JP2018149989A - Tire for heavy load - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、耐久性を向上させた重荷重用タイヤに関する。 The present invention relates to a heavy duty tire with improved durability.
従来から、重荷重用タイヤは、強度を上げ耐久性を向上させる目的で、金属コードにゴム組成物を被覆させた金属コード−ゴム複合体を、ベルト層を形成するベルト、カーカスを形成するカーカスプライ等に用いている。 Conventionally, a heavy duty tire has a metal cord-rubber composite in which a metal cord is coated with a rubber composition, a belt for forming a belt layer, and a carcass ply for forming a carcass for the purpose of increasing strength and improving durability. Etc.
金属コード−ゴム複合体が高い補強効果を発揮するためには、金属コードとゴム組成物とを安定かつ強力に接着する優れた接着性が求められている。走行時の摩擦等による発熱や高温環境下での使用によりタイヤが高温になる場合、この優れた接着性が維持できないと、即ち、耐熱接着性が低いと、金属コードとゴム組成物との剥離が発生しやすくなり、タイヤの強度の低下につながり、耐久性低下の要因となる。 In order for the metal cord-rubber composite to exhibit a high reinforcing effect, excellent adhesiveness that bonds the metal cord and the rubber composition stably and strongly is required. When the tire becomes hot due to heat generated by friction or the like during running or when used in a high temperature environment, if this excellent adhesion cannot be maintained, that is, if the heat resistant adhesion is low, the metal cord and the rubber composition are peeled off. Is likely to occur, leading to a decrease in the strength of the tire, which causes a decrease in durability.
また、金属コード−ゴム複合体が高い補強効果を発揮するためには、ゴム組成物の良好な耐亀裂性が求められている。タイヤの空気圧による剪断力のほか、タイヤに加わる荷重、駆動力、制動力および横向きの力などによって加わる動的な剪断力等により、ゴム組成物の疲労が増加していくと、ゴム組成物に亀裂が発生しやすくなる。この亀裂発生は、タイヤの強度の低下につながり、耐久性低下の要因となる。 Moreover, in order for a metal cord-rubber composite to exhibit a high reinforcing effect, good crack resistance of the rubber composition is required. If the fatigue of the rubber composition increases due to the shear force caused by the tire pressure, as well as the dynamic shear force applied by the load, driving force, braking force and lateral force applied to the tire, Cracks are likely to occur. The occurrence of cracks leads to a decrease in tire strength and causes a decrease in durability.
そこで、金属コード−ゴム複合体において、接着性と耐亀裂性とを改善しようとする提案がなされている(例えば、特許文献1)。 Therefore, a proposal has been made to improve adhesion and crack resistance in a metal cord-rubber composite (for example, Patent Document 1).
従来の接着性、耐亀裂性の改善技術を用いた金属コード−ゴム複合体を使用することにより、重荷重用タイヤは、耐久性の改善が図られつつある。しかしながら、粉砕現場、鉱山、ダム建設現場等においては、急峻な凹凸路面等や過酷な高温状態等の物理的、熱的な負荷がより一層増大する過酷な環境下で使用される重荷重用タイヤに対して、より一層のロングライフ化が要望されており、重荷重用タイヤとしての耐久性のより一層の向上が望まれている。重荷重用タイヤにおいては、物理的、熱的な負荷によるカーカスプライの損傷が、特に、タイヤ全体としての耐久性低下に大きく影響しており、カーカスプライのより一層の損傷防止が望まれている。 By using a metal cord-rubber composite using conventional techniques for improving adhesiveness and crack resistance, durability of heavy duty tires is being improved. However, in pulverization sites, mines, dam construction sites, etc., heavy-duty tires used in harsh environments where physical and thermal loads are further increased, such as steep uneven road surfaces and severe high temperature conditions. On the other hand, there is a demand for a longer life, and further improvement in durability as a heavy duty tire is desired. In heavy-duty tires, damage to the carcass ply due to physical and thermal loads has a significant effect on the durability of the entire tire, and further damage prevention of the carcass ply is desired.
本発明は、金属コード−ゴム複合体により形成されるカーカスプライの損傷をより一層防止するようにし、タイヤ全体としての耐久性をより一層向上させることのできる重荷重用タイヤを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a heavy duty tire capable of further preventing the damage of a carcass ply formed by a metal cord-rubber composite and further improving the durability of the entire tire. To do.
そこで、本発明は、以下の重荷重用タイヤを提供する。
(1) トレッド部と、前記トレッド部の両端に連なる一対のサイドウォール部と、ビードコアが埋設されており前記サイドウォール部に連なる一対のビード部と、前記ビードコアの周りに巻き返す巻き返し部を有して一対の前記ビード部間にトロイド状に延在するカーカスとを備えた重荷重用タイヤであって、
前記カーカスは少なくとも1枚のカーカスプライにより形成され、
少なくとも1枚の前記カーカスプライは、ゴム組成物を複数の金属コードそれぞれに被覆してなる金属コード−ゴム複合体により形成され、
前記金属コードは、表面のN原子が2原子%以上60原子%以下、かつ前記表面のCu/Zn比が1以上4以下であり、前記ゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して、シリカを1〜15質量部、コバルト含有化合物を0〜1質量部含む
ことを特徴とする重荷重用タイヤ。
(2) 前記カーカスと前記トレッド部との間に配置されたベルト層を備え、
前記ベルト層は積層された複数枚のベルトにより形成され、
少なくとも1枚の前記ベルトは、前記金属コード−ゴム複合体により形成される
ことを特徴とする(1)に記載の重荷重用タイヤ。
(3) 前記カーカスにおける前記巻き返し部の前記ビードコア側とは反対側に配置された補強帯を備え、
前記補強帯は少なくとも1枚のワイヤチェーファにより形成され、
少なくとも1枚の前記ワイヤチェーファは、前記金属コード−ゴム複合体により形成される
ことを特徴とする(1)または(2)に記載の重荷重用タイヤ。
(4) 前記金属コードは、ブラスめっきを周面に施した金属ワイヤの単線からなる又は複数本撚り合わせてなる金属コードであって、前記ブラスめっき組成がCuが40〜80質量%、Znが20〜60質量%であることを特徴とする(1)乃至(3)の何れか一項に記載の重荷重用タイヤ。
(5) 前記金属コードは、pH5.0〜7.2の緩衝液での表面処理と、1,2,4−トリアゾール、1,2,3−トリアゾール、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール、4−アミノ−1,2,4−トリアゾール、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、3−メルカプト−1,2,4ートリアゾールから選ばれる1種類以上のトリアゾール化合物での処理とを施したことを特徴とする(1)乃至(4)の何れか一項に記載の重荷重用タイヤ。
(6) 前記ゴム組成物は、コバルト含有化合物を含有しないことを特徴とする(1)乃至(5)の何れか一項に記載の重荷重用タイヤ。
Therefore, the present invention provides the following heavy duty tires.
(1) having a tread portion, a pair of sidewall portions connected to both ends of the tread portion, a pair of bead portions in which a bead core is embedded and continuing to the sidewall portion, and a rewinding portion that rewinds around the bead core. A heavy duty tire comprising a carcass extending in a toroidal shape between a pair of the bead parts,
The carcass is formed by at least one carcass ply;
At least one carcass ply is formed of a metal cord-rubber composite formed by coating a rubber composition on each of a plurality of metal cords,
The metal cord has a surface N atom of 2 atomic% or more and 60 atomic% or less, and a Cu / Zn ratio of the surface of 1 or more and 4 or less, and the rubber composition is based on 100 parts by mass of a rubber component, A heavy-duty tire comprising 1 to 15 parts by mass of silica and 0 to 1 part by mass of a cobalt-containing compound.
(2) comprising a belt layer disposed between the carcass and the tread portion;
The belt layer is formed by a plurality of laminated belts,
The heavy duty tire according to (1), wherein the at least one belt is formed of the metal cord-rubber composite.
