JP2018080302A

JP2018080302A - サイドウォール用ゴム組成物

Info

Publication number: JP2018080302A
Application number: JP2016225072A
Authority: JP
Inventors: 正明泉池; Masaaki Izumiike
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2016-11-18
Filing date: 2016-11-18
Publication date: 2018-05-24
Anticipated expiration: 2036-11-18
Also published as: JP6880670B2

Abstract

【課題】サイドウォールゴムの摩擦係数を低減することにより、タイヤの縁石こすれによる摩耗を抑えること。【解決手段】ゴム成分１００質量部に対して、カーボンブラック３０質量部以上、脂肪酸アミド０．１〜１０質量部を含有する、サイドウォール用ゴム組成物である。【選択図】なし

Description

本発明は、タイヤのサイドウォール用ゴム組成物に関し、さらに詳しくは、小型トラックを含むトラック又はバス、あるいは建設車両用、鉱山車両用などのオフロード車輌等の比較的車両総重量が重い車両に使用する重荷重用空気入りタイヤのサイドウォール用ゴム組成物に関し、特に市街地走行バス用空気入りタイヤのサイドウォール用ゴム組成物に関する。

市街地走行バス用空気入りタイヤは、市街地内に小さな間隔を置いて設けられたバス・ストップに頻繁に立ち寄りながら乗客を乗り降りさせている。近年では、バリアフリー化の傾向により、バスの車体と縁石を密着させて乗降口と歩道の間に生まれる隙間を解消する事で、高齢者や車椅子、ベビーカー使用者が乗降する際の負担を少なくすることが実験的に行われている。
バスの車体と縁石との隙間を解消するためには、タイヤのサイドウォール部分を縁石にできる限り近づけることが必要であるが、これにより、タイヤのサイドウォールゴムが縁石こすれの摩擦によって早期に摩耗し、タイヤの寿命が短くなってしまう。タイヤのサイドウォールゴムの摩擦による摩耗への対策として、サイドウォールゴム厚みを増やす方法があるが、この方法ではタイヤの重量が増加してしまい、燃費の観点から好ましくない。また、ゴム組成物へ配合する配合剤を変える対応も行われているが（特許文献１）、縁石こすれ頻度の高いサイドウォールゴムへの対策としては十分ではなく、更なる改善が求められていた。

特開平１０−１９５２４９号公報

本発明は、このような状況下で、サイドウォールゴムの摩擦係数を低くすることにより、タイヤサイドウォールと縁石との摩擦を低減し、縁石こすれによるタイヤサイドウォールの摩耗を抑えることを課題とする。

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、サイドウォール用ゴム組成物に特定の配合範囲の充填材及び特定のアミド化合物を配合することにより、本発明の課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、ゴム成分１００質量部に対して、カーボンブラック３０質量部以上、シリカ１０質量部以下、及び脂肪酸アミド０．１〜１０質量部を含有する、サイドウォール用ゴム組成物、及びそれを用いたタイヤ、特に市街地バス用タイヤを提供するものである。

本発明により、サイドウォールゴムの摩擦係数を低減することにより、タイヤの縁石こすれによる摩耗を抑えることができる。

本発明に係る市街地走行バス用空気入りタイヤの一例を示す断面模式図である。

［サイドウォール用ゴム組成物］
本発明に係るタイヤのサイドウォールを構成するサイドウォール用ゴム組成物は、ゴム成分１００質量部に対して、カーボンブラック３０質量部以上、シリカ１０質量部以下、及び脂肪酸アミド０．１〜１０質量部を含有することを特徴とする。

本発明のサイドウォール用ゴム組成物は、ゴム成分１００質量部に対して、カーボンブラック３０質量部未満の含有では、引張弾性率を高くすることが出来ず、縁石こすれによるサイドウォールの摩耗を低減することが困難となる。この観点から、カーボンブラックを３５質量部以上含有することが好ましく、４０質量部以上含有することが更に好ましい。一方、カーボンブラックを６５質量部を超えて含有すると、カーボンブラックの分散性が低下し、サイドウォール表面の摩擦係数がかえって高くなる恐れがある、この観点から、カーボンブラックを６５質量部以下含有することが好ましく、６０質量部以下含有することがより好ましく、５５質量部以下含有することが更に好ましく、５０質量部以下含有することが特に好ましい。

