JPH0250135B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、トレツドとカーカスとの間に、編織
物で補強された周方向ゴムベルトが入つた空気入
りタイヤに関する。 空気入りタイヤは、時に、そのクラウン部にお
いてトレツドとカーカスの間に周方向の補強用の
ベルトが入れられて構成される。そのような構成
は、しばしば、ラジアルプライカーカスタイヤに
用いられ、また時にバイアスプライタイヤに用い
られる。 このベルトは、典型的には、編織物で補強され
たゴムであつて、鋼、ガラス、ナイロン、アラミ
ド、ポリエステルのような繊維の織物あるいは並
列フイラメントがゴムによつて包み込まれた編織
物で補強されたゴムである。 この補強ベルトは、例えば、使用中におけるタ
イヤの膨出あるいは変形を制御制限し、タイヤの
全体の構造の安定化をはかるとか、カーカスプラ
イとトレツドゴム間の境界部分の強化を助けるた
めに用いられている。 ベルトのもう１つの重要な目的は、タイヤが支
持面（地面や舗装面）の上を転動し、トレツドが
その支持面に対して足跡を印する瞬間における、
トレツドのゆがみ、あるいは曲りくねりを制限す
ることにある。タイヤのフツトプリント部では、
相当に大きくまた継続的なゆがみが観察される。
ベルト補強物は、フツトプリント部におけるその
ようなゆがみに抵抗し、通常、トレツドの磨耗特
性を改善する。しかし、トレツドがゆがんでフツ
トプリントを通過する際のタイヤおよび補強用ベ
ルトにおける内部的熱の発生と温度上昇が補強用
ベルトをはがすような応力を生じさせ、特に、タ
イヤのサイドウオールの領域に入り込んでいるベ
ルト側縁部分においてその耐久性に悪影響を与え
ている。 タイヤの使用中、特に荷重下での使用中、タイ
ヤのシヨルダが多量の撓曲とゆがみを受けること
はよく知られている。その結果、タイヤのシヨル
ダに、熱が蓄積し、該部の走行温度が上昇する。
それ故、タイヤのトレツドとカーカスの間におか
れた補強用ベルト、特にシヨルダにあるその縁部
の耐熱性は重要なことである。 本発明の目的の１つは、トレツドとカーカスの
間に補強用ベルトを有する空気入りタイヤ構造を
提供することにある。 本発明によれば空気入りゴムタイヤは、トロイ
ダル形の、編織物で補強されたゴムのカーカス
と、外周面を形成するゴムのトレツドと、２つの
間隔を置いて配置された実質的に延伸しないビー
ドと、そこから半径方向にのびてトレツドを前記
ビードに結合する２つのサイドウオールから成
り、そして、周方向の、編織物で補強したゴムの
ベルトが前記トレツドとカーカスとの間に入つて
おり、該ベルトのゴムが、(A)約10から約45重量
％、望ましくは約15〜約30重量％の中ビニル・ポ
リブタジエンゴム、(B)約55から90重量％、望まし
くは約70〜約85重量％の、天然ゴムおよび合成の
シス１，４−ポリイソプレンゴムのうちの少くと
も１種よりなるシス１，４−ポリブタジエンゴ
ム、および(C)約０〜約30重量％、望ましくは０あ
るいは約10〜約25重量％のシス１，４−ポリブタ
ジエンゴムから成ることを特徴とする。 本発明の実施においては、タイヤの周囲を補強
する補強用のベルトはタイヤのクラウム部分の全
体に拡がり、該ベルトの外側縁部はタイヤのシヨ
ルダで終る。 本発明の実施においては、トレツド、サイドウ
オール、カーカスのゴム部分および補強ベルトの
ゴム部分を含むタイヤを構成する種々の他のゴム
部分は、カーボンブラツク、硫黄、加硫促進剤、
老化防止剤、酸化亜鉛、プロセス油、および、ス
テアリン酸やステアリン酸亜鉛のような脂肪酸や
その金属塩といつた通常の配合剤が混合されたゴ
ムが用いられる。 例えば、補強ベルト用のゴムとしては規定され
た基礎配合のゴム成分と、約０〜約10PHRのプ
ロセス油、約20〜約70PHRのカーボンブラツク、
約２〜約10PHRの酸化亜鉛、約１〜約5PHRの
ステアリン酸あるいはステアリン酸亜鉛、約0.5
〜約2PHRの加硫促進剤（単数か複数）、約0.5〜
約5.0PHRの硫黄で成るものが考えられる。 PHRとはゴムの重量を100としたときのそれら
配合剤の重量割合である。 ここに示したベルトのゴムの組成は、一般的に
示したものであつて、用いるべき配合剤の選択や
それらの量の決定は、それぞれの製品の使用目的
により調整、最適化されるべきものである。 補強ベルト用のゴムは、望ましくは中ビニル・