(3) A reinforcing band disposed on the side opposite to the bead core side of the winding portion in the carcass,
The reinforcing band is formed by at least one wire chafer,
The heavy duty tire according to (1) or (2), wherein at least one of the wire chafers is formed of the metal cord-rubber composite.
(4) The metal cord is a metal cord made of a single wire of a metal wire having brass plating applied to the peripheral surface or a plurality of twisted wires, and the brass plating composition is 40 to 80% by mass of Cu and Zn is made of The heavy-duty tire according to any one of (1) to (3), wherein the tire is 20 to 60% by mass.
(5) The metal cord is formed by surface treatment with a buffer solution having a pH of 5.0 to 7.2, 1,2,4-triazole, 1,2,3-triazole, 3-amino-1,2,4- And a treatment with one or more triazole compounds selected from triazole, 4-amino-1,2,4-triazole, benzotriazole, tolyltriazole, and 3-mercapto-1,2,4-triazole. The heavy duty tire according to any one of (1) to (4).
(6) The heavy duty tire according to any one of (1) to (5), wherein the rubber composition does not contain a cobalt-containing compound.
本発明は、金属コード−ゴム複合体により形成されるカーカスプライにおいて、金属コードとゴム組成物との耐熱接着性の向上とゴム組成物の耐亀裂性の向上とのより高度な両立を実現して損傷をより一層防止でき、タイヤ全体としての耐久性をより一層向上させることを可能とする重荷重用タイヤを提供することができる。 In the carcass ply formed of the metal cord-rubber composite, the present invention realizes a higher degree of compatibility between the improvement in heat-resistant adhesion between the metal cord and the rubber composition and the improvement in crack resistance of the rubber composition. Thus, it is possible to provide a heavy load tire that can further prevent damage and further improve the durability of the entire tire.
以下に、本発明の実施形態に係る重荷重用タイヤについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。 Hereinafter, a heavy duty tire according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.
図1に、本発明の一実施形態に係る重荷重用タイヤのタイヤ幅方向の断面図を示す。この図は、本実施形態を適用リムに組付けて規定の空気圧を充填した状態でのタイヤ幅方向の断面図である。図2は、図1に示す第3ベルトの部分拡大断面図である。 FIG. 1 shows a cross-sectional view in the tire width direction of a heavy duty tire according to an embodiment of the present invention. This figure is a sectional view in the tire width direction in a state in which the present embodiment is assembled to an applied rim and filled with a prescribed air pressure. FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of the third belt shown in FIG.
ここで、適用リムとは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格に規定されたリムであり、例えば、日本では、JATMA(日本自動車タイヤ協会) YEAR BOOK、欧州では、ETRTO(European Tyre and Rim Technical Organisation) STANDARD MANUAL、米国では、TRA(THE TIRE and RIM ASSOCIATION INC.) YEAR BOOKに規定されたリムを指す。 Here, the applicable rim is a rim stipulated in an industrial standard effective for an area where tires are produced and used. For example, in Japan, JATMA (Japan Automobile Tire Association) YEAR BOOK, in Europe, ETRTO ( European Tire and Rim Technical Organization (STANDARD MANUAL) In the US, TRA (THE TIRE and RIM ASSOCIATION INC.) Refers to the rim defined in YEAR BOOK.
また、「規定の空気圧」とは、上記の規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧をいい、「最大負荷能力」とは、上記の規格でタイヤに負荷されることが許容される最大の質量をいうものとする。 In addition, “specified air pressure” refers to the air pressure specified in accordance with the maximum load capacity in the above standard, and “maximum load capacity” is permitted to be applied to the tire in accordance with the above standard. The maximum mass.
図1に示すように、この重荷重用タイヤ10は、トレッド部11と、このトレッド部11の両端に連なる一対のサイドウォール部12と、このサイドウォール部12に連なる一対のビード部13とを備えている。ビード部13内にはビードコア15が埋設されている。なお、図1においては、トレッド部11の表面であるトレッド面11aに設けられる溝、ブロックは省略している。CLはタイヤ赤道面である。
As shown in FIG. 1, the
一対のビード部13の間にはトロイド状に延在する1枚のカーカスプライ24からなるカーカス14を有している。カーカス14は、ビード部13内に埋設されたビードコア15の周りに、例えば、タイヤ幅方向内側から外側に向けて巻き返す巻き返し部14b(カーカスプライ24の巻き返し部24b)を備えており、この巻き返し部14bによりビードコア15に係止されている。逆に、タイヤ幅方向外側から内側に向けて巻き返すことで係止させることも可能である。なお、カーカス14は、複数枚のカーカスプライ24を例えばタイヤ内周側から外周側に積層して形成してもよい。
Between the pair of
カーカス14の巻き返し部14bのビードコア15側とは反対側には、1枚のワイヤチェーファ27からなる補強帯17が配置されている。補強帯17は巻き返し部14bに隣接して、巻き返し部14bに沿うように設けられ、ビード部13の変形を抑制している。この補強帯17は、複数枚のワイヤチェーファ27を例えばタイヤ内周側から外周側に積層して形成してもよい。
A reinforcing
また、カーカス14とトレッド部11との間、即ち、カーカス14のクラウン部14aのタイヤ径方向外側には、6枚のベルト16a〜16fをタイヤ径方向に積層してなるベルト層16が配置されている。6枚のベルトはタイヤ径方向内側(内周側)から順に、第1ベルト16a、第2ベルト16b、第3ベルト16c、第4ベルト16d、第5ベルト16e、第6ベルト16fとする。なお、ベルト層は2枚以上のベルトが積層されているものであればよい。
A
第1ベルト16a、第2ベルト16bは、主に内圧を保持しタイヤの形状を保持する役割を果たし、第5ベルト16e、第6ベルト16fは、主に外圧を遮断する役割を果たしている。第3ベルト16c、第4ベルト16dが、トレッド部11表面の耐摩耗性向上に大きな働きをする。ベルト層16全体としては、トレッド部11の剛性を高める働きをしている。
The
カーカスプライ24、ワイヤチェーファ27、ベルト16a〜16fは、それぞれゴム組成物を複数の金属コードそれぞれに被覆してなる金属コード−ゴム複合体により形成されている。代表して、第3ベルト16cの部分拡大断面図を図2に示す。図2に示すように、第3ベルト16cは、複数の金属コード161それぞれがゴム組成物162に被膜された金属コード−ゴム複合体163により形成されている。他のベルト16a〜16f、カーカスプライ24、ワイヤチェーファ27もほぼ同様の構成である。
The carcass ply 24, the
本実施形態においては、カーカスプライ24に、新たな金属コード−ゴム複合体を用いる。これは、重荷重用タイヤにおいて、カーカスプライ24は、ベルト16a〜16f、ワイヤチェーファ27に比べてタイヤ全体に対する耐久性改善への貢献度が大きく、カーカスプライ24における、金属コードとゴム組成物との耐熱接着性の向上とゴム組成物の耐亀裂性の向上との高度な両立による損傷防止が、タイヤ全体に対する耐久性改善効果に大きく影響するためである。
In the present embodiment, a new metal cord-rubber composite is used for the
この新たな金属コード−ゴム複合体における金属コードは、表面のN(窒素)原子が2原子%以上60原子%以下、かつ表面のCu/Zn比が1以上4以下であり、金属コードを被覆するゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して、シリカを1〜15質量部、コバルト含有化合物を0〜1質量部含むものである。この構成の金属コード−ゴム複合体は、金属コードとゴム組成物との耐熱接着性と耐亀裂成長性(耐亀裂性)に共に優れ、金属コードとゴム組成物との耐熱接着性の向上と耐亀裂成長性(耐亀裂性)の向上とを高度に両立することができる。このメカニズムについては後述する。 The metal cord in this new metal cord-rubber composite has a surface N (nitrogen) atom of 2 to 60 atom% and a surface Cu / Zn ratio of 1 to 4 and covers the metal cord. The rubber composition to be used contains 1 to 15 parts by mass of silica and 0 to 1 part by mass of a cobalt-containing compound with respect to 100 parts by mass of the rubber component. The metal cord-rubber composite having this configuration is excellent in both heat resistance adhesion and crack growth resistance (crack resistance) between the metal cord and the rubber composition, and improved in heat resistance adhesion between the metal cord and the rubber composition. The improvement of crack growth resistance (crack resistance) can be achieved at a high level. This mechanism will be described later.
