JP2008214457A - サイドウォール補強層用ゴム組成物およびそれ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 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、補強充填剤の種類や量を変えることなく剛性が上がり、ランフラット走行性が向上し、さらに熱老化後の物性変化が非常に小さいサイドウォール補強層用ゴム組成物ならびにそれ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を提供することを目的とする。
【解決手段】Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニルキノンジイミンを含むサイドウォール補強層用ゴム組成物およびそれ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。
【選択図】なし

Description

本発明はサイドウォール補強層用ゴム組成物およびそれ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。

タイヤパンク時でも安全走行を可能とするランフラットタイヤは、サイドウォール部に弾性率の高い高補強ゴム層を設置し、タイヤの剛性を維持して長距離走行を可能にしている。近年の道路環境の整備に伴い、一般に乗用車タイヤがパンクする確率は低く、ランフラットの機能を発揮するまでにかなりの走行を経過しており、場合によっては、サイドウォール部とカーカスの間に配置されているサイドウォール補強層（ライニングストリップ層）用ゴムが疲労劣化により本来の効果を失い、不具合を引き起こす危険性もある。

走行によるゴムの疲労劣化を極力抑えるために、モジュラスを上げることによって変形の歪を小さくしたり、ゴムの強度を上げることが有効である。また、疲労後の物性変化を抑えてやることも効果が期待できる。

サイドウォール補強層用ゴムに高補強性のカーボンブラックを配合したり、カーボンブラックの配合量を増やしたりすることによってモジュラスが上がり、変形の歪が抑えられたり、ゴムの補強性を向上させることができる。しかし、これらの手法は同時にゴムの発熱性を高め、熱によるゴム劣化をさらに促進してしまう。

サイドウォール補強層用ゴム組成物の配合を高補強性にすることによりランフラット走行性向上が期待できるが、特に熱によるゴム劣化を抑えなければランフラット走行性向上は達成できない。

特許文献１には、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したタイヤサイド部補強用ゴム組成物が記載されている。しかし、熱によるゴム劣化を抑えることを考慮していないため、走行後の疲労による物性変化の抑制の向上が求められている。

特開２００５−７５９５２号公報

本発明は、補強充填剤の種類や量を変えることなく剛性が上がり、ランフラット走行性が向上し、さらに熱老化後の物性変化が非常に小さいランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物ならびにそれ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を提供することを目的とする。

本発明は、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニルキノンジイミンを含むランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物に関する。

前記ゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対し、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニルキノンジイミン１〜１０重量部を含有することが好ましい。

前記ゴム組成物は、ゴム成分が天然ゴムおよび／またはイソプレンゴム２０〜８０重量％、ならびに１，２−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％を含み、かつ該ゴム成分１００重量部に対して、シリカ１０〜３０重量部、さらに該シリカの４〜１２重量％のシランカップリング剤を含有することが好ましい。

また、本発明は前記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。

本発明によれば、ランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物に、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニルキノンジイミン（以下、６ＱＤＩという）を配合することにより、補強充填剤の種類や量を変えることなく剛性が上がり、ランフラット走行性が向上し、さらに熱老化後の物性変化を非常に小さくすることができるサイドウォール補強層用ゴム組成物ならびにそれ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を提供することができる。

本発明のサイドウォール補強層用ゴム組成物は、６ＱＤＩを含有する。

本発明では、６ＱＤＩは老化防止剤として配合されているものであり、６ＱＤＩを配合することにより、カーボンブラックの種類や量を変えることなくゴムの剛性を上げ、疲労劣化を抑制することができる。また、熱によるゴム劣化を抑制することができる。

６ＱＤＩの含有量は、ゴム成分１００重量部に対して、１重量部以上であることが耐熱性が良好な点から好ましく、１．５重量部以上であることがより好ましい。また、６ＱＤＩの含有量は、ゴム成分１００重量部に対して、１０重量部以下が好ましく、５重量部以下であることがより好ましい。６ＱＤＩの含有量が１０重量部を超えると、過剰な６ＱＤＩがブリードし、隣接するゴム層との接着に悪影響を及ぼすことがある。

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重量％以上含有することが加工性が良好な点から好ましい。また、ゴム成分は天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムを８０重量％以下含有することが耐屈曲亀裂性能が良好な点から好ましく、５０重量％以下含有することがより好ましく、４０重量％以下含有することが特に好ましい。

さらに、前記ゴム成分は、１，２−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とが好ましい。１，２−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サイドウォール補強層に用いると、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１，２−シンジオタクチック結晶含有量は、１重量％以上であることが剛性向上効果が良好な点から好ましく、５重量％以上であることがより好ましい。また、ブタジエンゴムの１，２−シンジオタクチック結晶含有量は、２５重量％以下であることが好ましく、２０重量％以下であることがより好ましい。ブタジエンゴムの１，２−シンジオタクチック結晶含有量が２５重量％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とがある。このような１，２−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重量％以上であることがランフラット走行性能が良好な点から好ましく、３０重量％以上であることがより好ましく、４０重量％以上であることが特に好ましい。また、前記ブタジエンゴムの含有量は、ゴム成分中に８０重量％以下であることが良好な加工性を維持する点から好ましく、７０重量％以下であることがより好ましい。

前記ゴム成分は、そのほかにも、１，２−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％含有してもよい。

