JP5291747B2 - 台タイヤ - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1では、(A)天然ゴムおよび/またはポリイソプレンゴムと、低分子量ブタジエンゴム及び高分子量ブタジエンゴムを予めブレンドしたブタジエンゴムとからなるゴム100重量部、(B)シリカ10〜40重量部とカーボンブラックとの総量30〜60重量部、(C)スルフェンアミド系加硫促進剤、並びに(D)硫黄を配合してなり、加硫促進剤/硫黄の配合比が0.5〜0.7であることを特徴とするゴム組成物を空気入りタイヤのサイドウォールに用いることが提案されている。
また、特許文献2では、天然ゴムおよびエポキシ化天然ゴムの少なくともいずれかからなる天然ゴム成分を含むゴム成分100質量部に対して、20質量部以上のシリカ及び5質量部以下のカーボンブラックを含み、前記カーボンブラックのBET比表面積は、140m2/g以上である、サイドウォール用ゴム組成物が提案されている。
しかしながら、これらのサイドウォールゴム1層で、タイヤの転がり抵抗の低減(低燃費性)と、サイドウォール部の路面に近いショルダー部分への耐外傷性とを両立させることは困難であった。
例えば、特許文献4では、タイヤの成型加硫工程が二つの互いに独立した方法段AとBに分割され、方法段Aにおいてはタイヤ径方向で最も外側の層として少なくとも一つのカーカス層とトレッド条片の最大限一部分を備えるように組立てを行い、引続き表面にも、一つ或いは多数の強度担持体にも所定の断面輪郭を与える加硫型内で加硫処理し、このタイヤ部分を方法段Bにおいて同様に加硫処理工程が施される完成タイヤに組立てる製造方法が提案されている。
また、特許文献5では、タイヤの製造方法において、方法ステップAで部分タイヤである台タイヤが構成されかつこの台タイヤは続いて加硫され、方法ステップBでは台タイヤは未加硫トレッドの全部又は残りの部分を付加され加硫されて完成タイヤとなる方法が提案され、特に、未加硫トレッドの全部又は残りの部分の表面が、少なくとも部分的にプラズマ処理されるタイヤの製造方法が開示されている。
しかしながら、予め第1次加硫工程で加硫された台タイヤにトレッド部材を貼付して第2次加硫工程を行う、これらのタイヤの製造方法は、タイヤの低燃費性を向上(転がり抵抗を低減)し、耐外傷性、特に路面に近いサイドウォール部のショルダー部分の耐外傷性を向上するものではなかった。
そこで、二段階加硫方式に用いられる台タイヤにおいて、低燃費性を向上し、且つ路面に近いサイドウォール部のショルダー部分の耐外傷性を向上する台タイヤが求められている。
そこで、本発明は、低燃費性を向上し、且つサイドウォール部の路面に近いショルダー部分の耐外傷性を向上する台タイヤを提供することを課題とするものである。
本発明は、
[1]サイドウォール部、ビード部、カーカスプライ及びベルト部を備え、トレッド部材を貼付する前に予め加硫された台タイヤであって、トレッド部材接合面端部からサイドウォール部表面に沿ったビード部底面端部までの距離を1としたときに、該トレッド接合面端部からサイドウォール部表面に沿った距離0.09〜0.30まで延在するサイドゴム部材(A)を有し、該サイドゴム部材(A)が天然ゴム、合成イソプレンゴム、ポリブタジエンゴム及びスチレン−ブタジエン共重合体ゴムから1種以上選ばれるゴム成分100質量部及び窒素吸着比表面積(N2SA、JIS K 6217−2:2001に従い測定される)70〜150m2/gのカーボンブラック40〜100質量部を含み、該サイドゴム部材(A)の少なくともタイヤ径方向最内位置からサイドウォール部表面に沿って、少なくともカーカスプライ端部を通るタイヤ中心線と直角な直線上まで延在するサイドゴム部材(B)を有し、該サイドゴム部材(B)が天然ゴム、合成イソプレンゴム及びポリブタジエンゴムから1種以上選ばれるゴム成分100質量部及び窒素吸着比表面積(N 2 SA、JIS K 6217−2:2001に従い測定される)25〜60m 2 /gのカーボンブラック20〜80質量部を含むことを特徴とする台タイヤ、
