JP4578796B2 - タイヤサイドウォール補強層用ゴム組成物 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤサイドウォール補強層用ゴム組成物に関する。

近年、タイヤのパンク時においても安全走行を可能とするランフラットタイヤが開発されている。ランフラットタイヤにおいては、弾性率が高いゴムを使用し、かつ分厚い補強ゴム層をサイドウォール部に配置することによって、タイヤパンク時のタイヤの剛性を維持し、また、繰り返し屈曲変形を受けた場合においてもゴム破損を軽減し、長距離走行を可能にするものである（たとえば、特許文献１参照）。しかし、弾性率の低いゴムでランフラット走行性を確保するためには、補強ゴム層の厚さを増やす必要があり、タイヤ重量の増大および発熱性の増加をもたらす。また、タイヤの高弾性率化のために、カーボンブラックを過剰量配合する方法が知られているが、タイヤの発熱性が上昇し、引っ張り破断伸びが低下して、タイヤの耐久性が低下する。

特開２００１−２１３９９９号公報

本発明は、タイヤパンク時のタイヤの剛性を維持し、かつ発熱を抑制するとともに、繰り返し屈曲変形を受けた場合においてもゴム破損を軽減し長距離走行を可能にするランフラットタイヤのサイドウォール部に使用される補強用ゴム組成物を提供することを目的とする。

本発明は、（ａ）ジエン系ゴムからなるゴム成分１００重量部に対して、（ｂ）充填剤２０〜１２０重量部、および（ｃ）平均粒子径が５００μｍ以下のプロピレン粉末５〜７０重量部含有するタイヤサイドウォール補強層用ゴム組成物であって、充填剤（ｂ）とプロピレン粉末（ｃ）の合計配合量が１２５重量部以下であるタイヤサイドウォール補強層用ゴム組成物に関する。

前記ゴム組成物は、混練り時の最高温度が１２０〜１７０℃の範囲内であることが好ましい。

また、本発明は、タイヤサイドウォール補強層用ゴム組成物を用いたランフラットタイヤに関する。

本発明によれば、プロピレン粉末を特定量配合することにより、タイヤサイドウォール補強層用ゴム組成物を高弾性率化でき、該組成物から成形したサイドウォールを有するランフラットタイヤのランフラット性能を向上させることができる。

本発明のタイヤサイドウォール補強層用ゴム組成物は、ゴム成分（ａ）、充填剤（ｂ）およびプロピレン粉末（ｃ）からなる。

ゴム成分（ａ）は、ジエン系ゴムからなる。ジエン系ゴムとしては、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）、シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴム（特開平７−９７４８１号公報参照）、１，４付加イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）などが挙げられる。これらは単独で、あるいは混合して用いることができる。

天然ゴムとブタジエンゴムを混合して用いた場合、ブタジエンゴムの含有量がゴム成分中に１０〜７０重量％であることが好ましく、２０〜５０重量％であることがより好ましい。含有量が１０重量％未満では、天然ゴムの割合が多くなり、天然ゴムの加硫によるリバージョンの影響が出て、結果として発熱が大きくなり、耐久性に悪影響を及ぼす傾向があり、７０重量％をこえると、加工性の面で悪化し、ゴム物性として強度が低下する傾向がある。

充填剤（ｂ）としては、カーボンブラックおよびシリカが挙げられる。

充填剤（ｂ）の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、２０〜１２０重量部、好ましくは３０〜１００重量部、より好ましくは４０〜８０重量部である。前記配合量が、２０重量部未満では、ゴムの補強の面で著しく劣る結果となる。また、１２０重量部をこえると、発熱が高くなり耐久性が悪化する。

カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、２０〜１２０ｍ^２／ｇであることが好ましく、３０〜８０ｍ^２／ｇであることがより好ましい。チッ素吸着比表面積が２０ｍ^２／ｇ未満では、ゴムの補強性が悪化する傾向がある。また、１２０ｍ^２／ｇをこえると、ゴムの発熱が高くなり、耐久性の面で好ましくない傾向がある。

プロピレン粉末（ｃ）の平均粒子径は、５００μｍ以下、好ましくは１０〜１００μｍ、より好ましくは１０〜５０μｍである。平均粒子径が５００μｍをこえると、プロピレン粉末がゴム中に異物として残り、耐久性を低下させる。

プロピレン粉末（ｃ）の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して５〜７０重量部、好ましくは１０〜６０重量部、より好ましくは３０〜５０重量部である。配合量が、５重量部未満では、弾性率向上効果および発熱性低下効果が得られない。また、７０重量部をこえると、ゴムの強度が低下し、加工性も低下する。

本発明のゴム組成物において、充填剤（ｂ）およびプロピレン粉末（ｃ）の合計配合量は１２５重量部以下、好ましくは４０〜１１０重量部、より好ましくは５０〜１００重量部である。合計量が１２５重量部をこえると、加工性が悪化する傾向があり、発熱の面でも不利になり耐久性が悪化する。また、４０重量部未満では、補強性が悪化する傾向がある。

さらに、本発明のゴム組成物には、前記ゴム成分（ａ）、充填剤（ｂ）、プロピレン粉末（ｃ）のほかにも、必要に応じて、ミネラルオイルなどの軟化剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤などの通常のゴム工業で使用される添加剤を適宜配合することができる。

