JP2021167141A - Pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維コードをベルトカバー層に用いた空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a pneumatic tire using a polyethylene terephthalate (PET) fiber cord for the belt cover layer.
乗用車用または小型トラック用の空気入りタイヤは、一般的に、一対のビード部間にカーカス層が装架され、トレッド部におけるカーカス層の外周側に複数層のベルト層が配置され、ベルト層の外周側にタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻回された複数本の有機繊維コードを含むベルトカバー層が配置された構造を有する。この構造において、ベルトカバー層は高速耐久性の改善に寄与すると共に、中周波ロードノイズの低減にも寄与する。 Pneumatic tires for passenger cars or light trucks generally have a carcass layer mounted between a pair of bead portions, and a plurality of belt layers are arranged on the outer peripheral side of the carcass layer in the tread portion to form a belt layer. It has a structure in which a belt cover layer containing a plurality of organic fiber cords wound spirally along the tire circumferential direction is arranged on the outer peripheral side. In this structure, the belt cover layer contributes to the improvement of high-speed durability and also contributes to the reduction of medium-frequency road noise.
従来、ベルトカバー層に使用される有機繊維コードはナイロン繊維コードが主流であるが、ナイロン繊維コードに比べて高弾性であり、かつ安価なポリエチレンテレフタレート繊維コード(以下、PET繊維コードと言う)を使用することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、PET繊維コードは、従来のナイロン繊維コードと比べると発熱しやすい傾向があるという問題があった。そのため、PET繊維コードを用いてロードノイズの低減を図るにあたって、発熱を抑制し、湿熱条件下における耐久性を向上する対策が求められている。 Conventionally, nylon fiber cords are the mainstream of organic fiber cords used for belt cover layers, but polyethylene terephthalate fiber cords (hereinafter referred to as PET fiber cords), which are more elastic and inexpensive than nylon fiber cords, are used. It has been proposed to be used (see, for example, Patent Document 1). However, the PET fiber cord has a problem that it tends to generate heat more easily than the conventional nylon fiber cord. Therefore, in order to reduce road noise by using a PET fiber cord, it is required to take measures to suppress heat generation and improve durability under moist heat conditions.
本発明の目的は、PET繊維コードをベルトカバー層に用いてロードノイズを低減するにあたって、湿熱条件下における耐久性を向上することを可能に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 capable of improving durability under moist heat conditions in reducing road noise by using a PET fiber cord for a belt cover layer.
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、前記一対のビード部間に装架されたカーカス層と、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側に配置された複数層のベルト層と、前記ベルト層の外周側に配置されたベルトカバー層とを有する空気入りタイヤにおいて、前記ベルトカバー層はコートゴムで被覆された有機繊維コードをタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻回することで構成され、前記有機繊維コードは100℃における2.0cN/dtex負荷時の弾性率が3.5cN/(tex・%)〜5.5cN/(tex・%)の範囲にあるポリエチレンテレフタレート繊維コードであり、前記ベルトカバー層と接するように前記ベルトカバー層の外周側に配置された隣接ゴム層の厚さが0.5mm〜5.0mmであり、前記隣接ゴム層の静歪10%、動歪±2%、周波数20Hz、温度100°におけるtanδが0.10未満であることを特徴とする。 The pneumatic tire of the present invention for achieving the above object has a tread portion extending in the tire circumferential direction to form an annular shape, a pair of sidewall portions arranged on both sides of the tread portion, and these sidewall portions. A pair of bead portions arranged inside in the tire radial direction, a carcass layer mounted between the pair of bead portions, and a plurality of layers of belts arranged on the outer peripheral side of the carcass layer in the tread portion. In a pneumatic tire having a layer and a belt cover layer arranged on the outer peripheral side of the belt layer, the belt cover layer spirally winds an organic fiber cord coated with a coated rubber along the tire circumferential direction. The organic fiber cord is a polyethylene terephthalate fiber having an elastic coefficient in the range of 3.5 cN / (tex ·%) to 5.5 cN / (tex ·%) under a load of 2.0 cN / dtex at 100 ° C. It is a cord, and the thickness of the adjacent rubber layer arranged on the outer peripheral side of the belt cover layer so as to be in contact with the belt cover layer is 0.5 mm to 5.0 mm, and the static strain of the adjacent rubber layer is 10%. It is characterized in that the tan δ at a dynamic strain of ± 2%, a frequency of 20 Hz, and a temperature of 100 ° is less than 0.10.
本発明者は、PET繊維コードからなるベルトカバー層を備えた空気入りタイヤについて鋭意研究した結果、PET繊維コードのディップ処理を適正化し、100℃における2.0cN/dtex負荷時の弾性率を所定の範囲に設定することにより、ベルトカバー層として好適なコードの耐疲労性とタガ効果が得られることを知見し、本発明に至った。即ち、本発明では、ベルトカバー層を構成する有機繊維コードとして、100℃での2.0cN/dtex負荷時の弾性率が3.5cN/(tex・%)〜5.5cN/(tex・%)の範囲にあるPET繊維コードを使用することにより、空気入りタイヤの耐久性を良好に維持しながら、ロードノイズを効果的に低減することができる。更に、このようなベルトカバー層を用いるにあたって、このベルトカバー層の外周側に配置された隣接ゴム層の厚さを0.5mm〜5.0mmにし、且つ、隣接ゴム層を構成するゴム組成物の物性(tanδ)を上記のように低く設定しているので、発熱を抑制し、湿熱条件下における耐久性を効果的に高めることができる。これらベルトカバー層と隣接ゴム層との協働により、ロードノイズの低減と湿熱条件下における耐久性の向上とを高度に両立することが可能になる。 As a result of diligent research on a pneumatic tire provided with a belt cover layer made of PET fiber cord, the present inventor has optimized the dip treatment of PET fiber cord and determined the elastic modulus under 2.0 cN / dtex load at 100 ° C. It was found that the fatigue resistance and the tagging effect of the cord suitable for the belt cover layer can be obtained by setting the range in the above range, and the present invention has been reached. That is, in the present invention, the elastic modulus of the organic fiber cord constituting the belt cover layer under a load of 2.0 cN / dtex at 100 ° C. is 3.5 cN / (tex ·%) to 5.5 cN / (tex ·%). By using the PET fiber cord in the range of), road noise can be effectively reduced while maintaining good durability of the pneumatic tire. Further, when using such a belt cover layer, a rubber composition in which the thickness of the adjacent rubber layer arranged on the outer peripheral side of the belt cover layer is set to 0.5 mm to 5.0 mm and the thickness of the adjacent rubber layer constitutes the adjacent rubber layer. Since the physical properties (tan δ) of the rubber are set low as described above, heat generation can be suppressed and durability under moist heat conditions can be effectively enhanced. The cooperation between the belt cover layer and the adjacent rubber layer makes it possible to achieve both reduction of road noise and improvement of durability under moist heat conditions.
