KR102429207B1 - 타이어용의 고무 조성물, 공기 타이어 및 에어리스 타이어 - Google Patents

타이어용의 고무 조성물, 공기 타이어 및 에어리스 타이어 Download PDF

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Abstract

본 발명은 우수한 저연비성을 발휘하면서 타이어의 조종 안정성을 향상시킬 수 있는 타이어용의 고무 조성물, 공기 타이어 및 에어리스 타이어를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 타이어용의 고무 조성물은, 가황 고무 물성에 있어서, 초기 변형률 10%, 동적 변형률 2%, 70℃에서의 복소 탄성률 E*70(단위 : ㎫) 및 손실 탄젠트 tanδ70이 90<E*70<250, E*70/tanδ70>800을 만족시키는 것을 특징으로 한다. 상기 공기 타이어는 상기 고무 조성물로 이루어진 고무 부재를 구비한다. 상기 에어리스 타이어는 상기 고무 조성물로 이루어진 고무 부재를 구비한다. 상기 에어리스 타이어는, 트레드 링의 내부에 전단 고무층(107)을 구비한 에어리스 타이어로서, 상기 전단 고무층이 상기 고무 조성물로 구성되어 있는 것이다.

Description

타이어용의 고무 조성물, 공기 타이어 및 에어리스 타이어{RUBBER COMPOSITION FOR TIRES, PNEUMATIC TIRE, AND AN AIRLESS TIRE}
본 발명은, 우수한 저연비성을 발휘하면서 타이어의 조종 안정성을 향상시킬 수 있는 타이어용의 고무 조성물, 공기 타이어 및 에어리스 타이어에 관한 것이다.
타이어용의 고무 부재를 구성하는 고무 조성물, 예컨대 비드 에이펙스 등의 타이어 내부에 이용되는 가황 고무 조성물에는, 조종 안정성을 향상시키기 위해 높은 강성이 요구된다. 종래, 가황 고무 조성물의 강성을 높이기 위해, 많은 필러의 첨가, 열경화성 수지의 첨가(특허문헌 1), 섬유형 필러의 첨가(특허문헌 2), 1,2-신디오택틱 부타디엔 결정(SPB)을 포함하는 부타디엔 고무의 배합(특허문헌 3) 등이 제안되어 있다.
그러나, 상기 방법은, 타이어에 있어서 중요한 요구 성능인 저연비성을 악화시키는 경향이 있다. 예컨대, 복소 탄성률이 90 ㎫를 초과하는 고탄성의 고무 조성물은, 저연비성이 현저하게 악화되기 때문에, 타이어에 사용하는 것은 실질적으로 어려웠다.
이러한 상황을 감안하여, 본 발명자는 여러가지 연구를 거듭했다. 그 결과, 고무 조성물을 구성하는 재료 하나하나는 알려져 있지만, 이들 재료의 조합(이하 「배합 튜닝」이라고 하는 경우가 있음)을 개선함으로써, 본 발명자는 지금까지 얻을 수 없었던 영역에서 고탄성과 저연비성을 양립시킬 수 있는 고무 조성물의 제공에 성공했다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2009-127041호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2013-253222호 공보 특허문헌 3 : 일본 특허 공개 제2012-97280호 공보
본 발명의 목적은, 우수한 저연비성을 발휘하면서 타이어의 조종 안정성을 향상시킬 수 있는 타이어용의 고무 조성물, 공기 타이어 및 에어리스 타이어를 제공하는 것이다.
본 발명은, 가황 고무 물성에 있어서, 초기 변형률 10%, 동적 변형률 2%, 70℃에서의 복소 탄성률 E*70(단위 : ㎫) 및 손실 탄젠트 tanδ70이 다음 식(1) 및 (2)를 만족시키는 것을 특징으로 하는 타이어용의 고무 조성물이다.
90<E*70<250…(1)
E*70/tanδ70>800…(2)
본 발명의 다른 양태에 있어서, 상기 고무 조성물은, 가황 고무 물성에 있어서, 초기 변형률 10%, 동적 변형률 2%, 30℃에서의 복소 탄성률 E*30(단위 : ㎫)과, 초기 변형률 10%, 동적 변형률 2%, 100℃에서의 복소 탄성률 E*100(단위 : ㎫)이, 다음 식(3)을 만족시킬 수 있다.
E*100/E*30>0.8…(3)
본 발명의 다른 양태에 있어서, 상기 고무 조성물은, 가황 고무 물성에 있어서, 고무 압출 방향인 X축 방향의 파단 연신율 EBX, 이와 직각인 Y축 방향의 파단 연신율 EBY, 및 X축 방향과 Y축 방향에 직각인 Z축 방향의 파단 연신율 EBZ가 다음 식(4) 및 (5)를 만족시킬 수 있다.
0.85<EBX/EBY<1.2…(4)
0.85<EBX/EBZ<1.2…(5)
본 발명의 다른 양태에 있어서, 상기 고무 조성물은, 가황 고무 물성에 있어서, 고무 압출 방향인 X축 방향의 파단 강도 TBX, 이와 직각인 Y축 방향의 파단 강도 TBY, 및 X축 방향과 Y축 방향에 직각인 Z축 방향의 파단 강도 TBZ가 식(6) 및 (7)을 만족시킬 수 있다.
0.85<TBX/TBY<1.2…(6)
0.85<TBX/TBZ<1.2…(7)
본 발명의 다른 양태에 있어서, 상기 고무 조성물은, 가황 고무 물성에 있어서, 체적 고유 저항치가 1×108 Ωㆍ㎝ 미만이 되어도 좋다.
본 발명의 다른 양태에서는, 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 타이어용의 고무 조성물로 이루어진 고무 부재를 구비하는 공기 타이어가 제공된다.
본 발명의 다른 양태에서는, 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 타이어용의 고무 조성물로 이루어진 고무 부재를 구비하는 에어리스 타이어가 제공된다.
본 발명의 다른 양태에서는, 접지면을 갖는 원통형의 트레드 링과, 상기 트레드 링의 반경 방향 내측에 배치되고 또한 차축에 고정되는 허브와, 상기 트레드 링과 상기 허브를 연결하는 스포크를 구비한 에어리스 타이어로서, 상기 트레드 링은, 접지면을 구성하는 트레드 고무와, 상기 트레드 고무의 가장 근처에 설치된 외측 보강 코드층과, 상기 외측 보강 코드층의 타이어 반경 방향 내측에 설치된 내측 보강 코드층과, 상기 외측 보강 코드층과 상기 내측 보강 코드층 사이에 설치된 전단 고무층을 가지며,
상기 전단 고무층은, 초기 변형률 10%, 동적 변형률 2%, 70℃에서의 복소 탄성률 E*70(단위 : ㎫) 및 손실 탄젠트 tanδ70이 다음 식(1) 및 (2)를 만족시켜도 좋다.
90<E*70<250…(1)
E*70/tanδ70>800…(2)
본 발명의 다른 양태에 있어서, 상기 전단 고무층은, 초기 변형률 10%, 동적 변형률 2%, 30℃에서의 복소 탄성률 E*30(단위 : ㎫)과, 초기 변형률 10%, 동적 변형률 2%, 100℃에서의 복소 탄성률 E*100(단위 : ㎫)이, 다음 식(3)을 만족시킬 수 있다.
E*100/E*30>0.8…(3)
본 발명의 다른 양태에 있어서, 상기 전단 고무층은, 타이어 둘레 방향의 파단 연신율 EBX 및 타이어 축방향의 파단 연신율 EBY가 다음 식(4)를 만족시키고, 또한 타이어 둘레 방향의 파단 강도 TBX 및 타이어 축방향의 파단 강도 TBY가 다음 식(5)를 만족시킬 수 있다.
0.85<EBX/EBY<1.2…(4)
0.85<TBX/TBY<1.2…(5)
본 발명의 다른 양태에 있어서, 상기 전단 고무층은, 체적 고유 저항치가 1×108 Ωㆍ㎝ 미만이어도 좋다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, 상기 외측 보강 코드층의 보강 코드 및 상기 내측 보강 코드층의 보강 코드는 스틸 코드이어도 좋다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, 상기 외측 보강 코드층은, 타이어 둘레 방향에 대하여 경사져 배열된 제1 보강 코드를 갖는 제1 코드 플라이와, 상기 제1 코드 플라이의 타이어 반경 방향 외측에 설치되고, 또한 타이어 둘레 방향에 대하여 상기 제1 보강 코드와 동일 각도 및 역방향으로 경사져 배열된 제2 보강 코드를 갖는 제2 코드 플라이를 포함하고, 상기 내측 보강 코드층은, 타이어 둘레 방향 또는 타이어 축방향에 평행하게 배열된 제3 보강 코드를 갖는 제3 코드 플라이를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, 상기 외측 보강 코드층은, 상기 제2 코드 플라이의 타이어 반경 방향 외측에, 제4 보강 코드가 배열된 제4 코드 플라이를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, 상기 제4 보강 코드는, 타이어 둘레 방향과 평행하게 배열되고, 상기 제4 보강 코드의 탄성률은, 상기 제1 보강 코드 및 상기 제2 보강 코드의 탄성률 이하가 되어도 좋다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, 상기 외측 보강 코드층은, 상기 제1 코드 플라이의 타이어 반경 방향 내측에, 제5 보강 코드가 배열된 제5 코드 플라이를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, 상기 제5 보강 코드는, 타이어 둘레 방향과 평행하게 배열되어도 좋다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, 상기 제3 보강 코드는, 타이어 둘레 방향에 평행하게 배열되어도 좋다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, 상기 제1 보강 코드의 타이어 둘레 방향에 대한 각도 θ는 5°~85°이어도 좋다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, 상기 외측 보강 코드층의 보강 코드 중 타이어 반경 방향 최내측에 배치되는 보강 코드와, 상기 내측 보강 코드층의 보강 코드 중 타이어 반경 방향 최외측에 배치되는 보강 코드 사이의 타이어 반경 방향의 거리는 3 ㎜ 이상이어도 좋다.
