JP2013189058A - Pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気入りタイヤに関し、より詳細には、例としてスタッドレスタイヤやスノータイヤなどの冬用タイヤ（ウインタータイヤ）として好適な空気入りタイヤに関するものである。 The present invention relates to a pneumatic tire, and more particularly to a pneumatic tire suitable as a winter tire (winter tire) such as a studless tire or a snow tire.
氷雪路面は一般路面に比べて著しく摩擦係数が低下し滑りやすくなる。そのため、スタッドレスタイヤ等の冬用タイヤのトレッドに用いられるゴム組成物においては、氷上性能を向上するために様々な手法が提案されている。例えば、下記特許文献１には、種子の殻又は果実の核を粉砕してなる植物性粒状体をトレッドゴムに配合することにより、引っ掻き効果によって氷上摩擦性能を向上させることが開示されている。 The snowy and snowy road surface is significantly slippery and slippery compared to the general road surface. Therefore, various methods have been proposed for improving performance on ice in rubber compositions used for treads of winter tires such as studless tires. For example, Patent Document 1 below discloses that the friction performance on ice is improved by a scratching effect by blending a vegetable granule formed by pulverizing a seed shell or a fruit core into a tread rubber.
しかしながら、このような植物性粒状体をトレッドゴムに配合した場合、トレッド表面における植物性粒状体の出現率が低く、そのため、タイヤ装着初期の氷上制動性能が低下するという問題があることがわかった。 However, it has been found that when such plant granules are blended with the tread rubber, the appearance rate of the plant granules on the tread surface is low, so that there is a problem that the braking performance on ice at the initial stage of tire mounting is lowered. .
ところで、下記特許文献２には、軟化剤を多量に配合して硬度を下げた表面ゴム層をトレッド表面に設けることにより、初期の氷上制動性能の低下を抑制することが開示されている。下記特許文献３にも、トレッドゴム本体よりも低硬度の表面層を設けて、使用初期の氷雪路面での制動性能を向上することが開示されている。しかしながら、これらの文献は、トレッド表面に低硬度の表面ゴム層を設けて、その柔らかさにより低温性能を向上したり、該表面ゴム層が早期に摩耗することによる離型剤の除去を図ったりするものであり、上記植物性粒状体を配合した場合の問題点を解消するものではない。
By the way, the following
一方、下記特許文献４には、走行初期より安定した氷上性能を得るために、トレッド部に平均発泡率の異なるゴム層を設け、路面と接する表面ゴム層の平均発泡率を最も高くすることが開示されている。この文献では、発泡ゴムをトレッドに用いた場合、トレッドの表面部分と内部では発泡率に分布がありトレッド表面に近いほど発泡率が低く、初期性能に寄与できないため、表面ゴム層の発泡率を高く設定している。これは、発泡ゴムの場合、タイヤ加硫成形時に表面部分と内部とで温度差や熱履歴により発泡状態が異なることによるものと考えられるが、上記植物性粒状体はこのような温度差や熱履歴により状態が変化するものではないので、初期氷上性能が低下する際の状況が全く異なる。
On the other hand, in
下記特許文献５には、非金属の短繊維をトレッド厚さ方向に配向させる際に、接地面となるトレッド表面を凹凸のある粗面に形成することで、使用初期の氷上性能を向上することが開示されている。この文献では、該粗面によりトレッド表面のゴム流れを制御して、短繊維がタイヤ周方向や軸方向に倒れ込むのを防止するものであり、別途表面ゴム層を設けることでゴム流れを防止するものではない。
In
本発明は、植物性粒状体が配合されたトレッドゴムを持つ空気入りタイヤにおいて、タイヤ装着初期の氷上制動性能を向上させることを目的とする。 An object of the present invention is to improve the braking performance on ice at the initial stage of wearing a tire in a pneumatic tire having a tread rubber mixed with a vegetable granule.
本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド表面に設けられた厚さが０．３〜１．０ｍｍの表面ゴム層と、該表面ゴム層の内側に隣接する植物性粒状体が配合された内部ゴム層と、をトレッド部に備えてなり、前記表面ゴム層は、ゴム成分１００質量部に対して植物性粒状体が３〜２０質量部配合され、かつ前記内部ゴム層よりもゴム成分に対する植物性粒状体の配合量が多いゴム組成物からなるものである。 A pneumatic tire according to the present invention is an internal rubber in which a surface rubber layer having a thickness of 0.3 to 1.0 mm provided on a tread surface and a vegetable granule adjacent to the inside of the surface rubber layer are blended. And the surface rubber layer contains 3 to 20 parts by weight of plant granules with respect to 100 parts by weight of the rubber component, and the plant property with respect to the rubber component rather than the inner rubber layer. It consists of a rubber composition with a large amount of granular material.
本発明に係る空気入りタイヤであると、内部ゴム層よりも植物性粒状体を多く配合した表面ゴム層を設けたことにより、トレッド表面における植物性粒状体の出現率を高め、初期の氷上制動性能を向上することができる。 In the pneumatic tire according to the present invention, by providing a surface rubber layer containing more plant granules than the internal rubber layer, the appearance rate of plant granules on the tread surface is increased, and initial braking on ice is performed. The performance can be improved.
