JP2005075952A

JP2005075952A - タイヤサイド部補強用ゴム組成物およびそれを用いたランフラットタイヤ

Info

Publication number: JP2005075952A
Application number: JP2003309089A
Authority: JP
Inventors: Toru Iizuka; 融飯塚
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-09-01
Filing date: 2003-09-01
Publication date: 2005-03-24

Abstract

【課題】ランフラット走行性を向上し得るタイヤサイド部補強用ゴム組成物、および、該ゴム組成物を用いたランフラットタイヤを提供する。
【解決手段】天然ゴムおよび／またはイソプレンゴム２０〜８０重量％、ならびにシンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴム２０〜８０重量％からなるゴム成分１００重量部に対して、シリカ１０〜３０重量部を含有するタイヤサイド部補強用ゴム組成物。また、前記ゴム組成物からなる補強ゴム層を有するランフラットタイヤ。
【選択図】なし

Description

本発明は、タイヤサイド部補強用ゴム組成物およびそれを用いたランフラットタイヤに関する。

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。これらは、サイドウォール部に弾性率の高い分厚い補強ゴム層を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、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、モジュラスの低いゴムでランフラット走行性を確保するためには、補強ゴム層のボリュームを増やす必要があり、タイヤ重量、発熱の面から好ましくない。

また、ゴムの弾性率を高める方法としては、カーボンブラックを増量する方法があるが、発熱しやすくなり、耐久性は低下する。カーボンブラックを増量せずに、シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムを用いることにより、弾性率の高いゴムが得られ、耐久性が向上する（たとえば、特許文献２参照）。しかし、シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムをさらに配合すると、引張破断伸びが低下し、耐久性も低下するという問題があった。

特開２００１−２１３９９９号公報特開平７−９７４８１号公報

本発明は、ランフラット走行性、すなわち、タイヤパンク時の走行距離を向上し得るタイヤサイド部補強用ゴム組成物を提供することを目的とする。さらに、本発明は、このようなゴム組成物を補強ゴム層に用いたランフラットタイヤを提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴム２０〜８０重量％、ならびにシンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴム２０〜８０重量％からなるゴム成分１００重量部に対して、シリカ１０〜３０重量部を含有するタイヤサイド部補強用ゴム組成物に関する。

また、前記ゴム組成物からなる補強ゴム層を有するランフラットタイヤに関する。

本発明によれば、シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムとシリカを適量配合することにより、破断伸びを損なうことなく、高弾性率のゴムを得ることができる。さらに、ランフラットタイヤの補強ゴム層に使用すると、ランフラット走行性を向上することができる。

本発明のタイヤサイド部補強用ゴム組成物は、ゴム成分およびシリカからなる。

前記ゴム成分は、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムを２０〜８０重量％、好ましくは２０〜５０重量％、より好ましくは２０〜４０重量％含有する。天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムの含有量が２０重量％未満であると加工性に劣り、８０重量％をこえると、耐屈曲亀裂性能に劣る。

さらに、前記ゴム成分は、シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムを含有する。ここで、シンジオタクチック結晶とは、たとえば、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン繊維をいう。シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムを含有する本発明のゴム組成物を、ランフラットタイヤの補強ゴム層に用いると、ランフラット走行時の耐久性が向上する。

前記ブタジエンゴムのシンジオタクチック結晶含有量は、好ましくは１〜２５％、より好ましくは５〜２０％である。１％未満ではシンジオタクチック成分が少なすぎて充分な剛性が得られない傾向があり、２５％をこえるとシンジオタクチック成分がポリブタジエン中で凝集塊をつくるため、耐久性が低下してしまう。このようなシンジオタクチック結晶を含むポリブタジエンとしては、宇部興産（株）製のＶＣＲ−３０３、４１２、６１７などが入手可能である。

前記ブタジエンゴムの含有量は、ゴム成分中に２０〜８０重量％、好ましくは３０〜７０重量％、より好ましくは４０〜７０重量％である。前記ブタジエンゴムの含有量が２０重量％未満では、ランフラット走行性の向上効果が小さく、８０重量％をこえると加工性が著しく低下する。

前記ゴム成分は、そのほかにも、シンジオタクチック結晶を含まないブタジエンゴムなどを、０〜５０重量％、より好ましくは０〜４０重量％含有することができる。

前述のように、ゴム成分として、シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムを適量配合すると、ゴムの剛性が上がり、ランフラット走行性が向上する。しかしながら、シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムをさらに増量すると、剛性は上がるが、ゴムが脆くなり、ランフラット走行性は低下する。そこで、本発明では、シリカを適量添加することにより、引張破断伸びを犠牲にすることなく、剛性を上げ、ランフラット走行性のさらなる向上を図った。

シリカとしては、チッ素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が５０〜３００ｍ²／ｇのものが好ましく用いられる。シリカのＮ₂ＳＡが５０ｍ²／ｇ未満ではシリカの補強効果が得られない傾向があり、３００ｍ²／ｇをこえるとシリカの分散性が低下することで、加工性が低下する傾向がある。