本発明においては、隣接ゴム層が、ゴム成分100質量部に対して、窒素吸着比表面積N2 SAが25m2 /g〜50m2 /gであるカーボンブラックを30質量部〜55質量部含むゴム組成物で構成されていることが好ましい。このような配合にすることで、隣接ゴム層を構成するゴム組成物の物性が良好になり、ロードノイズの低減と湿熱条件下における耐久性の向上と両立するには有利になる。 Rubber In the present invention, the adjacent rubber layer, with respect to 100 parts by mass of the rubber component, comprising 30 parts by weight to 55 parts by weight of carbon black having nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA is 25m 2 / g~50m 2 / g It is preferably composed of a composition. With such a composition, the physical characteristics of the rubber composition constituting the adjacent rubber layer are improved, and it is advantageous to achieve both reduction of road noise and improvement of durability under moist heat conditions.
本発明においては、有機繊維コードのタイヤ内におけるコード張力が0.9cN/dtex以上であることが好ましい。これにより、発熱を抑制してタイヤの耐久性を向上するには有利になる。 In the present invention, the cord tension of the organic fiber cord in the tire is preferably 0.9 cN / dtex or more. This is advantageous for suppressing heat generation and improving the durability of the tire.
本発明においては、タイヤ赤道を中心とした接地幅の70%の領域をセンター領域とし、そのタイヤ幅方向外側の領域をそれぞれショルダー領域としたとき、センター領域に配置された有機繊維コードのタイヤ内におけるコード張力Ceとショルダー領域に配置された有機繊維コードのタイヤ内におけるコード張力Shとの比Ce/Shが1.0以上2.0以下であることが好ましい。このようにタイヤ幅方向の部位ごとの張力を設定することで、ショルダー部においてもベルトカバーコードに十分な張力がかかるので、ショルダー部におけるセパレーション等の故障を防止することができ、耐久性を向上するには有利になる。 In the present invention, when a region of 70% of the contact width centered on the tire equatorial line is set as the center region and the region outside the tire width direction is set as the shoulder region, the inside of the tire of the organic fiber cord arranged in the center region is used. The ratio Ce / Sh of the cord tension Ce to the cord tension Sh in the tire of the organic fiber cord arranged in the shoulder region is preferably 1.0 or more and 2.0 or less. By setting the tension for each part in the tire width direction in this way, sufficient tension is applied to the belt cover cord even in the shoulder part, so that it is possible to prevent failures such as separation in the shoulder part and improve durability. Will be advantageous.
尚、本発明において、「接地幅」とは、タイヤ幅方向両側の接地端の間の距離である。「接地端」とは、タイヤを正規リムにリム組みして正規内圧を充填した状態で平面上に垂直に置いて正規荷重を加えたときに形成される接地領域のタイヤ軸方向の両端部である。「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えば、JATMAであれば標準リム、TRAであれば“Design Rim”、或いはETRTOであれば“Measuring Rim”とする。「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMAであれば最高空気圧、TRAであれば表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”に記載の最大値、ETRTOであれば“INFLATION PRESSURE”であるが、タイヤが乗用車用である場合には180kPaとする。「正規荷重」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、JATMAであれば最大負荷能力、TRAであれば表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”に記載の最大値、ETRTOであれば“LOAD CAPACITY”であるが、タイヤが乗用車用である場合には前記荷重の88%に相当する荷重とする。 In the present invention, the "ground contact width" is the distance between the ground contact ends on both sides in the tire width direction. The "ground contact ends" are both ends of the ground contact area in the tire axial direction that are formed when the tire is rim-assembled on the regular rim, placed vertically on a flat surface with the regular internal pressure applied, and a regular load is applied. be. A "regular rim" is a rim defined for each tire in a standard system including a standard on which a tire is based. For example, a standard rim for JATTA, a "Design Rim" for TRA, or ETRTO. If so, it is set to "Measuring Rim". "Regular internal pressure" is the air pressure defined for each tire in the standard system including the standard on which the tire is based. If it is JATTA, it is the maximum air pressure, and if it is TRA, it is the table "TIRE LOAD LIMITED AT VARIOUS". The maximum value described in "COLD INFLATION PRESSURES" is "INFLATION PRESSURE" for ETRTO, but 180 kPa when the tires are for passenger cars. "Regular load" is the load defined for each tire in the standard system including the standard on which the tire is based. If it is JATTA, it is the maximum load capacity, and if it is TRA, it is the table "TIRE LOAD LIMITED AT VARIOUS". The maximum value described in "COLD INFLATION PRESSURES" is "LOAD CAPACITY" in the case of ETRTO, but when the tire is for a passenger car, the load is equivalent to 88% of the above load.
