JP2011225697A - ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】高い硬度および低い発熱性を維持しながら、物性および耐久性の低下を抑制できるタイヤランフラット補強ライナー用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】左右一対のサイドウォール部１のカーカス層２内側に、断面三日月形状に挿入される補強ライナー４を形成するためのタイヤランフラット補強ライナー用ゴム組成物であって、天然ゴム１０〜４０質量部およびブタジエンゴム６０〜９０質量部からなるジエン系ゴム１００質量部に対し、２−（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルチオ）ベンゾチアゾールを０．５〜７質量部配合し、加硫後の前記ゴム組成物の６０℃でのｔａｎδが０．０８以下であることを特徴とするタイヤランフラット補強ライナー用ゴム組成物。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤランフラット補強ライナー用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りランフラットタイヤに関するものであり、詳しくは、高い硬度および低い発熱性を維持しながら、物性および耐久性の低下を抑制できるタイヤランフラット補強ライナー用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りランフラットタイヤに関するものである。

タイヤ内の空気がパンク等により抜けてしまった後も車両の走行を可能にするランフラット性を付与した空気入りタイヤが提案されている。このようなタイヤとしては例えば図１に示すように、左右一対のサイドウォール部１のカーカス層２とインナーライナー層３との間に高硬度のゴムからなる断面三日月形状のランフラット補強ライナー４を設けた構造を有する。このように高硬度のゴムからなる断面三日月形状のランフラット補強ライナー４を配置することにより、サイドウォール部１の剛性を大幅に高め、空気が抜けてもサイドウォール部１をたわみ難くしている。なお、符号５はトレッド部を示し、６はビード部を示している。
ランフラット補強ライナー４の要求特性としては、高い硬度と低い発熱性との両立が挙げられ、この要求特性を満たすために種々の処方が提案されているが、ランフラット補強ライナー４はその特性上ゲージが厚くそのため、オーバー加硫となり、物性および耐久性の低下が問題となっている。また、加硫に時間がかかるという問題点もある。

一方、下記特許文献１には、天然ゴムおよび合成天然ゴム１００重量部に対して、特定のメルカプトベンゾチアゾール誘導体を０．３〜５．０重量部配合されることを特徴とするゴム組成物が開示されている。しかしながら特許文献１には、当該誘導体と特定の組成を有するジエン系ゴムとを組み合わせ、ランフラット補強ライナー用ゴム組成物とし、上記課題を解決するという技術思想は何ら開示されていない。

特開２００７−３２７０２０号公報

したがって本発明の目的は、高い硬度および低い発熱性を維持しながら、物性および耐久性の低下を抑制できるタイヤランフラット補強ライナー用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りランフラットタイヤを提供することにある。

本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、特定の組成を有するジエン系ゴムに特定の化合物を特定量配合することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成することができた。
すなわち本発明は以下のとおりである。
１．左右一対のサイドウォール部のカーカス層内側に、断面三日月形状に挿入される補強ライナーを形成するためのタイヤランフラット補強ライナー用ゴム組成物であって、
天然ゴム１０〜４０質量部およびブタジエンゴム６０〜９０質量部からなるジエン系ゴム１００質量部に対し、下記式１で表される２−（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルチオ）ベンゾチアゾールを０．５〜７質量部配合し、加硫後の前記ゴム組成物の６０℃でのｔａｎδが０．０８以下であることを特徴とするタイヤランフラット補強ライナー用ゴム組成物。

[化１]

２．５０ｍ^２／ｇ以下の窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）を有するカーボンブラックおよび／または１８０ｍ^２／ｇ以下のＣＴＡＢ吸着比表面積を有するシリカをさらに配合するとともに、イオウの配合量が前記ジエン系ゴム１００質量部に対し、４質量部以上であることを特徴とする前記１に記載のタイヤランフラット補強ライナー用ゴム組成物。
３．前記１または２に記載のゴム組成物をランフラット補強ライナーに使用した空気入りランフラットタイヤ。

本発明によれば、特定の組成を有するジエン系ゴムに特定の化合物を特定量配合したので、高い硬度および低い発熱性を維持しながら、物性および耐久性の低下を抑制できるタイヤランフラット補強ライナー用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りランフラットタイヤを提供することができる。

