JP2816861B2 - Pneumatic tire - Google Patents
Pneumatic tireInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トレッド部の耐クラック性および耐摩耗性
を低下させることなしに氷上性能を改良した空気入りタ
イヤに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pneumatic tire having improved on-ice performance without deteriorating crack resistance and wear resistance of a tread portion.
従来より積雪寒冷地において冬期時に自動車が走行す
る場合には、タイヤにスパイクを打込んだスパイクタイ
ヤを用いるか又はタイヤの外周にタイヤチェーンを装着
して、雪上路や凍結路での安全性を確保している。しか
しながら、スパイクタイヤやタイヤチェーンを装着した
タイヤでは、道路の摩耗や損傷が発生し易く、それが粉
塵となって公害を引き起こし、大きな環境問題となって
いる。Conventionally, when a car travels in winter in snowy and cold regions, use a spiked tire with a spike on the tire or attach a tire chain around the tire to improve safety on snowy roads and frozen roads. Is secured. However, spiked tires and tires equipped with a tire chain are liable to cause abrasion and damage to roads, which become dust and cause pollution, which is a major environmental problem.
このような安全問題と環境問題とを解決するために、
スパイクやチェーンを使用せず、雪上および氷上におけ
る制動性および駆動性能を有したスタッドレスタイヤが
現在急速に普及しつつある。To solve these safety and environmental issues,
Studless tires that do not use spikes or chains and have braking performance and driving performance on snow and ice are now rapidly spreading.
かかるスタッドレスタイヤの氷上における制動性、駆
動性能を改良するために従来から種々の提案が試みられ
ている。例えば、特開昭55−135149号、特開昭58−1992
03号、特開昭60−137945号にて開示されているように、
トレッドゴムに軟化剤や可塑剤を多量配合したゴム組成
物を用いることにより低温時の硬さを下げて低温特性を
改良する方法等が知られている。しかし、軟化剤、可塑
剤を多量配合とする氷上性能は改良されるものの、一般
路での耐摩耗性が大幅に低下したり、多量配合された軟
化剤、可塑剤のためにゴムの発熱性が増加し、タイヤが
走行中にセパレーションを誘致し易い等の欠点がある。
また、特開昭60−44538号、特開昭59−142236号、特開
昭53−133248号では、トレッドゴム組成物に高硬度ゴム
を配合して分散させたり、無機質の粒子や有機質の単繊
維を配合して、氷上路面との摩擦力を改良する方法も開
示されているが、この場合、分散物の硬度が高いためそ
の分散粒子を核として亀裂が発生し易い等の欠点があ
る。Various proposals have conventionally been made to improve the braking performance and driving performance of such studless tires on ice. For example, JP-A-55-135149, JP-A-58-1992
No. 03, as disclosed in JP-A-60-137945,
There is known a method of improving the low-temperature characteristics by lowering the hardness at a low temperature by using a rubber composition in which a large amount of a softening agent or a plasticizer is added to a tread rubber. However, although the performance on ice with a large amount of softener and plasticizer is improved, the abrasion resistance on general roads is greatly reduced, and the heat buildup of rubber due to the large amount of softener and plasticizer is increased. And the tires tend to induce separation during running.
In JP-A-60-44538, JP-A-59-142236, and JP-A-53-133248, a tread rubber composition is mixed with a high-hardness rubber and dispersed, or inorganic particles or organic single particles are used. There is also disclosed a method of improving the frictional force with a road surface on ice by blending fibers, but in this case, there is a drawback such that cracks are easily generated with the dispersed particles as nuclei due to the high hardness of the dispersion.
このように氷上性能では改良効果が認められるもの
の、耐摩耗性や耐久性を同時に満足する性能を有したス
タッドレスタイヤが得られていないのが現状である。As described above, although the effect of improving the performance on ice is recognized, a studless tire having a performance that simultaneously satisfies wear resistance and durability has not been obtained.
