説明

空気入りタイヤ

【課題】ケースコードとゴムのセパレーションを防止できる耐久性を有するとともに、軽量化、シート加工性、低燃費性、操縦安定性及び破断時伸びにも優れたインスレーションを有する空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】ジエン系ゴムと、平均長さ50nm〜5μmの棒状シリカ、及び/又は、平均粒径3〜10μmのタルクとを含み、該ジエン系ゴム100質量部に対する該棒状シリカ及び該タルクの合計含有量が2〜30質量部であるゴム組成物を用いて作製したインスレーションを有する空気入りタイヤに関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特定成分を配合したインスレーション(タイガム)を有する空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【0002】
空気入りタイヤには、通常、ビードコア間をトロイド状にのびる本体部と非伸張性のビードコアの廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部とを一体に有し、複数本のコードがトッピングゴムによって被覆されたプライにより構成され、タイヤの骨格をなすケースが配され、更に隣接する部材としてインスレーションが配されている。
【0003】
スチールコードやアラミドコードなどで構成される伸び難い材質のコードを有するタイヤや、ポリエチレンコードやナイロンコードなど伸び易い材質のコードと厚みが薄いサイドウォールを有するタイヤには、バットレス部やクリンチ部において、加硫時にオープンスレッド(インスレーションの過剰なゴム流れ)が生じ易く、これがひどい場合、市場走行時にケースコードとゴムの剥離が生じてしまう。
【0004】
具体的には、例えば、図1に示すスチールコードをトッピングしたトラック・バス用タイヤでは、加硫工程でインスレーションのゴム流れによって図2に示されるような波打ちが生じ易い。また、走行により波打ちが成長し、ケースコードとトッピングゴムの間に初期クラック、セパレーションが発生する場合がある(図3)。更に、図4に示すポリエステルなどの伸びやすいコードをトッピングした乗用車用タイヤでも特にサイドウォールの厚みが薄い場合には、加硫工程で波打ちが生じ易い。トラック・バス用タイヤと同じくセパレーションが発生する懸念がある(図5)。
【0005】
更にインスレーションには、セパレーションを抑制できるような耐久性の他に、シート加工性、低燃費性、操縦安定性などの性能も要求されているが、すべての性能を満足するものは得られていない。例えば、特許文献1には、低燃費性、耐久性などをバランスよく改善する瀝青炭、シリカ及び特定のシランカップリング剤を配合したインスレーション用ゴム組成物が開示されているが、前記すべての性能の改善という点では未だ改善の余地を残している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2011−132358号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、前記課題を解決し、コードとトッピングゴム間のセパレーションなどを防止できる耐久性を有するとともに、シート加工性、低燃費性、操縦安定性及び破断時伸びにも優れたインスレーションを有する空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、ジエン系ゴムと、平均長さ50nm〜5μmの棒状シリカ、及び/又は、平均粒径3〜10μmのタルクとを含み、該ジエン系ゴム100質量部に対する該棒状シリカ及び該タルクの合計含有量が2〜30質量部であるゴム組成物を用いて作製したインスレーションを有する空気入りタイヤに関する。
【0009】
前記棒状シリカは、平均幅が3〜35nmであることが好ましい。
前記インスレーションの厚みは、0.2〜2.5mmであることが好ましい。
前記空気入りタイヤは、有機繊維コードで構成されるケースと、厚み1.5〜2.6mmのサイドウォールとを有するものが好ましい。
【0010】
