JPH05214164A

JPH05214164A - タイヤ用ゴム組成物

Info

Publication number: JPH05214164A
Application number: JP4017571A
Authority: JP
Inventors: Shoji Kono; 昌次河野
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1992-02-03
Filing date: 1992-02-03
Publication date: 1993-08-24
Anticipated expiration: 2012-03-26
Also published as: JP2593994B2

Abstract

(57)【要約】【目的】耐疲労性や耐悪路性が改善されたタイヤおよ
びそのタイヤを製造するための加工性に優れた各種のゴ
ム組成物を提供することにある。【構成】トランスポリオクテネマーゴム（TOR ）を全
ゴム成分中約５〜45重量％配合し、イオウ含量を0.4 〜
２PHR 、S/Acc を２〜10としたサイドウォール用ゴム組
成物；TOR を10〜45重量％配合し、イオウ含量を1.0PHR
以上3.0PHR未満としたビードエイペックス用ゴム組成
物；TOR を10〜40重量％配合し、イオウ含量を0.3 〜1.
7PHRとしたトレッド用ゴム組成物；TOR を10〜45重量％
配合し、オイル量を５PHR 以下としたビードワイヤーコ
ーティング用ゴム組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐疲労性、耐悪路性など
に優れたタイヤ、および該タイヤに用いる加工性に優れ
たゴム組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】タイヤは各種の構成要素からなってお
り、それらの要素には種々の組成のイオウ加硫性ゴムが
使用されている。こうしたゴムは各構成要素に要求され
る特性に合わせて組成などが調整されるが、それらに共
通して求められる性質として加工性がある。

【０００３】加工性の改善の方法として、特開平2-2337
36号公報にトランスポリオクテネマーゴム（TOR ）を配
合することが記載されている。TOR はシクロオクテンを
原料とするポリマーであり、1,3-ブタジエンから1,5-シ
クロオクタジエンを経て合成され、二重結合を有し巨大
環状分子を含むポリマーである。該公報にはタイヤの各
構成要素全般について加工性が改善されることは記載さ
れているが、他の添加剤をも考慮したタイヤの各構成要
素に対してどのような組成が最適であるかについては記
載されていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はサイドウォー
ル、エイペックス、トレッド、ビードコーティングなど
のタイヤの各構成要素に要求される特性応じ、特に耐疲
労性が改善された低イオウ含量の最適組成のゴム組成物
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、(1) TOR を全
ゴム成分中５〜45％（重量％、以下同様）含有し、加硫
用のイオウ／加硫促進剤の重量比が２〜10であり、かつ
加硫用のイオウを0.4 〜２PHR （全ゴム成分100 重量部
あたりの重量部、以下同様）含むラジアルタイヤのサイ
ドウォール用ゴム組成物、(2) TOR を全ゴム成分中10〜
45％含有し、加硫用のイオウを1.0PHR以上3.0PHR未満含
有するラジアルタイヤのビードエイペックス用ゴム組成
物、(3) TOR を全ゴム成分中10〜40％含有し、加硫用の
イオウを0.3 〜1.7PHR含むラジアルタイヤのトレッド用
ゴム組成物、および(4) TOR を全ゴム成分中10〜45％含
有し、オイルを５PHR 以下含むタイヤのビードワイヤー
コーティング用ゴム組成物に関する。

【０００６】本発明のゴム組成物は、TOR が配合されて
いると同時に従来の加硫性のゴム組成物に比して加硫用
のイオウが減量されているにもかかわらず所定の硬度を
与え、しかも耐疲労性を改善するものである。

【０００７】以下、各ゴム組成物について説明する。

【０００８】サイドウォール用ゴム組成物タイヤ、特にラジアルタイヤのサイドウォールに対して
は耐屈曲疲労性が特に要求される。そのため、従来より
耐屈曲性に優れた天然ゴムが多用されている。そこで、
タイヤの製造時の加硫の際、天然ゴムの耐屈曲疲労性を
維持するように最適化する必要があるが、サイドウォー
ルはタイヤの他の部分に比して厚さが薄いため、タイヤ
全体の最適加硫条件下ではどうしても過加硫になってし
まう。過加硫になると、最適に架橋したイオウの架橋鎖
を切断して加硫ゴム物性を低下させる、いわゆる加硫戻
りを招来し、耐疲労性を低下させる。過加硫物でもある
程度の物性を示すものがあるが、その内部では架橋鎖が
切断されており、生じたフリーラジカル分子端により劣
化が進行している。

