JP2716651B2 - Rubber composition for insulation and pneumatic tire - Google Patents
Rubber composition for insulation and pneumatic tireInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は空気入りタイヤのインス
レーション層に好適なゴム組成物およびそれから得られ
たインスレーション層を有する空気入りタイヤに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rubber composition suitable for an insulation layer of a pneumatic tire and a pneumatic tire having an insulation layer obtained therefrom.
【０００２】[0002]
【従来の技術】空気入りタイヤは図１に示すように、ト
レッド部３と、その両端からタイヤ側面方向に伸びるサ
イドウォール部６とこのサイドウォール部６の半径方向
内側端部に位置するビード部５を有している。タイヤ１
０は基本的にはカーカス２と呼ばれるコード層の外側に
それぞれのゴムを配置して形成される。そして、カーカ
ス層の内側には空気入りタイヤの内圧を保持する目的
で、タイヤの最内層にインナーライナー７が設けられて
いる。このインナーライナー用のゴムは通常ハロゲン化
ブチルゴムが使用される。ハロゲン化ブチルゴムを使用
した場合、カーカスコードとの接着性に劣るため、この
インナーライナー層７とカーカス層２の間にカーカスコ
ードとの接着性に優れたインスレーション層を設ける
(インスレーション層は図１に示していない)。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 1, a pneumatic tire has a tread portion 3, a sidewall portion 6 extending from both ends of the tread portion in a tire side direction, and a bead portion located at a radially inner end of the sidewall portion 6. Five. Tire 1
0 is basically formed by arranging respective rubbers on the outside of a code layer called a carcass 2. An inner liner 7 is provided on the innermost layer of the tire for the purpose of maintaining the internal pressure of the pneumatic tire inside the carcass layer. As the rubber for the inner liner, halogenated butyl rubber is usually used. When a halogenated butyl rubber is used, an insulation layer having excellent adhesion to the carcass cord is provided between the inner liner layer 7 and the carcass layer 2 because the adhesion to the carcass cord is poor.
(The insulation layer is not shown in FIG. 1).
【０００３】このインスレーション層は通常天然ゴム単
独ないしはポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン
ゴムなどのジエン系ゴムと天然ゴムのブレンドを用いて
いる。このインスレーション層は基本的には空気透過性
がインナーライナー層より高く、インナーライナー層の
ように内圧を保持する機能は基本的には存在しない。The insulation layer is usually made of natural rubber alone or a blend of natural rubber and a diene rubber such as polybutadiene rubber or styrene-butadiene rubber. This insulation layer basically has higher air permeability than the inner liner layer, and basically has no function of maintaining the internal pressure unlike the inner liner layer.
【０００４】一方、タイヤの軽量化は省資源の観点か
ら、今後の動きの中で最も重要なものと考えられてい
る。そこで、インスレーション層のカーカスコードの接
着性を保持し、かつ空気透過性を大幅に改善することで
インスレーションおよびインナーライナー層のゴム厚を
減少し、タイヤを軽量化することが可能となる。[0004] On the other hand, weight reduction of tires is considered to be the most important in the future from the viewpoint of resource saving. Therefore, by maintaining the adhesiveness of the carcass cord of the insulation layer and greatly improving the air permeability, the rubber thickness of the insulation and the inner liner layer can be reduced, and the weight of the tire can be reduced.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記インスレ
ーション層の空気透過性を減少し、インナーライナー層
のゴム厚を減らし、タイヤを軽量化することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce the air permeability of the insulation layer, reduce the rubber thickness of the inner liner layer, and reduce the weight of the tire.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明はゴム
成分１００重量部に対し、有機短繊維３〜２０重量部、
イオウ２〜４.５重量部を含有するゴム組成物であっ
て、ゴム成分の２０〜８０重量％がエポキシ化度３〜５
０モル％を有するエポキシ化天然ゴム量％であり、残り
がジエン系ゴムであることを特徴とする空気入りラジア
ルタイヤのインスレーション層を形成するためのゴム組
成物を提供する。That is, according to the present invention, 3 to 20 parts by weight of an organic short fiber is added to 100 parts by weight of a rubber component.
A rubber composition containing 2 to 4.5 parts by weight of sulfur, wherein 20 to 80% by weight of the rubber component has an epoxidation degree of 3 to 5
Provided is a rubber composition for forming an insulation layer of a pneumatic radial tire, wherein the amount of epoxidized natural rubber is 0% by mole and the remainder is a diene rubber.