ポリブタジエンゴムと天然および／あるいは合成
のシス１，４−ポリイソプレンゴムをブレンドし
て成るものである。望ましくはシス１，４−ポリ
イソプレンゴムは天然ゴムとする。希望によつて
はこのシス１，４−ポリイソプレンの分量の一部
をシス１，４−ポリブタジエンゴムで置き換えて
もよい。 シス１，４−ポリイソプレンゴムは典型的には
シス１，４を約96〜約99％の範囲で含有する。 シス・ポリブタジエンゴムは通常ビニル１，２
成分を少く、すなわち約２〜約10％含み、大部分
はシス１，４構造となつている（低ビニル・ポリ
ブタジエン）。 中ビニル１，２−ポリブタジエンゴムは、一般
にビニル１，２成分を中程度、すなわち約25〜約
50％含む。このビニル１，２−ポリブタジエンゴ
ムのポリマー構造のその残りの部分はほとんどシ
ス型およびトランス型の１，４−構造になつてい
る。 本発明の実施において、ポリブタジエンゴムの
低ビニルおよび中ビニル含量は、ポリマー中の
１，２−配列のビニル基含量の重量％を表わして
いる。低ビニルポリブタジエンが大体において普
通のポリブタジエンであると言つてよい。 本発明の実施において用いる中ビニル・ポリブ
タジエンゴムはこの分野において公知の種々の工
程、例えば１，３−ブタジエンを、アルキルリチ
ウム触媒と１種あるいはそれ以上の極性重合調節
剤を加えた芳香族溶媒の中で重合する、といつた
工程で作られたものでもよい。 望ましい中ビニル・ポリブタジエンの１つは、
１，３−ブタジエンとごく少量のジビニルベンゼ
ンを、アルキルリチウム触媒および１種あるいは
それ以上の、ポリマー中のビニル含有量を調節す
るための極性重合調節剤を加えた炭化水素溶媒
系、望ましくは実質的に非極性の芳香族溶媒中で
共重合させて得られるタイプのものである。この
ようなタイプの中ビニル・ポリブタジエンの例と
かその調製方法といつた詳細については米国特許
第4230841号を参照すればよく、この特許はここ
において参考資料として利用されるべきものであ
る。 タイヤを作るについてはこの分野の知識を有す
る人々にとつては周知であろうところの種々の方
法で、組立て、成形、型付け、加硫される。 トレツドのゴムは典型的には硫黄を用いて加硫
される高不飽和度のジエン系ゴムあるいはその混
合物である。そのような高不飽和度のゴムの代表
的なものとしては、天然およびシス１，４−ポリ
イソプレン、シス１，４−ポリブタジエン、ビニ
ル１，２−ポリブタジエン、スチレン／１，３−
ブタジエン共重合物および中ビニル・スチレン／
１，３−ブタジエン共重合物といつた合成のゴム
状ポリマーがある。 スチレン／１，３−ブタジエンゴムとしては水
相乳化重合法で得られるタイプのものでも、炭化
水素溶媒溶液重合法で得られるタイプのものでも
よいが、これは約５〜約15％、通常は約８〜12％
のビニル１，２を含んでいる。中ビニル・スチレ
ン／１，３−ブタジエンゴムは約15〜約50％、望
ましくは約20〜約45％の、モノマーを極性重合調
節剤の存在の下で溶液重合させて通常得られるタ
イプのビニル１，２を含有している。 カーカス用のゴムは典型的には硫黄で加硫され
る高不飽和度のジエン系ゴムの少くとも１種であ
るか、あるいはそれがブレンドされたものであ
る。そのようなゴムの代表的なものとしては、天
然ゴム（シス１，４−ポリイソプレン）、シス１，
４−ポリブタジエンおよびスチレン／ブタジエン
ゴムがある。 ゴムおよび配合剤の混合は通常のゴム混合法に
よつて行いうる。 ベルトは典型的には生タイヤを作る段階でタイ
ヤに取付けられる。すなわち加硫されていないベ
ルトをトレツド部分を取付けるより先に取付け、
トレツド部分を取付けた生タイヤを成形、加硫す
る。 トレツドを支持するカーカスのゴムは、フイラ
メント補強体と該フイラメント補強体へのゴムの
接着力を高めるための添加物を含んでいる。この
フイラメントは、少くとも金属、有機質、および
無機質フイラメントの一から選択され、通常はそ
れらの多数のフイラメントからなり、撚られてケ
ーブル又はコードの形態となつている。 空気入りタイヤなる用語は、ここでは空気圧タ
イヤ、半空気圧タイヤの両方を意味するものとす
る。一般的には、空気入りタイヤは、リムの上に
取付けられ、荷重がかけられたとき、その形を保
つについて内部の空気圧に依存する。これに対し
て、半空気圧型のタイヤでは、タイヤの空所に空
気のような気体が、場合によつては加圧されて入
