JP4672216B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤに関し、とりわけ、ビードエイペックスが加工性に優れ、かつ、高硬度であり、優れた耐久性能および操縦安定性能を有する空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビードエイペックス用ゴム組成物は、タイヤの耐久性能や操縦安定性能のため、通常高硬度のゴム配合が望まれる。高硬度のゴム配合を達成するには、一般的には、補強剤を多く充填したり、熱硬化性樹脂を使用することが必要である。これらの方法によってもビード部分の補強性が不足するときは、ビードエイペックスの近接部にスチールや有機繊維コードからなる補強フィラーを挿入することもある。
【０００３】
補強剤を多く充填する方法では、通常、補強性の高い粒径の比較的小さい補強剤を多く充填するが、ゴム組成物の配合粘度が上がり、組成物の混練りや成形加工性が低下するため、限りがある。また、熱硬化性樹脂を使用する方法では、ゴム組成物の硬度をあげることはできるが、配合価格が上昇したり、製品の耐久性能が劣るため、増量にも限りがある。
【０００４】
特許第２７３５４７１号公報には、前記問題点を解決すべく短繊維の配合を検討しているが、表面積の大きい（粒子径の小さい）カーボンブラックを使用しているため、加工性が低く、まだ充分ではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ビードエイペックスが加工性に優れ、かつ、高硬度であり、優れた耐久性能および操縦安定性能を有する空気入り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】
すなわち、本発明は、ビードエイペックスが、ゴム成分１００重量部に対して、無機短繊維５〜１００重量部、および、チッ素吸着比表面積が６０ｍ2／ｇ以下のカーボンブラック３０〜１００重量部を配合したゴム組成物からなる空気入りタイヤに関する。
【０００７】
前記無機短繊維はガラス短繊維であることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の空気入りタイヤは、ビードエイペックスが、ゴム成分に無機短繊維および補強剤としてカーボンブラックを配合したゴム組成物からなる。
【０００９】
ゴム成分としては、とくに制限はなく、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）などのジエン系ゴムなどの汎用のゴムを用いることができる。
【００１０】
無機短繊維としては、ガラス繊維、アルミウィスカーなどの無機短繊維が使用できる。なかでも、ゴム硬度を高める点やコストが安い点で、ガラス繊維が望ましい。
【００１１】
無機短繊維の平均繊維径は、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下、とくには３０μｍ以下である。１００μｍをこえると加工性が低下する傾向がある。
【００１２】
無機短繊維の配合量は、前記ゴム成分１００重量部に対して、５〜１００重量部である。好ましくは、上限で９０重量部、とくには８０重量部、下限で１０重量部、とくには２０重量部である。無機短繊維の配合量が５重量部未満では無機短繊維を配合した効果がなく、１００重量部をこえて配合すると加工性が低下する。
【００１３】
ビードエイペックス中の無機短繊維の配合方向は、タイヤ周方向を基準にして０°〜１８０°のいずれの角度でもよく、また、異なった角度を重ねることも可能である。
【００１４】
カーボンブラックとしては、ゴム用に汎用であるファーネスブラックを使用することが望ましい。なかでもチッ素吸着比表面積が６０ｍ2／ｇ以下、好ましくは５０ｍ2／ｇ以下のカーボンブラックを使用することが、未加硫ゴムの粘度が高くなりすぎず、加工性がよいことから望ましい。また、カーボンブラックのゴムに対する補強性や組成物の耐久性能の点で、チッ素吸着比面積は２５ｍ2／ｇ以上であることが好ましい。具体的には、Ｎ５５０、Ｎ６６０などが用いられる。
【００１５】
カーボンブラックの配合量は、前記ゴム成分１００重量部に対して、３０〜１００重量部である。好ましくは、上限で９５重量部、下限で３５重量部である。
カーボンブラックの配合量が３０重量部未満ではゴム組成物の補強効果が小さくゴムの硬度が低くなり、１００重量部をこえると未加硫ゴムの粘度が高くなりすぎてゴム組成物の加工性が低くなる。
