JPS5826607A - トラック・バス用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、タイ
ヤ表面に沿って、ショルダ一部からサイドウオール部の
上方にわたる構造及びその組成を改良することにより、
特にトラック、パス用等大型タイヤの耐動的疲労性、耐
候性等を向上し得るようにした空気入りタイヤに関する
ものである。

従来トラック、バス用等大型タイヤのラジアル方向断面
構造は、第１図に示すように、キャップトレッド部Ａの
ゴム１がショルダ一部Ｃ附近において、サイドウオール
部Ｂのゴム２の上にかぶさるよろ構成されたいわゆるキ
ャップ。

オーバー・サイド構造のタイヤと、第２図に示すように
、サイドウオール部Ｂのゴム２が、タイヤの踏面側端ａ
の近傍まで伸びているいわゆるサイド、オーバー、キャ
ップ構造のタイヤがある。

ところがタイヤにおいてショルダ一部Ｃからサイドウオ
ール部Ｂの上方にわたる部分は、走行時において繰返し
圧縮変形を最も厳しく受ける部分であると共に日光の影
響を受ける部分でもある関係上、耐屈曲疲労性、耐候性
、耐摩耗性等に優れたゴム組成物が用いられることが望
ましい。

しかしながらこのショルダ一部Ｃからサイドウオール部
Ｂの上方にわたる部分は、実際には上述したようにキャ
ップトレッド部Ａのゴム１かあるいはサイドウオール部
Ｂのゴム２によって構成されている。

そもそもキャップトレッド部Ａのゴム１には、キャップ
トレッドとしての機能すなわち耐摩耗性、耐カツトチッ
プ性を附与することに重点をおいた組成物が使用されて
おり、このゴム１に前述したようにショルダ一部Ｃに必
要な機能、すなわち耐屈曲疲労性や耐候性をも兼備させ
るためには、例えばバラフェニレンジアミン系老化防止
剤を多量に配合しなければならず、高コストになる等の
問題がある。またサイドウオール部Ｂのゴム２も、サイ
ドウオール部Ｂが受ける伸張変形に適したゴム組成物か
らなっており、このゴム２にショルダ一部Ｃが受ける圧
縮変形に適した成分を配合したり耐屈曲疲労性や耐候性
を附与するのはやはり経済性等の面で問題があるのが現
状である。

本発明の目的は、上述の各問題点を解消し、特にトラッ
ク、バス等大型タイヤの耐動的疲労性や耐候性等を向上
し得る優れた空気入りタイヤを提供せんとすることにあ
る。

そしてその特徴とするところは、耐屈曲疲労性、耐候性
及び耐摩耗性に優れたゴム組成物からなる厚さ０．５〜
５雪のシートを、タイヤの表面に沿って、少なくともシ
ョルダ一部を覆ってタイヤの円周方向に配置することに
より、従来キャップトレッド部のゴム及びサイドウオー
ル部のゴムに兼備させていたショルダ一部附近の機能を
独立せしめて、より効果的にショルダ一部附近の耐屈曲
疲労性、耐候性及び耐摩耗性を向上する一方、キャップ
トレッド部のゴム及ヒサイドウオール部のゴムの各組成
を、それぞれの必要機能に合わせて最適化し、併せてタ
イヤ構成材料コストの低減を図り得るようにした点にあ
る。

以下本発明を実施例により図面を参照しつつ詳細に説明
する。

第３図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ本発明の実施例か
らなる空気入りタイヤのラジアル方向断面説明図。

第４図は前記シートの肉厚と老化防止剤残存率との関係
を示す屋外曝露試験結果を示す図、第５図は走行時にお
いてタイヤの接地面端部からビード部に至る各部分が受
ける主せん断歪の測定結果を示す図、第６図は走行時に
おいてタイヤの接地面端部からビード部に至る各部分が
受ける主歪の測定結果を示す図、第７図は走行時におい
てタイヤが接地点から周方向に向けて円周上においてタ
イヤ踏面部がその接線方向に受ける歪を示す図である。

