、フィラメント径0.18〜0.26mmのモノフィラメントコードが、5〜7本にて引き揃えた束を単位としベルト幅方向に並置されてコーティングゴム中に埋設されてなり、前記第2ベルト層端部における第1ベルト層と第2ベルト層とのモノフィラメントコード間のゴム層のゲージがタイヤ中央部における当該ゲージの1.3〜3.0倍であり、かつ、
前記トレッド部を構成するトレッドゴムのtanδの主分散ピーク温度が、−15℃以上かつ0℃以下であることを特徴とするものである。
前記ベルトの1層目の第1ベルト層と2層目の第2ベルト層がともに、フィラメント径0.18〜0.26mmのモノフィラメントコードが、5〜7本にて引き揃えた束を単位としベルト幅方向に並置されてコーティングゴム中に埋設されてなり、前記第2ベルト層端部における第1ベルト層と第2ベルト層とのモノフィラメントコード間のゴム層のゲージがタイヤ中央部における当該ゲージの1.3〜3.0倍であり、かつ、
前記トレッド部を構成するトレッドゴムのtanδの主分散ピーク温度が、−15℃以上かつ0℃以下であることを特徴とするものである。
本発明においては、前記トレッドゴムにおいて、ゴム成分100質量部に対し白色充填剤が20〜110質量部配合されていることが好ましく、前記トレッドゴムが、下記式(I)、
HOOC−CH=CH−COO−R1−CO−CH=CH−COOH (I)
(式中、R1は、式−R2O−で示される基、式−(R3O)S−で示される基、式−CH2CH(OH)CH2O−で示される基又は式−(R4O−COR5−COO−)tR4O−で示される基である。R2は炭素数2〜36のアルキレン基,アルケニレン基又は2価の芳香族炭化水素基、R3は炭素数2〜4のアルキレン基、sはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す1〜60の数、R4は炭素数2〜18のアルキレン基,アルケニレン基,2価の芳香族炭化水素基又は−(R6O)uR6−(R6は炭素数2〜4のアルキレン基、uはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す1〜30の数)、R5は炭素数2〜18のアルキレン基,アルケニレン基又は2価の芳香族炭化水素基、tは平均値で1〜30の数である。)で表される構造を有する化合物を含有することも好ましい。
HOOC−CH=CH−COO−R1−CO−CH=CH−COOH (I)
(式中、R1は、式−R2O−で示される基、式−(R3O)S−で示される基、式−CH2CH(OH)CH2O−で示される基又は式−(R4O−COR5−COO−)tR4O−で示される基である。R2は炭素数2〜36のアルキレン基,アルケニレン基又は2価の芳香族炭化水素基、R3は炭素数2〜4のアルキレン基、sはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す1〜60の数、R4は炭素数2〜18のアルキレン基,アルケニレン基,2価の芳香族炭化水素基又は−(R6O)uR6−(R6は炭素数2〜4のアルキレン基、uはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す1〜30の数)、R5は炭素数2〜18のアルキレン基,アルケニレン基又は2価の芳香族炭化水素基、tは平均値で1〜30の数である。)で表される構造を有する化合物を含有することも好ましい。
また、前記モノフィラメントコード束間のベルト幅方向距離が、0.4mmを超え1.2mm未満であることが好ましく、好適には、前記モノフィラメントコード束の打ち込み数が、18〜32束/50mmである。
さらに、本発明のタイヤにおいては、前記第2ベルト端における第1ベルト層と第2ベルト層との間にベルト間ゴムが配設され、該ベルト間ゴムの弾性率が前記コーティングゴムの弾性率の1.02〜2.0倍であることが好ましい。さらにまた、前記ベルト間ゴムのtanδ(25℃)が0.20以下であることが好ましく、前記ベルト間ゴムのtanδ(25℃)が、前記ベルトコーティングゴムのtanδ(25℃)の0.85〜0.98倍であることも好ましい。さらにまた、本発明においては、前記ベルト間ゴムにビスマレイミドがゴム成分100重量部に対し0.5〜3.0重量部配合されていることが好ましい。
本発明によれば、上記構成としたことにより、高Tg配合のトレッドゴムにおける高グリップ性能を確保しつつ、耐摩耗性の向上を図って、これら両性能を両立させた空気入りタイヤを実現することが可能となった。