空気入りランフラットタイヤの一例の部分断面図である。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。
（ジエン系ゴム）
本発明で使用されるジエン系ゴム成分は、天然ゴム（ＮＲ）１０〜４０質量部およびブタジエンゴム（ＢＲ）６０〜９０質量部から構成される。なお、前記ＮＲおよびＢＲの合計量は１００質量部とする。
ＮＲの配合量が１０質量部未満では、混合時の加工性が悪化する、逆に４０質量部を超えると屈曲疲労性が悪化し、好ましくない。
さらに好ましい配合量は、ＮＲが１５〜３０質量部およびＢＲが８５〜７０質量部である。

本発明では、下記式１で表される２−（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルチオ）ベンゾチアゾール（以下、式１で表される化合物という）を使用することを必須とする。

[化２]

前記式１で表される化合物は、公知の化合物であり、例えば前記特許文献１に開示されている。また商業的に入手も可能である。

（カーボンブラック）
本発明では、その効果、とくに発熱性を抑えるために、５０ｍ^２／ｇ以下の窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）を有するカーボンブラックをさらに配合するのが好ましい。なお、窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）はＪＩＳ Ｋ６２１７−２に準拠して求めた値である。さらに好ましい窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、２０〜４５ｍ^２／ｇである。
上記カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、５０〜７０質量部が好ましい。

（シリカ）
また本発明では、その効果、とくに発熱性を抑えるために、１８０ｍ^２／ｇ以下のＣＴＡＢ吸着比表面積を有するシリカをさらに配合するのが好ましい。なお、ＣＴＡＢ吸着比表面積は、ＡＳＴＭ−Ｄ３７６５−８０に準拠して求めた値である。さらに好ましいＣＴＡＢ吸着比表面積は、１５５〜１７５ｍ^２／ｇである。
上記シリカの配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、４０〜７０質量部が好ましい。

（シランカップリング剤）
本発明では、シリカによるゴムマトリックスの補強効果を増大させるため、シランカップリング剤を使用するのが好ましい。使用されるシランカップリング剤は、とくに制限されないが、含イオウシランカップリング剤が好ましく、例えば３−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン、３−プロピオニルチオプロピルトリメトキシシラン、ビス−（３−ビストリエトキシシリルプロピル）−テトラスルフィド、ビス−（３−ビストリエトキシシリルプロピル）−ジスルフィド、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。

（ゴム組成物の配合割合）
本発明のゴム組成物は、天然ゴム１０〜４０質量部およびブタジエンゴム６０〜９０質量部からなるジエン系ゴム１００質量部に対し、式１で表される化合物を０．５〜７質量部配合してなることを特徴とする。
式１で表される化合物の配合量が０．５質量部未満であると、添加量が少な過ぎて本発明の効果を奏することができない。逆に７質量部を超えると耐疲労性が悪化する。
式１で表される化合物の好ましい配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、１．０〜４．０質量部である。
また、本発明のゴム組成物において、ジエン系ゴム１００質量部に対し、イオウは４質量部以上であることが好ましい。４質量部未満では、耐疲労性が悪化する。イオウのさらに好ましい配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、５．０〜７．０質量部である。

本発明のゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤、無機充填剤などのゴム組成物に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量も、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。
また本発明のゴム組成物は従来の空気入りランフラットタイヤの製造方法に従って空気入りランフラットタイヤを製造するのに使用することができる。
本発明において、加硫後の組成物の６０℃でのｔａｎδは、０．０８以下となり、優れた低発熱性を示す。

以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。

実施例１〜４および比較例１〜６
サンプルの調製
表１および２に示す配合（質量部）において、加硫系（式１で表される化合物、加硫促進剤、イオウ）を除く成分を１．７リットルの密閉式バンバリーミキサーで５分間混練した後、ミキサー外に放出させて室温冷却した。続いて、該組成物を同バンバリーミキサーに再度入れ、加硫系を加えて混練し、ゴム組成物を得た。次に得られたゴム組成物を所定の金型中で１６０℃で２０分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を調製した。得られた未加硫のゴム組成物および加硫ゴム試験片について以下に示す試験法で物性を測定した。

