JP2007321127A

JP2007321127A - ランフラットタイヤ

Info

Publication number: JP2007321127A
Application number: JP2006156339A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hochi; 和郎保地
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2006-06-05
Filing date: 2006-06-05
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2026-06-05
Also published as: JP4914120B2

Abstract

【課題】軽量で、かつランフラット耐久性に優れるランフラットタイヤを提供する。
【解決手段】ゴム成分１００重量部に対して、共架橋剤を１０〜５０重量部含有し、さらに、過酸化物を含有するサイドウォール補強用ゴム組成物を用いたサイドウォール補強層を有するランフラットタイヤ。該サイドウォール補強層は、１層構造でも、内層と外層からなる２層構造でもよい。
【選択図】なし

Description

本発明は、ランフラットタイヤに関する。

現在、サイドウォール部の内側に高硬度のサイドウォール補強層を有するランフラットタイヤが実用化され、パンクにより空気圧が失われた状態になっても、ある程度の距離を走行できるようになった。これにより、スペアタイヤを常備する必要性がなくなり、車輌全体における重量の軽量化が期待できる。しかし、ランフラットタイヤのパンク時におけるランフラット走行には、速度、距離ともに制限があり、さらなるランフラットタイヤの耐久性の向上が望まれている。

ランフラットタイヤの耐久性を向上させる有効な手段としては、サイドウォール補強層を厚くすることにより変形を抑え、変形による破壊を防ぐ方法が知られている。しかし、タイヤの重量が大きくなるため、ランフラットタイヤの当初の目的である軽量化ができないという問題がある。

また、ランフラットタイヤの耐久性を向上させる有効な手段としては、カーボンブラックなどの補強用充填剤を増量し、それらを配合することによってサイドウォール補強層の硬度を上げ、変形を抑える方法も知られている。しかし、混練りや押出しなどの工程への負荷が大きく、また、加硫後物性において低発熱性が悪化することから、ランフラット耐久性の向上はあまり期待できない。

さらに、ランフラットタイヤの耐久性を向上させる有効な手段として、特許文献１には、カーボンブラックを増量することなく、加硫剤、加硫促進剤を多量に用いる方法が開示されている。しかし、ゴムの伸びが小さくなり、破壊強度が低下してしまううえ、多量に用いた硫黄や加硫促進剤が表面にブルームしやすく、加工性や貯蔵安定性などの低下が生じてしまう。

特開２００２−１５５１６９号公報

本発明は、軽量で、かつランフラット耐久性に優れるランフラットタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、ゴム成分１００重量部に対して、共架橋剤を１０〜５０重量部含有し、さらに、過酸化物を含有するサイドウォール補強用ゴム組成物を用いたサイドウォール補強層を有するランフラットタイヤに関する。

また、本発明は、内層と外層の２層からなるサイドウォール補強層を有するランフラットタイヤであって、該内層が、ゴム成分１００重量部に対して、共架橋剤を１０〜５０重量部含有し、さらに、過酸化物を含有する内層用ゴム組成物からなり、該外層が、ゴム成分、過酸化物ならびに硫黄または硫黄化合物を含有する外層用ゴム組成物からなるランフラットタイヤに関する。

前記共架橋剤は、α，β−不飽和カルボン酸、α，β−不飽和カルボン酸金属塩およびα，β−不飽和カルボン酸のエステルからなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。

前記サイドウォール補強用ゴム組成物の複素弾性率Ｅ^*は、１０ＭＰａ以上であることが好ましい。

前記内層用ゴム組成物の複素弾性率Ｅ^*は、１０ＭＰａ以上であることが好ましい。

本発明によれば、ゴム成分および共架橋剤を所定量含有し、さらに、過酸化物を含有することで、軽量で、かつランフラット耐久性に優れるランフラットタイヤを提供することができる。

本発明のランフラットタイヤは、サイドウォール補強層を有する。ここでサイドウォール補強層とは、ランフラットタイヤのサイドウォール部の内側に配置されたライニングストリップ層のことをいい、ランフラットタイヤにおいてサイドウォール補強層が存在することで、空気圧が失われた状態でも車輌を支えることができ、優れたランフラット耐久性を付与することができる。該サイドウォール補強層は、１層からなるものでも、内層と外層の２層からなるものでもよいが、内層と外層の２層からなることが好ましい。