また、ランフラット走行性能さらに向上させるためには、シリカを配合することが好ましい。シリカの含有量は、ゴム成分１００重量部に対し、１０重量部以上であることが良好なランフラット走行性能が得られる点で好ましく、１５重量部以上であることが好ましい。また、シリカの含有量がゴム成分１００重量部に対して、３０重量部以下であることが混練り加工性を良好に維持するためには好ましく、２５重量部以下であることがより好ましい。

シリカとしては、チッ素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が５０ｍ²／ｇ以上が補強性を向上させる点から好ましく、１００ｍ²／ｇ以上がより好ましい。チッ素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が３００ｍ²／ｇ以下のものが良好な分散、そして良好な加工性を維持する点から好ましく、２５０ｍ²／ｇ以下がより好ましい。

また、本発明のゴム組成物においてシリカを配合する場合には、シリカの効果を十分引き出すために、シリカに対してシランカップリング剤を配合することが好ましい。前記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含有量は、前記シリカの含有量に対して４重量％以上であることがシリカの分散性を高め良好な加工性を維持する点から好ましく、５重量％以上であることがより好ましい。また、シランカップリング剤の含有量は、前記シリカに対して１２重量％以下であることがコストの面から好ましく、１０重量％以下であることが好ましい。

本発明のゴム組成物には、前記６ＱＤＩ、ゴム成分、さらにはシリカ、シランカップリング剤に加えて、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、亜鉛華などを配合することができる。

本発明のゴム組成物は、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ゴム成分、シリカ、シランカップリング剤、必要に応じて前記配合剤を混練りし、その後加硫することにより、本発明のゴム組成物を製造することができる。

本発明のランフラットタイヤは、本発明のゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。すなわち、必要に応じて前記配合剤を配合した本発明のゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤのサイドウォール補強層の形状にあわせて押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、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することによりランフラットタイヤを得る。

本発明により、ランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物の剛性を上げることができ、走行初期はもちろんのこと、走行末期の経時劣化後においても、サイドウォール補強層用ゴム組成物の物性変化を抑えることにより、ランフラット走行性を高く維持させることが可能となる。

実施例にもとづいて、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。

以下に、実施例および比較例で使用した薬品をまとめて説明する。
天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ＃３
１，２−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（ＢＲ）：日本ゼオン（株）製のＮｉｐｏｌ ＢＲ１２２０
カーボンブラック：キャボットジャパン（株）製のショウブラックＮ５５０
シリカ：デグッサ社製のウルトラジルＶＮ３（Ｎ₂ＳＡ：２１０ｍ²／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）
Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニルキノンジイミン：フレキシス社製のＱ−ＦＬＥＸ ＱＤＩ
老化防止剤：フレキシス社製のサントフレックス１３（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）
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（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）

実施例１〜３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加えて混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。得られたゴム組成物を１５０℃で３０分間加硫することにより、実施例１〜３および比較例１〜５の加硫ゴム組成物を調製した。得られた加硫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。

（Ｅ＊指数）
（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターで、雰囲気温度７０℃、初期歪１０％、動歪±２％、周波数１０Ｈｚにて測定した複素弾性率（Ｅ＊）を比較例１の値を１００とした場合の指数で表示した。数値が大きいほど剛性が高く、変形の歪が小さいことを示す。

（物性変化指数）
ＪＩＳ Ｋ６２５１に準じ、加硫ゴム組成物からなる３号ダンベル型試験片を用いて引張り試験を実施し、試験片（熱老化前）の破断強度ＴＢ（ＭＰａ）および引張破断伸びＥＢ（％）をそれぞれ測定した。次に、温度１００℃の条件下で４８時間、熱酸化劣化したのちの試験片（熱老化後）の破断強度ＴＢおよび引張破断伸びＥＢをそれぞれ測定した。熱老化前後でゴム組成物から得られた破断強度ＴＢ（ＭＰａ）および破断時伸びＥＢ（％）から以下の式により熱老化前および熱老化後の破断エネルギーをそれぞれ算出した。
破断エネルギー＝引張り破断強度ＴＢ×引張り破断伸びＥＢ×１／２

熱老化前後の破断エネルギーの比を比較例１を１００とした場合の指数で表示した。数値が小さいほど、熱老化による物性変化が小さいことを示す。

ついで、前記未加硫ゴム組成物をサイドウォール補強層の形状に成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを作製し、１６０℃の条件下で２０分間プレス加硫することで、実施例１〜３および比較例１〜５のランフラットタイヤ（タイヤサイズ：２２５／６０ＺＲ１６）を製造した。

（ランフラット走行可能距離）
製造したランフラットタイヤを、４９０ｋｇ荷重で２５００ｃｃクラスの車輌に４輪装着した。空気圧を内圧０（パンク状態）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。連続走行可能距離を比較例１を１００として指数で表わした。数値が大きいほどランフラット走行性が良好である。

Claims (4)

1. Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニルキノンジイミンを含むランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物。
2. ゴム成分１００重量部に対し、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニルキノンジイミン１〜１０重量部を含有することを特徴とする請求項１記載のサイドウォール補強層用ゴム組成物。
3. ゴム成分が天然ゴムおよび／またはイソプレンゴム２０〜８０重量％、ならびに１，２−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％を含み、該ゴム成分１００重量部に対して、シリカ１０〜３０重量部、さらに該シリカの４〜１２重量％のシランカップリング剤を含有することを特徴とする請求項１または２記載のサイドウォール補強層用ゴム組成物。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の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。