JP2010264949A - 重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ビード部1の少なくともリムとの接触部分にゴムチェーファー8を配設した重荷重用空気入りタイヤにおいて、前記ゴムチェーファーのゴム成分がシンジオタクティック−1,2−構造含有ポリブタジエンゴム10〜30質量部を含むブタジエン系ゴム45〜55質量部と、天然ゴム45〜55質量部とからなり、該ゴム成分100質量部に対してDBP85〜115ml/100g、N2SA50〜100m2/gを有するカーボンブラックを50質量部超過60質量部未満含有するゴム組成物をゴムチェーファー8に用いた重荷重用空気入りタイヤ。
【選択図】図2
Description
しかしながら、このようなゴムチェーファーを配設した重荷重用の空気入りタイヤは、無負荷時から200%荷重の負荷時に至るまでの間にリムフランジと接触する部分に、リム擦れ、クラック等が比較的早期に発生しやすい他、耐候性も比較的低く、それらがタイヤの見映えを損ね、また、耐久性の低下をもたらすという問題があった。
(1) ビード部の少なくともリムとの接触部分にゴムチェーファーを配設した重荷重用空気入りタイヤにおいて、前記ゴムチェーファーのゴム成分がシンジオタクティック−1,2−構造含有ポリブタジエンゴム10〜30質量部を含むブタジエン系ゴム45〜55質量部と、天然ゴム45〜55質量部とからなり、該ゴム成分100質量部に対してジブチルフタレート吸油量(DBP)85〜115ml/100g、窒素吸着比表面積(N2SA)50〜100m2/gを有するカーボンブラックを50質量部超過60質量部未満含有するゴム組成物をゴムチェーファーに用いたことを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
(2) ゴムチェーファーの外面部から内面部へ深さ方向のどの点においても破壊強力が20MPa以上であることを特徴とする上記(1)記載の重荷重用空気入りタイヤ。
(3) ゴムチェーファーの100%伸長時のモジュラスM100が2.5〜5.5MPaであることを特徴とする上記(1)又は(2)記載の重荷重用空気入りタイヤ。
(4) ゴムチェーファーに用いるゴム組成物には、前記ゴム成分100質量部に対して、酸化亜鉛を3〜5質量部含有することを特徴とする上記(1)〜(3)の何れか一つに記載の重荷重用空気入りタイヤ。
(5) 上記(1)〜(4)の何れか一つに記載の重荷重用空気入りタイヤが航空機用ライジアルタイヤであることを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
なお、本発明(後述する実施例等を含む)で規定する「破壊強力」、「100%伸長時のモジュラスM100」は、JIS K 6251:2004に準拠して測定した値である。
本発明の重荷重用空気入りタイヤは、ビード部の少なくともリムとの接触部分にゴムチェーファーを配設した重荷重用空気入りタイヤにおいて、前記ゴムチェーファーのゴム成分がシンジオタクティック−1,2−構造含有ポリブタジエンゴム10〜30質量部を含むブタジエン系ゴム45〜55質量部と、天然ゴム45〜55質量部とからなり、該ゴム成分100質量部に対してジブチルフタレート吸油量(DBP)85〜115ml/100g、窒素吸着比表面積(N2SA)50〜100m2/gを有するカーボンブラックを50質量部超過60質量部未満含有するゴム組成物をゴムチェーファーに用いたことを特徴とするものである。
用いるブタジエン系ゴムとしては、破壊強力、耐クラック性、100%伸長時のモジュラス値適正化の点から、シンジオタクティック−1,2−構造含有ポリブタジエンゴムを10〜30質量部を含有するものであり、ブタジエン系ゴムの含有量はゴム成分中に45〜55質量部となるものである。
用いることができるシンジオタクティック−1,2−構造含有ポリブタジエンゴムは、シンジオタクティック−1,2−構造を有するポリブタジエンゴムであれば、特に限定されず、市販のものを用いることができ、これ以外のブタジエン系ゴムとしては、例えば、ポリブタジエンゴム、高シスポリブタジエンゴムを用いることができる。
また、用いることができる天然ゴムとしては、重荷重用空気入りタイヤに使用されているものを用いることができ、例えば、RSS#1〜#5などを用いることができる。
