JPH0112684B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0112684B2
JPH0112684B2 JP55147529A JP14752980A JPH0112684B2 JP H0112684 B2 JPH0112684 B2 JP H0112684B2 JP 55147529 A JP55147529 A JP 55147529A JP 14752980 A JP14752980 A JP 14752980A JP H0112684 B2 JPH0112684 B2 JP H0112684B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rubber
poly
belt
tire
cord
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55147529A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5770706A (en
Inventor
Masaki Ogawa
Yasushi Hirata
Mikihiko Ikegami
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
Priority to JP55147529A priority Critical patent/JPS5770706A/en
Publication of JPS5770706A publication Critical patent/JPS5770706A/en
Publication of JPH0112684B2 publication Critical patent/JPH0112684B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は重車両用ラジアルタイヤ、特に詳しく
はスチールベルトで補強された、軽量でしかも耐
久性に優れかつ転がり抵抗が著しく改善された重
車両用スチールベルトラジアルタイヤに関するも
のである。 スチールコードをベルトに用いた重車両用ラジ
アルタイヤにおいてそのベルトは、タイヤの周線
を挾んで互いに交差するコード配列になる2枚の
耐張層と、さらにこれに重なつてその保護に供す
る最外層のブレーカ層との3枚積層構造でも強度
の要請は充分に満たされるが、実際に使用される
場合には、しばしばベルトの両側縁(以下慣用に
従いベルトエンドという)での歪が過大となり、
タイヤの耐久性を害するので、上記耐張層を、ブ
レーカ層とともにサイドイツチする別の一層をさ
らにカーカスとベルトとの間に配置することが一
般的なタイヤ設計の常道である。すなわちベルト
の耐久性に関して従来のこの種タイヤは、一般に
4枚積層構造のベルトを、カーカスとの間に軟か
い低発熱ゴムよりなる一対の緩衝層とともに用い
ていたのであり、このため強度上は不用な一枚の
スチールコード層を省略、除去することによる、
タイヤの軽量化、低燃費化を実現できなかつたの
である。 こゝで3枚積層構造ベルトでベルトエンドに歪
が増大する一因は、カーカスとの間に配置される
緩衝層の圧縮変形が大きいためであり、この対策
としてそのゴム硬度を高くすると発熱特性が劣る
ので、耐久性の期待にそぐわなくなるのである。 上述の問題点を解決するため、本出願人は特願
昭54―58623号明細書にて提案したように、シン
ジオタクチツク―1,2―ポリブタジエンの短繊
維を含有する組成物であれば、高い弾性率を有
し、しかも発熱性が悪化しない緩衝層が得られる
ことに注目し、この緩衝層を使用することによつ
て軽量化および低燃費化を実現した重車両用スチ
ールベルトラジアルタイヤが提供できることを示
したが、このようなタイヤであつても特に低燃費
性すなわち転がり抵抗を軽減することについては
未だ改良の余地が残されていた。すなわち上記先
願の明細書に記載されたシンジオタクチツク―
1,2―ポリブタジエン短繊維は、そのアモルフ
アス部分のガラス転移温度(30〜40℃)に伴うヒ
ステリシス・ロスの極大が通常のタイヤの使用条
件下のタイヤの発熱温度である30〜120℃の範囲
内にあるため、ヒステリシス・ロスを軽減するこ
とが困難であつたが、このヒステリシス・ロスを
軽減することが可能となれば更に転がり抵抗を改
良することができる。 かかる現況に鑑み、本発明者らは3枚積層構造
ベルトを有する重車両用スチールベルトラジアル
タイヤの緩衝層に、充分な弾性率を有し、かつ大
幅に発熱を低下させたゴムを用いることによつて
軽量でしかも耐久性に優れかつ転がり抵抗が著し
く小さい重車両用スチールベルトラジアルタイヤ
を提供することを目的として鋭意研究した結果、
ゴムに特定量のカーボンブラツクと特定のミクロ
有機短繊維を特定量配合することによつてなるゴ
ム組成物を緩衝層に使用すれば目的とするラジア
ルタイヤが得られることを見出し本発明を達成す
るに至つた。 すなわち本発明は、タイヤの半径面またはこれ
と僅小角度で交わる面内に沿つた配列のゴム引き
コードプライからなるトロイド状のカーカスと、
このカーカスのクラウン部外周を取囲むゴム引き
スチールコード層よりなるベルトをそなえるラジ
アルタイヤにおいて、ベルトがタイヤの周線に対
し30゜以下の角度で該周線を挾み互いに交差する
コード配列になる2枚の耐張層と、同じくタイヤ
の周線に対し30゜以下のコード角で上記耐張層上
に重ねて配列した最外層のブレーカ層との3層か
ら成る積層構造であり、このベルトの両側下面で
カーカスとの間に、天然ゴム、合成ポリイソプレ
ンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ポ
リブタジエンゴム、スチレン―ブタジエン共重合
体ゴム、エチレン―プロピレン−ジエン3元共重
合体ゴムおよびアクリロニトリル―ブタジエン共
重合体ゴムからなる群から選ばれた少なくとも1
種のゴム100重量部に対し、カーボンブラツク10
〜100重量部およびアモルフアス部分のガラス転
移温度が30℃よりも低いかまたは120℃より高く、
そのクリスタル部分の融点が160℃以上であり平
均短繊維長0.8〜30μm、平均短繊維径0.02〜
0.8μmでかつ平均短繊維長と平均短繊維径との比
が8〜400であるミクロ有機短繊維3〜30重量部
を配合したゴム組成物から構成した一対のくさび
状緩衝層を配置した重車両用スチールベルトラジ
アルタイヤに関するものである。 本発明において、緩衝層に配合されるミクロ有
機短繊維とは、アモルフアス部分のガラス転移温
度が30℃よりも低いかまたは120℃より高く、平
均短繊維長が0.8〜30μm、平均短繊維径が0.02〜
0.8μmでかつ平均短繊維長と平均短繊維径との比
が8〜400で、かつそのクリスタル部分の融点が
160℃以上であつて、例えばポリ塩化ビニリデン、
ポリ弗化ビニリデン、ポリ―p―tert―ブチルス
チレン、p―クロロスチレン、ジクロロスチレ
ン、ポリ―α―メチルスチレン、ポリ―2―メチ
ルスチレン、ポリ―2,5―ジメチルスチレン、
ポリトリメチルスチレン、ポリ―p―フエニルス
チレン、ポリ―o―ビニルベンジルアルコール、
ポリ―p―ビニルベンジルアルコール、アイソタ
クチツク―ポリプロピレン、ポリ―4―メチル―
1―ペンテン、ポリビニルナフタレン、ポリオキ
シメチレン、ポリビスフエノールAカーボネー
