JP4063578B2 - 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し、更に詳細には、特定の補強ゴム組成物を、ビードフィラーおよび／またはサイドウォール補強シートに用いた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤの剛性を高めるために、通常、サイドウォールの内側にビート部からタイヤサイドウォールに沿って伸びる高硬度補強ゴム（ビードフィラー）を配置している。従来は、樹脂と樹脂架橋剤を配合することによって高硬度ゴムを得ているが、その場合、破断伸びが低下したり、低 tanδのゴムが作りにくいという問題点がある。しかし、この樹脂を使わずに高硬度ゴムを作ると、未加硫時に硬度が高過ぎて加工できないという問題がある。そこで、タイヤの耐久性向上、転がり抵抗低減のためには、破断伸びが高く、かつ tanδが低いゴムが求められている。現在のところ、高硬度ゴムを作製するために、硫黄系添加剤をゴムに配合する技術は未だない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明では、硫黄系添加剤をゴムに配合することにより、硬度が高くて、かつ、未加硫粘度の低い加工可能なゴムを、ビードフィラーおよび／またはサイドウォール補強シートに用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、硫黄加硫可能なジエン系ゴム１００重量部に対して、カーボンブラックおよびシリカの総量５０〜１５０重量部を配合し、更に、特定の多硫化炭化水素（Ａ）、多硫化脂肪酸エステル（Ｂ）および多硫化油脂（Ｃ）の群から選ばれる硫黄系添加剤の少なくとも一種を２〜５０重量部配合した補強ゴム組成物を、ビードフィラーおよび／またはサイドウォール補強シートに用いた空気入りタイヤが提供される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明では、硫黄加硫可能なジエン系ゴムにカーボンブラックやシリカなどのフィラーを配合し、これに特定の硫黄系添加剤、例えば、多硫化炭化水素（Ａ）、多硫化脂肪酸エステル（Ｂ）および多硫化油脂（Ｃ）のうち少なくとも一種を配合することによって、硬度が高くて、かつ、未加硫粘度の低い加工可能な高硬度ゴムが得られることを見出したものである。当該高硬度ゴムでは、そこに配合した当該硫黄系添加剤が、未加硫時には軟化剤として機能してゴムの粘度を下げるが、加硫時に当該硫黄系添加剤に含まれる硫黄によってゴムと結合するために、加硫後はゴム中での流動性が失われ、軟化剤としての機能を消失すると考えられる。このような高硬度ゴムを空気入りタイヤのビードフィラーおよび／またはサイドウォール補強シート部材に使用すれば、上記特性が有効に発揮され、極めて有用である。
【０００６】
本発明の高硬度補強ゴム組成物に用いられるジエン系ゴムには、天然ゴム（ＮＲ）、およびジエン系合成ゴムとしての、例えば、ポリイソプレンゴム（ＩＰ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、各種ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が使用される。これらは、単独で、あるいは２種以上のゴム混合物として使用することができる。天然ゴムとジエン系合成ゴムの２種以上のゴム混合物として使用する場合には、天然ゴムの配合比率が２０〜１００重量部であるゴム組成物とすることが所望の目的を達成する上で好ましい。
【０００７】
本発明の高硬度補強ゴム組成物に用いられる補強剤としてのカーボンブラックとシリカの総量は、ゴム１００重量部に対して５０〜１５０重量部、好ましくは、５５〜１２５重量部配合することが必要である。本発明の当該ゴム組成物に使用するカーボンブラックとしては、窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が２０〜１３０（１０³ｍ²／ｋｇ）、ＤＢＰ吸油量が５０〜１３０（１０^-5ｍ³／ｋｇ）であるものが好ましい。これらの特性値が低過ぎると引張り強さ、モジュラスなどが低くなるので好ましくなく、逆に高過ぎるとＮ₂ＳＡでは、発熱量が大きくなるので好ましくなく、ＤＢＰ吸油量では、カーボンブラックとして製造が難しくなるので好ましくない。また、シリカとしては湿式シリカの沈降シリカが使用される。シリカは配合されなくてもよく、使用する場合は８０重量部以下の量で配合される。シリカを適量使用すると tanδの低いゴムを得ることができ、タイヤの転がり抵抗を低減できる。また、サイド補強用のシートに使用可能な耐久性を持ったゴムを作製することができる。多過ぎると電気伝導度が低下し、また補強剤の凝集力が強くなり、混練中の分散が不十分となるので好ましくない。
【０００８】
本発明の高硬度補強ゴム組成物に配合される特定の硫黄系添加剤としては、多硫化炭化水素（Ａ）、多硫化脂肪酸エステル（Ｂ）および多硫化油脂（Ｃ）から選ばれる少なくとも一種の多硫化化合物が用いられる。これらは市販の公知の化合物であり、これが単独で、または任意の混合物として使用されてよい。この多硫化化合物に含まれる硫黄含有量は重量比で５〜５０重量％であり、また、該多硫化化合物中に含まれる平均硫黄分子数は２〜６であることが、製品が高硬度で、かつ加工時におけるムーニー粘度が低いという本発明の作用効果を達成する上で好ましい。そして、この配合量は、総量で２〜５０重量部、より好ましくは３〜３０重量部が好適であり、この配合量が少ないと所望の作用効果を発揮できず、また、逆に多過ぎると、所望の硬度が得られないので好ましくない。
【０００９】
前記特定の硫黄系添加剤としては、以下の式（Ｉ）〜（ＶＩＩ）で表される多硫化化合物が有効に使用される。
【００１０】
多硫化炭化水素（Ａ）
【化４】

