JP2019188985A - Pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加工性およびユニフォミティを従来レベル以上に向上させた空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a pneumatic tire in which processability and uniformity are improved to the conventional level or more.
空気入りタイヤのビードコアは、ビードインシュレーションゴムで被覆されたビードワイヤ(スチールコード)が、タイヤ周方向に巻回されて構成されることが多い。ビードインシュレーションゴムは、空気入りタイヤを加硫成形するとき、膨径や金型内面へ押圧等を受けると、加熱に伴う低粘度化により流動しやすくなり、積層されたビードワイヤがばらけ、タイヤのユニフォミティや耐久性に影響を及ぼすことがある。このため、ビードインシュレーションゴムは、粘度が高く、加硫成形時に流動しないことが求められる。一方、ビードインシュレーションゴムの粘度が高いと、ビードワイヤを被覆する押出し成形が困難になり、薄くて均質な被覆ゴム層を形成することができず、この場合にもユニフォミティや耐久性に影響を及ぼすことが懸念される。このように、ビードインシュレーションゴムには、ビードワイヤを被覆成形するときと、空気入りタイヤを加硫成形するときとで、相反する粘度特性が求められる。 The bead core of a pneumatic tire is often configured by winding a bead wire (steel cord) covered with bead insulation rubber in the tire circumferential direction. When a pneumatic tire is vulcanized and molded, the bead insulation rubber is easy to flow due to a decrease in viscosity accompanying heating when subjected to pressure on the swelled diameter or the inner surface of the mold. May affect the uniformity and durability. For this reason, bead insulation rubber is required to have a high viscosity and not flow during vulcanization molding. On the other hand, if the viscosity of the bead insulation rubber is high, extrusion molding to coat the bead wire becomes difficult, and a thin and homogeneous coated rubber layer cannot be formed, which also affects uniformity and durability. There is concern. As described above, the bead insulation rubber is required to have opposite viscosity characteristics when the bead wire is coated and molded and when the pneumatic tire is vulcanized and molded.
特許文献1は、カーボンブラックおよび無機充填剤を配合したゴム組成物に、特定の被覆シリカを配合することにより、弾性率および破断伸びを改良することを記載する。しかし、特許文献1に記載されたゴム組成物では、上述した押出し成形および加硫成形の加工性を両立させることができず、それに伴いユニフォミティや耐久性を必ずしも十分に改良することが困難であった。 Patent Document 1 describes that the elastic modulus and elongation at break are improved by blending a specific coated silica with a rubber composition blended with carbon black and an inorganic filler. However, the rubber composition described in Patent Document 1 cannot achieve both the above-described extrusion molding and vulcanization processability, and accordingly, it has been difficult to sufficiently improve uniformity and durability. It was.
本発明の目的は、加工性に優れ高品質で安定的な生産が可能であり、かつユニフォミティおよび耐久性を従来レベル以上に向上した空気入りタイヤを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a pneumatic tire that is excellent in processability, enables high-quality and stable production, and has improved uniformity and durability over the conventional level.
上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、一対のビードコア間にトロイダル状に跨るカーカス層を有し、前記ビードコアがビードインシュレーションゴムで被覆されたビードワイヤを積層させてなる空気入りタイヤであって、前記ビードインシュレーションゴムを形成するゴム組成物のせん断速度30(1/sec)での粘度をVa(kPa・sec)、せん断速度300(1/sec)での粘度をVb(kPa・sec)とするとき、粘度VaおよびVbが下記式(1)〜(3)を満たすことを特徴とする。
Va≧30 (1)
Vb≦12 (2)
Vb/Va≦0.28 (3)
The pneumatic tire of the present invention that achieves the above object is a pneumatic tire having a carcass layer straddling a toroidal shape between a pair of bead cores, wherein the bead cores are laminated with bead wires covered with bead insulation rubber. The viscosity at a shear rate of 30 (1 / sec) of the rubber composition forming the bead insulation rubber is Va (kPa · sec), and the viscosity at a shear rate of 300 (1 / sec) is Vb (kPa · sec). ), The viscosity Va and Vb satisfy the following formulas (1) to (3).
Va ≧ 30 (1)
Vb ≦ 12 (2)
Vb / Va ≦ 0.28 (3)
本発明の空気入りタイヤは、ビードインシュレーションゴムを形成するゴム組成物の粘度が、ビードワイヤを被覆する押出し成形時の高せん断下での粘度Vbを低くし、加硫成形時の低せん断下での粘度Vaを高くするようにしたので、加工性に優れ高品質で安定的な生産が可能であり、かつユニフォミティおよび耐久性を従来レベル以上に向上させることができる。 In the pneumatic tire of the present invention, the viscosity of the rubber composition forming the bead insulation rubber is such that the viscosity Vb under high shear at the time of extrusion coating the bead wire is lowered, and under low shear at the time of vulcanization molding. Since the viscosity Va is increased, the processability is excellent, high quality and stable production is possible, and the uniformity and durability can be improved to the conventional level or higher.
