JP2006124602A - ゴム組成物及びそれを使用するタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、高い硬度、低い発熱性、及び高い耐疲労性を高次元で兼備する、ランフラットタイヤの補強層部材用ゴム組成物を提供することである。本発明の更なる目的は、上述のゴム組成物が補強層部材において使用されているランフラットタイヤを提供することである。
【解決手段】 ５０〜８０重量部のブタジエンゴム（ＢＲ）と、当該ブタジエンゴム（ＢＲ）以外の少なくとも１種のジエン系ゴムとからなるゴム成分１００重量部に対して、補強剤の一部としてシリカを５〜１０重量部、老化防止剤としてフェノール系老化防止剤を１〜５重量部、並びにレゾルシン・ホルマリン（ＲＦ）樹脂としてペンタメトキシメチルメラミンを２〜１５重量部及びｍ−クレゾール樹脂を１〜１０重量部配合してなる、ランフラットタイヤの補強層部材用ゴム組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ランフラットタイヤの補強層部材用ゴム組成物に関する。より詳細には、本発明は、高い硬度及び低い発熱性を高次元で兼備する、ランフラットタイヤの補強層部材用ゴム組成物に関する。また、本発明は、上述のゴム組成物が補強層部材において使用されているランフラットタイヤにも関する。

当該技術分野において、安全タイヤの１種として、サイドウォール部内面が「補強ライナー」と称されるゴム部材によって補強されることによりゼロ圧状態でも車重を支えることができる構造を有する所謂「ランフラットタイヤ」が知られている。この補強ライナーの要求特性としては、高い硬度と低い発熱性との両立が挙げられ、この要求特性を満たすために種々の処方が提案されているものの、ゼロ圧状態での走行距離（所謂「ランフラット距離」）の限界が１００ｋｍ／ｈで５００ｋｍ程度と、未だに満足のいく性能が得られていないのが実状である。従って、本願発明には、先行技術文献情報として本明細書中に記載すべきものは無い。

本発明の目的は、高い硬度、低い発熱性、及び高い耐疲労性を高次元で兼備する、ランフラットタイヤの補強層部材用ゴム組成物を提供することである。本発明の更なる目的は、上述のゴム組成物が補強層部材において使用されているランフラットタイヤを提供することである。

上記目的は、５０〜８０重量部のブタジエンゴム（ＢＲ）と、当該ブタジエンゴム（ＢＲ）以外の少なくとも１種のジエン系ゴムとからなるゴム成分１００重量部に対して、補強剤の一部としてシリカを５〜１０重量部、老化防止剤としてフェノール系老化防止剤を１〜５重量部、並びにレゾルシン・ホルマリン（ＲＦ）樹脂としてペンタメトキシメチルメラミンを２〜１５重量部及びｍ−クレゾール樹脂を１〜１０重量部配合してなる、ランフラットタイヤの補強層部材用ゴム組成物によって達成される。

本発明により、高い硬度、低い発熱性、及び高い耐疲労性を高次元で兼備する、ランフラットタイヤの補強層部材用ゴム組成物が提供される。本発明に係るランフラットタイヤの補強層部材用ゴム組成物をランフラットタイヤの補強ライナーにおいて使用することにより、従来技術のランフラットタイヤと比較して、より長いランフラット距離を有する等、より高性能なランフラットタイヤを提供することができる。

本発明は、特定のジエン系ゴムに対して、特定のレゾルシン・ホルマリン（ＲＦ）樹脂、シリカ、及びフェノール系老化防止剤を特定量配合することにより、高い硬度、低い発熱性、及び高い耐疲労性を高次元で兼備する、ランフラットタイヤの補強層部材用ゴム組成物を提供することができることを見出したことに基づくものである。

