JP2008138047A - ブレーカーエッジカバリング用ゴム組成物およびそれを用いたブレーカーエッジカバリングを有する空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーカーエッジ部の剥離を抑制することができるブレーカーエッジカバリング用ゴム組成物およびそれを用いたブレーカーエッジカバリングを有する空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】ゴム成分１００重量部に対して、平均短径（Ａ）に対する平均長径（Ｂ）の比（Ｂ／Ａ）が１．１〜３０である紙繊維を１〜１５重量部配合するブレーカーエッジカバリング用ゴム組成物、およびそれを用いたブレーカーエッジカバリングを有する空気入りタイヤ。
【選択図】なし

Description

本発明は、ブレーカーエッジカバリング用ゴム組成物およびそれを用いたブレーカーエッジカバリングを有する空気入りタイヤに関する。

近年、車の大型化、高性能化にともない、タイヤへの要求性能はさらに高まっている。これにともない耐久性も、必然的に従来より過酷な条件下でも使用できるほどの高い性能が求められている。

一般的な普通乗用車用タイヤにおいては、ブレーカーは２枚で構成されており、ブレーカーのエッジ部（ブレーカーエッジ）を起点として、ケースとブレーカーとの間や、上下のブレーカー間において隙間が生じ、それを起点としてトレッドが剥離するという破損形態が、耐久性上の問題点の一つである。車重のかかったタイヤのブレーカーエッジ部では、タイヤが回転するたびに上下に変形応力を受けるため、ブレーカーエッジ部における変形歪は大きいため、近接するケースや他のブレーカーとの間のゴムゲージが少ないと、ブレーカーエッジにおいて剥離を起こしてしまう。そこで、従来、剥離を抑制するために、ブレーカーエッジにゴムシートをカバリング（たとえば、特許文献１参照）し、ブレーカーエッジ周りのゴムゲージを確保し、大きな歪を受けた場合にも、剥離しにくい構造を採用してきた。

しかし、車が大型化し、車重が大きくなった場合には、ゴムシートをカバリングしただけでは、剥離の発生を抑制できなくなってきており、また、中近東向けなどの厳しい温度環境での使用や、車の高性能化にともなう激しい荷重移動によっても剥離してしまう可能性が高くなっており、充分とはいえない。

特開２００４−２１７８１７号公報

本発明は、ブレーカーエッジ部の剥離を抑制することができるブレーカーエッジカバリング用ゴム組成物およびそれを用いたブレーカーエッジカバリングを有する空気入り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、平均短径（Ａ）に対する平均長径（Ｂ）の比（Ｂ／Ａ）が１．１〜３０である紙繊維を１〜１５重量部配合するブレーカーエッジカバリング用ゴム組成物に関する。

前記紙繊維の平均繊維長（Ｃ）は、１０〜１０００μｍであることが好ましい。

前記紙繊維は、平均長径（Ｂ）に対する平均繊維長（Ｃ）の比（Ｃ／Ｂ）が１０〜２０００であることが好ましい。

また、本発明は、前記ブレーカーエッジカバリング用ゴム組成物を用いたブレーカーエッジカバリングを有する空気入りタイヤに関する。

前記ブレーカーエッジカバリングのゲージは、０．４〜２．０ｍｍであることが好ましい。

本発明によれば、ゴム成分および所定の扁平な紙繊維を所定量配合することで、ブレーカーエッジ部の剥離を抑制することができるブレーカーエッジカバリング用ゴム組成物およびそれを用いたブレーカーエッジカバリングを有する空気入りタイヤを提供することができる。

本発明は、ブレーカーエッジカバリング用ゴム組成物に関する。

ブレーカーエッジカバリングとは、ブレーカーのエッジ部（ブレーカーエッジ）を補強する部材であり、大きな変形応力を受け、剥離しやすいブレーカーエッジの剥離を抑制する部材のことをいう。

本発明のブレーカーエッジカバリング用ゴム組成物は、ゴム成分および紙繊維を配合する。

ゴム成分としては、とくに制限はなく、たとえば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）、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）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、イソモノオレフィンとパラアルキルスチレンとの共重合体のハロゲン化物などがあげられ、これらのゴム成分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、汎用性が高く、コストが安価で耐久性に優れるという理由から、ＮＲおよびＳＢＲが好ましい。

本発明で使用する紙繊維は、扁平な形状を有するものである。扁平な形状を有する紙繊維を配合することで、未加硫状態のゴム組成物が、ロールなどによる押出しによってシート化される際に、剪断力によって、紙繊維の長さ方向とシート押出し方向、紙繊維の長径方向とシート幅方向、短繊維の短径方向とシート厚さ方向がそれぞれ水平になるように配向させやすい。このようなゴム組成物をブレーカーエッジカバリングに使用した場合、ブレーカーの上下の動きに対し、ゴム組成物中の紙繊維がブレーカーの上下の動きに対抗することにより、ブレーカーエッジの歪が抑制され、剥離の発生自体を抑制することができる。また、繊維のなかでも、紙繊維以外のものを使用すると、ゴムとの物理的な結合力が弱く、繊維とゴムとの間の隙間が逆に剥離を誘発するため、好ましくない。

