WO2016136575A1 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

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美由紀 中島
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横浜ゴム株式会社
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    • D10B2505/02—Reinforcing materials; Prepregs
    • D10B2505/022—Reinforcing materials; Prepregs for tyres

Definitions

  • the present invention relates to a pneumatic radial tire, and more particularly, to a pneumatic radial tire in which high speed durability is improved to a conventional level or more while reducing weight.
  • a belt reinforcement layer in which organic fiber cords are wrapped around the tire circumferential direction is provided on the outer circumference side of the belt layer, thereby providing a tagging effect on the belt layer.
  • the organic fiber cord it has been proposed to use a triple twist composite fiber cord made of an aramid fiber cord and a nylon fiber cord (for example, see Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to provide a pneumatic radial tire in which high-speed durability is improved to a conventional level or more while reducing weight.
  • the pneumatic radial tire of the present invention that achieves the above object includes a carcass layer mounted between a pair of beads, a belt layer on the outer peripheral side of the carcass layer in the tread portion, a belt reinforcing layer on the outer peripheral side of the belt layer, and A pneumatic radial tire having a tread rubber, wherein the belt reinforcing layer is composed of a composite fiber cord in which an aromatic polyamide fiber cord and an aliphatic polyamide fiber cord are twisted together.
  • the total fineness is 1800 to 3200 dtex
  • the elongation when a load of 2.0 cN / dtex is applied is 3.0 to 4.0%
  • the rubber composition constituting the tread rubber is 100 weights of diene rubber.
  • nitrogen adsorption specific surface area is blended 10-110 weight parts of 100 m 2 / g or more silica part, Rosukon of 60 ° C. of the rubber composition Alliance is characterized in that a 45 Pa -1 or less.
  • the belt reinforcing layer is composed of a double twisted composite fiber cord of an aromatic polyamide fiber and an aliphatic polyamide fiber cord, and the total fineness is 1800 to 3200 dtex at a load of 2.0 cN / dtex.
  • the elongation is 3.0 to 4.0%
  • the rubber composition for tread rubber is compounded with 10 to 110 parts by weight of silica having a nitrogen adsorption specific surface area of 100 m 2 / g or more in 100 parts by weight of diene rubber. Since the loss compliance at 60 ° C. is set to 45 Pa ⁇ 1 or less, the high-speed durability can be improved to a conventional level or more while reducing the weight of the pneumatic radial tire.
  • a terminal-modified solution-polymerized styrene butadiene rubber having a styrene unit content of 30 to 45% by weight and a vinyl unit content of 30 to 50% by weight is used as the diene rubber 100% by weight. It is preferable to contain 50 to 90% by weight of the rubber composition, and the tensile stress at 100% deformation of the rubber composition at 100 ° C. should be 2.0 MPa or more.
  • FIG. 1 is a sectional view in the tire meridian direction showing an example of an embodiment of a pneumatic radial tire of the present invention.
  • the pneumatic radial tire of the present invention includes a tread portion 1, a sidewall portion 2, and a bead portion 3.
  • Carcass layers 4a and 4b are mounted between a pair of left and right beads 5 and 5, and the tread portion.
  • at least two belt layers 6a and 6b having cord directions intersecting between the layers are arranged on the outer peripheral side of the carcass layers 4a and 4b.
  • a belt reinforcing layer 7 configured by spirally winding the composite fiber cord 8 at an angle of 0 to 5 ° with respect to the tire circumferential direction is disposed on the outer peripheral side of the belt layers 6a and 6b.
  • a tread rubber 9 is disposed on the outer peripheral side of the belt layers 6 a and 6 b and the belt reinforcing layer 7 in the tread portion 1.
  • the tread rubber 9 is composed of a tread rubber composition.
  • the composite fiber cord 8 constituting the belt reinforcing layer 7 is formed of a double twisted fiber cord obtained by twisting one aromatic polyamide fiber cord and one aliphatic polyamide fiber cord. To do.
  • the tire weight can be reduced as compared with the case where three twisted composite fiber cords are used. Furthermore, it is possible to reduce the medium frequency node noise.
  • an aromatic polyamide fiber cord an aromatic polyamide fiber cord usually used in a pneumatic radial tire can be used, and an aramid fiber cord can be exemplified.
  • an aliphatic polyamide fiber cord usually used in a pneumatic radial tire can be used.
  • nylon 66 fiber cord, nylon 46 fiber cord and the like are preferable.
  • the total fineness of the composite fiber cord 8 constituting the belt reinforcing layer 7 is 1800 to 3200 dtex, preferably 2000 to 2500 dtex. If the total fineness of the composite fiber cord 8 is less than 1800 dtex, the cord strength is insufficient and the high-speed durability is insufficient. If the total fineness of the composite fiber cord 8 exceeds 3200 dtex, the tire weight becomes heavy.
