JP6897206B2 - Pneumatic tires for heavy loads - Google Patents
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Description
本発明は、低転がり抵抗性、耐偏摩耗性、引張り破断伸びおよび耐チャンキング性を改良するようにした重荷重用空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a heavy load pneumatic tire with improved low rolling resistance, uneven wear resistance, tensile elongation at break and chunking resistance.
北米におけるＳｍａｒｔ Ｗａｙ規制、欧州におけるラベリングの環境規制の観点からトラック、バス等に使用される重荷重用タイヤの転がり抵抗を小さくすることが求められている。 From the viewpoint of Smart Way regulations in North America and environmental regulations for labeling in Europe, it is required to reduce the rolling resistance of heavy-duty tires used for trucks, buses, and the like.
重荷重用タイヤの転がり抵抗を小さくするため、トレッド用ゴム組成物におけるカーボンブラックの配合量を減らすことが考えられるが、ゴム硬度が低下し、偏摩耗が発生することが懸念される。また、加硫系配合剤を増量すると、ゴム硬度は高くなるが、引張り破断伸びが低下するという問題がある。 In order to reduce the rolling resistance of heavy-duty tires, it is conceivable to reduce the amount of carbon black blended in the rubber composition for tread, but there is a concern that the rubber hardness will decrease and uneven wear will occur. Further, when the amount of the vulcanization-based compounding agent is increased, the rubber hardness increases, but there is a problem that the tensile elongation at break decreases.
特許文献１は、天然ゴム／イソプレンゴムからなるジエン系ゴム質量部に、シリカを３５〜５０質量部、硫黄を１．５〜３．５質量部、特定量のカーボンブラック、スルフェンアミド系加硫促進剤および硫黄含有シランカップシング剤を含むゴム組成物で重荷重用タイヤのキャップトレッドを構成することにより、転がり抵抗を小さくし、耐摩耗性および耐偏摩耗性を改良することを記載する。
しかしながら、近年、低転がり抵抗性や軽量化をより一層高度なものにするため、超偏平率にされた所謂スーパーシングルタイヤ（またはワイドシングルタイヤ等）が、トラック、バス等の片側２本の重荷重用タイヤ（ダブルタイヤ）に代わるものとして使用されることがある。このような超偏平率の重荷重用空気入りタイヤでは、耐偏摩耗性に求められる性能がより厳しくなると共に、チャンキングを今まで以上に発生し難くすることも課題となっていた。 However, in recent years, in order to further improve low rolling resistance and weight reduction, so-called super single tires (or wide single tires, etc.) with ultra-flatness have been burdened with two tires on each side of trucks, buses, etc. It may be used as an alternative to heavy tires (double tires). In such a heavy-duty pneumatic tire having an ultra-flatness, the performance required for uneven wear resistance has become more severe, and it has also been an issue to make chunking less likely to occur.
本発明の目的は低転がり抵抗性、耐偏摩耗性、引張り破断伸びおよび耐チャンキング性を従来レベル以上に改良するようにした重荷重用空気入りタイヤを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a pneumatic tire for heavy loads in which low rolling resistance, uneven wear resistance, tensile elongation at break and chunking resistance are improved beyond the conventional level.
上記目的を達成する本発明の重荷重用空気入りタイヤは、キャップトレッドゴムおよびアンダートレッドゴムを有する重荷重用空気入りタイヤであって、キャップトレッドゴムがキャップトレッド用ゴム組成物からなり、該キャップトレッド用ゴム組成物が、天然ゴム４０〜１００質量％およびブタジエンゴム０〜６０質量％の合計１００質量％からなるジエン系ゴム１００質量部に対し、カーボンブラックを３０〜６０質量部、シリカを１〜３０質量部配合してなり、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が１００〜１２８ｍ 2 ／ｇであり、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積と前記シリカの窒素吸着比表面積の差が３０〜１００ｍ2／ｇであり、前記キャップトレッドゴムのゴム硬度Ｈｃおよび前記アンダートレッドゴムのゴム硬度Ｈｕの差（Ｈｃ−Ｈｕ）が５以上１０以下であることを特徴とする。 The heavy-duty pneumatic tire of the present invention that achieves the above object is a heavy-duty pneumatic tire having a cap tread rubber and an undertread rubber, wherein the cap tread rubber is made of a cap tread rubber composition and is used for the cap tread. The rubber composition is 30 to 60 parts by mass of carbon black and 1 to 30 parts by mass of silica with respect to 100 parts by mass of a diene rubber composed of 40 to 100% by mass of natural rubber and 0 to 60% by mass of butadiene rubber. The carbon black has a nitrogen adsorption specific surface area of 100 to 128 m 2 / g, and the difference between the nitrogen adsorption specific surface area of the carbon black and the nitrogen adsorption specific surface area of the silica is 30 to 100 m 2 / g. The difference (Hc-Hu) between the rubber hardness Hc of the cap tread rubber and the rubber hardness Hu of the undertread rubber is 5 or more and 10 or less.