本実施形態は、この新たな金属コード−ゴム複合体を用いることにより、カーカスプライ24において、金属コードとゴム組成物との耐熱接着性の向上とゴム組成物の耐亀裂性の向上とのより高度な両立を実現して損傷をより一層防止し、タイヤ全体としての耐久性をより一層向上させることを可能とする重荷重用タイヤを提供することができる。
なお、カーカス14が複数枚のカーカスプライ24を積層して形成されている場合には、少なくとも1枚のカーカスプライ24にこの新たな金属コード−ゴム複合体を用いるようにする。
In this embodiment, by using this new metal cord-rubber composite, in the
When the
次に、本実施形態で用いる新たな金属コード−ゴム複合体について詳しく説明する。
〔金属コード〕
本実施形態においては、金属コード−ゴム複合体に用いられる金属コードは、金属ワイヤ(金属鋼線)を複数本撚り合わせてなるもの、または、金属ワイヤの単線からなるものである。用いる金属ワイヤは、特に限定されないが、例えば、鉄、鋼(ステンレス鋼)、鉛、アルミニウム、銅、黄銅、青銅、モネル金属合金、ニッケル、亜鉛等の線材が挙げられる。
Next, the new metal cord-rubber composite used in this embodiment will be described in detail.
[Metal cord]
In the present embodiment, the metal cord used for the metal cord-rubber composite is formed by twisting a plurality of metal wires (metal steel wires) or a single wire of metal wires. The metal wire to be used is not particularly limited, and examples thereof include wires such as iron, steel (stainless steel), lead, aluminum, copper, brass, bronze, monel metal alloy, nickel, and zinc.
また、該金属ワイヤは、その表面に常法により作製されるめっき層を有することが好ましく、めっき層としては、特に限定されないが、例えば、亜鉛めっき層、銅めっき層、ブラス(真鍮)めっき層等が挙げられるが、これらの中でも、ゴム組成物との初期接着性、湿熱接着性の点、好適なゴム金属接着層の形成の点から、ブラス(真鍮)めっき層が好ましい。 Further, the metal wire preferably has a plating layer produced by a conventional method on the surface thereof, and the plating layer is not particularly limited. For example, a zinc plating layer, a copper plating layer, a brass (brass) plating layer is used. Among these, a brass (brass) plating layer is preferable from the viewpoint of initial adhesiveness with a rubber composition, wet heat adhesiveness, and formation of a suitable rubber metal adhesive layer.
このブラス(真鍮)めっき層を構成するバルクのブラスめっき組成は、スチールコード加工性の点、ゴムとの接着性の点からCu(銅)が40〜80質量%、Zn(亜鉛)が20〜60質量%であることが好ましく、更に好ましくは、Cuが55〜70質量%、Znが30〜45質量%であることが望ましい。 The bulk brass plating composition constituting this brass (brass) plating layer is 40 to 80% by mass of Cu (copper) and 20 to 20% of Zn (zinc) in terms of steel cord processability and adhesiveness to rubber. It is preferable that it is 60 mass%, More preferably, it is desirable that Cu is 55-70 mass% and Zn is 30-45 mass%.
このように、金属コードとして、ブラスめっきを周面に施した金属ワイヤの単線からなる又は複数本撚り合わせてなる金属コードであって、ブラスめっき組成がCuが40〜80質量%、Znが20〜60質量%である金属コードを用いれば、金属コードの良好な加工性と、金属コードのゴム組成物とのより一層好適な接着性とが得られる重荷重用タイヤを提供できるようになる。 Thus, as a metal cord, it is a metal cord which consists of a single wire of the metal wire which gave brass plating to the peripheral surface, or is twisted together, Comprising: Brass plating composition is 40-80 mass% of Cu, Zn is 20 If the metal cord of ˜60 mass% is used, it is possible to provide a heavy-duty tire that can provide good workability of the metal cord and more suitable adhesion to the rubber composition of the metal cord.
金属ワイヤとして、スチールワイヤを挙げ、更に詳細に説明する。スチールワイヤは、鋼、即ち、鉄を主成分(金属鋼線の全質量に対する鉄の質量が50質量%を超える)とする線状の金属である。該金属は、上述の鉄以外の金属を含んでもよい。 A steel wire is mentioned as a metal wire, and it demonstrates in detail. The steel wire is steel, that is, a linear metal containing iron as a main component (the mass of iron exceeds 50% by mass with respect to the total mass of the metal steel wire). The metal may include a metal other than iron described above.
スチールワイヤは、作業性及び耐久性の観点から、線径が0.1mm〜5.5mmであることが好ましく、0.15mm〜5.26mmであることがより好ましい。ここで、スチールワイヤの線径とは、スチールワイヤの軸線に対して垂直の断面形状における外周上の二点間の最長の長さをいう。スチールワイヤの軸線に対して垂直の断面形状は特に限定されず、楕円上、矩形状、三角形状、多角形状等であってもよいが、一般に、円状である。なお、タイヤのカーカスやベルトに該スチールワイヤを撚り合わせた金属製補強コードであるスチールコードを用いる場合は、該スチールワイヤの断面形状は円状とし、線径を0.1mm〜0.5mmとすることが好ましい。また、該スチールワイヤはその表面に上記組成となるブラス(真鍮)めっき層を有することが好ましく、このめっき層の厚みは、特に限定されないが、例えば、一般に100〜300nmである。 The steel wire preferably has a wire diameter of 0.1 mm to 5.5 mm, more preferably 0.15 mm to 5.26 mm, from the viewpoints of workability and durability. Here, the wire diameter of the steel wire refers to the longest length between two points on the outer periphery in a cross-sectional shape perpendicular to the axis of the steel wire. The cross-sectional shape perpendicular to the axis of the steel wire is not particularly limited, and may be elliptical, rectangular, triangular, polygonal, or the like, but is generally circular. In addition, when using a steel cord which is a metal reinforcing cord in which the steel wire is twisted on a carcass or a belt of a tire, the cross-sectional shape of the steel wire is circular, and the wire diameter is 0.1 mm to 0.5 mm. It is preferable to do. Moreover, it is preferable that this steel wire has the brass (brass) plating layer which becomes the said composition on the surface, Although the thickness of this plating layer is not specifically limited, For example, it is generally 100-300 nm.
本実施形態では、例えば、上記ブラスめっきを周面に施したスチールワイヤなどの金属ワイヤを複数本撚り合わせ、例えば、1×3構造、1×5構造等に撚り合わせることにより、常法によりスチールコードからなる金属コードを得ることができる。 In this embodiment, for example, by twisting a plurality of metal wires such as steel wires having the brass plating on the peripheral surface, for example, by twisting them into a 1 × 3 structure, a 1 × 5 structure, etc. A metal cord made of a cord can be obtained.
本実施形態では、上記金属コードの表面のN(窒素)原子は、トリート放置性(金属コードを未加硫のゴム組成物で被覆して放置(トリート放置)した後に加硫した場合の金属コードとゴム組成物との接着性)の点などから、2原子%以上60原子%以下であり、かつCu/Zn比が質量基準で、1以上4以下であることが必要であり、好ましくは、金属コードの表面のN原子は、2.1原子%以上55.0原子%以下であり、かつCu/Zn比が1.1以上3.5以下とすることが望ましい。 In the present embodiment, the N (nitrogen) atoms on the surface of the metal cord are treated as if they were left as a treat (coating the metal cord with an unvulcanized rubber composition and leaving it (treat) and then vulcanizing the metal cord. From the point of adhesion between the rubber composition and the rubber composition), and the Cu / Zn ratio needs to be 1 or more and 4 or less on a mass basis, preferably, The N atoms on the surface of the metal cord are preferably 2.1 atomic percent or more and 55.0 atomic percent or less, and the Cu / Zn ratio is preferably 1.1 or more and 3.5 or less.
