JP6212477B2 - エアレスタイヤ - Google Patents
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Description
前記トレッドリングは、接地面を構成するトレッドゴムと、前記トレッドゴムの最も近くに設けられた外側補強コード層と、前記外側補強コード層のタイヤ半径方向内側に設けられた内側補強コード層と、前記外側補強コード層と前記内側補強コード層との間に設けられた剪断ゴム層とを有するとともに、
前記外側補強コード層のプライ数は、前記内側補強コード層のプライ数よりも多く、
前記外側補強コード層の補強コードは、この外側補強コード層全体としてタイヤ周方向に対して対称性を有して配列され、かつ前記内側補強コード層の補強コードは、この内側補強コード層全体としてタイヤ周方向に対して対称性を有して配列され、
前記外側補強コード層の補強コードのうちタイヤ半径方向最内側に配される補強コードと、前記内側補強コード層の補強コードのうちタイヤ半径方向最外側に配される補強コードとの間のタイヤ半径方向の距離は、3mm以上であり、
前記剪断ゴム層は、初期歪10%、動歪2%、70℃における複素弾性率E*70(単位:MPa)及び損失正接tanδ70が次式(1)、(2)を満たしている。
90< E*70 < 250 −−−(1)
E*70/tanδ70 > 800 −−−(2)
0.85< EBX/EBY < 1.2 −−−(4)
0.85< TBX/TBY < 1.2 −−−(5)
前記第1コードプライのタイヤ半径方向外側に設けられ、かつタイヤ周方向に対して前記第1の補強コードと同角度かつ逆向きに傾斜して配列された第2の補強コードを有する第2コードプライとを含み、
前記内側補強コード層は、タイヤ周方向又はタイヤ軸方向に平行に配列された第3の補強コードを有する第3コードプライを含むことが好ましい。
図1に示されるように、本実施形態のエアレスタイヤ1は、接地面21を有する円筒状のトレッドリング2と、トレッドリング2の半径方向内側に配されかつ車軸に固定されるハブ3と、トレッドリング2とハブ3とを連結するスポーク4とを具えている。本例では、エアレスタイヤ1が乗用車用タイヤとして形成される場合が示される。
90< E*70 < 250 −−−(1)
E*70/tanδ70 > 800 −−−(2)
これにより、トレッドリング2の変形を抑えて、優れた操縦安定性能を確保するとともに、低発熱性により転がり抵抗を減じることができる。しかも複素弾性率及び損失正接を、温度70℃の値にて規定しているため、実車での性能発現をより確実化しうる。
E*100/E*30 >0.8 −−−(3)
0.85< EBX/EBY < 1.2 −−−(4)
0.85< TBX/TBY < 1.2 −−−(5)
前記剪断ゴム層7は、ゴム成分(ポリマー)、フィラ−(補強剤)、架橋剤を少なくとも含んで構成される。
・ゴム成分として、高純度化NR、及び変性NR(ENR、HNR等)を含むことが好ましい。
・フィラーとして、カーボンブラックとカーボンカップリング剤とを併用する、及び/又はシリカとシランカップリング剤とを併用して補強効果を高めることが好ましく、また、カーボンブラックを用いる場合、DBP給油量が125ml/100g以上の高ストラクチャのカーボンブラック、及び/又はフラーレン等のナノカーボンを用いることが好ましい。
・酸化亜鉛として、微粒子酸化亜鉛を用いることが好ましい。
・可塑剤として、液状ポリマー、特に変性低分子量ジエン系ポリマーを用いることが好ましい。
・ゴム成分として、高純度化NR、及び変性NR(ENR、HNR等)を含むことが好ましい。
・フィラーとして、カーボンブラックとカーボンカップリング剤とを併用する、及び/又はシリカとシランカップリング剤とを併用し、フィラーの配合量を低く抑えることが好ましく、また、カーボンブラックを用いる場合、ナノカーボンがより好ましい。