  • the elongation when a load of 2.0 cN / dtex is applied to the composite fiber cord 8 is 3.0 to 4.0%, preferably 3.2 to 3.8%. If the elongation of the composite fiber cord 8 under a load of 2.0 cN / dtex is less than 3.0%, the fatigue resistance of the composite fiber cord is insufficient. If the elongation at the time of 2.0 cN / dtex load exceeds 4.0%, the effect of reducing the medium frequency node noise cannot be obtained.
  • the elongation of the composite fiber cord when loaded with 2.0 cN / dtex is measured in accordance with JIS L1017 by collecting the composite fiber cord from a pneumatic radial tire. Further, the elongation of the composite fiber cord when loaded with 2.0 cN / dtex can be adjusted by the total fineness, the number of twists, the tension in the surface treatment process of the fiber cord, and the like.
  • the rubber composition constituting the tread rubber (hereinafter sometimes referred to as "rubber composition for a tread.”),
  • the nitrogen adsorption specific surface area of 100 parts by weight of the diene rubber 100 m 2 / It is necessary to blend 10 to 110 parts by weight of silica of g or more, and the loss compliance at 60 ° C. of this rubber composition must be 45 Pa ⁇ 1 or less.
  • the rubber composition for tread is composed of a diene rubber as a rubber component.
  • the diene rubber include natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, acrylonitrile butadiene rubber, butyl rubber, and chloroprene rubber. These diene rubbers can be used alone or as any blend.
  • preferred diene rubbers include styrene butadiene rubber, butadiene rubber, natural rubber and the like.
  • solution-polymerized styrene-butadiene rubber is preferable, and terminal-modified solution-polymerized styrene-butadiene rubber having a styrene unit content of 30 to 45% by weight and a vinyl unit content of 30 to 50% by weight is particularly preferable.
  • a terminal-modified solution-polymerized styrene butadiene rubber By including a terminal-modified solution-polymerized styrene butadiene rubber, the affinity with silica is increased, and the dispersibility of silica with respect to the diene rubber is improved.
  • the styrene unit content of the terminal-modified solution-polymerized styrene butadiene rubber is preferably 30 to 45% by weight, more preferably 35 to 45% by weight.
  • the styrene unit content is less than 30% by weight, the effect of increasing the rigidity and strength of the rubber composition cannot be sufficiently obtained.
  • the styrene unit content exceeds 45% by weight, the glass transition temperature (Tg) is increased, the balance of viscoelastic properties is deteriorated, and the effect of reducing the exothermic property is hardly obtained.
  • the styrene unit content of the styrene butadiene rubber is measured by infrared spectroscopic analysis (Hampton method).
  • the vinyl unit content of the terminal-modified solution-polymerized styrene butadiene rubber is preferably 30 to 50% by weight, more preferably 30 to 40% by weight.
  • the Tg of the styrene butadiene rubber is lowered, and the loss tangent (tan ⁇ ) of the dynamic viscoelastic property at 0 ° C., which is an index of wet performance, is lowered.
  • the glass transition temperature (Tg) increases, tan ⁇ at 60 ° C., which is an indicator of low rolling performance, increases, and the low rolling performance deteriorates.
  • the vinyl unit content of the styrene butadiene rubber is measured by infrared spectroscopic analysis (Hampton method).
  • the content of the terminal-modified solution-polymerized styrene butadiene rubber is preferably 50 to 90% by weight, more preferably 60 to 85% by weight, and further preferably 65 to 80% by weight in 100% by weight of the diene rubber.
  • the content of the terminal-modified solution-polymerized styrene butadiene rubber is less than 50% by weight in the diene rubber, sufficient affinity with silica is not always obtained.
  • the rubber composition for tread by adding silica, reduces its exothermic property and suppresses high temperature during running. Thereby, high-speed durability can be increased.
  • the amount of silica is 10 to 110 parts by weight, preferably 50 to 100 parts by weight, more preferably 60 to 90 parts by weight, based on 100 parts by weight of the diene rubber. If the blending amount of silica is less than 10 parts by weight, the hardness of the rubber composition is greatly reduced, and the rubber in the tread part becomes easier to move, so that the effect of suppressing heat generation cannot be sufficiently obtained. Moreover, when the compounding quantity of a silica exceeds 110 weight part, a 60 degreeC compliance will raise and high-speed durability will decline on the contrary.
  • the silica used in the present invention has a nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of 100 m 2 / g or more, preferably 100 to 250 m 2 / g, more preferably 150 to 250 m 2 / g.
  • N 2 SA by the 100 m 2 / g or more, by increasing the hardness of the rubber composition, it is possible to suppress the movement of the rubber of the tread portion.
  • N 2 SA of silica shall be measured according to JIS K6217-2.
  • silica those usually used for pneumatic radial tires may be used, and wet method silica, dry method silica, silica obtained by surface treatment of these, and the like can be used.
  • the dispersibility of silica is improved, the crosslinking density is increased, and the hardness is increased, so that the exothermic property can be further reduced.
  • the silane coupling agent is preferably added in an amount of 5 to 15% by weight, more preferably 5 to 10% by weight, based on the amount of silica.