본 발명의 타이어용의 고무 조성물은, 복소 탄성률 E*70과 손실 탄젠트 tanδ70이 상기 식(1) 및 (2)를 충족한다. 그 때문에, 상기 타이어용의 고무 조성물은, 지금까지 없었던 영역에서 고탄성과 저연비성이 양립한다. 따라서, 본 발명의 타이어용의 고무 조성물은, 우수한 저연비성을 발휘하면서 타이어의 조종 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 타이어용의 고무 조성물을 이용한 에어리스 타이어는, 우수한 조종 안정 성능을 확보하면서 구름 저항을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 공기 타이어의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 에어리스 타이어의 사시도이다.
도 3은 도 2의 트레드 링을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 트레드 링의 단면도이다.
도 5는 도 3의 내측 보강 코드층의 다른 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 3의 외측 보강 코드층의 다른 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 3의 외측 보강 코드층의 다른 실시형태를 나타내는 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시의 한 형태가 도면에 기초하여 상세하게 설명된다.
[제1 실시형태]
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 공기 타이어(1)는 런플랫 타이어이며, 고무 부재와 코드 보강 부재를 포함하여 형성되어 있다.
코드 보강 부재는, 예컨대 트레드부(2)로부터 측벽부(3)를 거쳐 비드부(4)의 비드 코어(5)에 이르는 카커스(6)와, 그 카커스(6)의 반경 방향 외측이자 트레드부(2)의 내부에 배치되는 벨트층(7)을 포함한다.
카커스(6)는, 카커스 코드를 타이어 둘레 방향에 대하여 예컨대 75°~90°의 각도로 배열된 적어도 1장의 카커스 플라이(6A)로 형성된다. 카커스 플라이(6A)는, 비드 코어(5, 5) 사이에서 연장되는 토로이드형의 플라이 본체부(6a)와, 비드 코어(5)의 주위에서 턴업되는 플라이 턴업부(6b)를 포함한다.
벨트층(7)은, 벨트 코드를 타이어 둘레 방향에 대하여 예컨대 10°~35°의 각도로 배열한 적어도 2장의 벨트 플라이(7A, 7B)로 형성되어 있다. 각 벨트 코드는, 벨트 강성이 높아지도록, 플라이 사이에서 서로 교차하고 있다. 본 실시형태에서는, 코드 보강 부재로서, 고속 성능 등을 향상시키기 위한 밴드층(9)이 포함된다. 이 밴드층(9)은, 벨트층(7)의 외측에 밴드 코드가 나선형으로 권취된 적어도 1장의 밴드 플라이로 형성되어 있다.
고무 부재는, 예컨대 비드 코어(5)로부터 타이어 반경 방향 외측으로 연장되는 단면이 삼각형인 비드 에이펙스(8), 트레드부(2)의 외표면을 이루는 캡 트레드 고무(10A)와 그 반경 방향 내측에 배치되는 베이스 트레드 고무(10B)로 이루어진 트레드 고무(10), 측벽부(3)의 외표면을 이루는 측벽 고무(11), 및 비드부(4)의 외표면을 이루는 단면이 삼각형인 클린치 에이펙스 고무(12)가 포함된다. 고무 부재는, 상기 이외에도, 예컨대 카커스(6)의 타이어 축방향 내측에 배치되어 펑크시의 타이어 하중의 일부를 지지하는 단면이 초생달형인 런플랫 보강 고무(13), 비드 저면을 이루는 림 어긋남 방지용의 채퍼 고무(14), 채퍼 고무(14)와 카커스(6) 사이에 배치되는 인슐레이션 고무(15), 타이어 내강면을 이루는 저공기 투과성의 내측 라이너 고무(16), 벨트층(7)의 외측 단부와 카커스 사이에 배치되는 단면이 삼각형인 브레이커 쿠션 고무(17), 및 트레드 고무(10)와 밴드층(9) 사이에 배치되는 언더 트레드 고무(도시하지 않음) 등을 적절하게 포함할 수 있다.
본 발명의 고무 조성물(G)(도면에는 특별히 도시되어 있지 않음)은, 상기 고무 부재의 적어도 하나로 채택될 수 있다. 바람직하게는, 고무 조성물(G)은, 트레드부(2) 및 측벽부(3)에서 외부에 노출되지 않는 타이어 내부의 고무 부재에 이용된다. 특히 바람직하게는, 고무 조성물(G)은, 타이어 내부의 고무 부재 중, 높은 강성이 요구되는 예컨대 상기 비드 에이펙스(8), 베이스 트레드 고무(10B), 클린치 에이펙스 고무(12) 또는 런플랫 보강 고무(13)로 채택될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 고무 조성물(G)이 설명된다.
<고탄성과 저연비성의 양립>
고무 조성물(G)은, 가황 고무 물성에 의해 특정되는 고탄성 및 저연비성의 특성을 가진다. 구체적으로는, 고무 조성물(G)은, 초기 변형률 10%, 동적 변형률 2%, 70℃에서의 복소 탄성률 E*70(단위 : ㎫) 및 손실 탄젠트 tanδ70이, 다음 식(1) 및 (2)를 만족시킨다.
90<E*70<250…(1)
E*70/tanδ70>800…(2)
따라서, 고무 조성물(G)은, 우수한 저연비성을 발휘하면서, 타이어 강성을 높여 조종 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 고무 조성물(G)의 복소 탄성률 및 손실 탄젠트는, 온도 70℃의 값으로 규정되어 있기 때문에, 실차(實車)에서의 성능 발현을 보다 정확하게 나타낸다.
고무 조성물(G)의 복소 탄성률 E*70이 90 ㎫ 이하인 경우, 조종 안정성의 향상이 불충분해지고, 타이어 자체의 변형도 커지며, 저연비성이나 타이어 성능의 내온도 의존성도 악화되는 경향이 있다. 반대로, 고무 조성물(G)의 복소 탄성률 E*70이 250 ㎫ 이상인 경우, 인접하는 다른 고무 부재와의 물성차가 커지고, 내구성이 악화될 우려가 있다. 이러한 관점에서, 고무 조성물(G)의 복소 탄성률 E*70은, 바람직하게는 95 ㎫ 이상, 보다 바람직하게는 100 ㎫ 이상, 더욱 바람직하게는 110 ㎫ 이상인 한편, 바람직하게는 200 ㎫ 이하, 보다 바람직하게는 180 ㎫ 이하이다.
고무 조성물(G)의 상기 비 E*70/tanδ70이 800 이하인 경우, 조종 안정성의 향상은 실현되지만, 저연비성을 얻을 수 없다. 또한, 고무 조성물(G) 자체가 발열하기 쉬워, 타이어 성능의 내온도 의존성이 저하되는 경향이 있다. 이러한 관점에서, 상기 비 E*70/tanδ70은, 바람직하게는 900 이상, 보다 바람직하게는 1000 이상이다. 또, 비 E*70/tanδ70의 상한은 특별히 규제되지 않지만, 2000 이하인 것이 비용, 가공성의 관점에서 바람직하다.
고무 조성물(G)의 상기 복소 탄성률 및 손실 탄젠트에 관해, 측정 방향에 관해서는 특별히 한정되지 않지만, 대표적으로는 고무 성형시의 압출 방향을 따라서 측정되는 것이 바람직하다.
<온도 의존성>
상기 고무 조성물(G)에서는, 초기 변형률 10%, 동적 변형률 2%, 30℃에서의 복소 탄성률 E*30(단위 : ㎫)과, 초기 변형률 10%, 동적 변형률 2%, 100℃에서의 복소 탄성률 E*100(단위 : ㎫)이, 다음 식(3)을 만족시키는 것이 바람직하다.
E*100/E*30>0.8…(3)
타이어 내부에 배치되는 고무 부재는, 고속 주행시의 온도 상승이 현저하여, 통상의 주행 조건에 있어서도 100℃에 도달하는 경우가 있다. 한편, 타이어용의 고무 조성물은, 통상 0℃ 이하에 유리 전이 온도 Tg를 가지며, 상온 이상에서는, 온도 상승과 함께 복소 탄성률 E*이 서서히 저하된다고 하는 온도 의존성이 있다. 따라서, 타이어용의 고무 조성물은, 상온으로부터 100℃ 정도까지의 온도 영역에서, 복소 탄성률 E*이 크게 변화하지 않는 것이, 조종 안정성을 위해 중요하다.
따라서, 고무 조성물(G)은, 30℃에서의 복소 탄성률 E*30과, 100℃에서의 복소 탄성률 E*100의 비 E*30/E*100이 0.8보다 큰 것이 바람직하다. 이것에 의해, 모든 온도 영역 및 운전 개시시로부터 장시간의 운전 상황 하에 있어서, 안정된 조종 안정성을 얻을 수 있다. 또한, 고무 조성물(G)은, 상기 식(2)의 범위를 만족시키고 있기 때문에, 고무 조성물 자신의 발열량이 작고, 고속 운전시에도 우수한 조종 안정성을 발휘할 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 비 E*30/E*100은 0.9 이상인 한편, 1.22 이하가 바람직하고, 나아가 1.20 이하가 보다 바람직하다.
