JP2011068732A

JP2011068732A - 競技用タイヤのサイドウォール用ゴム組成物及び競技用タイヤ

Info

Publication number: JP2011068732A
Application number: JP2009219706A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Miki; 孝之三木
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2011-04-07

Abstract

【課題】操縦安定性を向上できる競技用タイヤのサイドウォール用ゴム組成物、及びそれを用いた競技用タイヤを提供する。
【解決手段】ゴム成分及びカーボンブラックを含有し、上記ゴム成分として、天然ゴム及びイソプレンゴムの少なくとも一方を含み、上記ゴム成分１００質量部に対する上記カーボンブラックの含有量が３０〜１１０質量部である競技用タイヤのサイドウォール用ゴム組成物に関する。
【選択図】なし

Description

本発明は、競技用タイヤのサイドウォール用ゴム組成物、及びそれを用いた競技用タイヤに関する。

従来、サイドウォール用ゴム組成物には、合成ゴムと比較して優れた生ゴム強度（グリーンストレングス）を有し、加工性に優れている点、加硫ゴムとしても機械的強度が高く、低発熱性に優れている点から、天然ゴムが多く使用されている。

空気入りタイヤのサイドウォールは、車の走行時に発熱が生じやすい。高温条件下では、剛性が低下し、操縦安定性が低下するおそれがある。したがって、安全性の面から、操縦安定性を向上できるサイドウォールが要求されており、特に競技用タイヤにおいてその要求が強い。

特許文献１には、カーボンブラックを配合することにより、乗り心地及び転がり抵抗を良好に維持しつつ、操縦安定性が改良されたサイドウォール用ゴム組成物が開示されている。しかしながら、操縦安定性の向上については改善の余地があった。また、特許文献２には、カーボンブラックを配合することにより、高い剛性を保ちつつ、高速走行安定性（操縦安定性）を向上できるカーカス用トッピングゴムが開示されている。しかしながら、サイドウォールへの適用については検討されていなかった。

特開平６−０８７３０６号公報特開平６−１２７２０４号公報

本発明は、前記課題を解決し、操縦安定性を向上できる競技用タイヤのサイドウォール用ゴム組成物、及びそれを用いた競技用タイヤを提供することを目的とする。

本発明は、ゴム成分及びカーボンブラックを含有し、上記ゴム成分として、天然ゴム及びイソプレンゴムの少なくとも一方を含み、上記ゴム成分１００質量部に対する上記カーボンブラックの含有量が３０〜１１０質量部である競技用タイヤのサイドウォール用ゴム組成物に関する。

上記ゴム組成物は、上記ゴム成分として、ブタジエンゴム及びスチレンブタジエンゴムの少なくとも一方を更に含むことが好ましい。

本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製したサイドウォールを有する競技用タイヤに関する。

本発明によれば、特定のゴム成分に所定量のカーボンブラックを配合している競技用タイヤのサイドウォール用ゴム組成物であるので、剛性を高めることができる。このため、該ゴム組成物をサイドウォールに適用した競技用タイヤに対して、優れた操縦安定性を付与することができる。

本発明のゴム組成物は、天然ゴム（ＮＲ）及びイソプレンゴム（ＩＲ）の少なくとも一方を含むゴム成分と、所定量のカーボンブラックとを含む。

本発明のゴム組成物がＮＲ及びＩＲの少なくとも一方を含有することにより、優れたゴム強度及び低発熱性を得ることができる。なお、ＮＲ、ＩＲとしては特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。

ゴム成分１００質量％中のＮＲ及びＩＲの合計含有量は、好ましくは３５質量％以上、より好ましくは４０質量％以上、更に好ましくは４５質量％以上である。３５質量％未満の場合には、ゴム強度が不足する傾向がある。また、ゴム成分１００質量％中のＮＲ及びＩＲの合計含有量は、好ましくは７５質量％以下、より好ましくは７０質量％以下、更に好ましくは６５質量％以下である。７５質量％をこえると、充分な加硫硬度が得られない傾向がある。

ＮＲ及びＩＲ以外で使用できるゴム成分としては、例えば、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、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）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、イソモノオレフィンとパラアルキルスチレンとの共重合体のハロゲン化物などが挙げられる。なかでも、優れた加工性が得られるとともに、入手が容易であるという理由から、ＢＲ及びＳＢＲの少なくとも一方を用いることが好ましく、ＳＢＲを用いることがより好ましい。なお、ＢＲ、ＳＢＲとしては特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。