本発明の重荷重用空気入りタイヤは、キャップトレッド用ゴム組成物に、天然ゴム４０〜１００質量％およびブタジエンゴム０〜６０質量％の合計１００質量％からなるジエン系ゴム１００質量部に、窒素吸着比表面積が１００〜１２８ｍ 2 ／ｇであるカーボンブラックを３０〜６０質量部、シリカを１〜３０質量部配合すると共に、カーボンブラックの窒素吸着比表面積とシリカの窒素吸着比表面積の差を３０〜１００ｍ2／ｇになるようにしたので、キャップトレッド用ゴム組成物の低発熱性、耐偏摩耗性および引張り破断伸びを維持向上し、かつキャップトレッドゴムのゴム硬度Ｈｃおよびアンダートレッドゴムのゴム硬度Ｈｕの差（Ｈｃ−Ｈｕ）を５以上１０以下にしたので、チャンキング故障の発生を抑制することができる。 In the heavy-duty pneumatic tire of the present invention , nitrogen is adsorbed on 100 parts by mass of a diene rubber composed of 40 to 100% by mass of natural rubber and 0 to 60% by mass of butadiene rubber in a rubber composition for cap tread. 30 to 60 parts by mass of carbon black having a specific surface area of 100 to 128 m 2 / g and 1 to 30 parts by mass of silica are blended, and the difference between the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black and the nitrogen adsorption specific surface area of silica is 30 to 30 to 30 parts. Since it is set to 100 m 2 / g, the rubber composition for cap tread maintains and improves low heat generation, uneven wear resistance and tensile elongation at break, and the rubber hardness Hc of the cap tread rubber and the rubber hardness of the under tread rubber. Since the difference in Hu (Hc-Hu) is 5 or more and 10 or less, the occurrence of chunking failure can be suppressed.
本発明の重荷重用タイヤにおいて、前記キャップトレッドゴムの厚さＴｃおよび前記アンダートレッドゴムの厚さＴｕが以下の一般式（１）を満たすとよく、低発熱性および耐偏摩耗性をより優れたものにすることができる。
１／１０≦（Ｔｕ）／（Ｔｃ＋Ｔｕ）≦１／３ （１）
（式中、Ｔｃはキャップトレッドゴムの厚さ（ｍｍ）、Ｔｕはアンダートレッドゴムの厚さ（ｍｍ）を表す。）。
In the heavy-duty tire of the present invention, it is preferable that the thickness Tc of the cap tread rubber and the thickness Tu of the under tread rubber satisfy the following general formula (1), and the low heat generation and uneven wear resistance are more excellent. Can be a thing.
1/10 ≤ (Tu) / (Tc + Tu) ≤ 1/3 (1)
(In the formula, Tc represents the thickness of the cap tread rubber (mm), and Tu represents the thickness of the under tread rubber (mm).)
前記キャップトレッド用ゴム組成物は、前記ジエン系ゴム１００質量部に対し、加硫促進剤を０．８〜１．８質量部配合してなることが好ましい。また、前記アンダートレッドゴムがアンダートレッド用ゴム組成物からなり、該アンダートレッド用ゴム組成物が、天然ゴム及び／又はイソプレンゴムを７０〜１００質量％と、ブタジエンゴム及び／又はスチレンブタジエンゴムを３０〜０質量％とからなるジエン系ゴム１００質量部に対し、カーボンブラックを１５〜５０質量部配合してなるとよい。さらに、前記アンダートレッド用ゴム組成物のカーボンブラックの窒素吸着比表面積が３５〜８５ｍ 2 ／ｇであるとよい。 The rubber composition for cap tread is preferably prepared by blending 0.8 to 1.8 parts by mass of a vulcanization accelerator with 100 parts by mass of the diene-based rubber. Further, the undertread rubber comprises a rubber composition for undertread, and the rubber composition for undertread contains 70 to 100% by mass of natural rubber and / or isoprene rubber, and 30 of butadiene rubber and / or styrene-butadiene rubber. It is preferable to add 15 to 50 parts by mass of carbon black to 100 parts by mass of the diene rubber consisting of ~ 0% by mass. Further, the nitrogen adsorption specific surface area of the carbon black of the rubber composition for undertread is preferably 35 to 85 m 2 / g.
本明細書において、重荷重用空気入りタイヤとは、トラック、バス、建設車両に装着する大型空気入りタイヤをいう。 In the present specification, the heavy-duty pneumatic tire means a large pneumatic tire mounted on a truck, a bus, or a construction vehicle.
図１において、重荷重用空気入りタイヤは、トレッド部１、サイドウォール部２及びビード部３を有し、左右のビード部３，３間にカーカス層４が装架され、その両端部がビードコア５の周りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１におけるカーカス層４のタイヤ径方向外側には４層構造のベルト層６が配置され、最外側のベルト層６の外側にトレッドゴムが配置される。トレッドゴムは、ベルト層６に隣接する径方向内側のアンダートレッドゴムの層８とトレッド部１の表面に露出する径方向外側のキャップトレッドゴムの層７の二層構造になっている。
In FIG. 1, the heavy-duty pneumatic tire has a
本発明の重荷重用空気入りタイヤにおいて、キャップトレッドゴムの層７は、キャップトレッド用ゴム組成物により構成され、アンダートレッドゴムの層８は、アンダートレッド用ゴム組成物により構成される。
In the heavy-duty pneumatic tire of the present invention, the cap
キャップトレッド用ゴム組成物において、ゴム成分はジエン系ゴムであり、天然ゴム、または天然ゴムおよびブタジエンゴムからなる。ジエン系ゴムを天然ゴム、ブタジエンゴムで組成することにより、ゴム組成物の低発熱性、ゴム硬度および引張り破断伸びを高いレベルで確保することができる。 In the rubber composition for cap tread, the rubber component is a diene-based rubber, and is composed of natural rubber, or natural rubber and butadiene rubber. By composing the diene rubber with natural rubber and butadiene rubber, it is possible to secure low heat generation, rubber hardness and tensile elongation at break of the rubber composition at a high level.
天然ゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００質量％中、６０〜１００質量％、好ましくは６５〜９５質量％である。天然ゴムの含有量が、６０質量％未満であるとゴム硬度および引張り破断伸びが低下する虞がある。ブタジエンゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００質量％中、４０〜０質量％、好ましくは３５〜５質量％である。ブタジエンゴムの含有量が４０質量％を超えるとゴム硬度および引張り破断伸びが低下する虞がある。 The content of the natural rubber is 60 to 100% by mass, preferably 65 to 95% by mass, based on 100% by mass of the diene rubber. If the content of natural rubber is less than 60% by mass, the rubber hardness and tensile elongation at break may decrease. The content of the butadiene rubber is 40 to 0% by mass, preferably 35 to 5% by mass, based on 100% by mass of the diene rubber. If the content of butadiene rubber exceeds 40% by mass, the rubber hardness and tensile elongation at break may decrease.
