KR101639696B1 - 중하중 공기입 타이어 - Google Patents

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아야코 카마호리
사토시 미하라
린코 쿠시다
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요코하마 고무 가부시키가이샤
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Abstract

저구름 저항성, 내마모성 및 내편마모성을 종래 레벨 이상으로 개량하도록 한 중하중 공기입 타이어를 제공한다. 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물은, 천연 고무를 80 ~ 100중량% 포함하는 디엔계 고무 100중량부에 대하여, 실리카를 35 ~ 50중량부, 유황을 1.5 ~ 3.5중량부, 카본 블랙, 술펜아미드계 가류 촉진제 및 유황 함유 실란 커플링제를 배합하고, 상기 유황 및 유황 함유 실란 커플링제 중의 유황의 합계가 1.85 ~ 6.0중량부이고, 상기 술펜아미드계 가류 촉진제의 배합량이 특정의 식 (1)에 의하여 구하여지는 A중량부 이상 2.6중량부 이하인 것을 특징으로 한다.

Description

중하중 공기입 타이어{HEAVY LOAD PNEUMATIC TIRE}
본 발명은, 저구름 저항성, 내마모성 및 내편마모성을 개량하도록 한 중하중 공기입 타이어에 관한 것이다.
근년(近年), 중하중 공기입 타이어는, 일본, 유럽의 라벨링 제도나 북미의 스마트 웨이(smart way) 규제에 보여지는 바와 같이 환경에의 부하 저감이 중요시되고 있고, 특히 구름 저항성을 작게 하여 연비 성능을 향상하는 것이 요구되고 있다. 고무 조성물의 구름 저항성의 지표로서는 일반적으로 동적 점탄성 측정에 의한 60℃의 tanδ가 이용되고, 고무 조성물의 tanδ(60℃)가 작을수록 구름 저항성이 작아진다.
고무 조성물의 tanδ(60℃)를 작게 하는 방법으로서, 예를 들어 카본 블랙의 배합량을 적게 하거나, 카본 블랙의 입경(粒徑)을 크게 하거나 하는 것을 들 수 있다. 그러나, 이와 같은 방법에서는, 인장 파단 강도, 인장 파단 신장, 고무 경도 등의 기계적 특성이 저하하고, 중하중 공기입 타이어로 하였을 때 내마모성, 내편마모성이 저하한다고 하는 문제가 있다.
특허 문헌 1은, 대형 차량 타이어의 구름 저항을 작게 하기 위하여, 천연 고무에, 실리카, 카본 블랙, 실란 커플링제, 유황 및 술펜아미드 촉진제를 특정의 비율로 배합하는 것을 제안하고 있다. 그러나, 이 고무 조성물에서는, 구름 저항을 작게 하는 효과가 반드시 충분하지 않았다. 또한 내마모성 및 내편마모성 등의 타이어 내구성도 불충분하였다. 즉, 저구름 저항성, 내마모성 및 내편마모성을 종래 레벨 이상으로 개량하기 위하여, 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물의 가일층의 개량이 요구되고 있었다.
특허 문헌 1 : WIPO 국제공개공보 제2010/077232호
본 발명의 목적은, 저구름 저항성, 내마모성 및 내편마모성을 종래 레벨 이상으로 개량하도록 한 중하중 공기입 타이어를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하는 본 발명의 중하중 공기입 타이어는, 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물로 형성된 캡 트레드를 가지는 중하중 공기입 타이어이고, 상기 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물이, 천연 고무를 80 ~ 100중량%, 이소프렌 고무를 20 ~ 0중량% 포함하는 디엔계 고무 100중량부에 대하여, 실리카를 35 ~ 50중량부, 유황을 1.5 ~ 3.5중량부, 카본 블랙, 술펜아미드계 가류 촉진제 및 유황 함유 실란 커플링제를 배합한 고무 조성물이고, 상기 유황 및 유황 함유 실란 커플링제 중의 유황의 합계가 1.85 ~ 6.0중량부이고, 상기 술펜아미드계 가류 촉진제의 배합량이 하기 식 (1)에 의하여 구하여지는 A중량부 이상 2.6중량부 이하인 것을 특징으로 한다.
A=0.2209S2-1.409S+1.309Y+2.579 (1)
(식 (1)에 있어서, A는 술펜아미드계 가류 촉진제의 배합량(중량부)의 하한값, S는 유황의 배합량(중량부), Y는 Y=Ws/(Ws+Wc)로부터 구하여지는 정수를 나타내고, Ws는 실리카의 배합량(중량부), Wc는 카본 블랙의 배합량(중량부)을 나타낸다.)
본 발명의 중하중 공기입 타이어는, 그 캡 트레드를 구성하는 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물이, 천연 고무를 주성분으로 하는 디엔계 고무에, 카본 블랙, 실리카, 유황, 술펜아미드계 가류 촉진제 및 유황 함유 실란 커플링제를 배합하고, 또한 유황 및 유황 함유 실란 커플링제 중의 유황의 합계를 한정하며, 한층 더 술펜아미드계 가류 촉진제의 배합량을 특정하였기 때문에, 타이어로 하였을 때의 구름 저항을 작게 하면서 내마모성 및 내편마모성을 종래 레벨 이상으로 개량할 수 있다.
또한 상기 카본 블랙이 ISAF급 또는 SAF급이고, 상기 카본 블랙의 배합량 Wc 및 실리카의 배합량 Ws가, 하기 식 (2)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하며, 고무 조성물의 발열성을 낮게 할 수 있다.
Wc≤32.71-0.592Ws　　···(2)
(식 (2)에 있어서, Ws는 실리카의 배합량(중량부), Wc는 카본 블랙의 배합량(중량부)을 나타낸다.)
본 발명의 중하중 공기입 타이어는, 상술한 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물로 형성한 캡 트레드를 가진다. 이 중하중 공기입 타이어는, 구름 저항을 작게 하여 연비 성능을 개량할 수 있다. 또한 동시에 내마모성 및 내편마모성을 종래 레벨 이상으로 개량하였기 때문에 타이어 내구성이 향상한다.
