JP2008303293A - ブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物およびそれを用いたブレーカー／プライ間ストリップ層を有するタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】加工性、破断強度および破断時伸びを向上させることができるブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物ならびにそれを用いたブレーカー／プライ間ストリップ層を有するタイヤを提供する。
【解決手段】蛋白質の指標としての総チッ素含有率が０．３重量％以下である脱蛋白天然ゴムを１０〜９０重量％、天然ゴムを１０〜９０重量％含むゴム成分を含有するブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物、およびそれを用いたブレーカー／プライ間ストリップ層を有するタイヤ。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物およびそれを用いたブレーカー／プライ間ストリップ層を有するタイヤに関する。

一般に、ブレーカークッションに使用されるゴム組成物において、ゴム成分としては天然ゴムが使用されているが、このなかには蛋白質や脂質などの非ゴム成分が５〜１０重量％ほど存在している。これらの非ゴム成分、とくに蛋白質は分子鎖の絡み合いの原因となると言われており、ゲル化を引きおこす要因となり、ゲル化がおこるとゴムの粘度が上昇し、加工性が悪化するという欠点がある。一般的に、天然ゴムの加工性を改良するために、練りロール機や密閉式混合機で素練りし、分子量を下げるという方法が用いられているが、このような素練りは分子主鎖をランダムに切断してしまうため、燃費特性の悪化を引きおこす。

そこでゲル化の要因の一つとしてあげられている蛋白質を除去する方法が知られており、得られた脱蛋白天然ゴムをタイヤのコンポーネント用のゴムとして使用することが提案されている（特許文献１参照）。

特許第３２９４９０１号公報

本発明は、加工性、破断強度および破断時伸びを向上させることができるブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物ならびにそれを用いたブレーカー／プライ間ストリップ層を有するタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、蛋白質の指標としての総チッ素含有率が０．３重量％以下である脱蛋白天然ゴムを１０〜９０重量％、天然ゴムを１０〜９０重量％含むゴム成分を含有するブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物に関する。

前記脱蛋白天然ゴムの総チッ素含有率は、０．１重量％以下であることが好ましい。

前記ゴム成分中の脱蛋白天然ゴムの含有率が５０〜９０重量％であり、天然ゴムの含有率が１０〜５０重量％であることが好ましい。

前記ブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対して、酸化亜鉛を４〜２０重量部含有することが好ましい。

前記ブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対して、硫黄を３〜１０重量部含有することが好ましい。

前記ブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対して、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドを０．５〜５重量部含有することが好ましい。

また、本発明は、前記ブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物を用いたブレーカー／プライ間ストリップ層を有するタイヤに関する。

本発明によれば、特定の脱蛋白天然ゴムを特定量含むことで、加工性、破断強度および破断時伸びを向上させることができるブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物ならびにそれを用いたブレーカー／プライ間ストリップ層を有するタイヤを提供することができる。

本発明のブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物は、特定の脱蛋白天然ゴム（以下、ＤＰＮＲということもある）を含むゴム成分を含有する。

本発明では、天然ゴム（ＮＲ）中に５〜１０重量％程度含まれ、ゲル化を引きおこす蛋白質を除去し、蛋白質の指標としての総チッ素含有率を０．３重量％以下にしたＤＰＮＲをゴム成分の一部として配合することで、加工性、破断強度、破断時伸び、耐セパレーション性能を改善している。なお、ＮＲを脱蛋白する処理としては、特開平６−３２９８３８号公報、特開２００５−４７９９３号公報などに記載されている従来から公知の方法を採用することができる。また、脱蛋白するＮＲとしては、ＲＳＳ＃３やＴＳＲ２０など、従来から使用されるグレードのものを使用することができる。

本発明では、脱蛋白天然ゴムの蛋白質含有量の指標として総チッ素含有率を用いている。脱蛋白天然ゴムの総チッ素含有率は０．３重量％以下、好ましくは０．１重量％以下、より好ましくは０．０５重量％以下である。総チッ素含有率が０．３重量％をこえると、ゲル化を引き起こす要因となり、転がり抵抗が悪化する。なお、脱蛋白天然ゴムの総チッ素含有率の下限値は低い方が好ましく、できればチッ素を含有しないことが望ましいが、製法などの制限から、下限は通常０．０１重量％である。

