JP2014118117A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ブレーカーコードをゴム組成物で被覆されてなるブレーカーと、これに隣接する、ゴム成分100質量%中のイソプレン系ゴムの配合量が35〜100質量%、ゴム成分100質量部に対する架橋剤由来の純硫黄成分配合量が2.1〜6.0質量部であるゴム組成物からなるブレーカークッションとを有する空気入りタイヤであって、ブレーカークッション用ゴム組成物は、単独で、170℃、12分間の加硫条件で加硫することにより得られた加硫ゴムの破断時伸びが350%以上であり、ブレーカークッション用ゴム組成物と、ブレーカーコード被覆用ゴム組成物との架橋剤由来の純硫黄成分配合量が、下記式を満たす。0.00<(前記ブレーカーコード被覆用ゴム組成物の前記架橋剤由来の純硫黄成分配合量)−(前記ブレーカークッション用ゴム組成物の前記架橋剤由来の純硫黄成分配合量)<3.99
【選択図】図1
Description
そして、特にブレーカークッションに使用されるブレーカークッション用ゴム組成物の硫黄の移行に着目し、ブレーカークッション用ゴム組成物と、ブレーカークッションの隣接部材(ブレーカー、ジョイントレスバンド、アンダートレッド等)に使用されるゴム組成物(ブレーカーコード被覆用ゴム組成物、バンドコード被覆用ゴム組成物、アンダートレッド用ゴム組成物等)の架橋剤由来の純硫黄成分の配合量が特定の関係式を満たすことにより、作製した空気入りタイヤの耐久性が非常に優れていることを見出した。更に、部材特有の期待性能に合わせて硫黄量を定めて、本発明を完成した。
0.00<(上記ブレーカーコード被覆用ゴム組成物の上記架橋剤由来の純硫黄成分配合量)−(上記ブレーカークッション用ゴム組成物の上記架橋剤由来の純硫黄成分配合量)<3.99
−3.2<(上記バンドコード被覆、アンダートレッド用ゴム組成物の上記架橋剤由来の純硫黄成分配合量)−(上記ブレーカークッション用ゴム組成物の上記架橋剤由来の純硫黄成分配合量)<3.0
なお、本明細書において、ブレーカークッション、ブレーカー、ジョイントレスバンド、アンダートレッドをそれぞれ、クッション、brk、JLB、U/Tとも記載する。
シランカップリング剤としては、ゴム工業において、従来からシリカと併用される硫黄(スルフィド結合)を含む化合物などが挙げられ、例えば、スルフィド系、メルカプト系、ビニル系、アミノ系、グリシドキシ系、ニトロ系、クロロ系シランカップリング剤などが挙げられる。具体的には、Evonik社製のSi69、Si75などが市販されている。
0.00<(上記ブレーカーコード被覆用ゴム組成物の上記架橋剤由来の純硫黄成分配合量)−(上記ブレーカークッション用ゴム組成物の上記架橋剤由来の純硫黄成分配合量)<3.99
なお、本発明において、架橋剤由来の純硫黄成分配合量とは、配合(添加)した全架橋剤中に含まれる全硫黄分の合計量を意味する。
上記関係式の上限は、3.75が好ましく、3.50がより好ましい。
なお、−3.2以下の場合、ジョイントレスバンド、アンダートレッドが酸化劣化しやすくなり、破断時伸びが低下しやすくなることにより、ジョイントレスバンドやアンダートレッドの破壊が生じやすくなる傾向があり、タイヤの耐久性が低下する傾向がある。また、3.0以上の場合、ブレーカークッションへ硫黄が移行しやすくなり、ブレーカークッションが硬化し、酸化劣化後の破断時伸びや耐亀裂成長性が低下し、結果として、タイヤの耐久性が低下する傾向がある。
−3.2<(上記バンドコード被覆、アンダートレッド用ゴム組成物の上記架橋剤由来の純硫黄成分配合量)−(上記ブレーカークッション用ゴム組成物の上記架橋剤由来の純硫黄成分配合量)<3.0
上記関係式の上限は、2.9が好ましい。
ブレーカークッション用ゴム組成物において、架橋剤由来の純硫黄成分合計配合量は、ゴム成分100質量部に対して2.1〜6.0質量部である。2.1質量部未満では、ブレーカークッションへ硫黄が移行しやすくなり、ブレーカークッションが硬化し、酸化劣化後の破断時伸びや耐亀裂成長性が低下し、結果として、タイヤの耐久性が低下する。6.0質量部を超えると、ブレーカークッション用ゴム自体の高硫黄量に起因してブレーカークッションが硬化し、上述のように、タイヤの耐久性が低下してしまう。該純硫黄成分合計配合量は、好ましくは2.2〜5.6質量部、より好ましくは2.3〜5.0質量部である。
また、SPB含有BRとしても、従来公知のものを使用できる。