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図1に、本発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤを示す。図示するタイヤは、カーカスのクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設されて接地部を形成するトレッド部11と、このトレッド部1の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部12と、各サイドウォール部12の内周側に連続するビード部13とを備えている。
図1に、本発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤを示す。図示するタイヤは、カーカスのクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設されて接地部を形成するトレッド部11と、このトレッド部1の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部12と、各サイドウォール部12の内周側に連続するビード部13とを備えている。
これらトレッド部11、サイドウォール部12およびビード部13は、両ビード部13にそれぞれ埋設されたビードコア1間にわたりトロイド状に延びる一枚のカーカス層からなるカーカス2により補強されている。また、トレッド部11は、以下で詳述する、カーカス2のクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設された少なくとも2枚、図示する例では2枚の第1ベルト層3aと第2ベルト層3bとからなるベルト3により補強されている。ここで、カーカス2のカーカス層は複数枚としてもよく、タイヤ周方向に対してほぼ直交する方向、例えば、70〜90°の角度で延びる有機繊維コードを好適に用いることができる。
本発明のタイヤ10においては、トレッド部11を構成するトレッドゴムのtanδの主分散ピーク温度が、−15℃以上かつ0℃以下である。このtanδの主分散ピーク温度が0℃を超えると、トレッドゴムの耐摩耗性が悪化して実用性を損なうこととなり、一方、−15℃よりも低いと、十分なグリップ性能が得られなくなる。
一方、前述したように、かかる高Tg配合のトレッドゴムは耐摩耗性に劣るという難点があるが、本発明においては、このトレッドゴムと以下に詳述する特定構造のベルトとを組み合わせて用いることで、この欠点を補うことができる。すなわち、本発明に用いるベルトは、コーナリングパワー(CP)が向上する高剛性ベルト構造であるため、同等のスリップフォース(SF)を得るためのスリップ角(SA)が小さくなる。従って、このベルトの適用により耐摩耗性を大幅に向上することができ、結果として高Tg配合のトレッドゴムの適用が可能となるのである。
図2に、本発明のタイヤ10におけるベルト端部の幅方向断面を拡大して示す。図示するように、本発明においては、ベルト3の、1層目の第1ベルト層3aと2層目の第2ベルト層3bがともに、モノフィラメントコード4が5〜7本、図示する例では6本にて引き揃えた束を単位とし、ベルト幅方向に並置されてコーティングゴム5中に埋設されてなる。
この場合、コード間ゴムのゲージを増加させることで、ベルトエッヂセパレーション(BES)の起点となるベルト端の歪を抑制して、耐BES性を向上することは可能であるが、コード間のタイヤ幅方向距離、即ちコード間隔wが0.4mm以下と密である場合には、隣接コード間で亀裂がつながりやすく、ベルト間ゴムの効果だけでは不十分で、従来コード対比では耐BES性に劣る結果となってしまう。また、コード間隔wが1.2mm以上と極めて疎である場合においても、コードに沿った亀裂進展が速く、やはり耐BES性に劣る結果となってしまう。そこで本発明においては、モノフィラメントコードを5〜7本の束にしてベルトに適用することで、総強力を保ちつつ、コード間隔wを適切な範囲に確保して、良好な耐BES性を得たものである。従って、以上のような理由より、本発明においては、モノフィラメントコード束間のベルト幅方向距離wが、0.4mmを超え1.2mm未満であることが好ましい。
また、ベルト折れ性を考慮すると、モノフィラメントコードのフィラメント径は、0.18〜0.26mm、特には、0.20〜0.24mmとすることが必要である。フィラメント径が0.18mmより細くなると8の字旋回走行時のバックリング波長が短くなり、その際に生ずる表面歪が大きくなり、ベルト折れ性に劣る結果となる。一方、0.26mmより大きくなると表面歪が大きくなり、やはりベルト折れ性に劣る結果となる。
