JP2873965B2 - Pneumatic tire and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ロードノイズ、時に表面が荒れた路面を走
行する際に発生する振動に起因する車内騒音を軽減した
空気入りタイヤおよびその製造法に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pneumatic tire that reduces road noise and, in some cases, in-vehicle noise caused by vibration generated when traveling on a rough road surface, and a method of manufacturing the same. Things.
〔従来の技術〕 従来、タイヤのロードノイズを低減する方法として
は、キャップトレッドゴムとしてヒステリシスロスの大
きいゴムを使用したタイヤ、トレッドの厚さを増大させ
たタイヤまたはビード部の剛性を減少させたタイヤ等の
種々の提案があるが、本発明者らはタイヤのトレッド部
で上記ロードノイズを低減する最も有効な手段は、キャ
ップトレッドを形成するゴムの弾性率（剛性）を低下さ
せることであることを見出した。しかしながら、従来の
ゴムの弾性率を低下させる一般的手段である、カーボン
ブラックの配合量を少なくする方法は、得られるゴム組
成物の押出加工性を著しく悪化させるために、実用性が
なかった。[Prior art] Conventionally, as a method of reducing the road noise of a tire, a tire using a rubber having a large hysteresis loss as a cap tread rubber, a tire having an increased tread thickness, or a bead portion having a reduced rigidity was used. Although there are various proposals for tires and the like, the present inventors have found that the most effective means for reducing the road noise in the tread portion of the tire is to reduce the elastic modulus (rigidity) of the rubber forming the cap tread. I found that. However, the conventional method of reducing the compounding amount of carbon black, which is a general means for lowering the elastic modulus of rubber, is not practical because the extrusion processability of the obtained rubber composition is remarkably deteriorated.
本発明の目的は、前述したロードノイズを効率的に減
少させるトレッドを有する空気入りタイヤを提供するこ
とであり、他の目的は、低弾性率でありながら、前述し
た従来の低弾性率ゴム組成物に見られる押出加工性の低
下がなく、タイヤとしてのロードノイズを減少させるゴ
ム組成物を使用した空気入りタイヤの製造法を提供する
ことである。An object of the present invention is to provide a pneumatic tire having a tread that effectively reduces the above-described road noise. Another object of the present invention is to provide a conventional pneumatic tire having the above-described conventional low elastic modulus rubber composition while having a low elastic modulus. An object of the present invention is to provide a method for producing a pneumatic tire using a rubber composition which does not cause a decrease in extrusion processability of a product and reduces road noise as a tire.
本発明の空気入りタイヤは、原料ゴム100重量部当た
り40〜100重量部のカーボンブラックを含有するゴム組
成物で複数層からなるトレッドキャップを構成し、該複
数層のうちトレッド内部に位置するゴム層に、原料ゴム
100重量部当たり０〜20重量部のカーボンブラックを含
有する平均粒径が100〜1000μｍで、かつ前記トレッド
キャップよりも硬度が低い低硬度ゴム粒子を、トレッド
キャップ全体に対する体積分率で３〜20％の割合で均一
分散させたことを特徴とする。The pneumatic tire of the present invention comprises a rubber composition containing 40 to 100 parts by weight of carbon black per 100 parts by weight of a raw rubber to constitute a tread cap having a plurality of layers, and a rubber positioned inside the tread among the plurality of layers. Layer, raw rubber
Low-hardness rubber particles having an average particle size of 100 to 1000 μm containing 0 to 20 parts by weight of carbon black per 100 parts by weight and having a lower hardness than the tread cap are used in a volume fraction of 3 to 20 with respect to the entire tread cap. %, And are uniformly dispersed.