나아가 중하중 공기입 타이어는, 언더 트레드를, 천연 고무 및 이소프렌 고무 중 적어도 어느 하나를 70 ~ 90중량%와, 부타디엔 고무 및 스티렌 부타디엔 고무 중 적어도 어느 하나를 30 ~ 10중량%로 이루어지는 디엔계 고무 100중량부에 대하여, 카본 블랙을 15 ~ 45중량부, 실리카를 3 ~ 30중량부 배합하고, 실란 커플링제를 상기 실리카 양의 5 ~ 15중량% 배합하는 것과 함께, 상기 카본 블랙의 질소 흡착 비표면적 N2SA가 35 ~ 85m2/g, DBP 흡수량이 110 ~ 200ml/100g인 언더 트레드용 고무 조성물로 형성하는 것이 바람직하다. 이 중하중 공기입 타이어는, 구름 저항을 한층 작게 하고, 또한 내마모성 및 내편마모성을 개량하여, 타이어 내구성을 보다 높게 할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 중하중 공기입 타이어의 실시 형태의 일례를 도시하는 자오선 방향의 단면도이다.
본 명세서에 있어서, 중하중 공기입 타이어란, 트럭, 버스, 건설 차량에 장착하는 대형 공기입 타이어를 말한다.
도 1에 있어서, 중하중 공기입 타이어는, 트레드부(1), 사이드 월부(2) 및 비드부(3)를 가지며, 좌우의 비드부(3, 3) 사이에 카커스층(4)이 장가(裝架)되고, 그 양 단부가 비드 코어(5)의 둘레에 타이어 내측으로부터 외측으로 되접어 꺾여 있다. 트레드부(1)에 있어서의 카커스층(4)의 타이어 경방향 외측에는 4층 구조의 벨트층(6)이 배치되고, 최외측의 벨트층(6)의 외측에 트레드 고무가 배치된다. 트레드 고무는, 벨트층(6)에 인접하는 경방향 내측의 언더 트레드 고무층(8)과 트레드부(1)의 표면에 노출하는 경방향 외측의 캡 트레드 고무층(7)의 2층 구조가 되어 있다.
본 발명의 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물은, 중하중 공기입 타이어의 트레드부(1), 특히 캡 트레드부 즉 캡 트레드 고무층(7)을 구성하는데 호적(好適)하다. 이 때문에, 본 발명의 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물을, 「캡 트레드용 고무 조성물」이라고 하는 일이 있다. 또한 이것과 대비하여, 트레드부 중 언더 트레드 고무층(8)을 구성하는 고무 조성물을, 「언더 트레드용 고무 조성물」이라고 하는 일이 있다.
본 발명의 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물에 있어서, 고무 성분은 디엔계 고무이며, 천연 고무, 또는 천연 고무 및 이소프렌 고무로 이루어진다. 디엔계 고무를 천연 고무, 이소프렌 고무로 조성하는 것에 의하여, 고무 조성물의 내마모성 및 내편마모성을 높은 레벨로 확보할 수 있다.
천연 고무의 함유량은, 디엔계 고무 100중량% 중, 80 ~ 100중량%, 바람직하게는 90 ~ 100중량%이다. 천연 고무의 함유량이, 80중량% 미만이면 내마모성 및 내편마모성을 충분히 개량할 수 없을 우려가 있다. 이소프렌 고무의 함유량은, 디엔계 고무 100중량% 중, 20 ~ 0중량%, 바람직하게는 10 ~ 0중량%이다. 이소프렌 고무의 함유량이 20중량%를 넘으면 내마모성 및 내편마모성을 충분히 개량할 수 없을 우려가 있다.
본 발명의 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물에 있어서, 디엔계 고무는, 천연 고무를 100중량%, 또는 천연 고무 및 이소프렌 고무의 합계를 100중량%로 한다. 덧붙여, 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물에 각종 배합제를 첨가할 때, 희석 재료나 마스터 배치의 베이스 고무로서, 천연 고무, 이소프렌 고무 이외의 다른 디엔계 고무를 함유하는 경우, 그와 같은 배합제의 사용을 배제하는 것이 아니라, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위에서 사용할 수 있다. 다른 디엔계 고무로서는, 예를 들어 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 실리카를, 디엔계 고무 100중량부에 대하여 35 ~ 50중량부, 바람직하게는 35 ~ 47중량부, 보다 바람직하게는 36 ~ 45중량부 배합한다. 실리카를 배합하는 것에 의하여, 타이어로 하였을 때 구름 저항을 작게 할 수 있다. 실리카의 배합량이 35중량부 미만이면, 구름 저항이 커진다. 실리카의 배합량이 50중량부를 넘으면, 내마모성 및 내편마모성이 악화된다.
실리카의 질소 흡착 비표면적은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 150 ~ 300m2/g, 보다 바람직하게는 160 ~ 240m2/g이면 된다. 실리카의 질소 흡착 비표면적이 150m2/g 미만이면 내마모성 및 내편마모성이 악화되어 바람직하지 않다. 또한 실리카의 질소 흡착 비표면적이 300m2/g을 넘으면, 구름 저항이 커져 바람직하지 않다. 덧붙여 실리카의 질소 흡착 비표면적은 JIS K6217-2에 준거하여 구하는 것으로 한다.
실리카로서는, 타이어용 고무 조성물에 통상 사용되는 실리카, 예를 들어 습식법 실리카, 건식법 실리카 혹은 표면 처리 실리카 등을 사용할 수 있다. 실리카는, 시판되고 있는 것 중에서 적의(適宜) 선택하여 사용할 수 있다. 또한 통상의 제조 방법에 의하여 얻어진 실리카를 사용할 수 있다.
본 발명의 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물은, 카본 블랙을 배합한다. 카본 블랙을 배합하는 것에 의하여, 고무 조성물의 강도를 높게 하여 내마모성 및 내편마모성을 높게 할 수 있다. 카본 블랙으로서는, ASTM D1765에 의하여 분류된 등급이, ISAF급 또는 SAF급인 카본 블랙을 사용하는 것이 바람직하며, 고무 조성물의 내마모성 및 내편마모성을 높게 할 수 있다.
카본 블랙은, 디엔계 고무 100중량부에 대하여, 바람직하게는 3중량부 이상, 보다 바람직하게는 7중량부 이상을 배합하면 된다. 카본 블랙의 배합량이 3중량부 미만이면, 고무 조성물의 고무 강도 및 내마모성 및 내편마모성이 악화된다. 카본 블랙의 배합량의 상한은, 실리카의 배합량과의 관계로 결정하는 것이 바람직하다. 즉, 실리카의 배합량을 Ws(중량부), 및 카본 블랙의 배합량을 Wc(중량부)로 할 때, Ws 및 Wc의 관계가, 하기 식 (2)를 만족시키는 것이 바람직하다.
Wc≤32.71-0.592Ws　　···(2)
(식 (2)에 있어서, Ws는 실리카의 배합량(중량부), Wc는 카본 블랙의 배합량(중량부)을 나타낸다.)