<등방성>
고무 조성물(G)의 파단 연신율 및 파단 강도에 관해, 이방성이 강하면, 약한 방향으로 응력이나 변형이 집중되는 경향이 있어, 타이어 성능이나 내구성을 충분히 발휘하는 것이 어렵다. 그 때문에, 고무 조성물(G)의 파단 연신율에 관해, 고무 압출 방향인 X축 방향의 파단 연신율 EBX, 이와 직각인 Y축 방향의 파단 연신율 EBY, 및 X축 방향과 Y축 방향에 직각인 Z축 방향의 파단 연신율 EBZ가, 다음 식(4) 및 (5)를 만족시키는 것이 바람직하다.
0.85<EBX/EBY<1.2…(4)
0.85<EBX/EBZ<1.2…(5)
마찬가지로, 고무 조성물(G)의 파단 강도에 관해, 고무 압출 방향인 X축 방향의 파단 강도 TBX, 이와 직각인 Y축 방향의 파단 강도 TBY, 및 X축 방향과 Y축 방향에 직각인 Z축 방향의 파단 강도 TBZ가 식(6) 및 (7)을 만족시키는 것이 바람직하다.
0.85<TBX/TBY<1.2…(6)
0.85<TBX/TBZ<1.2…(7)
이상의 관계를 만족시키는 것에 의해, 고무 조성물(G)의 우수한 등방성이 확보되어, 양호한 타이어 성능 등을 얻을 수 있다.
<도전성>
타이어의 전기 저항이 큰 경우, 정전기가 차량에 축적되어, 라디오 노이즈 등의 전파 장애를 일으킬 우려를 초래한다. 따라서, 고무 조성물(G)에서는, 타이어의 대전을 방지하기 위해, 체적 고유 저항치가 1×108 Ωㆍ㎝ 미만인 것이 바람직하다. 체적 고유 저항치의 하한치는 특별히 규제되지 않는다.
다음으로, 본 발명의 고무 조성물(G)의 조성이 설명된다. 고무 조성물(G)은, 고무 성분(폴리머), 필러(보강제) 및 가교제를 적어도 포함하여 구성된다.
고무 성분(폴리머)으로서, 예컨대 천연 고무(NR), 이소프렌 고무(IR), 부타디엔 고무(BR), 스티렌부타디엔 고무(SBR), 스티렌이소프렌부타디엔 고무(SIBR), 클로로프렌 고무(CR), 아크릴로니트릴부타디엔 고무(NBR), 에틸렌프로필렌디엔 고무(EPDM), 부틸 고무(IIR) 및 할로겐화부틸 고무(X-IIR) 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로 또는 2종 이상을 블렌드하여 이용되어도 좋다.
손실 탄젠트 tanδ를 작게 하면서 저연비성을 향상시키기 위해, 고무 조성물(G)은 NR을 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 고무 성분 100 질량부에 차지하는 NR의 비율은, 40 질량부 이상, 나아가 50 질량부 이상이 바람직하고, 100 질량부가 가장 바람직하다.
NR로서, 미변성 천연 고무(미변성 NR) 및 변성 천연 고무(변성 NR)가 사용될 수 있다. 미변성 NR의 경우, 고순도화 NR를 이용하는 것이 바람직하다. 고순도화 NR는, 극미세 영역에까지 필러의 분산성이 높아지는 것에 의해, 저연비성이 더욱 향상되며, 물성의 등방성을 높일 수 있다. 고순도화의 방법으로는, 특별히 한정되는 것이 아니며, 예컨대 원심 분리 등의 기계적 수법, 효소에 의한 프로틴 등의 불순물 분해법, 또는 비누화에 의한 불순물 분리 등을 들 수 있다. 저연비성, 내열성, 고무 강도, 가공성을 더욱 높이기 위해, 고순도화 NR는 인의 양이 200 ppm 이하, 고무의 pH가 2~7인 것이 바람직하다.
변성 NR의 경우, 이중 결합의 일부를 에폭시화한 에폭시화 천연 고무(ENR)나, 이중 결합의 일부를 수소화한 수소화 천연 고무(HNR)가 적합하다. 이들 변성 NR는, 필러와의 친화성이 높아져, 저연비성을 보다 향상시키고, 물성의 등방성을 높일 수 있다. 또한, 변성 NR는, 필러와의 상호 작용이 강해지는 것에 의해, 우수한 기계적 강도가 발휘된다. ENR의 경우, 이중 결합에서의 에폭시화의 비율은, 50% 이하, 나아가 30% 이하, 나아가 20% 이하가 바람직하다. 에폭시화의 비율이 50%를 넘으면, 저연비성에 대한 효과가 저하될 우려가 있다. 또한, HNR의 경우, 수소화의 비율(수소 첨가율)은, 99% 이하, 나아가 98% 이하가 바람직하다. 수소화의 비율이 99%를 넘으면, 고무 탄성이 저하될 우려가 있다. 에폭시화 및 수소화의 비율의 하한은 특별히 규제되지 않는다.
NR에 다른 고무가 블렌드되는 경우, 블렌드 고무로서 BR 또는 SBR과 같은 디엔계 고무를 바람직하게 채택할 수 있다. 이 디엔계 고무에 있어서도, 말단을 극성기로 변성한 변성 디엔계 고무를 사용할 수 있다.
다음으로, 필러(보강제)로서, 카본 블랙을 포함하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 고무 조성물(G)에 대한 양호한 보강 효과를 얻을 수 있고, 고무 조성물(G)의 전기 저항을 저하시킬 수 있다.
저연비성의 관점에서, 카본 블랙은, DBP 급유량이 130 ㎖/100 g 이상으로 스트럭처가 큰 것이 적합하다. DBP 급유량은 150 ㎖/100 g 이상이 보다 바람직하고, 170 ㎖/100 g 이상이 더욱 바람직하다. 스트럭처가 큰 카본 블랙은, 분산성이 우수하기 때문에, 높은 도전 성능을 발휘하며 저연비성을 향상시킬 수 있다. 이러한 카본 블랙의 일례로는, 예컨대 에보닉사 제조의 Printex XE2B, 미쯔비시화학(주)사 제조의 #3030, #3050 및 #3230, 캐봇사 제조의 VP, VXC305, VXC500, VXC500 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
카본 블랙의 질소 흡착 비표면적(N2SA)은, 예컨대 10 ㎡/g~280 ㎡/g의 범위, 나아가 20 ㎡/g~250 ㎡/g이 바람직하다. 카본 블랙의 N2SA가 10 ㎡/g 미만이면, 충분한 내후성을 얻을 수 없고, 또한 내마모성이 저하되는 경향이 있다. 한편, N2SA가 280 ㎡/g을 넘으면, 분산성이 저하되어 저연비성이 저하되는 경향이 있다. 또, 카본 블랙의 질소 흡착 비표면적은, JIS K6217의 A법에 의해 구할 수 있다. 또한 카본 블랙의 입자경으로는, 특별히 한정되는 것이 아니라, GPF, FEF, HAF, ISAF, SAF 등이 사용될 수 있다.
또한 카본 블랙으로서, 예컨대 풀러렌, 카본 나노 튜브, 나노 다이아몬드 등인 나노 카본을 이용할 수도 있다. 나노 카본은 보강 효과가 우수하기 때문에, 적은 양으로 고무 조성물(G)의 복소 탄성률을 높이면서 저연비성을 향상시킬 수 있다. 나노 카본은, 통상의 카본 블랙(비나노 카본)과 병용할 수 있다.
카본 블랙을 사용하는 경우, 카본 블랙 및 고무 성분의 쌍방의 관능기와 반응하는 카본 커플링제를 포함시키는 것이 바람직하다. 이것에 의해 고무 조성물의 보강 효과가 더욱 높아져, 카본 블랙의 배합량을 줄이면서, 고무 조성물의 복소 탄성률과 저연비성을 향상시킬 수 있다. 또한 카본 블랙의 배합량을 줄임으로써, 고무 물성의 등방성도 높아지는 이점을 얻을 수 있다.
카본 커플링제로는, 예컨대 1,2-비스(벤즈이미다졸릴-2)에탄, 비스(벤즈이미다졸릴-2)알킬폴리술피드, 1,4'-비스(머캅토벤즈이미다졸릴-2)부탄, 1,6'-비스(머캅토벤즈이미다졸릴-2)헥산, α,α'-비스(머캅토벤즈이미다졸릴-2)메타크실렌, 1,4'-비스(머캅토벤즈이미다졸릴-2)2-trans-부텐과 같은, 고무 성분과의 반응성 관능기 함유 이미다졸류, 4-브로모크로톤산, 4-(브로모메틸)페닐아세트산과 같은 할로겐화 유기산류, 실란 화합물류를 들 수 있다. 단, 카본 커플링제는 이들에 한정되지 않는다. 이들 커플링제는, 1종 또는 2종 이상을 조합하여 이용될 수 있다.
고무 조성물(G)은, 필러(보강제)로서 실리카를 포함하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 더욱 우수한 저연비성을 얻을 수 있다. 실리카는, 카본 블랙과 병용하는 것이, 고무 조성물(G)의 도전성 확보의 관점에서 바람직하다. 이 경우, 실리카는, 스트럭처가 큰(DBP 급유량 130 ㎖/100 g 이상) 카본 블랙과 병용되는 것이, 도전성의 점에서 바람직하다.
실리카를 이용하는 경우, 그 배합량은 특별히 한정되지 않지만, 저연비성의 관점에서, 고무 성분 100 질량부에 대하여, 5 질량부 이상, 나아가 10 질량부 이상이 바람직하다. 한편, 양호한 가공성을 얻기 위해, 고무 성분 100 질량부에 대하여, 실리카는 200 질량부 이하, 나아가 180 질량부 이하가 되는 것이 바람직하다.
