JP2024041719A - タイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】高速走行時の耐久性に優れたタイヤを提供する。【解決手段】キャップトレッドと、ポリエチレンテレフタレート繊維コードを含むバンド層とを備えたタイヤであって、バンド層内のポリエチレンテレフタレート繊維コードは、バンド層内での残留歪みEが2.0%以上であり、バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードは、100℃の応力-ひずみ曲線のバンド層内での残留歪みEにおける傾きdが2.0cN/(tex・%)以上であり、下記式(1)を満たすタイヤ。(1)E×d/tanδt>30(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。tanδtは、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モードの条件下で測定したキャップトレッドの損失正接である。)【選択図】なし
Description
本発明は、タイヤに関する。
従来から、各種タイヤ性能を改善する手法が種々検討されているが、近年、特に高速走行時の耐久性の向上が求められている。
本発明は、前記課題を解決し、高速走行時の耐久性に優れたタイヤを提供することを目的とする。
本発明は、キャップトレッドと、ポリエチレンテレフタレート繊維コードを含むバンド層とを備えたタイヤであって、
バンド層内のポリエチレンテレフタレート繊維コードは、バンド層内での残留歪みEが2.0%以上であり、
バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードは、100℃の応力-ひずみ曲線のバンド層内での残留歪みEにおける傾きdが2.0cN/(tex・%)以上であり、
下記式(1)を満たすタイヤに関する。
(1)E×d/tanδt>30
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。tanδtは、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モードの条件下で測定したキャップトレッドの損失正接である。)
バンド層内のポリエチレンテレフタレート繊維コードは、バンド層内での残留歪みEが2.0%以上であり、
バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードは、100℃の応力-ひずみ曲線のバンド層内での残留歪みEにおける傾きdが2.0cN/(tex・%)以上であり、
下記式(1)を満たすタイヤに関する。
(1)E×d/tanδt>30
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。tanδtは、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モードの条件下で測定したキャップトレッドの損失正接である。)
本発明は、キャップトレッドと、ポリエチレンテレフタレート繊維コードを含むバンド層とを備えたタイヤであって、バンド層内のポリエチレンテレフタレート繊維コードは、バンド層内での残留歪みEが2.0%以上であり、バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードは、100℃の応力-ひずみ曲線のバンド層内での残留歪みEにおける傾きdが2.0cN/(tex・%)以上であり、かつ前記式(1)を満たすタイヤであるので、高速走行時の耐久性に優れたタイヤを提供できる。
本発明は、キャップトレッドと、ポリエチレンテレフタレート繊維コードを含むバンド層とを備えたタイヤであって、該バンド層内のポリエチレンテレフタレート繊維コードのバンド層内での残留歪みEが2.0%以上、該バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードの100℃の応力-ひずみ曲線のバンド層内での残留歪みEにおける傾きdが2.0cN/(tex・%)以上であり、かつ前記式(1)を満たす。
前述の作用効果が得られる理由は必ずしも明らかではないが、以下のメカニズムにより奏するものと推察される。
高速走行時、タイヤには遠心力と内部の空気圧により半径方向外側に向けた力が加わるが、バンド層内に予め残留歪みEを2.0%以上かけたポリエチレンテレフタレート繊維コードを配置することで、バンド部に張力が発生しやすくなり、タイヤの変形を抑制しやすくすることが出来る。
また、高速走行時、トレッド温度は100℃近傍迄上昇する為、その温度において、バンド層内のポリエチレンテレフタレート繊維コードにかけた残留歪みにおける応力-ひずみ曲線の傾きdを2.0cN/(tex・%)以上とすることで、残留歪みEを2.0%以上かけたポリエチレンテレフタレート繊維コードを配置したことと、傾きdを所定以上にすることとが協働的に作用し、トレッド部を締め付けやすくすることが出来る。
さらに、バンド層における残留歪みE及び傾きd、キャップトレッドの30℃における損失正接tanδtが、E×d/tanδt>30となる様に、キャップトレッドの損失正接に対して、残留歪みE、傾きdを大きくし、十分に拘束力を大きくすることで、高速走行時の温度上昇に対しても十分な拘束力が得られるため、以上の作用機能が協働的に作用し、高速走行時の耐久性が相乗的に向上したものと推察される。
高速走行時、タイヤには遠心力と内部の空気圧により半径方向外側に向けた力が加わるが、バンド層内に予め残留歪みEを2.0%以上かけたポリエチレンテレフタレート繊維コードを配置することで、バンド部に張力が発生しやすくなり、タイヤの変形を抑制しやすくすることが出来る。
また、高速走行時、トレッド温度は100℃近傍迄上昇する為、その温度において、バンド層内のポリエチレンテレフタレート繊維コードにかけた残留歪みにおける応力-ひずみ曲線の傾きdを2.0cN/(tex・%)以上とすることで、残留歪みEを2.0%以上かけたポリエチレンテレフタレート繊維コードを配置したことと、傾きdを所定以上にすることとが協働的に作用し、トレッド部を締め付けやすくすることが出来る。
さらに、バンド層における残留歪みE及び傾きd、キャップトレッドの30℃における損失正接tanδtが、E×d/tanδt>30となる様に、キャップトレッドの損失正接に対して、残留歪みE、傾きdを大きくし、十分に拘束力を大きくすることで、高速走行時の温度上昇に対しても十分な拘束力が得られるため、以上の作用機能が協働的に作用し、高速走行時の耐久性が相乗的に向上したものと推察される。
このように、本発明は、「Eが2.0%以上」、「dが2.0cN/(tex・%)以上」、「E×d/tanδt>30」を満たすバンド層及びキャップトレッドを備えた構成にすることにより、高速走行時の耐久性を向上するという課題(目的)を解決するものである。すなわち、「Eが2.0%以上」、「dが2.0cN/(tex・%)以上」、「E×d/tanδt>30」のパラメーターは課題(目的)を規定したものではなく、本願の課題は、高速走行時の耐久性を向上することであり、そのための解決手段として当該パラメーターを満たすような構成にしたものである。
図1は、本実施形態のタイヤ2の正規状態のタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面図である。
本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法は、正規状態で測定された値である。
本明細書において、「正規状態」とは、タイヤが正規リム(図示省略)にリム組みされ、かつ、正規内圧が充填された無負荷の状態である。
正規リムにタイヤを組んだ状態で測定できない場合、タイヤの子午線断面における各部の寸法及び角度は、回転軸を含む平面に沿ってタイヤを切断することにより得られる、タイヤの断面において、左右のビード間の距離を、正規リムに組んだタイヤにおけるビード間の距離に一致させて、測定される。
本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法は、正規状態で測定された値である。
本明細書において、「正規状態」とは、タイヤが正規リム(図示省略)にリム組みされ、かつ、正規内圧が充填された無負荷の状態である。
正規リムにタイヤを組んだ状態で測定できない場合、タイヤの子午線断面における各部の寸法及び角度は、回転軸を含む平面に沿ってタイヤを切断することにより得られる、タイヤの断面において、左右のビード間の距離を、正規リムに組んだタイヤにおけるビード間の距離に一致させて、測定される。
「正規リム」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ているリムであり、例えばJATMA(日本自動車タイヤ協会)であれば「JATMA YEAR BOOK」に記載されている適用サイズにおける“標準リム”、ETRTO(The European Tyre and Rim Technical Organisation)であれば「STANDARDS MANUAL」に記載されている“Measuring Rim”、TRA(The Tire and Rim Association,Inc.)であれば「YEAR BOOK」に記載されている“Design Rim”を指し、JATMA、ETRTO、TRAの順に参照し、参照時に適用サイズがあればその規格に従う。そして規格に定められていないタイヤの場合には、リム組み可能であって、内圧が保持できるリム、即ちリム/タイヤ間からエア漏れを生じさせないリムの内、最もリム径が小さく、次いでリム幅が最も狭いものを指す。
「正規内圧」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”、ETRTOであれば“INFLATION PRESSURE”、TRAであれば表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”に記載の最大値を指し、「正規リム」の場合と同様にJATMA、ETRTO、TRAの順に参照し、その規格に従う。そして、規格に定められていないタイヤの場合、前記正規リムを標準リムとして記載されている別のタイヤサイズ(規格に定められているもの)の正規内圧(但し、250kPA以上)を指す。なお、250kPa以上の正規内圧が複数記載されている場合には、その中の最小値を指す。
また、本明細書において、「正規荷重」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荷重であり、JATMAであれば最大負荷能力、ETRTOであれば“LOAD CAPACITY”、TRAであれば表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”に記載の最大値を指し、前記した「正規リム」や「正規内圧」の場合と同様に、JATMA、ETRTO、TRAの順に参照し、その規格に従う。そして、規格に定められていないタイヤの場合は以下の計算により、正規荷重WLを求める。
V={(Dt/2)2-(Dt/2-Ht)2}×π×Wt
WL=0.000011×V+175
WL:正規荷重(kg)
V:タイヤの仮想体積(mm3)
Dt:タイヤ外径(mm)
Ht:タイヤの断面高さ(mm)
Wt:タイヤの断面幅(mm)
タイヤの「外径Dt(mm)」は正規状態におけるタイヤの外径を指す。
タイヤの「断面高さHt(mm)」はタイヤの半径方向断面における、タイヤ半径方向の高さを指し、タイヤのリム径をR(mm)としたとき、タイヤの外径Dtとリム径Rとの差の半分に相当する。言い換えると、断面高さHtは(Dt-R)/2により求めることが可能である。
V={(Dt/2)2-(Dt/2-Ht)2}×π×Wt
WL=0.000011×V+175
WL:正規荷重(kg)
V:タイヤの仮想体積(mm3)
Dt:タイヤ外径(mm)
Ht:タイヤの断面高さ(mm)
Wt:タイヤの断面幅(mm)
タイヤの「外径Dt(mm)」は正規状態におけるタイヤの外径を指す。
タイヤの「断面高さHt(mm)」はタイヤの半径方向断面における、タイヤ半径方向の高さを指し、タイヤのリム径をR(mm)としたとき、タイヤの外径Dtとリム径Rとの差の半分に相当する。言い換えると、断面高さHtは(Dt-R)/2により求めることが可能である。
図1において、上下方向がタイヤ2の半径方向であり、左右方向がタイヤ2の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ2の周方向である。トレッド部4は、キャップ層30(以下、キャップトレッドともいう)と、ベース層28とを備えている。
なお、図1では、キャップ層30及びベース層28からなる2層構造トレッド部4の例が示されているが、トレッド部4が単層構造のトレッド部、3層以上の構造を有するトレッド部で構成されてもよい。
本発明のタイヤはキャップトレッドを有するものであるが、本明細書において、キャップトレッドとは、トレッド部のうち、タイヤ半径方向の最表面のゴム層を指し、例えば、単層構造のトレッド部の場合は当該トレッド部全体、キャップ層及びベース層からなる2層構造のトレッド部の場合はタイヤ半径方向の最表面側のキャップ層、3層以上の構造のトレッド部の場合は、3層以上のゴム層のうち、タイヤ半径方向の最表面側のゴム層、がキャップトレッドに該当する。
タイヤ2において、それぞれのサイドウォール6は、トレッド部4の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール6の半径方向外側部分は、トレッド部4と接合されている。このサイドウォール6の半径方向内側部分は、クリンチ10と接合されている。このサイドウォール6は、カーカス14の損傷を防止できる。
図1のそれぞれのウィング8は、トレッド部4とサイドウォール6との間に位置している。ウィング8は、トレッド部4及びサイドウォール6のそれぞれと接合している。
それぞれのクリンチ10は、サイドウォール6の半径方向略内側に位置し、少なくとも1か所以上、リムと接する部分を有している。
カーカス14は、カーカスプライ36を備えている。このタイヤ2では、カーカス14は1枚のカーカスプライ36からなるが、2枚以上で構成されてもよい。
このタイヤ2では、カーカスプライ36は、両側のビードコア32の間に架け渡されており、トレッド部4及びサイドウォール6に沿っている。カーカスプライ36は、それぞれのビードコア32の周りにて、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、カーカスプライ36には、主部36aと一対の折り返し部36bとが形成されている。すなわち、カーカスプライ36は、主部36aと一対の折り返し部36bとを備えている。
それぞれのビードコア32は、このビードコア32から半径方向外向きに延びるビードエイペックス34を備えている。ビードコア32はリング状であり、巻回された非伸縮性ワイヤーを含むことが望ましい。ビードエイペックス34は、半径方向外向きに先細りである。
カーカスプライ36は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなることが望ましい。それぞれのコードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、75°から90°が好適である。換言すれば、このカーカス14はラジアル構造を有することが好ましい。
図1のベルト層16は、トレッド部4の半径方向内側に位置している。ベルト層16は、カーカス14と積層されている。ベルト層16は、カーカス14を補強する。図1のタイヤ2では、ベルト層16は、内側層38及び外側層40からなる。図1から明らかなように、軸方向において、内側層38の幅は外側層40の幅よりも若干大きいことが望ましい。このタイヤ2では、ベルト層16の軸方向幅はタイヤ2の断面幅の0.6倍以上が好ましく、0.9倍以下が好ましい。図1のタイヤ2では、内側層38及び外側層40の2層のベルト層からなるタイヤが示されているが、単層のベルト層を備えたタイヤ、2層以上のベルト層を備えたタイヤのいずれでもよい。
なお、「タイヤの断面幅」は、タイヤを正規リムに組付け、内圧を大気圧とした状態のタイヤにおいて、タイヤ側面の模様や文字など全てを含むサイドウォール間の直線距離(タイヤの総幅)からタイヤの側面の模様、文字などを除いた幅である。
なお、「タイヤの断面幅」は、タイヤを正規リムに組付け、内圧を大気圧とした状態のタイヤにおいて、タイヤ側面の模様や文字など全てを含むサイドウォール間の直線距離(タイヤの総幅)からタイヤの側面の模様、文字などを除いた幅である。
図1のバンド層18は、ベルト層16の半径方向外側に位置している。軸方向において、バンド層18はベルト層16の幅と同等の幅を有している。このバンド層18が、このベルト層16の幅よりも大きな幅を有していてもよい。
図2は、内側層38及び外側層40で構成されるベルト層16と、バンド層18との拡大断面図である。
内側層38及び外側層40を構成する、それぞれのベルトプライ17は、並列された多数のベルトコード17Aとトッピングゴム17Bとからなることが望ましい。言い換えれば、ベルト層16は並列された多数のコードを含んでいる。それぞれのコードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の一般的な絶対値は、10°以上35°以下である。内側層38のコードの赤道面に対する傾斜方向は、外側層40のコードの赤道面に対する傾斜方向とは逆である。
内側層38及び外側層40を構成する、それぞれのベルトプライ17は、並列された多数のベルトコード17Aとトッピングゴム17Bとからなることが望ましい。言い換えれば、ベルト層16は並列された多数のコードを含んでいる。それぞれのコードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の一般的な絶対値は、10°以上35°以下である。内側層38のコードの赤道面に対する傾斜方向は、外側層40のコードの赤道面に対する傾斜方向とは逆である。
バンド層18は、ポリエチレンテレフタレート繊維コードとトッピングゴム(被覆ゴム)とからなることが望ましい。ポリエチレンテレフタレート繊維コードは、螺旋状に巻かれている。このバンド層18は、いわゆるジョイントレス構造を有する。コードは、実質的に周方向に延びている。周方向に対するコードの角度は、5°以下、さらには2°以下であることが好ましい。このコードによりベルト層16が拘束されるので、ベルト層16のリフティングが抑制される。
タイヤ2において、バンド層18は、各ベルトプライ17の拘束性を高め、高速走行時の耐久性を高めることでき、良好な乗り心地性能の付与も可能である。
バンド層18は、ポリエチレンテレフタレート繊維コード18Aと、ポリエチレンテレフタレート繊維コード18Aを被覆する補強ゴム18Bとを含む。なお、通常、ポリエチレンテレフタレート繊維コードは、ゴムとの接着性を改善するためにディップ処理が行われている。
バンド層18において、ポリエチレンテレフタレート繊維コード18Aは、タイヤ周方向に対する角度が、例えば0~5度とすることが望ましい。バンド層18は、ベルトプライ17の全域を覆うフルカバー層を含むことが望ましい。また、フルカバー層に加え、更にベルトプライ17の両端部を局所的に覆う一対のエッジカバー層を含む構成(2層以上の構成)にすることもできる。バンド層18は、少なくとも1本のポリエチレンテレフタレート繊維コード18A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。
タイヤ2のバンド層18内のポリエチレンテレフタレート繊維コード18Aは、バンド層18内に配置されている状態での残留歪みEが2.0%以上である。Eは、好ましくは2.5%以上、より好ましくは2.6%以上、更に好ましくは2.8%以上、より更に好ましくは3.5%以上、より更に好ましくは3.8%以上、より更に好ましくは4.0%以上、特に好ましくは4.5%以上である。Eの上限は特に限定されないが、好ましくは10.0%以下、より好ましくは7.0%以下、更に好ましくは5.0%以下、特に好ましくは4.8%以下である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる傾向がある。
タイヤ2のバンド層18内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コード18Aは、該ポリエチレンテレフタレート繊維コード18Aの100℃における応力-ひずみ曲線において、タイヤ2のバンド層18内で配置されている状態の残留歪みEにおける傾きdが2.0cN/(tex・%)以上である。dは、好ましくは2.1cN/(tex・%)以上、より好ましくは2.5cN/(tex・%)以上、更に好ましくは2.6cN/(tex・%)以上、より更に好ましくは2.7cN/(tex・%)以上、より更に好ましくは2.8cN/(tex・%)以上、より更に好ましくは3.1cN/(tex・%)以上、特に好ましくは3.6cN/(tex・%)以上である。dの上限は特に限定されないが、好ましくは6.0cN/(tex・%)以下、より好ましくは5.5cN/(tex・%)以下、更に好ましくは5.4cN/(tex・%)以下、より更に好ましくは5.0cN/(tex・%)以下、より更に好ましくは4.8cN/(tex・%)以下、より更に好ましくは4.0cN/(tex・%)以下である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる傾向がある。