そこで、本発明者らは、耐摩耗性を保持しながら氷雪
路面での摩擦力を高めるために、予め加硫した低硬度加
硫ゴムをマトリックスに分散させたゴム組成物をトレッ
ド部のトレッドゴムとして用いることを先に提案した
(特開昭63−172750号参照)。しかしながら、この場
合、低硬度加硫ゴムとマトリックスゴムとの界面での接
着力が低下し、タイヤ走行中にその界面を起点としてト
レッド部にクラックが発生し易くなり、タイヤの耐久性
が損なわれるという問題があった。In order to increase the frictional force on snowy and snowy roads while maintaining the wear resistance, the present inventors have developed a rubber composition in which a low-hardness vulcanized rubber that has been vulcanized in advance is dispersed in a matrix. (See Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-172750). However, in this case, the adhesive strength at the interface between the low-hardness vulcanized rubber and the matrix rubber is reduced, and cracks are easily generated in the tread portion starting from the interface during running of the tire, and the durability of the tire is impaired. There was a problem.
本発明は、トレッド部の耐クラック性および耐摩耗性
を低下させることなしに氷上性能(氷雪路面における制
動性、駆動性)を改良した空気入りタイヤを提供するこ
とを目的とする。An object of the present invention is to provide a pneumatic tire having improved on-ice performance (braking performance and driving performance on ice and snow road surfaces) without reducing the crack resistance and wear resistance of the tread portion.
本発明の空気入りタイヤは、ベーストレッドの外側に
キャップトレッドを配置した二層構造のトレッド部から
なり、前記ベーストレッドがトレッド部の全体積の5〜
20%の体積を占めており、前記キャップトレッドが、原
料ゴム100重量部に対しカーボンブラックを40〜100重量
部含有したマトリックスゴムに、予め加硫した平均粒径
0.5〜3mm、JIS硬さ30〜50の低硬度加硫ゴム組成物を該
マトリックスゴム中の原料ゴム100重量部当り4〜50重
量部配合して構成され、前記低硬度加硫ゴム組成物は天
然ゴム100重量部に対しカーボンブラックを10重量部以
下含有し、破断強力が300kg/cm2以上で500%モジュラス
40〜100kg/cm2であることを特徴とする。The pneumatic tire of the present invention includes a tread portion having a two-layer structure in which a cap tread is arranged outside a base tread, and the base tread has a total volume of 5 to 5 in the tread portion.
The cap tread occupies a volume of 20%, and the average particle diameter of the matrix rubber previously vulcanized to a matrix rubber containing 40 to 100 parts by weight of carbon black with respect to 100 parts by weight of the raw rubber.
0.5 to 3 mm, a low hardness vulcanized rubber composition having a JIS hardness of 30 to 50 is blended with 4 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the raw rubber in the matrix rubber, and the low hardness vulcanized rubber composition is Contains 500 parts by weight or less of carbon black based on 100 parts by weight of natural rubber and has a breaking strength of 300 kg / cm 2 or more and a 500% modulus.
40 to 100 kg / cm 2 .
以下、図を参照してこの手段につき詳しく説明する。 Hereinafter, this means will be described in detail with reference to the drawings.
図において、左右一対のビードコア3、3にはカーカ
ス層4が装架されており、カーカス層4とトレッド部A
との間にはベルト層5がタイヤ周方向にタイヤ1周に亘
って配置されている。トレッド部Aは、ベーストレッド
2の外側にキャップトレッド1を配置した二層構造とな
っている。6はサイドウォール部、7はマトリックスゴ
ム、8は低硬度加硫ゴム組成物である。In the drawing, a carcass layer 4 is mounted on a pair of left and right bead cores 3, 3, and the carcass layer 4 and the tread portion A
The belt layer 5 is disposed in the circumferential direction of the tire over one circumference of the tire. The tread portion A has a two-layer structure in which the cap tread 1 is disposed outside the base tread 2. Reference numeral 6 denotes a side wall portion, 7 denotes a matrix rubber, and 8 denotes a low hardness vulcanized rubber composition.
