JP3542049B2 - 重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、重荷重用空気入りタイヤに関し、詳しくは、湿潤路面での操縦性およびブレーキ性能（以下「ウエット性能」と称する）および耐摩耗性を損なうことなく低燃費化を実現した重荷重用空気入タイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤの低燃費化を追求する技術として、従来はトレッドゴムに配合するカーボンブラックのストラクチャーを高連鎖にしつつ、カーボンブラックの粒子径を低級化することで、トレッドゴムの内部ロスエネルギーを低下させる（以下「低ロス化」と略記する）と同時に、補強性を確保して耐摩耗性の悪化をできるだけ抑えるような手法を採ることが一般的とされてきた。
【０００３】
また、ジエン系ポリマーの中では、シス構造の含有率が高いブタジエンゴム（以下「ＢＲ」と略記する）が低ロス化と耐摩耗性の両立に最も適しており、よって、かかる両立を図るためには上記ブタジエンゴムを用いるのが好ましいということが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、低ロス化と耐摩耗性の両立を図るために上記の従来手法を採用して、高ストラクチャーカーボンブラックとブタジエンゴムをトレッドゴムに配合することは、タイヤの湿潤路面での摩擦力を低下させることになり、その結果ウエット性能を著しく損なうことになる。
【０００５】
そこで本発明の目的は、ウエット性能および耐摩耗性を損なうことなく低燃費化を実現し得る重荷重用空気入タイヤを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、天然ゴム（以下「ＮＲ」と略記する）とＢＲとを所定の比率で配合したゴム成分に対し、特定の高ストラクチャーカーボンブラックを所定量配合すると同時に、ＳｉＯ２ を所定量配合することにより、上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の重荷重用空気入りタイヤは、天然ゴム９０〜５０重量部とブタジエンゴム１０〜５０重量部とからなるゴム成分１００重量部に対して、８０ｍ２ ／ｇ以上の窒素吸着比表面積（Ｎ２ ＳＡ）および１３０ｍｌ／１００ｇ以上のジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）を有するカーボンブラック４０〜６０重量部と、ＳｉＯ２ ２〜１０重量部とを配合してなるゴム組成物をトレッドゴムとして使用したことを特徴とするものである。
【０００８】
この重荷重用空気入りタイヤは、平均接地圧が４ｋｇ／ｃｍ２ 以上の重荷重域で使用されるものである。
【０００９】
ここで、上記窒素吸着比表面積（Ｎ２ ＳＡ）は、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８４Ｂ法に従い測定した値であり、また上記ジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）は、ＪＩＳ Ｋ６２２１−１９８２ Ａ法に従い測定した値である。
【００１０】
本発明の重荷重用空気入りタイヤのトレッドゴムには、この他通常使用されている配合剤、例えば加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、酸化防止剤、充填剤等を通常使用される分量で適宜配合することができるのは勿論のことである。
【００１１】
【作用】
トレッドゴムに配合されるカーボンブラックの高ストラクチャー化は、ポリマーとの混練時の剪断力を大きくするためにカーボンブラック自体の分散度が改良され、結果としてトレッドゴムの内部ロスエネルギーの小さい配合物が得られるとともに、長連鎖構造により補強性も増し、耐摩耗性も向上する。しかし、湿潤路面におけるタイヤの摩擦係数はトレッドゴムの内部ロスエネルギーが高い程向上するので、低ロス化とウエット性能とは原理的には背反することになる。
【００１２】
一方、ＢＲは、配合ゴム系のガラス転移点Ｔｇを下げることで低ロス化して摩擦係数を下げ、これにより耐摩耗性を高める効果を有しているので、高ストラクチャーのカーボンブラックと同様に、原理的にＢＲの配合はウエット性能とは両立しない。
【００１３】
そこで本発明においては、高ストラクチャーカーボンブラックおよびＢＲの所定量の配合に加え、比較的大きな歪み領域で内部ロスエネルギーを発生させるＳｉＯ２ を配合することにより、低歪み領域での内部ロスエネルギーが支配的とされる低転転り抵抗性を損なうことなく湿潤路面でのタイヤの摩擦抵抗を向上させることができるのではとの考えの下に、これを所定量配合したところ、実際に良好な耐摩耗性、低転がり抵抗性を維持したままウエット性能を著しく向上させることができた。
【００１４】
すなわち、本発明においては、トレッドゴムのゴム成分１００重量部としては、ＮＲが９０〜５０重量部で、ＢＲが１０〜５０重量部である。ＢＲが１０重量部未満では耐摩耗性と低ロス化の両立を図ることは殆ど不可能である。一方、ＢＲが５０重量部を超えると高温での抗破壊性が著しく低下し、特に、重荷重領域では外観上、使用に耐え得ない。