さらに、モノフィラメントコード4の引張り強さは、好適には2700N/mm2以上である。高い抗張力を有するモノフィラメントコードとしては、少なくとも0.7質量%、特には少なくとも0.8質量%の炭素を含有するものを、好適に用いることができる。
また、本発明において、第2ベルト層3b端部における第1ベルト層3aと第2ベルト層3bとのモノフィラメントコード4間のゴム層のゲージHEは、タイヤ中央部における当該ゲージHCの1.3〜3.0倍、好ましくは1.8〜2.6倍である。薄ゲージでコーティングしたモノフィラメントコードに、ベルト端において厚ゲージのベルト間ゴムを適用することで、タイヤの軽量化とベルト耐久性を両立させることができる。この値が1.3倍未満であるとベルト端セパレーションの抑制が十分ではなく、一方、3.0倍を超えるとタイヤの軽量化が十分とはいえなくなる。
従って本発明においては、上記所定のフィラメント径を満足するモノフィラメントコードを所定のコード本数にて束にしてベルトに適用し、コード間隔を確保しつつ、ベルト端部のゴムゲージをセンター対比1.3〜3.0倍に増加させることで、ベルト折れ性を悪化させることなく良好な耐BES性を確保することができ、結果として、優れた耐久性と軽量性とを両立した空気入りタイヤとすることができる。
なお、本発明において、モノフィラメントコード束の打ち込み数は、好適には18〜32束/50mmである。打ち込み数が少なすぎると引っ張り強度を確保することが困難となり、多すぎるとコード間隔を確保することが困難となり、いずれも好ましくない。
本発明において、上記のように、ベルト端における第1ベルト層3aと第2ベルト層3bのモノフィラメントコード4間のゴム層のゲージHEをタイヤ中央部のゲージHCに比し厚くするには、第2ベルト層3b端部における第1ベルト層3aと第2ベルト層3bとの間にベルト間ゴム6を配設すればよい。ベルト間ゴム6の弾性率は、好ましくはベルトコーティングゴム5の弾性率の1.02〜2.0倍、特には1.1〜1.8倍とする。この弾性率の範囲内とするとき、ベルト端の歪が良好に抑制され、高次元にタイヤ重量の軽量化とベルト耐久性とを両立させることができる。
また、ベルト間ゴム6の正接損失tanδ(25℃)は、好ましくは0.20以下であり、特には、ベルトコーティングゴム5のtanδ(25℃)の0.85〜0.98倍である。ベルト間ゴム6として、このように低ロスのゴムを使用することにより、ベルト端の歪が抑制されるとともに、タイヤ温度の上昇が抑制される。
さらに、本発明においては、ベルト間ゴム6にビスマレイミドを、ゴム成分100重量部に対し0.5〜3.0重量部にて配合することが好ましい。これにより弾性率を向上させながら、正接損失tanδ(25℃)を低く抑えることができる。ビスマレイミドとしては、下記一般式(II)、
(式中、Rは炭素数6〜18の芳香族基、または炭素数7〜24のアルキル芳香族基を表し、xおよびyは0〜3のいずれかの整数をそれぞれ独立に表す)で表されるビスマレイミドを好適に用いることができる。具体的には例えば、N,N’−1,2−フェニレンビスマレイミド、N,N’−1,3−フェニレンビスマレイミド、N,N’−1,4−フェニレンビスマレイミド、N,N’−(4,4’−ジフェニルメタン)ビスマレイミド、2,2−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス(3−エチル−5−メチル−4−マレイミドフェニル]メタン等を例示することができ、特に好ましくは、N,N’−(4,4’−ジフェニルメタン)ビスマレイミドであり、ゴム配合中に、これらを1種以上含むことができる。また、ベルト間ゴム6のゴム成分としては、具体的には例えば、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、天然ゴム(NR)や、スチレン・イソプレン共重合体ゴム(SIR)、ポリイソプレンゴム(IR)、ポリブタジエンゴム(BR)、ブチルゴム(IIR)およびエチレン・プロピレン共重合体等の合成ゴムが挙げられる。