この金属コードの表面のN原子の割合を2原子%以上とすることにより、本実施形態の効果を十分に得ることができ、2原子%未満ではトリート放置性が悪化することとなり、60原子%超過であると、ゴムとの初期接着性が悪化する。また、金属コードの表面のCu/Zn比を1以上とすることにより、本実施形態の効果を十分に得ることができ、1未満では初期接着性が十分でなく、4以下であることで、初期接着性が良好となり、4超過で湿熱劣化性が十分でなくなる。 By setting the ratio of N atoms on the surface of the metal cord to 2 atomic% or more, the effect of this embodiment can be sufficiently obtained, and if it is less than 2 atomic%, the neglectability of the treat is deteriorated, and 60 atomic%. When it is excessive, the initial adhesiveness with rubber is deteriorated. Further, by setting the Cu / Zn ratio of the surface of the metal cord to 1 or more, the effect of the present embodiment can be sufficiently obtained, and if it is less than 1, the initial adhesiveness is not sufficient, and is 4 or less. The initial adhesiveness is good, and when it exceeds 4, the wet heat deterioration becomes insufficient.
本実施形態において、上記金属コードの表面のN(窒素)原子を2原子%以上60原子%以下とする調整は、例えば、トリアゾール化合物(防錆剤)による処理、具体的にはトリアゾール化合物による水溶液に接触させる等の表面処理を好適に組み合わせることにより行うことができ、また、金属コードの表面のCu/Zn比を1以上4以下とする調整は、例えば、酸性緩衝液のpHやトリアゾール水溶液の濃度を好適に組み合わせる処理を施すことにより行うことができる。pHが低いほど、Cu/Zn比の高い金属コードを得ることができる。 In this embodiment, adjustment of N (nitrogen) atoms on the surface of the metal cord to be 2 atomic% or more and 60 atomic% or less is, for example, treatment with a triazole compound (rust inhibitor), specifically, an aqueous solution with a triazole compound. The surface treatment such as contact with the metal cord can be suitably combined, and the adjustment of the Cu / Zn ratio on the surface of the metal cord to 1 or more and 4 or less is, for example, the pH of the acidic buffer solution or the triazole aqueous solution It can be performed by performing a process of suitably combining the concentrations. The lower the pH, the higher the Cu / Zn ratio metal cord can be obtained.
酸性緩衝液としては、例えば、pH5.0〜7.2の酢酸緩衝液、リン酸緩衝液、クエン酸緩衝液などが挙げられ、好ましくは、pH5.0〜7.2による酢酸緩衝液が挙げられる。pHが5.0未満であると、Cu/Zn比を4以下とすることができなくなり、またpHが7.2を超えるとCu/Zn比を1以上とすることができない。この緩衝液による表面処理時間としては、例えば、pH5.0〜7.2による酢酸緩衝液を用いた場合は、0.5〜20秒とすることができる。 Examples of the acidic buffer include an acetic acid buffer solution having a pH of 5.0 to 7.2, a phosphate buffer solution, and a citrate buffer solution, and preferably an acetic acid buffer solution having a pH of 5.0 to 7.2. It is done. When the pH is less than 5.0, the Cu / Zn ratio cannot be made 4 or less, and when the pH is over 7.2, the Cu / Zn ratio cannot be made 1 or more. The surface treatment time with this buffer solution can be set to 0.5 to 20 seconds, for example, when an acetate buffer solution with a pH of 5.0 to 7.2 is used.
また、トリアゾール水溶液としては、例えば、1,2,4−トリアゾール、1,2,3−トリアゾール、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール、4−アミノ−1,2,4−トリアゾール、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、3−メルカプト−1,2,4ートリアゾールから選ばれる1種類以上のトリアゾール化合物による水溶液が挙げられ、好ましくは、1,2,4−トリアゾール、1,2,3−トリアゾール、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール、4−アミノ−1,2,4−トリアゾールの使用が望ましい。このトリアゾール水溶液の濃度としては、0.01〜20g/Lとすることが好ましく、また、処理時間は、濃度により変動するものであるが、0.1〜30秒とすることができる。 Examples of the triazole aqueous solution include 1,2,4-triazole, 1,2,3-triazole, 3-amino-1,2,4-triazole, 4-amino-1,2,4-triazole, and benzoate. Examples include aqueous solutions of one or more triazole compounds selected from triazole, tolyltriazole, and 3-mercapto-1,2,4-triazole, preferably 1,2,4-triazole, 1,2,3-triazole, 3 Use of -amino-1,2,4-triazole and 4-amino-1,2,4-triazole is desirable. The concentration of the aqueous triazole solution is preferably 0.01 to 20 g / L, and the treatment time varies depending on the concentration, but can be 0.1 to 30 seconds.
このように、金属コードに対してpH5.0〜7.2の緩衝液での表面処理と、1,2,4−トリアゾール、1,2,3−トリアゾール、3−アミノ−1,2,4−トリアゾール、4−アミノ−1,2,4−トリアゾール、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、3−メルカプト−1,2,4ートリアゾールから選ばれる1種類以上のトリアゾール化合物での処理とを施すことにより、金属コード表面のN原子を2原子%以上60原子%以下とし、かつ金属コード表面のCu/Zn比を1以上4以下に調整した金属コードを容易に得られるようになり、耐久性をより一層向上させつつ製造容易な重荷重用タイヤを提供できるようになる。 Thus, the surface treatment with a buffer solution having a pH of 5.0 to 7.2 with respect to the metal cord, 1,2,4-triazole, 1,2,3-triazole, 3-amino-1,2,4 A metal with a treatment with one or more triazole compounds selected from triazole, 4-amino-1,2,4-triazole, benzotriazole, tolyltriazole, 3-mercapto-1,2,4-triazole It is possible to easily obtain a metal cord in which the N atom on the cord surface is 2 atomic percent to 60 atomic percent and the Cu / Zn ratio of the metallic cord surface is adjusted to 1 or more and 4 or less, and the durability is further improved. This makes it possible to provide a heavy-duty tire that is easy to manufacture.
本実施形態において、金属コードの「表面」とは、スチールワイヤなどの金属ワイヤ半径方向内側に5(nm)の深さまでの表層領域である。上記金属コードの表面のN原子の測定、並びに、Cu/Zn比の測定は、金属コードを得た後、必要に応じて洗浄処理、乾燥等を行った後、ゴム組成物で被覆する前の金属コードの表面を測定するものである。 In the present embodiment, the “surface” of the metal cord is a surface layer region up to a depth of 5 nm on the inner side in the radial direction of the metal wire such as a steel wire. The measurement of N atoms on the surface of the metal cord and the measurement of the Cu / Zn ratio are carried out after obtaining the metal cord, and after washing, drying, etc., if necessary, before coating with the rubber composition. The surface of the metal cord is measured.
また、本実施形態(後述する実施例を含む)において、上記金属コードの表面のN原子の測定は、X線光電子分光(X-ray photoelectron Spectroscopy:XPS)法により測定される金属コードの表面のN原子を測定したものであり、また、金属コードの表面のCu/Zn比の測定は、上記光電子分光により金属コードの表面のCu/Zn比を測定したものである。 In the present embodiment (including examples described later), the measurement of N atoms on the surface of the metal cord is performed on the surface of the metal cord measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). N atoms were measured, and the measurement of the Cu / Zn ratio on the surface of the metal cord was performed by measuring the Cu / Zn ratio on the surface of the metal cord by the photoelectron spectroscopy.
