JP7598024B2 - 重荷重用タイヤ - Google Patents
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Description
本発明は、トレッド部におけるカーカス層の外周側に５層以上のベルト層が埋設された重荷重用タイヤに関する。
トラック、バス、建設用車両等に使用される重荷重用タイヤは、耐久性を確保するために、トレッド部におけるカーカス層の外周側に、主としてスチールワイヤで構成された複数のベルト層が配置されている。特に、採石場や大規模な建設作業場等で稼働する大型ダンプ等の大型建設用車両に装着される重荷重用タイヤは、重荷重が載積された状態で長時間使用されることが多く、優れた耐久性を有することが求められる。例えば、特許文献１に記載される重荷重用タイヤは、５層以上のスチールベルト層を備えることで、重荷重載積に対する耐久性を確保している。
一方で、大型建設用車両向けの重荷重用タイヤは、前述のように重荷重が載積された状態で長時間使用されるため、タイヤが発熱して過熱状態になりやすい傾向があり、発熱を抑制する対策が求められる。また、重荷重用タイヤにおける発熱の抑制は、発熱に起因するバーストの防止効果が見込めるため、耐久性の観点からも低発熱化は重要である。更に、近年、輸送効率の向上のためにタイヤの大型化が進んでいるため、重荷重用タイヤにおける低発熱化は非常に重要な課題となっている。ところが、前述の５層以上のスチールベルト層を備えたタイヤでは、ベルト層の数が多いため、発熱を抑制することが難しく、耐久性と低発熱性の両立が難しいという問題があった。
本発明の目的は、低発熱性を悪化させることなく、耐久性を向上することを可能にした重荷重用タイヤを提供することにある。
上記目的を達成する本発明の重荷重用タイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、前記トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、前記一対のサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、前記一対のビード部間に装架されたカーカス層と、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側に配置された５層以上のベルト層とを有し、前記トレッド部が、前記トレッド部の踏面を構成するキャップトレッド層と、前記キャップトレッド層のタイヤ径方向内側に配置されたアンダートレッド層との２層で構成され、前記トレッド部の外表面に複数本の溝が形成された空気入りタイヤにおいて、タイヤ子午線断面において、接地端を通り前記カーカス層のタイヤ径方向外側の表面に垂直な直線を垂線Ｐとしたとき、前記５層以上のベルト層のうち幅が最も大きい最幅広ベルトと前記カーカス層との間の前記垂線Ｐ上で測定される距離Ａと、前記複数本の溝のうち最大深さを有する最深溝の溝底を通り前記トレッド部の外表面の輪郭線に平行な溝底ラインＬとタイヤ内表面との間の前記垂線Ｐ上で測定される距離Ｂとが０．３≦Ａ／Ｂ≦０．７の関係を満たし、前記アンダートレッド層が、天然ゴムを７０質量％以上含有するゴム成分１００質量部に対して、下記式（１）で表されるヒドラジド化合物０．５質量部～３．０質量部と、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが６０ｍ2／ｇ～１２０ｍ2／ｇであるカーボンブラック３０質量部～６０質量部とが配合されたゴム組成物で構成されたことを特徴とする（尚、下記式（１）中、Ｒ1およびＲ2はそれぞれ独立して炭素数１～１８のアルキル基を表す）。
本発明の空気入りタイヤは、５層以上のベルト層を設けて耐久性を向上するにあたって、比Ａ／Ｂの範囲を上述のように設定しているので、ベルト層（特に、最幅広ベルト）の端部を、溝底ラインとタイヤ内表面との間の適切な位置に配置することができ、ベルトエッジの歪を適切に分散し、耐久性を効果的に高めることができる。一方で、ベルト層の数が多いことで発熱性が悪化することが懸念されるが、アンダートレッド層が上述のゴム組成物で構成されているので、発熱を効果的に抑制することができる。特に、上述のヒドラジド化合物とカーボンブラックを用いているので、カーボンブラックを効果的に分散して、低発熱化を図ることができる。これらの協働により、優れた耐久性と低発熱性をバランスよく高度に両立することができる。