タイヤ2のバンド層18、トレッド部4を構成するキャップ層30(キャップトレッドに相当)は、下記式(1)を満たす。
(1)E×d/tanδt>30
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。tanδtは、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モードの条件下で測定したキャップ層30の損失正接である。)
式(1)の右辺は、好ましくは31、より好ましくは32、更に好ましくは34、より更に好ましくは35、より更に好ましくは51、より更に好ましくは54、より更に好ましくは70、より更に好ましくは80、より更に好ましくは95、より更に好ましくは106、特に好ましくは110、最も好ましくは130である。E×d/tanδtの上限は特に限定されないが、好ましくは200以下、より好ましくは180以下、更に好ましくは160以下、より更に好ましくは148以下、特に好ましくは145以下である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる傾向がある。
(1)E×d/tanδt>30
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。tanδtは、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モードの条件下で測定したキャップ層30の損失正接である。)
式(1)の右辺は、好ましくは31、より好ましくは32、更に好ましくは34、より更に好ましくは35、より更に好ましくは51、より更に好ましくは54、より更に好ましくは70、より更に好ましくは80、より更に好ましくは95、より更に好ましくは106、特に好ましくは110、最も好ましくは130である。E×d/tanδtの上限は特に限定されないが、好ましくは200以下、より好ましくは180以下、更に好ましくは160以下、より更に好ましくは148以下、特に好ましくは145以下である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる傾向がある。
タイヤ2のキャップ層30のtanδtは、好ましくは0.35未満、より好ましくは0.27未満、更に好ましくは0.25未満、より更に好ましくは0.20未満、特に好ましくは0.18未満である。tanδtの下限は特に限定されないが、好ましくは0.05以上、より好ましくは0.08以上、更に好ましくは0.09以上、より更に好ましくは0.10以上、より更に好ましくは0.13以上である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる傾向がある。
なお、本発明において、「バンド層内でのポリエチレンテレフタレート繊維コードの残留歪みE」は、以下の方法で測定するものとする。
タイヤからトレッド部を除去して、内側のバンド層を露出させる。
バンド層内のポリエチレンテレフタレート繊維コードに対して、例えば、50mmなどの所定の長さにマーキングを付ける。
非伸縮性テープをそのマーキングを付けたポリエチレンテレフタレート繊維コードに沿って貼り付けて、マーキングを非伸縮性テープに転写する。
マーキングを付けたポリエチレンテレフタレート繊維コードをタイヤから引き抜き、この引き抜かれたポリエチレンテレフタレート繊維コードのマーキング間の長さと、それに対応する非伸縮性テープに転写されたマーキング間の長さとに基づいて、下記式から算出する。
残留歪みE(%)=((X-Y)/Y)×100
(式中、Xは、マーキングが転写された非伸縮性テープのマーキング間の長さである。Yは、引き抜かれたポリエチレンテレフタレート繊維コードのマーキング間の長さである。)
タイヤからトレッド部を除去して、内側のバンド層を露出させる。
バンド層内のポリエチレンテレフタレート繊維コードに対して、例えば、50mmなどの所定の長さにマーキングを付ける。
非伸縮性テープをそのマーキングを付けたポリエチレンテレフタレート繊維コードに沿って貼り付けて、マーキングを非伸縮性テープに転写する。
マーキングを付けたポリエチレンテレフタレート繊維コードをタイヤから引き抜き、この引き抜かれたポリエチレンテレフタレート繊維コードのマーキング間の長さと、それに対応する非伸縮性テープに転写されたマーキング間の長さとに基づいて、下記式から算出する。
残留歪みE(%)=((X-Y)/Y)×100
(式中、Xは、マーキングが転写された非伸縮性テープのマーキング間の長さである。Yは、引き抜かれたポリエチレンテレフタレート繊維コードのマーキング間の長さである。)
「バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードの100℃の応力-ひずみ曲線のバンド層内での残留歪みEにおける傾きd」は、JIS L 1017に規定されている初期引張抵抗度の測定における荷重-伸長曲線を100℃で描き、バンド層内でのポリエチレンテレフタレート繊維コードの残留歪みEにおける接線の傾きを求め、その値を傾きdとする。
「tanδt」は、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モードの条件下で測定したキャップトレッドの損失正接で、GABO社のイプレクサーシリーズを用いて測定される値とする。
バンド層内でのポリエチレンテレフタレート繊維コードの残留歪みEは、例えば、ポリエチレンテレフタレート繊維コードに所定の張力をかけ、歪が残る状態でタイヤを成型することで調整できる。張力を変化させることで、残留歪みの量を調整できる。
損失正接tanδは、組成物に配合される薬品(特に、ゴム成分、充填材、軟化剤、樹脂、硫黄、加硫促進剤、シランカップリング剤)の種類や量によって調整することが可能であり、例えば、ゴム成分と相溶性の低い軟化剤(例えば、樹脂)を使用したり、非変性ポリマーを使用したり、充填材量を増量したり、可塑剤としてのオイルを増やしたり、硫黄を減らしたり、加硫促進剤を減らしたり、シランカップリング剤を減らしたりすることにより、tanδは大きくなる傾向がある。
タイヤ2のバンド層18内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コード18Aは、は、より効果が得られる観点から、25℃における2.5%伸長時の応力が20.1cN/tex以下であることが望ましい。該2.5%伸長時の応力は、好ましくは18.3cN/tex以下、より好ましくは18.0cN/tex以下、更に好ましくは13.0cN/tex以下、より更に好ましくは10.0cN/tex以下、特に好ましくは9.7cN/tex以下である。下限は特に限定されないが、好ましくは5.0cN/tex以上、より好ましくは5.5cN/tex以上、更に好ましくは6.0cN/tex以上、特に好ましくは6.5cN/tex以上である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる傾向がある。
タイヤ2のバンド層18内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コード18Aは、より効果が得られる観点から、25℃における5.0%伸長時の応力が39.2cN/tex以下であることが望ましい。該5.0%伸長時の応力は、好ましくは36.0cN/tex以下、より好ましくは33.0cN/tex以下、更に好ましくは25.0cN/tex以下、より更に好ましくは23.0cN/tex以下、特に好ましくは22.7cN/tex以下である。下限は特に限定されないが、好ましくは10.0cN/tex以上、より好ましくは15.0cN/tex以上、更に好ましくは17.0cN/tex以上、特に好ましくは19.0cN/tex以上である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる傾向がある。
2.5%、5.0%伸長時の応力を所定以下に調整することで、上記作用効果がより発揮されるメカニズムは明らかではないが、以下のように推察される。
タイヤ内の残留歪みが2.0%以上となる様にするには、タイヤ製造時にバンドコードに引張り歪みを加える必要があるが、加えた引張り歪みは加硫時の熱により失われる為、狙いの残留歪みよりいくらか大きい引張り歪みを加える必要がある。
一方、製造時に引張り歪みを加えた際、コードに生じる応力が大きすぎると、バンドコードとブレーカーコードの距離が短くなってしまい、走行による変形で両者の接触を引き起こし、バンド破断によるタイヤ損傷の原因となるおそれがあるが、上記式(1)を満たすと同時に、伸長時の応力を所定以下にすることで、このような損傷も防止され、それにより、高速走行時の耐久性が顕著に向上すると推察される。
タイヤ内の残留歪みが2.0%以上となる様にするには、タイヤ製造時にバンドコードに引張り歪みを加える必要があるが、加えた引張り歪みは加硫時の熱により失われる為、狙いの残留歪みよりいくらか大きい引張り歪みを加える必要がある。
一方、製造時に引張り歪みを加えた際、コードに生じる応力が大きすぎると、バンドコードとブレーカーコードの距離が短くなってしまい、走行による変形で両者の接触を引き起こし、バンド破断によるタイヤ損傷の原因となるおそれがあるが、上記式(1)を満たすと同時に、伸長時の応力を所定以下にすることで、このような損傷も防止され、それにより、高速走行時の耐久性が顕著に向上すると推察される。
なお、本発明において、「バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードの25℃における2.5%伸長時の応力、25℃における5.0%伸長時の応力」は、以下の方法で測定するものとする。
タイヤからトレッド部を除去して、内側のバンド層を露出させる。
バンド層内のポリエチレンテレフタレート繊維コードに傷つけることなく注意深く取り出したコードに付着している余分なゴムを、はさみにより注意深くそぎ落とした後、JIS L1017に従い、オートグラフ(島津製作所製)を用いて、温度25±2℃で引っ張り荷重(cN)-伸度(%)曲線を描く。
この荷重-伸度曲線から2.5%伸長時の実荷重及び5.0%伸長時の実荷重を求める。
求めた荷重をコードの引っ張り前の総テックスで除して応力値cN/dtexを求める。
タイヤからトレッド部を除去して、内側のバンド層を露出させる。
バンド層内のポリエチレンテレフタレート繊維コードに傷つけることなく注意深く取り出したコードに付着している余分なゴムを、はさみにより注意深くそぎ落とした後、JIS L1017に従い、オートグラフ(島津製作所製)を用いて、温度25±2℃で引っ張り荷重(cN)-伸度(%)曲線を描く。
この荷重-伸度曲線から2.5%伸長時の実荷重及び5.0%伸長時の実荷重を求める。
求めた荷重をコードの引っ張り前の総テックスで除して応力値cN/dtexを求める。
タイヤ2のバンド層18内に配置されているポリエチレンテレフタレート繊維コード18Aは、撚り数が、好ましくは35t/10cm以上、より好ましくは40t/10cm以上、更に好ましくは48t/10cm以上、特に好ましくは50t/10cm以上である。上限は、好ましくは70t/10cm以下、より好ましくは65t/10cm以下、更に好ましくは60t/10cm以下である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる。
なお、撚り数は、ディップ処理後のコードの数値である。
なお、撚り数は、ディップ処理後のコードの数値である。
タイヤ2のバンド層18内に配置されているポリエチレンテレフタレート繊維コード18Aは、総繊度が、好ましくは100tex以上、より好ましくは220tex以上、更に好ましくは250tex以上、特に好ましくは288tex以上である。上限は、好ましくは1000tex以下、より好ましくは700tex以下、更に好ましくは500tex以下である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる。
なお、総繊度は、ディップ処理後のコードの数値である。
なお、総繊度は、ディップ処理後のコードの数値である。
タイヤ2のバンド層18内に配置されているポリエチレンテレフタレート繊維コード18Aは、タイヤ軸方向の50mm幅当たりのコードの打ち込み本数(エンズ)が、好ましくは34本以上、より好ましくは40本以上、更に好ましくは45本以上、特に好ましくは50本である。上限は、好ましくは78本以下、より好ましくは65本以下、更に好ましくは60本以下である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる。
なお、ポリエチレンテレフタレート繊維コード18Aの打ち込み本数(エンズ)はタイヤの半径方向断面において、ビード部の幅を正規リム幅に合わせた状態で、赤道面からタイヤ幅方向に±50mmの範囲に配列された補強材の本数を測定し、50mmあたりの本数を算出することにより求めることができる。
なお、ポリエチレンテレフタレート繊維コード18Aの打ち込み本数(エンズ)はタイヤの半径方向断面において、ビード部の幅を正規リム幅に合わせた状態で、赤道面からタイヤ幅方向に±50mmの範囲に配列された補強材の本数を測定し、50mmあたりの本数を算出することにより求めることができる。
ポリエチレンテレフタレート繊維コード18Aは、例えば、タイヤ周方向に対して±10°以内の角度で配列していることが好ましい。これによりタイヤの周方向での拘束性を高め、耐久性を向上させることが可能である。ポリエチレンテレフタレート繊維コード18Aは、本実施形態では、横断面が円形であるが、円形のものに限定されるものではなく、横断面が楕円形、多角形状など、他の形状のものでも良い。
ポリエチレンテレフタレート繊維コード18Aを構成するポリエチレンテレフタレート(PET)は、合成繊維でも良く、バイオマス由来の繊維であっても良い。また、ライフサイクルアセスメントの観点から、リサイクル、再生材料由来であることが望ましい。また、これらの繊維は合成繊維、バイオマス繊維、リサイクル/再生繊維の単一成分で形成されていても良く、これらを撚り合わせたハイブリッドコード、それぞれのフィラメントを合わせたマルチフィラメントを用いたコード、それぞれの成分が化学的に結合した化学構造を有するコードの何れであっても良い。
タイヤ2のバンド層18内に配置されているコードは、ポリエチレンテレフタレート繊維コード(PETコード)のみでも、更に他のコードを含んでもよい。他のコードとしては、例えば、ポリアミド繊維、セルロース繊維などの他の有機繊維が挙げられる。他のコードを含む場合、ポリエチレンテレフタレート繊維コードと他のコードとが別々にバンド層18内に配置されていても、ポリエチレンテレフタレート繊維コードと他のコードとのハイブリッドコードが配置されていてもよい。
前記PETコードがバイオマス由来のPETコードである場合、例えば、バイオマス由来のテレフタル酸やエチレングリコールを用いたバイオマスPETコードを好適に用いることができる。
前記バイオマスPETコードは、バイオエタノールやフルフラール類、カレン類、シメン類、テルペン類などから変換、もしくは各種動植物由来の化合物から変換、微生物等から直接発酵製造したバイオマステレフタル酸、バイオマスエチレングリコールなどから得ることが可能である。
ポリアミド繊維としては、例えば、脂肪族ポリアミド、半芳香族ポリアミド、全芳香族ポリアミドが挙げられる。
脂肪族ポリアミドは、直鎖の炭素鎖がアミド結合により繋がった骨格を有するポリアミドであり、ナイロン4(PA4)、ナイロン410(PA410)、ナイロン6(PA6)、ナイロン66(PA66)、ナイロン610(PA610)、ナイロン10(PA10)、ナイロン1010(PA1010)、ナイロン1012(PA1012)、ナイロン11(PA11)、などを挙げることが出来る。中でも部分的又は完全にバイオマス由来の材料で得られやすい観点からはナイロン4、ナイロン410、ナイロン610、ナイロン10、ナイロン1010、ナイロン11などが挙げられる。
ナイロン6、ナイロン66としては、従来の化学合成由来のカプロラクタムを開環重合させたもの、ヘキサメチレンジアミン、アジピン酸を縮合重合させたもののほか、バイオ由来のシクロヘキサンを出発原料としてバイオカプロラクタムもしくは、バイオアジピン酸、バイオヘキサメチレンジアミンを製造し、それらを用いたナイロン6、もしくはナイロン66を用いても良い。また、前記したバイオ原料はグルコースのような糖などから得たものであっても良い。これらのナイロン6、ナイロン66は従来用いられてきたものと同様の強度を備えると考えられる。
ナイロン4としては、バイオ発酵由来のグルタミン酸から、γ-アミノ酪酸に変換したのちに得られる2-ピロリドンを原料としたものが代表として挙げられるが、これに限られない。ナイロン4は、熱的・機械的安定性が良好であり、高分子構造設計が容易という特徴を有しているため、タイヤの性能、強度向上に寄与するため、好適に用いることが可能である。
ナイロン410、ナイロン610、ナイロン1010、ナイロン1012、ナイロン11等はひまし油(トウゴマ)から得られるリシノール酸などを原料として得ることが出来る。具体的にはひまし油から得た、セバシン酸、ドデカン二酸と任意のジアミン化合物を縮合重合することにより、ナイロン410、ナイロン610、ナイロン1010を得ることができ、ひまし油から得た11-アミノウンデカン酸を縮合重合することによりナイロン11を得ることが可能である。
半芳香族ポリアミドは、分子鎖の一部に芳香環構造を有するポリアミドであり、例えば、ナイロン4T(PA4T)、ナイロン6T(PA6T)、ナイロン10T(PA10T)を上げることが出来る。
ナイロン4T、ナイロン6T、ナイロン10Tはジカルボン酸として、テレフタル酸を用い、それぞれ任意の炭素数のジアミン化合物と縮合重合を行うことにより得ることが可能である。その際、前述のバイオマス由来のテレフタル酸を用いてこれらのナイロン材料を得ることも可能である。これらは分子鎖内に剛直な環状構造を有する為、耐熱性などの観点で優れる。
また、上記した脂肪族ポリアミド、半芳香族ポリアミドとして、リジン由来の1,5-ペンタンジアミンをジカルボン酸類と重合したポリアミド5X(Xはジカルボン酸由来の炭素数であり、整数もしくはテレフタル酸を表すTである)を挙げることが出来る。
全芳香族ポリアミドとしては芳香環がアミド結合により繋がった骨格を有するポリアミドであり、ポリパラフェニレンテレフタルアミドなどを挙げることができる。全芳香族ポリアミドも前述の脂肪族ポリアミド、半芳香族ポリアミドと同様に、バイオマス由来のテレフタル酸とフェニレンジアミンを結合させることにより得ても良い。
セルロース繊維としては、木材パルプ等の植物素材から製造される、レーヨン、ポリノジック、キュプラ、アセテート、リヨセル、モダール等を挙げることができる。これらセルロース系繊維は、原料がカーボンニュートラルであるだけでなく、生分解性であり使用後焼却しても有害ガスが出ない等の優れた環境性能を有するため好ましい。上記の中でも、工程の効率、環境への優しさ、機械強度のバランスから、レーヨン、ポリノジック、リヨセルが特に好ましい。
また、上記したコードは、合成、バイオマス由来を問わず、飲料用ボトルや衣料品などの使用済みのものから回収、精製したものを再度紡糸することにより得られたリサイクルコードであっても良い。
ポリエチレンテレフタレート繊維コード18A、ポリエチレンテレフタレート繊維コードと他のコードを含むハイブリッドコードは、1本以上のフィラメントを撚り合わせることにより形成されてよい。例えば、1100デシテックスのマルチフィラメントをそれぞれ2本合わせて(言い換えれば、1100/2デシテックス)、48回/10cmの下撚りをかけた後、この下撚コード2本を合せて下撚と反対又は同方向に同数の上撚をかけたもの、1670デシテックスのマルチフィラメントをそれぞれ2本合わせて(言い換えれば、1670/2デシテックス)、40回/10cmの撚りをかけた後、この下撚コード2本を合せて上撚をかけたものなどを使用することが出来る。
また、ポリエチレンテレフタレート繊維コード18A、ポリエチレンテレフタレート繊維コードと他のコードを含むハイブリッドコードは、被覆層との良好な接着性を確保する観点から、予め接着層が塗布された処理をされていることが好ましい。接着層としては公知のものが使用でき、例えばレゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス(RFL)による処理のほか、ソルビトールポリグリシジルエーテルとブロックイソシアネートとを含む接着剤組成物などによりエポキシ処理した後、RFL処理したものや、ハロヒドリン化合物とブロックイソシアネート化合物とゴムラテックスとを含む接着剤組成物により処理したもの等が使用可能である。
レゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス(RFL)は、例えば、特開昭48-11335号公報に記載されているように、天然ゴム及び/又は合成ゴムラテックスと、フェノール-ホルムアルデヒドとレゾルシノールとの共縮合物とを含む接着剤組成物などが挙げられる。このような接着剤組成物は、例えば、アルカリ性触媒の存在下でフェノールとホルムアルデヒドとを縮合する工程と、水性フェノール-ホルムアルデヒド樹脂溶液とレゾルシノールとを共重合する工程と、生成したフェノール-ホルムアルデヒド-レゾルシノール樹脂溶液とラテックスゴムとを混合する工程とを含む製造方法により製造できる。