すなわち、本発明に係るゴム組成物は、５０〜８０重量部のブタジエンゴム（ＢＲ）と、当該ブタジエンゴム（ＢＲ）以外の少なくとも１種のジエン系ゴムとからなるゴム成分１００重量部に対して、補強剤の一部としてシリカを５〜１０重量部、老化防止剤としてフェノール系老化防止剤を１〜５重量部、並びにレゾルシン・ホルマリン（ＲＦ）樹脂としてペンタメトキシメチルメラミンを２〜１５重量部及びｍ−クレゾール樹脂を１〜１０重量部配合してなる、ランフラットタイヤの補強層部材用ゴム組成物である。

上記の如く、本発明に係るゴム組成物におけるゴム成分は、１００重量部あたりに、５０〜８０重量部、好ましくは６５〜８０重量部のブタジエンゴム（ＢＲ）と、当該ブタジエンゴム（ＢＲ）以外の少なくとも１種のジエン系ゴムとからなるのが望ましい。上記ゴム成分１００重量部あたりのブタジエンゴム（ＢＲ）の配合量が５０重量部未満である場合には、他の配合処方を工夫しても発熱性が高くなってしまうので好ましくない。逆に、上記配合量が８０重量部を超える場合には、強度不足となるので好ましくない。

本発明に係るゴム組成物のゴム成分において、上記ブタジエンゴム（ＢＲ）以外の第２成分として使用されるゴムとしては、特に限定されないが、天然ゴム（ＮＲ）またはジエン系合成ゴムのいずれか、あるいはこれらの混合系を用いることができる。ジエン系合成ゴムとしては、例えば、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、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。

当該技術分野において一般的に行われているように、本発明に係るゴム組成物には、カーボンブラック、シリカ等の補強剤を、上記ゴム成分１００重量部に対して、３０〜７０重量部、好ましくは４０〜６０重量部配合することができる。但し、本発明に係るゴム組成物においては、上記補強剤の一部として、５〜１０重量部のシリカを配合するのが望ましい。上記ゴム成分１００重量部あたりのシリカの配合量が５重量部未満である場合には、加硫後のゴム組成物における発熱性が増大するので好ましくない。逆に、上記配合量が１０重量部を超える場合には、耐疲労性が悪化するので好ましくない。尚、カップリング剤や加工助剤により、この問題を緩和することができる可能性があるが、コストが増大し好ましくない。

尚、本発明に係るゴム組成物において使用される、上記シリカ以外の補強剤としては、当該技術分野において一般的に使用されている補強剤を使用することができるけれども、中でも、カーボンブラック、特にＦＥＦ級カーボンブラックが望ましい。

また、本発明に係るゴム組成物においては、上記ゴム成分１００重量部に対して、１〜５重量部、好ましくは３〜５重量部のフェノール系老化防止剤を配合するのが望ましい。上記ゴム成分１００重量部あたりのフェノール系老化防止剤の配合量が１重量部未満である場合には、加硫後のゴム組成物において所望の耐疲労性改良効果を得ることができないので好ましくない。逆に、フェノール系老化防止剤を上記ゴム成分１００重量部あたり５重量部を超えて配合しても、改善効果は無く、コストが増大するので好ましくない。

尚、上記フェノール系老化防止剤としては、当該技術分野において一般的に使用されているフェノール系老化防止剤を使用することができ、具体例としては、例えば、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、ｎ−オクタデシル−３−（４’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔ−ブチルフェニル）プロピオネート、２，２’−メチレン−ビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、及び２，２’−メチレン−ビス（６−α−メチル−ベンジル−ｐ−クレゾール）等を挙げることができるけれども、中でも、２，２’−メチレン−ビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）が望ましい。

