JP3038501B2 - Radial tire - Google Patents
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Landscapes
- Tires In General (AREA)
- Tyre Moulding (AREA)
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、改良された特定のカー
ボンブラックを用いた高度の低発熱性と高補強性とを有
するゴム組成物からなるラジアルタイヤに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radial tire comprising a rubber composition having a high degree of low heat generation and a high reinforcing property using an improved specific carbon black.
【０００２】[0002]
【従来の技術】省資源、省エネルギーの社会的要求に対
応するため、ゴム業界とくにタイヤ業界において、ここ
数年来、低燃費タイヤの開発が盛んに行われるようにな
ってきた。このような低燃費タイヤの開発には、高補強
性と低発熱性のゴム組成物が不可欠であり、このため最
近多くの発明がなされて公表されている。たとえば、特
公昭59-2451号公報では、凝集体分布の広いカーボンブ
ラックを用いることによりゴム組成物の発熱性の改善が
なされ、このものは主としてキャップトレッド用ゴム組
成物として用いられている。また、キャップトレッド以
外のタイヤ部材については、特開昭58-225139号公報に
おいて、改良ストラクチャー特性を持つカーボンブラッ
クを配合することにより、補強性と発熱性が改善された
ゴム組成物を用いることが示されている。しかし、これ
らの特定のカーボンブラックを用いても、最近の低燃費
性の要求を十分に満足するには至っておらず、さらに低
発熱性のゴム組成物の提供が望まれている。一方、タイ
ヤの低燃費化を図る方法の１つとして、タイヤ自身の軽
量化を目的にカーボンブラックなどの比重の重い原料の
配合量を減らす手法が考えられる。これは一つの有効な
手法であり、同時にゴム組成物の低発熱化を図ることが
できる。しかし従来は、カーボンブラックの配合量を減
らすと、補強性の低下が著しく、実用的とはいえなかっ
た。2. Description of the Related Art In recent years, in the rubber industry, particularly in the tire industry, development of fuel-efficient tires has been actively carried out in order to meet social demands for resource saving and energy saving. For the development of such a fuel-efficient tire, a rubber composition having high reinforcing properties and low heat generation is indispensable, and many inventions have recently been made and published. For example, in Japanese Patent Publication No. 59-2451, the exothermicity of a rubber composition is improved by using carbon black having a wide distribution of aggregates, and this is mainly used as a rubber composition for a cap tread. For tire members other than the cap tread, JP-A-58-225139 discloses that a rubber composition having improved reinforcing properties and exothermic properties can be used by compounding carbon black having improved structural characteristics. It is shown. However, even with the use of these specific carbon blacks, the recent demand for low fuel consumption has not yet been sufficiently satisfied, and it has been desired to provide a rubber composition having even lower heat generation. On the other hand, as one of the methods for reducing fuel consumption of a tire, a method of reducing the compounding amount of a material having a high specific gravity such as carbon black for the purpose of reducing the weight of the tire itself can be considered. This is one effective method, and at the same time, the heat generation of the rubber composition can be reduced. However, conventionally, when the blending amount of carbon black is reduced, the reinforceability is remarkably reduced, which is not practical.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、特定のカー
ボンブラックを用いることにより低発熱性と高補強性を
備えたゴム組成物を得て、このゴム組成物を用いること
により発熱性と補強性とを向上できると共に軽量化、低
燃費化を可能としたラジアルタイヤを提供することを目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a rubber composition having low heat build-up and high reinforcing properties by using a specific carbon black. It is an object of the present invention to provide a radial tire capable of improving the performance and reducing the weight and fuel consumption.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明のラジアルタイヤ
は、窒素吸着比表面積(N2SA) が60〜84m2/g、 DBP吸油
量が 120〜200ml／100g、および窒素吸収比表面積(N2S
A) とよう素吸着量(IA)との比 N2SA／IAが1.10以上のカ
ーボンブラックを、１種あるいは２種以上のジエン系ゴ
ムからなる原料ゴム１00重量部に対して、20〜70重量部
配合してなるゴム組成物を、タイヤを構成する部材のう
ちキャップトレッド、アンダートレッド、サイドウォー
ル、インナーライナー、ビードフィラー、ベルト層、お
よびカーカス層から選ばれた少なくとも３種以上の部材
に用いて構成したことを特徴とする。The radial tire of the present invention has a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 60 to 84 m 2 / g, a DBP oil absorption of 120 to 200 ml / 100 g, and a nitrogen absorption specific surface area (N 2 S
A) The ratio of the amount of adsorbed iodine (IA) to the amount of carbon black having an N 2 SA / IA of 1.10 or more is added to 20 to 70 parts by weight of 100 parts by weight of a raw rubber made of one or more diene rubbers. The rubber composition blended in parts by weight is used as a material for the tire components.
