JP5203636B2 - ランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物 - Google Patents

Description

本発明は、ランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物およびそれを用いたサイドウォール補強層を有するランフラットタイヤに関する。

タイヤパンク時でも安全走行を可能とするランフラットタイヤは、サイドウォール部とカーカスの間に配置されているサイドウォール補強層（ライニングストリップ層）に弾性率の高い高補強ゴム層を設置し、タイヤの剛性を維持して長距離走行を可能にしている。このタイヤの剛性を上げるために、サイドウォール補強層用ゴム組成物のモジュラスをより高くしたり、サイドウォール補強層のゴム量を増加する（ゲージアップ）必要がある。

サイドウォール補強層用ゴム組成物に高補強性のカーボンブラックを使用したり、カーボンブラックの配合量を増やしたりすることによってモジュラスがあがり、変形の歪が抑えられたり、ゴムの補強性を向上させることができる。しかし、これらの手法は同時にゴムの発熱性を高め、熱によるゴム劣化をさらに促進してしまう。

サイドウォール補強層用ゴム組成物を高補強性にすることにより、ランフラット走行性能、例えば、タイヤパンク時の走行距離の向上などが期待できるが、特に熱によるゴム劣化を抑えなければランフラット走行性能向上は達成できない。

特許文献１には、シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムとシリカを適量配合したタイヤサイド部補強用ゴム組成物が記載されている。しかし、特許文献１に記載のゴム組成物は、ゴムの補強性は向上しているが、発熱性については改善の余地があった。

特開２００５−７５９５２号公報

本発明は、発熱性が抑えられ、ランフラット走行性、すなわち、タイヤパンク時の走行距離を向上させたランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物ならびにそれを用いたサイドウォール補強層を有するランフラットタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、ゴム成分およびシリコーンゴム粉末を含有するランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物に関する。

前記ランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物が、ゴム成分１００重量部に対してシリコーンゴム粉末を５〜４０重量部含有することが好ましい。

前記ゴム成分が天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムを２０〜８０重量％、ならびに１，２−シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムを２０〜８０重量％含むことが好ましい。

前記ランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物が、さらに、ゴム成分１００重量部に対してシリカ１０〜３０重量部、シリカ１００重量部に対してシランカップリング剤を４〜１２重量部含有することが好ましい。

また、本発明は前記ランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物を用いたサイドウォール補強層を有するランフラットタイヤに関する。

本発明によれば、サイドウォール補強層用ゴム組成物に充填剤としてシリコーンゴム粉末を含有させることにより、発熱性が抑えられ優れたランフラット走行性能を示すランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物ならびにそれを用いたサイドウォール補強層を有するランフラットタイヤを提供することができる。

本発明のランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物は、ゴム成分およびシリコーンゴム粉末を含有する。

前記ゴム成分は、ジエン系ゴム、たとえば、加工性が良好な点から、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムを２０重量％以上含有することが好ましい。また、ゴム成分は、耐屈曲亀裂性が良好な点から、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムを８０重量％以下含有することが好ましく、５０重量％以下含有することがより好ましく、４０重量％以下含有することが特に好ましい。

さらに、前記ゴム成分は、１，２−シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムを含有することが好ましい。１，２−シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムを含有する本発明のランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物を、ランフラットタイヤのサイドウォール補強層に用いると、ランフラット走行時の耐久性が向上する。

前記ブタジエンゴムの１，２−シンジオタクチック結晶含有量は、１重量％以上であることが剛性を向上させる効果が良好な点から好ましく、５重量％以上であることがより好ましい。また、ブタジエンゴムの１，２−シンジオタクチック結晶含有量は、２５重量％以下であることが好ましく、２０重量％以下であることがより好ましい。ブタジエンゴムの１，２−シンジオタクチック結晶含有量が２５重量％をこえるとシンジオタクチック成分がポリブタジエン中で凝集塊をつくるため、耐久性が低下してしまうことがある。このような１，２−シンジオタクチック結晶を含むポリブタジエンとしては、宇部興産（株）製のＶＣＲ−３０３、４１２、６１７などが入手可能である。