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
図１は、一実施形態に係る乗用車用空気入りタイヤのトレッド部の半断面図である。このタイヤは、図示を省略したが、左右一対のビード部及びサイドウォール部と、左右のサイドウォール部の径方向外方端部同士を連結するように両サイドウォール部間に設けられたトレッド部（１）とを備えて構成されており、一対のビード部間にまたがって延びるカーカス（２）を備える。カーカス（２）は、トレッド部（１）からサイドウォール部をへて、ビード部に埋設された環状のビードコアにて両端部が係止された少なくとも１枚のカーカスプライからなり、上記各部を補強する。トレッド部（１）におけるカーカス（２）の外周側には、２層以上のゴム被覆スチールコード層からなるベルト（３）が設けられており、カーカス（２）の外周でトレッド部（１）を補強する。トレッド部（１）において、ベルト（３）のタイヤ半径方向外側にはトレッドゴム（４）が設けられている。 FIG. 1 is a half sectional view of a tread portion of a pneumatic tire for a passenger car according to an embodiment. Although not shown in the drawings, this tire is a tread portion provided between the sidewall portions so as to connect the pair of left and right bead portions and sidewall portions and the radially outer ends of the left and right sidewall portions. (1) and a carcass (2) extending between the pair of bead portions. The carcass (2) is composed of at least one carcass ply having both ends locked by an annular bead core embedded in the bead portion through the sidewall portion from the tread portion (1), and reinforces each of the above portions. To do. A belt (3) composed of two or more rubber-coated steel cord layers is provided on the outer periphery side of the carcass (2) in the tread portion (1), and the tread portion (1) is disposed on the outer periphery of the carcass (2). Reinforce. In the tread portion (1), a tread rubber (4) is provided on the outer side in the tire radial direction of the belt (3).
トレッド部（１）の表面には、タイヤ周方向に延びる複数の縦溝（５）と、該縦溝（５）に交差する複数の横溝（不図示）が設けられており、これら縦溝と横溝により区分された複数のブロック（６）を備える。 The surface of the tread portion (1) is provided with a plurality of vertical grooves (5) extending in the tire circumferential direction and a plurality of horizontal grooves (not shown) intersecting the vertical grooves (5). A plurality of blocks (6) divided by lateral grooves are provided.
トレッドゴム（４）は、トレッド表面に設けられた表面ゴム層（７）と、その内側に隣接する内部ゴム層（８）とからなる。すなわち、内部ゴム層（８）がトレッドゴム（４）の本体ゴム部をなし、路面と接するその表面に薄膜の表面ゴム層（７）が被覆形成されている。表面ゴム層（７）は、トレッド表面の全体に設けられており、図１，２に示すように、溝の壁面にも設けられている。 The tread rubber (4) is composed of a surface rubber layer (7) provided on the tread surface and an internal rubber layer (8) adjacent to the inside thereof. That is, the inner rubber layer (8) constitutes the main rubber part of the tread rubber (4), and a thin surface rubber layer (7) is formed on the surface in contact with the road surface. The surface rubber layer (7) is provided on the entire tread surface, and is also provided on the wall surface of the groove as shown in FIGS.
なお、この実施形態では、トレッド本体ゴム部としての内部ゴム層（８）を１層構造としたが、上層のキャップゴム層と下層のベースゴム層とからなるキャップ・ベース構造を採用してもよく、その場合、キャップゴム層の表面に表面ゴム層（７）が形成される。 In this embodiment, the inner rubber layer (8) as the tread body rubber portion has a single layer structure, but a cap / base structure comprising an upper cap rubber layer and a lower base rubber layer may be adopted. In that case, the surface rubber layer (7) is formed on the surface of the cap rubber layer.
表面ゴム層（７）の厚さ（Ｔ）は、図２に示すように、接地部において０．３〜１．０ｍｍである。表面ゴム層（７）の厚さ（Ｔ）が０．３ｍｍ未満では、初期の氷上制動性能を向上する効果に劣る。逆に、１．０ｍｍを超えると、表面ゴム層が厚くなりすぎて、トレッド表面でのゴム流れを防止する効果が不十分となり、また耐摩耗性能が損なわれるおそれがある。表面ゴム層（７）の厚さ（Ｔ）は、より好ましくは０．４〜０．８ｍｍである。なお、表面ゴム層（７）は、溝の壁面部分では、通常、加硫成形時に引き伸ばされるので、上記範囲よりも薄いものであってもよい。 As shown in FIG. 2, the thickness (T) of the surface rubber layer (7) is 0.3 to 1.0 mm at the ground contact portion. When the thickness (T) of the surface rubber layer (7) is less than 0.3 mm, the effect of improving the initial braking performance on ice is inferior. On the other hand, if the thickness exceeds 1.0 mm, the surface rubber layer becomes too thick, and the effect of preventing the rubber flow on the tread surface becomes insufficient, and the wear resistance may be impaired. The thickness (T) of the surface rubber layer (7) is more preferably 0.4 to 0.8 mm. In addition, since the surface rubber layer (7) is usually stretched at the wall surface portion of the groove during vulcanization molding, the surface rubber layer (7) may be thinner than the above range.
表面ゴム層（７）と内部ゴム層（８）には、植物性粒状体が配合される。なお、植物性粒状体は、図２において点で示している（図３において同じ）。植物性粒状体は、種子の殻又は果実の核を粉砕してなるものであり、例えば、胡桃（クルミ）、椿等の種子の殻、または桃、梅等の果実の核を公知の方法で粉砕してなる破砕粒状体が挙げられる。これらの粒状体は、モース硬度が２〜５程度であり、氷よりも硬いので、氷上路面に対する引っ掻き効果により、氷上路面での滑り防止作用を発揮するものである。 A vegetable granule is mix | blended with a surface rubber layer (7) and an internal rubber layer (8). In addition, the vegetable granular material is shown with the point in FIG. 2 (same in FIG. 3). The plant granular material is obtained by pulverizing seed shells or fruit nuclei. For example, seed husks such as walnuts and strawberries, or fruit nuclei such as peaches and plums, are known in a known manner. A pulverized granule formed by pulverization is mentioned. Since these granular materials have a Mohs hardness of about 2 to 5 and are harder than ice, they exhibit an anti-slip action on the road surface on ice due to a scratching effect on the road surface on ice.