また、ブタジエン系ゴムの含有量が45質量部未満であると、耐摩耗性が低下することとなり、一方、55質量部を越えると破壊強力が低下することとなり、好ましくない。
更に、天然ゴムの含有量が45質量部未満であると、破壊強力が低下することとなり、一方、55質量部を越えると耐摩耗性が低下することとなり、好ましくない。
なお、本発明で規定する「ジブチルフタレート吸油量(DBP)」、「窒素吸着比表面積(N2SA)」は、ASTM D 1765−01に規定されている。
具体的に用いることができるカーボンブラックとしては、上記DBP、N2SAの各範囲を充足するカーボンブラックであれば、特に限定されず、例えば、N330、N335などの少なくとも1種を用いることができる。
また、窒素吸着比表面積(N2SA)が50m2/g未満となるカーボンブラックでは、耐摩耗性が低下することとなり、一方、100m2/gを超えるカーボンブラックでは、カーボンブラックの分散性が低下し、耐摩耗性が低下することとなり、好ましくない。
このカーボンブラックの含有量が50質量部以下であると、耐摩耗性が低下し、一方、60質量部以上であると、低発熱性が悪化し、好ましくない。
この酸化亜鉛の含有量が3質量部未満では、耐クラック性、破壊強力低下となり、一方、5質量部を越えると、100%伸長時のモジュラスが適正値以下となる。
このゴムチェーファーの外面部から内面部へ深さ方向のどの点においても破壊強力を20MPa以上に設定することにより、本発明の目的の効果を更に発揮せしめることができる。
ゴムチェーファーの外面部から内面部へ深さ方向のどの点においても破壊強力を20MPa以上に設定するためには、上記特性のゴム成分、上記特性のカーボンブラック、酸化亜鉛の各含有量を好適に組み合わせる他、最適な加硫条件を併用することなどにより達成することができる。
なお、上記破壊強力が20MPa未満であると、ゴムチェーファーの耐クラック性が低下することとなる。
このM100が2.5MPa未満であると、ゴムチェーファーの耐摩耗性が低下することがあり、一方、M100が5.5MPaを越えると、耐クラック性が低下することとなる。
このゴムチェーファーの100%伸長時のモジュラスM100を2.5〜5.5MPaの範囲に設定するためには、上述と同様に、上記特性のゴム成分、上記特性のカーボンブラック、酸化亜鉛の各含有量等を好適に組み合わせることなどにより達成することができる。
図1及び図2は、本発明の実施形態の一例を示す重荷重用空気入りタイヤの部分断面図であり、図1は正規リムに組み付けた重荷重用ラジアルタイヤの正規空気圧を充填した状態での無負荷時におけるビード部の部分断面図、図2は正規リムに組み付けた重荷重用ラジアルタイヤの正規空気圧を充填した状態での荷重負荷時(200%荷重時)におけるビード部の部分断面図である。
なお、本発明の主構成となるゴムチェーファー8は、少なくともリムフランジ10及びリムベース11に接する部分(ビードベース部6及びビード背面部7のリムフランジに接する部分)に配設されていればよく、形状は特に限定されない。また、図1及び2においてビードコア4及びカーカス5を示しているが、これらの構成は特に限定されず、適宜選択できる。また、図1において示したビード背面部の内の無負荷時にもリムフランジに接する部分A及びビード背面部の内の無負荷時から正規荷重の200%荷重の負荷時に至る間にリムフランジに接する部分Bの範囲は本発明の一例である。これらの範囲はタイヤの形状等によって変化するかもしれないが、これらの変化は本発明の範囲内である。
特に、無負荷時から200%荷重の負荷時に至るまでの間にリムフランジに接触する部分に2.5MPa以上の圧力を受ける航空機用ラジアルタイヤなどの高速重荷重用空気入りタイヤにおいて、特に有用な重荷重用空気入りタイヤとなるものである。
下記表1及び表2に示す配合のゴムチェーファーに用いるゴム組成物を調製した。
得られた各ゴム組成物について、下記各評価方法により、破壊強力、100%伸長時のモジュラスM100を測定した。
また、得られたゴム組成物を、タイヤとリムとの接触部分から適正空気圧を充填した状態で、無負荷時から200%荷重時に至る間でリムフランジ10に接触する部分(ゴムチェーファー8)に配設して航空機用ラジアルタイヤ(サイズ:50X20.0R22/32PR)を作製した。これらの航空機用ラジアルタイヤは、前記ゴムチェーファー以外は従来の航空機用ラジアルタイヤと同等の構造とした。これらの航空機用ラジアルタイヤを正規リムに組んだ後に、下記方法により、「リム背面部耐久性試験」を実施した。