〔金属コード被覆用のゴム組成物〕
本実施形態の金属コード−ゴム複合体の被覆ゴムに用いるゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して、シリカを1〜15質量部、コバルト含有化合物を0(ゼロ)又は1質量部以下含むものである。
[Rubber composition for metal cord coating]
The rubber composition used for the coating rubber of the metal cord-rubber composite of the present embodiment is 1 to 15 parts by mass of silica and 0 (zero) or 1 part by mass or less of the cobalt-containing compound with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Is included.
この被覆ゴムに用いるゴム組成物のゴム成分としては、特に限定されないが、例えば、天然ゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマーゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレンゴム、イソブチレン−イソプレン共重合体ゴム、ポリクロロプレンゴム等のジエン系ゴムなどが挙げられる。これらのゴム成分は、一種を単独で用いても良いし、二種以上組み合わせて用いても良い。 The rubber component of the rubber composition used for the coated rubber is not particularly limited, and examples thereof include natural rubber, polybutadiene rubber, polyisoprene rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, and ethylene-propylene. Examples thereof include diene rubbers such as copolymer rubber, ethylene-propylene-diene terpolymer rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, alkylated chlorosulfonated polyethylene rubber, isobutylene-isoprene copolymer rubber, and polychloroprene rubber. These rubber components may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types.
本実施形態に用いるシリカは、後述するように、亀裂の進展を抑止すると共に、耐熱接着性を向上させる成分として配合するものである。用いることができるシリカとしては、特に制限はなく、市販のゴム組成物に使用されているものが使用でき、中でも湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)、コロイダルシリカ等を使用することができる。特に好ましいシリカとしては、BET比表面積が50〜400m2/gとなるものが望ましい。なお、本実施形態において、BET比表面積は、BET法の一点値により測定されるものである。 As will be described later, the silica used in the present embodiment is blended as a component that suppresses the progress of cracks and improves heat-resistant adhesion. Silica that can be used is not particularly limited, and those used in commercially available rubber compositions can be used, among which wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), colloidal silica, etc. are used. can do. As a particularly preferable silica, one having a BET specific surface area of 50 to 400 m 2 / g is desirable. In the present embodiment, the BET specific surface area is measured by one point value of the BET method.
これらのシリカの配合量は、上記ゴム成分100質量部に対して、亀裂進展抑制、耐熱 接着性向上の観点から、1〜15質量部であり、より好ましくは1.5質量部以上、特に 好ましくは2質量部以上である。 The compounding amount of these silicas is 1 to 15 parts by mass, more preferably 1.5 parts by mass or more, particularly preferably 100 parts by mass of the rubber component, from the viewpoint of suppressing crack propagation and improving heat-resistant adhesion. Is 2 parts by mass or more.
本実施形態の被覆ゴムに用いるゴム組成物では、ゴム成分100質量部に対して、コバルト含有化合物を0〜1質量部〔0(ゼロ)又は1質量部以下〕とするものである。用いることができるコバルト含有化合物としては、コバルト(単体)、有機酸のコバルト塩、無機酸のコバルト塩などが挙げられ、例えば、塩化コバルト、硝酸コバルト、硫酸 コバルト、酢酸コバルト、クエン酸コバルト、グルコン酸コバルト、ナフテン酸コバルト、ネオデカン酸コバルト、ステアリン酸コバルト、ロジン酸コバルト、バーサチック酸コバルト、トール油酸コバルト、ホウ酸ネオデカン酸コバルト、アセチルアセトナートコバルト等を例示することができる。 In the rubber composition used for the coated rubber of this embodiment, the cobalt-containing compound is 0 to 1 part by mass (0 (zero) or 1 part by mass or less) with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Examples of the cobalt-containing compound that can be used include cobalt (a simple substance), a cobalt salt of an organic acid, a cobalt salt of an inorganic acid, and the like. For example, cobalt chloride, cobalt nitrate, cobalt sulfate, cobalt acetate, cobalt citrate, glucone. Examples include cobalt acid, cobalt naphthenate, cobalt neodecanoate, cobalt stearate, cobalt rosinate, cobalt versatate, cobalt tall oil, cobalt borate neodecanoate, and acetylacetonate cobalt.
また、有機酸の一部をホウ酸等で置き換えた複合塩であってもよい。ホウ素を含有する有機酸コバルト塩はコバルト含有量が20〜23質量%であるオルトホウ酸コバルト、市販品では、例えば、ローディア社製マノボンドC22.5及びマノボンド680C、Jhepherd社製CoMend A及びCoMend B、大日本インキ化学工業社製YYNBC−II等を例示することができる。 Moreover, the composite salt which replaced a part of organic acid with boric acid etc. may be sufficient. The organic acid cobalt salt containing boron is cobalt orthoborate having a cobalt content of 20 to 23% by mass. Examples of commercially available products include Rhono Manobond C22.5 and Manobond 680C, Jhepherd CoMend A and CoMend B, Examples include YYNBC-II manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.
これらのコバルト含有化合物は、従来より、接着促進剤として金属コード−ゴム複合体の被覆ゴム組成物に配合しているものであるが、本実施形態では、耐熱劣化性及び耐亀裂成長性(耐亀裂性)を改良させる観点から、コバルト含有化合物の含有量をゴム成分100質量部に対して、0〜1質量部、すなわち、0(ゼロ)又は1質量部以下(0<コバルト含有化合物の含有量≦1)とするものであり、好ましくは、更なる耐熱劣化性及び耐亀裂成長性を高度に改良する観点から、0(ゼロ)、または、0.1質量部以下、特に好ましくは、コバルト含有化合物を含有しないこと〔0(ゼロ)〕が望ましい。これは、コバルト塩等のコバルト含有化合物の添加が、ゴム成分の老化原因にもなり、耐久性や強度の向上、さらにコストの面でも不利となる場合があるからである。被覆ゴム組成物へのコバルト塩の使用を大幅に削減する技術としては、例えば、コバルト塩のような遷移金属塩溶液で洗浄した、ブラスめっきのスチールコードを金属コードに用いることが考えられる。なお、本実施形態において、コバルト含有化合物の含有量はコバルト含有量換算をいう。 These cobalt-containing compounds are conventionally blended in the coated rubber composition of the metal cord-rubber composite as an adhesion promoter, but in this embodiment, the heat degradation resistance and crack growth resistance (resistance to resistance) From the viewpoint of improving (cracking property), the content of the cobalt-containing compound is 0 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, that is, 0 (zero) or less than 1 part by mass (0 <content of cobalt-containing compound) Preferably, from the viewpoint of further improving the heat deterioration resistance and crack growth resistance, 0 (zero) or 0.1 parts by mass or less, particularly preferably cobalt. It is desirable that no compound is contained [0 (zero)]. This is because the addition of a cobalt-containing compound such as a cobalt salt may cause aging of the rubber component, which may be disadvantageous in terms of durability and strength, and cost. As a technique for greatly reducing the use of a cobalt salt in a coated rubber composition, for example, a brass-plated steel cord washed with a transition metal salt solution such as a cobalt salt may be used for the metal cord. In addition, in this embodiment, content of a cobalt containing compound says cobalt content conversion.
このように、コバルト含有化合物を含有しないゴム組成物を用いた場合には、耐亀裂性にさらに優れたカーカスプライ24が得られ、耐久性をさらに一段と向上させることを可能とする重荷重用タイヤを提供できる。
Thus, when a rubber composition not containing a cobalt-containing compound is used, a
用いる被覆ゴム組成物には、上記ゴム成分、シリカなどの他に、本実施形態の目的を阻害しない範囲で、通常ゴム業界で採用される成分を適宜配合してもよい。その他の成分としては、例えば、硫黄等の加硫剤、カーボンブラック等の充填剤、プロセスオイル等の油分、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、酸化亜鉛、及び、ステアリン酸等が挙げられる。本実施形態に用いるゴム組成物は、これら各成分を、常法により混練りし、熱入れ及び押し出しすることにより製造することができる。 In addition to the rubber component, silica, and the like, the coating rubber composition to be used may be appropriately blended with components normally employed in the rubber industry as long as the object of the present embodiment is not impaired. Examples of other components include vulcanizing agents such as sulfur, fillers such as carbon black, oils such as process oils, vulcanization accelerators, anti-aging agents, softeners, zinc oxide, and stearic acid. It is done. The rubber composition used in the present embodiment can be produced by kneading these components by a conventional method, followed by heating and extruding.