つてはいるが、タイヤ自体を支えるについて、タ
イヤの空所内の気体に全面的に依存するものでは
ない。 本発明のより良き理解のために、以下、添付図
面について説明する。第１図は、成形・型込め・
硬化されたトレツドとカーカスの間に周方向の補
強用ベルトが入つている空気入りタイヤの、側断
面図である。 第２図は、第１図の２−２部分の拡大断面図
で、トレツドとラジアルプライのカーカスの間の
ゴムの層の中に包み込まれている周方向の補強用
ベルトのコードの全表面を示す。 図において、タイヤ１は、トレツド２、ラジア
ルプライカーカス４、サイドウオール３、及びト
レツド２とカーカス４との間に入れられた２層の
周方向に伸びる編織物補強されたベルト５を有し
ている。ベルト５の端部分６は、タイヤのシヨル
ダー１２、すなわちサイドウオール３がトレツド
２と接続している部分まで入り込んでいる。 上記の補強用の周方向のベルト５は黄銅メツキ
したスチールコードで補強されたゴムの帯で成つ
ており、第２図に明瞭に示されているように、コ
ードの全表面がゴム８によつて包み込まれてい
る。ゴム材料８は、本発明の実施方針に従つて中
ビニル・ポリブタジエンおよび天然、合成両方の
シス１，４−ポリイソプレンゴムをブレンドした
もので成つている。 編組物で補強されたカーカス４は、ゴム層１０
に埋設されたラジアルコード９から成る２層構造
をなし、そのゴム層１０に内側ライナー１１は密
着している。 本発明の実施要領について以下に例をあげて説
明するが、これらの例は代表的なものであつて本
発明がそれによつて限定されるものではない。特
記のほか混合割合は重量での部あるいは％で示
す。 例 １ 編織物補強ベルトは、ゴム組成物をスチールコ
ードベルトにカレンダーによつてかけることによ
り準備された。ゴムは第１表に示す普通の処方で
あつた。ベルトは、厚さ約0.25cmで、大体第１図
に似た２層のほぼ等しい厚さの、黄銅メツキされ
たスチールコードで補強されたゴムの層で成り、
底側（カーカスに接する側）の層の巾は約16.3
cm、上側（トレツドに接する側）の層の巾は約
15.1cmであつた。第１表において、配合Ｂは試験
的に本発明の実施方針に従つたもの、すなわちコ
ードで補強されたベルトという環境において中ビ
ニル・ポリブタジエンを用いるものである。配合
Ａにおいては、より普通のゴム配合の標準の例を
示している。 通常の構造の、すなわち、溝付きのトレツド、
補強ベルト、サイドウオール、ビードおよび編組
物で補強されたカーカスから成る空気入りタイヤ
が組立てられ、普通のタイヤモールドにおいて成
形及び加硫される。このタイヤは、P215／75R15
サイズと呼ばれるスチールベルトラジアルタイヤ
で、該タイヤは、スチールコード補強の周方向ベ
ルトをもつたラジアルプライのポリエステルコー
ドで補強されたカーカスをもつている。 第１表に示すように、ベルトのゴムの組成は普
通の標準例の配合(A)では天然のシス１，４−ポリ
イソプレンゴム50部と合成のシス１，４−ポリイ
ソプレンゴム50部の割合で成つており、試験的配
合(B)においては天然ゴム40部、合成のシス１，４
−ポリイソプレンゴム40部、および中ビニル・ポ
リブタジエンゴム20部の割合で成つている。

【表】 第１表に示す混合成分（ＡおよびＢそれぞれ）
を混合し黄銅メツキしたスチールコードで成るベ
ルトにカレンダーでかけた。できたベルトをラジ
アルプライのカーカスにさきに述べたとおり２層
にして取付け、次いでトレツドおよびサイドウオ
ールを取付けた。ベルトのゴム配合ＡおよびＢに
対応するタイヤＡおよびＢを加圧下で型の中で成
形、加硫して完成させた。 混練されたゴム（ＡおよびＢそれぞれ）からサ
ンプルをとつてそれを加硫し、黄銅メツキされた
スチールコードに対する接着力の試験を行つた。
試験の結果は第２表に示すとおりであつた。

【表】 エージング後の接着力のかなりの改善が、特に
20日間の高温窒素ガスの場合の試験結果において
見られ、これはより以前の（窒素ガス中エージン
グの）サンプルによる試験結果を裏付けることと
なり、またこの結果が良かつた故に次のタイヤ試
験を行なうこととなつた。 ゴムの組成がＡおよびＢのタイヤを予めエージ
ングし、リムに取付け、空気圧充填して試験に供
したが、その予めのエージングは4psiの蒸気に６
時間接触させることにより行つた。そしてタイヤ