本発明のランフラットタイヤが有するサイドウォール補強層は、ゴム成分、共架橋剤および過酸化物を含有するゴム組成物（Ａ）からなる。なお、サイドウォール補強層が内層と外層からなる２層構造を有する場合、該ゴム組成物は、サイドウォール補強層の内層に使用される。

ゴム成分としては、たとえば、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、スチレンイソプレンゴム（ＳＩＲ）、イソプレンブタジエンゴム、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）などがあげられ、これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、低発熱性に優れるという理由から、ＮＲおよび／またはＢＲが好ましく、ＮＲおよびＢＲがより好ましい。

ＢＲを含有する場合、ＢＲの含有率は１０重量％以上が好ましく、２０重量％以上がより好ましい。ＢＲの含有率が１０重量％未満では、低発熱化の効果が小さい傾向がある。また、ＢＲの含有率は９０重量％以下が好ましく、８０重量％以下がより好ましい。ＢＲの含有率が９０重量％をこえると、強度が低下する傾向がある。

ゴム成分としては、他の部材との接着性に劣るという理由から、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）などのエチレン性不飽和ニトリル基を含有するゴムを含有しないことが好ましい。

共架橋剤としては、たとえば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのα，β−不飽和カルボン酸、α，β−不飽和カルボン酸の金属塩、エチレングリコールアクリレートなどのアクリレート系、ラウリルメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロペントリメタクリレートなどのメタクリレート系、ジアリルフマレートなどのフマレート系、ジアリルフタレートなどのフタレート系などのα，β−不飽和カルボン酸のエステル、ｐ−キノンジオキシム、ｐ，ｐ−ジベンゾイルキノンジオキシムなどのキノンジオキシム系化合物などがあげられ、これらの共架橋剤は単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

α，β−不飽和カルボン酸としては、耐久性に優れることから、アクリル酸および／またはメタクリル酸が好ましく、メタクリル酸がより好ましい。

また、α，β−不飽和カルボン酸金属塩としては、耐久性に優れることから、アクリル酸金属塩および／またはメタクリル酸金属塩が好ましく、メタクリル酸金属塩がより好ましい。

α，β−不飽和カルボン酸金属塩中の金属としては、亜鉛、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウムなどがあげられ、充分な硬度が得られるという理由から、亜鉛が好ましい。

共架橋剤としては、充分な硬度が得られるという理由から、α，β−不飽和カルボン酸金属塩が好ましい。具体的には、メタクリル酸亜鉛などが好適に使用できる。

共架橋剤は、上記カルボン酸と酸化亜鉛、酸化アルミニウムなどの金属塩を反応させてカルボン酸金属塩とする方法や、カルボン酸金属塩を直接配合する方法などにより、配合される。

共架橋剤の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して１０重量部以上、好ましくは１２重量部以上である。共架橋剤の含有量が１０重量部未満では、充分な架橋密度が得られない。また、共架橋剤の含有量は５０重量部以下、好ましくは３５重量部以下である。共架橋剤の含有量が５０重量部をこえると、硬くなりすぎるとともに強度も低下してしまう。

過酸化物としては、たとえば、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシベンゼン、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｎ−ブチル−４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシバレレートなどがあげられ、これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、ジクミルパーオキサイドが好ましい。

過酸化物の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して０．１重量部以上が好ましく、０．２重量部以上がより好ましい。過酸化物の含有量が０．１重量部未満では、充分な硬度が得られない傾向がある。また、過酸化物の含有量は６重量部以下が好ましく、２重量部以下がより好ましい。過酸化物の含有量が６重量部をこえると、架橋密度が過多となり、強度が低下し、ランフラット耐久性も低下する傾向がある。

ゴム組成物（Ａ）には、補強用充填剤を含有してもよい。

補強用充填剤としては、たとえば、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、クレー、タルク、アルミナ、水酸化アルミニウムなどがあげられるが、とくにカーボンブラックが好ましい。

