JP3944630B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
パンク時にも走行できるようにした、いわゆるランフラットタイヤにおいては、サイドウォール部の剛性を上げるため、サイドウォール部にゴムもしくはゴムと繊維からなる補強層（サイドパッド）が配設されている。しかし、従来のゴム組成物をランフラットタイヤのサイドパッドに使用した場合、パンクなどで内圧が下がりランフラット走行してサイドパッドの温度が１６０℃以上にもなると、加硫などによって得られた架橋部や、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り、これにより、弾性率が低下し、タイヤの撓みが増加して発熱が進み、ゴムの破壊限界が低下し、その結果、タイヤは早期故障に至ってしまう。
【０００３】
かかる早期故障を解消するため、特開２０００−６３５７３号公報には、老化防止剤として１，６−ヘキサメチレンジチオ硫酸ナトリウム・二水和物と、劣化防止剤として１分子中にエステル基を２個以上有する化合物とを使用することにより、ゴムの耐熱性を向上させる技術が開示されているが、その効果は必ずしも十分とは言えない。
【０００４】
また、特開２００１−２１３９９９号公報には、天然ゴム及び／又はイソプレンゴムとブタジエンゴムの混合物にＮ，Ｎ’−ｍ−キシレン−ビス−シトラコンイミドを０．３〜２ｐｈｒ（ゴム１００重量部当たりの重量部）配合することにより耐熱特性が向上するとあるが、この場合、硬度及びモジュラスの上昇が大きく、耐屈曲疲労性が不十分であり、また、コストが高いという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、耐屈曲疲労性を損なうことなく、優れた耐熱特性を発揮させてランフラット耐久性を向上させることができるゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、Ｎ，Ｎ’−ｍ−キシレン−ビス−シトラコンイミドの配合量を耐屈曲疲労性向上のために従来よりも減らしながら、なお従来と同等の優れた耐熱特性が得られないかと鋭意検討していく中で、ゴム成分とＮ，Ｎ’−ｍ−キシレン−ビス−シトラコンイミドとの配合物を１６０℃以上になるまで撹拌混合することにより、かかる課題を解決できることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明に係る空気入りタイヤは、天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分にＮ，Ｎ’−ｍ−キシレン−ビス−シトラコンイミドを０．０５〜０．３ｐｈｒ配合し、１６０℃以上になるまで撹拌混合してなるゴム組成物を用いたものであり、請求項１に係る発明では、サイドウォール部にサイドパッドを備えた空気入りタイヤにおいて、該サイドパッドに前記ゴム組成物を使用し、請求項２に係る発明では、ビード部にビードフィラーを備えた空気入りタイヤにおいて、該ビードフィラーに前記ゴム組成物を使用し、請求項３に係る発明では、カーカスプライのプライゴムに前記ゴム組成物を使用する。
【０００８】
本発明のゴム組成物においては、Ｎ，Ｎ’−ｍ−キシレン−ビス−シトラコンイミドを０．０５〜０．３ｐｈｒ配合しており、これにより耐屈曲疲労性を改善することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のゴム組成物において、ゴム成分としては、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム等のジエン系合成ゴムが挙げられ、これらは１種のみで用いても、あるいは２種以上併用してもよい。好ましくは、天然ゴム及び／又はイソプレンゴムと、ブタジエンゴムとをブレンドしたゴム組成物が用いられる。
【００１０】
本発明のゴム組成物において用いられるＮ，Ｎ’−ｍ−キシレン−ビス−シトラコンイミドは下記構造式で表されるものである。
【００１１】
【化１】

