JP2011074241A - ランフラットタイヤ用ゴム組成物及びランフラットタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ランフラット性能を改善できるランフラットタイヤ用ゴム組成物、及びそれを用いたランフラットタイヤを提供することを目的とする。
【解決手段】天然ゴムを含むゴム成分と、カーボンブラックと、酸化亜鉛とを含有し、上記ゴム成分１００質量％中の上記天然ゴムの割合が９５質量％以上であり、上記カーボンブラックは、ヨウ素吸着量が８２ｍｇ／ｇ以上、ジブチルフタレート吸油量が６９ｍｌ／１００ｇ以上であり、上記ゴム成分１００質量部に対して、上記カーボンブラックの含有量が６０質量部以上であり、上記酸化亜鉛の含有量が１０質量部以上であるランフラットタイヤ用ゴム組成物に関する。
【選択図】なし

Description

本発明は、ランフラットタイヤ用ゴム組成物、及びそれを用いたランフラットタイヤに関する。

ランフラットタイヤ用ゴム組成物は、パンクした状態で走行した時にサイドウォールが大きく変形することに起因する発熱を抑える為、損失係数（ｔａｎδ）を小さくすることに主眼をおいて開発が進められてきた。このような観点から、従来のランフラットタイヤ用ゴム組成物には、通常、ブタジエンゴム等の合成ゴムを主体として、ソフトカーボン（ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＦＴ、ＭＴ等）やシリカが配合されている（特許文献１及び２参照）。

しかしながら、合成ゴムを主体とした場合、ゴム組成物の強度が低くなる傾向があり、また、ソフトカーボンやシリカは補強性が低いため、配合してもゴム組成物の強度を充分に向上できない傾向がある。したがって、従来のランフラットタイヤは、ランフラット走行時、クラック等の損傷が早期に発生する事例が多く、ランフラット性能（パンクした後の耐久性）の点で改善の余地があった。

特許文献３〜５には、合成ゴムと同量以上の天然ゴムを配合したゴム組成物が開示されている。しかしながら、該ゴム組成物を用いてランフラットタイヤを作製しても、ランフラット性能の点で充分に満足できるものではなかった。

特開２００５−２８０５３４号公報 特開２００５−２６３８９３号公報 特開２００７−８４７９３号公報 特開２００７−５６１０７号公報 特開２００７−２３８０７８号公報

本発明は、上記課題を解決し、ランフラット性能を改善できるランフラットタイヤ用ゴム組成物、及びそれを用いた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、天然ゴムを含むゴム成分と、カーボンブラックと、酸化亜鉛とを含有し、上記ゴム成分１００質量％中の上記天然ゴムの割合が９５質量％以上であり、上記カーボンブラックは、ヨウ素吸着量が８２ｍｇ／ｇ以上、ジブチルフタレート吸油量が６９ｍｌ／１００ｇ以上であり、上記ゴム成分１００質量部に対して、上記カーボンブラックの含有量が６０質量部以上であり、上記酸化亜鉛の含有量が１０質量部以上であるランフラットタイヤ用ゴム組成物に関する。

上記ゴム組成物は、サイドウォール補強層用ゴム組成物又はカーカスプライ用ゴム組成物として用いられることが好ましい。

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補強層及び／又はカーカスプライを有するランフラットタイヤに関する。

本発明によれば、所定量の天然ゴム（ＮＲ）と、特定のヨウ素吸着量及びジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量を有する所定量のカーボンブラックと、所定量の酸化亜鉛とを含有するゴム組成物であるので、該ゴム組成物を用いることにより、優れたランフラット性能を有するランフラットタイヤを提供することができる。

本発明のゴム組成物は、所定量のＮＲと、特定のヨウ素吸着量及びＤＢＰ吸油量を有するカーボンブラックと、所定量の酸化亜鉛とを含有する。所定量のＮＲを配合することにより、発熱性を低くすることができる。また、特定のヨウ素吸着量及びＤＢＰ吸油量を有する所定量のカーボンブラックを配合することにより、補強性を高め、強度を向上することができる。更に、特定量の酸化亜鉛を配合することにより、ランフラット走行時に発生した熱を外部に放出することができるため、ゴム組成物の熱劣化を抑制することができる。以上により、ランフラット性能を充分に改善することができ、ランフラット走行距離（パンクした状態での走行距離）を伸ばすことができる。