補強用充填剤を含有する場合、補強用充填剤の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して５重量部以上が好ましい。補強用充填剤の含有量が５重量部未満では、補強用充填剤（Ａ）を含有することによる補強効果が不充分となる傾向がある。また、補強用充填剤の含有量は９０重量部以下が好ましく、５０重量部以下がより好ましい。補強用充填剤の含有量が９０重量部をこえると、低発熱性が低下し、発熱しやすくなる傾向がある。

ゴム組成物（Ａ）には、前記ゴム成分、共架橋剤、過酸化物および補強用充填剤以外にも、本発明の効果を損なわない範囲で、通常タイヤ工業で使用される配合剤、たとえば、酸化亜鉛、ワックス、ステアリン酸、オイル、老化防止剤、加硫促進剤などを含有してもよい。ゴム組成物（Ａ）には、高硬度を得られるという理由から、硫黄や硫黄化合物などの加硫剤を含まないことが好ましい。

ゴム組成物（Ａ）の複素弾性率（Ｅ^*）は１０ＭＰａ以上が好ましく、１５ＭＰａ以上がより好ましい。ゴム組成物のＥ^*が１０ＭＰａ未満では、ランフラット耐久性が低下してしまう傾向がある。また、ランフラット耐久性を確保するために補強層を厚くする必要があり、タイヤの重量が増加してしまう傾向もある。また、ゴム組成物（Ａ）のＥ^*は１００ＭＰａ以下が好ましく、８０ＭＰａ以下がより好ましい。ゴム組成物（Ａ）のＥ^*が１００ＭＰａをこえると、乗り心地が悪化する傾向がある。

サイドウォール補強層が内層と外層からなる２層構造を有する場合、該外層は、ゴム成分、過酸化物ならびに硫黄または硫黄化合物を含有するゴム組成物（Ｂ）からなる。

ゴム組成物（Ｂ）中のゴム成分および過酸化物の種類および含有量については、それぞれ前述したゴム成分および過酸化物と同一とすることができる。

硫黄または硫黄化合物の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して０．２重量部以上が好ましく、０．５重量部以上がより好ましい。硫黄または硫黄化合物の含有量が０．２重量部未満では、ランフラット走行により、外側のケース配合との接着界面で破壊が生じてしまう傾向がある。また、硫黄または硫黄化合物の含有量は１０重量部以下が好ましく、５重量部以下がより好ましい。硫黄または硫黄化合物の含有量が１０重量部をこえると、ランフラット走行により、内層の補強層との界面で破壊が生じやすい傾向がある。

ゴム組成物（Ｂ）には、共架橋剤および補強用充填剤を含有することができる。共架橋剤および補強用充填剤の種類および含有量については、それぞれ前述した共架橋剤および補強用充填剤と同一とすることができる。

ゴム組成物（Ｂ）には、前記ゴム成分、過酸化物、硫黄または硫黄化合物、共架橋剤ならびに補強用充填剤以外にも、ゴム組成物（Ａ）と同様に、本発明の効果を損なわない範囲で、通常タイヤ工業で使用される配合剤、たとえば、酸化亜鉛、ワックス、ステアリン酸、オイル、老化防止剤、加硫促進剤などを含有してもよい。

ゴム組成物（Ｂ）の複素弾性率（Ｅ^*）は１０ＭＰａ以上が好ましく、１５ＭＰａ以上がより好ましい。ゴム組成物（Ｂ）のＥ^*が１０ＭＰａ未満では、ランフラット耐久性が低下してしまう傾向がある。また、ランフラット耐久性を確保するために補強層を厚くする必要があり、タイヤの重量が増加してしまう傾向もある。また、ゴム組成物（Ｂ）のＥ^*は１００ＭＰａ以下が好ましく、８０ＭＰａ以下がより好ましい。ゴム組成物（Ｂ）のＥ^*が１００ＭＰａをこえると、乗り心地が悪化する傾向がある。

