JP2009001672A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】キャップゴムとベースゴムよりなるトレッド部を有する乗用車用タイヤであって、前記ベースゴムは、ジエン系ゴム成分100質量部に対して、キチン繊維および/またはキトサン繊維を5〜80質量部配合したゴム組成物であり、前記キチン繊維および/またはキトサン繊維の繊維径Dが100nm以下であり、繊維径Dと繊維長さLの比で表されるアスペクト比(L/D)が5以上である。
【選択図】図1
Description
本発明においてジエン系ゴムは、天然ゴム、ブタジエンゴム、エポキシ化天然ゴム、脱蛋白天然ゴム、合成イソプレンゴム(IR)、低シスーポリブタジエンゴム(L−BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、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)、ブチルゴム(IIR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)などがあげられ、これらのゴムは単独で用いても、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。
キチンはエビ、かになどの昆虫、貝、キノコなどに含まれる天然素材である。キチンは工業的にはエビ、カニの甲羅から分離される。その分子構造はN−アセチル−D−グルコサミンが鎖状に長くつながったアミノ多糖である。
本発明において、シリカを配合することができ、その配合量はジエン系ゴム成分の100質量部に対して5質量部以上で150質量部以下で配合される。シリカの配合量が5質量部未満の場合、補強効果は十分でない。150質量部を超える場合、加工性および転がり抵抗が悪化する傾向にある。シリカは好ましくは、ゴム成分の100質量部に対して10質量部以上で120質量部以下で配合される。
本発明は前述の配合剤で構成されたゴム組成物を乗用車用タイヤのベースゴムに用いるものである。ベースゴムのJIS−A硬度は、55〜70の範囲に調整されることが好ましい。JIS−A硬度を55以上とすることで、トレッドゴムの耐久性が向上し、70以下に設定することで、トレッドゴムの操縦安定性を高めるための適度の硬度となる。
本発明は前記ベースゴムをトレッド部に用いた空気入りタイヤある。前記各種配合薬品を配合したゴム組成物を未加硫の段階でタイヤの所定のベースゴムの形状に合わせて押し出し加工し、キャップゴムに貼り合わせる。これをせタイヤ成型機上にて通常の方法にて成形して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タイヤを得る。
3gのキチン(アルドリッチ社製)を3Nの塩酸50gを加え、アスピレーターによる減圧下、室温で3時間放置して塩酸を浸透させる。そして105℃で6時間反応させる。この溶液を透析用のセルロースチューブに移し、脱イオン水で2日間透析する。ほとんどの水を減圧下で除去し、凍結乾燥することにより、白色針状結晶のキチンウイスカーを得た。キチンウイスカーの繊維径Dは40nmであり、アスペクト比(L/D)は5である。
3gのキチンウイスカーに濃度40wt%の水酸化ナトリウム水溶液75gを加え、アスピレーターによる減圧下、室温で3時間放置して、アルカリを浸透させる。氷25gを加えて0℃で攪拌し、アルカリキチン水溶液を調整する。この溶液を透析用のセルロースチューブに移し、脱イオン水で2日間透析する。ほとんどの水を減圧下で除去し、凍結乾燥することにより、白色状結晶キトサンウイスカーを得た。キトサンウイスカーの繊維径Dは85nmであり、アスペクト比(L/D)は6である。
CM−CS(カルボキシメチル−キトサン)ウイスカーは、文献;Chen,et al.,Carbohydrate Polymers 2003,53,355-359.の記載に基づき作製した。キトサンウイスカー1gを1NのNaOH水溶液10gに添加し、50℃で1時間放置する。その中にモノクロロ酢酸とイソプロパノールを5gずつ添加する。これを50℃で4時間放置し、70%エタノールにより反応を停止させる。真空乾燥後、CM−キトサンナトリウム塩ウイスカーを得た。CM−キトサンナトリウム塩ウイスカー0.5gにエタノール20gと2NのHClを1g添加した後、エタノールを除去してCM−CSウイスカー0.5gを得た。繊維径Dは80nmであり、アスペクト比(L/D)は6.5である。
CM−HOBt(キトサン−ヒドロキシベンゾトリアゾール)ウイスカーは、文献;Fangkangwanwong,J.et al.,Biopolymers,2003 82(6),580-586.の記載に基づき作製した。
