JPH09150606A - 低燃費、低発熱性に優れた大型タイヤ - Google Patents
低燃費、低発熱性に優れた大型タイヤInfo
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- JPH09150606A JPH09150606A JP7335918A JP33591895A JPH09150606A JP H09150606 A JPH09150606 A JP H09150606A JP 7335918 A JP7335918 A JP 7335918A JP 33591895 A JP33591895 A JP 33591895A JP H09150606 A JPH09150606 A JP H09150606A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
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Landscapes
- Tires In General (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低転がり抵抗、耐摩耗性、低発熱性及び耐テ
ィア性が改良された大型タイヤを提供する。 【解決手段】 カーボンブラック、Ｎ2 ＳＡが１４０〜
２８０m2／ｇであるシリカ、シランカップリング剤及び
Ｎ2 ＳＡが１５m2／ｇ以上である炭酸カルシウムを、天
然ゴムが主ゴム成分であるゴム成分１００重量部に対
し、下記式(1),(2),(3),(4) の関係を満たす量（重量
部）が配合され、３００％モジュラスが１６〜２２ＭPa
であるゴム組成物でベースゴムが形成され、ベースゴム
の平均厚みがトレッドゴムの２０〜５０％である低燃
費、低発熱性に優れた大型タイヤである。 (1), ３５≦（カーボンブラック量）＋０．７５×（シ
リカ量）≦５０ (2), ０．２≦０．７５×（シリカ量）／（カーボンブ
ラック量）≦１．０ (3), ０．０５≦（炭酸カルシウム量）／（シリカ量）
≦０．４０ (4), ０．０５≦（シランカップリング剤量）／（シリ
カ量）≦０．１５
ィア性が改良された大型タイヤを提供する。 【解決手段】 カーボンブラック、Ｎ2 ＳＡが１４０〜
２８０m2／ｇであるシリカ、シランカップリング剤及び
Ｎ2 ＳＡが１５m2／ｇ以上である炭酸カルシウムを、天
然ゴムが主ゴム成分であるゴム成分１００重量部に対
し、下記式(1),(2),(3),(4) の関係を満たす量（重量
部）が配合され、３００％モジュラスが１６〜２２ＭPa
であるゴム組成物でベースゴムが形成され、ベースゴム
の平均厚みがトレッドゴムの２０〜５０％である低燃
費、低発熱性に優れた大型タイヤである。 (1), ３５≦（カーボンブラック量）＋０．７５×（シ
リカ量）≦５０ (2), ０．２≦０．７５×（シリカ量）／（カーボンブ
ラック量）≦１．０ (3), ０．０５≦（炭酸カルシウム量）／（シリカ量）
≦０．４０ (4), ０．０５≦（シランカップリング剤量）／（シリ
カ量）≦０．１５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐摩耗性を維持し
ながら低燃費性と低発熱性を改良し、合わせて使用末期
の損傷を軽減したトラック・バス等の大型車両に使用さ
れる大型タイヤに関する。
ながら低燃費性と低発熱性を改良し、合わせて使用末期
の損傷を軽減したトラック・バス等の大型車両に使用さ
れる大型タイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】タイヤは使用中繰り返し変形を受け、変
形に伴うヒステリシスロスにより発熱する。特にトレッ
ドの発熱が大きい。トレッドの発熱量は、トレッドを構
成するゴム組成物の単位応力が作用したときのヒステリ
シスロスが大きいほど、変形量が多いほど、あるいはト
レッドを構成するゴム量が多いほど多くなる。一方。ゴ
ム組成物の熱伝導率が低いことによりトレッドの中の方
で発生した熱は表面に伝達して大気中に放熱されにくい
ので蓄熱し、発熱と放熱が釣り合うまで温度が上昇す
る。温度が高くなるとゴム組成物の強度が低下し、劣化
も促進され、トレッドとベルトの間でセパレーションが
発生しやすくなる。トレッド厚みが大で、高荷重を受け
る大型タイヤには、トレッドの温度上昇を抑えてセパレ
ーションの発生を防止するため、トレッドの表面部を耐
摩耗性のゴム組成物で構成し、内側を低発熱性のゴム組
成物で構成した所謂キャップベース構造が採用されてい
る。
形に伴うヒステリシスロスにより発熱する。特にトレッ
ドの発熱が大きい。トレッドの発熱量は、トレッドを構
成するゴム組成物の単位応力が作用したときのヒステリ
シスロスが大きいほど、変形量が多いほど、あるいはト
レッドを構成するゴム量が多いほど多くなる。一方。ゴ
ム組成物の熱伝導率が低いことによりトレッドの中の方
で発生した熱は表面に伝達して大気中に放熱されにくい
ので蓄熱し、発熱と放熱が釣り合うまで温度が上昇す
る。温度が高くなるとゴム組成物の強度が低下し、劣化
も促進され、トレッドとベルトの間でセパレーションが
発生しやすくなる。トレッド厚みが大で、高荷重を受け
る大型タイヤには、トレッドの温度上昇を抑えてセパレ
ーションの発生を防止するため、トレッドの表面部を耐
