JP2010274741A

JP2010274741A - タイヤ

Info

Publication number: JP2010274741A
Application number: JP2009128093A
Authority: JP
Inventors: Daijiro Nagano; 大二郎永野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-05-27
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2029-05-27
Also published as: JP5307632B2

Abstract

【課題】タイヤの加硫時間を短縮し、タイヤ表面部の過加硫を抑制する。
【解決手段】示差走査型熱量計（ＤＳＣ）によって６０〜２３０℃の温度範囲内で測定された反応熱量が１５Ｊ／ｇ以上であり、反応開始温度が１００℃以上であるゴム組成物から成るゴム部材をショルダ部（９）またはビード部（８）に有することを特徴とするタイヤ（１）である。
【選択図】図１

Description

本発明は、加硫時間を短縮し、耐久性および耐摩耗性を向上したタイヤに関するものである。

通常、タイヤの製法においては、いくつかのゴム部材を重ね合わせてタイヤ形状に形成した生タイヤを、加硫機に装着し、内側をブラダーなどで膨らました後、高内圧、高温下で一定時間加硫する加硫工程を行う。この加硫工程により、ゴムの弾性および強度を得ることができる。その際、加熱方法としては、熱板、熱風等による方法が一般的である。

しかしながら、上記の加熱方法では、タイヤの中心部までの熱伝導に時間がかかるため、中心部を最適な加硫状態に仕上げようとすると、加硫時間が長くなることによってタイヤの表面部が過加硫となり、耐久性や耐摩耗性などの諸性能を損ねてしまうという問題があった。

タイヤ表面部の過加硫を防ぐ手段として、予め生タイヤを予熱することによって加硫時においてタイヤの熱伝導を早くする手法（例えば特許文献１および２）、予熱に誘導加熱を用いる手法（例えば特許文献３および４）、予めタイヤのゴム部材を予備加硫する手法（例えば特許文献５）がある。

しかし、生タイヤを予熱する手法では、生タイヤを予熱するために時間がかかる。また、予熱に誘導加熱を用いる手法では、誘導加熱により金属物が発熱するため、生タイヤ中のスチールコード部分などが局所的に過熱され、スチールコードとゴムとの接着性が低下するおそれがある。また、ゴム中に金属短繊維などの誘電粉を混合する手法では、この誘電粉によってタイヤの破壊特性が低下するおそれがある。さらに、タイヤのゴム部材を予備加硫させる手法では、ゴム部材の予備加硫に時間がかかる。

加えて、いずれの手法においても、生タイヤの予熱またはゴム部材の予備加硫を行うのに特別な装置を要し、タイヤの製造設備および製造方法が複雑化するために、コストがかかってしまう。

特開２００７−０８３４１３号公報特開２００４−０５０４９９号公報特開平１０−１２８７６４号公報特開２００６−２８９９９５号公報特開平０７−２９０４５８号公報

そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、特別な装置を必要とすることなく、加硫時間を短縮してタイヤ表面部の過加硫を防止し、以って耐久性および耐摩耗性を向上したタイヤを提供することにある。

本発明者は、加硫中に発生するゴムの加硫反応の熱を利用して熱伝導を補助することに着眼し、より反応熱量の大きなゴム組成物から成るゴム部材を生タイヤの適切な部分に配置することによって、タイヤ内部を効果的に加熱することが可能であることを知見し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明のタイヤは、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）によって６０〜２３０℃の温度範囲内で測定された反応熱量が１５Ｊ／ｇ以上であり、反応開始温度が１００℃以上であるゴム組成物から成るゴム部材をショルダ部またはビード部に有することを特徴とする。

ここで、本明細書中において「ショルダ部」とは、タイヤのトレッド部およびトレッド部の下層となる部分であって、タイヤの赤道面からトレッド幅の７０％以上タイヤ幅方向外側の部分を言う。また、本明細書中において「ビード部」とは、タイヤの幅方向断面において、スティフナーのタイヤ径方向最外側端よりもタイヤ径方向内側の部分を言う。

尚、トレッド部とは、タイヤを標準リムに装着し、適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力に対応する空気圧を内圧として充填し、最大負荷能力を負荷したときにタイヤが接地する部分を言い、トレッド幅とは、その横幅を言う。