前記空気入りタイヤは、アラミドコード又はスチールコードで構成されるケースを有し、前記ゴム組成物中の有機酸コバルト含有量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対して、コバルト換算で0.08質量部以下であるものが好ましい。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、ジエン系ゴムに、平均長さ50nm〜5μmの棒状シリカ、及び/又は、平均粒径3〜10μmのタルクを所定量配合したゴム組成物からなるインスレーションを有する空気入りタイヤであり、隣接するケースにおいて、ケース、コード間の初期クラック、セパレーションを防止し、優れた耐久性をタイヤに付与できる。また、前記成分を配合したインスレーションを構成するゴム組成物は、シート加工性、低燃費性、操縦安定性及び破断時伸びにも優れている。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】トラック・バス用空気入りタイヤの右半分を示す模式的断面図。
【図2】図1に示すタイヤの加硫後におけるケース、インスレーション及びインナーライナーの接合部における模式的断面図。
【図3】図1に示すタイヤの走行後におけるケース、インスレーション及びインナーライナーの接合部における模式的断面図。
【図4】乗用車用空気入りタイヤの右半分を示す模式的断面図。
【図5】図4に示すタイヤの加硫後におけるサイドウォール、ケース、インスレーション及びインナーライナーの接合部の模式的断面図。
【図6】棒状シリカの形状に関する説明図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の空気入りタイヤは、ジエン系ゴムと、平均長さ50nm〜5μmの棒状シリカ、及び/又は、平均粒径3〜10μmのタルクとを所定量含むゴム組成物を用いて作製したインスレーションを有する。
【0014】
タイヤの使用内圧が高いトラック・バス用タイヤやライトトラック用タイヤでは、空気圧や使用中の熱でコード間のゴム流れが促進される。また、乗用車用タイヤでも軽量化ニーズでサイドウォールの厚みが減少傾向にあり、ゴム流れの抑制が必要である。これについて、本発明では、特定形状の棒状シリカやタルクを用いることで、インスレーションの練りゴム粘度を高く保ち、加硫中のゴム流れを少なくできるため、初期クラック、セパレーションを防止し、優れた耐久性を持つタイヤが得られる。
【0015】
また、特定形状の棒状シリカやタルクを配合すると、押し出し加工時にそれらが押し出し方向に配列し、薄いシート厚みでも平坦性やエッジのスムースさを保つことが可能となるため、良好なシート加工性が得られる。更に、ゴムのE*を増加する作用も有するので、優れた操縦安定性も得られる。良好な低燃費性、破断時伸びも同時に発揮される。従って、優れた耐久性を有し、かつシート加工性、低燃費性、操縦安定性、破断時伸びの性能バランスも良好なタイヤを提供できる。
【0016】
本発明の空気入りタイヤにおいて、インスレーションを構成するゴム組成物(インスレーション用ゴム組成物)に用いられるジエン系ゴムとしては特に限定されず、例えば、天然ゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、耐久性、シート加工性、低燃費性、操縦安定性、破断時伸びの性能バランスの点から、NR及び/又はIRを使用すること、NR及び/又はIRとSBR及び/又はBRとを併用することが好ましい。
【0017】
上記ゴム組成物において、使用できるNRとしては特に限定されず、例えば、SIR20、RSS♯3、TSR20等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。IRとしても特に限定されず、公知のものを使用できる。
【0018】
ゴム組成物がNRを含有する場合、ゴム成分100質量%中のNR及びIRの合計含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは65質量%以上である。50質量%未満であると、破壊強度の確保が難しくなり、また、前述の性能バランスも悪化する傾向がある。NRの含有量の上限は特に限定されない。
【0019】
上記ゴム組成物において、使用できるSBRとしては、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E−SBR)、溶液重合スチレンブタジエンゴム(S−SBR)が挙げられる。BRとしては、特に限定されないが、加工性(不均一シュリンク、反り抑制、エッジ真直性)の点から、1,2−シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含むブタジエンゴム(SPB含有BR)、耐摩耗性に優れる点からネオジウム触媒ハイシスBRなどを使用できる。
【0020】
