JP6743388B2 - Pneumatic tire - Google Patents

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Description

本発明は、天然型クモ糸タンパク質由来のポリペプチドを含むフィブロイン繊維を用いた補強用繊維コードを有する空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a pneumatic tire having a reinforcing fiber cord using fibroin fiber containing a polypeptide derived from a natural spider silk protein.

空気入りタイヤ等のゴム製品の補強用繊維コードには、石油資源由来のナイロン、ポリエステルなどの合成繊維が広く使用されている。しかし、合成繊維は、廃棄時に土中に埋めても分解されることなく、環境汚染物として残存する。また、焼却処分した場合は、有害ガスを発生するため、同じく環境汚染の原因となる。そのため、環境保護対策として、補強用繊維コードにも石油外資源由来の材料を使用することが望まれている。 Synthetic fibers such as nylon and polyester derived from petroleum resources are widely used for fiber cords for reinforcing rubber products such as pneumatic tires. However, synthetic fibers remain as environmental pollutants without being decomposed even when buried in soil at the time of disposal. Further, when incinerated, harmful gas is generated, which also causes environmental pollution. Therefore, as an environmental protection measure, it is desired to use a material derived from a resource other than petroleum for the reinforcing fiber cord.

補強用繊維コードに使用できる石油外資源由来の繊維としては、木材を原料にするレーヨン繊維が古くから知られている。しかし、レーヨン繊維は、原料として木材を使用するため、環境破壊の一因となるという問題がある。さらに、製造過程では二硫化炭素などの有毒物質を使用するため、この二硫化炭素が環境汚染を招かないように製造工程で厳格な管理をすることが必要とされる。 As a fiber derived from a resource other than petroleum that can be used as a reinforcing fiber cord, rayon fiber made from wood has been known for a long time. However, since rayon fiber uses wood as a raw material, it has a problem of contributing to environmental damage. Furthermore, since toxic substances such as carbon disulfide are used in the manufacturing process, it is necessary to strictly control the manufacturing process so that the carbon disulfide does not cause environmental pollution.

また、タイヤ性能に関しては、近年ミニバンなどのハイルーフ車が増加傾向にあり、タイヤの操縦安定性への要求が厳しくなっており、さらに、ハイブリットカーの普及により、タイヤ強度(プランジャー強度)および操縦安定性への要求も厳しくなっている。 In terms of tire performance, high-roof vehicles such as minivans are on the increase in recent years, and demands for steering stability of tires are becoming stricter. Furthermore, with the spread of hybrid cars, tire strength (plunger strength) and steering The requirements for stability are becoming more stringent.

レーヨン繊維以外の石油外資源由来の繊維としては、家蚕や野蚕から得られる絹、蛛形類(クモ類)から得られる絹様糸、家蚕、野蚕またはクモ類などの遺伝子に基づく遺伝子組み換え技術により製造された絹様糸などが挙げられるが(特許文献1等参照)、これらの絹様糸をタイヤ補強用繊維コードとして有する空気入りタイヤは、十分なタイヤ強度および操縦安定性が得られないという問題がある。 Fibers derived from non-petroleum resources other than rayon fibers include silk obtained from domestic silkworms and wild silkworms, silk-like threads obtained from arachnids (spiders), silkworms derived from silkworms, silkworms, wild silkworms, or spiders. Although manufactured silk-like yarns and the like can be mentioned (see Patent Document 1, etc.), a pneumatic tire having these silk-like yarns as fiber cords for tire reinforcement cannot obtain sufficient tire strength and steering stability. There's a problem.

一方、特許文献1には強度およびタフネスに優れた天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドを含むフィブロイン繊維の製造方法が記載されているが、タイヤ強度および操縦安定性は十分ではない。 On the other hand, Patent Document 1 describes a method for producing a fibroin fiber containing a polypeptide derived from a natural spider silk protein having excellent strength and toughness, but the tire strength and steering stability are not sufficient.

特許第3938386号公報Japanese Patent No. 3938386

本発明は、石油外資源由来の補強用繊維コードを有し、さらにタイヤ強度および操縦安定性に優れた空気入りタイヤを提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a pneumatic tire having a reinforcing fiber cord derived from a resource other than petroleum and further having excellent tire strength and steering stability.