本発明者らは予め加硫した低硬度加硫ゴムの原料ゴム
の種類、この低硬度加硫ゴムの粒径と、トレッド部の耐
クラック性、耐摩耗性、氷上摩擦係数等の関係について
鋭意検討を行なった。この結果、下記(1)および
(2)のことが判った。The present inventors have eagerly studied the relationship between the type of raw rubber for low hardness vulcanized rubber which has been vulcanized in advance, the particle size of the low hardness vulcanized rubber, the crack resistance, wear resistance, friction coefficient on ice, etc. of the tread portion. A study was conducted. As a result, the following (1) and (2) were found.
(1)氷上摩擦係数を改良するには、低硬度加硫ゴムの
原料ゴムは天然ゴムが有効であること。(1) To improve the coefficient of friction on ice, natural rubber should be effective as the raw rubber for the low hardness vulcanized rubber.
(2)耐クラック性、耐摩耗性を改良するには、低硬度
加硫ゴムの原料ゴムに天然ゴムを使用して、さらに低硬
度加硫ゴムに高強力物性を保持させることが必要である
こと。(2) In order to improve crack resistance and abrasion resistance, it is necessary to use natural rubber as the raw rubber of the low hardness vulcanized rubber and to further maintain the high hardness physical properties in the low hardness vulcanized rubber. thing.
すなわち、これら(1),(2)を満足する低硬度加
硫ゴムを添加したトレッドゴムは耐クラック性を損なう
ことなく、耐摩耗性を改良しつつ氷雪路面における制動
性、駆動性を著しく改良できることを見い出した。本発
明はこの知見に基づきなされたものである。That is, the tread rubber to which the low-hardness vulcanized rubber satisfying the above (1) and (2) is added does not impair the crack resistance, and the braking performance and the drivability on the snowy and snowy road surface are remarkably improved while the abrasion resistance is improved. I found what I could do. The present invention has been made based on this finding.
ベーストレッド2。 Base tread 2.
本発明においては、ベーストレッド2がトレッド部A
の全体積の5〜20%の体積を占めている。In the present invention, the base tread 2 is a tread portion A
Occupies 5 to 20% of the total volume of
5%未満ではベーストレッドによる発熱低減効果が減
少し、タイヤ走行中の発熱性が低下する。一方、20%を
超えるとタイヤの発熱性では有利になるものの摩耗終期
の氷上摩擦が低下し好ましくない。If it is less than 5%, the heat reduction effect of the base tread is reduced, and the heat generation during running of the tire is reduced. On the other hand, if it exceeds 20%, the heat generation of the tire is advantageous, but the friction on ice at the final stage of wear decreases, which is not preferable.
キャップトレッド1。 Cap tread 1.
マトリックスゴムに予め加硫した低硬度加硫ゴム組成
物を該マトリックスゴム中の原料ゴム100重量部当り4
〜50重量部配合して構造される。A low-hardness vulcanized rubber composition previously vulcanized to a matrix rubber is mixed with 4 parts per 100 parts by weight of the raw rubber in the matrix rubber.
5050 parts by weight.
低硬度加硫ゴム組成物の配合割合が4重量部未満では
耐摩耗性および耐クラック性は保持されるが氷上制動性
の改良効果が低下する。一方、50重量部を超えると氷上
制動性は向上するが耐摩耗性の低下が著しく好ましくな
い。When the compounding ratio of the low hardness vulcanized rubber composition is less than 4 parts by weight, the abrasion resistance and crack resistance are maintained, but the effect of improving braking performance on ice is reduced. On the other hand, when the amount exceeds 50 parts by weight, the braking performance on ice is improved, but the abrasion resistance is unpreferably reduced.
(a) マトリックスゴム。(A) Matrix rubber.
原料ゴム100重量部に対しカーボンブラックを40〜100
重量部含有してなる。40-100 carbon black to 100 parts by weight of raw rubber
Parts by weight.
ここで用いる原料ゴムとしては、特に限定されない
が、好ましくは、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリ
ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、
ハロゲン化ブチルゴムあるいはこれらのブレンドが用い
られる。更に好ましくは、氷上路面での摩擦力を改良す
るという観点から天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ブタ
ジエンゴムのうち単独又はブレンドして使用される。The raw rubber used here is not particularly limited, but preferably, natural rubber, polyisoprene rubber, polybutadiene rubber, styrene-butadiene copolymer rubber,
Halogenated butyl rubber or a blend thereof is used. More preferably, natural rubber, polyisoprene rubber, or butadiene rubber is used alone or as a blend from the viewpoint of improving the frictional force on a road surface on ice.
