JP2001288298A

JP2001288298A - ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2001288298A
Application number: JP2000162872A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Motofusa; 真一元房; Hiroyuki Teratani; 裕之寺谷
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2000-02-04
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2001-10-16

Abstract

(57)【要約】【課題】耐熱性が改良され、タイヤ用サイドウォール
部補強ゴムやタイヤ用ビードフィラーゴムとして好適な
ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤを提供する
こと。【解決手段】（Ａ）天然ゴム及び／又はジエン系合成
ゴムと、（Ｂ）シトラコンイミド化合物を含むゴム組成
物、及びこのゴム組成物をサイドウォール部のゴム補強
層及び／又はビードフィラーに用いてなる空気入りタイ
ヤである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム組成物及びそ
れを用いた空気入りタイヤに関する。さらに詳しくは、
本発明は、耐熱性が改良され、特にタイヤ用サイドウォ
ール部補強ゴムやタイヤ用ビードフィラーゴムとして好
適なゴム組成物、及びこのゴム組成物をサイドウォール
部補強層やビードフィラーに用いてなる空気入りタイヤ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、タイヤにおいて、サイドウォール
部の剛性を向上させるために、ゴム組成物単体、あるい
はゴム組成物と繊維などとの複合体によるサイド補強層
が配設されている。しかしながら、これらに用いられ
る、これまでのゴム組成物においては、特に、タイヤの
パンクなどによりタイヤの内部圧力（以下、内圧と称
す。）が低下した状態で走行する、いわゆるランフラッ
ト走行時のように、温度が２００℃以上にもなると、加
硫などによって形成された架橋部や、ゴム成分を構成す
るポリマー自体が切断される傾向があった。これによ
り、弾性率が低下するため、タイヤのたわみが増加して
発熱が進んだり、ゴムの破壊限界が低下し、その結果、
タイヤは比較的早期に故障に至るという問題があった。
このような故障に至るのをできるだけ遅くする手段の一
つとして、配合を変えることにより、使用するゴム組成
物の弾性率をできるだけ大きくし、あるいはその損失正
接（ｔａｎδ）をできるだけ小さく設定して、ゴム組成
物自体の発熱を抑制する方法が知られているが、配合面
からのアプローチには限界があり、ランフラット走行に
おいて、一定以上の耐久距離を確保するには、サイド補
強層及びビードフィラーを増量するしかなく、その結
果、通常走行時において、乗り心地の悪化や騒音レベル
の悪化、重量の増加など、好ましくない事態を招来して
いるのが実状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、特にタイヤ用サイドウォール部補強ゴムやタ
イヤ用ビードフィラーゴムとして好適な耐熱性を向上さ
せたゴム組成物、及びこのゴム組成物を用いてなる、特
にランフラット走行において耐久性に優れた空気入りタ
イヤを提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、特定の化合物
を含むゴム組成物が耐熱性に優れ、タイヤ用サイドウォ
ール部補強ゴムやタイヤ用ビードフィラーゴムとして好
適であること、そして、このゴム組成物をサイドウォー
ル部補強層やビードフィラーに用いてなる空気入りタイ
ヤは、特にランフラット走行において耐久性に優れてい
ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完
成したものである。すなわち、本発明は、（Ａ）天然ゴ
ム及び／又はジエン系合成ゴムと、（Ｂ）シトラコンイ
ミド化合物を含むことを特徴とする耐熱性ゴム組成物を
提供するものである。また、本発明は、左右一対のリン
グ状のビードコアと、該ビードコアのタイヤ半径方向外
側に配設されたビードフィラーと、並列された複数のコ
ードが被覆ゴム中に埋設されてなるプライ少なくとも１
枚からなるカーカス層と、該カーカス層のタイヤ半径方
向外側に配置されたベルト層と、該ベルト層のタイヤ半
径方向外側に配設されたトレッド部と、該トレッド部の
左右に配置された一対のサイドウォール部と、このサイ
ドウォール部に配設されたゴム補強層とを具備してなる
空気入りタイヤにおいて、上記サイドウォール部に配設
されたゴム補強層及び／又は上記ビードフィラーに、前
記ゴム組成物を用いたことを特徴とする空気入りタイヤ
をも提供するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明のゴム組成物においては、
（Ａ）成分として、天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴ
ムが用いられる。ここで、ジエン系合成ゴムとしては、
例えばポリイソプレン合成ゴム（ＩＲ）、ポリブタジエ
ンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢ
Ｒ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ク
ロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などが
挙げられる。この（Ａ）成分の天然ゴムやジエン系合成
ゴムは単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用
いてもよい。また、本発明のゴム組成物に用いられる補
強性充填剤は特に限定されず、通常ゴム業界で用いられ
るものを適宜選択することができるが、好ましくはカー
ボンブラック，シリカ，水酸化アルミニウムなどが挙げ
られ、シリカ，水酸化アルミニウムを用いる場合にはカ
ップリング剤と併用することにより、ゴムとの補強性を
更に高めることができる。本発明のゴム組成物において
は、耐熱性を向上させるために、（Ｂ）成分の熱老化防
止剤として、シトラコンイミド化合物が用いられる。本
発明においては、このシトラコンイミド化合物として
は、効果の点から、ビスシトラコンイミド類が好まし
く、該ビスシトラコンイミド類としては、例えば一般式
（Ｉ）

