WO2025178138A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a pneumatic tire.
- a carcass layer containing reinforcing cords is arranged inside a tire to reinforce the tire's strength and rigidity, and a belt layer containing reinforcing cords is arranged radially outward of the carcass layer. Furthermore, a belt reinforcing layer (also called a "cap layer”) containing reinforcing cords may be arranged radially outward of the belt layer to reinforce the belt layer.
- a belt reinforcing layer also called a "cap layer” containing reinforcing cords may be arranged radially outward of the belt layer to reinforce the belt layer.
- organic fiber cords such as polyamide (nylon) fiber cords are widely used as reinforcing cords for the carcass layer and belt reinforcing layer.
- Patent Document 1 listed below discloses a reinforcing ply having a reinforcing element containing a multifilament yarn made of nylon 4,10, and a pneumatic vehicle tire including the reinforcing ply, and teaches that one of the two monomers of nylon 4,10 is based on renewable raw materials, making it environmentally friendly.
- polyamide fiber cords are widely used as reinforcing cords for the carcass layer and the belt reinforcing layer, and among them, polyamide 6,6 (PA66) fiber cords are commonly used.
- PA66 polyamide 6,6
- polyamide 6,6, which is the raw material for polyamide 6,6 (PA66) fiber cords is difficult to synthesize from biomass.
- the present inventors have conducted studies and found that although polyamide 4,10 (i.e., nylon 4,10) can be easily synthesized from biomass, it has a lower amide density and fewer hydrogen bonds between amide bonds than polyamide 6,6, and therefore has poor thermal properties.
- an organic fiber cord using such polyamide 4,10 exhibits reduced physical properties at high temperatures, and when such an organic fiber cord is used in a tire, tire performance is reduced.
- the present invention aims to provide a pneumatic tire that uses polyamide fibers with a lower amide density than polyamide 6,6 fibers, yet suppresses degradation of tire performance.
- a tire having a pair of bead portions, a pair of sidewall portions, and a tread portion connected to both sidewall portions, at least one carcass layer extending in a toroidal shape across the pair of bead portions; At least one belt layer disposed radially outward of a crown portion of the carcass layer; At least one belt reinforcing layer arranged on the outer side of the belt layer in the tire radial direction; At least one inner liner layer disposed adjacent to the carcass layer on the tire inner surface side.
- a pneumatic tire characterized in that, when a gauge thickness from the outer peripheral surface on the tire inner surface side of a reinforcing cord of a carcass layer located innermost in the tire radial direction to the tire inner surface is measured at 100 equally spaced points in a region where the belt reinforcing layer is arranged as viewed in the tire width direction of a tire cross section perpendicular to the tire circumferential direction, the average of the gauge thicknesses is 1.5 mm or less.
- a tire having a pair of bead portions, a pair of sidewall portions, and a tread portion connected to both sidewall portions, at least one carcass layer extending in a toroidal shape across the pair of bead portions; At least one belt layer disposed radially outward of a crown portion of the carcass layer; At least one belt reinforcing layer disposed radially outward of the belt layer, the carcass layer and the belt reinforcing layer contain reinforcing cords, a reinforcing cord of at least one of the carcass layer and the belt reinforcing layer contains a polyamide fiber having an amide density of 14.0 or less,
- a pneumatic tire characterized in that, when the gauge thickness of a reinforcing cord of a belt reinforcing layer positioned outermost in the tire radial direction from the outer peripheral surface of the tire outer surface to the tire outer surface is measured at 100 equally spaced points in a region where the belt reinforcing layer is arranged as seen in the tire width direction of a tire cross
- [5] A pneumatic tire according to any one of [1], [3], and [4], wherein the total thickness of the inner liner layer is 1.0 mm or less.
- the present invention makes it possible to provide a pneumatic tire that suppresses degradation of tire performance while using polyamide fibers that have a lower amide density than polyamide 6,6 fibers.
- the pneumatic tire of the present invention will be described in detail below based on an embodiment thereof.
- the heat shrinkage rate of the reinforcing cord is measured in accordance with ASTM D885 and ASTM D4974, and is the value measured by heating at 177°C for 2 minutes.
- the amide density of polyamide 4 and polyamide 4,4 is 20.0
- the amide density of polyamide 5,4 is 18.2
- the amide density of polyamide 4,6 is 16.7
- the amide density of polyamide 5,6 is 15.4
- the amide density of polyamide 6 and polyamide 6,6 is 14.3,
- the amide density of polyamide 4,10 is 12.5, the amide density of polyamide 6,10 is 11.1, the amide density of polyamide 9,T is 10.5, the amide density of polyamide 10,10 is 9.1, and the amide density of polyamide 11 is 8.3.
- the compounds described in this specification may be derived partially or entirely from fossil resources, biological resources such as plant resources, or recycled resources such as used tires. They may also be derived from a mixture of two or more of fossil resources, biological resources, and recycled resources.
- a pneumatic tire according to a first embodiment of the present invention has a pair of bead portions, a pair of sidewall portions, and a tread portion connected to both sidewall portions, and is equipped with at least one carcass layer extending toroidally across the pair of bead portions, at least one belt layer disposed radially outward of a crown portion of the carcass layer, at least one belt reinforcing layer disposed radially outward of the belt layer, and at least one inner liner layer disposed adjacent to the carcass layer on the tire inner surface side.
- the carcass layer and the belt reinforcing layer contain reinforcing cords, and the reinforcing cords of at least one of the carcass layer and the belt reinforcing layer contain polyamide fibers having an amide density of 14.0 or less, and in a region of a tire cross section perpendicular to the tire circumferential direction where the belt reinforcing layer is arranged as viewed in the tire width direction, when the gauge thickness of the reinforcing cord of the carcass layer located radially innermost in the tire from the outer surface on the tire inner surface to the tire inner surface is measured at 100 equally spaced points, the average gauge thickness is 1.5 mm or less.
- the polyamide fibers having an amide density of 14.0 or less have a lower amide density and fewer hydrogen bonds between amide bonds than polyamide 6,6 fibers, and therefore have poor thermal properties.
- the physical properties of the polyamide fibers having an amide density of 14.0 or less deteriorate at high temperatures, and therefore the performance of the carcass layer and/or belt reinforcing layer including reinforcing cords containing polyamide fibers having an amide density of 14.0 or less deteriorates at high temperatures.
- the gauge thickness from the outer surface on the tire inner surface side of the reinforcing cord of the carcass layer located innermost in the tire radial direction to the tire inner surface i.e., the sum of the total thickness of the inner liner layer and the thickness of the coating rubber of the carcass layer located innermost in the tire radial direction
- the pneumatic tire according to the first embodiment of the present invention is prevented from experiencing a decrease in tire performance even though it uses polyamide fibers having
- the gauge thickness from the outer peripheral surface of the tire's inner surface side of the reinforcing cord of the carcass layer located innermost in the tire's radial direction to the tire's inner surface is preferably 1.0 mm or less on average.
- Pneumatic tires with an average gauge thickness of 1.0 mm or less are suitable as racing tires.
- the carcass layer and the belt reinforcing layer contain the reinforcing cords, and the reinforcing cords are usually coated with a coating rubber.
- the coating rubber preferably has (i) a loss tangent tan ⁇ (24°C) of 0.15 or less, and more preferably 0.12 or less.
- the loss tangent tan ⁇ (24°C) of the coating rubber is 0.12 or less, heat generation inside the tire at around room temperature is further suppressed, and deterioration of the physical properties of the reinforcing cords containing polyamide fibers having an amide density of 14.0 or less is further suppressed, thereby more reliably maintaining the performance of the carcass layer and/or belt reinforcing layer containing the reinforcing cords containing polyamide fibers having an amide density of 14.0 or less. Therefore, a carcass layer and/or belt reinforcing layer using a coating rubber having a loss tangent tan ⁇ (24°C) of 0.12 or less can further suppress deterioration of tire performance.
- the coating rubber (ii) preferably has a loss tangent tan ⁇ (60°C) of 0.10 or less, and more preferably 0.07 or less.
- the loss tangent tan ⁇ (60°C) of the coating rubber is 0.07 or less, heat generation inside the tire during driving is further suppressed, the temperature inside the tire is further suppressed, and deterioration of the physical properties of the reinforcing cords containing polyamide fibers having an amide density of 14.0 or less is further suppressed, thereby more reliably maintaining the performance of the carcass layer and/or belt reinforcing layer containing the reinforcing cords containing polyamide fibers having an amide density of 14.0 or less. Therefore, a carcass layer and/or belt reinforcing layer using a coating rubber having a loss tangent tan ⁇ (60°C) of 0.07 or less can further suppress deterioration of tire performance.
- the rubber components used in the coating rubber of the carcass layer and the belt reinforcing layer are preferably natural rubber (NR) or synthetic isoprene rubber (IR). Natural rubber may also be modified. In the case of modified natural rubber, it is preferable that the nitrogen content be 0.1 to 0.3 mass%. Furthermore, it is preferable that the modified natural rubber has had proteins removed by a centrifugation process, enzyme treatment, or urea treatment. Furthermore, it is preferable that the phosphorus content of the modified natural rubber be greater than 200 ppm and less than or equal to 900 ppm.
- the rubber composition used for the coating rubber contains 30 to 60 parts by mass of carbon black per 100 parts by mass of the rubber component and the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of the carbon black is 40 m 2 /g or less, the hysteresis loss of the coating rubber is further reduced, heat generation inside the tire is further suppressed, and the temperature inside the tire can be more reliably prevented from rising. Therefore, by applying such a coating rubber to a tire, it is possible to further suppress deterioration of tire performance.
- N 2 SA nitrogen adsorption specific surface area
- Waste oil is not limited to oil generated when plastics or rubber are decomposed, but examples include used oils discharged from industry, such as animal and vegetable oils, lubricating oils, insulating oils, and cutting oils. Among these, waste oils that contain no non-organic components, such as those derived from silicone rubber or polyvinyl chloride, are preferred. Furthermore, waste oils containing carbon black or rubber containing carbon black are preferred.
- Recycled carbon black is different from carbon black that is directly manufactured using hydrocarbons such as petroleum, natural gas, and coal as raw materials, i.e., non-recycled carbon black. Note that "used” here does not only include carbon black that has been discarded after actual use, but also carbon black that has been manufactured but discarded without actually being used.
- the recycled carbon black when recovered from solid residue, it is more preferably carbon black that has been subjected to a surface treatment or surface modification.
- surface treatments or surface modifications include treatment with hydrofluoric acid, or with acids such as hydrochloric acid or sulfuric acid, or with peroxides.
- the surface treatment or surface modification may be carried out at room temperature, preferably at 70°C or higher, more preferably at 90°C or higher, and particularly preferably at 90°C or higher but 100°C or lower.
- the recycled carbon black When measured with a grind gauge, the recycled carbon black preferably has three or more lines 10 mm or longer in length, and the third-largest particle among the particles that produce the lines 10 mm or longer has a particle size of 20 ⁇ m or less. If the particle size of the third-largest particle is 20 ⁇ m or less, the recycled carbon black disperses well in the rubber composition, even when blended with the recycled carbon black, and the durability of the rubber composition, particularly its post-aging performance, can be suppressed from declining.
- a paste of the recycled carbon black can be prepared as the measurement sample in accordance with JIS K5101-1-5, and the load applied is preferably set to 0.4 to 0.5 kN, and the glass plate rotation speed is preferably set to 90 to 110 r/min. Furthermore, for the method of evaluating the occurrence of linear scratches, it is preferable to use one that complies with JIS K5400 and has a range of 0 to 25 ⁇ m. Grind gauges with an upper limit of the range greater than 20 ⁇ m can be used because they can determine whether the particle size of the third-largest particle is 20 ⁇ m or less. Furthermore, when using the gauge for other purposes (performance other than durability of rubber compositions containing recycled carbon black), the range of the grind gauge to be used can be selected appropriately depending on the purpose.
- the recycled carbon black preferably has an ash content of 0.5% by mass or more and 20% by mass or less. If the ash content in the recycled carbon black exceeds 20% by mass, it may not be possible to obtain a tire with sufficient reinforcing properties. In consideration of the tire's reinforcing properties, the ash content is preferably 10% by mass or less, and more preferably 6% by mass or less.
- the rubber composition used for the coating rubber can contain carbon black, antioxidants, sulfur, and vulcanization accelerators, as well as zinc oxide (zinc white), stearic acid, and other ingredients commonly used in rubber products such as tires.
- the amount of zinc white in the rubber composition is preferably more than 3 parts by mass and less than 5 parts by mass per 100 parts by mass of the rubber component. If the amount of zinc white is 5 parts by mass or more, aggregation may occur, resulting in poor dispersibility, while if it is 3 parts by mass or less, it may have an adverse effect on the vulcanization reaction.
- the oil content in the rubber composition used for the coating rubber is 0.2% by mass or less.
- the loss tangent tan ⁇ (24°C) of the rubber composition can be further reduced. Therefore, a carcass layer and/or belt reinforcing layer using a rubber composition with an oil content of 0.2% by mass or less as the coating rubber can further suppress deterioration of tire performance.
- the gauge thickness (distance) from the outer surface on the tire inner side of the reinforcement cord of the carcass layer located innermost in the tire radial direction to the tire inner surface is made thin to an average of 1.5 mm or less, thereby quickly dissipating heat generated inside the tire during driving and preventing the inside of the tire from becoming too hot during driving, thereby maintaining tire performance.
- the gauge thickness is set to be 6.0 mm or less at 80% or more of the measurement points (i.e., by reducing the sum of the total thickness of the tread rubber layer and the thickness of the coating rubber of the belt reinforcing layer), heat generated inside the tire during driving is quickly dissipated, and the inside of the tire is prevented from becoming too hot during driving, thereby maintaining tire performance.
- the amide density of the polyamide fiber is preferably 10.5 or more.
- the amide density of the polyamide fiber is 10.5 or more, some hydrogen bonds are formed between the amide bonds, which can alleviate the deterioration of thermal properties.
- Polyamide fibers with a high bio-based content are easily used as the polyamide fibers with an amide density of 14.0 or less, and such polyamide fibers with a high bio-based content are highly effective in reducing environmental impact. Therefore, a pneumatic tire in which reinforcing cords containing polyamide fibers with an amide density of 14.0 or less are used in at least one of the carcass layer and the belt reinforcing layer makes it easier to reduce environmental impact.
- the reinforcing cords of both the carcass layer and the belt reinforcing layer contain polyamide fibers having an amide density of 14.0 or less.
- a tire in which the reinforcing cords of both the carcass layer and the belt reinforcing layer contain polyamide fibers having an amide density of 14.0 or less makes it easier to apply biomass-derived polyamide fibers to the reinforcing cords of the carcass layer and belt reinforcing layer, making it easier to reduce the environmental impact.
- the adhesive composition may further contain substantially rubber latex (IV) in addition to the polyphenols (I), aldehydes (II), and isocyanate compound (III), thereby further enhancing the adhesiveness of the adhesive composition to rubber members.
- the content of rubber latex (IV) in the adhesive composition is preferably 20% by mass or more, more preferably 25% by mass or more, and is preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass or less.
- the carbon black used in the coating rubber of the belt layer is not particularly limited, and examples include GPF, FEF, HAF, ISAF, and SAF grade carbon black. These carbon blacks may be used alone or in combination.
- the carbon black content is preferably 40 to 80 parts by mass, more preferably 50 to 70 parts by mass, per 100 parts by mass of the rubber component.
- the carbon black may also be recycled carbon black.
- recycled carbon black refers to carbon black recovered from recycled waste raw materials, and is the same as the "recycled carbon black” described above as an example of carbon black used in the coating rubber of the carcass layer and belt reinforcing layer. Examples of recycled waste include rubber products (especially vulcanized rubber products) containing carbon black, such as used rubber and used tires, and waste oil.
- the recycled carbon black used in the coating rubber of the belt layer is also preferably obtained by thermal decomposition of a vulcanized rubber product containing carbon black.
- Recycled carbon black obtained by thermal decomposition of a vulcanized rubber product containing carbon black is easy to obtain, as there are large quantities of vulcanized rubber products containing carbon black and it can be easily obtained by thermal decomposition. Details regarding the thermal decomposition of vulcanized rubber products containing carbon black are the same as those described above.
- the recycled carbon black used in the coating rubber of the belt layer also has three or more lines of 10 mm or more in length when measured with a grind gauge, and that the particle size of the third-largest particle among the particles that produce the lines of 10 mm or more in length is 20 ⁇ m or less. If the particle size of the third-largest particle is 20 ⁇ m or less, even when recycled carbon black is blended, the recycled carbon black will be well dispersible in the rubber composition, and the durability of the rubber composition, particularly the deterioration of performance after aging, can be suppressed. Details of the grind gauge measurement are the same as above.
