JP4071534B2

JP4071534B2 - カーカスプライ用ゴム組成物

Info

Publication number: JP4071534B2
Application number: JP2002123496A
Authority: JP
Inventors: 正人川瀬
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2022-04-25
Also published as: JP2003313365A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤのカーカスプライゴムとして用いられるカーカスプライ用ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に空気入りタイヤのカーカス部は、すだれ織物状または平行に配列されたプライコードの周囲にカーカスプライゴムをコーティングした一枚または複数枚のカーカスプライから構成されている。この空気入りタイヤは、上記カーカスプライのタイヤの内膜側にインナーライナーゴムを隣接して成形され、その後加硫されることにより作製されている。
【０００３】
しかし、この加硫の際に上記カーカスプライおよびインナーライナーゴムは金型内でプラダーによって全体的にタイヤの外径外側へ押圧力を受けるが、上記カーカスプライ中のプライコードの比較的高い抗張力とカーカスプライゴムの高い流動性とが相俟ってインナーライナーゴムがプライコードの間に流れ込む現象が生じていた。その結果として、カーカスプライがその途中で強度の低いインナーライナーゴムにより分断され、空気入りタイヤの耐久性が低下する原因となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記事情に鑑みて本発明は、カーカスプライゴムの流動性と強度とのバランスに優れ、空気入りタイヤの耐久性を改善することのできるカーカスプライ用ゴム組成物を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、空気入りタイヤのカーカス部におけるプライコードの周囲に形成されるカーカスプライゴムとして用いられるゴム組成物であって、天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴムからなるゴム成分１００質量部に対し、粉末ゴムが２〜１５質量部含有されており、粉末ゴムの表面に固結抑制剤が付着しているカーカスプライ用ゴム組成物であることを特徴とする。
【０００６】
ここで、本発明のカーカスプライ用ゴム組成物においては、上記粉末ゴムの平均粒径が０．３ｍｍ以下であり、かつ最大粒径が０．６ｍｍ以下であり、かつ０．５ｍｍ以下の粒径の粉末ゴムの粒度分布が粉末ゴム全体の９５％以上となることが好ましい。
【０００７】
また、本発明のカーカスプライ用ゴム組成物においては、上記粉末ゴムの表面に、上記粉末ゴムの２〜１２ｗｔ％（質量％）の質量の固結抑制剤が付着していることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
（ゴム成分）
本発明のカーカスプライ用ゴム組成物には、天然ゴム（ＮＲ）および／またはジエン系合成ゴムからなるゴム成分が用いられる。ここで、ジエン系合成ゴムとしては、特に限定されず従来から公知のものが用いられ得るが、たとえばスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（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）またはアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等が用いられ得る。また、これらのジエン系合成ゴムは単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いることもできる。なかでも、本発明のカーカスプライ用ゴム組成物には、天然ゴム（ＮＲ）および／またはスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を用いることが好ましい。この場合には、カーカスプライゴムの強度および耐熱性をより向上させることができる。