なお、合成ゴムラテックスとしては、ブタジエン重合体ラテックス、スチレン/ブタジエン共重合体ラテックス、イソプレン重合体ラテックス、ブタジエン/アクリロニトリル共重合体ラテックス、ブタジエン/ビニルピリジン重合体ラテックス、ブタジエン/ビニルピリジン/スチレン共重合体ラテックスなどが挙げられる。
上記レゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス(RFL)からなる接着層は、RFL接着剤を付与すること(上記コードをRFL液に浸漬(DIP:ディッピング)する方法など)により、形成できる。上記RFL接着剤は、通常、撚糸して繊維コードを得た後に付着されるが、撚糸の前又は途中に行ってもよい。
上記RFL接着剤の組成は特に限定されず、適宜選択すればよいが、なかでも、レゾルシン0.1~10質量%、ホルムアルデヒド0.1~10質量%、及びラテックス1~28質量%を含む組成物であることが好ましく、レゾルシン0.5~3質量%、ホルムアルデヒド0.5~3質量%、及びラテックス10~25質量%を含む組成物であることがより好ましい。
加熱処理における加熱方法としては、例えば、RFL接着剤組成物が付着したコードを100~250℃で1~5分乾燥処理した後、さらに、150~250℃で1~5分で熱処理を行う方法などが挙げられる。乾燥処理後の熱処理の条件は、180~240℃で1~2分であることが望ましい。
上記ソルビトールポリグリシジルエーテルとブロックイソシアネートとを含む接着剤組成物は、ソルビトールポリグリシジルエーテルと、ブロックイソシアネートとを含む組成物であれば特に限定されない。なかでも、ソルビトールポリグリシジルエーテルであって塩素含有量が9.6質量%以下であるエポキシ化合物と、ブロックイソシアネートとを含む組成物が望ましい。
ソルビトールポリグリシジルエーテルとしては、ソルビトールジグリシジルエーテル、ソルビトールトリグリシジルエーテル、ソルビトールテトラグリシジルエーテル、ソルビトールペンタグリシジルエーテル、ソルビトールヘキサグリシジルエーテル、又はこれらの混合物などが挙げられ、ソルビトールモノグリシジルエーテルが含まれていてもよい。ソルビトールポリグリシジルエーテルは、1分子中に多数のエポキシ基を有しており高い架橋構造を形成することができる。
ソルビトールポリグリシジルエーテルの塩素含有量は、9.6質量%以下が好ましく、9.5質量%以下がより好ましく、9.4質量%以下が更に好ましく、9.3質量%以下が特に好ましい。該塩素含有量の下限は、特に限定されず、例えば、1質量%以上である。
なお、本発明において、ソルビトールポリグリシジルエーテルの塩素含有量は、JIS K 7243-3に記載の方法などにより求めることができる。
なお、本発明において、ソルビトールポリグリシジルエーテルの塩素含有量は、JIS K 7243-3に記載の方法などにより求めることができる。
ソルビトールポリグリシジルエーテルの塩素含有量は、エポキシ化合物を合成する際に使用するエピクロルヒドリンの量を削減すること等により低減できる。
ブロックイソシアネートは、イソシアネート化合物とブロック剤との反応により生成し、ブロック剤由来の基により一時的に不活性化されている化合物であり、所定温度で加熱するとそのブロック剤由来の基が解離し、イソシアネート基を生成する。
イソシアネート化合物としては、分子内に2個以上のイソシアネート基を有するもの等が挙げられる。
2個のイソシアネート基を有するジイソシアネート類としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、メタフェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ジフェニルエーテルジイソシアネート、ジフェニルプロパンジイソシアネート、ビフェニルジイソシアネート、及びこれらの異性体、アルキル置換体、ハロゲン化物、ベンゼン環への水素添加物等を使用できる。また、3個のイソシアネート基を有するトリイソシアネート類、4個のイソシアネート基を有するテトライソシアネート類、及びポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート等を使用できる。これらのイソシアネート化合物は、1種単独で又は2種以上併用することができる。中でも、トリレンジイソシアネート、メタフェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートが好ましい。
2個のイソシアネート基を有するジイソシアネート類としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、メタフェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ジフェニルエーテルジイソシアネート、ジフェニルプロパンジイソシアネート、ビフェニルジイソシアネート、及びこれらの異性体、アルキル置換体、ハロゲン化物、ベンゼン環への水素添加物等を使用できる。また、3個のイソシアネート基を有するトリイソシアネート類、4個のイソシアネート基を有するテトライソシアネート類、及びポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート等を使用できる。これらのイソシアネート化合物は、1種単独で又は2種以上併用することができる。中でも、トリレンジイソシアネート、メタフェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートが好ましい。
ブロック剤としては、ε-カプロラクタム、δ-バレロラクタム、γ-ブチロラクタム、β-プロピオラクタム等のラクタム系;フェノール、クレゾール、レゾルシノール、キシレノール等のフェノール系;メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ベンジルアルコール等のアルコール系;ホルムアミドキシム、アセトアルドキシム、アセトキシム、メチルエチルケトキシム、ジアセチルモノオキシム、ベンゾフェノンオキシム、シクロヘキサノンオキシム等のオキシム系;マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセチルアセトン等の活性メチレン系等を挙げることができる。なかでも、ラクタム系、フェノール系、オキシム系ブロック剤が好ましい。
上記ソルビトールポリグリシジルエーテルとブロックイソシアネートとを含む接着剤組成物において、ブロックイソシアネートの含有量は、ソルビトールポリグリシジルエーテル100質量部に対して、好ましくは50質量部以上、より好ましくは200質量部以上である。上限は、好ましくは500質量部以下、より好ましくは400質量部以下である。
上記ソルビトールポリグリシジルエーテルとブロックイソシアネートとを含む接着剤組成物には、必要に応じて以下の任意成分が含まれていても良い。例えば、ソルビトールポリグリシジルエーテル以外のエポキシ化合物、ソルビトールポリグリシジルエーテルと共重合可能な樹脂、ブロックイソシアネート以外の硬化剤、有機増粘剤、酸化防止剤、光安定剤、接着性向上剤、補強剤、軟化剤、着色剤、レベリング剤、難燃剤、及び帯電防止剤等が挙げられる。
ソルビトールポリグリシジルエーテル以外のエポキシ化合物として、例えば、エチレングリコールグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、ノボラックグリシジルエーテル、及びブロム化ビスフェノールAジグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル;ヘキサヒドロフタル酸グリシジルエステル(モノエステル又はジエステル)、及びダイマー酸グリシジルエステル等のグリシジルエステル;トリグリシジルイソシアヌレート、グリシジルヒダントイン、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルパラアミノフェノール、トリグリシジルメタアミノフェノール、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルトルイジン、テトラグリシジルメタキシレンジアミン、ジグリシジルトリブロムアニリン、及びテトラグリシジルビスアミノメチルシクロヘキサン等のグリシジルアミン;並びに3,4-エポキシシクロヘキシルメチルカルボキシレート、エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化大豆油等の脂環族あるいは脂肪族エポキサイド等が挙げられる。
上記ソルビトールポリグリシジルエーテルとブロックイソシアネートとを含む接着剤組成物による処理としては、RFLに含まれる各種成分をコードに付着させるために行われる処理、及び必要に応じてその後の加熱処理を含む処理などが挙げられる。
付着方法としては、例えば、ローラーを使った塗布、ノズルからの噴霧、浴液(接着剤組成物)への浸漬等任意の方法を用いることができる。均一に付着させ、かつ余分な接着剤を除去する観点から、浸漬による付着が好ましい。
また、コードへの付着量を調整するために、圧接ローラーによる絞り、スクレイパー等によるかき落とし、空気吹き付けによる吹き飛ばし、吸引、ビーターによる叩き等の手段をさらに採用してもよい。
コードへの付着量は、好ましくは1.0質量%以上、より好ましくは1.5質量%以上であり、また、好ましくは3.0質量%以下、より好ましくは2.5質量%以下である。
なお、コードへの付着量は、コード100質量部に対して、付着される上記RFL接着剤中の固形分の量である。
なお、コードへの付着量は、コード100質量部に対して、付着される上記RFL接着剤中の固形分の量である。
上記ソルビトールポリグリシジルエーテルとブロックイソシアネートとを含む接着剤組成物の全固形分濃度は、好ましくは0.9質量%以上、より好ましくは14質量%以上であり、また、好ましくは29質量%以下、より好ましくは23質量%以下である。
上記ソルビトールポリグリシジルエーテルとブロックイソシアネートとを含む接着剤組成物には、レゾルシン、ホルマリン、ゴムラテックスの他に、加硫調整剤、亜鉛華、酸化防止剤、消泡剤等を添加してもよい。
加熱処理における加熱方法としては、例えば、RFL接着剤組成物が付着した補強材(コード)を100~250℃で1~5分乾燥処理した後、さらに、150~250℃で1~5分で熱処理を行う方法などが挙げられる。乾燥処理後の熱処理の条件は、180~240℃で1~2分であることが望ましい。
上記ハロヒドリン化合物とブロックイソシアネート化合物とゴムラテックスとを含む接着剤組成物はこれらの成分を含むものであれば特に限定されないが、ハロヒドリン化合物、ブロックイソシアネート化合物及びゴムラテックスを含み、かつレゾルシン及びホルムアルデヒドを含まない接着剤組成物が望ましい。
ハロヒドリン化合物としては、ポリオール化合物とエピハロヒドリン化合物(ハロヒドリンエーテル)と反応させて得られる化合物などが挙げられる。
ポリオール化合物とは、分子内に2つ以上のヒドロキシル基を有する化合物であり、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのグリコール、エリスリトール、キシリトール、ソルビトール、酒石酸などのヒドロキシル酸、グリセリン酸、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトールなどが挙げられる。
エピハロヒドリン化合物としては、例えば、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリンなどが挙げられる。
ポリオール化合物とは、分子内に2つ以上のヒドロキシル基を有する化合物であり、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのグリコール、エリスリトール、キシリトール、ソルビトール、酒石酸などのヒドロキシル酸、グリセリン酸、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトールなどが挙げられる。
エピハロヒドリン化合物としては、例えば、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリンなどが挙げられる。
ハロヒドリン化合物としては、例えば、フルオロアルコール化合物、クロロヒドリン化合物、ブロモヒドリン化合物、ヨードヒドリン化合物などが挙げられる。なかでも、ハロゲン化ソルビトール、ハロゲン化グリセロールが好ましい。
ハロヒドリン化合物100質量%中のハロゲン含有量は、5.0~15.0質量%が好ましく、7.0~13.0質量%がより好ましく、9.0~12.0質量%が更に好ましい。
ブロックイソシアネート化合物は、例えば、前述のブロックイソシアネートと同様の化合物が挙げられる。また、ゴムラテックスは、前述のゴムラテックスと同様のものが挙げられる。
上記ハロヒドリン化合物とブロックイソシアネート化合物とゴムラテックスとを含む接着剤組成物は、ハロヒドリン化合物が10.0~30.0質量部、ブロックイソシアネート化合物10.0~30.0質量部、及びゴムラテックス80.0~240.0質量部を含むことが望ましい。そして、当該接着剤組成物は、レゾルシン及びホルムアルデヒドを含まないことが望ましい。
上記ハロヒドリン化合物とブロックイソシアネート化合物とゴムラテックスとを含む接着剤組成物からなる接着剤層は、該接着剤組成物を使用して、コードの表面上に形成される。該接着剤層は、例えば、浸漬、ブラッシング、鋳造、噴霧、ロールコーティング、ナイフコーティングなどによって形成されるが、これらに限定されない。
図3は、図1のタイヤ2のトレッド部4の近辺が示された拡大断面図であり、Ttは、トレッド部4の厚みを示し、Tbは、バンド層18の厚みTbを示している。
トレッド部4の厚みTtは、好ましくは7.0mm以上、より好ましくは8.5mm以上、更に好ましくは9.9mm以上、特に好ましくは10.5mm以上であり、また、好ましくは18.5mm以下、より好ましくは18.0mm以下、更に好ましくは16.0mm以下、より更に好ましくは15.6mm以下、より更に好ましくは13.6mm以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、本発明において、「トレッド部の厚みTt」は、タイヤの半径方向断面におけるタイヤ赤道面CL上でのトレッド部の厚みを意味する。トレッド部の厚みTtは、タイヤ赤道面上におけるトレッド表面の法線に沿って計測される値であり、トレッド表面からベルト層、カーカス層、ベルト補強層などのスチール、テキスタイルなど他の繊維材料を含む補強層のタイヤ最表面側の界面までの距離である。また、タイヤ赤道面上に溝を有する場合は、該溝のタイヤ半径方向最表面側の端部間を繋いだ直線で形成される面からの直線距離である。図3のタイヤ2の場合、トレッド部の厚みTtは、タイヤ赤道面CL上におけるトレッド表面に相当する溝26のタイヤ半径方向最表面側の端部間を繋いだ直線で形成される面から、バンド層18のタイヤ半径方向外側表面までの直線距離である。
バンド層18の厚みTbは、好ましくは0.40mm以上、より好ましくは0.49mm以上、更に好ましくは0.59mm以上、特に好ましくは0.70mm以上であり、また、好ましくは1.26mm以下、より好ましくは0.97mm以下、更に好ましくは0.95mm以下、特に好ましくは0.88mm以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、本発明において、「バンド層の厚み」とは、タイヤの回転軸を含む平面で切った断面におけるバンドコード及びその被覆ゴムを含むバンド層の厚みを指し、タイヤ半径方向最外側に配されたバンド層の表面上の各点における法線方向の厚みの平均値を意味する。図3のバンド層18の場合、バンド層18の表面上の1点における法線方向の厚みの各点の平均値である。
トレッド部4及びバンド層18を備えたタイヤ2は、より効果が得られる観点から、下記式を満たすことが望ましい。
E×d/Tt>0.40
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。Tt(mm)は、トレッド部の厚みである。)
式の右辺は、好ましくは0.50、より好ましくは0.65、更に好ましくは0.70、より更に好ましくは0.87、より更に好ましくは1.10、特に好ましくは1.50である。E×d/Ttの上限は、好ましくは2.31以下、より好ましくは2.20以下、更に好ましくは2.00以下、特に好ましくは1.83以下である。
E×d/Tt>0.40
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。Tt(mm)は、トレッド部の厚みである。)
式の右辺は、好ましくは0.50、より好ましくは0.65、更に好ましくは0.70、より更に好ましくは0.87、より更に好ましくは1.10、特に好ましくは1.50である。E×d/Ttの上限は、好ましくは2.31以下、より好ましくは2.20以下、更に好ましくは2.00以下、特に好ましくは1.83以下である。
前述の作用効果が得られる理由は必ずしも明らかではないが、以下のメカニズムにより奏するものと推察される。
バンド層における残留歪みE及び傾きd、トレッド部の厚みTtについて、E×d/Tt>0.40となる様に、トレッド部の厚みに対して、残留歪みE、傾きdを大きくし、十分に拘束力を大きくすることで、高速走行時の温度上昇に対しても十分な拘束力が得られるため、上記式(1)を満たすと同時に、E×d/Tt>0.40を満たすことで、高速走行時の耐久性が顕著に向上したものと推察される。
バンド層における残留歪みE及び傾きd、トレッド部の厚みTtについて、E×d/Tt>0.40となる様に、トレッド部の厚みに対して、残留歪みE、傾きdを大きくし、十分に拘束力を大きくすることで、高速走行時の温度上昇に対しても十分な拘束力が得られるため、上記式(1)を満たすと同時に、E×d/Tt>0.40を満たすことで、高速走行時の耐久性が顕著に向上したものと推察される。
バンド層18を備えたタイヤ2は、より効果が得られる観点から、下記式を満たすことが望ましい。
E×d/Tb>7.8
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。Tb(mm)は、バンド層の厚みである。)
式の右辺は、好ましくは9.5、より好ましくは12.5、更に好ましくは13.5、より更に好ましくは18.5、より更に好ましくは22.5、特に好ましくは25.5である。E×d/Tbの上限は、好ましくは35.0以下、より好ましくは34.7以下、更に好ましくは33.0以下、より更に好ましくは31.0以下、特に好ましくは30.0以下である。
E×d/Tb>7.8
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。Tb(mm)は、バンド層の厚みである。)
式の右辺は、好ましくは9.5、より好ましくは12.5、更に好ましくは13.5、より更に好ましくは18.5、より更に好ましくは22.5、特に好ましくは25.5である。E×d/Tbの上限は、好ましくは35.0以下、より好ましくは34.7以下、更に好ましくは33.0以下、より更に好ましくは31.0以下、特に好ましくは30.0以下である。
前述の作用効果が得られる理由は必ずしも明らかではないが、以下のメカニズムにより奏するものと推察される。
バンド層における残留歪みE及び傾きd、バンド層の厚みTbについて、E×d/Tb>7.8となる様に、バンド層の厚みに対して、残留歪みE、傾きdを大きくし、十分に拘束力を大きくすることで、高速走行時の温度上昇に対しても十分な拘束力が得られるため、上記式(1)を満たすと同時に、E×d/Tb>7.8を満たすことで、高速走行時の耐久性が顕著に向上したものと推察される。
バンド層における残留歪みE及び傾きd、バンド層の厚みTbについて、E×d/Tb>7.8となる様に、バンド層の厚みに対して、残留歪みE、傾きdを大きくし、十分に拘束力を大きくすることで、高速走行時の温度上昇に対しても十分な拘束力が得られるため、上記式(1)を満たすと同時に、E×d/Tb>7.8を満たすことで、高速走行時の耐久性が顕著に向上したものと推察される。
タイヤ2は、効果がより良好に得られる観点から、トレッド部4に形成された周方向溝の溝深さD(mm)が、下記式を満たすことが望ましい。
D>5.6
式の右辺は、好ましくは5.6、より好ましくは6.4、更に好ましくは7.2、特に好ましくは7.9である。D(mm)の上限は、好ましくは14.5以下、より好ましくは13.3以下、更に好ましくは12.8以下、より更に好ましくは12.5以下、より更に好ましくは12.1以下、特に好ましくは10.9以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
D>5.6