本発明のゴム組成物は、ＮＲを含有する。ＮＲとしては特に限定されず、例えば、ＳＩＲ２０、ＲＳＳ♯３、ＴＳＲ２０等、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の含有量は、好ましくは９５質量％以上、より好ましくは９８質量％以上、更に好ましくは９９質量％以上、最も好ましくは１００質量％である。９５質量％未満であると、ランフラット性能が悪化する傾向がある。

本発明のゴム組成物は、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、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）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）等の合成ゴムを含んでもよいが、ランフラット性能をより改善するという観点からは、合成ゴムの含有量をできるだけ少なくすることが好ましい。

ゴム成分１００質量％中の合成ゴムの含有量は、好ましくは５質量％以下、より好ましくは２質量％以下、更に好ましくは１質量％以下、最も好ましくは０質量％（含有しない）である。

本発明のゴム組成物は、特定のヨウ素吸着量及びＤＢＰ吸油量を有するカーボンブラックを含有する。このようなカーボンブラックとしては、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＩＳＡＦ−ＬＳ、ＨＡＦ−ＬＳ等のハードカーボンを好適に用いることができる。

カーボンブラックのヨウ素吸着量は、８２ｍｇ／ｇ以上であり、好ましくは９３ｍｇ／ｇ以上、より好ましくは９８ｍｇ／ｇ以上、更に好ましくは１０４ｍｇ／ｇ以上である。８２ｍｇ／ｇ未満の場合、充分な補強性が得られず、ランフラット性能の改善効果が小さくなる傾向がある。また、カーボンブラックのヨウ素吸着量は、好ましくは１３８ｍｇ／ｇ以下、より好ましくは１２７ｍｇ／ｇ以下、更に好ましくは１１６ｍｇ／ｇ以下である。１３８ｍｇ／ｇを超えると、加工性が悪化する傾向がある。
なお、カーボンブラックのヨウ素吸着量は、ＪＩＳ Ｋ６２１７のＡ法によって求められる。

カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、６９ｍｌ／１００ｇ以上であり、好ましくは７１ｍｌ／１００ｇ以上、より好ましくは７２ｍｌ／１００ｇ以上、更に好ましくは７３ｍｌ／１００ｇ以上である。６９ｍｌ／１００ｇ未満の場合、ゴムの硬度が低下し、ランフラット性能が悪化する傾向がある。また、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、好ましくは８９ｍｌ／１００ｇ以下、より好ましくは８７ｍｌ／１００ｇ以下、更に好ましくは８３ｍｌ／１００ｇ以下である。８９ｍｌ／１００ｇを超えると、ゴムの硬度が高くなり過ぎて、破壊特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、ＪＩＳ Ｋ６２１７−４の測定方法によって求められる。

上記特定のヨウ素吸着量及びＤＢＰ吸油量を有す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、６０質量部以上であり、好ましくは６３質量部以上、より好ましくは６５質量部以上である。６０質量部未満では、充分な補強性が得られないおそれがある。また、上記特定のヨウ素吸着量及びＤＢＰ吸油量を有す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、好ましくは７５質量部以下、より好ましくは７２質量部以下、更に好ましくは７０質量部以下である。７５質量部を超えると、発熱性が高くなる傾向がある。

本発明のゴム組成物は、酸化亜鉛を含有する。酸化亜鉛としては特に限定されず、三井金属鉱業（株）製の亜鉛華等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。

酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、１０質量部以上であり、好ましくは１１質量部以上、より好ましくは１２質量部以上である。１０質量部未満では、ランフラット走行時に発生した熱を充分に外部に放出できないおそれがある。また、酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１９質量部以下、更に好ましくは１５質量部以下である。２０質量部を超えると、コストの増加に見合った効果が得られない傾向がある。

本発明のゴム組成物は、上記成分に加え、カーボンブラック以外の充填剤（シリカ等）、シランカップリング剤、オイル、粘着付与剤、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤等、必要に応じた添加剤が適宜配合され得る。

