JP2013049418A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カーカス10の外側に沿って、ブレーカー9部の両端からビード部に至る導電性ゴム4、該導電性ゴムと接触して配置されるアンダートレッド5、該アンダートレッドと接触しトレッドの表面に露出するようにトレッド部7に埋設される通電ゴム6、前記導電性ゴムの下端と接しリムフランジに接する領域に配置されるビード部ゴムを備え、前記通電ゴムは、トレッド部の中央部でタイヤ周方向に延びるように形成されており、導電性ゴム、アンダートレッドおよび通電ゴムの窒素吸着比表面積が600m2/g以上のカーボンブラックがゴム成分100質量部に対して5質量部以上配合され、窒素吸着比表面積が70m2/g以上で250m2/g以下のシリカがゴム成分100質量部に対して、10〜55質量部配合されており、いずれも体積固有抵抗値は1×108Ω・cm未満である。
【選択図】図1
Description
本発明の空気入りタイヤの構造は、たとえば図1のタイヤ断面の右半分を示す。タイヤ1は、トレッド部を構成するトレッドゴム7と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部を構成するサイドウォールゴム8と、各サイドウォール部の内方端に位置するクリンチ部を構成するクリンチゴム3およびリム上部に位置するチェーファー部9を構成するチェーファーゴム2とを備える。また両側のビード部間にはカーカス10が架け渡されるとともに、このカーカス10のタイヤ半径方向外側にブレーカー部を構成するブレーカーゴムが配される。該カーカス10は、カーカスコードを配列する1枚以上のカーカスプライから形成され、このカーカスプライは、トレッド部からサイドウォール部を経て、ビードコア13と、該ビードコア13の上端からサイドウォール方向に延びるビードエーペックス11との廻りをタイヤ軸方向の内側から外側に折返されて係止される。ブレーカー部9は、ブレーカーコードを配列した2枚以上のブレーカープライからなり、各ブレーカーコードがブレーカープライ間で交差するよう向きを違えて重置している。本発明の空気入りタイヤにおいては、トレッド部とブレーカー部との間にアンダートレッド5が設けられる。該アンダートレッド5と接触領域を有して、カーカス10に隣接して、少なくともブレーカー部の両端部からクリンチゴム3に接する位置に亘る導電性ゴム4が配置される。そして前記アンダートレッド5に接し一部が接地面に露出するようにトレッドゴム7中に通電ゴム6が配置され、該通電ゴム6は前記アンダートレッド5、導電性ゴム4、およびクリンチゴム3と電気的に接続する構造となっている。
タイヤを構成するトレッドゴム、ブレーカーゴム、サイドウォールゴムの体積固有抵抗は、いずれも1×108Ω・cm以上に設定される。従来、ゴム補強剤としてカーボンブラックが用いられていたが、これをシリカに置き換えることで転がり抵抗を軽減できる。さらにシリカは石油由来の材料でないことから石油由来の材料であるカーボンに比べ環境問題の観点からも好適に採用される。しかしシリカを用いる場合、体積固有抵抗が大きくなる傾向にある。本発明ではシリカ配合を基本とすることでタイヤの転がり抵抗の軽減及びゴムの加工性等の基本特性を維持し、一方ではゴム組成物の体積固有抵抗が1×108Ω・cm以上の高い電気抵抗の問題点を改善するものである。
本発明におけるアンダートレッド5は、上記導電性ゴム4と上記通電ゴム6とに接して設けられる、体積固有抵抗が1×108Ω・cm未満に設定されたゴムからなる。前記体積抵抗値が1×108Ω・cm未満であればタイヤの導電性の向上効果が所望の程度得られる。また、該体積固有抵抗は、上記導電性ゴムと同様に設定することができ、好ましくは1×107Ω・cm以下であり、より好ましくは1×106Ω・cm以下であり、また、1×103Ω・cm以上とすることが好ましく、1×104Ω・cm以上に設定することがより好ましい。
の混練時の加工性を維持するため、1500m2/g以下とすることが好ましい。該窒素吸着比表面積は、650m2/g以上がより好ましく、また、1300m2/g以下、がより好ましい。ここでカーボンブラックは、ケッチェンブラックが好適に採用される。
