JP2004269684A

JP2004269684A - タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2004269684A
Application number: JP2003062267A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hochi; 和郎保地
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】軽量で、優れた操縦安定性および低燃費性をもたらすゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】ジエン系ゴム１００重量部に対して、平均粒子径が３〜５０μｍのコラーゲン粉末２〜５０重量部を含有するタイヤ用ゴム組成物、ならびに、前記ゴム組成物からなるサイドウォールおよび／またはベーストレッドを有する空気入りタイヤ。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関する。詳細には、自動車用タイヤの所定部位に適用して、軽量で、優れた操縦安定性および耐摩耗性をもたらし、かつ低燃費を実現するゴム組成物、ならびに、それを用いた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、省エネルギーの社会的な要請に伴い、自動車においても、タイヤ用ゴムの発熱を減じること、および燃料消費を低減することが強く求められている。タイヤの発熱を減じて、自動車の燃料消費を低減するために、カーボンブラックの充填量を減らすか、または大粒径のカーボンブラックを使用することが考えられるが、補強性および耐摩耗性が低下するのでタイヤの剛性が下がり、操縦安定性が低下する。このように操縦安定性と低燃費とを両立することは困難であった。
【０００３】
また、皮革を配合することによって、タイヤの氷上制動性を向上させることも知られている（例えば、特許文献１および２参照）。しかし、氷上性能に特化しているために粒子径が大きく、充分な耐摩耗性が得られず、低燃費性が達成されないという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−２１９８３７号公報
【特許文献２】
特公平７−２８７１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、軽量で、優れた操縦安定性および低燃費をもたらすゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、補強剤としてコラーゲン粉末をゴム組成物に含ませることによって、前記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
【０００７】
すなわち、本発明は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、平均粒子径が３〜５０μｍのコラーゲン粉末２〜５０重量部を含有するタイヤ用ゴム組成物に関する。
【０００８】
また、本発明は、前記ゴム組成物からなるサイドウォールおよび／またはベーストレッドを有する空気入りタイヤに関する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、コラーゲン粉末およびジエン系ゴムからなり、低燃費性と補強性を両立させる。コラーゲン粉末を配合することによって、低燃費性と耐摩耗性を維持しながらタイヤの剛性を上昇させ、軽量化し、その結果、タイヤの操縦安定性が改良される。
【００１０】
以下、本発明のゴム組成物について説明する。
【００１１】
本発明に用いられるジエン系ゴムは、天然ゴム（ＮＲ）および／またはジエン系合成ゴムである。ジエン系合成ゴムとしては、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、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）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）などがあげられる。なかでも発熱しにくいなどの点から、ＮＲ、ＩＲ、ＢＲおよびＳＢＲからなる群から選ばれた少なくとも１種からなるジエン系ゴムが好ましく用いられる。これらのジエン系ゴムは、単独で用いてもよく、また２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、これら以外のゴム成分を含むものであってもよい。
【００１２】
前記コラーゲン粉末としては、例えば、コラーゲンと樹脂成分からなるハイブリッド粉末（特開２００２−３０３００号公報を参照）を使用することができる。このようなハイブリッドコラーゲン粉末は、コラーゲン粗線維の側面を無触媒グラフト共重合によって形成された樹脂成分で縫合するようにしてコラーゲン線維束を形成させ、このコラーゲン線維束を乾燥した後に粉砕することによって得られる。このような粉末は、ゴム組成物中に均一に分散することができるので、コラーゲン繊維束の特性に由来する柔軟性と剛性、さらには耐久性と耐熱性をゴム組成物に付与する。
【００１３】
コラーゲン粉末は、平均粒子径が３〜５０μｍ、好ましくは５〜２０μｍの微粒子である。平均粒子径が３μｍより小さければ、コラーゲン粉末の製造が困難であり、５０μｍより大きければ耐屈曲性および耐久性が低下する。コラーゲン粉末の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、２〜５０重量部、より好ましくは５〜１５重量部である。コラーゲン粉末の配合量が２重量部より少なければ充分な効果が得られず、５０重量部より多ければゴム組成物の補強性が低下し、耐屈曲性および耐久性が低下する。
【００１４】
なお、本発明のゴム組成物には、前記ジエン系ゴムおよびコラーゲン粉末のほかに、タイヤ用トレッドゴム、サイドウォールゴムなどに通常使用される添加剤、たとえば、カーボンブラック、シリカ、シランカップリング剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、硫黄、加硫助剤、オイルなどがその用途に応じて適宜配合される。これらの添加剤の配合割合は、とくに限定がない。
【００１５】
前記カーボンブラックは、チッ素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が好ましくは２０〜１２０ｍ^２／ｇであり、より好ましくは３０〜８０ｍ^２／ｇである。チッ素吸着量が２０ｍ^２／ｇより低いと補強性、剛性（操縦安定性）が不充分であり、１２０ｍ^２／ｇをこえると発熱しやすくなり好ましくない。
【００１６】
本発明のゴム組成物にカーボンブラックを配合する場合、カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、好ましくは５〜８０重量部、より好ましくは３０〜５５重量部である。カーボンブラックの配合量が５重量部未満では充分な補強性、剛性が得られず、８０重量部をこえると発熱しやすくなる。
【００１７】
本発明のゴム組成物の製造方法としては、公知の方法を採用することができる。たとえば、前記各成分をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練する方法が用いられる。
【００１８】
本発明の空気入りタイヤは、サイドウォールおよび／またはベーストレッドに、本発明のゴム組成物を使用する。
【００１９】
本発明のゴム組成物をベーストレッドに用いる場合、トレッドをキャップトレッドとベーストレッドの２層構造とし、ベーストレッドに本発明のゴム組成物を用いることが好ましい。
【００２０】
【実施例】
以下に、実施例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。以下の実施例において、「部」は「重量部」を示す。
【００２１】
以下に実施例および比較例で用いた材料をまとめて示す。
ＮＲ：ＲＳＳ＃３
ＢＲ：日本ゼオン（株）製のＮｉｐｏｌＢＲ１２２０
カーボンブラック１：東海カーボン（株）製のシーストＳＯＦ（ＦＥＦ級、平均粒子径４３μｍ）
カーボンブラック２：東海カーボン（株）製のシーストＮＨ（ＨＡＦ級、平均粒子径２９μｍ）
コラーゲン粉末：（株）松岡化成製のエルゴナＰ１２０Ｘ（平均粒子径１２μｍ）
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛
ステアリン酸：日本油脂（株）製の椿
アロマチックオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＡＨ−２４
老化防止剤：住友化学工業（株）製のアンチゲン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）
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
硫黄：軽井沢硫黄（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤１：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＴＢＢＳ））
加硫促進剤２：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＣＺ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＣＢＳ））
【００２２】
実施例１〜２および比較例１〜３
表１に示す配合組成に従って、ゴム成分として天然ゴム（ＮＲ）およびブタジエンゴム（ＢＲ）、アロマチックオイル、酸化亜鉛、ステアリン酸、カーボンブラック、コラーゲン粉末、ワックスおよび老化防止剤を、バンバリー型ミキサーを用いて混練した。得られたゴム配合物に、加硫剤として粉末硫黄、加硫促進剤を加えロールで練り込み、ゴム組成物を得た。
【００２３】
これらのゴム組成物をサイドウォールに用いて試験タイヤ（サイズ：１９５／６５Ｒ１５）を作製した。
【００２４】
得られたゴム組成物および試験タイヤについて、以下の試験を行なった。結果を表１に示す。
【００２５】
（耐屈曲性）
ゴム組成物を１７０℃、１５分間の条件で加硫した。得られた加硫ゴムについて、ＪＩＳＫ６２６０に従い、屈曲試験を行なった。試験条件は１０万回繰返し屈曲させたのちの亀裂の成長長さ（ｍｍ）で評価し、比較例１を１００としたときの指数で表示した。指数は大きい方が良好である。
【００２６】
（転がり抵抗）
転がり抵抗試験機を用い、試験タイヤを、リム：１５×６．５ＪＪ、内圧：２３０ｋＰａ、荷重：４．０ｋＮ、速度：８０ｋｍ／時間で走行させたときの転がり抵抗を測定し、比較例１を１００としたときの指数で表示した。指数は大きい方が良好である。
【００２７】
（操縦安定性）
試験タイヤを車輌（国産ＦＦ２０００ｃｃ）に装着し、速度４０〜１２０ｋｍ／時間、直進、レーンチェンジの条件にて実車走行を行ない、ドライバーの官能評価により操縦安定性を評価した。評価は１０点を満点とし、比較例１を６点として相対評価を行なった。評点は大きい方が良好である。
【００２８】
【表１】