【００１６】
また、前記ゴム組成物には、一般的にゴム製品に使用されているプロセスオイル、老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、粘着樹脂、硬化性樹脂などの添加剤や、硫黄、加硫促進剤などの加硫剤を、とくに制限がなく配合することができる。
【００１７】
前記硬化性樹脂としては、たとえば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂などがあげられる。なかでも安価で、耐熱性、耐水性が優れている点で、フェノール樹脂が好ましい。
【００１８】
硬化性樹脂を配合する場合、配合量は、前記ゴム成分１００重量部に対して０．１〜１５重量部であることが好ましい。より好ましくは、配合量は、上限で１０重量部、下限で０．１重量部である。硬化性樹脂の配合量が０．１重量部未満では樹脂を配合する効果がなく、ゴムの硬度が高くならない傾向があり、１５重量部をこえると硬度が高くなりすぎ、ゴムの耐屈曲性、耐疲労性が劣る傾向がある。
【００１９】
本発明の空気入りタイヤでは、ビードエイペックスが前記ゴム組成物からなるので、高硬度で操縦安定性能の高い、加工性が安定した製品の製造が可能である。また、ビードエイペックスの体積を減らすことができ、総じて重量が軽く、転がり抵抗の低い低燃費のタイヤの製造が可能となる。
【００２０】
【実施例】
つぎに、本発明を実施例に基づいてさらに詳しく説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００２１】
実施例および比較例で使用した原料を以下にまとめて示す。
ＮＲ：一般的なＲＳＳ＃３クレード
ＳＢＲ：住友化学工業（株）製のＳＢＲ１５０２
カーボンブラックＮ３３０：東海カーボン（株）製のシーストＮ（チッ素吸着比表面積７４ｍ2／ｇ）
カーボンブラックＮ５５０：東海カーボン（株）製のシーストＳＯ（チッ素吸着比表面積４２ｍ2／ｇ）
アロマオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＰＳ３２
ステアリン酸：日本油脂（株）製の桐
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
硫黄：日本乾留工業（株）製のセイミサルファー
加硫促進剤ＮＳ：大内新興化学工業（株）製ノクセラーＮＳ
加硫促進剤ＨＭＴ：大内新興化学工業（株）製ノクセラーＨ
硬化性樹脂：住友デュレツ（株）製のスミライトレジンＰＲ１２６８６（変性フェノール樹脂混合物）
ガラス繊維：日本板硝子（株）製（平均繊維径１１μｍ、カット長さ３ｍｍ）
【００２２】
実施例１〜５および比較例１〜２
＜製造方法＞
加硫促進剤ＨＭＴを除く表１の配合と、天然ゴム７０重量部、ＳＢＲ３０重量部、ステアリン酸２重量部、酸化亜鉛５重量部、アロマオイル５重量部とを、バンバリーミキサーにより約１５０℃で５〜１０分間混練した。得られた混練物に、硫黄２重量部、加硫促進剤ＮＳ２重量部、加硫促進剤ＨＭＴ表１の記載量を加えて、２軸オープンロールにより８０℃で５〜７分間練り込み、ゴム組成物を得た。
【００２３】
この組成物をビードエイペックス形状に成形し、常法により通常のビードエイペックスと同様に使用して１７５／６５Ｒ１４サイズのタイヤを製造した。なお、実施例４〜５および比較例２では、通常のビードエイペックスより厚さを１０％薄くしたビードエイペックスを成形し、タイヤを製造した。
【００２４】
得られたゴム組成物および製造したタイヤについて、以下の試験を実施した。
【００２５】
＜試験方法＞
加工性（ムーニー粘度）
ＪＩＳ６３００に準じて、１３０℃で未加硫のゴム組成物のムーニー粘度ＭＬ1+4を測定した。ＭＬ1+4を、比較例１の場合を１００（基準）として指数で示した。指数が大きいほど、ムーニー粘度が低く、加工性がよいことを示す。
【００２６】
操縦安定性能
製造した１７５／６５Ｒ１４のタイヤについて、住友ゴム工業（株）岡山テストコースにおいて、テストドライバーによる官能試験を実施した。とくにグリップ性能とハンドル応答性能を、比較例１の場合を６点（基準）として相対評価した。点数が高いほど、操縦安定性能が良好であることを示す。
【００２７】
転がり抵抗