ゲージ2mmのシートを145℃で30分間加硫し、JIS−3号ダンベルに打ち抜いたサンプルを室温下でJIS K 6251:2004により引っ張り試験を行った場合の破壊強力の値、100%伸長時のモジュラス値を比較例1を100とした指数で指数表示した。なお、比較例1の破壊強力は16.7MPa、M100は2.5MPaであった。指数は値が大きい程、破壊強力、モジュラスが高く、良好であることを示す。
ドラム試験にて、規定荷重の120%の荷重下、64.5km/hの速度でタイヤを走行させ、リムと接触するゴムチェーファーが破壊に至るまでの時間を測定した。試験結果は、ドラム走行時間の累計を従来例1の試験結果を100とした場合の指数で表す。値が大きいほど、耐リムずれ性及びクラック耐久性に優れる。
比較例を見ると、比較例1〜8は、本発明の範囲外となるゴム成分、カーボンブラックを用いた組み合わせであり、比較例1はゴム成分としてシンジオタクティック−1,2−構造含有ポリブタジエンゴムを含むブタジエン系ゴムが40質量部(45質量部未満)、天然ゴムの含有量が60質量部(55質量部超過)であると共に、本発明となる特性を有するカーボンブラックの含有量も40質量部(50質量部未満)となるものであり、比較例2は、シンジオタクティック−1,2−構造含有ポリブタジエンゴムを含有せず、天然ゴムの含有量が40質量部(45質量部未満)であると共に、本発明となる特性を有するカーボンブラックの含有量も70質量部(60質量部超過)となるものであり、比較例3及び4は本発明の範囲外となる特性のカーボンブラック(N550,N234)を用いるものであり、比較例5は本発明となる特性を有するカーボンブラックの含有量が45質量部(50質量部未満)となるものであり、比較例6はゴム成分としてシンジオタクティック−1,2−構造含有ポリブタジエンゴムを含むブタジエン系ゴムが40質量部(45質量部未満)、天然ゴムの含有量が60質量部(55質量部超過)となるものであり、比較例7は、シンジオタクティック−1,2−構造含有ポリブタジエンゴムを含有しないものであり、比較例8は、シンジオタクティック−1,2−構造含有ポリブタジエンゴムを含むブタジエン系ゴムの含有量が60質量部(60質量部以上)、天然ゴムの含有量が40質量部(45質量部未満)となるものであり、これらの場合には、本発明の効果(破壊強力、モジュラスが高く、耐リムずれ性及びクラック耐久性)を発揮できないことが判明した。
2 サイドウォール部
3 正規リム
4 ビードコア
5 カーカス
6 ビードベース部
7 ビード背面部
8 ゴムチェーファー
Claims (5)
- ビード部の少なくともリムとの接触部分にゴムチェーファーを配設した重荷重用空気入りタイヤにおいて、前記ゴムチェーファーのゴム成分がシンジオタクティック−1,2−構造含有ポリブタジエンゴム10〜30質量部を含むブタジエン系ゴム45〜55質量部と、天然ゴム45〜55質量部とからなり、該ゴム成分100質量部に対してジブチルフタレート吸油量(DBP)85〜115ml/100g、窒素吸着比表面積(N2SA)50〜100m2/gを有するカーボンブラックを50質量部超過60質量部未満含有するゴム組成物をゴムチェーファーに用いたことを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
- ゴムチェーファーの外面部から内面部へ深さ方向のどの点においても破壊強力が20MPa以上であることを特徴とする請求項1記載の重荷重用空気入りタイヤ。
- ゴムチェーファーの100%伸長時のモジュラスM100が2.5〜5.5MPaであることを特徴とする請求項1又は2記載の重荷重用空気入りタイヤ。
- ゴムチェーファーに用いるゴム組成物には、前記ゴム成分100質量部に対して、酸化亜鉛を3〜5質量部含有することを特徴とする請求項1〜3の何れか一つに記載の重荷重用空気入りタイヤ。
- 請求項1〜4の何れか一つに記載の重荷重用空気入りタイヤが航空機用ライジアルタイヤであることを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
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