ト、1,4―ポリ―2,3―ジメチルブタジエン
等から成る短繊維である。ここで、アモルフアス
部分のガラス転移温度が30℃よりも低いかまたは
120℃より高くする理由は、通常の使用条件下で
走行した場合のタイヤの発熱温度は30℃〜120℃
位の範囲内にあるため、この範囲内にアモルフア
ス部分のガラス転移温度を持つ短繊維では、通常
の場合、ヒステリシス・ロスが大きくなつてしま
うからである。またゴムのガラス転移温度は約−
50℃前後であるため、ゴムとの親和性を考慮する
ならば、ガラス転移温度が30℃よりも低いミクロ
有機短繊維がより好ましい。 また上記ミクロ有機短繊維の平均短繊維長を
0.8〜30μm、平均短繊維径を0.02〜0.8μm、平均
短繊維長と平均短繊維径との比を8〜400とする
理由は次の通りである。平均短繊維長が0.8μm未
満では得られるゴム組成物の耐亀裂成長性が充分
改善されず、30μmを越えるとバンバリーミキサ
ーによる混練り等の作業性が著しく低下するので
好ましくない。平均短繊維径が0.02μm未満では
混練りあるいはロールによるシーテイングなどの
作業工程で、ミクロ短繊維が切断され短くなりす
ぎてしまい、0.8μmを越えると短繊維の表面積当
りの応力が大きくなり、ゴムとの接着面が破壊さ
れる危険が生じ、その結果得られるゴム組成物が
大きくクリープしたり、耐屈曲性が低下してしま
うので好ましくない。そして平均短繊維長と平均
短繊維径との比が8未満では、短繊維補強本来の
特長である高補強性、耐カツト性、耐亀裂成長性
が著しく低下し、400を越えると短繊維の強度に
対して作業時にかかる応力の方が大きくなつてし
まうため短繊維が切断されてしまうため好ましく
ない。また、ミクロ有機短繊維のクリスタル部分
の融点が160℃以上であることが必要で、これは
タイヤ走行中は勿論のこと、タイヤ製造時の温度
は百数十度に達することがあり、この時にミクロ
短繊維が溶解して再び硬化するとその形態が変化
して所望する補強効果が期待できなくなる危険が
あるからである。またミクロ有機短繊維の最大径
は10μm以下であれば更に好適で、径が10μmを越
えるミクロ有機短繊維が存在すると、これが破壊
核となつてゴムが破壊され易くなる。 ミクロ有機短繊維はゴム100重量部に対して3
〜30重量部配合されるが、この際には、前述のミ
クロ有機短繊維を2種以上配合してもかまわな
い。配合量が3重量部未満では効果がほとんど期
待できず好ましくなく30重量部を越えると作業性
が著しく低下するので好ましくない。 またミクロ有機短繊維は例えば次のようにして
作ることができる。アイソタクチツク―ポリプロ
ピレンを例にとると、重合した粉末状のアイソタ
クチツク―ポリプロピレンを60℃のn―ヘキサン
で膨潤させクラシユしスラリー状にした後、90〜
110Kg/cm2の圧力でノズルから噴出させ、ミクロ
短繊維とする。これを再度、n―ヘキサン中に分
散させポリマーセメントにまぜて撹拌後、通常の
ゴムの乾燥プロセスを通してマスターバツチとす
る。この際に、膨潤に用いる溶剤、その時の温
度、ノズルから噴出させる時の圧力等をコントロ
ールすることによつて得られるミクロ有機短繊維
の長さ、径、長さ/径の比を変化させることが可
能である。またミクロ有機短繊維をマスターバツ
チにするのは、短繊維をゴム中に均一分散させる
のが比較的容易であるためであるが、カーボンブ
ラツク等の通常用いられる配合剤と共に短繊維を
ゴムに直接混合することも可能である。ここでは
アイソタクチツク―ポリプロピレンの場合につい
て述べたが、その他のミクロ有機短繊維も同様に
比較的にプアーな溶剤で膨潤させて破砕しスラリ
ー状にして同様な方法で得ることが可能で、溶剤
としては良溶剤(good solvent)と貧溶剤
(poor solvent)を混合して適当な組成に調節し
て使用することももちろん可能である。 本発明において、緩衝層にはゴム100重量部に
対してカーボンブラツクを10〜100重量部配合す
ることが必要である。配合量が10重量部未満では
得られるゴム組成物の破断時強度が低下してしま
い好ましくない、100重量部を越えると作業性が
著しく低下するため好ましくない。 本発明においては、緩衝層に前述のミクロ有機
短繊維とカーボンブラツク以外に、加硫剤、促進
剤、促進助剤、シリカ等の充填剤、軟化剤等の配
合剤を通常の配合量の範囲内であれば配合するこ
とができる。 本発明においては、上述したような緩衝層は加
硫後の物性が、引張りモジユラスxは20〜40Kg/
cm2でかつ圧縮モジユラスyは引張りモジユラスx
の値に応じて下記(1)式を満足するように定めると
一層好適である。 y>1.1x+18(Kg/cm2) ……(1) ここにxは100%伸長時の値(Kg/cm2)、yは20
%圧縮時の値(Kg/cm2)。 また本発明においては、前記ベルト構成におい
て最外層のブレーカ層として特に破断伸びが4%
以上の高伸度スチールコード、例えば 撚り構造3×7×0.225、ピツチ4(S)/6
(S) 破断強度175Kg/1本、破断伸び8% の如きスチールコードを用いるのが好ましい。か
かる高伸度スチールコードの使用は、トレツドが
不慮に踏みつける異物に対するエンベロツプ性が
改善されるため、耐外傷性の向上を可能とするこ
とは知られているが、一方、ベルトエンド部にお
ける歪は益々大きくなつてしまう。従つて、従来
の緩衝層ではこのような高伸度スチールコードを
使用することは実用上極めて困難であつたが、本
発明に使用する緩衝層であれば高伸度スチールコ
ードを好適に使用することが可能であつて、タイ
ヤの耐外傷性を著しく改善することが可能とな
る。 さて本発明でカーカスプライのコードは、在来
の慣例に従い、一般的な有機繊維その他の繊維コ
ード、ときには金属なかでもスチールコードであ
つてもよいが、ラジアル構造であるために必要な
コード配列つまり、タイヤの半径面またはこれと
僅小角度で交わる面内に沿う配列とする。 このカーカスプライによるトロイド状カーカス
のクラウン部外周を取囲んでその補強に供するベ
ルトは、そのうち2枚の耐張層が、タイヤの周線
に対し30゜以下、よりのぞましくは10〜25゜で該周
線を挾み互いに交差するコード配列、またこの耐
張層に重なる最外層ブレーカ層も、タイヤの周線
に対し30゜以下、よりのぞましくは10〜25゜の角度
のコード配列とした、何れもスチールコードより
なり、このコードの撚り構造その他の諸元は、在
来の慣用どおりでよい。 以下本発明を実施例により詳細に説明する。 実施例1〜9、比較例1〜28 合成ポリイソプレンゴム100重量部に対し、30
重量部のHAFカーボンブラツク、2重量部のア
ロマオイル、2重量部のステアリン酸および第1
表に示す37種のミクロ有機短繊維を各々10重量部
の割合で配合したゴム組成物をゴム温度155℃で
バンバリーミキサー(50rpm)で5分間混練りし
た後、更に4重量部の亜鉛華、0.6重量部のN―
オキシジエチレン―2―ベンゾチアゾールスルフ
エンアミドおよび3重量部の硫黄を配合して37種
のゴム組成物を作成した。これらのゴム組成物に
ついて反撥弾性と短繊維の作業履歴、更にこれら
のゴム組成物を、くさび状緩衝層として用いたタ
イヤの転がり抵抗について評価し、結果を第1表
に示した。評価方法は次の通りである。 (平均反撥弾性) BS903パート19に従つて30℃,60℃,90およ
び120℃における反撥弾性を評価し、これらを平
