JP2694566B2 - 空気入りタイヤのカーカス用被覆ゴム組成物 - Google Patents

空気入りタイヤのカーカス用被覆ゴム組成物

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JP2694566B2 JP1273763A JP27376389A JP2694566B2 JP 2694566 B2 JP2694566 B2 JP 2694566B2 JP 1273763 A JP1273763 A JP 1273763A JP 27376389 A JP27376389 A JP 27376389A JP 2694566 B2 JP2694566 B2 JP 2694566B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は空気入りタイヤのカーカス用被覆ゴム組成物
に関し、特に高速走行用の空気入りタイヤに適したカー
カス用被覆ゴム組成物に関する。
〔従来の技術〕
従来、空気入りタイヤの操縦安定性は、キャップトレ
ッドゴムの摩擦力の向上を主体として検討されており、
このようなキャップトレッド用ゴム組成物については、
多くの提案がなされている。
しかし、競技用空気入りタイヤの場合、300Km/hrを超
える超高速で走行することが極く普通であるため、路面
の微小な凹凸によって生ずる振動がタイヤの接地性に影
響を与え、路面から部分的に浮き上がった状態で走行す
ることになり、操縦安定性が著しく低下するという問題
があった。
本発明者らは、上記超高速で走行する空気入りタイヤ
の操縦安定性は走行時のタイヤの振動減衰性に密接に関
係していることに着目し、鋭意検討を進めた結果、タイ
ヤのカーカスプライ、特にその被覆ゴムが前記振動減衰
性の向上に有効であることを見出し、本発明を為すに至
ったものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、特に高速走行用空気入りタイヤの操
縦安定性の向上に有効なカーカス用被覆ゴム組成物を提
供することである。
〔課題を解決するための手段〕
このような本発明の目的は、天然ゴムおよび合成ポリ
イソプレンゴムの少なくとも1種を必須のゴム成分とす
る原料ゴム100重量部当たり、窒素吸着比表面積(以
下、N2SAと略す)が70〜90ml/g、ジブチルフタレート吸
油量(以下、DBP吸油量と略す)が90ml/100g以下のカー
ボンブラック40〜80重量部と、メタクレゾール樹脂1〜
5重量部を配合したゴム組成物により達成することがで
きる。
本発明の被覆ゴム組成物は、必須のゴム成分として、
天然ゴム(以下、NRとと略す)と合成ポリイソプレンゴ
ム(以下、IRと略す)の少なくとも1種を含有するが、
これらの必須ゴム成分に、NRやIR以外のゴム、好ましく
はスチレン・ブタジエン共重合ゴム(SBR)、ポリブタ
ジエンゴム(BR)等を配合してもよい。
本発明の被覆ゴム組成物に配合するカーボンブラック
は、N2SAが70〜90ml/g、DBP吸油量が90ml/100g以下の粒
子径の小さい、低ストラクチャーのカーボンであること
が必要である。このような低ストラクチャーのカーボン
ブラックを配合することにより、被覆ゴム組成物の硬度
並びに損失正接(以下、tanδという)を高くし、タイ
ヤのカーカスプライの振動減衰性、すなわち振動の収束
性を向上し、操縦安定性を向上させることが可能となる
のである。
しかしながら、このカーボンブラックの配合量は、原
料ゴム100重量部当たり55〜80重量部の範囲内にするこ
とが必要である。このカーボンブラックの配合量が40重
量部未満では、tanδが十分に増大しないため、カーカ
スプライの振動減衰性の向上効果が十分に得られない
し、かつゴム組成物に対する補強効果が不十分である。
他方、80重量部を超えると、モジュラスが高くなり過ぎ
てゴム物性のバランスが損なわれ、操縦安定性が低下す
る。
さらに本発明の被覆ゴム組成物は、前記カーボンブラ