キャップトレッド用ゴム組成物において、ジエン系ゴムは、天然ゴムを１００質量％、又は天然ゴム及びブタジエンゴムの合計を１００質量％にする。好ましくは天然ゴム及びブタジエンゴムの合計を１００質量％にする。なお、キャップトレッド用ゴム組成物に各種配合剤を添加するとき、希釈材料やマスターバッチのベースゴムとして、天然ゴム、ブタジエンゴム以外の他のジエン系ゴムを含有する場合、そのような配合剤の使用を排除するものではなく、本発明の目的を阻害しない範囲で使用することができる。他のジエン系ゴムとしては、例えばイソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等が挙げられる。 In the rubber composition for cap tread, the diene-based rubber has 100% by mass of natural rubber, or 100% by mass of the total of natural rubber and butadiene rubber. Preferably, the total of natural rubber and butadiene rubber is 100% by mass. When various compounding agents are added to the rubber composition for cap tread, when a diene-based rubber other than natural rubber and butadiene rubber is contained as a dilution material or a base rubber of the masterbatch, such a compounding agent is used. It does not exclude its use, and can be used as long as it does not interfere with the object of the present invention. Examples of other diene-based rubbers include isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, butyl rubber, and acrylonitrile-butadiene rubber.
キャップトレッド用ゴム組成物は、カーボンブラックを配合する。カーボンブラックを配合することにより、ゴム組成物のゴム強度、ゴム硬度を高くし、耐摩耗性及び耐偏摩耗性を高くすることができる。カーボンブラックは、ジエン系ゴム１００質量部に対し、３０〜６０質量部、好ましくは３２〜５５質量部、より好ましくは３５〜５０質量部配合する。カーボンブラックの配合量が３０質量部未満であると、ゴム組成物のゴム硬度、ゴム強度及び耐摩耗性が悪化する。カーボンブラックの配合量が６０質量部を超えると発熱性が大きくなり引張り破断伸びが低下する。 The rubber composition for the cap tread contains carbon black. By blending carbon black, the rubber strength and rubber hardness of the rubber composition can be increased, and the wear resistance and uneven wear resistance can be increased. The carbon black is blended in an amount of 30 to 60 parts by mass, preferably 32 to 55 parts by mass, and more preferably 35 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. If the blending amount of carbon black is less than 30 parts by mass, the rubber hardness, rubber strength and wear resistance of the rubber composition deteriorate. When the blending amount of carbon black exceeds 60 parts by mass, the heat generation becomes large and the tensile elongation at break decreases.
カーボンブラックとしては、ＡＳＴＭ Ｄ１７６５により分類された等級が、好ましくはＩＳＡＦ級またはＳＡＦ級であるとよく、窒素吸着比表面積が好ましくは１００〜１３０ｍ2／ｇ、より好ましくは１０５〜１２８ｍ2／ｇであるとよい。窒素吸着比表面積が１００ｍ2／ｇ未満であると、ゴム組成物のゴム硬度、ゴム強度などの機械的特性が低下し耐摩耗性及び耐偏摩耗性が悪化する。窒素吸着比表面積が１３０ｍ2／ｇを超えると、転がり抵抗が大きくなる。カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、ＪＩＳ Ｋ６２１７−２に準拠して、測定するものとする。 As the carbon black, the grade classified by ASTM D1765 is preferably ISAF grade or SAF grade, and the nitrogen adsorption specific surface area is preferably 100 to 130 m 2 / g, more preferably 105 to 128 m 2 / g. It would be nice to have it. When the nitrogen adsorption specific surface area is less than 100 m 2 / g, the mechanical properties such as rubber hardness and rubber strength of the rubber composition are lowered, and the wear resistance and uneven wear resistance are deteriorated. When the nitrogen adsorption specific surface area exceeds 130 m 2 / g, the rolling resistance increases. The nitrogen adsorption specific surface area of carbon black shall be measured in accordance with JIS K6217-2.
キャップトレッド用ゴム組成物において、シリカを、ジエン系ゴム１００質量部に対し１〜３０質量部、好ましくは２〜２５質量部、より好ましくは５〜２０質量部配合する。シリカを配合することにより、タイヤにしたとき転がり抵抗を小さくすると共に、キャップトレッド用ゴム組成物のゴム硬度を高くすることができる。シリカの配合量が１質量部未満であると、ゴム硬度を高くする効果が得られ難い。シリカの配合量が６０質量部を超えると、引張り破断伸びおよびゴム硬度が大きくなり過ぎ、チャンキング故障が起こり易くなる。 In the rubber composition for cap tread, silica is blended in an amount of 1 to 30 parts by mass, preferably 2 to 25 parts by mass, and more preferably 5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. By blending silica, it is possible to reduce the rolling resistance when the tire is made and to increase the rubber hardness of the rubber composition for cap tread. If the blending amount of silica is less than 1 part by mass, it is difficult to obtain the effect of increasing the rubber hardness. If the blending amount of silica exceeds 60 parts by mass, the tensile elongation at break and the rubber hardness become too large, and chunking failure is likely to occur.