실리카를 이용하는 경우, 고무 조성물(G)은, 실란 커플링제를 포함하는 것이 바람직하다. 실리카를 양호하게 분산시키면서 가공성의 악화를 방지하기 위해, 실란 커플링제의 배합량은, 상기 실리카 100 질량부에 대하여, 0.5 질량부 이상, 나아가 1.5 질량부 이상, 나아가 2.5 질량부 이상이 바람직한 한편, 20 질량부 이하, 나아가 15 질량부 이하, 나아가 10 질량부 이하가 바람직하다.
실란 커플링제로서, 예컨대 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라술피드, 비스(2-트리에톡시실릴에틸)테트라술피드, 비스(4-트리에톡시실릴부틸)테트라술피드, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)테트라술피드, 비스(2-트리메톡시실릴에틸)테트라술피드, 비스(4-트리메톡시실릴부틸)테트라술피드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)트리술피드, 비스(2-트리에톡시실릴에틸)트리술피드, 비스(4-트리에톡시실릴부틸)트리술피드, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)트리술피드, 비스(2-트리메톡시실릴에틸)트리술피드, 비스(4-트리메톡시실릴부틸)트리술피드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)디술피드, 비스(2-트리에톡시실릴에틸)디술피드, 비스(4-트리에톡시실릴부틸)디술피드, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)디술피드, 비스(2-트리메톡시실릴에틸)디술피드, 비스(4-트리메톡시실릴부틸)디술피드, 3-트리메톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 2-트리에톡시실릴에틸-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 2-트리메톡시실릴에틸-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 3-트리메톡시실릴프로필벤조티아졸릴테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필벤조티아졸테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필메타크릴레이트모노술피드, 3-트리메톡시실릴프로필메타크릴레이트모노술피드 등의 술피드계, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 2-머캅토에틸트리메톡시실란, 2-머캅토에틸트리에톡시실란, 3-옥타노일티오-1-프로필트리에톡시실란 등의 머캅토계, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란 등의 비닐계, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리에톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란 등의 아미노계, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디메톡시실란 등의 글리시독시계, 3-니트로프로필트리메톡시실란, 3-니트로프로필트리에톡시실란 등의 니트로계, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-클로로프로필트리에톡시실란, 2-클로로에틸트리메톡시실란, 2-클로로에틸트리에톡시실란 등의 클로로계 등을 들 수 있다. 상품명으로는, Si69, Si75, Si266, Si363(에보닉 데구사사 제조), NXT, NXT-LV, NXTULV, NXT-Z(모멘티브사 제조) 등이 있다. 이들 커플링제는, 1종을 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 이용되어도 좋다.
다음으로, 가교제로는 황, 유기 가교제 또는 유기 무기 하이브리드 가교제를 들 수 있다. 특히, 우수한 고무 강도와 물성의 등방성을 얻기 위해, 유기 가교제 또는 유기 무기 하이브리드 가교제를 이용하는 것이 바람직하다. 유기 가교제 및 유기 무기 하이브리드 가교제의 예로서, 예컨대 레졸시놀 수지류, 크레졸 수지류, 페놀 수지류 또는 멜라민 수지류와 같은 열경화성 수지류, 말레이미드 화합물류, 알킬페놀ㆍ염화황 축합물류, 유기 과산화물류, 아민 유기 설파이드류 등을 들 수 있다. 단, 가교제는 이들에 한정되지 않는다. 시판되고 있는 가교제 중 특히 바람직한 예로는, 플렉시스사 제조의 PERKALINK900, 플렉시스사 제조의 DURALINK HTS, 랑세스사 제조의 Vulcuren VP KA9188, 다오카 화학공업사 제조의 타키롤 V200 등을 들 수 있지만, 이것에 한정되지 아니다. 이들 유기 가교제, 유기 무기 하이브리드 가교제는, 단독으로 이용해도 좋고 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋으며, 또한 황과 병용해도 상관없다.
고무 조성물(G)은 산화아연을 더 포함하는 것이 바람직하다. 산화아연은, 가황을 원활하게 행하여, 강성과 물성의 등방성을 높이는 효과가 있다. 산화아연으로서, 고무 공업에서 종래부터 사용되는 산화아연[도호아연(주) 제조의 긴레이 R, 미쯔이 금속광업(주) 제조의 산화아연 등] 및 미립자 산화아연[하쿠스이테크(주) 제조의 진콕스 슈퍼 F-2 등] 등을 들 수 있고, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용될 수 있다.
또한, 산화아연으로는, 복소 탄성률의 증가와 다른 물성의 밸런스의 관점에서, 미립자 산화아연이 바람직하다. 분산성을 높이기 위해, 미립자 산화아연의 평균 입자경은, 바람직하게는 20 ㎚ 이상, 보다 바람직하게는 50 ㎚ 이상이고, 바람직하게는 200 ㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 150 ㎚ 이하이다.
고무 조성물(G)이 충분한 경도(Hs)를 얻으면서 파단 강도의 저하를 방지하기 위해, 산화아연의 배합량은, 고무 성분 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 1.0 질량부 이상, 보다 바람직하게는 2.0 질량부 이상이고, 바람직하게는 3.7 질량부 이하, 보다 바람직하게는 3.0 질량부 이하이다.
고무 조성물(G)은, 가소제를 더 포함하는 것이 바람직하다. 가소제로는, 예컨대 오일, 액상 폴리머, 액상 수지 등을 들 수 있고, 이들은 고무의 가공성을 개선한다. 가소제의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 강성 및 기계적 강도를 향상시키는 관점에서, 액상 폴리머가 바람직하다. 액상 폴리머로는, 고무 성분과의 친화성을 높이기 위해, 예컨대 저분자량 폴리이소프렌, 저분자량 폴리부타디엔, 저분자량 스티렌부타디엔 공중합체 등, 저분자량 디엔계 폴리머가 바람직하다. 특히, 저분자량 디엔계 폴리머에 있어서, 주쇄 및/또는 말단이 극성기로 변성되어 있는 변성 저분자량 디엔계 폴리머가 더욱 바람직하다. 이것은, 필러와의 친화성이 보다 높고, 고무 조성물의 저연비성의 향상을 도모하면서 강도를 높일 수 있다.
본 발명의 고무 조성물(G)에서는, 그 조성 자체는 특별히 한정되지 않지만, 상기 식(1) 및 (2)를 만족시키기 위해서는, 이하의 배합 튜닝을 채택하는 것이 바람직하다.
a) 고무 성분으로서, 고순도화 NR 및 변성 NR(ENR, HNR 등)을 사용
b) 필러로서, 카본 블랙과 카본 커플링제를 병용, 및/또는 실리카와 실란 커플링제를 병용
c) 카본 블랙을 이용하는 경우, DBP 급유량이 130 ㎖/100 g 이상인 고스트럭처의 카본 블랙, 및/또는 풀러렌 등의 나노 카본을 사용
d) 산화아연으로서, 미립자 산화아연을 사용
e) 가소제로서, 액상 폴리머, 특히 변성 저분자량 디엔계 폴리머를 사용
또한, 상기 식(3)을 만족시키는 고무 조성물(G)을 얻기 위해, 고순도화 NR 및 변성 NR(ENR, HNR 등)을 이용하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, NR의 낮은 온도 의존성을 살리면서, 필러와 강하게 결합함으로써, 적은 필러량으로 고탄성과 낮은 온도 의존성을 양립시킬 수 있다.
또한, 상기 식(4)~(7)을 만족시키는 고무 조성물(G)을 얻기 위해, 이하의 배합 튜닝을 채택하는 것이 바람직하다.
a) 고무 성분으로서, 고순도화 NR 및 변성 NR(ENR, HNR 등)을 사용
b') 필러로서, 카본 블랙과 카본 커플링제를 병용, 및/또는 실리카와 실란 커플링제를 병용하고, 필러의 배합량을 낮게 억제한다
c') 카본 블랙으로서, 나노 카본을 사용
f) 가교제로서, 유기 가교제, 유기 무기 하이브리드 가교제를 사용
고무 조성물(G)을 타이어에 이용하는 경우, 우선, 예컨대 벤버리믹서, 니이더, 오픈 롤 등의 혼련기를 이용하여 각 성분이 혼련되어, 미가황 고무 조성물이 얻어진다. 다음으로, 미가황 고무 조성물은, 원하는 고무 부재의 형상에 맞춰 압출 가공된다. 다음으로, 압출된 미가황 고무 조성물을 이용하여, 타이어 성형기 상에서 통상의 방법으로 미가황 타이어가 성형된다. 그 후, 미가황 타이어가 가황기 내에서 가열 가압되는 것에 의해 타이어(1)가 얻어진다. 본 실시형태에서는, 도 1에 공기 타이어를 예시했지만, 후술하는 바와 같이 에어리스(솔리드) 타이어이어도 상관없다.
[제2 실시형태]
본 실시형태에서는, 우수한 조종 안정 성능을 확보하면서 구름 저항을 줄인 에어리스 타이어가 제공된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 에어리스 타이어(100)는, 접지면(102a)을 갖는 원통형의 트레드 링(102)과, 트레드 링(102)의 반경 방향 내측에 배치되고 또한 차축에 고정되는 허브(103)와, 트레드 링(102)과 허브(103)를 연결하는 복수의 스포크(104)를 구비하고 있다. 본 예에서는, 에어리스 타이어(100)가 승용차용 타이어로서 형성되는 경우가 나타나 있다.
허브(103)는, 차축에 고정되는 디스크부(103a)와, 디스크부(103a)의 외주에 형성된 원통부(103b)를 갖고 있다. 허브(103)는, 종래의 타이어 휠과 마찬가지로, 예컨대 스틸, 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 등의 금속 재료에 의해 형성될 수 있다.