【０００９】加硫戻りを抑制して過加硫による物性低下
を改善するため、セミ- 等価加硫（EV）系などが工夫さ
れている。セミ- EV系は、加硫用のイオウ量を減じ、そ
の代わりに加硫促進剤量を増量することによって、通常
量のイオウ- 促進剤系と同様の物性をえようとする配合
系である。このセミ- EV系では、通常の配合系に比して
ポリサルファイド結合が少なくモノサルファイド結合が
多くなり加硫戻りは少なくなるが、モノサルファイド結
合が多いため架橋間の自由度が低く、繰り返して使用す
るうちに架橋鎖が切断され耐疲労性が低下してしまう。

【００１０】こうした現象はゴム成分の一部を単にTOR
で置き換えただけでは解消せず、イオウ量およびイオウ
量／促進剤量（重量比。以下、S/Acc という）を最適化
する必要がある。

【００１１】本発明では、TOR をゴム成分全体の５〜45
％とし、イオウ量を0.4 〜2.0PHR、好ましくは0.4 〜1.
5PHRとし、さらにS/Acc を２〜10、好ましくは2.5 〜５
としており、それにより過加硫とならず、加硫戻りを少
なくでき、しかも耐疲労性を改善できる。TOR が５％未
満では本発明の効果が顕著ではなく、45％を超えるばあ
いは耐疲労性、特に０℃以下の低温での耐疲労性が低下
してしまう。イオウ量が少なすぎると混合によるイオウ
の分散が不均一となって耐久性がわるくなり、多すぎる
と実使用による硬度上昇が大きくなると共に従来と同様
の問題を残すことになる。また、S/Acc が２より小さい
と促進剤量がイオウ量に比して過多となってモノサルフ
ァイド結合が増加するため、セミ- EV系と同じく耐疲労
性に劣る。10を超えるばあいは、実使用において硬度が
大きく上昇する。

【００１２】本発明のサイドウォール用ゴム組成物は耐
屈曲疲労性が高く、老化後においても高い耐屈曲疲労性
を維持できるので、特に偏平率が80％以下の歪レベルの
大きいタイヤにおいて顕著な効果を示す。

【００１３】TOR 以外のゴム成分としては天然ゴム単独
でもこれにブタジエンゴムを配合したものでもよい。

【００１４】つぎに本発明のサイドウォール用ゴム組成
物の好ましい組成を示すが、前記の特徴的構成以外は当
業者に自明な範囲で変更できる。

【００１５】（成分）（重量部）ゴム成分 100 ＴＯＲ５〜45 他のゴム 95〜55 カーボンブラック 35〜55 オイル０〜５イオウ 0.4〜２促進剤 0.2〜1.0 （ただし S/Acc＝２〜10）ワックス０〜３老化防止剤 1.5〜３ステアリン酸２〜４酸化亜鉛２〜７エイペックス用ゴム組成物エイペックスゴムには、ビード部の剛性を保持し耐久性
をもたせるために一定以上の硬度が要求される。この硬
度を実現するため、従来、エイペックスゴム用の組成物
にはカーボンブラックを60PHR 以上、イオウを３PHR 以
上配合し、さらに熱硬化性樹脂などの有機補強剤を配合
している。この有機補強剤の硬化を促進するために通常
ヘキサメチレンテトラミン（HMT ）が配合されている
が、HMT はラジアルタイヤにおけるスチールコードとゴ
ムとの接着力を低下させる作用があり、長期間の使用に
よりセパレーションなどの原因となり、タイヤとして長
期間の使用中にワイヤー／ゴムの接着力を低下せしめ、
タイヤ破壊の起点となる。HMT を使用せずカーボンブラ
ックの配合量を増やすことで所望の硬度をうることもで
きるが、カーボンブラックを多量に配合すると加工性が
低下してしまう。