紙繊維の平均短径（以下、Ａとする）は１０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上がより好ましい。紙繊維のＡが１０μｍ未満では、紙繊維の強度が弱いため、充分に配合してもタイヤ周方向の剛性が向上しない傾向がある。また、紙繊維のＡは５００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以下がより好ましい。紙繊維のＡが５００μｍをこえると、タイヤ周方向の補強効果は高くなるが、紙繊維とゴムとの剛性の差が大きくなり、紙繊維とゴムとの間で剥離してしまう傾向がある。

紙繊維の平均長径（以下、Ｂとする）は１０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上がより好ましい。紙繊維のＢが１０μｍ未満では、紙繊維の強度が弱いため、充分に配合してもタイヤ周方向の剛性が向上しない傾向がある。また、紙繊維のＢは１５００μｍ以下が好ましく、５００μｍ以下がより好ましい。紙繊維のＢが１５００μｍをこえると、タイヤ周方向の補強効果は高くなるが、紙繊維とゴムとの剛性の差が大きくなり、紙繊維とゴムとの間で剥離してしまう傾向がある。

紙繊維の平均繊維長（以下、Ｃとする）は１０μｍ以上が好ましく、１００μｍ以上がより好ましい。紙繊維のＣが１０μｍ未満では、紙繊維の強度が弱いため、充分に配合してもタイヤ周方向の剛性が向上しない傾向がある。また、紙繊維のＣは１０００μｍ以下が好ましく、５００μｍ以下がより好ましい。紙繊維のＣが１０００μｍをこえると、タイヤ周方向の補強効果は高くなるが、紙繊維とゴムとの剛性の差が大きくなり、紙繊維とゴムとの間で剥離してしまう傾向がある。

紙繊維の平均短径に対する平均長径の比（Ｂ／Ａ）は１．１以上、好ましくは５．０以上である。紙繊維のＢ／Ａが１．１未満では、タイヤ周方向の剛性と同様に、タイヤラジアル方向の剛性も高くなるため、操縦安定性が低下する。また、紙繊維のＢ／Ａは３０以下、好ましくは１０以下である。紙繊維のＢ／Ａが３０をこえると、タイヤ周方向の補強効果は高くなるが、紙繊維とゴムとの剛性の差が大きくなり、紙繊維とゴムとの間で剥離してしまう。

紙繊維の平均長径に対する平均繊維長の比（Ｃ／Ｂ）は１０以上が好ましく、２０以上がより好ましい。紙繊維のＣ／Ｂが１０未満では、耐久性が悪化する傾向がある。また、紙繊維のＣ／Ｂは２０００以下が好ましい。紙繊維のＣ／Ｂが２０００をこえると、ゴム組成物の硬度が大きくなりすぎて、乗り心地や加工性が悪化する傾向がある。

紙繊維の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して１重量部以上、好ましくは２重量部以上、より好ましくは３重量部以上である。紙繊維の配合量が１重量部未満では、耐久性が悪化する。また、紙繊維の配合量は１５重量部以下、好ましくは１０重量部以下、より好ましくは８重量部以下である。紙繊維の配合量が１５重量部をこえると、ゴム組成物の硬度が大きくなりすぎて、乗り心地や加工性が悪化する。

本発明のブレーカーエッジカバリング用ゴム組成物には、さらに、充填剤を配合することが好ましい。

充填剤としては、たとえば、カーボンブラック、炭酸カルシウム、シリカ、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、クレー、タルクなどがあげられ、とくに制限はなく、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。

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、ゴム成分１００重量部に対して５０重量部以上が好ましく、５５重量部以上がより好ましい。カーボンブラックの配合量が５０重量部未満では、剛性が不足する傾向がある。また、カーボンブラックの配合量は７０重量部以下が好ましく、６５重量部以下がより好ましい。カーボンブラックの配合量が７０重量部をこえると、発熱性が高く、破断時伸びが低下する傾向がある。

本発明のブレーカーエッジカバリング用ゴム組成物には、前記ゴム成分、紙繊維および充填剤以外にも、従来からゴム工業で配合される配合剤、たとえば、ステアリン酸、酸化亜鉛、粘着付与樹脂、プロセスオイル、硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤などを適宜配合することができる。なお、老化防止剤については、配合してもよいが、ブレーカーエッジカバリングは露出しない部材であり、劣化しにくいので、配合しなくてもよい。