【００１０】
また、本発明のカーカスプライ用ゴム組成物に天然ゴム（ＮＲ）とジエン系合成ゴムとを混合して用いる場合には、天然ゴム（ＮＲ）とジエン系合成ゴムとの混合比は質量比で４０：６０〜８０：２０とすることが好ましい。この場合には、カーカスプライゴムの強度および耐熱性をより向上させることができる。
【００１１】
（粉末ゴム）
本発明のカーカスプライ用ゴム組成物には上記ゴム成分１００質量部に対し、粉末ゴムが２〜１５質量部含有される。粉末ゴムの含有量が２質量部未満である場合にはカーカスプライゴムの流動性の減少という効果を十分に得ることができず、また１５質量部を超える場合にはカーカスプライゴムの強度が低下してしまう。
【００１２】
ここで、粉末ゴムは上記ゴム成分１００質量部に対し、３〜１０質量部含有されることがより好ましい。この場合にはカーカスプライゴムの流動性と強度とのバランスをより優れたものとすることができる。
【００１３】
また、上記粉末ゴムは、その平均粒径が０．３ｍｍ以下であり、かつ最大粒径が０．６ｍｍ以下であり、かつ０．５ｍｍ以下の粒径の粉末ゴムの粒度分布が粉末ゴム全体の９５％以上となることが好ましい。さらに好ましくは、その平均粒径が０．２５ｍｍ以下であり、かつ最大粒径が０．５ｍｍ以下であり、かつ０．５ｍｍ以下の粒径の粉末ゴムの粒度分布が粉末ゴム全体の９５％以上となることである。粉末ゴムの平均粒径、最大粒径および粒度分布が上記の要件を満たしている場合には、カーカスプライゴムの強度をさらに向上させることができる。
【００１４】
また、粉末ゴムの材質としては特に限定されず従来から公知の上記に例示したゴム成分等を用いることができるが、たとえば使用済みの廃タイヤのスチールコード、繊維等を除去したゴム部等をリサイクルした再生ゴムを用いることが好ましい。この場合には、空気入りタイヤの製造コストの低減を図ることができるだけでなく、省資源および環境保護にも貢献することができる。
【００１５】
また、粉末ゴムの表面には粉末ゴムの２〜１２ｗｔ％の質量の固結抑制剤が付着していることが好ましい。粉末ゴムの２ｗｔ％未満の質量しか固結抑制剤が付着していない場合には粉末ゴム同士が固結してその流動性が損なわれてしまうことによってハンドリング性能が低下して生産性が低下する傾向にある。また、粉末ゴムの１２ｗｔ％より多くの質量の固結抑制剤が付着している場合には粉末ゴムの物性に固結抑制剤の影響が大きく現われることによってゴム硬度が大きくなる等のゴム物性に与える影響が大きくなる傾向にある。さらに、カーカスプライゴムの流動性と強度とのバランスに影響が出る傾向にある。粉末ゴムの平均粒径が０．３ｍｍ以下であり、かつ最大粒径が０．６ｍｍ以下であり、かつ０．５ｍｍ以下の粒径の粉末ゴムの粒度分布が粉末ゴム全体の９５％以上となる場合にはこれらの傾向が特に大きくなる。
【００１６】
また、粉末ゴムの表面に粉末ゴムの４〜１０ｗｔ％の質量の固結抑制剤が付着していることがより好ましい。この場合には、粉末ゴムおよびカーカスプライゴムに与える影響とハンドリング性能とのバランスにより優れた粉末ゴムを得ることができる。
【００１７】
ここで、固結抑制剤とは上記粉末ゴム同士が固結するのを抑制して上記粉末ゴムに流動性を付与する機能を有するもののことをいい、その材質としてはたとえばタルク、シリカ、炭酸カルシウム、ハードクレーまたは酸化亜鉛等がある。
【００１８】