【０００６】

【化２】

【０００７】で表される化合物を好ましく挙げることが
できる。この一般式（Ｉ）において、Ａｒはアリーレン
基を示し、このアリーレン基としては、環上に置換基を
有する若しくは有しない炭素数６〜２０のアリーレン基
が好ましい。上記置換基としては、加硫に影響を及ぼす
ことがなく、かつ１７０℃以上の高温で安定な基であれ
ばよく特に制限されず、例えば低級のアルキル基やアル
コキシル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基などを
挙げることができる。該アリーレン基としては、フェニ
レン基及びナフチレン基などが挙げられ、特にフェニレ
ン基が好適である。一方、Ｑ¹及びＱ²は、それぞれ炭
素数１〜４のアルキレン基を示し、このアルキレン基は
直鎖状、枝分かれ状のいずれであってもよい。このよう
なアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プ
ロピレン基及びブチレン基が挙げられる。該Ｑ¹及びＱ
²は、たがいに同一であってもよく、異なっていてもよ
いが、製造の容易さなどの点から、同一であるのが好ま
しい。上記一般式（Ｉ）で表される化合物の例として
は、１，２−ビス（シトラコンイミドメチル）ベンゼ
ン；１，３−ビス（シトラコンイミドメチル）ベンゼ
ン；１，４−ビス（シトラコンイミドメチル）ベンゼ
ン；２，３−ビス（シトラコンイミドメチル）トルエ
ン；２，４−ビス（シトラコンイミドメチル）トルエ
ン；２，５−ビス（シトラコンイミドメチル）トルエ
ン、２，６−ビス（シトラコンイミドメチル）トルエ
ン、及びこれらに対応するビス（シトラコンイミドエチ
ル）化合物などを挙げることができる。これらの中で、
効果の点から、特に１，３−ビス（シトラコンイミドメ
チル）ベンゼンが好適である。

【０００８】この（Ｂ）成分のシトラコンイミド化合物
は、ゴム組成物の耐熱性を向上させる効果を発揮する
が、その作用は高温での架橋切断時に発生する主鎖内の
共役Ｃ＝Ｃに反応し、Ｃ−Ｃ架橋を早期に生成すること
に起因するものと考えられる。本発明においては、
（Ｂ）成分として、前記シトラコンイミド化合物を一種
用いてもよく、二種以上組み合わせて用いてもよい。ま
た、その配合量は、前記（Ａ）成分のゴム成分１００重
量部に対し、好ましくは０．５〜１０重量部の範囲で選
定される。この量が０．５重量部未満では熱老化防止の
効果が充分に得られず、所望の耐熱性向上効果が発揮さ
れないおそれがある。一方、１０重量部を超えると、そ
の量の割には効果の向上はあまり認められず、むしろ経
済的に不利となる上、得られるゴム組成物の他の物性が
低下する原因となる。熱老化防止効果、ゴム組成物の他
の物性及び経済性などを考慮すると、この（Ｂ）成分の
より好ましい配合量は、０．７〜７重量部の範囲であ
る。

【０００９】本発明においては、所望により、この
（Ｂ）成分の化合物と共に、他の熱老化防止剤を適宜併
用することができる。この他の熱老化防止剤としては、
例えば１，６−ヘキサメチレンジチオ硫酸ナトリウム・
二水和物や、一分子中にエステル基を２個以上有する化
合物などが挙げられる。ここで、一分子中にエステル基
を２個以上有する化合物としては、特に制限はないが、
アクリレート又はメタクリレート、特に、多価アルコー
ルとアクリル酸又はメタクリル酸との多価エステルが好
ましい。多価アルコールとしては、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ペン
タンジオール、ヘキサンジオールなどのアルキレングリ
コール及びその多量体、さらには、これらのメチロール
置換体、ペンタエリスリトール類，多価アルコールのア
ルキレンオキシド付加物，アルコール性水酸基を２つ以
上有するポリエステル類又はオリゴエステル類などが挙
げられ、その中でも特に好ましいのは、アルキレングリ
コールのメチロール置換体及びその多量体である。

