JP2008201841A

JP2008201841A - 応急用空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2008201841A
Application number: JP2007036526A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Suzuki; 好彦鈴木
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2008-09-04

Abstract

【課題】耐候性の向上と軽量化を両立させた応急用空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】（Ａ）（ｉ）ジエン成分の含有量が５重量％以上１３重量％未満であるエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム１５〜４５重量％と（ii）ハロゲン化ブチルゴムを除くジエン系ゴム８５〜５５重量％とからなるゴム成分と、（Ｂ）前記ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して５０〜１００重量部の、窒素吸着比表面積が６５〜１５０ｍ²／ｇであるカーボンブラックと、（Ｃ）前記ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して０．５〜１．５重量部のアミン系老化防止剤とを含むゴム組成物を用いて形成されたキャップトレッド部を備えた応急用空気入りタイヤ。
【選択図】なし

Description

本発明は、応急用空気入りタイヤに関する。より詳細には、本発明は、耐候性、特に耐オゾンクラック性の向上と、軽量化とを実現した応急用空気入りタイヤに関する。

乗用車、ミニバン等に備え付けられる応急用空気入りタイヤは、従来トランク内に保管されることが多かったが、車内スペースの確保等の目的のために、昨今では車外に取り付けられることが多くなってきていることから、応急用空気入りタイヤにおいては、耐候性、特に耐オゾンクラック性も重要視されている。

一方、応急用空気入りタイヤそのものも、通常時の走行において使用される標準タイヤがパンク等の故障により使用不能となった場合に一時的に使用することを目的とするものであることから、保管スペースの削減や軽量化を目的として、車輌に装着される標準タイヤである所謂「グランドタイヤ」とは異なり、幅が狭く、肉薄で、構造が比較的シンプルな、一般に「Ｔタイプ」又は「テンパー」等と称される応急用空気入りタイヤが使用されるようになってきている。

上記の如き構造上の特徴を有するＴタイプの応急用空気入りタイヤにおいては、軽量化のためにトレッド層が薄く歪みが生じやすいにもかかわらず、グランドタイヤと同等の荷重を支えるためにグランドタイヤと比較して高い空気圧が用いられることから、グランドタイヤと比較して、より高い耐オゾンクラック性を有することが求められている。従って、応急用空気入りタイヤに関して、軽量化だけでなく耐久性を高めることが必要とされており、耐候性、特に耐オゾンクラック性と、軽量化を両立させる要求が高まっている。また、Ｔタイプの応急用空気入りタイヤは、幅が狭いがゆえに、操縦安定性を確保するために、より高いグリップ性能が要求されている。更に、Ｔタイプの応急用空気入りタイヤは、軽量化を目的に薄肉で構造がシンプルであることから、実用レベルのタイヤの耐久性に関係する破断強度とタイヤのグリップ性能に関係する温度０℃での損失正接（ｔａｎδ）の確保が求められている。

この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。

特開２００５−１３９３５２号公報特開２００５−１５３６０４号公報特公平６−１８９５０号公報特許平８−２０２０２号公報特許第２６２９２９５号公報特開平１１−３０１２１０号公報特開２００１−１８１４５８号公報

上述の如く、当該技術分野においては、応急用空気入りタイヤに関して、耐候性、特に耐オゾンクラック性の向上と、軽量化とを両立させる要求が高まっている。従って、本発明の目的は、耐候性、特に耐オゾンクラック性の向上と軽量化とを実現した応急用空気入りタイヤを提供することである。

上記目的は、（Ａ）（ｉ）ジエン成分の含有量が５重量％以上１３重量％未満であるエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム１５〜４５重量％と（ii）ハロゲン化ブチルゴムを除くジエン系ゴム８５〜５５重量％とからなるゴム成分と、（Ｂ）前記ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して５０〜１００重量部の、窒素吸着比表面積が６５〜１５０ｍ²／ｇであるカーボンブラックと、（Ｃ）前記ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して０．５〜１．５重量部のアミン系老化防止剤とを含むゴム組成物を用いて形成されたキャップトレッド部を備えた応急用空気入りタイヤによって達成される。本発明によれば、車外での長期取り付けによるオゾンクラック発生に対する耐性と軽量化とが高いレベルで実現される。

