JP2009299066A - サイドウォール部補強用ゴム組成物およびランフラットタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】耐熱性が改良されたサイドウォール部補強用ゴム組成物及び耐久性が改良されたランフラットタイヤを提供する。
【解決手段】動的貯蔵弾性率の１７０℃から２００℃までの落ち幅が３．０ＭＰａ以下であるサイドウォール部補強用ゴム組成物である。また、サイドウォール部が補強層によって補強されているランフラットタイヤにおいて、ゴム補強層にこのゴム組成物を用いたランフラットタイヤである。
【選択図】なし

Description

本発明は、サイドウォール部補強用ゴム組成物及びランフラットタイヤに関し、さらに詳しくは、耐熱性が改良されたサイドウォール部補強用ゴム組成物及び、該ゴム組成物を用いたランフラットタイヤに関する。

従来より、サイドウォール部の剛性を上げるためにゴム組成物単体或いは、ゴム組成物と繊維などの複合体による補強層が配設されている。しかし、これらに用いられるゴム組成物には、とくに、タイヤのパンクなどにより内圧が下がった状態で走行する、いわゆる、ランフラット走行時のように、温度が２００℃以上にもなると、加硫などによって得られた架橋部、または、ゴム成分をなしているポリマー自体が切断されてしまう傾向がある。これにより、弾性率が低下するためタイヤのたわみが増加し発熱が進み、あるいは、ゴムの破壊限界が低下し、その結果、タイヤは、比較的早期に故障に至ってしまう。

故障に至るのをできるだけ遅くする手段の一つとして、配合を変えることにより用いるゴム組成物の弾性率をできるだけ大きく、あるいは、そのｔａｎδをできるだけ小さく設定し、ゴム組成物自体の発熱を抑制する方法があるが、配合面からのアプローチには限界が有り、一定以上の耐久距離を確保するためには、ゴム補強層及びビードフィラーを増量するしかなく、通常走行時において乗り心地性の悪化、騒音レベルの悪化、重量の増加を招いているのが現状であった。

そこで、本発明の目的は、耐熱性が改良されたサイドウォール部補強用ゴム組成物および耐久性が改良されたランフラットタイヤを提供することにある。

本発明者らは、ゴム組成物の耐熱性を上げるべく、種々の配合薬品について鋭意研究した結果、特定の化合物を配合することにより、ゴム組成物の耐熱性を大幅に向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、以下の構成とする。
（１）動的貯蔵弾性率の１７０℃から２００℃までの変動が３．０ＭＰａ以下であることを特徴とするサイドウォール部補強用ゴム組成物。
（２）サイドウォール部がゴム補強層によって補強されているランフラットタイヤにおいて、前記ゴム補強層に（１）のサイドウォール部補強用ゴム組成物を用いたことを特徴とするランフラットタイヤ。

ゴム組成物の動的貯蔵弾性率の１７０℃〜２００℃における変動を３．０ＭＰａ以内に抑えることにより、ゴム組成物の物性の温度依存性を小さくすることができ、さらに、このゴム組成物を空気入りタイヤの特にはサイドウォール部のゴム補強層に用いることにより、タイヤの耐久性を大幅に改善することができる。

本発明のサイドウォール部補強用ゴム組成物（以下、「ゴム組成物」と略記する）は、動的貯蔵弾性率の１７０℃から２００℃までの温度範囲における変動が３．０ＭＰａ以下でなければならない。この変動が３．０ＭＰａを超えると、ゴム組成物の弾性率の温度依存性が高くなり、高温での物性の低下を免れない。

本発明では、劣化防止剤として、ゴム組成物に１分子中にエステル基を２個以上有する化合物を配合することが好ましい。

１分子中にエステル基を２個以上有する化合物としては、特に制限はないが、アクリレートまたはメタクリレート、特には、多価のアルコールとアクリル酸またはメタクリル酸との多価エステルであることが好ましい。

多価アルコールとしては、メチレングリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、等のアルキレングリコール及びその多量体、さらには、これらのメチロール置換体、エリスリトール等のケトロース類、ポリアルコキシフェニルプロパンなどのポリアルキレンオキサイド基を含有する化合物、アルコール性水酸基を２つ以上有するポリエステル類または、オリゴエステル類等が挙げられ、その中でも特に好ましいのは、アルキレングリコールのメチロール置換体、及び、その多量体である。

１分子中に２個以上のエステル基を有する化合物の具体例としては、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、１，５−ペンタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレートポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ビス（４−アクリロキシ）ポリエトキシフェニルプロパンオリゴエステルジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、オリゴエステルポリアクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ジ（テトラメチロールメタン）ペンタメタクリレート、ジ（テトラメチロールメタン）トリメタクリレート等が挙げられるが、その中でも特に好ましいのは、ジ（テトラメチロールメタン）ペンタメタクリレート、ジ（テトラメチロールメタン）トリメタクリレート、及び、トリメチロールプロパントリメタクリレートである。これらの化合物は、単独で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。

これら、１分子中にエステル基を２個以上有する化合物の配合量は、０．５〜２０重量部であることが好ましく、さらに好ましくは、１．０〜１５重量部である。０．５重量部未満では、本発明の効果が十分に得られず、２０重量部を超えて配合しても、配合量に見合った効果は得られない。