図において１はキャップトレッド部Ａのゴム、２はサイ
ドウオール部Ｂのゴム、３はシートであって、タイヤＴ
の表面に沿ってショルダ一部Ｃからサイドウオール部Ｂ
の上方にわたりタイヤ円周方向に配置されている。４は
ベースゴム、５はビード、６はビードフィラー、７はカ
ーカス、ａはタイヤＴの踏面端部、ｂはタイヤＴのビー
ド端部をそれぞれ示している。そして上述したシート３
は、４０〜７０重量部の天然ゴムと３０〜６０重量部の
ポリブタジェンゴムとを含有するゴム１００重量部に対
し、ノぐラフェニレンジアミン系老化防止剤２〜１２重
量部及びカーボンブラック４０〜７０重量部を配合した
ゴム組成物、あるいは４０〜７０重量部の天然ゴムと３
０〜６０重量部のポリブタジェンゴムと３０重量部以下
のスチレン、ブタジェン共重合ゴムとを含有するゴム１
００重量部に対し、パラフェニレンジアミン系老化防止
剤２〜１２重量部及びカーボンブラック４０〜７０重量
部を配合したゴム組成物からなる厚さ０．５〜５ｍのシ
ートにより構成されてし）る。

また本実施例において上述したシート３は、第３図（ａ
）に示すように、タイヤＴの接地面の端部すなわちタイ
ヤ踏面端部ａからピード端部すに向って、タイヤＴの表
面に伸びる線上において踏面端部ａ寄りの部分に、タイ
ヤ踏面端部ａとビード端部すの距離の１／３〜１／２に
相当する巾でタイヤＴの円周方向に配置されている０な
お、このシート３の巾はトラック、バス用タイヤにおい
ては５０〜１５０　ｗａとすることが好ましい。

さらに、このシート３の踏面端部側の端部６１Ｌは、前
記タイヤ踏面端部ａから約１〜１０ｍ＋ビード端部すに
向った位置に位置せしめるのが、このシート６の接地に
よる早期摩耗を防止する上で望ましい。

なお、第３図（ｂ）に示すように、タイヤのショルダ一
部Ｃが丸味を帯びて形成されている場合の前記踏面端部
ａの位置は、次のようにして求めることができる。すな
わち、まずタイヤトレッド半径の中心０を中心とし、半
径をＯＨとして描いた円の延長と、タイヤ最大巾Ｗより
中心線０Ｈにおろした垂線の足Ｐを中心とし、半径をＰ
Ｗとして描いた円の延長との交点ａ′と、トレッド半径
の中心Ｏを結ぶ線めがタイヤと交わる点をａとする。

そして、このシート３は、前述したようにタイヤの走行
による繰返し圧縮変形を最も厳しく受ける位置にあって
、耐屈曲疲労性、耐候性。

耐摩耗性に優れたゴム組成物が用いられねばならず、そ
のためには、ゴムとしては高い引張強さと引裂強さとを
有する天然ゴム（ＮＲ）と、耐繰返し圧縮疲労性、特に
タイヤ側壁上部の受けやすい１０Ｈ２前後の繰返し圧縮
に対する抵抗性ならびに耐摩耗性に優れたポリブタジェ
ンゴム（ＢＲ）を組合わせるのがよい。ＮＲとＢＲの組
合わせにより、シート６としての機能を発揮できるが、
これにスチレン、ブタジェン共重合ゴム（ＳＢＲ）をさ
らに加えると、カット傷の発生を抑えることができる。

また側壁上部、すなわちサイドウオール部Ｂの上部には
１０％以下の低歪の伸長変形もかかるので、耐伸長変形
にすぐれたＳＢＲの存在はさらに好ましい。

ＮＲハ、ゴム全量１００重量部のうち４０〜７０重量部
がよい。これは４０重量部未満ではシート６の引張強さ
、引裂強さが充分発揮できず、７０重量部を超えると、
その分ＢＨの配合量が減って、ＢＲの特徴である耐圧縮
疲労性、耐摩耗性が発揮できなくなるからである。

ＢＲは３０重量部以上６０重量部未満がよい。これはＢ
Ｒの配合量が６０重量部以上になると、引張強さ、引裂
強さが低下するからである０８ＢＨの配合量は３０重量
部以下とするのが望ましい。これは３０重量部を超えて
配合すると、ＮＲ、ＢＲの配合量が減って上記のＮＲ，
ＢＲの特徴が発揮できなくなり、ＳＢＲ？３配合量とし
ては１７〜２５重量部が好ましい。

次に、シート３の配合に最も重要なのは適切な老化防止
剤である。タイヤ側壁部は日光の照射を受けることと°
、走行中に激しい繰返し圧縮変形を受けるので、これら
の影響によりサーカムクラック、オゾンクラックが発生
しやすい。

