JPH09123707A - 空気入りタイヤ - Google Patents

空気入りタイヤ

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JPH09123707A
JPH09123707A JP7287468A JP28746895A JPH09123707A JP H09123707 A JPH09123707 A JP H09123707A JP 7287468 A JP7287468 A JP 7287468A JP 28746895 A JP28746895 A JP 28746895A JP H09123707 A JPH09123707 A JP H09123707A
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JP
Japan
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styrene
monomer
weight
parts
butadiene
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JP7287468A
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English (en)
Inventor
Kozo Sasaki
康三 佐々木
Masaaki Nakamura
真明 中村
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 ビニルピリジン系モノマー5〜15重量
部、スチレン系モノマー40〜70重量部及びブタジエ
ン系モノマー55重量部以下で構成されるスチレン高含
有単量体混合物を重合させてなるスチレン高含有重合体
部分と、ビニルピリジン系モノマー5〜20重量部、ス
チレン系モノマー10〜40重量部及びブタジエン系モ
ノマー45〜80重量部で構成されるスチレン低含有単
量体混合物を重合させてなるスチレン低含有重合体部分
とからなり、前記スチレン高含有重合体部分/前記スチ
レン低含有重合体部分の比率が重量比で50/50〜8
0/20であるビニルピリジン−スチレン−ブタジエン
三元共重合体ラテックス、並びに熱硬化型樹脂を含有す
る接着剤組成物により接着処理された有機繊維コードを
ベルト層に用いることを特徴とする空気入りラジアルタ
イヤ。 【効果】 有機繊維材料−ゴム間の接着力を改良するこ
とにより、充分に高性能化された空気入りラジアルタイ
ヤが提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気入りラジアル
タイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】空気入りラジアルタイヤにおいては、ベ
ルト層にスチール、アラミド、ポリエステル等の繊維材
料が用いられている。これらの繊維材料のなかでも、有
機繊維材料は、車両の操縦応答性がマイルドであるこ
と、タイヤの重量が軽く、消費エネルギーが少なくてす
むこと等の特徴がある。
【0003】ベルト層は、特にその端部においてはタイ
ヤ転動時の変形が大きく、また同時に、路面に接するト
レッド層、及びベルト層自身の発熱が大きいため、これ
らの機械的・熱的入力により接着力が低下し、とりわけ
車両の高速走行時には、この接着力低下が甚だしく、ベ
ルト層とトレッド層の間で剥離を生じる場合がある。こ
の現象はタイヤ故障の原因の一つである。
【0004】近年の自動車の高性能化により、タイヤに
ついては、ますますの高速耐久性が要求されている。更
には、省エネルギーの観点から、タイヤの軽量化が進
み、ベルト層に用いられる有機繊維材料自身、あるい
は、有機繊維材料−ゴム接着界面に対する機械的・熱的
入力はますます厳しくなり、タイヤの高性能化には有機
繊維材料−ゴム間の接着力の改良が必須である。
【0005】タイヤにおける有機繊維材料とゴムの接着
にはRFLと呼ばれるレゾルシンとホルムアルデヒドの
初期縮合物(以下「RF」という。)とゴムラテックス
の混合物が広く用いられている。このRFLにおいて、
ゴムラテックスは、RFと比較すると、機械的・熱的入
力に対する劣化が激しく、有機繊維材料−ゴム間の接着