【００１５】
また、トレッドゴムに配合するカーボンブラックを、窒素吸着比表面積（Ｎ２ ＳＡ）が８０ｍ２ ／ｇ以上の、グレードとしてはＨＡＦ級以上のカーボンブラックとしたのは、これよりも低いと耐カット性および耐摩耗性において重荷重用タイヤとしての使用に耐え得ないからである。一方、ジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）が１３０ｍｌ／１００ｇ未満のカーボンブラックを使用しても、低ロス化の効果があまり大きくないだけでなく、カーボンブラックとしての補強性が小さいために耐摩耗性が十分得られなくなる。
【００１６】
かかるカーボンブラックの配合量は、耐摩耗性と低発熱性との両立という観点から、ゴム成分１００重量部に対して４０〜６０重量部の範囲内であることを要する。
【００１７】
ＳｉＯ２ の配合量については、２重量部より少ないとウエット性能に効果発揮し難く、一方１０重量部をよりも多いと耐摩耗性に著しく劣ることになる。
【００１８】
なお、本発明の空気入りタイヤの平均接地圧が４ｋｇ／ｃｍ２ 未満であると、タイヤの摩擦力が小さ過ぎるために十分な効果が得られず、よって本発明のタイヤは平均接地圧が４ｋｇ／ｃｍ２ 以上の重荷重用であることを要する。
【００１９】
【実施例】
次に本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
下記の表１に示す配合処方（重量部）にて各種ゴム組成物を調製した。また、得られた各種ゴム組成物をトレッドゴムとして使用して、平均接地圧が８ｋｇ／ｃｍ２で使用されるサイズＴＢＲ１１Ｒ２２．５のタイヤを試作した。得られたタイヤについて、下記の各試験を実施した。
【００２０】
（１）耐摩耗性
上記試作タイヤを実車に装着し、約８万ｋｍ走行後、トレッドゴムのパターンの残溝深さから耐摩耗性を評価した。本実施例では下記の表１の比較例１の値を１００として指数表示した。数値が大きいほど結果が良好である。
【００２１】
（２）低転がり抵抗性
８０ｋｍ／時の走行時のタイヤ接地面に発生する進行方向に対する抵抗を測定し、比較例１の値を１００として指数表示した。数値が大きいほど結果が良好である。
【００２２】
（３）ウエット性能
湿潤路面上を横滑り限界速度Ｖで旋回したときの横方向加速度Ｇを式Ｇ＝Ｖ２／（Ｇ・Ｒ）（式中、Ｇは重力加速度：９．８ｍ／ｓｅｃ２、Ｒは旋回半径を表す）により算出し、比較例１の値を１００として指数表示した。数値が大きいほど結果が良好である。
【００２３】
（４）耐カット性
供試タイヤの単位トレッド面積当たりの外傷（異物によるカットおよび大入力時の引き裂き傷）の数を外観より調べ、比較例１の値を１００として指数表示した。数値が大きいほど結果が良好である。
得られた結果を下記の表１に示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の重荷重用空気入りタイヤにおいては、ＮＲとＢＲとを所定の比率で配合したゴム成分に対し、特定のカーボンブラックを所定量配合すると同時に、ＳｉＯ２ を所定量配合したことにより、ウエット性能および耐摩耗性を損なうことなく大幅な低燃費化を実現することができた。
加えて、抗破壊性も向上するため、従来の低燃費タイヤにおいて懸念されていた比較的悪路での使用にも耐え、タイヤ寿命の向上、ひいては省資源化にも貢献することができる。
【産業上の利用分野】
本発明は、重荷重用空気入りタイヤに関し、詳しくは、湿潤路面での操縦性およびブレーキ性能（以下「ウエット性能」と称する）および耐摩耗性を損なうことなく低燃費化を実現した重荷重用空気入タイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤの低燃費化を追求する技術として、従来はトレッドゴムに配合するカーボンブラックのストラクチャーを高連鎖にしつつ、カーボンブラックの粒子径を低級化することで、トレッドゴムの内部ロスエネルギーを低下させる（以下「低ロス化」と略記する）と同時に、補強性を確保して耐摩耗性の悪化をできるだけ抑えるような手法を採ることが一般的とされてきた。
【０００３】
また、ジエン系ポリマーの中では、シス構造の含有率が高いブタジエンゴム（以下「ＢＲ」と略記する）が低ロス化と耐摩耗性の両立に最も適しており、よって、かかる両立を図るためには上記ブタジエンゴムを用いるのが好ましいということが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、低ロス化と耐摩耗性の両立を図るために上記の従来手法を採用して、高ストラクチャーカーボンブラックとブタジエンゴムをトレッドゴムに配合することは、タイヤの湿潤路面での摩擦力を低下させることになり、その結果ウエット性能を著しく損なうことになる。
【０００５】