[2]前記サイドゴム部材(B)が、ビード底面端部まで延在する上記[1]に記載の台タイヤ、
[3]前記サイドゴム部材(B)の損失正接(tanδ)が、0.07〜0.16である上記[1]又は[2]に記載の台タイヤ、
[損失正接(tanδ)の測定方法: 動的粘弾性測定装置を使用して、周波数52Hz、初期歪10%、測定温度60℃、動歪1%で測定する。]及び
[4]前記サイドゴム部材(A)の厚みが0.5〜6.5mmである上記[1]〜[3]のいずれかに記載の台タイヤである。
本発明の予め加硫された台タイヤを用いて、これにトレッド部材を貼付して更に加硫する二段階加硫方式のタイヤ加硫方法を、以下「2段階加硫」ということがある。また、従来の生タイヤを1度に加硫する方法を、以下「1段階加硫」ということがある。
このタイヤ1の例では、一対のビードコア6及び6’からタイヤ径方向外側にそれぞれスティフナー7及び7’が延在し、スティフナー7の外側からビードコア6で折り返され、馬蹄形のタイヤケース形状を形成し、反対側のビードコア6’で折り返され、スティフナー7’の外側で係止されるカーカスプライ8のタイヤ径方向外側に複数のベルト層からなるベルト部9が配設されている。タイヤ1は、トレッド部10の両側部から少なくともカーカスプライ端部を通るタイヤ中心線と直角な直線上まで延在し、ビード底面端部まで延在することもある、タイヤ1の外側部を覆うサイドウォール部Mを備え、ビードコア6、スティフナー7、カーカスプライ8の折り返し部及びビードゴム(図示しない)などからなるビード部Nを備え、更にベルト部9、トレッド部10及び空気低透過層であるインナーライナー11を備える。
本発明の台タイヤPは、サイドウォール部M、ビード部N、カーカスプライ8及びベルト部9を備え、トレッド部材Qを貼付する前に予め加硫される。台タイヤPに貼付されるトレッド部材Qは、タイヤ1のトレッド部10を形成するものであり、未加硫ゴム組成物からなっていても良いし、予め予備加硫されたプレキュアトレッド部材であっても良い。
図2に示すように、サイドゴム部材(A)3とサイドゴム部材(B)4は、両者の端部で接合され、連続して配設されても良いし、図3に示すように、サイドゴム部材(B)4がサイドゴム部材(A)3の内側に延在していても良い。
また、サイドウォール部Mの路面に近いショルダー部分の耐外傷性を向上するためには、ヒステリシスロス特性が高いことが望ましく、
サイドゴム部材(A)3の損失正接(tanδ)は、0.17〜0.24であることが好ましい。サイドゴム部材(B)4の損失正接(tanδ)とサイドゴム部材(A)3の損失正接(tanδ)との比[{サイドゴム部材(B)の損失正接}/{サイドゴム部材(A)の損失正接}]は0.2〜0.8であることが好ましい。
ここで、損失正接(tanδ)は、動的粘弾性測定装置(例えば、上島製作所製スペクトロメーター)を使用して、周波数52Hz、初期歪10%、測定温度60℃、動歪1%で測定するものである。
サイドゴム部材(A)3は、サイドウォール部Mの路面に近いショルダー部分の耐外傷性を向上するために配設される部材であり、天然ゴム、合成イソプレンゴム、ポリブタジエンゴム及びスチレン−ブタジエン共重合体ゴムから1種以上選ばれるゴム成分100質量部及び窒素吸着比表面積(N2SA、JIS K 6217−2:2001に従い測定される)70〜150m2/gのカーボンブラック40〜100質量部を含むことを要する。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)が70m2/g未満であると耐外傷性が低下し、150m2/gを超えると未加硫ゴム組成物の加工性が低下することとなる。
また、カーボンブラックの配合量が40〜100質量部の範囲であれば、耐外傷性向上と未加硫ゴム組成物の加工性確保とを両立できる。