【００１６】しかし、ゴム成分中にTOR を10〜45％存在
させ、かつイオウ量を1.0PHR以上で3.0PHR未満、好まし
くは1.5 〜2.6PHRとすることにより、所望の硬度を有し
かつ耐疲労性が向上したエイペックスゴムを与える加工
性に優れたゴム組成物とすることができる。このばあ
い、カーボンブラックの量を50〜80PHR とすることがで
きる。

【００１７】TOR が10％未満のときは本発明の効果が顕
著でなく、45％を超えるときは加工中の粘度が低下して
成形が困難となる。イオウ量が3.0PHR以上でも前記の効
果はえられるがブルーミングしやすくなり、そのため高
価な不溶性イオウを使用しなければならない。一方、1.
0PHR未満では所望の硬度がえられない。

【００１８】さらに耐疲労性を向上させるために、S/Ac
c を1.0 〜４、好ましくは1.5 〜3.0 にする。Acc の割
合が多くなるとモノサルファイド結合が多くなり耐疲労
性が低下し、S/Acc が4.0 を超えると実使用中の物性の
変化が大きくなってしまう。

【００１９】本発明のエイペックス用ゴム組成物の好ま
しい組成はつぎのとおりである。

【００２０】（成分）（重量部）ゴム成分 100 ＴＯＲ 10〜45 他のゴム 90〜55 カーボンブラック 55〜80 オイル０〜５イオウ 1.0≦で＜3.0 促進剤 0.3〜3.0 （ただし S/Acc＝ 1.0〜4.0 ）ワックス０〜２老化防止剤０〜３ステアリン酸２〜５酸化亜鉛３〜10 トレッド用ゴム組成物タイヤのトレッド、特に悪路を走行するためのラジアル
タイヤのトレッド用のゴムには、石などによる被傷を軽
減するなどの耐悪路性と同時に低発熱性が要求される。
耐悪路性を向上させるためには加硫剤であるイオウ量を
できるだけ少なくして引張応力（モジュラス）を低下さ
せ、それにより引裂き抗力を高めることが望ましいが、
そうすると低発熱性が損われ、結果としてタイヤの耐疲
労性が低下してしまう。

【００２１】本発明は耐悪路性と低発熱性を兼備したト
レッドを与えるゴム組成物を提供するものであり、これ
はTOR をゴム成分全体の10〜40％となるように配合し、
イオウ量を0.3 〜1.7PHRに抑えることにより達成され
る。

【００２２】TOR の配合量が10％未満のばあい本発明の
効果が顕著でなく、40％を超えるばあいは効果が顕著で
なくなる。イオウ量は0.3PHR未満のばあいは混練時にイ
オウの分散が不充分となるおそれがあり、1.7PHRを超え
ると実使用中のタイヤのトレッドの物性変化が大きくな
る。好ましい添加量は0.5 〜1.5PHRである。

【００２３】さらに、加硫促進剤の量も減らす方がモノ
サルファイド結合の減少という点から好ましく、その量
を0.3 〜1.7PHR、特に0.5 〜1.5PHRとする。0.3PHR未満
のばあいは混練時の均一分散に不安があり、1.7PHRを超
えるばあいはモノサルファイド結合が多くなり、耐疲労
性が低下する。また、イオウと促進剤の合計量も1.5〜
2.5PHRと少なくするのが使用によるゴム物性の変化をよ
り少なくする点から好ましい。

【００２４】本発明のトレッド用ゴム組成物の好ましい
組成はつぎのとおりであるが、これのみに限定されるも
のではない。

【００２５】（成分）（重量部）ゴム成分 100 ＴＯＲ 10〜40 他のゴム 90〜60 カーボンブラック 35〜65 オイル０〜７イオウ 0.3〜1.7 促進剤 0.3〜1.7 （ただし S/Acc＝ 1.5〜2.5 ）ワックス０〜２老化防止剤０〜３ステアリン酸２〜４酸化亜鉛２〜６ビードワイヤーコーティング用ゴム組成物ビードワイヤーのコーティングゴムは一定以上の硬さと
良好な押出加工性、さらにビードワイヤーとの良好な接
着性が要求される。従来は、カーボンブラックを100PHR
以上、イオウを4.0PHR以上、オイルを10.0PHR 以上配合
している。