前記ゴム組成物が、天然ゴムまたはイソプレンゴムを50〜90質量%、スチレンブタジエンゴムを10〜50質量%含むジエン系ゴム100質量%を含むとよく、さらに前記ジエン系ゴム100質量部に対し、カーボンブラックを80質量部以上、無機充填剤を20質量部以上配合し、前記カーボンブラックおよび無機充填剤の合計が100〜160質量部であるとよい。これにより、加工性と、ユニフォミティおよび耐久性をより優れたものにすることができる。 The rubber composition may contain 50 to 90% by mass of natural rubber or isoprene rubber, 100% by mass of diene rubber containing 10 to 50% by mass of styrene butadiene rubber, and further 100 parts by mass of the diene rubber, 80 parts by mass or more of carbon black and 20 parts by mass or more of an inorganic filler are blended, and the total of the carbon black and the inorganic filler is preferably 100 to 160 parts by mass. Thereby, workability, uniformity and durability can be further improved.
空気入りタイヤは、図1に例示するように、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部1と、トレッド部1の両側に配置された一対のサイドウォール部2と、サイドウォール部2のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部3とを備えている。ビード部3には環状のビードコア5が埋設されており、そのビードコア5の外周上に断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー6が配置されている。一対のビードコア5間にトロイダル状に跨るカーカス層4が装架され、トレッド部1におけるカーカス層4の外周側には複数層のベルト層7が埋設されている。これらベルト層7はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層7の外周側には、補強コードをタイヤ周方向に配列したベルトカバー層8が配置されている。
As illustrated in FIG. 1, the pneumatic tire includes an annular tread portion 1 extending in the tire circumferential direction, a pair of
ビードコア5は、スチールコードからなるビードワイヤを、ビードインシュレーションゴムで被覆し、タイヤ周方向に巻回し積層することにより形成される。ビードコアの性能をより優れたものにするため、ビードワイヤにビードインシュレーションゴムを薄く均一に被覆するように押出し成形し、巻回した積層体の形状を整えることが求められる。ビードワイヤを薄く均一に被覆するには、ビードインシュレーションゴムを構成するゴム組成物の粘度が低い方が有利である。ゴム組成物の粘度が高いと、被覆ゴムの厚さが斑になりやすく、穴あき等が生じる虞がある。被覆ゴムの厚さに斑があると、ビードコアを設計通りの形状に作製するのが困難になり、ユニフォミティやタイヤ耐久性に影響を及ぼすことが懸念される。
The
一方、空気入りタイヤを加硫成形するとき、加熱してから加硫が始まるまでの間、ゴム組成物の温度は高くなり、粘度が低くなるので、外力が負荷されると流動しやすくなる。例えば、加硫成形が開始されると、未加硫タイヤの内腔に挿入されたブラダーが膨径することにより、未加硫タイヤが加硫金型の内面に押圧され、未加硫タイヤが加圧加熱される。未加硫タイヤのトレッド部やサイドウォール部を構成するゴム組成物は、加熱により粘度が低くなり、加硫金型の内周面とブラダーの外周面との間を隙間なく埋めるように流動した後、加硫する。一方、ビード部は、加硫成形時に外力を受けてもビードコアの形状を保持することが求められる。加硫成形時の外力により、ビードワイヤの積層構造が崩れてしまうと、ユニフォミティやタイヤ耐久性が低下したり、タイヤ故障の原因となる恐れがある。 On the other hand, when a pneumatic tire is vulcanized and molded, the temperature of the rubber composition increases and the viscosity decreases during the period from heating until vulcanization is started, so that it easily flows when an external force is applied. For example, when vulcanization molding is started, the bladder inserted into the lumen of the unvulcanized tire expands, whereby the unvulcanized tire is pressed against the inner surface of the vulcanization mold, and the unvulcanized tire is Pressurized and heated. The rubber composition constituting the tread portion and sidewall portion of the unvulcanized tire has a viscosity lowered by heating, and has flowed so as to fill the space between the inner peripheral surface of the vulcanization mold and the outer peripheral surface of the bladder without any gap. Then vulcanize. On the other hand, the bead portion is required to maintain the shape of the bead core even when external force is applied during vulcanization molding. If the laminated structure of the bead wires breaks down due to external force during vulcanization molding, the uniformity and tire durability may be reduced, or tire failure may occur.