각 스포크(104)는, 예컨대 고분자 재료에 의한 주형 성형체에 의해 형성된다. 스포크(104)는, 판형의 형상을 이루어, 타이어 둘레 방향에 복수 설치된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 트레드 링(102)은, 접지면(102a)을 구성하는 트레드 고무(102b)와, 트레드 고무(102b)의 가장 근처에 설치된 외측 보강 코드층(105)과, 외측 보강 코드층(105)의 타이어 반경 방향 내측에 설치된 내측 보강 코드층(106)과, 외측 보강 코드층(105)과 내측 보강 코드층(106) 사이에 설치된 전단 고무층(107)을 갖고 있다. 외측 보강 코드층(105) 및 내측 보강 코드층(106)에 의해, 트레드 링(102)의 형상이 유지되어, 에어리스 타이어(100)에 작용하는 하중이 지지된다.
트레드 링(102)의 외주면인 접지면(102a)에는, 웨트 성능을 부여하기 위해, 트레드 홈(도시하지 않음)이 여러가지 패턴 형상으로 형성될 수 있다. 트레드 고무(102b)에는, 노면에 대한 마찰력이나 내마모성이 우수한 고무 조성물이 적합하게 채택될 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 외측 보강 코드층(105)의 층수가, 내측의 내측 보강 코드층(106)의 층수보다 큰 것에 의해, 접지면(21)의 강성이 높아졌다. 또한, 내측 보강 코드층(106)의 층수가, 외측 보강 코드층(105)의 층수보다 작은 것에 의해, 용이하게 타이어의 경량화가 도모된다.
외측 보강 코드층(105)은, 제1 코드 플라이(105a)와, 제1 코드 플라이(105a)의 타이어 반경 방향 외측에 설치된 제2 코드 플라이(105b)를 포함하여 구성되어 있다.
본 실시형태에 있어서, 제1 코드 플라이(105a)의 타이어 축방향의 폭과, 제2 코드 플라이(105b)의 타이어 축방향의 폭은 대략 같다. 「대략 같다」란, 제1 코드 플라이(105a)의 폭과 제2 코드 플라이(105b)의 폭의 차가 10 ㎜ 이하인 양태를 적어도 포함한다.
제1 코드 플라이(105a)는, 타이어 둘레 방향에 대하여, 각도 θ로 경사 배열된 제1 보강 코드(156)를 가진다. 제1 보강 코드(156)는 토핑 고무에 의해 피복된다.
제2 코드 플라이(105b)는, 타이어 둘레 방향에 대하여, 제1 보강 코드(156)와 동일한 각도 θ이자 반대 방향으로 경사 배열된 제2 보강 코드(157)를 가진다. 제2 보강 코드(157)는 토핑 고무에 의해 피복된다.
제1 보강 코드(156) 및 제2 보강 코드(157)는, 예컨대 스틸 코드가 적합하게 채택된다. 대체적으로, 강도 및 탄성률이 높은 아라미드, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 고 모듈러스의 유기 섬유 코드가 이용되어도 좋다.
제1 보강 코드(156)와 제2 보강 코드(157)는, 서로 교차하도록 배열되는 것에 의해, 외측 보강 코드층(105)의 강성이 높아지고, 트레드 링(102)을 효과적으로 보강할 수 있다. 또한, 외측 보강 코드층(105)은, 에어리스 타이어(100)에 슬립각이 부여되었을 때, 공기 타이어의 벨트 코드 보강층과 마찬가지로, 면내 비틀림에 대하여 높은 저항을 나타내고, 코너링 파워를 발생시켜 우수한 선회 성능을 가져온다.
내측 보강 코드층(106)은, 제3 보강 코드(166)를 갖는 제3 코드 플라이(106a)를 포함하여 구성된다. 또 제3 보강 코드(166)는 토핑 고무에 의해 피복되어 있다.
본 실시형태에 있어서, 제3 보강 코드(166)는, 타이어 둘레 방향과 평행하게 배열되어 있다. 여기서, 타이어 둘레 방향에 평행하다는 것은, 제3 보강 코드(166)의 배열이 실질적으로 타이어 둘레 방향과 평행한 것을 의미하며, 제조상의 공차를 고려하면, 제3 보강 코드(166)의 타이어 둘레 방향에 대한 각도 θ3은, 예컨대 0°±5° 정도이다. 제3 보강 코드(166)에는, 예컨대 스틸 코드를 적합하게 채택할 수 있지만, 아라미드, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 고 모듈러스의 유기 섬유 코드가 이용되어도 좋다.
내측 보강 코드층(106)에 배열된 제3 보강 코드(166)에 의해, 트레드 링(102)의 타이어 둘레 방향의 강성이 높아진다. 이것에 의해, 감속시 및 가속시에 있어서의 접지면(121)의 형상이 안정되고, 브레이크 성능이나 트랙션 성능이 향상된다. 또한, 타이어 둘레 방향에 평행하게 배열된 제3 보강 코드(166)를 갖는 제3 코드 플라이(106a)는, 단일층에 의한 경량화를 도모하면서, 타이어 둘레 방향선에 대한 대칭성을 확보할 수 있다.
도 5는, 제3 코드 플라이(106a)의 다른 실시형태를 나타내고 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제3 코드 플라이(106a)의 제3 보강 코드(166)는, 타이어 축방향에 평행하게 배열되어 있어도 좋다. 여기서 타이어 축방향에 평행하다는 것은, 제3 보강 코드(166)의 배열이 실질적으로 타이어 축방향과 평행한 것을 의미하며, 제조상의 공차를 고려하면, 제3 보강 코드(166)의 타이어 둘레 방향에 대한 각도 θ3은, 예컨대 90°±5° 정도이다.
타이어 축방향에 평행하게 배열된 제3 보강 코드(166)에 의해, 트레드 링(102)의 타이어 축방향의 강성이 높아진다. 이것에 의해, 에어리스 타이어(100)에 큰 슬립각이 부여되었을 때, 접지면(102a)의 형상이 안정되고, 조종 안정 성능이 향상된다. 또한, 타이어 축방향에 평행하게 배열된 제3 보강 코드(166)를 갖는 제3 코드 플라이(106a)는, 단일층에 의한 경량화를 도모하면서, 타이어 둘레 방향선에 대한 대칭성을 확보할 수 있다.
외측 보강 코드층(105) 및 내측 보강 코드층(106)에서는, 각각 타이어 둘레 방향선에 대한 대칭성이 중요하다. 만약 대칭성이 없는 경우, 하중시, 외측 보강 코드층(105) 및 내측 보강 코드층(106)에 의한 비틀림에 의해 트레드 링(102)이 변형되어, 원활한 회전이 어려워지는 결과를 초래한다.
공기 타이어에서는, 내압 충전에 따르는 트레드부의 팽창을 억제하기 위해, 일반적으로, 벨트 코드의 타이어 둘레 방향에 대한 각도는 일정한 범위로 제한된다. 한편, 본 실시형태의 에어리스 타이어(100)에서는, 내압 충전을 고려할 필요가 없기 때문에, 제1, 제2 보강 코드(156, 157)의 상기 각도 θ는, 보다 넓은 범위에서 정할 수 있다. 구체적으로는, 트레드 링(102)의 타이어 축방향의 강성 및 타이어 둘레 방향의 강성을 유지하기 위해, 상기 각도 θ는 5°~85°이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 외측 보강 코드층(105) 중, 가장 타이어 반경 방향 내측에 제1 코드 플라이(105a)가 형성되어 있는 경우가 제시된다. 이 제1 코드 플라이(105a)의 타이어 반경 방향 내측에, 적어도 1장의 코드 플라이가 설치되어도 좋다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 외측 보강 코드층(105) 중, 가장 타이어 반경 방향 외측에 제2 코드 플라이(105b)가 형성되어 있다. 제2 코드 플라이(105b)의 타이어 반경 방향 외측에, 적어도 1장의 코드 플라이가 설치되어도 좋다. 이러한 코드 플라이는, 트레드 링(102)을 보강하고, 에어리스 타이어(100)의 하중 부하 능력을 향상시키기 위해, 예컨대 상용차 타이어 등 부하 하중이 큰 타이어에 적합하게 채택된다.
도 6의 실시형태에서는, 외측 보강 코드층(105)은, 제2 코드 플라이(105b)의 타이어 반경 방향 외측에, 제4 보강 코드(158)가 배열된 제4 코드 플라이(105c)를 더 포함하고 있다. 도 6에서 설명되지 않은 다른 구성은, 앞서 설명한 실시형태와 동일하다.
제4 보강 코드(158)는, 타이어 둘레 방향과 평행[즉, 제3 보강 코드(166)와 마찬가지로, 타이어 둘레 방향에 대한 각도 θ4가 0°±5°]하게 배열되어 있다. 이러한 제4 보강 코드(158)는, 트레드 링(102)의 타이어 둘레 방향의 강성을 높인다. 이것에 의해, 감속시 및 가속시에 있어서의 접지면(121)의 형상이 안정되고, 브레이크 성능이나 트랙션 성능이 향상된다. 또한, 타이어 둘레 방향에 평행하게 배열된 제4 보강 코드(158)를 갖는 제4 코드 플라이(105c)는, 단일층에 의한 경량화를 도모하면서, 타이어 둘레 방향선에 대한 대칭성을 확보할 수 있다.