本発明の応急用空気入りタイヤにおいてキャップトレッド部を形成するために使用されるゴム組成物に使用されるゴム成分（Ａ）は、（ｉ）ジエン成分の含有量が５重量％以上１３重量％未満であるエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）と、（ii）ハロゲン化ブチルゴムを除くジエン系ゴムとからなる。エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム（Ａ）（ｉ）は、ジエン成分の含有量が５重量％以上１３重量％未満であるものであればよい。本発明において成分（Ａ）（ii）として使用できるジエン系ゴムの具体例としては、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）などが挙げられ、これらは単独でまたは２種以上を組み合わせて使用できる。

エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム（Ａ）（ｉ）の配合量は、当該エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム（Ａ）（ｉ）とハロゲン化ブチルゴムを除くジエン系ゴム（Ａ）（ii）との合計量を基準として、１５〜４５重量％である。ジエン系ゴム（Ａ）（ii）の配合量は、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム（Ａ）（ｉ）と当該ジエン系ゴム（Ａ）（ii）との合計量を基準として、８５〜５５重量％である。上記エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム（Ａ）（ｉ）の配合量が、ゴム成分（Ａ）の１５重量％未満である場合には、低温および高温での耐オゾンクラック性の改善効果が小さく、また、ゴム成分（Ａ）の４５重量％を超える場合には、低温および高温での耐オゾンクラック性は改善されるが、破断強度が低下する。エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム（Ａ）（ｉ）のジエン成分の含有量が５重量％未満であると、高温での耐オゾンクラック性が低下する。

本発明の応急用空気入りタイヤにおいてキャップトレッド部を形成するために使用されるゴム組成物に含まれる成分（Ｂ）は、窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が６５〜１５０ｍ²／ｇであるカーボンブラックである。カーボンブラック（Ｂ）の窒素吸着比表面積が６５ｍ²／ｇ未満である場合には、破断強度および０℃におけるｔａｎδが不十分となり、一方、窒素吸着比表面積が１５０ｍ²／ｇを超える場合には、加工性が悪化し、また、原料コストの増加をもたらすので好ましくない。カーボンブラック（Ｂ）の配合量が、１００重量部の上記ゴム成分（Ａ）に対して５０〜１００重量部である。カーボンブラック（Ｂ）の配合量が、ゴム成分（Ａ）に対して５０重量部未満である場合には、ｔａｎδが不十分となり、一方、ゴム成分（Ａ）に対して１００重量部を超える場合には、低温での耐オゾンクラック性および破断強度が低下する。

本発明の応急用空気入りタイヤにおいてキャップトレッド部を形成するために使用されるゴム組成物に含めることのできるアミン系老化防止剤（Ｃ）の例としては、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（略号：６ＰＰＤ）、Ｎ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン（略号：ＩＰＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略号：ＤＰＰＤ）、ｐ，ｐ’−ジオクチルジフェニルアミン（略号：ＯＤＰＡ）、ｐ，ｐ’−ジクミルジフェニルアミン（略号：ＤＣＤＰ）、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリンポリマー（略号：ＴＭＤＱ）、６−エトキシ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン（略号：ＥＴＭＤＱ）などが挙げられる。アミン系老化防止剤（Ｃ）は、ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して０．５〜１．５重量部の量で本発明のゴム組成物に配合される。アミン系老化防止剤（Ｃ）の配合量が、０．５重量部未満であると、耐オゾンクラック性が不十分であり、一方、１．５重量部を超えると、当該ゴム組成物に添加されたアミン系老化防止剤がタイヤ表面に滲出して、タイヤ表面が茶色に変色し、タイヤの外観が悪化する。

次に、図１および２を参照して、上記ゴム組成物をキャップトレッド部に用いた応急用空気入りタイヤを説明する。図１は、本発明の応急用空気入りタイヤの好ましい態様を示すタイヤ子午線方向断面図である。図１において、左右一対のビード部３，３’におけるビードコア５，５’およびビードフィラー７，７’にサイドウォール２，２’を経てカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、外側カーカス層４ａと内側カーカス層４ｂから構成される。この図では、トレッド１と外側カーカス層４ａの間には、２枚のブレーカー（ベルト層）６がタイヤ周方向にタイヤ１周にわたって配置されている。トレッド１は、後述するように、キャップトレッド部１ａとアンダートレッド部１ｂから構成される。これらのトレッド１、ブレーカー６およびその内側のカーカス層４でクラウン部が形成される。トレッド１には、タイヤ周方向にわたって溝８が設けられている。