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1に示すように、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部1と、このトレッド部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。図1において、符号CLはタイヤ赤道、符号Eは接地端、符号Wは接地幅を示す。また、図1に示すように、タイヤ赤道CLを中心とした接地幅Wの70%の領域をセンター領域Aとし、そのタイヤ幅方向外側の領域をそれぞれショルダー領域Bと定義する。図1は子午線断面図であるため描写されないが、トレッド部1、サイドウォール部2、ビード部3は、それぞれタイヤ周方向に延在して環状を成しており、これにより空気入りタイヤのトロイダル状の基本構造が構成される。以下、図1を用いた説明は基本的に図示の子午線断面形状に基づくが、各タイヤ構成部材はいずれもタイヤ周方向に延在して環状を成すものである。
As shown in FIG. 1, the pneumatic tire of the present invention is arranged inside the tread portion 1, a pair of
図示の例では、トレッド部1の外表面にタイヤ周方向に延びる複数本(図示の例では4本)の主溝が形成されているが、主溝の本数は特に限定されない。また、主溝の他にタイヤ幅方向に延びるラグ溝を含む各種の溝やサイプを形成することもできる。 In the illustrated example, a plurality of main grooves (4 in the illustrated example) extending in the tire circumferential direction are formed on the outer surface of the tread portion 1, but the number of main grooves is not particularly limited. Further, in addition to the main groove, various grooves and sipes including a lug groove extending in the tire width direction can be formed.
左右一対のビード部3間にはタイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含むカーカス層4が装架されている。各ビード部には、ビードコア5が埋設されており、そのビードコア5の外周上に断面略三角形状のビードフィラー6が配置されている。カーカス層4は、ビードコア5の廻りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返されている。これにより、ビードコア5およびビードフィラー6はカーカス層4の本体部(トレッド部1から各サイドウォール部2を経て各ビード部3に至る部分)と折り返し部(各ビード部3においてビードコア5の廻りに折り返されて各サイドウォール部2側に向かって延在する部分)とにより包み込まれている。カーカス層4の補強コードとしては、例えばポリエステルコードが好ましく使用される。
A carcass layer 4 including a plurality of reinforcing cords extending in the tire radial direction is mounted between the pair of left and
一方、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(図示の例では2層)のベルト層7が埋設されている。各ベルト層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。これらベルト層7において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば10°〜40°の範囲に設定されている。ベルト層7の補強コードとしては、例えばスチールコードが好ましく使用される。 On the other hand, a plurality of layers (two layers in the illustrated example) of belt layers 7 are embedded on the outer peripheral side of the carcass layer 4 in the tread portion 1. Each belt layer 7 includes a plurality of reinforcing cords that are inclined with respect to the tire circumferential direction, and the reinforcing cords are arranged so as to intersect each other between the layers. In these belt layers 7, the inclination angle of the reinforcing cord with respect to the tire circumferential direction is set in the range of, for example, 10 ° to 40 °. As the reinforcing cord of the belt layer 7, for example, a steel cord is preferably used.
更に、ベルト層7の外周側には、高速耐久性の向上とロードノイズの低減を目的として、ベルトカバー層8が設けられている。ベルト補強層8は、タイヤ周方向に配向する有機繊維コードを含む。ベルト補強層8において、有機繊維コードはタイヤ周方向に対する角度が例えば0°〜5°に設定されている。本発明では、ベルトカバー層8は、ベルト層7の全域を覆うフルカバー層8aを必ず含み、任意でベルト層7の両端部を局所的に覆う一対のエッジカバー層8bを含む構成にすることができる(図示の例では、フルカバー層8aおよびエッジカバー層8bの両方を含む)。ベルトカバー層8は、少なくとも1本の有機繊維コードを引き揃えてコートゴムで被覆したストリップ材をタイヤ周方向に螺旋状に巻回して構成するとよく、特にジョイントレス構造とすることが望ましい。
Further, a
本発明では、ベルトカバー層8を構成する有機繊維コードとして、100℃における2.0cN/dtex負荷時の弾性率が3.5cN/(tex・%)〜5.5cN/(tex・%)の範囲にあるポリエチレンテレフタレート繊維コード(PET繊維コード)が使用される。このようにベルトカバー層8を構成する有機繊維コードとして、特定のPET繊維コードを用いることで、空気入りタイヤの耐久性を良好に維持しながら、ロードノイズを効果的に低減することができる。このPET繊維コードの100℃における2.0cN/dtex負荷時の弾性率が3.5cN/(tex・%)未満であると、中周波ロードノイズを十分に低減することができない。PET繊維コードの100℃における2.0cN/dtex負荷時の弾性率が5.5cN/(tex・%)を超えると、コードの耐疲労性が低下してタイヤの耐久性が低下する。尚、本発明において、100℃での2.0cN/dtex負荷時の弾性率[N/(tex・%)]は、JIS−L1017の「化学繊維タイヤコード試験方法」に準拠し、つかみ間隔250mm、引張速度300±20mm/分の条件にて引張試験を実施し、荷重‐伸び曲線の荷重2.0cN/dtexに対応する点における接線の傾きを1tex当たりの値に換算することで算出される。
In the present invention, as the organic fiber cord constituting the
更に、この有機繊維コード(PET繊維コード)は、ベルトカバー層8として用いるにあたって、タイヤ内におけるコード張力が好ましくは0.9cN/dtex以上、より好ましくは1.5cN/dtex〜2.0cN/dtexであるとよい。このようにタイヤ内におけるコード張力を設定することで、発熱を抑制し、タイヤ耐久性を向上することができる。この有機繊維コード(PET繊維コード)のタイヤ内におけるコード張力が0.9cN/dtex未満であると、tanδのピークが上昇してしまい、タイヤの耐久性を向上する効果が充分に得られない。尚、ベルトカバー層8を構成する有機繊維コード(PET繊維コード)のタイヤ内におけるコード張力は、ベルトカバー層を構成するストリップ材の末端よりも2周以上タイヤ幅方向内側において測定するものとする