ＳＢＲのスチレン含有量は、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは３５質量％以上、更に好ましくは４０質量％以上である。ＳＢＲのスチレン含有量が３０質量％未満では、充分な加硫硬度が得られない傾向がある。また、ＳＢＲのスチレン含有量は、好ましくは５５質量％以下、より好ましくは５０質量％以下、更に好ましくは４５質量％以下である。ＳＢＲのスチレン含有量が５５質量％をこえると、加工性が悪化したり、入手が困難になる傾向がある。
なお、スチレン含有量は、Ｈ^１−ＮＭＲ測定により算出される。

ゴム成分１００質量％中のＳＢＲの含有量は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは１５質量％以上、更に好ましくは２０質量％以上である。１０質量％未満の場合には、充分な加硫硬度が得られない傾向がある。また、ゴム成分１００質量％中のＳＢＲの含有量は、好ましくは６５質量％以下、より好ましくは６０質量％以下、更に好ましくは５５質量％以下である。６５質量％をこえると、ゴム強度が低下したり、低発熱性が悪化する傾向がある。

ゴム成分１００質量％中のＢＲの含有量は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは１５質量％以上、更に好ましくは２０質量％以上である。１０質量％未満の場合には、耐屈曲性が低下する傾向がある。また、ゴム成分１００質量％中のＢＲの含有量は、好ましくは６５質量％以下、より好ましくは６０質量％以下、更に好ましくは５５質量％以下である。６５質量％をこえると、充分なゴム強度が得られない傾向がある。

ゴム成分１００質量％中のＢＲ及びＳＢＲの合計含有量は、好ましくは２５質量％以上、より好ましくは３０質量％以上、更に好ましくは３５質量％以上である。２５質量％未満の場合には、充分な加硫硬度が得られなくなったり、耐屈曲性が低下する傾向がある。また、ゴム成分１００質量％中のＢＲ及びＳＢＲの合計含有量は、好ましくは６５質量％以下、より好ましくは６０質量％以下、更に好ましくは５５質量％以下である。６５質量％をこえると、ゴム強度が不足する傾向がある。

ゴム成分１００質量％中のＮＲ、ＩＲ、ＢＲ及びＳＢＲの合計含有量は、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは４０質量％以上、最も好ましくは１００質量％である。該合計含有量が３０質量％未満の場合には、ゴム強度が不足する傾向がある。

本発明のゴム組成物は、カーボンブラックを含有する。使用できるカーボンブラックとしては、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどが挙げられるが、特に限定されない。カーボンブラックを配合することにより、剛性を高め、操縦安定性を向上することができる。

カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、２０ｍ^２／ｇ以上が好ましく、３０ｍ^２／ｇ以上がより好ましい。２０ｍ^２／ｇ未満では、充分な強度及び硬度が得られない傾向がある。また、カーボンブラックのＮ_２ＳＡは、８０ｍ^２／ｇ以下が好ましく、５０ｍ^２／ｇ以下がより好ましい。８０ｍ^２／ｇを超えると、低発熱性が悪化する傾向がある。
なお、カーボンブラックのＮ_２ＳＡは、ＪＩＳＫ６２１７のＡ法によって求められる。

カーボンブラックのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量は、８０ｍｌ／１００ｇ以上が好ましく、１００ｍｌ／１００ｇ以上がより好ましい。８０ｍｌ／１００ｇ未満では、充分な強度及び硬度が得られないおそれがある。また、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、１５０ｍｌ／１００ｇ以下が好ましく、１３０ｍｌ／１００ｇ以下がより好ましい。１５０ｍｌ／１００ｇを超えると、低発熱性が悪化する傾向がある。
なお、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、ＪＩＳＫ６２１７−４の測定方法によって求められる。

カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、３０質量部以上、好ましくは４０質量部以上、より好ましくは５０質量部以上、更に好ましくは７０質量部以上である。３０質量部未満では、ゴム組成物の剛性が低く、操縦安定性を充分に向上できないおそれがある。また、該カーボンブラックの含有量は、１１０質量部以下、好ましくは１００質量部以下、より好ましくは９５質量部以下、更に好ましくは９０質量部以下である。１１０質量部を超えると、カーボンブラックの分散性が低下し、操縦安定性が悪化する傾向がある。