図２は、図１をショルダー部９で拡大した本発明の応急用空気入りタイヤの部分拡大断面図である。図２に示されるように、トレッド１はキャップトレッド部１ａとアンダートレッド部１ｂから構成される。本発明では、上記ゴム組成物が、バランス良く改善された耐候性、破断強度およびグリップ性能を示すため、トレッド１の厚さを常用タイヤに比べて薄くすることができる。具体的には、トレッド１に設けた溝８の溝底１０からブレーカー６まで（ブレーカー６が配置されていない場合には外側カーカス層４ａまで）の厚さを３ｍｍ以下、好ましくは１〜３ｍｍにし、溝８の溝深さを４ｍｍ以下、好ましくは２〜４ｍｍにすることができる。

本発明に係る応急用空気入りタイヤのトレッド用ゴム組成物には、硫黄等の加硫剤もまた配合される。加硫剤として硫黄を使用する場合には、例えば、粉末硫黄等の、ゴム配合技術分野において周知のものを使用することができ、その配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。

また、本発明に係る応急用空気入りタイヤのキャップトレッドを形成するのに使用されるゴム組成物には、上記配合剤に加えて、充填剤（シリカ等）、可塑剤、軟化剤、加硫助剤、加硫促進剤、加硫遅延剤、老化防止剤等、及び／又はゴム配合技術分野において一般的に使用される他の各種添加剤を配合することができる。これらの添加剤の配合量もまた、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。

さらに、上記ゴム組成物は、公知のゴム用混練機械（例えば、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー等）を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。

以下に記載する比較例、及び実施例によって本発明を更に詳しく説明するけれども、本発明の技術的範囲は、これらの例に限定されるものではない。

比較例１〜１３および実施例１〜８
下記表１および２の配合に従って、７０リットルの密閉式バンバリーミキサーを用いて、加硫促進剤と硫黄以外の成分を５分間混合し、１５０℃でミキサーから放出後、オープンロールにて加硫促進剤および硫黄を混合し、比較例１〜１３および実施例１〜８のゴム組成物を得た。次に、これらのゴム組成物を、下記の試験法により、物性評価した。

表１および表２の脚注：
(1) 日本ゼオン（株）製のＮｉｐｏｌ１７１２（油展量：ゴム分１００重量部に対してアロマティックオイル３７．５重量部）
(2) 日本ゼオン（株）製のＮｉｐｏｌ１５０２（非油展）
(3) 日本ゼオン（株）製のＮｉｐｏｌＢＲ１２２０（非油展）
(4) ＬａｎｘｅｓｓＲｕｂｂｅｒ製のＢｒｏｍｏｂｕｔｙｌＸ２
(5) 住友化学（株）製のＥｓｐｒｅｎｅ５０５Ａ（エチレン含量５０％、プロピレン含量４０．５％、ジエン含量９．５％）
(6) 三井化学（株）製のＥＰＴ３０９１（エチレン含量６１％、プロピレン含量３３．５％、ジエン含量５．５％）
(7) 三井化学（株）製のＥＰＴ１０７０（エチレン含量５７％、プロピレン含量３９％、ジエン含量４％）
(8) 三井化学（株）製のエチレン−プロピレン共重合体ゴムＥＰＴ１０４５（エチレン含量５１％、プロピレン含量４９％）
(9) 住友化学（株）製のＥｓｐｒｅｎｅ５８６（エチレン含量６６％、プロピレン含量２１．５％、ジエン含量１２．５％）
(10) 東海カーボン製のシーストＫＨ（Ｎ３３９、窒素吸着比表面積９３ｍ²／ｇ）
(11) キャボットジャパン製のショウブラックＮ３３０（窒素吸着比表面積７５ｍ²／ｇ）
(12) キャボットジャパン製のショウブラックＮ５５０（窒素吸着比表面積４２ｍ²／ｇ）
(13) 正同化学工業（株）製の酸化亜鉛３種
(14) 日本油脂（株）製の工業用ステアリン酸
(15) 大内新興化学工業製のノクラック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）
(16) 大内新興化学工業製のサンノック
(17) 昭和シェル石油製のエキストラクト４号
(18) 細井化学工業製の油処理硫黄
(19) 大内新興化学工業製のノクセラーＣＺ−Ｇ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
(20) 大内新興化学工業製のノクセラーＤ（１，３−ジフェニルグアニジン）