本発明の空気入りタイヤは、ビードインシュレーションゴムを形成するゴム組成物が、ビードワイヤを被覆する押出し成形時の高せん断下での粘度Vbを低くすることにより、ビードインシュレーションゴムを薄く均一に被覆する加工性に優れ高品質なビードコアを安定的な作製することができる。また、加硫成形時の低せん断下での粘度Vaを高くすることにより、加硫成形時のビードコアのばらけを抑制し、ユニフォミティおよび耐久性を従来レベル以上に向上させることができる。 In the pneumatic tire of the present invention, the rubber composition for forming the bead insulation rubber has a thin and uniform coating of the bead insulation rubber by reducing the viscosity Vb under high shear at the time of extrusion forming the bead wire. It is possible to stably produce a high-quality bead core having excellent workability. Further, by increasing the viscosity Va under low shear during vulcanization molding, it is possible to suppress the bead core from being scattered during vulcanization molding, and to improve the uniformity and durability beyond the conventional level.
ビードインシュレーションゴムを形成するゴム組成物のせん断速度30(1/sec)での粘度をVa(kPa・sec)、せん断速度300(1/sec)での粘度をVb(kPa・sec)とするとき、粘度VaおよびVbが下記式(1)〜(3)を満たすことが必要である。
Va≧30 (1)
Vb≦12 (2)
Vb/Va≦0.28 (3)
The viscosity of the rubber composition forming the bead insulation rubber at a shear rate of 30 (1 / sec) is Va (kPa · sec), and the viscosity at a shear rate of 300 (1 / sec) is Vb (kPa · sec). When it is necessary, the viscosity Va and Vb satisfy the following formulas (1) to (3).
Va ≧ 30 (1)
Vb ≦ 12 (2)
Vb / Va ≦ 0.28 (3)
ゴム組成物のせん断速度30(1/sec)での粘度Vaは、30kPa・sec以上であり、好ましくは40〜70kPa・sec、より好ましくは45〜60kPa・secである。せん断速度30(1/sec)の粘度Vaが30kPa・sec未満であると、加硫成形時にビードコアの積層構造が崩れやすくなり、ユニフォミティやタイヤ耐久性が低下する。 The viscosity Va of the rubber composition at a shear rate of 30 (1 / sec) is 30 kPa · sec or more, preferably 40 to 70 kPa · sec, more preferably 45 to 60 kPa · sec. When the viscosity Va at a shear rate of 30 (1 / sec) is less than 30 kPa · sec, the laminated structure of the bead core is liable to collapse during vulcanization molding, and uniformity and tire durability are reduced.
ゴム組成物のせん断速度300(1/sec)での粘度Vbは、12kPa・sec以下であり、好ましくは3〜11kPa・sec、より好ましくは7〜10kPa・secである。せん断速度300(1/sec)の粘度Vbが12kPa・secを超えると、ビードワイヤを被覆する押出し成形時に、ビードインシュレーションゴムを薄く均一に被覆するのが困難になり、巻回したビードワイヤを積層し、設計通りの形状にするのが難しく、結果としてユニフォミティやタイヤ耐久性が低下する。 The viscosity Vb at a shear rate of 300 (1 / sec) of the rubber composition is 12 kPa · sec or less, preferably 3 to 11 kPa · sec, more preferably 7 to 10 kPa · sec. When the viscosity Vb at a shear rate of 300 (1 / sec) exceeds 12 kPa · sec, it becomes difficult to coat the bead insulation rubber thinly and uniformly during extrusion molding to coat the bead wire, and the wound bead wire is laminated. It is difficult to make the shape as designed, resulting in a decrease in uniformity and tire durability.
ゴム組成物の粘度VbおよびVaの比Vb/Vaは、0.28以下であり、好ましくは0.05〜0.24、より好ましくは0.10〜0.20である。粘度の比Vb/Vaが0.28を超えると、ビードワイヤを被覆する押出し成形時の加工性および加硫成形時のビードコアの形状保持性を兼備することができない。 The ratio Vb / Va of the viscosity Vb and Va of the rubber composition is 0.28 or less, preferably 0.05 to 0.24, more preferably 0.10 to 0.20. When the viscosity ratio Vb / Va exceeds 0.28, it is impossible to combine the workability during extrusion molding covering the bead wire and the shape retention of the bead core during vulcanization molding.