카본 블랙의 배합량 Wc가 상기 식 (2)의 우변의 값을 넘으면, 구름 저항이 커지고, 또한 내마모성 및 내편마모성이 오히려 악화된다.
본 발명의 캡 트레드용 고무 조성물에서 사용하는 카본 블랙은, 바람직하게는 ISAF급 또는 SAF급이며, 질소 흡착 비표면적이 바람직하게는 100 ~ 150m2/g, 보다 바람직하게는 110 ~ 125m2/g이면 된다. 질소 흡착 비표면적이 100m2/g 미만이면, 고무 조성물의 고무 강도 등의 기계적 특성이 저하하고 내마모성 및 내편마모성이 악화된다. 질소 흡착 비표면적이 150m2/g을 넘으면, 구름 저항이 커진다. 카본 블랙의 질소 흡착 비표면적은, JIS K6217-2에 준거하여, 측정하는 것으로 한다.
캡 트레드용 고무 조성물에 있어서, 카본 블랙 및 실리카의 합계는, 디엔계 고무 100중량부에 대하여 바람직하게는 38 ~ 53중량부, 보다 바람직하게는 42 ~ 50중량부이면 된다. 카본 블랙 및 실리카의 합계량이, 38중량부 미만이면 내마모성 및 내편마모성이 악화된다. 또한 카본 블랙 및 실리카의 합계량이, 53중량부를 넘으면 구름 저항이 커진다.
본 발명의 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물은, 실리카와 함께 유황 함유 실란 커플링제를 배합한다. 유황 함유 실란 커플링제를 배합하는 것에 의하여, 실리카의 분산성을 개량하고, 고무 조성물의 저발열성을 보다 작게 하며, 구름 저항을 보다 작게 하는 것과 함께, 내마모성 및 내편마모성을 개량할 수 있다.
유황 함유 실란 커플링제로서는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 비스-(3-트리에톡시실릴프로필)테트라술피드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)디술피드, 3-트리메톡시실릴프로필벤조티아졸테트라술피드, γ-메르캅토프로필트리에톡시실란, 3-옥타노일티오프로필트리에톡시실란 등을 예시할 수 있다. 그 중에서도 비스-(3-트리에톡시실릴프로필)테트라술피드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)디술피드가 바람직하다.
본 발명에서는, 유황 함유 실란 커플링제가 함유하는 유황과, 가류용으로 배합하는 유황의 합계를, 디엔계 고무 100중량부에 대하여, 1.85 ~ 6.0중량부의 범위로 하는 것이 필요하다. 유황 함유 실란 커플링제의 배합량은, 유황으로서 가류용 유황과의 합계가, 상기 범위 내인 한 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는 실리카 배합량에 대하여 5 ~ 20중량%, 보다 바람직하게는 8 ~ 14중량%이면 된다. 유황 함유 실란 커플링제가 실리카 양의 5중량% 미만이면, 실리카의 분산성을 향상하는 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 유황 함유 실란 커플링제가 실리카 양의 20중량%를 넘으면, 실란 커플링제끼리가 축합하여 버려, 소망하는 효과를 얻을 수 없게 된다.
본 발명에서는, 카본 블랙, 실리카 이외의 다른 충전제를 배합할 수 있다. 다른 충전제로서는, 예를 들어 클레이, 마이카, 탤크, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 산화알루미늄, 산화티탄 등을 예시할 수 있다. 그 중에서도 탄산칼슘, 클레이, 산화알루미늄이 바람직하다. 다른 충전제를 배합하는 것에 의하여 고무 조성물의 기계적 특성을 보다 한층 개량할 수 있고, 타이어로 하였을 때의 저발열성, 내커트성 및 가공성의 밸런스를 개량할 수 있다.
본 발명의 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물은, 가류제로서 유황을, 디엔계 고무 100중량부에 대하여 1.5 ~ 3.5중량부, 바람직하게는 2.0 ~ 3.0중량부 배합한다. 유황의 배합량이 1.5중량부 미만이면, 내편마모성 및 구름 저항이 악화된다. 또한 유황의 배합량이 3.5중량부를 넘으면, 내마모성 및 내구성이 악화된다.
본 발명에서는, 유황 및 유황 함유 실란 커플링제 중의 유황의 합계를, 디엔계 고무 100중량부에 대하여 1.85 ~ 6.0중량부, 바람직하게는 2.5 ~ 4.0중량부로 한다. 여기서 유황의 합계란, 가류제 중에 포함되는 정미(正味)의 유황의 양과, 유황 함유 실란 커플링제 중에 포함되는 정미의 유황의 양과의 합계이며, 가류에 이용되는 유황의 양을 말한다. 예를 들어 가류제가 유황 및 오일을 포함할 때는, 오일을 제외한 유황의 정미량을 이용하는 것으로 한다. 유황 및 유황 함유 실란 커플링제 중의 유황의 합계가 1.85중량부 미만이면, 내편마모성 및 구름 저항이 악화된다. 또한 유황 및 유황 함유 실란 커플링제 중의 유황의 합계가 6.0중량부를 넘으면, 내마모성 및 내구성이 악화된다.
본 발명의 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물은, 술펜아미드계 가류 촉진제를 포함한다. 술펜아미드계 가류 촉진제의 디엔계 고무 100중량부에 대한 배합량은, 그 하한을 하기 식 (1)에 의하여 구하여지는 A중량부로 하고, 상한을 2.6중량부, 바람직하게는 2.0중량부로 한다.
A=0.2209S2-1.409S+1.309Y+2.579 (1)
(식 (1)에 있어서, A는 술펜아미드계 가류 촉진제의 배합량(중량부)의 하한값, S는 유황의 배합량(중량부), Y는 Y=Ws/(Ws+Wc)로부터 구하여지는 정수를 나타내고, Ws는 실리카의 배합량(중량부), Wc는 카본 블랙의 배합량(중량부)을 나타낸다.)
술펜아미드계 가류 촉진제의 배합량의 그 하한은, 바람직하게는 하기 식 (3)에 의하여 구하여지는 B중량부이면 된다.
B=0.2209S2-1.409S+1.309Y+2.639 (3)
(식 (3)에 있어서, B는 술펜아미드계 가류 촉진제의 배합량(중량부)의 호적한 하한값, S는 유황의 배합량(중량부), Y는 Y=Ws/(Ws+Wc)로부터 구하여지는 정수를 나타내고, Ws는 실리카의 배합량(중량부), Wc는 카본 블랙의 배합량(중량부)을 나타낸다.)