- the recycled carbon black used in the coating rubber of the belt layer also preferably has an ash content of 0.5% by mass or more and 20% by mass or less. If the ash content of the recycled carbon black exceeds 20% by mass, it may not be possible to obtain a tire with sufficient reinforcement. In consideration of the tire's reinforcement properties, the ash content is preferably 10% by mass or less, and more preferably 6% by mass or less.
- the reinforcing cord used in the belt layer is not particularly limited, but is preferably a steel cord.
- the structure of the steel cord is also not particularly limited.
- the steel cord may have a 1 ⁇ N structure (N is an integer of 2 or more) in which N filaments are twisted together, an M+N structure in which N sheath filaments (N is an integer greater than 1) are twisted spirally around M core filaments (M is an integer of 1 or more) (the core filaments may be twisted or bundled without twisting), or a multi-twist structure in which multiple 1 ⁇ N or M+N structures are twisted together.
- the filaments constituting the above-mentioned steel cord have a diameter of X (mm) and a tensile strength of Y (MPa) that satisfies the following formula: 4000-2000X ⁇ Y ⁇ 4500-2000X It is preferable that the above formula is satisfied.
- a filament that satisfies the above formula the strength of the steel cord can be improved, and the cut resistance of the tire can be improved.
- the tensile strength of the filament is determined in accordance with the provisions of ISO 17832:2009.
- the hardness of the surface layer of the filament that constitutes the above-mentioned steel cord is preferably 90 to 110% of the hardness of the inner layer, with 100% being particularly preferable.
- This hardness can be measured, for example, using Vickers hardness.
- the surface layer of the filament refers to the layer extending from the outermost surface to a depth of 0.01 mm, and anything deeper than that refers to the inner layer of the filament. Hardness can be measured in a region 0.005 mm deep from the outermost surface for the surface layer, and 0.04 mm or deeper for the inner layer.
- the raw material of the recycled iron is not particularly limited, and examples thereof include scrap iron, steel cord extracted from tires, etc.
- the recycled iron is preferably recycled iron obtained by an electric furnace (electric furnace steelmaking method).
- the steel filaments derived from recycled iron preferably have an N (nitrogen) content of 60 ppm to 200 ppm by mass, preferably 60 ppm to 89 ppm by mass, a C (carbon) content of 0.7 to 1.0% by mass, a Cu (copper) content of 0.01 to 0.4% by mass, and a Cr (chromium) content of 0.05 to 0.3% by mass.
- Such steel filaments can be produced using, as a raw material, typical recycled iron having an N (nitrogen) content of 60 ppm to 200 ppm by mass, a C (carbon) content of 0.7 to 1.0% by mass, a Cu (copper) content of 0.01 to 0.4% by mass, and a Cr (chromium) content of 0.05 to 0.3% by mass.
- Such steel filaments do not require advanced refining during production, and therefore the production process is not complicated. Furthermore, such steel filaments are preferable from an environmental point of view, since they can reduce energy consumption during production and CO2 emissions.
- the steel filaments derived from recycled iron are primarily composed of iron, and preferably contain 98% or more Fe (iron) by mass.
- the tire 100 shown in FIG. 1 has a pair of bead portions 10, a pair of sidewall portions 20, and a tread portion 30 connected to both sidewall portions 20.
- the tire is also equipped with a carcass layer 50 extending in a toroidal shape between bead cores 40 embedded in the pair of bead portions 10, two belt layers 60A, 60B arranged radially outward of the crown portion of the carcass layer 50, a belt reinforcing layer (also called a "cap layer”) 70A arranged radially outward of the belt layers 60A, 60B so as to entirely cover the belt layers 60A, 60B, a pair of belt reinforcing layers (also called “layer layers”) 70B arranged so as to cover only the opposite ends of the belt reinforcing layer 70A, and an inner liner layer 80 arranged adjacent to the carcass layer 50 on the tire inner surface side.
- a belt reinforcing layer also called a "cap layer”
- 70A arranged radially outward of the belt layers 60A,
- each belt layer 60A, 60B typically comprises reinforcing cords that extend at an angle to the tire equatorial plane (for example, at an angle of 15 to 40 degrees) coated with coating rubber, preferably steel cords coated with coating rubber, and further, the two belt layers 60A, 60B are layered so that the reinforcing cords that make up the belt layers 60A, 60B intersect with each other across the tire equatorial plane.
- Figure 2 is an enlarged view of the area surrounded by dashed line II in the tread portion 30 of the tire 100 shown in Figure 1.
- the carcass layer 50 and the belt reinforcing layer 70A include reinforcement cords 50-1, 70A-1.
- the carcass layer 50 is composed of a reinforcement cord 50-1 and a coating rubber 50-2 that coats the reinforcement cord 50-1.
- the belt reinforcing layer 70A is composed of a reinforcement cord 70A-1 and a coating rubber 70A-2 that coats the reinforcement cord 70A-1.
- at least one of the reinforcement cord 50-1 of the carcass layer 50 and the reinforcement cord 70A-1 of the belt reinforcing layer 70A contains the above-mentioned polyamide fiber having an amide density of 14.0 or less.
- the reinforcing cords of both the carcass layer 50 and the belt reinforcing layers 70A, 70B contain polyamide fibers having an amide density of 14.0 or less.
- the reinforcing cords of both the carcass layer 50 and the belt reinforcing layers 70A, 70B contain polyamide fibers having an amide density of 14.0 or less, it becomes easier to apply biomass-derived polyamide fibers to the reinforcing cords of the carcass layer 50 and the belt reinforcing layers 70A, 70B, making it easier to reduce the environmental impact.
- the tire 100 shown in Figure 3 has a pair of bead portions 10, a pair of sidewall portions 20, and a tread portion 30 connected to both sidewall portions 20.
- the tire is also equipped with a carcass layer 50 extending in a toroidal shape between bead cores 40 embedded in the pair of bead portions 10, two belt layers 60A, 60B arranged radially outward of the crown portion of the carcass layer 50, a belt reinforcing layer (also called a "cap layer”) 70A arranged radially outward of the belt layers 60A, 60B so as to entirely cover the belt layers 60A, 60B, a pair of belt reinforcing layers (also called “layer layers”) 70B arranged so as to cover only the opposite ends of the belt reinforcing layer 70A, and an inner liner layer 80 arranged adjacent to the carcass layer 50 on the tire inner surface side.
- a belt reinforcing layer also called a "cap layer”
- 70A arranged radially outward of the belt layers 60A, 60
- the reinforcing cords in the belt reinforcing layers 70A, 70B are preferably reinforcing cords containing the polyamide fibers described above. However, when the reinforcing cords containing the polyamide fibers described above are used in the carcass layer 50, other organic fiber cords may also be used. Examples of other organic fiber cords include polyethylene terephthalate cords and rayon cords.
- 3 includes a belt reinforcing layer 70A and a belt reinforcing layer 70B, but a tire in which either one of the belt reinforcing layer 70A or the belt reinforcing layer 70B is omitted is also an example of a pneumatic tire according to the second embodiment of the present invention.
- the belt reinforcing layer (cap layer) 70A and the belt reinforcing layer (layer layer) 70B each comprise one layer, but may comprise two or more layers.
- the pneumatic tire of the second embodiment of the present invention may have two or more inner liner layers.
- the inner liner layer 80 has the function of maintaining the internal pressure of the tire, and is made of a rubber with low air permeability.
- a rubber with low air permeability can be a rubber composition made by compounding a rubber component such as butyl rubber or halogenated butyl rubber with a filler such as carbon black, an antioxidant, a vulcanizing agent such as sulfur, a vulcanization accelerator, etc.
- the tire 100 shown in FIG. 3 also has a tread rubber layer 90 located on the outermost surface of the tread portion 30.
- the tread rubber layer 90 can be made of a rubber composition that combines a rubber component such as natural rubber or synthetic rubber with fillers such as carbon black, antioxidants, vulcanizing agents such as sulfur, and vulcanization accelerators. While the tread rubber layer 90 of the tire 100 shown in FIG. 3 is a single layer, the pneumatic tire of the second embodiment of the present invention may have two or more tread rubber layers.
- the tread rubber layer 90 of the tire 100 shown in FIG. 3 can be divided into a cap rubber located on the outermost surface side and a base rubber located radially inward of the cap rubber.
- a tire in which neither the reinforcing cord 50-1 of the carcass layer 50 nor the reinforcing cord 70A-1 of the belt reinforcing layer 70A contains polyamide fiber having an amide density of 14.0 or less, and the reinforcing cord of the belt reinforcing layer (layer) 70B not shown in Figure 4 contains polyamide fiber having an amide density of 14.0 or less, is also an example of a pneumatic tire of the second embodiment of the present invention.
- the gauge thickness D from the outer peripheral surface of the tire outer surface side of the reinforcement cord 70A-1 of the belt reinforcing layer 70A to the tire outer surface corresponds to the sum of the total thickness of the tread rubber layer 90 and the thickness of the coating rubber 70A-2 of the belt reinforcing layer 70A located outermost in the tire radial direction D R.