ゴム組成物のせん断速度30および300(1/sec)における粘度VaおよびVb(kPa・sec)は、各せん断速度におけるせん断応力との比より算出されるキャピラリーせん断溶融粘度により求められる。キャピラリーせん断溶融粘度は、例えば株式会社東洋精機製作所製キャピラリーレオメータ「キャピログラフ1C」を使用し、温度90℃、保持時間5分で、直径1.5mm、長さ1.5mmのオリフィスを使用して、せん断速度30および300(1/sec)の溶融粘度VaおよびVb(kPa・sec)を測定することができる。 The viscosities Va and Vb (kPa · sec) at a shear rate of 30 and 300 (1 / sec) of the rubber composition are determined by a capillary shear melt viscosity calculated from a ratio to the shear stress at each shear rate. Capillary shear melt viscosity is, for example, using a capillary rheometer “Capillograph 1C” manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., using an orifice with a diameter of 1.5 mm and a length of 1.5 mm at a temperature of 90 ° C. and a holding time of 5 minutes. Melt viscosities Va and Vb (kPa · sec) at shear rates of 30 and 300 (1 / sec) can be measured.
ビードインシュレーションゴムを構成するゴム組成物において、ジエン系ゴムは、天然ゴムまたはイソプレンゴムと、スチレンブタジエンゴムとからなる。天然ゴムおよびイソプレンゴムの含有量は、ジエン系ゴム100質量%中、好ましくは50〜90質量%、より好ましくは55〜85質量%、更に好ましくは60〜82質量%である。天然ゴムおよびイソプレンゴムの含有量を50〜90質量%にすることにより、押出し成形性および加硫時のビードコアの形状保持性を両立しやすくなる。 In the rubber composition constituting the bead insulation rubber, the diene rubber is composed of natural rubber or isoprene rubber and styrene butadiene rubber. The content of the natural rubber and isoprene rubber is preferably 50 to 90% by mass, more preferably 55 to 85% by mass, and further preferably 60 to 82% by mass in 100% by mass of the diene rubber. By making the content of natural rubber and isoprene rubber 50 to 90% by mass, it becomes easy to achieve both extrusion moldability and shape retention of the bead core during vulcanization.
スチレンブタジエンゴムの含有量は、ジエン系ゴム100質量%中、好ましくは10〜50質量%、より好ましくは15〜45質量%、更に好ましくは18〜40質量%である。スチレンブタジエンゴムの含有量を10〜50質量%にすることにより、押出し成形性および加硫時のビードコアの形状保持性を両立しやすくなる。 The content of the styrene butadiene rubber is preferably 10 to 50% by mass, more preferably 15 to 45% by mass, and still more preferably 18 to 40% by mass in 100% by mass of the diene rubber. By setting the content of the styrene-butadiene rubber to 10 to 50% by mass, it becomes easy to achieve both extrusion moldability and shape retention of the bead core during vulcanization.
ゴム組成物は、ジエン系ゴム100質量部に対し、カーボンブラックを好ましくは80質量部以上、より好ましくは80〜140質量部、更に好ましくは90〜125質量部配合するとよい。カーボンブラックが80質量部以上であると、せん断速度30(1/sec)での粘度Va(kPa・sec)を適正な範囲内にするのが容易になり、加硫成形時におけるビードコアの形状保持性が優れる。 The rubber composition is preferably blended in an amount of 80 parts by mass or more, more preferably 80 to 140 parts by mass, and still more preferably 90 to 125 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. When the carbon black is 80 parts by mass or more, it becomes easy to set the viscosity Va (kPa · sec) at a shear rate of 30 (1 / sec) within an appropriate range, and the shape of the bead core is maintained during vulcanization molding. Excellent in properties.
カーボンブラックの窒素吸着比表面積N2SAは、好ましくは30〜80m2/gであり、より好ましくは30〜50m2/gである。カーボンブラックの窒素吸着比表面積をこのような範囲にすることにより、押出成型加工性とユニフォミティを両立することができる。本明細書においてカーボンブラックのN2SAは、JIS K6217−7に準拠して、測定するものとする。 The nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of carbon black is preferably 30 to 80 m 2 / g, more preferably 30 to 50 m 2 / g. By setting the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black in such a range, both extrusion processability and uniformity can be achieved. In this specification, N 2 SA of carbon black shall be measured according to JIS K6217-7.
ゴム組成物は、ジエン系ゴム100質量部に対し、無機充填剤を好ましくは20質量部以上、より好ましくは20〜80質量部、更に好ましくは30〜65質量部配合するとよい。無機充填剤が20質量部以上であると、せん断速度300(1/sec)での粘度Vb(kPa・sec)を適正な範囲内にするのが容易になり、押出し成形性が優れる。 In the rubber composition, the inorganic filler is preferably added in an amount of 20 parts by mass or more, more preferably 20 to 80 parts by mass, and further preferably 30 to 65 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. When the inorganic filler is 20 parts by mass or more, it becomes easy to set the viscosity Vb (kPa · sec) at a shear rate of 300 (1 / sec) within an appropriate range, and the extrusion moldability is excellent.