第１図は、本発明の代表的実施例を示すタイヤの半断
面図である。本発明のタイヤＴにおいて、トレッドキャ
ップＣは原料ゴム100重量部当たり40〜100重量部のカー
ボンブラック（以下、CBと略す）を含有する弾性率の高
いゴム組成物から構成され、厚さ方向に積層された２層
以上の複数層になっている。トレッドキャップＣの内部
に位置するゴム層には、原料ゴム100重量部当たり０〜2
0重量部のカーボンブラックを含有する平均粒径100〜10
00μｍの低硬度ゴム粒子が均一に分散された状態になっ
ている。このように低硬度ゴム粒子を含有するゴム層を
トレッド内部に設けることにより、低硬度ゴム粒子がト
レッド表面に露出しないので耐摩耗性を損なうことはな
い。また、低硬度ゴム粒子を含有するゴム層と通常のト
レッド用ゴム組成物からなる層とが互いにサンドイッチ
状に配置された積層構造であってもよい。FIG. 1 is a half sectional view of a tire showing a typical embodiment of the present invention. In the tire T of the present invention, the tread cap C is composed of a rubber composition having a high elastic modulus containing 40 to 100 parts by weight of carbon black (hereinafter abbreviated as CB) per 100 parts by weight of the raw rubber, and There are two or more stacked layers. The rubber layer located inside the tread cap C has a thickness of 0 to 2 per 100 parts by weight of the raw rubber.
Average particle size 100 to 10 containing 0 parts by weight of carbon black
In this state, the low-hardness rubber particles of 00 μm are uniformly dispersed. By providing the rubber layer containing the low-hardness rubber particles inside the tread, the low-hardness rubber particles are not exposed on the tread surface, so that the wear resistance is not impaired. Further, a laminated structure in which a rubber layer containing low-hardness rubber particles and a layer made of a general rubber composition for a tread may be sandwiched with each other.
この低硬度ゴム粒子の配合量は、トレッドキャップ全
体の体積分率で３〜20％、好ましくは４〜15％である。
低硬度ゴム粒子の混合量が３％未満では、本発明タイヤ
に対するロードノイズの低減効果が不十分となるし、20
％超では、トレッドの機械的強度が低下するため好まし
くない。The compounding amount of the low hardness rubber particles is 3 to 20%, preferably 4 to 15% by volume fraction of the entire tread cap.
If the mixing amount of the low-hardness rubber particles is less than 3%, the effect of reducing the road noise on the tire of the present invention will be insufficient, and
%, The mechanical strength of the tread is undesirably reduced.
そして、この低硬度ゴム粒子の平均粒径は、100〜100
0μｍ、好ましくは200〜500μｍであることが必要であ
る。この低硬度ゴム粒子の平均粒径が100μｍ未満で
は、ロードノイズの低減効果が不十分となる。また、低
硬度ゴム粒子の平均粒径が1000μｍ超となると、耐摩耗
性が低下し好ましくない。また、この低硬度ゴム粒子の
形状は、特に限定されるものではなく、球状、角（三
角、四角、多角等）、円（角）柱、円（角）錐、中空な
ど任意の形状のものを単独または２種以上併用すること
ができる。通常、加硫ゴム成形物をカットすることによ
り得られるカットゴムが使用される。The average particle size of the low hardness rubber particles is 100 to 100.
It needs to be 0 μm, preferably 200-500 μm. When the average particle size of the low hardness rubber particles is less than 100 μm, the effect of reducing road noise becomes insufficient. On the other hand, if the average particle size of the low-hardness rubber particles exceeds 1000 μm, the wear resistance is undesirably reduced. The shape of the low hardness rubber particles is not particularly limited, and may be any shape such as a sphere, a corner (a triangle, a square, a polygon, etc.), a circle (square) column, a circle (pyramid) pyramid, and a hollow. Can be used alone or in combination of two or more. Usually, a cut rubber obtained by cutting a vulcanized rubber molded product is used.