Chi cap tread, under tread, side war
, Inner liner, bead filler, belt layer,
And at least three or more members selected from a carcass layer .
【０００５】このように本発明では、特定のカーボンブ
ラックでゴム組成物を構成し、これを特定のタイヤ部材
に用いるためにラジアルタイヤを低発熱性および高補強
性とすることができる。また、このカーボンブラックは
従来のカーボンブラックに比してその配合量を少なくす
ることができるので、得られるラジアルタイヤを軽量化
することができ、これによってラジアルタイヤの低燃費
化をはかることが可能となる。[0005] As described above, in the present invention, a rubber composition is made of a specific carbon black, and the radial tire can be made to have low heat build-up and high reinforcement because it is used for a specific tire member. In addition, the amount of the carbon black can be reduced as compared with the conventional carbon black, so that the obtained radial tire can be reduced in weight, thereby making it possible to reduce the fuel consumption of the radial tire. Becomes
【０００６】以下、本発明の構成につき詳しく説明す
る。 (1) ゴム組成物。 カーボンブラックと原料ゴムとからなる。 カーボンブラック。 下記の (a)〜(c) の特性を有する。 (a) 窒素吸着比表面積(N2SA) が60〜84m2/gの範囲にあ
ること。 N2SAが60m2/g未満では、補強性の低下が大き
く、84m2/gを越えると発熱性が悪化するため である。 (b) DBP 吸油量が 120〜200ml/100gの範囲にあること。
DBP 吸油量が120ml/100g未満ではモジュラスが低く、20
0ml/100gを越えると、加工性の低下が大きいためであ
る。 (c) 窒素吸着比表面積(N2SA) とよう素吸収量(IA)との
比 N2SA/IA が1.10以上であること。 N2SA/IA が1.10未
満では、発熱性、補強性が悪化するためである。Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail. (1) Rubber composition. It consists of carbon black and raw rubber. Carbon black. It has the following characteristics (a) to (c). (a) The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is in the range of 60 to 84 m 2 / g. If the N 2 SA is less than 60 m 2 / g, the reinforcing property is greatly reduced, and if it exceeds 84 m 2 / g, the heat generation becomes worse. (b) DBP oil absorption is in the range of 120-200ml / 100g.
If the DBP oil absorption is less than 120 ml / 100 g, the modulus is low,
If the amount exceeds 0 ml / 100 g, the processability is greatly reduced. (c) The ratio N 2 SA / IA between the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) and the iodine absorption amount (IA) must be 1.10 or more. If N 2 SA / IA is less than 1.10, the heat build-up and the reinforcing properties are deteriorated.
【０００７】 原料ゴム。 ジエン系ゴム単独、あるいは２種以上のジエン系ゴムの
ブレンド物からなる。ここで、ジエン系ゴムとしては、
例えば、天然ゴム、合成ポリイソプレンゴム、スチレン
−ブタジエン共重合体ゴム、ポリブタジエンゴム、エチ
レン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム、クロロプ
レンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ブタジ
エン−アクリロニトリル共重合体ゴム等である。これら
の内の１種のゴム、または２種以上のブレンドゴムが用
いられる。[0007] Raw rubber. It consists of a diene rubber alone or a blend of two or more diene rubbers. Here, as the diene rubber,
For example, natural rubber, synthetic polyisoprene rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, polybutadiene rubber, ethylene-propylene-diene terpolymer rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, butadiene-acrylonitrile copolymer rubber, etc. It is. One of these rubbers or a blend rubber of two or more thereof is used.