無機充填剤として、例えばシリカ、クレー、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、層状又は板状粘土鉱物、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化チタン、硫酸カルシウムなどを挙げることができる。なかでもシリカ、クレー、炭酸カルシウム等が好ましい。これら無機充填剤のうち1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。なお、本明細書において、カーボンブラックは無機充填剤に該当しないものとする。 Examples of the inorganic filler include silica, clay, talc, mica, calcium carbonate, magnesium carbonate, layered or plate-like clay mineral, alumina, aluminum hydroxide, titanium oxide, calcium sulfate and the like. Of these, silica, clay, calcium carbonate and the like are preferable. Among these inorganic fillers, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination. In the present specification, carbon black does not correspond to an inorganic filler.
シリカの窒素吸着比表面積N2SAは、好ましくは70〜300m2/gであり、より好ましくは70〜200m2/gである。シリカの窒素吸着比表面積をこのような範囲にすることにより、押出成型加工性とユニフォミティを両立することができる。本明細書においてシリカのN2SAは、JIS K6217−7に準拠して、測定するものとする。 The nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of silica is preferably 70 to 300 m 2 / g, more preferably 70 to 200 m 2 / g. By making the nitrogen adsorption specific surface area of silica in such a range, both extrusion processability and uniformity can be achieved. N 2 SA of the silica herein is intended to conform to JIS K6217-7, to measure.
無機充填剤およびカーボンブラックの配合量の合計は、ジエン系ゴム100質量部に対し、好ましくは100〜160質量部、より好ましくは120〜155質量部にするとよい。無機充填剤およびカーボンブラックの合計を100質量部以上にすることにより、押出成型加工性を良化することができ好ましい。また160質量部以下にすることにより、タイヤ耐久性を良化することができ好ましい。 The total amount of the inorganic filler and the carbon black is preferably 100 to 160 parts by mass, more preferably 120 to 155 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. By making the total of the inorganic filler and carbon black 100 parts by mass or more, the extrusion processability can be improved, which is preferable. Moreover, by making it 160 parts by mass or less, tire durability can be improved, which is preferable.
ゴム組成物は、有機酸コバルト塩を含有することができる。有機酸として、例えば炭素数6〜24の飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸が挙げられ、直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよい。有機酸として、例えばステアリン酸、ナフテン酸、オレイン酸、ラウリン酸、リノール酸、ネオデカン酸、ロジン酸、等が挙げられ、好ましくはステアリン酸、ナフテン酸である。有機酸コバルト塩は、ホウ素を含有してもよく、例えば、Rhodia社製マノボンド C22.5及びマノボンド 680C、Jhepherd社製CoMend A及びCoMend B、大日本インキ化学工業社製DICNATE NBC−II等を例示することができる。 The rubber composition can contain an organic acid cobalt salt. Examples of the organic acid include saturated fatty acids having 6 to 24 carbon atoms and unsaturated fatty acids, which may be either linear or branched. Examples of the organic acid include stearic acid, naphthenic acid, oleic acid, lauric acid, linoleic acid, neodecanoic acid, rosin acid, and the like, preferably stearic acid and naphthenic acid. The organic acid cobalt salt may contain boron, for example, Rhono Manobond C22.5 and Manobond 680C, Jhepherd CoMend A and CoMend B, Dainippon Ink and Chemicals DICNATE NBC-II, etc. can do.
有機酸コバルト塩は、ジエン系ゴム100質量部に対し、コバルト量が好ましくは0.05〜0.5質量部、より好ましくは0.1〜0.4質量部、更に好ましくは0.15〜0.3質量部になるように配合するとよい。コバルトとしての配合量が0.05質量部未満の場合、スチールコードとの接着性が悪化する虞がある。また、コバルト量が0.5質量部を超えるとスチールコードに対する耐水接着性が低下すると共に、硬度、破断強度を含む機械的物性が低下する虞がある。 The amount of cobalt of the organic acid cobalt salt is preferably 0.05 to 0.5 parts by mass, more preferably 0.1 to 0.4 parts by mass, and still more preferably 0.15 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. It is good to mix | blend so that it may become 0.3 mass part. When the blending amount as cobalt is less than 0.05 parts by mass, the adhesion with the steel cord may be deteriorated. On the other hand, if the amount of cobalt exceeds 0.5 parts by mass, the water-resistant adhesion to the steel cord is lowered, and the mechanical properties including hardness and breaking strength may be lowered.