ＤＰＮＲの重量平均分子量は、生ゴム強度が高く、耐亀裂成長性能に優れる点から、１４０万以上が好ましく、１５０万以上がより好ましい。なお、ＤＰＮＲの重量平均分子量の上限値はとくに制限はないが、加工性に優れる点から、通常２５０万以下が好ましい。

また、ＤＰＮＲはゲル分が減少したＮＲであり、トルエン不溶分として測定されるＤＰＮＲのゲル含有率は、未加硫ゴムの粘度の上昇を抑制でき、加工性に優れる点から、１０重量％以下が好ましい。なお、ＤＰＮＲのゲル含有率は低い方が好ましく、できればゲル分を含有しないことが望ましいが、製法などの制限から、下限は通常０．０１重量％である。

ゴム成分中のＤＰＮＲの含有率は１０重量％以上、好ましくは５０重量％以上である。ＤＰＮＲの含有率が１０重量％未満では、ＤＰＮＲを配合することによる転がり抵抗性能の改善効果が充分に得られない。また、ゴム成分中のＤＰＮＲの含有率は、９０重量％以下、好ましくは８０重量％以下である。ＤＰＮＲの含有率が９０重量％をこえると、コストが高くなる。

ゴム成分としては、ＤＰＮＲ以外にも、たとえば、ＮＲ、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、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）などがあげられるが、相溶性に優れる点から、ＮＲをＤＰＮＲと併用する。

ＮＲとしては、ＤＰＮＲに使用するＮＲと同様に、ＲＳＳ＃３やＴＳＲ２０など、従来から使用されるグレードのものを使用することができる。なお、ここでＮＲは脱蛋白処理を施していない総チッ素含有率が２〜２０重量％程度のものをいう。

ゴム成分中のＮＲの含有率は、１０重量％以上、好ましくは２０重量％以上である。ＮＲの含有率が１０重量％未満では、加工性が悪化する。また、ゴム成分中のＮＲの含有率は９０重量％以下、好ましくは５０重量％以下である。ＮＲの含有率が９０重量％をこえると、転がり抵抗性能が悪化する。

本発明のブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物には、さらに、酸化亜鉛を含むことが好ましい。

酸化亜鉛としては、とくに制限はなく、従来からゴム工業で使用される三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号、亜鉛華２号などを使用することができる。

酸化亜鉛の配合量は、耐劣化性に優れる点から、ゴム成分１００重量部に対して４〜２０重量部が好ましく、５〜１５重量部がより好ましい。

本発明のブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物には、さらに、硫黄を含むことが好ましい。

硫黄としては、とくに制限はなく、従来からゴム工業で使用される鶴見化学工業（株）製の硫黄などを使用することができる。

硫黄の配合量は、耐亀裂成長性能に優れる点から、ゴム成分１００重量部に対して３〜１０重量部が好ましく、４〜８重量部がより好ましい。

本発明のブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物には、さらに、加硫促進剤として、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドを含むことが好ましい。

加硫促進剤としては、他にも、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、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、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルグアニジンなどもあげられるが、スチールコードとの接着性に優れる点から、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドが好ましい。

Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドの配合量は、スチールコードとの接着性に優れる点から、ゴム成分１００重量部に対して０．５〜５重量部が好ましく、０．８〜４重量部がより好ましい。

本発明のブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物は、前記ゴム成分、酸化亜鉛、硫黄およびＮ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド以外にも、従来からタイヤ工業において使用される配合剤、たとえば、カーボンブラック、老化防止剤、ステアリン酸などを適宜配合することができる。

本発明のブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物は、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前記ゴム成分、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／プライ間ストリップ層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／プライ間ストリップ層用ゴム組成物は、耐セパレーション性能を改善できるという理由から、タイヤ部材のなかでもブレーカー／プライ間ストリップ層として使用するものである。

