JP2001164052A - ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents

ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ

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JP2001164052A
JP2001164052A JP35501899A JP35501899A JP2001164052A JP 2001164052 A JP2001164052 A JP 2001164052A JP 35501899 A JP35501899 A JP 35501899A JP 35501899 A JP35501899 A JP 35501899A JP 2001164052 A JP2001164052 A JP 2001164052A
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tire
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Yasuhisa Minagawa
康久 皆川
Kiyoshige Muraoka
清繁 村岡
Noriko Yagi
則子 八木
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高剛性ゴムを使用することにより、加工性・
成形性を改良し、さらに軽量化および安全性の改善を図
った空気入りタイヤを提供するとともに、かかるタイヤ
を製造することができるゴム組成物を提供する。 【解決手段】 天然ゴムラテックス100重量部および
アラミド短繊維20〜50重量部からなるマスターバッ
チを使用して、ゴム組成物を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高剛性ゴム組成物
および当該ゴム組成物を使用することにより加工性・成
形性を改良し、さらに軽量化および安全性の改善を図っ
た空気入りタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、空気入りタイヤのサイド剛性
を出すために、たとえばビードエーペックスと呼ばれる
高剛性のゴムをビード上に配置していたが、このゴムに
は、剛性を上げるためにカーボンブラックが多く配合さ
れていた。しかし、カーボンブラックを多量に配合する
と、未加硫ゴムの粘度が上昇し加工性・成形性などがわ
るくなるばかりでなく、タイヤ加硫時にゴム流れがわる
くなり、エアーだまりが生じるなどの問題を起こしてい
た。
【0003】また、近年の省燃費化からタイヤ重量の軽
減が求められているが、剛性を保ったままタイヤの軽量
化を図るには、今まで以上にカーボンブラックを増やし
ビードエーペックスなどのゲージを落とすことしか考え
られなかった。しかし、カーボンブラックを今まで以上
に増量させることは、前記理由により、加工・成形性を
わるくするばかりか、加硫後のタイヤ内部に欠陥を作り
やすくなるという問題が生じるのが現状だった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題を
解決し、タイヤの軽量化、さらには省燃費化を達成する
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記問題を解決するため
に研究を重ねた結果、天然ゴムにアラミド短繊維を特定
量配合したマスターバッチを使用したゴム組成物を用い
ることにより、ゴムの剛性が上昇するばかりでなく、加
工性、成形性、ゴム流れ性が向上してタイヤの耐久性が
向上し、さらには高剛性化によりサイドウォールをはじ
め、タイヤの高剛性ゴム使用部材の剛性を減らすことが
でき、タイヤの軽量化さらには省燃費化が達成できるこ
とがわかった。
【0006】すなわち、本発明は、天然ゴムラテックス
100重量部およびアラミド短繊維20〜50重量部か
らなるマスターバッチを使用したゴム組成物(請求項
1)、ゴム成分100重量部およびアラミド短繊維5〜
10重量部からなる請求項1記載のゴム組成物(請求項
2)、請求項1記載のゴム組成物をビードエーペックス
に使用した空気入りタイヤ(請求項3)、請求項1記載
のゴム組成物をサイドウォールに使用した空気入りタイ
ヤ(請求項4)、請求項1記載のゴム組成物をサイドウ
ォール内面に使用した空気入りタイヤ(請求項5)、お
よび請求項1のゴム組成物をアンダートレッドに使用し
た空気入りタイヤ(請求項6)に関する。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明のゴム組成物は、天然ゴム
ラテックス100重量部およびアラミド短繊維20〜5
0重量部からなるマスターバッチを使用したゴム組成物
である。
【0008】本発明では、天然ゴムラテックスおよびア
ラミド短繊維からなるマスターバッチを使用する。マス
ターバッチを使用しない場合には、アラミド短繊維の分
散がわるくなり、強度などが下がり、目的の性能が得ら
れなくなる。
【0009】天然ゴムラテックスを用いることによっ
て、スチレンブタジエンゴムなどを使用するよりも、耐
カット性、耐発熱性、転がり抵抗などに優れたゴム組成
物を得ることができる。また、アラミド短繊維を用いる
ことによって、通常の補強剤であるカーボンブラックな
どを使用するよりも、剛性が高く、加工性・成形性など
に優れたゴム組成物を得ることができる。
【0010】本発明で使用するアラミド短繊維は、直径
が0.5〜1000μmであることが好ましい。0.5
μm未満の場合、強度が弱くて剛性が出ず、1000μ