なお、本明細書において、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、JIS K 6217−2:2001によって求められる。
ブレーカーコード被覆用ゴム組成物において、架橋剤由来の純硫黄成分合計配合量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは2.8質量部以上、より好ましくは3.0質量部以上、更に好ましくは4.0質量部以上、特に好ましくは4.5質量部以上である。2.8質量部未満では、コードとの接着性が悪化し、耐久性が低下する傾向がある。該合計配合量は、好ましくは6.4質量部以下、より好ましくは6.1質量部以下、更に好ましくは5.8質量部以下である。6.4質量部を超えると、酸化劣化しやすくなり、破断時伸びが低下しやすくなることにより、耐久性が低下する傾向がある。
アンダートレッド用ゴム組成物において、架橋剤由来の純硫黄成分合計配合量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは2.5質量部以上、より好ましくは2.8質量部以上、更に好ましくは3.0質量部以上である。2.5質量部未満では、ブレーカーゴムからの硫黄の流入量が多く硬化しやすい傾向があり、耐久性が低下する傾向がある。該合計配合量は、好ましくは6.4質量部以下、より好ましくは6.0質量部以下、更に好ましくは5.8質量部以下である。6.4質量部を超えると、酸化劣化しやすくなり、破断時伸びが低下しやすくなることにより、耐久性が低下する傾向がある。
バンドコード被覆用ゴム組成物において、架橋剤由来の純硫黄成分合計配合量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは2.0質量部以上、より好ましくは2.3質量部以上、更に好ましくは2.5質量部以上である。2.0質量部未満では、繊維コードとの接着性が充分に得られず、耐久性が低下する傾向がある。該合計配合量は、好ましくは6質量部以下、より好ましくは4.5質量部以下、更に好ましくは3.5質量部以下である。6質量部を超えると、酸化劣化しやすくなり、破断時伸びが低下しやすくなることにより、耐久性が低下する傾向がある。
本発明の空気入りタイヤは、以下の方法など、従来公知の方法で製造できる。
先ず、バンバリーミキサー、オープンロールなどのゴム混練装置に前記架橋剤及び加硫促進剤以外の成分を配合(添加)して混練りした後(ベース練り工程)、得られた混練物に、更に前記架橋剤及び加硫促進剤を配合(添加)して混練することにより、ブレーカークッション用、アンダートレッド用、ブレーカーコード被覆用、バンドコード被覆用未加硫ゴム組成物をそれぞれ作製する。
なお、本明細書において、破断時伸びは、実施例に記載の方法により25℃にて測定される値である。
ここで、ジョイントレスバンドの厚みとは、ブレーカーのタイヤ軸方向外方端からタイヤ半径方向外側へ外挿した位置におけるジョイントレスバンドの厚み(タイヤ半径方向の長さ(バンドコードの直径と、該バンドコードを被覆しているゴムの厚みの和、すなわち、トップ反の総仕上り厚み))を意味する。
ここで、アンダートレッドの厚みとは、ブレーカーのタイヤ軸方向外方端からタイヤ半径方向外側へ外挿した位置におけるアンダートレッドの厚み(タイヤ半径方向の長さ)を意味する。
<NR>:TSR20
<IR>:IR2200
<BR1>:ランクセス(株)製のCB24(Nd系触媒を用いて合成したハイシスBR)
<BR2>:日本ゼオン(株)製のNipol BR1250H(スズ変性BR、開始剤としてリチウムを用いて重合、ビニル結合量:10〜13質量%、Mw/Mn:1.5、スズ原子の含有量:250ppm)
<BR3>:宇部興産(株)製のVCR617
<SBR>:JSR(株)製のSBR1502
<カーボンブラック1>:三菱化学(株)製のダイヤブラックN326(N2SA:84m2/g)
<カーボンブラック2>:三菱化学(株)製のダイヤブラックN550(N2SA:41m2/g)
<シリカ>:エボニックデグッサ社製のULTRASIL VN3(N2SA:175m2/g)
<ワックス>:日本精鑞(株)製のOzoace0355
<老化防止剤1>:住友化学(株)製のアンチゲン6C(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)
<老化防止剤2>:住友化学(株)製のアンチゲンFR(アミンとケトンの反応品を精製したものでアミンの残留がないもの、キノリン系老化防止剤)
<酸化亜鉛>:東邦亜鉛(株)製の銀嶺R
<フェノールレジンPR12686>:住友ベークライト(株)製のPR12686(カシューオイル変性フェノール樹脂)