ゴム組成物がSBRを含有する場合、ゴム成分100質量%中のSBRの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは25質量%以上である。10質量%未満であると、加工性が悪化する傾向がある。該SBRの含有量は、好ましくは50質量%以下、より好ましくは35質量%以下である。50質量%を超えると、破壊強度の確保が難しくなる傾向がある。
【0021】
ゴム組成物がBRを含有する場合、ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは15質量%以上である。5質量%未満であると、くり返しの変形による強度低下が生じやすくなる傾向がある。該BRの含有量は、好ましくは40質量%以下、より好ましくは25質量%以下である。40質量%を超えると、破断伸びが悪化する傾向がある。
【0022】
本発明において前記特定形状の棒状シリカを使用すると、粘度を高く保持でき、更に破壊起点とならないほど微粒子であるため、優れた耐久性、シート加工性が得られる。また、良好な低燃費性、操縦安定性も得られる。
【0023】
上記棒状シリカは、球状の形状を有する通常のシリカとは異なり、棒状又は針状の形状を有し、その表面にシラノール基を有する無機材料(シリカ)である。棒状シリカとしては、例えば、セピオライト、パリゴルスカイト、アタパルジャイト、シロタイル、ラフリナイト、ファルコンドアイト、イモゴライトなどが挙げられる。なかでも、不純物が少なく、シラノール基が多いという理由から、セピオライト、アタパルジャイトが好ましい。なお、本明細書では、単にシリカと記載する場合には、特に言及しない限り、球状のシリカをいう。
【0024】
棒状シリカは、繊維状材料であるセピオライト鉱物[MgSi1230(OH)(HO)・8(HO)]を解繊して得られたものを好適に使用できる。セピオライト鉱物の構造は、Si−O四面体が3本連結して繊維方向に平行なSi−O四面体リボンを形成し、このリボンは八面体配位のマグネシウムイオンによって結び付けられ、タルク構造に似た2:1型を形成する。これらが互いに粘着して繊維束を形成しており、凝集物を形成し得る。
【0025】
上記凝集物は工業的工程、例えば微粉化(粉砕)または化学的修飾(例えば、欧州特許第170299号公報を参照)などで分裂(解繊)可能であり、それによって直径がナノメートルの繊維、即ち剥離(解繊)した棒状シリカ(セピオライト)が生じ得る。本発明では、セピオライト鉱物の解繊方法は特に限定されないが、棒状シリカ(セピオライト)の繊維としての形状を実質的に壊すことなく解繊することが好ましい。このような解繊方法としては、例えば、湿式粉砕法(例えば、欧州特許第170299号公報、特開平5−97488号公報、欧州特許第85200094−4号公報などに記載の方法)などが挙げられる。
【0026】
湿式粉砕法の一例を具体的に説明する。まず、水分を含んだ状態の棒状シリカ(セピオライト)を2mm以下の粒度になるまで粉砕後、懸濁液の固形分濃度が5〜25%となるように水を加えた後、分散剤(例えば、ヘキサメタリン酸アルカリ塩)を添加する。次に、高せん断力を有する撹拌機を使用して懸濁液を5〜15分間撹拌する。撹拌の際には、まず、低速回転で2〜7分間撹拌し、次に、高速回転で2〜8分間撹拌する。続いて、上澄みをデカンテーション又は遠心分離により分離することにより、繊維としての形状を実質的に壊すことなく解繊された棒状シリカ(セピオライト)を得ることができる。
【0027】
なお、本発明におけるセピオライトは、アタパルジャイト(パリゴルスカイトとしても知られる)も含む。アタパルジャイトは、アタパルジャイトが有する単位格子の方が若干小さい(繊維長が小さい)以外はセピオライトと構造的及び化学的にほとんど同一である。
【0028】
本発明における棒状シリカの平均幅は、好ましくは3nm以上、より好ましくは5nm以上である。3nm未満であると、表面積が大きくなり、ゴムへの分散が悪くなる傾向がある。棒状シリカの平均幅は、35nm以下、好ましくは30nm以下である。35nmを超えると、補強剤としての機能が低下する傾向がある。
【0029】
棒状シリカの平均長さは、50nm以上、好ましくは100nm以上、より好ましくは300nm以上である。50nm未満であると、シート加工性が低下する傾向がある。棒状シリカの平均長さは、5μm以下、好ましくは3μm以下、より好ましくは2μm以下である。5μmを超えると、破壊の起点になるため、ゴム破断伸び及び効力が悪化する傾向がある。
【0030】
