JP4629748B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
近年は、石油を原料として製造される高芳香族系油を処理して得られる、いわゆるTreated Distilled Aromatic Extracts (T−DAE),Mild Extracted Solvates (MES)などと称されるPCA成分3重量%未満のプロセスオイルが使用され始めている。
すなわち、本発明は、IP346法によるジメチルスルホキシド(DMSO)抽出物量が3重量%未満に制御された水添ナフテン系オイルを含む軟化剤を配合してなることを特徴とするゴム組成物を提供するものである。
また本発明は、上記ゴム組成物を用いたタイヤ用部材並びに空気入りタイヤをも提供するものである。
さらに、本発明における軟化剤にはアスファルトを含むことができる。このアスファルトは、使用する合成ゴムとの相溶性や、軟化剤としての効果を考慮すれば、アスファルテン成分が5重量%以下であることが好ましい。このようなアスファルトは特にナフテン系ストレートアスファルトであることが好ましく、また、120℃における動粘度が300mm2/秒以下であることが好ましい。
水添ナフテン系オイルにアスファルトを予め溶解させる場合に用いられる水添ナフテン系オイルは、好ましくはASTM D2140に準拠して測定される(つまり、通称環分析による)ナフテン系炭化水素の含有量(%CN )が30以上であること、さらに、IP346法によるジメチルスルホキシド(DMSO)抽出物量、即ち、PCAの含有量が3重量%未満であること以外の性状は特に制限されない。このような水添ナフテン系オイルは、例えば三共油化工業(株)製のSNH8,SNH46,SNH220,SNH440(いずれも商標)などが市販品として入手可能である。
本発明のゴム組成物において、軟化剤の配合量は、低発熱性,破壊特性,摩耗特性の観点からは、ゴム成分100重量部に対して1重量部から200重量部が好ましく、さらに好ましくは3重量部から150重量部、特に好ましくは5重量部から100重量部である。ここで軟化剤の配合量とは、いわゆる伸展油及び配合油の両者の総量をいう。
また、合成ゴムの伸展油として用いる場合は、合成ゴムのゴム成分100重量部に対して5重量部から150重量部が好ましく、さらに好ましくは7重量部から100重量部、特に好ましくは10重量部から50重量部であり、配合油として用いる場合は、ゴム成分100重量部に対して1重量部から70重量部が好ましく、さらに好ましくは5重量部から50重量部である。
本発明のゴム組成物は、補強性充填剤として、ゴム成分100重量部に対して20重量部から150重量部、好ましくは25重量部から120重量部、更に好ましくは30重量部から105重量部のカーボンブラック、シリカ等を用いることができる。
上記の他にも、本発明のゴム組成物は、所望により、老化防止剤,加硫促進剤,架橋剤など、通常ゴム業界で用いられる各種成分を適宜配合することができる。
また、本発明の空気入りタイヤは、本発明のゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて、各種薬品を含有させた本発明のゴム組成物が未加硫の段階で各部材に押出し又は加工され、タイヤ成形機上で通常の方法により貼り付け成形され、生タイヤが成形される。この生タイヤを加硫機中で加熱加圧して、タイヤが得られる。
図1は、本発明の空気入りタイヤの一例を示す左半部分断面図である。該タイヤはビード部において、ビードコア1及びスティフナー2の周りに巻回されてコード方向がラジアル方向に向くカーカスプライを含むカーカス層3と、カーカス層のタイヤ半径方向内側に配設されたインナーライナー層4と、該カーカス層のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配設された2枚のベルト層5を有するベルト部と、ベルト部の上部に配設されたべーストレッド6とキャップトレッド7からなるトレッド部と、トレッド部の左右に配置されたサイドウォール部8と、及びトレッド部とサイドウォール部との間に位置するサイドトレッド9から構成されている。
また、本発明のゴム組成物をキャップ/ ベース構造タイヤトレッドのベースゴムに適用する場合には、ゴム成分100重量部に対して、前記軟化剤が30重量部以下、特に5〜15重量部含まれていることが好ましく、これによりベースゴムの耐破壊性、耐引裂き性を低下させることなく低発熱性を向上することができる。
また、本発明のゴム組成物をタイヤのベルトコーティングゴム、カーカスコーティングゴム又はサイドトレッドゴムに適用する場合には、ゴム成分100重量部に対して、前記軟化剤が30重量部以下、特に5〜10重量部含まれていることが好ましく、これにより該ゴムの耐亀裂成長性、耐クリープ性を低下させることなく、低発熱性を向上することができる。