シリカの窒素吸着比表面積は、特に限定されるものではないが、好ましくは５０〜２００ｍ2／ｇ、より好ましくは６０〜１８０ｍ2／ｇであるとよい。シリカの窒素吸着比表面積が５０ｍ2／ｇ未満であると耐摩耗性及び耐偏摩耗性が悪化し好ましくない。またシリカの窒素吸着比表面積が３００ｍ2／ｇを超えると、転がり抵抗が大きくなり好ましくない。なおシリカの窒素吸着比表面積はＪＩＳ Ｋ６２１７−２に準拠して求めるものとする。
The nitrogen adsorption specific surface area of silica is not particularly limited, but is preferably 50 to 200
シリカとしては、タイヤ用ゴム組成物に通常使用されるシリカ、例えば湿式法シリカ、乾式法シリカあるいは表面処理シリカなどを使用することができる。シリカは、市販されているものの中から適宜選択して使用することができる。また通常の製造方法により得られたシリカを使用することができる。 As the silica, silica usually used in rubber compositions for tires, for example, wet silica, dry silica, surface-treated silica and the like can be used. Silica can be appropriately selected and used from commercially available ones. Further, silica obtained by a usual production method can be used.
キャップトレッド用ゴム組成物において、カーボンブラックの窒素吸着比表面積とシリカの窒素吸着比表面積の差は３０〜１００ｍ2／ｇであり、好ましくは４０〜９０ｍ2／ｇである。本明細書において、カーボンブラックの窒素吸着比表面積とシリカの窒素吸着比表面積の差は、両者の窒素吸着比表面積の差の絶対値をいう。したがって、カーボンブラックの窒素吸着比表面積、シリカの窒素吸着比表面積のいずれが大きくてもよい。カーボンブラックの窒素吸着比表面積とシリカの窒素吸着比表面積の差が３０ｍ2／ｇ未満であると、発熱性が大きくなり、チャンキング故障を起こし易くなる。また窒素吸着比表面積の差が１００ｍ2／ｇを超えるとゴム硬度が低下し、引張り破断伸びが悪化する。 In the rubber composition for cap tread, the difference between the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black and the nitrogen adsorption specific surface area of silica is 30 to 100 m 2 / g, preferably 40 to 90 m 2 / g. In the present specification, the difference between the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black and the nitrogen adsorption specific surface area of silica means the absolute value of the difference between the nitrogen adsorption specific surface areas of the two. Therefore, either the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black or the nitrogen adsorption specific surface area of silica may be large. If the difference between the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black and the nitrogen adsorption specific surface area of silica is less than 30 m 2 / g, the heat generation becomes large and chunking failure is likely to occur. Further, when the difference in the nitrogen adsorption specific surface area exceeds 100 m 2 / g, the rubber hardness decreases and the tensile elongation at break deteriorates.
本発明の重荷重用空気入りタイヤは、シリカと共に硫黄含有シランカップリング剤を配合する。硫黄含有シランカップリング剤を配合することにより、シリカの分散性を改良し、ゴム組成物の低発熱性をより小さくし、転がり抵抗をより小さくすると共に、耐摩耗性及び耐偏摩耗性を改良することができる。 The heavy-duty pneumatic tire of the present invention contains a sulfur-containing silane coupling agent together with silica. By blending a sulfur-containing silane coupling agent, the dispersibility of silica is improved, the low heat generation of the rubber composition is made smaller, the rolling resistance is made smaller, and the wear resistance and uneven wear resistance are improved. can do.
硫黄含有シランカップリング剤としては、特に制限されるものではないが、例えばビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン等を例示することができる。なかでもビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドが好ましい。 The sulfur-containing silane coupling agent is not particularly limited, and is, for example, bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, and 3-trimethoxysilylpropylbenzo. Examples thereof include thiazole tetrasulfide, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, and 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane. Of these, bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide are preferable.
本発明では、カーボンブラック、シリカ以外の他の充填剤を配合することができる。他の充填剤としては、例えばクレー、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン等を例示することができる。なかでも炭酸カルシウム、クレー、酸化アルミニウムが好ましい。他の充填剤を配合することによりゴム組成物の機械的特性をより一層改良することができ、タイヤにしたときの低発熱性、耐カット性及び加工性のバランスを改良することができる。 In the present invention, fillers other than carbon black and silica can be blended. Examples of other fillers include clay, mica, talc, calcium carbonate, aluminum hydroxide, aluminum oxide, titanium oxide and the like. Of these, calcium carbonate, clay and aluminum oxide are preferable. By blending other fillers, the mechanical properties of the rubber composition can be further improved, and the balance between low heat generation, cut resistance and workability when made into a tire can be improved.
キャップトレッド用ゴム組成物は、硫黄、加硫促進剤を含むことができる。加硫促進剤の配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、好ましくは０．８〜１．８質量部、より好ましくは１．０〜１．５質量部であるとよい。加硫促進剤が０．８質量部未満であると、ゴム硬度が低下し、耐摩耗性が劣る虞がある。また加硫促進剤が１．８質量部を超えると、引張り破断伸びが低下し、チャンキング故障を起こし易くなる虞がある。 The rubber composition for cap tread can contain sulfur and a vulcanization accelerator. The blending amount of the vulcanization accelerator is preferably 0.8 to 1.8 parts by mass, and more preferably 1.0 to 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. If the amount of the vulcanization accelerator is less than 0.8 parts by mass, the rubber hardness may decrease and the wear resistance may be deteriorated. Further, if the amount of the vulcanization accelerator exceeds 1.8 parts by mass, the tensile elongation at break decreases, and there is a possibility that a chunking failure is likely to occur.