(式中、Rは炭素数6〜18の芳香族基、または炭素数7〜24のアルキル芳香族基を表し、xおよびyは0〜3のいずれかの整数をそれぞれ独立に表す)で表されるビスマレイミドを好適に用いることができる。具体的には例えば、N,N’−1,2−フェニレンビスマレイミド、N,N’−1,3−フェニレンビスマレイミド、N,N’−1,4−フェニレンビスマレイミド、N,N’−(4,4’−ジフェニルメタン)ビスマレイミド、2,2−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス(3−エチル−5−メチル−4−マレイミドフェニル]メタン等を例示することができ、特に好ましくは、N,N’−(4,4’−ジフェニルメタン)ビスマレイミドであり、ゴム配合中に、これらを1種以上含むことができる。また、ベルト間ゴム6のゴム成分としては、具体的には例えば、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、天然ゴム(NR)や、スチレン・イソプレン共重合体ゴム(SIR)、ポリイソプレンゴム(IR)、ポリブタジエンゴム(BR)、ブチルゴム(IIR)およびエチレン・プロピレン共重合体等の合成ゴムが挙げられる。
カーカス2側のベルト層である第1ベルト層3aおよび第2ベルト層3bは、そのコード打込み角度をタイヤ周方向に対して、好ましくは10°〜30°とし、かつ、第1ベルト層3aおよび第2ベルト層3bを互いに交錯させる。
また、本発明に用いるトレッドゴムとしては、具体的には、ゴム成分100質量部に対し白色充填剤を20〜110質量部含有するものを好適に用いることができる。白色充填剤の部数が20質量部以上であると湿潤路面における操縦安定性が向上し、一方、110質量部を超えると、ゴムシートのまとまりが悪くなるなど、加工性に劣ることとなる。
トレッドゴムのゴム成分としては、上記ベルト間ゴム6と同様のものを用いることができる。また、白色充填剤としては、シリカや水酸化アルミニウム等が挙げられ、これらの中でも、シリカが好ましい。シリカとしては、特に限定されず、例えば、湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等が挙げられ、これらの中でも、破壊特性の改良効果並びにウェットグリップ性および低転がり抵抗性の両立効果に優れる点で、湿式シリカが好ましい。なお、白色充填剤としてシリカを用いる場合、その補強性を更に向上させる観点から、配合時にシランカップリング剤を添加することが好ましい。かかるシランカップリング剤としては、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシラン、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、ビス(3−ジエトキシメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、3−メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド等が挙げられ、これらの中でも、補強性改善効果の観点から、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドおよび3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィドが好ましい。これらシランカップリング剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、トレッドゴムは、好適には、下記式(I)、
HOOC−CH=CH−COO−R1−CO−CH=CH−COOH (I)
(式中、R1は、式−R2O−で示される基、式−(R3O)S−で示される基、式−CH2CH(OH)CH2O−で示される基又は式−(R4O−COR5−COO−)tR4O−で示される基である。ここでR2は炭素数2〜36のアルキレン基,アルケニレン基又は2価の芳香族炭化水素基であって、好ましくは炭素数2〜18のアルキレン基又はフェニレン基、さらに好ましくは炭素数4〜12のアルキレン基である。またR3は炭素数2〜4のアルキレン基、好ましくはエチレン基又はプロピレン基であり、sはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す1〜60の数であり、好ましくは2〜40、さらに好ましくは4〜30の数である。R4は炭素数2〜18のアルキレン基、アルケニレン基、2価の芳香族炭化水素基又は−(R6O)uR6−であり(R6は炭素数2〜4のアルキレン基、uはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す1〜30の数であり、好ましくは1〜20、さらに好ましくは2〜15の数である)、R5は炭素数2〜18のアルキレン基、アルケニレン基又は2価の芳香族炭化水素基であって、好ましくは炭素数2〜12のアルキレン基又はフェニレン基、さらに好ましくは炭素数2〜8のアルキレン基である。tは平均値で1〜30、好ましくは1〜20、さらに好ましくは1〜15の数である。)で表される構造を有する化合物を含有する。