JP2008214458A

JP2008214458A - 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およびそれを用いたランフラットタイヤ

Info

Publication number: JP2008214458A
Application number: JP2007052681A
Authority: JP
Inventors: Toru Iizuka; 融飯塚
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2007-03-02
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2008-09-18

Abstract

【課題】ランフラットタイヤ軽量化を目的に、サイドウォール補強層用ゴム組成物にレゾルシン、レゾルシン縮合物および変性レゾルシン縮合物よりなる群から選ばれる１種以上の化合物およびメチレンドナーを含有させたランフラットタイヤ。
【解決手段】
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、レゾルシン、レゾルシン縮合物および変性レゾルシン縮合物よりなる群から選ばれる１種以上の化合物を０．５〜５重量部、メチレンドナー０．２５〜１０重量部、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、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）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。このタイヤの剛性を上げるために、サイドウォール補強層用ゴム組成物のモジュラスをより高くしたり、サイドウォール補強層のゴム量を増加する（ゲージアップ）必要がある。

サイドウォール補強層用ゴム組成物に高補強性のカーボンブラックを使用したり、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あがり、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。

一方、サイドウォール補強層のゴム量を増加することも、タイヤの発熱性を高め、かつ、タイヤ重量を増加させてしまうので好ましくない。

サイドウォール補強層用ゴム組成物を高補強性にすることにより、ランフラット走行性能、例えば、タイヤパンク時の走行距離の向上などが期待できるが、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能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、タイヤのサイドウォール補強層に使用するゴム量を減らしてもランフラット性能が維持できるほどのタイヤ剛性を得ることはできないものであった。

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サイドウォール補強層用ゴム組成物の剛性を向上させ、従来のランフラットタイヤのサイドウォール補強層よりもゴム量を小さくしても、タイヤ剛性を維持することができる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、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、レゾルシン、レゾルシン縮合物および変性レゾルシン縮合物よりなる群から選ばれる１種以上の化合物０．５〜５重量部、メチレンドナー０．２５〜１０重量部、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。

前記ゴム組成物のレゾルシン、レゾルシン縮合物および変性レゾルシン縮合物よりなる群から選ばれる１種以上の化合物に対するメチレンドナーの配合重量比率が０．５〜２であることが好ましい。

また、本発明は前記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、サイドウォール補強層用ゴム組成物にレゾルシン、レゾルシン縮合物および変性レゾルシン縮合物よりなる群から選ばれる１種以上の化合物（以下、「特定のレゾルシン化合物」ということもある）とメチレンドナーを含有させることにより、補強充填剤の種類や量を変えることなくサイドウォール補強層用ゴム組成物の剛性が上がり、従来のランフラットタイヤのサイドウォール補強層に用いるゴムよりもゴム量を小さくしても、タイヤ剛性を維持でき、優れたランフラット走行性能を示す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ができる。

本発明の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は、ゴム成分、特定のレゾルシン化合物、メチレンドナー、シリカ、シランカップリング剤を含有する。

前記ゴム成分は、加工性が良好な点から、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。また、ゴム成分は、耐屈曲亀裂性が良好な点から、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムを８０重量％以下含有し、５０重量％以下含有することが好ましく、４０重量％以下含有することがより好ましい。

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。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、ランフラット走行性能が良好な点から、ゴム成分中に２０重量％以上であり、３０重量％以上であることが好ましく、４０重量％以上であることがより好ましい。また、前記ブタジエンゴムの含有量は、良好な加工性を維持する点から、ゴム成分中に８０重量％以下であり、７０重量％以下であることが好ましい。

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。

レゾルシン縮合物としては、例えば、つぎの化学式で表される化合物などがあげられる。

（式中、ｎは整数であり、好ましくはｎは１〜３の整数）
変性レゾルシン縮合物とは、例えば、つぎの化学式で表される化合物：

（式中のｎは整数であり、好ましくはｎは１〜３の整数。また、式中において、Ｒは炭素数が１〜３のアルキル基）、
レゾルシン−アルキルフェノール−ホルマリン共重合体（住友化学（株）製のスミカノール６２０など）、レゾルシン−ホルムアルデヒド縮合物（インドスペック社製のペナコライト樹脂Ｂ−１８−Ｓ、Ｂ−２０など）などがあげられる。なかでも、ゴムとの相溶性が向上し、吸湿性が改善するという点から、レゾルシン−アルキルフェノール−ホルマリン共重合体が好ましい。

前記特定のレゾルシン化合物の含有量は、充分な耐熱性効果が得られるという点から、ゴム成分１００重量部に対して０．５重量部以上であり、０．８重量部以上であることがより好ましい。また、特定のレゾルシン化合物の含有量は、混練加工性が良好である点から５重量部以下であり、３重量部以下であることが好ましい。