<スミカノール620>:田岡化学工業(株)製のスミカノール620(変性レゾルシノール樹脂(変性レゾルシノール・ホルムアルデヒド縮合物))
<ステアリン酸>:日油(株)製のステアリン酸「椿」
<スミカノール507A>:住友化学工業(株)製のスミカノール507A(変性エーテル化メチロールメラミン樹脂(ヘキサメチロールメラミンペンタメチルエーテル(HMMPME)の部分縮合物)、シリカとオイル35質量%含有)
<ステアリン酸コバルト>:大日本インキ化学工業(株)製のcost−F(コバルト含有量:9.5質量%、ステアリン酸含有量:90.5質量%)
<20%オイル含有不溶性硫黄>:フレキシス(株)製のクリステックスHSOT20(硫黄80質量%及びオイル分20質量%を含む不溶性硫黄)
<10%オイル含有不溶性硫黄>:日本乾溜工業(株)製のセイミサルファー(二硫化炭素による不溶物60%以上の不溶性硫黄、オイル分:10質量%)
<加硫促進剤1>:大内新興化学工業(株)製のノクセラーDZ(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(DCBS))
<加硫促進剤2>:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(TBBS))
<C5レジン>:丸善石油化学(株)製のマルカレッツT−100AS(C5系石油樹脂:ナフサ分解によって得られるC5留分中のオレフィン、ジオレフィン類を主原料とする脂肪族系石油樹脂)(軟化点:100℃)
<TDAE>:H&R社製のvivatec500(アロマオイル)
(ブレーカーコード被覆用ゴム組成物)
表1に示す配合内容に従い、1.7Lバンバリーミキサーを用いて、ステアリン酸コバルト、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を150℃の条件下で5分間混練りし、混練り物を得た(ベース練り工程1)。次に、得られた混練り物にステアリン酸コバルトを添加し、1.7Lバンバリーミキサーを用いて、135℃の条件下で3分間混練りし、混練り物を得た(ベース練り工程2)。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、105℃の条件下で3分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た(仕上げ練り工程)。
得られた未加硫ゴム組成物を170℃の条件下で12分間プレス加硫し、ブレーカーコード被覆用加硫ゴム組成物を得た。
表1に示す配合内容に従い、1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を150℃の条件下で5分間混練りし、混練り物を得た(ベース練り工程)。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、105℃の条件下で3分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た(仕上げ練り工程)。
得られた未加硫ゴム組成物を170℃の条件下で12分間プレス加硫し、バンドコード被覆用加硫ゴム組成物、アンダートレッド用加硫ゴム組成物を得た。
表2、3に示す配合内容に従い、1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を150℃の条件下で5分間混練りし、混練り物を得た(ベース練り工程)。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、105℃の条件下で3分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た(仕上げ練り工程)。
得られた未加硫ゴム組成物を170℃の条件下で12分間プレス加硫し、ブレーカークッション用加硫ゴム組成物を得た。
また、得られた未加硫の各ブレーカーコード被覆用ゴム組成物、各バンドコード被覆用ゴム組成物、各アンダートレッド用ゴム組成物、各ブレーカークッション用ゴム組成物を用いて、それぞれの部材の形状に押出し成形し、タイヤ成形機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、170℃の条件下で12分間加硫し、各試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を得た(架橋工程)。なお、成形の際、ブレーカーについては、得られた未加硫の各ブレーカーコード被覆用ゴム組成物をシート形状にしてスチールコードを被覆し、ブレーカーの形状に成形し、ジョイントレスバンドについては、得られた未加硫の各バンドコード被覆用ゴム組成物をシート形状にしてナイロン66繊維コードを被覆し、ジョイントレスバンドの形状に成形した。また、ジョイントレスバンド、アンダートレッドの厚みは、それぞれ、0.75mm、0.5mmとした。