（株）神戸製鋼所製の試験機を用い、荷重３０Ｎ、タイヤの内圧２００ｋＰａ、速度８０ｋｍ／時間で走行させて、転がり抵抗を測定した。測定値を、比較例１の場合を１００（基準）として指数で示した。指数が大きいほど、転がり抵抗が小さく、低燃費性能が良好なことを示す。
【００２８】
＜試験結果＞
結果を表１に示す。
【００２９】
ガラス短繊維とカーボンブラックＮ５５０を配合した実施例１では、ガラス短繊維を配合せず、カーボンブラックＮ３３０を配合した比較例１に比べて、加工性と操縦安定性能に優れていた。
【００３０】
また、実施例２は、実施例１の硬化性樹脂を減量した例であるが、なお、比較例１に対して優位性を保つことができた。
【００３１】
実施例４では、ビードエイペックスを減量したが、比較例１に対してバランスよく優位性を保つことができた。
【００３２】
比較例１の配合のままビードエイペックスを減量すると明らかに性能が落ちることが予想されるので、比較例２では、カーボンブラック量を増量して硬度をあげた配合でビードエイペックスを減量したが、加工性がわるかった。一方、実施例５ではカーボンブラックを増量しても、性能のバランスを保つことができた。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、ビードエイペックスが加工性に優れ、かつ、高硬度であり、優れた耐久性能および操縦安定性能を有する空気入りタイヤを提供することができる。また、ビードエイペックスの厚さを薄くしても性能の低下がなく、タイヤを減量して低燃費化を図ることができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤに関し、とりわけ、ビードエイペックスが加工性に優れ、かつ、高硬度であり、優れた耐久性能および操縦安定性能を有する空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビードエイペックス用ゴム組成物は、タイヤの耐久性能や操縦安定性能のため、通常高硬度のゴム配合が望まれる。高硬度のゴム配合を達成するには、一般的には、補強剤を多く充填したり、熱硬化性樹脂を使用することが必要である。これらの方法によってもビード部分の補強性が不足するときは、ビードエイペックスの近接部にスチールや有機繊維コードからなる補強フィラーを挿入することもある。
【０００３】
補強剤を多く充填する方法では、通常、補強性の高い粒径の比較的小さい補強剤を多く充填するが、ゴム組成物の配合粘度が上がり、組成物の混練りや成形加工性が低下するため、限りがある。また、熱硬化性樹脂を使用する方法では、ゴム組成物の硬度をあげることはできるが、配合価格が上昇したり、製品の耐久性能が劣るため、増量にも限りがある。
【０００４】
特許第２７３５４７１号公報には、前記問題点を解決すべく短繊維の配合を検討しているが、表面積の大きい（粒子径の小さい）カーボンブラックを使用しているため、加工性が低く、まだ充分ではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ビードエイペックスが加工性に優れ、かつ、高硬度であり、優れた耐久性能および操縦安定性能を有する空気入り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】
すなわち、本発明は、ビードエイペックスが、ゴム成分１００重量部に対して、無機短繊維５〜１００重量部、および、チッ素吸着比表面積が６０ｍ2／ｇ以下のカーボンブラック３０〜１００重量部を配合したゴム組成物からなる空気入りタイヤに関する。
【０００７】
前記無機短繊維はガラス短繊維であることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の空気入りタイヤは、ビードエイペックスが、ゴム成分に無機短繊維および補強剤としてカーボンブラックを配合したゴム組成物からなる。
【０００９】
ゴム成分としては、とくに制限はなく、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）などのジエン系ゴムなどの汎用のゴムを用いることができる。
【００１０】
無機短繊維としては、ガラス繊維、アルミウィスカーなどの無機短繊維が使用できる。なかでも、ゴム硬度を高める点やコストが安い点で、ガラス繊維が望ましい。
【００１１】
無機短繊維の平均繊維径は、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下、とくには３０μｍ以下である。１００μｍをこえると加工性が低下する傾向がある。