ソコテシート６にはパラフェニレンジアミン系老化防止
剤をタイヤの他の部分より多量に配合することが好まし
い。

本発明においては、その配合量はゴム１００重量部に対
し２〜１２重量部、好ましくは４〜１０重量部がよい。

これは２重量部未満では効果が発揮されず、１２重量部
を超えて配合しても効果はそれほど上らないからである
。このシート３を設けることにより、通常あまり日光の
影響を受けないキャップトレッド部Ａはパラフェニレン
ジアミン系老化防止剤の配合量をゴム１００重量部に対
し３重量部以下に抑えることが出来るので、経済的であ
る。また、日光の影響を受けるタイヤ側壁すなわちサイ
ドウオール部Ｂの中央〜下部のゴム配合でモ、パラフェ
ニレンジアミン系の老化防止剤は２〜７重量部に抑える
ことができると共に、耐伸長変形にすぐれたＳＢＲ中心
の配合とすることができる０ 本発明において用いるパラフェニレンジアミン系（以下
ｐ−フェニレンジアミン系）老化防止剤は、たとえばＮ
、Ｎ’−ジフェニル−ｐ　−フェニレンジアミン、Ｎ−
フェニル−Ｎ′−イソプロピル−ｐ−７エ二レンジアミ
ン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−１，３−ジメチルブチル−ｐ
−フェニレンジアミン、Ｎ、Ｎ’−ビス（１、’３−ジ
メチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ、Ｎ’−
ビス−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンなどの中
から任意に選択できる。

本発明のシート３においてはｐ−フェニレンジアミン系
に加えて他の老化防止剤、たとえば２．２．４−　）サ
メチル−１，２−ジヒドロキノリン重合体（ＲＤ）、６
−ニトキシー２．２．．４−）ジメチル−１，２−ジヒ
ドロキノリン等を適宜配合できる。カーボンブラックは
、ゴム１００重量部に対し４０〜７０重量部、好ましく
は４５〜６５重量部が良い。これは耐摩耗性を維持する
ためカーボン量は４０重量部以上が必要で、７０重量部
以上の場合混合加工性を維持するためオイルを・多量に
加えなければならず、おのずと引張強さ等物性の低下を
来たし、耐オゾン性も低下する。

ここに用いるカーボンの種類としては、よう素吸着量が
３５　ｍｆ／ｆ以上でＤＢＰ吸油量が７０５ｒ１００ｆ
以上のものを単独又は２種以上ブレンドで用いるが、よ
う素吸着量が８０　ｍＷ／ｆ以上のものをカーボンブラ
ック全使用量の２５％以上用いることが耐摩耗性に有効
である。

また、ゴム組成物に必要なイオウ、加硫促進剤、促進動
剤などは適量配合するが、その中でも促進剤は選択する
ことが望ましい。このシートには老化防止剤を非常に多
く配合するので、スコーチが早くなる恐れがあり、これ
を防止するためチアゾール類の中でもスル７エンアミド
系のものが適しており、スルフェンアミド系加硫促進剤
を０．５〜１．５重量部の範囲で配合すればスコーチの
問題もなく、モジュラスなど物性上最適なものが得られ
る。

またシート３の厚さについては、前記の如く高価な老化
防止剤を多量に配合するため、可能な限り薄いことが、
経済上好ましい。しかし。

あまり薄くすると老化防止剤が表面に析出（Ｉｅａｃｈ
ｉｎｇ現象）したり、隣接ゴム層へ移行して急激に濃度
低下を起こし、効果がなくなる。

本発明者らは、シートと踏面部ゴムのラミネート体のゲ
ージ比率を変えトータル１０ｍ＋になるようにサンプル
を作成し、それを１２ケ月問屋外曝露した後各サンプル
のシート部の老化防止剤の定量分析を行なった。なお、
試験片は後述の実施例４の配合のゴムと、比較例６の配
合のゴムを貼り合わせ、加硫接着して作成した。

この結果は第４図に示すように、厚さ０．５　ｗｒｘ未
満では老化防止剤の残存率が低下する。したがってシー
トの厚さは０．５　ｍ以上であることが必要であるが、
上限としては経済性を考えれば５ｍが上限となる。また
幅はショルダー上部の接地端付近から踏面ゴムとサイド
ウオールゴムの接合部を覆って配置するのが良く、した
がって、タイヤ接地面端ａから、ビード端すへ向かって
１／３〜１／２を覆う巾であることが好ましく、トラッ
ク、バス用タイヤにおいては５０〜１５０ｍであること
が望ましい。シート３の貼り付は方法については、この
シート３がタイヤの前記の位置に配置されるような方法
であればどのような方法であってもよいのであるが、タ
イヤの未加硫時に貼り付けるのがよい。