式の右辺は、好ましくは5.6、より好ましくは6.4、更に好ましくは7.2、特に好ましくは7.9である。D(mm)の上限は、好ましくは14.5以下、より好ましくは13.3以下、更に好ましくは12.8以下、より更に好ましくは12.5以下、より更に好ましくは12.1以下、特に好ましくは10.9以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、本明細書において、周方向溝の溝深さDとは、トレッド最表面の接地面を形成する面を延長した面の法線に沿って計測され、該接地面を形成する面を延長した面から最深の溝底までの距離を意味し、備えられた周方向溝の溝深さのうち、最大の距離を指す。
トレッド部4及びバンド層18を備えたタイヤ2は、より効果が得られる観点から、下記式を満たすことが望ましい。
E×d/D>0.55
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。D(mm)は、トレッド部4に形成された周方向溝の溝深さである。)
式の右辺は、好ましくは0.80、より好ましくは1.05、更に好ましくは1.20、より更に好ましくは1.80、より更に好ましくは1.90、より更に好ましくは2.10、より更に好ましくは2.25である。E×d/Dの上限は、好ましくは3.20以下、より好ましくは2.86以下、更に好ましくは2.60以下、特に好ましくは2.50以下である。
E×d/D>0.55
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。D(mm)は、トレッド部4に形成された周方向溝の溝深さである。)
式の右辺は、好ましくは0.80、より好ましくは1.05、更に好ましくは1.20、より更に好ましくは1.80、より更に好ましくは1.90、より更に好ましくは2.10、より更に好ましくは2.25である。E×d/Dの上限は、好ましくは3.20以下、より好ましくは2.86以下、更に好ましくは2.60以下、特に好ましくは2.50以下である。
前述の作用効果が得られる理由は必ずしも明らかではないが、以下のメカニズムにより奏するものと推察される。
バンド層における残留歪みE及び傾きd、トレッド部の溝深さDについて、E×d/D>0.55となる様に、トレッド部の溝深さに対して、残留歪みE、傾きdを大きくし、十分に拘束力を大きくすることで、高速走行時の温度上昇に対しても十分な拘束力が得られるため、上記式(1)を満たすと同時に、E×d/D>0.55を満たすことで、高速走行時の耐久性が顕著に向上したものと推察される。
バンド層における残留歪みE及び傾きd、トレッド部の溝深さDについて、E×d/D>0.55となる様に、トレッド部の溝深さに対して、残留歪みE、傾きdを大きくし、十分に拘束力を大きくすることで、高速走行時の温度上昇に対しても十分な拘束力が得られるため、上記式(1)を満たすと同時に、E×d/D>0.55を満たすことで、高速走行時の耐久性が顕著に向上したものと推察される。
トレッド部4及びバンド層18を備えたタイヤ2は、より効果が得られる観点から、下記式を満たすことが望ましい。
Tt/Lf>0.38
(式中、Tt(mm)は、トレッド部の厚みである。Lfは、バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードの25℃における2.5%伸長時の応力である。)
式の右辺は、好ましくは0.50、より好ましくは0.70、更に好ましくは0.90、特に好ましくは1.05である。Tt/Lfの上限は、好ましくは1.91以下、より好ましくは1.86以下、更に好ましくは1.65以下、より更に好ましくは1.61以下、より更に好ましくは1.50以下、特に好ましくは1.35以下である。
Tt/Lf>0.38
(式中、Tt(mm)は、トレッド部の厚みである。Lfは、バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードの25℃における2.5%伸長時の応力である。)
式の右辺は、好ましくは0.50、より好ましくは0.70、更に好ましくは0.90、特に好ましくは1.05である。Tt/Lfの上限は、好ましくは1.91以下、より好ましくは1.86以下、更に好ましくは1.65以下、より更に好ましくは1.61以下、より更に好ましくは1.50以下、特に好ましくは1.35以下である。
前述の作用効果が得られる理由は必ずしも明らかではないが、以下のメカニズムにより奏するものと推察される。
2.5%伸長時の応力を小さくすることで、走行による変形でのバンドコードとブレーカーコードの接触を抑制してバンド破断によるタイヤ損傷を防止すると同時に、トレッド部の厚みを厚くすることで、より損傷が抑制されるため、上記式(1)を満たすと同時に、Tt/Lfを大きくすると、高速走行時の耐久性が顕著に向上すると推察される。
2.5%伸長時の応力を小さくすることで、走行による変形でのバンドコードとブレーカーコードの接触を抑制してバンド破断によるタイヤ損傷を防止すると同時に、トレッド部の厚みを厚くすることで、より損傷が抑制されるため、上記式(1)を満たすと同時に、Tt/Lfを大きくすると、高速走行時の耐久性が顕著に向上すると推察される。
トレッド部4及びバンド層18を備えたタイヤ2は、より効果が得られる観点から、下記式を満たすことが望ましい。
Tt/Hf>0.21
(式中、Tt(mm)は、トレッド部の厚みである。Hfは、バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードの25℃における5.0%伸長時の応力である。)
式の右辺は、好ましくは0.30、より好ましくは0.35、更に好ましくは0.40、特に好ましくは0.44である。Tt/Hfの上限は、好ましくは0.81以下、より好ましくは0.70以下、更に好ましくは0.60以下、特に好ましくは0.55以下である。
Tt/Hf>0.21
(式中、Tt(mm)は、トレッド部の厚みである。Hfは、バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードの25℃における5.0%伸長時の応力である。)
式の右辺は、好ましくは0.30、より好ましくは0.35、更に好ましくは0.40、特に好ましくは0.44である。Tt/Hfの上限は、好ましくは0.81以下、より好ましくは0.70以下、更に好ましくは0.60以下、特に好ましくは0.55以下である。
前述の作用効果が得られる理由は必ずしも明らかではないが、以下のメカニズムにより奏するものと推察される。
5.0%伸長時の応力を小さくすることで、走行による変形でのバンドコードとブレーカーコードの接触を抑制してバンド破断によるタイヤ損傷を防止すると同時に、トレッド部の厚みを厚くすることで、より損傷が抑制されるため、上記式(1)を満たすと同時に、Tt/Hfを大きくすると、高速走行時の耐久性が顕著に向上すると推察される。
5.0%伸長時の応力を小さくすることで、走行による変形でのバンドコードとブレーカーコードの接触を抑制してバンド破断によるタイヤ損傷を防止すると同時に、トレッド部の厚みを厚くすることで、より損傷が抑制されるため、上記式(1)を満たすと同時に、Tt/Hfを大きくすると、高速走行時の耐久性が顕著に向上すると推察される。
タイヤ2は、トレッド部4のネガティブ率S(%)が47%未満であることが好ましい。
Sは、より好ましくは45%以下、更に好ましくは40%以下、より更に好ましくは35%以下、特に好ましくは30%以下である。該ネガティブ率は、好ましくは20%以上、より好ましくは25%以上である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
Sは、より好ましくは45%以下、更に好ましくは40%以下、より更に好ましくは35%以下、特に好ましくは30%以下である。該ネガティブ率は、好ましくは20%以上、より好ましくは25%以上である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、ネガティブ率(トレッドの接地面内におけるネガティブ率)は、接地面の全面積に対する、接地面内の全溝面積の割合であり、以下の方法で測定される。
本明細書において、上記タイヤが空気入りタイヤの場合、ネガティブ率は、正規リム、正規内圧、正規荷重条件下における接地形状から計算される。非空気入りタイヤの場合、正規内圧を必要とせずに、同様に測定できる。
接地形状は、正規リムに組み付け、正規内圧を加え、25℃で24時間静置した後、タイヤトレッド表面に墨を塗り、正規荷重を負荷して厚紙に押しつけ(キャンバー角は0°)、紙に転写させることで得られる。
タイヤを周方向に72°ずつ回転させて、5か所で転写させる。すなわち、5回、接地形状を得る。
5つの接地形状について、該輪郭を滑らかにつないだ図形の面積を総面積とし、転写された全体の面積が接地面積となる。これらの5か所の結果について平均値を求め、ネガティブ率(%)は、[1-{厚紙の転写された5つの接地形状(墨部分)の平均面積/厚紙の転写された5つの総面積(該輪郭により得られる図形)の平均面積}]×100(%)で計算される。
ここで、長さや面積の平均値は、5つの値の単純平均である。
本明細書において、上記タイヤが空気入りタイヤの場合、ネガティブ率は、正規リム、正規内圧、正規荷重条件下における接地形状から計算される。非空気入りタイヤの場合、正規内圧を必要とせずに、同様に測定できる。
接地形状は、正規リムに組み付け、正規内圧を加え、25℃で24時間静置した後、タイヤトレッド表面に墨を塗り、正規荷重を負荷して厚紙に押しつけ(キャンバー角は0°)、紙に転写させることで得られる。
タイヤを周方向に72°ずつ回転させて、5か所で転写させる。すなわち、5回、接地形状を得る。
5つの接地形状について、該輪郭を滑らかにつないだ図形の面積を総面積とし、転写された全体の面積が接地面積となる。これらの5か所の結果について平均値を求め、ネガティブ率(%)は、[1-{厚紙の転写された5つの接地形状(墨部分)の平均面積/厚紙の転写された5つの総面積(該輪郭により得られる図形)の平均面積}]×100(%)で計算される。
ここで、長さや面積の平均値は、5つの値の単純平均である。
トレッド部4及びバンド層18を備えたタイヤ2は、より効果が得られる観点から、下記式を満たすことが望ましい。
E×d/S>0.17
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。S(%)は、トレッド部4のネガティブ率である。)
式の右辺は、好ましくは0.22、より好ましくは0.50、特に好ましくは0.60である。E×d/Sの上限は、好ましくは0.81以下、より好ましくは0.75以下、更に好ましくは0.70以下である。
E×d/S>0.17
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。S(%)は、トレッド部4のネガティブ率である。)
式の右辺は、好ましくは0.22、より好ましくは0.50、特に好ましくは0.60である。E×d/Sの上限は、好ましくは0.81以下、より好ましくは0.75以下、更に好ましくは0.70以下である。
前述の作用効果が得られる理由は必ずしも明らかではないが、以下のメカニズムにより奏するものと推察される。
バンド層における残留歪みE及び傾きd、ネガティブ率Sについて、E×d/S>0.17となる様に、ネガティブ率に対して、残留歪みE、傾きdを大きくし、十分に拘束力を大きくすることで、高速走行時の温度上昇に対しても十分な拘束力が得られるため、上記式(1)を満たすと同時に、E×d/S>0.17を満たすことで、高速走行時の耐久性が顕著に向上したものと推察される。
バンド層における残留歪みE及び傾きd、ネガティブ率Sについて、E×d/S>0.17となる様に、ネガティブ率に対して、残留歪みE、傾きdを大きくし、十分に拘束力を大きくすることで、高速走行時の温度上昇に対しても十分な拘束力が得られるため、上記式(1)を満たすと同時に、E×d/S>0.17を満たすことで、高速走行時の耐久性が顕著に向上したものと推察される。
図1のタイヤ2において、インナーライナー20は、カーカス14の内側に位置している。インナーライナー20は、カーカス14の内面に接合されている。インナーライナー20の典型的な基材ゴムは、ブチルゴム又はハロゲン化ブチルゴムである。インナーライナー20は、タイヤ2の内圧を保持する。
それぞれのチェーファー22は、ビード12の近傍に位置している。この実施形態では、チェーファー22は布とこの布に含浸したゴムとからなることが望ましい。このチェーファー22が、クリンチ10と一体とされてもよい。
このタイヤ2では、トレッド部4は溝26として主溝42を備えている。図1に示されているように、このトレッド部4には、複数本、詳細には、3本の主溝42が刻まれている。これらの主溝42は、軸方向に間隔をあけて配置されている。このトレッド部4には、3本の主溝42が刻まれることにより、周方向に延在する4本のリブ44が形成されている。つまり、リブ44とリブ44との間が主溝42である。
それぞれの主溝42は、周方向に延在している。主溝42は、周方向に途切れることなく連続している。主溝42は、例えば雨天時において、路面とタイヤ2との間に存在する水の排水を促す。このため、路面が濡れていても、タイヤ2は路面と十分に接触することができる。
タイヤ2において、単層構造トレッド、2層構造トレッド、3層以上の構造を有するトレッド部4を構成する各ゴム層(図1のキャップ層30、ベース層28など)は、それぞれのトレッド用ゴム組成物で構成される。また、バンド層18は、バンドコード18Aと、バンドコード18Aを被覆するトッピングゴム18B(被覆ゴム)とを含み、被覆ゴムは、バンド層用被覆ゴム組成物で構成される。
以下、トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物に共通して使用可能な材料を説明する。
なお、トレッド部4は、トレッド部を構成する少なくとも1つのゴム層として後述の成分を含むゴム組成物を用いることが望ましいが、トレッド部4のタイヤ半径方向の最外層のゴム層であるキャップトレッド(図1の例では、キャップ層30が相当)が後述のゴム組成物で構成されることが望ましい。
なお、トレッド部4は、トレッド部を構成する少なくとも1つのゴム層として後述の成分を含むゴム組成物を用いることが望ましいが、トレッド部4のタイヤ半径方向の最外層のゴム層であるキャップトレッド(図1の例では、キャップ層30が相当)が後述のゴム組成物で構成されることが望ましい。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物は、ゴム成分を含む。
ゴム成分は、架橋に寄与する成分であり、一般的に、重量平均分子量(Mw)が1万以上のポリマーで、アセトンにより抽出されないポリマー成分がゴム成分に該当する。前記ゴム成分は、常温(25℃)で固体状態である。
ゴム成分は、架橋に寄与する成分であり、一般的に、重量平均分子量(Mw)が1万以上のポリマーで、アセトンにより抽出されないポリマー成分がゴム成分に該当する。前記ゴム成分は、常温(25℃)で固体状態である。
ゴム成分の重量平均分子量は、好ましくは5万以上、より好ましくは15万以上、更に好ましくは20万以上であり、また、好ましくは200万以下、より好ましくは150万以下、更に好ましくは100万以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、本明細書において、重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)(東ソー(株)製GPC-8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMULTIPORE HZ-M)による測定値を基に標準ポリスチレン換算により求めることができる。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物に使用可能なゴム成分としては、例えば、ジエン系ゴムを使用できる。ジエン系ゴムとしては、イソプレン系ゴム、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)などが挙げられる。また、ブチル系ゴム、フッ素ゴムなども挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なかでも、効果がより得られる観点から、トレッド用ゴム組成物の場合、イソプレン系ゴム、BR、SBRが好ましく、BR、SBRがより好ましい。バンド層用被覆ゴム組成物の場合、イソプレン系ゴム、BR、SBRが好ましく、イソプレン系ゴム、SBRがより好ましい。
また、これらのゴム成分は後述の変性処理、水素添加処理が行われていても良く、オイル、樹脂、液状ゴム成分などにより伸展された、伸展ゴムを用いても良い。
なかでも、効果がより得られる観点から、トレッド用ゴム組成物の場合、イソプレン系ゴム、BR、SBRが好ましく、BR、SBRがより好ましい。バンド層用被覆ゴム組成物の場合、イソプレン系ゴム、BR、SBRが好ましく、イソプレン系ゴム、SBRがより好ましい。
また、これらのゴム成分は後述の変性処理、水素添加処理が行われていても良く、オイル、樹脂、液状ゴム成分などにより伸展された、伸展ゴムを用いても良い。
上記ジエン系ゴムは、非変性ジエン系ゴムでもよいし、変性ジエン系ゴムでもよい。
変性ジエン系ゴムとしては、シリカ等の充填剤と相互作用する官能基を有するジエン系ゴムであればよく、例えば、ジエン系ゴムの少なくとも一方の末端を、上記官能基を有する化合物(変性剤)で変性された末端変性ジエン系ゴム(末端に上記官能基を有する末端変性ジエン系ゴム)や、主鎖に上記官能基を有する主鎖変性ジエン系ゴムや、主鎖及び末端に上記官能基を有する主鎖末端変性ジエン系ゴム(例えば、主鎖に上記官能基を有し、少なくとも一方の末端を上記変性剤で変性された主鎖末端変性ジエン系ゴム)や、分子中に2個以上のエポキシ基を有する多官能化合物により変性(カップリング)され、水酸基やエポキシ基が導入された末端変性ジエン系ゴム等が挙げられる。
変性ジエン系ゴムとしては、シリカ等の充填剤と相互作用する官能基を有するジエン系ゴムであればよく、例えば、ジエン系ゴムの少なくとも一方の末端を、上記官能基を有する化合物(変性剤)で変性された末端変性ジエン系ゴム(末端に上記官能基を有する末端変性ジエン系ゴム)や、主鎖に上記官能基を有する主鎖変性ジエン系ゴムや、主鎖及び末端に上記官能基を有する主鎖末端変性ジエン系ゴム(例えば、主鎖に上記官能基を有し、少なくとも一方の末端を上記変性剤で変性された主鎖末端変性ジエン系ゴム)や、分子中に2個以上のエポキシ基を有する多官能化合物により変性(カップリング)され、水酸基やエポキシ基が導入された末端変性ジエン系ゴム等が挙げられる。
上記官能基としては、例えば、アミノ基、アミド基、シリル基、アルコキシシリル基、イソシアネート基、イミノ基、イミダゾール基、ウレア基、エーテル基、カルボニル基、オキシカルボニル基、メルカプト基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、アンモニウム基、イミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、カルボキシル基、ニトリル基、ピリジル基、アルコキシ基、水酸基、オキシ基、エポキシ基等が挙げられる。なお、これらの官能基は、置換基を有していてもよい。なかでも、アミノ基(好ましくはアミノ基が有する水素原子が炭素数1~6のアルキル基に置換されたアミノ基)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~6のアルコキシ基)、アルコキシシリル基(好ましくは炭素数1~6のアルコキシシリル基)が好ましい。
イソプレン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、改質NR、変性NR、変性IR等が挙げられる。NRとしては、例えば、SIR20、RSS♯3、TSR20等、ゴム工業において一般的なものを使用できる。IRとしては、特に限定されず、例えば、IR2200等、ゴム工業において一般的なものを使用できる。改質NRとしては、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(UPNR)等、変性NRとしては、エポキシ化天然ゴム(ENR)、水素添加天然ゴム(HNR)、グラフト化天然ゴム等、変性IRとしては、エポキシ化イソプレンゴム、水素添加イソプレンゴム、グラフト化イソプレンゴム等、が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
トレッド用ゴム組成物がイソプレン系ゴムを含有する場合、ゴム成分100質量%中のイソプレン系ゴムの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、また、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
バンド層用被覆ゴム組成物がイソプレン系ゴムを含有する場合、ゴム成分100質量%中のイソプレン系ゴムの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは70質量%以上であり、また、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは80質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