力改良、ひいてはタイヤの高性能化のためには、ゴムラ
テックスの改良が必要である。
【0006】有機繊維材料の接着処理加工に用いられる
ゴムラテックスとしては、スチレン−ブタジエン共重合
体ラテックス、ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン
共重合体ラテックス、ブチルゴムラテックス、クロロプ
レンラテックス等の合成ゴムラテックス、あるいは、天
然ゴムラテックスが挙げられるが、接着力の改良は主に
合成ゴムラテックスについて行われている。
【0007】現在最も広く用いられているビニルピリジ
ン−スチレン−ブタジエン共重合体ラテックスについて
は、その共重合モノマーの組成比を最適化することによ
って接着力の改良が試みられ、また、同じく広く用いら
れているスチレン−ブタジエン共重合体ラテックスにつ
いてはカルボキシル基、エポキシ基等の官能基で変性し
接着力を向上させることが試みられている。また、通常
のRFLに加えて、弗素化ラテックス等新たなラテック
スを用いることも試みられている。
【0008】しかしながら、これらの試みによる有機繊
維材料−ゴム間の接着力改良は充分なものではなく、そ
の結果、タイヤの高性能化も不充分なレベルに留まって
いる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、有機繊維材
料−ゴム間の接着力を改良することにより、充分に高性
能化された空気入りラジアルタイヤを提供することを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、タイヤで
の有機繊維材料−ゴム間の接着挙動について検討した結
果、接着力は、熱的入力又は機械的入力の有無に関係な
く、接着剤層の強度に比例すること、そして、更には、
接着剤層の強度はゴムラテックス粒子の強度に比例する
ことを見出した。
【0011】従って、有機繊維材料−ゴム間の接着力を
改良し、タイヤの高性能化を図っていくには、ラテック
ス粒子の強度を向上させればよいことが分かった。この
例として、例えば、前述のビニルピリジン−スチレン−
ブタジエン共重合体ラテックスの場合、その構成モノマ
ーの内で最もリジッドであるスチレンの共重合体におけ
る組成比を増加させることによって、粒子強度を向上さ
せることができる。しかしながら、この場合、スチレン
含量が増大するにつれて、ある程度までは、接着力は向
上するが、それ以降では接着力は急激に低下する。これ
は、加硫時のラテックス−被着ゴムの相溶性が低下し、
接着剤層−ゴム間の結合力が低下するためである。そし
て、この場合の接着力の向上は前述のラテックスの各種
改質とほぼ同程度であり、性能的には不十分である。
【0012】このことは、従来のラテックス改良の手法
では、有機繊維材料−ゴム間の接着力を充分な程度に改
良することは困難であることを示している。本発明者ら
は、この問題点について種々検討した結果、接着性能と
粒子強度向上性能をそれぞれ分担する組成を同一ラテッ
クス粒子内に存在させることによって初期接着力、耐熱
接着力、疲労後接着力を共に、充分な程度に改良できる
ことを見出し本発明を完成するに至った。
【0013】即ち、本発明は、ビニルピリジン系モノマ
ー5〜15重量部、スチレン系モノマー40〜70重量
部及びブタジエン系モノマー55重量部以下で構成され
るスチレン高含有単量体混合物を重合させてなるスチレ
ン高含有重合体部分と、ビニルピリジン系モノマー5〜
20重量部、スチレン系モノマー10〜40重量部及び
ブタジエン系モノマー45〜80重量部で構成されるス
チレン低含有単量体混合物を重合させてなるスチレン低
含有重合体部分とからなり、前記スチレン高含有重合体
部分/前記スチレン低含有重合体部分の比率が重量比で
50/50〜80/20であるビニルピリジン−スチレ
ン−ブタジエン三元共重合体ラテックス、並びに熱硬化
型樹脂を含有する接着剤組成物により接着処理された有
機繊維コードをベルト層に用いることにより、性能、特
に高速耐久性能を向上させた空気入りラジアルタイヤに
関するものである。
【0014】本発明に用いるスチレン高含有単量体混合
物は、ビニルピリジン系モノマー5〜15重量部、スチ
レン系モノマー40〜70重量部及びブタジエン系モノ