mをこえる場合、強度が強すぎて、剛性が出すぎる傾向
がある。一方、長さは0.001〜10mmであること
が好ましい。0.001mm未満の場合、分散がわるく
なり、10mmをこえる場合、混練中に繊維が折れてし
まう傾向がある。
【0011】本発明で使用するマスターバッチは、天然
ゴムラテックス100重量部に対してアラミド短繊維2
0〜50重量部からなることが必要である。20重量部
未満の場合、剛性の上昇にあまり寄与せず、50重量部
をこえる場合、繊維の分散がわるくなる傾向がある。
【0012】天然ゴムラテックスおよびアラミド短繊維
からなるマスターバッチは、天然ゴムラテックス中にア
ラミド短繊維を投入し、攪拌させて分散させたのち、水
を除去することにより製造することができる。
【0013】このようなマスターバッチを使用し、ゴム
成分などをさらに配合して本発明のゴム組成物が得られ
る。
【0014】ゴム成分としては、天然ゴム(NR)およ
びジエン系合成ゴムがあげられる。ジエン系合成ゴムの
具体例としては、スチレン−ブタジエンゴム(SB
R)、ポリブタジエンゴム(BR)、ポリイソプレンゴ
ム(IR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EP
DM)、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)などがあげられ、1種類ま
たは2種類混合して用いることができる。
【0015】得られたゴム組成物は、ゴム成分100重
量部およびアラミド短繊維5〜10重量部からなること
が好ましい。5重量部未満の場合、ゴムの剛性を上げる
効果があまりなく、10重量部をこえる場合、加硫ゴム
の伸びが極端になくなる傾向がある。
【0016】本発明のゴム組成物には、さらにカーボン
ブラックを添加することができる。カーボンブラックの
例としては、たとえばHAF、ISAF、SAFなどが
あげられるが、とくに限定されるものではない。カーボ
ンブラックの添加量は、前記ゴム成分100重量部に対
し60〜30重量部であることが好ましい。30重量部
未満の場合、アラミド短繊維だけで、伸びのあるゴムに
するには(アラミド短繊維10phr以下)剛性が充分
に出ず、60重量部をこえる場合、ムーニー粘度が上昇
し、加工性がわるくなる傾向がある。
【0017】本発明のゴム組成物には、ゴム成分および
アラミド短繊維以外に、タイヤトレッド用ゴム組成物の
製造に一般に使用される成分、添加剤を必要に応じて通
常使用される量、配合・添加することができる。前記成
分、添加剤の具体例としては、たとえばプロセスオイル
(パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオ
イル、芳香族系プロセスオイル)、加硫剤(イオウ、塩
化イオウ化合物、有機イオウ化合物など)、加硫促進剤
(グアジニン系、アルデヒド−アミン系、アルデヒド−
アンモニア系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チ
オ尿素系、チウラム系、ジチオカルバメート系、ザンデ
ート系の化合物など)、架橋剤(有機パーオキサイド化
合物、アゾ化合物などのラジカル発生剤、オキシム化合
物、ニトロソ化合物、ポリアミン化合物など)、補強剤
(ハイスチレン樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹
脂など)、酸化防止剤ないし老化防止剤(ジフェニルア
ミン系、p−フェニレンジアミン系などのアミン誘導
体、キノリン誘導体、ハイドロキノン誘導体、モノフェ
ノール類、ジフェノール類、チオビスフェノール類、ヒ
ンダードフェノール類、亜リン酸エステル類など)、ワ
ックス、ステアリン酸、酸化亜鉛、軟化剤、シリカなど
のその他の充填剤、可塑剤などがあげられる。必要に応
じて充填剤、カップリング剤、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
で使用される配合剤を適宜配合することができる。
【0018】本発明のゴム組成物は、空気入りタイヤの
ビードエーペックス、サイドウォール、サイドウォール
内面、またはアンダートレッドに使用することができ
る。
【0019】ビードエイペックスとは、ビードコア上部
に使用され、加硫後はケースを固定し、ホイールとの嵌
合を保持する働きを有するビード部の一部となる。耐久
性を保持するために高硬度、高剛性などの特性が要求さ
れる。
【0020】サイドウォールとは、タイヤの側面部に設
置され、ケースを外傷から保護する働きをすると同時
に、ビードエイペックスと同様にタイヤの横剛性をにな
っている。
【0021】アンダートレッドとは、トレッドゴムとブ
レーカーのあいだにおかれ、ブレーカーに外的なきずが
進入してくるのを防ぐと同時に、ブレーカーと同様にト
レッドの動きを固定して、操縦安定性をあげる働きがあ
るので、高剛性が要求される。
【0022】
【実施例】つぎに、本発明の高剛性ゴム組成物の物性を
実施例をもとにして表すが、本発明はこれらにのみ限定
されるものではない。
【0023】なお、実施例、比較例で使用する原料およ
び評価方法を以下にまとめて示す。 カーボンブラック :昭和キャポット(株)製、ショウブラックN330 天然ゴム(NR) :RSS3 マスターバッチ :東レデユポン(株)製、6F722 天然ゴムラテックス(70重量%)、ケブラー(30重量%) 粘着付与剤 :丸善石油化学(株)製、マルカレッツT100A 老化防止剤 :大内新興化学工業(株)製のノクラック6C (N−(1,3−ジメチルブチル)−N′−フェニル−p−フェニレンジ アミン) 亜鉛華 :三井金属工業(株)製、酸化亜鉛 ステアリン酸 :日本油脂(株)製、ステアリン酸 加硫促進剤 :大内新興化学(株)製、ノクセラーNS(N−ter t−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)、ノクセラーH( ヘキサメチレンテトラミン) 加硫遅延剤 :フレキシス製、PVI 加硫剤 :鶴見化学工業製、粉末イオウ