トレッドゴムに上記式(I)の化合物を配合することで、乾燥路面における操縦安定性のメリットを向上することができる。式(I)で表される化合物の具体例としては、グリセリンジマレエート、1,4−ブタンジオールジマレエート,1,6−ヘキサンジオールジマレエート等のアルキレンジオールのジマレエート、1,6−ヘキサンジオールジフマレート等のアルキレンジオールのジフマレート、PEG200ジマレエート,PEG600ジマレエート等のポリオキシアルキレングリコールのジマレエート(ここでPEG200、PEG600とは、それぞれ平均分子量200又は600のポリエチレングリコールを示す)、両末端にカルボキシル基を有するポリブチレンマレエート、両末端にカルボキシル基を有するポリ(PEG200)マレエート等の両末端カルボン酸型ポリアルキレングリコール/マレイン酸ポリエステル、両末端にカルボキシル基を有するポリブチレンアジペートマレエート、PEG600ジフマレート等のポリオキシアルキレングリコールのジフマレート、両末端にカルボキシル基を有するポリブチレンフマレート、両末端にカルボキシル基を有するポリ(PEG200)フマレート等の両末端カルボン酸型ポリアルキレングリコール/フマル酸ポリエステル等が挙げられる。この化合物としては、分子量250以上であることが好ましく、さらには250〜5000の範囲であること、特には250〜3000の範囲であることが好ましい。この範囲であると引火点が高く、安全上望ましいばかりでなく、発煙が少なく作業環境上も好ましい。尚、本発明において、かかる化合物は単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。その配合量としては、好適には、ゴム成分100質量部に対して1.0〜4.0質量部の範囲である。配合量が1.0質量部未満であると動的貯蔵弾性率E’の向上効果およびタレの抑制効果が不足し、一方、4.0質量部を超えると耐摩耗性低下の懸念があり、いずれも好ましくない。
HOOC−CH=CH−COO−R1−CO−CH=CH−COOH (I)
(式中、R1は、式−R2O−で示される基、式−(R3O)S−で示される基、式−CH2CH(OH)CH2O−で示される基又は式−(R4O−COR5−COO−)tR4O−で示される基である。ここでR2は炭素数2〜36のアルキレン基,アルケニレン基又は2価の芳香族炭化水素基であって、好ましくは炭素数2〜18のアルキレン基又はフェニレン基、さらに好ましくは炭素数4〜12のアルキレン基である。またR3は炭素数2〜4のアルキレン基、好ましくはエチレン基又はプロピレン基であり、sはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す1〜60の数であり、好ましくは2〜40、さらに好ましくは4〜30の数である。R4は炭素数2〜18のアルキレン基、アルケニレン基、2価の芳香族炭化水素基又は−(R6O)uR6−であり(R6は炭素数2〜4のアルキレン基、uはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す1〜30の数であり、好ましくは1〜20、さらに好ましくは2〜15の数である)、R5は炭素数2〜18のアルキレン基、アルケニレン基又は2価の芳香族炭化水素基であって、好ましくは炭素数2〜12のアルキレン基又はフェニレン基、さらに好ましくは炭素数2〜8のアルキレン基である。tは平均値で1〜30、好ましくは1〜20、さらに好ましくは1〜15の数である。)で表される構造を有する化合物を含有する。トレッドゴムに上記式(I)の化合物を配合することで、乾燥路面における操縦安定性のメリットを向上することができる。式(I)で表される化合物の具体例としては、グリセリンジマレエート、1,4−ブタンジオールジマレエート,1,6−ヘキサンジオールジマレエート等のアルキレンジオールのジマレエート、1,6−ヘキサンジオールジフマレート等のアルキレンジオールのジフマレート、PEG200ジマレエート,PEG600ジマレエート等のポリオキシアルキレングリコールのジマレエート(ここでPEG200、PEG600とは、それぞれ平均分子量200又は600のポリエチレングリコールを示す)、両末端にカルボキシル基を有するポリブチレンマレエート、両末端にカルボキシル基を有するポリ(PEG200)マレエート等の両末端カルボン酸型ポリアルキレングリコール/マレイン酸ポリエステル、両末端にカルボキシル基を有するポリブチレンアジペートマレエート、PEG600ジフマレート等のポリオキシアルキレングリコールのジフマレート、両末端にカルボキシル基を有するポリブチレンフマレート、両末端にカルボキシル基を有するポリ(PEG200)フマレート等の両末端カルボン酸型ポリアルキレングリコール/フマル酸ポリエステル等が挙げられる。