本発明の重荷重用空気入りタイヤは、キャップトレッドゴムの層を上述したキャップトレッド用ゴム組成物で構成し、アンダートレッドゴムの層をアンダートレッド用ゴム組成物で構成する。本発明において、キャップトレッドゴムのゴム硬度Ｈｃおよびアンダートレッドゴムのゴム硬度Ｈｕの差（Ｈｃ−Ｈｕ）が５以上１０以下である。ゴム硬度の差（Ｈｃ−Ｈｕ）が５未満であると、トレッドの偏摩耗が発生しやすくなる。またゴム硬度の差（Ｈｃ−Ｈｕ）が１０を超えると、チャンキング故障の発生を抑制することができない。ゴム硬度の差（Ｈｃ−Ｈｕ）は好ましくは５〜８、より好ましくは５〜７であるとよい。本明細書において、キャップトレッドゴムのゴム硬度Ｈｃおよびアンダートレッドゴムのゴム硬度Ｈｕは、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠しデュロメータのタイプＡにより温度２０℃で測定するゴムの硬さをいう。 In the heavy-duty pneumatic tire of the present invention, the cap tread rubber layer is composed of the above-mentioned cap tread rubber composition, and the under tread rubber layer is composed of the under tread rubber composition. In the present invention, the difference (Hc-Hu) between the rubber hardness Hc of the cap tread rubber and the rubber hardness Hu of the under tread rubber is 5 or more and 10 or less. If the difference in rubber hardness (Hc-Hu) is less than 5, uneven wear of the tread is likely to occur. Further, if the difference in rubber hardness (Hc-Hu) exceeds 10, the occurrence of chunking failure cannot be suppressed. The difference in rubber hardness (Hc-Hu) is preferably 5 to 8, more preferably 5 to 7. In the present specification, the rubber hardness Hc of the cap tread rubber and the rubber hardness Hu of the under tread rubber refer to the hardness of the rubber measured at a temperature of 20 ° C. by the type A of the durometer in accordance with JIS K6253.
本発明の重荷重用空気入りタイヤにおいて、キャップトレッドゴムの厚さＴｃおよびアンダートレッドゴムの厚さＴｕは、以下の一般式（１）を満たすことが好ましい。
１／１０≦（Ｔｕ）／（Ｔｃ＋Ｔｕ）≦１／３ （１）
（式中、Ｔｃはキャップトレッドゴムの厚さ（ｍｍ）、Ｔｕはアンダートレッドゴムの厚さ（ｍｍ）を表す。）
In the heavy-duty pneumatic tire of the present invention, the thickness Tc of the cap tread rubber and the thickness Tu of the under tread rubber preferably satisfy the following general formula (1).
1/10 ≤ (Tu) / (Tc + Tu) ≤ 1/3 (1)
(In the formula, Tc represents the thickness of the cap tread rubber (mm), and Tu represents the thickness of the under tread rubber (mm).)
トレッドゴム全体の厚さ（Ｔｃ＋Ｔｕ）に対するアンダートレッドゴムの厚さ（Ｔｕ）の比［（Ｔｕ）／（Ｔｃ＋Ｔｕ）］を１／１０以上にすることにより、発熱を抑制し耐チャンキング性を改良するため好ましい。また厚さの比［（Ｔｕ）／（Ｔｃ＋Ｔｕ）］を１／３以下にすることにより、耐摩耗性および耐偏摩耗性を優れたものにすることができ好ましい。厚さの比［（Ｔｕ）／（Ｔｃ＋Ｔｕ）］はより好ましくは１／４〜１／９、さらに好ましくは１／５〜１／８であるとよい。 By setting the ratio of the undertread rubber thickness (Tu) to the total tread rubber thickness (Tc + Tu) to 1/10 or more [(Tu) / (Tc + Tu)], heat generation is suppressed and chunking resistance is improved. It is preferable to do so. Further, by setting the thickness ratio [(Tu) / (Tc + Tu)] to 1/3 or less, wear resistance and uneven wear resistance can be made excellent, which is preferable. The thickness ratio [(Tu) / (Tc + Tu)] is more preferably 1/4 to 1/9, still more preferably 1/5 to 1/8.
本発明で好適に使用するアンダートレッド用ゴム組成物は、重荷重用タイヤのアンダートレッドに用いられるものであれば特に制限されるものではないが、好ましくは天然ゴム及び／又はイソプレンゴムを７０〜１００質量％と、ブタジエンゴム及び／又はスチレンブタジエンゴムを３０〜０質量％とからなるジエン系ゴム１００質量部に対し、カーボンブラックを１５〜５０質量部配合するとよい。またカーボンブラックの窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが好ましくは３５〜８５ｍ2／ｇであるとよい。 The rubber composition for undertread preferably used in the present invention is not particularly limited as long as it is used for the undertread of a heavy-duty tire, but preferably natural rubber and / or isoprene rubber is 70 to 100. It is preferable to add 15 to 50 parts by mass of carbon black to 100 parts by mass of the diene rubber composed of 30 to 0% by mass of butadiene rubber and / or styrene-butadiene rubber. Further, the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of carbon black is preferably 35 to 85 m 2 / g.
キャップトレッド用ゴム組成物およびアンダートレッド用ゴム組成物には、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤などの重荷重用空気入りタイヤ用ゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤を、本発明の目的を阻害しない範囲内で配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。本発明の重荷重用空気入りタイヤは、通常のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。 Various additions commonly used in heavy-duty pneumatic tire rubber compositions such as vulcanization or cross-linking agents, vulcanization accelerators, and anti-aging agents are added to the cap tread rubber composition and the under tread rubber composition. The agent can be blended within a range that does not impair the object of the present invention, and such additive can be kneaded by a general method to form a rubber composition, which can be used for vulcanization or cross-linking. The blending amount of these additives can be a conventional general blending amount as long as it does not contradict the object of the present invention. The heavy-duty pneumatic tire of the present invention can be produced by mixing each of the above components using a normal rubber kneading machine, for example, a Banbury mixer, a kneader, a roll, or the like.