マー55重量部以下で構成されることが必要である。ビ
ニルピリジン系モノマーの割合が前記下限未満である
と、接着剤組成物全体の接着性が低下し、また、前記上
限を超えると、タイヤ製造時にラテックスの加硫反応が
促進され、接着剤層−被着ゴム間の結合力が低下し接着
力低下の原因となり好ましくない。次にスチレン系モノ
マーの割合が前記下限未満であると、ラテックス粒子の
強度が低下し、接着層の強度低下、ひいては、接着力の
低下につながり、また、前記上限を超えると、ラテック
ス粒子が固くなりすぎ、可撓性がなくなり、高荷重、低
内圧などタイヤのたわみが大きい状態での接着力低下が
激しくなり好ましくない。更に、ブタジエン系モノマー
の割合が前記上限を超えると、ラテックスの加硫反応が
急速に進行し、接着剤層−被着ゴム間の結合力が低下
し、接着力低下を生じ好ましくない。
【0015】前記スチレン高含有単量体混合物は、ビニ
ルピリジン系モノマー10〜15重量部、スチレン系モ
ノマー50〜70重量部及びブタジエン系モノマー25
〜40重量部で構成されることが好ましい。一方、本発
明に用いるスチレン低含有単量体混合物は、ビニルピリ
ジン系モノマー5〜20重量部、スチレン系モノマー1
0〜40重量部及びブタジエン系モノマー45〜80重
量部で構成されることが必要である。ビニルピリジン系
モノマーの割合が前記下限未満であると、前述のように
接着剤組成物全体の接着性が低下し、また、前記上限を
超えると、接着剤層が脆くなり好ましくない。次にスチ
レン系モノマーの割合が前記下限未満であると、ラテッ
クス粒子の強度が低下し、接着層の強度低下、ひいて
は、接着力の低下につながり、また前記上限を超える
と、接着剤層と被着ゴムの相溶性が低下し、接着剤層−
被着ゴム間の結合力が低下し、接着力低下を生じ好まし
くない。また、ブタジエン系モノマーの割合が前記下限
未満であると、接着剤層が固くなりすぎ、前記上限を超
えると、接着剤層が逆に柔らかくなりすぎ接着力低下を
招き好ましくない。
【0016】前記スチレン低含有単量体混合物は、ビニ
ルピリジン系モノマー10〜15重量部、スチレン系モ
ノマー15〜25重量部及びブタジエン系モノマー60
〜75重量部で構成されることが好ましい。また、前記
スチレン高含有重合体部分/前記スチレン低含有重合体
部分の比率は、重量比で50/50〜80/20である
ことが必要である。前記スチレン高含有重合体部分/前
記スチレン低含有重合体部分の比率が重量比で50/5
0より小さい、つまり前記スチレン高含有重合体部分の
比率が全体の50重量%未満であると、初期接着性能は
良好に得られるが、ラテックス粒子の強度が充分に得ら
れず、耐熱性が不十分となり好ましくなく、逆に、この
比率が80重量%を超えると、接着剤層と被着ゴムの相
溶性が低下し、接着剤層−被着ゴム間の結合力が低下
し、接着力低下を生じ好ましくない。
【0017】前記スチレン高含有重合体部分/前記スチ
レン低含有重合体部分の比率は、重量比で60/40〜
70/30であることが好ましい。本発明において、ビ
ニルピリジン系モノマーとしては、2−ビニルピリジ
ン、3−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、2−メ
チル−5−ビニルピリジン、5−エチル−2−ビニルピ
リジンのうち1種又は2種以上を使用することができ
る。また、スチレン系モノマーとしては、スチレン、α
−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルス
チレン、4−メチルスチレン、2,4−ジイソプロピル
スチレン、2,4−ジメチルスチレン、4−t−ブチル
スチレン、ヒドロキシスチレン、ヒドロキシメチルスチ
レン等の芳香族ビニル化合物のうち1種又は2種以上を
使用することができる。更に、ブタジエン系モノマーと
しては、1,3−ブタジエンの他に、2−メチル−1,
3−ブタジエン等の脂肪族共役ジエン系モノマーの1種
又は2種以上を使用することができるまた、ゴムラテッ
クスに添加して繊維との結合を発生する熱硬化型樹脂と
しては、一般に広く用いられているレゾルシン−ホルム
アルデヒド樹脂の他に、フェノール−ホルムアルデヒド
樹脂、ウレア−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホル
ムアルデヒド樹脂、フェノール誘導体−ホルムアルデヒ
ド樹脂、5−メチル−レゾルシン−ホルムアルデヒド樹
脂等の熱をかけることによって、あるいは熱とメチレン
ドナーを与えることによって硬化する、即ち高分子化す
る、熱硬化型樹脂のうち1種又は2種以上を用いること
ができる。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明に用いるラテックスは、ビ
ニルピリジン−スチレン−ブタジエン三元共重合体ラテ
ックスを構成する単量体の仕込みを重合過程の途中で変
化させることによって得ることができる。具体的には、
水にロジン酸カリウム等の乳化剤を溶解させたものに、
第一段目に対応する組成の単量体を添加し、リン酸ナト
リウム等の電解質及び過酸化物類を開始剤として加え、
この第一段目の部分が所定の転化率に達した後、第二段
目に対応する組成の単量体を加え、この第二段目の部分
が所定の転化率に達した後、電荷移動剤を加え重合を停
止させ、更に残留した単量体を除去することにより目的
のラテックスを得ることができる。
【0019】このようにして製造した三元共重合体ラテ
ックスについては、NMR(核磁気共鳴)法にてチャー
トのピーク面積から構成する各単量体の重量組成比を求
めることができる。また、得られたラテックスを乾燥、
フィルム化して、粘弾性特性の温度依存性を測定し、そ
のピーク温度より第一段目、第二段目それぞれの単量体
組成比を決定でき、前記のNMRの結果と併せ用いるこ
とによって第一段目、第二段目の構成比を求めることが
できる。
【0020】前述のビニルピリジン−スチレン−ブタジ
エン三元共重合体ラテックスは、レーヨン、ビニロン、
6ナイロン、66ナイロン等の脂肪族ポリアミド、ポリ
エチレンテレフタレートに代表されるポリエステル、パ
ラフェニレンジアミン−テレフタル酸クロライド共重合
繊維(商品名:ケブラー、デュポン社製)に代表される
芳香族ポリアミド繊維等、ラジアル構造のタイヤのあら
ゆるベルト補強材に適用することができる。
【0021】また、ポリエステル繊維、芳香族ポリアミ
ド繊維を適用する場合、フェノール誘導体−ホルムアル
デヒド樹脂、エポキシ化合物又はイソシアネート化合物
等で繊維材料の重合、紡糸、後処理の段階、又は接着剤
組成物での処理の前段階での処理で接着処理を行っても
よい。また、繊維材料に接着剤組成物を塗布した後に乾
燥を行い、100〜250℃の温度で処理するが、この
場合、通常の熱処理の他に、電子線、プラズマ、マイク
ロ波等を利用することもできる。
【0022】
【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例により説明
する。 (実施例1〜11及び比較例1〜12)ポリ(1,4−
フェニレンテレフタルアミド)(商品名:ケブラー、デ
ュポン社製)の1500デニールのフィラメントを上撚
数32回/10cm,下撚数32回/10cmで撚糸しタイ
ヤコードを作成した。
【0023】このコードを 水 98.64重量部 ジグリセロールトリグリシジルエーテル 1.20重量部 ナトリウムジオクチルスルホサクシネート 0.02重量部 水酸化ナトリウム 0.14重量部 の組成を有する接着剤組成物に浸漬し、160℃で1分
間乾燥後、240℃で1.5分間熱処理を行った。この処
理コードを表1に示される組成のビニルピリジン−スチ
レン−ブタジエン三元共重合体ラテックスを用い、 水 564.2重量部 レゾルシン 16.5重量部 ホルマリン(37%水溶液) 20.1重量部 水酸化ナトリウム(10%水溶液) 12.0重量部 ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン 387.2重量部 三元共重合体ラテックス(40%濃度) の組成で各薬品を混合し、25℃で24時間熟成し得ら
れる接着剤組成物に浸漬し、160℃で1分間乾燥処理
後、240℃で1.5分間熱処理を行い、接着処理コード
を得た。
【0024】この接着処理コードをベルト層として2層
用いて、幅205ミリ、リム径15インチ、偏平率60
%の乗用車用ラジアルタイヤを作成した。このタイヤに
ついて、JIS規格D4230の5.4.1項に定める
方法によって、リム組と空気の充填を行い、同じく5.