【００１１】
多硫化脂肪酸エステル（Ｂ）
【化５】

【００１２】
多硫化油脂（Ｃ）
【化６】

【００１３】
本発明の高硬度補強ゴム組成物には、前記した成分に加えて、通常の加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用に配合されている各種添加剤が、従来の一般的な配合量として適宜配合されて用いられる。かかる配合物は、一般的な方法で混練、加硫してゴム組成物とし、本発明の空気入りタイヤ用のビードフィラーおよび／またはサイドウォール補強シート部材とすることができる。
【００１４】
【実施例】
以下、標準例、実施例および比較例によって本発明を更に説明するが、本発明の技術的範囲をこれらの実施例によって限定するものでないことは言うまでもない。
【００１５】
試験サンプルの作製
以下の表１に示す配合における加硫促進剤と硫黄を除く成分を、１.７リットルの密閉式バンバリーミキサーで３〜５分間混練し、１６０℃に達した時に放出したマスターバッチに加硫促進剤と硫黄を８インチのオープンロールで混練してゴム組成物を得た。得られたゴム組成物のムーニー粘度を測定した。次いで、このゴム組成物を１５×１５×０.２ｃｍの金型中で、１６０℃で２０分間プレス加硫して目的とする試験片を作製し、これによりtanδ（６０℃）および硬さ（Ｈｓ）を測定、評価した。
【００１６】
試験方法
１）ムーニー粘度：ＪＩＳ Ｋ６３００に準拠して、１００℃にて測定した。
２）tanδ（６０℃）：東洋精機製作所製レオログラフソリッドを用い、初期
歪＝１０％、動的歪＝２％、周波数＝２０Ｈｚで粘弾性を測定した。
３）硬さ（Ｈｓ）：ＪＩＳ Ｋ６３００に準拠して、室温にて測定した。
【００１７】
標準例、実施例１〜３および比較例１結果を表１に示す。
【表１】

【００１８】
【発明の効果】
上記表１の結果よりみて、本発明の硫黄系添加剤を加工助剤に使用した実施例のゴム組成物では、ムーニー粘度が標準例および比較例１のこれを配合しないものよりも低くてゴム加工性が改良されていながら、tanδ（６０℃）および硬さ（Ｈｓ）の点では遜色ないことがわかる。よって、本発明のゴム組成物では、その硬さ（Ｈｓ）およびtanδ（６０℃）を維持しつつ、その加工性を大巾に向上させていることから、特に、これを空気入りタイヤのビードフィラーおよび／またはサイドウォール補強シートの作製に使用すれば、極めて有用である。

Claims (3)

1. 硫黄加硫可能なジエン系ゴム１００重量部に対して、カーボンブラックおよびシリカの総量５０〜１５０重量部を配合し、更に、以下の式（Ｉ）で表される多硫化炭化水素（Ａ）、以下の式（ＩＩ）〜（Ｖ）で表される多硫化脂肪酸エステル（Ｂ）および以下の式（ＶＩ）、（ＶＩＩ）で表される多硫化油脂（Ｃ）の群から選ばれる硫黄系添加剤の少なくとも一種を２〜５０重量部配合した補強ゴム組成物を、ビードフィラーおよび／またはサイドウォール補強シートに用いた空気入りタイヤ。
   （Ａ）多硫化炭化水素
   

   

   （Ｂ）多硫化脂肪酸エステル
   

   

   （Ｃ）多硫化油脂
   

   
2. 前記多硫化炭化水素（Ａ）、多硫化脂肪酸エステル（Ｂ）および多硫化油脂（Ｃ）の群から選ばれる硫黄系添加剤のそれぞれに含まれる硫黄含有量が重量比で５〜５０重量％である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記多硫化炭化水素（Ａ）、多硫化脂肪酸エステル（Ｂ）および多硫化油脂（Ｃ）の群から選ばれる硫黄系添加剤のそれぞれの硫黄系添加剤中に含まれる平均硫黄分子数が２〜６である請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。