摩耗性のゴム組成物で構成し、内側を低発熱性のゴム組
成物で構成した所謂キャップベース構造が採用されてい
る。
【０００３】一般に、ゴム組成物の発熱を小さくするに
はヒステリシスロスを小さくすればよいので、そのため
カーボンブラックの配合量を少なくする。粒子径の
大きいカーボンブラックを使用する。ヒステリシスロ
スの小さいゴムポリマーを使用する方法が行われてお
り、直接摩耗に関係しないベースゴムは、これらの方法
を適宜組み合わせて低発熱性にされている。
はヒステリシスロスを小さくすればよいので、そのため
カーボンブラックの配合量を少なくする。粒子径の
大きいカーボンブラックを使用する。ヒステリシスロ
スの小さいゴムポリマーを使用する方法が行われてお
り、直接摩耗に関係しないベースゴムは、これらの方法
を適宜組み合わせて低発熱性にされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ヒステリシスロスを小
さくするため、カーボンブラックの配合量を少なくした
り、粒子径の大きいカーボンブラックを使用したりした
ゴム組成物は、十分に補強されていないので引き裂き強
度が弱く、耐摩耗性が小さく、剛性も小さい。ところ
で、自動車に装着されて走行中のタイヤは、回転してト
レッドの任意の部分が着地した際、ベルトに固着してい
るトレッドゴム内面側は定速度で回転を継続するが、表
面側は路面との摩擦で回転が遅れ、トレッドゴムが剪断
変形するとともに、車体の荷重の作用によって圧縮変形
する。これらの変形はトレッドゴムの表面と裏面との間
に位相差を生じさせ、表面部分は路面上をすべるように
して追動し、さらに回転して接地から解放され、元の形
状に復元する。この場合、変形が大きいほど摩耗が促進
される。また、これらの変形は重畳して着地毎に繰り返
され、ヒステリシスロスの原因となる。変形量はベース
ゴムの剪断剛性が小さいほど大きくなるので、ベースを
低ヒステリシスロス性ではあるが剛性が小さいゴム組成
物で形成しても、燃費と発熱が大きくなる。また、キャ
ップに使用するゴム組成物の単独でトレッドを形成した
タイヤに比べて、トレッドゴムの動きが大きいために耐
摩耗性が低下し、摩耗が進んでキャップゴムの残り厚み
が薄くなっって石等が直接ベースゴムに傷をつけるよう
になったとき、ベースゴムは引き裂き抵抗が小さいため
に小さい引き裂き傷所謂ティアが多数発生して摩耗が促
進され、キャップベース構造の採用による低燃費化、低
発熱にして耐久性向上は期待しているレベルに至ってい
ない。
さくするため、カーボンブラックの配合量を少なくした
り、粒子径の大きいカーボンブラックを使用したりした
ゴム組成物は、十分に補強されていないので引き裂き強
度が弱く、耐摩耗性が小さく、剛性も小さい。ところ
で、自動車に装着されて走行中のタイヤは、回転してト
レッドの任意の部分が着地した際、ベルトに固着してい
るトレッドゴム内面側は定速度で回転を継続するが、表
面側は路面との摩擦で回転が遅れ、トレッドゴムが剪断
変形するとともに、車体の荷重の作用によって圧縮変形
する。これらの変形はトレッドゴムの表面と裏面との間
に位相差を生じさせ、表面部分は路面上をすべるように
して追動し、さらに回転して接地から解放され、元の形
状に復元する。この場合、変形が大きいほど摩耗が促進
される。また、これらの変形は重畳して着地毎に繰り返
され、ヒステリシスロスの原因となる。変形量はベース
ゴムの剪断剛性が小さいほど大きくなるので、ベースを
低ヒステリシスロス性ではあるが剛性が小さいゴム組成
物で形成しても、燃費と発熱が大きくなる。また、キャ
ップに使用するゴム組成物の単独でトレッドを形成した
タイヤに比べて、トレッドゴムの動きが大きいために耐
摩耗性が低下し、摩耗が進んでキャップゴムの残り厚み
が薄くなっって石等が直接ベースゴムに傷をつけるよう
になったとき、ベースゴムは引き裂き抵抗が小さいため
に小さい引き裂き傷所謂ティアが多数発生して摩耗が促
進され、キャップベース構造の採用による低燃費化、低
発熱にして耐久性向上は期待しているレベルに至ってい
ない。
【０００５】上記に鑑み、本発明は、低ヒステリシスロ
ス性であるが剛性が大きく、引き裂き強度の大きいゴム
組成物でベースゴムを形成することにより、転がり抵抗
（燃費）及び発熱を小さくし、摩耗寿命を延ばした大型
タイヤを提供することを課題としてなしたものである。
ス性であるが剛性が大きく、引き裂き強度の大きいゴム
組成物でベースゴムを形成することにより、転がり抵抗
（燃費）及び発熱を小さくし、摩耗寿命を延ばした大型
タイヤを提供することを課題としてなしたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、トレッドゴム
が露出面に配置された耐摩耗性ゴム組成物のキャップゴ
ムとキャップゴムの内側に位置する低発熱性ゴム組成物
のベースゴムの２層構造でなる大型タイヤにおいて、天
然ゴムをゴム成分の主成分にしたゴム成分に、補強剤と
してカーボンブラックとシリカ、シリカの分散剤として
窒素吸着比表面積（Ｎ2 ＳＡ）が少なくとも１５m2／ｇ
である炭酸カルシウム及び物性改良剤としてシランカッ
プリング剤が少なくとも配合され、３００％モジュラス
が１６〜２２ＭPaであるゴム組成物でベースゴムが形成
され、ベースゴムの平均厚みがトレッドゴム厚みの２０