加硫後では特殊な接着剤が必要となり、しかも大型タイ
ヤの過酷な使用条件下では剥離するおそれがある。従っ
て未加硫時であればどの工程で貼り合わせても差支えな
いのであるが、タイヤの組み立て成型時に行なうことは
実際の作業能率低下をもたらし、しかも貼合わせるゴム
同士が、押出し後時間を経て、温度低下し、粘着性が下
っているので未加硫ゴムとしての自着性が発揮し難くな
る。これに対し、接地部と側壁部のゴム２と、シート３
を１体押し出しと同時にこのシートを貼り合わせるなら
ば、作業能率モ良好でシートゴム３とキャップトレッド
部のゴム１との接着も良好なものが得られる。

つづいて、タイヤ各部が受ける歪について述べる。

第５図はタイヤＴの表面が、その接地点上において受け
るせん断歪を測定したものである。

タイヤのサイドウオール部Ｂの上部から、踏面端部にか
けて、特に本発明シートの貼付される位置にせん断歪の
ピークがあることがわかる。

タイヤサイズ１０００−２０、空気圧６．７５助１５１
２、負荷２７００　Ｋｆ、πゲージメータにより測定し
た。

第６図は、第５図のせん断歪を周方向成分と断面方向成
分に、また圧縮歪と伸長歪とに分解して示した図である
。断面方向に、特にショルダ一部Ｃに圧縮歪の大きなピ
ークがあり、側壁中〜下部には、周方向に伸長歪がかか
つていることがわかる。

第７図はタイヤの接地点からの周方向への距離と、その
点のタイヤ踏面部接線方向への歪についての測定結果で
ある。タイヤ接点地点（θ°）では周方向に伸長歪が、
接地点より１５〜２０’はなれた点では圧縮歪がかかつ
ているのがわかる。

この図により、タイヤ回転中に圧縮歪と伸長歪がくり返
しかかることがわかる。第６，７図は、サイズ、空気圧
、負荷等の条件を第５図と同じにして測定したものであ
る。

次に、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。

実験例１ 表１にはＮＲ、ＢＲ、ＳＢＲを組み合わせ、酸化亜鉛、
ステアリン酸、カーボンブラック、老化防止剤、ワック
ス、伸展油を小型バンバリーで混練し、ロールにてイオ
ウ、加硫促進剤を混練し１４８℃で３０分加熱により加
硫した。そのうち本発明に関連のある特性を示した。こ
の結果からＮＲとＢＲの組合わせが７０　：　３０又は
５５　：　４５までは各特性とも満足し得るが、４０　
：　６０の如くＢＲを過半数組合わせると圧縮疲労性は
良いが引裂力及び耐カツト性低下が著るしく、好ましく
ない。また耐カット性の付与にはゴム１００％のうちＳ
ＢＲを１０〜３０重量％混入するとよい。

ＳＢＲが３０％を超えると圧縮疲労性が著るしく低下す
る。

以上のことからＮＲはＢＲとのブレンドの場合５５重量
メ以上が最適でＢＲは４０％前後が良い。

またＳＢＲとの３者ブレンドの場合ＮＲのうち１０〜２
０重量％の範囲をＳＢＨにおきかえれば全ての特性を満
足し最適であることがわかった。

実験例２ 表２にはカーボンブラックの種類及び老防（Ｓ　−１３
）の量について検討した結果を示す。カーボンのグレー
ドは側壁部の耐摩耗性附与の必要性からＮ７７０では満
足せず、前記範囲が限定される。また、ｐ−フェニレン
ジアミン系老化防止剤５−１３の量は、ゴム１００重量
部に対し２重量部未満では耐オゾン性が極端に低下する
。同表に比較例として踏面部ゴム（比較例６）と一般側
壁部ゴム（比較例７）を示した。これから明らかなよう
に、踏面部（キャップトレッド部用）ゴム１と側壁部（
サイドウオール部用）ゴム２は耐圧縮疲労性が劣り、ざ
らに踏面部の耐オゾン性が著るしく劣ることがわかる。