〔金属コード−ゴム複合体〕
本実施形態に用いる金属コード−ゴム複合体の製造は、上記各表面処理が施された複数の金属コードを、必要に応じて、常法により洗浄処理を施した後、金属コードと被覆用の上記ゴム組成物とを接着させる工程を経て製造することができる。上記各表面処理を経た後の金属コードと上記特性のゴム組成物を接着させることにより、例えば、該金属コードと該ゴム組成物を加圧加熱下で加硫接着により製造することができる。加硫条件としては、特に限定されないが、圧力は、2MPa〜15MPaが好ましく、2MPa〜5MPaがより好ましく、温度は、120〜200℃が好ましく、130〜170℃がより好ましい。加硫時間は、特に限定されないが、3分〜60時間が好ましい。
[Metal cord-Rubber composite]
The metal cord-rubber composite used in the present embodiment is manufactured by subjecting the plurality of metal cords subjected to the respective surface treatments to a cleaning treatment by a conventional method, if necessary, and then applying the metal cord to the coating. It can be manufactured through a step of adhering the rubber composition. By bonding the metal cord after each surface treatment and the rubber composition having the above characteristics, for example, the metal cord and the rubber composition can be produced by vulcanization adhesion under pressure and heating. Vulcanization conditions are not particularly limited, but the pressure is preferably 2 MPa to 15 MPa, more preferably 2 MPa to 5 MPa, and the temperature is preferably 120 to 200 ° C, more preferably 130 to 170 ° C. The vulcanization time is not particularly limited, but is preferably 3 minutes to 60 hours.
このように構成される本実施形態に用いる金属コード−ゴム複合体が、何故、金属コードとゴムとの耐熱接着性と耐亀裂成長性(耐亀裂性)に共に優れ、金属コードとゴムとの耐熱接着性の向上と耐亀裂成長性の向上とを高度に両立することができるかのメカニズム等は不明な点等も若干あるが、以下のよう推察される。 The metal cord-rubber composite used in this embodiment configured as described above is excellent in both the heat resistance adhesion and crack growth resistance (crack resistance) between the metal cord and the rubber, and the metal cord and the rubber. Although there are some unclear points regarding the mechanism of whether the improvement in heat-resistant adhesion and the improvement in crack growth resistance can be achieved at a high level, it is presumed as follows.
すなわち、本実施形態に用いる金属コード−ゴム複合体では、ゴム組成物を金属コードに被覆してなる金属コード−ゴム複合体であって、金属コードの表面のN原子が2原子%以上60原子%以下、かつCu/Zn比が1以上4以下であり、ゴム組成物のゴム成分100質量部に対して、シリカを1〜15質量部、コバルト含有化合物を0〜1質量部とすることにより、シリカを配合したゴム組成物はゴム中に破壊核が生まれにくく、亀裂の進展を抑止すると共に、シリカがゴム中のゴム・金属接着界面を破壊する成分を吸着などすることでゴム・金属の接着性を増すことにより、しかも、金属コードの表面のN原子、かつCu/Zn比をそれぞれ特定の範囲とした金属コードを用いることで、より耐熱接着性が向上するものとなり、上記ゴム・金属の接着性の増進効果及び耐熱接着性の向上効果の相乗効果を生み、個々の技術の効果の総和以上を超えた効果が発揮されることによるものと推察される。 That is, the metal cord-rubber composite used in the present embodiment is a metal cord-rubber composite formed by coating a rubber composition with a metal cord, and the number of N atoms on the surface of the metal cord is 2 atom% or more and 60 atoms. %, And the Cu / Zn ratio is 1 or more and 4 or less, and 1 to 15 parts by mass of silica and 0 to 1 part by mass of a cobalt-containing compound with respect to 100 parts by mass of the rubber component of the rubber composition. In addition, the rubber composition containing silica is less likely to generate fracture nuclei in the rubber and suppresses the progress of cracks, while silica adsorbs components that break the rubber-metal bonding interface in the rubber, and so on. By increasing the adhesion, and by using metal cords with N atoms on the surface of the metal cord and a Cu / Zn ratio in a specific range, the heat-resistant adhesion is further improved. And metals of birth synergy effect of improving the enhancing effect and heat resistant adhesion of the adhesive, is inferred to be due to the effect of exceeding the above sum of the effects of the individual techniques are exhibited.
次に、本実施形態の重荷重用タイヤのカーカスプライ24に用いる金属コード−ゴム複合体ついて実施例と比較例とに基づき説明する。 Next, the metal cord-rubber composite used for the carcass ply 24 of the heavy duty tire of this embodiment will be described based on examples and comparative examples.
〔実施例1〜2及び比較例1〜4〕
(金属コードの作製)
下記表1に示す組成となるブラスめっきを施したスチールワイヤ(めっき層の厚さ0. 2μm、線径0.3mm)を撚り合わせて1×3構造のスチールコード(金属コード)を作製した。次いで、このコードを下記に示す処理法である処理1:酢酸緩衝液又はリン酸処理液、処理2:防錆剤(トリアゾール化合物)からなる処理液を用いて洗浄し、50℃で1分間乾燥させた。この洗浄処理を終了したスチールコードのワイヤめっき表面のN量(最表面N量:原子%)、Cu/Zn比(最表面Cu/Zn比)をX線光電子分光装置(アルバック・ファイ(株)製、Quantera)にて測定し、これらの結果を下記表1に示す。
[Examples 1-2 and Comparative Examples 1-4]
(Production of metal cord)
A steel cord (metal cord) having a 1 × 3 structure was manufactured by twisting steel wires (plating layer thickness 0.2 μm, wire diameter 0.3 mm) subjected to brass plating having the composition shown in Table 1 below. Next, this code is washed with a treatment solution consisting of the following treatment method: treatment buffer solution or phosphate treatment solution, treatment 2: rust inhibitor (triazole compound), and dried at 50 ° C. for 1 minute. I let you. The N amount (outermost surface N amount: atomic%) and the Cu / Zn ratio (outermost surface Cu / Zn ratio) on the wire plating surface of the steel cord after the cleaning treatment were measured using an X-ray photoelectron spectrometer (ULVAC-PHI Co., Ltd.). The results are shown in Table 1 below.
なお、X線光電子分光による測定条件は、以下のとおりである。 The measurement conditions by X-ray photoelectron spectroscopy are as follows.
X線源:単色化Al−Kα線
測定領域:50μmΦ
測定ピーク:C1s、O1s、N1s、P2p、Cu2p2/3、Zn2p2/3
データ処理:Multipak(アルバック・ファイ(株)製)
定量:得られたピーク面積から相対感度係数法を用いて定量
*Cu/Znは、Cu2p2/3、Zn2p2/3の定量値の比である。
X-ray source: Monochromatic Al-Kα ray Measurement area: 50 μmΦ
Measurement peak: C1s, O1s, N1s, P2p, Cu2p2 / 3, Zn2p2 / 3
Data processing: Multipak (manufactured by ULVAC-PHI)
Quantification: Quantification using the relative sensitivity coefficient method from the obtained peak area * Cu / Zn is the ratio of the quantitative values of Cu2p2 / 3 and Zn2p2 / 3.
〔処理1:酢酸緩衝液による処理〕
酢酸緩衝液による処理は、0.1N酢酸ナトリウムを酢酸にて表1に示すpHとなるように調整した処理液を用いて、作製したスチールコードを処理時間10秒間で洗浄して表面処理を行った。
[Treatment 1: Treatment with acetate buffer]
The treatment with the acetic acid buffer solution was performed by using a treatment solution prepared by adjusting 0.1N sodium acetate with acetic acid so as to have the pH shown in Table 1, and washing the produced steel cord with a treatment time of 10 seconds to perform surface treatment. It was.