本発明のブレーカーエッジカバリング用ゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記ゴム成分、紙繊維、充填剤、必要に応じてその他の配合剤を混練りし、その後加硫することにより、本発明のブレーカーエッジカバリング用ゴム組成物を製造することができる。

本発明のブレーカーエッジカバリング用ゴム組成物を用いて、通常の方法でブレーカーエッジカバリングを有する空気入りタイヤを製造することができる。すなわち、必要に応じて前記配合剤を配合した本発明のブレーカーエッジカバリング用ゴム組成物を、未加硫の段階でブレーカーエッジカバリングの形状に押出し加工し、タイヤ成型機上で、他のタイヤ部材とともに通常の方法で貼り合わせ、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱、加圧して本発明の空気入りタイヤを得る。

本発明の空気入りタイヤにおいては、ブレーカーエッジカバリングのゲージは０．４ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上がより好ましい。ブレーカーエッジカバリングのゲージが０．４ｍｍ未満では、ブレーカー間のゴムゲージが薄くなるため、ゴムによる応力分散効果が小さくなるため、剥離してしまう傾向がある。また、ブレーカーエッジカバリングのゲージは２．０ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍｍ以下がより好ましい。ブレーカーエッジカバリングのゲージが２．０ｍｍをこえると、耐久性の効果が飽和するだけでなく、コストが増大してしまう傾向がある。

本発明の空気入りタイヤは、ブレーカーエッジの剥離を抑制でき、通常の乗用車用タイヤとしても使用できるが、トラック・バスなどの重荷重用タイヤや、中近東などの厳しい温度環境で使用されるタイヤなどとすることもできる。

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使用した各種薬品について、まとめて説明する。
天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ♯３
スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）：住友化学（株）製のＳＢＲ１５０２
カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイアブラックＧ（Ｎ６６０）
炭酸カルシウム：近江化学工業（株）製のサクセス２００Ｓ
紙繊維：三共製粉（株）製のミルファイブ♯１００（平均繊維径（Ｃ）：１０００μｍ、平均長径（Ｂ）／平均短径（Ａ）：１０）
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸「桐」
酸化亜鉛：東邦亜鉛（株）製の銀嶺Ｒ
粘着付与樹脂：（株）日本触媒性のＳＰ１０６８
プロセスオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＰＳ３２
硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：三新化学工業（株）製のサンセラーＣＭ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）

実施例１および比較例１〜２
表１に示す配合処方にしたがい、（株）神戸製鋼所製の１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて、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。つぎに、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を添加し、二軸ロールを用いて、８０℃の条件下で４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から、表１に示すゲージのブレーカーエッジカバリングの形状に成型し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、１５０℃および２５ｋｇｆ（２４５．１６６２５Ｎ）の条件下で３５分間プレス加硫し、実施例１および比較例１〜２の試験用空気入りタイヤ（タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５）を製造した。

（マシン耐久性試験）
製造した試験用空気入りタイヤをオーブンに入れ、８０℃の条件下で１週間乾燥させた後、内圧２００ｋＰａ、荷重７１０ｋｇｆ（６．４９ｋＮ）および８０ｋｍ／ｈの条件下で、ドラム上を４５０００ｋｍ走行させた。その後、タイヤをカットし、ブレーカーエッジ部に剥離が発生しているかどうかを目視およびメジャーで計測し、評価した。なお、剥離が少ないほど、小さいほど、耐久性に優れることを示す。

前記評価結果を表１に示す。

扁平な紙繊維を所定量配合する実施例１では、剥離の発生が認められず、耐久性に優れる結果となった。

一方、紙繊維を配合しない比較例１では、周方向に大きな剥離が散発的に発生しているのが見受けられた。

また、扁平な紙繊維の配合量が多い比較例２では、小さな剥離ではあるが、散発的に発生しているのが見受けられた。

Claims (5)

1. ゴム成分１００重量部に対して、
   平均短径（Ａ）に対する平均長径（Ｂ）の比（Ｂ／Ａ）が１．１〜３０である紙繊維を１〜１５重量部配合するブレーカーエッジカバリング用ゴム組成物。
2. 紙繊維の平均繊維長（Ｃ）が１０〜１０００μｍである請求項１記載のブレーカーエッジカバリング用ゴム組成物。
3. 紙繊維の平均長径（Ｂ）に対する平均繊維長（Ｃ）の比（Ｃ／Ｂ）が１０〜２０００である請求項１または２記載のブレーカーエッジカバリング用ゴム組成物。
4. 請求項１、２または３記載のブレーカーエッジカバリング用ゴム組成物を用いたブレーカーエッジカバリングを有する空気入りタイヤ。
5. ブレーカーエッジカバリングのゲージが０．４〜２．０ｍｍである請求項４記載の空気入りタイヤ。