該植物性粒状体は、ゴムとのなじみを良くして脱落を防ぐために、ゴム接着性改良剤の樹脂液で表面処理されたものでもよい。ゴム接着性改良剤としては、例えば、レゾルシン・ホルマリン樹脂初期縮合物と天然ゴムラテックスやジエン系合成ゴムラテックスとの混合物を主成分とするもの（ＲＦＬ液）が挙げられる。 The plant-like granular material may be surface-treated with a resin solution of a rubber adhesion improving agent in order to improve the compatibility with rubber and prevent dropping. As the rubber adhesion improver, for example, an agent (RFL solution) mainly composed of a mixture of resorcin / formalin resin initial condensate and natural rubber latex or diene synthetic rubber latex is used.
植物性粒状体の平均粒径は、特に限定されないが、引っ掻き効果を発揮するとともにトレッドからの脱落を防止するため、１００〜６００μｍであることが好ましく、より好ましくは１５０〜５００μｍであり、更に好ましくは２００〜４００μｍである。平均粒径は、レーザ回折・散乱法により測定される値であり、下記実施例では、光源として赤色半導体レーザ（波長６８０ｎｍ）を用いる島津製作所製のレーザ回折式粒度分布測定装置「ＳＡＬＤ−２２００」により測定される粒度分布（体積基準）の平均値を平均粒径としている。 The average particle size of the plant granule is not particularly limited, but is preferably 100 to 600 μm, more preferably 150 to 500 μm, and still more preferably in order to exert a scratching effect and prevent dropping from the tread. Is 200 to 400 μm. The average particle diameter is a value measured by a laser diffraction / scattering method. In the following examples, a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus “SALD-2200” manufactured by Shimadzu Corporation using a red semiconductor laser (wavelength 680 nm) as a light source is used. The average value of the particle size distribution (volume basis) measured by is used as the average particle size.
内部ゴム層（８）を形成するゴム組成物において、植物性粒状体の配合量は、氷上制動性能を向上しながら、耐摩耗性能の低下を抑えるために、ゴム成分１００質量部に対して０．５〜１５質量部であることが好ましく、より好ましくは１〜１０質量部であり、更に好ましくは２〜５質量部である。 In the rubber composition forming the internal rubber layer (8), the blending amount of the plant granules is 0 with respect to 100 parts by mass of the rubber component in order to suppress the decrease in wear resistance while improving the braking performance on ice. It is preferable that it is 5-15 mass parts, More preferably, it is 1-10 mass parts, More preferably, it is 2-5 mass parts.
上記ゴム成分としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）などの各種ジエン系ゴムが挙げられる。これらジエン系ゴムは、いずれか１種単独で、又は２種以上ブレンドして用いることができる。ゴム成分として、好ましくは、天然ゴムと他のジエン系ゴムとのブレンドを用いることであり、特に好ましくは、天然ゴム（ＮＲ）とブタジエンゴム（ＢＲ）とのブレンドゴムを用いることである。その場合、ＢＲの比率が少なすぎるとゴム組成物の低温特性が得難くなり、逆に多くなりすぎると加工性の悪化や耐引き裂き抵抗性が低下する傾向になるので、ＮＲ／ＢＲの比率は、質量比で３０／７０〜８０／２０、更には４０／６０〜７０／３０程度であることが好ましい。 Examples of the rubber component include various diene rubbers such as natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), and styrene butadiene rubber (SBR). These diene rubbers can be used alone or in a blend of two or more. As the rubber component, it is preferable to use a blend of natural rubber and another diene rubber, and it is particularly preferable to use a blend rubber of natural rubber (NR) and butadiene rubber (BR). In that case, if the ratio of BR is too small, it is difficult to obtain low temperature characteristics of the rubber composition. Conversely, if the ratio is too large, the processability tends to deteriorate and the tear resistance tends to decrease, so the ratio of NR / BR is The mass ratio is preferably about 30/70 to 80/20, more preferably about 40/60 to 70/30.
内部ゴム層（８）のためのゴム組成物には、植物の多孔質性炭化物の粉砕物を配合してもよい。かかる多孔質性炭化物粉砕物は、その優れた吸着性能によって氷上路面に発生する水膜を吸水、除水し、路面とトレッドゴムの間の滑りの原因となる水膜を効果的に除去することができるので、植物性粒状体による引っ掻き効果との相乗効果により、氷上性能を一層向上させることができる。 The rubber composition for the inner rubber layer (8) may be blended with a pulverized product of plant porous carbide. Such a porous carbide pulverized product absorbs and removes a water film generated on the road surface on ice due to its excellent adsorption performance, and effectively removes a water film that causes slippage between the road surface and the tread rubber. Therefore, the on-ice performance can be further improved by a synergistic effect with the scratching effect of the plant granules.