本発明における導電性ゴム4は、カーカス10の外側に隣接して、少なくともブレーカー部の両端からサイドウォール部をとおりビード部に亘るように構成され、下端は導電性のクリンチゴム3と電気的に接続した構成となっている。そして導電性ゴムの体積固有抵抗は1×108Ω・cm未満に設定されている。導電性ゴム4の体積固有値が1×108Ω・cm未満であればタイヤの導電性の向上効果が得られる。導電性ゴム4の体積固有抵抗は、好ましくは1×107Ω・cm以下であり、1×106Ω・cm以下に設定されることがより好ましい。導電性成分を多量に配合されたゴム組成物を採用すると電気抵抗が小さくなるが、一方ではタイヤがリムに接する領域における電気化学反応が促進されリムが錆び易くなる。これを回避するためには、該導電性ゴムの体積固有抵抗は1×103Ω・cm以上であること、さらに1×104Ω・cm以上に設定されることが好ましい。導電性ゴムはカーカスの外側に隣接して配置されるが、その一部はカーカスとブレーカーの間に配置され、タイヤ周方向に連続もしくは不連続に形成されても良い。
本発明において、通電ゴムはトレッド部に埋設されその一部はタイヤ接地面に露出し、他の一部は導電性ゴムと連結しており空気入りタイヤの走行時に発生した静電気を接地面に効果的に放出する。図1において電通ゴム6は、トレッド部7の中央部に1箇所埋設された構造として示されているが、複数個の通電ゴムを埋設することもできる。そしてタイヤ幅方向の通電ゴムの幅Wは、例えば、0.2mm〜10mm、好ましくは0.9mm〜1.5mmである。この幅が0.2mm未満の場合は通電効果は少なく、一方、10mmを越えるとトレッド部における通電ゴムの接地領域が相対的に増加し、接地特性を損なうことになる。また、通電ゴムはタイヤ周方向に連続層として形成することが好ましいが、タイヤ周方向に断続的に形成することもできる。
本発明でビード部ゴムはクリンチゴム、チェーファーおよびゴムチェファーを含む概念である。タイヤが走行する際にビード部ゴムを介してリムから駆動力が伝達されるが、この際にリムとビード部ゴムとの摩擦で静電気が発生しやすい。係る静電気は前記導電性ゴムを通って接地面に有効に放出される必要がある。図1においてクリンチゴム3、チェーファー2は、前記導電性ゴム4と電気的に接続している。
本発明においてカーカス10は、カーカスコードを配列する1枚以上のカーカスプライから構成される。該カーカスプライは、カーカスコードを平行に引き揃えてゴム中に埋設した構成である。上記カーカスコードを構成する繊維材料としては、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、アラミドなどを例示することができ、これらは単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。なかでも、天然資源材料であることからレーヨンを用いることが好ましく、カーカスコードを構成する繊維材料に対してレーヨンを90質量%以上配合することが好ましい。
本発明の空気入りタイヤにおけるアンダートレッド、導電性ゴム、通電ゴム、クリンチゴム、およびトレッドゴム、ブレーカーゴム、サイドウォールゴムおよびプライゴムは、たとえば以下のゴム組成物から構成される。
表1に示す配合成分のうち硫黄および加硫促進剤を除いた成分を、密閉式バンバリーミキサーを用いて150℃で4分間混練した後、硫黄および加硫促進剤を加えて95℃で2分間さらに練り込み、従来法により押出し工程、カレンダー工程を経て導電性ゴム、アンダートレッドおよび電通ゴム組成物C〜Eを調製した。
表2〜表5に示す配合成分のうち硫黄および加硫促進剤を除いた成分を、密閉式バンバリーミキサーを用いて140℃で4分間混練した後、硫黄および加硫促進剤を加えて95℃で2分間さらに練り込み、従来法により押出し工程、カレンダー工程を経てトレッドゴム組成物Fを調製した。
注1:天然ゴムは、タイ製の商品名「TSR20」である。
注2:SBR1500はJSR社製のスチレンーブタジエンゴムである。
注3:N220は、昭和キャボット社製のカーボンブラックである(窒素吸着比表面積:111m2/g、DBP吸油量:115ml/100g)。
注4:N330は、三菱化学社製のカーボンブラックである(窒素吸着比表面積:79m2/g、DBP吸油量:105ml/100g)。
注5:シリカVN3は、デグサ社製の商品名「VN3」である。窒素吸着比表面積は175m2/g)である。
注6:シランカップリング剤は、デグサ社製の商品名「Si69」である。
注7:アロマチックオイルは、出光興産社製の商品名「ダイアナプロセスPS32」である。
注8:ワックスは、大内新興化学社製の商品名「サンノックN」である。
注9:老化防止剤は、住友化学社製の商品名「アンチゲン6C」である。
注10:ステアリン酸は、日本油脂社製の商品名「ステアリン酸 椿」である。
注11:亜鉛華は、三井金属鉱業社製の酸化亜鉛である。
注12:硫黄は、軽井沢製錬社製の商品名「粉末硫黄」である。