- the reinforcing cords of both the carcass layer 50 and the belt reinforcing layers 70A, 70B contain polyamide fibers having an amide density of 14.0 or less.
- the reinforcing cords of both the carcass layer 50 and the belt reinforcing layers 70A, 70B contain polyamide fibers having an amide density of 14.0 or less, it becomes easier to apply biomass-derived polyamide fibers to the reinforcing cords of the carcass layer 50 and the belt reinforcing layers 70A, 70B, making it easier to reduce the environmental impact.
- the pneumatic tires of the first and second embodiments of the present invention may be obtained by molding an unvulcanized rubber composition or an unvulcanized treat (a cord-rubber composite in which reinforcing cords are covered with coating rubber) or the like and then vulcanizing the molded tire, depending on the type of tire to which the tire is applied.
- the pneumatic tires may be obtained by molding a semi-vulcanized rubber that has been subjected to a pre-vulcanization step or the like instead of the unvulcanized rubber composition and then further vulcanizing the molded tire.
- the members other than the carcass layer and the belt reinforcing layer of the pneumatic tires of the first and second embodiments of the present invention are not particularly limited, and known members can be used.
- the gas to be filled into the pneumatic tires of the first and second embodiments of the present invention may be normal air or air with an adjusted oxygen partial pressure, or an inert gas such as nitrogen, argon, or helium.
- Example 1 Two 1400 dtex polyamide 4,10 (PA410) fibers (amide density 12.5) were first twisted, then paralleled and second twisted to produce a twisted cord (cord structure: 1400//2/2). The number of first twists per 10 cm was 22, and the number of second twists per 10 cm was 22.
- PA410 polyamide 4,10
- Tire 10 Bead portion 20: Sidewall portion 30: Tread portion 40: Bead core 50: Carcass layer 50-1: Reinforcement cord 50-2: Coating rubber 60A, 60B: Belt layer, 70A: Belt reinforcing layer (cap layer) 70A-1: Reinforcement cord 70A-2: Coating rubber 70B: Belt reinforcing layer (layer) 80: Inner liner layer 90: Tread rubber layer R: Region where belt reinforcing layer is arranged A: Gauge thickness (distance) from the outer peripheral surface on the tire inner surface side of the reinforcing cord of the carcass layer located at the innermost position in the tire radial direction to the tire inner surface B: Total thickness of the inner liner layer C: Thickness of the coating rubber of the carcass layer located at the innermost side in the tire radial direction D: Gauge thickness (distance) from the outer peripheral surface of the tire outer side of the reinforcing cord of the belt reinforcing layer located at the outermost side in the tire radial direction to
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Abstract
本発明の課題は、アミド密度が低いポリアミド繊維を用いながらも、タイヤ性能の低下を抑制した空気入りタイヤを提供することであり、その解決手段は、カーカス層(50)と、ベルト層(60A,60B)と、ベルト補強層(70A)と、を具え、前記カーカス層(50)及び前記ベルト補強層(70A)の少なくとも一方の補強コード(50-1,70A-1)は、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含み、(i)カーカス層(50)の補強コード(50-1)のタイヤ内面側の外周面からタイヤ内面までのゲージ厚Aを等間隔で100点測定した際、該ゲージ厚Aの平均が1.5mm以下である、或いは、(ii)ベルト補強層(70A)の補強コード(70A-1)のタイヤ外面側の外周面からタイヤ外面までのゲージ厚Dを等間隔で100点測定した際、該ゲージ厚Dが6.0mm以下である測定点が8割以上を占めることを特徴とする、空気入りタイヤである。
Description
本発明は、空気入りタイヤに関するものである。
従来、タイヤの内部には、タイヤの強度及び剛性を補強するために、補強コードを含むカーカス層が配置されており、また、該カーカス層のタイヤ径方向外側には、補強コードを含むベルト層が配置されている。更に、該ベルト層のタイヤ径方向外側には、ベルト層を補強するために、補強コードを含むベルト補強層(「キャップ・レイヤー」とも呼ばれる。)が配設されることがある。これらの各タイヤ部材の中でも、カーカス層やベルト補強層の補強コードとしては、ポリアミド(ナイロン)繊維コード等の有機繊維コードが広く用いられている。
一方、近年、環境負荷の低減の観点から、石油、石炭等の化石資源の使用量の低減が求められている。そのため、前記有機繊維コードについても、化石資源由来のコードから、バイオマス由来(生物資源由来)のコードへの置き換えが検討されており、該置き換えにおいては、タイヤ性能を十分に維持できる必要がある。
例えば、下記特許文献1には、ナイロン4,10からなるマルチフィラメントヤーンを含む補強要素を有する補強プライや、該補強プライを含む空気入り車両タイヤが開示されており、ナイロン4,10の2種のモノマーの内の一方が、再生可能な原材料に基づくことにより、環境に優しいことが教示されている。
例えば、下記特許文献1には、ナイロン4,10からなるマルチフィラメントヤーンを含む補強要素を有する補強プライや、該補強プライを含む空気入り車両タイヤが開示されており、ナイロン4,10の2種のモノマーの内の一方が、再生可能な原材料に基づくことにより、環境に優しいことが教示されている。
上述のように、カーカス層やベルト補強層の補強コードとしては、ポリアミド繊維コードが広く用いられており、中でも、ポリアミド6,6(PA66)繊維コードが一般に用いられている。しかしながら、ポリアミド6,6(PA66)繊維コードの原材料となるポリアミド6,6は、バイオマスから合成することが難しい。
これに対して、本発明者が検討したところ、ポリアミド4,10(即ち、ナイロン4,10)は、バイオマスから合成することが容易であるものの、ポリアミド6,6に比べて、アミド密度が低く、アミド結合間の水素結合が少ないため、熱特性が低く、そのため、かかるポリアミド4,10を用いた有機繊維コードは、高温時に物性が低下し、かかる有機繊維コードをタイヤに適用すると、タイヤ性能が低下することが分かった。
これに対して、本発明者が検討したところ、ポリアミド4,10(即ち、ナイロン4,10)は、バイオマスから合成することが容易であるものの、ポリアミド6,6に比べて、アミド密度が低く、アミド結合間の水素結合が少ないため、熱特性が低く、そのため、かかるポリアミド4,10を用いた有機繊維コードは、高温時に物性が低下し、かかる有機繊維コードをタイヤに適用すると、タイヤ性能が低下することが分かった。
そこで、本発明は、ポリアミド6,6繊維に比べて、アミド密度が低いポリアミド繊維を用いながらも、タイヤ性能の低下を抑制した空気入りタイヤを提供することを課題とする。
上記課題を解決する本発明の空気入りタイヤの要旨構成は、以下の通りである。
[1] 一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部と、を有し、
前記一対のビード部間に跨ってトロイド状に延在する、少なくとも1層のカーカス層と、
前記カーカス層のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置された、少なくとも1層のベルト層と、
前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置された、少なくとも1層のベルト補強層と、
前記カーカス層のタイヤ内面側に隣接して配置された、少なくとも1層のインナーライナー層と、を具える空気入りタイヤにおいて、
前記カーカス層及び前記ベルト補強層が、補強コードを含み、
前記カーカス層及び前記ベルト補強層の少なくとも一方の補強コードは、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含み、
タイヤ周方向と直行するタイヤ断面の、タイヤ幅方向で見た前記ベルト補強層が配置されている領域において、タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層の補強コードのタイヤ内面側の外周面からタイヤ内面までのゲージ厚を等間隔で100点測定した際、該ゲージ厚の平均が1.5mm以下であることを特徴とする、空気入りタイヤ。
前記一対のビード部間に跨ってトロイド状に延在する、少なくとも1層のカーカス層と、
前記カーカス層のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置された、少なくとも1層のベルト層と、
前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置された、少なくとも1層のベルト補強層と、
前記カーカス層のタイヤ内面側に隣接して配置された、少なくとも1層のインナーライナー層と、を具える空気入りタイヤにおいて、
前記カーカス層及び前記ベルト補強層が、補強コードを含み、
前記カーカス層及び前記ベルト補強層の少なくとも一方の補強コードは、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含み、
タイヤ周方向と直行するタイヤ断面の、タイヤ幅方向で見た前記ベルト補強層が配置されている領域において、タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層の補強コードのタイヤ内面側の外周面からタイヤ内面までのゲージ厚を等間隔で100点測定した際、該ゲージ厚の平均が1.5mm以下であることを特徴とする、空気入りタイヤ。
[2] 一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部と、を有し、
前記一対のビード部間に跨ってトロイド状に延在する、少なくとも1層のカーカス層と、
前記カーカス層のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置された、少なくとも1層のベルト層と、
前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置された、少なくとも1層のベルト補強層と、を具えるタイヤにおいて、
前記カーカス層及び前記ベルト補強層が、補強コードを含み、
前記カーカス層及び前記ベルト補強層の少なくとも一方の補強コードは、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含み、
タイヤ周方向と直行するタイヤ断面の、タイヤ幅方向で見た前記ベルト補強層が配置されている領域において、タイヤ径方向最も外側に位置するベルト補強層の補強コードのタイヤ外面側の外周面からタイヤ外面までのゲージ厚を等間隔で100点測定した際、該ゲージ厚が6.0mm以下である測定点が8割以上を占めることを特徴とする、空気入りタイヤ。
前記一対のビード部間に跨ってトロイド状に延在する、少なくとも1層のカーカス層と、
前記カーカス層のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置された、少なくとも1層のベルト層と、
前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置された、少なくとも1層のベルト補強層と、を具えるタイヤにおいて、
前記カーカス層及び前記ベルト補強層が、補強コードを含み、
前記カーカス層及び前記ベルト補強層の少なくとも一方の補強コードは、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含み、
タイヤ周方向と直行するタイヤ断面の、タイヤ幅方向で見た前記ベルト補強層が配置されている領域において、タイヤ径方向最も外側に位置するベルト補強層の補強コードのタイヤ外面側の外周面からタイヤ外面までのゲージ厚を等間隔で100点測定した際、該ゲージ厚が6.0mm以下である測定点が8割以上を占めることを特徴とする、空気入りタイヤ。
[3] 前記カーカス層及び前記ベルト補強層の両方の補強コードは、前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む、[1]又は[2]に記載の空気入りタイヤ。
[4] 前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維は、ポリアミド4,10繊維である、[1]~[3]のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
[5] 前記インナーライナー層の総厚さが、1.0mm以下である、[1]、[3]及び[4]のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
本発明によれば、ポリアミド6,6繊維に比べて、アミド密度が低いポリアミド繊維を用いながらも、タイヤ性能の低下を抑制した空気入りタイヤを提供することができる。
以下に、本発明の空気入りタイヤを、その実施形態に基づき、詳細に例示説明する。
<定義>
本明細書において、「バイオ化率」とは、バイオマス由来の炭素の含有割合を指し、以下の式(1):
バイオ化率(%)=バイオマス由来の炭素原子数/炭素原子の総数×100 (1)
から算出される。
本明細書において、「バイオ化率」とは、バイオマス由来の炭素の含有割合を指し、以下の式(1):
バイオ化率(%)=バイオマス由来の炭素原子数/炭素原子の総数×100 (1)
から算出される。
また、本明細書において、「コード全体のバイオ化率」とは、コード全体におけるバイオマス由来の炭素の含有割合を指し、以下の式(2):
コード全体のバイオ化率(%)=コード全体のバイオマス由来の炭素原子数/コード全体の炭素原子の総数×100 (2)
から算出される。
コード全体のバイオ化率(%)=コード全体のバイオマス由来の炭素原子数/コード全体の炭素原子の総数×100 (2)
から算出される。
また、本明細書において、補強コードの熱収縮率は、ASTM D885及びASTM D4974に従って測定され、177℃で2分間加熱して測定される値である。
また、本明細書において、ポリアミドの「アミド密度」は、以下の式(3):
アミド密度=ポリアミドのアミド基数/ポリアミドの主鎖の原子数×100 (3)
から算出される。
ここで、「ポリアミドのアミド基数」及び「ポリアミドの主鎖の原子数」は、ポリアミドの一繰り返し単位中の「アミド基数」及び「主鎖の原子数」から算出される。
例えば、ポリアミド4及びポリアミド4,4のアミド密度は、20.0であり、ポリアミド5,4のアミド密度は、18.2であり、ポリアミド4,6のアミド密度は、16.7であり、ポリアミド5,6のアミド密度は、15.4であり、ポリアミド6及びポリアミド6,6のアミド密度は、14.3であり、ポリアミド4,10のアミド密度は、12.5であり、ポリアミド6,10のアミド密度は、11.1であり、ポリアミド9,Tのアミド密度は、10.5であり、ポリアミド10,10のアミド密度は、9.1であり、ポリアミド11のアミド密度は、8.3である。
アミド密度=ポリアミドのアミド基数/ポリアミドの主鎖の原子数×100 (3)
から算出される。
ここで、「ポリアミドのアミド基数」及び「ポリアミドの主鎖の原子数」は、ポリアミドの一繰り返し単位中の「アミド基数」及び「主鎖の原子数」から算出される。
例えば、ポリアミド4及びポリアミド4,4のアミド密度は、20.0であり、ポリアミド5,4のアミド密度は、18.2であり、ポリアミド4,6のアミド密度は、16.7であり、ポリアミド5,6のアミド密度は、15.4であり、ポリアミド6及びポリアミド6,6のアミド密度は、14.3であり、ポリアミド4,10のアミド密度は、12.5であり、ポリアミド6,10のアミド密度は、11.1であり、ポリアミド9,Tのアミド密度は、10.5であり、ポリアミド10,10のアミド密度は、9.1であり、ポリアミド11のアミド密度は、8.3である。
また、本明細書において、「バイオマス由来」とは、植物資源、動物資源、微生物資源等の生物資源由来であることを指し、「バイオ由来」と同義である。
また、本明細書に記載されている化合物は、部分的に、又は全てが化石資源由来であってもよく、植物資源等の生物資源由来であってもよく、使用済タイヤ等の再生資源由来であってもよい。また、化石資源、生物資源、再生資源のいずれか2つ以上の混合物由来であってもよい。
<空気入りタイヤ>
本発明の第一実施形態の空気入りタイヤは、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部と、を有し、前記一対のビード部間に跨ってトロイド状に延在する、少なくとも1層のカーカス層と、前記カーカス層のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置された、少なくとも1層のベルト層と、前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置された、少なくとも1層のベルト補強層と、前記カーカス層のタイヤ内面側に隣接して配置された、少なくとも1層のインナーライナー層と、を具える。
そして、本発明の第一実施形態の空気入りタイヤにおいては、前記カーカス層及び前記ベルト補強層が、補強コードを含み、前記カーカス層及び前記ベルト補強層の少なくとも一方の補強コードは、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含み、タイヤ周方向と直行するタイヤ断面の、タイヤ幅方向で見た前記ベルト補強層が配置されている領域において、タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層の補強コードのタイヤ内面側の外周面からタイヤ内面までのゲージ厚を等間隔で100点測定した際、該ゲージ厚の平均が1.5mm以下であることを特徴とする。