Further, when this organic fiber cord (PET fiber cord) is used as the
特に、図1に示すように、タイヤ赤道CLを中心とした接地幅Wの70%の領域をセンター領域Aとし、そのタイヤ幅方向外側の領域をそれぞれショルダー領域Bとしたとき、センター領域Aに配置された有機繊維コードのタイヤ内におけるコード張力Ceとショルダー領域Bに配置された有機繊維コードのタイヤ内におけるコード張力Shとの比Ce/Shが1.0以上2.0以下であることが好ましい。このようにタイヤ幅方向の部位ごとの張力の関係を設定することで、発熱を抑制し、タイヤ耐久性を向上することができる。比Ce/Shが2.0を超えると、ショルダー領域のコード張力が低くなり過ぎる場合にコードの発熱が増加してコードメルトが発生して高速耐久性が低下する。比Ce/Shが1.0未満であると、ショルダー領域のコード張力が高くなり過ぎる場合にショルダー部の剛性が上がり過ぎてしまい、接地形状が丸くなり、走行時にベルト層7とベルトカバー層8との間のセパレーションが進行し易く、タイヤ耐久性が低下する。張力Ce,Shは、前述の関係を満たしていれば特に限定されないが、張力Ceは例えば1.2cN/dtex〜2.5cN/dtex、張力Shは例えば0.9cN/dtex〜2.0cN/dtexに設定することができる。このような張力Ce,Shの関係は、例えば、タイヤ成形時に曲率ドラム(製造するタイヤのセンター部に対応する部位よりも製造するタイヤのショルダー部に対応する部位で周長が小さい曲率をもったドラム)を用いたり、ベルトカバー材の巻き付け張力を制御することで達成することができる。尚、張力Ceは最外側のベルト層7のセンター部に位置する5本の繊維コードにおいて測定した値であり、張力Shはベルトカバー層を構成するストリップ材の末端よりも2周以上タイヤ幅方向内側かつ最外側のベルト層7のショルダー部に位置する5本の繊維コードにおいて測定した値である。
In particular, as shown in FIG. 1, when 70% of the contact width W centered on the tire equatorial CL is the center region A and the regions outside the tire width direction are the shoulder regions B, the center region A is set. The ratio Ce / Sh of the cord tension Ce in the tire of the arranged organic fiber cord to the cord tension Sh in the tire of the organic fiber cord arranged in the shoulder region B must be 1.0 or more and 2.0 or less. preferable. By setting the tension relationship for each portion in the tire width direction in this way, heat generation can be suppressed and tire durability can be improved. When the ratio Ce / Sh exceeds 2.0, when the cord tension in the shoulder region becomes too low, the heat generated by the cord increases, cord melt is generated, and the high-speed durability is lowered. If the ratio Ce / Sh is less than 1.0, the rigidity of the shoulder portion becomes too high when the cord tension in the shoulder region becomes too high, the ground contact shape becomes round, and the belt layer 7 and the
ベルトカバー層8を構成する有機繊維コードとして用いるPET繊維コードは、更に、100℃における熱収縮応力が0.6cN/tex以上であることが好ましい。このように100℃における熱収縮応力を設定することで、より効果的に空気入りラジアルタイヤの耐久性を良好に維持しながら、ロードノイズを効果的に低減することができる。PET繊維コードの100℃における熱収縮応力が0.6cN/texよりも小さいと走行時のタガ効果を充分に向上することができず、高速耐久性を十分に維持することが難しくなる。PET繊維コードの100℃における熱収縮応力の上限値は特に限定されないが、例えば2.0cN/texにするとよい。尚、本発明において、100℃での熱収縮応力(cN/tex)は、JIS‐L1017の「化学繊維タイヤコード試験方法」に準拠し、試料長さ500mm、加熱条件100℃×5分の条件にて加熱したときに測定される試料コードの熱収縮応力である。
The PET fiber cord used as the organic fiber cord constituting the
上述のような物性を有するPET繊維コードを得るために、例えばディップ処理を適正化すると良い。つまり、カレンダー工程に先駆けて、PET繊維コードには接着剤のディップ処理が行われるが、2浴処理後のノルマライズ工程において、雰囲気温度を210℃〜250℃の範囲内に設定し、コード張力を2.2×10-2N/tex〜6.7×10-2N/texの範囲に設定することが好ましい。これにより、PET繊維コードに上述のような所望の物性を付与することができる。ノルマライズ工程におけるコード張力が2.2×10-2N/texよりも小さいとコード弾性率が低くなり、中周波ロードノイズを十分に低減することができず、逆に6.7×10-2N/texよりも大きいとコード弾性率が高くなり、コードの耐疲労性が低下する。 In order to obtain a PET fiber cord having the above-mentioned physical characteristics, for example, it is advisable to optimize the dip treatment. That is, prior to the calendar process, the PET fiber cord is subjected to an adhesive dip treatment, but in the normalization process after the two-bath treatment, the ambient temperature is set within the range of 210 ° C to 250 ° C, and the cord tension is applied. Is preferably set in the range of 2.2 × 10 −2 N / tex to 6.7 × 10 −2 N / tex. This makes it possible to impart the desired physical properties as described above to the PET fiber cord. If the cord tension in the normalization process is smaller than 2.2 × 10 −2 N / tex, the cord elastic modulus becomes low, and the medium frequency road noise cannot be sufficiently reduced, and conversely, 6.7 × 10 − If it is larger than 2 N / tex, the elastic modulus of the cord becomes high and the fatigue resistance of the cord decreases.
