JP2019031630A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
トレッドと、サイドウォールと、ビードコアを有するビード部と、前記ビード部を補強するビード補強層と、前記ビード部のビードコアに係留されたカーカスプライとを備える空気入りタイヤであって、
前記ビード補強層および前記ビード補強層に隣接する隣接部材は、それぞれ、アミン系老化防止剤を含有するゴム組成物から構成されており、
前記ビード補強層中には、ゴム成分100質量部に対して0.3〜8質量部の前記アミン系老化防止剤が含有されており、
前記ビード補強層に隣接する隣接部材と前記ビード補強層とは、下記式を満足していることを特徴とする空気入りタイヤである。
3≦B/A≦8
A:ビード補強層中におけるアミン系老化防止剤の含有率(wt%)
B:隣接部材中におけるアミン系老化防止剤の含有率(wt%)
前記ビード補強層に隣接する隣接部材は、サイドウォールまたはクリンチであり、
前記ビード補強層は、前記カーカスプライの端部よりもタイヤ軸方向外側に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤである。
前記ビード補強層を構成するゴム組成物は、70℃におけるtanδが0.14以下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の空気入りタイヤである。
前記ビード補強層を構成するゴム組成物は、70℃におけるtanδが0.09以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤである。
前記ビード補強層を構成するゴム組成物は、70℃におけるE*が10MP以上であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の空気入りタイヤである。
前記ビード補強層を構成するゴム組成物は、70℃におけるE*が50MPa以上であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の空気入りタイヤである。
前記ビード補強層を構成するゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して、セチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)吸着比表面積が30〜50m2/gのカーボンブラックを30〜60質量部、または炭酸カルシウムを10〜25質量部含有していることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の空気入りタイヤである。
本発明に係る空気入りタイヤは、
トレッドと、サイドウォールと、ビードコアを有するビード部と、前記ビード部を補強するビード補強層と、前記ビード部のビードコアに係留されたカーカスプライとを備える空気入りタイヤであって、
前記ビード補強層および前記ビード補強層に隣接する隣接部材は、それぞれ、アミン系老化防止剤を含有するゴム組成物から構成されており、
前記ビード補強層中には、ゴム成分100質量部に対して0.3〜8質量部の前記アミン系老化防止剤が含有されており、
前記ビード補強層に隣接する隣接部材と前記ビード補強層とは、下記式を満足していることを特徴としている。
3≦B/A≦8
A:ビード補強層中におけるアミン系老化防止剤の含有率(wt%)
B:隣接部材中におけるアミン系老化防止剤の含有率(wt%)
次に、実施の形態に基づいて、本発明について具体的に説明する。
本実施の形態のタイヤを図1〜3を参照し説明する。図1はリム組みされたタイヤのビード部の構成を示す断面図であり、図2はその拡大図である。また、図3はリム組みされた状態を示す断面図である。
本実施の形態のタイヤのビード補強層とビード補強層の隣接部材には、前記したように、優れた耐オゾン効果を有するアミン系老化防止剤が含有されている。このとき、ビード補強層におけるアミン系老化防止剤の含有量が多すぎると加硫成形時に所謂ヤケを生じやすく、少なすぎると老化防止剤の移行を抑制することができないため、ビード補強層におけるアミン系老化防止剤の含有量は、隣接部材におけるアミン系老化防止剤の含有量とのバランスも考慮して設定する必要がある。
ビード補強層のゴム物性の内、70℃におけるtanδ(損失正接)やE*(複素弾性率)について適切に設定することにより、隣接部材からビード補強層への老化防止剤の移行を抑制することに加えて、以下のような効果を発揮することができる。
