JP5524548B2 - 競技用タイヤのインナーライナー用ゴム組成物及び競技用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、競技用タイヤのインナーライナー用ゴム組成物、及びそれを用いた競技用タイヤに関する。

従来、空気入りタイヤ、特にチューブレスタイヤにおいては、タイヤ内圧を保持する目的で、空気透過性の小さいゴムからなるインナーライナーゴムがタイヤ内腔面に形成されている。インナーライナーゴムには、優れた耐空気透過性を有するブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴムなどが一般に用いられているが、合成ゴムと比較して優れた生ゴム強度（グリーンストレングス）を有し、加工性に優れている点、加硫ゴムとしても機械的強度が高く、低発熱性に優れている点から、天然ゴムも多く使用されている。

空気入りタイヤのインナーライナー部は、車の走行時に発熱が生じやすい。高温条件下では、剛性が低下し、操縦安定性が悪化するおそれがある。したがって、安全性の面から、操縦安定性を向上できるインナーライナーが要求されており、特に競技用タイヤにおいてその要求が強い。

しかしながら、従来のインナーライナー用ゴム組成物は、耐空気透過性が重視されており、操縦安定性の向上については充分に検討されていなかった。例えば、特許文献１には、インナーライナーの代わりに使用できるケースコード被覆ゴム層用ゴム組成物として、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム及びアクリロニトリルブタジエンゴムを配合したものが開示されている。また、特許文献２には、インナーライナー用ゴム組成物として、ベントナイトと呼ばれる粘土物質を配合したものが開示されている。しかしながら、これらの特許文献においても、操縦安定性の向上については検討されていなかった。

特開平１０−２５０３０７号公報 特開２００２−１１４８７０号公報

本発明は、前記課題を解決し、操縦安定性を向上できる競技用タイヤのインナーライナー用ゴム組成物、及びそれを用いた競技用タイヤを提供することを目的とする。

本発明は、ゴム成分及びカーボンブラックを含有し、上記ゴム成分１００質量部に対する上記カーボンブラックの含有量が３０〜１１０質量部である競技用タイヤのインナーライナー用ゴム組成物に関する。

上記ゴム成分は、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム及びスチレンブタジエンゴムからなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。
上記ゴム組成物は、ブチル系ゴムを実質的に含まないことが好ましい。

本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製したインナーライナーを有する競技用タイヤに関する。

本発明によれば、ゴム成分に所定量のカーボンブラックを配合している競技用タイヤのインナーライナー用ゴム組成物であるので、剛性を高めることができる。このため、該ゴム組成物をインナーライナーに適用した競技用タイヤに対して、優れた操縦安定性を付与することができる。

本発明で使用できるゴム成分としては特に限定されず、天然ゴム（ＮＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。なかでも、高い剛性が得られるという理由から、ＮＲ、ＩＲ、ＢＲ及びＳＢＲからなる群より選択される少なくとも一種を用いることが好ましく、ＳＢＲを用いることがより好ましい。ＮＲ、ＩＲ、ＢＲ、ＳＢＲとしては特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。

ＳＢＲのスチレン含有量は、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは３５質量％以上、更に好ましくは４０質量％以上である。ＳＢＲのスチレン含有量が３０質量％未満では、剛性が低くなる傾向がある。また、ＳＢＲのスチレン含有量は、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは６０質量％以下、更に好ましくは５０質量％以下である。ＳＢＲのスチレン含有量が７０質量％をこえると、低温でクラックが発生しやすくなる（脆化しやすい）傾向がある。
なお、スチレン含有量は、Ｈ^１−ＮＭＲ測定により算出される。

ゴム成分１００質量％中のＳＢＲの含有量は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上であり、１００質量％であってもよい。１０質量％未満であると、剛性が低くなる傾向がある。

ゴム成分１００質量％中のＮＲ及びＩＲの合計含有量は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上であり、１００質量％であってもよい。１０質量％未満であると、屈曲による破壊に弱くなる傾向がある。