また、上記において、ショルダ部またはビード部に「有する」とは、上記のゴム組成物で構成したゴム部材を、ショルダ部またはビード部の一部または全てに内在させることを含む。

本発明の好適例においては、前記ゴム組成物において、前記反応熱量が２０〜
５００Ｊ／ｇである。

本発明の他の好適例においては、前記ゴム組成物において、前記反応開始温度が１２０℃以上である。

本発明によれば、特別な装置を必要とすることなく、タイヤの加硫時間を短縮することが可能である。また、タイヤ表面部の過加硫が防止されることによってタイヤの耐久性および耐摩耗性の低下が抑制されるため、両性能を両立したタイヤを提供することができる。

本発明に従うタイヤの幅方向断面図である。

以下に、本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に従うタイヤの幅方向断面図である。図示例では、タイヤ１は、一対のビード部８間にトロイダル状に跨るカーカス４を骨格とし、ビード部８のビードコア２からタイヤ径方向に延びるスティフナー３を具え、カーカス４のクラウン部の径方向外側にベルト７およびトレッド１０を配置する。尚、前記ベルト７は、傾斜ベルト層５ａ，５ｂおよび周方向ベルト層６より成る。

本発明のタイヤは、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）によって６０〜２３０℃の温度範囲内で測定された反応熱量が１５Ｊ／ｇ以上であり、反応開始温度が１００℃以上であるゴム組成物から成るゴム部材をショルダ部９またはビード部８に有することを特徴とする。

ここで、ショルダ部９は、タイヤ１のトレッド１０およびトレッド１０の下層となる部分であって、タイヤの赤道面０からトレッド幅ＴＷの７０％以上タイヤ幅方向外側の部分のことを言う。また、ビード部８は、タイヤ１の幅方向断面において、スティフナー３のタイヤ径方向最外側端よりもタイヤ径方向内側の領域のことを言い、当該スティフナー３を含む。

一般的に、上記ショルダ部およびビード部は、タイヤにおいて最もゲージが厚く、通常の方法では、完全な加硫までに最も時間のかかる部分である。そこで、周囲のゴムよりも反応熱量の大きい上記ゴム組成物から成るゴム部材をショルダ部またはビード部に配置することにより、上記ゴム組成物の反応熱を以って該部分の加硫を促進し、タイヤの加硫時間を短縮することが可能である。

また、タイヤの加硫時間を短縮したことにより、タイヤ表面部の過加硫が抑制され、過加硫によるタイヤの性能低下、具体的には耐久性および耐摩耗性の低下の抑制が可能である。

なお、反応熱量が高いほど加硫時間の短縮に効果的であるが、タイヤのゴム部材として要求される弾性率、ヒステリシスロス特性、破壊特性等の特性を考慮すると、２０〜５００Ｊ／ｇの範囲内であることが好ましい。

また、反応開始温度が１００℃未満であると、タイヤ成型に使用するためのゴム部材を加工する工程でゴム組成物が加硫してしまい、好ましくない場合がある。より良好な加工性を確保する観点から、反応開始温度は１２０℃以上であるのが好ましい。

ここで、本発明において、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）による反応熱量および反応開始温度の測定は、以下のようにして行われる。好ましくは、６〜１０ｍｇのゴム組成物のペレットの試料を示差走査型熱量計中に置く。それから試料を３℃／分で加熱し、２００〜２３０℃の最終温度まで到達させる。反応熱量は、典型的には１２０℃〜１７５℃で最大となり、６０℃と２３０℃の温度間に現れる試料の反応ピーク下の面積として記録され、反応熱の尺度としてジュールで測定される。また、反応開始温度は、反応ピークの立ち上がりの温度として測定される。

上記のような反応熱量と反応開始温度を有するゴム組成物を得るには、硫黄の配合量を増量したり、加硫促進剤としてチウラム系化合物を使用することが考えられる。チウラム系化合物としては、テトラキス（２−エチルヘキシル）チラウムジスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド等が挙げられる。

本発明に用いるゴム組成物に用いるゴム成分は特に限定されず、天然ゴムや合成ジエン系ゴムが挙げられる。合成ジエン系ゴムとしては、例えばポリイソプレン合成ゴム（ＩＲ）、シス−１，４−ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられる。これらのゴムは、一種でも二種以上のブレンドでもよい。