제4 보강 코드(158)의 인장의 탄성률 E4는, 제1, 제2 보강 코드(156, 157)의 인장의 탄성률 E0 이하인 것이 바람직하다. 제4 보강 코드(158)의 탄성률 E4가 탄성률 E0을 넘는 경우, 제4 코드 플라이(105c)가 워킹 플라이가 되어 버려, 에어리스 타이어(100)에 슬립각이 부여되었을 때, 코너링 파워를 충분히 발생할 수 없고 선회 성능이 악화될 우려가 있다. 제4 보강 코드(158)에는, 예컨대 나일론 등의 유기 섬유가 적합하게 채택된다.
도 7에, 외측 보강 코드층(105)의 또 다른 실시형태가 도시되어 있다. 여기서 설명되지 않은 다른 구성은, 앞서 설명한 실시형태와 동일하다. 도 7의 실시형태에서는, 외측 보강 코드층(105)은, 제1 코드 플라이(105a)의 타이어 반경 방향 내측에, 제5 보강 코드(159)가 배열된 제5 코드 플라이(105d)를 더 포함하고 있다.
제5 보강 코드(159)는, 타이어 둘레 방향과 평행[즉, 제3 보강 코드(166)와 마찬가지로, 타이어 둘레 방향에 대한 각도 θ5가 0°±5°]하게 배열된다. 이러한 제5 보강 코드(159)는, 트레드 링(102)의 타이어 둘레 방향의 강성을 높인다. 이것에 의해, 감속시 및 가속시에 있어서의 접지면(121)의 형상이 안정되고, 브레이크 성능이나 트랙션 성능이 향상된다. 또한, 타이어 둘레 방향에 평행하게 배열된 제5 보강 코드(159)를 갖는 제5 코드 플라이(105d)는, 단일층에 의한 경량화를 도모하면서, 타이어 둘레 방향선에 대한 대칭성을 확보할 수 있다.
도 6의 실시형태와 도 7의 실시형태를 조합한 구조, 즉 외측 보강 코드층(105)에 있어서, 제2 코드 플라이(105b)의 타이어 반경 방향 외측에 제4 코드 플라이(105c)를 설치하고, 또한 제1 코드 플라이(105a)의 타이어 반경 방향 내측에 제5 코드 플라이(105d)가 배치되어도 좋다.
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 트레드 링(102)은, 외측 보강 코드층(105)과, 내측 보강 코드층(106)과, 그 사이에 배치되는 전단 고무층(107)에 의해 샌드위치 구조의 보강을 갖는다. 이것에 의해, 트레드 링(102)이 하중을 받았을 때에 작용하는 인장 및 압축의 힘을, 전단 고무층(107)의 양측의 외측 보강 코드층(105) 및 내측 보강 코드층(106)에 각각 지지시킬 수 있고, 트레드 링(102)의 변형을 억제할 수 있다.
바람직하게는, 외측 보강 코드층(105)의 보강 코드 중 타이어 반경 방향 최내측에 배치되는 보강 코드와, 내측 보강 코드층(106)의 보강 코드 중 타이어 반경 방향 최외측에 배치되는 보강 코드 사이의 타이어 반경 방향의 거리 D를 3 ㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 전단 고무층(107)의 두께는 3 ㎜ 이상이 바람직하다.
또한, 상기 트레드 링(102)의 상기 기능을 충분히 높여, 우수한 조종 안정 성능과, 작은 구름 저항을 얻기 위해, 전단 고무층(107)에는, 상기 식(1) 및 (2)를 만족시키는 고무 조성물(G)이 채택되어 있다. 이것에 의해, 트레드 링(102)의 변형이 억제되고, 우수한 조종 안정 성능과, 낮은 구름 저항을 얻을 수 있다. 또한, 전단 고무층(107)의 고무 조성물의 복소 탄성률 및 손실 탄젠트가 70℃의 값으로 규정되어 있기 때문에, 실차 주행시에 우수한 성능이 확실하게 발현된다.
또한, 운전 개시시로부터 장시간의 운전에 이르는 상황 하에 있어서 안정된 조종 안정성을 얻기 위해, 전단 고무층(107)의 고무 조성물은, 상기 식(3)을 만족시키는 것이 바람직하다.
또한, 전단 고무층(107)의 등방성을 확보하여 양호한 타이어 성능 등을 얻기 위해, 전단 고무층(107)의 고무 조성물은, 상기 식(4) 및 (5)를 만족시키는 것이 바람직하다.
또한, 에어리스 타이어에 있어서도, 전기 저항이 큰 경우, 정전기가 차량에 축적되어, 라디오 노이즈 등의 전파 장해를 일으킬 우려를 초래한다. 따라서, 타이어의 대전을 방지하기 위해, 전단 고무층(107)의 체적 고유 저항치가 1×108 Ωㆍ㎝ 미만인 것이 바람직하다. 체적 고유 저항치의 하한치는 특별히 규제되지 않는다.
또, 전단 고무층(107)의 고무 조성물에 관해서는, 제1 실시형태에서 설명된 것이 동일하게 채택될 수 있다. 단, 에어리스 타이어의 경우, 저발열성의 관점에서, 카본 블랙은 DBP 급유량이 125 ㎖/100 g 이상이 적합하다.
이상, 본 발명의 특히 바람직한 실시형태에 관해 상세히 설명했지만, 본 발명은 도시한 실시형태에 한정되지 않고 여러가지 양태로 변형하여 실시할 수 있다.
실시예
[실시예 1]
표 1에 나타내는 배합에 따라서, 벤버리믹서를 이용하여, 가교제 및 가황 촉진제 이외의 재료를 150℃의 조건 하에서 5분간 혼련하여, 혼련물을 얻었다. 다음으로, 얻어진 혼련물에 가교제 및 가황 촉진제를 첨가하고, 2축 오픈 롤을 이용하여, 80℃의 조건 하에서 5분간 이겨 넣어, 미가황 고무 조성물을 얻었다. 얻어진 미가황 고무 조성물을 150℃에서 30분간 가황하여, 가황 고무 조성물을 얻었다.
얻어진 가황 고무 조성물에 관해 하기의 물성을 측정하고, 식(1)~(7)에 관한 E*70, 비 E*70/tanδ70, 비 E*100/E*30, 비 EBX/EBY, 비 EBX/EBZ, 비 TBX/TBY, 비 TBX/TBZ의 값을 산출하여, 얻어진 값을 표 1에 기재했다.
ㆍ초기 변형률 10%, 동적 변형률 2%, 70℃에서의 복소 탄성률 E*70(단위 : ㎫)
ㆍ초기 변형률 10%, 동적 변형률 2%, 70℃에서의 손실 탄젠트 tanδ70
ㆍ초기 변형률 10%, 동적 변형률 2%, 30℃에서의 복소 탄성률 E*30(단위 : ㎫)
ㆍ초기 변형률 10%, 동적 변형률 2%, 100℃에서의 복소 탄성률 E*100(단위 : ㎫)
ㆍX축 방향의 파단 연신율 EBX, Y축 방향의 파단 연신율 EBY 및 Z축 방향의 파단 연신율 EBZ(단위 : %)
ㆍX축 방향의 파단 강도 TBX, Y축 방향의 파단 강도 TBY 및 Z축 방향의 파단 강도 TBZ : (단위 : %)
<점탄성 측정>
점탄성 스펙트로미터 VES[(주)이와모토 제작소 제조]를 이용하여, 온도 100℃, 70℃, 30℃에 있어서, 주파수 10 Hz, 초기 변형률 10% 및 동적 변형률 2%의 조건 하에서, 가황 고무 조성물의 복소 탄성률(E*) 및 손실 탄젠트(tanδ)를 측정했다.
<인장 시험>
JIS-K-6251 「가황 고무 및 열가소성 고무 인장 특성을 구하는 방법」에 준하여, 3호 덤벨을 이용하여, 롤 압출 방향을 X축 방향으로 하여 각 방향의 인장 시험을 실시하여, 가황 고무 조성물의 파단시 연신률(EB) 및 파단시의 인장 강도(TB)가 측정되었다. 단, 타이어의 둘레 방향을 롤의 압출 진행 방향, 폭방향을 롤의 폭방향, 수직을 샘플의 두께 방향으로 하여 측정되었다.
<도전성 시험>
어드반테스트 코포레이션사 제조의 디지털 초고저항 미소 전류계(R-8340A)를 이용하여, 23℃ 및 상대 습도 55%의 항온 항습 조건 하에서, 인가 전압 1000 V로 하고, 그외에 관해서는 JIS K 6271에 따라서 측정함으로써, 고유 저항치(체적 저항률)가 측정되었다. 그 값이 1×108 Ωㆍ㎝ 미만인 경우, 표 1에 "○"로 표시되어 있다.
표 1 중의 고무 조성물에 이용한 성분은 이하와 같다.
