JP6342919B2 - タイヤのボディプライスキム - Google Patents

Description

本発明は、タイヤのボディプライスキムに関する。

タイヤの製造においては、熱可塑性材料（例えば、ナイロン、レーヨン、ポリエステル、アラミド）から作られた補強プライを、所定の抵抗力基準を確保するために用いる。

コード−ゴム接着性を向上させるため、前記プライは、ゴムを施す前に、接着剤で処理される。得られる補強ゴムコートは、通常約１ｍｍの厚さである。ゴムプライのコーティングは、一般に「ボディプライスキム」として知られており、以下の説明及び添付の特許請求の範囲でもそのように称する。

当業者なら誰もが知っているように、補強プライは、一般に、カーカスや、該カーカスとトレッドの間に位置するベルトを補強するために用いられる。

カーカスは、タイヤの形状を画定し、荷重を支え、車両の圧力を地面に伝え、圧力を受ける領域の耐疲労性を確保する。ベルトは、トレッドを安定化し、また、インナーライナーへの衝撃や損傷から守ることによって、タイヤの抵抗力をさらに向上させる働きをする。

いずれの当業者にも明らかなように、ボディプライスキムはプライにしっかりと接着していなければならない。実際、プライのボディプライスキムへの接着力が弱いと、タイヤの使用寿命は必ず短くなる。

本発明の目的は、繊維プライに強固に接着しながら、同時に、他の特徴を損なうことなく、転がり抵抗を改善させる、ボディプライスキム配合物を提供することにある。

本出願人は、ゴム−繊維接着性を向上させながら、同時に転がり抵抗に関する利点も享受するよう設計された、繊維ボディプライスキム配合物を想到した。

以下、表面積が９０〜１５０ｍ^２／ｇであるものを「高表面積補強性充填剤」との名称で呼び、表面積が１０〜４０ｍ^２／ｇであるものを「低表面積補強性充填剤」との名称で呼ぶものとする。

本発明によれば、架橋可能な不飽和鎖のポリマー基材と、補強性充填剤複合物と、少なくとも硬化剤及び促進剤を含む硬化システムと、を含む配合物であって、該配合物は、リグニン及び／又はリグニン誘導体を０．１〜２０ｐｈｒ含み、前記補強性充填剤複合物は、表面積が９０〜１５０ｍ^２／ｇの第１カーボンブラックを２０〜５０ｐｈｒ、表面積が１０〜４０ｍ^２／ｇの第２カーボンブラックを５〜２０ｐｈｒ含むことを特徴とする、配合物が提供される。

前記表面積は、ＡＳＴＭ規格Ｄ６５５６により、窒素吸着法によって測定される。

前記ボディプライスキム配合物は、好ましくは、前記リグニン誘導体を５〜１５ｐｈｒ含む。

前記リグニン誘導体は、好ましくは、スルホン化リグニンである。

前記補強性充填剤複合物は、好ましくは、前記第１カーボンブラックを３０〜４０ｐｈｒ、前記第２カーボンブラックを１０〜１５ｐｈｒ含む。

前記リグニン誘導体は、好ましくは、配合物において唯一の接着促進剤である。

本発明の他の目的は、ボディプライスキムを具えるタイヤであり、該スキムは本発明に従う配合物から作られる。

以下は、本発明の明確な理解のための非限定的な例である。

本発明に従う２つの配合物（配合物Ａ及びＢ）を作製し、それらは、接着促進剤としてリグニンを専用しているかに関して、互いに異なる。

４つのコントロールの配合物（配合物Ｃ〜Ｆ）を作製した。配合物Ｃは、ヘキサメトキシメチルメラミンの接着促進剤を含み、一般に用いられているボディプライスキム配合物である。配合物Ｄ及びＥは、リグニン誘導体を含む配合物であるが、本発明の補強性充填剤の含有量の条件には即しない。また、配合物Ｆは、本発明に従う補強性充填剤を含むが、リグニン誘導体を含まない。