本発明の第一実施形態の空気入りタイヤは、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部と、を有し、前記一対のビード部間に跨ってトロイド状に延在する、少なくとも1層のカーカス層と、前記カーカス層のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置された、少なくとも1層のベルト層と、前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置された、少なくとも1層のベルト補強層と、前記カーカス層のタイヤ内面側に隣接して配置された、少なくとも1層のインナーライナー層と、を具える。
そして、本発明の第一実施形態の空気入りタイヤにおいては、前記カーカス層及び前記ベルト補強層が、補強コードを含み、前記カーカス層及び前記ベルト補強層の少なくとも一方の補強コードは、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含み、タイヤ周方向と直行するタイヤ断面の、タイヤ幅方向で見た前記ベルト補強層が配置されている領域において、タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層の補強コードのタイヤ内面側の外周面からタイヤ内面までのゲージ厚を等間隔で100点測定した際、該ゲージ厚の平均が1.5mm以下であることを特徴とする。
前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維は、ポリアミド6,6繊維に比べて、アミド密度が低く、アミド結合間の水素結合が少ないため、熱特性が低い。そのため、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維は、高温時に物性が低下するため、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードを含むカーカス層及び/又はベルト補強層は、高温時に性能が低下する。
これに対して、本発明の第一実施形態の空気入りタイヤにおいては、タイヤ周方向と直行するタイヤ断面の、タイヤ幅方向で見た、ベルト補強層が配置されている領域において、タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層の補強コードのタイヤ内面側の外周面からタイヤ内面までのゲージ厚(即ち、インナーライナー層の総厚さと、タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層のコーティングゴムの厚さとの合計)を平均で1.5mm以下と薄くすることで、走行時にタイヤ内部で発生した熱を速やかに放熱させ、走行時にタイヤ内部が高温になるのを抑制して、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードの物性の低下を抑制することで、タイヤ性能を維持することができる。
従って、本発明の第一実施形態の空気入りタイヤは、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を用いながらも、タイヤ性能の低下が抑制されている。
これに対して、本発明の第一実施形態の空気入りタイヤにおいては、タイヤ周方向と直行するタイヤ断面の、タイヤ幅方向で見た、ベルト補強層が配置されている領域において、タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層の補強コードのタイヤ内面側の外周面からタイヤ内面までのゲージ厚(即ち、インナーライナー層の総厚さと、タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層のコーティングゴムの厚さとの合計)を平均で1.5mm以下と薄くすることで、走行時にタイヤ内部で発生した熱を速やかに放熱させ、走行時にタイヤ内部が高温になるのを抑制して、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードの物性の低下を抑制することで、タイヤ性能を維持することができる。
従って、本発明の第一実施形態の空気入りタイヤは、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を用いながらも、タイヤ性能の低下が抑制されている。
前記タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層の補強コードのタイヤ内面側の外周面からタイヤ内面までのゲージ厚(即ち、インナーライナー層の総厚さと、タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層のコーティングゴムの厚さとの合計)は、平均で1.0mm以下であることが好ましい。該ゲージ厚の平均が1.0mm以下である空気入りタイヤは、レース用タイヤとして好適である。
また、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤは、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部と、を有し、前記一対のビード部間に跨ってトロイド状に延在する、少なくとも1層のカーカス層と、前記カーカス層のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置された、少なくとも1層のベルト層と、前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置された、少なくとも1層のベルト補強層と、を具える。
そして、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤにおいては、前記カーカス層及び前記ベルト補強層が、補強コードを含み、前記カーカス層及び前記ベルト補強層の少なくとも一方の補強コードは、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含み、タイヤ周方向と直行するタイヤ断面の、タイヤ幅方向で見た前記ベルト補強層が配置されている領域において、タイヤ径方向最も外側に位置するベルト補強層の補強コードのタイヤ外面側の外周面からタイヤ外面までのゲージ厚を等間隔で100点測定した際、該ゲージ厚が6.0mm以下である測定点が8割以上を占めることを特徴とする。
そして、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤにおいては、前記カーカス層及び前記ベルト補強層が、補強コードを含み、前記カーカス層及び前記ベルト補強層の少なくとも一方の補強コードは、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含み、タイヤ周方向と直行するタイヤ断面の、タイヤ幅方向で見た前記ベルト補強層が配置されている領域において、タイヤ径方向最も外側に位置するベルト補強層の補強コードのタイヤ外面側の外周面からタイヤ外面までのゲージ厚を等間隔で100点測定した際、該ゲージ厚が6.0mm以下である測定点が8割以上を占めることを特徴とする。
前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維は、ポリアミド6,6繊維に比べて、アミド密度が低く、アミド結合間の水素結合が少ないため、熱特性が低い。そのため、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維は、高温時に物性が低下するため、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードを含むカーカス層及び/又はベルト補強層は、高温時に性能が低下する。
これに対して、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤにおいては、タイヤ周方向と直行するタイヤ断面の、タイヤ幅方向で見た、ベルト補強層が配置されている領域において、タイヤ径方向最も外側に位置するベルト補強層の補強コードのタイヤ外面側の外周面からタイヤ外面までのゲージ厚を等間隔で100点測定した際、該ゲージ厚が6.0mm以下である測定点が8割以上を占めるようにすることで、走行時にタイヤ内部で発生した熱を速やかに放熱させ、走行時にタイヤ内部が高温になるのを抑制して、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードの物性の低下を抑制することで、タイヤ性能を維持することができる。
従って、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤは、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を用いながらも、タイヤ性能の低下が抑制されている。
これに対して、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤにおいては、タイヤ周方向と直行するタイヤ断面の、タイヤ幅方向で見た、ベルト補強層が配置されている領域において、タイヤ径方向最も外側に位置するベルト補強層の補強コードのタイヤ外面側の外周面からタイヤ外面までのゲージ厚を等間隔で100点測定した際、該ゲージ厚が6.0mm以下である測定点が8割以上を占めるようにすることで、走行時にタイヤ内部で発生した熱を速やかに放熱させ、走行時にタイヤ内部が高温になるのを抑制して、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードの物性の低下を抑制することで、タイヤ性能を維持することができる。
従って、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤは、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を用いながらも、タイヤ性能の低下が抑制されている。
(カーカス層及びベルト補強層)
前記カーカス層及び前記ベルト補強層は、前記補強コードを含み、通常、該補強コードをコーティングゴムで被覆してなる。
前記カーカス層及び前記ベルト補強層は、前記補強コードを含み、通常、該補強コードをコーティングゴムで被覆してなる。
-コーティングゴム-
前記カーカス層及び前記ベルト補強層のコーティングゴムとしては、天然ゴムや合成ゴム等のゴム成分に、カーボンブラック等の充填剤、老化防止剤、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤等を配合したゴム組成物を使用することができる。
前記カーカス層及び前記ベルト補強層のコーティングゴムとしては、天然ゴムや合成ゴム等のゴム成分に、カーボンブラック等の充填剤、老化防止剤、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤等を配合したゴム組成物を使用することができる。
前記コーティングゴムは、(i)温度24℃、初期歪6%、振幅±1%、周波数52Hzの条件下で測定された損失正接tanδ(24℃)が0.15以下で、且つ(ii)温度60℃、初期歪1.5%、振幅±1%、周波数52Hzの条件下で測定された損失正接tanδ(60℃)が0.10以下であることが好ましい。コーティングゴムの、(i)温度24℃、初期歪6%、振幅±1%、周波数52Hzの条件下で測定された損失正接tanδ(24℃)が0.15以下で、且つ(ii)温度60℃、初期歪1.5%、振幅±1%、周波数52Hzの条件下で測定された損失正接tanδ(60℃)が0.10以下であることで、室温付近から走行時の温度付近におけるコーティングゴムのヒステリシスロスを低減して、タイヤ内部での発熱を抑制することができる。また、タイヤ内部での発熱を抑制することで、タイヤ内部が高温になるのを抑制して、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードの物性の低下を抑制し、その結果として、当該アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードを含むカーカス層及び/又はベルト補強層の性能を維持することができる。
ここで、コーティングゴムの損失正接tanδは、粘弾性測定装置(レオメトリックス社製)を用いて、測定することができる。
ここで、コーティングゴムの損失正接tanδは、粘弾性測定装置(レオメトリックス社製)を用いて、測定することができる。
前記コーティングゴムは、(i)前記損失正接tanδ(24℃)が0.15以下であることが好ましく、0.12以下であることが更に好ましい。コーティングゴムの損失正接tanδ(24℃)が0.12以下であると、室温付近でのタイヤ内部の発熱を更に抑制し、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードの物性の低下を更に抑制することで、当該アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードを含むカーカス層及び/又はベルト補強層の性能をより確実に維持することができる。そのため、損失正接tanδ(24℃)が0.12以下であるコーティングゴムを用いたカーカス層及び/又はベルト補強層は、タイヤ性能の低下を更に抑制することが可能である。
前記コーティングゴムは、(ii)前記損失正接tanδ(60℃)が0.10以下であることが好ましく、0.07以下であることが更に好ましい。コーティングゴムの損失正接tanδ(60℃)が0.07以下であると、走行時のタイヤ内部での発熱を更に抑制し、タイヤ内部が高温になるのを更に抑制して、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードの物性の低下を更に抑制することで、当該アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードを含むカーカス層及び/又はベルト補強層の性能をより確実に維持することができる。そのため、損失正接tanδ(60℃)が0.07以下であるコーティングゴムを用いたカーカス層及び/又はベルト補強層は、タイヤ性能の低下を更に抑制することが可能である。
前記コーティングゴムに用いるゴム組成物のゴム成分としては、特に限定されず、種々のエラストマーを適用することができる。このようなエラストマーとしては、天然ゴム(NR)、合成イソプレンゴム(IR)、エポキシ化天然ゴム、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR、高シスBR及び低シスBR)、ニトリルゴム(NBR)、水素化NBR、水素化SBR等のジエン系ゴム及びその水添物、エチレン-プロピレンゴム(EPDM、EPM)、マレイン酸変性エチレン-プロピレンゴム(M-EPM)、ブチルゴム(IIR)、イソブチレンと芳香族ビニル又はジエン系モノマーの共重合体、アクリルゴム(ACM)、アイオノマー等のオレフィン系ゴム、臭素化ブチルゴム(Br-IIR)、塩素化ブチルゴム(Cl-IIR)、イソブチレン-パラメチルスチレン共重合体の臭素化物(Br-IPMS)、クロロプレンゴム(CR)、ヒドリンゴム(CHR)、クロロスルホン化ポリエチレンゴム(CSM)、塩素化ポリエチレンゴム(CM)、マレイン酸変性塩素化ポリエチレンゴム(M-CM)等の含ハロゲンゴム、メチルビニルシリコーンゴム、ジメチルシリコーンゴム、メチルフェニルビニルシリコーンゴム等のシリコーンゴム、ポリスルフィドゴム等の含硫黄ゴム、ビニリデンフルオライド系ゴム、含フッ素ビニルエーテル系ゴム、テトラフルオロエチレン-プロピレン系ゴム、含フッ素シリコーン系ゴム、含フッ素ホスファゼン系ゴム等のフッ素ゴム等のゴムや、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、エステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー等の熱可塑性エラストマーを用いることができる。
前記カーカス層及び前記ベルト補強層のコーティングゴムに用いるゴム成分としては、天然ゴム(NR)、合成イソプレンゴム(IR)が好ましい。天然ゴムは、改質されたものであってもよい。改質天然ゴムの場合、例えば、窒素含有量が0.1~0.3質量%の改質天然ゴムであることが好ましい。また、前記改質天然ゴムが、遠心分離プロセス、酵素処理又は尿素処理によってタンパク質が除去されたものであることが好ましい。また、前記改質天然ゴムのリン含有量が、200ppmを超え、900ppm以下であることが好ましい。
前記コーティングゴムに用いるゴム組成物は、ゴム成分として天然ゴム及びスチレン-ブタジエンゴムを含み、該ゴム成分100質量部中の、天然ゴムの含有量が70質量部以上であることが好ましい。前記コーティングゴムに用いるゴム組成物中の天然ゴムの含有量は、ゴム成分100質量部中、70質量部以上90質量部以下であることがより好ましい。また、前記コーティングゴムに用いるゴム組成物中のスチレン-ブタジエンゴムの含有量は、ゴム成分100質量部中、10質量部以上30質量部以下であることが好ましい。ゴム成分として天然ゴム及びスチレン-ブタジエンゴムを含みつつ、ゴム成分100質量部中の、天然ゴムの含有量が70質量部以上であると、コーティングゴムのヒステリシスロスが更に小さくなり、タイヤ内部での発熱が更に抑制され、タイヤ内部が高温になるのをより確実に抑制できる。そのため、かかるコーティングゴムを用いたカーカス層及び/又はベルト補強層は、タイヤ性能の低下を更に抑制することが可能である。
前記スチレン-ブタジエンゴムとしては、非油展のスチレン-ブタジエンゴムを用いることが好ましい。ゴム組成物が非油展のスチレン-ブタジエンゴムを含むことにより、当該ゴム組成物の損失正接tanδ(24℃)を更に低くできる。そのため、非油展のスチレン-ブタジエンゴム含むコーティングゴムを用いたカーカス層及び/又はベルト補強層は、タイヤ内部での発熱を更に抑制して、タイヤ性能の低下を更に抑制することが可能である。
前記カーカス層及び前記ベルト補強層のコーティングゴムに用いるカーボンブラックとしては、特に限定されるものではなく、例えば、GPF、FEF、HAF、ISAF、及びSAFグレードのカーボンブラックが挙げられる。これらカーボンブラックは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して40~80質量部の範囲が好ましく、50~70質量部の範囲が更に好ましい。
一実施形態において、前記コーティングゴムに用いるカーボンブラックとしては、GPF、FEF、HAFグレードのカーボンブラック等が好ましい。該カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、40m2/g以下であることが好ましく、34m2/g以下であることがより好ましく、30m2/g以下であることが特に好ましい。また、前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、25m2/g以上とすることができる。また、前記カーボンブラックの含有量は、前記ゴム成分100質量部に対して、30~60質量部であることが好ましく、40~50質量部であることがより好ましい。コーティングゴムに用いるゴム組成物が、ゴム成分100質量部に対して、カーボンブラックを30~60質量部含み、該カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)が40m2/g以下であると、コーティングゴムのヒステリシスロスが更に小さくなり、タイヤ内部での発熱が更に抑制され、タイヤ内部が高温になるのをより確実に抑制できる。そのため、かかるコーティングゴムを用いたカーカス層及び/又はベルト補強層は、タイヤに適用することで、タイヤ性能の低下を更に抑制することが可能である。
前記カーボンブラックは、再生カーボンブラックでもよい。ここで、「再生カーボンブラック」とは、リサイクルに供された廃棄物である原材料から回収して得られるカーボンブラックを指す。前記廃棄物としては、廃ゴム、使用済みタイヤ、廃油等が挙げられる。廃ゴムは、ゴム製品から発生するものに限らず、ゴム製品の生産又は補修等で生じる不要な端材等を含む全ての廃棄されたゴムを指す。端材としては、例えば、バフ粉、ピーリングゴム等が挙げられる。バフ粉は、例えば、タイヤのリトレッドにおける、台タイヤに残っているトレッド部分を削るバフ工程で発生する細かいゴムである。ピーリングゴムは、タイヤ等のゴム製品の表面から剥ぎ取られた、例えば、1~2cm幅の長尺なゴムである。ピーリングゴムは、先がU字状又はV字状のナイフをピーラー(peeler)のように用いてタイヤ等のゴム製品の表面を削ることによって発生する。また、廃ゴムは、架橋されたゴムに限らず、未加硫ゴムも含む。ゴム製品は、例えば、タイヤ、ゴムホース等の最終製品及び最終製品の製造段階におけるゴムの部品又はパーツを含む。使用済みタイヤは、例えば、リトレッドが行われるものであってもよいし、タイヤ交換、廃車等に伴って生じる廃タイヤ及びタイヤとしての寿命を終えたELT(End-of-Life Tire)等、何らかの理由で廃棄されたものであってもよい。廃油は、プラスチック、ゴムを分解した際に発生するものに限らず、例えば、動植物性油、潤滑油、絶縁油、切削油等、産業から排出される使用済みの油等が挙げられる。その中でも、廃油としては、シリコーンゴム由来、ポリ塩化ビニル由来等、有機物以外の組成を持たないものが望ましい。また、廃油としては、カーボンブラック、又はカーボンブラックを含むゴムが混入したものが望ましい。
「再生カーボンブラック」は、石油、天然ガス、石炭等の炭化水素を原材料として直接製造されるカーボンブラック、即ち、リサイクル品ではないカーボンブラックとは異なる。なお、ここでの「使用済み」とは、実際に使用された後で廃棄されたものだけではなく、製造されたものの実際には使用されずに廃棄されたものも含む。
「再生カーボンブラック」は、石油、天然ガス、石炭等の炭化水素を原材料として直接製造されるカーボンブラック、即ち、リサイクル品ではないカーボンブラックとは異なる。なお、ここでの「使用済み」とは、実際に使用された後で廃棄されたものだけではなく、製造されたものの実際には使用されずに廃棄されたものも含む。