本発明は、天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドを含むフィブロイン繊維により構成され、引張弾性率が8GPa以上であり、タフネスが138MJ/m3以上であり、破断強度が0.35GPa以上であり、破断時伸びが10%以上である補強用繊維コードを有する空気入りタイヤに関する。 The present invention is composed of fibroin fibers containing a polypeptide derived from a natural spider silk protein, has a tensile modulus of 8 GPa or more, a toughness of 138 MJ/m 3 or more, and a breaking strength of 0.35 GPa or more. , A pneumatic tire having a reinforcing fiber cord having an elongation at break of 10% or more.

前記補強用繊維コードをカーカスコードとして有することが好ましい。 It is preferable to have the reinforcing fiber cord as a carcass cord.

天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドを含むフィブロイン繊維により構成され、所定の物性を示す本発明の補強用繊維コードを有する空気入りタイヤによれば、補強用繊維コードとして石油外資源由来の繊維を用いるにも関わらず、タイヤ強度および操縦安定性に優れた空気入りタイヤを提供することができる。 According to the pneumatic tire having the reinforcing fiber cord of the present invention, which is composed of the fibroin fiber containing the polypeptide derived from the natural spider silk protein and has the predetermined physical properties, the fiber derived from the resource other than petroleum is used as the reinforcing fiber cord. It is possible to provide a pneumatic tire having excellent tire strength and steering stability regardless of using.

本発明の空気入りタイヤは、天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドを含むフィブロイン繊維により構成され、所定の物性を示す補強用繊維コードを有することを特徴とする。 The pneumatic tire of the present invention is characterized by comprising fibroin fibers containing a polypeptide derived from a natural spider silk protein and having a reinforcing fiber cord having predetermined physical properties.

フィブロイン繊維
本発明に係る天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドを含むフィブロイン繊維は、天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドを主成分とする。なお、本明細書における主成分とは、80質量%以上含まれることを意味し、90質量%以上含まれることがより好ましく、95質量%以上含まれることがさらに好ましい。なお、前記フィブロイン繊維は、本発明の効果を損なわない限り、天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチド以外の他の成分を含んでもよい。
Fibroin Fiber A fibroin fiber containing a polypeptide derived from a natural spider silk protein according to the present invention contains a polypeptide derived from a natural spider silk protein as a main component. In addition, the main component in this specification means containing 80 mass% or more, more preferably containing 90 mass% or more, and still more preferably containing 95 mass% or more. The fibroin fiber may contain components other than the polypeptide derived from the natural spider silk protein as long as the effect of the present invention is not impaired.

本発明の天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドを含むフィブロイン繊維は、天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドをコードする遺伝子を形質転換させた宿主を用いて製造したポリペプチドを、紡糸および延伸することで製造することができる。例えば、特許第5540166号公報に記載された製造方法により製造した繊維とすることができる。 The fibroin fiber containing the polypeptide derived from the natural spider silk protein of the present invention is obtained by spinning a polypeptide produced using a host transformed with a gene encoding the polypeptide derived from the natural spider silk protein. It can be produced by stretching. For example, a fiber manufactured by the manufacturing method described in Japanese Patent No. 5540166 can be used.

前記天然型クモ糸タンパク質に由来する前記ポリペプチドは、天然型クモ糸タンパク質の変異体、類似体または誘導体などを含むポリペプチドであり、天然型クモ糸タンパク質に由来するものであればよく、特に限定されない。 The polypeptide derived from the natural spider silk protein is a polypeptide containing a variant, analog or derivative of the natural spider silk protein, and may be derived from the natural spider silk protein, Not limited.