〜５０％である低燃費、低発熱性に優れた大型タイヤで
ある。
が露出面に配置された耐摩耗性ゴム組成物のキャップゴ
ムとキャップゴムの内側に位置する低発熱性ゴム組成物
のベースゴムの２層構造でなる大型タイヤにおいて、天
然ゴムをゴム成分の主成分にしたゴム成分に、補強剤と
してカーボンブラックとシリカ、シリカの分散剤として
窒素吸着比表面積（Ｎ2 ＳＡ）が少なくとも１５m2／ｇ
である炭酸カルシウム及び物性改良剤としてシランカッ
プリング剤が少なくとも配合され、３００％モジュラス
が１６〜２２ＭPaであるゴム組成物でベースゴムが形成
され、ベースゴムの平均厚みがトレッドゴム厚みの２０
〜５０％である低燃費、低発熱性に優れた大型タイヤで
ある。
【０００７】本発明の大型タイヤのベースに使用するゴ
ム組成物の好ましいカーボンブラック、シリカの配合量
は、ゴム成分１００重量部に対し、 (1), ３５≦（カーボンブラック量）＋０．７５×（シ
リカ量）≦５０ (2), ０．２≦０．７５×（シリカ量）／（カーボンブ
ラック量）≦１．０ 上記(1), (2)の関係式で特定される重量部数である。シ
ランカッブリング剤及び炭酸カルシウムの好ましい配合
量は、 (3), ０．０５≦（炭酸カルシウム量）／（シリカ量）
≦０．４０ (4), ０．０５≦（シランカップリング剤量）／（シリ
カ量）≦０．１５ 上記(3), (4)の関係式で特定される重量部数である。
ム組成物の好ましいカーボンブラック、シリカの配合量
は、ゴム成分１００重量部に対し、 (1), ３５≦（カーボンブラック量）＋０．７５×（シ
リカ量）≦５０ (2), ０．２≦０．７５×（シリカ量）／（カーボンブ
ラック量）≦１．０ 上記(1), (2)の関係式で特定される重量部数である。シ
ランカッブリング剤及び炭酸カルシウムの好ましい配合
量は、 (3), ０．０５≦（炭酸カルシウム量）／（シリカ量）
≦０．４０ (4), ０．０５≦（シランカップリング剤量）／（シリ
カ量）≦０．１５ 上記(3), (4)の関係式で特定される重量部数である。
【０００８】トレッド幅を４等分する点所謂１／４点と
センターの３か所で測定して平均したベースゴムの厚み
は、トレッド全厚みの２０〜５０％占めるように設定さ
れ、キャップゴムを形成するゴム組成物は特に限定され
ず、従来から使用されている耐摩耗性のゴム組成物を引
き続いて用いることができる。
センターの３か所で測定して平均したベースゴムの厚み
は、トレッド全厚みの２０〜５０％占めるように設定さ
れ、キャップゴムを形成するゴム組成物は特に限定され
ず、従来から使用されている耐摩耗性のゴム組成物を引
き続いて用いることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】補強剤にカーボンブラックとシリ
カを併用し、シランカップリング剤を添加したゴム組成
物は知られている。この種のカーボンブラックとシリカ
が配合されたゴム組成物を混合する際，シリカは混合中
に２次凝集体の塊が破壊して１次凝集体になりにくいた
め２次凝集体の塊の状態でマトリックスゴム中に散在す
るものが多く、また、一旦分散したものが再凝集して２
次凝集体の塊になりやすい。そのため、シリカが配合さ
れたゴム組成物でベースゴムが形成された場合、ベース
ゴムに応力が作用したとき、ゴム組成物中の塊になって
いる２次凝集体と周囲のゴムとの界面に応力が集中して
引き裂きの始点になり、耐ティア性は、ゴム組成物の混
合状態によって大きくバラツキ、そのレベルも十分では
なかった。又、上記のような補強剤にカーボンブラック
とシリカを併用し、シランカップリング剤を添加したゴ
ム組成物をトレッド部に使用したタイヤは走行中にトレ
ッド部に外部から０．２％〜１０数％程度の歪みの繰り
返しを受ける。その結果、シリカの２次凝集体の凝集構
造が破壊と再凝集を繰り返す。この過程はゴムの内部損
失（摩擦）の増加をもたらし、結果としてヒステリシス
ロスが大きくなり好ましくない。この効果は、ペイン効
果と呼ばれるものである。このペイン効果を抑制するた
めに、ゴム組成物作成時、混合時間を延長してシリカの
分散をよくして、シリカの凝集体同志の間隔を広くする
方法が行なわれるが、混合時間増がゴム分子自体の分子
量を低減させてしまい、自由末端鎖を増加させヒステリ
シスロスの低減効率を下げてしまい、結果として期待す
る程ヒステリシスロスの低減に寄与しない。これに対し
て本願発明による方法、すなわち極微細炭酸カルシウム
の存在下でシリカを混合すれば、炭酸カルシウムがシリ
カの２次凝集体の破壊を促進して１次凝集体の状態でマ
トリックスゴム中に分散させるとともに、一旦分散した
ものが再凝集して塊になるのを防止し、再凝集して塊に
なったものを解凝集して良好な分散状態を保持すること
ができ、耐ティア性を高くすることができる。従って、
本発明に用いられるゴム組成物は、低発熱性で引き裂き
抵抗とモジュラスが大きい天然ゴム、又は必要に応じ
て、例えば耐カット性等を改良する目的のため天然ゴム
の３０％以下を他のジエン系ゴムで置換されたゴム成分
にカーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、シラン
カップリング剤を配合し、その他ゴム組成物に不可欠な
硫黄、加硫促進剤、亜鉛華、ステアリン酸の各成分を含
み、老化防止剤、軟化剤等の通常ゴム組成物に配合され
