JP2009078808A - タイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】天然ゴム及びジエン系合成ゴムのうち少なくとも一種からなるゴム成分にビスマレイミドを配合したゴム組成物とスチールコードとからなるゴム−スチールコード複合体を用いてなるタイヤであって、前記ゴム組成物は、前記ゴム成分100重量部に対して前記ビスマレイミドを0.1〜5重量部配合してなり、前記スチールコードが、ブラスめっきを施されたスチールフィラメントの1本からなるモノフィラメントスチールコードまたはこれらスチールフィラメントを撚り合わせてなるマルチフィラメントスチールコードであり、前記ブラスめっきの平均厚みが0.13〜0.30μmであることを特徴とするタイヤ。
【選択図】図1
Description
また、前記(c)の硫黄の配合量の増加は、未加硫ゴムの状態で放置した場合、硫黄がブルームし、作業性が著しく低下し、タイヤにできたとしても、ゴムの耐劣化性が低下するため、タイヤの耐久性が低下する場合がある。
そこで、本発明は、ゴム−スチールコード複合体を改良して、耐久性に優れたタイヤを提供することを目的とする。
すなわち、ビスマレイミドは、天然ゴムなどのポリマー間を、硫黄を介さずに、直接架橋するため、ゴムの低発熱性および耐劣化性を損なうことなく、ゴムの硬さを増加させることができると考えられる。また、ビスマレイミド単独でも効果はあるが、トランスポリブタジエンを共に添加すると、ビスマレイミドによって大きくなる加硫戻りを抑制することができ、硬さ、発熱性が更に改良されることもわかった。さらに、ビスマレイミド単独あるいはビスマレイミドとトランスポリブタジエンとの併用でゴムとスチールコードとの接着性が向上することがわかった。
そこで、ビスマレイミド単独あるいはビスマレイミドとトランスポリブタジエンとの併用により、コバルト塩の配合量を減らすことを可能とした。
さらに、このゴム組成物に、本発明の新規なスチールコードを組み合わせることにより、接着性をより改良できることがわかった。
(1)天然ゴム及びジエン系合成ゴムのうち少なくとも一種からなるゴム成分にビスマレイミドを配合したゴム組成物とスチールコードとからなるゴム−スチールコード複合体を用いてなるタイヤであって、前記ゴム成分100重量部に対して前記ビスマレイミドを0.1〜5重量部配合してなることを特徴とする。
(2)前記ゴム組成物にさらにトランスポリブタジエンを、前記ゴム成分100重量部に対して、0.1〜15重量部配合してなることを特徴とする。
(3)前記ゴム成分が天然ゴムを50重量%以上含有してなることを特徴とする。
(4)前記ビスマレイミドが、下記の一般式[化1]で表されるビスマレイミドであることを特徴とする。
(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。)
ここで、「最表層」とは、装置の測定可能な最小単位長さであり、X線光電子分光法で1nm〜2nm程度である。
(7)前記表層領域に含有されるコバルト原子およびニッケル原子の総量が0.5〜5.0アトミック%であることを特徴とする。
(8)前記表層領域で、酸化物に含まれないコバルト原子およびニッケル原子が、前記表層領域に含有されるコバルト原子およびニッケル原子の総量の50アトミック%以上であることを特徴とする。
(9)前記ブラスめっきの平均厚みが0.13〜0.30μmであることを特徴とする。
(10)前記フィラメントの直径が0.40mm以下であることを特徴とする。
本発明のタイヤにはスチールコードと特定のゴム組成物(コーティングゴム)とからなるゴム−スチールコード複合体を配設する。
コーティングゴムのゴム成分は、天然ゴムとジエン系合成ゴムのうち少なくとも1種からなるが、天然ゴムを50重量%以上含有することが好ましい。50重量%未満では、接着特性およびゴム破壊特性の低下を招くことがあるからである。また、ゴム成分の残部をなす合成ゴムとしては、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(X−IIR)、好ましくは、臭素化ブチルゴム(Br−IIR)、パラメチルスチレン基を有するブチルゴム(具体的には、イソブチレンとp−ハロゲン化メチルスチレンとの共重合体等)、エチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)、イソプレンゴム(IR)等が挙げられる。