【0024】ムーニー粘度(ML1+4、100℃) JIS K6300に定められたムーニー粘度の測定法
にしたがい、130℃で1分予熱したあと、4分間測定
し、ゴムのムーニー粘度(ML1+4、130℃)として
表示した。
【0025】引張強度 JIS K6251に準拠して測定し、100%のモジ
ュラスで示した。100%伸長時応力(M100(MP
a))の数値が大きいほど高剛性になる。なお、Tb
(MPa)は、破断強度を、Eb(%)は、伸びを表
す。
【0026】硬度 新品タイヤのトレッド硬度(Hs)を25℃でJIS−
A硬度計で測定した。
【0027】転がり抵抗 台上ドラム試験機を使用し、内圧700kPa、荷重2
4.52kN、速度80km/hで測定した。比較例を
基準100とし、指数で実施例の値を表示した。指数が
小さい方が、転がり抵抗が小さくことを示す。
【0028】操縦安定性 イスズのギガという10トントラックにタイヤを装着
し、操縦安定性の感応試験を実施した。比較例を基準1
00とし、指数で実施例の値を表示した。指数が大きい
ほど良好であることを示す。
【0029】実施例1〜3および比較例1〜3 表1に示す基本配合から硫黄、加硫促進剤を除いたもの
をバンバリーミキサーにより約120〜140℃で3分
間混練りした。そののち、得られたゴム組成物に、硫
黄、加硫促進剤を加えて2軸オープンロールで約80
℃、4分間練り込んだ。得られた未加硫配合ゴムのムー
ニー粘度を測定した。
【0030】得られたゴム組成物を用いて、ビードエー
ペックス、サイドウオール、アンダートレッドをそれぞ
れ押し出して、それを用いて150℃、30分の条件で
加硫してタイヤを製造した。
【0031】得られたタイヤのゴムを切断し、引張り強
度と硬度を測定した。結果を表1に示す。
【0032】
【表1】
【0033】表の比較例1カーボンブラックの高充填に
よる高剛性ゴムを示す。これに対しケブラーを配合して
いくとムーニー粘度が下がり加工性・成形性・流れ性が
向上することがわかる。とくに、ケブラーを5重量部以
上入れると大きく下がることがわかった。また、加硫物
の物性から、やはりケブラーを5重量部以上入れるとM
100が向上しより高剛性ゴムとなり、ゲージ厚の低減
が図れることがわかる。ところがケブラーを12重量部
まで入れると、伸び(Eb)が極端に低下し、タイヤ構
成部材として使用できないことがわかった。
【0034】実施例4および比較例4 サイドウォール(SW)配合として、表2に示す比較例
4と実施例4の配合でタイヤを試作した。タイヤサイズ
は11R22.514Pで行った。その時のサイドウォ
ールのゲージは、実施例4では薄くした。そのことによ
りタイヤ重量が軽くなり、転がり抵抗が低下した。ま
た、実施例4の方が高剛性であり、操縦安定性も向上し
た。
【0035】
【表2】
【0036】実施例5および比較例5 ビードエーペックス(B.Apex)配合として、比較
例5と実施例5の配合でタイヤを試作した。タイヤサイ
ズは11R22.514Pで行った。その時のビードエ
ーペックスの高さは、実施例5では低くした。そのこと
によりタイヤ重量が軽くなり、転がり抵抗が低下した。
また、実施例5の方が高剛性であり、操縦安定性も向上
した。
【0037】
【表3】
【0038】実施例6および比較例6 トレッドベース配合として、比較例6と実施例6の配合
でタイヤを試作した。タイヤサイズは11R22.51
4Pで行った。その時のトレッドベースのゲージは同じ
にした。そのことによりタイヤ重量は同じで転がり抵抗
も同じであるが、実施例6のほうが高剛性であり、操縦
安定性がめざましく向上した。
【0039】
【表4】
【0040】
【発明の効果】本発明によれば、高剛性ゴムを使用する
ことにより加工性・成形性を改良し、さらに軽量化およ
び安全性の改善を図った空気入りタイヤが得られる。
フロントページの続き (72)発明者 八木 則子 兵庫県神戸市中央区脇浜町3丁目6番9号 住友ゴム工業株式会社内 Fターム(参考) 4F070 AA05 AC90 AD02 FA05 FB03 4J002 AC011 CL062 FA042 FD012 GN01

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 天然ゴムラテックス100重量部および
    アラミド短繊維20〜50重量部からなるマスターバッ
    チを使用したゴム組成物。
  2. 【請求項2】 ゴム成分100重量部およびアラミド短
    繊維5〜10重量部からなる請求項1記載のゴム組成
    物。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のゴム組成物をビードエー
    ペックスに使用した空気入りタイヤ。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のゴム組成物をサイドウォ
    ールに使用した空気入りタイヤ。
  5. 【請求項5】 請求項1記載のゴム組成物をサイドウォ
    ール内面に使用した空気入りタイヤ。
  6. 【請求項6】 請求項1のゴム組成物をアンダートレッ
    ドに使用した空気入りタイヤ。
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