る配合剤を必要に応じて配合した３００％モジュラスが
１６〜２２ＭPaのものである。ゴム成分１００重量部
（以下重量部を単に部と言う）に対してカーボンブラッ
ク、シリカ、炭酸カルシウム及びシランカップリング剤
の配合量は下記(1),(2),(3),(4) の関係式が満たされる
ように調整される。 (1), ３５≦（カーボンブラック量）＋０．７５×（シ
リカ量）≦５０ (2), ０．２≦０．７５×（シリカ量）／（カーボンブ
ラック量）≦１．０ (3), ０．０５≦（炭酸カルシウム量）／（シリカ量）
≦０．４０ (4), ０．０５≦（シランカップリング剤量）／（シリ
カ量）≦０．１５ 上記の式の何れかが満たされない場合は、低燃費性、低
発熱性、耐摩耗性または耐ティア性の何れかが悪くな
る。一方、加硫後の３００％モジュラスが１６ＭPa未満
のゴム組成物でベースゴムを構成した場合、トレッドの
接地部分での変形量が大きくなって耐摩耗性、低燃費
性、低発熱性が悪くなり、２２ＭPaより大きくするとカ
ーボンブラックまたはシリカの量を上記で特定する量よ
りも多くなり、低燃費性、低発熱性が悪くなる。
カを併用し、シランカップリング剤を添加したゴム組成
物は知られている。この種のカーボンブラックとシリカ
が配合されたゴム組成物を混合する際，シリカは混合中
に２次凝集体の塊が破壊して１次凝集体になりにくいた
め２次凝集体の塊の状態でマトリックスゴム中に散在す
るものが多く、また、一旦分散したものが再凝集して２
次凝集体の塊になりやすい。そのため、シリカが配合さ
れたゴム組成物でベースゴムが形成された場合、ベース
ゴムに応力が作用したとき、ゴム組成物中の塊になって
いる２次凝集体と周囲のゴムとの界面に応力が集中して
引き裂きの始点になり、耐ティア性は、ゴム組成物の混
合状態によって大きくバラツキ、そのレベルも十分では
なかった。又、上記のような補強剤にカーボンブラック
とシリカを併用し、シランカップリング剤を添加したゴ
ム組成物をトレッド部に使用したタイヤは走行中にトレ
ッド部に外部から０．２％〜１０数％程度の歪みの繰り
返しを受ける。その結果、シリカの２次凝集体の凝集構
造が破壊と再凝集を繰り返す。この過程はゴムの内部損
失（摩擦）の増加をもたらし、結果としてヒステリシス
ロスが大きくなり好ましくない。この効果は、ペイン効
果と呼ばれるものである。このペイン効果を抑制するた
めに、ゴム組成物作成時、混合時間を延長してシリカの
分散をよくして、シリカの凝集体同志の間隔を広くする
方法が行なわれるが、混合時間増がゴム分子自体の分子
量を低減させてしまい、自由末端鎖を増加させヒステリ
シスロスの低減効率を下げてしまい、結果として期待す
る程ヒステリシスロスの低減に寄与しない。これに対し
て本願発明による方法、すなわち極微細炭酸カルシウム
の存在下でシリカを混合すれば、炭酸カルシウムがシリ
カの２次凝集体の破壊を促進して１次凝集体の状態でマ
トリックスゴム中に分散させるとともに、一旦分散した
ものが再凝集して塊になるのを防止し、再凝集して塊に
なったものを解凝集して良好な分散状態を保持すること
ができ、耐ティア性を高くすることができる。従って、
本発明に用いられるゴム組成物は、低発熱性で引き裂き
抵抗とモジュラスが大きい天然ゴム、又は必要に応じ
て、例えば耐カット性等を改良する目的のため天然ゴム
の３０％以下を他のジエン系ゴムで置換されたゴム成分
にカーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、シラン
カップリング剤を配合し、その他ゴム組成物に不可欠な
硫黄、加硫促進剤、亜鉛華、ステアリン酸の各成分を含
み、老化防止剤、軟化剤等の通常ゴム組成物に配合され
る配合剤を必要に応じて配合した３００％モジュラスが
１６〜２２ＭPaのものである。ゴム成分１００重量部
（以下重量部を単に部と言う）に対してカーボンブラッ
ク、シリカ、炭酸カルシウム及びシランカップリング剤
の配合量は下記(1),(2),(3),(4) の関係式が満たされる
ように調整される。 (1), ３５≦（カーボンブラック量）＋０．７５×（シ
リカ量）≦５０ (2), ０．２≦０．７５×（シリカ量）／（カーボンブ
ラック量）≦１．０ (3), ０．０５≦（炭酸カルシウム量）／（シリカ量）
≦０．４０ (4), ０．０５≦（シランカップリング剤量）／（シリ
カ量）≦０．１５ 上記の式の何れかが満たされない場合は、低燃費性、低
発熱性、耐摩耗性または耐ティア性の何れかが悪くな
る。一方、加硫後の３００％モジュラスが１６ＭPa未満
のゴム組成物でベースゴムを構成した場合、トレッドの
接地部分での変形量が大きくなって耐摩耗性、低燃費
性、低発熱性が悪くなり、２２ＭPaより大きくするとカ
ーボンブラックまたはシリカの量を上記で特定する量よ
りも多くなり、低燃費性、低発熱性が悪くなる。
【００１０】本発明に用いられるゴム組成物に配合され
るカーボンブラック（以下カーボンブラックをカーボン
と略称する）としては、タイヤ用として一般に知られて
いる任意のカーボンブラックを使用することができる
が、その中でもＡＳＴＭの分類番号が１００番台〜３０
０番台のものが好適である。
るカーボンブラック（以下カーボンブラックをカーボン
と略称する）としては、タイヤ用として一般に知られて
いる任意のカーボンブラックを使用することができる
が、その中でもＡＳＴＭの分類番号が１００番台〜３０