均した値である。ただしミクロ短繊維の材質が異
なれば配合量が同様であつても弾性率が一致する
とは限らないので、単に各々のゴム組成物間にお
ける比較では本発明の効果を明確に表現すること
は困難である。従つて合成ポリイソプレンゴム
100重量部に対し、2重量部のアロマオイル、2
重量部のステアリン酸、1重量部の亜鉛華、0.1
重量部のN―オキシジエチレン―2―ベンゾチア
ゾールスルフエンアミド、3重量部の硫黄に
HAFカーボンブラツクを変量して配合した数種
のゴム組成物を準備し、30℃,60℃,90℃および
120℃における弾性率と反撥弾性を測定し、各各
の温度において、横軸に弾性率、縦軸に反撥弾性
をとり、マスターカーブを作成した。これらのマ
スターカーブから、評価すべきミクロ短繊維補強
ゴム組成物の弾性率に相当するカーボンブラツク
のみで補強したゴム組成物の反撥弾性を読み取
り、この反撥弾性を100として、ある温度におけ
る評価すべきミクロ短繊維補強ゴム組成物の反撥
弾性とした。値が大なる程良好。 (短繊維の作業履歴) 素ゴム中のミクロ有機短繊維の平均長と平均径
を予め測定しておき、次に前述の如くゴム組成物
を作成した後、ミクロ有機短繊維の平均長と平均
径を求め、これらの値が素ゴムの平均長および平
均径の85%以上であれば〇、85%に達しない場合
は×として示した。 (転がり抵抗性) 直径3mのドラム上にて2枚の耐張層と1枚の
ブレーカ層とからなる3枚の積層構造ベルトを備
えたサイズ1000R20,14PRのタイヤを、内圧7.25
Kg/cm2、荷重2425Kgの条件で速度50Km/hrにて一
定時間走行させた後、ドラム駆動のクラツチをフ
リーにして一定時間走行させた後、ドラム駆動の
クラツチをフリーにして一定時間経過後の回転数
を、タイヤセツトせずにドラムのみの回転数との
比較から、タイヤの転がり抵抗として力の単位で
表わした。この際ミクロ有機短繊維を含有せずに
カーボンブラツクのみを変量した弾性率の異なる
何種類かのゴム組成物を、同様の1000R20のタイ
ヤのくさび状緩衝層に使用して検討し、弾性率を
横軸に、転がり抵抗を縦軸にとつてマスターカー
ブを作成した。このマスターカーブから評価すべ
きタイヤのくさび状緩衝層に使用したミクロ有機
短繊維で補強したゴム組成物の弾性率に相当する
カーボンブラツクのみで補強したゴム組成物を用
いたタイヤの転がり抵抗値を読みとり次のように
して指数で示した。値が大なる程良好。 カーボンブラツクのみで補強したタイヤの転がり抵抗
/ミクロ有機短繊維で補強したタイヤの転がり抵抗×10
0 尚、ミクロ有機短繊維の平均径、平均長は次の
ようにして求めた。ミクロ有機短繊維を含有する
素ゴム(又はゴム組成物)をキヤピラリーレオメ
ーターにてL/D=4、100℃、20sec-1の条件で
押出した後、加硫罐にて4Kg/cm2、150℃で1時
間加硫する。この加硫物を押出し方向に対して直
角方向と平均方向に超薄切片を切り出し、電子顕
微鏡でミクロ短繊維の径、長さを測定した。平均
径及び平均長は次式により求めた =Σniri/Σni =Σnili/Σni ただし:平均径 :平均長 ri:短繊維の径 li:短繊維の長 ni:riの径又はliの長を有する短繊維の数 Σni:300
The present invention relates to a radial tire for heavy vehicles, and more particularly to a steel belt radial tire for heavy vehicles that is reinforced with a steel belt, is lightweight, has excellent durability, and has significantly improved rolling resistance. In radial tires for heavy vehicles that use steel cord as a belt, the belt consists of two tension-resistant layers that sandwich the circumferential line of the tire and form an arrangement of cords that intersect with each other, and a layer that overlaps with this to provide protection. A three-layer structure with an outer breaker layer satisfies the requirements for strength, but in actual use, the distortion at both side edges of the belt (hereinafter referred to as belt ends according to common usage) is often excessive.
Since this impairs the durability of the tire, it is a common practice in tire design to further arrange the above-mentioned tension layer and another layer between the carcass and the belt, which side-detach with the breaker layer. In other words, regarding the durability of the belt, conventional tires of this type generally use a four-layer belt with a pair of buffer layers made of soft, low heat generation rubber between the carcass and the belt. By omitting or removing one unnecessary steel cord layer,
It was not possible to make tires lighter and more fuel efficient. One of the reasons why distortion increases at the belt end in a three-layer laminated belt is due to the large compressive deformation of the buffer layer placed between the carcass, and as a countermeasure to this problem, increasing the hardness of the rubber improves the heat generation properties. Because of this, it does not meet expectations for durability. In order to solve the above-mentioned problems, the present applicant