本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、シリカ等の充填剤、シランカップリング剤、オイル、ワックス、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、加硫剤（硫黄、硫黄化合物など）、加硫促進剤などを必要に応じて適宜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前記各成分を混練りし、その後加硫する方法などにより製造できる。

本発明のゴム組成物は、タイヤの側面に形成されるサイドウォールに使用されるものである。また、本発明のゴム組成物は、高剛性であるので、サイドウォールに使用することにより、タイヤにおけるタイヤ半径方向の剛性が向上し、操縦安定性が向上する。サイドウォールの具体例は、特開２００８−２９１０９１号公報の図１に示されている。

上記ゴム組成物は、競技用タイヤに使用するものである。

本発明の競技用タイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤのサイドウォールの形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、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製造できる。

また、本発明のゴム組成物は、エイペックス（ビードエイペックス、クリンチエイペックス）にも使用できる。したがって、同じ配合のゴム組成物を用いて作製されたエイペックス及びサイドウォールを有する競技用タイヤを得ることができる。これにより、タイヤを構成するゴム組成物の配合の種類を減らすことができるため、工程管理の負担を低減したり、製造工程を簡略化することが可能となる。

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、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
ＮＲ：ＲＳＳ＃３
ＢＲ：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ
ＳＢＲ：旭化成（株）製のタフデン４３５０（オイル含有ＳＢＲ、ＳＢＲ固形分１００質量部に対してオイルを５０質量部含有、スチレン含有量４０質量％）
カーボンブラック：キャボットジャパン（株）製のＮ５５０（Ｎ_２ＳＡ：４２ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸油量：１１５ｍｌ／１００ｇ）
オイル：（株）ジャパンエナジー製のアロマプロセスオイルＸ−１４０
ワックス：日本精蝋（株）製のオゾエース０３５５
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：日油（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（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−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）

実施例１〜７及び比較例１〜４
表１に示す配合内容に従い、バンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を約１５０℃で５分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、２軸オープンロールを用いて、約８０℃で５分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物を１５０℃で３５分間プレス加硫し、加硫ゴムシートを得た。
また、得られた未加硫ゴム組成物をサイドウォール形状に成形し、他のタイヤ部材と貼り合わせてタイヤに成形し、１５０℃、３５分、２５ｋｇｆの条件にて加硫を行い、試験用タイヤを得た。

得られた加硫ゴムシート及び試験用タイヤを使用して、下記の評価を行った。それぞれの試験結果を表１に示す。

（１００％伸張時の応力（Ｍ１００））
上記加硫ゴムシートからなる３号ダンベル型試験片を用いて、ＪＩＳＫ６２５１「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準拠し、引張り速度５００ｍｍ／分で引張試験を実施した。２３℃における１００％伸張時の応力（Ｍ１００（ＭＰａ））を測定し、比較例１の結果を１００として下記計算式で指数表示した。指数が大きいほど剛性が高いことを示す。
（Ｍ１００指数）＝（各配合のＭ１００）／（比較例１のＭ１００）×１００

（操縦安定性）
上記試験用タイヤをカートの全輪に装着して１周約２ｋｍのコースを８周走行し、ドライバーの官能評価により操縦安定性を評価した。その際に、５点を満点とし、比較例１の操縦安定性を３点としてそれぞれ相対評価を行った。数値が大きいほど、操縦安定性に優れることを示す。

表１より、特定のゴム成分を使用し、かつ所定量のカーボンブラックを配合した実施例は、剛性が向上し、優れた操縦安定性が得られた。特定のゴム成分を使用しなかった比較例２では、剛性が低下し、操縦安定性が悪化した。カーボンブラックの配合量を所定量よりも多くした比較例３では、剛性が高くなり過ぎたため、操縦安定性は改善されなかった。カーボンブラックの配合量を所定量よりも少なくした比較例４では、剛性が低下し、操縦安定性が悪化した。

Claims

ゴム成分及びカーボンブラックを含有し、
前記ゴム成分として、天然ゴム及びイソプレンゴムの少なくとも一方を含み、
前記ゴム成分１００質量部に対する前記カーボンブラックの含有量が３０〜１１０質量部である競技用タイヤのサイドウォール用ゴム組成物。
前記ゴム成分として、ブタジエンゴム及びスチレンブタジエンゴムの少なくとも一方を更に含む請求項１記載の競技用タイヤのサイドウォール用ゴム組成物。
請求項１又は２記載のゴム組成物を用いて作製したサイドウォールを有する競技用タイヤ。