トレッド部1において、上述のタイヤ構成部材(カーカス層4、ベルト層7、ベルトカバー層8)の外周側にはトレッドゴム層10が配置される。特に、本発明では、トレッドゴム層10は、物性の異なる2種類のゴム層(キャップトレッドゴム層11およびアンダートレッドゴム層12)がタイヤ径方向に積層した構造を有していていもよい。尚、サイドウォール部2におけるカーカス層4の外周側(タイヤ幅方向外側)にはサイドゴム層20が配置され、ビード部3におけるカーカス層4の外周側(タイヤ幅方向外側)にはリムクッションゴム層30が配置されている。
In the tread portion 1, the
上述のベルトカバー層8と接するようにベルトカバー層8の外周側に配置された隣接ゴム層(図示の例では、アンダートレッドゴム層12)は、初期歪10%、振幅±2%、周波数20Hz、温度100℃の条件で測定したtanδが1.0未満、好ましくは0.04〜0.09であるゴムで構成される。このように特定の物性を有するゴムを用いることで、隣接ゴム層の発熱を抑制することができ、上述の有機繊維コード(PET繊維コード)と組み合わせた際には、タイヤの耐久性や転がり抵抗を効果的に改善することができる。上述の隣接ゴム層のtanδが0.10以上であると発熱が抑制できず、タイヤの耐久性や転がり抵抗を改善する効果が得られない。
The adjacent rubber layer (under
ベルトカバー層8は、上述のように、有機繊維コード(PET繊維コード)をコートゴムで被覆することで構成される。上述の隣接ゴム層は、コートゴムを含んだベルトカバー層8の全体に隣接するものであり、有機繊維コード(PET繊維コード)自体に接するコートゴムは隣接ゴム層に該当しない。隣接ゴム層は、ベルトカバー層8の外周側に設けられるゴム層であれば、上述のアンダートレッドゴム層12に限定されない。例えば、トレッドゴム層10とベルトカバー層8との間に、上述の物性を満たすゴムからなるシート層を挟み込んで、このシート層を隣接ゴム層としてもよい。
As described above, the
隣接ゴム層がアンダートレッドゴム層12である場合も、例えば上述のシート層である場合も、その厚さは0.5mm〜5.0mm、好ましくは1.0mm〜3.0mmであるとよい。隣接ゴム層をこのような厚さとすることで、トレッド部1の剪断剛性を確保しながら発熱を適度に抑制することができ、耐久性を向上するには有利になる。隣接ゴム層の厚さが0.5mm未満であると、隣接ゴム層が薄すぎるため、隣接ゴム層による発熱抑制効果が十分に得られなくなり、ベルトカバー層8とトレッドゴム層10との界面でセパレーションが発生する虞がある。隣接ゴム層の厚さが5.0mmを超えると、トレッド部1の剪断剛性が十分に確保できず、耐久性が低下する虞がある。
When the adjacent rubber layer is the under
隣接ゴム層を構成するゴム組成物において、ゴム成分はジエン系ゴムであり、天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン‐ブタジエンゴム、アクリロニトリル‐ブタジエンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴムのタイヤ用ゴム組成物に一般的に用いられるゴムを使用することができる。これらのジエン系ゴムは末端変性されたゴムであってもよい。これらジエン系ゴムは、単独または任意のブレンドとして使用することができる。なかでも、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴムを配合することが好ましい。 In the rubber composition constituting the adjacent rubber layer, the rubber component is a diene rubber, and a rubber composition for tires of natural rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, butyl rubber, and halogenated butyl rubber. Generally used rubber can be used. These diene-based rubbers may be end-modified rubbers. These diene rubbers can be used alone or as any blend. Of these, it is preferable to blend natural rubber, butadiene rubber, and styrene-butadiene rubber.
本発明において、隣接ゴム層を構成するゴム組成物には、更にカーボンブラックを配合することができる。カーボンブラックの配合量は、ゴム成分100質量部に対して好ましくは30質量部〜55質量部、より好ましくは35質量部〜50質量部である。このようにカーボンブラックを配合することで、発熱を抑制しながらタイヤに用いるのに適切な硬度や強度を確保することができる。カーボンブラックの配合量が30質量部未満であると、硬度や強度を充分に確保することが難しくなり、タイヤの耐久性が低下する虞がある。カーボンブラックの配合量が55質量部を超えると、発熱を充分に抑制することができず、高速耐久性が低下する虞がある。 In the present invention, carbon black can be further added to the rubber composition constituting the adjacent rubber layer. The blending amount of carbon black is preferably 30 parts by mass to 55 parts by mass, and more preferably 35 parts by mass to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. By blending carbon black in this way, it is possible to secure appropriate hardness and strength for use in tires while suppressing heat generation. If the blending amount of carbon black is less than 30 parts by mass, it becomes difficult to secure sufficient hardness and strength, and the durability of the tire may decrease. If the blending amount of carbon black exceeds 55 parts by mass, heat generation cannot be sufficiently suppressed, and high-speed durability may decrease.