また該部コンパウンドのモジュラスは３００％変形時８
０〜１２０　Ｋｇ／ｃｎ？が適当であるが、側壁上部は
踏面部用ゴム１の上圧シート６を貼り合わせる構造なの
で耐屈曲疲労性の点で３００％モジュラスが８０〜９０
縁／６１Ｉ２の範囲が好ましい。

（本頁以下余白） 実験例３ 第１図の従来のキャップ、オーバー、サイド構造、第２
図の従来のサイド、オーバー、キャップ構造、第３図（
ａ）　、　（ｂ）の本発明構造のタイヤにつき、実車走
行試験、ドラム試験（オゾン照射）ならびに静的オゾン
試験を行なった。結果を第３表、第４表に示す。

（本成以下余白） 以上のように本発明構造のタイヤと従来品構造のタイヤ
について実車テスト、オゾン照射テストを行なったとこ
ろ、１２ケ月経過の実車試験で該側壁部のクラック発生
及び屈曲疲労によるしわ又はクラックの発生程度は本発
明のものが最も良いことがわかった。

（本成以下余白） 本発明は上述したように、耐屈曲疲労性、耐候性及び耐
摩耗性に優れたゴム組成物からなる厚さ０．５〜５ｍの
シートを、タイヤの表面に沿って、少なくともショルダ
一部を覆ってタイヤの円周方向に配置したから、従来キ
ャップトレッド部のゴム及びサイドウオール部のゴムに
兼備させていたショルダ一部附近の機能を独立せしめる
ことができて、より効果的にショルダ一部附近の耐屈曲
疲労性、耐候性及び耐摩耗性を向上できる一方、キャッ
プトレッド部のゴム及びサイドウオール部のゴムの各組
成を、それぞれの必要機能に合わせて最適化し、併せて
タイヤ構成材料コストの低減を図ることができる。

従って本発明は、特にトラック、バス用等大型タイヤの
耐動的疲労性や耐候性、耐摩耗性を向上することができ
ると共にその生産コストをも低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ従来の空気入りタイヤのラ
ジアル方向断面説明図、第３図（ａ）。 （ｂ）はそれぞれ本発明の実施例からなる空気入りタイ
ヤのラジアル方向断面説明図、第４図は前記シートの肉
厚と老化防止剤残存率との関係を示す屋外曝露試験結果
を示す図、第５図は走行時においてタイヤの接地面端部
からビード部に至る各部分が受ける主せん断歪の測定結
果を示す図、第６図は走行時においてタイヤの接地面端
部からビード部に至る各部分が受ける主歪の測定結果を
示す図、第７図は走行時においてタイヤが接地点から周
方向に向けて円周上においてタイヤ踏面部がその接１望
向に受ける歪を示す図である。 １・・・キャップトレッド部のゴム、２・・・サイドウ
オール部のゴム、３・・・シート、Ａ・・パキャップト
レッド部、Ｂ・・・サイドウオール部、Ｃ・・・ショル
ダ一部。 代理人　弁理士　　小　川　信− 弁理士　　野　口　賢　照 弁理士　斎下和彦 第２図 第６図 接地面端部からの距離〔■〕 第７図 ０　　３０　６０　９０　１２０　１５０接地点からの
距離

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ！、４０〜７０重量部ｄ天然ゴムと３０〜６０重量部の
   ポリブタジェンゴムとを含有するゴムｘｏｏ重量部に対
   し、パラフェニレンジアミン系老化防止剤２〜１２重量
   部及びカーボンプラツ、り４０〜７０重量部を配合した
   ゴム組成物からなる厚さ０．５〜５■のシートを、タイ
   ヤの表面に沿って、少なくともショルダ一部を覆ってタ
   イヤ円周方向に配置した空気入りタイヤ。 ２．４０〜７０重量部の天然ゴムと３０〜６０重量部の
   ポリブタジェンゴムと３０重量部以下のスチレン、ブタ
   ジェン共重合ゴムとを含有するゴム１００重量１１に対
   し、バラフェニレンジアミン系老化防止剤２〜１２重量
   部及びカーボンブラック４０〜７０重量部を配合したゴ
   ム組成物からなる厚さ０．５〜５ｍのシートを、タイヤ
   の表面に沿って、少なくともショルダ一部を覆ってタイ
   ヤ円周方向に配置した空気入りタイヤ。