JP4072008B2

JP4072008B2 - サイドウォール

Info

Publication number: JP4072008B2
Application number: JP2002184907A
Authority: JP
Inventors: 光平竹村; 尚彦菊地
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2022-06-25
Also published as: JP2004027003A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サイドウォールに関し、とりわけサイドウォール部におけるオゾン亀裂の発生を抑制させた空気入りタイヤ用のサイドウォールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤは、使用しているうちに、サイドウォール部分にオゾン亀裂が発生するという問題があった。そして、サイドウォールにオゾン亀裂の発生したタイヤは、走行による屈曲変形を受けその亀裂が成長し、最終的にはタイヤがバーストするという問題が生じることがあった。
【０００３】
空気入りタイヤのサイドウォールのオゾン亀裂発生を抑制するために、従来技術では、オゾン亀裂防止剤や老化防止剤などの化学薬品を使用することが常である。しかし、これら化学薬品を含有するタイヤは、廃棄され焼却されるときに環境負荷物質を発生するおそれがある。
【０００４】
特開２０００−１６０２８公報では、タイヤトレッドに雲母などを混合し、雲母などがトレッドから剥離することでサイピングが形成され、そのミクロなサイピングによって氷上性能が向上するスタッドレスタイヤが開示されている。しかし、トレッド材料であり、混合する雲母の平均粒子径が大きいため、これをサイドウォールに用いると耐屈曲性に劣るという問題がある。
【０００５】
また、特開平１１−３４８５１３号公報には、サイドウォールの外観向上のため複合雲母小片を混合することが開示されている。しかし、外観（色）などの改善効果のみに言及し、用いられている雲母の平均粒子径が大きいため耐屈曲性に劣るという問題がある。
【０００６】
特開平１１−１４０２３４号公報には、インナーライナーに雲母を混合し空気透過性を減ずるゴム組成物が開示されている。しかし、この場合の雲母は、オゾン亀裂発生を抑制する方向に配向していないため、オゾン亀裂抑制には効果がない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、廃棄、焼却しても環境負荷物質を発生せず、耐屈曲性にも優れた、サイドウォール部におけるオゾン亀裂発生を抑制し得るサイドウォールを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、化学薬品を含まず、自然界に存在する鉱石を用いて、オゾン亀裂発生を抑制することができないか鋭意検討したところ、平板状雲母を特定の方向に配向させることで、オゾン亀裂の発生を抑制することができることがわかった。
【０００９】
すなわち、本発明は、（Ａ）基材ゴム１００重量部に対して、（Ｂ）平均粒子径が１０〜１００μｍである平板状雲母５〜５０重量部を含有するゴム組成物からなるサイドウォールであって、平板状雲母（Ｂ）がサイドウォールの周方向に対して垂直に配向しているサイドウォールに関する。
【００１０】
前記平板状雲母（Ｂ）は、セリサイト、マスコバイト、フロゴバイト、カオリナイトおよびタルクからなる群より選ばれた少なくとも１種であり、かつその平均アスペクト比が１０〜１５０であることが好ましい。
【００１１】
前記サイドウォールは、さらに（Ｃ）シランカップリング剤を含有することが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のサイドウォールは、（Ａ）基材ゴムおよび（Ｂ）平板状雲母を含有するゴム組成物からなる。
【００１３】
前記ゴム組成物における基材ゴム（Ａ）は、従来からタイヤのサイドウォール部に用いられているものであれば、とくに制限はない。たとえば、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ｐ−メチルスチレン−イソブチレン共重合体の臭化物などがあげられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも亀裂成長抑制と耐カット性、耐屈曲性が優れる点でＮＲ、ＢＲまたはこれらの混合物が好ましい。
【００１４】