多孔質性炭化物粉砕物は、木、竹などの植物を材料として炭化して得られる炭素を主成分とする固体生成物からなる多孔質性物質を粉砕してなるものであり、中でも竹炭の粉砕物（竹炭粉砕物）が好適である。竹炭の原料となる竹材としては、孟宗竹、苦竹、淡竹、紋竹などの各種の竹のほか、千鳥笹、仙台笹などの笹も含まれる。竹炭粉砕物は、窯を用いて竹材を蒸し焼きにして炭化して得られた竹炭を、公知の粉砕機（例えば、ボールミル）を用いて粉末状に粉砕することにより得ることができる。 A porous carbide pulverized product is obtained by pulverizing a porous substance composed of a solid product mainly composed of carbon obtained by carbonizing a plant such as wood or bamboo, and in particular, pulverizing bamboo charcoal. A thing (bamboo charcoal ground material) is suitable. Bamboo materials that are used as raw materials for bamboo charcoal include various kinds of bamboo such as 孟 mune bamboo, maitake, pale bamboo, and crested bamboo, as well as bamboo such as chidori and Sendai. The bamboo charcoal pulverized product can be obtained by crushing bamboo charcoal obtained by steaming and baking bamboo material using a kiln into powder using a known crusher (for example, a ball mill).
多孔質性炭化物粉砕物の平均粒径は、特に限定されないが、１０〜５００μｍであることが好ましく、より好ましくは５０〜３００μｍであり、更に好ましくは５０〜２００μｍである。多孔質性炭化物粉砕物を配合する場合、その配合量は、ゴム成分１００質量部に対して、０．５〜１５質量部であることが好ましく、より好ましくは１〜１０質量部であり、更に好ましくは２〜５質量部である。 The average particle size of the porous carbide pulverized product is not particularly limited, but is preferably 10 to 500 μm, more preferably 50 to 300 μm, and still more preferably 50 to 200 μm. When the porous carbide pulverized product is blended, the blending amount is preferably 0.5 to 15 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Preferably it is 2-5 mass parts.
内部ゴム層（８）のためのゴム組成物には、更に、通常のゴム工業で使用されているカーボンブラックやシリカなどの充填剤、プロセスオイル、亜鉛華、ステアリン酸、軟化剤、可塑剤、ワックス、老化防止剤（アミン−ケトン系、芳香族第２アミン系、フェノール系、イミダゾール系等）、加硫剤、加硫促進剤（グアニジン系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チウラム系等）などの配合薬品類を通常の範囲内で適宜配合することができる。 The rubber composition for the inner rubber layer (8) further includes fillers such as carbon black and silica used in normal rubber industry, process oil, zinc white, stearic acid, softener, plasticizer, Wax, anti-aging agent (amine-ketone, aromatic secondary amine, phenol, imidazole, etc.), vulcanizing agent, vulcanization accelerator (guanidine, thiazole, sulfenamide, thiuram, etc.) The compounding chemicals such as can be appropriately blended within the normal range.
ここで、カーボンブラックとしては、スタッドレスタイヤのトレッド部に用いる場合、ゴム組成物の低温性能、耐摩耗性能やゴムの補強性などの観点から、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）（ＪＩＳ Ｋ６２１７−２）が７０〜１５０ｍ２／ｇであり、かつＤＢＰ吸油量（ＪＩＳ Ｋ６２１７−４）が１００〜１５０ｍｌ／１００ｇであるものが好ましく用いられる。具体的にはＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦ級のカーボンブラックが例示され、配合量としてはゴム成分１００質量部に対して１０〜８０質量部程度の範囲で使用されることが好ましく、より好ましくは１５〜５０質量部である。 Here, as carbon black, when used in a tread portion of a studless tire, nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) (JIS K6217- 2) is 70 to 150 m 2 / g, and DBP oil absorption (JIS K6217-4) is preferably 100 to 150 ml / 100 g. Specifically, SAF, ISAF, HAF grade carbon black is exemplified, and the blending amount is preferably used in the range of about 10 to 80 parts by mass, more preferably 15 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. 50 parts by mass.
また、シリカを用いる場合は、湿式シリカ、乾式シリカ或いは表面処理シリカなどが使用され、配合量はゴムのｔａｎδのバランスや補強性の観点からゴム成分１００質量部に対して１０〜５０質量部が好ましく、より好ましくは１５〜５０質量部である。また、シリカを配合する場合、スルフィドシラン、メルカプトシランなどのシランカップリング剤を併用することが好ましく、その配合量はシリカ配合量に対して２〜２０質量％であることが好ましい。 When silica is used, wet silica, dry silica, surface-treated silica or the like is used, and the blending amount is 10 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component from the viewpoint of the balance of tan δ of the rubber and reinforcing properties. Preferably, it is 15-50 mass parts. Moreover, when mix | blending a silica, it is preferable to use together silane coupling agents, such as sulfide silane and a mercaptosilane, and it is preferable that the compounding quantity is 2-20 mass% with respect to a silica compounding quantity.
また、加硫剤としては、硫黄、硫黄含有化合物等が挙げられ、特に限定するものではないが、その配合量は上記ゴム成分１００質量部に対して０．１〜１０質量部であることが好ましく、より好ましくは０．５〜５質量部である。また、加硫促進剤の配合量としては、上記ゴム成分１００質量部に対して０．１〜７質量部であることが好ましく、より好ましくは０．５〜５質量部である。 Further, examples of the vulcanizing agent include sulfur and sulfur-containing compounds, and are not particularly limited. However, the amount of the vulcanizing agent is 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Preferably, it is 0.5-5 mass parts. Moreover, as a compounding quantity of a vulcanization accelerator, it is preferable that it is 0.1-7 mass parts with respect to 100 mass parts of said rubber components, More preferably, it is 0.5-5 mass parts.