この化合物としては、分子量250以上であることが好ましく、さらには250〜5000の範囲であること、特には250〜3000の範囲であることが好ましい。この範囲であると引火点が高く、安全上望ましいばかりでなく、発煙が少なく作業環境上も好ましい。尚、本発明において、かかる化合物は単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。その配合量としては、好適には、ゴム成分100質量部に対して1.0〜4.0質量部の範囲である。配合量が1.0質量部未満であると動的貯蔵弾性率E’の向上効果およびタレの抑制効果が不足し、一方、4.0質量部を超えると耐摩耗性低下の懸念があり、いずれも好ましくない。
上記の他、トレッドゴムには、充填剤としてカーボンブラックを配合することができる。かかるカーボンブラックとしては、特に限定されるものではないが、FEF,SRF,HAF,ISAF,SAFグレードのものなどを用いることができ、中でも特に、ヨウ素吸着量(IA)が60mg/g以上でかつ、ジブチルフタレート(DBP)吸油量が80mL/100g以上のものが好適である。カーボンブラックを配合することで、ゴム組成物の諸物性を改善することができるが、耐摩耗性を向上させる観点からは、HAF,ISAF,SAFグレードのものがより好ましい。カーボンブラックの配合量としては、好適には、ゴム成分100質量部に対して30〜90質量部の範囲である。カーボンブラックの配合量が30質量部未満であると熱入れ性等において加工性に劣ることとなり、一方、90質量部を超えると湿潤路面における操縦安定性のメリットが低下してしまう。
また、トレッドゴムは、軟化剤を含有してもよく、その配合量としては、ゴム成分100質量部に対して0〜30質量部の範囲である。軟化剤の配合量が30質量部を超えると、加硫ゴムの引っ張り強度および低発熱性が悪化する傾向がある。軟化剤としては、プロセスオイル等を用いることができ、かかるプロセスオイルとして、より具体的には、パラフィンオイル、ナフテン系オイル、アロマオイル等が挙げられる。これらの中でも、引っ張り強度および耐摩耗性の観点からは、アロマオイルが好ましく、ヒステリシスロスおよび低温特性の観点からは、ナフテン系オイルおよびパラフィンオイルが好ましい。
トレッドゴムには、一般的なゴム用架橋系を用いることができ、架橋剤と加硫促進剤とを組み合わせて用いることが好ましい。架橋剤としては硫黄等を用いることができ、その使用量としては、ゴム成分100質量部に対し、硫黄分として0.1〜10質量部の範囲が好ましく、1〜5質量部の範囲がより好ましい。架橋剤の配合量が、ゴム成分100質量部に対し硫黄分として0.1質量部未満では、加硫ゴムの破壊強度、耐摩耗性および低発熱性が低下し、一方、10質量部を超えると、ゴム弾性が失われる。また、加硫促進剤としては、特に限定されるものではないが、2−メルカプトベンゾチアゾール(M)、ジベンゾチアジルジスルフィド(DM)、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド(CZ)、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(NS)等のチアゾール系加硫促進剤、ジフェニルグアニジン(DPG)等のグアニジン系加硫促進剤などが挙げられる。加硫促進剤の使用量としては、ゴム成分100質量部に対して0.1〜5質量部の範囲が好ましく、0.2〜3質量部の範囲がより好ましい。これら加硫促進剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
トレッドゴムには、上記の他、例えば、老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤等のゴム業界で通常用いられる添加剤を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合することができる。
本発明においては、上記トレッドゴムおよびベルトに係る条件を満足することにより所期の効果を得ることができるものであり、上記以外の他部材の構造や材質等については特に制限されるものではなく、常法に従い適宜選定することができる。例えば、本発明のタイヤ10のトレッド部11の表面には適宜トレッドパターンが形成されており、また、最内層にはインナーライナーが形成されている(図示せず)。また、タイヤに充填する気体としては、通常の空気または酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