本発明において、ベルト層の層数が５層～６層であることが好ましい。このようにベルト層の数を最適化することで、ベルト層の数が過剰になって低発熱性が悪化することを防止しながら、耐久性を向上することができる。
本発明において、ベルト層のそれぞれがタイヤ周方向に対して傾斜する複数本のスチールワイヤを含み、各ベルト層におけるスチールワイヤのタイヤ周方向に対する傾斜角度が３°以上であることが好ましい。これにより、耐久性を向上するには有利になる。
本発明において、ビード部におけるカーカス層の外周側に配置されたリムクッションゴム層を構成するゴムのＪＩＳ‐Ａ硬度が６４以上であることが好ましい。特に、リムクッションゴム層を構成するゴムのＪＩＳ‐Ａ硬度は６７以上であることが好ましい。このようにリムクッションゴム層の硬度を十分に確保することで、タイヤの耐久性を向上するには有利になる。
尚、本発明において、カーボンブラックの窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡは、ＪＩＳ Ｋ６２１７‐２に準拠して測定するものとする。硬度は、各ゴム層を構成するゴムのＪＩＳ‐Ａ硬度であり、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠しデュロメータのタイプＡにより温度２０℃で測定されたゴムの硬さである。
本発明において、「接地端」とは、タイヤを正規リムにリム組みして正規内圧を充填した状態で平面上に垂直に置いて正規荷重を加えたときに形成される接地領域のタイヤ軸方向の両端部である。「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えば、ＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば“Ｄｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ”、或いはＥＴＲＴＯであれば“Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｒｉｍ”とする。「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表“ＴＩＲＥ ＬＯＡＤ ＬＩＭＩＴＳ ＡＴ ＶＡＲＩＯＵＳ ＣＯＬＤ ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ ＰＲＥＳＳＵＲＥ”である。「正規荷重」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表“ＴＩＲＥ ＬＯＡＤ ＬＩＭＩＴＳ ＡＴ ＶＡＲＩＯＵＳ ＣＯＬＤ ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＬＯＡＤ ＣＡＰＡＣＩＴＹ”である。
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部１と、このトレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備えている。図１において、符号ＣＬはタイヤ赤道を示す。尚、図１は子午線断面図であるため描写されないが、トレッド部１、サイドウォール部２、ビード部３は、それぞれタイヤ周方向に延在して環状を成しており、これにより空気入りタイヤのトロイダル状の基本構造が構成される。以下、図１を用いた説明は基本的に図示の子午線断面形状に基づくが、各タイヤ構成部材はいずれもタイヤ周方向に延在して環状を成すものである。
左右一対のビード部３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りに車両内側から外側に折り返されている。また、ビードコア５の外周上にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４の本体部と折り返し部とにより挟み込まれている。
トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には５層以上（図示の例では６層）のベルト層７が埋設されている。このようにベルト層７の数を多くすることで、耐久性を確保することができる。ベルト層７の数が５層未満であると、十分な耐久性を確保することができない。ベルト層７の数が過剰になって低発熱性が悪化することを防止する観点から、ベルト層７の数は好ましくは５層～６層に設定するとよい。