本実施の形態のタイヤのビード補強層は、70℃におけるtanδ(以下、単に「tanδ」ともいう)が0.14以下であることが好ましい。0.09以下であるとより好ましい。
また、ビード補強層を構成するゴム組成物は、70℃におけるE*が10MPa以上であることが好ましい。50MPa以上であるとより好ましく、80MPa以上であると特に好ましい。
本実施の形態のビード補強層の製造に用いられるゴム組成物は、上記アミン系老化防止剤と共に、主成分であるゴム成分、および、補強材、添加剤などの各種配合材料を、混練することにより得ることができる。
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)、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)などのジエン系ゴムが挙げられる。なかでも、操縦安定性、低燃費性及び押出し加工性を良好に改善できるという点から、NR、IR、BR、SBRが好ましく、NR、BR及びSBRの併用、NR、IR及びSBRの併用がより好ましい。
本実施の形態のゴム組成物には、補強材としてカーボンブラックを配合することが好ましい。カーボンブラックとしては、例えば、GPF、HAF、ISAF、SAF、FF、FEFなどが挙げられる。これらを、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、押出加工性と必要な硬度を両立するという観点からは、ソフトカーボン系のFEFとハードカーボン系のISAF、SAF、HAFの併用が好ましく、ISAFとFEFの併用がより好ましい。
本実施の形態のゴム組成物において、ソフトカーボン/ハードカーボンの併用を実施しない場合は無機フィラーを含有することが好ましい。上記無機フィラーとしては、例えば、炭酸カルシウム、タルク、ハードクレー、オースチンブラック、フライアッシュ、マイカなどが挙げられる。なかでも、自己凝集性が低く、走行時に破壊核となりにくく、良好な耐久性が得られる点、更に、押出し加工性(特に、押出しエッジ性)の改善効果も高いという点から、炭酸カルシウムやタルクが好ましく、炭酸カルシウムがより好ましい。
本発明のゴム組成物は、フェノール系樹脂を含んでもよい。具体的なフェノール系樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、クレゾール樹脂、変性クレゾール樹脂などが挙げられる。上記フェノール樹脂は、フェノールと、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラールなどのアルデヒド類とを酸又はアルカリ触媒で反応させることにより得られるものであり、上記変性フェノール樹脂は、カシューオイル、トールオイル、アマニ油、各種動植物油、不飽和脂肪酸、ロジン、アルキルベンゼン樹脂、アニリン、メラミンなどの化合物を用いて変性したフェノール樹脂である。
本実施の形態の本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、従来ゴム工業で使用される配合材料、例えば、オイル、ステアリン酸、亜鉛華、硫黄、加硫促進剤などを必要に応じて配合してもよい。各該配合材料の配合量については適宜選択することができる。
ゴム組成物は、公知の方法、例えば、前記各成分をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練することにより製造することができる。
本実施の形態のタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造することができる。即ち、ゴム組成物を未加硫の段階でビードエイペックスの形状に合わせて押出加工し、タイヤ成形機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造することができる。
1.ゴム組成物の作製
(1)サイドウォール(ビード補強層の隣接部材)のゴム組成物
下記の材料を用いて、表1に示すSW1、SW2、SW3の3種類の配合で、サイドウォールのゴム組成物を作製した。なお、表1においては、隣接部材中におけるアミン系老化防止剤の含有率B(wt%)以外は、質量部で示している。
ゴム成分
NR :TSR20
BR :UBEPOL BR150B(宇部興産社製)
補強材
カーボンブラック:FEF、N550(昭和キャボット社製)
軟化剤
オイル :ダイアナプロセスAH−24(出光興産社製)
アミン系老化防止剤