平板状雲母（Ｂ）における平板状とは、フレーク状、円盤状などの形状を含む概念のことである。具体的には、平均アスペクト比が１０〜１５０、とくには１０〜１００の雲母であることが好ましい。平板状雲母（Ｂ）の平均アスペクト比が１０未満ではゴム材料中で平板状雲母が配向することが難しく、オゾン亀裂の改善に至らない傾向があり、１５０をこえるとその粒径の大きさのため、ゴム中の異物となり、耐屈曲性などの機械的疲労特性が劣る傾向がある。なお、アスペクト比とは、平板状の雲母の、平均粒径の厚さに対する比（平均粒径÷厚さ）をいう。
【００１５】
前記雲母としては、とくに限定されず、たとえばセリサイト、マスコバイト、フロゴバイト、カオリナイト、ソーダ雲母、黒雲母などがあげられる。
【００１６】
なかでも、表面にＯＨ基をもち、ゴムと相互作用する点からセリサイト、マスコバイト、フロゴバイト、カオリナイトおよびタルクからなる群より選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。さらにはセリサイト、マスコバイトおよびフロゴバイトからなる群より選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。
【００１７】
なお、雲母は通常ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）などの不純物を含むが、本発明の範囲を損なわない範囲であれば構わない。
【００１８】
平板状雲母（Ｂ）の平均粒子径は、１０〜１００μｍ、好ましくは１５〜６０μｍである。平板状雲母（Ｂ）の平均粒子径が１０μｍ未満では、オゾン亀裂の改善効果がみられない。また、平板状雲母（Ｂ）の平均粒子径が１００μｍをこえると、平板状雲母（Ｂ）が異物となり、ゴムとの接着性が低下し、耐久性の低下につながる。
【００１９】
平板状雲母（Ｂ）の配合量は、基材ゴム（Ａ）１００重量部に対して、５〜５０重量部、好ましくは５〜４５重量部、さらに好ましくは５〜４０重量部である。平板状雲母（Ｂ）の配合量が５重量部未満では、オゾン亀裂の改善効果がみられない。また、平板状雲母（Ｂ）の配合量が５０重量部をこえると、ゴムと平板状雲母（Ｂ）との接着性が低下し、耐久性に問題が生じる。
【００２０】
本発明のサイドウォールにおける前記ゴム組成物は、基材ゴム（Ａ）、平板状雲母（Ｂ）に、さらに（Ｃ）シランカップリング剤を配合することが好ましい。シランカップリング剤（Ｃ）を配合することにより、平板状雲母（Ｂ）とゴムとの接着性が改善され、耐屈曲性などの機械的疲労特性もまた改善されるという効果が得られる。
【００２１】
シランカップリング剤（Ｃ）の種類としては、たとえば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、γ−グリシドオキシプロピル−トリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピル−トリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピル−トリメトキシシラン、γ−アミノプロピル−トリエトキシシランなどがあげられる。なかでも、最も流通量が多く、経済的であるという点でビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドが好ましい。
【００２２】
シランカップリング剤の配合量は、平板状雲母（Ｂ）の配合量の２〜２０重量％であることが好ましい。シランカップリング剤の配合量が２重量％未満ではシランカップリング剤で結合されない平板状雲母（Ｂ）の割合が多く、機械的疲労特性が劣る傾向があり、２０重量％をこえて配合しても、平板状雲母（Ｂ）よりも過剰なシランカップリング剤が存在し、経済的に不利になる傾向がある。
【００２３】
シランカップリング剤は、平板状雲母（Ｂ）と予め混合してもよく、前記成分とともに一括して混合してもよい。
【００２４】
平板状雲母（Ｂ）は、いずれの配合量、粒子径の場合もシランカップリング剤などの表面処理剤を用いることで、ゴムとの接着性の改善効果は見られるが、上記範囲を逸脱するとカップリング剤の効果も少なくなる。
【００２５】
前記ゴム組成物に、カーボンブラックを配合すると屈曲性に対する補強効果が向上するという効果が得られる。
【００２６】
本発明のゴム組成物に配合するカーボンブラックとしては、たとえば、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦ、ＦＥＦなどがあげられる。なかでもゴムとの結合が強すぎることなく、適度な補強効果がある点で、ＦＥＦやＨＡＦが好ましい。
【００２７】
前記カーボンブラックの配合量は、基材ゴム（Ａ）１００重量部に対して、３０〜７０重量部であることが好ましい。カーボンブラックの配合量が３０重量部未満では、充分な補強効果が得られない傾向があり、７０重量部をこえると、ゴムとの結合が強くなりすぎ、耐屈曲性が劣る傾向がある。
【００２８】