proposed in Japanese Patent Application No. 58623/1983 that if the composition contains short fibers of syndiotactic-1,2-polybutadiene, Focusing on the fact that it is possible to obtain a buffer layer that has a high elastic modulus and does not worsen heat generation, we have developed a steel belt radial tire for heavy vehicles that uses this buffer layer to achieve lighter weight and lower fuel consumption. However, even with such a tire, there was still room for improvement, particularly in terms of fuel efficiency, that is, reduction of rolling resistance. In other words, the syndiotactic technique described in the specification of the earlier application
1,2-polybutadiene short fibers have a maximum hysteresis loss associated with the glass transition temperature (30 to 40 degrees Celsius) of the amorphous portion in the range of 30 to 120 degrees Celsius, which is the tire heat generation temperature under normal tire usage conditions. However, if it were possible to reduce this hysteresis loss, rolling resistance could be further improved. In view of the current situation, the present inventors decided to use rubber that has sufficient elastic modulus and significantly reduces heat generation for the buffer layer of a steel belt radial tire for heavy vehicles that has a three-layer laminated belt. As a result of intensive research aimed at providing a steel belt radial tire for heavy vehicles that is lightweight, highly durable, and has extremely low rolling resistance,
The present invention has been achieved by discovering that the desired radial tire can be obtained by using a rubber composition made by blending a specific amount of carbon black and specific microorganic short fibers into rubber for the buffer layer. It came to this. That is, the present invention provides a toroidal carcass comprising rubberized cord plies arranged along the radial plane of the tire or in a plane intersecting the radial plane at a small angle;
In a radial tire equipped with a belt made of a rubberized steel cord layer surrounding the outer periphery of the crown of the carcass, the belt is arranged in a cord arrangement that intersects with the tire circumferential line at an angle of 30 degrees or less to the circumferential line. The belt has a laminated structure consisting of three layers: two tension layers and an outermost breaker layer arranged on top of the tension layers at a cord angle of 30 degrees or less with respect to the circumferential line of the tire. Between the carcass and the lower surface of both sides, natural rubber, synthetic polyisoprene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, polybutadiene rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, ethylene-propylene-diene ternary copolymer rubber, and acrylonitrile-butadiene rubber are used. At least one selected from the group consisting of copolymer rubber
100 parts by weight of seed rubber to 10 parts by weight of carbon black
~100 parts by weight and the glass transition temperature of the amorphous portion is lower than 30°C or higher than 120°C,
The melting point of the crystal part is 160℃ or higher, the average short fiber length is 0.8 to 30 μm, and the average short fiber diameter is 0.02 to 30 μm.