さらに、前記ポリペプチドは、強靭性に優れるという観点からクモの大瓶状線で産生される大吐糸管しおり糸タンパク質に由来するポリペプチドであることが好ましい。前記大吐糸管しおり糸タンパク質としては、アメリカジョロウグモ(Nephila clavipes)に由来する大瓶状線スピドロインMaSp1やMaSp2、ニワオニグモ(Araneus diadematus)に由来するADF3やADF4などが挙げられる。なかでも、ニワオニグモ(Araneus diadematus)の2つの主要なしおり糸タンパク質の一つであるADF3由来のポリペプチドが、強伸度およびタフネスが基本的に高く、合成し易いことから好ましい。前記大吐糸管しおり糸タンパク質に由来するポリペプチドは、大吐糸管しおり糸タンパク質の変異体、類似体または誘導体などを含む。 Further, from the viewpoint of excellent toughness, the polypeptide is preferably a polypeptide derived from a large vesicular lacquer silk protein produced in the large bottle-shaped line of a spider. Examples of the large votiver guideline proteins include large bottle-shaped line spidroins MaSp1 and MaSp2 derived from Nephila clavipes, and ADF3 and ADF4 derived from Araneus diadematus. Among them, a polypeptide derived from ADF3, which is one of the two major dragline proteins of the Japanese spider, Araneus diadematus, is preferable because of its basically high elongation and toughness and easy synthesis. The polypeptide derived from the large vesicle guideline protein includes variants, analogs or derivatives of the large vesicle guideline protein.

前記天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドは、ポリペプチドをコードする遺伝子を組み込んだ発現ベクターにより形質転換させた宿主を用いて製造することができる。遺伝子の調製方法は特に制限されず、天然型クモ糸タンパク質をコードする遺伝子をクモ由来の細胞からポリメラーゼ連鎖反応(PCR)などで増幅してクローニングする方法、もしくは化学的に合成する方法が挙げられる。遺伝子の化学的な合成方法も特に制限されず、例えば、NCBIのウェブデータベースなどより入手した天然型クモ糸タンパク質のアミノ酸配列情報を基に、自動合成したオリゴヌクレオチドをPCRなどで連結して合成することができる。この際に、タンパク質の精製や確認を容易にするため、上記のアミノ酸配列のN末端に開始コドンおよびHis10タグからなるアミノ酸配列を付加したアミノ酸配列からなるタンパク質をコードする遺伝子を合成してもよい。前記発現ベクターとしては、DNA配列からタンパク質を発現し得るプラスミド、ファージ、ウイルスなどを用いることができる。前記プラスミド型発現ベクターとしては、宿主細胞内で目的の遺伝子が発現し、かつ自身が増幅することのできるものであればよく、特に限定されない。例えば宿主として大腸菌Rosetta(DE3)を用いる場合は、pET22b(+)プラスミドベクター、pColdプラスミドベクターなどを用いることができる。中でも、タンパク質の生産性の観点から、pET22b(+)プラスミドベクターを用いることが好ましい。前記宿主としては、例えば動物細胞、植物細胞、微生物などを用いることができ、生産効率や簡便性から微生物を宿主として用いて製造することが好ましい。 The polypeptide derived from the natural spider silk protein can be produced using a host transformed with an expression vector incorporating a gene encoding the polypeptide. The method for preparing the gene is not particularly limited, and examples thereof include a method of amplifying a gene encoding a natural spider silk protein from a spider-derived cell by polymerase chain reaction (PCR) or the like, or a method of chemically synthesizing the gene. .. The method for chemically synthesizing the gene is not particularly limited, and for example, based on the amino acid sequence information of the natural spider silk protein obtained from the NCBI web database or the like, an automatically synthesized oligonucleotide is linked by PCR or the like to synthesize the gene. be able to. At this time, in order to facilitate purification and confirmation of the protein, a gene encoding a protein having an amino acid sequence obtained by adding an amino acid sequence comprising a start codon and a His10 tag to the N-terminal of the above amino acid sequence may be synthesized. .. As the expression vector, a plasmid, phage, virus or the like that can express a protein from a DNA sequence can be used. The plasmid type expression vector is not particularly limited as long as it can express a target gene in a host cell and can amplify itself. For example, when Escherichia coli Rosetta (DE3) is used as a host, pET22b(+) plasmid vector, pCold plasmid vector or the like can be used. Among them, it is preferable to use the pET22b(+) plasmid vector from the viewpoint of protein productivity. As the host, for example, animal cells, plant cells, microorganisms and the like can be used, and it is preferable to use microorganisms as the host for production in terms of production efficiency and simplicity.

