JP5232454B2

JP5232454B2 - タイヤ

Info

Publication number: JP5232454B2
Application number: JP2007313422A
Authority: JP
Inventors: 寛治藤木
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2007-12-04
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2027-12-04
Also published as: JP2009137345A

Description

本発明は、タイヤに関し、特に加硫時間を短縮でき、かつタイヤ表面部の過加硫を抑制しうるタイヤに関する。

従来、タイヤは、種々のゴム練り生地を切断したり、重ね合わせたり、つなぎ合わせたりして、インナーライナーの外側にカーカスプライ、ベルト、トレッドゴム等のゴム部材を順次積層してタイヤ形状に生造りした加硫前の生造りタイヤ（生タイヤ）を加硫機に装着し、内側をブラダーなどで膨らまし、高内圧、高温下で一定時間時間成型加硫することによって製造される。このタイヤ加硫工程における加熱方法としては、熱板、熱風等の熱媒体を介して熱量を生タイヤに熱伝導させる方法が一般的である。

しかしながら、上記のような方法では、タイヤを構成する肉厚のゴムの中心部までの熱伝導に時間がかかり、加硫時間が長くなるという問題点がある他、中心部を最適に加硫された状態に仕上げようとすると、タイヤ表面部が過加硫になり、ゴム物性が低下し、タイヤの耐摩耗性などの耐久性能が低下する傾向にある。

加硫時間を短縮し、タイヤ表面部の過加硫を防ぐ手段として、予め生タイヤを予熱することによって加硫時においてタイヤの熱伝導を早くする手法（例えば特許文献１及び２）、予熱に誘導加熱を用いる手法（例えば特許文献３及び４）、予めタイヤのゴム部材を予備加硫する手法（例えば特許文献５）がある。

特開２００７−０８３４１３号公報特開２００４−０５０４９９号公報特開平１０−１２８７６４号公報特開２００６−２８９９９５号公報特開平０７−２９０４５８号公報

しかしながら、生タイヤを予熱する手法では、生タイヤを予熱するために時間がかかる。また、予熱に誘導加熱を用いる手法では、誘導加熱により金属物が発熱するため、生タイヤ中のスチールコード部分などが局所的に過熱されやすくなる傾向があり、スチールコードとゴムとの接着性が低下するおそれがある。また、効果的に加熱するために、ゴム中に金属短繊維などの誘電粉を混合する手法では、この誘電粉によってタイヤの破壊特性が低下するおそれがある。また、タイヤのゴム部材を予備加硫させる手法では、ゴム部材の予備加硫に時間がかかる。さらに、いずれの手法においても、生タイヤの予熱又はゴム部材の予備加硫を行うのに特別な装置を要し、タイヤの製造設備及び製造方法が複雑化し、コストがかかる。

そこで、本発明の目的は、上記従来技術と比較して、加硫時間を短縮でき、かつタイヤ表面部の過加硫を抑制しうるタイヤを提供することにある。

本発明者は、従来の技術とは異なり、ゴムを予め加熱することで加硫開始からの熱伝達を補助するのではなく、加硫中に発生するゴムの加硫反応の熱を利用することに着眼し、これまでのゴム組成物よりも加硫中に熱を発生するゴム組成物からなるゴム部材を生タイヤに内在させることによって加硫中にゴム部材自身が熱を発生することで生タイヤの内部を加熱することが可能であることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明のタイヤは、示差走査型熱量計（DSC）によって６０〜２３０℃の温度範囲内で測定された反応熱量が１５Ｊ／ｇ以上であり、反応開始温度が１００℃以上であるゴム組成物からなるゴム部材をタイヤ内部に配置してなることを特徴とする。

本発明の好適例においては、前記ゴム組成物において、前記反応熱量が２０〜
５００Ｊ／ｇである。

本発明の他の好適例においては、前記ゴム組成物において、前記反応開始温度が１２０℃以上である。

本発明によれば、加硫中に従来より熱を発生するゴム部材を用いることによって、生タイヤを予熱するための特別な装置を必要とすることなく、従来よりも加硫時間が短縮され、タイヤ表面部の過加硫も防止することができるタイヤを提供できるという有利な効果を奏する。