BRは特に限定されず、例えば、高シス含量のハイシスBR、シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するBR、希土類系触媒を用いて合成したBR(希土類BR)等を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、BRは、シス含量が90質量%以上のハイシスBRを含むことが好ましい。該シス含量は、95質量%以上がより好ましく、98質量%以上が更に好ましい。なお、シス含量は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定できる。
BRのシス含量は、BRが1種である場合、当該BRのシス含量を意味し、複数種である場合、平均シス含量を意味する。
BRの平均シス含量は、{Σ(各BRの含有量×各BRのシス含量)}/全BRの合計含有量で算出でき、例えば、ゴム成分100質量%中、シス含量:90質量%のBRが20質量%、シス含量:40質量%のBRが10質量%である場合、BRの平均シス含量は、73.3質量%(=(20×90+10×40)/(20+10))である。
BRのシス含量は、BRが1種である場合、当該BRのシス含量を意味し、複数種である場合、平均シス含量を意味する。
BRの平均シス含量は、{Σ(各BRの含有量×各BRのシス含量)}/全BRの合計含有量で算出でき、例えば、ゴム成分100質量%中、シス含量:90質量%のBRが20質量%、シス含量:40質量%のBRが10質量%である場合、BRの平均シス含量は、73.3質量%(=(20×90+10×40)/(20+10))である。
また、BRは、非変性BR、変性BRのいずれも使用可能である。変性BRとしては、変性ジエン系ゴムと同様の官能基が導入された変性BRが挙げられる。また、BRは、水素添加ブタジエン重合体(水素添加BR)も使用可能である。
BRとしては、例えば、宇部興産(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)等の製品を使用できる。
トレッド用ゴム組成物がBRを含む場合、ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上である。上限は、好ましくは50質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
バンド層用被覆ゴム組成物がBRを含む場合、ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上である。上限は、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
SBRとしては特に限定されず、例えば、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E-SBR)、溶液重合スチレンブタジエンゴム(S-SBR)等を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
SBRのスチレン含有量(スチレン量)は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは21質量%以上、より更に好ましくは25質量%以上である。該スチレン含有量は、好ましくは45質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは35質量%以下である。上記範囲内にすることで、高速走行時の耐久性が改善される傾向がある。
なお、本明細書において、スチレン含有量は、1H-NMR測定によって測定できる。
SBRのスチレン含有量は、SBRが1種である場合、当該SBRのスチレン含有量を意味し、複数種である場合、平均スチレン含有量を意味する。
SBRの平均スチレン含有量は、{Σ(各SBRの含有量×各SBRのスチレン含有量)}/全SBRの合計含有量で算出でき、例えば、ゴム成分100質量%中、スチレン含有量40質量%のSBRが85質量%、スチレン含有量25質量%のSBRが5質量%である場合、SBRの平均スチレン含有量は、39.2質量%(=(85×40+5×25)/(85+5))である。
なお、本明細書において、スチレン含有量は、1H-NMR測定によって測定できる。
SBRのスチレン含有量は、SBRが1種である場合、当該SBRのスチレン含有量を意味し、複数種である場合、平均スチレン含有量を意味する。
SBRの平均スチレン含有量は、{Σ(各SBRの含有量×各SBRのスチレン含有量)}/全SBRの合計含有量で算出でき、例えば、ゴム成分100質量%中、スチレン含有量40質量%のSBRが85質量%、スチレン含有量25質量%のSBRが5質量%である場合、SBRの平均スチレン含有量は、39.2質量%(=(85×40+5×25)/(85+5))である。
SBRのビニル結合量(ビニル含量)は、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは7質量%以上である。該ビニル結合量は、好ましくは70質量%以下、より好ましくは66質量%以下、更に好ましくは50質量%以下、より更に好ましくは25質量%以下、より更に好ましくは15質量%以下、より更に好ましくは13質量%以下である。上記範囲内にすることで、高速走行時の耐久性が改善される傾向がある。
なお、本明細書において、ビニル結合量(1,2-結合ブタジエン単位量)は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定できる。
SBRのビニル結合量(1,2-結合ブタジエン単位量)はSBR中におけるブタジエン部の総質量を100としたときのビニル結合の割合であり(単位:質量%)、ビニル量[質量%]+シス量[質量%]+トランス量[質量%]=100[質量%]となる。SBRが1種である場合、当該SBRのビニル結合量を意味し、複数種である場合、平均ビニル結合量を意味する。
SBRの平均ビニル結合量は、Σ{各SBRの含有量×(100[質量%]-各SBRのスチレン含有量[質量%])×各SBRのビニル結合量[質量%]}/Σ{各SBRの含有量×(100[質量%]-各SBRのスチレン含有量[質量%])}で算出でき、例えば、ゴム成分100質量部中、スチレン含有量40質量%、ビニル結合量30質量%のSBRが75質量部、スチレン含有量25質量%、ビニル結合量20質量%のSBRが15質量部、残り10質量部がSBR以外である場合、SBRの平均ビニル結合量は、28質量%(={75×(100[質量%]-40[質量%])×30[質量%]+15×(100[質量%]-25[質量%])×20[質量%])}/{75×(100[質量%]-40[質量%])+15×(100[質量%]-25[質量%])}である。
なお、本明細書において、ビニル結合量(1,2-結合ブタジエン単位量)は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定できる。
SBRのビニル結合量(1,2-結合ブタジエン単位量)はSBR中におけるブタジエン部の総質量を100としたときのビニル結合の割合であり(単位:質量%)、ビニル量[質量%]+シス量[質量%]+トランス量[質量%]=100[質量%]となる。SBRが1種である場合、当該SBRのビニル結合量を意味し、複数種である場合、平均ビニル結合量を意味する。
SBRの平均ビニル結合量は、Σ{各SBRの含有量×(100[質量%]-各SBRのスチレン含有量[質量%])×各SBRのビニル結合量[質量%]}/Σ{各SBRの含有量×(100[質量%]-各SBRのスチレン含有量[質量%])}で算出でき、例えば、ゴム成分100質量部中、スチレン含有量40質量%、ビニル結合量30質量%のSBRが75質量部、スチレン含有量25質量%、ビニル結合量20質量%のSBRが15質量部、残り10質量部がSBR以外である場合、SBRの平均ビニル結合量は、28質量%(={75×(100[質量%]-40[質量%])×30[質量%]+15×(100[質量%]-25[質量%])×20[質量%])}/{75×(100[質量%]-40[質量%])+15×(100[質量%]-25[質量%])}である。
SBRは、非変性SBR、変性SBRのいずれも使用可能である。変性SBRとしては、変性ジエン系ゴムと同様の官能基が導入された変性SBRが挙げられる。また、SBRとして、水素添加スチレン-ブタジエン共重合体(水素添加SBR)も使用可能である。
SBRとしては、例えば、住友化学(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)等により製造・販売されているSBRを使用できる。
トレッド用ゴム組成物がSBRを含む場合、ゴム成分100質量%中のSBRの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上である。上限は、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは85質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
バンド層用被覆ゴム組成物がSBRを含む場合、ゴム成分100質量%中のSBRの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上である。上限は、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物は、フィラー(充填材)を含んでもよい。
フィラー(充填材)としては特に限定されず、ゴム分野で公知の材料を使用でき、例えば、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、アルミナ、クレイ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、マイカなどの無機フィラー;難分散性フィラー等が挙げられる。
フィラー(充填材)としては特に限定されず、ゴム分野で公知の材料を使用でき、例えば、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、アルミナ、クレイ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、マイカなどの無機フィラー;難分散性フィラー等が挙げられる。
トレッド用ゴム組成物において、フィラーの合計含有量(シリカ、カーボンブラックなどのフィラーの総量)は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは30質量部以上、より好ましくは60質量部以上、更に好ましくは65質量部以上、より更に好ましくは70質量部以上、より更に好ましくは75質量部以上、特に好ましくは80質量部以上である。該含有量の上限は、好ましくは150質量部以下、より好ましくは120質量部以下、更に好ましくは110質量部以下、より更に好ましくは100質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
バンド層用被覆ゴム組成物において、フィラーの合計含有量(シリカ、カーボンブラックなどのフィラーの総量)は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは30質量部以上、更に好ましくは40質量部以上、特に好ましくは50質量部以上である。該含有量の上限は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは80質量部以下、更に好ましくは74質量部以下、より更に好ましくは70質量部以下、より更に好ましくは60質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
フィラー(充填材)のなかでも、カーボンブラックなどの炭素由来フィラー(炭素含有フィラー)、シリカが好ましい。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物に使用可能なカーボンブラックとしては、特に限定されないが、N134、N110、N220、N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550、N762等が挙げられる。市販品としては、旭カーボン(株)、キャボットジャパン(株)、東海カーボン(株)、三菱ケミカル(株)、ライオン(株)、日鉄カーボン(株)、コロンビアカーボン社等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、従来の鉱物油などを原料としたカーボンブラックのほか、リグニンなどのバイオマス材料を原料としたカーボンブラックを用いても良い。
トレッド用ゴム組成物において、カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、50m2/g以上が好ましく、70m2/g以上がより好ましく、90m2/g以上が更に好ましい。また、上記N2SAは、200m2/g以下が好ましく、150m2/g以下がより好ましく、120m2/g以下が更に好ましく、114m2/g以下がより更に好ましい。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、JIS K6217-2:2001によって求められる。
なお、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、JIS K6217-2:2001によって求められる。
バンド層用被覆ゴム組成物において、カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、10m2/g以上が好ましく、20m2/g以上がより好ましく、25m2/g以上が更に好ましい。また、上記N2SAは、80m2/g以下が好ましく、60m2/g以下がより好ましく、45m2/g以下が更に好ましく、35m2/g以下が特に好ましい。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
トレッド用ゴム組成物において、カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは5質量部以上、より更に好ましくは10質量部以上である。該含有量の上限は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは55質量部以下、更に好ましくは50質量部以下、より更に好ましくは45質量部以下、より更に好ましくは40質量部以下、より更に好ましくは30質量部以下、より更に好ましくは15質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
バンド層用被覆ゴム組成物において、カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは30質量部以上、更に好ましくは40質量部以上、特に好ましくは50質量部以上である。該含有量の上限は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは80質量部以下、更に好ましくは74質量部以下、より更に好ましくは70質量部以下、より更に好ましくは60質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物において、使用可能なシリカとしては、乾式法シリカ(無水シリカ)、湿式法シリカ(含水シリカ)などが挙げられる。なかでも、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。市販品としては、デグッサ社、ローディア社、東ソー・シリカ(株)、ソルベイジャパン(株)、(株)トクヤマ等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらのシリカのほか、もみ殻などのバイオマス材料を原料としたシリカを用いても良い。
シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は、好ましくは50m2/g以上、より好ましくは100m2/g以上、更に好ましくは150m2/g以上、より更に好ましくは175m2/g以上、特に好ましくは180m2/g以上、最も好ましくは190m2/g以上である。また、シリカのN2SAの上限は特に限定されないが、好ましくは350m2/g以下、より好ましくは300m2/g以下、更に好ましくは250m2/g以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、シリカのN2SAは、ASTM D3037-93に準じてBET法で測定される値である。
なお、シリカのN2SAは、ASTM D3037-93に準じてBET法で測定される値である。
トレッド用ゴム組成物において、シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは20質量部以上、より好ましくは50質量部以上、更に好ましくは55質量部以上、より更に好ましくは60質量部以上、より更に好ましくは65質量部以上、特に好ましくは75質量部以上である。該含有量の上限は、好ましくは150質量部以下、より好ましくは100質量部以下、更に好ましくは90質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
バンド層用被覆ゴム組成物がシリカを含む場合、シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは15質量部以上である。該含有量の上限は、好ましくは30質量部以下、より好ましくは25質量部以下、更に好ましくは20質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物がシリカを含む場合、更にシランカップリング剤を含むことが好ましい。
シランカップリング剤としては、特に限定されず、ゴム分野で公知のものが使用可能であり、例えば、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4-トリエトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4-トリメトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4-トリエトキシシリルブチル)ジスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4-トリメトキシシリルブチル)ジスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2-トリエトキシシリルエチル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3-トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、などのスルフィド系、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2-メルカプトエチルトリエトキシシラン、Momentive社製のNXT、NXT-Zなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、などのグリシドキシ系、3-ニトロプロピルトリメトキシシラン、3-ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルトリエトキシシランなどのクロロ系などがあげられる。市販品としては、デグッサ社、Momentive社、信越シリコーン(株)、東京化成工業(株)、アヅマックス(株)、東レ・ダウコーニング(株)等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
シランカップリング剤としては、特に限定されず、ゴム分野で公知のものが使用可能であり、例えば、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4-トリエトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4-トリメトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4-トリエトキシシリルブチル)ジスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4-トリメトキシシリルブチル)ジスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2-トリエトキシシリルエチル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3-トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、などのスルフィド系、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2-メルカプトエチルトリエトキシシラン、Momentive社製のNXT、NXT-Zなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、などのグリシドキシ系、3-ニトロプロピルトリメトキシシラン、3-ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルトリエトキシシランなどのクロロ系などがあげられる。市販品としては、デグッサ社、Momentive社、信越シリコーン(株)、東京化成工業(株)、アヅマックス(株)、東レ・ダウコーニング(株)等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物において、シランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは5質量部以上、特に好ましくは7質量部以上である。該含有量の上限は、好ましくは50質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは15質量部以下、特に好ましくは10質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