サイドウォール補強層が内層と外層からなる２層構造を有する場合、サイドウォール補強層の厚さに対する該内層の厚さの比（内層の厚さ／（内層の厚さ＋外層の厚さ））は０．１以上が好ましく、０．３以上がより好ましい。サイドウォール補強層の厚さに対する内層の厚さの比が０．１未満では、ランフラット耐久性が不充分となる傾向がある。また、サイドウォール補強層の厚さに対する内層の厚さの比は０．８以下が好ましく、０．６以下がより好ましい。サイドウォール補強層の厚さに対する該内層の厚さの比が０．８をこえると、ランフラット耐久性が不充分となる傾向がある。

実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

以下、実施例および比較例で用いた各種薬品をまとめて説明する。
天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ＃３
ブタジエンゴム（ＢＲ）：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ
カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイヤブラックＥ（ＦＥＦ）
メタクリル酸亜鉛：三新化学工業（株）製のサンエステルＳＫ−３０
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
老化防止剤：住友化学（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）
過酸化物：日本油脂（株）製のパークミルＤ（ジクミルパーオキサイド）
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（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）

（加硫ゴム組成物１〜５の作製）
表１に示す配合内容にしたがい、バンバリーミキサーを用いて、過酸化物、硫黄および加硫促進剤以外の薬品を１５０℃の条件下で４分間混練りし、混練り物を得た。次に、オープンロールを用いて、得られた混練り物に過酸化物、硫黄および加硫促進剤を添加し、８０℃の条件下で３分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。さらに、得られた未加硫ゴム組成物を１６０℃の条件下で２０分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物１〜５を作製した。

（複素弾性率）
（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪１０％、動歪±１％および周波数１０Ｈｚの条件下で、７０℃における加硫ゴム組成物１〜５の複素弾性率（Ｅ^*）を測定した。
複素弾性率についての評価結果を表１に示す。

実施例１〜３および比較例１〜２
サイドウォール補強ゴム層として、未加硫ゴム組成物１〜４を用いてライニングストリップ層の形状に成形し、他の部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、１６０℃の条件下で１２０分間プレス加硫し、実施例１〜２および比較例１〜２のランフラットタイヤ（サイズ：２１５／４５ＺＲ１７）を製造した。なお、実施例３については、表２に示すように、内層として未加硫ゴム組成物１、および外層として未加硫ゴム組成物５を用いて、ライニングストリップ層の形状に成形し、２層構造を有するサイドウォール補強層の形状に成型し、他の部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、１６０℃の条件下で１２０分間プレス加硫し、ランフラットタイヤ（サイズ：２１５／４５ＺＲ１７）を製造した。

（ランフラット耐久性）
製造したランフラットタイヤを、空気内圧０ｋＰａにてドラム上を８０ｋｍ／ｈで走行させ、タイヤが破壊されるまでの走行距離を測定し、比較例１のランフラット耐久性指数を１００とし、下記計算式により、各配合の走行距離を指数表示した。なお、ランフラット耐久性指数が大きいほど、ランフラット耐久性に優れることを示す。
（ランフラット耐久性指数）＝（各配合の走行距離）
÷（比較例１の走行距離）×１００
ランフラット耐久性の評価結果を表２に示す。

Claims

ゴム成分１００重量部に対して、
共架橋剤を１０〜５０重量部含有し、
さらに、過酸化物を含有するサイドウォール補強用ゴム組成物を用いたサイドウォール補強層を有するランフラットタイヤ。
内層と外層の２層からなるサイドウォール補強層を有するランフラットタイヤであって、
該内層が、
ゴム成分１００重量部に対して、
共架橋剤を１０〜５０重量部含有し、
さらに、過酸化物を含有する内層用ゴム組成物からなり、
該外層が、
ゴム成分、過酸化物ならびに硫黄または硫黄化合物を含有する外層用ゴム組成物からなるランフラットタイヤ。
共架橋剤が、α，β−不飽和カルボン酸、α，β−不飽和カルボン酸金属塩およびα，β−不飽和カルボン酸のエステルからなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１または２記載のランフラットタイヤ。
サイドウォール補強用ゴム組成物の複素弾性率Ｅ^*が１０ＭＰａ以上である請求項１または３記載のランフラットタイヤ。
内層用ゴム組成物の複素弾性率Ｅ^*が１０ＭＰａ以上である請求項２または３記載のランフラットタイヤ。