NR1 : 고순도화 NR(하기 제조예로 제조되었다)
NR2 : 에폭시화 천연 고무 ENR(하기 제조예로 제조되었다)
NR3 : 미변성의 범용 천연 고무(미변성 NR : TSR20)
BR : 1,2-신디오택틱 부타디엔 결정(SPB)을 함유하는 부타디엔 고무, 우베흥산(주) 제조의 VCR617(SPB의 함유율 : 15~18 중량%)
CB1 : 카본 블랙, 에보닉 데구사 재팬(주)사 제조 Printex XE2B(DBP 흡유량 : 420 ㎖/100 g, BET 비표면적 : 1000 ㎡/g)
CB2 : 카본 블랙, 콜롬비아 케미컬사 제조 N330
풀러렌 : 나노 카본, 프론티어 카본(주)사 제조 C60
실리카 1 : 로디아사 제조 Zeosil Premium 200MP[소흡착 비표면적(N2SA) 205 ㎡/g, CTAB 비표면적 197 ㎡/g]
실리카 2 : PPG사 제조 Agilon 454(BET 140 ㎡/g, CTAB 200 ㎡/g)커플링제 1 : 카본 커플링제, 시코쿠화성사 제조 1,2-비스(벤즈이미다졸릴-2)에탄
커플링제 2 : 실란 커플링제, 모멘티브사 제조 NXT
커플링제 3 : 실란 커플링제, 에보닉 데구사사 제조 Si266
가소제 1 : 하기 제조예에서 얻어진 저분자량 ENR
가소제 2 : 신일본케미컬(주)사 제조 산소사이저 DOS
가소제 3 : 이데미츠흥산(주) 제조의 다이아나 프로세스 오일 AH-24
수지 : (주)니혼쇼쿠바이 제조의 SP1068
스테아르산 : 니찌유(주) 제조
산화아연 1 : 하쿠스이테크(주) 제조의 진콕스 슈퍼 F-3(평균 1차 입자경 : 50 ㎚)
산화아연 2 : 하쿠스이테크(주) 제조의 산화아연 3종(평균 1차 입자경 : 1.0 ㎛)
가교제 1 : 랑세스사 제조 Vulcuren KA9188
가교제 2 : 다오카 화학공업(주) 제조의 타키롤 V200
황 : 플렉시스 제조의 크리스텍스 HSOT20(황 80 중량% 및 오일분 20 중량% 포함하는 불용성 황)
가황 촉진제 1 : 헥사메틸렌테트라민(HMT), 오우치 신흥화학공업(주) 제조의 녹셀러 H
가황 촉진제 2 : 오우치 신흥화학공업(주) 제조의 녹셀러 NS(N-tert-부틸-2-벤조티아졸릴술펜아미드)
노화 방지제 : 오우치 신흥화학공업(주) 제조의 노크랙 6C
<NR1(고순도화 NR)의 제조예>
필드 라텍스의 고형분 농도(DRC)를 30%(w/v)로 조정한 후, 그 라텍스 1000 g에 10% 에말 E-27C 수용액 25 g과 25% NaOH 수용액 60 g을 가하고, 실온에서 24시간 비누화 반응을 행하여 비누화 천연 고무 라텍스를 얻었다. 이어서, 노화 방지제 분산체 6 g을 첨가하여 2시간 교반한 후, 물을 더 첨가하여 고무 농도 15%(w/v)가 될 때까지 희석했다. 이어서, 천천히 교반하면서 포름산을 첨가하여 pH를 4.0으로 조정한 후, 양이온계 고분자 응집제를 첨가하여 2분간 교반하여 응집시켰다. 이것에 의해 얻어진 응집물(응집 고무)의 직경은 0.5 ㎜~5 ㎜ 정도였다. 얻어진 응집물을 꺼내어, 2 질량%의 탄산나트륨 수용액 1000 ㎖에 상온에서 4시간 침지한 후, 고무를 꺼냈다. 여기에, 물 2000 ㎖를 가하여 2분간 교반하고, 최대한 물을 제거하는 작업을 7회 반복했다. 그 후, 물 500 ㎖을 첨가하고, pH 4가 될 때까지 2 질량% 포름산을 첨가하여, 15분간 방치했다. 또한, 물을 최대한 제거하고, 다시 물을 첨가하여 2분간 교반하는 작업을 3회 반복한 후, 물 스퀴즈 롤로 물을 짜서 시트형으로 하고 나서, 90℃에서 4시간 건조시켜 고순도 천연 고무(NR1)를 얻었다. 얻어진 고무의 pH는 5, 인의 함유량은 92 ppm이었다.
<NR2(ENR)의 제조예>
사용한 약품은 하기와 같다.
ㆍ30% 과산화수소수 : 간토화학(주) 제조의 30% 과산화수소수
ㆍ빙초산 : 간토화학(주) 제조의 99.7% 아세트산
ㆍ계면 활성제 : 카오(주) 제조의 에멀겐 120
300 ㎖ 삼각 플라스크에 빙초산 57 g과 30% 과산화수소수 107 g을 가하여 교반후, 항온조에서 40℃로 유지한 채 24시간 정치하여 과아세트산 용액을 얻었다.
1 L 유리 용기에 상기 NR1을 300 g, 증류수 300 g, 계면 활성제 3.6 g을 가하여 10℃로 냉각시키고, 교반하면서 상기 과아세트산 용액 35 g을 10분에 걸쳐 적하했다. 적하 종료후 라텍스 용액을 5분간 교반하고, 또한 1 L 메탄올에 천천히 부어 넣어 응집시키고, 얻어진 응집물을 1 ㎝ 정도로 분쇄하여, 2 L의 물에 넣고 밤새 방치시켰다. 응집물을 물로 수회 세정하고, 1일간 바람 건조후 감압 건조시켜, ENR(NR2) 176 g을 얻었다. NR2의 에폭시화율은 3 몰%였다.
에폭시화율의 측정은 하기와 같다.
(에폭시화율의 측정)
얻어진 ENR을 중수소화 클로로포름에 용해하고, 핵자기 공명[NMR(니혼덴시(주) 제조의 JNM-ECA 시리즈)] 분광 분석에 의해, 에폭시화되지 않은 디엔 유닛수와 에폭시화된 디엔 유닛수의 비를 구하고, 이하의 산출식을 이용하여 산출했다.
(에폭시화율 E%)=(고무의 주쇄에 포함되는 에폭시의 수)/[NR의 주쇄에 포함되는 디엔 유닛의 수(에폭시화된 유닛도 포함)]×100
<가소제 1(저분자량 ENR)의 제조예>
쿠라레사 제조 LIR-50(액상 폴리이소프렌 Mn=54000)을 이용하고 NR2의 제조예와 동일하게 하여, 에폭시화율 2%의 저분자량 ENR(가소제 1)을 얻었다.
Figure 112017038224719-pct00001
다음으로, 표 1에 나타낸 고무 조성물을 비드 에이펙스로 채택한 승용차용의 공기 타이어(사이즈 195/65R15)를 시험 제작하여, 실차 주행 테스트에 의해 조종 안정성을 평가했다. 각 타이어 모두, 비드 에이펙스의 고무 조성 이외 실질적으로 동일하다.
<조종 안정성>
시험용 타이어를 차량(국산의 FF차, 배기량 2000 cc)의 전체 바퀴에 장착하고, 드라이 아스팔트의 타이어 테스트 코스를 주행하여, 그때의 조종 안정성(조타 응답성, 그립감 등)을 드라이버에 의해 관능 평가했다. 평가는, 비교예 1을 100으로 하는 지수로 판정했다. 수치가 클수록 양호한 것을 나타낸다.
<구름 저항>
구름 저항 시험기를 이용하여, 하기의 조건에서의 구름 저항을 측정했다. 평가는, 비교예 1을 100으로 하는 지수로 판정했다. 수치가 작을수록 구름 저항이 작아 양호하다.
림 : 15×6 JJ
내압 : 230 ㎪
하중 : 3.43 kN
속도 : 80 km/h
Figure 112017038224719-pct00002
[실시예 2]
다음으로, 에어리스 타이어의 실시예가 설명된다. 에어리스 타이어의 전단 고무층의 바람직한 고무 조성의 일례를 표 3에 나타낸다.
Figure 112017038224719-pct00003
표 3 중의 점탄성, 인장 시험 및 도전성 시험에 관해서는 전술한 바와 같다.
또한, 표 3의 고무 조성의 재료는 이하와 같다.
NR1 : 고순도화 NR(상기 방법으로 제조된 것)
NR2 : 에폭시화 천연 고무 ENR(상기 방법으로 제조된 것)
CB1 : 에보닉 데구사 재팬(주)사 제조 Printex XE2B(DBP 흡유량 : 420 ㎖/100 g, BET 비표면적 : 1000 ㎡/g)
풀러렌 : 프론티어 카본(주)사 제조 C60
실리카 1 : 로디아사 제조 Zeosil Premium 200MP[소흡착 비표면적(N2SA) 205 ㎡/g, CTAB 비표면적 197 ㎡/g]
실리카 2 : PPG사 제조 Agilon 454(BET 140 ㎡/g, CTAB 200 ㎡/g)
커플링제 1 : 시코쿠화성사 제조 1,2-비스(벤즈이미다졸릴-2)에탄
커플링제 2 : 모멘티브사 제조 NXT
커플링제 3 : 에보닉 데구사사 제조 Si266
가교제 1 : 랑세스사 제조 Vulcuren KA9188
가교제 2 : 다오카 화학공업(주) 제조의 타키롤 V200
황 : 플렉시스 제조의 크리스텍스 HSOT20(황 80 중량% 및 오일분 20 중량% 포함하는 불용성 황)
산화아연 1 : 하쿠스이테크(주) 제조의 진콕스 슈퍼 F-3(평균 1차 입자경 : 50 ㎚)
가소제 1 : 상기 제조예에서 얻어진 저분자량 ENR
가소제 2 : 신일본케미컬(주)사 제조 산소사이저 DOS
스테아르산 : 니찌유(주) 제조
가황 촉진제 1 : 헥사메틸렌테트라민(HMT), 오우치 신흥화학공업(주) 제조의 녹셀러 H
가황 촉진제 2 : 오우치 신흥화학공업(주) 제조의 녹셀러 NS(N-tert-부틸-2-벤조티아졸릴술펜아미드)
노화 방지제 : 오우치 신흥화학공업(주) 제조의 노크랙 6C
다음으로, 도 2 및 도 3의 기본 구조를 이루는 에어리스 타이어(타이어 사이즈 145/70R12에 해당하는 타이어)가, 표 4의 사양에 기초하여 시험 제작되어, 외관성, 조종 안정성, 승차감, 구름 저항성, 내구성이 테스트되었다. 각 타이어 모두, 트레드 링 이외는 실질적으로 동일한 사양이며, 스포크는 우레탄 수지(열경화성 수지)에 의한 주형 성형법에 의해, 트레드 링 및 허브와 일체 성형되었다. 또한, 외측 보강 코드층 및 내측 보강 코드층의 보강 코드에는, 모두 스틸 코드가 채택되어 있다.