難分散性フィラーとしては、例えば、ミクロフィブリル化植物繊維、短繊維状セルロース、ゲル状化合物等が挙げられる。なかでも、ミクロフィブリル化植物繊維が好ましい。
上記ミクロフィブリル化植物繊維としては、良好な補強性が得られるという点から、セルロースミクロフィブリルが好ましい。セルロースミクロフィブリルとしては、天然物由来のものであれば特に制限されず、例えば、果実、穀物、根菜などの資源バイオマス、木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、及びこれらを原料として得られるパルプや紙、布、農作物残廃物、食品廃棄物や下水汚泥などの廃棄バイオマス、稲わら、麦わら、間伐材などの未使用バイオマスの他、ホヤ、酢酸菌等の生産するセルロースなどに由来するものが挙げられる。これらのミクロフィブリル化植物繊維は、1種を用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、本明細書において、セルロースミクロフィブリルとは、典型的には、平均繊維径が10μm以下の範囲内であるセルロース繊維、より典型的には、セルロース分子の集合により形成されている平均繊維径500nm以下の微小構造を有するセルロース繊維を意味する。典型的なセルロースミクロフィブリルは、例えば、上記のような平均繊維径を有するセルロース繊維の集合体として形成されている。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物において、難分散性フィラーの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは5質量部以上である。該含有量の上限は、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下、更に好ましくは20質量部以下、特に好ましくは10質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物には、可塑剤を配合してもよい。
可塑剤とは、ゴム成分に可塑性を付与する材料であり、例えば、液体可塑剤(常温(25℃)で液体状態の可塑剤)、樹脂(常温(25℃)で固体状態の樹脂)等が挙げられる。
可塑剤とは、ゴム成分に可塑性を付与する材料であり、例えば、液体可塑剤(常温(25℃)で液体状態の可塑剤)、樹脂(常温(25℃)で固体状態の樹脂)等が挙げられる。
トレッド用ゴム組成物において、可塑剤の含有量(可塑剤の総量)は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは15質量部以上であり、また、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下、更に好ましくは25質量部以下、より更に好ましくは20質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。なお、前述の伸展ゴムを用いる場合、その伸展ゴムに用いられた伸展成分量は可塑剤の含有量に含まれる。
バンド層用被覆ゴム組成物において、可塑剤の含有量(可塑剤の総量)は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは30質量部以下、より好ましくは10質量部以下、更に好ましくは8質量部以下、より更に好ましくは5質量部以下、より更に好ましくは2質量部以下、特に好ましくは1質量部以下であり、0質量部でもよい。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。なお、前述の伸展ゴムを用いる場合、その伸展ゴムに用いられた伸展成分量は可塑剤の含有量に含まれる。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物に使用可能な液体可塑剤(常温(25℃)で液体状態の可塑剤)としては特に限定されず、オイル、液状ポリマー(液状樹脂、液状ジエン系ポリマーなど)などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
トレッド用ゴム組成物において、液体可塑剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは15質量部以上であり、また、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下、更に好ましくは25質量部以下、より更に好ましくは20質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。なお、オイルの含有量も同様の範囲が好適である。
バンド層用被覆ゴム組成物において、液体可塑剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは30質量部以下、より好ましくは10質量部以下、更に好ましくは8質量部以下、より更に好ましくは5質量部以下、より更に好ましくは2質量部以下、特に好ましくは1質量部以下であり、0質量部でもよい。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。なお、オイルの含有量も同様の範囲が好適である。
オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油、又はその混合物が挙げられる。プロセスオイルとしては、例えば、MES(Mild Extract Solvate)、DAE(Distillate Aromatic Extract)、TDAE(treated Distillate Aromatic Extract)、TRAE(treated Residual Aromatic Extract)、RAE(residual Aromatic Extract)などのパラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどを用いることができる。植物油としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生油、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、桐油等が挙げられる。市販品としては、出光興産(株)、三共油化工業(株)、ENEOS(株)、オリソイ社、H&R社、豊国製油(株)、昭和シェル石油(株)、富士興産(株)、日清オイリオグループ(株)等の製品を使用できる。なかでも、プロセスオイル(パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル等)、植物油が好ましい。またライフサイクルアセスメントの観点から上記したオイルとして、ゴム混合機やエンジンなどで用いられた潤滑油や調理店で使用された廃食用油を精製したものを用いても良い。
液状樹脂としては、テルペン系樹脂(テルペンフェノール樹脂、芳香族変性テルペン樹脂を含む)、ロジン樹脂、スチレン系樹脂、C5系樹脂、C9系樹脂、C5/C9系樹脂、ジシクロペンタジエン(DCPD)樹脂、クマロンインデン系樹脂(クマロン、インデン単体樹脂を含む)、フェノール樹脂、オレフィン系樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。また、これらの水素添加物も使用可能である。
液状ジエン系ポリマーとしては、25℃で液体状態の液状スチレンブタジエン共重合体(液状SBR)、液状ブタジエン重合体(液状BR)、液状イソプレン重合体(液状IR)、液状スチレンイソプレン共重合体(液状SIR)、液状スチレンブタジエンスチレンブロック共重合体(液状SBSブロックポリマー)、液状スチレンイソプレンスチレンブロック共重合体(液状SISブロックポリマー)、液状ファルネセン重合体、液状ファルネセンブタジエン共重合体等が挙げられる。これらは、末端や主鎖が極性基で変性されていても構わない。また、これらの水素添加物も使用可能である。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物に使用可能な上記樹脂(常温(25℃)で固体状態の樹脂)としては、例えば、常温(25℃)で固体状態の芳香族ビニル重合体、クマロンインデン樹脂、クマロン樹脂、インデン樹脂、フェノール樹脂、ロジン樹脂、石油樹脂、テルペン系樹脂、アクリル系樹脂などが挙げられる。また、樹脂は、水素添加されていてもよい。これらは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。なかでも、芳香族ビニル重合体、石油樹脂、テルペン系樹脂が好ましい。
トレッド用ゴム組成物が上記樹脂を含有する場合、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下、更に好ましくは10質量部以下、特に好ましくは5質量部以下であり、0質量部でもよい。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
バンド層用被覆ゴム組成物が上記樹脂を含有する場合、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下、更に好ましくは10質量部以下、特に好ましくは5質量部以下であり、0質量部でもよい。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
上記樹脂の軟化点は、60℃以上が好ましく、70℃以上がより好ましく、80℃以上が更に好ましい。上限は、160℃以下が好ましく、130℃以下がより好ましく、115℃以下が更に好ましい。上記範囲内にすることで、高速走行時の耐久性が改善される傾向がある。
なお、上記樹脂の軟化点は、JIS K6220-1:2001に規定される軟化点を環球式軟化点測定装置で測定し、球が降下した温度である。前記した樹脂の軟化点は通常、樹脂のガラス転移温度より50℃±5℃高い値となる。
なお、上記樹脂の軟化点は、JIS K6220-1:2001に規定される軟化点を環球式軟化点測定装置で測定し、球が降下した温度である。前記した樹脂の軟化点は通常、樹脂のガラス転移温度より50℃±5℃高い値となる。
上記芳香族ビニル重合体は、芳香族ビニルモノマーを構成単位として含むポリマーである。例えば、α-メチルスチレン及び/又はスチレンを重合して得られる樹脂が挙げられ、具体的には、スチレンの単独重合体(スチレン樹脂)、α-メチルスチレンの単独重合体(α-メチルスチレン樹脂)、α-メチルスチレンとスチレンとの共重合体、スチレンと他のモノマーの共重合体などが挙げられる。
上記クマロンインデン樹脂は、樹脂の骨格(主鎖)を構成する主なモノマー成分として、クマロン及びインデンを含む樹脂である。クマロン、インデン以外に骨格に含まれるモノマー成分としては、スチレン、α-メチルスチレン、メチルインデン、ビニルトルエンなどが挙げられる。
上記クマロン樹脂は、樹脂の骨格(主鎖)を構成する主なモノマー成分として、クマロンを含む樹脂である。
上記インデン樹脂は、樹脂の骨格(主鎖)を構成する主なモノマー成分として、インデンを含む樹脂である。
上記フェノール樹脂としては、例えば、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ポリマー等の公知のものを使用できる。なかでも、酸触媒で反応させることにより得られるもの(ノボラック型フェノール樹脂など)が好ましい。
上記ロジン樹脂としては、天然ロジン、重合ロジン、変性ロジン、これらのエステル化合物、これらの水素添加物に代表されるロジン系樹脂等が挙げられる。
上記石油樹脂としては、C5系樹脂、C9系樹脂、C5/C9系樹脂、ジシクロペンタジエン(DCPD)樹脂、これらの水素添加物などが挙げられる。なかでも、DCPD樹脂、水素添加DCPD樹脂が好ましい。
上記テルペン系樹脂は、テルペンを構成単位として含むポリマーであり。例えば、テルペン化合物を重合して得られるポリテルペン樹脂、テルペン化合物と芳香族化合物とを重合して得られる芳香族変性テルペン樹脂などが挙げられる。また、これらの水素添加物も使用できる。
上記ポリテルペン樹脂は、テルペン化合物を重合して得られる樹脂である。該テルペン化合物は、(C5H8)nの組成で表される炭化水素及びその含酸素誘導体で、モノテルペン(C10H16)、セスキテルペン(C15H24)、ジテルペン(C20H32)などに分類されるテルペンを基本骨格とする化合物であり、例えば、α-ピネン、β-ピネン、ジペンテン、リモネン、ミルセン、アロオシメン、オシメン、α-フェランドレン、α-テルピネン、γ-テルピネン、テルピノレン、1,8-シネオール、1,4-シネオール、α-テルピネオール、β-テルピネオール、γ-テルピネオールなどが挙げられる。
上記ポリテルペン樹脂としては、上述したテルペン化合物を原料とするピネン樹脂、リモネン樹脂、ジペンテン樹脂、ピネン/リモネン樹脂などが挙げられる。なかでも、ピネン樹脂が好ましい。ピネン樹脂は、通常、異性体の関係にあるα-ピネン及びβ-ピネンの両方を含んでいるが、含有する成分の違いにより、β-ピネンを主成分とするβ-ピネン樹脂と、α-ピネンを主成分とするα-ピネン樹脂とに分類される。
上記芳香族変性テルペン樹脂としては、上記テルペン化合物及びフェノール系化合物を原料とするテルペンフェノール樹脂や、上記テルペン化合物及びスチレン系化合物を原料とするテルペンスチレン樹脂などが挙げられる。また、上記テルペン化合物、フェノール系化合物及びスチレン系化合物を原料とするテルペンフェノールスチレン樹脂も使用できる。なお、フェノール系化合物としては、例えば、フェノール、ビスフェノールA、クレゾール、キシレノールなどが挙げられる。また、スチレン系化合物としては、スチレン、α-メチルスチレンなどが挙げられる。
上記アクリル系樹脂は、アクリル系モノマーを構成単位として含むポリマーである。例えば、カルボキシル基を有し、芳香族ビニルモノマー成分とアクリル系モノマー成分とを共重合して得られる、スチレンアクリル樹脂等のスチレンアクリル系樹脂などが挙げられる。なかでも、無溶剤型カルボキシル基含有スチレンアクリル系樹脂を好適に使用できる。
上記無溶剤型カルボキシル基含有スチレンアクリル系樹脂とは、副原料となる重合開始剤、連鎖移動剤、有機溶媒などを極力使用せずに、高温連続重合法(高温連続塊重合法)(米国特許第4,414,370号明細書、特開昭59-6207号公報、特公平5-58005号公報、特開平1-313522号公報、米国特許第5,010,166号明細書、東亜合成研究年報TREND2000第3号p42-45等に記載の方法)により合成された(メタ)アクリル系樹脂(重合体)である。なお、本明細書において、(メタ)アクリルは、メタクリル及びアクリルを意味する。
上記アクリル系樹脂を構成するアクリル系モノマー成分としては、例えば、(メタ)アクリル酸や、(メタ)アクリル酸エステル(2エチルヘキシルアクリレート等のアルキルエステル、アリールエステル、アラルキルエステルなど)、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミド誘導体などの(メタ)アクリル酸誘導体が挙げられる。なお、(メタ)アクリル酸は、アクリル酸及びメタクリル酸の総称である。
上記アクリル系樹脂を構成する芳香族ビニルモノマー成分としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ジビニルナフタレンなどの芳香族ビニルが挙げられる。
また、上記アクリル系樹脂を構成するモノマー成分として、(メタ)アクリル酸や(メタ)アクリル酸誘導体、芳香族ビニルと共に、他のモノマー成分を使用してもよい。
上記可塑剤としては、例えば、丸善石油化学(株)、住友ベークライト(株)、ヤスハラケミカル(株)、東ソー(株)、Rutgers Chemicals社、BASF社、アリゾナケミカル社、日塗化学(株)、(株)日本触媒、ENEOS(株)、荒川化学工業(株)、田岡化学工業等の製品を使用できる。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物は、耐クラック性、耐オゾン性等の観点から、老化防止剤を含有することが好ましい。
老化防止剤としては特に限定されないが、フェニル-α-ナフチルアミン等のナフチルアミン系老化防止剤;オクチル化ジフェニルアミン、4,4’-ビス(α,α’-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン等のジフェニルアミン系老化防止剤;N-イソプロピル-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、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、N,N’-ジ-2-ナフチル-p-フェニレンジアミン等のp-フェニレンジアミン系老化防止剤;2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリンの重合物等のキノリン系老化防止剤;2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、スチレン化フェノール等のモノフェノール系老化防止剤;テトラキス-[メチレン-3-(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン等のビス、トリス、ポリフェノール系老化防止剤などが挙げられる。なかでも、p-フェニレンジアミン系老化防止剤、キノリン系老化防止剤が好ましく、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、2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリンの重合物がより好ましい。市販品としては、例えば、精工化学(株)、住友化学(株)、大内新興化学工業(株)、フレクシス社等の製品を使用できる。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物において、老化防止剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上、更に好ましくは2.0質量部以上である。該含有量は、好ましくは7.0質量部以下、より好ましくは4.0質量部以下、更に好ましくは3.0質量部以下である。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物は、ステアリン酸を含むことが好ましい。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物において、ステアリン酸の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上、更に好ましくは1.5質量部以上、より更に好ましくは2.0質量部以上である。該含有量は、好ましくは7.0質量部以下、より好ましくは4.0質量部以下、更に好ましくは3.0質量部以下である。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物において、ステアリン酸の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上、更に好ましくは1.5質量部以上、より更に好ましくは2.0質量部以上である。該含有量は、好ましくは7.0質量部以下、より好ましくは4.0質量部以下、更に好ましくは3.0質量部以下である。
なお、ステアリン酸としては、従来公知のものを使用でき、例えば、日油(株)、花王(株)、富士フイルム和光純薬(株)、千葉脂肪酸(株)等の製品を使用できる。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物は、酸化亜鉛を含むことが好ましい。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物において、酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上、更に好ましくは2.0質量部以上である。該含有量は、好ましくは12.0質量部以下、より好ましくは11.0質量部以下、更に好ましくは10.0質量部以下、より更に好ましくは5.0質量部以下である。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物において、酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上、更に好ましくは2.0質量部以上である。該含有量は、好ましくは12.0質量部以下、より好ましくは11.0質量部以下、更に好ましくは10.0質量部以下、より更に好ましくは5.0質量部以下である。