老化防止剤6C :ノクラック6C(フェニレンジアミン系老化防止剤)(大内新興化 学工業社製)
老化防止剤RD :ノクラックRD(ケトンアミン縮合物系老化防止剤)(大内新興化 学工業社製)
加硫助剤
ステアリン酸 :椿(日油社製)
酸化亜鉛 :亜鉛華(三井金属鉱業社製)
加硫剤
硫黄 :5%油展硫黄(鶴見化学工業社製)
促進剤 :ソクシノールCZ(CZ、住友化学社製)
その他
ワックス :サンノックN(大内新興化学工業社製)
下記の材料を用いて表2に示すAP1、AP2、AP3、AP4の4種類の配合で、ビード補強層のゴム組成物を作製した。なお、表2においては、ビード補強層中におけるアミン系老化防止剤の含有率A(wt%)以外は、質量部で示している。そして、表2の最下段に示す含有量はゴム組成物中のアミン系老化防止剤の含有量(質量部)である。
ゴム成分
NR :TSR20
SBR :JSR1502(乳化重合SBR(E−SBR))、スチレン含有 量23.5wt%
補強材
カーボンブラック:ISAF、N220(昭和キャボット社製)、CTAB吸着比表面 積110m2/g
T−NS、N330T(昭和キャボット社製)、CTAB吸着比表 面積78m2/g
FEF、N550(昭和キャボット社製)、CTAB吸着比表面積 42m2/g
炭酸カルシウム :NS#200(日東粉化工業社製)
フェノール樹脂 :スミライトレジンPR12686(ノボラック型フェノール樹脂) (住友ベークライト社製)
加硫助剤
ステアリン酸 :椿(日油社製)
酸化亜鉛 :亜鉛華(三井金属鉱業社製)
老化防止剤
老化防止剤6C :ノクラック6C(フェニレンジアミン系老化防止剤)(大内新興化 学工業社製)
軟化剤
オイル :プロセスオイルA/O MIX(三共油化工業社製)
加硫剤
硫黄 :M95 M/S(日本乾溜社製油展不溶性硫黄)
促進剤 :HMT、サンセラH−T(三新化学工業社製)
:NS、サンセラNS−G(三新化学工業社製)
作成したビード補強層のゴム組成物AP1〜AP4の70℃における「tanδ」および「E*」を測定した。なお、測定は、加硫ゴム組成物を測定対象として粘弾性測定装置、(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて、周波数10Hz、初期歪10%、動的歪5%の条件で、70℃で測定した。
(1)実施例1
表4に示すように、サイドウォールとビード補強層にそれぞれゴム組成物SW1、AP3を使用し、ビード補強層に対してサイドウォールが配置されている通常のタイヤ(195/65R15)を作製した。
表4に示すように、実施例2は、ビード補強層に対してサイドウォールがタイヤ軸方向外側に隣接して配置されている外貼り構造としたこと以外は実施例1と同じ方法で試験用タイヤ(195/65R15)を作製した。また、実施例3は、ビード補強層のゴム組成物にAP4を用いたこと以外は実施例2と同じ方法で試験用タイヤを作製した。
実施例4〜6は、サイドウォールとビード補強層のそれぞれに、表4に示す各ゴム組成物を使用し、外貼り構造としたこと以外は実施例2と同じ方法で試験用タイヤを作製した。
表5に示すように、ビード補強層にゴム組成物AP1を使用したこと以外は実施例1と同じ方法で試験用タイヤを作製した。
表5に示すように、比較例2はビード補強層にゴム組成物AP1を使用したこと以外は実施例2と同じ方法で試験用タイヤを作製した。比較例3、4は、サイドウォールにそれぞれゴム組成物SW2、SW3を使用したこと以外は比較例2と同じ方法で試験用タイヤを作製した。比較例5はサイドウォールにゴム組成物SW3を使用し、ビード補強層にゴム組成物AP2を使用したこと以外は比較例2と同じ方法で試験用タイヤを作製した。比較例6はサイドウォールにゴム組成物SW2を使用し、ビード補強層にゴム組成物AP3を使用したこと以外は比較例2と同じ方法で試験用タイヤを作製した。
比較例7〜9は、サイドウォールとビード補強層のそれぞれに、表4に示す各ゴム組成物を使用し、外貼り構造としたこと以外は比較例2と同じ方法で試験用タイヤを作製した。
(1)加工性
中間加工時のスクラップ率を求め、比較例1を基準として、下式によりに指数化し評価した。数値が大きい程優れていることを示している。
加工性=[スクラップ率(比較例1)/スクラップ率(評価対象)]×100
試験用タイヤを車輌(国産のFF車、排気量2000cc)の全輪に装着して、ドライアスファルトのタイヤテストコースを速度80km/hで2時間走行し、そのときの操縦安定性(操舵応答性、グリップ感など)を、ドライバーにより官能評価した。評価は、比較例1を基準として、下式によりに指数化し評価した。数値が大きい程優れていることを示している。