の試験は、タイヤを「スリツプアングル」をもた
せてモーター駆動の動力計の回転ドラムに約627
Kg（1380ポンド）の荷重で押付け、自動車の走行
速度に換算すれば時速48キロメートル（87マイ
ル）の速度に相当する速度で、174分間または損
傷の発生までいずれか早い方が起るまで続けた。 この試験は、タイヤの接触面すなわちフツトプ
リント部に大きなよじれを起させ、従つてタイヤ
の肩部に実質的な熱の蓄積を生じさせるために、
タイヤを、動力計に対し正規角度から3゜偏向した
方向に取付けて行つたので「スリツプアングル試
験」と名付けられた。この試験で、シヨルダ（そ
こにベルトの端部が含まれる）は、正常時より大
きくねじられる。試験中の状況を見ても、トレツ
ドがサイドウオールから離れようとする故、ベル
トの縁には相当な応力が生ずることになる。 タイヤＡおよびＢについての動力計によるスリ
ツプアングル試験結果は、第３表において損傷ま
での時間（分）で示すとおりである。すなわち、
普通の標準例のタイヤＡの２つではそれぞれ110
分および78分で損傷したが、試験的のタイヤＢは
試験終了（174分後）まで損傷しなかつた。 次に、普通の標準例Ａの２つのタイヤおよび試
験的Ｂの２種のタイヤ各々２個を「クリート付き
車輪上試験」に供した。この場合、タイヤを直径
が171mg（67.2インチ）でクリートのついた、モ
ーター駆動の動力計に約686Kg（1510ポンド）の
荷重をもつて押付け、走行速度25キロメートル／
時相当の速度で、ベルトの縁（タイヤのシヨルダ
ー）が損傷するまで回転させた。動力計の回転ド
ラムの表面には高さ1.9cm（0.75インチ）、巾５cm
（２インチ）のクリートが６個等間隔についてい
た。 クリート付き車輪上試験の結果は第３表に示す
とおりである。ここで、オリジナルレーテイング
とは新しく作られたタイヤの場合、レシユデユア
ルレーデイングとは10000マイルの走行に使われ
たタイヤの場合である。損傷に至るまでの走行距
離は、普通の標準例のタイヤＡでの結果を100と
して統一し、試験的タイヤＢでの結果はそれに比
較されるよう同じ比較により表示した。第３表で
試験的タイヤのオリジナルレーテイングが普通の
標準例のタイヤのそれより20％良好であることが
示されている。

【表】

【表】 種々のフイラメントが、本発明において用いら
れる編織物補強のベルトに使用可能である。典型
的には、それらフイラメントは、モノフイラメン
ト補強体を除き、互に撚り合わされてコードの形
態にされる。種々のフイラメント中の代表的なも
のは、スチール、ガラス、ナイロン、アラミド、
ポリエステルおよび合金被覆スチールである。鋼
の場合、典型的には、黄銅被覆スチールフイラメ
ントのような合金被覆鋼線である。 中ビニル・ポリブタジエンは、本発明において
推奨されるジビニルベンゼンとの共重合物として
の中ビニル・ポリブタジエンも含めて、従来トレ
ツドのゴムとしてあるいはトレツドゴムのブレン
ド成分として使われ、あるいは使うことが提案さ
れた来たものである。しかし、本発明は、そのよ
うな今までの知見とは明らかに異るものを提供し
ていると考えられる。何となれば、本発明で編織
物で補強されて内部に位置するベルトという環境
でこのゴムが使われており、また高温エージング
後のベルトの苛酷なタイヤ使用条件下での良好な
耐久性が発見されている故である。 以上において本発明の説明のために幾つかの代
表的実施例を示したが、本発明の概念あるいは範
囲を逸脱することなく種々の変形が可能であるこ
とはこの分野の知識を有する人々にとつて明白で
あろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はトレツドとカーカスの間に周方向の補
強用ベルトが入つている空気入りタイヤの断面
図、第２図は第１図の２−２の部分の拡大断面図
である。 ２……トレツド、３……サイドウオール、４…
…カーカス、５……ベルト、６……ベルトの外側
縁部、７……ベルトのコード、８……ベルトのゴ
ム層、９……カーカスのラジアルコード、１０…
…カーカスのゴム層、１１……内側ライナー、１
２……シヨルダー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トロイダル形の編織物で補強したゴムのカー
   カスと、外周を形成するゴムのトレツドと、２つ
   の間隔を置いて配置された実質上延伸しないビー
