JP3529569B2 - ゴム組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム組成物に関
し、詳しくは、航空機、トラック、バス、リニアモータ
ーカー等、高内圧高荷重で使用される車両用タイヤにお
けるカーカスおよびベルトのコーティングゴム、ベルト
エンドゴム、ベルト層の上下に配置されるカットプロテ
クターゴムおよびクッションゴム、並びに第２スティフ
ナーへの使用に適したゴム組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、航空機、トラック、バス、リニア
モーターカー等、高内圧高荷重で使用される車両用タイ
ヤにおけるカーカスおよびベルトのコーティングゴム、
ベルトエンドゴム、ベルト層の上下に配置されるカット
プロテクターゴムおよびクッションゴム、並びに第２ス
ティフナーの配合ポリマー組成は天然ゴムのみであっ
た。ここで、夫々の適用箇所を具体的に図１に示す。先
ず、ベルトエンドゴムとしては、ベルト３端に配置され
るスペースゴム５を挙げることができる。また、クッシ
ョンゴム２はベルト３上に配設され、更にカットプロテ
クターゴムは該クッションゴム２の上に配設される、例
えばアラミドキャップ１のコーティングゴムと、ベルト
３とカーカスプライ６との間に配設される、例えばベル
トインシュレーションゴム４を挙げることができる。更
にまた、第２スティフナー７は、第１スティフナー８の
外側でカーカスプライ６とゴムチェーファー９との間に
存在するゴムである。

【０００３】タイヤの耐久性を確保するためには、ゴム
部材として硬さ（弾性率）と発熱性を考慮しなければな
らない。その点で天然ゴムは高弾性率、低発熱であり、
発熱性の面に優れており、また航空機用タイヤとして
は、飛行中上空での気温低下も考慮しなければならない
が、天然ゴムはガラス転移温度が低く、この点でも有利
である。なお、かかる高内圧高荷重で使用されるタイヤ
の発熱を抑えるための技術は種々知られており、例えば
特開昭５４−３８００４号、特開昭５４−１３２９０４
号および特開昭５５−１５２６１２号等が挙げられる
が、いずれもカーカスやベルトのコーティングゴム等の
配合ポリマーを改質することにより、発熱性等を改良す
るものではなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、タイヤの軽量化
が進む一方で高耐久化も求められており、例えば、航空
機用として高速耐久性を考えた場合、或いはリニアモー
ターカーとして異常着陸時のブレーキ耐久性を考えた場
合、更なる発熱性、耐熱性の改良が必要である。カーカ
スやベルトのコーティングゴム等に用いられる天然ゴム
は前述の通り発熱性の面で優れているものの、耐熱性の
面ではなお改良の余地を残している。また、天然ゴム
は、加工性（工場作業性）の面でも改善の余地がある。

【０００５】そこで、本発明の目的は、低発熱を維持し
つつ耐熱性および工場作業性を改良したゴム組成物で、
高内圧高荷重で使用される車両用タイヤにおけるカーカ
スおよびベルトのコーティングゴム、ベルトエンドゴ
ム、ベルト層の上下に配置されるカットプロテクターゴ
ムおよびクッションゴム、並びに第２スティフナーへの
使用に適したゴム組成物を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意検討した結果、ゴム組成物の原料ゴムを
天然ゴム一種類ではなく、天然ゴムと特定のスチレン−
ブタジエンゴムとのブレンド系とすることにより上記目
的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。

【０００７】すなわち、本発明のゴム組成物は、原料ゴ
ムが５〜４０重量部のスチレン−ブタジエンゴムと、９
５〜６０重量部の天然ゴムとからなるゴム組成物であっ
て、前記スチレン−ブタジエンゴムが溶液重合による重
合体ゴムであり、該重合体ゴムのビニル構成比が１０〜
５０％であり、かつそのガラス転移温度が−６０℃以下
であることを特徴とするものである。

【０００８】前記ゴム組成物には、粒径２０〜４５ｎｍ
および臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）
比表面積４０〜１００ｍ^２／ｇのカーボンブラックがゴ
ム成分１００重量部に対して、２０〜８０重量部配合さ
れていることが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明のゴム組成物において、天
然ゴムとブレンド系を構成するスチレン−ブタジエンゴ
ムの重合形態を溶液重合に限定するのは、加工性（工場
作業性）および低温特性が乳化重合に比べ優れているた
めである。

