JP2005313700A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 特定の加硫条件下で製造された、生産性を損なわずに熱老化特性に優れた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 ジエン系ゴム１００重量部に対してベンゾチアゾール基を含む加硫促進剤を０.５〜２重量部配合してなるゴム組成物を有する、空気入りタイヤを構成するトレッド用ゴム組成物とベルトコート用ゴム組成物の組み合わせにおいて、当該トレッド用ゴム組成物に含まれる硫黄配合量をＳｔ、およびこれをレオメーターで測定した９５％加硫時間をＴ９５ｔとし、当該ベルトコート用ゴム組成物に含まれる硫黄配合量をＳｂ、これをレオメーターで測定した９５％加硫時間をＴ９５ｂとしたときの、両ゴム組成物の加硫速度の比を表わす定数Ｒ＝Ｔ９５ｔ／Ｔ９５ｂが、下記式：
（−０.１×Ｓｂ＋２.２）／（−０.２×Ｓｔ＋３.４）≦Ｒ≦（−０.２×Ｓｂ＋３.４）／（−０.１×Ｓｔ＋２.２）
を満足する加硫条件下で製造された空気入りタイヤ。
【選択図】 なし

Description

本発明では、空気入りタイヤ、更に詳細には、特定の加硫条件下で製造された、生産性を損なわずに熱老化特性に優れた空気入りタイヤに関する。

従来より、分子中にカルボキシル基を含有する有機化合物を配合したゴム組成物のゴム老化を招くことなく加硫時間を短縮する技術（特許文献１）や、加硫速度が速くて生産性にも優れる防塵マット用のゴム組成物を提供する技術（特許文献２）等は種々提案されているが、ゴム組成物の硫黄配合量、加硫温度、加硫時間およびレオメーターでのＴ９５の加硫速度等の関係に着目して、その最適条件を求める技術については、全く見出せない。

特開平９−３２８５７５号公報 特開２０００−７０１０７号公報

本発明では、常用のジエン系ゴム１００重量部に対してベンゾチアゾール基を含む加硫促進剤を０.５〜２重量部配合してなるゴム組成物をタイヤのトレッド用ゴム組成物およびベルト用ゴム組成物の両者に適用する場合における、それらの硫黄配合量および加硫時間と両ゴム組成物における加硫速度の比に係る最適条件を求めることができる関係式を用いて得られる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明によれば、ジエン系ゴム１００重量部に対してベンゾチアゾール基を含む加硫促進剤を０.５〜２重量部配合してなるゴム組成物を有する、空気入りタイヤを構成するトレッド用ゴム組成物とベルトコート用ゴム組成物の組み合わせにおいて、当該トレッド用ゴム組成物に含まれる硫黄配合量をＳｔ、およびこれをレオメーターで測定した９５％加硫時間をＴ９５ｔとし、当該ベルトコート用ゴム組成物に含まれる硫黄配合量をＳｂ、これをレオメーターで測定した９５％加硫時間をＴ９５ｂとしたときの、両ゴム組成物の加硫速度の比を表わす定数Ｒ＝Ｔ９５ｔ／Ｔ９５ｂが、下記式：
（−０.１×Ｓｂ＋２.２）／（−０.２×Ｓｔ＋３.４）≦Ｒ≦（−０.２×Ｓｂ＋３.４）／（−０.１×Ｓｔ＋２.２）
を満足する加硫条件下で製造された空気入りタイヤが提供される。

上記条件下で製造される本発明の空気入りタイヤでは、その生産性を損なうことなく、熱老化特性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。

一般的に、ゴム組成物の加硫後の物理特性においては、分子中の硫黄結合の数が多いわりに架橋密度の低いゴムが、熱老化時での物性低下が大きいことが分かっている。このような構造組成の特徴は、硫黄の配合量が多いほど、そして加硫時間が長くなるにつれて顕著になることが知られている。加硫時間を短くすることによってこれを防ぐことができるが、逆に短過ぎるとアンダーキュアになってしまいゴム製品の物性を低下させるという弊害があった。

そこで、本発明では、幾多の実験を基にして、先ず、ジエン系ゴム１００重量部に対してベンゾチアゾール基を含む加硫促進剤を０.５〜２重量部配合してなるゴム組成物における硫黄の配合量に応じた加硫時間の最高値とゴム組成物の老化特性の関係を明らかにし、ゴム組成物の老化特性を損なわないための硫黄配合量状態に応じた加硫時間の指針を提案することに成功した。この提案によれば、加硫ゴムをＡＳＴＭ条件下での熱老化後におけるモジュラス１００（Ｍ１００）の増加率の閾値Ｉを硫黄量から以下の式（１）で導き、これを超える硫黄配合量条件と加硫時間条件との関係から、以下のＡおよびＢに係る式（２）および（３）を導いた。
Ｉ＝２.５×Ｓ＋１４５ （１）
（式中、Ｓは、硫黄の配合量、オイル含有分を除く）
Ａ＝−０.１×Ｓ＋２.２ （２）
Ｂ＝−０.２×Ｓ＋３.４ （３）
（式中、ＡおよびＢは、ゴム組成物において熱老化時の物性低下が許容出来る最短および最長の加硫時間を表わす係数であり、Ｓは、硫黄の配合量である。）
そうすると、本発明での単一系のゴム組成物では、これらの式を用いて、結果として、生産性を損なわずに熱老化特性に優れるゴム組成物を得るための加硫時間は、Ｔ９５×Ａ〜Ｔ９５×Ｂ（ここで、Ｔ９５は、９５％加硫度までの加硫時間である。）の範囲内にあることが必要であることが導かれた。

