JP7115652B2 - ランフラットタイヤ - Google Patents
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Description
〔1〕サイドウォール部にサイド補強層を備えたランフラットタイヤであって、前記サイド補強層を構成するゴム組成物は、100℃における複素弾性率(E*100)が5.0~17.0MPa、かつ60℃における損失正接(60℃tanδ)が0.020~0.100であり、タイヤ断面幅をWt(mm)、タイヤ外径をDt(mm)としたとき、WtおよびDtが、下記式(1)、(2)、または(3)のいずれかを満たすランフラットタイヤ、
Wt<225 かつ Dt≧59.078×Wt^0.460 ・・・(1)
225≦Wt<235 かつ Dt≧59.078×Wt^0.620-967.673 ・・・(2)
235≦Wt かつ Dt≧Wt^0.6+750 ・・・(3)
〔2〕前記ゴム組成物の100℃における複素弾性率(E*100)が7.0~12.0MPaである、上記〔1〕記載のランフラットタイヤ、
〔3〕前記ゴム組成物の60℃における損失正接(60℃tanδ)が0.025~0.070である、上記〔1〕または〔2〕記載のランフラットタイヤ、
〔4〕前記ゴム組成物がイソプレン系ゴムを含むゴム成分を含有する、上記〔1〕~〔3〕のいずれかに記載のランフラットタイヤ、
〔5〕前記ゴム組成物が、ゴム成分100質量部に対し、補強用充填剤を20~60質量部含有する、上記〔1〕~〔4〕のいずれかに記載のランフラットタイヤ、
〔6〕前記ゴム組成物が有機架橋剤を含有する、上記〔1〕~〔5〕のいずれかに記載のランフラットタイヤ、
〔7〕タイヤ断面幅Wt(mm)に対する前記ゴム組成物の60℃における損失正接(60℃tanδ)の比(60℃tanδ/Wt)が4.5×10-4未満である、上記〔1〕~〔6〕のいずれかに記載のランフラットタイヤ、に関する。
Wt<225 かつ Dt≧59.078×Wt^0.460 ・・・(1)
225≦Wt<235 かつ Dt≧59.078×Wt^0.620-967.673 ・・・(2)
235≦Wt かつ Dt≧Wt^0.6+750 ・・・(3)
V={(Dt/2)2-(Dt/2-H1)2}×π×Wt ・・・(4)
WL=0.000011×V+175 ・・・(5)
本開示に係るサイド補強層を構成するゴム組成物(以下、本開示のゴム組成物という)は、ゴム成分としてイソプレン系ゴムを含有することが好ましく、イソプレン系ゴムおよびブタジエンゴム(BR)を含有することがより好ましい。またゴム成分は、イソプレン系ゴム、ブタジエンゴム(BR)、およびスチレンブタジエンゴム(SBR)を含有してもよい。
イソプレン系ゴムとしては、例えば、イソプレンゴム(IR)および天然ゴム等タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。天然ゴムには、非改質天然ゴム(NR)の他に、エポキシ化天然ゴム(ENR)、水素化天然ゴム(HNR)、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム、グラフト化天然ゴム等の改質天然ゴム等も含まれる。これらのイソプレン系ゴムは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
SBRとしては特に限定はなく、溶液重合SBR(S-SBR)、乳化重合SBR(E-SBR)、これらの変性SBR(変性S-SBR、変性E-SBR)等が挙げられる。変性SBRとしては、末端および/または主鎖が変性されたSBR、スズ、ケイ素化合物等でカップリングされた変性SBR(縮合物、分岐構造を有するもの等)等が挙げられる。なかでも、低燃費性能および耐摩耗性能を良好に改善できるという点から、S-SBRおよび変性SBRが好ましい。さらに、これらSBRの水素添加物(水素添加SBR)等も使用することができる。これらのSBRは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
BRとしては特に限定されるものではなく、例えば、シス含量(シス-1,4結合含量)が50質量%未満のBR(ローシスBR)、シス含量が90質量%以上のBR(ハイシスBR)、希土類元素系触媒を用いて合成された希土類系ブタジエンゴム(希土類系BR)、シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するBR(SPB含有BR)、変性BR(ハイシス変性BR、ローシス変性BR)等タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。これらのBRは、宇部興産(株)、住友化学(株)、JSR(株)、ランクセス(株)等より市販されているものを使用することができる。これらのBRは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本開示のゴム成分として、前記のイソプレン系ゴム、SBRおよびBR以外のゴム成分を含有してもよい。他のゴム成分としては、タイヤ工業で一般的に用いられる架橋可能なゴム成分を用いることができ、例えば、スチレン-イソプレン-ブタジエン共重合ゴム(SIBR)、スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体(SIBS)、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)、水素化ニトリルゴム(HNBR)、ブチルゴム(IIR)、エチレンプロピレンゴム、ポリノルボルネンゴム、シリコーンゴム、塩化ポリエチレンゴム、フッ素ゴム(FKM)、アクリルゴム(ACM)、ヒドリンゴム等が挙げられる。これらその他のゴム成分は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本開示のゴム組成物は、補強用充填剤として、カーボンブラックを含有することが好ましく、さらにシリカやその他の補強用充填剤を含有してもよい。補強用充填剤は、カーボンブラックのみからなる補強用充填剤としてもよく、カーボンブラックおよびシリカのみからなる補強用充填剤としてもよい。