上記低硬度ゴム粒子を構成するゴム成分としては、通
常のタイヤトレッド用のゴム成分、たとえば天然ゴム
（NR）、イソプレンゴム（IR）、ポリブタジエンゴム
（BR）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（SBR）、
ハロゲン化ブチルゴム単独またはこれら２種以上をブレ
ンドして使用することができる。As the rubber component constituting the low hardness rubber particles, a rubber component for a normal tire tread, for example, natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), polybutadiene rubber (BR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) ),
The halogenated butyl rubber can be used alone or as a blend of two or more thereof.
なお、本発明において、前述した低硬度ゴム粒子含有
未加硫ゴム組成物から作成したトレッド層を加硫後のタ
イヤにおけるベルトコードがタイヤの周方向に対して22
゜〜29゜の角度で配置され、互いに交差する少なくとも
２層のベルト層（第１図のベルトコードB1とB2との交差
角度としては44゜〜58゜）を積層したタイヤのトレッド
の一部として採用するときは、本発明の目的とするロー
ドノイズをさらに大きく減少させることができ、有利で
ある。このベルトコードの交差角度が44゜未満になると
ロードノイズの抑制の効果が小さいし、58゜超になると
ベルト層の補強効果が低下するので好ましくない。In the present invention, the belt cord in the tire after vulcanizing the tread layer prepared from the unhardened rubber composition containing the low-hardness rubber particles described above has a belt cord 22 in the circumferential direction of the tire.
° are arranged at ~ 29 ° angle, at least two layers intersecting each other belt layer of the tire by laminating a tread (44 ° to 58 ° as the intersection angle of the belt cord B 1 and B 2 of FIG. 1) When employed as a part, it is advantageous that the road noise targeted by the present invention can be further reduced. If the crossing angle of the belt cord is less than 44 °, the effect of suppressing road noise is small, and if it exceeds 58 °, the effect of reinforcing the belt layer is undesirably reduced.
このような本発明の空気入りタイヤは、次に詳述する
方法により製造することができる。Such a pneumatic tire of the present invention can be manufactured by a method described in detail below.
本発明の空気入りタイヤの製造法は、原料ゴム100重
量部当たり40〜100重量部のカーボンブラックを含有す
る未加硫ゴム組成物で複数層のトレッドキャップを成形
するに当たり、該複数層のうちトレッド内部のゴム層中
に、原料ゴム100重量部当たり０〜20重量部のカーボン
ブラックを含有する平均粒径100〜1000μｍの予め加硫
された低硬度ゴム粒子を均一に分散させると共に、該低
硬度ゴム粒子の硬度を加硫後の前記トレッドキャップよ
りも低くすることを特徴とする。The method for producing a pneumatic tire of the present invention comprises the steps of: forming a plurality of layers of a tread cap with an unvulcanized rubber composition containing 40 to 100 parts by weight of carbon black per 100 parts by weight of raw rubber; In the rubber layer inside the tread, pre-vulcanized low hardness rubber particles having an average particle diameter of 100 to 1000 μm containing 0 to 20 parts by weight of carbon black per 100 parts by weight of the raw rubber are uniformly dispersed, and The hardness of the rubber particles is lower than that of the vulcanized tread cap.
前記低硬度ゴム粒子の配合される未加硫ゴム組成物
は、通常のトレッド形成用ゴム組成物であればよいが，
該低硬度ゴム粒子を均一に混合分散させるために未加硫
であることが必要であり、かつ加硫した後は、低硬度ゴ
ム粒子よりも弾性率が大きく、硬度が高くなるものであ
ることが必要である。低硬度ゴム粒子よりも弾性率（硬
度）が低いと、本発明の目的とするロードノイズの低減
を十分に達成することができないし、タイヤのトレッド
としての性能も低下する。このような未加硫ゴムの例と
しては、前述したゴム成分100重量部当たり40〜100重量
部のカーボンブラックと40重量以下の軟化剤を配合した
ゴム組成物がある。The unvulcanized rubber composition containing the low-hardness rubber particles may be a normal tread-forming rubber composition.