注13:加硫促進剤1は、大内新興化学社製の商品名「ノクセラーNS−P」である。
注14:不溶性硫黄は、四国化成社製の商品名「ミュークロンOT20」である。
表1〜表5のゴム配合で調整したゴム組成物を表6に示す組合せでそれぞれ用い、トレッド部、サイドウォール部、ブレーカーゴム、クリンチゴム、アンダートレッド、導電性ゴム及び通電ゴムに適用し、常法にて加硫成形し、図1に示す構造を有するサイズ195/65R15の空気入りタイヤを作製した。
カーカスプライ
コード角度:タイヤ周方向に90度
コード材料:ポリエステル 1500デニール(1670dtex/2)
ブレーカー
コード角度:タイヤ周方向に24度×24度
コード材料:スチール
なお、アンダートレッドの厚みは0.8mmであり、導電性ゴムの厚みは1mmであり、通電ゴムの幅は1.5mmでタイヤ周方向に連続した構造のものを採用した。
表1〜表5のゴム組成物を用いて厚さ2mm、15cm×15cmの試験片を作成し、ADVANTEST社製の電気抵抗測定R8340Aを用いて電圧500V、気温25℃、湿度50%の条件で測定した。その結果を表1〜表5に示す。値が大きいほどゴム組成物の体積固有抵抗は高い。
上記で作製した空気入りタイヤを正規リムに装着し、規定内圧2.0MPaを充填して、STL社製の転がり抵抗試験機を用い、速度80km/h、荷重4.7kNで転がり抵抗を測定した。転がり抵抗の測定値を荷重で除した転がり抵抗係数(RRC)につき、実施例1、2、比較例1、2の転がり抵抗を、下記の式、
(転がり抵抗)=(比較例1の転がり抵抗係数)/(実施例1、2比較例2のそれぞれの転がり抵抗係数)×100により比較例1を100として表示した。値が大きいほど転がり抵抗が小さく性能が良好である。結果を表6に示す。
上記で作製した空気入りタイヤを正規リムに装着し、規定内圧2.0MPaを充填して、荷重4.7kNで鉄板にトレッド部を接地させ、印加電圧100Vにおいてタイヤリム部と鉄板との間の電気抵抗値を測定した。結果を表6に示す。
Claims (6)
- トレッド部と、サイドウォール部と、ビード部と、前記トレッド部から前記サイドウォール部を経て前記ビード部に至るカーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側にブレーカー部を備えた空気入りタイヤであって、
前記トレッド部、前記ブレーカー部および前記サイドウォール部にそれぞれ形成されるトレッドゴム、ブレーカーゴムおよびサイドウォールゴムの体積固有抵抗は、いずれも1×108Ω・cm以上であり、
前記空気入りタイヤは、前記カーカスの外側に沿って、少なくとも前記ブレーカー部の両端からビード部に至る導電性ゴム、該導電性ゴムと接触領域を有してブレーカー部上側を被覆するように配置されるアンダートレッド、該アンダートレッドと接触し一部がトレッドの表面に露出するようにトレッド部に埋設される通電ゴム、前記導電性ゴムの下端と接しビード部のリムフランジに接する領域に配置されるビード部ゴムを備え、
前記通電ゴムは、トレッド部の中央部で、幅が0.2〜10mmでタイヤ周方向に延びるように形成されており、
前記アンダートレッドの厚みは、0.2mm以上で3.0mm以下であり、該アンダートレッドと前記導電性ゴムはタイヤ周方向に帯状に5mm以上の幅で接触している部分があり、
前記導電性ゴム、前記アンダートレッドおよび前記通電ゴムの窒素吸着比表面積が600m2/g以上のカーボンブラックがゴム成分100質量部に対して5質量部以上配合され、窒素吸着比表面積が70m2/g以上で250m2/g以下のシリカがゴム成分100質量部に対して、10〜55質量部配合されており、いずれも体積固有抵抗値は1×108Ω・cm未満である、
前記空気入りタイヤ。 - 前記カーボンブラックはケッチェンブラックである請求項1記載の空気入りタイヤ。
- 前記ビード部ゴムの体積固有抵抗値は1×108Ω・cm未満である請求項1に記載の
空気入りタイヤ。 - 導電性ゴムは厚さが0.2〜2mmの範囲である請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記通電ゴムはタイヤ周方向に連続して形成される請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 一方のビード部は、他方のビード部と導電性ゴムおよびアンダートレッドを介して電気的に接続している請求項1に記載の空気入りタイヤ。
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