【０００７】また、本発明は上記インスレーション用ゴ
ム組成物から得られたインスレーション層を有する空気
入りタイヤを提供する。本発明に用いるゴム成分はジエ
ン系ゴム(特に天然ゴム)が主体であるが、エポキシ化天
然ゴムも２０〜８０重量％の量で用いる。The present invention also provides a pneumatic tire having an insulation layer obtained from the rubber composition for insulation. The rubber component used in the present invention is mainly composed of diene rubber (particularly natural rubber), but epoxidized natural rubber is also used in an amount of 20 to 80% by weight.
【０００８】エポキシ化天然ゴムは天然ゴムラテックス
と過酢酸との反応により得られる。この反応により天然
ゴムの分子中に存在する二重結合がエポキシ化する。こ
の構造はプロトン核磁気共鳴スペクトル(ＮＭＲ)や赤外
吸収スペクトル(ＩＲ)から明らかにされる。また、ＩＲ
と元素分析からエポキシ基の含有量が測定される。本発
明に用いるエポキシ化天然ゴムはそのエポキシ化度が３
〜５０モル％、好ましくは５〜３５モル％である。エポ
キシ化度が３モル％より小さいとエポキシ化の効果が出
てこず、５０モル％よりも大きいとガラス転移点が高く
なりすぎ、低温での使用において耐久性が劣る。[0008] Epoxidized natural rubber is obtained by the reaction of natural rubber latex with peracetic acid. This reaction epoxidizes the double bond present in the molecule of natural rubber. This structure is revealed from proton nuclear magnetic resonance spectrum (NMR) and infrared absorption spectrum (IR). Also, IR
Then, the content of the epoxy group is measured from the elemental analysis. The epoxidized natural rubber used in the present invention has an epoxidation degree of 3
５０50 mol%, preferably 5-35 mol%. If the degree of epoxidation is less than 3 mol%, the effect of epoxidation will not be exhibited, and if it is more than 50 mol%, the glass transition point will be too high, and the durability at low temperature will be poor.
【０００９】このエポキシ化天然ゴムは天然ゴムよりも
空気透過性が少なく、これをブレンドすることにより空
気透過率が大幅に減少する傾向にある。本発明に用いる
ジエン系ゴムは天然ゴムまたは合成ゴム(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)である
が、天然ゴムが最も好ましい。The epoxidized natural rubber has a lower air permeability than the natural rubber, and the air permeability tends to be greatly reduced by blending the epoxidized natural rubber. The diene rubber used in the present invention is natural rubber or synthetic rubber (butadiene rubber, isoprene rubber, styrene butadiene rubber), and natural rubber is most preferable.
【００１０】本発明のゴム組成物中には有機短繊維を配
合する。短繊維としてはナイロン、レーヨン、ポリエス
テル、芳香族ポリアミド、セルロース樹脂、結晶性ポリ
ブタジエン、木綿糸、炭素繊維等の有機繊維の他、金属
繊維、ウィスカー、ボロン、ガラス繊維等の無機材質か
らの繊維を配合してもよい。短繊維の組成物中への配合
料はゴム成分１００重量部に対し３〜２０重量部、好ま
しくは５〜１５重量部である。３重量部より少ないとタ
イヤ周方向のインスレーションゴム層のモジュラスの上
昇が不充分であって、インスレーションとインナーライ
ナーの界面の波打ちが生じ、２０重量部より多いとゴム
が硬くなり過ぎ、耐久性に劣る。The rubber composition of the present invention contains organic short fibers. Short fibers include organic fibers such as nylon, rayon, polyester, aromatic polyamide, cellulose resin, crystalline polybutadiene, cotton thread, and carbon fiber, and fibers from inorganic materials such as metal fibers, whiskers, boron, and glass fibers. You may mix. The compounding amount of the short fiber in the composition is 3 to 20 parts by weight, preferably 5 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component. If the amount is less than 3 parts by weight, the modulus of the insulation rubber layer in the circumferential direction of the tire is insufficiently increased, and the interface between the insulation and the inner liner is wavy. Poor sex.
【００１１】上記短繊維はその径が１μm〜０.１μmで
あり、かつ長さは０.３〜３.０mmであるのが好ましい。
太さおよび長さが前記値よりも小さいと耐カット性に劣
る、一方前記値を越えて大きくなると耐疲労性が悪化す
る。The short fibers preferably have a diameter of 1 μm to 0.1 μm and a length of 0.3 to 3.0 mm.