ゴム組成物には、加硫剤又は架橋剤、加硫促進助剤、老化防止剤、素練促進剤、各種オイル、可塑剤などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。ゴム組成物は、通常のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。 Various additives commonly used in tire rubber compositions such as vulcanizing agents or crosslinking agents, vulcanization accelerating agents, anti-aging agents, peptizers, various oils, plasticizers, etc. These additives can be kneaded by a general method to form a rubber composition, which can be used for vulcanization or crosslinking. As long as the amount of these additives is not contrary to the object of the present invention, a conventional general amount can be used. The rubber composition can be produced by mixing the above components using a normal rubber kneading machine, such as a Banbury mixer, a kneader, or a roll.
上述したゴム組成物をビードインシュレーションゴムに使用した空気入りタイヤは、ビードワイヤ(スチールコード)にビードインシュレーションゴムを被覆する押出成形性に優れ、薄く均一に被覆することによりビード部のユニフォミティおよび耐久性を従来レベル以上に向上することができる。さらに加硫成形時に積層されたビードワイヤの形状が崩れるのを抑制するので、空気入りタイヤのユニフォミティおよび耐久性を更に優れたものにすることができる。 Pneumatic tires using the above-mentioned rubber composition for bead insulation rubber are excellent in extrudability to coat bead insulation rubber on bead wires (steel cords). The performance can be improved to a level higher than the conventional level. Furthermore, since the shape of the bead wire laminated at the time of vulcanization molding is suppressed, the uniformity and durability of the pneumatic tire can be further improved.
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further, the scope of the present invention is not limited to these Examples.
表1に示す配合からなる7種類のゴム組成物(実施例1〜3、比較例1〜4)を調製するに当たり、それぞれ硫黄及び加硫促進剤を除く成分を秤量し、1.7L密閉式バンバリーミキサーで5分間混練した後、そのマスターバッチを放出し室温冷却した。このマスターバッチを1.7L密閉式バンバリーミキサーに供し、硫黄及び加硫促進剤を加え、混合しゴム組成物を得た。無機充填剤およびカーボンブラックの配合量の合計を、表の中段の「カーボンブラックと無機充填剤の合計」の括弧内に記した。 In preparing seven types of rubber compositions (Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4) having the composition shown in Table 1, the components excluding sulfur and the vulcanization accelerator were weighed and 1.7 L sealed type. After kneading for 5 minutes with a Banbury mixer, the master batch was discharged and cooled to room temperature. This master batch was subjected to a 1.7 L hermetic Banbury mixer, and sulfur and a vulcanization accelerator were added and mixed to obtain a rubber composition. The total blending amount of the inorganic filler and carbon black is shown in parentheses of “total of carbon black and inorganic filler” in the middle of the table.
上記で得られたゴム組成物について、粘度Vaおよび粘度Vbを以下の方法で測定した。
株式会社東洋精機製作所製キャピラリーレオメータ「キャピログラフ1C」を使用し、温度90℃、保持時間5分で、直径1.5mm、長さ1.5mmのオリフィスを使用して、せん断速度30および300(1/sec)の溶融粘度VaおよびVb(kPa・sec)を測定した。得られた結果は、表1の「粘度 Va」および「粘度 Vb」に記載した。また粘度の比Vb/Vaを算出し、「粘度の比Vb/Va」の欄に記載した。
About the rubber composition obtained above, viscosity Va and viscosity Vb were measured with the following method.
Using a capillary rheometer “Capillograph 1C” manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., using an orifice with a diameter of 1.5 mm and a length of 1.5 mm at a temperature of 90 ° C. and a holding time of 5 minutes, shear rates of 30 and 300 (1 Melt viscosity Va and Vb (kPa · sec). The obtained results are shown in “Viscosity Va” and “Viscosity Vb” in Table 1. Further, the viscosity ratio Vb / Va was calculated and described in the column of “viscosity ratio Vb / Va”.
上記で得られたゴム組成物について、押出成形性、ビードコアの形状保持性、ユニフォミティおよびタイヤ耐久性の評価を行った。 The rubber composition obtained above was evaluated for extrudability, bead core shape retention, uniformity, and tire durability.
押出成形性
得られたゴム組成物を使用し、ビードワイヤ(直径1.55mm)への被覆を押出成形(引き取り速度100m/分)により行った。被覆されたビードインシュレーションゴムの厚さの均一性、穴あきの有無等を目視評価し、1〜6の点数をつけた。得られた結果を、表1の「押出成形性」の欄に示した。この点数が大きいほど押出成形性が優れることを意味し、点数が4以上であればよい。
Extrudability Using the obtained rubber composition, bead wire (diameter 1.55 mm) was coated by extrusion (take-off speed 100 m / min). The thickness uniformity of the coated bead insulation rubber, the presence or absence of perforations, and the like were visually evaluated, and a score of 1 to 6 was assigned. The obtained results are shown in the column of “Extrudability” in Table 1. The larger the score, the better the extrudability, and the score may be 4 or more.