本発明で好適なビスマレイミドとしては、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]メタン等を例示でき、特に好ましいのは、N,N’−(4,4’−ジフェニルメタン)ビスマレイミドである。ゴム組成物中に、これらを1種以上含むことができる。
なお、ビスマレイミドの一般式中、xまたはyが4以上では、分子量が大きくなり、配合量の割に、目的とする動的貯蔵弾性率の増加効果が得られないため好ましくない。
さて、本発明者は、フィラメントの周面に施したブラスめっきについて、めっき表面からその深さ方向における成分組成と初期接着性との関係を明らかにするため、通常使用しているブラスめっきフィラメントへCoイオン注入を行って、接着促進剤を減量もしくは無添加とした被覆ゴムとの接着性を検討した。すなわち、イオンプランテーションの技術を用いて、イオン注入時間とブラスめっき表面のCo含有量との関係、及び例えば図1に示す注入するCoのイオン化率とCo含有量の深さ方向分布との関係を予め把握して、めっき表層のCo含有量を種々に制御し、初期接着性との関係を調査した。
そこで、表層領域を15nmまでとした。上記のように、接着性の改善に影響を与えるのが、このあたりが主な領域だからである。
上記の知見は、Coの場合に限らず、Niの場合も同様であった。
同様に、スチールコードを製造する際、そのフィラメントの伸線工程において、潤滑剤中に接着促進剤であるCoやNiの金属塩を適量添加し、伸線時の発熱を利用してCoやNiを15nmのめっき内部まで拡散させることも可能である。
また、表層領域に含有されるCoおよびNiは、酸化物として存在するものは、それらの総量の50アトミック%未満であることが好ましい。なぜなら、金属原子と酸素原子との結合は強固であるため、金属酸化物はそれ自体が安定しており、例えば、CoないしCoイオンの金属中での拡散や移動が困難になるためである。その結果としてCoとCuとの交換反応や置換反応が充分に進まなくなり、接着促進剤としての役割を充分に果たせないことがある。
Cuiアトミック %=[fcu Cuin/(fcuCuin+fznZnin+fcoCoin)]×100
Coiアトミック %=[fco Coin/(fcuCuin+fznZnin +fcoCoin)]×100
ただし、fcu, fzn, fco は各元素の感度係数であり、Cuin、Znin、Coinは深さiの位置での各元素のカウント数で単位はcount per secondである。
なお、本発明のタイヤには、空気の他、窒素等の不活性な気体を充填できる。
表1および表2記載の配合の各ゴム組成物(コーティングゴム)およびこれにスチールコードを埋設したゴム−スチールコード複合体を作製し、これらについて、下記の方法でゴム物性および接着力を測定した。
加硫条件[160℃×14分]で加硫したゴム組成物について、東洋精機(株)製、スペクトロメータ(動的粘弾性測定試験機)を用い、初期荷重160g,周波数52Hz、歪1%、測定温度25℃で測定した。比較例1を100として指数表示した。数値が大きい程、E’にあっては加硫ゴムの弾性率が高く良好であることを示し、tanδにあっては低発熱性であり良好であることを示す。
上記と同様の加硫条件[160℃×14分]で加硫したゴム組成物について、劣化前のEBと、劣化条件[100℃×24時間、空気中]に放置して劣化させた後のEBを、JIS K6301−1995(3号試験片)に準じて測定し、次式により、該保持率を求めた。
保持率=100×[劣化後Eb]/[劣化前Eb]
数値が大きい程、耐劣化性が高く良好であることを示す。
上記と同様の加硫条件[160℃×14分]で加硫したゴム組成物について、25℃で3日間放置した後、ゴム表面を目視観察し、硫黄のブルームによって生じる白さの無視できる程に少ないものを[良]、白い部分が多いものを[不良]と判定した。
下記のブラスめっきを施された各スチールコード(1×5構造、素線径0.25mm)を12.5mm間隔で平行に並べ、該スチールコードを両側からゴム組成物でコーティングしてサンプルを作製した。これを、加硫条件[160℃×10分]で加硫し、これについて、ASTM−D−2229に準拠してスチールコードを引き抜き、引き抜かれたコード表面のうち、ゴムで被覆されている表面積の割合を目視で求めた。数値が大きい程、接着力が大きく、良好であることを示す。