本発明の重荷重用空気入りタイヤは、トラック、バス、等の大型車両に好適に用いることができる。とりわけ偏平率が好ましくは６０以下、より好ましくは５５以下、更に好ましくは５０以下という超偏平率の重荷重用空気入りタイヤとして用いることができる。本発明の重荷重用空気入りタイヤを、スーパーシングルタイヤ（ワイドシングルタイヤ）として用いることにより、重荷重用タイヤの耐摩耗性および耐偏摩耗性を従来レベル以上に向上すると共に、チャンキング故障の発生を抑制することができる。またダブルタイヤを使用するときと比べ、タイヤ／ホイール組立体の重量を大幅に軽量化し、燃費性能を向上することができる。 The heavy-duty pneumatic tire of the present invention can be suitably used for large vehicles such as trucks and buses. In particular, it can be used as a heavy-duty pneumatic tire having an ultraflatness of preferably 60 or less, more preferably 55 or less, and even more preferably 50 or less. By using the heavy-duty pneumatic tire of the present invention as a super single tire (wide single tire), the wear resistance and uneven wear resistance of the heavy-duty tire can be improved more than the conventional level, and chunking failure can occur. It can be suppressed. In addition, the weight of the tire / wheel assembly can be significantly reduced and the fuel efficiency can be improved as compared with the case of using a double tire.
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited to these Examples.
表２に示す配合剤を共通配合とし、表１に示す配合からなる１６種類のキャップトレッド用ゴム組成物（実施例１〜８、標準例、比較例１〜７）を、硫黄、加硫促進剤を除く成分を１.８Ｌの密閉型ミキサーで１６０℃、５分間混練し放出したマスターバッチに、硫黄、加硫促進剤を加えてオープンロールで混練することにより調製した。なお、表２に記載した共通配合剤の添加量は、表１に記載したジエン系ゴム１００質量部に対する質量部で表わした。実施例７を除く実施例、標準例、比較例において、アンダートレッド用ゴム組成物として天然ゴム１００質量部にカーボンブラック４０質量を配合し上記と同様にして調製した。また実施例７において、アンダートレッド用ゴム組成物として天然ゴム１００質量部にカーボンブラック５０質量を配合し上記と同様にして調製した。 16 types of rubber compositions for cap tread (Examples 1 to 8, Standard Examples, Comparative Examples 1 to 7) having the compounding agents shown in Table 2 as a common compounding and having the compounding shown in Table 1 are subjected to sulfur and vulcanization promotion. The components excluding the agent were kneaded with a 1.8 L closed mixer at 160 ° C. for 5 minutes and released, and sulfur and a vulcanization accelerator were added to the master batch and kneaded with an open roll. The amount of the common compounding agent added in Table 2 is expressed in parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber shown in Table 1. In Examples, Standard Examples, and Comparative Examples other than Example 7, 40 parts by mass of carbon black was added to 100 parts by mass of natural rubber as a rubber composition for undertread, and the mixture was prepared in the same manner as described above. Further, in Example 7, as a rubber composition for under tread, 50 parts by mass of carbon black was blended with 100 parts by mass of natural rubber to prepare in the same manner as described above.
得られた１４種類のキャップトレッド用ゴム組成物を、所定形状の金型中で、１５０℃、３０分間加硫して試験片を作製し、下記に示す方法により、ゴム硬度（Ｈｃ）、発熱性（６０℃のｔａｎδ）および引張り破断伸び（１００℃）の評価を行った。またアンダートレッド用ゴム組成物を、所定形状の金型中で、１５０℃、３０分間加硫して試験片を作製し、下記に示す方法により、ゴム硬度（Ｈｕ）を評価した。 The obtained 14 kinds of rubber compositions for cap tread are vulcanized at 150 ° C. for 30 minutes in a mold having a predetermined shape to prepare a test piece, and the rubber hardness (Hc) and heat generation are generated by the method shown below. The properties (tan δ at 60 ° C.) and tensile elongation at break (100 ° C.) were evaluated. Further, the rubber composition for under tread was vulcanized at 150 ° C. for 30 minutes in a mold having a predetermined shape to prepare a test piece, and the rubber hardness (Hu) was evaluated by the method shown below.
ゴム硬度（ＨｃおよびＨｕ）
得られた試験片のゴム硬度を、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠しデュロメータのタイプＡにより温度２０℃で測定した。キャップトレッド用ゴム組成物のゴム硬度（Ｈｃ）およびアンダートレッド用ゴム組成物のゴム硬度（Ｈｕ）の差（Ｈｃ-Ｈｕ）を算出し、その結果を表１に記載した。またキャップトレッド用ゴム組成物のゴム硬度（Ｈｃ）について、標準例の値を１００とする指数として表１の「ゴム硬度（Ｈｃ）」の欄に示した。この指数が大きいほど耐摩耗性および耐偏摩耗性が優れることを意味する。
Rubber hardness (Hc and Hu)
The rubber hardness of the obtained test piece was measured at a temperature of 20 ° C. by a durometer type A in accordance with JIS K6253. The difference (Hc-Hu) between the rubber hardness (Hc) of the rubber composition for cap tread and the rubber hardness (Hu) of the rubber composition for under tread was calculated, and the results are shown in Table 1. Further, the rubber hardness (Hc) of the rubber composition for cap tread is shown in the column of "Rubber hardness (Hc)" in Table 1 as an index with the value of the standard example as 100. The larger this index is, the better the wear resistance and the uneven wear resistance are.