シリカの含有量は、前記ゴム成分１００重量部に対して、１０〜３０重量部、好ましくは１５〜２５重量部である。シリカの含有量が１０重量部未満では、ランフラット走行性の向上効果が小さく、３０重量部をこえると、ランフラット走行性の向上効果は得られず、混練り工程における加工性が著しく低下する。

本発明のゴム組成物は、さらに、シランカップリング剤を配合することができる。シランカップリング剤としては、たとえば、ビス−（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、２−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、２−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィドなどがあげられる。

シランカップリング剤の配合量は、前記シリカに対して４〜１２重量部、好ましくは５〜１０重量部である。シランカップリング剤の配合量が４重量部未満では配合の効果が小さく、加工性に劣る傾向があり、１２重量部をこえると配合コストが高くなりすぎる傾向がある。

本発明のゴム組成物には、前記ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤のほかに、さらにカーボンブラック、硫黄、加硫促進剤、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛などを配合することができる。

本発明のゴム組成物は、図１に示すように、ランフラットタイヤ１の補強ゴム層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。

前記補強ゴム層の厚さは、好ましくは５〜３０ｍｍ、より好ましくは８〜２０ｍｍである。補強ゴム層の厚さが５ｍｍ未満では補強ゴム層の剛性が不足しランフラット性能に劣る傾向があり、３０ｍｍをこえるとゴム層が厚くなりすぎ、タイヤ重量が重くなりすぎる傾向がある。

前記補強ゴム層をサイドウォール部に有する本発明のランフラットタイヤは、ランフラット走行時の耐久性に非常に優れるものである。

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。
天然ゴム：ＲＳＳ＃３
シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴム：宇部興産（株）製のＶＣＲ−４１２（シンジオタクチック結晶含量１２％）
ブタジエンゴム：日本ゼオン製のＢＲ１２２０
シリカ：デグッサ社製のＶＮ３（ＣＴＡＢ吸着量：１６５ｍ²／ｇ）
カーボンブラック：昭和キャボット（株）製のＮ５５０（ヨウ素吸着比表面積：４８ｍｇ／ｇ）
シランカップリング剤：デグッサ社製のＳｉ６９（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）
老化防止剤：フレキシス社製のサントフレックス１３
ステアリン酸：日本油脂（株）製の桐
亜鉛華：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
硫黄：軽井沢硫黄（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ

実施例１〜２および比較例１〜５
表１の配合内容にしたがって、硫黄および加硫促進剤以外の材料を、ＢＲ型バンバリーにてゴム成分、充填剤、薬品の順に混練りした。つぎに、８インチロールで硫黄および加硫促進剤を混合し、１５０℃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１に示す。

（複素弾性率（Ｅ＊）および損失正接（ｔａｎδ））
（株）岩本製作所粘弾性スペクトロメータを用いて、測定温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み±２％、周波数１０Ｈｚの条件で、複素弾性率（Ｅ＊）および損失正接（ｔａｎδ）を測定した。測定したＥ＊およびｔａｎδを、比較例１を１００（基準）として指数で表した。Ｅ＊の指数が大きいほど剛性が高く、良好である。また、ｔａｎδの指数が大きいほど発熱しやすくなり、好ましくない。

（引張破断伸び）
ＪＩＳＫ６５２１に準拠して、引張破断伸びを測定した。測定した引張破断伸びを、比較例１を１００（基準）として指数で表した。指数が大きいほど、良好である。測定したｔａｎδを、比較例１を１００（基準）として指数で表した。

（ランフラット走行性試験）
タイヤサイズ２２５／６０ＺＲ１６のタイヤを製作し、４９０ｋｇ荷重で２５００ｃｃクラスの車両に４輪装着した。タイヤの構造を図１に示す。空気圧を０にして６０ｋｍ／時間の一定速度で走行し、タイヤ破壊までの走行距離を測定した。走行距離を、比較例１を１００として指数で表わした。指数が大きいほどランフラット走行性が良好である。

特定量のＶＣＲ−４１２（シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴム）およびシリカを配合した実施例１および２では、引張破断伸びを損なうことなく、剛性が向上し、ランフラット走行性が向上した。

カーボンブラックを増量することによって、剛性の向上を図った比較例２では、発熱しやすくなり、ランフラット走行性が低下した。

ＶＣＲ−４１２を増量することによって、剛性の向上を図った比較例３では、ゴムが脆くなり、ランフラット走行性が低下した。

ＶＣＲ−４１２およびシリカの配合量が少ない比較例４では、ランフラット走行性はほとんど向上しなかった。

特定量のＶＣＲ−４１２は配合されたが、シリカが配合されなかった比較例５では、ランフラット走行性の向上効果は小さかった。

実施例１〜２および比較例１〜５で製造したランフラットタイヤの断面図の右半分である。

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

天然ゴムおよび／またはイソプレンゴム２０〜８０重量％、ならびにシンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴム２０〜８０重量％からなるゴム成分１００重量部に対して、シリカ１０〜３０重量部を含有するタイヤサイド部補強用ゴム組成物。
請求項１記載のゴム組成物からなる補強ゴム層を有するランフラットタイヤ。