図１は、本発明のブレーカー／プライ間ストリップ用ゴム組成物を用いたブレーカー／プライ間ストリップ層を有する構造を示すタイヤの部分断面図である。ここで、ブレーカー／プライ間ストリップ層６とは、ブレーカー／プライ間ストリップ層を有するタイヤの部分断面図である図１に示すように、トレッド１、サイドウォール２と、トレッド１とサイドウォール２の内側に配設されるカーカス（プライ）３、トレッド１の内側でカーカス（プライ）３の外側に配されるブレーカー４、カーカス（プライ）３の内側に配設されるインナーライナー５を有するタイヤにおいて、カーカス（プライ）３の外側でブレーカー４の内側に配設されるゴム層のことであり、ブレーカーやカーカス（プライ）の厚さを大きくすることなく耐セパレーション性能を向上させることができる。

本発明のタイヤは、本発明のブレーカー／プライ間ストリップ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ブレーカー／プライ間ストリップ層の形状にあわせて押出し加工し、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し、乗用車用などの通常タイヤや、トラック・バス用などの重荷重タイヤを製造する。

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市販薬品について説明する。
天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ＃３
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Ｎ１１０（Ｎ₂ＳＡ：１４３ｍ²／ｇ、ＤＢＰ：１１３ｍｌ／１００ｇ）
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック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）
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
硫黄：鶴見化学工業（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ＤＺ（Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）

調製例１：脱蛋白天然ゴム（１）（ＤＰＮＲ（１））の調製
マレーシアのソフテック社製の高アンモニアタイプの天然ゴムラテックス（固形分６０．２％）１５０ｍｌをゴム固形分が１０％になるように２Ｌの蒸留水で希釈し、０．１２％のナフテン酸ソーダで安定化させ、リン酸二水素ナトリウムを添加してｐＨを９．２に調整した。ついで、脱蛋白酵素アルカラーゼ（ノボノディスクバイオインダストリー（株）製）７．８ｇを１００ｍｌの蒸留水に分散させて、前記希釈した天然ゴムラテックスに加えた。ラテックスのｐＨを再度９．２に調整した後、３７℃で２４時間維持して脱蛋白処理を行なった。脱蛋白処理を完了したラテックスに対して、陰イオン性界面活性剤ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム（花王（株）製のＫＰ４４０１）を１重量％の割合で添加し、１００００ｒｐｍで３０分間遠心分離を行なった。遠心分離後、上層に分離したクリーム状のゴム分を取り出し、さらに水で希釈することにより、ゴム固形分６０％の脱蛋白処理された天然ゴムラテックスを得た。

脱蛋白処理された天然ゴムラテックスをガラス板上にキャストし、室温で乾燥させた後、減圧下で乾燥させてポリマーを得た。

得られたポリマーと市販の高アンモニア天然ゴムラテックス（野村貿易（株）製のＨｙｔｅｘ）をガラス板上に流延し、室温で乾燥させた後、減圧下で乾燥させた。乾燥後、アセトンと２−ブタノンの混合溶媒（３：１）で抽出し、ホモポリマーなどの不純物を除去し、脱蛋白天然ゴム（１）（ＤＰＮＲ（１））を得た。

調製例２：脱蛋白天然ゴム（２）（ＤＰＮＲ（２））の調製
脱蛋白酵素アルカラーゼを２．０ｇ加えたこと以外は調製例１と同様に、脱蛋白天然ゴム（２）（ＤＰＮＲ（２））を得た。

調製例３：脱蛋白天然ゴム（３）（ＤＰＮＲ（３））の調製
脱蛋白酵素アルカラーゼを０．１ｇ加えたこと以外は調製例１と同様に、脱蛋白天然ゴム（３）（ＤＰＮＲ（３））を得た。

（チッ素含有率）
ケルダール試験法によりチッ素含有率を測定した。

ＮＲおよびＤＰＮＲ（１）〜（３）についての分析の結果を表１に示す。

実施例１〜３および比較例１〜４
（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を除く各種材料を１５０℃排出で５分間混練りして混練り物を得た。その後、オープンロール上で、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を加えて８０℃の条件下で５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１５０℃の条件下で３５分間プレス加硫することで、実施例１〜３および比較例１〜４のブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物を得た。なお、以下の特性評価において、実施例１〜２および比較例１〜２では比較例１を、実施例３および比較例３〜４では比較例３を、それぞれ基準配合とした。