【０００８】 カーボンブラックは、原料ゴム１00重
量部に対して、20〜70重量部配合される。好ましくは、
30〜50重量部である。20重量部より少ないと、補強性の
低下が起こり好ましくない。また、70重量部を越える
と、発熱性が大きくなるだけではなく、得られるゴム組
成物の比重が大きくなりすぎるので、軽量化の点で好ま
しくない。また、通常ゴム工業で使用される他の配合
剤、例えば、軟化剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤
等を必要に応じて配合することは何等構わない。 (2) タイヤ部材。[0008] Carbon black is blended in an amount of 20 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber. Preferably,
30 to 50 parts by weight. If the amount is less than 20 parts by weight, the reinforcing property decreases, which is not preferable. On the other hand, when the amount exceeds 70 parts by weight, not only the heat generation becomes large but also the specific gravity of the obtained rubber composition becomes too large, which is not preferable in terms of weight reduction. In addition, other compounding agents usually used in the rubber industry, for example, a softening agent, an antioxidant, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator and the like may be added as needed. (2) Tire members.
【０００９】図１に本発明のラジアルタイヤの一例の子
午線方向半断面説明図を示す。図１において、左右一対
のビードコア１, １間にカーカス層２が装架され、トレ
ッド３においてはカーカス層２の外側にベルト層４がタ
イヤ周方向にタイヤ１周に亘って環状に配置されてい
る。本発明においては、タイヤを構成する各部材のうち
タイヤ補強材（繊維コード、スチールコード等）を除
き、ゴム組成物が５容量％以上を占めるタイヤ部材のう
ち少なくとも３種以上の部材のゴム組成物として前記ゴ
ム組成物を使用する。このタイヤ部材としては、図１に
示されるように、キャップトレッド10、アンダートレッ
ド11、サイドウォール12、インナーライナー13、ビード
フィラー14、ベルト層４、およびカーカス層２などであ
る。したがって、本発明では、タイヤを構成する部材の
うちキャップトレッド、アンダートレッド、サイドウォ
ール、インナーライナー、ビードフィラー、ベルト層、
およびカーカス層から選ばれた少なくとも３種以上の部
材に前記ゴム組成物を用いるのである。３種以上の部材
としたのは、軽量化および低燃費化を十分に達成するた
めには、従来のカーボンブラックに比してその配合量を
少なくすることができる特定のカーボンブラックから構
成される前記ゴム組成物を３種以上の部材に用いるのが
効果的だからである。 FIG. 1 is an explanatory view showing a half section in the meridian direction of an example of the radial tire of the present invention. In FIG. 1, a carcass layer 2 is mounted between a pair of left and right bead cores 1, 1, and a belt layer 4 is arranged on the tread 3 outside the carcass layer 2 in a circumferential direction around the tire in the tire circumferential direction. I have. In the present invention, the rubber composition of at least three or more members of the tire member occupying 5% by volume or more, excluding the tire reinforcing material (fiber cord, steel cord, etc.) among the members constituting the tire. The rubber composition is used as a product. As shown in FIG. 1, the tire member includes a cap tread 10, an under tread 11, a sidewall 12, an inner liner 13, a bead filler 14, a belt layer 4, a carcass layer 2, and the like. Therefore, in the present invention, the components of the tire
Of which cap tread, under tread, side wall
, Inner liner, bead filler, belt layer,
And at least three parts selected from the carcass layer
The rubber composition is used for the material. 3 or more members
The goal was to achieve weight reduction and low fuel consumption.
In order to reduce the amount of carbon black,
Made from specific carbon black that can be reduced
The rubber composition formed is used for three or more members.
Because it is effective.