本発明においては、充填材として、カーボンブラック以外の無機充填材又は有機充填材を含有しても良いが、サイドウォール表面の摩擦係数を低くするためには、カーボンブラック以外の無機充填材又は有機充填材、特にシリカの含有量を少なくすることが好ましい。すなわち、シリカを含有させる必要のある場合であっても、ゴム成分１００質量部に対して、シリカを１０質量部以下含有することが必要であり、５質量部未満含有することが好ましく、シリカを含有しないことが更に好ましい。シリカは、脂肪酸アミドを吸着し、脂肪酸アミドのサイドウォール表面への移行を妨げる場合があるからである。
充填材としてカーボンブラックのみを含有することが、脂肪酸アミドの効果を高める観点から特に好ましい。

本発明のサイドウォール用ゴム組成物は、ゴム成分１００質量部に対して、脂肪酸アミドを０．１〜１０質量部含有することにより、脂肪酸アミドがサイドウォール表面へ適度に移行し、サイドウォール表面の摩擦係数を大幅に低くすることができる。脂肪酸アミドの含有量が０．１質量部未満であるとサイドウォール表面の摩擦係数を低くすることが困難となる。この観点から、脂肪酸アミドを０．５質量部以上含有することが好ましく、１．０質量部以上含有することが更に好ましい。一方、脂肪酸アミドを１０質量部を超えて含有すると未加硫ゴム組成物の加工時にブルームし、成型時に他の部材との成型不良（ゴム部材の接合不良）を引き起こす恐れがある。この観点から、脂肪酸アミドを７．０質量部以下含有することがより好ましく、５．０質量部以下含有することが更に好ましい。

（ゴム成分）
本発明に係るゴム成分としては、ジエン系ゴムを５０質量％以上含有することが好ましく、８０質量％以上含有することがより好ましく、１００質量％であることが特に好ましい。
本発明に係るジエン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、合成ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンーブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、及びアクリロニリトル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等が挙げられる。これらの内、天然ゴム（ＮＲ）、合成ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、及びポリブタジエンゴム（ＢＲ）が好ましい。また、天然ゴム（ＮＲ）、合成ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、及びポリブタジエンゴム（ＢＲ）の２種以上を含むことも好ましい。特に、ゴム成分１００質量％中、天然ゴムを３０質量％以上含有することが、ゴム組成物の耐破壊性を向上させる観点から好ましい。

本発明において、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）を多量に含有すると、脂肪酸アミドがサイドウォール表面に移行し易くなるので好ましい。すなわち、ゴム成分中、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）を３０質量％以上含有することが好ましく、４０質量％以上含有することがより好ましく、５０〜８０質量％含有することが更に好ましい。
一方、スチレンーブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）を含有すると、ゴム組成物のヒステリシスロスが高くなり、摩擦係数が高くなるので好ましくない。

（カーボンブラック）
本発明のサイドウォール用ゴム組成物が含有するカーボンブラックとしては、特に制限はなく、例えば、ＩＩＳＡＦ、Ｎ３３９、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦグレードのカーボンブラックなどが用いられ、窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ、ＪＩＳＫ６２１７−２：２００１に準拠して測定する）が２０〜１２０ｍ^２／ｇ、かつジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ、ＪＩＳＫ６２１７−４：２００８に準拠して測定する）が６０〜１３０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックが好ましく、窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が２５〜１００ｍ^２／ｇ、かつジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）が７０〜１２５ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックが更に好ましい。
カーボンブラックは、１種用いてもよく２種以上を組み合わせて用いてもよい。

（脂肪酸アミド）
本発明のサイドウォール用ゴム組成物が含有する脂肪酸アミドは、タイヤのサイドウォール表面に徐々に移行して、サイドウォール表面を覆うことにより、サイドウォール表面の摩擦係数を低くする効果を奏する。
脂肪酸アミドとしては、炭素数８〜２２の脂肪酸アミドが好ましく、例えばカプリル酸アミド、ラウリン酸アミド、ミリスチン酸アミド、パルチミン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、エルカ酸アミド、オレイン酸アミド、リノール酸アミド、リノレン酸アミド等を例示することができる。これらの内、オレイン酸アミドがゴムとの相溶性と表面への移行性のバランスの観点から好ましい。

本発明のサイドウォール用ゴム組成物は、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により、通常ゴム工業界で用いられる配合剤、例えば加硫剤、加硫促進剤、プロセス油、老化防止剤、スコーチ防止剤、亜鉛華、ステアリン酸等を含有させることができる。

本発明のサイドウォール用ゴム組成物は、バンバリーミキサー、ロール、インターナルミキサー等の混練り機を用いて混練りすることによって得られ、成形加工後、加硫を行い、タイヤのサイドウォールとして用いられる。