従って、本発明の組成物は、空気入りタイヤにおいて、特にインナーライナー、トレッドベースゴム、スティフナーゴム、ベルトコーティングゴム、カーカスコーティングゴム、サイドトレッドゴムとして好適に用いることができる。
なお、アスファルト、軟化剤の物性は、以下の方法に従って測定した。
(1)アスファルトの性状
(a)アスファルテン成分
JPI法(日本石油学会法)に準拠して測定した組成分析より、アスファルテン成分を定量した。
(b)動粘度
JIS K2283−1993に準拠し、120℃にて測定した。
(a)環分析による各種炭素の含有量の測定
ASTM D2140に準拠し、軟化剤中の芳香族炭化水素含有量(%CA ),ナフテン系炭化水素含有量(%CN ),パラフィン系炭化水素含有量(%CP )を測定した。
(b)動粘度
JIS K2283−1993に準拠し、100℃にて測定した。
(c)アニリン点
JIS K2256−1985に準拠し、測定した。
(d)PCA
IP346法に準拠し、DMSO抽出量(重量%)を測定した。
<ゴム組成物の評価試験>
(1)空気透過性:
得られたゴム組成物を145℃、45分間加硫してゴム試験片を作成し、空気透過試験機M−C1( 東洋精機社製) で空気透過率を測定した。各例の空気透過係数の逆数を計算し、比較例を100として各例の空気透過係数を指数で示した。指数が大きいほど空気透過係数が低く、つまり空気保持性に優れていることを示す。
(2)耐屈曲疲労性:
JIS K6301−1995の屈曲試験法に準じて(1)と同様に加硫して試験片を作成し、屈曲試験を実施した。試験片に10mmのクラックが発生するまでの時間を測定し、比較例を100として各例のクラック発生時間を指数で示した。指数が大きいほど耐屈曲性に優れていることを示す。
ブリティッシュ・スタンダード903:Part A8:1963に準じて行った。反発弾性試験から得られた反発弾性率の測定値において、比較例の値を100として指数表示した。指数が大きいほど低発熱性に優れていることを示す。(4)低発熱性(ベルトコーティングゴム、カーカスコーティングゴム、サイドトレッドゴム):
JIS K6255−1996( 室温25℃) に準じてレジリエンスを測定し、比較例の測定値を100として指数で示した。指数が大きいほど低発熱性に優れていることを示す。
(5)耐破壊性:
JIS K6301−1995の第9項に示す引張試験に準じてテストを行い、比較例の測定値を100として指数で示した。指数が大きいほど引張強度が高いことを示す。
荷重68kg、回転数300rpm( 100分毎に100rpmずつ増加) 、測定開始160℃の状況下において、動的せん断試験を実施しブローアウトするまでの時間を測定し、比較例の測定時間を100として指数で示した。指数が大きいほど耐熱疲労性に優れていることを示す。
(7)耐亀裂成長性:
JIS K6260−1993に準拠して40℃の温度条件下で亀裂試験を行い、比較例の測定値を100として指数で示した。指数が大きいほど耐亀裂成長性が良好であることを示す。
(8)耐クリープ性:
JIS K6260−1993に準拠して55℃の温度条件下でクリープ試験を行い、20分後の高さを測定値として算出した。比較例の測定値を100として指数で示した。指数が大きいほど耐クリープ性に優れていることを示す。
(9)タイヤ空気漏れ性(タイヤのインナーライナー評価):
各試作タイヤに空気圧700KPaを充填し60℃の高温庫に3ヶ月間放置し、3ヶ月後の空気圧を測定した。各例の空気漏れ量の逆数を計算し、比較例を100として各例の空気漏れ性を指数で示した。指数が大きいほど空気漏れ性が低いことを示す。
(10)タイヤ耐久性(タイヤのインナーライナー評価):
各試作タイヤを空気圧350KPaで30000Kmドラム走行させ、しかる後にリムを外し、目視で内面のクラック、しわの状況について観察した。タイヤ一本につき予め指定した10点で5cm×5cm内にある全てのクラックの長さを測定し、その平均値を示した。各例の平均値の逆数を計算し、比較例を100として各例のタイヤ耐久性を指数で示した。指数が大きいほどタイヤ耐久性に優れていることを示す。
各タイヤについて一定速度およびステップロードの条件下でドラムテストを実施し、各例のゴム組成物からなるトレッド内部の一定の深さ位置での温度を測定した。その測定値の逆数を計算し、比較例の値を100として指数表示した。指数が大きいほど低発熱性に優れていることを示す。
(12)耐破壊性、耐引裂き性(タイヤのベースゴム評価):
各タイヤを実地使用し、残溝3mmまで走行させタイヤのゴム表面30cm周長当たりのゴム欠落部分面積を測定した。その測定値の逆数を計算し、比較例の値を100として指数表示した。指数が大きいほど耐破壊性、耐引裂き性が優れていることを示す。
予め70℃の加熱した、第1表に示す水添ナフテン系オイルを所定量精秤した後、予め85℃に加熱して粘度を下げ、所定量を精秤した第2表に示すナフテン系ストレートアスファルトを70℃に保温しながら混入したのち5分間攪拌を継続し、実施例及び比較例で用いる軟化剤を調製した。