【００１０】また、前記スチレン−ブタジエンゴムのビ
ニル構成比を１０〜５０％の範囲内としたのは、１０％
未満であると耐熱性の改良効果が小さく、一方５０％を
超えるとガラス転移点（Ｔｇ）が高くなり過ぎ、好まし
くないためである。好ましくは３０〜４０％の範囲内で
ある。

【００１１】本発明においては、かかるガラス転移点を
−６０℃以下に制限するが、これは−６０℃を超える
と、低温特性について他のスチレン−ブタジエンゴムに
対しての優位性がなくなるためである。すなわち、本発
明に係るスチレン−ブタジエンゴムは天然ゴム並みのガ
ラス転移点を持つことが特徴であり、ガラス転移点は−
６０℃以下で、低ければ低い程よい。

【００１２】上述のスチレン−ブタジエンゴムの原料ゴ
ムに対する割合は、原料ゴム１００重量部に対して５〜
４０重量部、好ましくは２０〜３０重量部であり、残り
は全て天然ゴムである。スチレン−ブタジエンゴムが５
重量部未満では工場作業性（未加硫ゴム粘度）の改善効
果が小さ過ぎ、一方、４０重量部を超えるとゴムの高温
での伸びおよび破壊強力が低下し、好ましくない。

【００１３】本発明のゴム組成物には、粒径２０〜４５
ｎｍおよび臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡ
Ｂ）比表面積が４０〜１００ｍ²／ｇ、好ましくは粒径
２５〜３０ｎｍおよびＣＴＡＢ比表面積７０〜１００ｍ
²／ｇのカーボンブラックがゴム成分１００重量部に対
して２０〜８０重量部配合されていることが好ましい。
これは、粒径が２０ｎｍ未満では耐発熱性および工場作
業性が目標に到達せず、一方、４５ｎｍを超えると補強
性が目標に到達しなくなるためである。なお、ＣＴＡＢ
はＡＳＴＭ Ｄ３７６５−８９に準拠して求められる値
である。

【００１４】本発明のゴム組成物には、補強性充填剤、
軟化剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助
剤等、通常ゴム工業で使用される配合剤を適宜配合する
ことができるのは勿論のことである。

【００１５】上述のように、本発明のゴム組成物は、航
空機、トラック、バス、リニアモーターカー等、高内圧
高荷重で使用される車両用タイヤにおけるカーカスおよ
びベルトのコーティングゴム、ベルトエンドゴム、並び
にベルト層の上下に配置されるカットプロテクターゴム
およびクッションゴムへの使用に適している。

【００１６】

【実施例】次に本発明を実施例および比較例により具体
的に説明する。実施例１〜３，比較例１〜３ 下記の表２に示す配合処方（重量部）に従い、高内圧高
荷重用タイヤのカットプロテクターゴムおよびクッショ
ンゴム用ゴム組成物を調製した。なお、表２に示すＳＢ
Ｒ−Ａ，Ｂ，Ｃとは、下記の表１に示す重合法により合
成され、かつ同表に示すビニル構成比（％）およびガラ
ス転移点（Ｔｇ）を有するスチレン−ブタジエンゴムの
ことである。また、同表に示すカーボンブラックは、粒
径が３０ｎｍでかつＣＴＡＢ比表面積７８ｍ²／ｇのも
のである。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１中のビニル構成比（％）は、以下のよ
うにして求めたものである。¹³Ｃ−ＮＭＲ測定装置（Ｇ
Ｘ４００，日本電子社（株）製を使用して、スチレン−
ブタジエンゴム中の結合ビニル含量（％）を測定した。
測定条件は以下の通りである。 溶媒：重クロロホルム 測定温度：室温 パルス繰り返し時間：３秒 パルス幅：４５°

【００１９】得られた各種ゴム組成物について下記の試
験を行った。 （１）発熱性（レジリエンス） ブリティッシュ・スタンダード９０３：Ｐａｒｔ Ａ
８：１９６３に準じて行った反発弾性試験から、下記式
により算出した。 発熱性指数＝供試試験片の反発弾性率／天然ゴムのみの
比較例１（コントロール）の試験片の反発弾性率 発熱性指数が大きいほど、発熱性の面で優れているこ
と、すなわち発熱量が小さいことを示す。