カーボンブラックは、トレッド用として通常使用され
るものであれば特にその種類は限定されない。カーボン
ブラックの配合量は原料ゴム100重量部に対して40〜100
重量部であり、40重量部未満では補強性で劣り、耐摩耗
性が低下し好ましくない。100重量部を超えると発熱が
高くなり、好ましくない。The type of carbon black is not particularly limited as long as it is commonly used for treads. The amount of carbon black is 40 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of raw rubber.
If the amount is less than 40 parts by weight, the reinforcing property is inferior and the wear resistance is undesirably reduced. If it exceeds 100 parts by weight, heat generation is increased, which is not preferable.
(b) 低硬度加硫ゴム組成物。(B) Low hardness vulcanized rubber composition.
天然ゴム100重量部に対しカーボンブラックを10重量
部以下、好ましくは0重量部〜5重量部含有したゴム配
合物を調製後予め加硫したものである。A rubber compound containing 10 parts by weight or less, preferably 0 parts by weight to 5 parts by weight of carbon black with respect to 100 parts by weight of natural rubber is prepared and vulcanized in advance.
カーボンブラックの含有量が10重量部を超えると氷上
摩擦係数が低下する。カーボンブラックの配合量がゼロ
の場合、すなわち、カーボンブラックが全く含まれなく
ともよい。用いるカーボンブラックは、トレッド用とし
て通常使用されるものであれば特にその種類は限定され
ない。When the content of carbon black exceeds 10 parts by weight, the coefficient of friction on ice decreases. When the blending amount of carbon black is zero, that is, carbon black may not be contained at all. The type of carbon black to be used is not particularly limited as long as it is generally used for tread.
低硬度加硫ゴム組成物の形状は、棒状、立方体状、粒
状あるいはこれらに類似した形態のもので、平均粒径は
0.5〜3mmのものである。0.5mm未満では氷上性能改良効
果が減少し、3mmを超えると耐久性が著しく低下し好ま
しくない。低硬度加硫ゴム組成物の硬度は、JIS硬さ30
〜50である。The shape of the low hardness vulcanized rubber composition is rod-shaped, cubic, granular or similar, and the average particle size is
0.5 to 3 mm. If it is less than 0.5 mm, the effect of improving performance on ice decreases, and if it exceeds 3 mm, the durability remarkably decreases, which is not preferable. The hardness of the low hardness vulcanized rubber composition is JIS hardness 30.
~ 50.
また、この低硬度加硫ゴム組成物は、破断強力が300k
g/cm2以上、500%モジュラスが40〜100kg/cm2である。
破断強力が300kg/cm2未満では耐クラック性、耐摩耗性
で不利となる。また、500%モジュラスが40kg/cm2未満
では耐摩耗性で不利となり、100kg/cm2を超えると氷上
性能で不利となる。In addition, this low hardness vulcanized rubber composition has a breaking strength of 300 k
g / cm 2 or more, the 500% modulus is 40 to 100 kg / cm 2 .
If the breaking strength is less than 300 kg / cm 2, it is disadvantageous in crack resistance and wear resistance. If the 500% modulus is less than 40 kg / cm 2 , the wear resistance is disadvantageous, and if it exceeds 100 kg / cm 2 , the performance on ice is disadvantageous.
マトリックスゴムおよび低硬度加硫ゴム組成物には、
上記の配合剤以外に、加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、
老化防止剤等の配合剤が当業界の慣行に従い適宜添加さ
れる。The matrix rubber and the low hardness vulcanized rubber composition include:
In addition to the above compounding agents, vulcanizing agents, vulcanization accelerators, vulcanization aids,
Compounding agents such as antioxidants are added as appropriate according to the practice of the art.
以下に実施例および比較例を示す。 Examples and comparative examples are shown below.