各ベルト層７はタイヤ周方向に対して傾斜して延在する複数本の補強コード（スチールワイヤ）を含む。各ベルト層におけるスチールワイヤのタイヤ周方向に対する傾斜角度は、耐久性の観点から好ましくは３°以上、より好ましくは３°～３５°であるとよい。尚、ベルト層７の外周側（タイヤ径方向最外側のベルト層の外周側）には、最外層のベルト層のエッジセパレーションを防止するために、ワイヤー等の補強材を含まずにゴムのみで構成されて、最外層のベルト層のエッジを覆うように配置されたベルトカバーシート（不図示）を設けてもよい。
タイヤ内面にはカーカス層４に沿ってインナーライナー層８が設けられている。このインナーライナー層８は、タイヤ内に充填された空気がタイヤ外に透過することを防ぐための層である。インナーライナー層９は、例えば、空気透過防止性能を有するブチルゴムを主体とするゴム組成物で構成される。或いは、熱可塑性樹脂をマトリクスとする樹脂層で構成することもできる。樹脂層の場合、熱可塑性樹脂のマトリクス中にエラストマー成分を分散させたものであってもよい。
トレッド部１において、上述のカーカス層４およびベルト層７の外周側にはトレッドゴム層１０が配置される。本発明では、トレッドゴム層１０は、物性の異なる２種類のゴム層（キャップトレッド層１１およびアンダートレッド層１２）がタイヤ径方向に積層した構造を有する。キャップトレッド層１１は、アンダートレッド層１２の外周側に配置されてトレッド部１の踏面を構成する。アンダートレッド層１２は、キャップトレッド層１１とベルト層７（タイヤ径方向最外側のベルト層）との間に挟まれる位置に配置される。但し、前述のベルトカバーシートを備える場合は、キャップトレッド層１１とベルトカバーシートとの間に挟まれる位置に配置される。尚、サイドウォール部２におけるカーカス層４の外周側（タイヤ幅方向外側）にはサイドゴム層２０が配置され、ビード部３におけるカーカス層４の外周側（タイヤ幅方向外側）にはリムクッションゴム層３０が配置されている。
トレッド部１の外表面には複数本の溝４０が形成される。溝４０としては、タイヤにおいて一般的に形成される溝、即ち、タイヤ周方向に沿って延在する主溝、タイヤ幅方向に沿って延在するラグ溝などを設けることができる。以降の説明では、これら溝の延長方向に拘らず、最大深さを有する溝を最深溝４１という場合がある。
本発明では、図２に示すように、タイヤ子午線断面において、接地端Ｅを通りカーカス層４のタイヤ径方向外側の表面に垂直な直線を垂線Ｐとする。また、前述の５層以上のベルト層７のうち幅が最も大きい層を最幅広ベルト７Ａとし（図示の例では、６層のベルト層７のうち最外層から２番目の層）、この最幅広ベルト７Ａのタイヤ径方向内側の表面とカーカス層４のタイヤ径方向外側の表面との間の垂線Ｐ上で測定される距離をＡとする。更に、前述の最深溝４１の溝底を通りトレッド部１の外表面の輪郭線に平行な曲線を溝底ラインＬとし、この溝底ラインＬとタイヤ内表面（インナーライナー層８のタイヤ内腔が側の表面）との間の垂線Ｐ上で測定される距離をＢとする。尚、溝底ラインＬに関して、「外表面の輪郭線に平行」とは、溝底ラインＬ上のすべての点で外表面の輪郭線と法線を共有することを意味する。上記のように、距離Ａ，Ｂを定義したとき、これら距離Ａ，Ｂの比Ａ／Ｂは０．３≦Ａ／Ｂ≦０．７の関係を満たす。比Ａ／Ｂの範囲を上述のように設定しているので、ベルト層７（特に、最幅広ベルト７Ａ）の端部を、溝底ラインＬとタイヤ内表面との間の適切な位置に配置することができ、ベルトエッジの歪を適切に分散し、耐久性を効果的に高めることができる。比Ａ／Ｂが０．３未満であると、最幅広ベルト７Ａの端部がタイヤ内腔側に寄りすぎて、ベルトエッジの歪を十分に分散できないため、耐久性を向上する効果が見込めなくなる。比Ａ／Ｂが０．７を超えると、最幅広ベルト７Ａの端部がタイヤ外周側に寄りすぎて、ベルトエッジの歪を十分に分散できないため、耐久性を向上する効果が見込めなくなる。
本発明では、ベルト層７の数が多いことに起因する発熱への影響を抑制するために、上述のベルト層７の構造だけでなく、アンダートレッド層１２に後述のゴム組成物を使用している。
アンダートレッド層１２を構成するゴム組成物（以下、本発明のタイヤ用ゴム組成物という）において、ゴム成分は、ジエン系ゴムであり、天然ゴムを必ず使用する。天然ゴムを含むことにより、耐久性をより優れたものにすることができる。天然ゴムとしては、タイヤ用ゴム組成物に一般的に用いられるものを使用することができる。天然ゴムの含有量は、ゴム成分１００質量％中、７０質量％以上、好ましくは８０質量％～１００質量％、より好ましくは１００質量％である。天然ゴムの含有量が７０質量％未満であると、耐久性を十分に改良することができない。