【００１２】
無機短繊維の配合量は、前記ゴム成分１００重量部に対して、５〜１００重量部である。好ましくは、上限で９０重量部、とくには８０重量部、下限で１０重量部、とくには２０重量部である。無機短繊維の配合量が５重量部未満では無機短繊維を配合した効果がなく、１００重量部をこえて配合すると加工性が低下する。
【００１３】
ビードエイペックス中の無機短繊維の配合方向は、タイヤ周方向を基準にして０°〜１８０°のいずれの角度でもよく、また、異なった角度を重ねることも可能である。
【００１４】
カーボンブラックとしては、ゴム用に汎用であるファーネスブラックを使用することが望ましい。なかでもチッ素吸着比表面積が６０ｍ2／ｇ以下、好ましくは５０ｍ2／ｇ以下のカーボンブラックを使用することが、未加硫ゴムの粘度が高くなりすぎず、加工性がよいことから望ましい。また、カーボンブラックのゴムに対する補強性や組成物の耐久性能の点で、チッ素吸着比面積は２５ｍ2／ｇ以上であることが好ましい。具体的には、Ｎ５５０、Ｎ６６０などが用いられる。
【００１５】
カーボンブラックの配合量は、前記ゴム成分１００重量部に対して、３０〜１００重量部である。好ましくは、上限で９５重量部、下限で３５重量部である。
カーボンブラックの配合量が３０重量部未満ではゴム組成物の補強効果が小さくゴムの硬度が低くなり、１００重量部をこえると未加硫ゴムの粘度が高くなりすぎてゴム組成物の加工性が低くなる。
【００１６】
また、前記ゴム組成物には、一般的にゴム製品に使用されているプロセスオイル、老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、粘着樹脂、硬化性樹脂などの添加剤や、硫黄、加硫促進剤などの加硫剤を、とくに制限がなく配合することができる。
【００１７】
前記硬化性樹脂としては、たとえば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂などがあげられる。なかでも安価で、耐熱性、耐水性が優れている点で、フェノール樹脂が好ましい。
【００１８】
硬化性樹脂を配合する場合、配合量は、前記ゴム成分１００重量部に対して０．１〜１５重量部であることが好ましい。より好ましくは、配合量は、上限で１０重量部、下限で０．１重量部である。硬化性樹脂の配合量が０．１重量部未満では樹脂を配合する効果がなく、ゴムの硬度が高くならない傾向があり、１５重量部をこえると硬度が高くなりすぎ、ゴムの耐屈曲性、耐疲労性が劣る傾向がある。
【００１９】
本発明の空気入りタイヤでは、ビードエイペックスが前記ゴム組成物からなるので、高硬度で操縦安定性能の高い、加工性が安定した製品の製造が可能である。また、ビードエイペックスの体積を減らすことができ、総じて重量が軽く、転がり抵抗の低い低燃費のタイヤの製造が可能となる。
【００２０】
【実施例】
つぎに、本発明を実施例に基づいてさらに詳しく説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００２１】
実施例および比較例で使用した原料を以下にまとめて示す。
ＮＲ：一般的なＲＳＳ＃３クレード
ＳＢＲ：住友化学工業（株）製のＳＢＲ１５０２
カーボンブラックＮ３３０：東海カーボン（株）製のシーストＮ（チッ素吸着比表面積７４ｍ2／ｇ）
カーボンブラックＮ５５０：東海カーボン（株）製のシーストＳＯ（チッ素吸着比表面積４２ｍ2／ｇ）
アロマオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＰＳ３２
ステアリン酸：日本油脂（株）製の桐
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
硫黄：日本乾留工業（株）製のセイミサルファー
加硫促進剤ＮＳ：大内新興化学工業（株）製ノクセラーＮＳ
加硫促進剤ＨＭＴ：大内新興化学工業（株）製ノクセラーＨ
硬化性樹脂：住友デュレツ（株）製のスミライトレジンＰＲ１２６８６（変性フェノール樹脂混合物）
ガラス繊維：日本板硝子（株）製（平均繊維径１１μｍ、カット長さ３ｍｍ）
【００２２】
実施例１〜５および比較例１〜２
＜製造方法＞