試験方法
（１）破断強度
上記比較例および実施例の各ゴム組成物を１５ｃｍ×１５ｃｍ×０．２ｃｍの金型中で１６０℃で３０分間プレス加硫して加硫ゴムシートを得、この加硫ゴムシートから３号ダンベル試験片を打ち抜き、ＪＩＳＫ６２５１に準拠して、破断時応力（破断強度）を測定し、これを比較例１の値を１００として指数で示した。指数の値が大きいほど、破断強度がより大きい。破断強度が小さくなり過ぎると、タイヤが車両への固定金具との接触で受傷するおそれがあるので、指数７０以上を許容レベルとした。

（２）損失正接（ｔａｎδ）：
上記比較例および実施例の各ゴム組成物を１５ｃｍ×１５ｃｍ×０．２ｃｍの金型中で１６０℃で３０分間プレス加硫して加硫ゴムシートを得、この加硫ゴムシートから試験片を作製し、ＪＩＳＫ６３９４に準拠して、温度０℃、振動数２０Ｈｚ、平均歪１０％、歪振幅２％の条件下で粘弾性スペクトロメーターを使用して、損失正接（ｔａｎδ）を求めた。この損失正接（ｔａｎδ）の値が９０以上であれば、加硫後のゴム組成物のグリップ性能において実用上許容レベルにある。

（３）（ａ）耐オゾンクラック性（ゴム試験片）：
上記比較例および実施例の各ゴム組成物を１５ｃｍ×１５ｃｍ×０．２ｃｍの金型中で１６０℃で３０分間プレス加硫して加硫ゴムシートを得、この加硫ゴムシートから試験片を作製し、ＪＩＳＫ６２５９に準拠して、試験を行った。試験片は、オゾン濃度５０pphmに保たれた試験槽に入れ、温度−２０℃で９６時間放置した後、耐オゾンクラック性を評価した。さらに、温度を５０℃に変えたことを除いて同じ条件で同様な試験を行った。耐オゾンクラック性の評価は、静的伸張歪１０％、２０％、３０％、４０％、５０％の条件で目視により試験片表面にクラックが確認されたときの最小歪（臨界歪）で表わした。５０％でもクラックが発生していなかった場合をＮＣと表わした。ＮＣの場合、または、臨界歪が大きいほど、耐オゾンクラック性に優れる。
（ｂ）耐オゾンクラック性（タイヤ）：
上記比較例および実施例の各ゴム組成物をキャップトレッドに用いたサイズＴ１３５／７０Ｄ１６の試験用タイヤを作製し、試験用タイヤをリム組みし、空気圧を４２０ｋＰａにして、オゾン濃度５０pphmに保たれた試験槽に入れ、温度−２０℃で９６時間放置した後、耐オゾンクラック性を評価した。さらに、温度を５０℃に変えたことを除いて同じ条件で同様な試験を行った。耐オゾンクラック性の評価は、クラックの有無を目視により確認することにより行った。

（４）外観
上記比較例および実施例の各ゴム組成物を１５ｃｍ×１５ｃｍ×０．２ｃｍの金型中で１６０℃で３０分間プレス加硫して試験片を作製し、空気で満たされ、温度５０℃に設定された恒温槽に入れ、９６時間放置した後、老化防止剤の滲出に特徴的な試験片表面の変色の有無を目視で確認した。

比較例１のゴム組成物は、オゾンクラックが肉眼では確認できず、耐オゾンクラック性に優れるが、上記外観試験では茶色に変色し、周囲汚染が懸念され、好ましくない。

比較例２のゴム組成物は、老化防止剤の配合量を２．７５重量部から０．５０重量部に変えたことを除いて比較例１と同様の処方を有するものであり、外観試験では比較例１よりも外観は改善されたが、−２０℃および５０℃での耐オゾンクラック性が悪化した。