  • the compounding amount of the silane coupling agent is less than 5% by weight of the silica weight, the effect of improving the dispersibility of silica cannot be sufficiently obtained.
  • the silane coupling agent exceeds 15% by weight, the silane coupling agents are polymerized, and a desired effect cannot be obtained.
  • the residence to a roll increases at the time of preparation of a rubber composition.
  • the silane coupling agent is not particularly limited, but a sulfur-containing silane coupling agent is preferable.
  • a sulfur-containing silane coupling agent is preferable.
  • the tread rubber composition needs to have a loss compliance at 60 ° C. of 45 Pa ⁇ 1 or less.
  • the loss compliance at 60 ° C. By setting the loss compliance at 60 ° C. to 45 Pa ⁇ 1 or less, the heat build - up can be reduced and the high-speed durability can be improved.
  • the loss compliance of the rubber composition for tread can be adjusted by the blending amount of silica and the like.
  • loss compliance LC is calculated
  • LC E ′′ / (E *) 2 (1)
  • LC E ′′ / (E *) 2 (1)
  • LC E ′′ / (E *) 2 (1)
  • LC E ′′ / (E *) 2 (1)
  • LC E ′′ / (E *) 2 (1)
  • LC E ′′ / (E *) 2 (1)
  • LC E ′′ / (E *)
  • the complex elastic modulus E * and the loss elastic modulus E ′′ of the rubber composition for treads are determined based on the initial strain using a viscoelastic spectrometer (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) in accordance with JIS K6394. It shall be measured at 10%, amplitude ⁇ 2%, frequency 20 Hz, temperature 60 ° C.
  • the rubber composition for tread has a tensile stress at 100% deformation at 100 ° C. of preferably 2.0 MPa or more, more preferably 2.0 to 3.0 MPa.
  • a tensile stress at 100% deformation at 100 ° C. is measured by using a No. 3 dumbbell-shaped test piece according to JIS K6251 and performing a tensile test at 100 ° C. to measure the tensile stress during 100% deformation.
  • a compounding agent other than the above can be added to the tread rubber composition.
  • Other compounding agents are generally pneumatic, such as reinforcing fillers other than silica, vulcanization or crosslinking agents, vulcanization accelerators, anti-aging agents, liquid polymers, thermosetting resins, thermoplastic resins, etc.
  • Various compounding agents used for a tire can be illustrated.
  • the compounding amounts of these compounding agents can be conventional conventional compounding amounts as long as they do not contradict the purpose of the present invention.
  • a kneading machine a normal rubber kneading machine, for example, a Banbury mixer, a kneader, a roll or the like can be used.
  • reinforcing fillers examples include carbon black, clay, mica, talc, calcium carbonate, aluminum hydroxide, aluminum oxide, titanium oxide and the like. Of these, carbon black is preferred.
  • the rubber composition for treads (Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4) having the composition shown in Table 1 with the compounding agents shown in Table 2 as the common composition, and components excluding sulfur and vulcanization accelerators are 1
  • the mixture was kneaded with a .7 L closed Banbury mixer, and after a predetermined time, it was discharged from the mixer and allowed to cool to room temperature. This was put into a 1.7 L closed Banbury mixer, and sulfur and a vulcanization accelerator were added and mixed to prepare a rubber composition for a tread.
  • the rubber composition for tread thus obtained was press vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes in a predetermined mold (150 mm ⁇ 150 mm ⁇ 2 mm) to prepare a vulcanized test piece.
  • Loss compliance and tensile stress (100%, 100 ° C.) were measured by the following methods.
  • Loss compliance 60 °C
  • a viscoelastic spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho
  • initial strain 10% amplitude ⁇ 2%
  • the complex elastic modulus E * and the loss elastic modulus E ′′ were measured under the conditions of a frequency of 20 Hz and a temperature of 60 ° C., and the loss compliance at 60 ° C. was calculated according to the above equation (1). Shown in the “Loss Compliance” column.
  • Tensile stress (100%, 100 ° C) A JIS No. 3 dumbbell-shaped test piece was cut out from the obtained vulcanized test piece in accordance with JIS K6251. Based on JIS K6251, the tensile stress at the time of 100% deformation was measured under the conditions of a tensile speed of 500 mm / min and an ambient temperature of 100 ° C. The obtained results are shown in the column of “tensile stress (100%, 100 ° C.)” in Table 1.
  • the first number represents the fineness (dtex) of the aramid fiber cord
  • the second number represents the fineness (dtex) of the nylon 66 fiber cord
  • the high-speed durability was evaluated by the method described later for the seven types of pneumatic radial tires obtained. Further, belt reinforcing layers were collected from seven types of pneumatic radial tires, and the weight of the belt reinforcing layers and the elongation when a load of 2.0 cN / dtex of the composite fiber cord was applied were measured by the following evaluation methods.