〔処理2:トリアゾール化合物(防錆剤)による処理〕
トリアゾール化合物(防錆剤)による処理は、表1に示す各トリアゾール化合物を用いて各濃度となるように調整したトリアゾール化合物水溶液を用いて、作製したスチール コードを処理時間10秒間で洗浄して表面処理を行った。
[Treatment 2: Treatment with triazole compound (rust inhibitor)]
The treatment with the triazole compound (rust inhibitor) is performed by washing the steel cord produced using a triazole compound aqueous solution adjusted to have each concentration using each triazole compound shown in Table 1 for a treatment time of 10 seconds. Processed.
上記洗浄処理を終了したスチールコードを用い、下記表1に示す配合処方のゴム組成物を用いて、以下の方法でコード/ゴム接着性の各評価となる耐熱接着性(指数表示)及び耐亀裂成長性(指数表示)を評価した。これらの結果を下記表1に示す。 Using the steel cord after the above washing treatment, using the rubber composition of the formulation shown in Table 1 below, the heat resistance adhesiveness (index indication) and the crack resistance which are evaluated for each cord / rubber adhesiveness by the following methods Growth potential (index indication) was evaluated. These results are shown in Table 1 below.
(耐熱接着性の評価法)
上記洗浄処理したスチールコードを、12.5mm間隔で平行に並べ、該スチールコードを上下からゴム組成物で被覆し、145℃で80分間加硫して、ゴム組成物とスチールコードとを接着させた。このようにして、厚さ1mmのゴムシートにスチールコードが埋設された、金属コード−ゴム複合体を得た(スチールコードは、ゴムシートの厚さ方向中央に、12.5mm間隔で並んでいる)。
(Evaluation method for heat-resistant adhesion)
The washed steel cords are arranged in parallel at an interval of 12.5 mm, and the steel cords are covered with a rubber composition from above and below, and vulcanized at 145 ° C. for 80 minutes to adhere the rubber composition and the steel cord. It was. In this manner, a metal cord-rubber composite in which a steel cord was embedded in a rubber sheet having a thickness of 1 mm was obtained (the steel cords are arranged at 12.5 mm intervals in the center in the thickness direction of the rubber sheet. ).
この金属コード−ゴム複合体を80℃、相対湿度40%雰囲気下で7日間劣化させた後、ASTM D 2229に準拠して、各サンプルからスチールコードを引き抜き、スチールコードに付着しているゴムの被覆率を目視観察にて0〜100%で決定し、湿熱劣化性の指標とした。結果は、比較例1を100として、下記表1に指数表示した。指数値が大きい程、耐熱接着性に優れていることを示す。 After this metal cord-rubber composite was deteriorated for 7 days in an atmosphere of 80 ° C. and 40% relative humidity, the steel cord was pulled out from each sample in accordance with ASTM D 2229, and the rubber attached to the steel cord was removed. The coverage was determined by visual observation from 0 to 100%, and was used as an indicator of wet heat degradation. The results are shown as an index in Table 1 below, with Comparative Example 1 taken as 100. It shows that it is excellent in heat-resistant adhesiveness, so that an index value is large.
(耐亀裂成長性の評価方法)
耐亀裂成長性(耐亀裂性)の評価は、各サンプルについて上島製作所社製の疲労試験機を用いて定応力疲労試験を行い、破断するまでの回数を測定した。その結果を、比較例1を100として下記表1に指数表示した。数値が大きいほど、耐亀裂成長性に優れることを示す。
(Evaluation method of crack growth resistance)
For evaluation of crack growth resistance (crack resistance), each sample was subjected to a constant stress fatigue test using a fatigue tester manufactured by Ueshima Seisakusho Co., Ltd., and the number of times until fracture was measured. The results are shown as an index in Table 1 below with Comparative Example 1 as 100. It shows that it is excellent in crack growth resistance, so that a numerical value is large.
上記表1中の*1〜*6は、以下のとおりである。
*1:JSR社製、商品名「IR2200」
*2:東海カーボン社製、商品名「シースト3(N2SA:79m/g、24M4DBP
吸収量:102m3/100g)」
*3:東ソー・シリカ社製、商品名「ニップシールAQ」
*4:大内新興化学工業(株)製、商品名「ノクラック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
*5:大内新興化学工業(株)製、商品名「ノクセラーDZ」、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
*6:OMG社製、商品名「マノボンドC22.5」、コバルト含有量22.5質量%
* 1 to * 6 in Table 1 are as follows.
* 1: Product name “IR2200” manufactured by JSR
* 2: Tokai Carbon Co., Ltd., trade name “Seast 3 (N 2 SA: 79 m / g, 24M4DBP
Absorption: 102m 3 / 100g). "
* 3: Product name “Nip Seal AQ” manufactured by Tosoh Silica
* 4: Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., trade name “NOCRACK 6C”, N-phenyl-N ′-(1,3-dimethylbutyl) -p-phenylenediamine * 5: Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd. ), Trade name “Noxeller DZ”, N, N′-dicyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide * 6: trade name “Manobond C22.5”, cobalt content 22.5 mass%
上記表1から明らかなように、本実施形態の範囲内となる実施例1〜2の金属コード−ゴム複合体は、本実施形態の範囲外なる比較例1〜4に較べて、耐熱接着性及び耐亀裂成長性に優れており、本実施形態の効果を確認できた。 As is apparent from Table 1 above, the metal cord-rubber composites of Examples 1 and 2 that fall within the scope of the present embodiment are more resistant to heat than those of Comparative Examples 1 to 4 that fall outside the scope of the present embodiment. Moreover, it was excellent in crack growth resistance, and the effect of this embodiment could be confirmed.
実施例を具体的に見ると、実施例1〜2は、被覆ゴム組成物のシリカの含有量を本実施形態の範囲内で変動させたものであって、金属コードの表面のN原子量、Cu/Zn比が本実施形態の範囲内であり、被覆ゴム組成物の組成が本実施形態の範囲内である金属コード−ゴム複合体であり、これらの金属コード−ゴム複合体は、何れも本実施形態の効果を発揮できることが確認できた。 Specifically, in Examples 1-2, the silica content of the coated rubber composition was varied within the range of the present embodiment, and the amount of N atom on the surface of the metal cord, Cu / Zn ratio is in the range of this embodiment, and the composition of the coated rubber composition is a metal cord-rubber composite in the range of this embodiment. It was confirmed that the effects of the embodiment can be exhibited.
これに対して、比較例を見ると、比較例1は、金属コードの表面のN原子量、Cu/Zn比が本実施形態の範囲外、また、被覆ゴム組成物の組成が本実施形態の範囲外(シリカの配合なし)となる金属コード−ゴム複合体である。比較例2及び3は、金属コードの表面のN原子量、Cu/Zn比が本実施形態の範囲内であっても、被覆ゴム組成物の組成が本実施形態の範囲外(シリカの配合なし)となる金属コード−ゴム複合体である。比較例4は、被覆ゴム組成物の組成が本実施形態の範囲内であっても、金属コードの表面のN原子量、Cu/Zn比が本実施形態の範囲外となる金属コード−ゴム複合体である。これらの比較例1〜4は、本実施形態の効果を発揮できないことが確認できた。 On the other hand, looking at the comparative example, the comparative example 1 shows that the N atomic weight on the surface of the metal cord and the Cu / Zn ratio are out of the range of the present embodiment, and the composition of the coated rubber composition is within the range of the present embodiment. It is a metal cord-rubber composite that is external (no silica compounding). In Comparative Examples 2 and 3, the composition of the coated rubber composition is out of the range of the present embodiment even when the N atomic weight on the surface of the metal cord and the Cu / Zn ratio are within the range of the present embodiment (no silica compounding). This is a metal cord-rubber composite. Comparative Example 4 is a metal cord-rubber composite in which the N atomic weight and Cu / Zn ratio on the surface of the metal cord are outside the range of the present embodiment even when the composition of the coated rubber composition is within the range of the present embodiment. It is. It was confirmed that these Comparative Examples 1 to 4 cannot exhibit the effects of the present embodiment.