上記固結抑制剤を付着させる方法としては従来から公知の方法が用いられ、たとえば使用済みの廃タイヤのゴム部をロール粉砕等の粉砕機で粉砕した後、上記固結抑制剤を混合する方法等がある。
【００１９】
（添加剤）
また、本発明のカーカスプライ用ゴム組成物および粉末ゴムには、さらに加硫剤、加硫促進剤、軟化剤、滑剤、老化防止剤または充填剤等の添加剤を配合することができる。加硫剤としては、たとえば硫黄、パーオキサイド架橋剤等が用いられ得る。パーオキサイド架橋剤としては、たとえばベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン等が用いられ得る。また、加硫促進剤としては、たとえばスルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、ジチオ酸系、チオウレア系、グアニジン系またはジチオカルバミン酸系等の加硫促進剤が用いられ得る。
【００２０】
また、軟化剤としては、たとえばフタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジ−ｎ−ブチル、フタル酸ジ−ｎ−オクチル、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、フタル酸ジイソオクチル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジ−ｎ−デシル、フタル酸ジ−ｎ−ドデシル、フタル酸ジイソトリデシル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、アジピン酸ジ−２−エチルヘキシル、アジピン酸ジ−ｎ−デシル、アジピン酸ジイソデシル、リン酸トリブチル、リン酸トリ−２−エチルヘキシル、リン酸２エチルヘキシル、リン酸トリクレジール、ステアリン酸ブチル、オレイン酸ブチル、プロセスオイル、潤滑油、パラフィン、流動パラフィン、石油アスファルト、ワセリン、ヒマシ油、アマニ油、ナタネ油またはヤシ油等が用いられ得る。
【００２１】
また、滑剤としては、たとえば流動パラフィン、天然パラフィン、マイクロワックス、ポリエチレンワックス等の炭化水素系、ステアリン酸、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウム等の脂肪酸系、ステアリン酸アミド、パルチミン酸アミド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステアロアミド等の脂肪酸アミド系の滑剤等が用いられ得る。また、老化防止剤としては、アミン系、フェノール系、イミダゾール系の老化防止剤、カルバミン酸金属塩またはワックス等が用いられ得る。また、充填剤としては、たとえば酸化亜鉛、カーボンブラック、ホワイトカーボン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、クレー、タルク、マイカ、アルミナ、硫酸バリウムまたは硫酸カルシウム等がある。
【００２２】
（製造方法）
本発明のカーカスプライ用ゴム組成物の製造方法としては従来から公知の方法を用いることができ、たとえば上記ゴム成分、粉末ゴムおよび添加剤等をロール、バンバリーミキサー等の混合機により混練する方法等がある。このようにして得られた本発明のカーカスプライ用ゴム組成物をカーカスプライゴムとして成形加硫することにより耐久性に優れた空気入りタイヤを作製することができる。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２４】
（試料の作製）
ｉ）タルクを付着させた粉末ゴムの作製
使用済みの廃タイヤのゴム部をロール粉砕等の粉砕機で粉砕した後タルクを添加して、表１に示す仕様となるようにタルクを付着させた粉末ゴムＡ〜Ｆを作製した。表１中のタルク付着量は粉末ゴムに対する質量％によるものである。
【００２５】
【表１】