  • Weight of Belt Reinforcement Layer The weight per unit length of the belt reinforcement layer taken from the pneumatic radial tire was measured. The obtained results are represented by an index with the value of Comparative Example 1 being 100, and are shown in the column “weight of belt reinforcing layer” in Table 1. The smaller this index is, the lighter the belt reinforcement layer is, which means that the tire can be lightened.
  • the obtained pneumatic radial tire was assembled into a standard rim (size 17 ⁇ 7JJ) and filled with an air pressure of 230 MPa.
  • the tire was subjected to an indoor drum tester (drum diameter 1707 mm) and subjected to a high speed durability test specified by JATMA. After this high-speed durability test was completed, the test was continued at 50 km / hour until the tire broke down, and the running distance was measured.
  • the obtained results were expressed as an index with the value of Comparative Example 1 being 100, and are shown in the column of “High-speed durability” in Table 1. Higher index means higher speed durability.
  • SBR1 terminal modified solution polymerized styrene butadiene rubber, Nippon Zeon SBR NS460, oil-extended product in which 37.5 parts by weight of oil component is blended with 100 parts by weight of styrene butadiene rubber, styrene content is 25% by weight, vinyl unit content is 63% by weight, weight average molecular weight 780,000 /
  • SBR2 terminal-modified solution-polymerized styrene butadiene rubber, SBR E581, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd. Is 40% by weight, vinyl unit amount is 44% by weight, weight average molecular weight is 1.26 million.
  • BR butadiene rubber
  • Nipol BR1220 manufactured by Nippon Zeon Silica: Rhodia Zeosil 115GR, nitrogen adsorption specific surface area of 160 m 2 / g
  • Coupling agent sulfur-containing silane coupling agent, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, Si69 manufactured by Evonik
  • the pneumatic radial tire of Comparative Example 2 is inferior in high-speed durability because the total fineness of the double twisted composite fiber cord is less than 1800 dtex and the elongation at the time of 2.0 cN / dtex load exceeds 4.0%.
  • the pneumatic radial tire of Comparative Example 3 is inferior in high-speed durability because the double-twisted composite fiber cord has an elongation at a load of 2.0 cN / dtex exceeding 4.0%.
  • the pneumatic radial tire of Comparative Example 4 is inferior in high-speed durability because the tread rubber loss compliance exceeds 45 Pa ⁇ 1 .

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Abstract

　軽量化と高速耐久性を両立するようにした空気入りラジアルタイヤを提供する。ベルト補強層（７）、トレッドゴム（９）を有し、ベルト補強層（７）が、芳香族ポリアミドの繊維コード１本および脂肪族ポリアミドの繊維コード１本を撚り合わせた複合繊維コード（８）からなり、複合繊維コード（８）の総繊度が１８００～３２００ｄｔｅｘ、２．０ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重をかけたときの伸度が３．０～４．０％であり、トレッドゴム（９）を構成するゴム組成物が、ジエン系ゴム１００重量部に窒素吸着比表面積が１００ｍ2／ｇ以上のシリカを１０～１１０重量部配合してなり、６０℃のロスコンプライアンスが４５Ｐａ-1以下であることを特徴する。