   ドと、そこから半径方向にのびて前記トレツドを
   前記ビードに結合する２つのサイドウオールから
   成る空気入りゴムタイヤであつて、編織物で補強
   された周方向のゴムのベルトが前記トレツドとカ
   ーカスとの間に入つており、前記ベルトのゴム
   が、(A)約10から45重量％の中ビニル・ポリブタジ
   エンゴム、(B)約55から90重量％の、天然ゴムおよ
   び合成のシス１，４−ポリイソプレンゴムのうち
   の少くとも１種より成るシス１，４−ポリイソプ
   レンゴム、および(C)約０から30重量％のシス１，
   ４−ポリブタジエンゴムから成ること、を特徴と
   する空気入りタイヤ。 ２ 前記ベルトがタイヤのクラウン部分全体にわ
   たつて拡がり、そして該ベルトの外側縁部分がタ
   イヤのシヨルダまで達していることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項に記載のタイヤ。 ３ 前記ベルトのゴムが、(A)約15から30重量％
   の、ビニル１，２の含有量が約25から50％である
   中ビニル・ポリブタジエンゴム、(B)約70〜約85重
   量％のシス１，４−ポリイソプレンゴムで成つて
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第２項に
   記載のタイヤ。 ４ 前記ベルトの編織物が、少なくとも一のガラ
   ス、ナイロン、アラミド、ポリエステル、あるい
   は合金被覆鋼フイラメントのコードで構成されて
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第２項に
   記載のタイヤ。 ５ 前記ベルトの編織物が少なくとも一の黄銅被
   覆スチールフイラメントのコードで構成されてい
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第２項に記
   載のタイヤ。 ６ 前記ベルトのゴムが、(A)約15から30重量％
   の、ビニル１，２の含有量が約25から50％である
   中ビニル・ポリブタジエンゴム、(B)約70から85重
   量％のシス１，４−ポリイソプレンゴムおよび(C)
   約10〜約25重量％のシス１，４−ポリブタジエン
   ゴムで成つており、前記ベルト用の編織物が、少
   なくとも一のガラス、ナイロン、アラミド、ポリ
   エステル、あるいは被覆スチールフイラメントの
   コードで構成されていることを特徴とする、特許
   請求の範囲第２項に記載のタイヤ。 ７ 中ビニル・ポリブタジエンゴムが約25〜約50
   ％のビニル１，２含有量のものであり、それは
   １，３−ブタジエンと少量のジビニルベンゼンを
   実質的に非極性の芳香族溶媒および１種あるいは
   それ以上の極性重合調節剤の中において共重合さ
   せて得るものであることを特徴とする、特許請求
   の範囲第１項に記載のタイヤ。 ８ 前記ベルトのゴムが、(A)前記の、ジビニルベ
   ンゼンとの共重合物である中ビニル・ポリブタジ
   エンゴム、(B)シス１，４−ポリイソプレンゴムで
   成り、前記ベルトはタイヤのクラウン部全体にわ
   たつて拡がり、該ベルトの外側縁部分はタイヤの
   シヨルダまで達しており、該ベルトの編織物は少
   なくとも一のガラス、ナイロン、アラミド、ポリ
   エステル、あるいは合金被覆スチールフイラメン
   トのコードで構成されていることを特徴とする、
   特許請求の範囲第７項に記載のタイヤ。 ９ 前記ベルトの編織物が少なくとも一の黄銅被
   覆スチールフイラメントのコードで構成されてい
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第８項に記
   載のタイヤ。 １０ 前記ベルトのゴムが、(A)前記中ビニル・ポ
   リブタジエン共重合ポリマー、(B)シス１，４−ポ
   リイソプレンゴム、および(C)シス１，４−ポリブ
   タジエンゴムで成り、前記ベルトの編織物が少な
   くとも一のガラス、ナイロン、アラミド、ポリエ
   ステル、あるいは合金被覆スチールフイラメント
   のコードで構成されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第７項に記載のタイヤ。