前記ブタジエンゴムの含有量は、ランフラット走行性能が良好な点から、ゴム成分中に２０重量％以上であることが好ましく、３０重量％以上であることがより好ましく、４０重量％以上であることが特に好ましい。また、前記ブタジエンゴムの含有量は、良好な加工性を維持する点から、ゴム成分中に８０重量％以下であることが好ましく、７０重量％以下であることがより好ましい。

前記ゴム成分は、そのほかにも、１，２−シンジオタクチック結晶を含まないブタジエンゴムなどを０〜５０重量％、より好ましくは０〜４０重量％含有してもよい。

本発明は、シリコーンゴムの粉末を用いることで、ゴム中に容易に混練りすることが可能であり、ゴム組成物の発熱性をより抑えることができる。

前記シリコーンゴム粉末の平均粒子径は、充分な補強性が得られ、分散性に優れるという点から、１００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下がより好ましく、５μｍ以下がさらに好ましい。

前記シリコーンゴム粉末の含有量は、充分な補強性が得られるという点から、ゴム成分１００重量部に対して４０重量部以下であることが好ましく、３５重量部以下であることがより好ましい。また、シリコーンゴム粉末の含有量は、低発熱性に優れるという点から、ゴム成分１００重量部に対して５重量部以上が好ましく、１０重量部以上がより好ましい。

また、本発明ではランフラット走行性能をさらに向上させるために、シリカを配合することが好ましい。シリカの含有量は、ランフラット走行性能が良好であることから、ゴム成分１００重量部に対して１０重量部以上が好ましく、１５重量部以上であることがより好ましい。また、シリカの含有量は、混練り加工性を良好に維持することができるという点から、ゴム成分１００重量部に対して３０重量部以下が好ましく、２５重量部以下がより好ましい。

シリカとしては、チッ素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が５０ｍ²／ｇ以上のものが補強性を向上させる点から好ましく、１００ｍ²／ｇ以上のものがより好ましい。また、シリカはチッ素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が３００ｍ²／ｇ以下のものが良好な分散、そして良好な加工性を維持する点から好ましく、２５０ｍ²／ｇ以下がより好ましい。

また、本発明のランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物において、シリカの効果を充分引き出すために、シリカに対してシランカップリング剤を配合することが好ましい。前記シランカップリング剤としては、例えば、ビス−（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、２−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、２−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィドなどがあげられる。

シランカップリング剤の含有量は、シリカの分散性を高め、良好な加工性を維持する点から、前記シリカ１００重量部に対して４重量部であることが好ましく、５重量部であることがより好ましい。また、シランカップリング剤の含有量は、コストの面から、前記シリカ１００重量部に対して１２重量部以下であることが好ましく、１０重量部以下であることがより好ましい。

また、本発明のランフラットタイヤは、加工性および補強性に優れ、低コストであるという点から、シリカとともにカーボンブラックを含有してもよい。

カーボンブラックの含有量は、加工性に優れ、低コストであるという点から、ゴム成分１００重量部に対して２０重量部以上が好ましく、４０重量部以上がより好ましい。また、カーボンブラックの含有量は、発熱性が上がる（悪化する）および加工性が悪化するという点から、ゴム成分１００重量部に対して、１００重量部以下が好ましく、６０重量部以下がより好ましい。

シリカとカーボンブラックの合計含有量は、充分な補強性を得るために、ゴム成分１００重量部に対して、４０重量部以上が好ましい。また、シリカとカーボンブラックの合計含有量は、ゴム成分１００重量部に対して１００重量部以下が好ましい。

本発明のランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物には、前記ゴム成分、シリコーンゴム粉末、シリカ、シランカップリング剤、カーボンブラックに加えて、さらにシリカやカーボンブラック以外の補強用充填剤、硫黄、加硫促進剤、老化防止剤、ステアリン酸、亜鉛華などを含有させることができる。

本発明のランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどでゴム成分、シリコーンゴム粉末、必要に応じて前記配合剤を混練りし、その後加硫することにより、本発明のランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物を製造することができる。

本発明のランフラットタイヤは、本発明のランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。すなわち、必要に応じて前記配合剤を含有させた本発明のランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物を、未加硫の段階でランフラットタイヤのサイドウォール補強層の形状にあわせて押出し加工し、他のランフラットタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することによりランフラットタイヤを得る。