It must be unvulcanized in order to uniformly mix and disperse the low-hardness rubber particles, and after vulcanization, has a higher elastic modulus and higher hardness than the low-hardness rubber particles. is necessary. If the elastic modulus (hardness) is lower than that of the low-hardness rubber particles, the reduction of road noise, which is the object of the present invention, cannot be sufficiently achieved, and the performance of the tire as a tread also decreases. An example of such an unvulcanized rubber is a rubber composition in which 40 to 100 parts by weight of carbon black and 40 parts by weight or less of a softening agent are blended with respect to 100 parts by weight of the rubber component described above.
上記未加硫ゴム組成物のゴム成分は、特に限定される
ものではなく、公知のタイヤのトレッド形成用ゴム、た
とえば、天然ゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン・ブ
タジエン共重合ゴム（SBR）、ハロゲン化ブチルゴム等
が使用される。本発明の目的達成の上からは、天然ゴ
ム、ポリブタジエンゴム、スチレン・ブタジエン共重合
ゴム単独またはこれらの２種以上をブレンドして使用す
るのが好ましい。The rubber component of the unvulcanized rubber composition is not particularly limited, and known rubbers for forming a tread of a tire, for example, natural rubber, polybutadiene rubber, styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), halogenated butyl rubber Etc. are used. From the standpoint of achieving the object of the present invention, it is preferable to use natural rubber, polybutadiene rubber, styrene / butadiene copolymer rubber alone, or a blend of two or more thereof.
そして、本発明の未加硫ゴム組成物および低硬度ゴム
粒子中に含有されるCBの量はそれぞれ、ゴムの弾性率に
差を与えるためであり、通常、未加硫ゴム組成物の加硫
した後の硬度はJIS−Ａ硬度で55〜70の範囲内がよく、
また低硬度ゴム粒子の硬度はJIS−Ａ硬度で20〜45の範
囲内がよく、かつ両者の硬度の差は、10〜50であるのが
よい。なお、JIS−Ａ硬度はJIS K6301の硬さ試験に準じ
て測定されるものである。And the amount of CB contained in the unvulcanized rubber composition and the low hardness rubber particles of the present invention is to give a difference in the elastic modulus of the rubber, respectively, usually, vulcanization of the unvulcanized rubber composition The hardness after doing is good in the range of 55-70 in JIS-A hardness,
The hardness of the low hardness rubber particles is preferably in the range of 20 to 45 in JIS-A hardness, and the difference in hardness between the two is preferably 10 to 50. The JIS-A hardness is measured according to the hardness test of JIS K6301.
また、低硬度ゴム粒子の製造用ゴム組成物および未加
硫ゴム組成物には、トレッド用ゴム組成物に配合される
各種の配合成分、たとえば老化防止剤、加硫促進剤、プ
ロセス油、ステアリン酸、石油樹脂、亜鉛華、加硫促進
剤、硫黄等が適宜配合される。The rubber composition for producing low-hardness rubber particles and the unvulcanized rubber composition include various components to be added to the rubber composition for tread, such as an antioxidant, a vulcanization accelerator, a process oil, and a stearin. An acid, a petroleum resin, zinc white, a vulcanization accelerator, sulfur and the like are appropriately blended.
かくして得られる本発明の前記低硬度ゴム粒子を配合
した未加硫ゴム組成物は、通常のトレッド成形用ゴム組
成物と変わらない押出加工性を有しているから、タイヤ
のトレッド用に成形し、公知のタイヤ製造方法、たとえ
ば上記低硬度ゴム粒子含有未加硫ゴム組成物からトレッ
ド用のシート状物を作成し、このシート状物を前述した
ように、タイヤトレッドの少なくとも一部として他のタ
イヤ構成材料と積層してグリーンタイヤを作成し、成形
加硫する方法を採用することができる。Since the unvulcanized rubber composition containing the low-hardness rubber particles of the present invention thus obtained has the same extrudability as a normal rubber composition for molding a tread, it is molded for a tire tread. A known tire manufacturing method, for example, a sheet for a tread is prepared from the uncured rubber composition containing the low-hardness rubber particles, and as described above, the sheet is used as at least a part of the tire tread as another part. A method of forming a green tire by laminating with a tire constituent material and molding and vulcanizing can be adopted.