操縦安定性=[操縦安定性(評価対象)/操縦安定性(比較例1)]×100
試験タイヤをオゾン濃度50pphm、雰囲気温度40℃の条件で9日間の期間暴露してクラックの発生状況を検査し、クラック発生による不良率(C不良率)を求め、比較例1を基準として、下式によりに指数化し評価した。数値が大きい程優れていることを示している。
耐クラック性能=[C不良率(比較例1)/C不良率(評価対象)]×100
試験タイヤ各10本を屋外で半年間暴露し、サイドウォール表面の老化防止剤の析出状況を目視検査し、析出による不良率(E不良率)を求め、比較例1を基準として、下式によりに指数化し評価した。数値が大きい程優れていることを示している。
外観性能=[E不良率(比較例1)/E不良率(評価対象)]×100
実施例1〜6の評価結果を表4に、比較例1〜9の評価結果を表5に示す。なお、表4、5には、各実施例、比較例におけるそれぞれのゴム組成物およびB/Aの値を併せて記載している。
1.老化防止剤の移行試験
同じゴム組成物(AP4)をビード補強層に使用し、サイドウォールのアミン系老化防止剤量のみが異なり、そのためB/Aが異なる実施例3(B/A=4.6)と比較例8(B/A=11.2)のタイヤを用いて、移行によるビード補強層におけるアミン系老化防止剤の含有率A(wt%)の変化と増加率(%)を試験した。試験期間は180日とし、開始時(0日)、そして14日、30日および180日後のビード補強層中のアミン系老化防止剤の含有率Aを液体クロマトグラフィーを用いて測定した。
実施例3、比較例8の評価結果を表6に示す。
2 ビード部
3 サイドウォール部
4 トレッド
5 リム
21 ビードコア
22 ビードエイペックス
23 ビード補強層
24 クリンチ
25 チェーファ
26 ストリップエイペックス
31 サイドウォール部
32 第一カーカスプライ
33 第二カーカスプライ
34 インナーライナ
CL タイヤ赤道
Claims (7)
- トレッドと、サイドウォールと、ビードコアを有するビード部と、前記ビード部を補強するビード補強層と、前記ビード部のビードコアに係留されたカーカスプライとを備える空気入りタイヤであって、
前記ビード補強層および前記ビード補強層に隣接する隣接部材は、それぞれ、アミン系老化防止剤を含有するゴム組成物から構成されており、
前記ビード補強層中には、ゴム成分100質量部に対して0.3〜8質量部の前記アミン系老化防止剤が含有されており、
前記ビード補強層に隣接する隣接部材と前記ビード補強層とは、下記式を満足していることを特徴とする空気入りタイヤ。
3≦B/A≦8
A:ビード補強層中におけるアミン系老化防止剤の含有率(wt%)
B:隣接部材中におけるアミン系老化防止剤の含有率(wt%) - 前記ビード補強層に隣接する隣接部材は、サイドウォールまたはクリンチであり、
前記ビード補強層は、前記カーカスプライの端部よりもタイヤ軸方向外側に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。 - 前記ビード補強層を構成するゴム組成物は、70℃におけるtanδが0.14以下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記ビード補強層を構成するゴム組成物は、70℃におけるtanδが0.09以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記ビード補強層を構成するゴム組成物は、70℃におけるE*が10MP以上であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記ビード補強層を構成するゴム組成物は、70℃におけるE*が50MPa以上であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記ビード補強層を構成するゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して、セチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)吸着比表面積が30〜50m2/gのカーボンブラックを30〜60質量部、または炭酸カルシウムを10〜25質量部含有していることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
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