If the thickness and length are smaller than the above-mentioned values, the cut resistance is inferior. On the other hand, if the thickness and length exceed the above-mentioned values, the fatigue resistance deteriorates.
【００１２】本発明のゴム組成物にはさらにイオウが配
合される。イオウの添加量は２.０〜４.５重量部であ
る。２.０重量部よりも少ないとゴムとカーカスコード
の接着性が低くなり、４.５重量部よりも多いとゴムま
たはゴムとカーカスコードとの接着性に対する熱老化特
性が低下する。The rubber composition of the present invention further contains sulfur. The amount of sulfur added is 2.0-4.5 parts by weight. When the amount is less than 2.0 parts by weight, the adhesiveness between the rubber and the carcass cord is low. When the amount is more than 4.5 parts by weight, the heat aging characteristic with respect to the adhesiveness between the rubber or the rubber and the carcass cord is reduced.
【００１３】本発明のゴム組成物中には、配合ゴムのス
コーチ時間を調整するためにゴムを混練するときに無水
炭酸ナトリウムを０.１〜０.３重量部混合してもよい。The rubber composition of the present invention may contain 0.1 to 0.3 parts by weight of anhydrous sodium carbonate when kneading the rubber in order to adjust the scorch time of the compounded rubber.
【００１４】上記成分を混合することによりインスレー
ション用ゴム組成物が得られる。必要に応じて種々の添
加剤、例えばカーボンブラック、老化防止剤、酸化亜
鉛、ステアリン酸、ナフテン酸コバルト、促進剤、加硫
剤、充填剤、軟化剤等が挙げられる。By mixing the above components, a rubber composition for insulation can be obtained. If necessary, various additives such as carbon black, an antioxidant, zinc oxide, stearic acid, cobalt naphthenate, an accelerator, a vulcanizing agent, a filler, a softener and the like can be mentioned.
【００１５】上記成分の混合は通常の方法により行われ
る。例えば、バンバリミキサーやロール等を用いて混合
することによりゴム組成物が得られる。このゴム組成物
を例えばタイヤ製造時にインナーライナーとカーカスコ
ードとの間に存在させ、加硫することにより、本発明の
タイヤが得られる。[0015] The above components are mixed by a usual method. For example, a rubber composition can be obtained by mixing using a Banbury mixer or a roll. The tire of the present invention can be obtained, for example, by allowing this rubber composition to be present between the inner liner and the carcass cord during tire production and vulcanizing.
【００１６】本発明の空気入りタイヤのカーカスコード
とインナーライナーの模式的断面図を図２に示す。図２
において、２０はカーカスコードを示し、そのカーカス
コードとインナーライナー２１との間に本発明のインス
レーション層２２が存在する。FIG. 2 is a schematic sectional view of the carcass cord and the inner liner of the pneumatic tire of the present invention. FIG.
In the figure, 20 indicates a carcass cord, and an insulation layer 22 of the present invention exists between the carcass cord and the inner liner 21.
【００１７】本発明においてインスレーション層の厚さ
(Ｔ)とカーカスコード間の距離（ｔ）との比、すなわち
（Ｔ／t)は０.３よりも大きく、好ましくは０.５〜３.
０、より好ましくは０.５〜２.０である。Ｔ／tが０.３
が０.３より小さいとカーカス耐久性が急に低下する。In the present invention, the thickness of the insulation layer
The ratio of (T) to the distance (t) between the carcass cords, that is, (T / t) is greater than 0.3, preferably 0.5 to 0.3.
0, more preferably 0.5 to 2.0. T / t is 0.3
Is smaller than 0.3, the carcass durability is suddenly reduced.
【００１８】従って、いずれの場合においても、インス
レーション層は上記範囲を満足するような厚さにするこ
とが必要である。Accordingly, in any case, it is necessary that the insulation layer has a thickness satisfying the above range.
【００１９】[0019]
【発明の効果】本発明のゴム組成物を用いると従来比べ
てインスレーション層を薄くすることができ、しかも、
インナーライナー層の機能である耐空気透過性の一部が
インスレーション層に付与されるため、薄くすることが
でき、全体的にタイヤそのものを重量を大きく軽減する
ことができる。The use of the rubber composition of the present invention makes it possible to make the insulation layer thinner than before, and
Since a part of the air permeability resistance, which is a function of the inner liner layer, is provided to the insulation layer, the thickness can be reduced, and the weight of the tire itself can be greatly reduced as a whole.