本発明のゴム組成物は、粘着付与剤を配合することが好ましい。これにより、成型時の粘着性（粘度）が向上し、不測の欠陥（空気の混入等）の発生を抑制することができる。粘着付与剤としては、粘着性樹脂を用いることが好ましい。また、粘着性樹脂としては、スケネクタディ製のＳＰ１０６８レジン等のフェノール系樹脂を用いることが好ましい。

粘着付与剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは１．５質量部以上、より好ましくは２．０質量部以上、更に好ましくは２．５質量部以上である。１．５質量部未満の場合、成型時の粘着性を充分に向上できないおそれがある。また、粘着付与剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは４．５質量部以下、より好ましくは４．０質量部以下、更に好ましくは３．５質量部以下である。４．５質量部を超えると、未加硫ゴム組成物の粘度が高くなり過ぎて、平滑な表面を得ることができないおそれがある。

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、ニーダー、オープンロールなどの混練機で上記各成分を混練りし、その後加硫する方法等により製造できる。

本発明のゴム組成物はＮＲを主成分としているため、加硫する場合は、低温で長時間加硫することが好ましい。具体的には、加硫温度を１５０℃以下とし、加硫時間を５４分以上とすることが好ましい。

本発明のゴム組成物は、サイド補強型ランフラットタイヤのサイドウォール補強層、カーカスプライに使用することが好ましい。

サイドウォール補強層とは、ランフラットタイヤのサイドウォールの内側に配置されたライニングストリップ層のことをいう。サイドウォール補強層の配置形態としては、例えば、カーカスプライの内側に接してビードからショルダーにわたって配置され、両端方向に厚さを漸減する三日月状の補強ゴム層や、カーカスプライ本体部分とその折返し部の間にビードからトレッド端にわたって配置される補強ゴム層、複数のカーカスプライ又は補強プライの間に配置される２層の補強ゴム層等が挙げられる。当該サイドウォール補強層及びカーカスプライの具体例は、特開２００７−３２６５５９号公報の図１、特開２００４−３３０８２２号公報の図１に示されている。

本発明のランフラットタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。すなわち、必要に応じて上記配合剤を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でサイドウォール補強層やカーカスプライ等のタイヤの各部材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することにより、ランフラットタイヤを得ることができる。

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
カーボンブラック１：三菱化学（株）製のダイヤブラックＬＨ（ヨウ素吸着量：８８ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量：７４ｍｌ／１００ｇ）
カーボンブラック２：三菱化学（株）製のダイヤブラックＬＩ（ヨウ素吸着量：１１０ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量：７８ｍｌ／１００ｇ）
カーボンブラック３：キャボットジャパン（株）製のショウブラックＮ５５０（ヨウ素吸着量：４４ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量：１１５ｍｌ／１００ｇ）
シリカ：デグッサ社製のウルトラジルＶＮ３
オイル：（株）ジャパンエナジー製のプロセスオイルＮＣ３００
粘着付与剤：スケネクタディ製のＳＰ１０６８レジン
老化防止剤：バイエル社製のブルカノックス４０２０
ステアリン酸：日油（株）製の椿
酸化亜鉛：三井金属工業（株）製の酸化亜鉛３号
シランカップリング剤：デグッサ社製のＳｉ２６６
硫黄：四国化成工業（株）製のミュークロンＯＴ−２０
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラ−ＮＳ

実施例１〜３及び比較例１〜４
（未加硫ゴム組成物の作製）
表１に示す配合処方にしたがい、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薬品を１５０℃の条件下で４分間混練りし、混練り物を得た。次に、オープンロールを用いて、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、８０℃の条件下で３分間練り込み、未加硫ゴム組成物（配合物Ａ〜Ｇ）を得た。

下記方法により、得られた未加硫ゴム組成物の物性を測定した。結果を表２に示す。

＜ムーニースコーチ試験＞
ＪＩＳ Ｋ６３００に準拠し、ムーニー粘度計（Ｌ形ロータ）を用いて、１３０℃における最低ムーニー粘度（ｍｉｎトルク）及びスコーチ時間を測定した。なお、スコーチ時間は、ｍｉｎトルクより５ムーニーだけ上昇するのに要する時間（単位：分）である。