また、本発明のサイドウォールにおける前記ゴム組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤、ワックス、ステアリン酸、オイル、酸化亜鉛、老化防止剤などを含んでいてもよい。
【００２９】
本発明のサイドウォールは、平板状雲母（Ｂ）が該サイドウォールの周方向に対して垂直に配向している。
【００３０】
平板状雲母（Ｂ）を、サイドウォール部の周方向に対して垂直に配向させるには、たとえば図２（ａ）または図３（ａ）に示すように、サイドウォール用の前記ゴム組成物を通常に押し出し、あるいはロールだししてサイドウォール用ゴムシート１（サンプル）を作製し、該シート１を短冊状に切断し、それぞれの短冊を９０度回転させ、再び重ね合わせることで、図２（ｂ）または図３（ｂ）に示すように、サイドウォール用ゴムシート１に対して平板状雲母２が垂直に配向したシートが得られる。該シートをサイドウォール部材として、通常のタイヤ成形において使用することにより、平板状雲母（Ｂ）が周方向に対して垂直に配向する本発明のサイドウォールが得られる。
【００３１】
短冊の切断方向は、必要とする押し出し後のサンプル形状により、押し出し方向Ａと平行（図２（ａ））でも、押し出し方向Ａに対して直角方向（図３（ａ））でもよい。
【００３２】
また、本発明のサイドウォールにおいて、平板状雲母（Ｂ）を周方向に対して垂直に配向させる方法は、前述の方法に限定されず、平板状雲母（Ｂ）を前記方向に配向させられるのであれば、ほかの方法を用いることもできる。
【００３３】
サイドウォール部において、オゾン亀裂の発生方向は、該サイドウォール部の周方向であるので、それに対して垂直になる方向に平板状雲母を配向させることで、オゾン亀裂の発生を抑制できる。
【００３４】
なお、図１（ａ）に示すように、前記サイドウォール用ゴム組成物を通常に押し出し、あるいはロールだししただけでは、平板状雲母２は、図１（ｂ）のとおり、サイドウォール用ゴムシート１に対して平行に配向する。
【００３５】
空気入りタイヤは、本発明のサイドウォールを使用して、通常の方法によって製造される。すなわち、サイドウォール部の周方向に対して平板状雲母（Ｂ）が垂直に配向する該サイドウォールを、タイヤ成形機上で通常の方法により貼り合わせて未加硫タイヤを成形する。この未加硫タイヤを加硫機中で、通常の加熱・加圧を行なうことによって、本発明のサイドウォールからなる空気入りタイヤが得られる。このようにして得られたタイヤは、サイドウォール部におけるオゾン亀裂の発生が抑制され得る。
【００３６】
【実施例】
以下に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例および比較例では、以下の各原料を用いた。
【００３７】
ＮＲ：ＲＳＳ＃１
ＢＲ：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ
カーボンブラック：三菱化学（株）製ＦＥＦグレードＮ５５０
アロマオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＡＨ−２４
ステアリン酸：日本油脂（株）製の桐
酸化亜鉛：東邦亜鉛（株）製の銀嶺Ｒ
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックワックス
老化防止剤６Ｃ：大内新興化学工業（株）製Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）−Ｐ−フェニレンジアミン
平板状雲母Ａ−２１：（株）山口雲母工業所製のマスコバイト（平均粒子径：２３μｍ、平均アスペクト比：４０）
平板状雲母Ａ−５１：（株）山口雲母工業所製のマスコバイト（平均粒径：４６μｍ、、平均アスペクト比：５０）
シランカップリング剤：デグサ社製のＳｉ６９（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）
硫黄：鶴見化学（株）製のイオウ
加硫促進剤ＮＳ：大内新興化学工業（株）製Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
【００３８】
実施例１〜４
（製造方法）
表１に示す配合内容にしたがって、硫黄、促進剤以外をバンバリーによって、１５０℃４分間混練したのち、オープンロールにて硫黄、加硫促進剤を混合し、サイドウォール用のシートを作製した。ついで、該シートを、図２（ａ）（または図３（ａ））に示すように押し出し方向に添って（または押出方向に直角になるように）短冊状に切断し、それぞれの短冊を９０度回転させ、再び重ね合わせることによって、図２（ｂ）（または図３（ｂ））に示すように、平板状雲母の配向方向をシートに対して垂直とした。１７０℃１５分間の条件で加硫して、サイドウォール用ゴムシートを得た。得られたゴムシートを使用して、通常の方法でサイドウォールを作製し、以下に示す各物性の評価試験を行なった。