上記のようにカーボンブラックを配合する場合、カーボンブラックの窒素吸着比表面積N2 SAは、好ましくは25m2 /g〜50m2 /g、より好ましくは35m2 /g〜45m2 /gである。このように特定のカーボンブラックを用いることで、発熱を抑制しながらタイヤに用いるのに適切な硬度や強度を確保するには有利になる。カーボンブラックの窒素吸着比表面積N2 SAが25m2 /g未満であると、硬度や強度を充分に確保することが難しくなり、タイヤの耐久性が低下する虞がある。カーボンブラックの窒素吸着比表面積N2 SAが50m2 /gを超えると、発熱を充分に抑制することができず、高速耐久性が低下する虞がある。尚、本発明において、カーボンブラックの窒素吸着比表面積N2 SAは、JIS K6217‐7に準拠して測定される。 Case of blending carbon black as described above, the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of carbon black is preferably 25m 2 / g~50m 2 / g, more preferably 35m 2 / g~45m 2 / g. By using the specific carbon black in this way, it is advantageous to secure appropriate hardness and strength for use in tires while suppressing heat generation. If the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of carbon black is less than 25 m 2 / g, it becomes difficult to secure sufficient hardness and strength, and the durability of the tire may decrease. If the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of carbon black exceeds 50 m 2 / g, heat generation cannot be sufficiently suppressed, and high-speed durability may decrease. In the present invention, the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of carbon black is measured according to JIS K6217-7.
上述の隣接ゴム層を構成するゴム組成物には、上記以外の他の配合剤を添加することもできる。他の配合剤としては、カーボンブラック以外の補強性充填剤(例えば、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、水酸化アルミニウム等)、加硫または架橋剤、老化防止剤、可塑剤、加工助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配合剤を例示することができる。これら配合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。このようなタイヤ用ゴム組成物は、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。 Other compounding agents other than the above can be added to the rubber composition constituting the above-mentioned adjacent rubber layer. Other compounding agents include reinforcing fillers other than carbon black (eg silica, clay, talc, calcium carbonate, mica, aluminum hydroxide, etc.), vulcanization or cross-linking agents, anti-aging agents, plasticizers, processing aids. Various compounding agents generally used in rubber compositions for tires such as agents can be exemplified. The blending amount of these blending agents can be a conventional general blending amount as long as it does not contradict the object of the present invention. Such a rubber composition for a tire can be produced by mixing each of the above components using a normal rubber kneading machine, for example, a Banbury mixer, a kneader, a roll, or the like.
隣接ゴム層は、上述の配合からなるゴム組成物で構成されているので、上述のようにtanδを0.10未満に低く抑えることができる。尚、具体的な配合量の範囲を示したカーボンブラック以外のポリマー、オイル、硫黄などの配合量によってもtanδを調整することができる。 Since the adjacent rubber layer is composed of the rubber composition having the above-mentioned composition, the tan δ can be suppressed to less than 0.10 as described above. The tan δ can also be adjusted by the blending amount of a polymer other than carbon black, oil, sulfur, etc., which indicates a specific blending amount range.
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、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。 Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited to these Examples.
タイヤサイズが225/60R18であり、図1に例示する基本構造を有し、ベルトカバー層を構成する有機繊維コード(PET繊維コード)について、100℃における2.0cN/dtex負荷時の弾性率[cN/(tex・%)]、タイヤ内におけるコード張力[cN/dtex]、センター領域に配置された有機繊維コードのタイヤ内におけるコード張力Ceとショルダー領域に配置された有機繊維コードのタイヤ内におけるコード張力Shとの比Ce/Shを表1〜2に記載されるように設定し、且つ、ベルトカバー層の外周側に配置された隣接ゴム層(アンダートレッドゴム層)について、隣接ゴム層を構成するゴム組成物の配合、隣接ゴム層の厚さ、100℃におけるtanδ(以下、「tanδ(100℃)」という)を表1〜2のように異ならせた従来例1、比較例1〜4、実施例1〜13のタイヤを製作した。 The organic fiber cord (PET fiber cord) having a tire size of 225 / 60R18 and having the basic structure illustrated in FIG. 1 and constituting the belt cover layer has an elastic modulus under a 2.0 cN / dtex load at 100 ° C. [ cN / (tex ·%)], cord tension [cN / dtex] in the tire, cord tension Ce in the tire of the organic fiber cord arranged in the center region, and the cord tension Ce in the tire of the organic fiber cord arranged in the shoulder region in the tire. The ratio Ce / Sh to the cord tension Sh is set as shown in Tables 1 and 2, and the adjacent rubber layer is provided with respect to the adjacent rubber layer (undertread rubber layer) arranged on the outer peripheral side of the belt cover layer. Conventional Example 1 and Comparative Examples 1 to 2 in which the composition of the constituent rubber composition, the thickness of the adjacent rubber layer, and tan δ at 100 ° C. (hereinafter referred to as “tan δ (100 ° C.)”) are different as shown in Tables 1 and 2. 4. The tires of Examples 1 to 13 were manufactured.
いずれの例においても、ベルトカバー層は、1本の有機繊維コード(PET繊維コード)をコートゴムで被覆してなるストリップをタイヤ周方向に螺旋状に巻回したジョイントレス構造を有している。ストリップにおけるコード打ち込み密度は50本/50mmである。また、有機繊維コード(PET繊維コード)はそれぞれ1100dtex/2の構造を有する。 In each example, the belt cover layer has a jointless structure in which a strip formed by coating one organic fiber cord (PET fiber cord) with a coated rubber is spirally wound in the tire circumferential direction. The cord driving density in the strip is 50 lines / 50 mm. Further, each organic fiber cord (PET fiber cord) has a structure of 1100 dtex / 2.