【００２６】
（注１）富士タルク工業（株）製の「Ｔ−２」。
ｉｉ）実施例および比較例の加硫ゴムの作製
下記表２に示す配合となるようにゴム材料を秤量し、さらに下記表３に示す配合となるように上記タルクを付着させた粉末ゴムＡ〜Ｆを秤量した。そして、これらをバンバリーミキサーを用いて混練りして得たゴム組成物を１７０℃で１５分間プレス加硫することにより実施例１〜７および比較例１〜２の加硫ゴムを得た。なお、表２および表３中の各成分の配合量は質量部によるものである。
【００２７】
【表２】

【００２８】
（注２）タイ製の「ＲＳＳ＃３」。
（注３）住友化学（株）製の「住友ＳＢＲ１５０２」。
（注４）三菱化学（株）製の「ダイヤブラックＨ」。
（注５）出光興産（株）製の「ダイアナプロセスＰＡ３２」。
（注６）大内新興化学工業（株）製の「ノクラック６Ｃ」。
（注７）日本油脂（株）製の「ステアリン酸椿」。
（注８）三井金属工業（株）製の「酸化亜鉛２種」。
（注９）日本乾留（株）製の「セイミ硫黄」。
（注１０）大内新興化学工業（株）製の「ノクセラーＮＳ」。
【００２９】
ｉｉｉ）実施例および比較例の小型タイヤの作製
下記表３に示す配合となるゴム組成物をプライコードにトッピングし、上記表２に示す配合のインナーライナーゴムをタイヤの内膜側に添設してグリーンタイヤを成形した。そして、このグリーンタイヤを加硫金型に設置して、金型中において１７５℃で１５分間加硫を行ない、プライコードの打ち込み数が５０本／５０ｍｍとなるように１９５／６５Ｒ１５の実施例１〜７および比較例１〜２の小型タイヤを作製した。このとき、プラダー内圧を２０ｋｇ／ｃｍ²に設定した。
【００３０】
（評価方法）
ｉ）加硫ゴムの強度
実施例１〜７および比較例１〜２の加硫ゴムの強度の評価は、引張り強度と引裂き強度を測定することにより行なった。その評価結果を表３に示す。なお、引張り強度の測定はＪＩＳＫ６２５１に従って行ない、引裂き強度の測定はＪＩＳＫ６２５２に従って行なった。また、表３中の引張り強度および引裂き強度の数値は比較例１を１００としたときの相対値である。
【００３１】
ｉｉ）カーカスプライゴムの流動性
カーカスプライゴムの流動性の評価は、実施例１〜７および比較例１〜２の小型タイヤをタイヤの回転方向と直角方向に切断し、図１および図２に示すようにインナーライナーゴム４とプライコード２との間の距離ＬおよびＬ１を測定することにより行なった。その結果を表３に示す。なお、図１および図２に示すＬおよびＬ１はタイヤの加硫前のインナーライナーゴム４−プライコード２間の距離である。また、表３中のＬの値に対するＬ１の値が大きいほど流動性が小さいことを示す。
【００３２】
ｉｉｉ）粉末ゴムの固化状態
タルクを付着させた粉末ゴムＡ〜Ｆの固化状態の評価は、フレキシブルコンテナに５００ｋｇの粉末ゴムを充填し、１ヶ月放置後に下記の基準で評価を行なった。その評価結果を表３に示す。
◎…全く固結していない状態
○…ほぼ固結していない状態
△…ほぼ固結している状態
【００３３】
【表３】

【００３４】
（評価結果）
実施例１〜７の試料は比較例１〜２の試料に比べて、加硫ゴムの強度と流動性とのバランスに優れていた。また、実施例１〜３の試料は実施例４〜５および７の試料に比べて、相対的に強度に優れる傾向にあった。また、実施例１〜３の試料は実施例６の試料に比べて、相対的に粉末ゴムの固化状態に優れる傾向にあった。
【００３５】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００３６】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、空気入りタイヤ製造時におけるカーカスプライゴムの流動性を抑制し、強度に優れたカーカスプライゴムを得ることができるため、空気入りタイヤの耐久性を改善することができる。また、本発明のゴム組成物に含有される粉末ゴムについて廃タイヤを粉砕した粉末ゴムを用いた場合には、空気入りタイヤの製造コストの低減を図ることができるだけでなく、省資源および環境保護という目的も達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】タイヤの加硫前のカーカスプライゴムとインナーライナーゴムとの界面の一例を示す模式的な断面図である。
【図２】タイヤの加硫後のカーカスプライゴムとインナーライナーゴムとの界面の一例を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１カーカスプライ、２プライコード、３カーカスプライゴム、４インナーライナーゴム。

Claims

空気入りタイヤのカーカス部におけるプライコードの周囲に形成されるカーカスプライゴムとして用いられるゴム組成物であって、天然ゴムおよび／またはジエン系合成ゴムからなるゴム成分１００質量部に対し、粉末ゴムが２〜１５質量部含有されており、前記粉末ゴムの表面に固結抑制剤が付着していることを特徴とするカーカスプライ用ゴム組成物。
前記粉末ゴムの平均粒径が０．３ｍｍ以下であり、かつ最大粒径が０．６ｍｍ以下であり、かつ０．５ｍｍ以下の粒径の粉末ゴムの粒度分布が粉末ゴム全体の９５％以上となることを特徴とする請求項１に記載のカーカスプライ用ゴム組成物。
前記粉末ゴムの表面に、前記粉末ゴムの２〜１２ｗｔ％の質量の固結抑制剤が付着していることを特徴とする請求項１または２に記載のカーカスプライ用ゴム組成物。