前記の製造方法により製造されたポリペプチドは、溶解し得る溶媒を加えて紡糸できる粘度に調整した紡糸液とし、湿式紡糸により未延長糸とすることができる。 The polypeptide produced by the above-mentioned production method can be made into a spinning solution in which a soluble solvent is added to adjust the viscosity so that it can be spun, and can be made into an unextended yarn by wet spinning.

前記溶媒としては、前記ポリペプチドを溶解し得る溶媒であれば特に限定されず、例えば前記ポリペプチドがニワオニグモに由来する場合、一例としてヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)、ヘキサフルオロアセトン(HFA)、蟻酸、尿素、グアニジン、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、臭化リチウム、塩化カルシウム、チオシアン酸リチウムなどを含む水溶液などを溶媒とし、適量加えて溶液粘度が100〜10000cP(センチポイズ)の紡糸液とする。 The solvent is not particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving the polypeptide, and for example, when the polypeptide is derived from the spider Spider, as an example, hexafluoroisopropanol (HFIP), hexafluoroacetone (HFA), formic acid, An aqueous solution containing urea, guanidine, sodium dodecyl sulfate (SDS), lithium bromide, calcium chloride, lithium thiocyanate, etc. is used as a solvent, and an appropriate amount is added to obtain a spinning solution having a solution viscosity of 100 to 10,000 cP (centipoise).

紡糸は湿式紡糸とすることにより、ポリペプチドを溶解させた溶媒を除去し(脱溶媒ともいう)、未延伸糸を得ることができる。湿式紡糸に使用する凝固液は、脱溶媒できる溶液であればどのようなものでも良い。溶媒がHFIPの場合、凝固液はメタノール、エタノール、2−プロパノールなどの炭素数1〜5の低級アルコールまたはアセトンが好ましい。ここで、凝固液の温度は、紡糸が安定することから0〜30℃が好ましい。 By performing wet spinning for the spinning, the solvent in which the polypeptide is dissolved can be removed (also referred to as desolvation), and an undrawn yarn can be obtained. The coagulating liquid used for the wet spinning may be any solution as long as it can remove the solvent. When the solvent is HFIP, the coagulating liquid is preferably a lower alcohol having 1 to 5 carbon atoms such as methanol, ethanol or 2-propanol, or acetone. Here, the temperature of the coagulating liquid is preferably 0 to 30° C. because spinning is stable.

前記紡糸液を凝固液に押し出すことにより、未延伸糸が得られる。直径0.1〜0.6mmのノズルを有するシリンジポンプの場合、紡糸が安定することから押し出し速度は1ホール当たり、0.2〜2.4ml/hが好ましく、0.6〜2.2ml/hがより好ましい。また、脱溶媒が効率よくできることから、凝固液槽の長さは200〜500mmが好ましく、未延伸糸の引き取り速度は1〜3m/minが好ましく、滞留時間は0.01〜0.15minが好ましい。凝固液中において延伸(前延伸)をしても良いが、低級アルコールの蒸発を考えると凝固液を低温に維持し、未延伸糸の状態で引き取るのが好ましい。 An unstretched yarn is obtained by extruding the spinning solution into a coagulating solution. In the case of a syringe pump having a nozzle with a diameter of 0.1 to 0.6 mm, the extrusion speed is preferably 0.2 to 2.4 ml/h per hole, and 0.6 to 2.2 ml/h, because spinning is stable. h is more preferable. Further, since the solvent can be efficiently removed, the length of the coagulating liquid tank is preferably 200 to 500 mm, the take-up speed of the undrawn yarn is preferably 1 to 3 m/min, and the residence time is preferably 0.01 to 0.15 min. .. Stretching (pre-stretching) may be carried out in the coagulating liquid, but in consideration of evaporation of the lower alcohol, it is preferable to keep the coagulating liquid at a low temperature and take it out in the state of undrawn yarn.