発熱性（６０℃のｔａｎδ）
得られた試験片を、ＪＩＳ Ｋ６３９４に準拠して、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚの条件で、温度６０℃における損失正接ｔａｎδを測定した。得られたｔａｎδの値の逆数を算出し標準例の値を１００とする指数として表１の「ｔａｎδ（６０℃）」の欄に示した。この指数が大きいほど発熱性（６０℃のｔａｎδ）が小さく、タイヤ走行時に発熱によりタイヤ温度が高くなるのを抑制し、タイヤ耐久性を向上可能にする。また同時に空気入りタイヤにしたとき転がり抵抗が小さくなることを意味する。
Exothermic (tan δ at 60 ° C)
The obtained test piece is subjected to JIS K6394, using a viscoelastic spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., under the conditions of initial distortion of 10%, amplitude of ± 2%, and frequency of 20 Hz, and loss tangent at a temperature of 60 ° C. Was measured. The reciprocal of the obtained tan δ value was calculated and shown in the column of “tan δ (60 ° C.)” in Table 1 as an index with the value of the standard example as 100. The larger this index is, the smaller the heat generation (tan δ at 60 ° C.) is, and it is possible to suppress the increase in tire temperature due to heat generation during tire running and improve the tire durability. At the same time, it means that the rolling resistance becomes smaller when the tire is made into a pneumatic tire.
引張り破断伸び（１００℃）
得られた試験片から、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠してＪＩＳ３号ダンベル型試験片を切り出した。１００℃で５００ｍｍ／分の引張り速度で引張り試験を行い、破断したときの引張り破断伸びを測定した。得られた結果は、標準例の値を１００にする指数として表１の「引張破断伸び」の欄に記載した。引張破断伸びの指数が大きいほど引張破断伸びが大きく優れることを意味する。
Tensile fracture elongation (100 ° C)
From the obtained test piece, a JIS No. 3 dumbbell type test piece was cut out in accordance with JIS K6251. A tensile test was carried out at 100 ° C. at a tensile speed of 500 mm / min, and the tensile elongation at break when broken was measured. The obtained results are shown in the column of "Tension breaking elongation" in Table 1 as an index for setting the value of the standard example to 100. The larger the index of tensile elongation at break, the greater the elongation at break and the better.
得られたキャップトレッド用ゴム組成物をキャップトッレドゴムの層（厚さＴｃ＝１７ｍｍまたは１７．８５ｍｍ）に、アンダートレッド用ゴム組成物をアンダートッレドの層（厚さＴｕ＝３．４ｍｍまたは２．５５）に使用して、重荷重用空気入りタイヤ（タイヤサイズ２７５/８０Ｒ２２．５）を加硫成形した。これらの重荷重用空気入りタイヤは、トッレドゴムの厚さの比［（Ｔｕ）／（Ｔｃ＋Ｔｕ）］が１／６または１／８であった。得られた重荷重用空気入りタイヤを使用し、以下の方法で耐チャンキング性の試験を行った。 The obtained rubber composition for cap tread is applied to a layer of cap tire (thickness Tc = 17 mm or 17.85 mm), and the rubber composition for under tread is applied to a layer of under track (thickness Tu = 3.4 mm or). Used in 2.55), a heavy-duty pneumatic tire (tire size 275 / 80R22.5) was vulcanized and molded. These heavy-duty pneumatic tires had a torredo rubber thickness ratio [(Tu) / (Tc + Tu)] of 1/6 or 1/8. Using the obtained pneumatic tire for heavy load, the chunking resistance test was conducted by the following method.
耐チャンキング性
得られた重荷重用空気入りタイヤを標準リムにリム組みし、ドラム試験機にて、８０ｋｍ／ｈの条件で走行させ、チャンキングが発生するまでの走行距離を測定した。得られた結果は、標準例の値を１００とする指数として「耐チャンキング性」の欄に示した耐チャンキング性の指数が大きいほど耐チャンキング性が優れ、チャンキング故障の発生が抑制され優れることを意味する。
Chunking resistance The obtained pneumatic tire for heavy load was rim-assembled on a standard rim and ran on a drum tester under the condition of 80 km / h, and the mileage until chunking occurred was measured. The obtained results show that the larger the chunking resistance index shown in the "chunking resistance" column as the index with the value of the standard example as 100, the better the chunking resistance and the occurrence of chunking failure is suppressed. It means to be excellent.
なお、表１において使用した原材料の種類を下記に示す。
・ＮＲ：天然ゴム、ＴＳＲ２０
・ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２００
・ＳＢＲ：スチレン−ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ １５０２、非油展品
・ＣＢ−１：カーボンブラック、キャボットジャパン社製ショウブラックＳ１１８、窒素吸着比表面積が１４５ｍ2／ｇ
・ＣＢ−２：カーボンブラック、キャボットジャパン社製ショウブラックＮ２３４、窒素吸着比表面積が１２３ｍ2／ｇ
・ＣＢ−３：カーボンブラック、キャボットジャパン社製ショウブラックＮ３３０Ｔ、窒素吸着比表面積が６０ｍ2／ｇ
・シリカ：ＥＶＯＮＩＫ社製ＵＬＴＲＡＳＩＬ ＶＮ３ＧＲ、窒素吸着比表面積が１７０ｍ2／ｇ
・加硫促進剤：大内新興化学工業社製ノクセラーＮＳ−Ｐ
The types of raw materials used in Table 1 are shown below.
・ NR: Natural rubber, TSR20
-BR: butadiene rubber, Nippon Zeon Nipol BR1200
-SBR: Styrene-butadiene rubber, Nippon Zeon Nipol 1502, non-oil-extended product-CB-1: Carbon black, Cabot Japan show black S118, nitrogen adsorption specific surface area 145 m 2 / g
-CB-2: Carbon black, Cabot Japan show black N234, nitrogen adsorption specific surface area 123 m 2 / g
-CB-3: Carbon black, Cabot Japan show black N330T, nitrogen adsorption specific surface area 60 m 2 / g
-Silica: ULTRASIL VN3GR manufactured by EVONIK, nitrogen adsorption specific surface area 170 m 2 / g
-Vulcanization accelerator: Noxeller NS-P manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.