以下、本発明を、実施例を用いてより具体的に説明する。
下記表1〜3に示す条件にて、図1に示す2層のスチールベルトを備える構造の空気入りタイヤを作製した。タイヤサイズは195/65R15とし、第1ベルト層3aと第2ベルト層3bのモノフィラメントコード4の打込み角度は、タイヤ周方向に対して夫々+22°および−22°とした。
下記表1〜3に示す条件にて、図1に示す2層のスチールベルトを備える構造の空気入りタイヤを作製した。タイヤサイズは195/65R15とし、第1ベルト層3aと第2ベルト層3bのモノフィラメントコード4の打込み角度は、タイヤ周方向に対して夫々+22°および−22°とした。
使用したトレッドゴムの配合を、下記表1に示す。また、ベルト間ゴム6の配合ゴムとしては、天然ゴム100重量部、カーボンブラック(N330)50重量部、コバルト塩(ナフテン酸コバルト)1.0重量部、酸化亜鉛10重量部、加硫促進剤(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)製 ノクセラーDZ)1.0重量部、硫黄6.0重量部、ビスマレイミド(N,N’−(4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド))2.0重量部からなるものを用いた。
得られた各供試タイヤにつき、下記に従い評価を行った。その結果を、トレッドゴムのtanδの主分散ピーク温度の測定値とともに、下記の表3中に併せて示す。
(tanδの測定)
レオメトリックス社製の粘弾性測定装置を用いて、周波数15Hz、歪5%の条件で、トレッドゴムの損失正接(tanδ)を測定し、主分散ピーク温度を求めた。
レオメトリックス社製の粘弾性測定装置を用いて、周波数15Hz、歪5%の条件で、トレッドゴムの損失正接(tanδ)を測定し、主分散ピーク温度を求めた。
(脆化性の評価)
脆化性の評価を、JIS K6301−1995(低温衝撃脆化試験)に準拠して行った。
脆化性の評価を、JIS K6301−1995(低温衝撃脆化試験)に準拠して行った。
(操縦安定性)
各供試タイヤを実車に装着して、乾燥状態(ドライ)および湿潤状態(ウェット)のサーキットにおけるドライバーのフィーリング走行により、操縦安定性の評価を行った。結果は、10点満点の評点で示した。数値が大なるほど操縦安定性に優れ、良好である。なお、ドライ操縦安定性については、0.5点の差異は性能上大きく、一般ドライバーにおいて性能差を認識できるレベルである。
各供試タイヤを実車に装着して、乾燥状態(ドライ)および湿潤状態(ウェット)のサーキットにおけるドライバーのフィーリング走行により、操縦安定性の評価を行った。結果は、10点満点の評点で示した。数値が大なるほど操縦安定性に優れ、良好である。なお、ドライ操縦安定性については、0.5点の差異は性能上大きく、一般ドライバーにおいて性能差を認識できるレベルである。
(耐摩耗性)
耐摩耗性の評価を、下記に従い行った。
各供試タイヤを乗用車用車両に装着し、乗員2名相当分の荷重下、市街地および山坂道における50000kmの実車走行テストを行い、走行後のトレッド残溝の深さを測定した。測定は、センター付近の溝にて周上10ヶ所の平均値とし、比較例1を105として指数表示した。数値が大なる程良好である。
耐摩耗性の評価を、下記に従い行った。
各供試タイヤを乗用車用車両に装着し、乗員2名相当分の荷重下、市街地および山坂道における50000kmの実車走行テストを行い、走行後のトレッド残溝の深さを測定した。測定は、センター付近の溝にて周上10ヶ所の平均値とし、比較例1を105として指数表示した。数値が大なる程良好である。
(加工性)
加工性の評価を、下記に従い行った。
シーティングロール上で未加硫ゴムをシーティングの後、10cm×2cm×2mmの型に打ち抜き、24時間の放置後に打ち抜き後からの収縮変化を測定した。収縮量が40%以下の場合を○(良好)、40%を超え60%以下の場合を△、60%を超える場合を×とした。
加工性の評価を、下記に従い行った。
シーティングロール上で未加硫ゴムをシーティングの後、10cm×2cm×2mmの型に打ち抜き、24時間の放置後に打ち抜き後からの収縮変化を測定した。収縮量が40%以下の場合を○(良好)、40%を超え60%以下の場合を△、60%を超える場合を×とした。
*2)式(I)において、R1が−(R4O−COR5−COO−)tR4O−で示される基であり、R4が−(R6O)uR6−(R6がエチレン基、u=3.5)であり、R5が−CH=CH−、t=4の化合物である。