＜加硫試験＞
ＪＩＳ Ｋ６３００に従い、振動式加硫試験機（ＪＳＲ社製のキュラストメーター）を用い、測定温度１６０℃で加硫試験を行なって、時間とトルクとをプロットした加硫速度曲線を得た。加硫速度曲線のトルクの最小値をＭＬ、最大値をＭＨ、その差（ＭＨ−ＭＬ）をトルク上昇値（ＭＥ）としたとき、ＭＬ＋０．９５ＭＥに到達する時間（９５％トルク上昇点）Ｔ_９５（分）を読み取った。

（加硫ゴムの作製）
上記未加硫ゴム組成物を１４５℃の条件下で６０分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。

下記方法により、得られた加硫ゴム組成物の物性を測定した。結果を表２に示す。

＜硬度（２５℃）＞
ＪＩＳ Ｋ６２５３に準じて、タイプＡデュロメーターにより、２５℃における硬度を測定した。

＜架橋度（スウェル）＞
上記加硫ゴム組成物をトルエンで抽出し、抽出前後の体積変化率（スウェル）を測定した。

＜強度＞
上記加硫ゴム組成物からなる３号ダンベル型試験片を用いて、ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準じて引張試験を実施し、破断強度（ＴＢ）及び破断時伸び（ＥＢ）を測定した。

＜粘弾性試験＞
（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪１０％、動歪０．５％、周波数１０Ｈｚ、５０℃の条件下で、複素弾性率及び損失係数（ｔａｎδ）を測定した。

実施例４〜１８及び比較例５〜８
（ランフラットタイヤの作製）
上記未加硫ゴム組成物をサイドウォール補強層及び／又はカーカスプライの形状に成形し、他のタイヤ部材と貼り合わせ、１４５℃の条件下で６０分間加硫することにより、ランフラットタイヤを製造した（タイヤサイズ：２４５／５０ＲＩ７）。

下記方法により、得られたランフラットタイヤのランフラット性能を評価した。結果を表３に示す。

＜ランフラット性能＞
空気内圧０ｋＰａの状態のランフラットタイヤを、ドラム試験機上で、縦荷重４．１４ｋＮ、速度８０ｋｍ／ｈの条件で走行させ、ランフラットタイヤが破壊するまでの走行距離を測定した。そして、比較例８の走行距離を１００とし、下記計算式により指数表示した。数値が大きいほどランフラット性能に優れることを示す。
（ランフラット性能指数）＝（各配合の走行距離）／（比較例８の走行距離）×１００

表３より、所定量のＮＲと、特定のヨウ素吸着量及びＤＢＰ吸油量を有する所定量のカーボンブラックと、所定量の酸化亜鉛とを含有するゴム組成物（配合物Ａ〜Ｃ）を用いて作製したサイドウォール補強層及び／又はカーカスプライを有する実施例４〜１８は、比較例５〜８と比較して、優れたランフラット性能を示した。また、該ゴム組成物を用いて作製したサイドウォール補強層を有する実施例４〜１２は、より優れたランフラット性能を示し、なかでも、該ゴム組成物を用いて作製したサイドウォール補強層及びカーカスプライを有する実施例４〜６は最も優れたランフラット性能を示した。

Claims (3)

1. 天然ゴムを含むゴム成分と、カーボンブラックと、酸化亜鉛とを含有し、
   前記ゴム成分１００質量％中の前記天然ゴムの割合が９５質量％以上であり、
   前記カーボンブラックは、ヨウ素吸着量が８２ｍｇ／ｇ以上、ジブチルフタレート吸油量が６９ｍｌ／１００ｇ以上であり、
   前記ゴム成分１００質量部に対して、前記カーボンブラックの含有量が６０質量部以上であり、前記酸化亜鉛の含有量が１０質量部以上であるランフラットタイヤ用ゴム組成物。
2. サイドウォール補強層用ゴム組成物又はカーカスプライ用ゴム組成物として用いられる請求項１記載のランフラットタイヤ用ゴム組成物。
3. 請求項１記載のゴム組成物を用いて作製したサイドウォール補強層及び／又はカーカスプライを有するランフラットタイヤ。