０番台のものが好適である。
【００１１】本発明に用いられるゴム組成物に配合され
るシリカは、窒素吸着比表面積（以下窒素吸着比表面積
をＮ2 ＳＡと言う）が１４０〜２８０m2／ｇの要件が満
たされれば、ゴム用に調整された任意のものが用いら
れ、また、シリカを配合する場合の常法に従って、発熱
を抑える目的でメルカプトプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−グリオキシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アミジノプロピルエトキシシラン等のシランカ
ップリング剤がシリカ配合量の０．０５〜０．１５倍添
化される。Ｎ2 ＳＡが１４０m2／ｇ未満のシリカを配合
した場合は剛性が小さく、Ｎ2 ＳＡが２８０m2／ｇより
大きいものはタイヤ製造工程おける作業性が悪いので好
ましくない。ゴム成分１００重量部に対し重量部で表し
た（カーボンブラック量）＋０．７５×（シリカ量）の
カーボンブラックとシリカの配合量の関係が５０より大
きくなると燃費と発熱性が悪くなり、３５未満では耐摩
耗性と耐ティア性が悪くなる。
るシリカは、窒素吸着比表面積（以下窒素吸着比表面積
をＮ2 ＳＡと言う）が１４０〜２８０m2／ｇの要件が満
たされれば、ゴム用に調整された任意のものが用いら
れ、また、シリカを配合する場合の常法に従って、発熱
を抑える目的でメルカプトプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−グリオキシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アミジノプロピルエトキシシラン等のシランカ
ップリング剤がシリカ配合量の０．０５〜０．１５倍添
化される。Ｎ2 ＳＡが１４０m2／ｇ未満のシリカを配合
した場合は剛性が小さく、Ｎ2 ＳＡが２８０m2／ｇより
大きいものはタイヤ製造工程おける作業性が悪いので好
ましくない。ゴム成分１００重量部に対し重量部で表し
た（カーボンブラック量）＋０．７５×（シリカ量）の
カーボンブラックとシリカの配合量の関係が５０より大
きくなると燃費と発熱性が悪くなり、３５未満では耐摩
耗性と耐ティア性が悪くなる。
【００１２】本発明に用いられるゴム組成物に配合され
る炭酸カルシウムは、Ｎ2 ＳＡが１５m2／ｇ以上の極微
細炭酸カルシウムである。その中でも表面が高級脂肪
酸、樹脂酸、界面活性剤等で処理されたＮ2 ＳＡが１５
m2／ｇ以上の活性化炭酸カルシウムがゴムの補強性が大
きいので好ましい。Ｎ2 ＳＡが１５m2／ｇより小さいも
のはゴム組成物の耐摩耗性を低下させるので好ましくな
い。配合量はシリカ量の０．０５〜０．４０倍が好まし
く、０．０５倍より少ない場合はシリカの分散性を改良
する作用が小さく、０．４０倍より多くなれば耐摩耗性
が低下することがある。
る炭酸カルシウムは、Ｎ2 ＳＡが１５m2／ｇ以上の極微
細炭酸カルシウムである。その中でも表面が高級脂肪
酸、樹脂酸、界面活性剤等で処理されたＮ2 ＳＡが１５
m2／ｇ以上の活性化炭酸カルシウムがゴムの補強性が大
きいので好ましい。Ｎ2 ＳＡが１５m2／ｇより小さいも
のはゴム組成物の耐摩耗性を低下させるので好ましくな
い。配合量はシリカ量の０．０５〜０．４０倍が好まし
く、０．０５倍より少ない場合はシリカの分散性を改良
する作用が小さく、０．４０倍より多くなれば耐摩耗性
が低下することがある。
【００１３】ベースゴムの厚みは、全トレッド厚みの中
でベースゴムが占める比率をトレッド幅の１／４点、セ
ンターの３か所で測定して平均した値が２０〜５０％に
なるように設定される。ベースゴムの厚みが２０％未満
の場合はキャップベース構造にした効果が小さくなって
低燃費性と低発熱性の向上がなされず、５０％より大に
なれば摩耗寿命が短くなる。
でベースゴムが占める比率をトレッド幅の１／４点、セ
ンターの３か所で測定して平均した値が２０〜５０％に
なるように設定される。ベースゴムの厚みが２０％未満
の場合はキャップベース構造にした効果が小さくなって
低燃費性と低発熱性の向上がなされず、５０％より大に
なれば摩耗寿命が短くなる。
【００１４】
【実施例】天然ゴムと表１に示すカーボン、シリカ、シ
ランカップリング及び炭酸カルシウムを表１に示す重量
部比率で配合し、これらの他に亜鉛華３重量部（以下重
量部を部と略称する）、ステアリン酸１部、オイル５
部、老化防止剤（大内新興化学工業社製商品名ノクラッ
ク６Ｃ）１部を加えて混合し実施例及び比較例のそれぞ
れのノンプロゴムを作成し、このノンプロゴムに硫黄２
部、加硫促進剤ＣＢＳ１部を混合してベースゴム用ゴム
組成物を得た。得られたゴム組成物の一部をサンプリン
グしてムーニー粘度を測定し、さらに所定形状の試片に
加硫成形して３００％モジュラスを測定した。結果を表
１に示した。
ランカップリング及び炭酸カルシウムを表１に示す重量
部比率で配合し、これらの他に亜鉛華３重量部（以下重
量部を部と略称する）、ステアリン酸１部、オイル５
部、老化防止剤（大内新興化学工業社製商品名ノクラッ
ク６Ｃ）１部を加えて混合し実施例及び比較例のそれぞ
れのノンプロゴムを作成し、このノンプロゴムに硫黄２
部、加硫促進剤ＣＢＳ１部を混合してベースゴム用ゴム
組成物を得た。得られたゴム組成物の一部をサンプリン