サイドゴム部材(A)3の厚みは、0.5〜6.5mmであることが好ましい。0.5mm以上であれば、耐外傷性向上に好ましく、6.5mm以下であれば、低燃費性向上に好ましい。
本発明において、サイドゴム部材(A)3に用いられる窒素吸着比表面積が70〜150m2/gのカーボンブラックとしては、例えば、HAF(窒素吸着比表面積:75〜80m2/g)、HS−HAF(窒素吸着比表面積:78〜83m2/g)、LS−HAF(窒素吸着比表面積:80〜85m2/g)、N339(窒素吸着比表面積:88〜96m2/g)、LI−HAF(窒素吸着比表面積:73〜75m2/g)、HS−IISAF(窒素吸着比表面積:96〜101m2/g)、LS−ISAF(窒素吸着比表面積:104〜108m2/g)、ISAF(窒素吸着比表面積:114〜120m2/g)などが挙げられる。これらの内、HAF、HS−HAF、LS−HAF、LI−HAF及びN339が好ましい。
本発明においては、サイドゴム部材(A)3は、カーボンブラックに加えて、所望により、シリカを含有しても良い。サイドゴム部材(A)3のゴム成分100質量部に対して、シリカを10質量部未満含有することが好ましい。
シリカとしては市販のあらゆるものが使用でき、なかでも湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカを用いるのが好ましく、湿式シリカを用いるのが特に好ましい。シリカのBET比表面積(ISO 5794/1に準拠して測定する)は40〜350m2/gであるのが好ましい。BET表面積がこの範囲であるシリカは、ゴム補強性とゴム成分中への分散性とを両立できるという利点がある。この観点から、BET表面積が80〜350m2/gの範囲にあるシリカが更に好ましく、BET表面積が120〜350m2/gの範囲にあるシリカが特に好ましい。このようなシリカとしては東ソーシリカ社製、商品名「ニプシルAQ」(BET比表面積 =220m2/g)、「ニプシルKQ」、デグッサ社製商品名「ウルトラジルVN3」(BET比表面積 =175m2/g)等の市販品を用いることができる。
本発明において、サイドゴム部材(A)3に用いられるゴム成分としては、天然ゴム、合成イソプレンゴム、ポリブタジエンゴム及びスチレン−ブタジエン共重合体ゴムから1種以上選ばれるジエン系ゴムが用いられる。
これらの内、天然ゴム、合成イソプレンゴム及びポリブタジエンゴムから1種以上選ばれるジエン系ゴムが好ましい。
サイドゴム部材(B)4は、台タイヤPの低燃費性を向上するために配設される部材であり、天然ゴム、合成イソプレンゴム及びポリブタジエンゴムから1種以上選ばれるゴム成分100質量部及び窒素吸着比表面積(N2SA、JIS K 6217−2:2001に従い測定される)25〜60m2/gのカーボンブラック20〜80質量部を含むことが好ましい。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)が25m2/g以上であればサイドウォール部外壁としての耐破壊特性が確保され、60m2/g以下であれば優れた低発熱性が得られ、台タイヤPの低燃費性が向上することとなる。
また、カーボンブラックの配合量は、低発熱性向上と耐破壊特性の両立の観点から20〜80質量部の範囲が好ましく、20〜60質量部の範囲がより好ましく、30〜60質量部の範囲がさらに好ましい。
(カーボンブラック)
本発明において、サイドゴム部材(B)4に用いられる窒素吸着比表面積が25〜60m2/gのカーボンブラックとしては、例えば、FEF(窒素吸着比表面積:39〜46m2/g)、MAF(窒素吸着比表面積:46〜50m2/g)、HS−MAF(窒素吸着比表面積:54〜58m2/g)、GPF(窒素吸着比表面積:26〜28m2/g)、SRF(窒素吸着比表面積:25〜28m2/g)などが挙げられる。これらの内、FEF、GPF及びMAFが好ましい。