カーボンブラックとしては特に限定されず、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAF等、タイヤ工業において一般的なものを使用でき、具体的にはN110、N115、N120、N125、N134、N135、N219、N220、N231、N234、N293、N299、N326、N330、N339、N343、N347、N351、N356、N358、N375、N539、N550、N582、N630、N642、N650、N660、N683、N754、N762、N765、N772、N774、N787、N907、N908、N990、N991等を好適に用いることができ、これ以外にも自社合成品等も好適に用いることができる。これらのカーボンブラックは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
シリカとしては、特に限定されず、例えば、乾式法により調製されたシリカ(無水シリカ)、湿式法により調製されたシリカ(含水シリカ)等、タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。なかでもシラノール基が多いという理由から、湿式法により調製された含水シリカが好ましい。これらのシリカは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
シリカおよびカーボンブラック以外の補強用充填剤としては、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、アルミナ、クレー、タルク等、従来からタイヤ工業において一般的に用いられているものを配合することができる。
シランカップリング剤としては、特に限定されず、タイヤ工業において、従来シリカと併用される任意のシランカップリング剤を使用することができるが、例えば、下記のメルカプト基を有するシランカップリング剤;ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド等のスルフィド基を有するシランカップリング剤;ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニル基を有するシランカップリング剤;3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノ基を有するシランカップリング剤;γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のグリシドキシ系のシランカップリング剤;3-ニトロプロピルトリメトキシシラン、3-ニトロプロピルトリエトキシシラン等のニトロ系のシランカップリング剤;3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルトリエトキシシラン等のクロロ系のシランカップリング剤等が挙げられる。なかでも、スルフィド基を有するシランカップリング剤および/またはメルカプト基を有するシランカップリング剤が好ましく、スルフィド基を有するシランカップリング剤がより好ましい。これらのシランカップリング剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本開示のゴム組成物は、良好な硬さと発熱性を得る目的で、熱硬化性樹脂を含有してもよい。熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、カシューオイル変性フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、変性レゾルシノール樹脂、クレゾール樹脂、変性クレゾール樹脂等が挙げられ、カシューオイル変性フェノール樹脂が好ましい。これらの熱硬化性樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。熱硬化性樹脂を配合することにより、複素弾性率を向上させることができる。
本開示のゴム組成物には、前記成分以外にも、従来タイヤ工業で一般に使用される配合剤、例えば、オイル、ワックス、熱硬化性樹脂以外の樹脂成分、加工助剤、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、架橋剤、加硫促進剤等を適宜含有することができる。
本開示のゴム組成物は、ランフラットタイヤのサイド補強層として用いられる。ここで、サイド補強層とは、ランフラットタイヤのサイドウォール部の内側に配置されたゴム層のことをいい、ランフラットタイヤにおいてサイド補強層が存在することで、空気圧が失われた状態でも車輌を支えることができ、優れたランフラット耐久性を付与することができる。
NR:TSR20
BR1:日本ゼオン(株)製のBR1250H(スズ変性BR、開始剤としてリチウムを用いて重合、シス-1,4結合含量:40質量%、Mw:57万)
BR2:JSR(株)製のBR730(Nd系触媒を用いて合成したBR、シス-1,4結合含量:96.6質量%、Mw:58万)
SBR:JSR(株)製のSBR1502(E-SBR、スチレン含量:23.5質量%、ビニル含量:18モル%、Mw:42万)
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、DBP:113mL/g)