棒状シリカのアスペクト比(平均長さ/平均幅)は、好ましくは2以上、より好ましくは5以上である。2未満であると、シート加工性、ゴム流れ抑制の効果が低下する傾向がある。棒状シリカのアスペクト比の上限は特に限定されず、上記形状の範囲内で、大きいほど好ましい。
【0031】
図6は、棒状シリカ(セピオライト)の概略構造を示す模式図である。図6に示すように、棒状シリカ(セピオライト)は、針状又は長い繊維状(棒状)の形状を有している。セピオライトの幅、厚み、長さは、それぞれ図6のX、Y、Zに相当する。言い換えると、セピオライトの幅(X)とは、主面(平面視したときに面積が最大となる面)の短辺の長さであり、セピオライトの厚み(Y)とは、主面に対する法線方向の長さであり、セピオライトの長さ(Z)とは、主面の長辺の長さである。
【0032】
なお、本明細書において、棒状シリカの平均幅は、透過型電子顕微鏡により測定した棒状シリカのXの平均値(例えば、100個の棒状シリカのXを測定し、算出した平均値)である。また、本明細書において、棒状シリカの平均長さは、透過型電子顕微鏡により測定した棒状シリカのZの平均値(例えば、100個の棒状シリカのZを測定し、算出した平均値)である。
【0033】
本発明では、前記特定形状のタルクを配合することで、加工性(不均一シュリンク、反りなどの防止)の改善効果が得られ、優れたシート加工性が得られる。また、良好な耐久性、低燃費性、操縦安定性、破断時伸びも得られる。
【0034】
本発明におけるタルクの平均粒径は、3μm以上、好ましくは4μm以上、より好ましくは5μm以上である。3μm未満であると、カーボン分散を向上させる効果が少ない傾向がある。タルクの平均粒径は、10μm以下、好ましくは9μm以下、より好ましくは8μm以下である。10μmを超えると、破壊の起点になるため、耐摩耗性が悪化する傾向がある。
【0035】
タルクの平均厚みは、0.5〜2.0μmの範囲が好ましく、0.6〜1.8μmの範囲がより好ましい。0.5μm未満であると、表面積が大きくなり、フィラー分散が悪くなる傾向がある。
【0036】
タルクのアスペクト比は、好ましくは2.0以上、より好ましくは4.0以上である。2.0未満であると、シート加工性、ゴム流れ性が低下する傾向がある。タルクのアスペクト比の上限は特に限定されないが、好ましくは10以下、より好ましくは9以下である。10を超えると、強度が低下することで、練り工程中で割れが生じるおそれがある。ここで、タルクのアスペクト比とは、タルクにおける厚さに対する長径の比をいう。
【0037】
タルクの平均粒径は、レーザー回折・散乱式粒度分析計などを用いたレーザー回折散乱法により測定される。また、厚み、アスペクト比は、電子顕微鏡により測定した平均値(例えば、100個のタルクについて測定し、算出した平均値)である。
【0038】
棒状シリカ及びタルクの合計含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、2質量部以上、好ましくは3質量部以上、より好ましくは4質量部以上である。2質量部未満では、配合した効果が充分に得られないおそれがある。また、該合計含有量は、30質量部以下、好ましくは25質量部以下、より好ましくは20質量部以下である。30質量部を超えると、加工性、低発熱性が悪化する傾向がある。
【0039】
上記ゴム組成物はカーボンブラックを含むことが好ましい。これにより、良好な補強性が得られ、耐久性、低燃費性、操縦安定性、破断時伸びがバランス良く得られる。
【0040】
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(NSA)は25m/g以上が好ましく、28m/g以上がより好ましく、また、120m/g以下が好ましく、100m/g以下がより好ましく、90m/g以下が更に好ましい。下限未満であると充分な破断伸びが得られないおそれがあり、上限を超えると低燃費性が悪化する傾向がある。
なお、カーボンブラックのNSAは、JIS K 6217−2:2001によって求められる。
【0041】
カーボンブラックの含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは15質量部以上である。10質量部未満では、充分な亀裂成長性、操縦安定性が得られないおそれがある。該含有量は、好ましくは70質量部以下、より好ましくは60質量部以下、更に好ましくは55質量部以下である。70質量部を超えると、充分な低燃費性が得られないおそれがある。
【0042】
上記ゴム組成物は、シリカを含有してもよい。これにより、低燃費性を改善できる。シリカとしては、例えば、乾式法シリカ(無水シリカ)、湿式法シリカ(含水シリカ)などが挙げられる。なかでも、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。