グしてムーニー粘度を測定し、さらに所定形状の試片に
加硫成形して３００％モジュラスを測定した。結果を表
１に示した。
【００１５】一方、天然ゴム１００部に、Ｎ２２０カー
ボンブラック５５部、亜鉛華３部、ステアリン酸１部、
オイル５部、老化防止剤１部、ワックス１部、硫黄２部
及び加硫促進剤ＣＢＳ１部を混合してキャツプゴム用ゴ
ム組成物を得た。キャツプゴム用ゴム組成物と上記のベ
ースゴム用ゴム組成物とを一体押出し成形して、キャッ
プベース構造のトレッドゴムを作り、このトレッドゴム
を用いてサイズ１０．００Ｒ２０のタイヤを試作した。
実施例及び比較例の試作タイヤについて下記に記載する
試験条件に従って転がり抵抗、耐摩耗性、発熱性及び耐
ティア性の試験をし、結果を表１に示した。
ボンブラック５５部、亜鉛華３部、ステアリン酸１部、
オイル５部、老化防止剤１部、ワックス１部、硫黄２部
及び加硫促進剤ＣＢＳ１部を混合してキャツプゴム用ゴ
ム組成物を得た。キャツプゴム用ゴム組成物と上記のベ
ースゴム用ゴム組成物とを一体押出し成形して、キャッ
プベース構造のトレッドゴムを作り、このトレッドゴム
を用いてサイズ１０．００Ｒ２０のタイヤを試作した。
実施例及び比較例の試作タイヤについて下記に記載する
試験条件に従って転がり抵抗、耐摩耗性、発熱性及び耐
ティア性の試験をし、結果を表１に示した。
【００１６】転がり抵抗：米国自動車技術者会規格ＳＡ
Ｅ Ｊ1270に準じて行ない、 （各試作タイヤの転がり抵抗）×１００／（比較例１の
転がり抵抗） の式で計算した値を示した。値が小さいほど転がり抵抗
が小さく好ましい。 耐摩耗性：トラックの後輪に装着して１０万km走行した
後、溝深さを測定し、走行前の溝深さとの差から摩耗量
を算出し、 （比較例１の摩耗量）×１００ ／（各試作タイヤの摩
耗量） の式で計算した値を示した。値が大きいほど耐摩耗性が
優れている。 発熱性：米国自動車安全基準 ＦＭＶＳＳ１１９に規定
する高速耐久試験条件でドラム走行した直後、ベルト上
でトレッド厚みが最大になるベルト端位置にサーミスタ
を挿入して温度を測定し、 （各試作タイヤ温度）×１００／（比較例１の温度） の式で計算した値を示した。値が小さいほど発熱性が優
れている。 耐ティア性：トラックの後輪に装着し、溝が摩耗して深
さが約１．６mmになるまで走行した後、トレッドゴムを
ベルトから剥離し、剥離したトレッドゴムの裏面に散在
する傷の個々の長さを測定して合計し、 （比較例１の傷長さ）×１００／（各試作タイヤの傷長
さ） の式で計算した値を示した。値が大きいほど耐ティア性
が優れている。
Ｅ Ｊ1270に準じて行ない、 （各試作タイヤの転がり抵抗）×１００／（比較例１の
転がり抵抗） の式で計算した値を示した。値が小さいほど転がり抵抗
が小さく好ましい。 耐摩耗性：トラックの後輪に装着して１０万km走行した
後、溝深さを測定し、走行前の溝深さとの差から摩耗量
を算出し、 （比較例１の摩耗量）×１００ ／（各試作タイヤの摩
耗量） の式で計算した値を示した。値が大きいほど耐摩耗性が
優れている。 発熱性：米国自動車安全基準 ＦＭＶＳＳ１１９に規定
する高速耐久試験条件でドラム走行した直後、ベルト上
でトレッド厚みが最大になるベルト端位置にサーミスタ
を挿入して温度を測定し、 （各試作タイヤ温度）×１００／（比較例１の温度） の式で計算した値を示した。値が小さいほど発熱性が優
れている。 耐ティア性：トラックの後輪に装着し、溝が摩耗して深
さが約１．６mmになるまで走行した後、トレッドゴムを
ベルトから剥離し、剥離したトレッドゴムの裏面に散在
する傷の個々の長さを測定して合計し、 （比較例１の傷長さ）×１００／（各試作タイヤの傷長
さ） の式で計算した値を示した。値が大きいほど耐ティア性
が優れている。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】 表１の脚注 ＊１ ：Ｎ2 ＳＡ＝240 m2／g 、吸油量＝240 cm3 ／100g ＊２ ：Ｎ2 ＳＡ＝140 m2／g 、吸油量＝170 cm3 ／100g ＊３ ：Ｎ2 ＳＡ＝120 m2／g 、吸油量＝160 cm3 ／100g ＊４ ：メルカプトプロピルトリメトキシシラン ＊５ ：Ｎ2 ＳＡ＝16m2／g 脂肪酸表面処理活性化炭酸カルシウム ＊６ ：Ｎ2 ＳＡ＝ 5m2／g 微軽性炭酸カルシウム ＊７ ：（カーボンブラック量）＋０．７５×（シリカ量） ＊８ ：０．７５×（シリカ量）／（カーボンブラック量） ＊９ ：（炭酸カルシウム量）／（シリカ量） ＊１０：（シランカップリング剤量）／（シリカ量）
【００２０】シリカと炭酸カルシウムが配合されていな
いコントロールの比較例１と比較して、実施例タイヤは
転がり抵抗、発熱が小さく、耐ティア性、耐摩耗性が大
になっており、カーボンにシリカと炭酸カルシウムを併
用することにより、低転がり抵抗性、低発熱性、耐ティ
ア性、耐摩耗性が同時に向上することを示している。シ
リカは配合されているが、炭酸カルシウムが配合されて
いない比較例３は、低転がり抵抗性に優れているが、耐
摩耗性が劣り、比較例４は０．７５×（シリカ量）／
（カーボンブラック量）の値が１．０より大きいことに
より耐ティア性が劣っている。Ｎ2 ＳＡが１５m2／g 未
満の炭酸カルシウムは粒子径が大きく、むしろ異物とし
て作用するのでこれを使用した比較例９は耐摩耗性と耐