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、上述の天然ゴム以外に、他のジエン系ゴムを含有することができる。他のジエン系ゴムとしては、タイヤ用ゴム組成物に一般的に使用可能なゴムを用いることができる。例えば、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム等を挙げることができる。他のジエン系ゴムは、単独または任意のブレンドとして使用することができる。尚、ジエン系ゴムの分子量やミクロ構造はとくに制限されず、アミン、アミド、シリル、アルコキシシリル、カルボキシル、ヒドロキシル基等で末端変性されていても、エポキシ化されていてもよい。
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、下記式（１）で表されるヒドラジド化合物が必ず配合される（尚、下記式（１）中、Ｒ1およびＲ2はそれぞれ独立して炭素数１～１８のアルキル基を表す）。
具体的には、１－ヒドロキシ－Ｎ’－（１－メチルエチリデン）－２－ナフトエ酸ヒドラジド、１－ヒドロシキ－Ｎ’－（１－メチルプロピリデン）－２－ナフトエ酸ヒドラジド、１－ヒドロキシ－Ｎ’－（１－メチルブチリデン）－２－ナフトエ酸ヒドラジド、１－ヒドロキシ－Ｎ’－（１，３－ジメチルブチリデン）－２－ナフトエ酸ヒドラジド、３－ヒドロキシ－Ｎ’－（１－メチルエチリデン）－２－ナフトエ酸ヒドラジド、３－ヒドロキシ－Ｎ’－（１－メチルプロピリデン）－２－ナフトエ酸ヒドラジド、３－ヒドロキシ－Ｎ’－（１－メチルブチリデン）－２－ナフトエ酸ヒドラジド、３－ヒドロキシ－Ｎ′－（１，３－ジメチルブチリデン）－２－ナフトエ酸ヒドラジド等が挙げられる。中でも、本発明の効果の観点から、下記式（２）で表されるヒドラジド化合物を好適に用いることができる。
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、カーボンブラックが必ず配合される。本発明で使用するカーボンブラックは、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが６０ｍ2／ｇ～１２０ｍ2／ｇ、好ましくは７０ｍ2／ｇ～１２０ｍ2／ｇである。このような粒径のカーボンブラックを使用することで、ゴム組成物の発熱性を低く抑えしながら、ゴム硬度、引張り破断強度、引張り破断伸び等の機械的物性を改良し、タイヤ耐久性を向上することができる。カーボンブラックの窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが６０ｍ2／ｇ未満であると、耐久性が低下する。カーボンブラックの窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが１２０ｍ2／ｇを超えると、発熱性が悪化する。
カーボンブラックの配合量は、前述のゴム成分１００質量部に対して、３０質量部～６０質量部、好ましくは３５質量部～５０質量部である。カーボンブラックの配合量が３０質量部未満であると、ゴム組成物に対する補強性能を十分に得ることができず、耐久性が低下する。カーボンブラックの配合量が６０質量部を超えるとゴム組成物の発熱性が大きくなると共に、引張り破断伸びが低下して耐久性が低下する。
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、上述の配合剤の他に、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム等の各種充填剤、加硫または架橋剤、加硫促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤、亜鉛華などの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る。
前述の各種添加剤は一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫または架橋するのに使用することができる。これら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。タイヤ用ゴム組成物は、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。