表面ゴム層（７）を形成するゴム組成物において、植物性粒状体の配合量は、内部ゴム層（８）よりもゴム成分に対する配合量が多く設定される。このように植物性粒状体を内部ゴム層（８）よりも多く配合した表面ゴム層（７）を設けることで、初期の氷上制動性能を向上することができる。両者の差は、ゴム成分１００質量部に対する配合量で、２質量部以上であることが好ましく、より好ましくは３〜１５質量部である。 In the rubber composition forming the surface rubber layer (7), the blending amount of the plant granules is set to be larger than that of the internal rubber layer (8). Thus, by providing the surface rubber layer (7) in which the plant granular material is blended more than the internal rubber layer (8), the initial braking performance on ice can be improved. The difference between the two is preferably 2 parts by mass or more, more preferably 3 to 15 parts by mass, based on 100 parts by mass of the rubber component.
また、表面ゴム層（７）のためのゴム組成物における植物性粒状体の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して３〜２０質量部の範囲内で設定することができ、より好ましくは５〜１５質量部である。この配合量が２０質量部を超えると、耐摩耗性能が損なわれるおそれがある。 Moreover, the compounding quantity of the vegetable granule in the rubber composition for the surface rubber layer (7) can be set within a range of 3 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, and more preferably. 5 to 15 parts by mass. When this compounding quantity exceeds 20 mass parts, there exists a possibility that abrasion resistance performance may be impaired.
表面ゴム層（７）のためのゴム組成物は、植物性粒状体の配合量以外については、内部ゴム層（８）のためのゴム組成物と同一配合であることが好ましく、それにより両者の親和性を高めることができる。従って、表面ゴム層（７）のためのゴム組成物において、ゴム成分としては、上述した内部ゴム層（８）のためのゴム成分と同様のものを用いることができ、また、多孔質性炭化物粉砕物についても、カーボンブラック及びシリカについても、更には、プロセスオイル、亜鉛華、ステアリン酸、軟化剤、可塑剤、ワックス、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤などの配合薬品類についても、内部ゴム層（８）のためのゴム組成物において述べたものと同じものを用いることができる。なお、表面ゴム層と内部ゴム層のためのゴム組成物は、植物性粒状体の配合量以外についても、異なる配合とすることもできる。 The rubber composition for the surface rubber layer (7) is preferably the same as the rubber composition for the internal rubber layer (8) except for the blending amount of the plant granules, whereby both Affinity can be increased. Therefore, in the rubber composition for the surface rubber layer (7), the rubber component similar to the rubber component for the inner rubber layer (8) described above can be used, and the porous carbide is used. For pulverized products, carbon black and silica, and for compounding chemicals such as process oil, zinc white, stearic acid, softener, plasticizer, wax, anti-aging agent, vulcanizing agent, vulcanization accelerator, etc. Also, the same materials as described in the rubber composition for the inner rubber layer (8) can be used. In addition, the rubber composition for the surface rubber layer and the internal rubber layer can be blended differently other than the blending amount of the plant granules.
上記の表面ゴム層（７）及び内部ゴム層（８）のためのゴム組成物は、通常のバンバリーミキサーやニーダー、ロール等の混合機を用いて、常法に従い混練し作製することができる。すなわち、第一混合段階で、ゴム成分に対し、植物性粒状体とともに、加硫剤及び加硫促進剤を除く他の添加剤を添加混合し、次いで、得られた混合物に、最終混合段階で加硫剤及び加硫促進剤を添加混合することにより作成することができる。 The rubber composition for the surface rubber layer (7) and the internal rubber layer (8) can be prepared by kneading according to a conventional method using a mixer such as a normal Banbury mixer, a kneader, or a roll. That is, in the first mixing stage, other additives excluding the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator are added to the rubber component together with the plant granules, and then the resultant mixture is added to the final mixing stage. It can be prepared by adding and mixing a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator.
本実施形態に係る空気入りタイヤを製造するに際しては、未加硫の内部ゴム層の表面に未加硫の表面ゴム層のシートを配して、表面ゴム層を持つ未加硫タイヤを成形した上で、該未加硫タイヤを、常法に従い、例えば１４０〜１８０℃で、モールド内で加硫成形すればよい。これにより、表面ゴム層（７）は、内部ゴム層（８）とともに、タイヤ加硫成形時にモールド内で加硫成形される。 When manufacturing the pneumatic tire according to the present embodiment, an unvulcanized tire having a surface rubber layer was formed by arranging a sheet of an unvulcanized surface rubber layer on the surface of an unvulcanized internal rubber layer. The unvulcanized tire may be vulcanized and molded in a mold at, for example, 140 to 180 ° C. according to a conventional method. Thereby, the surface rubber layer (7) is vulcanized and molded in the mold together with the internal rubber layer (8) during tire vulcanization molding.
本実施形態に係る空気入りタイヤであると、内部ゴム層（８）よりも植物性粒状体を多く配合した表面ゴム層（７）を設けたことにより、トレッド表面における植物性粒状体の出現率を高めることができる。 In the pneumatic tire according to the present embodiment, by providing the surface rubber layer (7) containing more plant granules than the internal rubber layer (8), the appearance rate of plant granules on the tread surface is provided. Can be increased.