【００２６】これらの配合のうちカーボンブラックは硬
さをうるためのものであり、イオウは硬さおよびワイヤ
ーとの良好な接着性を、オイルは良好な押出加工性をう
るためのものである。しかし、オイルは実使用期間中に
周辺のゴムに移動し、コーティングゴム自体のみならず
周辺のゴムの物性まで変化させてしまうため、本来は配
合しない方がよい。また、イオウも４PHR 以上配合する
とイオウがブルームするため、従来は高価な不溶性イオ
ウを使用している。したがって、ワイヤーとの良好な接
着性および押出加工性が確保できれば、イオウ量および
オイル量を減らすことが望ましい。

【００２７】本発明のビードワイヤーコーティング用ゴ
ム組成物では、まずゴム成分全体の10〜45％にTOR を使
用することにより押出加工性を改善し、その結果、オイ
ルの配合量を５PHR 以下に抑えることができる。TOR が
前記範囲をはずれるときは充分な効果がえられず、特に
多すぎるときは他のゴム成分の量が少なくなるため、逆
に加工性が低下する。

【００２８】イオウ量は1.0PHR以上で3.0PHR未満、好ま
しくは1.5 〜2.6PHRに抑えることができる。イオウ量が
3.0PHR以上のときはブルーミングしやすくなり、1.0PHR
未満のときは硬さが不充分になる。また、加硫促進剤の
量も、イオウ量／促進剤の重量比が1.0 〜4.0 、好まし
くは1.5 〜3.0 とするのが望ましい。該重量比が1.0未
満のばあいモノサルファイド結合が多くなり、ビードワ
イヤーとの接着性が低下し、3.0PHRを超えるときは長期
間の実使用によりタイヤの物性が大きく変化する。

【００２９】さらに、本発明のビードワイヤーコーティ
ング用ゴム組成物を用いるばあい、コーティングゴム層
の厚さ（ｙ）をもっとも薄いところで0.2mm 以上、好ま
しくは0.3mm 以上とすることにより、接着性を確保する
ことができる。厚さが0.2mmよりも薄いとその部分に歪
が集中し、接着性が低下してしまう。厚さの上限は2.5m
m 、好ましくは1.5mm であり、厚くなりすぎるとコアと
ケースの間が離れすぎてケースを押える作用が不充分と
なるうえ、タイヤ重量も増加する。

【００３０】なお、コーティング層のもっとも薄いとこ
ろとは、図１に示すＡ点である。

【００３１】つぎに本発明のビードワイヤーコーティン
グ用ゴム組成物の好ましい組成を示すが、この組成のみ
に限定されるものではない。

【００３２】（成分）（重量部）ゴム成分 100 ＴＯＲ 10〜45 他のゴム 90〜55 カーボンブラック 100〜160 オイル０〜５イオウ 1.0≦で＜3.0 促進剤 0.3〜2.5 （ただし S/Acc＝ 1.0〜4.0 ）伸展剤０〜５以上に本発明のタイヤ用ゴム組成物の組成をそれぞれ説
明したが、つぎに各成分について説明をする。

【００３３】ゴム成分はTOR と他のゴムとからなるが、
他のゴム成分は天然ゴムのほかブタジエンゴム（BR）、
スチレン- ブタジエンゴム（SBR ）などの合成ゴムが使
用できる。

【００３４】加硫促進剤としてはタイヤ用ゴムに従来よ
り使用されているものが使用でき、たとえばモルホリン
ジスルフィド（MOR ）、N-シクロヘキシル-2- ベンゾチ
アジルスルフェンアミド（CZ）、N,N-ジシクロヘキシル
-2- ベンゾチアジルスルフェンアミド（DZ）、N-tert-
ブチル-2- ベンゾチアジルスルフェンアミド（NS）など
が例示できる。