Description

空気入りラジアルタイヤ
　本発明は空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは軽量化を図りながら、高速耐久性を従来レベル以上に向上するようにした空気入りラジアルタイヤに関する。
　従来、空気入りラジアルタイヤの高速耐久性を向上させたりロードノイズを低減させるため、ベルト層の外周側に有機繊維コードをタイヤ周方向に巻き付けたベルト補強層を設けることにより、ベルト層に対するタガ効果を付与することが行われることがある。有機繊維コードとしては、アラミド繊維コードおよびナイロン繊維コードからなる３本撚り複合繊維コードなどを使用することが提案されている（例えば特許文献１参照）。
　近年、空気入りラジアルタイヤの燃費性能を高くするためタイヤ重量を軽くすることが求められている。タイヤを軽量化するためベルト補強層を構成する３本撚り複合繊維コードを２本撚り複合繊維コードに変更すると、フラットスポットを低減し、中周波数領域のノードノイズを低減する効果も期待される。しかしベルト補強層を２本撚り複合繊維コードで構成すると、ベルト層に対するタガ効果が弱くなり高速耐久性が低下するという問題があった。このため２本撚り複合繊維コードからなるベルト補強層により、タイヤの軽量化と高速耐久性を両立することは困難であった。
日本国特開２０１１－６８２７５号公報
　本発明の目的は、軽量化を図りながら、高速耐久性を従来レベル以上に向上するようにした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
　上記目的を達成する本発明の空気入りラジアルタイヤは、一対のビード間にカーカス層を装架し、トレッド部における前記カーカス層の外周側にベルト層、該ベルト層の外周側にベルト補強層およびトレッドゴムを有する空気入りラジアルタイヤであって、前記ベルト補強層が、芳香族ポリアミドの繊維コード１本および脂肪族ポリアミドの繊維コード１本を撚り合わせた複合繊維コードからなり、該複合繊維コードの総繊度が１８００～３２００ｄｔｅｘ、２．０ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重をかけたときの伸度が３．０～４．０％であるとともに、前記トレッドゴムを構成するゴム組成物が、ジエン系ゴム１００重量部に窒素吸着比表面積が１００ｍ2／ｇ以上のシリカを１０～１１０重量部配合してなり、このゴム組成物の６０℃のロスコンプライアンスが４５Ｐａ-1以下であることを特徴する。
　本発明の空気入りラジアルタイヤは、ベルト補強層を芳香族ポリアミド繊維および脂肪族ポリアミド繊維コードの２本撚り複合繊維コードで構成し、その総繊度を１８００～３２００ｄｔｅｘ、２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸度を３．０～４．０％にするとともに、トレッドゴム用ゴム組成物を、ジエン系ゴム１００重量部に窒素吸着比表面積が１００ｍ2／ｇ以上のシリカを１０～１１０重量部配合し、６０℃のロスコンプライアンスを４５Ｐａ-1以下にしたので、空気入りラジアルタイヤを軽量化しながら、高速耐久性を従来レベル以上に向上することができる。
　前記トレッドゴムを構成するゴム組成物としては、スチレン単位含有量が３０～４５重量％、ビニル単位含有量が３０～５０重量％である末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴムを前記ジエン系ゴム１００重量％中５０～９０重量％含有し、このゴム組成物の１００℃における１００％変形時の引張り応力を２．０ＭＰａ以上にするとよい。
図１は、本発明の空気入りラジアルタイヤの実施形態の一例を示すタイヤ子午線方向の断面図である。
　以下、本発明の構成について図面を参照しながら説明する。
　図１において、本発明の空気入りラジアルタイヤは、トレッド部１、サイドウォール部２およびビード部３からなり、左右一対のビード５，５間にカーカス層４ａ，４ｂを装架するとともに、トレッド部１におけるカーカス層４ａ，４ｂの外周側に層間でコード方向を交差させた少なくとも２層のベルト層６ａ，６ｂを配置する。このベルト層６ａ，６ｂの外周側に複合繊維コード８をタイヤ周方向に対し０～５°の角度で螺旋状に巻回させて構成するベルト補強層７を配置する。またトレッド部１におけるベルト層６ａ，６ｂおよびベルト補強層７の外周側には、トレッドゴム９を配置する。トレッドゴム９は、トレッド用ゴム組成物で構成される。
　本発明の空気入りラジアルタイヤは、ベルト補強層７を構成する複合繊維コード８を、芳香族ポリアミドの繊維コード１本および脂肪族ポリアミドの繊維コード１本を撚り合わせた２本撚り繊維コードで形成する。２本撚り複合繊維コードでベルト補強層７を構成することにより、３本撚り複合繊維コードを使用したときと比べタイヤ重量を軽くすることができる。さらに中周波数のノードノイズを低減することができる。
　芳香族ポリアミドの繊維コードとしては、通常空気入りラジアルタイヤに使用する芳香族ポリアミド繊維コードを使用することができ、アラミド繊維コードを例示することができる。
　脂肪族ポリアミドの繊維コードとしては、通常空気入りラジアルタイヤに使用する脂肪族ポリアミド繊維コードを使用することができ、例えばナイロン６６繊維コード、ナイロン６繊維コード、ナイロン６／６６繊維コード、ナイロン６１０繊維コード、ナイロン６１２繊維コード、ナイロン４６繊維コード等を例示することがでる。なかでもナイロン６６繊維コード、ナイロン４６繊維コード等が好ましい。
　ベルト補強層７を構成する複合繊維コード８の総繊度は１８００～３２００ｄｔｅｘ、好ましくは２０００～２５００ｄｔｅｘである。複合繊維コード８の総繊度が１８００ｄｔｅｘ未満では、コード強力が不足し高速耐久性が不足する。また複合繊維コード８の総繊度が３２００ｄｔｅｘを超えると、タイヤ重量が重くなる。