【0043】
シリカの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは80m/g以上、より好ましくは160m/g以上である。80m/g未満であると、充分な破壊強度が得られないおそれがある。また、シリカのNSAは、好ましくは240m/g以下、より好ましくは200m/g以下である。240m/gを超えると、シリカが分散しにくくなり、加工性が悪化するおそれがある。
なお、シリカのNSAは、ASTM D3037−93に準じてBET法で測定される値である。
【0044】
シリカの含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは7質量部以上である。5質量部未満であると、シリカを配合することによるtanδ低減や破断伸び向上の効果が充分に得られないおそれがある。該シリカの含有量は、好ましくは40質量部以下、より好ましくは30質量部以下である。40質量部を超えると、加工性、ユニフォミティーが悪化するおそれがある。
【0045】
カーボンブラック及びシリカの合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは20質量部以上、より好ましくは25質量部以上である。20質量部未満では、充分な亀裂成長性、操縦安定性が得られないおそれがある。該合計含有量は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは80質量部以下である。100質量部を超えると、充分な低燃費性が得られないおそれがある。
【0046】
上記ゴム組成物は、有機酸コバルト(ステアリン酸コバルト、ナフテン酸コバルト、ネオデカン酸コバルト、ホウ素酸ネオデカン酸コバルトなど)の含有量が、ジエン系ゴム100質量部に対して、コバルトに換算して、好ましくは0.08質量部以下、より好ましくは0.03質量部以下、更に好ましくは0.01質量部以下であり、含まなくてもよい。本発明では、練りゴム粘度を高く保ち、加硫中のゴム流れを少なくでき、インスレーションとコードの接触機会をほぼなくせるため、コバルト量を減量できる。
【0047】
上記ゴム組成物には、前記成分の他に、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤、ワックス、酸化防止剤、老化防止剤等を含有してもよい。
【0048】
硫黄としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などが挙げられる。なお、上記ゴム組成物において、硫黄の含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、好ましくは1.4〜10質量部、より好ましくは2〜8質量部である。
【0049】
特にトラック・バス用空気入りタイヤでは、上記ゴム組成物は、硫黄の含有量がジエン系ゴム100質量部に対して3.5質量部以上が好ましく、5.0質量部以上がより好ましい。3.5質量部未満であると、Eが低く、使用中のゴムの流れが大きい傾向がある。該硫黄の含有量は、8.0質量部以下が好ましく、6.5質量部以下がより好ましい。8.0質量部を超えると、熱劣化によりEが上昇し亀裂性、破断伸びが低下する傾向がある。
【0050】
一方、乗用車用空気入りタイヤでは、上記ゴム組成物は、硫黄の含有量がジエン系ゴム100質量部に対して1.5質量部以上が好ましく、2.0質量部以上がより好ましい。1.5質量部未満であると、プライトッピングゴムから硫黄がインスレーションに流入し、プライコードとプライゴムの接着が低下する傾向がある。該硫黄の含有量は、4.5質量部以下が好ましく、3.0質量部以下がより好ましい。4.5質量部を超えると、熱劣化により、Eが上昇し、亀裂成長性、破断伸びが低下する傾向がある。
【0051】
なお、本明細書において、硫黄の含有量とは、ゴム組成物に配合される加硫剤の純硫黄分の量を意味する。ここで、純硫黄分とは、例えば、加硫剤として、オイル含有硫黄を使用する場合には、オイル含有硫黄に含まれる硫黄分を意味する。
【0052】