【００１０】一分子中に２個以上のエステル基を有する
化合物の具体例としては、１，３−ブチレングリコール
ジアクリレート；１，５−ペンタンジオールジアクリレ
ート；ネオペンチルグリコールジアクリレート；１，６
−ヘキサンジオールジアクリレート；ジエチレングリコ
ールジアクリレート；トリエチレングリコールジアクリ
レート；テトラエチレングリコールジアクリレート；ポ
リエチレングリコールジアクリレート；ポリプロピレン
グリコールジアクリレート；ペンタエリスリトールトリ
アクリレート；トリメチロールプロパントリアクリレー
ト；ペンタエリスリトールテトラアクリレート；ジペン
タエリスリトールヘキサアクリレート；ジペンタエリス
リトールペンタアクリレート；オリゴエステルポリアク
リレート；ジプロピレングリコールジメタクリレート；
トリメチロールエタントリメタクリレート；トリメチロ
ールプロパントリメタクリレート；ジペンタエリスリト
ールペンタメタクリレート；ジペンタエリスリトールト
リメタクリレートなどが挙げられるが、その中でも特に
好ましいのは、ジペンタエリスリトールペンタメタクリ
レート；ジペンタエリスリトールトリメタクリレート及
びトリメチロールプロパントリメタクリレートである。

【００１１】前記１，６−ヘキサメチレンジチオ硫酸ナ
トリウム・二水和物は、ゴム成分を構成するポリマー分
子間の架橋切断を抑制する作用を有する。一方、前記一
分子中に２個以上のエステル基を有する化合物の作用に
ついては、次のように考えられる。ゴム組成物の温度が
１７０℃以上になると、ゴムの劣化が始まり、架橋点や
ポリマー鎖の切断が起こり始めるが、一方で、該化合物
によるＣ−Ｃ架橋も進むため、弾性率の低下が抑えら
れ、その結果、高温下でも発熱が抑制される。本発明の
ゴム組成物には、前記の各成分の他に、通常ゴム業界で
用いられる硫黄、過酸化物などの加硫剤、加硫促進剤、
老化防止剤、軟化剤、無機充填材などの各種配合剤を、
適宜含有させることができる。また、本発明のゴム組成
物は、さらに、各種材質の粒子、繊維、布などとの複合
体としてもよい。

【００１２】本発明のゴム組成物は、耐熱性に優れてお
り、特にタイヤ用ビードフィラーゴムとして、またタイ
ヤ用サイドウォール部補強ゴムとして好適である。本発
明のゴム組成物の耐熱性は、下記のようにして評価する
ことができる。すなわち、加硫ゴム組成物の試料につい
て、昇温条件で動的貯蔵弾性率を測定し、動的貯蔵弾性
率の温度に対する変化をグラフで表す。このグラフか
ら、ピークの動的貯蔵弾性率の値及びその温度、ボトム
の動的貯蔵弾性率の値及びその温度、さらに２５０℃に
おける動的貯蔵弾性率を求める。そして、上記の値よ
り、ボトム動的貯蔵弾性率／ピーク動的貯蔵弾性率を算
出する。この値が大きいほど、また上記２５０℃におけ
る動的貯蔵弾性率の値が大きいほど、耐熱性が良好であ
ることを示す。

【００１３】次に、本発明の空気入りタイヤについて、
添付図面に従って説明する。図１は、本発明の空気入り
タイヤの一例の概略断面図であって、該空気入りタイヤ
１は、左右一対のリング状のビードコア４と、該ビード
コア４のタイヤ半径方向外側に配設されたビードフィラ
ー５と、並列された複数のコードが被覆ゴム中に埋設さ
れてなるプライ少なくとも１枚からなるカーカス層２
と、該カーカス層２のタイヤ半径方向外側に配置された
ベルト層３と、該ベルト層３のタイヤ半径方向外側に配
設されたトレッド部８と、該トレッド部８の左右に配置
された一対のサイドウォール部６と、このサイドウォー
ル部６に配設されたゴム補強層７を具備している。カー
カス層２は折り返しカーカスプライ２ａ及びダウンカー
カスプライ２ｂを有し、折り返しカーカスプライ２ａの
両端部は、ビードコア４の周りに折り返され、折り返し
端部を形成している。ビードフィラー５は、折り返しカ
ーカスプライ２ａとその折り返し端部との間に位置して
おり、また、ダウンカーカスプライ２ｂは、サイドウォ
ール部６と折り返しカーカスプライ２ａの折り返し端部
との間に配置されている。ゴム補強層７は、折り返しカ
ーカスプライ２ａのサイドウォール部の内側外周方向面
に、三日月状の断面形状で配置されている。