その理由について詳細に説明する。図３は、薄膜の表面ゴム層を設けていない場合のタイヤ加硫成形時におけるトレッド表面部を拡大して示す断面図である。図３（ａ）に示すように、タイヤ加硫成形時には、未加硫のトレッドゴム（１０）の表面にモールド（１２）が押し付けられる。その際、トレッドゴム表面は平坦であり、これに、図３（ｂ）に示すように溝を成形するための凸条（１１）が押し付けられる。すると、凸条（１１）が押し込まれた部分において、トレッドゴム（１０）はその両側に押し出され、凹状の溝形状に成形される。このとき、植物性粒状体を配合したゴム組成物からなるトレッドゴム（１０）において、植物性粒状体は比較的動きにくいのに対し、ゴム成分などは動きやすく、そのため、図３（ｂ）において矢印で示すように、ゴム成分が表面に沿って移動し、いわゆるゴム流れが生じる。かかるゴム流れにより、トレッド表面での植物性粒状体の出現率が低下してしまう。 The reason will be described in detail. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a tread surface portion at the time of tire vulcanization molding when a thin-film surface rubber layer is not provided. As shown in FIG. 3A, at the time of tire vulcanization molding, the mold (12) is pressed against the surface of the unvulcanized tread rubber (10). At that time, the surface of the tread rubber is flat, and a ridge (11) for forming a groove is pressed against the tread rubber surface as shown in FIG. Then, the tread rubber (10) is pushed out on both sides in the portion where the ridge (11) is pushed, and is formed into a concave groove shape. At this time, in the tread rubber (10) comprising the rubber composition containing the plant granules, the plant granules are relatively difficult to move, whereas the rubber component and the like are easy to move. Therefore, in FIG. As indicated by the arrows, the rubber component moves along the surface, producing a so-called rubber flow. Due to such rubber flow, the appearance rate of plant granules on the tread surface is reduced.
これに対し、本実施形態では、上記のようにトレッドゴム（４）の本体ゴム部を構成する内部ゴム層（８）の表面に薄膜の表面ゴム層（７）を設けている。かかる表面ゴム層（７）は厚さ（Ｔ）が０．３〜１．０ｍｍと薄いため、ゴム成分の移動が制限されて、ゴム流れの影響を低減することができる。すなわち、表面ゴム層（７）は、加硫成形後には内部ゴム層（８）と強固に接合一体化されるものであるが、異なるゴム組成物を積層してなるものであり、界面が存在するため、該界面を超えてのゴム流れは生じにくく、表面ゴム層（７）のゴム成分は、当該表面ゴム層（７）の内部で移動しようとする。しかしながら、表面ゴム層（７）は上記のように薄膜であるため、ゴム成分は移動しにくく、よってゴム流れを抑えることができ、ゴム流れに起因する植物性粒状体の出現率の低下を抑えることができる。しかも、表面ゴム層（７）は内部ゴム層（８）よりも植物性粒状体を多く配合しているので、トレッド表面での植物性粒状体の出現率をより高めることができる。このようにトレッド表面における植物性粒状体の出現率を高めることができるので、本実施形態によれば、走行初期から氷上制動性能を向上させることができる。 On the other hand, in the present embodiment, as described above, a thin surface rubber layer (7) is provided on the surface of the internal rubber layer (8) constituting the main rubber portion of the tread rubber (4). Since the surface rubber layer (7) has a thin thickness (T) of 0.3 to 1.0 mm, the movement of the rubber component is limited, and the influence of the rubber flow can be reduced. That is, the surface rubber layer (7) is firmly joined and integrated with the inner rubber layer (8) after vulcanization molding, but is formed by laminating different rubber compositions and has an interface. Therefore, the rubber flow beyond the interface hardly occurs, and the rubber component of the surface rubber layer (7) tends to move inside the surface rubber layer (7). However, since the surface rubber layer (7) is a thin film as described above, it is difficult for the rubber component to move, so that the rubber flow can be suppressed, and the decrease in the appearance rate of the plant granules due to the rubber flow is suppressed. be able to. Moreover, since the surface rubber layer (7) contains more plant granules than the internal rubber layer (8), the appearance rate of plant granules on the tread surface can be further increased. Thus, since the appearance rate of the plant granular material on the tread surface can be increased, according to the present embodiment, the braking performance on ice can be improved from the beginning of traveling.
なお、表面ゴム層（７）は比較的早期に摩耗して内部ゴム層（８）が露出するが、内部ゴム層（８）にも植物性粒状体が配合されているので、内部ゴム層（８）による氷上制動性能を発揮することができる。そのため、本実施形態によれば、タイヤ装着初期だけでなく、ある程度摩耗した段階でも氷上制動性能を発揮することができる。 The surface rubber layer (7) is worn relatively early and the internal rubber layer (8) is exposed, but the internal rubber layer (8) is also mixed with plant granules, so the internal rubber layer ( The braking performance on ice according to 8) can be exhibited. Therefore, according to the present embodiment, the braking performance on ice can be exhibited not only at the initial stage of tire mounting but also at a stage where it is worn to some extent.
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
［ゴム組成物の調製］
バンバリーミキサーを使用し、下記表１に示す配合（質量部）に従い、まず、第一混合段階で、硫黄と加硫促進剤を除く成分を添加混合し、次いで、得られた混合物に、最終混合段階で硫黄と加硫促進剤を添加混合して、ゴム組成物Ａ〜Ｆを調製した。表１中の各成分の詳細は以下の通りである。
[Preparation of rubber composition]
Using a Banbury mixer, according to the composition (parts by mass) shown in Table 1 below, first, in the first mixing stage, components other than sulfur and vulcanization accelerator are added and mixed, and then the resulting mixture is finally mixed. Rubber compositions A to F were prepared by adding and mixing sulfur and a vulcanization accelerator in stages. The details of each component in Table 1 are as follows.