ゴム成分１００質量％中のＢＲの含有量は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上であり、１００質量％であってもよい。１０質量％未満であると、低温でクラックが発生しやすくなる（脆化しやすい）傾向がある。

ゴム成分１００質量％中のＮＲ、ＩＲ、ＢＲ及びＳＢＲの合計含有量は、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは３０質量％以上、最も好ましくは１００質量％である。該合計含有量が２０質量％未満の場合には、高い剛性が得られないおそれがある。

本発明では、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）等のブチル系ゴムを用いてもよいが、高い剛性が得られないおそれがあるという理由から、ブチル系ゴムを実質的に含有しないことが好ましい。

ゴム成分１００質量％中のブチル系ゴムの合計含有量は、好ましくは０．０５質量％以下、より好ましくは０．０１質量％以下、更に好ましくは０．００１質量％以下、最も好ましくは０質量％（含有しない）である。

本発明のゴム組成物は、カーボンブラックを含有する。使用できるカーボンブラックとしては、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどが挙げられるが、特に限定されない。カーボンブラックを配合することにより、剛性を高め、操縦安定性を向上することができる。

カーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、２０ｍ^２／ｇ以上が好ましく、３０ｍ^２／ｇ以上がより好ましい。２０ｍ^２／ｇ未満では、剛性が不足するおそれがある。また、カーボンブラックのＮ_２ＳＡは、８０ｍ^２／ｇ以下が好ましく、５０ｍ^２／ｇ以下がより好ましい。８０ｍ^２／ｇを超えると、発熱しやすくなり、破壊が生じるおそれがある。
なお、カーボンブラックのＮ_２ＳＡは、ＪＩＳ Ｋ６２１７のＡ法によって求められる。

カーボンブラックのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量は、８０ｍｌ／１００ｇ以上が好ましく、１００ｍｌ／１００ｇ以上がより好ましい。８０ｍｌ／１００ｇ未満では、剛性が不足するおそれがある。また、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、１５０ｍｌ／１００ｇ以下が好ましく、１３０ｍｌ／１００ｇ以下がより好ましい。１５０ｍｌ／１００ｇを超えると、発熱しやすくなり、破壊が生じるおそれがある。
なお、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、ＪＩＳ Ｋ６２１７−４の測定方法によって求められる。

カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、３０質量部以上、好ましくは４０質量部以上、より好ましくは５０質量部以上、更に好ましくは７０質量部以上である。３０質量部未満では、ゴム組成物の剛性が低く、操縦安定性を充分に向上できないおそれがある。また、該カーボンブラックの含有量は、１１０質量部以下、好ましくは１００質量部以下、より好ましくは９５質量部以下、更に好ましくは９０質量部以下である。１１０質量部を超えると、カーボンブラックの分散性が低下し、操縦安定性が悪化する傾向がある。

本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、シリカ等の充填剤、シランカップリング剤、オイル、ワックス、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、加硫剤（硫黄、硫黄化合物など）、加硫促進剤などを必要に応じて適宜配合することができる。

本発明のゴム組成物は、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前記各成分を混練りし、その後加硫する方法などにより製造できる。

本発明のゴム組成物は、タイヤ内腔面をなすように形成されるインナーライナーに使用されるものである。インナーライナーの具体例は、特開２００８−２９１０９１号公報の図１に示されている。

上記ゴム組成物は、競技用タイヤに使用するものである。

本発明の競技用タイヤは、上記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、必要に応じて各種添加剤を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤのインナーライナーの形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上で通常の方法を用いて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、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してタイヤを製造できる。

また、本発明のゴム組成物は、エイペックス（ビードエイペックス、クリンチエイペックス）にも使用できる。したがって、同じ配合のゴム組成物を用いて作製されたエイペックス及びインナーライナーを有する競技用タイヤを得ることができる。これにより、タイヤを構成するゴム組成物の配合の種類を減らすことができるため、工程管理の負担を低減したり、製造工程を簡略化することが可能となる。