술펜아미드계 가류 촉진제의 배합량이, 상기 식 (1)에 의하여 구하여지는 A중량부 미만이면, 내편마모성 및 구름 저항이 악화된다. 또한 술펜아미드계 가류 촉진제의 배합량이, 2.6중량부를 넘으면, 내마모성 및 내구성이 악화된다.
술펜아미드계 가류 촉진제로서는, 예를 들어 N-시클로헥실-2-벤조티아졸릴술펜아미드, N-tert-부틸-2-벤조티아졸릴술펜아미드, N-옥시디에틸렌-2-벤조티아졸릴술펜아미드, N,N-디시클로헥실-2-벤조티아졸릴술펜아미드, N,N-디이소프로필-2-벤조티아졸릴술펜아미드, 2-(모르폴리노디티오)벤조티아졸 등을 예시할 수 있다.
본 발명의 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물은, 구아니딘계 가류 촉진제를 배합할 수 있다. 구아니딘계 가류 촉진제의 배합량은, 디엔계 고무 100중량부에 대하여, 바람직하게는 0.1 ~ 1.0중량부, 보다 바람직하게는 0.1 ~ 0.6중량부 배합하면 된다. 구아니딘계 가류 촉진제의 배합량이, 0.1중량부 미만이면, 내편마모성 및 구름 저항이 악화될 우려가 있다. 또한 구아니딘계 가류 촉진제의 배합량이, 1.0중량부를 넘으면, 내마모성 및 내구성이 악화될 우려가 있다.
구아니딘계 가류 촉진제로서는, 예를 들어 1,3-디페닐구아니딘, 1,3-디-o-톨릴구아니딘, 1-(o-톨릴)비구아니드 등을 예시할 수 있다.
본 발명의 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물은, 아라미드 펄프를 포함하는 마스터 배치를 배합하는 것이 바람직하다. 아라미드 펄프를 포함하는 마스터 배치를 배합하는 것에 의하여, 내마모성을 확보하면서, 내편마모성을 한층 개량하고, 한층 더 구름 저항을 보다 작게 할 수 있다. 여기서 아라미드 펄프란, 아라미드 섬유의 단섬유를 피브릴화한 유기계 충전제이다. 아라미드 펄프의 마스터 배치로서는, 시판품을 사용할 수 있고, 예를 들어 테이진샤(帝人社)제 Twaron D3500, Sulflon D3515 등을 예시할 수 있다.
아라미드 펄프 마스터 배치의 배합량은, 디엔계 고무 100중량부에 대하여, 아라미드 펄프의 정미량으로서 바람직하게는 0.5 ~ 5.0중량부, 보다 바람직하게는 1.0 ~ 3.0중량부이면 된다. 아라미드 펄프의 정미의 배합량이 0.5중량부 미만이면, 아라미드 펄프 마스터 배치를 배합한 작용 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 아라미드 펄프의 정미의 배합량이 5.0중량부를 넘으면, 내마모성이 저하할 우려가 있다.
본 발명의 중하중 공기입 타이어는, 상술한 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물로 형성한 트레드부, 특히 캡 트레드부를 가진다. 이 중하중 공기입 타이어는, 구름 저항을 작게 하여 연비 성능을 개량할 수 있다. 또한 동시에 내마모성 및 내편마모성을 종래 레벨 이상으로 개량하였기 때문에 타이어 내구성이 향상한다.
본 발명의 중하중 공기입 타이어는, 캡 트레드부를 상술한 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물(캡 트레드용 고무 조성물)로 구성하고, 언더 트레드부를 이하에 설명하는 언더 트레드용 고무 조성물로 구성하는 것이 바람직하다. 이 중하중 공기입 타이어는, 저구름 저항성, 내마모성 및 내편마모성을 큰 폭으로 개량하는 것과 함께, 타이어 내구성을 향상할 수 있다.
본 발명에서 호적하게 사용하는 언더 트레드용 고무 조성물은, 천연 고무 및/또는 이소프렌 고무를 70 ~ 100중량%와, 부타디엔 고무 및/또는 스티렌 부타디엔 고무를 30 ~ 0중량%로 이루어지는 디엔계 고무 100중량부에 대하여, 카본 블랙을 15 ~ 45중량부, 실리카를 3 ~ 30중량부 배합하고, 실란 커플링제를 실리카 양의 5 ~ 15중량% 배합하는 것과 함께, 카본 블랙의 질소 흡착 비표면적 N2SA가 35 ~ 85m2/g, DBP 흡수량이 110 ~ 200ml/100g인 것을 특징으로 한다. 이 언더 트레드용 고무 조성물은, 고무 경도를 확보하고, tanδ(60℃)를 작게 하여 타이어로 하였을 때의 구름 저항을 저감하면서, 내구성을 유지·향상할 수 있다.
언더 트레드용 고무 조성물에 있어서, 디엔계 고무는, 천연 고무 및/또는 이소프렌 고무와, 부타디엔 고무 및/또는 스티렌 부타디엔 고무, 바람직하게는 부타디엔 고무로 이루어진다. 천연 고무 및 이소프렌 고무를 주성분으로 하여, 부타디엔 고무 및 스티렌 부타디엔 고무와, 특정의 카본 블랙과 실리카를 함께 배합하는 것에 의하여, 언더 트레드용 고무 조성물의 발열성을 작게 하는 것과 함께, 고무 경도, 인장 파단 강도, 인장 파단 신장 등의 기계적 물성을 개량하여 타이어 내구성을 향상할 수 있다.
천연 고무 및/또는 이소프렌 고무의 배합량은, 디엔계 고무 100중량% 중, 70 ~ 100중량%, 바람직하게는 80 ~ 90중량%로 한다. 천연 고무 및 이소프렌 고무의 배합량이, 70중량% 미만이면 언더 트레드용 고무 조성물의 인장 파단 강도 및 인장 파단 신장이 악화된다. 또한 타이어로 하였을 때의 내구성이 저하한다.
부타디엔 고무 및/또는 스티렌 부타디엔 고무의 배합량은, 디엔계 고무 100중량% 중, 30 ~ 0중량%, 바람직하게는 20 ~ 10중량%로 한다. 부타디엔 고무 및 스티렌 부타디엔 고무의 배합량이 30중량%를 넘으면, 언더 트레드용 고무 조성물의 인장 파단 강도 및 인장 파단 신장이 저하하여 타이어로 하였을 때의 내구성이 저하한다.