・天然ゴム：ＲＳＳ＃３
・ブタジエンゴム：ＪＳＲ（株）製「ＢＲ０１」(ハイシスＢＲ，シス１，４結合含量９５％)
・カーボンブラック：東海カーボン（株）製「シーストＫＨ（Ｎ３３９）」（Ｎ２ＳＡ＝９３ｍ２／ｇ、ＤＢＰ＝１１９ｍｌ／１００ｇ）
・シリカ：東ソー・シリカ株式会社製「ニップシールＡＱ」
・シランカップリング剤：デグサ社製「Ｓｉ７５」
・パラフィンオイル：ＪＯＭＯサンエナジー（株）製「プロセスＰ２００」
・植物性粒状体：胡桃殻粉砕物（日本ウォルナット製「ソフトグリットＦ１８０」（平均粒径１２５μｍ以下））
・竹炭粉末：孟宗竹の竹炭（宮崎土晃（株）製「１号炭」）をハンマーミルで粉砕し、得られた粉砕物をＪＩＳ Ｚ８８０１記載の標準ふるいにより分級した平均粒径５０μｍの竹炭粉末
・ステアリン酸：花王（株）製「ルナックＳ−２０」
・亜鉛華：三井金属鉱業（株）製「亜鉛華１種」
・老化防止剤：住友化学工業（株）製「アンチゲン６Ｃ」
・ワックス：日本精蝋株式会社製「ＯＺＯＡＣＥ０３５５」
・加硫促進剤：住友化学工業（株）製「ソクシノールＣＺ」
・硫黄：鶴見化学工業（株）製「粉末硫黄」
・ Natural rubber:
・ Butadiene rubber: “BR01” manufactured by JSR Corporation (high cis BR, cis 1,4 bond content 95%)
Carbon black: “Seast KH (N339)” manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. (N 2 SA = 93 m 2 / g, DBP = 119 ml / 100 g)
・ Silica: “Nip Seal AQ” manufactured by Tosoh Silica Co., Ltd.
Silane coupling agent: “Si75” manufactured by Degussa
Paraffin oil: “Process P200” manufactured by JOMO Sun Energy Co., Ltd.
・ Plant granules: Walnut shell pulverized product ("Soft Grit F180" manufactured by Japan Walnut (average particle size of 125 μm or less))
・ Bamboo charcoal powder: Bamboo charcoal powder with an average particle size of 50 μm obtained by crushing bamboo charcoal from Somune bamboo (“No. 1 charcoal” manufactured by Miyazaki Tsuchiku Co., Ltd.) with a hammer mill and classifying the resulting pulverized product with a standard sieve described in JIS Z8801・ Stearic acid: “Lunac S-20” manufactured by Kao Corporation
・ Zinc flower: “Zinc flower 1” manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
Anti-aging agent: “Antigen 6C” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
・ Wax: Nippon Seiwa Co., Ltd. “OZOACE0355”
・ Vulcanization accelerator: “Soxinol CZ” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
・ Sulfur: “Powder sulfur” manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.
［タイヤの作製及び評価］
得られた各ゴム組成物Ａ〜Ｆを、下記表２に記載の通りに、表面ゴム層（７）及び内部ゴム層（８）を構成するゴム組成物として用いて、通常のタイヤ製造条件に従って、加硫成形することにより、タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５のスタッドレスタイヤを作製した。内部ゴム層（８）は、キャップ・ベース構造を持つトレッドゴムのキャップゴム層とし、実施例及び比較例の各タイヤにおいて、内部ゴム層（８）と表面ゴム層（７）のトータル厚みを５ｍｍに統一した。なお、比較例１及び４は、表面ゴム層（７）として、内部ゴム層（８）と同じゴム組成物からなるシートを用いた例である。比較例７及び８は、表面ゴム層（７）を設けず、トレッドゴムのキャップゴム層を内部ゴム層のみで形成した例である。
[Production and evaluation of tires]
The obtained rubber compositions A to F were used as rubber compositions constituting the surface rubber layer (7) and the internal rubber layer (8) as described in Table 2 below, and according to normal tire production conditions. By vulcanization molding, a studless tire having a tire size of 195 / 65R15 was produced. The inner rubber layer (8) is a tread rubber cap rubber layer having a cap-base structure, and the total thickness of the inner rubber layer (8) and the surface rubber layer (7) is 5 mm in each tire of the examples and comparative examples. Unified. In Comparative Examples 1 and 4, a sheet made of the same rubber composition as the inner rubber layer (8) was used as the surface rubber layer (7). In Comparative Examples 7 and 8, the surface rubber layer (7) was not provided, and the tread rubber cap rubber layer was formed only of the internal rubber layer.
作製した各スタッドレスタイヤについて、トレッド表面の植物性粒状体の出現率を測定するとともに、初期氷上制動性能と耐摩耗性能を評価した（使用リムは１５×５．５ＪＪ）。各測定・評価方法は以下の通りである。 About each produced studless tire, while the appearance rate of the plant granular material on the tread surface was measured, initial braking performance on ice and abrasion resistance performance were evaluated (use rim is 15x5.5JJ). Each measurement / evaluation method is as follows.
・植物性粒状体の出現率：キーエンス(株)製レーザー顕微鏡ＶＫ８５１０を用いてゴム表面を観察し、縦横５００μmの範囲で植物性粒状体が占める面積割合を出現率として測定した。 Appearance rate of plant granules: The rubber surface was observed using a laser microscope VK8510 manufactured by Keyence Co., Ltd., and the area ratio of the plant granules in the range of 500 μm in length and width was measured as the appearance rate.