前記メチレンドナーとしては、例えば、ヘキサメチレンテトラミン、メチロールメラミン樹脂、ヘキサメトキシメチロールメラミン、約６５重量％のメチロールメラミン樹脂と約３５重量％のシリカおよびオイルとの混合物、などがあげられる。なかでも、未加硫時の加工性がよいという点から約６５重量％のメチロールメラミン樹脂と約３５重量％のシリカおよびオイルとの混合物が好ましい。

前記メチレンドナーの含有量は、充分な剛性が得られるという点から、ゴム成分１００重量部に対して、０．２５重量部以上であり、０．５重量部以上であることが好ましい。また、メチレンドナーの含有量は、加工性およびコストの面で優れるという点から、ゴム成分１００重量部に対して、１０重量部以下であり、５重量部以下であることが好ましい。メチレンドナーの含有量が１０重量部をこえると、加工性が悪化し、コストが上がる傾向がある。

特定のレゾルシン化合物に対するメチレンドナーの配合重量比率は、充分なモジュラスを得て、剛性を維持するという点から、特定のレゾルシン化合物が１に対して、０．５以上であることが好ましく、０．６２５以上であることがより好ましい。また、特定のレゾルシン化合物に対するメチレンドナーの配合重量比率は、コスト面および混練加工性が良好であることから、特定のレゾルシン化合物１に対して、２以下であることが好ましく、１．６７以下であることがより好ましい。

また、本発明ではランフラット走行性能をさらに向上させるために、シリカを配合する。シリカの含有量は、ゴム成分１００重量部に対し、１０重量部以上であるとランフラット走行性能が良好であり、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で混練り加工性を良好に維持することができ、２５重量部以下であることが好ましい。

シリカとしては、チッ素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が５０ｍ²／ｇ以上のものが補強性を向上させる点から好ましく、１００ｍ²／ｇ以上のものがより好ましい。また、シリカは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おいて、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。前記シランカップリング剤としては、例えば、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、シリカの分散性を高め、良好な加工性を維持する点から、前記シリカの含有量に対して４重量％以上であり、５重量％以上であることが好ましい。また、シランカップリング剤の含有量は、コストの面から、前記シリカに対して１２重量％以下であり、１０重量％以下であることが好ましい。

本発明の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は、前記ゴム成分、特定のレゾルシン化合物、メチレンドナー、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、亜鉛華などを含有させることができる。

本発明の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、特定のレゾルシン化合物、メチレンドナー、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含有させた本発明の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を、未加硫の段階でランフラット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、他のランフラット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、サイドウォール補強層用ゴム組成物の剛性をあげることができ、従来のランフラットタイヤのサイドウォール補強層よりもゴム量を減らしても、ランフラット走行性能を維持させることが可能になり、ランフラット走行性能を維持および向上しながら、ランフラットタイヤの軽量化をすることができた。

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（国際品質包装規格）
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（商品名）（シンジオタクチック結晶含量１２重量％）
ブタジエンゴム（ＢＲ）：日本ゼオン（株）製のＮｉｐｏｌＢＲ１２２０（商品名）
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（商品名）
シリカ：デグッサ社製のウルトラジルＶＮ３（商品名）（Ｎ₂ＳＡ：２１０ｍ²／ｇ）
シランカップリング剤：デグッサ社製のＳｉ６９（商品名）（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）
変性レゾルシン縮合物：住友化学（株）製のスミカノール６２０（商品名）（レゾルシン−アルキルフェノール−ホルマリン共重合体）
メチレンドナー１：住友化学（株）製のスミカノール５０７Ａ（商品名）（約６５重量％のメチロールメラミン樹脂と約３５重量％のシリカおよびオイルとの混合物）
老化防止剤：フレキシス社製のサントフレックス１３（商品名）（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（商品名）
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（商品名）（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１〜２および比較例１〜３
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１〜２および比較例１〜３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。

次いで、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１〜２および比較例１〜３のランフラットタイヤ（タイヤサイズ：２２５／６０ＺＲ１６）を製造した。

（サイドウォール補強層用ゴム層の重量）
２２５／６０ＺＲ１６サイズのタイヤ１本あたりに用いたサイドウォール補強層用ゴム層の重量を比較例１を１００とした場合の指数で表示した。数字が小さいほど用いたゴムの量が少なく、軽量化していることになる。

（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。タイヤの空気圧を内圧０ｋＰａ（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能が良好である。

Claims

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、レゾルシン、レゾルシン縮合物および変性レゾルシン縮合物よりなる群から選ばれる１種以上の化合物を０．５〜５重量部、メチレンドナー０．２５〜１０重量部、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。
レゾルシン、レゾルシン縮合物および変性レゾルシン縮合物からなる群より選ばれる１種以上の化合物に対するメチレンドナーの配合重量比率が０．５〜２である請求項１記載の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。
請求項１または２記載の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。