【００３５】オイルとしては、たとえばアロマチックオ
イル、ミネラルオイルなどが使用できる。

【００３６】そのほか、タイヤのゴム組成物に通常添加
される老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、ワックス
なども適宜添加してもよい。

【００３７】これらのゴム組成物はタイヤに成形された
のち、タイヤモールドに入れ加熱加硫される。

【００３８】

【実施例】つぎに本発明のゴム組成物を実施例に基づい
て説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定される
ものはない。

【００３９】実施例１（サイドウォール用ゴム組成物）表１に示す配合でサイドウォール用ゴムをタイヤ加硫条
件に相当する条件下に加硫し、えられた加硫ゴムから幅
10mm、長さ100mm 、厚さ２mmのゴム試験片を作製し、繰
返し伸縮疲労試験（デマッチヤ試験機を使用）をつぎの
条件で行ない、試験片が切断するまでの回数を測定し
た。結果を表１に示す。

【００４０】温度：室温予備伸長：20％歪振幅：±15％伸長速度：300rpm

【００４１】

【表１】

【００４２】実施例２（サイドウォール用ゴム組成物）表２に示すゴム組成物を用いたほかは10.00R20 14PR リ
ブタイヤを常法により製造し、このタイヤを用いてつぎ
の条件でドラムテストを行ない、耐疲労性を調べた。

【００４３】リム：7.50V ×20 内圧：8.0KSC 速度：35KPH 荷重：2700kg 走行距離：20,000km サイドウォールに長さ２mm、深さ0.5mm のニックを入れ
る。

【００４４】さらに、老化後の耐疲労性を調べるため
に、ドラムテストのまえに内圧7.25KSC 、リム7.5V×20
で80℃にて144 時間熱老化処理したものについて、ドラ
ムテストを行なった。

【００４５】結果を表２に示す。

【００４６】なお、評価は実験No.2-1（TOR を配合しな
い）で生じた傷の長さと深さを基準（100 ）として耐疲
労指数を求めた。数値の大きい方がよい。

【００４７】

【表２】

【００４８】実施例３（エイペックス用ゴム組成物）表３に示す配合のゴム組成物を141 ℃40分間の加硫条件
で加硫成形し、繰返し伸縮疲労試験用の試験片（幅10m
m、長さ100mm 、厚さ２mm）を作製し、実施例１と同じ
条件下で繰返し伸縮疲労を調べた。結果を表３に示す。

【００４９】

【表３】

【００５０】実施例４（エイペックス用ゴム組成物）表４に示す配合のエイペックス用ゴム組成物を用い、実
施例２と同様にしてドラムテスト用リブタイヤを製造
し、実施例２と同じ条件でドラムテストを行なって耐疲
労性を調べた。

【００５１】また、表４に示す配合のゴム組成物の加工
性をデフォー硬さに混練初期の硬さから所定時間経過後
の硬さの変化率などを加味して官能評価し、No.4-1の評
価を100 とし、他をその指数として表わす。数値の大き
いほうがよい。

【００５２】耐疲労性および加工性の結果を表４に示
す。

【００５３】

【表４】

【００５４】実施例５（トレッド用ゴム組成物）表５に示す配合のトレッド用ゴム組成物を用いて繰返し
伸縮疲労試験用の試験片（幅10mm、長さ100mm 、厚さ２
mm）を実施例１と同様にして作製し、実施例１と同じ条
件で繰返し伸縮疲労を調べた。

【００５５】結果を表５に示す。

【００５６】

【表５】

【００５７】実施例６（トレッド用ゴム組成物）表６に示す配合のトレッド用ゴム組成物を用い、実施例
２と同様にしてドラムテスト用リブタイヤを製造し、実
施例２と同じ条件でドラムテストを行なって耐疲労性を
調べた。