ｔａｎδ（６０℃）：（株）東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪＝１０％、振幅＝±２％、周波数＝２０Ｈｚの条件下でｔａｎδ（６０℃）を測定した。この値が低いほど、低発熱性であることを示す。
リバージョン性：ＪＩＳ Ｋ６３００に準拠し測定した。１８０℃で測定し、（ＭＨ−Ｍ＠２０ｍｉｎ）／ＭＨ（％）を求めた。値が小さいほどリバージョン量が少なく、物性の低下が抑制され、好適であることを示す。なお、ＭＨは、ロータレスレオメーターで測定したトルクの最大値を表し、Ｍ＠２０ｍｉｎは、ロータレスレオメーターで測定した２０分後のトルクの値を表す。
ランフラット耐久性：各例のゴム組成物からランフラット補強ライナーを成形した後、これを組み込んだタイヤサイズ１９５／６５Ｒ１６の試験タイヤを作製した。次いで２５００ｃｃ乗用車に前記試験用タイヤを装着し、前右側のタイヤ内気圧を大気圧とし、他の３箇所のタイヤ内空気圧は２００ｋＰａとして、９０ｋｍ／時間の速度で故障するまで走行させた。結果は、比較例１を１００として指数で評価した。数値が大きい程、耐久性が良好であることを示す。
結果を表１および２に併せて示す。

＊１：ＮＲ（ＲＳＳ＃３）
＊２：ＢＲ（日本ゼオン（株）製Nipol BR1220）
＊３：カーボンブラック（東海カーボン（株）製シーストＶ、Ｎ_２ＳＡ＝２７ｍ^２／ｇ）
＊４：酸化亜鉛（正同化学工業（株）製、酸化亜鉛３種）
＊５：ステアリン酸（日油(株)製ビーズステアリン酸ＹＲ）
＊６：老化防止剤（フレキシス社製サントフレックス６ＰＰＤ）
＊７：イオウ（細井化学工業（株）製油処理硫黄）
＊８：加硫促進剤（フレキシス社製ＳＡＮＴＯＣＵＲＥ ＴＢＢＳ）
＊９：式１で表される化合物ＤＢＺＭ（２−（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルチオ）ベンゾチアゾール）
＊１０：シリカ（エボニックデグッサジャパン（株）製ＵＬＴＲＡＳＩＬ ＶＮ３ＧＲ 、ＣＴＡＢ吸着比表面積＝１６５ｍ^２／ｇ）
＊１１：シランカップリング剤（エボニックデグッサジャパン（株）製Ｓｉ６９）
＊１２：加硫促進剤（フレキシス社製PERKACIT DPG grs）

上記の表１および２から明らかなように、実施例１〜４で調製されたゴム組成物は、特定の組成を有するジエン系ゴムに特定の化合物を特定量配合したので、高い硬度および低い発熱性を維持しながら、物性および耐久性も良好であった。
これに対し、比較例１および４は、式１で表される化合物を配合せず、加硫促進剤を増量した例であり、リバージョン性およびランフラット耐久性が改善されない。
比較例２および５は、式１で表される化合物の配合量が本発明で規定する下限未満であるので、リバージョン性およびランフラット耐久性が改善されない。
比較例３および６は、ｔａｎδが０．０８を超え、低発熱性が得られず、またリバージョン性およびランフラット耐久性が改善されない。

１ サイドウォール部
２ カーカス層
３ インナーライナー層
４ ランフラット補強ライナー
５ トレッド部
６ ビード部

Claims (3)

1. 左右一対のサイドウォール部のカーカス層内側に、断面三日月形状に挿入される補強ライナーを形成するためのタイヤランフラット補強ライナー用ゴム組成物であって、
   天然ゴム１０〜４０質量部およびブタジエンゴム６０〜９０質量部からなるジエン系ゴム１００質量部に対し、下記式１で表される２−（Ｎ，Ｎ−ジベンジルチオカルバモイルチオ）ベンゾチアゾールを０．５〜７質量部配合し、加硫後の前記ゴム組成物の６０℃でのｔａｎδが０．０８以下であることを特徴とするタイヤランフラット補強ライナー用ゴム組成物。
   [化１]
   
   

   
2. ５０ｍ^２／ｇ以下の窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）を有するカーボンブラックおよび／または１８０ｍ^２／ｇ以下のＣＴＡＢ吸着比表面積を有するシリカをさらに配合するとともに、イオウの配合量が前記ジエン系ゴム１００質量部に対し、４質量部以上であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤランフラット補強ライナー用ゴム組成物。
3. 請求項１または２に記載のゴム組成物をランフラット補強ライナーに使用した空気入りランフラットタイヤ。

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