トランスポリブタジエン:(合成法)特開平11−158207号公報[0054]による。(つまり、オーブンで乾燥させておいた750mlのガラス製ボトルをブチルライナーと王冠で密封した。このボトルを冷却した後、乾燥ブタジエン/ヘキサンブレンド物(22.3重量%)を223グラム仕込んだ。このモノマー溶液にランタントリス[ビス(2−エチルヘキシル)ホスフェート](0.27ミリモル)を加えた。これに続いてn−BuLi(1.08ミリモル)を加えた。上記ボトルを65℃の水浴に2時間入れた。次に、溶媒を蒸発させることで白色粉末を得た。単離収率は87%であった。)
コバルト塩:ナフテン酸コバルト
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式会社製 ノクセラーDZ)
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
スチールコード[従来品]:従来のブラスめっき(Cu63重量%、Zn37重量%、めっきの厚み少なくとも15nm)を施している。なお、表面のCuは15〜45アトミック%である。
スチールコード[発明品]:本発明の組成のブラスめっきを施している。(Cu63重量%、表層領域のCo0.5〜5.0アトミック%、最表層のCu15〜45アトミック%、めっきの平均厚み0.13〜0.3μm)
老化防止剤: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 ノクラック6C)
Claims (10)
- 天然ゴム及びジエン系合成ゴムのうち少なくとも一種からなるゴム成分にビスマレイミドを配合したゴム組成物とスチールコードとからなるゴム−スチールコード複合体を用いてなるタイヤであって、
前記ゴム組成物は、前記ゴム成分100重量部に対して前記ビスマレイミドを0.1〜5重量部配合してなり、
前記スチールコードが、ブラスめっきを施されたスチールフィラメントの1本からなるモノフィラメントスチールコードまたはこれらスチールフィラメントを撚り合わせてなるマルチフィラメントスチールコードであり、
前記ブラスめっきの平均厚みが0.13〜0.30μmである
ことを特徴とするタイヤ。 - 前記ゴム組成物にさらにトランスポリブタジエンを、前記ゴム成分100重量部に対して、0.1〜15重量部配合してなることを特徴とする請求項1に記載のタイヤ。
- 前記ゴム成分が天然ゴムを50重量%以上含有してなることを特徴とする請求項1または2に記載のタイヤ。
- 前記ビスマレイミドがN,N’−(4,4’−ジフェニルメタン)ビスマレイミドであることを特徴とする請求項4に記載のタイヤ。
- 前記フィラメントの直径が0.40mm以下であることを特徴とする請求項1から5のうちいずれか1項に記載のタイヤ。
- 前記スチールコードが、周面に、最表層の銅濃度が15〜45アトミック%のブラスめっきを施されたスチールフィラメントの表面からフィラメント半径方向内側に15nmの深さまでの表層領域に、コバルト原子およびニッケル原子のうち少なくとも1種を含有してなるブラスめっき付きフィラメントの1本からなるモノフィラメントスチールコードまたはこれらスチールフィラメントを撚り合わせてなるマルチフィラメントスチールコードであることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のタイヤ。
- 前記表層領域に含有されるコバルト原子およびニッケル原子の総量が0.1アトミック%以上かつ前記表層領域の銅原子含有量以下であることを特徴とする請求項7に記載のタイヤ。
- 前記表層領域に含有されるコバルト原子およびニッケル原子の総量が0.5〜5.0アトミック%であることを特徴とする請求項7または8に記載のタイヤ。
- 前記表層領域で、酸化物に含まれないコバルト原子およびニッケル原子が、前記表層領域に含有されるコバルト原子およびニッケル原子の総量の50アトミック%以上であることを特徴とする請求項7から9のいずれか1項に記載のタイヤ。
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