【００１４】本発明の空気入りタイヤにおいては、上記
のビードフィラー５又はゴム補強層７であるいはその両
方が、前述の本発明のゴム組成物を用いて形成されてい
る。本発明のゴム組成物は、低温であれば、設計目標ど
おりの弾性率を維持することができるので、通常走行時
において、弾性率の増加による乗心地性、騒音レベルの
悪化は実質的に起こらない。一方、タイヤのパンクなど
による大きな変形のため、ゴム組成物の温度が１７０℃
以上になっても弾性率の低下が抑えられるため、高温下
での発熱が抑制され、タイヤの耐久性を向上することが
できる。したがって、このゴム組成物をビードコアやサ
イドウォール部のゴム補強層に用いた本発明の空気入り
タイヤは、特にランフラット走行において、耐久性が大
幅に向上し、その走行距離を著しく伸ばすことができ
る。

【００１５】

【実施例】次に、本発明を実施例により、さらに詳細に
説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定
されるものではない。なお、得られたゴム組成物の諸特
性及びタイヤのランフラット耐久性は、下記の方法に従
い求めた。（１）ゴム組成物の動的貯蔵弾性率（Ｅ’）ゴム組成物を１６０℃、１２分間の条件で加硫して得ら
れた厚さ２ｍｍのスラブシートから、幅５ｍｍ、長さ４
０ｍｍのシートを切り出し、試料とした。この試料につ
いて、上島製作所（株）製スペクトロメータを用い、チ
ャック間距離１０ｍｍ、初期歪み２００マイクロメ−ト
ル（ミクロン）、動的歪１％、周波数５２Ｈｚの測定条
件で、２５〜２５０℃の範囲の温度において、３℃／分
の昇温速度で動的貯蔵弾性率を測定し、動的貯蔵弾性率
の温度に対する変化をグラフで表す。このグラフから、
ピークの動的貯蔵弾性率の値及びその温度、ボトムの動
的貯蔵弾性率の値及びその温度、並びに２５０℃におけ
る動的貯蔵弾性率を求め、さらに上記値から、ボトム動
的貯蔵弾性率／ピーク動的貯蔵弾性率を算出した。

【００１６】上記各値を、比較例１を１００として指数
表示した。ボトム動的貯蔵弾性率／ピーク動的貯蔵弾性
率の指数が大きいほど、また、２５０℃における動的貯
蔵弾性率の指数が大きいほど、耐熱性が良好であること
を示す。（２）タイヤのランフラット耐久性常圧でリム組みし、内圧２００ｋｐａを封入してから３
８℃の室温中に２４時間放置後、バルブのコアを抜き内
圧を大気圧として、荷重５．６ｋＮ（５７０ｋｇ）、速
度８９ｋｍ／ｈ、室温３８℃の条件でドラム走行テスト
を行った。この際の故障発生までの走行距離をランフラ
ット耐久性とし、比較例１を１００とした指数で表わし
た。指数が大きいほど、ランフラット耐久性は良好であ
る。

【００１７】実施例１〜１５天然ゴム３０．０重量部及びブタジエンゴム「ＢＲ０
１」〔商標、ジェイエスアール（株）製〕７０．０重量
部からなるゴム成分１００重量部に対し、カーボンブラ
ックＦＥＦ６０．０重量部、スピンドルオイル３．０重
量部、亜鉛華５．０重量部、ステアリン酸１．０重量
部、老化防止剤「ノクラック６Ｃ」〔商標、大内新興化
学（株）製、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〕２．０重量部、加
硫促進剤「ノクセラ−ＮＳ」〔商標、大内新興化学
（株）製、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリ
ルスルフェンアミド〕２．５重量部、第１表に示す量の
（Ｂ）成分化合物１，３−ビス（シトラコンイミドメチ
ル）ベンゼン〔フレキシス社製、商標「ＰＥＲＫＡＬＩ
ＮＫ９００」〕及び硫黄６．０重量部を配合して、ゴム
組成物を調製した。この加硫物の諸特性を第１表に示
す。次に、上記ゴム組成物を、ビードフィラー又はサイ
ドウォール部補強層（サイド補強ゴム）あるいはその両
方に用いて、サイズ２２５／６０Ｒ１６の乗用車用ラジ
アルタイヤを常法に従って製造し、そのランフラット耐
久性を評価した。結果を第１表に示す。