加硫促進剤ＨＭＴを除く表１の配合と、天然ゴム７０重量部、ＳＢＲ３０重量部、ステアリン酸２重量部、酸化亜鉛５重量部、アロマオイル５重量部とを、バンバリーミキサーにより約１５０℃で５〜１０分間混練した。得られた混練物に、硫黄２重量部、加硫促進剤ＮＳ２重量部、加硫促進剤ＨＭＴ表１の記載量を加えて、２軸オープンロールにより８０℃で５〜７分間練り込み、ゴム組成物を得た。
【００２３】
この組成物をビードエイペックス形状に成形し、常法により通常のビードエイペックスと同様に使用して１７５／６５Ｒ１４サイズのタイヤを製造した。なお、実施例４〜５および比較例２では、通常のビードエイペックスより厚さを１０％薄くしたビードエイペックスを成形し、タイヤを製造した。
【００２４】
得られたゴム組成物および製造したタイヤについて、以下の試験を実施した。
【００２５】
＜試験方法＞
加工性（ムーニー粘度）
ＪＩＳ６３００に準じて、１３０℃で未加硫のゴム組成物のムーニー粘度ＭＬ1+4を測定した。ＭＬ1+4を、比較例１の場合を１００（基準）として指数で示した。指数が大きいほど、ムーニー粘度が低く、加工性がよいことを示す。
【００２６】
操縦安定性能
製造した１７５／６５Ｒ１４のタイヤについて、住友ゴム工業（株）岡山テストコースにおいて、テストドライバーによる官能試験を実施した。とくにグリップ性能とハンドル応答性能を、比較例１の場合を６点（基準）として相対評価した。点数が高いほど、操縦安定性能が良好であることを示す。
【００２７】
転がり抵抗
（株）神戸製鋼所製の試験機を用い、荷重３０Ｎ、タイヤの内圧２００ｋＰａ、速度８０ｋｍ／時間で走行させて、転がり抵抗を測定した。測定値を、比較例１の場合を１００（基準）として指数で示した。指数が大きいほど、転がり抵抗が小さく、低燃費性能が良好なことを示す。
【００２８】
＜試験結果＞
結果を表１に示す。
【００２９】
ガラス短繊維とカーボンブラックＮ５５０を配合した実施例１では、ガラス短繊維を配合せず、カーボンブラックＮ３３０を配合した比較例１に比べて、加工性と操縦安定性能に優れていた。
【００３０】
また、実施例２は、実施例１の硬化性樹脂を減量した例であるが、なお、比較例１に対して優位性を保つことができた。
【００３１】
実施例４では、ビードエイペックスを減量したが、比較例１に対してバランスよく優位性を保つことができた。
【００３２】
比較例１の配合のままビードエイペックスを減量すると明らかに性能が落ちることが予想されるので、比較例２では、カーボンブラック量を増量して硬度をあげた配合でビードエイペックスを減量したが、加工性がわるかった。一方、実施例５ではカーボンブラックを増量しても、性能のバランスを保つことができた。
【００３３】
【表１】
【発明の効果】
本発明によれば、ビードエイペックスが加工性に優れ、かつ、高硬度であり、優れた耐久性能および操縦安定性能を有する空気入りタイヤを提供することができる。また、ビードエイペックスの厚さを薄くしても性能の低下がなく、タイヤを減量して低燃費化を図ることができる。
Claims (2)
- ビードエイペックスが、ゴム成分１００重量部に対して、無機短繊維５〜１００重量部、および、チッ素吸着比表面積が６０ｍ2／ｇ以下のカーボンブラック３０〜１００重量部を配合したゴム組成物からなる空気入りタイヤ。
- 無機短繊維がガラス短繊維である請求項１記載の空気入りタイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001263526A JP4672216B2 (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 空気入りタイヤ |
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| JP2001263526A JP4672216B2 (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 空気入りタイヤ |
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|---|---|
| JP2003072312A JP2003072312A (ja) | 2003-03-12 |
| JP4672216B2 true JP4672216B2 (ja) | 2011-04-20 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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