CS−アセテートウイスカーは、0.5gのキトサンウイスカーを10mlの10%希酢酸に溶解し、40〜50mlのメタノールで希釈した。これに2〜3倍モル量の無水酢酸を加え、室温で一晩置いてゲル状にした。生成物を300mlのメタノールに懸濁し、室温で一晩攪拌した。さらに蒸留水に懸濁して凍結乾燥した後、エーテルで洗うことにより単離された。五酸化二リンを用いて乾燥し、CS−アセテートウイスカーが92%の収率で得られた。元素分析、H−NMRで求めた置換度は1.0であった。繊維径Dは80nmであり、アスペクト比(L/D)は6.5である。
DETNH−CS(O−(2−ジメチルアミノ)エチルアミン−キトサン)ウイスカーは、文献;Yoksan,R. et al.,Biomacromolecules 2001,2(3) 1038-1044 の記載に基づき作製した。繊維径Dは70nmであり、アスペクト比(L/D)は5.5である。
Iodo−キトサン(Iodo-chitosan)ウイスカーは文献;Domard,A.,et al.,Int.J.Biol.Macromol.,1986,8,105-107.の記載に基づき作製した。繊維径Dは80nmであり、アスペクト比(L/D)は6.5である。
表1に示す配合に基づき、上述の実施例の方法に準じてゴム組成物を調整した。
前記各未加硫ゴム組成物を所定形状のベースゴムを押し出し、予め成形したキャップゴムと貼り合わせてトレッドゴムを成形した。これを他のタイヤ部材とともに成形し、170℃で10分間プレス加硫し、図1に示す構造でタイヤ(サイズ185/70R14)を製造した。試作タイヤの基本構造は次のとおりである。
コード角度 タイヤ周方向に90度
コード材料 ポリエステル:1670tex/2
ブレーカー
コード角度 タイヤ周方向に24度×24度
コード材料 スチールコード
また、キャップゴムに用いたゴム組成物の配合表は表3に示すとおりである。
(注2)CM−HOBt:キトサン−ヒドロキシベンゾトリアゾールウイスカー。
(注3)CS−Acetate:CS−アセテートウイスカー。
(注4)DETNH−CS:O−(2−ジメチルアミノ)エチルアミン−キトサンウイスカー。
(注5)Iodo−CS:Iodo-キトサンウイスカー。
<硬度(JIS−A)>
上記ゴム組成物の加硫後のベースゴムをJIS−K6301に準じて25℃においてJIS−A硬度を測定した。
上記ゴム組成物の加硫後のベースゴムをナイフでカットし、50mm×4mm×2.5mmの試験片に成形した。作製した試験片を岩本製作所(株)製の粘弾性スペクトロメーター「VES−F−3」を用いて、周波数10Hz、初期歪み10%、動歪み2%で、60℃における複素弾性率(E*)と損失正接(tanδ)を測定した。
上記ゴム組成物の加硫後のベースゴムをJIS−K6251に準じて3号ダンベルを用いて引張試験を行ない、破断強度(TB)、破断伸び(EB)を測定した。
前述の試作タイヤ(185/70R14)について、乗用車に装着し気温25℃で実車走行し、ドライバーのフィーリングでハンドル応答性を評価した。比較例1の評価を6として相対評価をした。数値が大きい程、操縦安定性が優れていることを示す。
本発明の実施例1〜7は、ベースゴムにキチン繊維またはキトサン繊維を配合しているので、ベースゴムの強度および硬度が高くなり、またタイヤの操縦安定性が向上していることが認められる。
Claims (5)
- キャップゴムとベースゴムよりなるトレッド部を有する空気入りタイヤであって、前記ベースゴムは、ジエン系ゴム成分100質量部に対して、キチン繊維および/またはキトサン繊維を5〜80質量部配合したゴム組成物であり、前記キチン繊維および/またはキトサン繊維の繊維径Dが100nm以下であり、繊維径Dと繊維長さLの比で表されるアスペクト比(L/D)が5以上である前記空気入りタイヤ。
- 前記キチン繊維および/またはキトサン繊維の繊維径Dが50nm以下であり、繊維径Dと繊維長さLの比で表されるアスペクト比(L/D)が10以上である請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- ジエン系ゴム成分100質量部に対して、カーボンブラックが5〜65質量部配合されている請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- ベースゴムのJIS−A硬度が55〜70であり、周波数10Hz、初期歪10%、動歪み2%で60℃において測定したtanδの値が0.05〜0.20である請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 25℃における、ベースゴムの体積(Vb)とキャップゴムの体積(Vc)の比(Vc/Vb)は60/40〜90/10の範囲である請求項1に記載の空気入りタイヤ。
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