ビードコアの形状保持性
得られたゴム組成物を使用し、ビードワイヤへの被覆成形を行い、巻回し積層することによりビードコアを作製し、これを備えた空気入りタイヤ(サイズ295/75R22.5)を加硫成形した。得られた空気入りタイヤのビード部を切りだし、ビードコアの断面形状を観察し、1〜6の点数をつけた。得られた結果を、表1の「ビードコア 形状保持性」の欄に示した。この点数が大きいほど押出成形性が優れることを意味し、点数が4以上であればよい。
Bead core shape retention Using the obtained rubber composition, a bead wire is formed by coating on a bead wire, and a bead core is produced by winding and laminating, and a pneumatic tire (size 295 / 75R22.5) provided with the bead core is prepared. Vulcanized and molded. The bead part of the obtained pneumatic tire was cut out, the cross-sectional shape of the bead core was observed, and a score of 1 to 6 was given. The obtained results are shown in the column of “bead core shape retention” in Table 1. The larger the score, the better the extrudability, and the score may be 4 or more.
ユニフォミティ
得られたゴム組成物を使用し、ビードワイヤへの被覆成形を行い、巻回し積層することによりビードコアを作製し、これを備えた空気入りタイヤ(サイズ11R22.5)を加硫成形した。得られた空気入りタイヤをJATMAで規定される規定リムにリム組みし、空気圧200kPaとして、ユニフォミティ測定試験装置によりラジアル・フォース・バリエーション(RFV)を計測した。但し、測定条件はJASO規格に準拠した。得られた結果は、比較例1の値を100とする指数として表1の「ユニフォミティ」の欄に記載した。
Uniformity Using the obtained rubber composition, a bead wire was coated and formed by winding and laminating, and a pneumatic tire (size 11R22.5) provided with this was vulcanized. The obtained pneumatic tire was assembled on a rim prescribed by JATMA, and the radial force variation (RFV) was measured with a uniformity measurement test apparatus at an air pressure of 200 kPa. However, the measurement conditions conformed to the JASO standard. The obtained results are listed in the “Uniformity” column of Table 1 as an index with the value of Comparative Example 1 as 100.
タイヤ耐久性
得られたゴム組成物を使用し、ビードワイヤへの被覆成形を行い、巻回し積層することによりビードコアを作製し、これを備えた空気入りタイヤ(サイズ11R22.5)を加硫成形した。得られたタイヤをJATMAで規定される規定リムにリム組みし、規定内圧に調整した。このタイヤを、ドラム径1707mmで、JIS D4230に準拠する室内ドラム試験機にかけて、規定内圧の140%、速度45km/時の条件で、ビード部が破壊するまでの走行距離を測定した。得られた結果は、比較例1の値を100とする指数として表1の「タイヤ耐久性」の欄に記載した。
Tire durability Using the obtained rubber composition, bead wire was coated, wound and laminated to prepare a bead core, and a pneumatic tire (size 11R22.5) provided with this was vulcanized . The obtained tire was assembled to a specified rim specified by JATMA and adjusted to a specified internal pressure. This tire was subjected to an indoor drum tester conforming to JIS D4230 with a drum diameter of 1707 mm, and the running distance until the bead portion was broken was measured under the conditions of 140% of the specified internal pressure and a speed of 45 km / hour. The obtained results are listed in the “Tire durability” column of Table 1 as an index with the value of Comparative Example 1 being 100.
表1において使用した原材料の種類を下記に示す。
・NR:天然ゴム、STR−20
・IR:イソプレンゴム、日本ゼオン社製Nipol IR2200
・SBR:スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Nipol 1502
・カーボンブラック:新日化社製ニテロン#GN(GPF)、窒素吸着比表面積が35m2/g
・無機充填剤:シリカ、EVONIK UNITED SILICA INDUSTRIAL LTD.製Ultrasil VN3GR、窒素吸着比表面積が170m2/g
・アロマオイル:昭和シェル石油社製エキストラクト 4号S
・亜鉛華:正同化学工業社製酸化亜鉛3種
・ステアリン酸:NOFコーポレーション社製ステアリン酸YR
・有機酸Co塩:ネオデカン酸ホウ酸コバルト、DIC CORPORATION社製DICNATE NBC−II(コバルト含量22.2質量%)
・硫黄:軽井沢製錬所社製油処理イオウ
・加硫促進剤:N,N−ジシクロヘキシル−1,3−ベンゾチアゾール−2−スルフェンアミド、大内新興化学社製ノクセラー DZ
The types of raw materials used in Table 1 are shown below.