更に、本発明に係るゴム組成物においては、上記ゴム成分１００重量部に対して、２〜１５重量部、好ましくは３〜１０重量部のペンタメトキシメチルメラミン及び１〜１０重量部、好ましくは２〜５重量部のｍ−クレゾール樹脂をレゾルシン・ホルマリン（ＲＦ）樹脂として配合するのが望ましい。上記ゴム成分１００重量部あたりのペンタメトキシメチルメラミンの配合量が２重量部未満である場合には、硬さが低下するので好ましくない。逆に、ペンタメトキシメチルメラミンを上記ゴム成分１００重量部あたり１５重量部を超えて配合しても、改善効果は見られず、コストの増大を招くので好ましくない。また、上記ゴム成分１００重量部あたりのｍ−クレゾール樹脂の配合量が１重量部未満である場合には、硬さが低下するので好ましくない。逆に、ｍ−クレゾール樹脂を上記上記ゴム成分１００重量部あたり１０重量部を超えて配合しても、改善効果は見られず、コストの増大を招くので好ましくない。

本発明に係るゴム組成物には、硫黄等の加硫剤もまた配合される。加硫剤として硫黄を使用する場合には、例えば、粉末硫黄等の、ゴム配合技術分野において周知のものを使用することができる。

この場合、本発明に係るゴム組成物における加硫剤の配合量は、当該技術分野において既知の配合量とすることができる。具体的には、上記ゴム成分１００重量部に対して、３．５〜１３重量部、好ましくは５〜１０重量部の加硫剤を配合するのが好ましい。

更に、当該技術分野において広く行われているように、本発明に係るゴム組成物に対して、アミン系老化防止剤等の老化防止剤を更に配合して、ゴム組成物の耐老化性を改良してもよい。

この場合、本発明に係るゴム組成物における老化防止剤の配合量は、当該技術分野において既知の配合量とすることができる。具体的には、上記ゴム成分１００重量部に対して、１．０〜８．０重量部、好ましくは２．０〜４．０重量部の老化防止剤を配合するのが望ましい。

本発明に係るゴム組成物には、更に、プロセスオイル、可塑剤、軟化剤、加硫助剤、加硫促進剤、加硫活性化剤等、及び／又はゴム配合技術分野において一般的に使用される他の各種添加剤を配合することができる。これらの添加剤の配合量も、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。

本発明に係るゴム組成物は、公知のゴム用混練機械（例えば、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー等）を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。

本発明に係るゴム組成物は、加硫後に、高い硬度、低い発熱性、及び高い耐疲労性が必要とされるゴム製品において有用である。とりわけ、本発明に係るゴム組成物は、タイヤ、特にランフラットタイヤの補強層部材において使用するのが好適である。

従って、本発明に係るゴム組成物を補強層部材において使用することにより、従来技術のランフラットタイヤと比較して、より長いランフラット距離を有するランフラットタイヤを提供することができる。

以下に記載する標準例、比較例、及び実施例によって本発明を更に詳しく説明するけれども、本発明の技術的範囲は、これらの例に限定されるものではない。

比較例１〜７並びに実施例１及び２
配合成分
後述する各種試験片の調製において使用される各種配合成分を、以下に列記する。

天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ ３号
ブタジエンゴム（ＢＲ）：日本ゼオン株式会社製「Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０」
老化防止剤（６Ｃ）：住友化学工業株式会社製「アンチゲン ６Ｃ」（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）
亜鉛華：正同化学工業株式会社製「酸化亜鉛 ３種」
ステアリン酸：日本油脂株式会社製「ビーズステアリン酸」
硫黄：鶴見化学工業株式会社「金華印５％油入微粉硫黄」
加硫促進剤（ＤＺ）：大内新興化学工業株式会社製「ノクセラー ＤＺ」（Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシル−２−べンゾチアゾリルスルフェンアミド）

カーボンブラック（ＣＢ）：昭和キャボット株式会社製「ショウブラック Ｎ５５０」（ＦＥＦ級）
シリカ：東ソー・シリカ株式会社製「ニプシルＡＱ」
フェノール系老化防止剤（ＭＢＭＴＢ）：Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ社製「Ｉｒｇａｎｏｘ ２２４６」（２，２−メチレンビス（４−メチル‐６‐ｔ−ブチルフェノール）
ペンタメトキシメチルメラミン（ＰＭＭＭ）：住友化学株式会社製「スミカノール５０７Ａ」
ｍ−クレゾール樹脂（ＭＣＲ）：田岡化学工業株式会社製「スミカノール６１０」