・初期氷上制動性能：各タイヤ４本を排気量２０００ｃｃの四輪駆動式乗用車に装着し、新品のまま、氷盤路−３±３℃にて、速度４０ｋｍ／ｈ走行からＡＢＳを作動させ制動距離を測定した。１０回の測定の平均値を氷上制動性能の評価とし、制動距離の逆数を、比較例１を１００とする指数表示で示した。数値の大きいものほど制動距離が短く良好である。 -Initial ice braking performance: Four tires are mounted on a four-wheel drive passenger car with a displacement of 2000 cc, and the brakes are applied by operating the ABS from a speed of 40 km / h on an ice board road at -3 ± 3 ° C. The distance was measured. The average value of 10 measurements was used as an evaluation of braking performance on ice, and the reciprocal of the braking distance was shown by an index display with Comparative Example 1 being 100. The larger the value, the shorter the braking distance and the better.
・耐摩耗性能：各タイヤ４本を排気量２０００ｃｃの四輪駆動式乗用車に装着し、一般乾燥路面において２，５００ｋｍ毎に左右輪のローテーションを行い、１万ｋｍ走行後の４本のトレッド残溝深さの平均値を、比較例１を１００とする指数表示で示した。数値の大きいものほど耐摩耗性能が良好である。 ・ Abrasion resistance performance: Four tires are mounted on a four-wheel drive passenger car with a displacement of 2000 cc, and the left and right wheels are rotated every 2,500 km on a general dry road surface, leaving four treads after 10,000 km. The average value of the groove depth is shown by index notation with Comparative Example 1 as 100. The higher the value, the better the wear resistance.
表２に示すように、表面ゴム層を設けていない比較例７，８に対し、表面ゴム層を設けた比較例１では、初期氷上制動性能に改善効果が認められたが、植物性粒状体の配合量が内部ゴム層と表面ゴム層と同量であったため、その効果は不十分であった。 As shown in Table 2, in Comparative Example 1 in which the surface rubber layer was provided in comparison examples 7 and 8 in which the surface rubber layer was not provided, an improvement effect was observed in the initial on-ice braking performance. Since the blending amount was the same as that of the inner rubber layer and the surface rubber layer, the effect was insufficient.
これに対し、植物性粒状体を内部ゴム層よりも多く配合した表面ゴム層を配した実施例１〜４であると、トレッド表面における植物性粒状体の出現率が高く、そのため、走行初期から氷上制動性能に優れていた。また、耐摩耗性能の大幅な悪化を伴うものではなかった。 On the other hand, when it is Examples 1-4 which arranged the surface rubber layer which blended more plant granules than the internal rubber layer, the appearance rate of the plant granules in the tread surface is high, and therefore from the beginning of running. Excellent braking performance on ice. In addition, the wear resistance performance was not significantly deteriorated.
一方、比較例２では、表面ゴム層における植物性粒状体の配合量が少なすぎたため、表面ゴム層を設けているのにもかかわらず、初期の氷上制動性能の向上効果はみられなかった。逆に、比較例３では、表面ゴム層における植物性粒状体の配合量が多すぎたため、耐摩耗性能が大幅に悪化した。比較例４では、内部ゴム層への植物性粒状体の配合量が多すぎたため、耐摩耗性能に劣るものであった。比較例５では、表面ゴム層が薄すぎたため、氷上制動性能の向上効果が不十分であった。比較例６では、表面ゴム層が厚すぎたため、加硫成形時に表面ゴム層でゴム流れが生じて、トレッド表面における植物性粒状体の出現率が低く、初期制動性能の向上効果が得られなかった。 On the other hand, in Comparative Example 2, since the amount of the plant granules in the surface rubber layer was too small, the effect of improving the braking performance on ice at the initial stage was not observed despite the provision of the surface rubber layer. On the contrary, in Comparative Example 3, the wear resistance was greatly deteriorated because the amount of the plant granules in the surface rubber layer was too large. In Comparative Example 4, since the amount of the plant granules in the internal rubber layer was too large, the wear resistance was inferior. In Comparative Example 5, since the surface rubber layer was too thin, the effect of improving braking performance on ice was insufficient. In Comparative Example 6, since the surface rubber layer was too thick, a rubber flow occurred in the surface rubber layer during vulcanization molding, and the appearance rate of plant granules on the tread surface was low, and the effect of improving the initial braking performance was not obtained. It was.
１…トレッド部、２…カーカス、３…ベルト、４…トレッドゴム、５…溝、６…ブロック、７…表面ゴム層、８…内部ゴム層、Ｔ…表面ゴム層の厚み DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tread part, 2 ... Carcass, 3 ... Belt, 4 ... Tread rubber, 5 ... Groove, 6 ... Block, 7 ... Surface rubber layer, 8 ... Internal rubber layer, T ... Thickness of surface rubber layer
Claims (2)
前記表面ゴム層は、ゴム成分１００質量部に対して植物性粒状体が３〜２０質量部配合され、かつ前記内部ゴム層よりもゴム成分に対する植物性粒状体の配合量が多いゴム組成物からなる
ことを特徴とする空気入りタイヤ。 Provided in the tread portion is a surface rubber layer having a thickness of 0.3 to 1.0 mm provided on the tread surface, and an internal rubber layer in which vegetable granules adjacent to the inside of the surface rubber layer are blended. Become
The surface rubber layer is composed of a rubber composition in which 3 to 20 parts by mass of plant granules are blended with respect to 100 parts by mass of the rubber component, and the amount of plant granules to rubber components is larger than that of the internal rubber layer. A pneumatic tire characterized by
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