前記未延伸糸を延伸することで、天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドを含むフィブロイン繊維となる。延伸方法としては特に限定されないが、引張弾性率、タフネス、破断強度および破断時伸びに優れたフィブロイン繊維が得られることから、特許第5540166号公報に記載された多段延伸により延伸することが好ましい。 By drawing the undrawn yarn, a fibroin fiber containing a polypeptide derived from a natural spider silk protein is obtained. Although the stretching method is not particularly limited, it is preferable to stretch by the multi-stage stretching described in Japanese Patent No. 5540166, since a fibroin fiber excellent in tensile modulus, toughness, breaking strength and elongation at break can be obtained.

前記フィブロイン繊維は、必要なコード強力を確保し、かつ太すぎて重くならないという観点から、1500〜9000dtexが好ましく、1500〜5000dtexがより好ましい。 The fibroin fiber is preferably 1500 to 9000 dtex, more preferably 1500 to 5000 dtex, from the viewpoint of ensuring the necessary cord strength and not being too thick and heavy.

補強用繊維コード
本発明に係る補強用繊維コードは前記天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドを含むフィブロイン繊維により構成されるコードである。
Reinforcing Fiber Cord The reinforcing fiber cord according to the present invention is a cord composed of fibroin fiber containing a polypeptide derived from the natural spider silk protein.

前記コードとしては、本発明に係るフィブロイン繊維のみを撚り合わせた単一撚りコードや、前記フィブロイン繊維と異なる繊維コードとを撚り合わせた複合撚りコードなどが挙げられる。なかでも、本発明の効果がより得られるという理由から前記フィブロイン繊維のみを撚り合わせた単一撚りコードが好ましい。また、コードの撚り方としては、特に限定されず、従来の有機繊維コードの撚り方を適宜採用すればよい。 Examples of the cord include a single twist cord obtained by twisting only the fibroin fiber according to the present invention, and a composite twist cord obtained by twisting the fibroin fiber and a different fiber cord. Among them, a single twist cord obtained by twisting only the fibroin fibers is preferable because the effect of the present invention can be further obtained. The method of twisting the cord is not particularly limited, and the conventional method of twisting the organic fiber cord may be appropriately adopted.

本発明に係る補強用繊維コードは、所定の引張弾性率、タフネス、破断強度および破断時伸びを有する。なお、本明細書における補強用繊維コードの引張弾性率、破断強度および破断時伸びは、温度25℃、相対湿度60%の条件下で引張試験機を用いて測定された繊維の破断強度、引張弾性率、破断時伸びであり、タフネスは、さらに下記式により算出された値とする。
タフネス=[E/(r2×π×L)×1000](単位:MJ/m3
(式中、Eは破壊エネルギー(単位:J)を、rは繊維の半径(単位:mm)を、πは円周率を、Lは引張試験測定時のつかみ具間距離:20mmを示す。)
The reinforcing fiber cord according to the present invention has a predetermined tensile modulus, toughness, breaking strength and elongation at break. The tensile modulus, breaking strength and elongation at break of the reinforcing fiber cord in the present specification are the breaking strength and tensile strength of the fiber measured with a tensile tester under the conditions of a temperature of 25° C. and a relative humidity of 60%. Elastic modulus and elongation at break, and toughness is a value calculated by the following equation.
Toughness=[E/(r 2 ×π×L)×1000] (unit: MJ/m 3 ).
(In the formula, E is the breaking energy (unit: J), r is the radius of the fiber (unit: mm), π is the circular constant, and L is the distance between the grippers at the time of tensile test measurement: 20 mm. )

前記補強用繊維コードの引張弾性率は、8GPa以上であり、14GPa以上が好ましい。補強用繊維コードの引張弾性率が、8GPa未満の場合は、操縦安定性が不十分となる傾向がある。また、引張弾性率の上限は特に限定されない。 The tensile elastic modulus of the reinforcing fiber cord is 8 GPa or more, preferably 14 GPa or more. When the tensile elastic modulus of the reinforcing fiber cord is less than 8 GPa, steering stability tends to be insufficient. Moreover, the upper limit of the tensile elastic modulus is not particularly limited.