各種試験片の調製
以下の表Ｉに示す硫黄及び加硫促進剤以外の成分を、以下の表Ｉに示す配合量で、１.８Ｌの密閉式バンバリーミキサーで３〜５分間混合混練し、１６０±５℃に達したときにマスターバッチを放出した。このマスターバッチに、以下の表Ｉに示す配合量の硫黄及び加硫促進剤を添加し、８インチのオープンロールで混練して、比較例１〜７並びに実施例１及び２のゴム組成物を得た。次に、各種ゴム組成物を、１５ｃｍ×１５ｃｍ×０．２ｃｍの金型中で１６０℃において２０分間プレス加硫して、目的とする各種試験片を調製した。

各種試験片の加硫物性の測定
上記各種試験片の各種加硫物性を、以下の試験方法に従って測定した。

１）貯蔵弾性率（Ｅ１）及び損失正接（ｔａｎδ）：
上記各種試験片について、周波数２０Ｈｚ、静歪み１０％、動歪み±２％、温度６０℃の条件下で粘弾性スペクトロメーターを使用して、貯蔵弾性率（Ｅ１）［ＭＰａ］及び損失正接（ｔａｎδ）を測定した。貯蔵弾性率（Ｅ１）［ＭＰａ］の測定値が大きいほど、加硫後のゴム組成物の硬度が高いことを意味する。また、損失正接（ｔａｎδ）の測定値が大きいほど、加硫後のゴム組成物の発熱性が高いことを意味する。

２）定歪破断回数：
ＡＳＴＭ Ｄ４３０−５９に準拠して、室温において上記試験片に１００％の歪みを４００ｒｐｍの周期で繰り返し与え、破断に至るまでに歪みを付与した回数を６回測定し、中央値を求めた。この測定値が大きい（回数が多い）ほど、耐疲労性が高いことを意味する。

各種試験片の加硫物性の評価
上記各種試験片についての上記１）及び２）の各種物性測定の結果もまた、上記表Ｉに示されている。尚、上記表Ｉに示されているように、すべての例において、補強剤、フェノール系老化防止剤（ＭＢＭＴＢ）、及びレゾルシン・ホルマリン（ＲＦ）樹脂以外の成分の配合量は同一である。

比較例１のゴム組成物は、８０重量部のブタジエンゴム（ＢＲ）及び２０重量部の天然ゴム（ＮＲ）からなるゴム成分１００重量部に対して、補強剤としてカーボンブラックを５０重量部、アミン系老化防止剤を２．２５重量部、亜鉛華を５．００重量部、ステアリン酸を１．５０重量部、硫黄を７．５０重量部、及び加硫促進剤を２．３０重量部配合してなる、標準的な補強層部材用ゴムの組成を有する、対照標準となるゴム組成物である。従って、比較例１のゴム組成物には、補強剤としてのシリカ、フェノール系老化防止剤（ＭＢＭＴＢ）、及びレゾルシン・ホルマリン（ＲＦ）樹脂は配合されていない。

比較例２のゴム組成物は、補強剤としてのカーボンブラックのうち１０重量部をシリカに置き換えたことを除き、比較例１のゴム組成物と同じ組成を有する比較用のゴム組成物である。シリカを配合した結果、発熱性は大幅に低下したものの、硬度及び耐疲労性の改良効果は不十分であった。

比較例３のゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対して、２．００重量部のフェノール系老化防止剤（ＭＢＭＴＢ）を配合したことを除き、比較例２のゴム組成物と同じ組成を有する比較用のゴム組成物である。フェノール系老化防止剤（ＭＢＭＴＢ）を配合した結果、低い発熱性を維持しつつ、耐疲労性を大幅に改良することに成功したものの、硬度の改良効果は未だ不十分であった。