本発明においては、サイドゴム部材(B)4は、サイドゴム部材(A)3と同様に、カーボンブラックに加えて、所望により、シリカを含有しても良い。サイドゴム部材(B)4のゴム成分100質量部に対して、シリカを10質量部未満含有することが好ましい。
シリカとしては、サイドゴム部材(A)3に用いられるものが同様に使用できる。
本発明において、サイドゴム部材(B)4に用いられるゴム成分としては、低燃費性向上の観点から天然ゴム、合成イソプレンゴム及びポリブタジエンゴムから1種以上選ばれるジエン系ゴムが好ましい。
本発明におけるサイドゴム部材(A)3及びサイドゴム部材(B)4のゴム組成物は、上述したゴム成分、カーボンブラック、シリカの他に、他の配合剤、例えば、硫黄などの加硫剤;亜鉛華、有機酸(ステアリン酸等)などの加硫活性剤;加硫促進剤;シリカ以外の無機充填剤;老化防止剤;オゾン劣化防止剤;軟化剤などを添加することができる。
上記ケース部を加硫金型(モールド)にセットして、加硫成形することにより、トレッド部10の一部を有するか、又はトレッド部11を全く有しない台タイヤPを得ることができる。
次いで、トレッド部材Qを貼付した台タイヤPを、図示していない加硫装置(例えば、加硫缶)に搬入して、未加硫接着ゴム層を加硫しタイヤ1とする。このとき、トレッド部材Qは台タイヤPのクラウン部外周に共加硫接着される。
なお、損失正接(tanδ)、低燃費性及び耐外傷性を下記の方法により評価した。
145℃30分加硫したゴム試験片を用い、動的粘弾性測定装置(上島製作所製スペクトロメーター)を使用して、周波数52Hz、初期歪10%、測定温度60℃、動歪1%で測定した。
<低燃費性>
各試作タイヤをドラム試験にて、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、以下の式により指数で表示した。この値が大きい程、転がり抵抗が小さく良好である。
低燃費性指数={(比較例1のタイヤの転がり抵抗)/(供試タイヤの転がり抵抗)}×100
<耐外傷性>
各試作タイヤを実車にて一般道路を70000km走行後、トレッド接合面端部からサイドウォール部表面に沿った距離0.09〜0.30までの位置における、サイドウォールタイヤ幅方向最外表面から、幅方向最内のタイヤ内部部材との界面まで貫通したクラックの数を測定し、比較例1を100としてクラック数の逆数を指数表示した。数値が大きい程耐外傷性は良好なことを示す。
耐外傷性指数={(比較例1タイヤのクラック数)/(供試タイヤのクラック数)}×100
第1表及び第2表に示すサイドゴム部材(A)及びサイドゴム部材(B)の配合処方により実施例1〜2、参考例1〜2及び比較例1〜2に用いられる2種類のサイドゴム部材(A)及び2種類のサイドゴム部材(B)のゴム組成物を常法により製造した。
これら4種類のゴム組成物を145℃30分加硫したゴム試験片を用い、上記の方法に従い、損失正接(tanδ)を評価した。評価結果を第3表に示す。
次に、タイヤサイズを11R22.5で共通にし、第3表に示す実施例1〜2、参考例1〜2及び比較例1〜2の6種類の未加硫のケース部を準備した。これらのケース部をそれぞれ加硫金型によりケース部を外側から包囲し、且つ内側から加硫ブラダーで加圧・加熱する方法(150℃の高圧水蒸気で加圧)で加硫し、6種類の台タイヤを製造した。このとき、ケース部のビード部側に相対する加硫金型ブロックの第1加熱手段を170℃に保ち、ケース部のベルト部側に相対する加硫金型ブロックの第2加熱手段を140℃に保った。加硫時間はいずれも30分であった。
また、別途、トレッドパターンを予め型付けするように160℃で加熱して加硫成形したトレッド部材を用意した。
<接着ゴムの配合内容>