【００２９】
実施例３〜４および比較例４〜７
表２に示す配合組成に従って、実施例１〜２および比較例１〜３と同様の方法でゴム組成物を得た。
【００３０】
得られたゴム組成物をベーストレッドに用いて、実施例１〜２および比較例１〜３と同様の方法で試験タイヤ（サイズ：１９５／６５Ｒ１５）を作製した。
【００３１】
得られたゴム組成物および試験タイヤについて、以下の試験を行なった。結果を表２に示す。
【００３２】
（ゴム比重）
ＪＩＳＫ６２６８に従い、ゴム比重を測定した。ゴム比重が小さいほど、軽量である。
【００３３】
（耐久性）
高速耐久性ドラム試験機を用い、リム：１５×６ＪＪ、内圧：２６０ｋＰａ、荷重：４．８８ｋＮのもとで、走行速度を１７０ｋｍ／時間から、１０分毎に１０ｋｍ／時間ずつ段階的に上昇させ、故障が発生するまで走行させた。故障が発生するまでの走行距離を、比較例４を１００とする指数で表示した。指数が大きいほど高速耐久性に優れている。
【００３４】
（転がり抵抗）
転がり抵抗試験機を用い、試験タイヤを、リム：１５×６ＪＪ、内圧：２３０ｋＰａ、荷重：３．４３ｋＮ、速度：８０ｋｍ／時間で走行させたときの転がり抵抗を測定し、比較例４を１００としたときの指数で表示した。指数は大きい方が良好である。
【００３５】
（操縦安定性）
試験タイヤを車輌（国産ＦＦ２０００ｃｃ）の全輪に装着してテストコースを実車走行し、ドライバーの官能評価により操縦安定性を評価した。評価は１０点を満点とし、比較例４を６点として相対評価を行なった。評点は大きい方が良好である。
【００３６】
【表２】

【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、サイドウォールおよび／またはベーストレッドに、コラーゲン粉末を適量配合したゴム組成物を用いることにより、耐久性を損なうことなく、タイヤを軽量化でき、タイヤの低燃費化が達成でき、優れた操縦安定性を得ることができる。

Claims

ジエン系ゴム１００重量部に対して、平均粒子径が３〜５０μｍのコラーゲン粉末２〜５０重量部を含有するタイヤ用ゴム組成物。
請求項１記載のゴム組成物からなるサイドウォールおよび／またはベーストレッドを有する空気入りタイヤ。