また、本発明に用いるゴム組成物には、前記各成分の他に、通常ゴム業界で用いられるカーボンブラック等の無機充填剤、軟化剤、粘着付与剤、老化防止剤、その他の加硫促進剤等の各種配合剤を適宜配合することができる。

また、本発明のタイヤは、常法によってロールなどの開放式混練機やバンバリーミキサーなどの密閉式混練機等の混練り機械を用いて混練りすることによって得られた上記ゴム組成物をタイヤのゴム部材に成形加工後、該ゴム部材をタイヤ内部に配置した生タイヤを形成し、加硫を行うことで得ることができる。

以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。
表１に示す配合処方のゴム組成物を混練して得、下記の方法によって反応熱量および反応開始温度を測定した。また、図１に示す構造に従って、上記ゴム組成物をショルダ部（ベースゴム）またはビード部（スティフナー）に用いたサイズ１１Ｒ２２．５のトラック・バス用ラジアルタイヤを試作し、試作タイヤを作製する際に要した加硫時間、試作タイヤのドラム耐久性および耐摩耗性を下記の方法によって評価した。評価結果を表１に示す。

（１）反応熱量および反応開始温度
セイコーインスツル株式会社製示差走査熱量計を用いて、各ゴム組成物の試料
１０ｍｇを３℃／分で加熱し、温度６０〜２３０℃における反応熱量および反応開始温度を測定した。

（２）加硫時間
試作タイヤを加硫した際の加硫最遅延部の加硫度の変化を測定し、その加硫最遅延部の加硫度を比較例に合わせて加硫時間を求めて、比較例の加硫時間を１００として指数表示した。指数値が低いほど加硫時間が短く、好ましいことを示す。

（３）ドラム耐久性
リム組みした試作タイヤに正規内圧を充填して荷重６０００ｋｇｆを負荷したドラム上走行試験において、ビード部故障（プライ端またはワイヤチェーファー端のセパレーション）等によって走行不能になるまでの走行距離を測定した。結果は、比較例１の測定結果を１００として指数表示した。指数値が高いほどドラム耐久性に優れていることを示す。

（４）耐摩耗性
試験タイヤを積載重量１０ｔのトラックに装着し、２５ｋｍ走行後、溝深さの平均値から摩耗１ｍｍ当たりの走行距離を算出した。結果は、比較例１の走行距離を１００として指数表示した。指数値が大きいほど耐摩耗性に優れていることを示す。

＊１天然ゴムＲＳＳ＃３.
＊２Ｎ３３０.
＊３Ｎ，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.
＊４Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
＊５テトラキス（２−エチルヘキシル）チウラムジスルフィド，大内新興化学工業株式会社製.
＊６６Ｃ，Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン.

表１に示すように、ＤＳＣで測定された反応熱量および反応開始温度が本発明で規定する範囲内であるゴム組成物から成るゴム部材をショルダ部またはビード部に配置した実施例１および２は、比較例１および２に対比して加硫時間を短縮していることがわかる。また、実施例１および２は、ドラム耐久性につき、比較例タイヤ１および２に対し同等または優れた結果を示しており、耐摩耗性につき、比較例タイヤ１および２に対し優れた結果を示している。

以上の結果から、本発明により、タイヤ内部の加硫反応を促進させ、加硫時間を短縮し、タイヤの耐久性および耐摩耗性に優れたタイヤを提供することができたと言える。

０タイヤの赤道面
１タイヤ
２ビードコア
３スティフナー
４カーカス
５ａ傾斜ベルト層
５ｂ傾斜ベルト層
６周方向ベルト層
７ベルト
８ビード部
９ショルダ部
１０トレッド

Claims

示差走査型熱量計（ＤＳＣ）によって６０〜２３０℃の温度範囲内で測定された反応熱量が１５Ｊ／ｇ以上であり、反応開始温度が１００℃以上であるゴム組成物から成るゴム部材をショルダ部またはビード部に有することを特徴とするタイヤ。
前記ゴム組成物において、前記反応熱量が２０〜５００Ｊ／ｇである請求項１記載のタイヤ。
前記ゴム組成物において、前記反応開始温度が１２０℃以上である請求項１記載のタイヤ。