実施例、比較例 第1表に示される配合内容(重量部)のキャップトレ
ッドゴム配合物を用いて、図に示される構造の空気入り
ラジアルタイヤを常法により作製した。このタイヤのサ
イズは1000R20 14PR、カーカス層4のコード角度はタイ
ヤ周方向に対しほぼ90゜とした。また、破断強力および
500%モジュラスは、それぞれ、室温(25℃)においてJ
IS−K6301に規定の方法に準拠して測定した。Examples and Comparative Examples A pneumatic radial tire having the structure shown in the figure was produced by a conventional method using the cap tread rubber composition having the composition shown in Table 1 (parts by weight). The size of this tire was 1000R20 14PR, and the cord angle of the carcass layer 4 was approximately 90 ° with respect to the tire circumferential direction. Also, the breaking strength and
The 500% modulus is J at room temperature (25 ° C), respectively.
It was measured according to the method specified in IS-K6301.
このタイヤについて、タイヤ性能(氷上制動性、耐ク
ラック性、耐摩耗性)を下記の方法で評価した。この結
果を第1表に示す。About this tire, tire performance (braking property on ice, crack resistance, abrasion resistance) was evaluated by the following method. Table 1 shows the results.
氷上制動性: 大型車両(2・D)全輪に各タイヤを実車装着し、凍
結路にて40km/hから制動をかけ、その制動距離により評
価した。この結果を比較例1を100とする指数で表し
た。この数値が大きいほど制動性が優れる。On-ice braking performance: Each tire was mounted on all wheels of a large vehicle (2 · D), braking was applied on a frozen road from 40 km / h, and the braking distance was evaluated. This result was represented by an index with Comparative Example 1 being 100. The larger the value, the better the braking performance.
耐クラック性・耐摩耗性: 大型車両(2・D)全輪に各タイヤを実車装着し、制
動・駆動の頻度の高いコースを5万km走行後の摩耗量お
よびクラック発生長さを測定し、この結果を比較例1を
100とする指数で示した。この数値が大きい程、耐クラ
ック性、耐摩耗性は優れる。Crack resistance and abrasion resistance: The tires were mounted on all wheels of a large vehicle (2D), and the amount of wear and the length of cracks were measured after traveling 50,000 km on a frequently braking and driving course. This result was compared with Comparative Example 1.
The index was set to 100. The larger the value, the better the crack resistance and wear resistance.
第1表から、本発明タイヤ(実施例1)が比較例1〜
4に比し、氷上制動性に優れ、かつ耐摩耗性および耐ク
ラック性を実質的に損なわないことが判る。ここで、比
較例1はキャップトレッドに低硬度加硫ゴムを配合しな
い場合であり、比較例2はキャップトレッドに低硬度加
硫ゴムを配合してはいるがその配合量が少ない場合であ
り、比較例3はキャップトレッドに低硬度加硫ゴムを本
発明範囲内で配合してはいるが、その低硬度加硫ゴムの
カーボンブラック(ISAF)含有量が多く、かつ破断強力
が小さくて500%モジュラスが大きい場合であり、比較
例4はキャップトレッドに低硬度加硫ゴムを本発明範囲
内で配合してはいるが、その低硬度加硫ゴムの破断強力
が小さい場合である。 Table 1 shows that the tire of the present invention (Example 1) shows Comparative Examples 1 to
As compared with No. 4, it was found that the braking performance on ice was excellent, and the wear resistance and crack resistance were not substantially impaired. Here, Comparative Example 1 is a case where the low hardness vulcanized rubber is not blended with the cap tread, and Comparative Example 2 is a case where the low hardness vulcanized rubber is blended with the cap tread but the blending amount is small, In Comparative Example 3, a low hardness vulcanized rubber was added to the cap tread within the scope of the present invention, but the low hardness vulcanized rubber had a high carbon black (ISAF) content and a low breaking strength of 500%. Comparative Example 4 is a case where a low hardness vulcanized rubber is blended in a cap tread within the scope of the present invention, but the low hardness vulcanized rubber has a small breaking strength.