A heavy-duty material with a pair of wedge-shaped buffer layers made of a rubber composition containing 3 to 30 parts by weight of microorganic short fibers having a diameter of 0.8 μm and a ratio of average short fiber length to average short fiber diameter of 8 to 400. This invention relates to steel belt radial tires for vehicles. In the present invention, the microorganic short fibers to be blended into the buffer layer are those whose amorphous portion has a glass transition temperature lower than 30°C or higher than 120°C, an average short fiber length of 0.8 to 30 μm, and an average short fiber diameter of 0.8 to 30 μm. 0.02〜
0.8 μm, the ratio of average short fiber length to average short fiber diameter is 8 to 400, and the melting point of the crystal part is
160℃ or higher, such as polyvinylidene chloride,
Polyvinylidene fluoride, poly-p-tert-butylstyrene, p-chlorostyrene, dichlorostyrene, poly-α-methylstyrene, poly-2-methylstyrene, poly-2,5-dimethylstyrene,
Polytrimethylstyrene, poly-p-phenylstyrene, poly-o-vinylbenzyl alcohol,
Poly-p-vinylbenzyl alcohol, isotactic polypropylene, poly-4-methyl-
Short fibers made of 1-pentene, polyvinylnaphthalene, polyoxymethylene, polybisphenol A carbonate, 1,4-poly-2,3-dimethylbutadiene, etc. Here, the glass transition temperature of the amorphous part is lower than 30℃ or
The reason for setting the temperature higher than 120℃ is that the heat generation temperature of the tire when running under normal usage conditions is 30℃ to 120℃.
This is because short fibers having the glass transition temperature of the amorphous portion within this range usually have a large hysteresis loss. Furthermore, the glass transition temperature of rubber is approximately -
Since the temperature is around 50°C, micro organic short fibers with a glass transition temperature lower than 30°C are more preferable in consideration of affinity with rubber. In addition, the average short fiber length of the above microorganic short fibers is
The reason why the average short fiber diameter is 0.8 to 30 μm, the average short fiber diameter is 0.02 to 0.8 μm, and the ratio of the average short fiber length to the average short fiber diameter is 8 to 400 is as follows. If the average short fiber length is less than 0.8 μm, the crack growth resistance of the resulting rubber composition will not be sufficiently improved, and if it exceeds 30 μm, workability such as kneading with a Banbury mixer will be significantly reduced, which is not preferred. If the average short fiber diameter is less than 0.02 μm, the micro short fibers will be cut and become too short during kneading or sheeting with rolls, and if it exceeds 0.8 μm, the stress per surface area of the short fibers will increase and the rubber This is not preferable because there is a risk that the adhesive surface with the rubber composition will be destroyed, and as a result, the resulting rubber composition will have a large degree of creep and its bending resistance will decrease. If the ratio of the average short fiber length to the average short fiber diameter is less than 8, the original characteristics of short fiber reinforcement, such as high reinforcing properties, cut resistance, and crack growth resistance, will decrease significantly, and if it exceeds 400, the short fiber This is not preferable because the stress applied during operation is greater than the strength, and the short fibers are likely to be cut. In addition, the melting point of the crystal part of the microorganic short fibers must be 160℃ or higher, which is necessary not only during tire running but also during tire manufacturing, which can reach over 100 degrees. This is because if the short microfibers melt and harden again, their morphology will change and there is a risk that the desired reinforcing effect cannot be expected. Further, it is more preferable that the maximum diameter of the microorganic short fibers is 10 μm or less, and if microorganic short fibers with a diameter exceeding 10 μm are present, they will become fracture nuclei and the rubber will be easily destroyed. Microorganic short fibers are 3 parts per 100 parts by weight of rubber.
~30 parts by weight is blended, but in this case, two or more types of the above-mentioned micro organic short fibers may be blended. If the amount is less than 3 parts by weight, little effect can be expected and is not preferred, while if it exceeds 30 parts by weight, the workability will be significantly reduced, which is not preferred. Furthermore, microorganic short fibers can be produced, for example, in the following manner. Taking isotactic polypropylene as an example, polymerized powdered isotactic polypropylene is swollen and crushed in n-hexane at 60°C to form a slurry.
It is ejected from a nozzle at a pressure of 110 kg/cm 2 to form micro short fibers. This is again dispersed in n-hexane, mixed with polymer cement, stirred, and then passed through a normal rubber drying process to form a masterbatch. At this time, the length, diameter, and length/diameter ratio of the microorganic short fibers obtained can be changed by controlling the solvent used for swelling, the temperature at that time, the pressure at the time of jetting from the nozzle, etc. is possible. In addition, microorganic short fibers are used as a masterbatch because it is relatively easy to uniformly disperse short fibers in rubber, but short fibers are directly mixed into rubber together with commonly used compounding agents such as carbon black. It is also possible to do so. Although the case of isotactic polypropylene has been described here, other microorganic short fibers can also be obtained in a similar manner by swelling them with a relatively poor solvent and crushing them into a slurry form. Of course, it is also possible to mix a good solvent and a poor solvent and adjust the composition to a suitable composition. In the present invention, it is necessary to mix 10 to 100 parts by weight of carbon black with respect to 100 parts by weight of rubber in the buffer layer. If the amount is less than 10 parts by weight, the strength at break of the resulting rubber composition will be reduced, which is undesirable, and if it exceeds 100 parts by weight, the workability will be significantly reduced, which is not preferred. In the present invention, in addition to the microorganic short fibers and carbon black mentioned above, compounding agents such as a vulcanizing agent, an accelerator, an accelerating aid, fillers such as silica, and a softening agent are added to the buffer layer in the usual amounts. It can be blended as long as it is within the range. In the present invention, the above-mentioned buffer layer has physical properties after vulcanization, and a tensile modulus x of 20 to 40 kg/
cm 2 and compressive modulus y is tensile modulus x
It is more preferable to set the following formula (1) according to the value of . y>1.1x+18 (Kg/cm 2 )...(1) Here, x is the value at 100% expansion (Kg/cm 2 ), and y is 20
Value at % compression (Kg/cm 2 ). In addition, in the present invention, the outermost breaker layer in the belt structure has a breaking elongation of 4%.