シリカ:エボニックデグサ社製のULTRASIL(登録商標)VN3(N2SA:175m2/g、平均一次粒子径:17nm)
シランカップリング剤:エボニックデグサ社製のSi75(ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH-24
熱硬化性樹脂:住友ベークライト(株)製のPR12686(カシューオイル変性フェノール樹脂、軟化点:100℃)
硬化剤:田岡化学工業(株)製のスミカノール507AP(変性エーテル化メチロールメラミン樹脂(ヘキサメチロールメラミンペンタメチルエーテル(HMMPME)の部分縮合物)、シリカおよびオイルを合計35質量%含有)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
硫黄:日本乾溜工業(株)製のセイミサルファー(二硫化炭素による不溶物60%以上の不溶性硫黄、オイル分:5質量%、表1の値は純硫黄分量)
有機架橋剤:田岡化学工業(株)製のタッキロールV200(アルキルフェノール・塩化硫黄縮合物)
加硫促進剤:三新化学工業(株)製のサンセラーNS-G(N-(tert-ブチル)-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(TBBS))
表1に示す配合処方にしたがい、1.7Lの密閉型バンバリーミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤以外の薬品を排出温度150~160℃になるまで1~10分間混練りし、混練物を得た。次に、2軸オープンロールを用いて、得られた混練物に硫黄および加硫促進剤を添加し、4分間、105℃になるまで練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。
各試験用タイヤのサイド補強層から、タイヤ断面視において、タイヤの高さおよび幅の中央部付近を採取し、幅4mm、厚さ2mm、長さ40mmとなるように粘弾性測定サンプルを切り出した。なお、ここにおいて長さ方向はタイヤ周方向であり、幅方向、厚さ方向はタイヤの幅方向、高さ方向に対して任意に決定することができる。得られた各サンプルにつき、GABO社製のEPLEXOR(登録商標)を用いて、60℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hzの条件下で損失正接tanδを測定した。また、得られた各サンプルにつき、100℃、初期歪10%、動歪1%、周波数10Hzの条件下で複素弾性率E*を測定した。なお、各タイヤについて、粘弾性の測定はタイヤ幅方向両側のサイド部にて実施し、表1中に記載の粘弾性の値は、各試験用タイヤの両側のサイド部で測定した結果の平均値である。
タイヤをリムに組み込み、内圧を250kPaで3時間放置し、タイヤの寸法を測定した。試験は25℃±3℃の条件下で、リムのバルブコアを外した状態で、試験用タイヤ1~3については3.62Nの負荷荷重、試験用タイヤ4~6については6.60Nの負荷荷重をかけた状態で、時速80kmでφ2.0mのドラム上を走行させた。走行中のタイヤ高さの変位率が20%超もしくはタイヤから煙が発生した時点で、損傷したと見なし、それまでの走行時間を基準比較例(表3および表4では比較例1、表5および表6では比較例9)を100として指数表示した。指数が大きいほどランフラット耐久性能が良好であることを示す。
試験用タイヤ1~3は最大負荷能力を615kg、試験用タイヤ4~6は最大負荷能力を1120kgとし、その他の条件はJIS D 4234:2009に準拠して各試験タイヤの転がり抵抗係数を測定した。転がり抵抗係数の逆数の値を、基準比較例(表3および表4では比較例1、表5および表6では比較例9)を100として指数表示した。指数が大きいほど転がり抵抗が小さく、低燃費性能が良好であることを示す。
3・・・カーカスプライ
5・・・トレッド部
6・・・ビードコア
7・・・ビード部
8・・・サイド補強層
10・・・ベースライン
H1・・・タイヤ断面高さ
H2・・・サイド補強層高さ
Claims (7)
- サイドウォール部にサイド補強層を備えたランフラットタイヤであって、
前記サイド補強層を構成するゴム組成物は、100℃における複素弾性率(E*100)が5.0~17.0MPa、かつ60℃における損失正接(60℃tanδ)が0.020~0.100であり、
タイヤ断面幅をWt(mm)、タイヤ外径をDt(mm)としたとき、WtおよびDtが、下記式(1)、(2)、または(3)のいずれかを満たすランフラットタイヤ。
Wt<225 かつ Dt≧59.078×Wt^0.460 ・・・(1)
225≦Wt<235 かつ Dt≧59.078×Wt^0.620-967.673 ・・・(2)
235≦Wt かつ Dt≧Wt^0.6+750 ・・・(3) - 前記ゴム組成物の100℃における複素弾性率(E*100)が7.0~12.0MPaである、請求項1記載のランフラットタイヤ。
- 前記ゴム組成物の60℃における損失正接(60℃tanδ)が0.025~0.070である、請求項1または2記載のランフラットタイヤ。
- 前記ゴム組成物がイソプレン系ゴムを含むゴム成分を含有する、請求項1~3のいずれか一項に記載のランフラットタイヤ。
- 前記ゴム組成物が、ゴム成分100質量部に対し、補強用充填剤を20~60質量部含有する、請求項1~4のいずれか一項に記載のランフラットタイヤ。
- 前記ゴム組成物が有機架橋剤を含有する、請求項1~5のいずれか一項に記載のランフラットタイヤ。
- タイヤ断面幅Wt(mm)に対する前記ゴム組成物の60℃における損失正接(60℃tanδ)の比(60℃tanδ/Wt)が4.5×10-4未満である、請求項1~6のいずれか一項に記載のランフラットタイヤ。
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