なお、酸化亜鉛としては、従来公知のものを使用でき、例えば、三井金属鉱業(株)、東邦亜鉛(株)、ハクスイテック(株)、正同化学工業(株)、堺化学工業(株)等の製品を使用できる。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物には、ワックスを配合してもよい。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物において、ワックスの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上、更に好ましくは2.0質量部以上である。該含有量は、好ましくは10.0質量部以下、より好ましくは7.0質量部以下、更に好ましくは5.0質量部以下である。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物において、ワックスの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上、更に好ましくは2.0質量部以上である。該含有量は、好ましくは10.0質量部以下、より好ましくは7.0質量部以下、更に好ましくは5.0質量部以下である。
ワックスとしては特に限定されず、石油系ワックス、天然系ワックスなどが挙げられ、また、複数のワックスを精製又は化学処理した合成ワックスも使用可能である。これらのワックスは、単独で使用しても、2種類以上を併用してもよい。
石油系ワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等が挙げられる。天然系ワックスとしては、石油外資源由来のワックスであれば特に限定されず、例えば、キャンデリラワックス、カルナバワックス、木ろう、ライスワックス、ホホバろうなどの植物系ワックス;ミツロウ、ラノリン、鯨ろうなどの動物系ワックス;オゾケライト、セレシン、ペトロラクタムなどの鉱物系ワックス;及びこれらの精製物などが挙げられる。市販品としては、例えば、大内新興化学工業(株)、日本精蝋(株)、精工化学(株)等の製品を使用できる。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物には、ポリマー鎖に適度な架橋鎖を形成し、良好な性能を付与するという点で、硫黄を配合することが好ましい。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物において、硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上、更に好ましくは1.7質量部以上である。該含有量は、好ましくは6.0質量部以下、より好ましくは5.0質量部以下、更に好ましくは4.0質量部以下、より更に好ましくは3.0質量部以下である。
硫黄としては、ゴム工業において一般的に用いられる粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄、可溶性硫黄などが挙げられる。市販品としては、鶴見化学工業(株)、軽井沢硫黄(株)、四国化成工業(株)、フレクシス社、日本乾溜工業(株)、細井化学工業(株)等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物は、加硫促進剤を含むことが好ましい。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物において、加硫促進剤の含有量は特に制限はなく、要望する加硫速度や架橋密度に合わせて自由に決定すれば良いが、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上、更に好ましくは2.5質量部以上である。上限は、好ましくは8.0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4.0質量部以下である。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物において、加硫促進剤の含有量は特に制限はなく、要望する加硫速度や架橋密度に合わせて自由に決定すれば良いが、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上、更に好ましくは2.5質量部以上である。上限は、好ましくは8.0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4.0質量部以下である。
加硫促進剤の種類は特に制限はなく、通常用いられているものを使用可能である。加硫促進剤としては、2-メルカプトベンゾチアゾール、ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミド等のベンゾチアゾール系加硫促進剤;テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラベンジルチウラムジスルフィド(TBzTD)、テトラキス(2-エチルヘキシル)チウラムジスルフィド(TOT-N)等のチウラム系加硫促進剤;N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-t-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-オキシエチレン-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N’-ジイソプロピル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のスルフェンアミド系加硫促進剤;ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジン等のグアニジン系加硫促進剤を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、スルフェンアミド系、グアニジン系、ベンゾチアゾール系加硫促進剤が好ましい。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物には、前記成分以外にも、タイヤ工業において一般的に用いられている配合剤、例えば、離型剤等の材料を適宜配合してもよい。
また、トレッド部4、バンド層18以外の他の部材を構成するゴム組成物においても、前述の材料を用い、適宜配合量を変更して使用することが可能である。
タイヤ2のバンド層18、トレッド部4を構成するキャップ層30(キャップトレッドに相当)は、より効果が得られる観点から、下記式を満たすことが望ましい。
E×d/Ft>0.07
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。Ft(質量部)は、キャップ層30中のゴム成分100質量部に対する充填剤の含有量である。)
式の右辺は、好ましくは0.10、より好ましくは0.20、更に好ましくは0.25、特に好ましくは0.28である。E×d/Ftの上限は、好ましくは0.40以下、より好ましくは0.37以下、更に好ましくは0.35以下、特に好ましくは0.33以下である。
E×d/Ft>0.07
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。Ft(質量部)は、キャップ層30中のゴム成分100質量部に対する充填剤の含有量である。)
式の右辺は、好ましくは0.10、より好ましくは0.20、更に好ましくは0.25、特に好ましくは0.28である。E×d/Ftの上限は、好ましくは0.40以下、より好ましくは0.37以下、更に好ましくは0.35以下、特に好ましくは0.33以下である。
前述の作用効果が得られる理由は必ずしも明らかではないが、以下のメカニズムにより奏するものと推察される。
バンド層における残留歪みE及び傾きd、キャップトレッド中の充填剤の含有量Ftについて、E×d/Ft>0.07となる様に、キャップトレッド中の充填剤の含有量に対して、残留歪みE、傾きdを大きくし、十分に拘束力を大きくすることで、高速走行時の温度上昇に対しても十分な拘束力が得られるため、上記式(1)を満たすと同時に、E×d/Ft>0.07を満たすことで、高速走行時の耐久性が顕著に向上したものと推察される。
バンド層における残留歪みE及び傾きd、キャップトレッド中の充填剤の含有量Ftについて、E×d/Ft>0.07となる様に、キャップトレッド中の充填剤の含有量に対して、残留歪みE、傾きdを大きくし、十分に拘束力を大きくすることで、高速走行時の温度上昇に対しても十分な拘束力が得られるため、上記式(1)を満たすと同時に、E×d/Ft>0.07を満たすことで、高速走行時の耐久性が顕著に向上したものと推察される。
タイヤ2のバンド層18は、より効果が得られる観点から、下記式を満たすことが望ましい。
E×d/Fb>0.10
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。Fb(質量部)は、バンド層18の被覆ゴム18B中のゴム成分100質量部に対する充填剤の含有量である。)
式の右辺は、好ましくは0.20、より好ましくは0.30、更に好ましくは0.35、特に好ましくは0.37である。E×d/Fbの上限は、好ましくは0.49以下、より好ましくは0.45以下、更に好ましくは0.43以下、特に好ましくは0.42以下である。
E×d/Fb>0.10
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。Fb(質量部)は、バンド層18の被覆ゴム18B中のゴム成分100質量部に対する充填剤の含有量である。)
式の右辺は、好ましくは0.20、より好ましくは0.30、更に好ましくは0.35、特に好ましくは0.37である。E×d/Fbの上限は、好ましくは0.49以下、より好ましくは0.45以下、更に好ましくは0.43以下、特に好ましくは0.42以下である。
前述の作用効果が得られる理由は必ずしも明らかではないが、以下のメカニズムにより奏するものと推察される。
バンド層における残留歪みE及び傾きd、バンド層の充填剤の含有量Fbについて、E×d/Fb>0.10となる様に、バンド層中の充填剤の含有量に対して、残留歪みE、傾きdを大きくし、十分に拘束力を大きくすることで、高速走行時の温度上昇に対しても十分な拘束力が得られるため、上記式(1)を満たすと同時に、E×d/Fb>0.10を満たすことで、高速走行時の耐久性が顕著に向上したものと推察される。
バンド層における残留歪みE及び傾きd、バンド層の充填剤の含有量Fbについて、E×d/Fb>0.10となる様に、バンド層中の充填剤の含有量に対して、残留歪みE、傾きdを大きくし、十分に拘束力を大きくすることで、高速走行時の温度上昇に対しても十分な拘束力が得られるため、上記式(1)を満たすと同時に、E×d/Fb>0.10を満たすことで、高速走行時の耐久性が顕著に向上したものと推察される。
タイヤ2のバンド層18、トレッド部4を構成するキャップ層30(キャップトレッドに相当)は、より効果が得られる観点から、下記式を満たすことが望ましい。
E×d/AEt>0.4
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。AEt(質量%)は、キャップ層30のアセトン抽出成分量である。)
式の右辺は、好ましくは0.7、より好ましくは1.0、更に好ましくは1.2、特に好ましくは1.4である。E×d/AEtの上限は、好ましくは2.3以下、より好ましくは2.1以下、更に好ましくは1.9以下、特に好ましくは1.8以下である。
E×d/AEt>0.4
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。AEt(質量%)は、キャップ層30のアセトン抽出成分量である。)
式の右辺は、好ましくは0.7、より好ましくは1.0、更に好ましくは1.2、特に好ましくは1.4である。E×d/AEtの上限は、好ましくは2.3以下、より好ましくは2.1以下、更に好ましくは1.9以下、特に好ましくは1.8以下である。
前述の作用効果が得られる理由は必ずしも明らかではないが、以下のメカニズムにより奏するものと推察される。
バンド層における残留歪みE及び傾きd、キャップトレッドのアセトン抽出成分量AEtについて、E×d/AEtの値が大きくなる様に、キャップトレッドのアセトン抽出成分量に対して、残留歪みE、傾きdを大きくし、十分に拘束力を大きくすることで、高速走行時の温度上昇に対しても十分な拘束力が得られるため、上記式(1)を満たすと同時に、E×d/AEtの値を大きくすることで、高速走行時の耐久性が顕著に向上したものと推察される。
バンド層における残留歪みE及び傾きd、キャップトレッドのアセトン抽出成分量AEtについて、E×d/AEtの値が大きくなる様に、キャップトレッドのアセトン抽出成分量に対して、残留歪みE、傾きdを大きくし、十分に拘束力を大きくすることで、高速走行時の温度上昇に対しても十分な拘束力が得られるため、上記式(1)を満たすと同時に、E×d/AEtの値を大きくすることで、高速走行時の耐久性が顕著に向上したものと推察される。
タイヤ2のトレッド部4を構成するキャップ層30(キャップトレッドに相当)は、より効果が得られる観点から、アセトン抽出成分量AEtが、好ましくは20質量%以下、より好ましくは17質量%以下、更に好ましくは15質量%以下、より更に好ましくは14質量%以下、特に好ましくは12質量%以下である。下限は特に限定されないが、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは7質量%以上である。
タイヤ2のバンド層18は、より効果が得られる観点から、下記式を満たすことが望ましい。
E×d/AEb>1.0
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。AEb(質量%)は、バンド層18の被覆ゴム18Bのアセトン抽出成分量である。)
式の右辺は、好ましくは1.7、より好ましくは2.3、更に好ましくは2.8、特に好ましくは3.0である。E×d/AEbの上限は、好ましくは4.5以下、より好ましくは4.0以下、更に好ましくは3.8以下、特に好ましくは3.6以下である。
E×d/AEb>1.0
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。AEb(質量%)は、バンド層18の被覆ゴム18Bのアセトン抽出成分量である。)
式の右辺は、好ましくは1.7、より好ましくは2.3、更に好ましくは2.8、特に好ましくは3.0である。E×d/AEbの上限は、好ましくは4.5以下、より好ましくは4.0以下、更に好ましくは3.8以下、特に好ましくは3.6以下である。
前述の作用効果が得られる理由は必ずしも明らかではないが、以下のメカニズムにより奏するものと推察される。
バンド層における残留歪みE及び傾きd、バンド層の被覆ゴムのアセトン抽出成分量AEbについて、E×d/AEb>の値が大きくなる様に、被覆ゴムのアセトン抽出成分量に対して、残留歪みE、傾きdを大きくし、十分に拘束力を大きくすることで、高速走行時の温度上昇に対しても十分な拘束力が得られるため、上記式(1)を満たすと同時に、E×d/AEbの値を大きくすることで、高速走行時の耐久性が顕著に向上したものと推察される。
バンド層における残留歪みE及び傾きd、バンド層の被覆ゴムのアセトン抽出成分量AEbについて、E×d/AEb>の値が大きくなる様に、被覆ゴムのアセトン抽出成分量に対して、残留歪みE、傾きdを大きくし、十分に拘束力を大きくすることで、高速走行時の温度上昇に対しても十分な拘束力が得られるため、上記式(1)を満たすと同時に、E×d/AEbの値を大きくすることで、高速走行時の耐久性が顕著に向上したものと推察される。
タイヤ2のバンド層18の被覆ゴム18Bは、より効果が得られる観点から、アセトン抽出成分量AEbが、好ましくは12.0質量%以下、より好ましくは10.0質量%以下、更に好ましくは8.7質量%以下、より更に好ましくは8.0質量%以下、より更に好ましくは7.5質量%以下、特に好ましくは6.0質量%以下である。下限は特に限定されないが、好ましくは1.0質量%以上、より好ましくは2.0質量%以上、更に好ましくは2.5質量%以上、より更に好ましくは5.5質量%以上である。
なお、アセトン抽出成分量は、以下の方法で測定される。ここで、アセトン抽出成分量は、加硫後のゴム組成物で測定する。
アセトン抽出成分量は、タイヤのキャップトレッド、バンド層の被覆ゴムを採取し、作製した試料について、JIS K 6229:2015に準拠したアセトン抽出量の測定方法により測定される(単位:ゴム組成物(試料)中の質量%)。
アセトン抽出成分量は、タイヤのキャップトレッド、バンド層の被覆ゴムを採取し、作製した試料について、JIS K 6229:2015に準拠したアセトン抽出量の測定方法により測定される(単位:ゴム組成物(試料)中の質量%)。
アセトン抽出成分量を調整する方法としては、当業者に公知の方法を採用できる。例えば、アセトン抽出成分量は、ゴム組成物中の、オイル等の可塑剤量が増加すると、大きくなる傾向がある。
トレッド用ゴム組成物、バンド層用被覆ゴム組成物などの製造方法としては、公知の方法を用いることができ、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し、その後加硫する方法などにより製造できる。
混練条件としては、加硫剤及び加硫促進剤以外の添加剤を混練するベース練り工程では、混練温度は、好ましくは50℃以上、より好ましくは80℃以上であり、また、好ましくは200℃以下、より好ましくは190℃以下である。混練時間は、好ましくは30秒以上、より好ましくは1分以上であり、また、好ましくは30分以下である。加硫剤、加硫促進剤を混練する仕上げ練り工程では、混練温度は、好ましくは20℃以上であり、また、好ましくは100℃以下、より好ましくは80℃以下である。また、加硫剤、加硫促進剤を混練した組成物は、通常、プレス加硫などの加硫処理が施される。加硫温度は、好ましくは120℃以上、より好ましくは140℃以上であり、また、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下である。
本発明に適用可能なタイヤとしては、空気入りタイヤ、非空気入りタイヤなどが挙げられるが、なかでも、空気入りタイヤが好ましい。特に、夏用タイヤ(サマータイヤ)、冬用タイヤ(スタッドレスタイヤ、低温路面向けタイヤ、スノータイヤ、スタッドタイヤなど)として好適に使用できる。タイヤは、乗用車用タイヤ、大型乗用車用、大型SUV用タイヤ、トラック、バスなどの重荷重用タイヤ、ライトトラック用タイヤ、二輪自動車用タイヤ、レース用タイヤ(高性能タイヤ)などに使用可能である。
タイヤは、トレッド部、ポリエチレンテレフタレート繊維コードなどのバンドコード、バンドコードを被覆する補強ゴムを用いて通常の方法により製造される。例えば、各種材料を配合したゴム組成物を、未加硫の段階で、トレッドの形状、バンドコードと、バンドコードを被覆する補強ゴムとを合わせてバンド層の形状に合わせて加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、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することによりタイヤを得る。
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施され得る。
以下では、実施をする際に好ましいと考えられる例(実施例)を示すが、本発明の範囲は実施例に限られない。
図1の基本構造を有するサイズ195/65R15の乗用車用の空気入りタイヤ(試験用タイヤ)を、各表の仕様に基づき試作される。
各表に従って仕様を変化させた試験用タイヤを想定して、下記評価方法に基づいて算出した結果を各表に示す。
なお、各表の基準比較例は以下とする。
表1~3:比較例1-1
表4:比較例2-1
表5:比較例3-1
なお、各表の基準比較例は以下とする。
表1~3:比較例1-1
表4:比較例2-1
表5:比較例3-1
<バンド層内でのポリエチレンテレフタレート繊維コードの残留歪みE>
前述の方法により、残留歪みEを測定する。
前述の方法により、残留歪みEを測定する。
<バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードの25℃における2.5%伸長時の応力Lf、25℃における5.0%伸長時の応力Hf>
前述の方法により、2.5%伸長時の応力Lf、5.0%伸長時の応力Hfを測定する。
前述の方法により、2.5%伸長時の応力Lf、5.0%伸長時の応力Hfを測定する。
<粘弾性試験>
前記試験用タイヤのキャップトレッド(キャップ層)から、サンプルを幅4mm、長さ20mm、厚さ1mmの大きさで採取し、GABO社のイプレクサーシリーズを用いて、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モードの条件下で、キャップトレッドの各サンプルの損失正接tanδを測定する。