（ムーニー粘度）
ＪＩＳ Ｋ ６３００「未加硫ゴムの試験方法」に準じて、（株）島津製作所製のムーニー粘度試験機を用い、１分間の予熱によって熱せられた１３０℃の温度条件にて、小ローターを回転させ、４分間経過した時点での未加硫ゴム組成物のムーニー粘度を測定した。そして、基準配合のムーニー粘度指数を１００とし、以下の計算式により、各配合のムーニー粘度を指数表示した。なお、ムーニー粘度指数の値が大きいほど加工しやすく、加工性が優れていることを示す。
（ムーニー粘度指数）＝（基準配合のムーニー粘度）
÷（各配合のムーニー粘度）×１００

（引張試験）
前記加硫ゴム組成物から、３号ダンベル型試験片を作製し、ＪＩＳ Ｋ ６２５１「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準じて、引張試験を実施し、試験片の破断強度（ＴＢ）および破断時伸び（ＥＢ）をそれぞれ測定した。そして、基準配合のＴＢ指数およびＥＢ指数を１００とし、以下の計算式により、各配合のＴＢ、ＥＢを指数表示した。なお、ＴＢ指数、ＥＢ指数ともに、大きいほど好ましい。
（ＴＢ指数）＝（各配合のＴＢ）÷（基準配合のＴＢ）×１００
（ＥＢ指数）＝（各配合のＴＢ）÷（基準配合のＴＢ）×１００

（耐セパレーション再現ドラム試験）
前記未加硫ゴム組成物をタイヤのブレーカー／プライ間ストリップ層の形状に成型し、他のタイヤ部材と貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、１５０℃の条件下で３５分間プレス加硫し、実施例１〜３および比較例１〜４のタイヤ（サイズ：１１Ｒ２２．５）を製造した。

前記タイヤをＪＩＳ規格の最大荷重（最大空気圧条件）に対して１４０％である荷重オーバーロード条件で、タイヤを速度８０ｋｍ／ｈでドラム走行させたときのトレッド部の膨れなどの異常が発生するまでの走行距離を測定し、基準配合の耐セパレーション性能指数を１００とし、以下の計算式により、各配合の走行距離を指数表示した。なお、耐セパレーション性能指数が大きいほど、耐セパレーション性能に優れることを示す。
（耐セパレーション性能指数）＝（各配合の走行距離）
÷（基準配合の走行距離）×１００

上記評価結果を表２〜３に示す。

本発明のブレーカー／プライ間ストリップ用ゴム組成物を用いたブレーカー／プライ間ストリップ層を有する構造を示すタイヤの部分断面図である。

符号の説明

１ トレッド
２ サイドウォール
３ カーカス（プライ）
４ ブレーカー
５ インナーライナー
６ ブレーカー／プライ間ストリップ層

Claims (7)

1. 蛋白質の指標としての総チッ素含有率が０．３重量％以下である脱蛋白天然ゴムを１０〜９０重量％、天然ゴムを１０〜９０重量％含むゴム成分を含有するブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物。
2. 脱蛋白天然ゴムの総チッ素含有率が０．１重量％以下である請求項１記載のブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物。
3. ゴム成分中の脱蛋白天然ゴムの含有率が５０〜９０重量％であり、天然ゴムの含有率が１０〜５０重量％である請求項１または２記載のブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物。
4. ゴム成分１００重量部に対して、
   酸化亜鉛を４〜２０重量部含有する請求項１〜３のいずれかに記載のブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物。
5. ゴム成分１００重量部に対して、
   硫黄を３〜１０重量部含有する請求項１〜４のいずれかに記載のブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物。
6. ゴム成分１００重量部に対して、
   Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドを０．５〜５重量部含有する請求項１〜５のいずれかに記載のブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のブレーカー／プライ間ストリップ層用ゴム組成物を用いたブレーカー／プライ間ストリップ層を有するタイヤ。

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