加硫促進剤としては、N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(TBBS)、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(CBS)、N,N−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(DCBS)、N,N−ジイソプロピル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミドなどのスルフェンアミド系加硫促進剤;N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンイミド(TBSI)などが好適である。なかでも、TBBS、TBSI、DCBSが好ましい。
【0053】
加硫促進剤の配合量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.3質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上である。また、該配合量は、好ましくは2.0質量部以下、より好ましくは1.5質量部以下である。加硫促進剤の配合量が上記範囲内であると、好適な架橋密度、耐亀裂成長性が得られ、所望の性能を有するゴム組成物が得られる。
【0054】
上記インスレーション用ゴム組成物(インスレーションゴム層)を有する本発明の空気入りタイヤにおいて、規定内圧を充填した状態のタイヤ最大幅位置において測定されるインスレーション層の厚みは、0.2〜2.5mmの範囲内であることが好ましい。0.2mm以上であると、ゴム流れ(耐久性)、操縦安定性が良好であり、2.5mm以下であると、低発熱性、転がり抵抗性、低燃費性が良好である。インスレーション層の厚みの下限は、0.3mm以上がより好ましく、上限は2.0mm以下がより好ましい。
【0055】
特に、スチールコード又はアラミドコードで構成されるケースを有するタイヤ(トラック・バス用タイヤなど)においては、規定内圧を充填した状態のタイヤ最大幅位置において測定されるサイドウォールゴムの厚みが3.5〜10mmの範囲内であることが好ましい。3.5mm以上であると、耐カット性が確保され、10mm以下であると、低発熱性、転がり抵抗が良好である。サイドウォールゴムの厚みの下限は、4.5mm以上がより好ましく、上限は7mm以下がより好ましい。
【0056】
一方、ナイロン66コード、ポリエステル(PE)コード、ポリエチレンナフタレート(PEN)コード、レーヨンコード、ナイロン11コードなどの有機繊維コードで構成されるケースを有し、サイドウォールゴムの厚みが薄い乗用車用タイヤにおいては、規定内圧を充填した状態のタイヤ最大幅位置において測定されるサイドウォールゴムの厚みが1.5〜2.6mmの範囲内であることが好ましい。1.5mm以上であると、耐外傷性、亀裂成長性が良好であり、2.6mm以下であると、軽量化が実現され、低燃費性を確保できる。サイドウォールゴムの厚みの下限は、1.7mm以上がより好ましく、上限は2.4mm以下がより好ましい。
【0057】
本発明の空気入りタイヤは、前記各成分をバンバリーミキサー、オープンロール等のゴム混練装置を用いる混練方法などの公知の方法で作製したゴム組成物を、インスレーション形状に成形したのち、他のタイヤ部材と貼りあわせて未加硫タイヤを成形し、加硫することによって製造できる。このような空気入りタイヤは、乗用車、トラック・バス、ライトトラックなどに適用できる。
【実施例】
【0058】
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【0059】
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
NR:TSR20
IR:JSR(株)製のIR2200
SBR:日本ゼオン(株)製のNipol 1502(E−SBR)
BR:宇部興産(株)製のVCR617(SPB含有BR)
カーボンブラック(N660):Jiangix Black Cat(黒猫)社製のN660(NSA:35m/g)
カーボンブラック(N550):キャボットジャパン(株)製のショウブラックN550(NSA:40m/g)
カーボンブラック(N326):キャボットジャパン(株)製のショウブラックN326(NSA:78m/g)
シリカ:エボニックデグッサ社製のULTRASIL VN3(NSA:175m/g)
C5レジン:丸善石油化学(株)製のマルカレッツT−100AS(C5系石油樹脂)
TDAEオイル:H&Rグループ社製のVivatec 500
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛(平均粒子径:290nm)
ステアリン酸コバルト:大日本インキ化学工業(株)製のcost−F(コバルト含有量:9.5質量%)