本発明は、上述のように、基本的にトレッド部１に関するものであるので、他の部位や構成部材については特に限定されない。但し、上述の構造やゴム組成物を採用した場合に、タイヤ全体のバランスを考慮して、リムクッションゴム層３０を構成するゴムのＪＩＳ‐Ａ硬度を好ましくは６４以上、より好ましくは６７以上、更に好ましくは６７以上７３以下に設定するとよい。これにより、トレッド部１およびビード部３の協働により、タイヤの耐久性を効果的に高めることができる。リムクッションゴム層３０の硬度が上述の範囲を下回ると、リムクッションゴム層３０によって耐久性を向上する効果が十分に見込めなくなる。尚、リムクッションゴム層３０を構成するゴムのＪＩＳ‐Ａ硬度は、例えば、リムクッションゴム層３０を構成するゴムに配合されるカーボンブラックやシリカなどの充填剤や樹脂、硫黄の配合量を調節することで設定することができる。
尚、上述のリムクッションゴム層３０を構成するゴムと対比したとき、アンダートレッド層１２を構成するゴム（上述の本発明のタイヤ用ゴム組成物）は、リムクッションゴム層３０を構成するゴムよりも低硬度であるとよい。アンダートレッド層１２を構成するゴム（上述の本発明のタイヤ用ゴム組成物）の具体的な硬度は特に限定されない。
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、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。
表１～３に示す配合からなる２９種類のタイヤ用ゴム組成物（標準例１、比較例１～１４、実施例１～１４）をそれぞれアンダートレッド層（アンダートレッドゴム）に使用し、図１に示す基本構造を有し、構造（ベルト層の数、タイヤ周方向に対するベルトコードの傾斜角度の最小値、比Ａ／Ｂ）および硬度（アンダートレッド層、リムクッションゴム層）を表１～３のように設定し、タイヤサイズが４６／９０Ｒ５７である空気入りタイヤ（試験タイヤ）を製造した。尚、これら２９種類のタイヤ用ゴム組成物を調製する際には、それぞれ加硫促進剤および硫黄を除く配合成分を秤量し、１．７Ｌの密閉式バンバリーミキサーで４分間混練し、マスターバッチを放出し室温冷却した。その後、このマスターバッチを１．７Ｌの密閉式バンバリーミキサーに供し、加硫促進剤および硫黄を加え３分間混合して、２９種類のタイヤ用ゴム組成物を得た。
尚、表１～３の「ベルトコードの角度（最小値）」の欄は、複数層のベルト層のそれぞれにおけるタイヤ周方向に対するベルトコードの傾斜角度のうちの最小値である。「距離Ａ」は、複数層のベルト層のうち幅が最も大きい最幅広ベルトとカーカス層との間の垂線Ｐ上で測定される距離である。「距離Ｂ」は、溝底ラインＬとタイヤ内表面との間の垂線Ｐ上で測定される距離である。各例のアンダートレッド層およびリムクッションゴム層の硬度は、それぞれの層を構成するゴム組成物を用いて、所定形状の金型を用いて１４５℃、３５分間加硫し、各タイヤ用ゴム組成物からなる加硫ゴム試験片を作成して測定したものである。具体的には、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠し、デュロメータのタイプＡにより温度２０℃の条件で測定したデュロメータ硬さである。
各試験タイヤについて、下記に示す方法により、低発熱性、耐久性の評価を行った。
アンダートレッド層の低発熱性
各例のアンダートレッド層に使用したタイヤ用ゴム組成物（標準例１、比較例１～１４、実施例１～１４）を用いて、所定形状の金型を用いて１４５℃、３５分間加硫し、各タイヤ用ゴム組成物からなる加硫ゴム試験片を作成した。この加硫ゴム試験片を用いて、ＪＩＳ Ｋ６３９４：２００７に準拠して、粘弾性スペクトロメータ（東洋精機製作所製）を使用し、伸張変形歪率１０±２％、振動数２０Ｈｚ、温度６０℃の条件で、ｔａｎδ（６０℃）を測定した。結果は、測定値の逆数を用いて、標準例１の値を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど、アンダートレッド層が低発熱性であることを意味する。