4.2項に定める試験装置を用い、高速耐久性能試験を
実施した。
【0025】即ち、同じくJIS規格D4230の表
6.1に示される試験条件において、試験段階4を終了
後ひき続いて空気圧を調整することなしに、連続して3
0分ごとに速度を10km/hづつ上昇させて、タイヤが
破壊するまでの総走行時間を比較例1でのタイヤの総走
行時間を100とした指数表示で高速耐久性能として、
表1に示す。
【0026】また、このタイヤの新品時において、タイ
ヤの径方向にトレッド部で幅1インチでサンプルを採取
し、ベルトの第1層と第2層の間の剥離抗力を測定した
ものを初期接着力として、同じく表1に示す。更に前記
と同様にサンプルを採取し、120℃の温度に保った恒
温槽に1時間放置し、そのまま剥離抗力を測定したもの
を、高温接着力として同じく表1に示す。
【0027】
【表1】
【0028】
【0029】
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、有機繊維材料−ゴム間
の接着力を改良することにより、充分に高性能化された
空気入りラジアルタイヤを提供することができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビニルピリジン系モノマー5〜15重量
    部、スチレン系モノマー40〜70重量部及びブタジエ
    ン系モノマー55重量部以下で構成されるスチレン高含
    有単量体混合物を重合させてなるスチレン高含有重合体
    部分と、ビニルピリジン系モノマー5〜20重量部、ス
    チレン系モノマー10〜40重量部及びブタジエン系モ
    ノマー45〜80重量部で構成されるスチレン低含有単
    量体混合物を重合させてなるスチレン低含有重合体部分
    とからなり、前記スチレン高含有重合体部分/前記スチ
    レン低含有重合体部分の比率が重量比で50/50〜8
    0/20であるビニルピリジン−スチレン−ブタジエン
    三元共重合体ラテックス、並びに熱硬化型樹脂を含有す
    る接着剤組成物により接着処理された有機繊維コードを
    ベルト層に用いることを特徴とする空気入りラジアルタ
    イヤ。
  2. 【請求項2】 ビニルピリジン−スチレン−ブタジエン
    三元共重合体ラテックスがビニルピリジン系モノマー5
    〜15重量部、スチレン系モノマー40〜70重量部及
    びブタジエン系モノマー55重量部以下で構成されるス
    チレン高含有単量体混合物を重合させた後、引き続い
    て、ビニルピリジン系モノマー5〜20重量部、スチレ
    ン系モノマー10〜40重量部及びブタジエン系モノマ
    ー45〜80重量部で構成されるスチレン低含有単量体
    混合物を重合させて得られるものである請求項1記載の
    空気入りラジアルタイヤ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008031563A (ja) * 2006-07-26 2008-02-14 Bridgestone Corp 有機繊維コードの水分率コントロール方法及び水分率コントロール装置、ゴム補強用コードの製造方法及び製造装置
JP2011500314A (ja) * 2007-10-17 2011-01-06 株式会社ブリヂストン タイヤ製造のための水系接着剤混合物の塗布方法
WO2011102003A1 (ja) * 2010-02-19 2011-08-25 日本エイアンドエル株式会社 接着剤用共重合体ラテックス

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Effective date: 20040608