老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン6C(N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン)
セピオライト1:TOLSA社製のPANGEL(棒状シリカ、平均長さ:300nm、平均幅:20nm)
セピオライト2:TOLSA社製のPANGEL(棒状シリカ、平均長さ:1μm、平均幅:25nm)
セピオライト3:TOLSA社製のPANGEL(棒状シリカ、平均長さ:40nm、平均幅:8nm)
セピオライト4:TOLSA社製のPANGEL(棒状シリカ、平均長さ:10μm、平均幅:30nm)
タルク1:Luzenac社製のMistron Vapor(平均粒径:5.5μm、アスペクト比:6)
タルク2:Luzenac社製のMistron HAR」(平均粒径5.7μm、アスペクト比:4.7)
瀝青炭:Coal Fillers Inc社製のオースチンブラック325(平均粒径:5μm、BET:9.0m/g、オイル17質量%含有)
ハードクレー:サウスイースタン・クレー社製のハードクレークラウン
炭酸カルシウム:竹原化学工業(株)製のタンカル200(平均粒径:7.0μm)
硫黄:フレキシス製のクリステックスHSOT20(硫黄80質量%およびオイル分20質量%含む不溶性硫黄)
加硫促進剤TBBS:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
加硫促進剤DCBS:大内新興化学工業(株)製のノクセラーDZ(N,N’−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)
【0060】
<実施例及び比較例>
表1〜2に示す配合処方に従い、1.7Lバンバリーミキサーを用いて、配合材料のうち、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を150℃の条件下で4分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、100℃の条件下で2分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を150℃で35分間(トラック・バス用)又は170℃で12分間(乗用車用)、2mm厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
【0061】
また、得られた未加硫ゴム組成物をインスレーションの形状に成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、150℃で35分間(トラック・バス用)又は170℃で12分間(乗用車用)プレス加硫し、トラック・バス用タイヤ、乗用車用タイヤを製造した。それぞれのタイヤの仕様は以下のとおりである。
【0062】
(トラック・バス用タイヤ(TBR))
275/70R22.5
インスレーションの厚み:表1〜2
インナーライナー:ブチルゴム100質量%/ゴム成分
ケース:スチールコード(汎用)、コードトップ総厚み1.80mm、コードトッピング配合(NR100質量部、N326 60質量部、硫黄5.0部、加硫促進剤DCBS1.0質量部、ステアリン酸コバルト1.5質量部、老化防止剤1.0部、TDAEオイル1.5部)
サイドウォールゴムの厚み:表1〜2(5.0mm)
(乗用車用タイヤ(PCR))
215/45R45
インスレーションの厚み:表1〜2
インナーライナー:ブチルゴム90質量%/ゴム成分
ケース:ポリエステルコード(汎用)、コードトップ総厚み1.20mm、コードトッピング配合(NR70質量部、E−SBR30質量部、N330 45質量部、TDAEオイル10部、老化防止剤1部、ステアリン酸2部、酸化亜鉛5部、硫黄2.7質量部、加硫促進剤NS1.0質量部)
サイドウォールゴムの厚み:表1〜2(1.3mm、1.6mm、2.5mm又は3.5mm)
【0063】
得られた未加硫ゴム組成物、加硫ゴム組成物、トラック・バス用タイヤ、乗用車用タイヤについて下記の評価を行った。結果を表1〜2に示す。
【0064】
(粘弾性試験)
粘弾性スペクトロメータVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、周波数10Hz、初期歪10%および動歪2%の条件下で、加硫ゴム組成物の複素弾性率(E)及び損失正接(tanδ)を測定した。Eが大きいほど剛性が高く、操縦安定性が優れることを示し、tanδが小さいほど低燃費性に優れることを示す。