本発明のゴム組成物は、ゴム成分（ａ）、充填剤（ｂ）、プロピレン粉末（ｃ）および必要に応じてそのほかの配合剤を、通常の加工装置、たとえば、ロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどを用いて混練りすることにより得られる。混練り時の最高温度は、１２０〜１７０℃であって、かつポリプロピレン粉末（ｃ）の融点以下であることが好ましい。より好ましくは、１２５〜１６５℃であり、さらに好ましくは１３０〜１６０℃である。混練り時の最高温度が１２０℃未満では混練りが不充分になることが多く、分散状態が低下するので好ましくない。また、最高温度が１７０℃をこえると、ポリプロピレン粉末の融点が１７０℃付近であるために、ポリプロピレン粉末が溶けてしまい、層転換してゴムがまとまらず、シート加工性を低下させるので好ましくない。

本発明のゴム組成物は、ランフラットタイヤのタイヤサイドウォール部補強層として用いられる。

サイドウォール部補強層とは具体的には、図１に示すように、ランフラットタイヤ１のサイドウォール部において補強ゴム層８に用いることができる。補強ゴム層８は、サイドウォール部２に配置され、タイヤの剛性を高めるために使用される。補強ゴム層８の配置形態としては、具体的には、タイヤカーカスプライ３の内側に接してビード部７からショルダー部にわたって配置され、両端方向に厚さを漸減する三日月状の補強ゴム層８、カーカスプライ本体部分とその折返し部の間にビード部からトレッド部端にわたって配置される補強ゴム層、複数のカーカスプライまたは補強プライの間に配置される２層の補強ゴム層などがあげられる。

前記補強ゴム層８の厚さは、好ましくは５〜２５ｍｍ、より好ましくは１０〜１５ｍｍである。補強ゴム層の厚さが５ｍｍ未満ではランフラットタイヤとしての耐久性の面で満足することができない傾向があり、２５ｍｍをこえるとタイヤの剛性が大きくなり、乗心地や操縦安定性が悪化することがあり、発熱が大きくなり耐久性の面でも好ましくない傾向がある。

以下、実施例にもとづいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらのみに制限されるものではない。

実施例および比較例で使用した原料を表１にまとめて示す。

実施例１〜３および比較例１〜３
表１の配合内容にしたがって、硫黄および加硫促進剤を除く原料を（株）神戸製鋼所製の１．７Ｌバンバリーを用いて混練りした。つぎに、得られた混練り物に硫黄、加硫促進剤を加えて二軸ローラーにて練りこんだ混合物を１６０℃で３０分間加硫することによりゴム組成物を調製した。得られたゴム組成物について、以下の試験を行なった。結果を表２に示す。

（硬度）
調製したゴム組成物を２５℃雰囲気下でＪＩＳ−Ａ硬度計にて測定した。数値が大きいほど、硬度が高く良好であることを示す。

（粘弾性測定）
（株）岩本製作所製のＶＥＳ−Ｆ−３を用いて、周波数１０Ｈｚ、初期歪み１０％、動歪み２％で６０℃におけるＥ＊（複素弾性率）とｔａｎδ（損失正接）を測定した。このＥ＊値が大きいほど剛性が高く、良好であることを示す。また、ｔａｎδ値が小さいほど発熱しにくく良好であることを示す。

（引張り試験）
調製したゴム組成物からＪＩＳ−Ｋ６２５１に準じ、３号ダンベルを用いて引っ張り試験を実施し、破断強度、破断伸びを測定した。数値が大きいほどゴムの強度が良好である。

（ランフラット走行試験）
２２５／６０ＺＲ１６サイズのタイヤを常法で作製し、当該タイヤを２５００ｃｃクラスの車輌に４輪装着して、内圧ゼロ、速度９０ｋｍ／ｈの一定速度で走行させ、タイヤ破損までの走行距離を測定した。数値が大きいほどランフラット走行性が良好である。

実施例１では、比較例１に対して、硬度およびＥ＊が高く、破断強度および破断伸びが上昇して、ランフラット走行可能距離が向上した。また、ｔａｎδ値も比較例１と同等であり、発熱を抑制することができた。

実施例３においては、硬度、Ｅ＊が大幅に向上し、ランフラット走行可能距離を向上させることができた。

プロピレン粉末を少量しか配合していない比較例２、およびプロピレン粉末を大量に配合した比較例３では、ランフラット走行可能距離を向上させることができなかった。

ランフラットタイヤの断面図である。

符号の説明

１ タイヤ
２ サイドウォール部
３ カーカスプライ
４ ベルト層
５ トレッド部
６ ビードコア
７ ビード部
８ 補強ゴム層
９ ビードエーペックス

Claims (4)

1. （ａ）ジエン系ゴムからなるゴム成分１００重量部に対して、（ｂ）充填剤２０〜１２０重量部、および（ｃ）平均粒子径が５００μｍ以下のポリプロピレン粉末３５〜７０重量部を含有するタイヤサイドウォール補強層用ゴム組成物であって、充填剤（ｂ）とポリプロピレン粉末（ｃ）の合計配合量が１２５重量部以下であり、
   混練り時の最高温度が１２０〜１７０℃の範囲内であるタイヤサイドウォール補強層用ゴム組成物を用いたタイヤサイドウォール部補強層。
2. ゴム成分１００重量部に対して、前記（ｃ）平均粒子径が５００μｍ以下のポリプロピレン粉末の配合量が３５〜５０重量部である請求項１記載のタイヤサイドウォール部補強層。
3. 充填剤がカーボンブラックである請求項１または２記載のタイヤサイドウォール部補強層。
4. 請求項１、２または３記載のタイヤサイドウォール補強層用ゴム組成物を用いたランフラットタイヤ。

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