【００２０】また、本発明のインスレーション用ゴム組
成物は短繊維を含有するので、押出時短繊維が押出方向
に配向する。この配向方向をカーカスコードの方向と直
角にすることにより、カーカス間のゴムの流れを抑制し
ゴム層がより均一化する。Since the rubber composition for insulation of the present invention contains short fibers, the short fibers are oriented in the extrusion direction during extrusion. By making the orientation direction perpendicular to the direction of the carcass cord, the flow of the rubber between the carcass is suppressed, and the rubber layer becomes more uniform.
【００２１】[0021]
【実施例】本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。本発明はこれら実施例に限定されるものと解しては
ならない。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to Examples. The present invention should not be construed as being limited to these embodiments.
【００２２】実施例Ａ カーカスとベルトがスチールコードから成り、カーカス
プライのコード打込み数が１６本／５０mmである。１１
Ｒ２２.５ １４ＰＲリブ型タイヤにおいて、インスレー
ションゴムとして以下の表１に示す。ゴム組成物を用い
て、そのインスレーションゴム層の厚さを０.４mm、１.
０mm、１.７mmになるように加硫金型で外温１５０℃、
内温１８０℃で３５分間加硫した。この場合、タイヤの
内圧は１５kg／cm2であった。尚、比較のためその他の
ゴム層の厚さは同一に設定した。Example A The carcass and the belt are made of steel cord, and the number of cords of the carcass ply is 16/50 mm. 11
The R22.5 14PR rib type tire is shown in Table 1 below as insulation rubber. Using a rubber composition, the thickness of the insulation rubber layer was 0.4 mm, 1.
0mm, 1.7mm outside temperature with vulcanizing mold to 1.7mm,
Vulcanization was performed at an internal temperature of 180 ° C. for 35 minutes. In this case, the internal pressure of the tire was 15 kg / cm 2 . For comparison, the thicknesses of the other rubber layers were set to be the same.
【００２３】[0023]
【表１】 [Table 1]
【００２４】＊１ ガスリー社製 エポキシ化度２５モル
％のエポキシ化天然ゴム ＊２ 東海カーボン(株) シースト３ ＊３ 住友化学(株) 老防ＦＲ ２,２,４トリメチル−１,
２−ジヒドロキノリンの重合物の精製品 ＊４ 大内新興(株) ノクセラーＮＳ Ｎ−第３ブチル−
２−ベンゾチアジルスルフェンアミド ＊５ 市販試薬１級 ＊６ ビデオマイクロスコープ(ＶＭＳ−１０００：スカ
ラ(株)製) １００倍* 1 Epoxidized natural rubber with a degree of epoxidation of 25 mol% manufactured by Guthrie * 2 Tokai Carbon Co., Ltd., Seast 3 * 3 Sumitomo Chemical Co., Ltd. Jinbo FR 2,2,4 trimethyl-1,
Purified product of polymerized 2-dihydroquinoline * 4 Ouchi Shinko Co., Ltd. Noxeller NS N-tert-butyl-
2-benzothiazylsulfenamide * 5 Commercial reagent class 1 * 6 Video microscope (VMS-1000: manufactured by Scalar Co., Ltd.) 100 times
【００２５】得られたタイヤを以下の方法により、カー
カス耐久性を測定した。 カーカス耐久性： 走行：車２−Ｄ.４トラック／東京−大阪間通常走行 サンプリング：２０万km走行後タイヤ(計８本)を切断、
カーカスコードとゴムの接着状態を比較した。The obtained tires were measured for carcass durability by the following method. Carcass durability: Running: Car 2-D.4 truck / Normal running between Tokyo and Osaka Sampling: After running 200,000 km, cut tires (8 in total),
The adhesion state of the carcass cord and rubber was compared.
【００２６】耐久性が悪い場合、インスレーション／イ
ンナーライナーの界面が図３に示すように波状模様を示
す。波の高さ(Ｈ)が０.３mmを越えるようになると空気
圧によるゴムの変形が大になり、コード／ゴム間に過大
な剪断歪が発生し、コード／ゴム間の接着が破壊され
る。If the durability is poor, the insulation / inner liner interface has a wavy pattern as shown in FIG. If the wave height (H) exceeds 0.3 mm, rubber deformation due to air pressure increases, causing excessive shear strain between cord / rubber and breaking the cord / rubber bond.