【００３９】
・破断強度（ＪＩＳＫ６２５１）
厚さ２ｍｍのサンプルからダンベル３号形サンプルを打ち抜き、ＪＩＳＫ６２５１にしたがって評価を行なった。
【００４０】
・オゾン劣化試験（ＪＩＳＫ６２５９）
厚さ２ｍｍのサンプルから長さ１００ｍｍ、幅２５ｍｍの短冊を打ち抜き、ＪＩＳＫ６２５９にしたがって評価を行なった。ｎ＝３のサンプルを２０％伸張し、５０ｐｐｈｍオゾン濃度下で４８時間放置したときの亀裂状態を、ＪＩＳの規定により、以下のとおり評点付けした。
【００４１】
亀裂の数
Ａ：亀裂少数
Ｂ：亀裂多数
Ｃ：亀裂無数
亀裂の大きさおよび深さ
１：肉眼では見えないが、１０倍の拡大鏡では確認できるもの
２：肉眼で確認できるもの
３：亀裂が深くて比較的大きいもの（１ｍｍ未満）
４：亀裂が深くて大きいもの（１ｍｍ以上３ｍｍ未満）
５：３ｍｍ以上の亀裂または切断を起こしそうなもの
【００４２】
・耐屈曲性試験（ＪＩＳＫ６２６０）
ＪＩＳＫ６２６０に基づき、５０％屈曲で１ｍｍ長さの亀裂が入るまでの回数を、比較例１を１００とした指数で表示した。数値が大きいと亀裂発生までの屈曲回数が多く、耐屈曲性はよい。
【００４３】
結果を表１に示す。
【００４４】
比較例１〜４
（製造方法）
サイドウォール用のシートを短冊状に切断せずに、通常の作製方法により、図１（ｂ）に示すように、平板状雲母をシート押し出し方向に平行に配向させた以外は、実施例１〜４と同様にして、表１に示す配合内容にしたがって、サイドウォールを作製した。得られたサイドウォールを使用して、実施例１〜４と同様の各物性の評価試験を行なった。
【００４５】
結果を表１に示す。
【００４６】
雲母を特定方向に配向させたサイドウォールである実施例１〜４は、雲母を配合しなかった比較例１または雲母を特定方向に配向させなかった、対応する比較例と比べて、優れたオゾン評点が得られた。このことは、実施例のサイドウォールの方が比較例のそれよりもオゾン亀裂の発生を抑制できることを示している。
【００４７】
すなわち、同一の配合ゴムを用いて、平板状雲母の配向方向だけを違えたサンプルに対してオゾン劣化試験を行なったところ、空気入りタイヤのサイドウォール部の周方向と垂直な方向に平板状雲母を配向させたサンプルは、オゾン亀裂の抑制がみられた。
【００４８】
また、破断強度および耐屈曲性について、実施例１〜４は、対応する比較例と比べて維持された。
【００４９】
【表１】

【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、サイドウォール部において平板状雲母（Ｂ）をゴム組成物に配合し、特定方向に配向させることにより、破断強度および耐屈曲性を良好に保ちながら、オゾン亀裂の発生を抑制し得るタイヤが得られる。
【００５１】
さらに、本発明によれば、オゾン亀裂の発生を抑制するための化学薬品を使用しないので、廃棄、焼却の際に環境負荷物質を発生するおそれはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、サイドウォール用ゴムシートの概観図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のサイドウォール用ゴムシートにおける平板状雲母の配向方向を表わした概観図である。
【図２】図２（ａ）は、サイドウォール用ゴムシートを、押し出し方向に平行に切断し、９０度回転させる説明図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のサイドウォール用ゴムシートにおける平板状雲母の配向方向を表わした概観図である。
【図３】図３（ａ）は、サイドウォール用ゴムシートを、押し出し方向に直角に切断し、９０度回転させる説明図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のサイドウォール用ゴムシートにおける平板状雲母の配向方向を表わした概観図である。
【符号の説明】
１サイドウォール用ゴムシート
２平板状雲母
Ａ押し出し方向

Claims

（Ａ）基材ゴム１００重量部に対して、（Ｂ）平均粒子径が１０〜１００μｍである平板状雲母５〜５０重量部を含有するゴム組成物からなるサイドウォールであって、平板状雲母（Ｂ）がサイドウォールの周方向に対して垂直に配向しているサイドウォール。
平板状雲母（Ｂ）がセリサイト、マスコバイト、フロゴバイト、カオリナイトおよびタルクからなる群より選ばれた少なくとも１種であり、かつその平均アスペクト比が１０〜１５０である請求項１記載のサイドウォール。
さらに（Ｃ）シランカップリング剤を含有する請求項１または２記載のサイドウォール。