本発明により、サイドウォール補強層用ゴム組成物の発熱性を抑えることができ、さらランフラット走行性能を向上することができた。

実施例にもとづいて、本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらのみに限定されるものではない。

以下に、実施例および比較例で使用した薬品をまとめて説明する。
天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ＃３
１，２−シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴム：宇部興産（株）製のＶＣＲ−４１２（シンジオタクチック結晶含量１２重量％）
ブタジエンゴム（ＢＲ）：日本ゼオン（株）製のＮｉｐｏｌ ＢＲ１２２０
シリコーンゴム粉末：東レ・ダウコーニング（株）製のトレフィル Ｅ−５００（平均粒子径：３μｍ）
カーボンブラック：キャボットジャパン（株）製のショウブラックＮ５５０（Ｎ₂ＳＡ：４２ｍ²／ｇ）
シリカ：デグッサ社製のウルトラジルＶＮ３（Ｎ₂ＳＡ：２１０ｍ²／ｇ）
シランカップリング剤：デグッサ社製の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）
ステアリン酸：日本油脂（株）製の桐
亜鉛華：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
硫黄：軽井沢硫黄（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）

実施例１〜５および比較例１〜５
表１の配合内容にしたがって、硫黄および加硫促進剤以外の材料を、ＢＲ型バンバリーにてゴム成分、充填剤、薬品の順に混練りした。つぎに、８インチロールで硫黄および加硫促進剤を加えて混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。得られたゴム組成物を１５０℃で３０分間加硫することにより、実施例１〜５および比較例１〜５の加硫ゴム組成物を調製した。得られた加硫ゴム組成物について、以下の試験を行なった。結果を表１に示す。

（複素弾性率（Ｅ＊）および損失正接（ｔａｎδ））
（株）岩本製作所粘弾性スペクトロメータを用いて、測定温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み±２％、周波数１０Ｈｚの条件で、複素弾性率（Ｅ＊）および損失正接（ｔａｎδ）を測定した。測定したＥ＊およびｔａｎδを、比較例１を１００（基準）として、以下の計算式により、指数で表した。Ｅ＊の指数が大きいほど剛性が高く、変形の歪みが小さく良好である。また、ｔａｎδの指数が小さいほど発熱性が低く、良好である。

（Ｅ＊指数）＝（各配合のＥ＊）／（比較例１のＥ＊）×１００
（ｔａｎδ指数）＝（各配合のｔａｎδ）／（比較例１のｔａｎδ）×１００

次いで、前記未加硫ゴム組成物をサイドウォール補強層の形状に成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを作製し、１６０℃の条件下で２０分間プレス加硫することで、実施例１〜５および比較例１〜５のランフラットタイヤ（タイヤサイズ：２２５／６０ＺＲ１６）を製造した。

（ランフラット走行性能指数）
製造したランフラットタイヤを、４９０ｋｇ荷重で２５００ｃｃクラスの車輌に４輪装着した。タイヤの空気圧を内圧０ｋＰａ（パンク状態）にして、６０ｋｍ／時間の一定速度で走行し、タイヤ破壊までの走行距離を測定した。連続走行可能距離を比較例１を１００として指数で表わした。数値が大きいほどランフラット走行性能が良好である。

Claims (5)

1. 天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムを２０〜８０重量％、ならびに１，２−シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムを２０〜８０重量％含むゴム成分１００重量部に対して、
   シリコーンゴム粉末を１０〜３５重量部含有するランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物。
2. ゴム成分１００重量部に対してシリコーンゴム粉末を２０〜３５重量部含有する請求項１記載のランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物。
3. ゴム成分が天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムを２０〜４０重量％、ならびに１，２−シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムを４０〜７０重量％含む請求項１または２記載のランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物。
4. さらに、ゴム成分１００重量部に対してシリカ１０〜３０重量部、シリカ１００重量部に対してシランカップリング剤を４〜１２重量部含有する請求項１、２または３記載のランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物。
5. 請求項１、２、３または４記載のランフラットタイヤのサイドウォール補強層用ゴム組成物を用いたサイドウォール補強層を有するランフラットタイヤ。