また、前記再生カーボンブラックは、カーボンブラックを含む加硫ゴム製品の熱分解によって得られたものであることが好ましい。カーボンブラックを含む加硫ゴム製品の熱分解によって得られる再生カーボンブラックは、カーボンブラックを含む加硫ゴム製品が大量に存在し、また、熱分解によって容易に得られるため、入手し易い。更に、該再生カーボンブラックは、前記カーボンブラックを含む加硫ゴム製品の熱分解によって生成する固形残渣から得られるものであることが好ましい。カーボンブラックを含むゴム製品を熱分解した際に、固形残渣と揮発成分(オイル)とが得られ、いずれからも再生カーボンブラックを回収することが可能である。
なお、揮発成分からカーボンブラックを回収する場合、カーボンブラックを製造するのに適した比重のオイル分を回収し、それを用いて既存のカーボンブラック製造方法(例えば、特表2015-520259号公報)にてカーボンブラックを製造することが可能である。この場合、固形残渣から回収されるカーボンブラックとは異なり、不純物が含まれない、異なるグレードが混在しない等の利点がある。また、低環境負荷なカーボンブラックの製造においては、前述のゴム熱分解により得られる揮発成分を回収して得られるオイル以外にも、植物油、廃プラ由来のオイル等を用いる等、様々な選択肢がある。しかしながら、植物油のような可食資源は、食用等の他用途ニーズもあり十分量を確保することへの課題や、耕作地の拡大に伴う環境への影響についても考慮する必要がある。また、廃プラ等に由来するオイルは、プラスチックの水平リサイクル等、他用途でも使われるため、やはり供給面での課題が考えられる。一方で、加硫ゴム製品、とりわけタイヤの熱分解によって生成する揮発成分(オイル)を用いる場合は、タイヤ業界内で既存材料を使い続ける仕組みのため、既存材料を使い続けることが可能となり、新規タイヤ製造において新たな材料の消費量を削減して、業界として環境負荷の軽減に貢献することが可能となる。前記カーボンブラックのグレードとしては、特に限定されず、N134、N110、N220、N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550、N762等が挙げられる。
なお、揮発成分からカーボンブラックを回収する場合、カーボンブラックを製造するのに適した比重のオイル分を回収し、それを用いて既存のカーボンブラック製造方法(例えば、特表2015-520259号公報)にてカーボンブラックを製造することが可能である。この場合、固形残渣から回収されるカーボンブラックとは異なり、不純物が含まれない、異なるグレードが混在しない等の利点がある。また、低環境負荷なカーボンブラックの製造においては、前述のゴム熱分解により得られる揮発成分を回収して得られるオイル以外にも、植物油、廃プラ由来のオイル等を用いる等、様々な選択肢がある。しかしながら、植物油のような可食資源は、食用等の他用途ニーズもあり十分量を確保することへの課題や、耕作地の拡大に伴う環境への影響についても考慮する必要がある。また、廃プラ等に由来するオイルは、プラスチックの水平リサイクル等、他用途でも使われるため、やはり供給面での課題が考えられる。一方で、加硫ゴム製品、とりわけタイヤの熱分解によって生成する揮発成分(オイル)を用いる場合は、タイヤ業界内で既存材料を使い続ける仕組みのため、既存材料を使い続けることが可能となり、新規タイヤ製造において新たな材料の消費量を削減して、業界として環境負荷の軽減に貢献することが可能となる。前記カーボンブラックのグレードとしては、特に限定されず、N134、N110、N220、N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550、N762等が挙げられる。
また、前記再生カーボンブラックは、固形残渣から回収される場合、より好ましくは、表面処理や表面改質が施されたカーボンブラックである。表面処理や表面改質としては、例えば、フッ酸処理、塩酸、硫酸などの酸や、過酸化物によるものが挙げられる。また、表面処理や表面改質は、室温で行われてもよく、好ましくは70℃以上、さらに好ましくは90℃以上、特に好ましくは90℃以上100℃以下で行われる。
前記再生カーボンブラックは、グラインドゲージで測定して、長さが10mm以上のラインが3本以上であり、且つ、該長さが10mm以上のラインをもたらす粒子の内、3番目に大きい粒子の粒子サイズが20μm以下であることが好ましい。前記3番目に大きい粒子の粒子サイズが20μm以下であれば、再生カーボンブラックを配合しても、該再生カーボンブラックのゴム組成物中での分散性が良好であり、ゴム組成物の耐久性、特には劣化後性能の低下を抑制できる。グラインドケージによる測定において、測定試料としては、JIS K5101-1-5に従って前記再生カーボンブラックのペーストを調製でき、かける荷重を0.4~0.5kN、ガラス板の回転速度を90~110r/minに設定することが好ましい。また、線状痕の発生の仕方で評価する手法については、JIS K5400に準拠でき、レンジが0~25μmのものを使用することが好ましい。なお、レンジの上限が20μmよりも大きいグラインドゲージであれば、3番目に大きい粒子の粒子サイズが20μm以下であるか否かを判断できるため、使用可能である。また、他の目的(再生カーボンブラックを配合するゴム組成物の耐久性以外の性能)に利用する場合は、目的に応じて、使用するグラインドゲージのレンジを適宜選択することができる。
前記再生カーボンブラックは、灰分量が0.5質量%以上20質量%以下であることが好ましい。再生カーボンブラック中の灰分量が20質量%を超える場合、十分な補強性を有するタイヤを得ることができないおそれがある。タイヤの補強性を考慮すると、灰分量が10質量%以下であることが好ましく、さらに6質量%以下であることが好ましい。
前記コーティングゴムに用いるゴム組成物には、カーボンブラック、老化防止剤、硫黄及び加硫促進剤の他に、タイヤ等のゴム製品で通常使用される酸化亜鉛(亜鉛華)、ステアリン酸等を適宜配合することができる。ここで、前記ゴム組成物中の亜鉛華の配合量としては、前記ゴム成分100質量部に対して、3質量部を超え、5質量部未満であることが好ましい。亜鉛華の配合量が、5質量部以上であると、凝集が生じて、分散性が悪化するおそれがあり、また、3質量部以下であると、加硫反応に悪影響を生ずるおそれがある。
前記コーティングゴムに用いるゴム組成物は、ポリマー由来のオイル分を含まないことが好ましい。ここで、ポリマー由来のオイル分を含まないとは、前記ゴム成分等のポリマーが含有する成分として間接的にゴム組成物に配合されるオイル分を含まないとの意味である。コーティングゴムに用いるゴム組成物中のポリマー由来のオイル分の含有量をゼロとすることで、ゴム組成物の損失正接tanδ(24℃)を更に低くできる。そのため、ポリマー由来のオイル分を含まないゴム組成物をコーティングゴムに用いたカーカス層及び/又はベルト補強層は、タイヤ性能の低下を更に抑制することが可能である。
前記コーティングゴムに用いるゴム組成物中のオイル分は、0.2質量%以下であることが更に好ましい。コーティングゴムに用いるゴム組成物中のオイル分が0.2質量%以下であることにより、ゴム組成物の損失正接tanδ(24℃)をより一層低くできる。そのため、オイル分が0.2質量%以下であるゴム組成物をコーティングゴムに用いたカーカス層及び/又はベルト補強層は、タイヤ性能の低下をより一層抑制することが可能である。
-アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コード-
前記カーカス層及び前記ベルト補強層の少なくとも一方の補強コードは、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む。アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維は、広く用いられているポリアミド6,6(PA66)繊維に比べて、アミド密度が低く、アミド結合間の水素結合が少ないため、熱特性が低く、高温時に物性が低下する。
これに対して、本発明の第一実施形態のタイヤにおいては、タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層の補強コードのタイヤ内面側の外周面からタイヤ内面までのゲージ厚(距離)(換言すると、インナーライナー層の総厚さと、タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層のコーティングゴムの厚さとの合計)を平均で1.5mm以下と薄くすることで、走行時にタイヤ内部で発生した熱を速やかに放熱させ、走行時にタイヤ内部が高温になるのを抑制することで、タイヤ性能を維持する。
また、本発明の第二実施形態のタイヤにおいては、タイヤ径方向最も外側に位置するベルト補強層の補強コードのタイヤ外面側の外周面からタイヤ外面までのゲージ厚を等間隔で100点測定した際、該ゲージ厚が6.0mm以下である測定点が8割以上を占めるようにすることで(即ち、トレッドゴム層の総厚さと、ベルト補強層のコーティングゴムの厚さと、の合計を薄くすることで)、走行時にタイヤ内部で発生した熱を速やかに放熱させ、走行時にタイヤ内部が高温になるのを抑制することで、タイヤ性能を維持する。
前記ポリアミド繊維のアミド密度の下限は、特に限定されるものではないが、該ポリアミド繊維のアミド密度は、10.5以上であることが好ましい。ポリアミド繊維のアミド密度が10.5以上であると、アミド結合間の水素結合が幾分形成されるため、熱特性の低下を緩和できる。
前記カーカス層及び前記ベルト補強層の少なくとも一方の補強コードは、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む。アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維は、広く用いられているポリアミド6,6(PA66)繊維に比べて、アミド密度が低く、アミド結合間の水素結合が少ないため、熱特性が低く、高温時に物性が低下する。
これに対して、本発明の第一実施形態のタイヤにおいては、タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層の補強コードのタイヤ内面側の外周面からタイヤ内面までのゲージ厚(距離)(換言すると、インナーライナー層の総厚さと、タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層のコーティングゴムの厚さとの合計)を平均で1.5mm以下と薄くすることで、走行時にタイヤ内部で発生した熱を速やかに放熱させ、走行時にタイヤ内部が高温になるのを抑制することで、タイヤ性能を維持する。
また、本発明の第二実施形態のタイヤにおいては、タイヤ径方向最も外側に位置するベルト補強層の補強コードのタイヤ外面側の外周面からタイヤ外面までのゲージ厚を等間隔で100点測定した際、該ゲージ厚が6.0mm以下である測定点が8割以上を占めるようにすることで(即ち、トレッドゴム層の総厚さと、ベルト補強層のコーティングゴムの厚さと、の合計を薄くすることで)、走行時にタイヤ内部で発生した熱を速やかに放熱させ、走行時にタイヤ内部が高温になるのを抑制することで、タイヤ性能を維持する。
前記ポリアミド繊維のアミド密度の下限は、特に限定されるものではないが、該ポリアミド繊維のアミド密度は、10.5以上であることが好ましい。ポリアミド繊維のアミド密度が10.5以上であると、アミド結合間の水素結合が幾分形成されるため、熱特性の低下を緩和できる。
前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維としては、バイオ化率が高いものを利用し易く、かかるバイオ化率が高いポリアミド繊維は、環境負荷を低減する効果が大きい。そのため、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードを、前記カーカス層及び前記ベルト補強層の少なくとも一方に適用した空気入りタイヤは、環境負荷の低減が容易になる。
前記カーカス層及び前記ベルト補強層の両方の補強コードは、前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含むことが好ましい。前記カーカス層及び前記ベルト補強層の両方の補強コードが、前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含むタイヤは、カーカス層及びベルト補強層の補強コードへのバイオマス由来のポリアミド繊維の適用が容易になり、環境負荷の低減が容易になる。
前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードは、コード全体のバイオマス由来の炭素の含有割合(バイオ化率)が15%以上であることが好ましい。コード全体のバイオ化率が15%以上であると、環境負荷を低減する効果が大きくなる。環境負荷を更に低減する観点から、該補強コードは、コード全体のバイオ化率が20%以上であることが好ましく、100%でもよい。
前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードは、バイオマス由来の炭素の含有割合(バイオ化率)が40%以上の繊維を含むことが好ましい。補強コードが、バイオ化率が40%以上の繊維を含むことで、環境負荷を低減する効果が大きくなる。前記バイオ化率が40%以上の繊維(ポリアミド繊維)としては、ポリアミド11(PA11)繊維、ポリアミド4,10(PA410)繊維、ポリアミド6,10(PA610)繊維、ポリアミド10,10(PA1010)等が挙げられる。これらのポリアミド繊維の原料となるポリアミドは、バイオマス由来の成分から合成することができる。ここで、バイオマス由来の成分とは、植物資源、動物資源、微生物資源等の生物資源由来の成分である。
ポリアミド11(PA11)は、アミノウンデカン酸の重合により得られ、アミノウンデカン酸は、トウゴマ等の植物資源から得られる。
ポリアミド4,10(PA410)は、テトラメチレンジアミン(炭素数4)と、セバシン酸(炭素数10)との縮合重合反応により得られ、テトラメチレンジアミンは、サトウキビ等の植物資源から得られ、セバシン酸は、トウゴマ等の植物資源から得られる。
ポリアミド6,10(PA610)は、ヘキサメチレンジアミン(炭素数6)と、セバシン酸(炭素数10)との縮合重合反応により得られ、セバシン酸は、トウゴマ等の植物資源から得られる。
ポリアミド10,10(PA1010)は、デカメチレンジアミン(炭素数10)と、セバシン酸(炭素数10)との縮合重合反応により得られ、デカメチレンジアミン及びセバシン酸は、トウゴマ等の植物資源から得られる。
例えば、テトラメチレンジアミンは、「プトレシン」とも呼ばれ、サトウキビを発酵させてグルタミン酸を生成させ、該グルタミン酸から生化学的にオルニチンを生成させ、得られるオルニチンを脱炭酸させることで、入手することができる。
また、セバシン酸は、トウゴマを機械的にプレスすることでヒマシ油を得、該ヒマシ油のメタノリシスによりリシノール酸メチルを得、該リシノール酸メチルを鹸化等することにより、入手することができる。
ポリアミド4,10(PA410)は、テトラメチレンジアミン(炭素数4)と、セバシン酸(炭素数10)との縮合重合反応により得られ、テトラメチレンジアミンは、サトウキビ等の植物資源から得られ、セバシン酸は、トウゴマ等の植物資源から得られる。
ポリアミド6,10(PA610)は、ヘキサメチレンジアミン(炭素数6)と、セバシン酸(炭素数10)との縮合重合反応により得られ、セバシン酸は、トウゴマ等の植物資源から得られる。
ポリアミド10,10(PA1010)は、デカメチレンジアミン(炭素数10)と、セバシン酸(炭素数10)との縮合重合反応により得られ、デカメチレンジアミン及びセバシン酸は、トウゴマ等の植物資源から得られる。
例えば、テトラメチレンジアミンは、「プトレシン」とも呼ばれ、サトウキビを発酵させてグルタミン酸を生成させ、該グルタミン酸から生化学的にオルニチンを生成させ、得られるオルニチンを脱炭酸させることで、入手することができる。
また、セバシン酸は、トウゴマを機械的にプレスすることでヒマシ油を得、該ヒマシ油のメタノリシスによりリシノール酸メチルを得、該リシノール酸メチルを鹸化等することにより、入手することができる。
前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードは、前記バイオ化率が100%(即ち、完全バイオマス由来)の繊維を含むことが好ましい。バイオ化率が100%の繊維を含むことで、環境負荷を低減する効果が更に大きくなる。前記バイオ化率が100%の繊維としては、ポリアミド11(PA11)繊維、ポリアミド4,10(PA410)繊維、ポリアミド10,10(PA1010)繊維等が挙げられる。
前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維としては、ポリアミド4,10(PA410)繊維、ポリアミド6,10(PA610)繊維、ポリアミド9,T(PA9T)繊維、ポリアミド10,10(PA1010)繊維、ポリアミド11(PA11)繊維等が挙げられ、これらの中でも、ポリアミド4,10(PA410)繊維が好ましい。ポリアミド4,10繊維は、バイオ化率が100%のものを利用でき、かかるバイオ化率が100%のポリアミド4,10繊維は、環境負荷を低減する効果が大きい。そのため、ポリアミド4,10繊維を含む補強コードを、前記カーカス層及び前記ベルト補強層の少なくとも一方に適用した空気入りタイヤは、環境負荷の低減が容易になる。
前記補強コードは、前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維以外の有機繊維を含んでもよい。ここで、前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維以外の有機繊維の原材料は、特に限定されず、例えば、合成品由来でもよいし、植物資源、動物資源、微生物資源等の生物資源由来でもよいし、樹脂製品を粉砕、溶融、再紡糸してなるメカニカルリサイクル由来でもよいし、樹脂製品を解重合し、再重合してなるケミカルリサイクル由来でもよい。
前記有機繊維の材質としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンフランジカルボキシレート(PEF)等のポリエステル;6-ナイロン(登録商標)、6,6-ナイロン(登録商標)、4,6-ナイロン(登録商標)、アラミド等のポリアミド;レーヨン、リヨセル等のセルロース;等が挙げられる。
前記ポリエチレンテレフタレート(PET)としては、例えば、PET製の製品や衣料品などをメカニカルリサイクル又はケミカルリサイクルして得られるポリエチレンテレフタレートが挙げられる。
前記ポリアミドとしては、例えば、ポリアミド4(PA4)、ポリアミド4,4(PA44)、ポリアミド5,4(PA54)、ポリアミド4,6(PA46)、ポリアミド5,6(PA56)、ポリアミド6(PA6:6-ナイロン(登録商標)とも称される。)、ポリアミド6,6(PA66:6,6-ナイロン(登録商標)とも称される。)等の生物資源由来のポリアミドが挙げられる。
前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードは、前記バイオ化率が40%以上の繊維と、アラミド繊維と、を撚り合わせたコードであることも好ましい。かかる補強コードは、アラミド繊維に起因して、剛直で、且つ優れた熱特性を有しつつ、バイオ化率が40%以上の繊維に起因して、環境負荷を低減する効果が大きい。
前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードは、ポリアミド4,10繊維と、アラミド繊維と、を撚り合わせたコードであることも好ましい。かかる補強コードは、アラミド繊維に起因して、剛直で、且つ優れた熱特性を有しつつ、バイオ化率が100%のものを利用できるポリアミド4,10繊維に起因して、環境負荷を低減する効果が大きい。
前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードは、2本~4本の繊維を撚り合わせたコードであることも好ましい。2本~4本の繊維を撚り合わせた補強コードは、タイヤ用補強材としての十分な剛性を確保しながら、タイヤの軽量化を実現できる。同様な観点から、2本の繊維を撚り合わせたコードが好ましい。
前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードは、アラミド繊維2本と、ポリアミド4,10繊維1本と、を撚り合わせたコードであることも好ましい。かかる補強コードは、2本のアラミド繊維に起因して、剛直で、且つ優れた熱特性を有しつつ、バイオ化率が100%のものを利用できるポリアミド4,10繊維に起因して、環境負荷を低減する効果が大きい。
前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードは、バイオマス由来の炭素の含有割合(バイオ化率)が15%以上のポリアミド繊維のみからなることも好ましい。補強コードが、バイオ化率が15%以上のポリアミド繊維のみからなることで、環境負荷を低減する効果が大きくなる。
前記補強コードは、片撚り構造でもよいし、撚り合わせ構造(双撚り構造等)でもよい。
片撚り構造である場合、例えば、原糸を引き揃えて、一方の方向に撚りをかけることで、撚糸コードとして得ることができる。ここで、撚り数は、4~20回/10cmの範囲が好ましい。片撚り構造における撚り数が、20回/10cmを超えると、撚糸コードの強力が落ちる恐れがあり、また、4回/10cm未満であると、撚糸コードが十分な耐疲労性を得られない恐れがある。