天然ゴム100質量部、カーボンブラックHAF(旭カーボン株式会社製、商品名「旭#70」)35質量部、スピンドルオイル10質量部、老化防止剤6PPD(大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック6C」)2質量部、亜鉛華5質量部、ステアリン酸3質量部、加硫促進剤TBzTD(三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーTBZTD」)0.2質量部、加硫促進剤NS(三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーNS」)0.8質量部、加硫促進剤M(大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーM−P」)0.5質量部、硫黄3質量部。
次に、各トレッド部材を各台タイヤに貼り付け、その後、加硫装置により120℃で2時間加硫を行い、台タイヤとトレッド部材とが接着された各タイヤを得た。
得られた上記6種類のタイヤ(タイヤサイズ11R22.5)を用い、上記の方法に従い、低燃費性及び耐外傷性を評価した。評価結果を第3表に示す。
*1: JSR株式会社製、商品名「BR01」
*2: HAF(N−330)、旭カーボン株式会社製、商品名「旭#70」(窒素吸着比表面積:77m2/g)
*3: FEF(N−550)、旭カーボン株式会社製、商品名「旭#60」(窒素吸着比表面積:40m2/g)
*4: 三共油化工業株式会社製、商品名「A/O MIX」
*5: N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック6C」
*6: N−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、商品名「ノクセラーCZ」
2 ビード部底面
2a ビード部底面端部
3 サイドゴム部材(A)
4 サイドゴム部材(B)
6 ビードコア
7 スティフナー
8 カーカスプライ
8a カーカスプライ端部
9 ベルト部
10 トレッド部
11 インナーライナー
M サイドウォール部
N ビード部
P 台タイヤ
Q トレッド部材
X 台タイヤのトレッド部材接合面
Xa 台タイヤのトレッド部材接合面端部
Y トレッド部材の台タイヤ接合面
CL タイヤ中心線
Claims (4)
- サイドウォール部、ビード部、カーカスプライ及びベルト部を備え、トレッド部材を貼付する前に予め加硫された台タイヤであって、トレッド部材接合面端部からサイドウォール部表面に沿ったビード部底面端部までの距離を1としたときに、該トレッド接合面端部からサイドウォール部表面に沿った距離0.09〜0.30まで延在するサイドゴム部材(A)を有し、該サイドゴム部材(A)が天然ゴム、合成イソプレンゴム、ポリブタジエンゴム及びスチレン−ブタジエン共重合体ゴムから1種以上選ばれるゴム成分100質量部及び窒素吸着比表面積(N2SA、JIS K 6217−2:2001に従い測定される)70〜150m2/gのカーボンブラック40〜100質量部を含み、該サイドゴム部材(A)の少なくともタイヤ径方向最内位置からサイドウォール部表面に沿って、少なくともカーカスプライ端部を通るタイヤ中心線と直角な直線上まで延在するサイドゴム部材(B)を有し、該サイドゴム部材(B)が天然ゴム、合成イソプレンゴム及びポリブタジエンゴムから1種以上選ばれるゴム成分100質量部及び窒素吸着比表面積(N 2 SA、JIS K 6217−2:2001に従い測定される)25〜60m 2 /gのカーボンブラック20〜80質量部を含むことを特徴とする台タイヤ。
- 前記サイドゴム部材(B)が、ビード底面端部まで延在する請求項1に記載の台タイヤ。
- 前記サイドゴム部材(B)の損失正接(tanδ)が、0.07〜0.16である請求項1又は2に記載の台タイヤ。
[損失正接(tanδ)の測定方法: 動的粘弾性測定装置を使用して、周波数52Hz、初期歪10%、測定温度60℃、動歪1%で測定する。] - 前記サイドゴム部材(A)の厚みが0.5〜6.5mmである請求項1〜3のいずれかに記載の台タイヤ。
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