High elongation steel cord of 3 x 7 x 0.225, pitch 4(S)/6
(S) It is preferable to use a steel cord with a breaking strength of 175 kg/piece and a breaking elongation of 8%. It is known that the use of such high-strength steel cords can improve trauma resistance due to improved enveloping properties against foreign objects accidentally stepped on by the tread, but on the other hand, strain at the belt end can be It gets bigger and bigger. Therefore, it has been practically extremely difficult to use such high elongation steel cords in conventional buffer layers, but high elongation steel cords are preferably used in the buffer layers used in the present invention. This makes it possible to significantly improve the tire's trauma resistance. Now, in accordance with conventional practice, the carcass ply cords in the present invention may be general organic fiber or other fiber cords, or sometimes steel cords among metals, but the cord arrangement necessary for the radial structure , the arrangement is along the radial plane of the tire or a plane that intersects with this at a slight angle. The belt that surrounds the outer periphery of the crown part of the toroidal carcass using carcass ply for reinforcement, has two tensile layers with an angle of 30 degrees or less, more preferably 10 to 25 degrees, to the circumferential line of the tire. The cord arrangement, which intersects each other with the circumferential line at an angle of 30° or less, more preferably 10 to 25°, to the tire circumferential line, and the outermost breaker layer that overlaps this tensile layer. The cord arrangement is made of steel cord, and the twisting structure and other specifications of this cord may be as conventionally used. The present invention will be explained in detail below with reference to Examples. Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 28 30 parts by weight of synthetic polyisoprene rubber
parts by weight of HAF carbon black, 2 parts by weight of aroma oil, 2 parts by weight of stearic acid and
A rubber composition containing 10 parts by weight of each of the 37 types of microorganic short fibers shown in the table was kneaded for 5 minutes in a Banbury mixer (50 rpm) at a rubber temperature of 155°C, and then 4 parts by weight of zinc white, 0.6 parts by weight of N-
Thirty-seven rubber compositions were prepared by blending oxydiethylene-2-benzothiazole sulfenamide and 3 parts by weight of sulfur. These rubber compositions were evaluated in terms of impact resilience and working history of short fibers, as well as the rolling resistance of tires using these rubber compositions as wedge-shaped buffer layers, and the results are shown in Table 1. The evaluation method is as follows. (Average impact resilience) Impact resilience was evaluated at 30°C, 60°C, 90°C and 120°C in accordance with BS903 Part 19, and the value is the average of these results. However, if the materials of the short microfibers are different, the elastic modulus will not necessarily be the same even if the blending amount is the same, so it is difficult to clearly express the effects of the present invention by simply comparing each rubber composition. be. Therefore synthetic polyisoprene rubber
For 100 parts by weight, 2 parts by weight of aroma oil, 2
Parts by weight of stearic acid, 1 part by weight of zinc white, 0.1
parts by weight of N-oxydiethylene-2-benzothiazolesulfenamide, 3 parts by weight of sulfur
Several types of rubber compositions containing varying amounts of HAF carbon black were prepared, and
The elastic modulus and rebound resilience at 120°C were measured, and a master curve was created by plotting the elastic modulus on the horizontal axis and the rebound resilience on the vertical axis at each temperature. From these master curves, read the rebound resiliency of the rubber composition reinforced only with carbon black, which corresponds to the elastic modulus of the micro short fiber reinforced rubber composition to be evaluated, and take this rebound resiliency as 100 to determine the elastic modulus of the rubber composition to be evaluated at a certain temperature. The rebound elasticity of the micro short fiber reinforced rubber composition was measured. The higher the value, the better. (Work history of short fibers) The average length and average diameter of the micro organic short fibers in the raw rubber are measured in advance, and then, after creating a rubber composition as described above, the average length and average diameter of the micro organic short fibers are measured. The diameter was determined, and if these values were 85% or more of the average length and average diameter of the raw rubber, they were marked as ○, and if they did not reach 85%, they were marked as ×. (Rolling resistance) A tire of size 1000R20, 14PR equipped with three laminated belts consisting of two tension layers and one breaker layer was placed on a drum with a diameter of 3 m at an internal pressure of 7.25.