各例のアンダートレッド層に使用したタイヤ用ゴム組成物（標準例１、比較例１～１４、実施例１～１４）を用いて、所定形状の金型を用いて１４５℃、３５分間加硫し、各タイヤ用ゴム組成物からなる加硫ゴム試験片を作成した。この加硫ゴム試験片を用いて、ＪＩＳ Ｋ６３９４：２００７に準拠して、粘弾性スペクトロメータ（東洋精機製作所製）を使用し、伸張変形歪率１０±２％、振動数２０Ｈｚ、温度６０℃の条件で、ｔａｎδ（６０℃）を測定した。結果は、測定値の逆数を用いて、標準例１の値を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど、アンダートレッド層が低発熱性であることを意味する。
タイヤ全体の低発熱性
各試験タイヤをＴＲＡ規格の規定リムに組み付けて、ＴＲＡ規格の基準空気圧を充填し、試験車両（建設車両）の総輪に装着し、ＴＲＡ規格の荷重を負荷し、走行速度１０ｋｍ／ｈにて６０分間走行した前後のトレッド部のタイヤ内面温度を測定し、タイヤ内面温度の上昇量を算出した。評価結果は、測定値の逆数を用いて、標準例１の値を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど、温度上昇量が小さく、タイヤ全体として低発熱性であることを意味する。
各試験タイヤをＴＲＡ規格の規定リムに組み付けて、ＴＲＡ規格の基準空気圧を充填し、試験車両（建設車両）の総輪に装着し、ＴＲＡ規格の荷重を負荷し、走行速度１０ｋｍ／ｈにて６０分間走行した前後のトレッド部のタイヤ内面温度を測定し、タイヤ内面温度の上昇量を算出した。評価結果は、測定値の逆数を用いて、標準例１の値を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど、温度上昇量が小さく、タイヤ全体として低発熱性であることを意味する。
耐久性
各試験タイヤをＴＲＡ規格の規定リムに組み付けて、ＴＲＡ規格の基準空気圧を充填し、ドラム径１７０７．６ｍｍのドラム試験機に装着し、ＴＲＡ基準荷重の１２０％を負荷した状態で、走行速度１０ｋｍ／ｈの条件で２００時間ドラム走行し、解体後のタイヤ断面を目視で評価した。評価基準は下記基準による２段階で評価した。
○：ベルト端部、ベルト-アンダートレッド界面、アンダートレッド内部またはアンダートレッド周辺部材との界面に亀裂の発生なく、外観が良好である。
△：ベルト端部、ベルト-アンダートレッド界面、アンダートレッドの内部または周辺部材との界面のいずれかに亀裂が発生している。
各試験タイヤをＴＲＡ規格の規定リムに組み付けて、ＴＲＡ規格の基準空気圧を充填し、ドラム径１７０７．６ｍｍのドラム試験機に装着し、ＴＲＡ基準荷重の１２０％を負荷した状態で、走行速度１０ｋｍ／ｈの条件で２００時間ドラム走行し、解体後のタイヤ断面を目視で評価した。評価基準は下記基準による２段階で評価した。
○：ベルト端部、ベルト-アンダートレッド界面、アンダートレッド内部またはアンダートレッド周辺部材との界面に亀裂の発生なく、外観が良好である。
△：ベルト端部、ベルト-アンダートレッド界面、アンダートレッドの内部または周辺部材との界面のいずれかに亀裂が発生している。
表１～３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、ＲＳＳ＃３
・ＣＢ１：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Ｎ３３９（種別：ＨＡＦ、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡ：８８ｍ2 ／ｇ）
・ＣＢ２：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（種別：ＳＡＦ、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡ：１３０ｍ2 ／ｇ）
・ＣＢ３：カーボンブラック、日鉄カーボン社製 ニテロン＃ＧＮ（種別：ＧＰＦ、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡ：３３ｍ2 ／ｇ）
・シリカ：ＥＶＯＮＩＫ社製 ＵＬＴＲＡＳＩＬ ＶＮ３ＧＲ
・ヒドラジド化合物１：上記式（２）で表されるヒドラジド化合物、大塚化学社製 ＤＣ‐０１
・ヒドラジド化合物２：下記の方法で製造されたヒドラジド化合物
・ヒドラジド化合物３：下記の方法で製造されたヒドラジド化合物
・ヒドラジド化合物４：アジピン酸ジヒドラジド、大塚化学社製 アジピン酸ジヒドラジド（ＡＤＨ）
・ヒドラジド化合物５：セバシン酸ジヒドラジド、大塚化学社製 セバシン酸ジヒドラジド（ＳＤＨ）
・ステアリン酸：日油社製 ビーズステアリン酸ＹＲ
・亜鉛華：正同化学工業社製 酸化亜鉛３種
・加硫促進剤：大内新興化学工業社製 ノクセラーＮＳ