언더 트레드용 고무 조성물에 있어서의 디엔계 고무로서는, 천연 고무 및/또는 이소프렌 고무를 80 ~ 100중량%와, 부타디엔 고무를 20 ~ 0중량%로 이루어지는 것이 보다 바람직하다.
언더 트레드용 고무 조성물에 있어서, 실리카 및 카본 블랙을 반드시 배합한다. 상술한 대로, 특정의 카본 블랙 및 실리카와, 부타디엔 고무 및/또는 스티렌 부타디엔 고무를 함께 배합하는 것에 의하여, 언더 트레드용 고무 조성물의 발열성을 작게 하는 것과 함께, 고무 경도, 인장 파단 강도, 인장 파단 신장 등의 기계적 물성을 개량하여 타이어 내구성을 향상할 수 있다.
언더 트레드용 고무 조성물에서는, 카본 블랙으로서 입자경이 크고, 또한 하이 스트럭쳐(high structure)인 카본 블랙을 이용하여 언더 트레드용 고무 조성물의 tanδ(60℃)를 작게 하면서, 고무 경도, 인장 파단 강도, 인장 파단 신장 등의 기계적 특성을 악화시키는 일이 없다.
언더 트레드용 고무 조성물에 사용하는 카본 블랙은, 질소 흡착 비표면적 N2SA가 35 ~ 85m2/g, 바람직하게는 40 ~ 80m2/g, 보다 바람직하게는 40 ~ 70m2/g이다. N2SA가 35m2/g 미만이면, 언더 트레드용 고무 조성물의 고무 경도, 인장 파단 강도, 내마모성 등의 기계적 특성이 저하한다. N2SA가 85m2/g을 넘으면, tanδ(60℃)가 커지고, 발열성이 커진다. N2SA는, JIS K6217-2에 준거하여, 측정하는 것으로 한다.
또한, 카본 블랙의 DBP 흡수량은, 110 ~ 200ml/100g, 바람직하게는 135 ~ 190ml/100g, 보다 바람직하게는 151 ~ 180ml/100g이다. DBP 흡수량이 110ml/100g 미만이면, 카본 블랙의 보강 성능이 충분히 얻어지지 않아, 타이어 내구성이 저하한다. DBP 흡수량이 200ml/100g을 넘으면, 언더 트레드용 고무 조성물의 인장 파단 신장 등의 기계적 특성이 저하하여 타이어 내구성이 악화된다. 또한 점도의 상승에 의하여 가공성이 악화된다. DBP 흡수량은, JIS K6217-4 흡유량 A법에 준거하여, 측정하는 것으로 한다.
카본 블랙의 배합량은 디엔계 고무 100중량부에 대하여 15 ~ 45중량부, 바람직하게는 20 ~ 40중량부, 보다 바람직하게는 25 ~ 40중량부로 한다. 카본 블랙의 배합량이 15중량부 미만이면, 언더 트레드용 고무 조성물에 대한 보강 성능을 충분히 얻을 수 없어, 고무 경도, 인장 파단 강도가 부족하다. 카본 블랙의 배합량이 45중량부를 넘으면 언더 트레드용 고무 조성물의 발열성이 커지는 것과 함께, 인장 파단 신장이 저하한다.
실리카의 배합량은 디엔계 고무 100중량부에 대하여 3 ~ 30중량부, 바람직하게는 5 ~ 25중량부, 보다 바람직하게는 7 ~ 23중량부로 한다. 실리카의 배합량을 이와 같은 범위로 하는 것에 의하여, 타이어로 하였을 때의 저구름 저항과 내구성을 양립한다. 실리카의 배합량이 3중량부 미만이면, 발열성이 커져 타이어로 하였을 때의 구름 저항을 충분히 작게 할 수 없다. 또한 인장 파단 강도가 저하한다. 실리카의 배합량이 30중량부를 넘으면, 인장 파단 강도가 저하하고, 타이어 내구성이 저하한다.
실리카 및 카본 블랙의 배합량의 합계는, 디엔계 고무 100중량부에 대하여 바람직하게는 20 ~ 75중량부, 보다 바람직하게는 25 ~ 70중량부로 하면 된다. 실리카 및 카본 블랙의 합계량을 이와 같은 범위로 하는 것에 의하여, 언더 트레드용 고무 조성물의 저구름 저항 및 내구성을 보다 높은 레벨로 밸런스시킬 수 있다. 실리카 및 카본 블랙의 합계가 20중량부 미만이면, 타이어 내구성을 확보할 수 없다. 실리카 및 카본 블랙의 합계가 75중량부를 넘으면, 발열성이 커져 구름 저항이 악화된다.
언더 트레드용 고무 조성물에 있어서, 실리카와 함께 실란 커플링제를 배합하는 것에 의하여, 실리카의 분산성을 향상하고 고무 성분과의 보강성을 보다 높게 한다. 실란 커플링제는, 실리카 양에 대하여 5 ~ 15중량%, 바람직하게는 7 ~ 13중량% 배합한다. 실란 커플링제의 배합량이 실리카 중량의 5중량% 미만이면, 실리카의 분산성을 향상하는 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 또한, 실란 커플링제의 배합량이 15중량%를 넘으면, 실란 커플링제끼리가 축합하여 버려, 소망하는 효과를 얻을 수 없게 된다.
중하중 공기입 타이어용 고무 조성물에는, 가류 또는 가교제, 가류 촉진제, 노화 방지제 등의 타이어용 고무 조성물에 일반적으로 사용되는 각종 첨가제를, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 배합할 수 있고, 이러한 첨가제는 일반적인 방법으로 혼련하여 고무 조성물로 하여, 가류 또는 가교하는데 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 배합량은 본 발명의 목적에 반하지 않는 한, 종래의 일반적인 배합량으로 할 수 있다. 본 발명의 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물은, 통상의 고무용 혼련 기계, 예를 들어, 밴버리 믹서, 니더, 롤 등을 사용하여, 상기 각 성분을 혼합하는 것에 의하여 제조할 수 있다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 한층 더 설명하지만, 본 발명의 범위는 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
표 3에 나타내는 배합제를 공통 배합으로 하고, 표 1, 2에 나타내는 배합으로 이루어지는 18종류의 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물(실시예 1 ~ 7, 비교예 1 ~ 11)을, 유황, 가류 촉진제를 제외하는 성분을 1.8L의 밀폐형 믹서로 160℃, 5분간 혼련하여 방출한 마스터 배치에, 유황, 가류 촉진제를 가하여 오픈 롤로 혼련하는 것에 의하여 조제하였다. 유황 및 유황 함유 실란 커플링제 중의 유황의 합계를, 표 1, 2의 「전체 유황분」의 란에 나타내었다. 덧붙여, 표 3에 기재한 공통 배합제의 첨가량은, 표 1, 2에 기재한 디엔계 고무 100중량부(정미의 고무량 100중량부)에 대한 중량부로 나타내었다.