ティア性が劣っている。Ｎ2 ＳＡが１４０m2／g 未満の
シリカを使用した比較例１１は耐摩耗性が劣っている。
いコントロールの比較例１と比較して、実施例タイヤは
転がり抵抗、発熱が小さく、耐ティア性、耐摩耗性が大
になっており、カーボンにシリカと炭酸カルシウムを併
用することにより、低転がり抵抗性、低発熱性、耐ティ
ア性、耐摩耗性が同時に向上することを示している。シ
リカは配合されているが、炭酸カルシウムが配合されて
いない比較例３は、低転がり抵抗性に優れているが、耐
摩耗性が劣り、比較例４は０．７５×（シリカ量）／
（カーボンブラック量）の値が１．０より大きいことに
より耐ティア性が劣っている。Ｎ2 ＳＡが１５m2／g 未
満の炭酸カルシウムは粒子径が大きく、むしろ異物とし
て作用するのでこれを使用した比較例９は耐摩耗性と耐
ティア性が劣っている。Ｎ2 ＳＡが１４０m2／g 未満の
シリカを使用した比較例１１は耐摩耗性が劣っている。
【００２１】
【発明の効果】大型タイヤのトレッドベースゴムを構成
するゴム組成物を、天然ゴムが主ゴム成分であるゴム成
分に補強剤としてカーボンブラックの他にＮ2 ＳＡが１
４０〜２８０m2／ｇであるシリカを配合し、さらにシリ
カの配合量の０．０５〜０．４倍量のＮ2 ＳＡが１５m2
／ｇ以上である炭酸カルシウム並びに０．０５〜０．１
５倍量のシランカップリング剤を配合したものにするこ
とにより、炭酸カルシウムが配合されていないものに比
較してシリカの分散性がよくなって、転がり抵抗、耐摩
耗性、発熱性及び耐ティア性が向上する。
するゴム組成物を、天然ゴムが主ゴム成分であるゴム成
分に補強剤としてカーボンブラックの他にＮ2 ＳＡが１
４０〜２８０m2／ｇであるシリカを配合し、さらにシリ
カの配合量の０．０５〜０．４倍量のＮ2 ＳＡが１５m2
／ｇ以上である炭酸カルシウム並びに０．０５〜０．１
５倍量のシランカップリング剤を配合したものにするこ
とにより、炭酸カルシウムが配合されていないものに比
較してシリカの分散性がよくなって、転がり抵抗、耐摩
耗性、発熱性及び耐ティア性が向上する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 7/00 ＫＣＴ Ｃ０８Ｌ 7/00 ＫＣＴ
Claims (3)
- 【請求項１】 トレッドゴムが露出面に配置された耐摩
耗性ゴム組成物のキャップゴムとキャップゴムの内側に
位置する低発熱性ゴム組成物のベースゴムの２層構造で
なる大型タイヤにおいて、天然ゴムをゴム成分の主成分
にしたゴム成分に、補強剤としてカーボンブラックとシ
リカ、シリカの分散剤として窒素吸着比表面積（Ｎ2 Ｓ
Ａ）が少なくとも１５m2／ｇである炭酸カルシウム及び
物性改良剤としてシランカップリング剤が少なくとも配
合され、３００％モジュラスが１６〜２２ＭPaであるゴ
ム組成物でベースゴムが形成され、ベースゴムの平均厚
みがトレッドゴム厚みの２０〜５０％であることを特徴
とする低燃費、低発熱性に優れた大型タイヤ。 - 【請求項２】 ベースゴムを形成するゴム組成物に配合
されたカーボンブラック及びシリカの配合量は、ゴム成
分１００重量部に対して (1), ３５≦（カーボンブラック量）＋０．７５×（シ
リカ量）≦５０ (2), ０．２≦０．７５×（シリカ量）／（カーボンブ
ラック量）≦１．０ 上記(1), (2)の関係式が満足される量（重量部）である
請求項１記載の低燃費、低発熱性に優れた大型タイヤ。 - 【請求項３】 ベースゴムを形成するゴム組成物に配合
された炭酸カルシウム及びシランカップリング剤のそれ
ぞれの配合量は、シリカ配合量に対して (3),０．０５≦（炭酸カルシウム量）／（シリカ量）≦
０．４０ (4),０．０５≦（シランカップリング剤量）／（シリカ
量）≦０．１５ 上記(3), (4)の関係式が満足される量（重量部）である
請求項１記載の低燃費、低発熱性に優れた大型タイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33591895A JP3469382B2 (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 低燃費、低発熱性に優れた大型タイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33591895A JP3469382B2 (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 低燃費、低発熱性に優れた大型タイヤ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09150606A true JPH09150606A (ja) | 1997-06-10 |