前記補強用繊維コードのタフネスは、138MJ/m3以上であり、170MJ/m3以上が好ましく、240MJ/m3以上がより好ましく、260MJ/m3以上がさらに好ましい。タフネスが、138MJ/m3未満の場合は、タイヤ強度が不十分となる傾向がある。また、タフネスの上限は特に限定されない。 Toughness of the reinforcing fiber cord is a 138MJ / m 3 or more, preferably 170 mJ / m 3 or more, more preferably 240 mJ / m 3 or more, more preferably 260 mJ / m 3 or more. When the toughness is less than 138 MJ/m 3 , the tire strength tends to be insufficient. The upper limit of toughness is not particularly limited.

前記補強用繊維コードの破断強度は、0.35GPa以上であり、0.40GPa以上が好ましく、0.59GPa以上がより好ましい。破断強度が、0.35GPa未満の場合は、タイヤ強度が不十分となる傾向がある。また、破断強度の上限は特に限定されない。 The breaking strength of the reinforcing fiber cord is 0.35 GPa or more, preferably 0.40 GPa or more, and more preferably 0.59 GPa or more. If the breaking strength is less than 0.35 GPa, the tire strength tends to be insufficient. Moreover, the upper limit of the breaking strength is not particularly limited.

前記補強用繊維コードの破断時伸びは、10%以上であり、12%以上が好ましい。破断時伸びが、10%未満の場合は、十分なタイヤ強度および操縦安定性が確保できなくなる傾向がある。また、破断時伸びの上限は特に限定されない。 The elongation at break of the reinforcing fiber cord is 10% or more, preferably 12% or more. If the elongation at break is less than 10%, sufficient tire strength and steering stability may not be secured. Moreover, the upper limit of the elongation at break is not particularly limited.

本発明に係る補強用繊維コードは、空気入りタイヤに用いられる補強用コードであり、従来有機繊維コードが用いられてきたカーカスコード、チェーファーコード、バンドコードなどの補強用コードとして用いることができる。さらには、従来スチールコードが用いられてきたブレーカーコードやビードワイヤーとして用いてもよい。なかでも、タイヤ強度および操縦安定性への影響が大きいカーカスコードに用いることが、本発明の効果がより発揮されるという点から好ましい。 The reinforcing fiber cord according to the present invention is a reinforcing cord used in a pneumatic tire, and can be used as a reinforcing cord such as a carcass cord, a chafer cord, and a band cord in which an organic fiber cord has been conventionally used. .. Further, it may be used as a breaker cord or a bead wire which has conventionally been made of a steel cord. Among them, it is preferable to use the carcass cord, which has a great influence on the tire strength and the steering stability, from the viewpoint that the effect of the present invention can be more exerted.

本発明の空気入りタイヤは、前記天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドを含む所定のフィブロイン繊維により構成された補強用繊維コードを用いて、通常の方法により製造できる。すなわち、前記補強用繊維コードをコードトッピング用ゴム組成物によりトッピングするなどして所定のタイヤ部材を成形し、タイヤ成形機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、通常の方法にて成形することにより、未加硫タイヤを形成し、この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより、本発明の空気入りタイヤを製造することができる。 The pneumatic tire of the present invention can be manufactured by an ordinary method using a reinforcing fiber cord composed of a predetermined fibroin fiber containing a polypeptide derived from the natural spider silk protein. That is, a predetermined tire member is molded by topping the reinforcing fiber cord with a rubber composition for cord topping, and is bonded together with another tire member on a tire molding machine, and molded by a usual method. The pneumatic tire of the present invention can be manufactured by forming an unvulcanized tire and heating and pressurizing the unvulcanized tire in a vulcanizer.

前記コードトッピング用ゴム組成物としては、特に限定されず、従来のコードトッピング用ゴム組成物を用いることができる。なかでも、補強用繊維コードとゴム組成物との接着性に優れるという理由からは、ゴム成分100質量部に対して3質量部以上の硫黄を含有するコードトッピング用ゴム組成物とすることが好ましい。 The rubber composition for cord topping is not particularly limited, and a conventional rubber composition for cord topping can be used. Among them, it is preferable to use a rubber composition for cord topping containing 3 parts by mass or more of sulfur with respect to 100 parts by mass of the rubber component, because the adhesive property between the reinforcing fiber cord and the rubber composition is excellent. ..