얻어진 18종류의 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물을 캡 트레드부에 사용하여, 중하중 공기입 타이어를 가류 성형하고, 얻어진 중하중 공기입 타이어를 사용하여, 이하의 방법으로 내마모성, 내편마모성 및 구름 저항의 시험을 행하였다.
　　　내마모성
타이어 사이즈가 275/80R22.5인 공기입 타이어를 가류 성형하여, 얻어진 타이어를 표준 림(사이즈 22.5×7.5의 휠)에 조립하고, 공기압 900kPa을 충전하여, 동일 차종의 트럭에 장착하였다. 이 트럭을, 일반 도로와 고속 도로의 비가 10:90인 일정 구간을, 반복 주행시켜, 동일 주행 거리 시에, 각 주홈의 홈 깊이(남은 홈)를 측정하였다. 얻어진 결과는, 비교예 1의 값을 100으로 하는 지수로 하여 「내마모성」의 란에 나타내었다. 내마모성의 지수가 클수록 내마모성이 뛰어나고, 타이어 내구성이 뛰어난 것을 의미한다.
　　　내편마모성
타이어 사이즈가 295/80R22.5인 공기입 타이어를 가류 성형하여, 얻어진 타이어를 표준 림(사이즈 22.5×8.25의 휠)에 조립하고, 공기압 900kPa을 충전하여, 트랙터 헤드의 프런트 축에 장착하였다. 타이어 1개당 3650kg의 부하 하중을 건 상태로 5만km 주행시켰다. 이 주행 시험 전의 인플레이트 프로파일과 주행 시험 후의 인플레이트 프로파일을 비교하고, 「(숄더 에지 마모량) - (외측 주홈 마모량)」의 값을 측정하여, 숄더 쳐짐 마모량(편마모량)으로 하였다. 얻어진 결과는, 비교예 1의 값의 역수를 100으로 하는 지수로 하여 「내편마모성」의 란에 나타내었다. 내편마모성의 지수가 클수록 내편마모성이 뛰어나고, 타이어 내구성이 뛰어난 것을 의미한다.
　　　구름 저항
타이어 사이즈가 275/80R22.5인 공기입 타이어를 가류 성형하여, 얻어진 타이어를 표준 림(사이즈 22.5×7.5의 휠)에 조립하고, JIS D4230에 준거하는 실내 드럼 시험기(드럼 직경 1707mm)에 취부하여, 공기압 900kPa, 하중 33.8kN, 속도 80km/시로 주행하였을 때의 저항력을 측정하여, 구름 저항으로 하였다. 얻어진 결과는, 비교예 1의 값을 100으로 하는 지수로 하여 표 1, 2의 「구름 저항」의 란에 나타내었다. 이 지수가 작을수록 구름 저항이 작고 연비 성능이 뛰어난 것을 의미한다.
Figure 112015093715263-pct00001
Figure 112015093715263-pct00002
덧붙여, 표 1, 2에 있어서 사용한 원재료의 종류를 하기에 나타낸다.
·NR: 천연 고무, STR20
·IR: 이소프렌 고무, 닛폰 제온샤(ZEON CORPORATION)제 Nipol IR2200
·SBR: 스티렌-부타디엔 고무, 닛폰 제온샤제 Nipol 1502, 비유전품
·카본 블랙 1: ISAF급 카본 블랙, 캐봇 재팬사(Cabot Japan Co., Ltd.)제 쇼블랙 N234
·실리카: 데구사사(Degussa)제 1165MP
·커플링제: 유황 함유 실란 커플링제(유황의 함유량 22.5중량%), 데구사사제 Si69
·아라미드 펄프 MB1: 아라미드 펄프를 40중량% 포함하는 마스터 배치, 테이진샤제 Twaron D3500
·아라미드 펄프 MB2: 아라미드 펄프를 40중량% 포함하는 마스터 배치, 테이진샤제 Sulflon D3515
·유황: 츠루미 카가쿠 코교샤(鶴見化學工業社)제 금화인(金華印) 유입(油入) 미분(微分) 유황(유황의 함유량 95중량%)
·가류 촉진제: 술펜아미드계 가류 촉진제, 플렉스시스사(FLEXSYS)제 SANTOCURE CBS
Figure 112015093715263-pct00003
덧붙여, 표 3에 있어서 사용한 원재료의 종류를 하기에 나타낸다.
·산화아연: 세이도 카가쿠 코교샤(正同化學工業社)제 산화아연 3종
·스테아린산: 니치유샤(日油社)제 비즈 스테아린산
·노화 방지제: 스미토모 카가쿠샤(住友化學社)제 안티겐 6C
표 1, 2로부터 분명한 바와 같이 실시예 1 ~ 7의 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물을 사용하여 성형한 중하중 공기입 타이어는, 내마모성, 내편마모성 및 저구름 저항성의 밸런스가 종래 레벨 이상으로 향상하는 것이 확인되었다.
또한 표 1로부터 분명한 바와 같이, 비교예 2의 고무 조성물은, 유황의 배합량이 1.5중량부 미만이기 때문에, 가교 밀도가 저하하고, 내마모성, 내편마모성 및 저구름 저항성이 각각 악화된다.
비교예 3의 고무 조성물은, 유황의 배합량이 3.5중량부를 넘고, 또한 가류 촉진제가 적어, 가교 밀도가 저하하고, 내마모성, 내편마모성 및 저구름 저항성이 각각 악화된다. 비교예 4의 고무 조성물은, 실리카의 배합량이 50중량부를 넘고, 또한 카본 블랙을 배합하고 있지 않기 때문에, 내마모성이 악화된다. 비교예 5의 고무 조성물은, 실리카의 배합량이 30중량부 미만이기 때문에, 구름 저항이 악화된다. 비교예 6의 고무 조성물은, 유황 및 유황 함유 실란 커플링제 중의 유황의 합계가 1.85중량부 미만이기 때문에, 내편마모성을 개량할 수 없다. 비교예 7의 고무 조성물은, 유황 및 유황 함유 실란 커플링제 중의 유황의 합계가 6.0중량부를 넘기 때문에, 내마모성이 악화된다.