【００１０】[0010]
【実施例】 表１に示す配合内容 (重量部) にて通常
のバンバリーミキサーにて混練りしたゴム組成物を 150
℃×30分の条件 (加硫条件) でプレス加硫後、各種試験
を行ない、その物性を測定した。各試験方法は以下の通
りである。 窒素吸着比表面積(N2SA) : ASTM D 3037 (1984) Method
C により測定。 DBP 吸油量 : JIS K 6221に準じて測定。 よう素吸着量(IA) : JIS K 6221に準じて測定。 (tanδ) : 岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用い、歪率
10±２％、周波数20Hzの条件下において、60℃で測定し
た。60℃の tanδ値は、発熱性に対応し、60℃の tanδ
値が小さい程、発熱は小さくタイヤに使用した場合に低
燃費性を示す。 (引張特性) : 引張強さ、伸び、 300％Ｍ (モジュラス)
。JIS K 6301に準拠して測定。数値が大きいほど補強
性が良好。[Example] A rubber composition kneaded with a usual Banbury mixer according to the compounding contents (parts by weight) shown in Table 1 was mixed with 150 parts.
After press vulcanization under the conditions of v ° C × 30 minutes (vulcanization conditions), various tests were performed and the physical properties were measured. Each test method is as follows. Nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA): ASTM D 3037 (1984) Method
Measured by C. DBP oil absorption: Measured according to JIS K 6221. Iodine adsorption (IA): Measured according to JIS K 6221. (tanδ): Strain rate using a viscoelastic spectrometer manufactured by Iwamoto Seisakusho
The measurement was performed at 60 ° C. under the conditions of 10 ± 2% and a frequency of 20 Hz. The tanδ value at 60 ° C corresponds to the exothermicity,
The smaller the value, the smaller the heat generation and the lower the fuel efficiency when used for tires. (Tensile properties): Tensile strength, elongation, 300% M (Modulus)
. Measured according to JIS K 6301. The larger the value, the better the reinforcement.
【００１１】 [0011]
【００１２】表１から明らかなように、本発明でのカー
ボンブラックを用いたゴム組成物である実施例１, ２,
４, ５は、低発熱性(tanδ) においてカーボンブラック
N339を用いた場合 (比較例３, ４) よりはるかに優れ、
補強性（引張強さ）についてもN339或いは GPFの場合よ
り大幅に優れている。一方、比較例５, ６は、N2SA /IA
比が低いため、発熱性の改良効果が小さい。実施例２,
３は、カーボンブラック量を減らした例であるが、 GPF
の通常のカーボンブラック配合量である比較例１, ２と
比べて、発熱性は同等であるが補強性が良好であること
がわかる。また、カーボンブラック配合量を減らした結
果、大幅な低比重化が達成できている。 以上のよう
にして得られたゴム組成物を表２に示す各部材に用い、
タイヤサイズ165SR13 のタイヤを試作し、その重量及び
転動抵抗を測定した。この結果を表２に示す。As is clear from Table 1, the rubber compositions using carbon black according to the present invention, Examples 1, 2, and
4 and 5 are carbon blacks with low heat build-up (tan δ).
Much better than when N339 was used (Comparative Examples 3 and 4)
Reinforcement (tensile strength) is also significantly better than N339 or GPF. On the other hand, in Comparative Examples 5 and 6, N 2 SA / IA
Since the ratio is low, the effect of improving heat generation is small. Example 2,
Fig. 3 shows an example in which the amount of carbon black was reduced.
In comparison with Comparative Examples 1 and 2, which are the usual amounts of carbon black, the heat generation is the same, but the reinforcing properties are good. Also, as a result of reducing the amount of carbon black compounded, a significant reduction in specific gravity has been achieved. Using the rubber composition obtained as described above for each member shown in Table 2,
A tire having a tire size of 165SR13 was prototyped, and its weight and rolling resistance were measured. Table 2 shows the results.
【００１３】転動抵抗の測定方法は以下の通りである。 ＜転動抵抗＞FMVSS109試験用の径1707mmドラム試験機上
でタイヤ空気圧1.９kg／cm2 、荷重420kg 、速度40, 6
0, 80kg／hrで測定し、タイヤ１を１00として指数表示
した。従って、指数が小さいほど抵抗が少なく、燃費性
が良好である。 結果は、タイヤ１の重量及び転動抵抗を１00としたとき
の指数で示したが、表２から本発明のタイヤ２はタイヤ
１に比べて大幅に軽量化、低燃費化されていることがわ
かる。The method for measuring the rolling resistance is as follows. <Rolling resistance> Tire pressure 1.9 kg / cm 2 , load 420 kg, speed 40, 6 on a 1707 mm diameter drum testing machine for FMVSS109 test
The measurement was performed at 0, 80 kg / hr, and the index was indicated with the tire 1 as 100. Therefore, the smaller the index, the lower the resistance and the better the fuel economy. The results are shown as indices when the weight and rolling resistance of the tire 1 are set to 100. From Table 2, it can be seen that the tire 2 of the present invention is significantly lighter and more fuel efficient than the tire 1. Recognize.