岩本製作所(株)製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、70℃、初期歪10%、動歪み2%、周波数10Hzの条件下で、各加硫ゴム組成物の損失正接(tanδ)及び複素弾性率(E*)を測定した。
tanδが小さいほど、転がり抵抗が低く、低燃費性に優れることを示す。E*が大きいほど、操縦安定性に優れることを示す。
加硫ゴム組成物からなる3号ダンベル型試験片を用いて、JIS K 6251「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準じて、25℃にて引張試験を実施し、破断時伸びEB(%)を測定した。EBが大きいほど、破断時伸びに優れることを示す。
試験用タイヤを、リム組みせず、80℃、相対湿度95%の湿熱オーブンにいれ、4週間劣化させた。JIS規格の最大荷重(最大空気圧条件)に対して、140%である荷重オーバーロード条件で、劣化させた試験用タイヤをドラム走行させたときの、トレッド部の膨れなど、外観異常、異音の発生までの走行距離を測定した。
基準タイヤの走行距離を100とし、各タイヤの走行距離を指数表示した。なお、指数が大きいほど耐久性(特に、東南アジア、日本中南部での耐久性)に優れることを示す。なお、表中、実施例に該当するタイヤの耐久性の評価結果に下線を付した。
(耐久性指数)=(各タイヤの走行距離)/(基準タイヤの走行距離)×100
Claims (4)
- ブレーカークッションと、該ブレーカークッションに隣接するブレーカーとを有する空気入りタイヤであって、
前記ブレーカークッションは、ゴム成分100質量%中のイソプレン系ゴムの配合量が35〜100質量%、ゴム成分100質量部に対する架橋剤由来の純硫黄成分配合量が2.1〜6.0質量部であるブレーカークッション用ゴム組成物からなり、
前記ブレーカーは、ブレーカーコードをブレーカーコード被覆用ゴム組成物で被覆されてなり、
前記ブレーカークッション用ゴム組成物は、該ゴム組成物を単独で、170℃、12分間の加硫条件で加硫することにより得られた加硫ゴムの破断時伸びが350%以上であり、
前記ブレーカークッション用ゴム組成物と、前記ブレーカーコード被覆用ゴム組成物との前記架橋剤由来の純硫黄成分配合量が、下記式を満たす空気入りタイヤ。
0.00<(前記ブレーカーコード被覆用ゴム組成物の前記架橋剤由来の純硫黄成分配合量)−(前記ブレーカークッション用ゴム組成物の前記架橋剤由来の純硫黄成分配合量)<3.99 - 前記ブレーカークッションに隣接するジョイントレスバンド又はアンダートレッドを更に有し、
前記ジョイントレスバンドは、バンドコードをバンドコード被覆用ゴム組成物で被覆されてなり、
前記アンダートレッドは、アンダートレッド用ゴム組成物からなり、
前記ブレーカークッション用ゴム組成物と、前記バンドコード被覆、アンダートレッド用ゴム組成物との前記架橋剤由来の純硫黄成分配合量が、下記式を満たす請求項1記載の空気入りタイヤ。
−3.2<(前記バンドコード被覆、アンダートレッド用ゴム組成物の前記架橋剤由来の純硫黄成分配合量)−(前記ブレーカークッション用ゴム組成物の前記架橋剤由来の純硫黄成分配合量)<3.0 - 前記バンドコード被覆、アンダートレッド用ゴム組成物が、ゴム成分100質量%中のイソプレン系ゴムの配合量が50〜100質量%、ゴム成分100質量部に対する架橋剤由来の純硫黄成分配合量が2.5〜6.0質量部であり、
前記バンドコード被覆、アンダートレッド用ゴム組成物は、該ゴム組成物を単独で、170℃、12分間の加硫条件で加硫することにより得られた加硫ゴムの破断時伸びが350%以上であり、
前記ジョイントレスバンド、アンダートレッドの厚みが0.2〜1.5mmである請求項2記載の空気入りタイヤ。 - 前記ブレーカークッション用ゴム組成物が、ゴム成分100質量%中のイソプレン系ゴムの配合量が85質量%以上である請求項1〜3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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