표 2로부터 분명한 바와 같이, 비교예 8의 고무 조성물은, 디엔계 고무 중 10중량부의 SBR을 포함하기 때문에 내마모성이 악화되고, 구름 저항성을 개량할 수 없다. 비교예 9의 고무 조성물은, 천연 고무의 배합량이 80중량부 미만, 이소프렌 고무의 배합량이 20중량부를 넘기 때문에, 내마모성 및 내편마모성이 악화된다. 비교예 10의 고무 조성물은, 유황의 배합량이 1.5중량부 미만이기 때문에, 내마모성, 내편마모성 및 저구름 저항성이 각각 악화된다. 비교예 11의 고무 조성물은, 유황의 배합량이 3.5중량부를 넘기 때문에, 내마모성이 악화된다.
다음으로, 캡 트레드부 및 언더 트레드부를 형성하는 고무 조성물을 표 4에 나타내는 바와 같이 다르게 한 3종류의 중하중 공기입 타이어(본 발명 타이어 1, 2 및 비교 타이어 1)를 가류 성형하였다. 또한 언더 트레드부를 형성하는 고무 조성물의 배합은, 표 5에 나타낸 대로이며, 유황, 가류 촉진제를 제외하는 성분을 1.8L의 밀폐형 믹서로 160℃, 5분간 혼련하여 방출한 마스터 배치에, 유황, 가류 촉진제를 가하여 오픈 롤로 혼련하는 것에 의하여 조제하였다.
얻어진 중하중 공기입 타이어(본 발명 타이어 1, 2 및 비교 타이어 1)를 사용하여, 내마모성, 내편마모성, 구름 저항 및 내구성의 시험을 행하였다. 내마모성, 내편마모성 및 구름 저항의 시험 방법은 상술한 대로이며, 얻어진 결과를, 비교 타이어 1을 100으로 하는 지수로 표 4에 나타내었다. 또한 중하중 공기입 타이어의 내구성 시험을, 이하의 방법으로 평가하였다.
　　　내구성
타이어 사이즈가 275/80R22.5인 공기입 타이어를 가류 성형하여, 얻어진 타이어를 표준 림(사이즈 22.5×8.25의 휠)에 조립하고, JIS D4230에 준거하는 실내 드럼 시험기(드럼 직경 1707mm)에 취부하여, 공기압 900kPa, 슬립 앵글 2deg, 속도 45km/시, 초기 하중 33.8kN에서의 주행 시험을 개시한다. 시험 개시 후, 24시간마다, 초기 하중의 10%씩의 하중을 증가시켜, 타이어가 파괴될 때까지 주행 시험을 행하고, 파괴될 때까지의 주행 거리를 측정하였다. 얻어진 결과는, 비교 타이어 1의 값을 100으로 하는 지수로 하여 표 4의 「내구성」의 란에 나타내었다. 이 지수가 클수록 타이어 내구성이 뛰어난 것을 의미한다.
Figure 112015093715263-pct00004
Figure 112015093715263-pct00005
표 5에 있어서 사용한 원재료의 종류를 하기에 나타낸다.
·NR: 천연 고무, STR20
·BR: 부타디엔 고무, 닛폰 제온샤제 Nipol BR1220
·카본 블랙 2: 신닛카 카본샤(NSCC Carbon Co.,Ltd)제 니테론 #300IH, N2SA=120m2/g, DBP 흡수량=126ml/100g
·카본 블랙 3: 토카이 카본샤(TOKAI CARBON CO., LTD)제 시스트 116HM, N2SA=56m2/g, DBP 흡수량=158ml/100g
·실리카: 토소·실리카샤(TOSOH SILICA CORPORATION)제 니프실 AQ
·커플링제: 실란 커플링제, 에보닉 데구사사제 Si69
·산화아연: 세이도 카가쿠 코교샤제 산화아연 3종
·스테아린산: 니치유샤제 비즈 스테아린산
·노화 방지제: 플렉스시스사제 SANTOFLEX6PPD
·유황: 츠루미 카가쿠 코교샤제 금화인 유입 미분 유황
·가류 촉진제: 오우치 신코 카가쿠 코교샤(大內新興化學工業社)제 노크셀러 NS-P
표 4의 결과로부터, 본 발명 타이어 1 및 2가, 비교 타이어 1과 비교하여, 내마모성, 내편마모성, 구름 저항 및 내구성이 뛰어난 것이 확인되었다.
표 7에 나타내는 배합제를 공통 배합으로 하고, 표 6에 나타내는 배합으로 이루어지는 8종류의 건설 차량용의 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물(실시예 8 ~ 10, 비교예 12 ~ 16)을, 유황, 가류 촉진제를 제외하는 성분을 1.8L의 밀폐형 믹서로 160℃, 5분간 혼련하여 방출한 마스터 배치에, 유황, 가류 촉진제를 가하여 오픈 롤로 혼련하는 것에 의하여 조제하였다. 유황 및 유황 함유 실란 커플링제 중의 유황의 합계를, 표 6의 「전체 유황분」의 란에 나타내었다. 덧붙여, 표 7에 기재한 공통 배합제의 첨가량은, 표 6에 기재한 디엔계 고무 100중량부(정미의 고무량 100중량부)에 대한 중량부로 나타내었다.
얻어진 8종류의 고무 조성물을, 소정 형상의 금형 중에서, 150℃, 30분간 가류하여 시험편을 제작하고, 하기에 나타내는 방법에 의하여 동적 점탄성을 지표로 한 발열성(60℃의 tanδ)의 평가를 행하였다.
　　　발열성(60℃의 tanδ)
얻어진 시험편을 JIS K6394에 준거하여, 토요 세이키 세이사쿠쇼샤(東洋精機製作所社)제 점탄성 스펙트로미터를 이용하여, 초기 일그러짐 10%, 진폭 ±2%, 주파수 20Hz의 조건으로, 온도 60℃에 있어서의 손실 정접(正接) tanδ를 측정하였다. 얻어진 tanδ를 비교예 12의 값을 100으로 하는 지수로 하여 표 6의 「발열성」의 란에 나타내었다. 이 지수가 작을수록 발열성이 작고, 타이어 주행 시에 발열에 의하여 타이어 온도가 높아지는 것을 억제하여, 타이어 내구성을 향상 가능하게 한다. 또한 동시에 공기입 타이어로 하였을 때 구름 저항이 작아지는 것을 의미한다.
얻어진 8종류의 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물을 캡 트레드부에 사용하여, 중하중 공기입 타이어를 가류 성형하고, 얻어진 중하중 공기입 타이어를 사용하여, 이하의 방법으로 내마모성 및 내편마모성의 시험을 행하였다.