また、双撚り構造である場合、例えば、原糸に下撚りをかけ、次いでこれを複数合わせて、逆方向に上撚りをかけることで、撚糸コードとして得ることができる。ここで、下撚り数は、10~60回/10cmの範囲が好ましく、上撚り数は、10~60回/10cmの範囲が好ましい。下撚り数が、60回/10cmを超えると、撚糸コードの強力が落ちる恐れがあり、また、10回/10cm未満であると、撚糸コードが十分な耐疲労性を得られない恐れがある。また、上撚り数が、60回/10cmを超えると、撚糸コードの強力が落ちる恐れがあり、また、10回/10cm未満であると、撚糸コードが十分な耐疲労性を得られない恐れがある。
片撚り構造である場合、例えば、原糸を引き揃えて、一方の方向に撚りをかけることで、撚糸コードとして得ることができる。ここで、撚り数は、4~20回/10cmの範囲が好ましい。片撚り構造における撚り数が、20回/10cmを超えると、撚糸コードの強力が落ちる恐れがあり、また、4回/10cm未満であると、撚糸コードが十分な耐疲労性を得られない恐れがある。
また、双撚り構造である場合、例えば、原糸に下撚りをかけ、次いでこれを複数合わせて、逆方向に上撚りをかけることで、撚糸コードとして得ることができる。ここで、下撚り数は、10~60回/10cmの範囲が好ましく、上撚り数は、10~60回/10cmの範囲が好ましい。下撚り数が、60回/10cmを超えると、撚糸コードの強力が落ちる恐れがあり、また、10回/10cm未満であると、撚糸コードが十分な耐疲労性を得られない恐れがある。また、上撚り数が、60回/10cmを超えると、撚糸コードの強力が落ちる恐れがあり、また、10回/10cm未満であると、撚糸コードが十分な耐疲労性を得られない恐れがある。
前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードは、熱収縮率が12.0%以下であることが好ましい。補強コードの熱収縮率が12.0%以下であると、高温での物性(特には、弾性率や強力)の低下を抑制できる。該補強コードは、熱収縮率が9.0%以下であることが更に好ましい。該補強コードの熱収縮率が9.0%以下であると、特に高速走行時のユニフォミティーが向上する。
前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードの総繊度は、1000~6000dtexの範囲が好ましい。該補強コードの総繊度が、1000dtex未満であると、タイヤ用補強コードとしての充分な強度が得らない恐れがあり、また、6000dtexを超えると、トリートが厚くなり、タイヤの重量が大きくなる。
前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードの破断強度は、6.0cN/dtex以上が好ましい。また、該補強コードの破断強度は、180N以上が好ましい。ここで、破断強度は、ASTM D855Mに従って室温(23℃)で測定される。該補強コードの破断強度が、6.0cN/dtex以上、もしくは180N以上であると、十分な補強効果が得られる。
前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードの切断伸度(破断時の伸び)は、8.0%以上が好ましい。ここで、切断伸度は、ASTM D855Mに従って室温(23℃)で測定される。該補強コードの切断伸度が、8.0%以上であると、十分な補強効果が得られる。
前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードの水分率は、3.0%以下が好ましい。ここで、水分率は、JIS L 1013に従って測定される。該補強コードの水分率が、3.0%超えると、物性が低下して、十分な補強効果が得られない。
-他の補強コード-
前記カーカス層及び前記ベルト補強層の一方が、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードを含む場合、前記カーカス層及び前記ベルト補強層の他の一方は、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードを含まなくてもよい。この場合、該補強コードには、任意の有機繊維を含む補強コードを用いることができ、ポリアミド繊維コードの他、ポリエステル繊維コード等を用いてもよい。
前記カーカス層及び前記ベルト補強層の一方が、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードを含む場合、前記カーカス層及び前記ベルト補強層の他の一方は、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードを含まなくてもよい。この場合、該補強コードには、任意の有機繊維を含む補強コードを用いることができ、ポリアミド繊維コードの他、ポリエステル繊維コード等を用いてもよい。
-接着剤組成物-
前記カーカス層及び前記ベルト補強層に用いる補強コードは、接着剤組成物を用いて接着剤処理したものであることが好ましい。
前記カーカス層及び前記ベルト補強層に用いる補強コードは、接着剤組成物を用いて接着剤処理したものであることが好ましい。
前記接着剤組成物としては、例えば、ペンダント基として架橋性を有する官能基を少なくとも1つ有し、付加反応性のある炭素-炭素二重結合を主鎖構造に実質的に含有しない熱可塑性重合体(A)、熱反応型水性ウレタン樹脂(B)及びエポキシ化合物(C)を含み、任意にゴムラテックス(D)を更に含有する接着剤組成物が挙げられる。前記補強コードをかかる接着剤組成物で接着剤処理することで、高温下での当該補強コードとエラストマー(コーティングゴム)との接着性を向上させることができる。
従来、有機繊維コードの接着剤処理としては、エポキシ又はイソシアネートをコード表面に塗布し、その上にレゾルシンとホルムアルデヒドとラテックスとを混合してなる樹脂(以下、RFL樹脂と称す)で処理する、所謂2浴処理が行われている。しかしながら、このような手段では、1浴に用いる樹脂が非常に固くなり、有機繊維コードヘの歪み入力が増大し、コード疲労性が低下することがある。また、このようなRFL樹脂は、常温では充分なコード-エラストマー間接着力を発現させることができるが、130℃以上の高温下では極端に接着力が低下することがある。これに対し、ペンダント基として架橋性を有する官能基を少なくとも1つ有し、付加反応性のある炭素-炭素二重結合を主鎖構造に実質的に含有しない熱可塑性重合体(A)と、熱反応型水性ウレタン樹脂(B)と、エポキシ化合物(C)とが混在した1浴混合液(接着剤組成物)を用いることで、補強コードを硬化させることなく、且つ180℃以上の高温下でもエラストマー(コーティングゴム)との接着を充分に確保することができる。
前記熱可塑性重合体(A)の主鎖は、直鎖状構造を主体とし、該主鎖としては、例えば、アクリル系重合体、酢酸ビニル系重合体、酢酸ビニル・エチレン系重合体等のエチレン性付加重合体;ウレタン系高分子重合体;等が好ましい。但し、熱可塑性重合体(A)は、ペンダント基の官能基が架橋することにより、高温下での樹脂流動性を抑制し、樹脂の破壊強力を確保するという機能を有していればよく、上述したエチレン性付加重合体及びウレタン系高分子重合体に限定されるものではない。
また、前記熱可塑性重合体(A)のペンダント基の官能基としては、オキソザリン基、ビスマレイミド基、(ブロックド)イソシアネート基、アジリジン基、カルボジイミド基、ヒドラジノ基、エポキシ基、エピチオ基等が好ましい。
なお、上述した熱可塑性重合体(A)、熱反応型水性ウレタン樹脂(B)、エポキシ化合物(C)、及びゴムラテックス(D)については、それぞれ、特願2023-040157に記載されたもの、特願2023-030762に記載されたものを用いることができる。
前記補強コードの接着剤処理においては、前記熱可塑性重合体(A)、熱反応型水性ウレタン樹脂(B)、及びエポキシ化合物(C)の3種の混合液(接着剤組成物)を1浴処理液として用い、2浴処理液としては通常のRFL樹脂の液を用いるのが好ましい。また、上記接着剤処理においては、前記熱可塑性重合体(A)、熱反応型水性ウレタン樹脂(B)、エポキシ化合物(C)、及びゴムラテックス(D)の混合液(接着剤組成物)を用いて1浴のみで処理することも可能である。
なお、上記接着剤組成物において、熱可塑性重合体(A)の割合(乾燥質量比率)は、2~75%であることが好ましく、熱反応型水性ウレタン樹脂(B)の割合(乾燥質量比率)は、15~87%であることが好ましく、エポキシ化合物(C)の割合(乾燥質量比率)は、11~70%であることが好ましく、ゴムラテックス(D)の割合(乾燥質量比率)は、20%以下であることが好ましい。
一方で、環境保護の観点からは、補強コードの接着剤組成物として、レゾルシン及びホルマリンを含有しないディップ処理液を用いることが好ましい。このようなディップ処理液としては、例えば、不飽和ジエンを有するゴムラテックス(a)と、ポリエーテルからなる骨格構造及びアミン官能基を含有する化合物、アクリルアミド構造を有する化合物、ポリペプチド、ポリリジン、及びカルボジイミドから選択される1種以上の化合物(b)と、を含有する組成物が挙げられる。また、このようなディップ処理液としては、例えば、上記不飽和ジエンを有するゴムラテックス(a)及び化合物(b)に加えて、更に、(熱解離性ブロックド)イソシアネート基を有する水性化合物(c)、ポリフェノール(d)、及び、多価金属塩(e)から選択される1種以上を含有する組成物が挙げられる。
その他、レゾルシン及びホルマリンを含有しないディップ処理液としては、ポリフェノール類(I)及びアルデヒド類(II)を含有する組成物も挙げられる。また、かかる組成物は、ポリフェノール類(I)及びアルデヒド類(II)に加えて、イソシアネート化合物(III)及びゴムラテックス(IV)の少なくともいずれかを更に含有してもよい。
前記補強コードを接着剤処理する(コーティングする)接着剤組成物が、ポリフェノール類(I)及びアルデヒド類(II)を含有することで、環境への負荷を考慮してレゾルシンを用いない場合であっても、良好な接着性を発現することができる。
--ポリフェノール類(I)--
前記接着剤組成物が、樹脂成分としてポリフェノール類(I)を含有することで、補強コードとの接着性を高めることができる。ここで、ポリフェノール類(I)は、典型的には水溶性のポリフェノール類であり、レゾルシン(レゾルシノール)以外のポリフェノールであれば、特に限定されない。ポリフェノール類(I)において、芳香環の数、又は水酸基の数は、適宜選択することができる。
前記接着剤組成物が、樹脂成分としてポリフェノール類(I)を含有することで、補強コードとの接着性を高めることができる。ここで、ポリフェノール類(I)は、典型的には水溶性のポリフェノール類であり、レゾルシン(レゾルシノール)以外のポリフェノールであれば、特に限定されない。ポリフェノール類(I)において、芳香環の数、又は水酸基の数は、適宜選択することができる。
前記ポリフェノール類(I)は、より優れた接着性を実現する観点からは、2つ以上の水酸基を有することが好ましく、3つ以上の水酸基を有することがより好ましい。前記ポリフェノール類が3つ以上の水酸基を有することにより、水分を含む接着剤組成物(ディップ処理液)にポリフェノール又はポリフェノールの縮合物が水溶する。これによって、ポリフェノール類は、接着剤組成物内に均一に分布できるので、より優れた接着性を実現できる。更に、ポリフェノール類(I)が、複数個(2個以上)の芳香環を含むポリフェノールである場合、それらの芳香環では、各々、2個又は3個の水酸基がオルト位、メタ位又はパラ位に存在する。
前記ポリフェノール類(I)としては、例えば、国際公開第2022/130879号においてポリフェノール化合物として記載されたものを用いることができる。これらポリフェノール類(I)は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
--アルデヒド類(II)--
前記接着剤組成物が、上述したポリフェノール類(I)に加えて、樹脂成分としてアルデヒド類(II)を含有することで、上述したポリフェノール類(I)と共に高い接着性を実現できる。ここで、アルデヒド類(II)は、特に限定されず、要求される性能に応じて、適宜選択することができる。なお、本明細書において、アルデヒド類(II)には、アルデヒド類が発生源であるアルデヒド類の誘導体も含まれる。
前記接着剤組成物が、上述したポリフェノール類(I)に加えて、樹脂成分としてアルデヒド類(II)を含有することで、上述したポリフェノール類(I)と共に高い接着性を実現できる。ここで、アルデヒド類(II)は、特に限定されず、要求される性能に応じて、適宜選択することができる。なお、本明細書において、アルデヒド類(II)には、アルデヒド類が発生源であるアルデヒド類の誘導体も含まれる。
前記アルデヒド類(II)として、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ブチルアルデヒド、アクロレイン、プロピオンアルデヒド、クロラール、ブチルアルデヒド、カプロアルデヒド、アリルアルデヒド等のモノアルデヒド、或いは、グリオキザール、マロンアルデヒド、スクシンアルデヒド、グルタルアルデヒド、アジポアルデヒド等の脂肪族ジアルデヒド類、芳香環を有するアルデヒド、ジアルデヒドデンプン等が挙げられる。これらアルデヒド類(II)は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記アルデヒド類(II)は、芳香環を有するアルデヒド類である又は芳香環を有するアルデヒド類を含むことが好ましい。より優れた接着性を得ることができるためである。また、前記アルデヒド類(II)は、ホルムアルデヒドを含まないことが好ましい。ここで、「ホルムアルデヒドを含まない」とは、例えば、アルデヒド類の総質量中の、ホルムアルデヒドの含有量が0.5質量%未満であることを意味する。
前記接着剤組成物では、ポリフェノール類(I)及びアルデヒド類(II)が縮合された状態であり、ポリフェノール類と芳香環を有するアルデヒド類との質量比(芳香環を有するアルデヒド類の含有量/ポリフェノール類の含有量)が、0.1以上3以下であることが好ましい。この場合、ポリフェノール類と芳香環を有するアルデヒド類との間で起こる縮合反応の生成物である樹脂の硬度、接着性がより適したものになるからである。同様の観点から、前記接着剤組成物における、ポリフェノール類と芳香環を有するアルデヒド類との質量比(芳香環を有するアルデヒド類の含有量/ポリフェノール類の含有量)は、0.25以上であることがより好ましく、また、2.5以下であることがより好ましい。
なお、上記質量比は、乾燥物の質量(固形分比)である。
なお、上記質量比は、乾燥物の質量(固形分比)である。
また、前記接着剤組成物における、ポリフェノール類(I)及びアルデヒド類(II)の合計含有量は、3~30質量%であることが好ましい。この場合、作業性等を悪化させることなく、より優れた接着性を確保できるためである。同様の観点から、前記接着剤組成物における、ポリフェノール類(I)及びアルデヒド類(II)の合計含有量は、5質量%以上であることがより好ましく、また、25質量%以下であることがより好ましい。
なお、上記合計含有量は、乾燥物の質量(固形分比)である。
なお、上記合計含有量は、乾燥物の質量(固形分比)である。
--イソシアネート化合物(III)--
前記接着剤組成物は、上述したポリフェノール類(I)及びアルデヒド類(II)に加えて、イソシアネート化合物(III)を更に含有することが好ましい。この場合、ポリフェノール類(I)及びアルデヒド類(II)との相乗効果によって、接着剤組成物の接着性を一層高めることができる。
前記接着剤組成物は、上述したポリフェノール類(I)及びアルデヒド類(II)に加えて、イソシアネート化合物(III)を更に含有することが好ましい。この場合、ポリフェノール類(I)及びアルデヒド類(II)との相乗効果によって、接着剤組成物の接着性を一層高めることができる。
ここで、イソシアネート化合物(III)は、接着剤組成物の被着体である樹脂材料(例えば、ポリフェノール類(I)及びアルデヒド類(II)を縮合させたフェノール/アルデヒド樹脂)への接着を促進させる作用を有する化合物であって、極性官能基としてイソシアネート基を有する化合物である。これらイソシアネート化合物(III)は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記イソシアネート化合物(III)は、特に限定はされないが、接着性をより向上できる観点から、(ブロックド)イソシアネート基含有芳香族化合物を含むことが好ましい。前記接着剤組成物が(ブロックド)イソシアネート基含有芳香族化合物を含有することによって、補強コードと接着剤組成物との界面近傍の位置に(ブロックド)イソシアネート基含有芳香族化合物が分布する結果、一層の接着性促進効果が得られ、この効果により、接着剤組成物の、補強コードとの接着性がより高度化し得る。
前記(ブロックド)イソシアネート基含有芳香族化合物については、特願2023-040157に記載されたもの、特願2023-030762に記載されたものを用いることができる。
前記接着剤組成物における、イソシアネート化合物(III)の含有量は、特に限定はされないが、より確実に優れた接着性を確保する観点から、5~65質量%であることが好ましい。同様の観点から、前記接着剤組成物におけるイソシアネート化合物(III)の含有量は、10質量%以上であることがより好ましく、また、45質量%以下であることがより好ましい。
なお、上記含有量は、乾燥物の質量(固形分比)である。
なお、上記含有量は、乾燥物の質量(固形分比)である。
--ゴムラテックス(IV)--
前記接着剤組成物は、上述したポリフェノール類(I)、アルデヒド類(II)及びイソシアネート化合物(III)に加えて、実質的にはゴムラテックス(IV)を更に含有することができる。これによって、接着剤組成物は、ゴム部材との接着性をより高めることができる。
前記接着剤組成物は、上述したポリフェノール類(I)、アルデヒド類(II)及びイソシアネート化合物(III)に加えて、実質的にはゴムラテックス(IV)を更に含有することができる。これによって、接着剤組成物は、ゴム部材との接着性をより高めることができる。
ここで、ゴムラテックス(IV)としては、特に限定はされず、天然ゴム(NR)の他、ポリイソプレンゴム(IR)、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)、エチレン-プロピレン-ジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニリトル-ブタジエンゴム(NBR)、又はビニルピリジン-スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(Vp)等の合成ゴムが挙げられる。これらゴムラテックス(IV)は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記ゴムラテックス(IV)を含有する接着剤組成物を調製するに際しては、イソシアネート化合物(III)を配合する前に、ゴムラテックス(IV)をフェノール類(I)及びアルデヒド類(II)と混合させることが好ましい。
前記接着剤組成物における、ゴムラテックス(IV)の含有量は、20質量%以上であることが好ましく、25質量%以上であることがより好ましく、また、70質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましい。
なお、前記接着剤組成物の製造方法は、特に限定はされないが、例えば、ポリフェノール類(I)、アルデヒド類(II)、及びゴムラテックス(IV)等の原材料を混合し、熟成する方法、又は、ポリフェノール類(I)とアルデヒド類(II)とを混合して熟成した後に、ゴムラテックス(IV)を更に加えて熟成する方法、等が挙げられる。前記接着剤組成物の製造方法は、原材料にイソシアネート化合物(III)が含まれる場合、ゴムラテックス(IV)を加え、熟成した後に、イソシアネート化合物(III)を加える方法であってもよい。
(ベルト層)
本発明の第一実施形態及び第二実施形態の空気入りタイヤは、上述のカーカス層のクラウン部のタイヤ径方向外側にベルト層を具える。該ベルト層の層数は、特に限定されず、1層でも、2層でも、3層以上でもよい。該ベルト層は、通常、タイヤ赤道面に対して傾斜(例えば、15~40°の角度で傾斜)して延びる補強コードをコーティングゴムで被覆してなり、好ましくは、スチールコードをコーティングゴムで被覆してなる。また、通常、2層以上のベルト層が、該ベルト層を構成する補強コードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層されて、前記カーカス層のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置される。
本発明の第一実施形態及び第二実施形態の空気入りタイヤは、上述のカーカス層のクラウン部のタイヤ径方向外側にベルト層を具える。該ベルト層の層数は、特に限定されず、1層でも、2層でも、3層以上でもよい。該ベルト層は、通常、タイヤ赤道面に対して傾斜(例えば、15~40°の角度で傾斜)して延びる補強コードをコーティングゴムで被覆してなり、好ましくは、スチールコードをコーティングゴムで被覆してなる。また、通常、2層以上のベルト層が、該ベルト層を構成する補強コードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層されて、前記カーカス層のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置される。
-コーティングゴム-
前記ベルト層のコーティングゴムとしては、天然ゴムや合成ゴム等のゴム成分に、カーボンブラック等の充填剤、老化防止剤、コバルト塩を含むコバルト化合物等の接着促進剤、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤等を配合したゴム組成物を使用することができる。