NR: natural rubber, STR-20
IR: Isoprene rubber, Nipol IR2200 manufactured by Nippon Zeon
SBR: styrene butadiene rubber, Nipol 1502 manufactured by Nippon Zeon
-Carbon black: Niteron #GN (GPF) manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., with a nitrogen adsorption specific surface area of 35 m 2 / g
Inorganic filler: silica, EVONIK UNITED SILICA INDUSTRIAL LTD. Ultrasil VN3GR made from Nitrogen adsorption specific surface area of 170 m 2 / g
・ Aroma oil: Extract No. 4 S manufactured by Showa Shell Sekiyu KK
・ Zinc flower: Zinc oxide 3 types manufactured by Shodo Chemical Co., Ltd. ・ Stearic acid: Stearate YR manufactured by NOF Corporation
Organic acid Co salt: neodecanoic acid cobalt borate, DIC Corporation NBC-II (cobalt content 22.2% by mass) manufactured by DIC Corporation
・ Sulfur: Sulfur treatment sulfur manufactured by Karuizawa Smelter Co., Ltd. ・ Vulcanization accelerator: N, N-dicyclohexyl-1,3-benzothiazole-2-sulfenamide, Nouchi Cellar DZ manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
表1から明らかなように実施例1〜3の空気入りタイヤは、押出成形性、加硫成形時のビードコアの形状保持性、ユニフォミティおよびタイヤ耐久性に優れることが確認された。 As is clear from Table 1, it was confirmed that the pneumatic tires of Examples 1 to 3 were excellent in extrusion moldability, bead core shape retention during vulcanization molding, uniformity and tire durability.
比較例1の空気入りタイヤは、ゴム組成物の粘度Vbが12kPa・secを超え、粘度の比Vb/Vaが0.28を超えるので、押出成形性が劣る。またユニフォミティおよびタイヤ耐久性が、押出成形での均一性に欠けるため劣る。
比較例2の空気入りタイヤは、ゴム組成物の粘度Vaが30kPa・sec未満であるので、ビードコアの形状保持性が劣る。またユニフォミティおよびタイヤ耐久性が、加硫時のビードコア形状が崩れるため劣る。
比較例3の空気入りタイヤは、ゴム組成物の粘度Vbが12kPa・secを超えるので、押出成形性が劣る。またユニフォミティおよびタイヤ耐久性が、押出成形での均一性に欠けるため劣る。
比較例4の空気入りタイヤは、粘度の比Vb/Vaが0.28を超えるので、押出成形性およびビードコアの形状保持性が劣る。またユニフォミティおよびタイヤ耐久性が、押出成形での均一性に欠け、加硫時のビードコア形状が崩れるため劣る。
The pneumatic tire of Comparative Example 1 is inferior in extrusion moldability because the viscosity Vb of the rubber composition exceeds 12 kPa · sec and the viscosity ratio Vb / Va exceeds 0.28. Also, uniformity and tire durability are inferior due to lack of uniformity in extrusion molding.
Since the viscosity Va of the rubber composition is less than 30 kPa · sec, the pneumatic tire of Comparative Example 2 is inferior in the shape retention of the bead core. Further, uniformity and tire durability are inferior because the bead core shape at the time of vulcanization collapses.
The pneumatic tire of Comparative Example 3 is inferior in extrusion moldability because the rubber composition has a viscosity Vb of more than 12 kPa · sec. Also, uniformity and tire durability are inferior due to lack of uniformity in extrusion molding.
Since the pneumatic tire of Comparative Example 4 has a viscosity ratio Vb / Va of more than 0.28, the extrusion moldability and the bead core shape retention are poor. Further, uniformity and tire durability are inferior due to lack of uniformity in extrusion molding, and the bead core shape at the time of vulcanization collapses.
Claims (3)
Va≧30 (1)
Vb≦12 (2)
Vb/Va≦0.28 (3) A rubber composition having a carcass layer straddling a toroidal shape between a pair of bead cores, wherein the bead core is formed by laminating bead wires covered with bead insulation rubber, the rubber composition forming the bead insulation rubber When the viscosity at a shear rate of 30 (1 / sec) is Va (kPa · sec) and the viscosity at a shear rate of 300 (1 / sec) is Vb (kPa · sec), the viscosity Va and Vb are expressed by the following formula ( A pneumatic tire characterized by satisfying 1) to (3).
Va ≧ 30 (1)
Vb ≦ 12 (2)
Vb / Va ≦ 0.28 (3)
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