そこで本発明の目的は、ウエット性能および耐摩耗性を損なうことなく低燃費化を実現し得る重荷重用空気入タイヤを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、天然ゴム（以下「ＮＲ」と略記する）とＢＲとを所定の比率で配合したゴム成分に対し、特定の高ストラクチャーカーボンブラックを所定量配合すると同時に、ＳｉＯ２ を所定量配合することにより、上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の重荷重用空気入りタイヤは、天然ゴム９０〜５０重量部とブタジエンゴム１０〜５０重量部とからなるゴム成分１００重量部に対して、８０ｍ２ ／ｇ以上の窒素吸着比表面積（Ｎ２ ＳＡ）および１３０ｍｌ／１００ｇ以上のジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）を有するカーボンブラック４０〜６０重量部と、ＳｉＯ２ ２〜１０重量部とを配合してなるゴム組成物をトレッドゴムとして使用したことを特徴とするものである。
【０００８】
この重荷重用空気入りタイヤは、平均接地圧が４ｋｇ／ｃｍ２ 以上の重荷重域で使用されるものである。
【０００９】
ここで、上記窒素吸着比表面積（Ｎ２ ＳＡ）は、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−８４Ｂ法に従い測定した値であり、また上記ジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）は、ＪＩＳ Ｋ６２２１−１９８２ Ａ法に従い測定した値である。
【００１０】
本発明の重荷重用空気入りタイヤのトレッドゴムには、この他通常使用されている配合剤、例えば加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、酸化防止剤、充填剤等を通常使用される分量で適宜配合することができるのは勿論のことである。
【００１１】
【作用】
トレッドゴムに配合されるカーボンブラックの高ストラクチャー化は、ポリマーとの混練時の剪断力を大きくするためにカーボンブラック自体の分散度が改良され、結果としてトレッドゴムの内部ロスエネルギーの小さい配合物が得られるとともに、長連鎖構造により補強性も増し、耐摩耗性も向上する。しかし、湿潤路面におけるタイヤの摩擦係数はトレッドゴムの内部ロスエネルギーが高い程向上するので、低ロス化とウエット性能とは原理的には背反することになる。
【００１２】
一方、ＢＲは、配合ゴム系のガラス転移点Ｔｇを下げることで低ロス化して摩擦係数を下げ、これにより耐摩耗性を高める効果を有しているので、高ストラクチャーのカーボンブラックと同様に、原理的にＢＲの配合はウエット性能とは両立しない。
【００１３】
そこで本発明においては、高ストラクチャーカーボンブラックおよびＢＲの所定量の配合に加え、比較的大きな歪み領域で内部ロスエネルギーを発生させるＳｉＯ２ を配合することにより、低歪み領域での内部ロスエネルギーが支配的とされる低転転り抵抗性を損なうことなく湿潤路面でのタイヤの摩擦抵抗を向上させることができるのではとの考えの下に、これを所定量配合したところ、実際に良好な耐摩耗性、低転がり抵抗性を維持したままウエット性能を著しく向上させることができた。
【００１４】
すなわち、本発明においては、トレッドゴムのゴム成分１００重量部としては、ＮＲが９０〜５０重量部で、ＢＲが１０〜５０重量部である。ＢＲが１０重量部未満では耐摩耗性と低ロス化の両立を図ることは殆ど不可能である。一方、ＢＲが５０重量部を超えると高温での抗破壊性が著しく低下し、特に、重荷重領域では外観上、使用に耐え得ない。
【００１５】
また、トレッドゴムに配合するカーボンブラックを、窒素吸着比表面積（Ｎ２ ＳＡ）が８０ｍ２ ／ｇ以上の、グレードとしてはＨＡＦ級以上のカーボンブラックとしたのは、これよりも低いと耐カット性および耐摩耗性において重荷重用タイヤとしての使用に耐え得ないからである。一方、ジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）が１３０ｍｌ／１００ｇ未満のカーボンブラックを使用しても、低ロス化の効果があまり大きくないだけでなく、カーボンブラックとしての補強性が小さいために耐摩耗性が十分得られなくなる。
【００１６】
かかるカーボンブラックの配合量は、耐摩耗性と低発熱性との両立という観点から、ゴム成分１００重量部に対して４０〜６０重量部の範囲内であることを要する。
【００１７】
ＳｉＯ２ の配合量については、２重量部より少ないとウエット性能に効果発揮し難く、一方１０重量部をよりも多いと耐摩耗性に著しく劣ることになる。
【００１８】
なお、本発明の空気入りタイヤの平均接地圧が４ｋｇ／ｃｍ２ 未満であると、タイヤの摩擦力が小さ過ぎるために十分な効果が得られず、よって本発明のタイヤは平均接地圧が４ｋｇ／ｃｍ２ 以上の重荷重用であることを要する。
【００１９】
【実施例】
次に本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