このＮ，Ｎ’−ｍ−キシレン−ビス−シトラコンイミドは、熱により硫黄結合が切れてできたジエンに対してディールスアルダー型の付加反応を起こし、硫黄数にして７個分に相当する長さのＣ−Ｃ結合を形成するものであり、これによりゴムの耐熱特性が向上する。
【００１２】
Ｎ，Ｎ’−ｍ−キシレン−ビス−シトラコンイミドの配合量は、ゴム成分１００重量部に対して０．０５〜０．３重量部であることが好ましい。配合量が０．０５重量部未満であると十分な耐熱特性を得にくく、一方、０．３重量部を越えると耐屈曲疲労性が悪化する傾向にある。より好ましい配合量は０．１０〜０．２５重量部である。
【００１３】
本発明のゴム組成物には、上記の他に、通常ゴム組成物に用いられる、カーボンブラックなどの充填剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤等の各種添加剤を必要に応じて配合することができる。
【００１４】
本発明のゴム組成物は、ゴム成分にＮ，Ｎ’−ｍ−キシレン−ビス−シトラコンイミドを配合し、１６０℃以上になるまで混練、即ち撹拌混合してなる。詳細には、バンバリー型ミキサーなどの混合機を用いて、Ｎ，Ｎ’−ｍ−キシレン−ビス−シトラコンイミドをゴム成分とともに撹拌し、撹拌によって生じる熱などにより配合物が１６０℃以上になったときに混合機から排出されるようにする。すなわち、混合機からのゴム組成物の排出温度を１６０℃以上とする。かかる排出温度は、１４０℃程度とされている従来の排出温度とは明らかに異なるものであり、このような高い排出温度にすることで、Ｎ，Ｎ’−ｍ−キシレン−ビス−シトラコンイミドの配合量を少なくして耐屈曲疲労性を改善しながら、優れた耐熱特性を得ることができる。排出温度は、好ましくは１６０〜１８０℃である。
【００１５】
より具体的には、以下のようにして本発明のゴム組成物は製造される。まず、ゴム成分に、硫黄などの加硫剤を除く添加剤（Ｎ，Ｎ’−ｍ−キシレン−ビス−シトラコンイミドを含む。）を加えて、混合機で１６０℃以上になるまで撹拌混合し、常温にて冷却させる。次いで、これに硫黄などの加硫剤を添加して、加硫しない程度の温度（例えば１１０℃程度）になるまで撹拌混合する。このようにして各成分が均一に混合されたゴム組成物は、常法により加硫成形することでタイヤに組み込まれる。
【００１６】
本発明の空気入りタイヤは、上記した本発明のゴム組成物からなるゴム部材を備えるものであり、特に耐熱特性が要求されるゴム部材、例えば、サイドウォール部におけるサイドパッド、ビード部におけるビードフィラー、カーカスプライのプライゴムを上記ゴム組成物で形成したランフラットタイヤが好ましい態様として挙げられる。
【００１７】
図１は、かかるランフラットタイヤの一例を示すタイヤの概略半断面図である。このタイヤは、トレッド部１と、その両端から半径方向内側に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２の内側端に設けられた一対のビード部３とからなる。一対のビード部３にはビードコア４が埋設され、この一対のビードコア４により両端が係止されるようにカーカスプライ５が埋設され、更にカーカスプライ５の半径方向外側においてトレッド部１の内側にベルト６が埋設されている。そして、サイドウォール部２には、その剛性を上げるためにサイドパッド７が配設されており、また、ビード部３におけるビードコア４の半径方向外側にはビードフィラー８が配設されている。このサイドパッド７及びビードフィラー８、更には図示しないがカーカスプライ５のプライゴムに、上記本発明のゴム組成物を用いることが好ましい。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００１９】
〔実施例１及び比較例１，２〕
下記表１に示す配合にてゴム組成物を調製した。詳細には、バンバリー型ミキサーに硫黄以外の各成分を仕込み、排出温度を表１に示す通りに設定して撹拌混合した。次いで、常温にて冷却後、硫黄を添加し、排出温度１１０℃まで撹拌混合して、実施例１及び比較例１，２のゴム組成物を調製した。
【００２０】
得られたゴム組成物について、ランフラット耐久性と耐屈曲疲労特性を評価した。評価方法は以下の通りである。
【００２１】
ランフラット耐久性：上記ゴム組成物をサイドパッド及びビードフィラーに用いてタイヤサイズ２４５／４０ＺＲ１８のランフラットタイヤを成型した。得られたタイヤを内圧３．０ｋｍ／ｃｍ^２でリム組みした後、バルブのコアを抜き、内圧を大気圧とし、荷重５５０ｋｇ、速度８０ｋｍ／ｈにてドラム上を走行し、故障発生までの走行時間をランフラット耐久性とし、実施例１の走行時間を１００とした指数で表した。指数が大きいほど、故障発生までの走行時間が長いことを示し、ランフラット耐久性が良好であることを示す。
【００２２】
耐屈曲疲労特性：上記ゴム組成物を１６０℃で２０分間加硫して試験片を作成し、ＪＩＳデ・マーチャ試験機において、温度４０℃、振幅２０％で１００，０００回屈曲を繰り返した後の亀裂の長さの逆数を、実施例１の亀裂の長さを１００として指数で表した。指数が大きいほど亀裂の長さが短いことを示し、耐屈曲疲労特性がよいことを示す。
【００２３】
【表１】

表１に示されるように、Ｎ，Ｎ’−ｍ−キシレン−ビス−シトラコンイミドの配合量を少なくし、排出温度を１６０℃以上とした実施例１の場合、ランフラット耐久性と耐屈曲疲労特性の双方に優れていた。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、耐屈曲疲労性を損なうことなく、優れた耐熱特性を発揮させることができ、ランフラット耐久性と耐屈曲疲労性がともに優れた空気入りタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの概略半断面図である。
【符号の説明】
１…トレッド部
２…サイドウォール部
３…ビード部
７…サイドパッド
８…ビードフィラー

Claims (3)

1. サイドウォール部にサイドパッドを備えた空気入りタイヤにおいて、天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分にＮ，Ｎ’−ｍ−キシレン−ビス−シトラコンイミドを０．０５〜０．３ｐｈｒ配合し、１６０℃以上になるまで撹拌混合してなるゴム組成物を、前記サイドパッドに使用した空気入りタイヤ。
2. ビード部にビードフィラーを備えた空気入りタイヤにおいて、天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分にＮ，Ｎ’−ｍ−キシレン−ビス−シトラコンイミドを０．０５〜０．３ｐｈｒ配合し、１６０℃以上になるまで撹拌混合してなるゴム組成物を、前記ビードフィラーに使用した空気入りタイヤ。
3. 天然ゴム及び／又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分にＮ，Ｎ’−ｍ−キシレン−ビス−シトラコンイミドを０．０５〜０．３ｐｈｒ配合し、１６０℃以上になるまで撹拌混合してなるゴム組成物を、カーカスプライのプライゴムに使用した空気入りタイヤ。

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