天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドを含むフィブロイン繊維により構成され、所定の物性を示す補強用繊維コードを有する本発明の空気入りタイヤは、タイヤ強度および操縦安定性に優れることから、乗用車用タイヤ、トラックバス用タイヤ、ライトトラック用タイヤ、モーターサイクル用タイヤなどに好適に用いることができる。 The pneumatic tire of the present invention, which is composed of a fibroin fiber containing a polypeptide derived from a natural spider silk protein and has a reinforcing fiber cord showing predetermined physical properties, is excellent in tire strength and steering stability, and therefore for a passenger car. It can be suitably used for tires, truck bus tires, light truck tires, motorcycle tires, and the like.

本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は、実施例にのみ限定されるものではない。 The present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to the examples.

以下、実施例および比較例において用いた繊維をまとめて示す。
クモ糸フィブロイン繊維:840dtex/2f、ニワオニグモに由来するADF3由来のポリペプチドを95質量%含有する繊維
66ナイロン繊維:840dtex/2f
PET(ポリエチレンテレフタレート)繊維:840dtex/2f
アラミド繊維:840dtex/2f
レーヨン繊維:840dtex/2f
絹糸フィブロイン繊維:840dtex/2f
The fibers used in Examples and Comparative Examples are shown below.
Spider fiber fibroin fiber: 840 dtex/2f, fiber containing 95% by mass of ADF3-derived polypeptide derived from N. spider 66 Nylon fiber: 840 dtex/2f
PET (polyethylene terephthalate) fiber: 840 dtex/2f
Aramid fiber: 840dtex/2f
Rayon fiber: 840dtex/2f
Silk thread fibroin fiber: 840dtex/2f

上記各繊維について、下記評価を行った。結果を表1に示す。 The following evaluation was performed on each of the above fibers. The results are shown in Table 1.

実施例および比較例
表1に示す繊維を、上撚り数20回/10cm、下撚り数20回/10cmで撚ることによりコードを作製した。得られたコードをカーカスコードとして用い、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を作製した。カーカスコード以外のタイヤ部材は、全ての実施例および比較例において、一般的なコードおよび一般的な配合のゴム組成物により形成された部材を統一して使用した。得られたタイヤについて下記評価を行った。結果を表1に示す。
Examples and Comparative Examples A cord was produced by twisting the fibers shown in Table 1 with an upper twist number of 20 turns/10 cm and a lower twist number of 20 turns/10 cm. A test tire (size: 195/65R15) was produced using the obtained cord as a carcass cord. As the tire members other than the carcass cord, in all the examples and comparative examples, members formed of a general cord and a rubber composition having a general composition were used in a unified manner. The following evaluation was performed about the obtained tire. The results are shown in Table 1.

<コードの物性測定>
温度25℃、相対湿度60%の条件下で、引張り試験機((株)島津製作所製のAUTOGRAPH AGS−5kNX)を用いて、引張弾性率、破断強度、破断時伸びを測定し、下記式によりタフネスを算出した。
タフネス=[E/(r2×π×L)×1000](単位:MJ/m3
(式中、Eは破壊エネルギー(単位:J)を、rは繊維の半径(単位:mm)を、πは円周率を、Lは引張試験測定時のつかみ具間距離:20mmを示す。)
<Measurement of physical properties of cord>
Under the conditions of a temperature of 25° C. and a relative humidity of 60%, a tensile tester (AUTOGRAPH AGS-5kNX manufactured by Shimadzu Corporation) was used to measure the tensile elastic modulus, the breaking strength, and the elongation at break, according to the following formulas. The toughness was calculated.
Toughness=[E/(r 2 ×π×L)×1000] (unit: MJ/m 3 ).
(In the formula, E is the breaking energy (unit: J), r is the radius of the fiber (unit: mm), π is the circular constant, and L is the distance between the grippers at the time of tensile test measurement: 20 mm. )

<原料バイオマス化>
各繊維原料がバイオマス化されているものを「○」とし、バイオマス化されていないものを「×」とした。
<Raw material biomass>
When each fiber raw material was made into biomass, "○" was given, and when it was not made into biomass, "X" was given.