下記の表１に示す配合処方（重量部）にて各種ゴム組成物を調製した。また、得られた各種ゴム組成物をトレッドゴムとして使用して、平均接地圧が８ｋｇ／ｃｍ２で使用されるサイズＴＢＲ１１Ｒ２２．５のタイヤを試作した。得られたタイヤについて、下記の各試験を実施した。
【００２０】
（１）耐摩耗性
上記試作タイヤを実車に装着し、約８万ｋｍ走行後、トレッドゴムのパターンの残溝深さから耐摩耗性を評価した。本実施例では下記の表１の比較例１の値を１００として指数表示した。数値が大きいほど結果が良好である。
【００２１】
（２）低転がり抵抗性
８０ｋｍ／時の走行時のタイヤ接地面に発生する進行方向に対する抵抗を測定し、比較例１の値を１００として指数表示した。数値が大きいほど結果が良好である。
【００２２】
（３）ウエット性能
湿潤路面上を横滑り限界速度Ｖで旋回したときの横方向加速度Ｇを式Ｇ＝Ｖ２／（Ｇ・Ｒ）（式中、Ｇは重力加速度：９．８ｍ／ｓｅｃ２、Ｒは旋回半径を表す）により算出し、比較例１の値を１００として指数表示した。数値が大きいほど結果が良好である。
【００２３】
（４）耐カット性
供試タイヤの単位トレッド面積当たりの外傷（異物によるカットおよび大入力時の引き裂き傷）の数を外観より調べ、比較例１の値を１００として指数表示した。数値が大きいほど結果が良好である。
得られた結果を下記の表１に示す。
【００２４】
【表１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の重荷重用空気入りタイヤにおいては、ＮＲとＢＲとを所定の比率で配合したゴム成分に対し、特定のカーボンブラックを所定量配合すると同時に、ＳｉＯ２ を所定量配合したことにより、ウエット性能および耐摩耗性を損なうことなく大幅な低燃費化を実現することができた。
加えて、抗破壊性も向上するため、従来の低燃費タイヤにおいて懸念されていた比較的悪路での使用にも耐え、タイヤ寿命の向上、ひいては省資源化にも貢献することができる。
Claims (2)
- 天然ゴム９０〜５０重量部とブタジエンゴム１０〜５０重量部とからなるゴム成分１００重量部に対して、８０ｍ２ ／ｇ以上の窒素吸着比表面積（Ｎ２ ＳＡ）および１３０ｍｌ／１００ｇ以上のジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）を有するカーボンブラック４０〜６０重量部と、ＳｉＯ２ ２〜１０重量部とを配合してなるゴム組成物をトレッドゴムとして使用したことを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
- 平均接地圧が４ｋｇ／ｃｍ２ 以上の重荷重域で使用される請求項１記載の重荷重用空気入りタイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33511494A JP3542049B2 (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | 重荷重用空気入りタイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33511494A JP3542049B2 (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | 重荷重用空気入りタイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08175102A JPH08175102A (ja) | 1996-07-09 |
| JP3542049B2 true JP3542049B2 (ja) | 2004-07-14 |
Family
ID=18284932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33511494A Expired - Lifetime JP3542049B2 (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | 重荷重用空気入りタイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3542049B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69835841T2 (de) * | 1997-04-02 | 2007-01-04 | Otsuka Chemical Holdings Co., Ltd. | Hydrazonderivate |
| JP5398345B2 (ja) * | 2009-05-18 | 2014-01-29 | 株式会社ブリヂストン | 重荷重用空気入りタイヤ |
-
1994
- 1994-12-21 JP JP33511494A patent/JP3542049B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08175102A (ja) | 1996-07-09 |
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