本発明で好適に用いる劣化抑止剤は、１７０℃未満では、加硫に対して実質的に不活性であり、従って、加硫温度（通常１６０℃前後）においては架橋に関与せず弾性率は設計目標以上に増加しない。一方、ゴム組成物の温度が１７０℃以上になると、ゴムの劣化が始まり、架橋点やポリマー鎖の切断が起こり始めるが、一方で、該劣化抑止剤によるポリマーの再架橋も進むため、弾性率の低下が抑えられ、その結果、高温下でも発熱が抑制される。

本発明で用いられるゴム成分としては、とくに制限はなく、通常用いられるものを適宜選択することができ、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、合成ポリイソプレン（ＩＲ）、ポリブタジエン（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）等が挙げられる。これらは単独で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。

本発明のゴム組成物には、上記の他、通常、ゴム業界で用いられる架橋剤、架橋促進剤、老化防止剤、軟化剤、補強性充填材、無機充填材等の配合剤を適宜配合することができる。また、本発明のゴム組成物は、さらに、いろいろな材質の粒子、繊維、布等との複合体としてもよい。

本発明のランフラットタイヤは、そのサイドウォール部に配設するゴム補強層に上記のゴム組成物を含むことが必要である。

タイヤ走行時、特に、ランフラット走行時には、荷重によるタイヤの変形は大変大きくなり、特にサイドウォール部における、変形による発熱が大きく、サイドウォール部の故障が大きな問題となっている。

前述のように、本発明のゴム組成物は、低温であれば、設計目標どおりの弾性率を維持することができるので、通常走行時において、弾性率の増加による乗心地性、騒音レベルの悪化は実質的に起こらない。一方、タイヤのパンクなどによる大きな変形のため、ゴム組成物の温度が１７０℃以上になっても弾性率の低下が抑えられるため、高温下での発熱が抑制され、タイヤの耐久性を向上することができる。

従って、このような化合物を、タイヤのサイドウォール部のゴム補強層のゴム組成物に配合することにより、特にタイヤサイドウォール部の耐久性を向上させることができ、結果として、例えば、ランフラット走行距離が大幅に伸びることとなる。

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の主旨を越えないかぎり、本実施例に限定されることはない。また、実施例中の部及び％は、特に断らないかぎり、重量基準である。各種の測定は、下記の方法によった。

（１）ゴム組成物の粘弾性は、１６０℃で１２分加硫した、厚さ２ｍｍのスラブシートより切り出した幅５ｍｍ、長さ２０ｍｍの試料の動的貯蔵弾性率（Ｅ’）及び損失正接（ｔａｎδ）を、東洋精機（株）製スペクトロメータを使用して、初期荷重１６０ｇ、動的歪１％、周波数５２Ｈｚの測定条件で、２０℃〜２５０℃の温度範囲で、３℃／秒の昇温速度にて測定した。ｔａｎδが大きいと、ゴム組成物の発熱が大きい。

タイヤランフラット耐久性内圧３．０ｋｇ／ｃｍ^２でリム組みし、３８℃の室温中に２４時間放置後、バルブのコアを抜き内圧を０ｋｇ／ｃｍ^２にして、荷重５７０ｋｇ、速度８９ｋｍ／ｈｒｓ、室温３８℃の条件でドラム走行テストを行った。この時の故障発生までの走行距離をランフラット耐久性とし、コントロールを１００とした指数で表わした。指数が大きいほど、ランフラット耐久性は良好である。

表１の基本配合に従い、表２の化合物を配合してゴム組成物を調製し、初期及び、熱老化後の動的貯蔵弾性率Ｅ’及びｔａｎδを測定した。結果を表２に示す。

劣化抑止剤
１：トリメチロールプロパントリメタクリレート
２：日本化薬株式会社製 ＫＡＲＡＹＡＤ Ｄ３１０
３：日本化薬株式会社製 ＫＡＹＡＲＡＤ Ｄ３３０
４：日本化薬株式会社製 ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ

表２から判るように、劣化抑止剤を配合した本発明のゴム組成物は、動的貯蔵弾性率の１７０℃〜２００℃における温度依存性が少ない。

さらに、各ゴム組成物をゴム補強層のゴム組成物に用いてサイズ２２５／６０Ｒ１６の乗用車用ラジアルタイヤを常法によって製造し、耐久性試験を行った。結果を表３に示す。

表３から判るように、本発明のゴム組成物を空気入りタイヤのサイドウォール部のゴム補強層に用いることにより、ランフラット耐久性を向上できることが判る。

次に、各ゴム組成物をゴム補強層だけでなく、ビードフィラーゴムにも用いて、タイヤサイズ２２５／ ６０Ｒ１６の乗用車用ラジアルタイヤを定法によって製造し、耐久性試験を行った。結果を表４に示す。

表４から判るように、ビードフィラーにも本発明のゴム組成物を用いることにより、それぞれのゴム組成物の種類によらず、ランフラット耐久性がさらに向上することが判る。

Claims (2)

1. 動的貯蔵弾性率の１７０℃から２００℃までの変動が３．０ＭＰａ以下であることを特徴とするサイドウォール部補強用ゴム組成物。
2. サイドウォール部がゴム補強層によって補強されているランフラットタイヤにおいて、前記ゴム補強層に請求項１記載のサイドウォール部補強用ゴム組成物を用いたことを特徴とするランフラットタイヤ。