또한 실시예 및 비교예에 있어서, 전단 고무층에 이용한 고무는, 표 3의 조성 A, B를 기준으로 하여 그 배합 비율에 따라서 각각 물성을 조정하고 있다. 또한 테스트 방법은 이하와 같다.
<외관성>
각 에어리스 타이어의 트레드 링의 변형의 유무를 시험자의 관능에 의해 평가했다. 변형이 없는 경우를 ○, 변형이 있는 경우를 ×로 했다.
<조종 안정성, 승차감>
시공(試供) 타이어를 차량(소형 EV : 상품명 COMOS)의 4륜에 장착하고, 1명이 승차하여 드라이 아스팔트 노면의 타이어 테스트 코스를 주행하여, 조종 안정성, 승차감에 관해 드라이버의 관능 평가에 의해 10점법으로 표시했다. 수치가 큰 쪽이 양호하다. 또, 외관성의 평가에서 「×(변형 있음)」로 판단된 에어리스 타이어는, 조종 안정성, 승차감, 구름 저항성, 내구성의 테스트는 행하지 않았다.
<구름 저항성>
구름 저항 시험기를 이용하여 측정한 구름 저항 계수(구름 저항/하중×104)를, 종래예 1을 100으로 하는 지수로 표시했다. 수치가 작은 쪽이 양호하다.
<내구성>
드럼 시험기를 이용하여, 시공 타이어를 하중(1.07 kN), 속도(40 km/h)의 조건으로 드럼 위를 20 km 주행시키고, 그리고 완주후의 타이어를 해체하여 손상 상태를 검사하여, 전혀 손상이 없는 것을 「◎」, 약간 손상의 징후가 보이는 것을 「○」, 또한 주행 가능하지만 일부 손상이 보이는 것을 「△」, 또한 주행 가능하지만 손상이 있는 것을 「×」로서 표기했다.
Figure 112022009544369-pct00014
Figure 112022009544369-pct00015
Figure 112022009544369-pct00016
1 : 공기 타이어 100 : 에어리스 타이어
102 : 트레드 링 103 : 허브
104 : 스포크 105 : 외측 보강 코드층
106 : 내측 보강 코드층 107 : 전단 고무층
102b : 트레드 고무 151 : 제1 코드 플라이
152 : 제2 코드 플라이 153 : 제4 코드 플라이
154 : 제5 코드 플라이 156 : 제1 보강 코드
157 : 제2 보강 코드 158 : 제4 보강 코드
159 : 제5 보강 코드 161 : 제3 코드 플라이
166 : 제3 보강 코드

Claims (20)

  1. 가황 고무 물성에 있어서, 초기 변형률 10%, 동적 변형률 2%, 70℃에서의 복소 탄성률 E*70(단위 : ㎫) 및 손실 탄젠트 tanδ70이 다음 식(1) 및 (2)를 만족시키고, 고무 압출 방향인 X축 방향의 파단 연신율 EBX, 이와 직각인 Y축 방향의 파단 연신율 EBY, 및 X축 방향과 Y축 방향에 직각인 Z축 방향의 파단 연신율 EBZ가 다음 식(4) 및 (5)를 만족시키는 것을 특징으로 하는 타이어용의 고무 조성물.
    90<E*70<250…(1)
    E*70/tanδ70>800…(2)
    0.85<EBX/EBY<1.2…(4)
    0.85<EBX/EBZ<1.2…(5)
  2. 제1항에 있어서, 가황 고무 물성에 있어서, 초기 변형률 10%, 동적 변형률 2%, 30℃에서의 복소 탄성률 E*30(단위 : ㎫)과, 초기 변형률 10%, 동적 변형률 2%, 100℃에서의 복소 탄성률 E*100(단위 : ㎫)이, 다음 식(3)을 만족시키는 것인 타이어용의 고무 조성물.
    E*100/E*30>0.8…(3)
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가황 고무 물성에 있어서, 고무 압출 방향인 X축 방향의 파단 강도 TBX, 이와 직각인 Y축 방향의 파단 강도 TBY, 및 X축 방향과 Y축 방향에 직각인 Z축 방향의 파단 강도 TBZ가 식(6) 및 (7)을 만족시키는 것인 타이어용의 고무 조성물.
    0.85<TBX/TBY<1.2…(6)
    0.85<TBX/TBZ<1.2…(7)
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가황 고무 물성에 있어서, 체적 고유 저항치가 1×108 Ωㆍ㎝ 미만인 것인 타이어용의 고무 조성물.
  6. 제1항 또는 제2항에 기재된 타이어용의 고무 조성물로 이루어진 고무 부재를 구비하는 공기 타이어.
  7. 제1항 또는 제2항에 기재된 타이어용의 고무 조성물로 이루어진 고무 부재를 구비하는 에어리스 타이어.
  8. 접지면을 갖는 원통형의 트레드 링과, 상기 트레드 링의 반경 방향 내측에 배치되고 차축에 고정되는 허브와, 상기 트레드 링과 상기 허브를 연결하는 스포크를 구비한 에어리스 타이어로서
    상기 트레드 링은, 접지면을 구성하는 트레드 고무와, 상기 트레드 고무의 가장 근처에 설치된 외측 보강 코드층과, 상기 외측 보강 코드층의 타이어 반경 방향 내측에 설치된 내측 보강 코드층과, 상기 외측 보강 코드층과 상기 내측 보강 코드층 사이에 설치된 전단 고무층을 가지고,
    상기 외측 보강 코드층의 층수는 상기 내측 보강 코드층의 층수보다 많고,
    상기 외측 보강 코드층의 보강 코드 중 타이어 반경 방향 최내측에 배치되는 보강 코드와, 상기 내측 보강 코드층의 보강 코드 중 타이어 반경 방향 최외측에 배치되는 보강 코드 사이의 타이어 반경 방향의 거리는 3 ㎜ 이상이며,
    상기 전단 고무층은, 초기 변형률 10%, 동적 변형률 2%, 70℃에서의 복소 탄성률 E*70(단위 : ㎫) 및 손실 탄젠트 tanδ70이 다음 식(1) 및 (2)를 만족시키는 것을 특징으로 하는 에어리스 타이어.
    90<E*70<250…(1)
    E*70/tanδ70>800…(2)
  9. 제8항에 있어서, 상기 전단 고무층은, 초기 변형률 10%, 동적 변형률 2%, 30℃에서의 복소 탄성률 E*30(단위 : ㎫)과, 초기 변형률 10%, 동적 변형률 2%, 100℃에서의 복소 탄성률 E*100(단위 : ㎫)이, 다음 식(3)을 만족시키는 것인 에어리스 타이어.
    E*100/E*30>0.8…(3)
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 전단 고무층은, 타이어 둘레 방향의 파단 연신율 EBX 및 타이어 축방향의 파단 연신율 EBY가 다음 식(4)를 만족시키고, 타이어 둘레 방향의 파단 강도 TBX 및 타이어 축방향의 파단 강도 TBY가 다음 식(5)를 만족시키는 것인 에어리스 타이어.
    0.85<EBX/EBY<1.2…(4)
    0.85<TBX/TBY<1.2…(5)
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 전단 고무층은, 체적 고유 저항치가 1×108 Ωㆍ㎝ 미만인 것인 에어리스 타이어.
  12. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 외측 보강 코드층의 보강 코드 및 상기 내측 보강 코드층의 보강 코드는 스틸 코드로 이루어지는 것인 에어리스 타이어.
  13. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 외측 보강 코드층은, 타이어 둘레 방향에 대하여 경사져 배열된 제1 보강 코드를 갖는 제1 코드 플라이와,
    상기 제1 코드 플라이의 타이어 반경 방향 외측에 설치되고, 타이어 둘레 방향에 대하여 상기 제1 보강 코드와 동일 각도 및 역방향으로 경사져 배열된 제2 보강 코드를 갖는 제2 코드 플라이를 포함하고,
    상기 내측 보강 코드층은, 타이어 둘레 방향 또는 타이어 축방향에 평행하게 배열된 제3 보강 코드를 갖는 제3 코드 플라이를 포함하는 것인 에어리스 타이어.
  14. 제13항에 있어서, 외측 보강 코드층은, 상기 제2 코드 플라이의 타이어 반경 방향 외측에, 제4 보강 코드가 배열된 제4 코드 플라이를 더 포함하는 것인 에어리스 타이어.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제4 보강 코드는, 타이어 둘레 방향과 평행하게 배열되고, 상기 제4 보강 코드의 탄성률은, 상기 제1 보강 코드 및 상기 제2 보강 코드의 탄성률 이하인 것인 에어리스 타이어.
  16. 제14항에 있어서, 상기 외측 보강 코드층은, 상기 제1 코드 플라이의 타이어 반경 방향 내측에, 제5 보강 코드가 배열된 제5 코드 플라이를 더 포함하는 것인 에어리스 타이어.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제5 보강 코드는 타이어 둘레 방향과 평행하게 배열되는 것인 에어리스 타이어.
  18. 제13항에 있어서, 상기 제3 보강 코드는 타이어 둘레 방향에 평행하게 배열되는 것인 에어리스 타이어.
  19. 제13항에 있어서, 상기 제1 보강 코드의 타이어 둘레 방향에 대한 각도 θ는 5°~85°인 것인 에어리스 타이어.
  20. 삭제
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