【0065】
(引張試験)
加硫ゴム組成物からなる3号ダンベル型試験片を用いて、JIS K 6251「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準じて、室温にて引張試験を実施し、破断時伸びEB(%)を測定した。EBが大きいほど、破断時伸びに優れることを示す。
【0066】
(ドラム耐久試験)
JIS最大荷重の140%オーバーロード(JIS中心リム、JIS最大内圧):オーバーロード荷重試験で、ケースコードの歪発生箇所を起点としてバットレス部やクリンチ部に剥離が生じ、初期はメッキ層破壊(又は繊維の場合、RFL接着層)であり、微小クラックがトッピング層、更にはタイガム層にも進展し、セパレーションに至る。
トラック・バス用タイヤ、乗用車用タイヤのドラム耐久試験を実施し、バットレス部でのプライ/サイドウォール間のセパレーション、外観膨れまでの耐久走行距離を測定した。比較例1の距離を100として、各タイヤを指数表示した。剥離発生までの走行距離(=耐久性:外観膨れが認知できるまで走行)は、コード波打ちが大きい場合、インスレーションのEBが低い場合、tanδが高い場合、タイガムのゲージが厚い場合に劣る。コード波打ちがなく、インスレーションのEBが大きい場合、tanδが小さい場合、E*が大きい場合、インスレーションの厚みが適度(0.6〜1mm)な場合、走行距離(耐久性)は優れる。
【0067】
(シート加工性)
押し出し生地の焼け、シートの平坦性、押し出し寸法の維持特性(シートが不均一にシュリンクしない)、真直性(エッジの凹凸がない)の4点について、比較例1を100とし、各配合(未加硫ゴム組成物)を指数表示した。指数が大きいほどシート加工性が優れる。
【0068】
【表1】

【0069】
【表2】

【0070】
表1〜2で示されているように、特定形状の棒状シリカやタルクを添加していない比較例1〜4に比べて、棒状シリカを配合した実施例1〜4では、シート加工性、ドラム耐久性を大きく改善でき、操縦安定性(E*)も改善された。また、タルクを配合した実施例10〜11、18〜19でもこれらの性能の改善効果が見られた。更に、シリカ配合でも同様の改善効果が発揮された(実施例5、7及び比較例5、7)。
【符号の説明】
【0071】
1 空気入りタイヤ
2 トレッド部
3 サイドウォールゴム
4 ビード部
5 ビードコア
6 カーカス
6a カーカスコード
7 ベルト層
8 ビードエーペックス
9 インナーライナー
9b インナーライナーゴム
10 インスレーションゴム
11 波打ち
12 クラック、セパレーション
13 インスレーションゴムの厚み(タイヤ最大幅位置)
14 サイドウォールゴムの厚み(タイヤ最大幅位置)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ジエン系ゴムと、平均長さ50nm〜5μmの棒状シリカ、及び/又は、平均粒径3〜10μmのタルクとを含み、該ジエン系ゴム100質量部に対する該棒状シリカ及び該タルクの合計含有量が2〜30質量部であるゴム組成物を用いて作製したインスレーションを有する空気入りタイヤ。
【請求項2】
前記棒状シリカは、平均幅が3〜35nmである請求項1記載の空気入りタイヤ。
【請求項3】
前記インスレーションの厚みが0.2〜2.5mmである請求項1又は2記載の空気入りタイヤ。
【請求項4】
有機繊維コードで構成されるケースと、厚み1.5〜2.6mmのサイドウォールとを有する請求項1〜3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項5】
アラミドコード又はスチールコードで構成されるケースを有し、
前記ゴム組成物中の有機酸コバルト含有量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対して、コバルト換算で0.08質量部以下である請求項1〜4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2013−67707(P2013−67707A)
【公開日】平成25年4月18日(2013.4.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−206156(P2011−206156)
【出願日】平成23年9月21日(2011.9.21)
【出願人】(000183233)住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Fターム(参考)】