以下に、本発明を詳細に説明する。本発明のタイヤは、示差走査型熱量計（DSC）によって６０〜２３０℃の温度範囲内で測定された反応熱量が１５Ｊ／ｇ以上であり、反応開始速度が１００℃以上であるゴム組成物からなるゴム部材をタイヤ内部に配置してなることを特徴とする。このような反応熱量と反応開始温度を有するゴム組成物からなるゴム部材をタイヤ内部に配置することによって、生タイヤを加硫する際に当該ゴム部材が従来よりも熱を発生することによって、生タイヤの中心部にまで熱を伝わりやすくすることが可能となり、加硫時間を短縮し、ひいてはタイヤ表面部の過加硫を抑制することができる。なお、反応熱量がより高いほど、加硫反応時にゴム部材がより熱を発生して、生タイヤの中心部まで熱が伝わるのがより早くなり、加硫時間をより短縮することが可能であるが、タイヤのゴム部材として要求される弾性率、ヒステリシスロス特性、破壊特性等の特性を考慮すると、２０〜５００Ｊ／ｇの範囲内であることが好ましい。また、反応開始温度が１００℃未満であると、タイヤ成型に使用するために部材加工する工程においてゴム組成物が加硫してしまい、加工性が低下するおそれがある。より良好な加工性を確保する観点から、反応開始温度は１２０℃以上であるのが好ましい。

ここで、本発明において、示差走査型熱量計（DSC）による反応熱量及び反応開始温度の測定は、以下のようにして行われる。好ましくは、６〜１０ｍｇのゴム組成物のペレットの試料を示差走査型熱量計中に置く。それから試料を３℃／分で加熱し、２００〜２３０℃の最終温度まで到達させる。反応熱量は、典型的には１２０℃〜１７５℃で最大となり、６０℃と２３０℃の温度間に現れる試料の反応ピーク下の面積として記録され、反応熱の尺度としてジュールで測定される。また、反応開始温度は、反応ピークの立ち上がりの温度として測定される。

上記のような反応熱量と反応開始温度を有するゴム組成物を得るには、硫黄の配合量を増量したり、加硫促進剤としてチウラム系化合物を使用することが考えられる。

本発明に用いるゴム組成物に用いるゴム成分は特に限定されず、天然ゴムや合成ジエン系ゴムが挙げられる。合成ジエン系ゴムとしては、例えばポリイソプレン合成ゴム（ＩＲ）、シス−１，４−ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられる。これらのゴムは、一種でも二種以上のブレンドでもよい。

本発明に用いるゴム組成物には、加硫中にゴム部材をより発熱させるという観点から、加硫促進剤としてチウラム系化合物を配合することも考えられる。チウラム系化合物としては、テトラキス（２−エチルヘキシル）チラウムジスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド等が挙げられる。

また、本発明に用いるゴム組成物には、前記各成分の他に、通常ゴム業界で用いられるカーボンブラック等の無機充填剤、軟化剤、粘着付与剤、老化防止剤、その他の加硫促進剤等の各種配合剤を適宜配合することができる。

本発明のタイヤにおいて、上記ゴム組成物を用いてゴム部材を構成し、当該ゴム部材をタイヤ内部に配置する。上記ゴム組成物を適用するゴム部材としては、トレッドゴム、サイドゴム、少なくとも２つのベルト層からなるベルト、カーカスプライ、トレッドベースゴム、ビード部におけるスティフナーゴム、ベルト層間のゴム、トレッドとベルトとの間のクッションゴム、ベルトとカーカスプライとの間のゴム等が挙げられる。

また、上記ゴム組成物をタイヤのゴム部材に適用する際には、生タイヤゲージが厚いものほど上述した本発明の効果、すなわち加硫時間短縮効果が高く、最も熱が伝わらないタイヤ内部中心やその近傍のゴム部材に上記ゴム組成物を適用すれば、本発明の効果がより得られることとなる。そのため、上記ゴム組成物を上記ゴム部材の中でも、ベルト、カーカスプライ、トレッドベースゴム、スティフナーゴム、ベルト層間のゴム、トレッドとベルトとの間のクッションゴム、ベルトとカーカスプライとの間のゴム等に適用するのが好ましい。なお、本発明においては、これらのゴム部材中のゴムの総てを上記ゴム組成物で構成してもよいし、該ゴム部材の一部を上記ゴム組成物で構成してもよい。ゴム部材の一部を上記ゴム組成物で構成する場合、ゴム部材の中心部やその近傍に上記ゴム組成物を配すると、本発明の効果がより得られることとなるため好ましい。