* 商標,三共油化工業(株)製(前出)
第3表に従って原料ゴムに各種添加剤及び第4表に示す種類と量の軟化剤を配合してゴム組成物を調製した。このゴム組成物を加硫し、得られた各試験片ゴムについて、耐空気透過性(60℃)、及び耐屈曲疲労性を測定した。結果を第4表に示す。また、これらのゴム組成物をインナーライナーに適用し、サイズ11R22.5 14PRのトラックバス(TBR)用タイヤを試作し、タイヤ空気漏れ性及びタイヤ耐久性を測定した。結果を第4表に示す。
第5表及び第6表に従って、天然ゴムに各種添加剤及び軟化剤を配合してゴム組成物を調製した。このゴム組成物をトレッドがキャップ/ベース構造のベースゴムに適用し、サイズ11R22.5 14PRのトラックバス(TBR)用タイヤを試作し、このタイヤについて、低発熱性と耐破壊性、耐引裂き性を測定した。結果を第6表に示す。
第7表に従って原料ゴムに各種添加剤及び第8表に示す種類と量の軟化剤を配合してスティフナー用ゴム組成物を調製した。このゴム組成物を加硫し、得られた各試験片ゴムについて、レジリエンス、耐熱疲労性、引張強度を測定した。結果を第8表に示す。
第9表に従って原料ゴムに各種添加剤及び第10表に示す種類と量の軟化剤を配合してベルトコーティングゴム組成物を調製した。このゴム組成物を加硫し、得られた各試験片ゴムについて、低発熱性、耐屈曲亀裂性、耐クリープ性を測定した。結果を第10表に示す。
第11表に従って天然ゴムに各種添加剤及び第12表に示す種類と量の軟化剤を配合してカーカスコーティングゴム組成物を調製した。このゴム組成物を加硫し、得られた各試験片ゴムについて、低発熱性、耐屈曲亀裂性、耐クリープ性を測定した。結果を第12表に示す。
第13表に従って天然ゴムに各種添加剤及び第14表に示す種類と量の軟化剤を配合してゴム組成物を調製した。このゴム組成物を加硫し、得られた各試験片ゴムについて、低発熱性、耐屈曲亀裂性、耐クリープ性を測定した。結果を第14表に示す。
2; スティフナー
3; カーカス層
4; インナーライナー層
5; ベルト層
6; べーストレッド
7; キャップトレッド
8; サイドウォール部
9; サイドトレッド
Claims (7)
- IP346法によるジメチルスルホキシド(DMSO)抽出物量が3重量%未満に制御され、ASTM D2140に準拠して測定されたナフテン系炭化水素の含有量(%CN)が45.0以上である水添ナフテン系オイルを含み、且つ120℃における動粘度が300mm 2 /秒以下であるアスファルトを含有する軟化剤を配合してなるゴム組成物をトレッドベースゴムに用いることを特徴とする空気入りタイヤ。
- IP346法によるジメチルスルホキシド(DMSO)抽出物量が3重量%未満に制御され、ASTM D2140に準拠して測定されたナフテン系炭化水素の含有量(%CN)が45.0以上である水添ナフテン系オイルを含み、且つ120℃における動粘度が300mm 2 /秒以下であるアスファルトを含有する軟化剤を配合してなるゴム組成物をスティフナーゴムに用いることを特徴とする空気入りタイヤ。
- IP346法によるジメチルスルホキシド(DMSO)抽出物量が3重量%未満に制御され、ASTM D2140に準拠して測定されたナフテン系炭化水素の含有量(%CN)が45.0以上である水添ナフテン系オイルを含み、且つ120℃における動粘度が300mm 2 /秒以下であるアスファルトを含有する軟化剤を配合してなるゴム組成物をベルトコーティングゴムに用いることを特徴とする空気入りタイヤ。
- IP346法によるジメチルスルホキシド(DMSO)抽出物量が3重量%未満に制御され、ASTM D2140に準拠して測定されたナフテン系炭化水素の含有量(%CN)が45.0以上である水添ナフテン系オイルを含み、且つ120℃における動粘度が300mm 2 /秒以下であるアスファルトを含有する軟化剤を配合してなるゴム組成物をカーカスコーティングゴムに用いることを特徴とする空気入りタイヤ。
- IP346法によるジメチルスルホキシド(DMSO)抽出物量が3重量%未満に制御され、ASTM D2140に準拠して測定されたナフテン系炭化水素の含有量(%CN)が45.0以上である水添ナフテン系オイルを含み、且つ120℃における動粘度が300mm 2 /秒以下であるアスファルトを含有する軟化剤を配合してなるゴム組成物をインナーライナーに用いることを特徴とする空気入りタイヤ。
- アスファルト中のアスファルテン分が5重量%以下である請求項1〜5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
- 軟化剤における水添ナフテン系オイルとアスファルトとの配合重量比が、水添ナフテン系オイル/アスファルトとして、95/5から5/95である請求項1〜6のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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