なお、表２において使用した原材料の種類を下記に示す。
・老化防止剤：フレキシス社製サントフレックス６ＰＰＤ
・酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・ステアリン酸：ＮＯＦ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ社製ステアリン酸
・硫黄：四国化成工業社製ミュークロンＯＴ−２０
The types of raw materials used in Table 2 are shown below.
-Anti-aging agent: Santoflex 6PPD manufactured by Flexis
・ Zinc oxide: Zinc oxide 3 types manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd. ・ Stearic acid: Stearic acid manufactured by NOF CORPORATION ・ Sulfur: Mucron OT-20 manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.
表１から明らかなように実施例１〜７のキャップトレッド用ゴム組成物および重荷重用空気入りタイヤは、ゴム硬度、発熱性（６０℃のｔａｎδ）、引張り破断伸び（１００℃）および耐チャンキング性が従来レベル以上に向上することが確認された。 As is clear from Table 1, the rubber compositions for cap treads and pneumatic tires for heavy loads of Examples 1 to 7 have rubber hardness, heat generation (tan δ at 60 ° C.), tensile elongation at break (100 ° C.), and chunk resistance. It was confirmed that the sex was improved above the conventional level.
また表１から明らかなように、比較例１のゴム組成物は、カーボンブラックの窒素吸着比表面積とシリカの窒素吸着比表面積の差が１００ｍ2／ｇを超えるので、ゴム硬度、および引張り破断伸び（１００℃）が低下する。
比較例２のゴム組成物は、ブタジエンゴムの代わりにスチレンブタジエンゴムを配合し、天然ゴムおよびブタジエンゴムの合計がジエン系ゴム１００質量％にならないので、発熱性（６０℃のｔａｎδ）、および引張り破断伸び（１００℃）が低下する。
比較例３のゴム組成物は、カーボンブラックの配合量が６０質量部を超えるので、発熱性（６０℃のｔａｎδ）、および引張り破断伸び（１００℃）が低下する。またゴム硬度の差（Ｈｃ-Ｈｕ）が１０を超え、耐チャンキング性が低下する。
比較例４のゴム組成物は、カーボンブラックの配合量が３０質量部未満であるので、ゴム硬度が低下し、耐摩耗性および耐偏摩耗性が劣る。
Further, as is clear from Table 1, in the rubber composition of Comparative Example 1, since the difference between the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black and the nitrogen adsorption specific surface area of silica exceeds 100 m 2 / g, the rubber hardness and the tensile elongation at break are obtained. (100 ° C.) decreases.
The rubber composition of Comparative Example 2 contains styrene-butadiene rubber instead of butadiene rubber, and since the total of natural rubber and butadiene rubber does not reach 100% by mass of diene-based rubber, it is heat-generating (tan δ at 60 ° C.) and tensile. Break elongation (100 ° C.) decreases.
In the rubber composition of Comparative Example 3, since the blending amount of carbon black exceeds 60 parts by mass, the heat generating property (tan δ at 60 ° C.) and the tensile elongation at break (100 ° C.) are lowered. Further, the difference in rubber hardness (Hc-Hu) exceeds 10, and the chunking resistance is lowered.
In the rubber composition of Comparative Example 4, since the blending amount of carbon black is less than 30 parts by mass, the rubber hardness is lowered, and the wear resistance and the uneven wear resistance are inferior.
比較例５のゴム組成物は、シリカの配合量が３０質量部を超えるので、発熱性が悪化する（６０℃のｔａｎδが大きくなる）。また引張り破断伸び（１００℃）が低下する。更にゴム硬度の差（Ｈｃ-Ｈｕ）が１０を超え、耐チャンキング性が低下する。
比較例６のゴム組成物は、シリカの配合量が１質量部未満であるので、発熱性に優れる（６０℃のｔａｎδが小さくなる）が、ゴム硬度が低下するので、ゴム硬度の差（Ｈｃ-Ｈｕ）が５未満となり、タイヤトレッドの偏摩耗が発生する。
比較例７のゴム組成物は、天然ゴムの含有量が６０質量％未満、およびブタジエンゴムの含有量が４０質量％を超えるので、ゴム硬度、および引張り破断伸び（１００℃）が低下する。
In the rubber composition of Comparative Example 5, since the blending amount of silica exceeds 30 parts by mass, the exothermic property is deteriorated (tan δ at 60 ° C. becomes large). In addition, the tensile elongation at break (100 ° C.) decreases. Further, the difference in rubber hardness (Hc-Hu) exceeds 10, and the chunking resistance is lowered.
Since the amount of silica compounded in the rubber composition of Comparative Example 6 is less than 1 part by mass, it is excellent in heat generation (tan δ at 60 ° C. becomes small), but the rubber hardness decreases, so that the difference in rubber hardness (Hc) -Hu) becomes less than 5, and uneven wear of the tire tread occurs.
In the rubber composition of Comparative Example 7, since the content of natural rubber is less than 60% by mass and the content of butadiene rubber exceeds 40% by mass, the rubber hardness and the tensile elongation at break (100 ° C.) are lowered.
１ トレッド部
７ キャップトレッドゴムの層
８ アンダートレッドゴムの層
1 Tread
Claims (6)
１／１０≦（Ｔｕ）／（Ｔｃ＋Ｔｕ）≦１／３ （１）
（式中、Ｔｃはキャップトレッドゴムの厚さ（ｍｍ）、Ｔｕはアンダートレッドゴムの厚さ（ｍｍ）を表す。） The pneumatic tire for heavy loads according to claim 1, wherein the thickness Tc of the cap tread rubber and the thickness Tu of the under tread rubber satisfy the following general formula (1).
1/10 ≤ (Tu) / (Tc + Tu) ≤ 1/3 (1)
(In the formula, Tc represents the thickness of the cap tread rubber (mm), and Tu represents the thickness of the under tread rubber (mm).)
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