上記表3に示すように、ベルトおよびトレッドゴムとして、本発明に従う所定条件を満足するものを用いた実施例の空気入りタイヤにおいては、高グリップ性能を確保しつつ、耐摩耗性を向上できることが確かめられた。
1 ビードコア
2 カーカス
3 ベルト
3a 第1ベルト層
3b 第2ベルト層
4 モノフィラメントコード
5 ベルトコーティングゴム
6 ベルト間ゴム
11 トレッド部
12 サイドウォール部
13 ビード部
2 カーカス
3 ベルト
3a 第1ベルト層
3b 第2ベルト層
4 モノフィラメントコード
5 ベルトコーティングゴム
6 ベルト間ゴム
11 トレッド部
12 サイドウォール部
13 ビード部
Claims (9)
- 左右一対のビードコア間にわたりトロイド状をなして跨る少なくとも1枚のカーカス層からなるカーカスと、該カーカスのクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設されて接地部を形成するトレッド部と、該トレッド部と前記カーカスのクラウン領域との間に配置されて補強部を形成する、少なくとも2枚のベルト層からなるベルトと、を備える空気入りタイヤにおいて、
前記ベルトの1層目の第1ベルト層と2層目の第2ベルト層がともに、フィラメント径0.18〜0.26mmのモノフィラメントコードが、5〜7本にて引き揃えた束を単位としベルト幅方向に並置されてコーティングゴム中に埋設されてなり、前記第2ベルト層端部における第1ベルト層と第2ベルト層とのモノフィラメントコード間のゴム層のゲージがタイヤ中央部における当該ゲージの1.3〜3.0倍であり、かつ、
前記トレッド部を構成するトレッドゴムのtanδの主分散ピーク温度が、−15℃以上かつ0℃以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記トレッドゴムにおいて、ゴム成分100質量部に対し白色充填剤が20〜110質量部配合されている請求項1記載の空気入りタイヤ。
- 前記トレッドゴムが、下記式(I)、
HOOC−CH=CH−COO−R1−CO−CH=CH−COOH (I)
(式中、R1は、式−R2O−で示される基、式−(R3O)S−で示される基、式−CH2CH(OH)CH2O−で示される基又は式−(R4O−COR5−COO−)tR4O−で示される基である。R2は炭素数2〜36のアルキレン基,アルケニレン基又は2価の芳香族炭化水素基、R3は炭素数2〜4のアルキレン基、sはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す1〜60の数、R4は炭素数2〜18のアルキレン基,アルケニレン基,2価の芳香族炭化水素基又は−(R6O)uR6−(R6は炭素数2〜4のアルキレン基、uはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示す1〜30の数)、R5は炭素数2〜18のアルキレン基,アルケニレン基又は2価の芳香族炭化水素基、tは平均値で1〜30の数である。)で表される構造を有する化合物を含有する請求項1または2記載の空気入りタイヤ。 - 前記モノフィラメントコード束間のベルト幅方向距離が、0.4mmを超え1.2mm未満である請求項1〜3のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
- 前記モノフィラメントコード束の打ち込み数が、18〜32束/50mmである請求項1〜4のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
- 前記第2ベルト端における第1ベルト層と第2ベルト層との間にベルト間ゴムが配設され、該ベルト間ゴムの弾性率が前記コーティングゴムの弾性率の1.02〜2.0倍である請求項1〜5のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
- 前記ベルト間ゴムのtanδ(25℃)が0.20以下である請求項6記載の空気入りタイヤ。
- 前記ベルト間ゴムのtanδ(25℃)が、前記ベルトコーティングゴムのtanδ(25℃)の0.85〜0.98倍である請求項6または7記載の空気入りタイヤ。
- 前記ベルト間ゴムにビスマレイミドがゴム成分100重量部に対し0.5〜3.0重量部配合されている請求項6〜8のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
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