前記ベルト層のコーティングゴムとしては、天然ゴムや合成ゴム等のゴム成分に、カーボンブラック等の充填剤、老化防止剤、コバルト塩を含むコバルト化合物等の接着促進剤、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤等を配合したゴム組成物を使用することができる。
前記ベルト層のコーティングゴムに用いるゴム成分としては、天然ゴム(NR)、合成イソプレンゴム(IR)が好ましい。天然ゴムは、改質されたものであってもよい。改質天然ゴムの場合、例えば、窒素含有量が0.1~0.3質量%の改質天然ゴムであることが好ましい。また、前記改質天然ゴムが、遠心分離プロセス、酵素処理又は尿素処理によってタンパク質が除去されたものであることが好ましい。また、前記改質天然ゴムのリン含有量が、200ppmを超え、900ppm以下であることが好ましい。
前記ベルト層のコーティングゴムに用いるカーボンブラックとしては、特に限定されるものではなく、例えば、GPF、FEF、HAF、ISAF、及びSAFグレードのカーボンブラックが挙げられる。これらカーボンブラックは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して40~80質量部の範囲が好ましく、50~70質量部の範囲が更に好ましい。また、カーボンブラックは、再生カーボンブラックでもよい。ここで、「再生カーボンブラック」とは、リサイクルに供された廃棄物である原材料から回収して得られるカーボンブラックを指し、上記でカーカス層やベルト補強層のコーティングゴムに用いるカーボンブラックの一例として述べた「再生カーボンブラック」と同様である。該リサイクルに供された廃棄物としては、使用済ゴム及び使用済タイヤに代表される、カーボンブラックを含むゴム製品(特には、加硫ゴム製品)、廃油等が挙げられ、また、廃棄物の更なる詳細については、上記と同様である。「再生カーボンブラック」は、石油、天然ガス、石炭等の炭化水素を原材料として直接製造されるカーボンブラック、即ち、リサイクル品ではないカーボンブラックとは異なる。なお、ここでの「使用済」とは、実際に使用された後で廃棄されたものだけではなく、製造されたものの実際には使用されずに廃棄されたものも含む。
前記ベルト層のコーティングゴム用の再生カーボンブラックも、カーボンブラックを含む加硫ゴム製品の熱分解によって得られたものであることが好ましい。カーボンブラックを含む加硫ゴム製品の熱分解によって得られる再生カーボンブラックは、カーボンブラックを含む加硫ゴム製品が大量に存在し、また、熱分解によって容易に得られるため、入手し易い。なお、カーボンブラックを含む加硫ゴム製品の熱分解の詳細については、上記と同様である。
また、前記ベルト層のコーティングゴム用の再生カーボンブラックも、固形残渣から回収される場合、表面処理や表面改質が施されたカーボンブラックであることが好ましい。表面処理や表面改質としては、例えば、フッ酸処理、塩酸、硫酸等の酸や、過酸化物によるものが挙げられる。また、表面処理や表面改質は、室温で行われてもよく、好ましくは70℃以上、さらに好ましくは90℃以上、特に好ましくは90℃以上100℃以下で行われる。
前記ベルト層のコーティングゴム用の再生カーボンブラックも、グラインドゲージで測定して、長さが10mm以上のラインが3本以上であり、且つ、該長さが10mm以上のラインをもたらす粒子の内、3番目に大きい粒子の粒子サイズが20μm以下であることが好ましい。前記3番目に大きい粒子の粒子サイズが20μm以下であれば、再生カーボンブラックを配合しても、該再生カーボンブラックのゴム組成物中での分散性が良好であり、ゴム組成物の耐久性、特には劣化後性能の低下を抑制できる。なお、グラインドゲージ測定の詳細については、上記と同様である。
前記ベルト層のコーティングゴム用の再生カーボンブラックも、灰分量が0.5質量%以上20質量%以下であることが好ましい。再生カーボンブラック中の灰分量が20質量%を超える場合、十分な補強性を有するタイヤを得ることができないおそれがある。タイヤの補強性を考慮すると、灰分量が10質量%以下であることが好ましく、さらに6質量%以下であることが好ましい。
-補強コード-
前記ベルト層に用いる補強コードは、特に限定されるものではないが、スチールコードが好ましい。該スチールコードの構造としては、特に制限はない。但し、タイヤの耐久性向上と低転がり抵抗化とを効果的に両立させる観点から、当該スチールコードは、N本のフィラメントを撚り合わせてなる1×N構造(Nは2以上の整数である)、M本(ここで、Mは、1以上の整数である)のコアフィラメント(ここで、該コアフィラメントは、撚り合わせたものであってもよいし、撚り合わせずに束ねたものであってもよい)の周りに、N本(ここで、Nは、1より大きい整数である)のシースフィラメントを螺旋状に撚ったM+N構造であってもよいし、前記1×N構造又はM+N構造のものをさらに複数本撚り合わせた複撚り構造でもよい。また、当該コードは、モノフィラメントであって、互いに撚り合わされずに並列に引き揃えられていることも好ましい。
また、タイヤにおいて、スチールコードは、例えば、ベルト層(通常、トレッド部に配置される。)におけるベルトコード以外にも、ベルト補強層におけるベルト補強層コード;カーカスコード;ワイヤチェーファー(通常、カーカスの折返し部のタイヤ幅方向外側に配置される。)における補強コード;ビードコア(通常、ビード部に配置される。)におけるビードコード;等として用いることができる。
前記ベルト層に用いる補強コードは、特に限定されるものではないが、スチールコードが好ましい。該スチールコードの構造としては、特に制限はない。但し、タイヤの耐久性向上と低転がり抵抗化とを効果的に両立させる観点から、当該スチールコードは、N本のフィラメントを撚り合わせてなる1×N構造(Nは2以上の整数である)、M本(ここで、Mは、1以上の整数である)のコアフィラメント(ここで、該コアフィラメントは、撚り合わせたものであってもよいし、撚り合わせずに束ねたものであってもよい)の周りに、N本(ここで、Nは、1より大きい整数である)のシースフィラメントを螺旋状に撚ったM+N構造であってもよいし、前記1×N構造又はM+N構造のものをさらに複数本撚り合わせた複撚り構造でもよい。また、当該コードは、モノフィラメントであって、互いに撚り合わされずに並列に引き揃えられていることも好ましい。
また、タイヤにおいて、スチールコードは、例えば、ベルト層(通常、トレッド部に配置される。)におけるベルトコード以外にも、ベルト補強層におけるベルト補強層コード;カーカスコード;ワイヤチェーファー(通常、カーカスの折返し部のタイヤ幅方向外側に配置される。)における補強コード;ビードコア(通常、ビード部に配置される。)におけるビードコード;等として用いることができる。
上述のスチールコードを構成するフィラメントは、当該フィラメントの直径をX(mm)とし、当該フィラメントの引張強度をY(MPa)としたときに、下記式:
4000-2000X≦Y≦4500-2000X
を満たすことが好ましい。上記式を満たすフィラメントを用いることで、スチールコードの強度を向上させ、タイヤの耐カット性を向上させることができる。ここで、フィラメントの引張強度は、ISO 17832:2009の規定に従って決定する。
4000-2000X≦Y≦4500-2000X
を満たすことが好ましい。上記式を満たすフィラメントを用いることで、スチールコードの強度を向上させ、タイヤの耐カット性を向上させることができる。ここで、フィラメントの引張強度は、ISO 17832:2009の規定に従って決定する。
上述のスチールコードを構成するフィラメントは、耐疲労性の観点から、フィラメントの表層の硬度は、内層の硬度に対して90~110%が好ましく、100%が特に好ましい。当該硬度は、例えば、ビッカース硬さで測定することができる。また、フィラメントの表層とは最表面から0.01mmの深さまでの層を意味し、それより内側はフィラメントの内層を意味する。硬度の測定は、表層については最表面から0.005mm、内層については0.04mmより深い領域にて測定することができる。
上述したスチールコードを構成するスチールフィラメントは、リサイクル鉄由来のスチールフィラメントであってもよい。
前記リサイクル鉄の原料としては、特に限定されず、例えば、廃鉄スクラップ、タイヤから取り出したスチールコード等が挙げられる。また、前記リサイクル鉄は、CO2排出量の削減の観点から、電炉(電気炉製鋼法)により得られるリサイクル鉄であることが好ましい。
前記リサイクル鉄由来のスチールフィラメントは、N(窒素)元素量が60質量ppm~200質量ppm、好ましくは60質量ppm~89質量ppmで、C(炭素)元素量が0.7~1.0質量%で、Cu(銅)元素量が0.01~0.4質量%で、且つCr(クロム)元素量が0.05~0.3質量%であることが好ましい。かかるスチールフィラメントは、N(窒素)元素量が60質量ppm~200質量ppmで、C(炭素)元素量が0.7~1.0質量%で、Cu(銅)元素量が0.01~0.4質量%で、且つCr(クロム)元素量が0.05~0.3質量%である一般的なリサイクル鉄を原材料として用いて作製することができる。かかるスチールフィラメントは、製造の際に高度な精錬を要しないため、製造工程が煩雑でない。その上、かかるスチールフィラメントは、製造の際のエネルギー消費量を低減でき、また、CO2排出量も低減できるため、環境視点からも好ましい。
なお、前記リサイクル鉄由来のスチールフィラメントは、主成分が鉄であり、また、Fe(鉄)元素量が98質量%以上であることが好ましい。
(インナーライナー層)
本発明の第一実施形態の空気入りタイヤは、上述のカーカス層のタイヤ内面側に隣接して、インナーライナー層を具える。また、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤは、上述のカーカス層のタイヤ内面側に隣接して、インナーライナー層を具えることが好ましい。該インナーライナー層の層数は、特に限定されず、1層でも、2層以上でもよい。該インナーライナー層は、空気入りタイヤの内圧を保持する作用を有し、該インナーライナー層には、空気透過性の低いゴムが用いられる。かかる空気透過性の低いゴムとしては、ブチルゴムやハロゲン化ブチルゴム等のゴム成分に、カーボンブラック等の充填剤、老化防止剤、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤等を配合したゴム組成物を使用することができる。
本発明の第一実施形態の空気入りタイヤは、上述のカーカス層のタイヤ内面側に隣接して、インナーライナー層を具える。また、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤは、上述のカーカス層のタイヤ内面側に隣接して、インナーライナー層を具えることが好ましい。該インナーライナー層の層数は、特に限定されず、1層でも、2層以上でもよい。該インナーライナー層は、空気入りタイヤの内圧を保持する作用を有し、該インナーライナー層には、空気透過性の低いゴムが用いられる。かかる空気透過性の低いゴムとしては、ブチルゴムやハロゲン化ブチルゴム等のゴム成分に、カーボンブラック等の充填剤、老化防止剤、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤等を配合したゴム組成物を使用することができる。
(具体例)
次に、本発明の第一実施形態の空気入りタイヤの一例を、図面を参照しながら詳細に例示説明する。
図1は、本発明の第一実施形態の空気入りタイヤの一例の断面図(より詳しくは、タイヤ周方向と直行するタイヤ断面の断面図)である。
次に、本発明の第一実施形態の空気入りタイヤの一例を、図面を参照しながら詳細に例示説明する。
図1は、本発明の第一実施形態の空気入りタイヤの一例の断面図(より詳しくは、タイヤ周方向と直行するタイヤ断面の断面図)である。
図1に示すタイヤ100は、一対のビード部10及び一対のサイドウォール部20と、両サイドウォール部20に連なるトレッド部30と、を有し、前記一対のビード部10に埋設されたビードコア40間にトロイド状に延在させたカーカス層50と、該カーカス層50のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置した2層のベルト層60A,60Bと、該ベルト層60A,60Bのタイヤ径方向外側でベルト層60A,60Bの全体を覆うように配置したベルト補強層(「キャップ層」とも呼ばれる。)70Aと、該ベルト補強層70Aの両端部のみを覆うように配置した一対のベルト補強層(「レイヤー層」とも呼ばれる。)70Bと、前記カーカス層50のタイヤ内面側に隣接して配置されたインナーライナー層80と、を具える。
図1に示すタイヤ100において、カーカス層50は、1層であるが、本発明の第一実施形態の空気入りタイヤにおいて、カーカス層の数は、2層以上であってもよい。また、図1に示すタイヤ100において、カーカス層50は、ビード部10内に夫々埋設した一対のビードコア40間にトロイド状に延在する本体部と、各ビードコア40の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部とからなるが、本発明の第一実施形態の空気入りタイヤにおいて、カーカス層50の形状及び構造は、これに限られるものではない。ここで、カーカス層50は、タイヤ周方向に対してほぼ直交する方向に延びる(例えば、70~90°の角度で延びる)複数の補強コードをコーティングゴムで被覆してなることが好ましく、即ち、カーカス層50は、ラジアルカーカスであることが好ましい。カーカス層50の補強コードとしては、上述したポリアミド繊維を含む補強コードが好ましいが、上述したポリアミド繊維を含む補強コードをベルト補強層70A,70Bに適用する場合は、他の有機繊維コードや、スチールコードを用いてもよい。ここで、他の有機繊維コードとしては、ポリエチレンテレフタレートコード、レーヨンコード等が挙げられる。
また、図1に示すタイヤ100のベルト層60A,60Bは、2層であるが、本発明の第一実施形態の空気入りタイヤにおいて、ベルト層の数は、1層でも、3層以上であってもよい。また、図1に示すタイヤ100において、各ベルト層60A,60Bは、通常、タイヤ赤道面に対して傾斜(例えば、15~40°の角度で傾斜)して延びる補強コードをコーティングゴムで被覆してなり、好ましくは、スチールコードをコーティングゴムで被覆してなり、更に、2層のベルト層60A,60Bが、該ベルト層60A,60Bを構成する補強コードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層されている。
また、図1に示すタイヤ100において、ベルト補強層70A,70Bは、タイヤ周方向に対し実質的に平行(例えば、タイヤ周方向に対する角度が0~5°)に配列した補強コードをコーティングゴムで被覆してなる。該ベルト補強層70A,70Bは、補強コードをコーティングゴムで被覆して準備した幅狭のストリップをタイヤ周方向に連続して螺旋状に巻回して形成されている。この場合、タイヤ周方向にジョイント部がないため、タイヤのユニフォミティーが良好となり、また、ジョイント部がないため、ジョイント部への歪集中も防止できる。ベルト補強層70A,70Bの補強コードとしては、上述したポリアミド繊維を含む補強コードが好ましいが、上述したポリアミド繊維を含む補強コードをカーカス層50に適用する場合は、他の有機繊維コードを用いてもよい。ここで、他の有機繊維コードとしては、ポリエチレンテレフタレートコード、レーヨンコード等が挙げられる。
なお、図1に示すタイヤ100は、ベルト補強層70A及びベルト補強層70Bを具えるが、ベルト補強層70A及びベルト補強層70Bのいずれか一方が省略されたタイヤも、本発明の第一実施形態の空気入りタイヤの一例である。また、図1に示すタイヤ100において、ベルト補強層(キャップ層)70A及びベルト補強層(レイヤー層)70Bは、それぞれ1層であるが、2層以上であってもよい。
なお、図1に示すタイヤ100は、ベルト補強層70A及びベルト補強層70Bを具えるが、ベルト補強層70A及びベルト補強層70Bのいずれか一方が省略されたタイヤも、本発明の第一実施形態の空気入りタイヤの一例である。また、図1に示すタイヤ100において、ベルト補強層(キャップ層)70A及びベルト補強層(レイヤー層)70Bは、それぞれ1層であるが、2層以上であってもよい。
また、図1に示すタイヤ100において、インナーライナー層80は、1層であるが、本発明の第一実施形態の空気入りタイヤにおいて、インナーライナー層の数は、2層以上であってもよい。インナーライナー層80は、タイヤの内圧を保持する作用を有し、該インナーライナー層80には、空気透過性の低いゴムが用いられる。
図2は、図1に示すタイヤ100のトレッド部30の破線IIで囲った部分の拡大図である。図2中、カーカス層50及びベルト補強層70Aは、補強コード50-1,70A-1を含む。ここで、カーカス層50は、補強コード50-1と、該補強コード50-1を被覆するコーティングゴム50-2とから構成されており、同様に、ベルト補強層70Aは、補強コード70A-1と、該補強コード70A-1を被覆するコーティングゴム70A-2とから構成されている。また、前記カーカス層50の補強コード50-1及び前記ベルト補強層70Aの補強コード70A-1の少なくとも一方は、上述のアミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む。
なお、前記カーカス層50の補強コード50-1及び前記ベルト補強層70Aの補強コード70A-1のいずれも、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含まず、図2に示さないベルト補強層(レイヤー層)70Bの補強コードが、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含むタイヤも、本発明の第一実施形態の空気入りタイヤの一例である。
なお、前記カーカス層50の補強コード50-1及び前記ベルト補強層70Aの補強コード70A-1のいずれも、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含まず、図2に示さないベルト補強層(レイヤー層)70Bの補強コードが、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含むタイヤも、本発明の第一実施形態の空気入りタイヤの一例である。
そして、図1及び図2中、タイヤ周方向と直行するタイヤ断面の、タイヤ幅方向DWで見た前記ベルト補強層70A,70Bが配置されている領域Rにおいて、タイヤ径方向DR最も内側に位置するカーカス層50の補強コード50-1のタイヤ内面側の外周面からタイヤ内面までのゲージ厚(距離)Aを等間隔で100点測定した際、該ゲージ厚Aの平均は、1.5mm以下である。図2中、カーカス層50の補強コード50-1のタイヤ内面側の外周面からタイヤ内面までのゲージ厚Aは、インナーライナー層80の総厚さBと、タイヤ径方向DR最も内側に位置するカーカス層50のコーティングゴム50-2の厚さCとの合計に相当する(即ち、A=B+C)。該ゲージ厚Aの平均を1.5mm以下と薄くすることで、上述の通り、走行時にタイヤ内部で発生した熱を速やかに放熱させ、走行時にタイヤ内部が高温になるのを抑制する。そして、走行時にタイヤ内部が高温になるのを抑制することで、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードの物性の低下を抑制して、タイヤ性能を維持する。
また、該ゲージ厚A(即ち、インナーライナー層80の総厚さBと、タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層50のコーティングゴム50-2の厚さCとの合計)の平均は、1.0mm以下であることが好ましい。該ゲージ厚Aの平均が1.0mm以下である空気入りタイヤは、レース用タイヤとして好適である。
また、該ゲージ厚A(即ち、インナーライナー層80の総厚さBと、タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層50のコーティングゴム50-2の厚さCとの合計)の平均は、1.0mm以下であることが好ましい。該ゲージ厚Aの平均が1.0mm以下である空気入りタイヤは、レース用タイヤとして好適である。
本発明の第一実施形態の空気入りタイヤにおいては、前記カーカス層50及び前記ベルト補強層70A,70Bの両方の補強コードが、前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含むことが好ましい。カーカス層50及びベルト補強層70A,70Bの両方の補強コードが、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含むことで、カーカス層50及びベルト補強層70A,70Bの補強コードへのバイオマス由来のポリアミド繊維の適用が容易になり、環境負荷の低減が容易になる。
本発明の第一実施形態の空気入りタイヤにおいては、前記インナーライナー層80の総厚さCが、1.0mm以下であることが好ましい。インナーライナー層80の総厚さCが1.0mm以下であると、タイヤ径方向DR最も内側に位置するカーカス層50の補強コード50-1のタイヤ内面側の外周面からタイヤ内面までのゲージ厚Aの平均をより薄くして、走行時にタイヤ内部で発生した熱をより速やかに放熱させ、走行時にタイヤ内部が高温になるのを更に抑制して、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードの物性の低下を更に抑制することで、タイヤ性能をより確実に維持することができる。
次に、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤの一例を、図面を参照しながら詳細に例示説明する。
図3は、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤの一例の断面図(より詳しくは、タイヤ周方向と直行するタイヤ断面の断面図)である。