【００５８】結果を表６に示す。

【００５９】

【表６】

【００６０】実施例７（ビードワイヤーコーティング用
ゴム組成物）表７に示す配合のゴム組成物をビードワイヤーコーティ
ング用ゴム組成物として用い、実施例２と同様にしてド
ラムテスト用リブタイヤを製造した。実施例２と同じ条
件でドラムテストを行なったのちビード部分を解体し、
カーカスプライを剥がしてビードワイヤーコーティング
ゴムのゴム付着状態およびコード引起こし力をつぎのよ
うに調べ評価した。

【００６１】（ゴム付着状態）ワイヤー／ゴム複合体か
らワイヤーを１本引き剥がし、そのワイヤーに残った付
着ゴムの量、外観、均一性などを官能評価する。実験N
o.7-1を100 とし指数化する。数値の大きいほうがよ
い。

【００６２】（コード引起こし力）ワイヤー／ゴム複合
体からワイヤー１本を引起こす力を引張試験機でJIS K
6301の引張速度計算法に準じて測定し、実験No.7-1を10
0 とし指数化する。数値の大きいほうがよい。

【００６３】

【表７】

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、TOR を配合しかつ他の
配合成分、特にイオウ、促進剤、オイルなどの量的関係
をタイヤの構成要素ごとに最適にすることにより、各構
成要素で特別に要求される性質を備えたゴムを提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ビードワイヤーとそのコーティングゴム層の関
係を説明するための概略断面図。

【符号の説明】

１ビードワイヤー２コーティングゴム層Ａ最薄点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トランスポリオクテネマーゴムを全ゴム
成分中５〜45重量％含有し、加硫用のイオウ／加硫促進
剤の重量比が２〜10であり、かつ加硫用のイオウを全ゴ
ム成分100 重量部あたり0.4 〜２重量部含むラジアルタ
イヤのサイドウォール用ゴム組成物。
【請求項２】偏平率が80％以下のラジアルタイヤ用で
ある請求項１記載のゴム組成物。
【請求項３】請求項１記載のゴム組成物を加硫して作
製されたサイドウォールを有するラジアルタイヤ。
【請求項４】トランスポリオクテネマーゴムを全ゴム
成分中10〜45重量％含有し、加硫用のイオウを全ゴム成
分100 重量部あたり1.0 重量部以上3.0 重量部未満含有
するラジアルタイヤのビードエイペックス用ゴム組成
物。
【請求項５】加硫用のイオウ／加硫促進剤の重量比が
1.0 〜4.0 である請求項４記載のゴム組成物。
【請求項６】請求項４のゴム組成物を加硫して作製さ
れたビードエイペックスを有するラジアルタイヤ。
【請求項７】トランスポリオクテネマーゴムを全ゴム
成分中10〜40重量％含有し、加硫用のイオウを全ゴム成
分100 重量部あたり0.3 〜1.7 重量部含むラジアルタイ
ヤのトレッド用ゴム組成物。
【請求項８】加硫促進剤を全ゴム成分100 重量部あた
り0.3 〜1.7 重量部含有する請求項７記載のゴム組成
物。
【請求項９】加硫用のイオウと加硫促進剤との合計量
が全ゴム成分100 重量部あたり1.5 〜2.5 重量部である
請求項８記載のゴム組成物。
【請求項１０】請求項７記載のゴム組成物を加硫して
作製されたトレッドを有するラジアルタイヤ。
【請求項１１】トランスポリオクテネマーゴムを全ゴ
ム成分中10〜45重量％含有し、オイルの含有量を全ゴム
成分100 重量部に対し５重量部以下にしてなるタイヤの
ビードワイヤーコーティング用ゴム組成物。
【請求項１２】加硫用のイオウを全ゴム成分100 重量
部あたり1.0 重量部以上3.0 重量部未満含有してなる請
求項11記載のゴム組成物。
【請求項１３】加硫用のイオウ／加硫促進剤の重量比
が1.0 〜4.0 である請求項11記載のゴム組成物。
【請求項１４】請求項11記載のゴム組成物を加硫して
作製されたゴムでコーティングされ、かつ該ゴムコーテ
ィング層の厚さが最も薄いところで0.2mm 以上であるゴ
ムコーティングビードワイヤーを有するタイヤ。