Kg/cm 2 and a load of 2425 Kg at a speed of 50 Km/hr for a certain period of time, then after a certain period of time with the drum drive clutch released, after a certain period of time with the drum drive clutch free. The rotational speed of the drum was compared with the rotational speed of only the drum without a tire set, and the rolling resistance of the tire was expressed in units of force. At this time, we investigated using several types of rubber compositions with different elastic moduli that did not contain microorganic staple fibers and varied only carbon black in the wedge-shaped buffer layer of a similar 1000R20 tire, and investigated the elastic modulus. A master curve was created with the horizontal axis as rolling resistance and the vertical axis as rolling resistance. From this master curve, the rolling resistance value of a tire using a rubber composition reinforced only with carbon black, which corresponds to the elastic modulus of the rubber composition reinforced with micro organic short fibers used for the wedge-shaped buffer layer of the tire to be evaluated, is calculated. The reading was expressed as an index as follows. The higher the value, the better. Rolling resistance of a tire reinforced only with carbon black / Rolling resistance of a tire reinforced with micro organic short fibers x 10
0 The average diameter and average length of the microorganic short fibers were determined as follows. After extruding raw rubber (or rubber composition) containing microorganic short fibers using a capillary rheometer under the conditions of L/D = 4, 100°C, and 20 sec -1 , it is extruded at 4 kg/cm 2 in a vulcanization can. , vulcanize at 150°C for 1 hour. Ultrathin sections were cut from this vulcanizate in the direction perpendicular to the extrusion direction and in the average direction, and the diameter and length of the short microfibers were measured using an electron microscope. The average diameter and average length were calculated using the following formula: = Σniri/Σni = Σnili/Σni where: Average diameter: Average length ri: Short fiber diameter li: Short fiber length ni: Short fiber with diameter ri or length li Number of fibers Σni: 300

【表】【table】

【表】 第1表から明らかなように、本発明の重車両用
スチールベルトラジアルタイヤは転がり抵抗性が
著しく改善されていることがわかる。 尚、第1図に本発明の効果確認に用いた供試タ
イヤを示すが、図面中1はカーカス、2は3枚積
層構造ベルト、2a,2bは耐張層、2cはブレ
ーカー層、3がくさび状緩衝層である。 この供試タイヤのサイズは1000R20であり、そ
の諸元は次のとおりである。 カーカス コード径1.09mm、線数28のスチールコードを11
本/25.4mmの打込み数でゴムコーテイングしたす
だれ織のプライを、タイヤ周方向に対して0゜のコ
ード角度で配列した1プライよりなる。 ベルト
[Table] As is clear from Table 1, it can be seen that the steel belt radial tire for heavy vehicles of the present invention has significantly improved rolling resistance. FIG. 1 shows a test tire used to confirm the effects of the present invention. In the drawing, 1 is a carcass, 2 is a three-layer belt, 2a and 2b are tension layers, 2c is a breaker layer, and 3 is a breaker layer. It is a wedge-shaped buffer layer. The size of this test tire is 1000R20, and its specifications are as follows. Carcass 11 steel cords with a cord diameter of 1.09 mm and a number of wires of 28.
Consists of one ply of rubber-coated blind weave with a thread count of 25.4 mm arranged at a cord angle of 0° to the tire circumferential direction. belt

【表】 実施例10〜12、比較例29〜34 ミクロ有機短繊維として第2表に示すような種
種形態の異なるアイソタクチツク―ポリプロピレ
ンを合成ポリイソプレンゴム100重量部に対し10
重量部配合し、その他の配合剤は実施例1と同様
にして成る9種のゴム組成物を作成し、ロール作
業性として10インチロールにて混練りする際のロ
ールバギの有無を評価し、実施例1と同様に平均
反撥弾性を求めた。次いでこれらのゴム組成物を
実施例1と同様にくさび状緩衝層に用いたタイヤ
を作成し、ドラム耐久性として速度60Km/hr、内
圧7.25Kg/cm2、荷重JIS100%、サイドフオース一
定(1400Kg)の条件でドラム上をタイヤが破壊す
るまでの走行距離を求めた。結果を第2表に示
す。
[Table] Examples 10 to 12, Comparative Examples 29 to 34 Isotactic polypropylene of various forms as shown in Table 2 was used as microorganic short fibers at 10% by weight per 100 parts by weight of synthetic polyisoprene rubber.
Nine types of rubber compositions were prepared by mixing parts by weight and other compounding ingredients in the same manner as in Example 1, and the presence or absence of roll baggies when kneading with a 10-inch roll was evaluated for roll workability. The average rebound resilience was determined in the same manner as in Example 1. Next, tires were made using these rubber compositions in the wedge-shaped buffer layer in the same manner as in Example 1, and the drum durability was determined at a speed of 60 Km/hr, an internal pressure of 7.25 Kg/cm 2 , a load of JIS 100%, and a constant side force (1400 Kg). The distance traveled until the tire breaks on the drum was determined under these conditions. The results are shown in Table 2.

【表】 第2表から明らかなように本発明の重車両用ス
チールベルトラジアルタイヤは作業性が良好でか
つ耐久性においても優れていることがわかる。 実施例13〜15、比較例35〜37 第3表に示す配合内容(配合量は重量部を示
す)のゴム組成物を作成し、ロール作業性、平均
反撥弾性およびドラム耐久性について、実施例10
と同様に評価した。結果を第3表に示す。
[Table] As is clear from Table 2, the steel belt radial tire for heavy vehicles of the present invention has good workability and excellent durability. Examples 13 to 15, Comparative Examples 35 to 37 Rubber compositions having the formulation contents shown in Table 3 (the amount shown is in parts by weight) were prepared, and the roll workability, average rebound resilience, and drum durability were evaluated in Examples. Ten
It was evaluated in the same way. The results are shown in Table 3.

【表】【table】

【表】 第3表から明らかなように本発明の重車両用ス
チールベルトラジアルタイヤは作業性が良好でか
つ耐久性においても優れていることがわかる。 実施例16〜22、比較例38〜42 第4表に示す配合内容(配合量は重量部を示
す)のゴム組成物を作成し、100%伸張時の引張
りモジユラス(x)および20%圧縮時の圧縮モジ
ユラス(y)を測定した。次いでこれらのゴム組
成物を用いてドラム耐久性を実施例10と同様に評
価した。結果を第4表に示す。
[Table] As is clear from Table 3, the steel belt radial tire for heavy vehicles of the present invention has good workability and excellent durability. Examples 16 to 22, Comparative Examples 38 to 42 Rubber compositions with the compounding contents shown in Table 4 (the compounding amount indicates parts by weight) were prepared, and the tensile modulus (x) at 100% elongation and 20% compression were determined. The compression modulus (y) of was measured. Next, drum durability was evaluated in the same manner as in Example 10 using these rubber compositions. The results are shown in Table 4.