・架橋剤として、有機架橋剤、有機無機ハイブリッド架橋剤を用いることが好ましい。
<粘弾性測定>
粘弾性スペクトロメータVES((株)岩本製作所製)を用い、温度100℃、70℃、30℃において、周波数10Hz、初期歪10%および動歪2%の条件下で、加硫ゴム組成物の複素弾性率(E*)、および損失正接(tanδ)を測定した。
<引張り試験>
JIS−K−6251「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム引っ張り特性の求め方」に準じて、3号ダンベルを用い、ロール押し出し方向をX軸方向として各方向の引張り試験を実施し、加硫ゴム組成物の破断時伸び(EB)と、破断時の引張り強度(TB)とを測定した。但し、タイヤの周方向をロールの押し出し進行方向、幅方向をロールの幅方向、垂直をサンプルの厚み方向として測定を行った。
<導電性試験>
アドバンテストコーポレーション社製のデジタル超高抵抗微小電流計(R−8340A)を用いて、23 ℃ および相対湿度55 % の恒温恒湿条件下で、印加電圧1000 V とし、それ以外についてはJIS K6271に従い測定することにより、固有抵抗値(体積抵抗率)を測定した。各試料が1×108Ω・cm未満である場合は、○として表1に記載した。
・NR1:高純度化NR(下記製造例で製造された)
・NR2:エポキシ化天然ゴムENR(下記製造例で製造された)
・CB1:エボニックデグサジャパン(株)社製 Printex XE2B(DBP吸油量:420ml/100g、BET比表面積:1000m2/G)
・フラーレン:フロンティアカーボン(株)社製 C60
・シリカ1:ローディア社製 Zeosil Premium 200MP(素吸着比表面積(N2SA)205m2/g、CTAB比表面積 197m2/g)
・シリカ2:PPG社製 Agilon 454(BET 140m2/gm、CTAB 200m2/g)
・カップリング剤1:四国化成社製 1,2−ビス(ベンズイミダゾリル−2)エタン
・カップリング剤2:モメンティブ社製 NXT
・カップリング剤3:エボニックデグサ社製 Si266
・架橋剤1:ランクセス社製 Vulcuren KA9188
・架橋剤2:田岡化学工業(株)製のタッキロールV200
・硫黄:フレキシス製のクリステックスHSOT20(硫黄80重量%およびオイル分20重量%含む不溶性硫黄)
・酸化亜鉛1:ハクスイテック(株)製のジンコックスーパーF−3(平均一次粒子径:50nm)
・可塑剤1:下記製造例で得られた低分子量ENR
・可塑剤2:新日本理化(株)社製 サンソサイザー DOS
・ステアリン酸:日油(株)製
・加硫促進剤1:ヘキサメチレンテトラミン(HMT)、大内新興化学工業(株)製のノクセラーH
・加硫促進剤2:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
・老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C
フィールドラテックスの固形分濃度(DRC)を30%(w/v)に調整した後、該ラテックス1000gに、10%エマールE−27C水溶液25gと25%NaOH水溶液60gを加え、室温で24時間ケン化反応を行い、ケン化天然ゴムラテックスを得た。次いで、老化防止剤分散体6gを添加し、2時間撹拌した後、更に水を添加してゴム濃度15%(w/v)となるまで希釈した。次いで、ゆっくり撹拌しながらギ酸を添加してpHを4.0に調整した後、カチオン系高分子凝集剤を添加し、2分間撹拌し、凝集させた。これにより得られた凝集物(凝集ゴム)の直径は0.5〜5mm程度であった。得られた凝集物を取り出し、2質量%の炭酸ナトリウム水溶液1000mlに、常温で4時間浸漬した後、ゴムを取出した。これに、水2000mlを加えて2分間撹拌し、極力水を取り除く作業を7回繰り返した。その後、水500mlを添加し、pH4になるまで2質量%ギ酸を添加し、15分間放置した。更に、水を極力取り除き、再度水を添加して2分間撹拌する作業を3回繰返した後、水しぼりロールで水を絞ってシート状にした後、90℃で4時間乾燥して高純度天然ゴム(NR1)を得た。得られたゴムのpHは5、リン含有量は92ppmであった。