［タイヤ］
図１は、本発明のタイヤの１例を示す断面模式図である。
このタイヤ１の例では、一対のビードコア２及び２’からタイヤ半径方向外側にそれぞれスティフナー３及び３’が延在し、スティフナー３の外側からビードコア２で折り返され、馬蹄形のタイヤケース形状を形成し、反対側のビードコア２’で折り返され、スティフナー３’の外側で係止されるカーカスプライ４のタイヤ半径方向外側に複数のベルト層（図１では、５ａ〜５ｄの４層）からなるベルト部５が配設されている。このベルト部５のタイヤ半径方向外側にトレッド部６が配設されている。また、カーカスプライ４の外側であって、トレッド部６とスティフナー３との間のタイヤ外側にサイドウォールゴム７及び７’が配設されている。このサイドウォールゴム７及び７’が配設されている部分をサイドウォール部Ｍと称する。カーカスプライ４の内側には空気透過防止層としてインナーライナー８が配設されている。
本発明では、前記のように本発明のゴム組成物をサイドウォールゴム７及び７’に用いることにより、例えば、タイヤのサイドウォール部分と縁石とのこすれによる摩擦を低減させることができる。その観点から、本発明のタイヤは市街地バス用タイヤとして用いられることが好ましい。

以下、実施例及び比較例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。
以下の実施例、比較例において、各種測定、評価は、下記の方法に従って行なった。

（１）３００％引張応力
ダンベル状６号形の試験片を作製し、ＪＩＳＫ６２５１：２０１０に基づき、引張試験を行い、３００％引張応力（単位：ＭＰａ）を求めた。
（２）摩擦係数
エー・アンド・デイ社製の往復動摩擦試験機を用いて、サンドペーパー路面（＃１０００）と加硫ゴム試験片（２５ｍｍ×２５ｍｍ）とをすべり速度８００ｍｍ/ｓ、垂直抗力Ｎ（４００Ｎ）で摩擦試験を行って動摩擦力Ｆを測定し、以下の式（１）により、摩擦係数μを算出した。
摩擦係数μ＝動摩擦力Ｆ／垂直抗力Ｎ・・・・（１）

実施例１〜３、比較例１〜４
第１表に示す配合処方に基づき、７種類のゴム組成物を調製した。これら７種類のゴム組成物について、３００％引張応力及び摩擦係数を、上記の方法で測定した。

［注］
＊１：ＲＳＳ＃１
＊２：ＪＳＲ株式会社製、商品名「ＪＳＲＢＲ０１」
＊３：カーボンブラックＮ３３０（旭カーボン株式会社製、商品名「旭＃７０」）
＊４：東ソー・シリカ株式会社製、商品名「ニプシルＡＱ」
＊５：花王株式会社製、商品名「脂肪酸アマイドＯ−Ｎ」
＊６：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（大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラーＣＺ−Ｇ」）

第１表の結果から、本発明のサイドウォール用ゴム組成物は、摩擦係数が大幅に低減するので、タイヤの縁石こすれによる摩耗を好適に抑えることができた。一方、脂肪酸アミドを含有しない場合、及び脂肪酸アミドを含有してもシリカの含有量が１０質量部を超える場合は、摩耗係数が高く、本発明の課題を解決し得なかった。

本発明のサイドウォール用ゴム組成物は、小型トラックを含むトラック又はバス用タイヤ、あるいは、建設車両用、鉱山車両用などのオフロードタイヤ等の比較的車両総重量が重い車両に使用する重荷重用空気入りタイヤのサイドウォールに、特に市街地走行バス用空気入りタイヤのサイドウォールに好適に使用することができる。

Claims

ゴム成分１００質量部に対して、カーボンブラック３０質量部以上、シリカ１０質量部以下、及び脂肪酸アミド０．１〜１０質量部を含有する、サイドウォール用ゴム組成物。
前記ゴム成分１００質量部に対して、シリカを５質量部未満含有することを特徴とする、請求項１に記載のサイドウォール用ゴム組成物。
ゴム成分１００質量％中、天然ゴムを３０質量％以上含有することを特徴とする、請求項１又は２のいずれか一項に記載のサイドウォール用ゴム組成物。
請求項１〜３のいずれか一項に記載のサイドウォール用ゴム組成物を用いたタイヤ。
請求項１〜３のいずれか一項に記載のサイドウォール用ゴム組成物を用いた、市街地バス用タイヤ。