【００１８】比較例１実施例１〜１５において、（Ｂ）成分化合物を用いなか
ったこと以外は、実施例１〜１５と同様にしてゴム組成
物を調製した。この加硫物の諸特性を第１表に示す。次
に、上記組成物を、サイドウォール部補強層に用い、実
施例１〜１５と同様にしてタイヤを製造し、そのランフ
ラット耐久性を評価した。結果を第１表に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】（注）１）（Ｂ）成分化合物（劣化防止剤Ａ）：１，３−ビス
（シトラコンイミドメチル）ベンゼン〔フレキシス社
製、商標「ＰＥＲＫＡＬＩＮＫ９００」〕２）適用部材：第１表に示したゴム組成物を各々適用す
る。第１表から明らかなように、（Ｂ）成分化合物を、
ゴム成分１００重量部に対し、０．５〜１０重量部の割
合で配合したゴム組成物は、耐熱性の改良効果が得られ
ていることが分かる。そして、このゴム組成物を、ビー
ドフィラー又はサイドウォール部補強層に用いてなる空
気入りタイヤは、ランフラット耐久性が良好であり、特
にビードフィラーとサイドウォール部補強層の両方に用
いてなるタイヤは優れたランフラット耐久性を有するこ
とがわかる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、特定の化合物を用いる
ことにより、耐熱性が向上したゴム組成物を得ることが
でき、このものは特にタイヤ用サイドウォール部補強ゴ
ムや、タイヤ用ビードフィラーゴムとして好適である。
このゴム組成物をサイドウォール部補強層やビードフィ
ラーに用いてなる本発明の空気入りタイヤは、特にラン
フラット走行において耐久性に優れ、その走行距離を著
しく伸ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気入りタイヤの一例の部分断面図で
ある。

【符号の説明】

１本発明の空気入りタイヤ２カーカス層２ａ折り返しカーカスプライ２ｂダウンカーカスプライ３ベルト層４ビードコア５ビードフィラー６サイドウォール部７ゴム補強層８トレッド部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｌ 9/00 Ｃ０８Ｌ 9/00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）天然ゴム及び／又はジエン系合成
ゴムと、（Ｂ）シトラコンイミド化合物を含むことを特
徴とする耐熱性ゴム組成物。
【請求項２】（Ｂ）成分のシトラコンイミド化合物が
ビスシトラコンイミド類である請求項１記載のゴム組成
物。
【請求項３】（Ｂ）成分のビスシトラコンイミド類
が、一般式（Ｉ）【化１】（式中、Ａｒはアリーレン基、Ｑ¹及びＱ²は、それぞ
れ独立して、炭素数１〜４のアルキレン基を示す。）で
表される化合物である請求項２記載のゴム組成物。
【請求項４】（Ｂ）成分のビスシトラコンイミド類
が、１，３−ビス（シトラコンイミドメチル）ベンゼン
である請求項３記載のゴム組成物。
【請求項５】（Ａ）成分１００重量部当たり、（Ｂ）
成分０．５〜１０重量部を含む請求項１ないし４のいず
れかに記載のゴム組成物。
【請求項６】タイヤ用ビードフィラーゴムとして用い
られる請求項１ないし５のいずれかに記載のゴム組成
物。
【請求項７】タイヤ用サイドウオール部補強ゴムとし
て用いられる請求項１ないし５のいずれかに記載のゴム
組成物。
【請求項８】左右一対のリング状のビードコアと、該
ビードコアのタイヤ半径方向外側に配設されたビードフ
ィラーと、並列された複数のコードが被覆ゴム中に埋設
されてなるプライ少なくとも１枚からなるカーカス層
と、該カーカス層のタイヤ半径方向外側に配置されたベ
ルト層と、該ベルト層のタイヤ半径方向外側に配設され
たトレッド部と、該トレッド部の左右に配置された一対
のサイドウォール部と、このサイドウォール部に配設さ
れたゴム補強層とを具備してなる空気入りタイヤにおい
て、上記サイドウォール部に配設されたゴム補強層及び
／又は上記ビードフィラーに、請求項１ないし５のいず
れかに記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする空気
入りタイヤ。