図3は、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤの一例の断面図(より詳しくは、タイヤ周方向と直行するタイヤ断面の断面図)である。
図3に示すタイヤ100は、一対のビード部10及び一対のサイドウォール部20と、両サイドウォール部20に連なるトレッド部30と、を有し、前記一対のビード部10に埋設されたビードコア40間にトロイド状に延在させたカーカス層50と、該カーカス層50のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置した2層のベルト層60A,60Bと、該ベルト層60A,60Bのタイヤ径方向外側でベルト層60A,60Bの全体を覆うように配置したベルト補強層(「キャップ層」とも呼ばれる。)70Aと、該ベルト補強層70Aの両端部のみを覆うように配置した一対のベルト補強層(「レイヤー層」とも呼ばれる。)70Bと、前記カーカス層50のタイヤ内面側に隣接して配置されたインナーライナー層80と、を具える。
図3に示すタイヤ100において、カーカス層50は、1層であるが、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤにおいて、カーカス層の数は、2層以上であってもよい。また、図3に示すタイヤ100において、カーカス層50は、ビード部10内に夫々埋設した一対のビードコア40間にトロイド状に延在する本体部と、各ビードコア40の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部とからなるが、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤにおいて、カーカス層50の形状及び構造は、これに限られるものではない。ここで、カーカス層50は、タイヤ周方向に対してほぼ直交する方向に延びる(例えば、70~90°の角度で延びる)複数の補強コードをコーティングゴムで被覆してなることが好ましく、即ち、カーカス層50は、ラジアルカーカスであることが好ましい。カーカス層50の補強コードとしては、上述したポリアミド繊維を含む補強コードが好ましいが、上述したポリアミド繊維を含む補強コードをベルト補強層70A,70Bに適用する場合は、他の有機繊維コードや、スチールコードを用いてもよい。ここで、他の有機繊維コードとしては、ポリエチレンテレフタレートコード、レーヨンコード等が挙げられる。
また、図3に示すタイヤ100のベルト層60A,60Bは、2層であるが、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤにおいて、ベルト層の数は、1層でも、3層以上であってもよい。また、図3に示すタイヤ100において、各ベルト層60A,60Bは、通常、タイヤ赤道面に対して傾斜(例えば、15~40°の角度で傾斜)して延びる補強コードをコーティングゴムで被覆してなり、好ましくは、スチールコードをコーティングゴムで被覆してなり、更に、2層のベルト層60A,60Bが、該ベルト層60A,60Bを構成する補強コードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層されている。
また、図3に示すタイヤ100において、ベルト補強層70A,70Bは、タイヤ周方向に対し実質的に平行(例えば、タイヤ周方向に対する角度が0~5°)に配列した補強コードをコーティングゴムで被覆してなる。該ベルト補強層70A,70Bは、補強コードをコーティングゴムで被覆して準備した幅狭のストリップをタイヤ周方向に連続して螺旋状に巻回して形成されている。この場合、タイヤ周方向にジョイント部がないため、タイヤのユニフォミティーが良好となり、また、ジョイント部がないため、ジョイント部への歪集中も防止できる。ベルト補強層70A,70Bの補強コードとしては、上述したポリアミド繊維を含む補強コードが好ましいが、上述したポリアミド繊維を含む補強コードをカーカス層50に適用する場合は、他の有機繊維コードを用いてもよい。ここで、他の有機繊維コードとしては、ポリエチレンテレフタレートコード、レーヨンコード等が挙げられる。
なお、図3に示すタイヤ100は、ベルト補強層70A及びベルト補強層70Bを具えるが、ベルト補強層70A及びベルト補強層70Bのいずれか一方が省略されたタイヤも、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤの一例である。また、図3に示すタイヤ100において、ベルト補強層(キャップ層)70A及びベルト補強層(レイヤー層)70Bは、それぞれ1層であるが、2層以上であってもよい。
なお、図3に示すタイヤ100は、ベルト補強層70A及びベルト補強層70Bを具えるが、ベルト補強層70A及びベルト補強層70Bのいずれか一方が省略されたタイヤも、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤの一例である。また、図3に示すタイヤ100において、ベルト補強層(キャップ層)70A及びベルト補強層(レイヤー層)70Bは、それぞれ1層であるが、2層以上であってもよい。
また、図3に示すタイヤ100において、インナーライナー層80は、1層であるが、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤにおいて、インナーライナー層の数は、2層以上であってもよい。インナーライナー層80は、タイヤの内圧を保持する作用を有し、該インナーライナー層80には、空気透過性の低いゴムが用いられる。かかる空気透過性の低いゴムとしては、ブチルゴムやハロゲン化ブチルゴム等のゴム成分に、カーボンブラック等の充填剤、老化防止剤、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤等を配合したゴム組成物を使用することができる。
また、図3に示すタイヤ100は、トレッド部30の最表面に位置するトレッドゴム層90を具える。該トレッドゴム層90には、天然ゴムや合成ゴム等のゴム成分に、カーボンブラック等の充填剤、老化防止剤、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤等を配合したゴム組成物を使用することができる。なお、図3に示すタイヤ100のトレッドゴム層90は、1層であるが、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤにおいて、トレッドゴム層の数は、2層以上であってもよい。例えば、図3に示すタイヤ100のトレッドゴム層90を、最表面側に位置するキャップゴムと、そのタイヤ径方向内側に位置するベースゴムに分割することも可能である。
図4は、図3に示すタイヤ100のトレッド部30の破線IVで囲った部分の拡大図である。図4中、カーカス層50及びベルト補強層70Aは、補強コード50-1,70A-1を含む。ここで、カーカス層50は、補強コード50-1と、該補強コード50-1を被覆するコーティングゴム50-2とから構成されており、同様に、ベルト補強層70Aは、補強コード70A-1と、該補強コード70A-1を被覆するコーティングゴム70A-2とから構成されている。また、前記カーカス層50の補強コード50-1及び前記ベルト補強層70Aの補強コード70A-1の少なくとも一方は、上述のアミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む。
なお、前記カーカス層50の補強コード50-1及び前記ベルト補強層70Aの補強コード70A-1のいずれも、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含まず、図4に示さないベルト補強層(レイヤー層)70Bの補強コードが、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含むタイヤも、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤの一例である。
なお、前記カーカス層50の補強コード50-1及び前記ベルト補強層70Aの補強コード70A-1のいずれも、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含まず、図4に示さないベルト補強層(レイヤー層)70Bの補強コードが、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含むタイヤも、本発明の第二実施形態の空気入りタイヤの一例である。
そして、図3及び図4中、タイヤ周方向と直行するタイヤ断面の、タイヤ幅方向DWで見た前記ベルト補強層70A,70Bが配置されている領域Rにおいて、タイヤ径方向DR最も外側に位置するベルト補強層70Aの補強コード70A-1のタイヤ外面側の外周面(より具体的には、ベルト補強層70Aの各補強コード70A-1のタイヤ外面側の外周面を結んだ仮想線)からタイヤ外面までのゲージ厚(距離)Dを等間隔で100点測定した際、該ゲージ厚Dが6.0mm以下である測定点が8割以上を占める。図4中、ベルト補強層70Aの補強コード70A-1のタイヤ外面側の外周面からタイヤ外面までのゲージ厚Dは、トレッドゴム層90の総厚さと、タイヤ径方向DR最も外側に位置するベルト補強層70Aのコーティングゴム70A-2の厚さとの合計に相当する。該ゲージ厚Dが6.0mm以下である測定点が8割以上を占めるようにすることで(即ち、トレッドゴム層90の総厚さと、ベルト補強層70Aのコーティングゴム70A-2の厚さとの合計を薄くすることで)、上述の通り、走行時にタイヤ内部で発生した熱を速やかに放熱させ、走行時にタイヤ内部が高温になるのを抑制する。そして、走行時にタイヤ内部が高温になるのを抑制することで、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードの物性の低下を抑制して、タイヤ性能を維持する。
本発明の第二実施形態の空気入りタイヤにおいては、前記カーカス層50及び前記ベルト補強層70A,70Bの両方の補強コードが、前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含むことが好ましい。カーカス層50及びベルト補強層70A,70Bの両方の補強コードが、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含むことで、カーカス層50及びベルト補強層70A,70Bの補強コードへのバイオマス由来のポリアミド繊維の適用が容易になり、環境負荷の低減が容易になる。
<空気入りタイヤの製造方法>
本発明の第一実施形態及び第二実施形態の空気入りタイヤは、適用するタイヤの種類に応じ、未加硫のゴム組成物や、未加硫のトリート(補強コードをコーティングゴムで被覆したコード-ゴム複合体)等を用いて成形後に加硫して得てもよく、或いは、未加硫のゴム組成物の代わりに予備加硫工程等を経た半加硫ゴムを用いて成形後、さらに本加硫して得てもよい。
なお、本発明の第一実施形態及び第二実施形態の空気入りタイヤのカーカス層及びベルト補強層以外の部材は、特に限定されず、公知の部材を使用することができる。
また、本発明の第一実施形態及び第二実施形態の空気入りタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
本発明の第一実施形態及び第二実施形態の空気入りタイヤは、適用するタイヤの種類に応じ、未加硫のゴム組成物や、未加硫のトリート(補強コードをコーティングゴムで被覆したコード-ゴム複合体)等を用いて成形後に加硫して得てもよく、或いは、未加硫のゴム組成物の代わりに予備加硫工程等を経た半加硫ゴムを用いて成形後、さらに本加硫して得てもよい。
なお、本発明の第一実施形態及び第二実施形態の空気入りタイヤのカーカス層及びベルト補強層以外の部材は、特に限定されず、公知の部材を使用することができる。
また、本発明の第一実施形態及び第二実施形態の空気入りタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
(比較例1)
1400dtexのポリアミド6,6(PA66)繊維(アミド密度14.3)2本に下撚りをかけた後、引き揃えて上撚りをかけて、撚糸コード[コード構造:1400//2/2]を作製した。ここで、下撚り数は22回/10cmであり、上撚り数は、22回/10cmである。
1400dtexのポリアミド6,6(PA66)繊維(アミド密度14.3)2本に下撚りをかけた後、引き揃えて上撚りをかけて、撚糸コード[コード構造:1400//2/2]を作製した。ここで、下撚り数は22回/10cmであり、上撚り数は、22回/10cmである。
(実施例1)
1400dtexのポリアミド4,10(PA410)繊維(アミド密度12.5)2本に下撚りをかけた後、引き揃えて上撚りをかけて、撚糸コード[コード構造:1400//2/2]を作製した。ここで、下撚り数は22回/10cmであり、上撚り数は、22回/10cmである。
1400dtexのポリアミド4,10(PA410)繊維(アミド密度12.5)2本に下撚りをかけた後、引き揃えて上撚りをかけて、撚糸コード[コード構造:1400//2/2]を作製した。ここで、下撚り数は22回/10cmであり、上撚り数は、22回/10cmである。
<コードの熱収縮率の測定>
ASTM D885及びASTM D4974に従い、177℃で2分間、コードを加熱して、コードの熱収縮率を測定した。
ASTM D885及びASTM D4974に従い、177℃で2分間、コードを加熱して、コードの熱収縮率を測定した。
<コード物性の評価>
上記のようにして得たコードに対して、JIS L 1013「化学繊維フィラメント糸試験方法」に従って引張試験を行い、コードの荷重(N)-伸び(%)曲線を測定し、比較例1の100℃における切断時の強力(N)及び伸び(%)を100として、それぞれ指数表示した。
上記のようにして得たコードに対して、JIS L 1013「化学繊維フィラメント糸試験方法」に従って引張試験を行い、コードの荷重(N)-伸び(%)曲線を測定し、比較例1の100℃における切断時の強力(N)及び伸び(%)を100として、それぞれ指数表示した。
比較例1と実施例1との対比から、PA410繊維からなるコードは、PA66繊維からなるコードに比べて、高温での切断時の強力の低下が大きいことが分かる。
これに対して、本発明の第一実施形態によれば、タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層の補強コードのタイヤ内面側の外周面からタイヤ内面までの該ゲージ厚の平均を1.5mm以下と薄くすることで、走行時にタイヤ内部で発生した熱を速やかに放熱させ、走行時にタイヤ内部が高温になるのを抑制して、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードの物性の低下を抑制することで、タイヤ性能を維持することができる。
また、本発明の第二実施形態によれば、タイヤ径方向最も外側に位置するベルト補強層の補強コードのタイヤ外面側の外周面からタイヤ外面までのゲージ厚を等間隔で100点測定した際、該ゲージ厚が6.0mm以下である測定点が8割以上を占めるようにすることで、走行時にタイヤ内部で発生した熱を速やかに放熱させ、走行時にタイヤ内部が高温になるのを抑制して、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む補強コードの物性の低下を抑制することで、タイヤ性能を維持することができる。
100:タイヤ
10:ビード部
20:サイドウォール部
30:トレッド部
40:ビードコア
50:カーカス層
50-1:補強コード
50-2:コーティングゴム
60A,60B:ベルト層、
70A:ベルト補強層(キャップ層)
70A-1:補強コード
70A-2:コーティングゴム
70B:ベルト補強層(レイヤー層)
80:インナーライナー層
90:トレッドゴム層
R:ベルト補強層が配置されている領域
A:タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層の補強コードのタイヤ内面側の外周面からタイヤ内面までのゲージ厚(距離)
B:インナーライナー層の総厚さ
C:タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層のコーティングゴムの厚さ
D:タイヤ径方向最も外側に位置するベルト補強層の補強コードのタイヤ外面側の外周面からタイヤ外面までのゲージ厚(距離)
DR:タイヤ径方向
DW:タイヤ幅方向
10:ビード部
20:サイドウォール部
30:トレッド部
40:ビードコア
50:カーカス層
50-1:補強コード
50-2:コーティングゴム
60A,60B:ベルト層、
70A:ベルト補強層(キャップ層)
70A-1:補強コード
70A-2:コーティングゴム
70B:ベルト補強層(レイヤー層)
80:インナーライナー層
90:トレッドゴム層
R:ベルト補強層が配置されている領域
A:タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層の補強コードのタイヤ内面側の外周面からタイヤ内面までのゲージ厚(距離)
B:インナーライナー層の総厚さ
C:タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層のコーティングゴムの厚さ
D:タイヤ径方向最も外側に位置するベルト補強層の補強コードのタイヤ外面側の外周面からタイヤ外面までのゲージ厚(距離)
DR:タイヤ径方向
DW:タイヤ幅方向
Claims (5)
- 一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部と、を有し、
前記一対のビード部間に跨ってトロイド状に延在する、少なくとも1層のカーカス層と、
前記カーカス層のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置された、少なくとも1層のベルト層と、
前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置された、少なくとも1層のベルト補強層と、
前記カーカス層のタイヤ内面側に隣接して配置された、少なくとも1層のインナーライナー層と、を具える空気入りタイヤにおいて、
前記カーカス層及び前記ベルト補強層が、補強コードを含み、
前記カーカス層及び前記ベルト補強層の少なくとも一方の補強コードは、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含み、
タイヤ周方向と直行するタイヤ断面の、タイヤ幅方向で見た前記ベルト補強層が配置されている領域において、タイヤ径方向最も内側に位置するカーカス層の補強コードのタイヤ内面側の外周面からタイヤ内面までのゲージ厚を等間隔で100点測定した際、該ゲージ厚の平均が1.5mm以下であることを特徴とする、空気入りタイヤ。 - 一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部と、を有し、
前記一対のビード部間に跨ってトロイド状に延在する、少なくとも1層のカーカス層と、
前記カーカス層のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置された、少なくとも1層のベルト層と、
前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配置された、少なくとも1層のベルト補強層と、を具えるタイヤにおいて、
前記カーカス層及び前記ベルト補強層が、補強コードを含み、
前記カーカス層及び前記ベルト補強層の少なくとも一方の補強コードは、アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含み、
タイヤ周方向と直行するタイヤ断面の、タイヤ幅方向で見た前記ベルト補強層が配置されている領域において、タイヤ径方向最も外側に位置するベルト補強層の補強コードのタイヤ外面側の外周面からタイヤ外面までのゲージ厚を等間隔で100点測定した際、該ゲージ厚が6.0mm以下である測定点が8割以上を占めることを特徴とする、空気入りタイヤ。 - 前記カーカス層及び前記ベルト補強層の両方の補強コードは、前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維を含む、請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記アミド密度が14.0以下のポリアミド繊維は、ポリアミド4,10繊維である、請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記インナーライナー層の総厚さが、1.0mm以下である、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
Applications Claiming Priority (6)
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025178138A1 true WO2025178138A1 (ja) | 2025-08-28 |
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|---|---|---|---|
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| JP2023040157A (ja) | 2017-06-26 | 2023-03-22 | バイオナット ラブス リミテッド | 粒子と移植可能デバイスを制御する方法およびシステム |
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-
2025
- 2025-02-21 WO PCT/JP2025/006181 patent/WO2025178138A1/ja active Pending
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