【表】【table】

【表】 第4表から明らかなように、ミクロ有機短繊維
で補強され、かつ引張りモジユラス(x)が20〜
40Kg/cm2でかつ圧縮モジユラス(y)がy>1.1x
+18を満足するくさび状緩衝層を用いた本発明の
重車両用スチールベルトラジアルタイヤは耐久性
に優れていることがわかる。
[Table] As is clear from Table 4, it is reinforced with micro organic short fibers and has a tensile modulus (x) of 20~
40Kg/cm 2 and compression modulus (y) is y > 1.1x
It can be seen that the steel belt radial tire for heavy vehicles of the present invention using a wedge-shaped buffer layer satisfying +18 has excellent durability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一例のタイヤの左半断面図で
ある。 1……カーカス、2……ベルト、2a,2b…
…耐張層、2c……プレーカ層、3……くさび状
緩衝層。
FIG. 1 is a left half sectional view of a tire according to an example of the present invention. 1...Carcass, 2...Belt, 2a, 2b...
... Tension layer, 2c... Precaution layer, 3... Wedge-shaped buffer layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 タイヤの半径面またはこれと僅小角度で交わ
る面内に沿つた配列のゴム引きコードプライから
なるトロイド状のカーカスと、このカーカスのク
ラウン部外周を取囲むゴム引きスチールコード層
からなるベルトをそなえるラジアルタイヤにおい
て、ベルトがタイヤの周線に対し30゜以下の角度
で該周線を挾み互いに交差するコード配列になる
2枚の耐張層と、同じくタイヤの周線に対し30゜
以下のコード角で上記耐張層上に重ねて配列した
最外層のブレーカ層との3層から成る積層構造で
あり、このベルトの両側下面でカーカスとの間
に、天然ゴム、合成ポリイソプレンゴム、ブチル
ゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ポリブタジエンゴ
ム、スチレン―ブタジエン共重合体ゴム、エチレ
ン―プロピレン―ジエン3元共重合体ゴムおよび
アクリロニトリル―ブタジエン共重合体ゴムから
なる群から選ばれた少なくとも1種のゴム100重
量部に対し、カーボンブラツク10〜100重量部お
よびアモルフアス部分のガラス転移温度が30℃よ
りも低いかまたは120℃より高く、そのクリスタ
ル部分の融点が160℃以上であり平均短繊維長0.8
〜30μm、平均短繊維径0.02〜0.8μmでかつ平均短
繊維長と平均短繊維径との比が8〜400であるミ
クロ有機短繊維3〜30重量部を配合したゴム組成
物から構成した一対のくさび状緩衝層を配置した
ことを特徴とする重車両用スチールベルトラジア
ルタイヤ。 2 ミクロ有機短繊維がポリ塩化ビニリデン、ポ
リ弗化ビニリデン、ポリ―P―tert―ブチルスチ
レン、P―クロロスチレン、ジクロロスチレン、
ポリ―α―メチルスチレン、ポリ―2―メチルス
チレン、ポリ―2,5―ジメチルスチレン、ポリ
トリメチルスチレン、ポリ―p―フエニルスチレ
ン、ポリ―o―ビニルベンジルアルコール、ポリ
―p―ビニルベンジルアルコール、アイソタクチ
ツク―ポリプロピレン、ポリ―4―メチル―1―
ペンテン、ポリビニルナフタレン、ポリオキシメ
チレン、ポリビスフエノールAカーボネート、
1,4―ポリ―2,3―ジメチルブタジエンであ
る特許請求の範囲第1項記載の重車両用スチール
ベルトラジアルタイヤ。 3 ブレーカー層が引張り破断伸び4%以上の高
伸長スチールコードである特許請求の範囲第1項
または第2項に記載の重車両用スチールベルトラ
ジアルタイヤ。
[Scope of Claims] 1. A toroidal carcass consisting of rubberized cord plies arranged along the radial plane of the tire or a plane intersecting this at a slight angle, and a rubberized steel surrounding the outer periphery of the crown of this carcass. In a radial tire equipped with a belt consisting of a cord layer, the belt has two tension-resistant layers arranged in a cord arrangement that intersect with each other and sandwich the circumferential line at an angle of 30 degrees or less to the circumferential line of the tire; It has a laminated structure consisting of three layers, the outermost breaker layer is arranged on top of the above tension layer at a cord angle of 30 degrees or less with respect to the belt line, and natural rubber is placed between the carcass and the lower surface of both sides of this belt. , synthetic polyisoprene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, polybutadiene rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, ethylene-propylene-diene terpolymer rubber, and acrylonitrile-butadiene copolymer rubber. For 100 parts by weight of one type of rubber, 10 to 100 parts by weight of carbon black and the glass transition temperature of the amorphous part are lower than 30°C or higher than 120°C, and the melting point of the crystal part is 160°C or higher, and the average shortness is Fiber length 0.8
~30 μm, an average short fiber diameter of 0.02 to 0.8 μm, and a ratio of average short fiber length to average short fiber diameter of 8 to 400. A steel belt radial tire for heavy vehicles that features a wedge-shaped buffer layer. 2 Micro organic short fibers include polyvinylidene chloride, polyvinylidene fluoride, poly-P-tert-butylstyrene, P-chlorostyrene, dichlorostyrene,
Poly-α-methylstyrene, poly-2-methylstyrene, poly-2,5-dimethylstyrene, polytrimethylstyrene, poly-p-phenylstyrene, poly-o-vinylbenzyl alcohol, poly-p-vinylbenzyl alcohol , isotactic polypropylene, poly-4-methyl-1-
Pentene, polyvinylnaphthalene, polyoxymethylene, polybisphenol A carbonate,
The steel belt radial tire for heavy vehicles according to claim 1, which is 1,4-poly-2,3-dimethylbutadiene. 3. The steel belt radial tire for heavy vehicles according to claim 1 or 2, wherein the breaker layer is a high elongation steel cord having a tensile elongation at break of 4% or more.
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