以上説明したように本発明によれば、ベーストレッド
の外側にキャップトレッドを配置した二層構造のトレッ
ド部を有する空気入りタイヤにおいて、キャッブトレッ
ドを特定の配合物から構成したために、トレッド部の耐
クラック性および耐摩耗性を損なうことなしに氷上性能
を向上させることが可能となる。As described above, according to the present invention, in a pneumatic tire having a tread portion having a two-layer structure in which a cap tread is arranged outside a base tread, since the cab tread is made of a specific compound, It is possible to improve the performance on ice without impairing the crack resistance and the wear resistance.
図は本発明の空気入りのタイヤの子午線方向半断面説明
図である。 1……キャッブトレッド、2……ベーストレッド、3…
…ビードコア、4……カーカス層、5……ベルト層、6
……サイドウォール部。FIG. 1 is a half-sectional explanatory view of the pneumatic tire of the present invention in the meridian direction. 1 ... cab tread, 2 ... base tread, 3 ...
... bead core, 4 ... carcass layer, 5 ... belt layer, 6
...... Sidewall part.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−92659(JP,A) 特開 昭63−172750(JP,A) 特開 昭60−139503(JP,A) 特開 昭53−133248(JP,A) 特開 昭50−150755(JP,A) 特開 昭53−133248(JP,A) 特開 昭55−145744(JP,A) 特開 平1−165635(JP,A) 特公 平6−53833(JP,B2) 特公 平7−25952(JP,B2) 特公 平4−22927(JP,B2) Vanderbilt Ruhber Handbook,バンダービルト社 米国 バンダービルト社,1978年 第 652頁 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B60C 1/00 B60C 11/00 C08L 1/00 - 101/14──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-92659 (JP, A) JP-A-63-172750 (JP, A) JP-A-60-139503 (JP, A) JP-A 53-92653 133248 (JP, A) JP-A-50-150755 (JP, A) JP-A-53-133248 (JP, A) JP-A-55-145744 (JP, A) JP-A-1-165635 (JP, A) JP-B Hei 6-53833 (JP, B2) JP-B Hei 7-25952 (JP, B2) JP-B Hei 4-22927 (JP, B2) Vanderbilt Ruhber Handbook, Vanderbilt Vanderbilt, USA 1978 p.652 (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B60C 1/00 B60C 11/00 C08L 1/00-101/14
Claims (1)
を配置した二層構造のトレッド部からなり、前記ベース
トレッドがトレッド部全体の5〜20%の体積を占めてお
り、前記キャップトレッドが、原料ゴム100重量部に対
しカーボンブラックを40〜100重量部含有したマトリッ
クスゴムに、予め加硫した平均粒径0.5〜3mm、JIS硬さ3
0〜50の低硬度加硫ゴム組成物を該マトリックスゴム中
の原料ゴム100重量部当り4〜50重量部配合して構成さ
れ、前記低硬度加硫ゴム組成物は天然ゴム100重量部に
対しカーボンブラックを10重量部以下含有し、破断強力
が300kg/cm2以上で500%モジュラスが40〜100kg/cm2で
あることを特徴とする空気入りタイヤ。1. A tread portion having a two-layer structure in which a cap tread is arranged outside a base tread, wherein the base tread occupies a volume of 5 to 20% of the entire tread portion, and the cap tread is made of raw rubber. Matrix rubber containing 40 to 100 parts by weight of carbon black with respect to 100 parts by weight, pre-vulcanized average particle size 0.5 to 3 mm, JIS hardness 3
A low hardness vulcanized rubber composition of 0 to 50 is mixed with 4 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the raw rubber in the matrix rubber, and the low hardness vulcanized rubber composition is based on 100 parts by weight of natural rubber. a pneumatic tire, characterized in that the carbon black containing more than 10 parts by weight, 500% modulus in breaking strength is 300 kg / cm 2 or more is 40~100kg / cm 2.
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Vanderbilt Ruhber Handbook,バンダービルト社 米国 バンダービルト社,1978年 第652頁 |
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Publication number | Publication date |
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JPH0310907A (en) | 1991-01-18 |
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