以下、実施例により、本発明の効果を具体的に説明す
る。Hereinafter, the effects of the present invention will be specifically described with reference to examples.
実施例 表に示す配合のゴム組成物からJIS−Ａ硬度が38であ
るひも状の低硬度加硫ゴムを作成し、このひも状加硫ゴ
ムをカットして、平均粒径が640μの低硬度加硫ゴム粒
子を作成した。Example A string-shaped low hardness vulcanized rubber having a JIS-A hardness of 38 was prepared from the rubber composition having the composition shown in the table, and the string-shaped vulcanized rubber was cut to obtain a low hardness having an average particle size of 640 μm. Vulcanized rubber particles were prepared.
表に示す配合組成の未加硫ゴム組成物に対して、前記
低硬度加硫ゴム粒子を体積分率を変化させて、それぞれ
均一に分散せしめ、５種類のゴム組成物を作成し、これ
らのゴム組成物を第１図に示すトレッドキャップＣに適
用させたタイヤＴを５種類作成した（タイヤサイズ:165
SR13、ベルトB1、B2の周方向交差角度:50゜）。With respect to the unvulcanized rubber composition having the compounding composition shown in the table, the low-hardness vulcanized rubber particles were changed in volume fraction to be uniformly dispersed to prepare five types of rubber compositions. Five types of tires T were prepared by applying the rubber composition to the tread cap C shown in FIG. 1 (tire size: 165).
SR13, circumferential intersection angle of the belt B 1, B 2: 50 °).
この５種類のタイヤについて、次の測定方法によりロ
ードノイズを測定し、その結果を第２図に示した。Road noise was measured for the five types of tires by the following measurement method, and the results are shown in FIG.
なお、第２図中の数値は、別に用意した前記低硬度ゴ
ム粒子を配合していない未加硫ゴム組成物からなるトレ
ッドを有する以外は上記と同じ構成のタイヤ（対比タイ
ヤ）の測定値を基準とし、この測定値との比で指数表示
（基準を100とする）した。この指数値が小さいほど騒
音が小さいことを示す。The numerical values in FIG. 2 are measured values of a tire (comparative tire) having the same configuration as above except that a tread made of an unvulcanized rubber composition not separately containing the low hardness rubber particles is provided. An index was indicated by the ratio with the measured value as a reference (the reference was set to 100). The smaller the index value, the smaller the noise.
ロードノイズの測定法： 荒れた舗装路を一定の速度（50Km/hour）で走行した
時の車内音を、聴感補正回路を組み込んだ騒音計で測定
し、音圧レベル［dB（Ａ）］を得るようにし、これを測
定値とする。Road noise measurement method: Measure the sound inside the vehicle when traveling on a rough pavement at a constant speed (50 km / hour) using a sound level meter with a built-in auditory sense correction circuit, and measure the sound pressure level [dB (A)]. And use this as the measured value.
上表中、＊１の老化防止剤としては、アンチゲン6C
（住友化学製のＮ−フェニル−Ｎ−（1,3−ジメチルブ
チル）−ｐ−フェニレンジアミン）を使用した。 In the above table, * 1 as an anti-aging agent
(N-phenyl-N- (1,3-dimethylbutyl) -p-phenylenediamine manufactured by Sumitomo Chemical) was used.