ックに加えて、メタクレゾール樹脂を配合する必要があ
る。このメタクレゾール樹脂を前述した低ストラクチャ
ーのカーボンブラックと共に配合することによって、被
覆ゴム組成物の硬度とtanδを向上させる一方、モジュ
ラスを低減し、振動減衰性と操縦安定性を向上させると
ができる。しかし、このメタクレゾール樹脂の配合量が
原料ゴム100重量部当たり1重量部以下では、操縦安定
性の向上効果が不十分であり、他方、5重量部を超える
量を配合すると、モジュラスが増大し、ゴム硬度とtan
δに対するバランスが失われて操縦安定性が悪化する。
なお、メタクレゾール樹脂とは、メタクレゾールとパ
ラホルムアルデヒドまたはホルマリンを酸触媒の存在下
で反応させることにより得られるメタクレゾール単位で
2〜6核体のノボラック型縮合物であり、その軟化点は
80〜120℃である。市販品として住友化学工業(株)製
の“スミカノール"610がある。
さらに本発明の被覆ゴム組成物には、トール油ロジン
マレイン化物を配合することが望ましい。
トール油ロジンマレイン化物とは、一般にトール油を
原料とするロジンに無水マレイン酸を付加して得られる
物質である。
このトール油ロジンマレイン化物を前記メタクレゾー
ル樹脂と併用することによって、被覆ゴム組成物の硬度
とtanδを向上させ、かつモジュラスを低減し、操縦安
定性を向上させることができる。しかし、このトール油
ロジンマレイン化物の配合量は、原料ゴム100重量部当
たり2〜10重量部の範囲がよい。2重量部未満では効果
が不十分であるし、10重量部を超えると、振動減衰の効
果は得られるものの操縦安定性の向上効果が小さくな
る。
本発明の被覆ゴム組成物には上記カーボンブラック、
メタクレゾール樹脂、トール油ロジンマレイン化物の他
に、必要に応じて通常のゴム組成物に配合される硫黄等
の加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤、ア
ロマチックオイル、亜鉛華(酸化亜鉛)、ステアリン酸
等の各種配合剤を適宜配合されるがこれらの配合組成や
配合量は特に限定されるものではない。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明す
る。
表に示す通り、配合組成を異にする12種類のゴム組成
物を作成した。すなわち、硫黄と加硫促進剤以外の原料
ゴムやカーボンブラック、亜鉛華、ステアリン酸、老化
防止剤等の各配合剤を予めバンバリー型ミキサーを用い
て混合し、マスターバッチを作製した後これに前記硫黄
と加硫促進剤をオープンロールを用いて配合し、12種類
のゴム組成物を作成した。
これらの12種類のゴム組成物を常法にしたがって加硫
し、得られた加硫ゴムの20℃におけるゴム物性として、
JIS硬度、300%モジュラス、tanδを測定した。また、
これらのゴム組成物をカーカスコードおよびカーカスプ
ライの被覆ゴムとする12種類の空気入りタイヤを作製
し、減衰率と操縦安定性を評価した。結果を表に示し
た。
なお、カーボンブラックのN2SAおよびDBP吸油量、加
硫ゴムの20℃におけるJIS硬度、300%モジュラス、tan
δおよびタイヤの減衰率、操縦安定性は、それぞれ次の
方法により測定、評価した。
N2SAおよびDBP吸油量: JIS-K 6221に規定されている方法に準拠して測定し
た。
JIS硬度および300%モジュラス: JIS-K 6301に規定されている方法に準じて測定した。
損失正接tanδ: 岩本製作所(株)製の粘弾性スペクトロメーターを用
いて、チャック間長さ20mm、巾5mm、厚さ2mm、長さ20mm
の短冊状試料を周波数20Hz、動歪2%、温度20℃の条件
で測定した。
減衰率: 上下方向突起衝撃力の時間波形を測定し、これを1自
由度系の減衰波形と見做し、対数減衰率を計算し、比較
例1の測定結果を100とする指数値で表した。この指数
値が大きいほど振動減衰性は優れている。
操縦安定性: 1周4.41Kmのサーキットを5周し、各1周毎にラップ