更に実験を重ねて、ジエン系ゴム１００重量部に対してベンゾチアゾール基を含む加硫促進剤を０.５〜２重量部配合してなるゴム組成物をタイヤのトレッド用ゴム組成物およびベルト用ゴム組成物の両者に適用する本発明の空気入りタイヤの場合には、各ゴム組成物の硫黄配合量ＳｔおよびＳｂから導かれる上記Ａｔ値およびＡｂ値並びにＢｔ値およびＢｂ値における比Ａｂ／ＢｔおよびＢｂ／Ａｔと、両ゴム組成物のレオメーター９５％加硫時間Ｔ９５ｔおよびＴ９５ｂの比Ｒ＝Ｔ９５ｔ／Ｔ９５ｂとの間に、下記式の関係が成立する時に、所期の生産性を損なわずに熱老化性に優れたゴム組成物が得られることを見出したものである。
Ａｂ／Ｂｔ≦Ｒ≦Ｂｂ／Ａｔ、つまり、（−０.１×Ｓｂ＋２.２）／（−０.２×Ｓｔ＋３.４）≦Ｒ≦（−０.２×Ｓｂ＋３.４）／（−０.１×Ｓｔ＋２.２）

本発明の空気入りタイヤを構成するトレッド用ゴム組成物およびベルト用ゴム組成物に用いられるジエン系ゴム成分としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、各種ブタジエンゴム（ＢＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム等が挙げられる。

本発明の空気入りタイヤを構成するトレッド用ゴム組成物およびベルト用ゴム組成物に用いられるベンゾチアゾール基を含む加硫促進剤としては、例えば、メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）や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）などが挙げられる。この加硫促進剤の配合量は、通常の配合量である０.５〜２重量％とすることができる。

本発明の空気入りタイヤを構成するトレッド用ゴム組成物およびベルト用ゴム組成物には、更に、通常配合されるカーボンブラック、シリカ等の補強剤、シランカップリング剤、硫黄加硫剤、各種オイル、老化防止剤、充填材、可塑剤、その他タイヤゴム用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、かかる配合物は、一般的な方法で混練、加硫してゴム組成物とし、加硫または架橋することができる。これら添加剤の配合量も、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。

以下、実施例および比較例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことは言うまでもない。

サンプルの調製
以下の表１および表２に示すトレッドおよびベルト用のゴム配合（重量部）において、硫黄、加硫促進剤を除く成分を１．７Ｌの密閉式バンバリーミキサーを用いて５分間混合し、温度１６０℃で放出した。次に、得られた混合物を再び１.７Ｌの密閉式バンバリーミキサーにて表１および表２に示す硫黄、架橋促進剤を添加して４分間混合し、温度１２０℃で放出した。得られたトレッドおよびベルト用ゴム組成物を４２分間、６インチ×６インチ×２ｍｍのモールド内で、１５０℃にてプレス加硫した。

試験法
Ｍ１００変化率： ＪＩＳ Ｋ６２５１に従って、未老化ゴムと８０℃で９６時間熱老化させたゴムについて、５００ｍ／分の伸長条件にて室温で引張試験を行い、１００％の伸長比での応力をＭＰa単位で計測し、これをＭ１００とし、老化ゴムのＭ１００を未老化ゴムのＭ１００で除算することによって、老化によるＭ１００変化率を求めた。Ｍ１００変化率が、モジュラス１００（Ｍ１００）変化率の閾値Ｉ以下では、ゴム製品としての性能を保っている。しかし、モジュラス１００（Ｍ１００）変化率がＩを超えてしまうと、硬くなり過ぎてゴムらしさを損なうことが経験的に分っている。

実施例１および比較例１
結果を表３に示す。Ｍ１００変化率の数値がＩ値より小さい程、熱老化特性に優れていることを示す。

表３の結果によれば、所定の組成を有するトレッドゴム組成物とベルトゴム組成物との組み合わせに本発明の手法を適用した場合に、所望の優れた熱老化特性が得られることが分かる。

Claims (1)

1. ジエン系ゴム１００重量部に対してベンゾチアゾール基を含む加硫促進剤を０.５〜２重量部配合してなるゴム組成物を有する、空気入りタイヤを構成するトレッド用ゴム組成物とベルトコート用ゴム組成物の組み合わせにおいて、当該トレッド用ゴム組成物に含まれる硫黄配合量をＳｔ、およびこれをレオメーターで測定した９５％加硫時間をＴ９５ｔとし、当該ベルトコート用ゴム組成物に含まれる硫黄配合量をＳｂ、これをレオメーターで測定した９５％加硫時間をＴ９５ｂとしたときの、両ゴム組成物の加硫速度の比を表わす定数Ｒ＝Ｔ９５ｔ／Ｔ９５ｂが、下記式：
   （−０.１×Ｓｂ＋２.２）／（−０.２×Ｓｔ＋３.４）≦Ｒ≦（−０.２×Ｓｂ＋３.４）／（−０.１×Ｓｔ＋２.２）
   を満足する加硫条件下で製造された空気入りタイヤ。