【００１４】[0014]
【発明の効果】以上説明したように本発明のラジアルタ
イヤは、窒素吸着比表面積(N2SA) が60〜84m2/g、DBP
吸油量が120〜200ml／100g、および窒素吸収比表面積(N
2SA) とよう素吸着量(IA)との比 N2SA／IAが1.10以上の
カーボンブラックを、１種あるいは２種以上のジエン系
ゴムからなる原料ゴム１00重量部に対して、20〜70重量
部配合してなるゴム組成物で特定のタイヤ部材を構成し
たために、発熱性と補強性とを向上できると共に軽量
化、低燃費化をはかることが可能となる。As described above, the radial tire of the present invention has a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 60 to 84 m 2 / g,
Oil absorption of 120-200ml / 100g, and nitrogen absorption specific surface area (N
2 SA) and iodine adsorption ratio N 2 SA / IA is 1.10 or more carbon black and (IA), the raw material rubber 100 parts by weight of one kind or two or more kinds of diene rubber, 20 Since the specific tire member is constituted by the rubber composition mixed with 70 parts by weight, it is possible to improve the heat generation and the reinforcing properties, and also to reduce the weight and fuel consumption.
【図１】本発明のラジアルタイヤの一例の子午線方向半
断面説明図である。FIG. 1 is an explanatory view showing a half section in the meridian direction of an example of the radial tire of the present invention.
１ ビードコア ２ カーカス層 ３ トレッド ４ ベルト層 10 キャップトレッド 11 アンダートレッド 12 サイドウォール 13 インナーライナー 14 ビートフィラー 1 Bead Core 2 Carcass Layer 3 Tread 4 Belt Layer 10 Cap Tread 11 Under Tread 12 Side Wall 13 Inner Liner 14 Beat Filler
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−30137（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−225139（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−122170（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−103268（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−20246（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−203404（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−225639（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−2451（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60C 1/00 C08K 3/04 C08L 9/00 - 9/10 Continuation of front page (56) References JP-A-62-30137 (JP, A) JP-A-58-225139 (JP, A) JP-A-3-122170 (JP, A) JP-A-2-103268 (JP) JP-A-64-20246 (JP, A) JP-A-63-203404 (JP, A) JP-A-63-225639 (JP, A) JP-B-59-2451 (JP, B2) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B60C 1/00 C08K 3/04 C08L 9/00-9/10
Claims (1)
g、DBP 吸油量が120 〜200ml／100g、および窒素吸収比
表面積(N2SA) とよう素吸着量(IA)との比 N2SA／IAが1.
10以上のカーボンブラックを、１種あるいは２種以上の
ジエン系ゴムからなる原料ゴム１00重量部に対して、20
〜70重量部配合してなるゴム組成物を、タイヤを構成す
る部材のうちキャップトレッド、アンダートレッド、サ
イドウォール、インナーライナー、ビードフィラー、ベ
ルト層、およびカーカス層から選ばれた少なくとも３種
以上の部材に用いて構成したラジアルタイヤ。A nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 60 to 84 m 2 /
g, the ratio N 2 SA / IA between DBP oil absorption of 120 ~ 200 mL / 100 g, and nitrogen absorption specific surface area (N 2 SA) and iodine adsorption (IA) 1.
10 or more carbon blacks are added to 100 parts by weight of a raw rubber composed of one or two or more diene rubbers.
A rubber composition comprising up to 70 parts by weight of a tire comprising a cap tread, an undertread,
Id wall, inner liner, bead filler, base
A radial tire configured by using at least three or more members selected from a rubber layer and a carcass layer .
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