　また複合繊維コード８に２．０ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重をかけたときの伸度は３．０～４．０％、好ましくは３．２～３．８％である。複合繊維コード８の２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸度が３．０％未満であると、複合繊維コードの耐疲労性が不足する。２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸度が４．０％を超えると、中周波数のノードノイズを低減する効果が得られない。本明細書において、複合繊維コードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸度は、空気入りラジアルタイヤから複合繊維コードを採取し、ＪＩＳ　Ｌ１０１７に準拠して測定するものとする。また複合繊維コードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸度は、総繊度、撚り数、繊維コードの表面処理工程における張力等により調整することができる。
　本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、トレッドゴムを構成するゴム組成物（以下、「トレッド用ゴム組成物」ということがある。）は、ジエン系ゴム１００重量部に窒素吸着比表面積が１００ｍ2／ｇ以上のシリカを１０～１１０重量部配合してなり、このゴム組成物の６０℃のロスコンプライアンスが４５Ｐａ-1以下である必要がある。
　トレッド用ゴム組成物は、そのゴム成分をジエン系ゴムで構成する。ジエン系ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム等を例示することができる。これらのジエン系ゴムは、単独または任意のブレンドとして使用することができる。
　トレッド用ゴム組成物において、好ましいジエン系ゴムとして、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、天然ゴム等が挙げられる。なかでも溶液重合スチレンブタジエンゴムが好ましく、とりわけスチレン単位含有量が３０～４５重量％、ビニル単位含有量が３０～５０重量％である末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴムが好ましい。末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴムを含むことにより、シリカとの親和性を高くして、ジエン系ゴムに対するシリカの分散性を改良する。
　末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴムのスチレン単位含有量は、好ましくは３０～４５重量％、より好ましくは３５～４５重量％であるとよい。スチレン単位含有量が３０重量％未満であると、ゴム組成物の剛性及び強度を高くする効果が十分に得られない。スチレン単位含有量が４５重量％を超えると、ガラス転移温度（Ｔｇ）が上昇し、粘弾性特性のバランスが悪くなり、発熱性を低減する効果が得られにくくなる。なおスチレンブタジエンゴムのスチレン単位含有量は赤外分光分析（ハンプトン法）により測定するものとする。
　また末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴムのビニル単位含有量は、好ましくは３０～５０重量％、より好ましくは３０～４０重量％であるとよい。ビニル単位含有量が３０重量％未満であると、スチレンブタジエンゴムのＴｇが低くなり、ウェット性能の指標である０℃における動的粘弾性特性の損失正接（ｔａｎδ）が低下してしまう。ビニル単位含有量が５０重量％を超えると、ガラス転移温度（Ｔｇ）が上昇し、低転がり性能の指標である６０℃おけるｔａｎδが大きくなり、低転がり性能が悪化してしまう。なおスチレンブタジエンゴムのビニル単位含有量は赤外分光分析（ハンプトン法）により測定するものとする。
　末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００重量％中、好ましくは５０～９０重量％、より好ましくは６０～８５重量％、さらに好ましくは６５～８０重量％であるとよい。末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴムの含有量がジエン系ゴム中の５０重量％未満であると、シリカとの親和性が必ずしも十分に得られない。
　トレッド用ゴム組成物は、シリカを配合することにより、その発熱性を小さくし走行時に高温になるのを抑制する。これにより高速耐久性を高くすることができる。シリカの配合量は、ジエン系ゴム１００重量に対し１０～１１０重量部、好ましくは５０～１００重量部、より好ましくは６０～９０重量部である。シリカの配合量が１０重量部未満であると、ゴム組成物の硬さが大きく低下し、トレッド部のゴムがより動き易くなるので発熱性を抑制する効果が十分に得られない。またシリカの配合量が１１０重量部を超えると、６０℃のコンプライアンスが上昇して高速耐久性が却って低下する。
　本発明で使用するシリカは、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが１００ｍ2／ｇ以上、好ましくは１００～２５０ｍ2／ｇ、より好ましくは１５０～２５０ｍ2／ｇである。Ｎ2ＳＡを１００ｍ2／ｇ以上にすることにより、ゴム組成物の硬さを上昇させて、トレッド部のゴムの動きを抑制することができる。シリカのＮ2ＳＡは、ＪＩＳ　Ｋ６２１７－２に準拠して、測定するものとする。
　シリカの種類としては、空気入りラジアルタイヤに通常使用されるものであればよく、湿式法シリカ、乾式法シリカ、或いはこれらを表面処理したシリカなどを使用することができる。
　トレッド用ゴム組成物において、シリカと共にシランカップリング剤を配合することにより、シリカの分散性を向上し架橋密度を上昇させ、硬度が上昇することで、発熱性をより小さくすることができる。シランカップリング剤は、シリカ配合量に対して好ましくは５～１５重量％、より好ましくは５～１０重量％配合するとよい。シランカップリング剤の配合量がシリカ重量の５重量％未満の場合、シリカの分散性を向上する効果が十分に得られない。また、シランカップリング剤が１５重量％を超えると、シランカップリング剤同士が重合してしまい、所望の効果を得ることができなくなる。またゴム組成物の調製時にロールへの滞留が多くなる。