使用した薬品は下記の通り。
・30%過酸化水素水:関東化学(株)製の30%過酸化水素水
・氷酢酸:関東化学(株)製の99.7%酢酸
・界面活性剤:花王(株)製のエマルゲン120
300ml三角フラスコに氷酢酸57gと30%過酸化水素水107gとを加え、攪拌後、恒温槽で40℃に保ったまま24時間静置し、過酢酸溶液を得た。
1Lガラス容器に上記NR1を300g、蒸留水300g、界面活性剤3.6gを加え10℃に冷却し、攪拌しながら前記過酢酸溶液35gを10分間かけて滴下した。滴下終了後、ラテックス溶液を5分間攪拌し、さらに1Lメタノールにゆっくり注ぎ込み凝集させ、得られた凝集物を1cm程度に粉砕し、2Lの水に入れて一晩放置させた。凝集物を水で数回洗浄し、1日風乾後、減圧乾燥させ、ENR(NR2)176gを得た。NR2のエポキシ化率は3モル%であった。
(エポキシ化率の測定)
得られたENRを重水素化クロロホルムに溶解し、核磁気共鳴(NMR(日本電子(株)製のJNM−ECAシリーズ))分光分析により、エポキシ化されていないジエンユニット数とエポキシ化されたジエンユニット数の比を求め、以下の算出式を用いて算出した。
(エポキシ化率E%)=(ゴムの主鎖に含まれるエポキシの数)/(NRの主鎖に含まれるジエンユニットの数(エポキシ化されたユニットも含む))×100
クラレ社製 LIR−50(液状ポリイソプレン Mn=54000)を用いてNR2の製造例と同様にして、エポキシ化率2%の低分子量ENR(可塑剤1)を得た。
各エアレスタイヤのトレッドリングの歪の有無を試験者の官能により評価された。歪の無い場合を○、歪のある場合を×とした。
試供タイヤを、車両(小型EV:商品名COMS)の4輪に装着し、1名乗車にてドライアスファルト路面のタイヤテストコースを走行し、操縦安定性、乗り心地性についてドライバーの官能評価により10点法にて表示した。数値の大きい方が良好である。なお、外観性の評価で「×(歪あり)」と判断されたエアレスタイヤは、操縦安定性、乗り心地性、転がり抵抗性、耐久性のテストは行なっていない。
転がり抵抗試験機を用いて測定した転がり抵抗計数(転がり抵抗/荷重×104)を、従来例1を100とする指数で表示した。数値の小さい方が良好である。
ドラム試験機を用い、試供タイヤを、荷重(1.07kN)、速度(40km/h)の条件にてドラム上を20km走行させ、そして完走後のタイヤを解体して損傷状態を検査し、全く損傷が無いものを「◎」、やや損傷の兆候が見られるものを「○」、また走行可能であるが一部損傷が見られるものを「△」、また走行可能であるが損傷があるものを「×」として表記した。
2 トレッドリング
3 ハブ
4 スポーク
5 外側補強コード層
6 内側補強コード層
7 剪断ゴム層
21 接地面
22 トレッドゴム
51 第1コードプライ
52 第2コードプライ
53 第4コードプライ
54 第5コードプライ
56 第1の補強コード
57 第2の補強コード
58 第4の補強コード
59 第5の補強コード
61 第3コードプライ
66 第3の補強コード
Claims (12)
- 接地面を有する円筒状のトレッドリングと、前記トレッドリングの半径方向内側に配されかつ車軸に固定されるハブと、前記トレッドリングと前記ハブとを連結するスポークとを具えたエアレスタイヤであって、
前記トレッドリングは、接地面を構成するトレッドゴムと、前記トレッドゴムの最も近くに設けられた外側補強コード層と、前記外側補強コード層のタイヤ半径方向内側に設けられた内側補強コード層と、前記外側補強コード層と前記内側補強コード層との間に設けられた剪断ゴム層とを有するとともに、