本発明は、タイヤのトレッドの弾性率を低下させるこ
とによりロードノイズを低減することができるという知
見を実証するとともに、ゴム、特にトレットゴムの弾性
率を低下させるための最も実際的手段である、カーボン
ブラックの配合量の低減がゴムの押出加工性を失わせる
ため、適用できないという問題を解消したもので、本発
明によって、トレッドを形成するゴム組成の変更だけ
で、ラジアルタイヤはもちろん、バイアスタイヤ等他の
タイヤに対しても、ロードノイズを有効に低減させるこ
とができる。The present invention demonstrates the finding that the road noise can be reduced by reducing the elasticity of the tread of the tire, and the most practical means for reducing the elasticity of rubber, particularly the tret rubber, is carbon. The present invention solves the problem that the reduction of the black compounding amount causes the rubber to lose its extrusion processability, so that it cannot be applied. According to the present invention, only the rubber composition for forming the tread can be changed, and not only the radial tire but also the bias tire can be used. Road noise can also be effectively reduced for other tires.
第１図は、本発明の代表的実施例を示すタイヤの半断面
図、第２図は本発明タイヤのトレッドキャップゴムに分
散される低硬度ゴム粒子の割合とタイヤの車内音（指
数）との関係示す図である。FIG. 1 is a half sectional view of a tire showing a typical embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a ratio of low hardness rubber particles dispersed in a tread cap rubber of the tire of the present invention and a vehicle interior sound (index). FIG.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60C 11/00 B60C 1/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) B60C 11/00 B60C 1/00
Claims (3)
カーボンブラックを含有するゴム組成物で複数層からな
るトレッドキャップを構成し、該複数層のうちトレッド
内部に位置するゴム層に、原料ゴム100重量部当たり０
〜20重量部のカーボンブラックを含有する平均粒径が10
0〜1000μｍで、かつ前記トレッドキャップよりも硬度
が低い低硬度ゴム粒子を、トレッドキャップ全体に対す
る体積分率で３〜20％の割合で均一分散させたことを特
徴とする空気入りタイヤ。A rubber composition containing 40 to 100 parts by weight of carbon black per 100 parts by weight of a raw rubber constitutes a tread cap composed of a plurality of layers, and a rubber layer positioned inside the tread among the plurality of layers is provided with: 0 per 100 parts by weight of raw rubber
Average particle size containing ~ 20 parts by weight of carbon black is 10
A pneumatic tire, wherein low-hardness rubber particles having a hardness of 0 to 1000 μm and a lower hardness than the tread cap are uniformly dispersed at a volume fraction of 3 to 20% with respect to the entire tread cap.
物の硬度をJIS−Ａ硬度で55〜70の範囲にすると共に、
前記低硬度ゴム粒子の硬度をJIS−Ａ硬度で20〜45の範
囲にし、かつ両者の硬度の差を10〜50にしたことを特徴
とする請求項１記載の空気入りタイヤ。2. The rubber composition constituting the tread cap has a hardness of 55 to 70 in JIS-A hardness.
2. The pneumatic tire according to claim 1, wherein the hardness of the low-hardness rubber particles is in the range of 20 to 45 in JIS-A hardness, and the difference between the two hardnesses is 10 to 50.
カーボンブラックを含有する未加硫ゴム組成物で複数層
のトレッドキャップを成形するに当たり、該複数層のう
ちトレッド内部のゴム層中に、原料ゴム100重量部当た
り０〜20重量部のカーボンブラックを含有する平均粒径
100〜1000μｍの予め加硫された低硬度ゴム粒子を均一
に分散させると共に、該低硬度ゴム粒子の硬度を加硫後
の前記トレッドキャップよりも低くすることを特徴とす
る空気入りタイヤの製造法。3. When forming a plurality of layers of a tread cap with an unvulcanized rubber composition containing 40 to 100 parts by weight of carbon black per 100 parts by weight of raw rubber, the rubber layer inside the tread of the plurality of layers is formed. In addition, the average particle size containing 0 to 20 parts by weight of carbon black per 100 parts by weight of raw rubber
A method for manufacturing a pneumatic tire, comprising uniformly dispersing pre-vulcanized low-hardness rubber particles of 100 to 1000 μm and lowering the hardness of the low-hardness rubber particles to be lower than that of the tread cap after vulcanization. .
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