　　　내마모성
타이어 사이즈가 2700R49인 공기입 타이어를 가류 성형하여, 얻어진 타이어를 표준 림(사이즈 49×19.50-4.0의 림)에 조립하고, 공기압 700kPa을 충전하여, 동일 차종의 건설 차량에 장착하였다. 이 건설 차량을, 광산인 일정 구간을 반복 주행시켜, 동일 주행 거리 시에, 각 주홈의 홈 깊이(남은 홈)를 측정하였다. 얻어진 결과는, 비교예 12의 값을 100으로 하는 지수로 하여 「내마모성」의 란에 나타내었다. 내마모성의 지수가 클수록 내마모성이 뛰어나고, 타이어 내구성이 뛰어난 것을 의미한다.
　　　내편마모성
타이어 사이즈가 2700R49인 공기입 타이어를 가류 성형하여, 얻어진 타이어를 표준 림(사이즈 49×19.50-4.0의 림)에 조립하고, 공기압 700kPa을 충전하여, 동일 차종의 건설 차량에 장착하였다. 타이어 1개당 27250kgf의 부하 하중을 건 상태로 3000시간, 광산을 주행시켰다. 이 주행 시험 전의 인플레이트 프로파일과 주행 시험 후의 인플레이트 프로파일을 비교하고, 「(숄더 에지 마모량) - (외측 주홈 마모량)」의 값을 측정하여, 숄더 쳐짐 마모량(편마모량)으로 하였다. 얻어진 결과는, 비교예 12의 값의 역수를 100으로 하는 지수로 하여 「내편마모성」의 란에 나타내었다. 내편마모성의 지수가 클수록 내편마모성이 뛰어나고, 타이어 내구성이 뛰어난 것을 의미한다.
Figure 112015093715263-pct00006
덧붙여, 표 6에 있어서 사용한 원재료의 종류를 하기에 나타낸다.
·NR: 천연 고무, STR20
·카본 블랙 1: ISAF급 카본 블랙, 캐봇 재팬사제 쇼블랙 N234
·실리카: 데구사사제 1165MP
·커플링제: 유황 함유 실란 커플링제(유황의 함유량 22.5중량%), 데구사사제 Si69
·유황: 츠루미 카가쿠 코교샤제 금화인 유입 미분 유황(유황의 함유량 95중량%)
·가류 촉진제: 술펜아미드계 가류 촉진제, 플렉스시스사제 SANTOCURE CBS
Figure 112015093715263-pct00007
덧붙여, 표 7에 있어서 사용한 원재료의 종류를 하기에 나타낸다.
·산화아연: 세이도 카가쿠 코교샤제 산화아연 3종
·스테아린산: 니치유샤제 비즈 스테아린산
·노화 방지제: 스미토모 카가쿠샤제 안티겐 6C
표 6으로부터 분명한 바와 같이 실시예 8 ~ 10의 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물을 사용하여 성형한 중하중 공기입 타이어는, 내마모성, 내편마모성 및 저구름 저항성의 밸런스가 종래 레벨 이상으로 향상하는 것이 확인되었다.
또한 표 6으로부터 분명한 바와 같이, 비교예 13의 고무 조성물은, 실리카의 배합량이 35중량부 미만, 식 (2) 기재의 카본 블랙의 배합량과 실리카의 배합량의 관계를 만족하지 않기 때문에, 구름 저항, 내마모성 및 내편마모성이 악화된다. 비교예 14의 고무 조성물은, 실리카 양이 35중량부 미만이기 때문에, 구름 저항이 악화된다. 비교예 15의 고무 조성물은, 실리카의 배합량이 50중량부를 넘기 때문에, 내마모성, 내편마모성이 악화된다. 비교예 16의 고무 조성물은, 유황의 배합량이 3.5중량부를 넘기 때문에, 내마모성이 악화된다.
1: 트레드부
7: 캡 트레드 고무층(캡 트레드부)
8: 언더 트레드 고무층(언더 트레드부)

Claims (4)

  1. 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물로 형성된 캡 트레드를 가지는 중하중 공기입 타이어이고, 상기 중하중 공기입 타이어용 고무 조성물이, 천연 고무를 80 ~ 100중량%, 이소프렌 고무를 20 ~ 0중량% 포함하는 디엔계 고무 100중량부에 대하여, 실리카를 35 ~ 50중량부, 유황을 1.5 ~ 3.5중량부, 카본 블랙, 술펜아미드계 가류 촉진제 및 유황 함유 실란 커플링제를 배합한 고무 조성물이고, 상기 유황 및 유황 함유 실란 커플링제 중의 유황의 합계가 1.85 ~ 6.0중량부이고, 상기 술펜아미드계 가류 촉진제의 배합량이 하기 식 (1)에 의하여 구하여지는 A중량부 이상 2.6중량부 이하인 것을 특징으로 하는 중하중 공기입 타이어.
    A=0.2209S2-1.409S+1.309Y+2.579　　···(1)
    (식 (1)에 있어서, A는 술펜아미드계 가류 촉진제의 배합량(중량부)의 하한값, S는 유황의 배합량(중량부), Y는 Y=Ws/(Ws+Wc)로부터 구하여지는 정수를 나타내고, Ws는 실리카의 배합량(중량부), Wc는 카본 블랙의 배합량(중량부)을 나타낸다.)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카본 블랙이 ISAF급 또는 SAF급이고, 상기 카본 블랙의 배합량 Wc 및 실리카의 배합량 Ws가, 하기 식 (2)의 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 중하중 공기입 타이어.
    Wc≤32.71-0.592Ws　　···(2)
    (식 (2)에 있어서, Ws는 실리카의 배합량(중량부), Wc는 카본 블랙의 배합량(중량부)을 나타낸다.)
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    천연 고무 및 이소프렌 고무 중 적어도 어느 하나를 70 ~ 90중량%와, 부타디엔 고무 및 스티렌 부타디엔 고무 중 적어도 어느 하나를 30 ~ 10중량%로 이루어지는 디엔계 고무 100중량부에 대하여, 카본 블랙을 15 ~ 45중량부, 실리카를 3 ~ 30중량부 배합하고, 실란 커플링제를 상기 실리카 양의 5 ~ 15중량% 배합하는 것과 함께, 상기 카본 블랙의 질소 흡착 비표면적 N2SA가 35 ~ 85m2/g, DBP 흡수량이 110 ~ 200ml/100g인 언더 트레드용 고무 조성물로 형성된 언더 트레드를 가지는 것을 특징으로 하는 중하중 공기입 타이어.
  4. 삭제
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