・硫黄：鶴見化学工業社製 金華印油入微粉硫黄
・ＮＲ：天然ゴム、ＲＳＳ＃３
・ＣＢ１：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Ｎ３３９（種別：ＨＡＦ、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡ：８８ｍ2 ／ｇ）
・ＣＢ２：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（種別：ＳＡＦ、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡ：１３０ｍ2 ／ｇ）
・ＣＢ３：カーボンブラック、日鉄カーボン社製 ニテロン＃ＧＮ（種別：ＧＰＦ、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡ：３３ｍ2 ／ｇ）
・シリカ：ＥＶＯＮＩＫ社製 ＵＬＴＲＡＳＩＬ ＶＮ３ＧＲ
・ヒドラジド化合物１：上記式（２）で表されるヒドラジド化合物、大塚化学社製 ＤＣ‐０１
・ヒドラジド化合物２：下記の方法で製造されたヒドラジド化合物
・ヒドラジド化合物３：下記の方法で製造されたヒドラジド化合物
・ヒドラジド化合物４：アジピン酸ジヒドラジド、大塚化学社製 アジピン酸ジヒドラジド（ＡＤＨ）
・ヒドラジド化合物５：セバシン酸ジヒドラジド、大塚化学社製 セバシン酸ジヒドラジド（ＳＤＨ）
・ステアリン酸：日油社製 ビーズステアリン酸ＹＲ
・亜鉛華：正同化学工業社製 酸化亜鉛３種
・加硫促進剤：大内新興化学工業社製 ノクセラーＮＳ
・硫黄：鶴見化学工業社製 金華印油入微粉硫黄
ヒドラジド化合物２の製造方法：
３－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸ヒドラジドと３－メチル－２－ペンタノンを加温しながら攪拌した。反応液を濃縮し冷却した後、析出した結晶を濾過し、減圧乾燥して下記式（３）で表される構造のヒドラジド化合物２を得た。
３－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸ヒドラジドと３－メチル－２－ペンタノンを加温しながら攪拌した。反応液を濃縮し冷却した後、析出した結晶を濾過し、減圧乾燥して下記式（３）で表される構造のヒドラジド化合物２を得た。
ヒドラジド化合物３の製造方法：
３－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸ヒドラジドと３－ペンタノンを加温しながら攪拌した。反応液を濃縮し冷却した後、析出した結晶を濾過し、減圧乾燥して下記式（４）で表される構造のヒドラジド化合物３を得た。
３－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸ヒドラジドと３－ペンタノンを加温しながら攪拌した。反応液を濃縮し冷却した後、析出した結晶を濾過し、減圧乾燥して下記式（４）で表される構造のヒドラジド化合物３を得た。
表１～３から明らかなように、実施例１～１４の重荷重用タイヤは、標準例１と比較して、アンダートレッド層自体の低発熱性を改善し、更に、タイヤ全体の低発熱性を改善し、且つ、耐久性を良好に発揮した。一方、比較例１は、ベルト層の数が少なく、アンダートレッド層を構成するゴム組成物がヒドラジド化合物を含まないため、アンダートレッド層自体の低発熱性が悪化し、また、耐久性が悪化した。比較例２は、ベルト層の構造は適切であるものの、アンダートレッド層を構成するゴム組成物がヒドラジド化合物を含まないため、低発熱性を改善する効果が得られなかった。比較例３は、比Ａ／Ｂが小さく、アンダートレッド層を構成するゴム組成物がヒドラジド化合物を含まないため、アンダートレッド層自体の低発熱性が悪化し、また、耐久性が悪化した。比較例４は、アンダートレッド層を構成するゴム組成物がヒドラジド化合物を含むものの、ベルト層の数が少ないため、耐久性が悪化した。比較例５は、アンダートレッド層を構成するゴム組成物がヒドラジド化合物を含むものの、比Ａ／Ｂが小さいため、耐久性が悪化した。比較例６は、アンダートレッド層を構成するゴム組成物がヒドラジド化合物を含むものの、比Ａ／Ｂが大きいため、耐久性が悪化した。比較例７は、カーボンブラックのＮ2ＳＡが大きいため、低発熱性が悪化した。比較例８は、カーボンブラックのＮ2ＳＡが小さいため、アンダートレッドゴムの補強性が低下し耐久性が悪化した。比較例９は、カーボンブラックの配合量が少ないため、耐久性が悪化した。比較例１０は、カーボンブラックの配合量が多いため、発熱性が悪化した。比較例１１は、ヒドラジド化合物の配合量が少ないため、タイヤ発熱性の改良効果が得られなかった。比較例１２は、ヒドラジド化合物の配合量が多いため、加工性が悪化し、発熱性・耐久性が悪化した。比較例１３は、本発明の条件を満たすヒドラジド化合物の代わりに、アジピン酸ジヒドラジドを含むため、発熱性が悪化した。比較例１４は、本発明の条件を満たすヒドラジド化合物の代わりに、セバシン酸ジヒドラジドを含むため、発熱性が悪化した。