タイムを計測し、いのベストラップタイムにより評価し
た。比較例1のベストラップタイムを100とする指数値
で示した。この指数値が小さいほど操縦安定性は優れて
いる。
表中、比較例1は、60重量部のNR、25重量部のSBR、1
5重量部のBRとからなる原料ゴムを使用し、これに本発
明が規定する範囲外のN2SAとDBP吸油量を有するカーボ
ンブラックを配合した、一般のタイヤのカーカスプライ
に使用されるゴム組成物である。
以下、この比較例1の加硫ゴム物性およびこの比較例
1のゴム組成物をカーカスゴムとして用いたタイヤの性
能の測定結果を基準にして、他の比較例および実施例の
結果についてそれぞれ説明する。
比較例2および3は、本発明に規定する物性(N2SAと
DBP吸油量)を満足しないカーボンブラックを使用し、
これにメタクレゾール樹脂を配合したゴム組成物の例で
あり、いずれも操縦安定性は低下している。これは、比
較例3と実施例2とを対比すると明らかなように、両者
はゴム硬度とtanδには余り差はないが、比較例3は実
施例2に比べて300%モジュラスが著しく大きくなって
いるため、操縦安定性が低下している。また、比較例4
のように、本発明が好ましいとする量を超えてトール油
ロジンマレイン化物を15重量部もの多量配合すると、30
0%モジュラスの低下が著しいため、操縦安定性はかえ
って低下するのである。
これに対して、実施例1は、本発明に規定する物性を
満足するカーボンブラックとメタクレゾール樹脂をそれ
ぞれ本発明の規定範囲量配合した例であり、比較例1に
比べて減衰率および操縦安定性がいずれも向上してい
る。また、実施例2および3に示すように、実施例1に
おいて、メタクレゾール樹脂の配合量を増大してゆく
と、減衰率および操縦安定性のいずれも向上する。
実施例4は、実施例1において、トール油ロジンマレ
イン化物を配合した例であり、実施例5は、実施例4に
おいてメタクレゾール樹脂とトール油ロジンマレイン化
物の量を増加した例である。トール油ロジンマレイン化
物を併用することにより減衰率と操縦安定性はいずれも
向上し、かつこれらを増量することにより減衰率と操縦
安定性はさらに向上する。実施例6および7はメタクレ
ゾール樹脂の配合量を最小限の1重量部とし、トール油
ロジンマレイン化物の量を増加した例であり、トール油
ロジンマレイン化物の増加により減衰率が増大するが、
操縦安定性は向上するものの多くなりすぎると、向上効
果が低下する。また、実施例8は、実施例7において、
メタクレゾール樹脂の配合量を多くした例であり、この
場合は、実施例7に比べて操縦安定性は向上するが、減
衰率は低下している。
〔発明の効果〕 以上、説明したように、本発明によれば、天然ゴムま
たは合成ポリイソプレンゴムを必須のゴム成分とする原
料ゴムに対し、特定のN2SAとDBP吸油量を有する特定量
のカーボンブラックと特定量のメタクレゾール樹脂とを
配合したカーカス用被覆ゴム組成物とすることによっ
て、空気入りタイヤの振動減衰性並びに操縦安定性を向
上させることができ、特に高速走行する競技用空気入り
タイヤ用として優れた効果を発揮する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 61:12) (C08L 9/00 61:12)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】天然ゴムおよび合成ポリイソプレンゴムの
    少なくとも1種を必須のゴム成分とする原料ゴム100重
    量部当たり、窒素吸着比表面積が70〜90ml/g、ジブチル
    フタレート吸油量が90ml/100g以下のカーボンブラック4
    0〜80重量部と、メタクレゾール樹脂1〜5重量部とを
    配合したゴム組成物からなる空気入りタイヤのカーカス
    用被覆ゴム組成物。
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