前記外側補強コード層のプライ数は、前記内側補強コード層のプライ数よりも多く、
前記外側補強コード層の補強コードは、この外側補強コード層全体としてタイヤ周方向に対して対称性を有して配列され、かつ前記内側補強コード層の補強コードは、この内側補強コード層全体としてタイヤ周方向に対して対称性を有して配列され、
前記外側補強コード層の補強コードのうちタイヤ半径方向最内側に配される補強コードと、前記内側補強コード層の補強コードのうちタイヤ半径方向最外側に配される補強コードとの間のタイヤ半径方向の距離は、3mm以上であり、
前記剪断ゴム層は、初期歪10%、動歪2%、70℃における複素弾性率E*70(単位:MPa)及び損失正接tanδ70が次式(1)、(2)を満たすことを特徴とするエアレスタイヤ。
90< E*70 < 250 −−−(1)
E*70/tanδ70 > 800 −−−(2) - 前記剪断ゴム層は、初期歪10%、動歪2%、30℃における複素弾性率E*30(単位:MPa)と、初期歪10%、動歪2%、100℃における複素弾性率E*100(単位:MPa)とが、次式(3)を満たすことを特徴とする請求項1記載のエアレスタイヤ。
E*100/E*30 >0.8 −−−(3) - 前記剪断ゴム層は、タイヤ周方向の破断伸びEBX、及びタイヤ軸方向の破断伸びEBYが次式(4)を満たし、かつタイヤ周方向の破断強度TBX、及びタイヤ軸方向の破断強度TBYが次式(5)を満たすことを特徴とする請求項1又は2記載のエアレスタイヤ。
0.85< EBX/EBY < 1.2 −−−(4)
0.85< TBX/TBY < 1.2 −−−(5) - 前記剪断ゴム層は、体積固有抵抗値が、1×108Ω・cm未満であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のエアレスタイヤ。
- 前記外側補強コード層の補強コード、及び前記内側補強コード層の補強コードは、スチールコードからなることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のエアレスタイヤ。
- 前記外側補強コード層は、タイヤ周方向に対して傾斜して配列された第1の補強コードを有する第1コードプライと、
前記第1コードプライのタイヤ半径方向外側に設けられ、かつタイヤ周方向に対して前記第1の補強コードと同角度かつ逆向きに傾斜して配列された第2の補強コードを有する第2コードプライとを含み、
前記内側補強コード層は、タイヤ周方向又はタイヤ軸方向に平行に配列された第3の補強コードを有する第3コードプライを含むことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のエアレスタイヤ。 - 前記外側補強コード層は、前記第2コードプライのタイヤ半径方向外側に、第4の補強コードが配列された第4コードプライをさらに含むことを特徴とする請求項6記載のエアレスタイヤ。
- 前記第4の補強コードは、タイヤ周方向と平行に配列され、前記第4の補強コードの弾性率は、前記第1の補強コード及び前記第2の補強コードの弾性率以下であることを特徴とする請求項7記載のエアレスタイヤ。
- 前記外側補強コード層は、前記第1コードプライのタイヤ半径方向内側に、第5の補強コードが配列された第5コードプライをさらに含むことを特徴とする請求項6〜8の何れかに記載のエアレスタイヤ。
- 前記第5の補強コードは、タイヤ周方向と平行に配列さることを特徴とする請求項9記載のエアレスタイヤ。
- 前記第3の補強コードは、タイヤ周方向に平行に配列されることを特徴とする請求項6〜10の何れかに記載のエアレスタイヤ。
- 前記第1の補強コードのタイヤ周方向に対する角度θは、5〜85゜であることを特徴とする請求項6〜11の何れかに記載のエアレスタイヤ。
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