【００２７】その結果、実施例１のゴム組成を用いたも
のはインスレーション層の厚さ０.４mmでも十分な耐久
性を示すが、比較例１のものを用いた場合、１.７mmの
厚さがなければ十分な耐久性を有さなかった。このよう
にインスレーション層を薄くすることにより、タイヤ重
量が１.０kg軽くなった。As a result, the rubber composition using the rubber composition of Example 1 shows sufficient durability even with the insulation layer thickness of 0.4 mm, but the rubber composition of Comparative Example 1 has a thickness of 1.7 mm. Without it, it did not have sufficient durability. By making the insulation layer thinner, the tire weight was reduced by 1.0 kg.
【００２８】実施例Ｂ 実施例Ａとおなじタイヤ構成を用いて、タイヤ中のイン
スレーション層の厚さ(Ｔ)とカーカスコード間の距離
(ｔ)の比(Ｔ／ｔ)を０.１〜２.４まで変化させたタイヤ
を作成した。得られたタイヤのカーカス耐久性を測定し
た。その結果を表２に示す。尚、カーカス耐久性はＴ／
ｔが１.３の場合の比較例１のタイヤを１００とした指
数を表した。Example B Using the same tire configuration as in Example A, the thickness (T) of the insulation layer in the tire and the distance between the carcass cords
A tire was prepared in which the ratio (T / t) of (t) was changed from 0.1 to 2.4. The carcass durability of the obtained tire was measured. Table 2 shows the results. The carcass durability is T /
The index is represented by setting the tire of Comparative Example 1 when t is 1.3 as 100.
【００２９】[0029]
【表２】 [Table 2]
【図１】 本発明タイヤの断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a tire of the present invention.
【図２】 カーカスコードとインナーライナーの正常時
の模式的断面図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a carcass cord and an inner liner in a normal state.
【図３】 カーカスコードとインナーライナーの異常時
の模式的断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the carcass cord and inner liner when abnormal.
２…カーカスコード、３…トレッド、５…ビード部、６
…サイドウォール部、７…インナーライナー層、２０…
カーカスコード、２１…インナーライナー、２２…イン
スレーション層。2 ... Carcass cord, 3 ... Tread, 5 ... Bead part, 6
... sidewall part, 7 ... inner liner layer, 20 ...
Carcass cord, 21: inner liner, 22: insulation layer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 9:00） ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location C08L 9:00)
Claims (5)
維３〜２０重量部、イオウ２〜４.５重量部を含有する
ゴム組成物であって、ゴム成分の２０〜８０重量％がエ
ポキシ化度３〜５０モル％を有するエポキシ化天然ゴム
であり、残りがジエン系ゴムであることを特徴とする空
気入りラジアルタイヤのインスレーション層を形成する
ためのゴム組成物。1. A rubber composition containing 3 to 20 parts by weight of organic short fibers and 2 to 4.5 parts by weight of sulfur based on 100 parts by weight of a rubber component, wherein 20 to 80% by weight of the rubber component is epoxy. A rubber composition for forming an insulation layer of a pneumatic radial tire, wherein the rubber composition is an epoxidized natural rubber having a degree of chemical conversion of 3 to 50 mol%, and the remainder is a diene rubber.
する請求項１のゴム組成物。2. The rubber composition according to claim 1, wherein the organic short fibers have a length of 0.3 to 3.0 mm.
インスレーション層を有する空気入りタイヤ。3. A pneumatic tire having an insulation layer obtained from the rubber composition according to claim 1.
成されたインスレーション層、さらにその上のカーカス
コード層（２）、およびカーカスコード層上のトレッド
部（３）、サイドウォール部（６）およびビード部
（５）からなる空気入りタイヤであって、該インスレー
ション層が請求項１のゴム組成物から形成され、かつ該
インスレーション層の厚さ(Ｔ)とカーカスコード間の距
離(t)の比Ｔ／ｔが０.３〜３.０であることを特徴とす
る空気入りタイヤ。4. An inner liner layer (7), an insulation layer formed thereon, a carcass cord layer (2) thereon, a tread portion (3) and a side wall portion (6) on the carcass cord layer. ) And a bead portion (5), wherein the insulation layer is formed from the rubber composition according to claim 1, and the thickness (T) of the insulation layer and the distance between the carcass cords ( A pneumatic tire, wherein the ratio T / t of t) is 0.3 to 3.0.
ある請求項４の空気入りタイヤ。5. The pneumatic tire according to claim 4, wherein a ratio T / t between (T) and (t) is 0.5 to 2.0.
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| JPH0782420A JPH0782420A (en) | 1995-03-28 |
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