| JP3469382B2 JP3469382B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=18293824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33591895A Expired - Fee Related JP3469382B2 (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 低燃費、低発熱性に優れた大型タイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3469382B2 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0933391A1 (en) * | 1998-01-29 | 1999-08-04 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Composition and tire with tread containing calcium carbonate |
| JP2003113270A (ja) * | 2001-10-04 | 2003-04-18 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | サイドウォール用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ |
| JP2006089526A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | タイヤ用ゴム組成物 |
| WO2006077649A1 (ja) * | 2005-01-24 | 2006-07-27 | Shiraishi Kogyo Kaisha Ltd. | 改質炭酸カルシウム含有ゴム組成物 |
| WO2007114469A1 (ja) * | 2006-04-06 | 2007-10-11 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | キャップトレッドおよびベーストレッドを含むタイヤトレッドの構造を有するタイヤ |
| JP2007297037A (ja) * | 2006-04-06 | 2007-11-15 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | キャップトレッドおよびベーストレッドを含むタイヤトレッドの構造を有するタイヤ |
| JP2008013619A (ja) * | 2006-07-04 | 2008-01-24 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | シリカ配合系ゴム組成物 |
| US7919558B2 (en) | 2004-02-27 | 2011-04-05 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Rubber composition and pneumatic tire using the same |
| JP2012514092A (ja) * | 2008-12-29 | 2012-06-21 | ソシエテ ド テクノロジー ミシュラン | 大型車両トレッド／アンダートレッド |
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| WO2016208100A1 (ja) * | 2015-06-22 | 2016-12-29 | 株式会社ブリヂストン | ゴム組成物、積層体、及びコンベアベルト |
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| JP2020001449A (ja) * | 2018-06-25 | 2020-01-09 | 株式会社ブリヂストン | タイヤ |
-
1995
- 1995-11-29 JP JP33591895A patent/JP3469382B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104968723A (zh) * | 2012-12-28 | 2015-10-07 | 横滨橡胶株式会社 | 工程车辆用充气轮胎用橡胶组合物 |
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| US9878580B2 (en) | 2012-12-28 | 2018-01-30 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Rubber composition for pneumatic tires for construction vehicles |
| WO2014157722A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | 横浜ゴム株式会社 | 重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物 |
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| JP2020001449A (ja) * | 2018-06-25 | 2020-01-09 | 株式会社ブリヂストン | タイヤ |
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|---|---|
| JP3469382B2 (ja) | 2003-11-25 |
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