　シランカップリング剤としては、特に制限されるものではないが、硫黄含有シランカップリング剤が好ましく、例えばビス－（３－トリエトキシシリルプロピル）テトラサルファイド、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）ジサルファイド、３－トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラサルファイド、γ－メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３－オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン等を例示することができる。
　本発明において、トレッド用ゴム組成物は、その６０℃のロスコンプライアンスが４５Ｐａ-1以下である必要がある。６０℃のロスコンプライアンスを４５Ｐａ-1以下にすることにより、発熱性を小さくし、高速耐久性を改良することができる。６０℃のロスコンプライアンスは、好ましくは２０～４５Ｐａ-1、より好ましくは２５～４０Ｐａ-1であるとよい。トレッド用ゴム組成物のロスコンプライアンスは、シリカの配合量等により調整することができる。本明細書において、ロスコンプライアンスＬＣは、下記の一般式（１）により求められる。
　　ＬＣ＝Ｅ”／（Ｅ*）2　　　（１）
式（１）において、ＬＣはロスコンプライアンス［単位Ｐａ-1］、Ｅ”は損失弾性率［ＭＰａ］、Ｅ*は複素弾性率［ＭＰａ］である。
　本明細書において、トレッド用ゴム組成物の複素弾性率Ｅ*および損失弾性率Ｅ”は、ＪＩＳ　Ｋ６３９４の規定に準拠して、粘弾性スペクトロメーター（東洋精機製作所社製）を用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚ、温度６０℃で測定するものとする。
　トレッド用ゴム組成物は、１００℃の１００％変形時の引張り応力が好ましくは２．０ＭＰａ以上、より好ましくは２．０～３．０ＭＰａである。１００℃の１００％変形時の引張り応力を２．０ＭＰａ以上にすることにより、トレッド用ゴム組成物の繰り返し変形を抑制し発熱性を小さくすることができる。これにより空気入りラジアルタイヤの高速耐久性をより高くすることができる。本明細書において、１００℃の１００％変形時の引張り応力は、ＪＩＳ　Ｋ６２５１に準拠し３号ダンベル状試験片を使用し、１００℃で引張り試験を行い、１００％変形時の引張り応力を測定するものとする。
　本発明において、トレッド用ゴム組成物には、上記以外の他の配合剤を添加することができる。他の配合剤としては、シリカ以外の他の補強性充填剤、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤、液状ポリマー、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂など、一般的に空気入りタイヤに使用される各種配合剤を例示することができる。これら配合剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量にすることができる。また混練機としは、通常のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用することができる。
　他の補強性充填剤としては、例えばカーボンブラック、クレー、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン等を例示することができる。なかでもカーボンブラックが好ましい。
　以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
　表２に示す配合剤を共通配合とし、表１に示す配合からなるトレッド用ゴム組成物（実施例１～３、比較例１～４）を、硫黄および加硫促進剤を除く成分を、１.７Ｌの密閉式バンバリーミキサーで混練りし、所定時間の経過後、ミキサーから放出して室温冷却させた。これを１.７Ｌの密閉式バンバリーミキサーに投入し、硫黄および加硫促進剤を加えて混合することにより、トレッド用ゴム組成物を調製した。なお表１のジエン系ゴム（ＳＢＲ１，ＳＢＲ２）の欄に、製品の配合量に加え、括弧内に油展成分を除く正味のＳＢＲの配合量を記載した。また表２に記載した配合剤の配合量は、表１に記載したジエン系ゴム１００重量部に対する重量部で示した。
　得られたトレッド用ゴム組成物を所定の金型（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×２ｍｍ）中で１６０℃で２０分間プレス加硫して加硫試験片を作製した。ロスコンプライアンスおよび引張り応力（１００％、１００℃）を下記の方法により測定した。
　　　ロスコンプライアンス（６０℃）
　得られたトレッド用ゴム組成物の加硫試験片を使用し、ＪＩＳ　Ｋ６３９４：２００７に準拠して、粘弾性スペクトロメーター（東洋精機製作所社製）を用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚ、温度６０℃の条件で、複素弾性率Ｅ*および損失弾性率Ｅ”を測定し、前記式（１）により６０℃のロスコンプライアンスを算出した。得られた結果は、表１の「ロスコンプライアンス」の欄に示した。
　　　引張り応力（１００％、１００℃）
　得られた加硫試験片から、ＪＩＳ　Ｋ６２５１に準拠してＪＩＳ３号ダンベル型試験片を切り出した。ＪＩＳ　Ｋ６２５１に準拠し５００ｍｍ／分の引張り速度、雰囲気温度１００℃の条件で、１００％変形時の引張り応力を測定した。得られた結果は、表１の「引張り応力（１００％、１００℃）」の欄に示した。
　上記で得られたトレッド用ゴム組成物をトレッドゴムに使用し、表１に示すトレッド用ゴム組成物および複合繊維コードでベルト補強層を形成した７種類の空気入りラジアルタイヤ（タイヤサイズ２１５／５５Ｒ１７）を加硫成形した。なお表１に記載した複合繊維コードの構造は、アラミド繊維コードおよびナイロン６６繊維コードの繊度を示し、比較例１の複合繊維コードは、２本のアラミド繊維コード（１６７０ｄｔｅｘ）と１本のナイロン６６繊維コード（１４００ｄｔｅｘ）の３本撚りであることを意味する。また比較例２～４および実施例１～３の複合繊維コードの構造では、最初の数がアラミド繊維コードの繊度（ｄｔｅｘ）、２つめの数がナイロン６６繊維コードの繊度（ｄｔｅｘ）を示し、これらの２本撚りであることを意味する。