各例において、100℃における2.0cN/dtex負荷時の弾性率[cN/(tex・%)]は、JIS−L1017の「化学繊維タイヤコード試験方法」に準拠し、つかみ間隔250mm、引張速度300±20mm/分の条件にて引張試験を実施し、荷重‐伸び曲線の荷重2.0cN/dtexに対応する点における接線の傾きを1tex当たりの値に換算することで算出した。また、タイヤ内におけるコード張力[cN/dtex]は、トレッド部1からトレッドゴムを取り除いてベルトカバー層を露出させ、ベルトカバー層の所定の長さ範囲から繊維コードを引き剥がし、その採取後の長さを測定し、採取前の長さに対する収縮量を求めた。特に、最外側のベルト層のセンター部に位置する5本の繊維コードについて収縮量の平均値を求めた。そして、その収縮量(%)に対応する荷重をS−S曲線から求め、1dtex当たりの値に換算することにより測定した。尚、張力Ceは最外側のベルト層7のセンター部に位置する5本の繊維コードにおいて測定し、張力Shは外側のベルト層7のショルダー部に位置する5本の繊維コードにおいて測定した。 In each example, the elastic modulus [cN / (tex ·%)] under a load of 2.0 cN / dtex at 100 ° C. conforms to the “chemical fiber tire cord test method” of JIS-L1017, and has a grip interval of 250 mm and a tensile speed. A tensile test was carried out under the condition of 300 ± 20 mm / min, and the calculation was made by converting the slope of the tangent line at the point corresponding to the load 2.0 cN / dtex of the load-elongation curve into a value per tex. Further, the cord tension [cN / dtex] in the tire is obtained by removing the tread rubber from the tread portion 1 to expose the belt cover layer, peeling the fiber cord from a predetermined length range of the belt cover layer, and collecting the cord tension [cN / dtex]. The length was measured and the amount of shrinkage with respect to the length before collection was determined. In particular, the average value of the shrinkage amount was calculated for the five fiber cords located at the center of the outermost belt layer. Then, the load corresponding to the shrinkage amount (%) was obtained from the SS curve and measured by converting it into a value per 1 dtex. The tension Ce was measured on the five fiber cords located at the center of the outermost belt layer 7, and the tension Sh was measured on the five fiber cords located on the shoulder of the outer belt layer 7.
各例について、ベルトカバーコートゴムのtanδ(100℃)は、各例のゴム組成物を所定形状の金型を用いて180℃で、5分間加硫し、2mm厚のシート状の加硫ゴム試験片を作成し、この加硫ゴム試験片を用いて、JIS K6394に準拠して、粘弾性スペクトロメータ(東洋精機製作所社製)を用いて、伸長変形歪率10%±2%、振動数20Hz、温度100℃の条件で、tanδを測定した。
For each example, the belt cover coat rubber tan δ (100 ° C.) is obtained by vulcanizing the rubber composition of each example at 180 ° C. for 5 minutes using a mold having a predetermined shape, and then using a 2 mm thick sheet-shaped vulcanized rubber. Prepare a test piece, use this vulcanized rubber test piece, and use a viscoelastic spectrometer (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) in accordance with JIS K6394, elongation
これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、ロードノイズ、湿熱耐久性を評価し、その結果を表1,2に併せて示した。 Road noise and wet heat durability were evaluated for these test tires by the following evaluation methods, and the results are also shown in Tables 1 and 2.
ロードノイズ
各試験タイヤをリムサイズ18×7Jのホイールに組み付けて、排気量2.5Lの乗用車(前輪駆動車)の前後車輪として装着し、空気圧を230kPaとし、運転席の窓の内側に集音マイクを設置し、アスファルト路面からなるテストコースを平均速度50km/hの条件で走行させた際の周波数315Hz付近の音圧レベルを、ロードノイズとして測定した。評価結果としては、従来例1を基準とし、その基準に対する変化量(dB)を示した。変化量の数値が負の値であればロードノイズが低減していることを意味する。
Road noise Each test tire is assembled to a wheel with a rim size of 18 x 7J, mounted as the front and rear wheels of a passenger car (front wheel drive car) with a displacement of 2.5 L, the air pressure is set to 230 kPa, and the sound collecting microphone is inside the driver's seat window. The sound pressure level near the frequency of 315 Hz when the test course composed of the asphalt road surface was run under the condition of an average speed of 50 km / h was measured as road noise. As the evaluation result, the amount of change (dB) with respect to the standard was shown with reference to the conventional example 1. If the value of the amount of change is negative, it means that the road noise is reduced.
湿熱耐久性
各試験タイヤをリムサイズ18×7Jのホイールに組み付け、内圧230kPaで酸素を封入した状態で温度70℃、湿度95%に保持されたチャンバー内に30日間保管した。このように前処理された試験タイヤを、表面が平滑な鋼製で直径1707mmのドラムを備えたドラム試験機に装着し、周辺温度を38±3℃に制御し、速度120km/hから24時間に50km/hずつ加速し、タイヤに故障が生じるまでの走行時間を測定した。評価結果は、走行時間の測定値を用い、従来例1を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど、故障が生じるまでの走行時間が長く、湿熱耐久性が優れていることを意味する。尚、指数値が「110」未満では、十分な湿熱耐久性が得られていないことを意味する。
Moisture and heat durability Each test tire was assembled on a wheel having a rim size of 18 × 7J, and stored in a chamber maintained at a temperature of 70 ° C. and a humidity of 95% in a state where oxygen was sealed at an internal pressure of 230 kPa for 30 days. The test tire thus pretreated was mounted on a drum tester equipped with a drum made of steel with a smooth surface and a diameter of 1707 mm, the ambient temperature was controlled to 38 ± 3 ° C., and the speed was 120 km / h for 24 hours. The vehicle was accelerated by 50 km / h and the running time until the tire failed was measured. The evaluation result was shown by an index with Conventional Example 1 as 100 using the measured value of the traveling time. The larger the index value, the longer the running time until a failure occurs, and the better the wet and heat durability. If the index value is less than "110", it means that sufficient moist heat durability is not obtained.