配合物の調製
（第１混合段階）
前記配合物は、以下の、本発明とは関係しない標準的な手順で作製した。

混合する前に、２３０〜２７０リットルの接線式回転ミキサーに、架橋性ポリマー基材と補強性充填剤複合物とを、６６〜７２％の充填率まで装填した。

前記ミキサーを４０〜６０ｒｐｍの速度で操作し、得られた混合物が温度１４０〜１６０℃に到達したところで取り出した。

（第２混合段階）
第１段階からの混合物に、６３〜６７％の充填率まで、硬化システムと酸化亜鉛を加えた。

前記ミキサーを２０〜４０ｒｐｍの速度で操作し、得られた混合物が温度１００〜１１０℃に到達したところで取り出した。

配合物の組成
表１は、上述の６つの配合物Ａ〜Ｆの組成を、ｐｈｒで示している。

ＮＲは、天然の１，４−シスポリイソプレンのポリマー基材であり、その特徴は当業者に周知である。
ＳＢＲは、乳化重合又は溶液重合によって得られる、スチレン含有量が２０〜４５％で、オイル含有量が０〜３０％のポリマー基材である。
ＨＭＭＭは、ヘキサメトキシメチルメラミンを表し、通常、プライへの接着性を向上させるために、ボディプライスキムに用いられる架橋剤である。
Ｎ６６０及びＮ３２６は、ＡＳＴＭ規格Ｄ１７６５によるカーボンブラックの分類である。
「促進剤」との用語は、一般的な硬化助剤を示すものとして用いられる。

実験室での試験結果
上述の配合物を試験して、繊維ボディプライへの接着性と、粘弾性、機械的特性及び動的機械的特性を判断した。

本発明に従う配合物は、熱可塑性材料で作られたボディプライに適用するのが好ましいことに注目すべきである。

より具体的には、粘弾性はＡＳＴＭ規格Ｄ６２０４によって測定し、機械的特性はＡＳＴＭ規格Ｄ４１２Ｃによって測定し、動的機械的性質はＩＳＯ規格４６６４によって測定した。当業者の誰もが知っているように、転がり抵抗のパラメータは、６０℃でのｔａｎδ値と密接に関連し、６０℃でのｔａｎδ値が小さい程、転がり抵抗が改善する。

配合物の繊維プライへの接着性は、荷重下でプライ−ゴム複合体を２つの部分に分けた後もなおゴムで被覆されているプライの割合によって評価した。

本発明に従う配合物の利点をより明確に示すために、表２は、上述のように一般に用いられているボディプライスキム配合物を表わすコントロール配合物Ｃの試験結果を基準に指数化して示している。

表２の結果に示すように、本発明に従う配合物Ａ及びＢのみが、熱可塑性プライへの接着性及び転がり抵抗の両方を向上させる。配合物Ｄ及びＥの結果に示されるように、リグニンを単に加えれば、接着性は向上しても、転がり抵抗は向上しない。一方、配合物Ｆは、単に補強性充填剤をどれだけ減らしても、リグニン誘導体を伴わなければ何も向上しないことを示している。

配合物Ｂは好ましい実施形態を表しており、配合物Ａとは、ＨＭＭＭ化合物を含まない点と、接着促進剤としてリグニン誘導体のみを含む点で異なる。

本発明の利点を完全に理解するには、リグニンが広く活用できる天然物質であり、様々なプロセスの廃棄物であるため安価であり、健康と環境の両方に無害であり、そして、接着剤を用いずに強固なゴム−プライ接着性を達成するため利用できることに留意することが重要である。

Claims (6)

1. 架橋可能な不飽和鎖のポリマー基材と、補強性充填剤複合物と、少なくとも硬化剤及び促進剤を含む硬化システムと、を含む配合物であって、
   該配合物は、リグニン及び／又はリグニン誘導体を０．１〜２０ｐｈｒ含み、
   前記補強性充填剤複合物は、表面積が９０〜１５０ｍ^２／ｇの第１カーボンブラックを２０〜５０ｐｈｒ、表面積が１０〜４０ｍ^２／ｇの第２カーボンブラックを５〜２０ｐｈｒ含み、
   前記リグニン誘導体は、前記配合物において唯一の接着促進剤であることを特徴とする、配合物。
2. 前記リグニン誘導体を５〜１５ｐｈｒ含むことを特徴とする、請求項１に記載の配合物。
3. 前記リグニン誘導体は、スルホン化リグニンである、請求項１又は２に記載の配合物。
4. 前記補強性充填剤複合物は、前記第１カーボンブラックを３０〜４０ｐｈｒ、前記第２カーボンブラックを１０〜１５ｐｈｒ含む、請求項１〜３のいずれかに記載の配合物。
5. タイヤの熱可塑性のボディプライ用スキムであって、請求項１〜４のいずれかに記載の配合物から作られることを特徴とする、スキム。
6. 請求項５に記載のボディプライスキムを備える、タイヤ。