実施例１のゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対して、５．００重量部のペンタメトキシメチルメラミン及び３．００重量部のｍ−クレゾール樹脂をレゾルシン・ホルマリン（ＲＦ）樹脂として配合したことを除き、比較例３のゴム組成物と同じ組成を有する、本発明に係るゴム組成物である。レゾルシン・ホルマリン（ＲＦ）樹脂を配合した結果、低い発熱性及び高い耐疲労性を維持しつつ、硬度を大幅に改良することに成功した。

比較例４のゴム組成物は、補強剤全体としての配合量はゴム成分１００重量部に対して５０重量部に維持しつつ、シリカの配合量を１５重量部に増やしたことを除き、実施例１のゴム組成物と同じ組成を有する比較用のゴム組成物である。シリカの配合量を増やした結果、硬度は更に高まったものの、その一方で、耐疲労性が低下し、不十分なレベルとなった。

実施例２のゴム組成物は、補強剤全体としての配合量はゴム成分１００重量部に対して５０重量部に維持しつつ、シリカの配合量を５重量部に減らしたことを除き、実施例１のゴム組成物と同じ組成を有する、本発明に係るゴム組成物である。シリカの配合量を減らした結果、硬度及び耐疲労性が若干低下したものの、発熱性は低いレベルに維持されており、全体として良好な加硫物性を呈した。

比較例５のゴム組成物は、フェノール系老化防止剤（ＭＢＭＴＢ）の配合量をゴム成分１００重量部に対して１重量部に減らしたことを除き、実施例１のゴム組成物と同じ組成を有する比較用のゴム組成物である。フェノール系老化防止剤（ＭＢＭＴＢ）の配合量を減らしたところ、耐疲労性が低下する結果となった。

比較例６のゴム組成物は、レゾルシン・ホルマリン（ＲＦ）樹脂を構成するペンタメトキシメチルメラミンの配合量を２重量部に減らしたことを除き、実施例１のゴム組成物と同じ組成を有する比較用のゴム組成物である。ペンタメトキシメチルメラミンの配合量を減らしたところ、硬度が不足する結果となった。

比較例７のゴム組成物は、レゾルシン・ホルマリン（ＲＦ）樹脂を構成するｍ−クレゾール樹脂の配合量を２重量部に減らしたことを除き、実施例１のゴム組成物と同じ組成を有する比較用のゴム組成物である。ｍ−クレゾール樹脂の配合量を減らしたところ、硬度が不足する結果となった。

以上の評価結果から、本発明において規定されているように、特定のジエン系ゴムに対して、特定のレゾルシン・ホルマリン（ＲＦ）樹脂、シリカ、及びフェノール系老化防止剤を特定量配合することにより、高い硬度、低い発熱性、及び高い耐疲労性を高次元で兼備する、ランフラットタイヤの補強層部材用ゴム組成物を提供することができることが明らかとなった。

Claims (3)

1. ５０〜８０重量部のブタジエンゴム（ＢＲ）と、当該ブタジエンゴム（ＢＲ）以外の少なくとも１種のジエン系ゴムとからなるゴム成分１００重量部に対して、補強剤の一部としてシリカを５〜１０重量部、老化防止剤としてフェノール系老化防止剤を１〜５重量部、並びにレゾルシン・ホルマリン（ＲＦ）樹脂としてペンタメトキシメチルメラミンを２〜１５重量部及びｍ−クレゾール樹脂を１〜１０重量部配合してなる、ランフラットタイヤの補強層部材用ゴム組成物。
2. 前記フェノール系老化防止剤が２，２’−メチレン−ビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）である、請求項１に記載のランフラットタイヤの補強層部材用ゴム組成物。
3. 請求項１又は２に記載のゴム組成物が補強層部材において使用されている、ランフラットタイヤ。