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

以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
ＮＲ：ＲＳＳ＃３
ＢＲ：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ
ＳＢＲ：旭化成（株）製のタフデン４３５０（オイル含有ＳＢＲ、ＳＢＲ固形分１００質量部に対してオイルを５０質量部含有、スチレン含有量４０質量％）
カーボンブラック：キャボットジャパン（株）製のＮ５５０（Ｎ_２ＳＡ：４２ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸油量：１１５ｍｌ／１００ｇ）
シリカ：デグッサ社製のＵｌｔｒａｓｉｌ ＶＮ３（Ｎ_２ＳＡ：１７５ｍ^２／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）
オイル：（株）ジャパンエナジー製のアロマプロセスオイルＸ−１４０
ワックス：日本精蝋（株）製のオゾエース０３５５
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ（Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン
ステアリン酸：日油（株）製のステアリン酸
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
硫黄：鶴見化学（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−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）

実施例１〜８及び比較例１〜３
表１に示す配合内容に従い、バンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を約１５０℃で５分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、２軸オープンロールを用いて、約８０℃で５分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物を１５０℃で３５分間プレス加硫し、加硫ゴムシートを得た。
また、得られた未加硫ゴム組成物をインナーライナー形状に成形し、他のタイヤ部材と貼り合わせてタイヤに成形し、１５０℃、３５分、２５ｋｇｆの条件にて加硫を行い、試験用タイヤを得た。

得られた加硫ゴムシート及び試験用タイヤを使用して、下記の評価を行った。それぞれの試験結果を表１に示す。

（１００％伸張時の応力（Ｍ１００））
上記加硫ゴムシートからなる３号ダンベル型試験片を用いて、ＪＩＳ Ｋ６２５１「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準拠し、引張り速度５００ｍｍ／分で引張試験を実施した。２３℃における１００％伸張時の応力（Ｍ１００（ＭＰａ））を測定し、比較例１の結果を１００として下記計算式で指数表示した。指数が大きいほど剛性が高いことを示す。
（Ｍ１００指数）＝（各配合のＭ１００）／（比較例１のＭ１００）×１００

（操縦安定性）
上記試験用タイヤをカートの全輪に装着して１周約２ｋｍのコースを８周走行し、ドライバーの官能評価により操縦安定性を評価した。その際に、５点を満点とし、比較例１の操縦安定性を３点としてそれぞれ相対評価を行った。数値が大きいほど、操縦安定性に優れることを示す。

表１より、所定量のカーボンブラックを配合した実施例は、剛性が向上し、優れた操縦安定性が得られた。カーボンブラックの配合量を所定量よりも多くした比較例２は、剛性が向上したものの、操縦安定性は改善されなかった。カーボンブラックの配合量を所定量よりも少なくした比較例３では、剛性を向上することができず、操縦安定性は改善されなかった。

Claims (5)

1. ゴム成分、及びチッ素吸着比表面積３０〜５０ｍ^２／ｇ、ジブチルフタレート吸油量１００〜１５０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを含有し、
   前記ゴム成分１００質量部に対する前記カーボンブラックの含有量が３０〜１１０質量部である競技用タイヤのインナーライナー用ゴム組成物。
2. 前記ゴム成分が、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム及びスチレンブタジエンゴムからなる群より選択される少なくとも一種である請求項１記載の競技用タイヤのインナーライナー用ゴム組成物。
3. 前記ゴム成分１００質量％中のブチル系ゴムの合計含有量が０．０５質量％以下である請求項１又は２記載の競技用タイヤのインナーライナー用ゴム組成物。
4. 前記ゴム成分がスチレン含有量３０質量％以上のスチレンブタジエンゴムを含む請求項１又は３記載の競技用タイヤのインナーライナー用ゴム組成物。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製したインナーライナーを有する競技用タイヤ。