また、本発明のタイヤは、常法によってロールなどの開放式混練機やバンバリーミキサーなどの密閉式混練機等の混練り機械を用いて混練りすることによって得られた上記ゴム組成物をタイヤのゴム部材に成形加工後、該ゴム部材をタイヤ内部に配置した生タイヤを形成し、加硫を行なうことで得ることができる。本発明のタイヤにおいては、加硫時に熱を発生する上記ゴム組成物を用いたゴム部材をタイヤ内部に配置することによって、加硫時間が短縮され生産性が向上し、さらにタイヤ表面部の過加硫が抑制されて、タイヤ性能の低下を防ぐことができる。また、本発明のタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

表１に示す配合処方のゴム組成物を混練して得、下記の方法によって反応熱量及び反応開始温度を測定した。また、各実施例及び比較例のゴム組成物をタイヤのビード部（硬質スティフナー）に用いたサイズＴＢＲ１１Ｒ２２．５のタイヤを試作し、試作タイヤを作製する際に要した加硫時間、試作タイヤのドラム耐久性及び耐摩耗性を下記の方法によって評価した。評価結果を表１に示す。

（１）反応熱量及び反応開始温度
セイコーインスツル株式会社製示差走査熱量計を用いて、各ゴム組成物の試料
１０ｍｇを３℃／分で加熱し、温度６０℃〜２３０℃における反応熱量及び反応開始温度を測定した。

（２）加硫時間
試作タイヤを加硫した際の加硫最遅延部の加硫度の変化を測定し、その加硫最遅延部の加硫度を比較例に合わせて加硫時間を求めて、比較例の加硫時間を１００として指数表示した。指数値が低いほど加硫時間が短いことを示す。

（３）ドラム耐久性
試作タイヤをリム組したリム組みタイヤに正規内圧を充填するとともに、荷重６０００ｋｇｆを負荷したドラム上走行試験において、ビード部故障（プライ端またはワイヤチェーファー端のセパレーション）もしくはゴムチェーファーのクラック等によって走行不能になるまでの走行距離を測定した。結果は、比較例の測定結果を１００として指数表示した。指数値が高いほどドラム耐久性に優れていることを示す。

（４）耐摩耗性
試験タイヤを積載重量１０ｔのトラックに装着し、約２５ｋｍ走行後、溝深さの平均値から１ｍｍ当たりの走行距離を求めて、比較例１の走行距離を１００として指数表示した。指数値が大きいほど耐摩耗性が良好であることを示す。

*1 天然ゴムＲＳＳ＃３.
*2 Ｎ３３０.
*3 Ｎ，Ｎ’-ジシクロヘキシル-２-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド，大内新興化学工業株式会社製.
*4 テトラキス（２−エチルヘキシル）チウラムジスルフィド，大内新興化学工業株式会社製.
*5 ６Ｃ，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.

表１に示すように、DSCで測定された反応熱量及び反応開始温度が本発明で規定する範囲内である実施例１及び２では、加硫時間が比較例より短縮され、ドラム耐久性及び耐摩耗性が比較例とほぼ同等であることが分かる。

Claims

示差走査型熱量計（DSC）によって６０〜２３０℃の温度範囲内で測定された反応熱量が１５Ｊ／ｇ以上であり、反応開始温度が１００℃以上であるゴム組成物からなるゴム部材をタイヤ内部に配置してなることを特徴とするタイヤ。
前記ゴム組成物において、前記反応熱量が２０〜５００Ｊ／ｇである請求項１記載のタイヤ。
前記ゴム組成物において、前記反応開始温度が１２０℃以上である請求項１記載のタイヤ。