　得られた７種類の空気入りラジアルタイヤについて、後述する方法で高速耐久性を評価した。また７種類の空気入りラジアルタイヤからベルト補強層を採取し、ベルト補強層の重量および複合繊維コードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重をかけた時の伸度を下記の評価方法により測定した。
　　　　２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸度
　空気入りラジアルタイヤから採取したベルト補強層から、１０本の複合繊維コードをサンプリングし、ＪＩＳ　Ｌ１０１７に準拠し、２．０ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重をかけた時の伸度を測定した。得られた結果は、表１の「２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸度」の欄に示した。
　　　ベルト補強層の重量
　空気入りラジアルタイヤから採取したベルト補強層の単位長さ当りの重量を測定した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数で表わし表１の「ベルト補強層の重量」の欄に示した。この指数が小さいほどベルト補強層が軽く、タイヤを軽量化することができることを意味する。
　　　高速耐久性
　得られた空気入りラジアルタイヤを標準リム（サイズ１７×７ＪＪ）にリム組し、空気圧２３０ＭＰａを充填した。このタイヤを室内ドラム試験機（ドラム径１７０７ｍｍ）にかけてＪＡＴＭＡ規定の高速耐久性試験を行った。この高速耐久性試験が終了した後、試験速度を５０ｋｍ／時ずつ上げてタイヤが破壊するまで試験を続け、走行距離を測定した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数で表わし表１の「高速耐久性」の欄に示した。この指数が大きいほど高速耐久性が優れることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　なお、表１において使用した原材料の種類を下記に示す。
・ＳＢＲ１：末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製ＳＢＲ　ＮＳ４６０、スチレンブタジエンゴム１００重量部にオイル成分３７．５重量部を配合した油展製品、スチレン量が２５重量％、ビニル単位量が６３重量％、重量平均分子量が７８万
・ＳＢＲ２：末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴム、旭化成社製ＳＢＲ　Ｅ５８１、スチレンブタジエンゴム１００重量部にオイル成分３７．５重量部を配合した油展製品、スチレン量が４０重量％、ビニル単位量が４４重量％、重量平均分子量が１２６万
・ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ　ＢＲ１２２０
・シリカ：ローディア社製Ｚｅｏｓｉｌ　１１５ＧＲ、窒素吸着比表面積が１６０ｍ2／ｇ
・カップリング剤：硫黄含有シランカップリング剤、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、エボニック社製Ｓｉ６９
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２において使用した原材料の種類を下記に示す。
・カーボンブラック：東海カーボン社製シースト６
・ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸
・酸化亜鉛：正同化学工業社製亜鉛華３種
・老化防止剤：フレキシス社製サントフレックス　６ＰＰＤ
・アロマオイル：昭和シェル石油社製エキストラクト４号Ｓ
・硫黄：鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
・加硫促進剤１：ＣＢＳ、大内新興化学社製ノクセラーＣＺ－Ｇ
・加硫促進剤２：ＤＰＧ、住友化学工業社製ソクシノールＤ－Ｇ
　表１から明らかなように実施例１～３により製造された空気入りラジアルタイヤは、ベルト補強層の軽量化を果たしながら、高速耐久性をに優れることが確認された。
　比較例２の空気入りラジアルタイヤは、２本撚りにした複合繊維コードの総繊度が１８００ｄｔｅｘ未満、２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸度が４．０％を超えるので、高速耐久性が劣る。
　比較例３の空気入りラジアルタイヤは、２本撚りにした複合繊維コードの２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸度が４．０％を超えるので、高速耐久性が劣る。
　比較例４の空気入りラジアルタイヤは、トレッドゴムのロスコンプライアンスが４５Ｐａ-1を超えるので、高速耐久性が劣る。

Claims (2)

  1. 　一対のビード間にカーカス層を装架し、トレッド部における前記カーカス層の外周側にベルト層、該ベルト層の外周側にベルト補強層およびトレッドゴムを有する空気入りラジアルタイヤであって、
    　前記ベルト補強層が、芳香族ポリアミドの繊維コード１本および脂肪族ポリアミドの繊維コード１本を撚り合わせた複合繊維コードからなり、該複合繊維コードの総繊度が１８００～３２００ｄｔｅｘ、２．０ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重をかけたときの伸度が３．０～４．０％であるとともに、前記トレッドゴムを構成するゴム組成物が、ジエン系ゴム１００重量部に窒素吸着比表面積が１００ｍ2／ｇ以上のシリカを１０～１１０重量部配合してなり、このゴム組成物の６０℃のロスコンプライアンスが４５Ｐａ-1以下であることを特徴する空気入りラジアルタイヤ。
  2. 　前記トレッドゴムを構成するゴム組成物が、スチレン単位含有量が３０～４５重量％、ビニル単位含有量が３０～５０重量％である末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴムを前記ジエン系ゴム１００重量％中５０～９０重量％含有し、このゴム組成物の１００℃の１００％変形時の引張り応力が２．０ＭＰａ以上であることを特徴する請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
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