<製造時環境負荷>
各繊維製造工程における環境負荷を次の基準で評価した。
低:製造工程で環境負荷物質が産生されない
高:製造工程で環境負荷物質が産生される
<Environmental load during manufacturing>
The environmental load in each fiber manufacturing process was evaluated according to the following criteria.
Low: Environmentally hazardous substances are not produced in the manufacturing process High: Environmentally hazardous substances are produced in the manufacturing process

<タイヤ強度>
各試験用タイヤを15×6JJのアルミホイールリムにリム組みし、内圧300kPaを充填した条件の下で、JIS D4230に準じたプランジャー破壊試験を行った(プランジャー径38mm、押し込み速度50.0m/s)。その時の破壊エネルギーを、実施例1を100とした指数で比較した。数値が大きいほどタイヤ強度に優れる。
<Tire strength>
Each test tire was assembled on a 15×6 JJ aluminum wheel rim, and a plunger destructive test according to JIS D4230 was performed under the condition of being filled with an internal pressure of 300 kPa (plunger diameter 38 mm, pushing speed 50.0 m). /S). The breaking energy at that time was compared by an index with Example 1 being 100. The larger the value, the better the tire strength.

<操縦安定性>
各試験用タイヤを15×6JJのアルミホイールリムにリム組みし、内圧210kPa(前後同一)を充填して、排気量2000ccの国産FF車の4輪に装着するとともに、テストコース内をドライバー1名乗車で走行して官能評価した。実施例1を100とする指数で評価した。数値が大きいほど操縦安定性に優れる。
<Steering stability>
Each test tire was assembled on a 15 x 6JJ aluminum wheel rim, filled with an internal pressure of 210kPa (same for front and rear), and mounted on four wheels of a domestic FF vehicle with a displacement of 2000cc, and one driver was on the test course. Sensory evaluation was performed by driving. The index was evaluated with the index of Example 1 being 100. The larger the value, the better the steering stability.

Figure 0006743388
Figure 0006743388

表1の結果より、天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドを含む所定のフィブロイン繊維からなる補強用繊維コードを用いた空気入りタイヤによれば、補強用繊維コードとして石油外資源由来の繊維を用いるにも関わらず、タイヤ強度および操縦安定性に優れることがわかる。 From the results in Table 1, according to the pneumatic tire using the reinforcing fiber cord made of the predetermined fibroin fiber containing the polypeptide derived from the natural spider silk protein, the fiber derived from a resource other than petroleum is used as the reinforcing fiber cord. It can be seen that the tire has excellent tire strength and steering stability despite being used.

Claims (3)

コードトッピング用ゴム組成物によりトッピングされた補強用繊維コードを有する空気入りタイヤであって、
前記補強用繊維コードは、天然型クモ糸タンパク質に由来するポリペプチドを含むフィブロイン繊維により構成され、
引張弾性率が8GPa以上であり、タフネスが300MJ/m3以上であり、破断強度が0.35GPa以上であり、破断時伸びが10%以上である空気入りタイヤ。
A pneumatic tire having a reinforcing fiber cord topped with a rubber composition for cord topping,
The reinforcing fiber cord is composed of fibroin fiber containing a polypeptide derived from a natural spider silk protein,
A pneumatic tire having a tensile modulus of 8 GPa or more, a toughness of 300 MJ/m 3 or more, a breaking strength of 0.35 GPa or more, and an elongation at break of 10% or more.
前記補強用繊維コードをカーカスコードとして有する請求項1記載の空気入りタイヤ。 The pneumatic tire according to claim 1, wherein the reinforcing fiber cord is a carcass cord. 前記コードトッピング用ゴム組成物が、ゴム成分100質量部に対して3質量部以上の硫黄を含有する請求項1または2記載の空気入りタイヤ。 The pneumatic tire according to claim 1 or 2, wherein the rubber composition for cord topping contains 3 parts by mass or more of sulfur with respect to 100 parts by mass of a rubber component.
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