表1〜2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、SIR20
・BR:ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Nipol BR1220
・SBR:スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Nipol 1502
・CB1:カーボンブラック(HAF)、日鉄カーボン社製ニテロン#200IS(窒素吸着比表面積N2 SA:95m2 /g)
・CB2:カーボンブラック(FEF)、日鉄カーボン社製ニテロン#10N(窒素吸着比表面積N2 SA:40m2 /g)
・酸化亜鉛:正同化学工業社製酸化亜鉛3種
・ステアリン酸:日油社製ビーズステアリン酸
・アロマオイル:シェルルブリカンツジャパン社製エキストラクト4号S
・加硫促進剤:大内新興化学工業社製ノクセラーCZ‐G
・硫黄:四国化成工業社製ミュークロンOT‐20(硫黄含有量:80質量%)
The types of raw materials used in Tables 1 and 2 are shown below.
・ NR: Natural rubber, SIR20
-BR: Butadiene rubber, Nippon Zeon Nipol BR1220
-SBR: Styrene butadiene rubber, Nippon Zeon Nipol 1502
・ CB1: Carbon black (HAF), Niteron # 200IS manufactured by Nittetsu Carbon Co., Ltd. (Nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA: 95 m 2 / g)
-CB2: Carbon black (FEF), Niteron # 10N manufactured by Nittetsu Carbon Co., Ltd. (Nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA: 40 m 2 / g)
・ Zinc oxide:
-Vulcanization accelerator: Noxeller CZ-G manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.
-Sulfur: Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd. Mucron OT-20 (sulfur content: 80% by mass)
表1,2から判るように、実施例1〜13のタイヤは、基準となる従来例1との対比において、ロードノイズを低減し、且つ、湿熱耐久性を向上した。一方、比較例1のタイヤは、ベルトカバー層を構成するポリエチレンテレフタレート繊維コードの100℃での2.0cN/dtex負荷時の弾性率が低いため、ロードノイズを低減する効果が得られず、また、湿熱耐久性を改善する効果も十分に得られなかった。比較例2のタイヤは、ベルトカバー層を構成するポリエチレンテレフタレート繊維コードの100℃での2.0cN/dtex負荷時の弾性率が高いため、PETコードの耐疲労性が十分に得られず、湿熱耐久性を改善する効果が十分に得られなかった。比較例3は、隣接ゴム層(アンダートレッドゴム層)の厚さが小さいため、発熱を十分に抑制できず、湿熱耐久性を改善する効果が十分に得られなかった。比較例4は、隣接ゴム層(アンダートレッドゴム層)のtanδ(100℃)が大きいため、発熱を十分に抑制できず、湿熱耐久性を改善する効果が十分に得られなかった。 As can be seen from Tables 1 and 2, the tires of Examples 1 to 13 reduced road noise and improved moist heat durability in comparison with the standard Conventional Example 1. On the other hand, in the tire of Comparative Example 1, the elastic modulus of the polyethylene terephthalate fiber cord constituting the belt cover layer under a load of 2.0 cN / dtex at 100 ° C. is low, so that the effect of reducing road noise cannot be obtained, and the effect of reducing road noise cannot be obtained. , The effect of improving the wet and heat durability was not sufficiently obtained. In the tire of Comparative Example 2, the elastic modulus of the polyethylene terephthalate fiber cord constituting the belt cover layer under a 2.0 cN / dtex load at 100 ° C. is high, so that the fatigue resistance of the PET cord cannot be sufficiently obtained, and the tire heat and humidity. The effect of improving durability was not sufficiently obtained. In Comparative Example 3, since the thickness of the adjacent rubber layer (under tread rubber layer) was small, heat generation could not be sufficiently suppressed, and the effect of improving the wet and heat durability could not be sufficiently obtained. In Comparative Example 4, since the adjacent rubber layer (under tread rubber layer) had a large tan δ (100 ° C.), heat generation could not be sufficiently suppressed, and the effect of improving the wet heat durability could not be sufficiently obtained.
1 トレッド部
2 サイドウォール部
3 ビード部
4 カーカス層
5 ビードコア
6 ビードフィラー
7 ベルト層
8 ベルトカバー層
8a フルカバー層
8b エッジカバー層
CL タイヤ赤道
E 接地端
A センター領域
B ショルダー領域
1 Tread
Claims (4)
前記ベルトカバー層はコートゴムで被覆された有機繊維コードをタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻回することで構成され、前記有機繊維コードは100℃における2.0cN/dtex負荷時の弾性率が3.5cN/(tex・%)〜5.5cN/(tex・%)の範囲にあるポリエチレンテレフタレート繊維コードであり、
前記ベルトカバー層と接するように前記ベルトカバー層の外周側に配置された隣接ゴム層の厚さが0.5mm〜5.0mmであり、前記隣接ゴム層の静歪10%、動歪±2%、周波数20Hz、温度100°におけるtanδが0.10未満であることを特徴とする空気入りタイヤ。 A tread portion extending in the tire circumferential direction to form an annular shape, a pair of sidewall portions arranged on both sides of the tread portion, and a pair of bead portions arranged inside the tire radial direction of these sidewall portions. A carcass layer mounted between the pair of bead portions, a plurality of belt layers arranged on the outer peripheral side of the carcass layer in the tread portion, and a belt cover arranged on the outer peripheral side of the belt layer. In pneumatic tires with layers
The belt cover layer is formed by spirally winding an organic fiber cord coated with coated rubber along the tire circumferential direction, and the organic fiber cord has an elastic modulus at 100 ° C. under a 2.0 cN / dtex load. A polyethylene terephthalate fiber cord in the range of 3.5 cN / (tex ·%) to 5.5 cN / (tex ·%).
The thickness of the adjacent rubber layer arranged on the outer peripheral side of the belt cover layer so as to be in contact with the belt cover layer is 0.5 mm to 5.0 mm, and the static strain of the adjacent rubber layer is 10% and the dynamic strain is ± 2. %, A pneumatic tire characterized in that tan δ at a frequency of 20 Hz and a temperature of 100 ° is less than 0.10.
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