１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
７Ａ 最幅広ベルト
８ インナーライナー層
１０ トレッドゴム層
１１ キャップトレッド層
１２ アンダートレッド層
２０ サイドゴム層
３０ リムクッションゴム層
４０ 溝
４１ 最深溝
ＣＬ タイヤ赤道
Ｅ 接地端
Ｌ 溝底ライン
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
７Ａ 最幅広ベルト
８ インナーライナー層
１０ トレッドゴム層
１１ キャップトレッド層
１２ アンダートレッド層
２０ サイドゴム層
３０ リムクッションゴム層
４０ 溝
４１ 最深溝
ＣＬ タイヤ赤道
Ｅ 接地端
Ｌ 溝底ライン
Claims (6)
- タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、前記トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、前記一対のサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、前記一対のビード部間に装架されたカーカス層と、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側に配置された５層以上のベルト層とを有し、前記トレッド部が、前記トレッド部の踏面を構成するキャップトレッド層と、前記キャップトレッド層のタイヤ径方向内側に配置されたアンダートレッド層との２層で構成され、前記トレッド部の外表面に複数本の溝が形成された空気入りタイヤにおいて、
タイヤ子午線断面において、接地端を通り前記カーカス層のタイヤ径方向外側の表面に垂直な直線を垂線Ｐとしたとき、前記５層以上のベルト層のうち幅が最も大きい最幅広ベルトと前記カーカス層との間の前記垂線Ｐ上で測定される距離Ａと、前記複数本の溝のうち最大深さを有する最深溝の溝底を通り前記トレッド部の外表面の輪郭線に平行な溝底ラインＬとタイヤ内表面との間の前記垂線Ｐ上で測定される距離Ｂとが０．３≦Ａ／Ｂ≦０．７の関係を満たし、
前記アンダートレッド層が、天然ゴムを７０質量％以上含有するゴム成分１００質量部に対して、下記式（１）で表されるヒドラジド化合物０．５質量部～３．０質量部と、窒素吸着比表面積Ｎ２ＳＡが６０ｍ2／ｇ～１２０ｍ2／ｇであるカーボンブラック３０質量部～６０質量部とが配合されたゴム組成物で構成されたことを特徴とする重荷重用タイヤ。
- 前記ベルト層の層数が５層～６層であることを特徴とする請求項１に記載の重荷重用タイヤ。
- 前記ベルト層のそれぞれがタイヤ周方向に対して傾斜する複数本のスチールワイヤを含み、各ベルト層における前記スチールワイヤのタイヤ周方向に対する傾斜角度が３°以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の重荷重用タイヤ。
- 前記ビード部における前記カーカス層の外周側に配置されたリムクッションゴム層を構成するゴムのＪＩＳ‐Ａ硬度が６４以上であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の重荷重用タイヤ。
- 前記リムクッションゴム層を構成するゴムのＪＩＳ‐Ａ硬度が６７以上であることを特徴とする請求項４に記載の重荷重用タイヤ。
- 前記ビード部における前記カーカス層の外周側にリムクッションゴム層が配置され、前記アンダートレッド層を構成するゴム組成物のＪＩＳ－Ａ硬度が、前記リムクッションゴム層を構成するゴムのＪＩＳ－Ａ硬度よりも低いことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の重荷重用タイヤ。
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