【００２０】（２）耐熱性 荷重６８ｋｇ（１５０ＬＢ）、回転数３００ｒｐｍ（１
０分毎に１００ｒｐｍづつ増加）、測定開始温度１６０
℃の状況下において、動的剪断試験を実施し、ブローア
ウトするまでの時間を測り、これを耐熱性の指標とし
た。評価は、比較例１を１００として指数にて行った。
指数値が大きいほど耐熱性が良好であることを示す。

【００２１】（３）工場作業性 ここでいう工場作業性とは、未加硫ゴムが工場内を流動
するときの粘度に関する事項であり、評価は、比較例１
を１００として指数にて行った。指数値が大きいほど工
場作業性が良好であることを示す。得られた結果を下記
の表２に示す。

【００２２】

【表２】

【００２３】実施例４〜６，比較例４〜６ 前記表１に示す配合剤と同様のものを用い、下記の表３
に示す配合処方（重量部）に従い、高内圧高荷重用タイ
ヤのベルトコーティングおよびベルトエンド用のゴム組
成物を調製した。得られたゴム組成物について前記と同
様の試験を実施した。なお、かかる試験において、比較
例４をコントロールとした。

【００２４】

【表３】

【００２５】実施例７〜９，比較例７〜９ 前記表１に示す配合剤と同様のものを用い、下記の表４
に示す配合処方（重量部）に従い、高内圧高荷重用タイ
ヤのカーカスプライのコーティング用のゴム組成物を調
製した。得られたゴム組成物について前記と同様の試験
を実施した。なお、かかる試験において、比較例７をコ
ントロールとした。

【００２６】

【表４】

【００２７】実施例１０〜１２，比較例１０〜１２ 前記表１に示す配合剤と同様のものを用い、下記の表５
に示す配合処方（重量部）に従い、高内圧高荷重用タイ
ヤの第２スティフナー用のゴム組成物を調製した。得ら
れたゴム組成物について前記と同様の試験を実施した。
なお、かかる試験において、比較例１０をコントロール
とした。

【００２８】

【表５】

【００２９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のゴム
組成物においては、発熱が天然ゴム並みに低く維持され
つつ、耐熱性および工場作業性が大幅に向上する。よっ
て、本発明のゴム組成物は、航空機、トラック、バス、
リニアモーターカー等、高内圧高荷重で使用される車両
用タイヤにおけるカーカスおよびベルトのコーティング
ゴム、ベルトエンドゴム、ベルト層の上下に配置される
カットプロテクターゴムおよびクッションゴム、並びに
第２スティフナーに使用した場合に優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】空気入りタイヤの部分断面図である。

【符号の説明】

１ アラミドキャップ ２ クッションゴム ３ ベルト ４ ベルトインシュレーションゴム ５ スペースゴム ６ カーカスプライ ７ 第２スティフナー ８ 第１スティフナー ９ ゴムチェーファー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60C 1/00 C08L 7/00 - 21/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原料ゴムが５〜４０重量部のスチレン−
   ブタジエンゴムと、９５〜６０重量部の天然ゴムとから
   なるゴム組成物であって、前記スチレン−ブタジエンゴ
   ムが溶液重合による重合体ゴムであり、該重合体ゴムの
   ビニル構成比が１０〜５０％であり、かつそのガラス転
   移温度が−６０℃以下であることを特徴とする、高内圧
   高荷重で使用される車両用タイヤにおけるカーカスおよ
   びベルトのコーティングゴム、ベルトエンドゴム、ベル
   ト層の上下に配置されるカットプロテクターゴムおよび
   クッションゴム、並びに第２スティフナーのいずれかに
   使用されるゴム組成物。
2. 【請求項２】 粒径２０〜４５ｎｍおよび臭化セチルト
   リメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）比表面積４０〜１０
   ０ｍ²／ｇのカーボンブラックがゴム成分１００重量部
   に対して、２０〜４５重量部配合されてなる請求項１記
   載のゴム組成物。