比較例３のゴム組成物は、ゴム成分を構成する非油展ＳＢＲの一部を臭素化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ）に置き換えたものであり、耐オゾンクラック性は不十分であった。

実施例１〜３のゴム組成物は、ゴム成分に本発明の範囲内でＥＰＤＭ（Ａ）（ｉ）を配合したものであり、比較例１と比較して破断強度およびｔａｎδ（０℃）は実用レベルに保たれ、良好な耐オゾンクラック性および外観を示した。

比較例４のゴム組成物は、老化防止剤の配合量を本発明で規定される範囲を下回る０．３０重量部としたものであり、５０℃での耐オゾンクラック性が低下した。

比較例５のゴム組成物は、老化防止剤の配合量を本発明で規定される範囲を上回る２．００重量部としたものであり、外観試験で許容できない程度まで茶色に変色した。

比較例６のゴム組成物は、ＥＰＤＭの配合量を本発明で規定される範囲を下回る１０．００重量部としたものであり、−２０℃および５０℃での耐オゾンクラック性が低下した。

比較例７のゴム組成物は、ＥＰＤＭの配合量を本発明で規定される範囲を上回る５０．００重量部としたものであり、−２０℃および５０℃での耐オゾンクラック性は改善されたが、破断強度の低下が大きかった。

比較例８のゴム組成物は、非油展ＳＢＲの一部を臭素化ブチルに置き換えたことを除いて実施例１のゴム組成物と同様の処方を有するものであり、−２０℃での耐オゾンクラック性が低下した。

実施例４および５は、組成の異なるＥＰＤＭを４０重量部で配合したことを除き実施例１のゴム組成物と同様の処方を有するものであり、耐オゾンクラック性および外観が実施例１および２と同様に向上した。

比較例９および１０のゴム組成物は、それぞれ、ジエン含量が５重量％未満であるＥＰＤＭおよびＥＰＭを４０重量部で配合したものであり、５０℃での耐オゾンクラック性が低下した。

実施例６〜８のゴム組成物は、本発明の範囲内の配合量および窒素吸着比表面積のカーボンブラックを配合したもので、実用レベルの破断強度、ｔａｎδと良好な耐オゾンクラック性を示した。

比較例１１のゴム組成物は、本発明で規定される範囲から外れる窒素吸着比表面積のカーボンブラックを配合したものであり、耐オゾンクラック性は改善されたが、破断強度およびｔａｎδが悪化した。

比較例１２および１３のゴム組成物は、本発明で規定される範囲から外れる配合量でカーボンブラックを配合したものであり、実用レベルで破断強度、ｔａｎδ、耐オゾンクラック性を両立させることはできなかった。

以上の評価結果から、良好な耐オゾンクラック性と実用レベルのグリップ性能（ｔａｎδ）および破断強度を同時に達成するには、ゴム組成物の処方を本発明の範囲を満足するものにすることが必要であることが判る。

図１は、本発明の好ましい態様に係る応急用空気入りタイヤの断面図である。図２は、本発明の好ましい態様に係る応急用空気入りタイヤの部分拡大断面図である。

符号の説明

１トレッド
１ａキャップトレッド部
１ｂアンダートレッド部
２，２’ サイドウォール
３，３’ ビード部
４カーカス層
４ａ外側カーカス層
４ｂ内側カーカス層
５，５’ ビードコア
６ブレーカー
７，７’ ビードフィラー
８溝
９ショルダー部
１０溝底

Claims

（Ａ）（ｉ）ジエン成分の含有量が５重量％以上１３重量％未満であるエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム１５〜４５重量％と（ii）ハロゲン化ブチルゴムを除くジエン系ゴム８５〜５５重量％とからなるゴム成分と、（Ｂ）前記ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して５０〜１００重量部の、窒素吸着比表面積が６５〜１５０ｍ²／ｇであるカーボンブラックと、（Ｃ）前記ゴム成分（Ａ）１００重量部に対して０．５〜１．５重量部のアミン系老化防止剤とを含むゴム組成物を用いて形成されたキャップトレッド部を備えた応急用空気入りタイヤ。
キャップトレッド部が、深さ４ｍｍ以下の溝を有し、溝底からブレーカーまたは最も外側のカーカス層までの厚さが３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の応急用空気入りタイヤ。