前記試験用タイヤのキャップトレッド(キャップ層)から、サンプルを幅4mm、長さ20mm、厚さ1mmの大きさで採取し、GABO社のイプレクサーシリーズを用いて、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モードの条件下で、キャップトレッドの各サンプルの損失正接tanδを測定する。
<アセトン抽出成分量>
上記試験用タイヤのキャップトレッド(キャップ層)、バンド層の被覆ゴムから切り出す各ゴム試験片について、JIS K 6229:2015に準拠したアセトン抽出量の測定方法により、該試験片中に含まれるアセトンにより抽出される物質の量(質量%)を測定する。
アセトン抽出成分量(質量%)=(抽出前のサンプルの質量-抽出後のサンプルの質量)/抽出前のサンプルの質量×100
上記試験用タイヤのキャップトレッド(キャップ層)、バンド層の被覆ゴムから切り出す各ゴム試験片について、JIS K 6229:2015に準拠したアセトン抽出量の測定方法により、該試験片中に含まれるアセトンにより抽出される物質の量(質量%)を測定する。
アセトン抽出成分量(質量%)=(抽出前のサンプルの質量-抽出後のサンプルの質量)/抽出前のサンプルの質量×100
<高速走行時の耐久性>
試験用タイヤについて、ドラム試験機を用いて、標準リム(6.0J)、内圧(260kPa)、荷重(4.56kN)、路面温度80℃の条件下、ドラム上で、速度を230km/hとして、トレッドゴムに剥離損傷が発生するまでの走行時間を測定する。結果は、基準比較例を100として指数表示をする。指数が大きいほど、高速走行時の耐久性に優れている。
試験用タイヤについて、ドラム試験機を用いて、標準リム(6.0J)、内圧(260kPa)、荷重(4.56kN)、路面温度80℃の条件下、ドラム上で、速度を230km/hとして、トレッドゴムに剥離損傷が発生するまでの走行時間を測定する。結果は、基準比較例を100として指数表示をする。指数が大きいほど、高速走行時の耐久性に優れている。
各表のキャップトレッド配合(キャップトレッド用ゴム組成物)の材料は、以下のとおりである。
SBR:日本ゼオン(株)製のNS616(非油展SBR、スチレン量21質量%、ビニル含量66質量%、Tg-23℃、Mw24万)
BR:宇部興産(株)製のBR150B(シス含量98質量%)
シリカ:ウルトラシルVN3(デグッサ社製、N2SA175m2/g)
カーボンブラック1:ダイアブラックN220(三菱ケミカル(株)製、N2SA114m2/g)
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスオイルAH-24(アロマ系プロセスオイル)
シランカップリング剤:Si69(デグッサ社製、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)
老化防止剤1:大内新興化学工業(株)製のノクラック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:大内新興化学工業(株)製のノクラック224(2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン重合体)
ワックス:オゾエース0355(日本精蝋(株)製)
ステアリン酸:日油(株)製
酸化亜鉛:酸化亜鉛3種(ハクスイテック(株)製)
硫黄:粉末硫黄(鶴見化学工業(株)製)
加硫促進剤1:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ-G(N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
加硫促進剤2: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)
SBR:日本ゼオン(株)製のNS616(非油展SBR、スチレン量21質量%、ビニル含量66質量%、Tg-23℃、Mw24万)
BR:宇部興産(株)製のBR150B(シス含量98質量%)
シリカ:ウルトラシルVN3(デグッサ社製、N2SA175m2/g)
カーボンブラック1:ダイアブラックN220(三菱ケミカル(株)製、N2SA114m2/g)
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスオイルAH-24(アロマ系プロセスオイル)
シランカップリング剤:Si69(デグッサ社製、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)
老化防止剤1:大内新興化学工業(株)製のノクラック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:大内新興化学工業(株)製のノクラック224(2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン重合体)
ワックス:オゾエース0355(日本精蝋(株)製)
ステアリン酸:日油(株)製
酸化亜鉛:酸化亜鉛3種(ハクスイテック(株)製)
硫黄:粉末硫黄(鶴見化学工業(株)製)
加硫促進剤1:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ-G(N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
加硫促進剤2: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)
各表のバンド層の被覆ゴム配合(バンド層用被覆ゴム組成物)の材料は、以下のとおりである。
NR:TSR20
スチレンブタジエンゴム:住友化学工業(株)製のSBR1502
カーボンブラック2:三菱ケミカル(株)製のダイアブラックN326(N2SA:80m2/g)
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスオイルAH-24(アロマ系プロセスオイル)
ステアリン酸:日油(株)製
老化防止剤2:大内新興化学工業(株)製のノクラック224(2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン重合体)
酸化亜鉛:酸化亜鉛3種(ハクスイテック(株)製)
硫黄:粉末硫黄(鶴見化学工業(株)製)
加硫促進剤2: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)
NR:TSR20
スチレンブタジエンゴム:住友化学工業(株)製のSBR1502
カーボンブラック2:三菱ケミカル(株)製のダイアブラックN326(N2SA:80m2/g)
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスオイルAH-24(アロマ系プロセスオイル)
ステアリン酸:日油(株)製
老化防止剤2:大内新興化学工業(株)製のノクラック224(2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン重合体)
酸化亜鉛:酸化亜鉛3種(ハクスイテック(株)製)
硫黄:粉末硫黄(鶴見化学工業(株)製)
加硫促進剤2: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)
本発明(1)は、キャップトレッドと、ポリエチレンテレフタレート繊維コードを含むバンド層とを備えたタイヤであって、
バンド層内のポリエチレンテレフタレート繊維コードは、バンド層内での残留歪みEが2.0%以上であり、
バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードは、100℃の応力-ひずみ曲線のバンド層内での残留歪みEにおける傾きdが2.0cN/(tex・%)以上であり、
下記式(1)を満たすタイヤである。
(1)E×d/tanδt>30
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。tanδtは、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モードの条件下で測定したキャップトレッドの損失正接である。)
バンド層内のポリエチレンテレフタレート繊維コードは、バンド層内での残留歪みEが2.0%以上であり、
バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードは、100℃の応力-ひずみ曲線のバンド層内での残留歪みEにおける傾きdが2.0cN/(tex・%)以上であり、
下記式(1)を満たすタイヤである。
(1)E×d/tanδt>30
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。tanδtは、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モードの条件下で測定したキャップトレッドの損失正接である。)
本発明(2)は、バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードの25℃における2.5%伸長時の応力が18cN/tex以下、25℃における5.0%伸長時の応力が33cN/tex以下である本発明(1)に記載のタイヤである。
本発明(3)は、tanδtが0.25未満である本発明(1)又は(2)記載のタイヤである。
本発明(4)は、tanδtが0.20未満である本発明(1)~(3)のいずれかとの任意の組合せのタイヤである。
本発明(5)は、下記式を満たす本発明(1)~(4)のいずれかとの任意の組合せのタイヤである。
E×d/tanδt>32
E×d/tanδt>32
本発明(6)は、下記式を満たす本発明(1)~(5)のいずれかとの任意の組合せのタイヤである。
E×d/tanδt>34
E×d/tanδt>34
本発明(7)は、下記式を満たす本発明(1)~(6)のいずれかとの任意の組合せのタイヤである。
E×d/Tt>0.40
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。Tt(mm)は、トレッド部の厚みである。)
E×d/Tt>0.40
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。Tt(mm)は、トレッド部の厚みである。)
本発明(8)は、下記式を満たす本発明(1)~(7)のいずれかとの任意の組合せのタイヤである。
E×d/Tb>7.8
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。Tb(mm)は、バンド層の厚みである。)
E×d/Tb>7.8
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。Tb(mm)は、バンド層の厚みである。)
本発明(9)は、下記式を満たす本発明(1)~(8)のいずれかとの任意の組合せのタイヤである。
E×d/D>0.55
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。D(mm)は、トレッド部に形成された周方向溝の溝深さである。)
E×d/D>0.55
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。D(mm)は、トレッド部に形成された周方向溝の溝深さである。)
本発明(10)は、下記式を満たす本発明(1)~(9)のいずれかとの任意の組合せのタイヤである。
Tt/Lf>0.38
(式中、Tt(mm)は、トレッド部の厚みである。Lfは、バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードの25℃における2.5%伸長時の応力である。)
Tt/Lf>0.38
(式中、Tt(mm)は、トレッド部の厚みである。Lfは、バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードの25℃における2.5%伸長時の応力である。)
本発明(11)は、下記式を満たす本発明(1)~(10)のいずれかとの任意の組合せのタイヤである。
Tt/Hf>0.21
(式中、Tt(mm)は、トレッド部の厚みである。Hfは、バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードの25℃における5.0%伸長時の応力である。)
Tt/Hf>0.21
(式中、Tt(mm)は、トレッド部の厚みである。Hfは、バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードの25℃における5.0%伸長時の応力である。)
本発明(12)は、下記式を満たす本発明(1)~(11)のいずれかとの任意の組合せのタイヤである。
E×d/S>0.17
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。S(%)は、トレッド部のネガティブ率である。)
E×d/S>0.17
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。S(%)は、トレッド部のネガティブ率である。)
本発明(13)は、下記式を満たす本発明(1)~(12)のいずれかとの任意の組合せのタイヤである。
E×d/Ft>0.07
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。Ft(質量部)は、キャップトレッド中のゴム成分100質量部に対する充填剤の含有量である。)
E×d/Ft>0.07
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。Ft(質量部)は、キャップトレッド中のゴム成分100質量部に対する充填剤の含有量である。)
本発明(14)は、下記式を満たす本発明(1)~(13)のいずれかとの任意の組合せのタイヤである。
E×d/Fb>0.10
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。Fb(質量部)は、バンド層の被覆ゴム中のゴム成分100質量部に対する充填剤の含有量である。)
E×d/Fb>0.10
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。Fb(質量部)は、バンド層の被覆ゴム中のゴム成分100質量部に対する充填剤の含有量である。)
本発明(15)は、下記式を満たす本発明(1)~(14)のいずれかとの任意の組合せのタイヤである。
E×d/AEt>1.0
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。AEt(質量%)は、キャップトレッドのアセトン抽出成分量である。)
E×d/AEt>1.0
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。AEt(質量%)は、キャップトレッドのアセトン抽出成分量である。)
本発明(16)は、下記式を満たす本発明(1)~(15)のいずれかとの任意の組合せのタイヤである。
E×d/AEb>2.3
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。AEb(質量%)は、バンド層の被覆ゴムのアセトン抽出成分量である。)
E×d/AEb>2.3
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。AEb(質量%)は、バンド層の被覆ゴムのアセトン抽出成分量である。)
2 タイヤ
4 トレッド部
6 サイドウォール
8 ウィング
10 クリンチ
12 ビード
14 カーカス
16 ベルト層
17 ベルトプライ
17A ベルトコード
17B トッピングゴム(被覆ゴム)
18 バンド層
18A ポリエチレンテレフタレート繊維コード
18B ポリエチレンテレフタレート繊維コードを被覆する補強ゴム
20 インナーライナー
22 チェーファー
26 溝
28 ベース層
30 キャップ層
32 ビードコア
34 ビードエイペックス
36 カーカスプライ
36a 主部
36b 折り返し部
38 内側層
40 外側層
42 主溝
44 リブ
CL タイヤ赤道面
Tt トレッド部の厚み
Tb バンド層の厚み
D 周方向溝の溝深さ
4 トレッド部
6 サイドウォール
8 ウィング
10 クリンチ
12 ビード
14 カーカス
16 ベルト層
17 ベルトプライ
17A ベルトコード
17B トッピングゴム(被覆ゴム)
18 バンド層
18A ポリエチレンテレフタレート繊維コード
18B ポリエチレンテレフタレート繊維コードを被覆する補強ゴム
20 インナーライナー
22 チェーファー
26 溝
28 ベース層
30 キャップ層
32 ビードコア
34 ビードエイペックス
36 カーカスプライ
36a 主部
36b 折り返し部
38 内側層
40 外側層
42 主溝
44 リブ
CL タイヤ赤道面
Tt トレッド部の厚み
Tb バンド層の厚み
D 周方向溝の溝深さ
Claims (16)
- キャップトレッドと、ポリエチレンテレフタレート繊維コードを含むバンド層とを備えたタイヤであって、
バンド層内のポリエチレンテレフタレート繊維コードは、バンド層内での残留歪みEが2.0%以上であり、
バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードは、100℃の応力-ひずみ曲線のバンド層内での残留歪みEにおける傾きdが2.0cN/(tex・%)以上であり、
下記式(1)を満たすタイヤ。
(1)E×d/tanδt>30
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。tanδtは、温度30℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hz、伸長モードの条件下で測定したキャップトレッドの損失正接である。) - バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードは、25℃における2.5%伸長時の応力が18cN/tex以下、25℃における5.0%伸長時の応力が33cN/tex以下である請求項1に記載のタイヤ。
- tanδtが0.25未満である請求項1又は2記載のタイヤ。
- tanδtが0.20未満である請求項1又は2記載のタイヤ。
- 下記式を満たす請求項1又は2記載のタイヤ。
E×d/tanδt>32 - 下記式を満たす請求項1又は2記載のタイヤ。
E×d/tanδt>34 - 下記式を満たす請求項1又は2記載のタイヤ。
E×d/Tt>0.40
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。Tt(mm)は、トレッド部の厚みである。) - 下記式を満たす請求項1又は2記載のタイヤ。
E×d/Tb>7.8
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。Tb(mm)は、バンド層の厚みである。) - 下記式を満たす請求項1又は2記載のタイヤ。
E×d/D>0.55
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。D(mm)は、トレッド部に形成された周方向溝の溝深さである。) - 下記式を満たす請求項1又は2記載のタイヤ。
Tt/Lf>0.38
(式中、Tt(mm)は、トレッド部の厚みである。Lfは、バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードの25℃における2.5%伸長時の応力である。) - 下記式を満たす請求項1又は2記載のタイヤ。
Tt/Hf>0.21
(式中、Tt(mm)は、トレッド部の厚みである。Hfは、バンド層内から取り出したポリエチレンテレフタレート繊維コードの25℃における5.0%伸長時の応力である。) - 下記式を満たす請求項1又は2記載のタイヤ。
E×d/S>0.17
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。S(%)は、トレッド部のネガティブ率である。) - 下記式を満たす請求項1又は2記載のタイヤ。
E×d/Ft>0.07
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。Ft(質量部)は、キャップトレッド中のゴム成分100質量部に対する充填剤の含有量である。) - 下記式を満たす請求項1又は2記載のタイヤ。
E×d/Fb>0.10
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。Fb(質量部)は、バンド層の被覆ゴム中のゴム成分100質量部に対する充填剤の含有量である。) - 下記式を満たす請求項1又は2記載のタイヤ。
E×d/AEt>1.0
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。AEt(質量%)は、キャップトレッドのアセトン抽出成分量である。) - 下記式を満たす請求項1又は2記載のタイヤ。
E×d/AEb>2.3
(式中、E(%)は、前記残留歪みである。d(cN/(tex・%))は、前記傾きである。AEb(質量%)は、バンド層の被覆ゴムのアセトン抽出成分量である。)
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