特に、比較例1(金属コード及び被覆ゴム組成物が本実施形態の範囲外)、比較例2及び3(被覆ゴム組成物が本実施形態の範囲外)、比較例4(金属コードが本実施形態の範囲外)の各金属コード−ゴム複合体の耐熱接着性及び耐亀裂成長性の評価を勘案して、本実施形態の範囲内となる実施例1〜2の各金属コード−ゴム複合体の耐熱接着性及び耐亀裂成長性の評価を比較考察すると、どの比較例に対しても、本実施形態の範囲内となる実施例1〜2は、顕著な効果を生じていることが確認できた。 In particular, Comparative Example 1 (the metal cord and the coated rubber composition are outside the scope of the present embodiment), Comparative Examples 2 and 3 (the coated rubber composition is outside the scope of the present embodiment), and Comparative Example 4 (the metal cord is implemented in the present embodiment). Each metal cord-rubber composite of Examples 1 and 2 that falls within the scope of the present embodiment in consideration of evaluation of heat-resistant adhesion and crack growth resistance of each metal cord-rubber composite Comparative evaluation of the heat-resistant adhesion and crack growth resistance of Examples 1 and 2 that are within the scope of the present embodiment for any of the comparative examples can confirm that a remarkable effect is produced. It was.
そして、金属コード−ゴム複合体の実施例1、2を、カーカスプライ24に用いることにより、カーカスプライ24において、金属コードとゴム組成物との耐熱接着性の向上とゴム組成物の耐亀裂性の向上とのより高度な両立を実現して損傷をより一層防止でき、タイヤ全体としての耐久性をより一層向上させることを確認できた。
Then, by using Examples 1 and 2 of the metal cord-rubber composite for the
(変更例1)
上述の実施形態では、カーカス14(カーカスプライ24)に、上述の新たな金属コード−ゴム複合体を用いたが、変更例1では、さらに、ベルト層16のベルト16a〜16fにもこの新たな金属コード−ゴム複合体を用いる。カーカス14(カーカスプライ24)、ベルト層16(ベルト16a〜16f)、補強帯17(ワイヤチェーファ27)の中で、ベルト層16(ベルト16a〜16f)は、カーカス14(カーカスプライ24)に次いで、タイヤ全体に対する耐久性改善への貢献度が大きい。従って、ベルト16a〜16fにおける、金属コードとゴム組成物との耐熱接着性の向上とゴム組成物の耐亀裂性の向上との高度な両立が、特にトレッド部の耐久性改善効果に大きく影響し、タイヤ全体としての耐久性改善に大きく貢献する。なお、ベルト層16においては、少なくとも1枚のベルトにこの新たな金属コード−ゴム複合体を用いるようにしてもよい。
(Modification 1)
In the above-described embodiment, the above-described new metal cord-rubber composite is used for the carcass 14 (carcass ply 24). However, in the first modification, the
このように、カーカスプライ24に加えて、ベルト16a〜16fにもこの新たな金属コード−ゴム複合体を用いることにより、タイヤ全体としての耐久性をさらに一層向上させることを可能とする重荷重用タイヤを提供することができる。
Thus, in addition to the
(変更例2)
上述の変更例1では、カーカスプライ24、ベルト16a〜16fに、上述の新たな金属コード−ゴム複合体を用いたが、変更例2では、さらに、補強帯17のワイヤチェーファ27にもこの新たな金属コード−ゴム複合体を用いる。補強帯17が複数枚のワイヤチェーファ27を積層して形成されている場合には、少なくとも1枚のワイヤチェーファ27にこの新たな金属コード−ゴム複合体を用いるようにする。
(Modification 2)
In the above-described modified example 1, the above-described new metal cord-rubber composite is used for the
この新たな金属コード−ゴム複合体を用いたワイヤチェーファ27は、カーカスプライ24、ベルト16a〜16fと同様に、金属コードとゴム組成物との耐熱接着性の向上とゴム組成物の耐亀裂性の向上とのより高度な両立を実現できる。そして、特に、リムから受ける熱的な負荷、物理的な負荷に対する、ビード部13の耐久性向上に貢献する。よって、カーカスプライ24、ベルト16a〜16fに加えて、ワイヤチェーファ27にもこの新たな金属コード−ゴム複合体を用いることにより、タイヤ全体としての耐久性を、変更例1よりもさらに一層向上させることを可能とする重荷重用タイヤを提供することができる。
As with the
なお、上述の新たな金属コード−ゴム複合体を、ベルト16a〜16fに用いず、カーカスプライ24とワイヤチェーファ27とに用いることも考えられる。この場合、タイヤ全体としての耐久性を、上述の実施形態よりも一層向上させることを可能とする重荷重用タイヤを提供することができる。
Note that the above-described new metal cord-rubber composite may be used for the
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は本発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎず、本発明は当該実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は、上記実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, these embodiment is only the illustration described in order to make an understanding of this invention easy, and this invention is not limited to the said embodiment. The technical scope of the present invention is not limited to the specific technical matters disclosed in the above embodiment, but includes various modifications, changes, alternative techniques, and the like that can be easily derived therefrom.
10 重荷重用タイヤ
11 トレッド部
11a トレッド面
12 サイドウォール部
13 ビード部
14 カーカス
14a クラウン部
14b 巻き返し部
15 ビードコア
16 ベルト層
16a 第1ベルト
16b 第2ベルト
16c 第3ベルト
16d 第4ベルト
16e 第5ベルト
16f 第6ベルト
17 補強帯
24 カーカスプライ
24b 巻き返し部
27 ワイヤチェーファ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記カーカスは少なくとも1枚のカーカスプライにより形成され、
少なくとも1枚の前記カーカスプライは、ゴム組成物を複数の金属コードそれぞれに被覆してなる金属コード−ゴム複合体により形成され、
前記金属コードは、表面のN原子が2原子%以上60原子%以下、かつ前記表面のCu/Zn比が1以上4以下であり、前記ゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して、シリカを1〜15質量部、コバルト含有化合物を0〜1質量部含む
ことを特徴とする重荷重用タイヤ。 A pair of tread portions, a pair of sidewall portions that are continuous to both ends of the tread portion, a pair of bead portions in which a bead core is embedded and continuous to the sidewall portion, and a rewinding portion that is wound around the bead core. A heavy duty tire provided with a carcass extending in a toroidal shape between the bead parts,
The carcass is formed by at least one carcass ply;
At least one carcass ply is formed of a metal cord-rubber composite formed by coating a rubber composition on each of a plurality of metal cords,
The metal cord has a surface N atom of 2 atomic% or more and 60 atomic% or less, and a Cu / Zn ratio of the surface of 1 or more and 4 or less, and the rubber composition is based on 100 parts by mass of a rubber component, A heavy-duty tire comprising 1 to 15 parts by mass of silica and 0 to 1 part by mass of a cobalt-containing compound.
前記ベルト層は積層された複数枚のベルトにより形成され、
少なくとも1枚の前記ベルトは、前記金属コード−ゴム複合体により形成される
ことを特徴とする請求項1に記載の重荷重用タイヤ。 A belt layer disposed between the carcass and the tread portion;
The belt layer is formed by a plurality of laminated belts,
The heavy duty tire according to claim 1, wherein at least one of the belts is formed of the metal cord-rubber composite.
前記補強帯は少なくとも1枚のワイヤチェーファにより形成され、
少なくとも1枚の前記ワイヤチェーファは、前記金属コード−ゴム複合体により形成される
ことを特徴とする請求項1または2に記載の重荷重用タイヤ。 A reinforcing band disposed on the side opposite to the bead core side of the winding portion in the carcass;
The reinforcing band is formed by at least one wire chafer,
3. The heavy duty tire according to claim 1, wherein at least one of the wire chafers is formed of the metal cord-rubber composite.
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