JPH0580504B2

JPH0580504B2 -

Info

Publication number: JPH0580504B2
Application number: JP28299785A
Authority: JP
Inventors: Tadashige Enomoto; Kazuyoshi Kayama; Yasushi Kikuchi
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1985-12-18
Filing date: 1985-12-18
Publication date: 1993-11-09
Also published as: JPS62143946A

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の分野〕本発明はタイヤ、特に大型空気入りラジアルタ
イヤのサイドウオール用ゴム組成物に関し、より
詳細には耐侯性、耐屈曲疲労性、耐セパレーシヨ
ン性を損なうことなく、低燃費性能を改善したタ
イヤサイドウオール用ゴム組成物に関する。〔従来技術〕空気入りタイヤにおけるサイドウオール部の役
割は、カーカス部の保護と、タイヤ走行中のトレ
ツド部の応力または歪を緩和することにあると云
われており、中でもラジアルタイヤの方がバイア
スタイヤよりもその役割は重要であるとされてい
る。それ故、カーカス部の保護に対応するものとし
ては、オゾン劣化に関する耐侯性、悪路走行等に
おける耐外傷性およびサイド部セパレーシヨン問
題に関するカーカス部との接着性がサイドウオー
ル部の要求特性として含まれ、一方、応力・歪緩
和に対応するものとしては、耐屈曲性や耐疲労性
がある。即ち空気入りタイヤは、種々の環境や条件下で
使用されるので、上記のような種々の要求特性が
必要とされるのである。しかも最近では、道路整備が進み、かつラジア
ルタイヤの普及が進むにつれて、タイヤ寿命がま
すます延びつつあり、これら要求特性の中でも特
に耐疲労性と耐侯性に関する改善要求が高まりつ
つあると共に、燃料比率の上昇から低燃費性能に
関する要求も強まりつつある。一般にゴムの耐疲労性を向上させる方法としし
ては、汎用ポリブタジエンゴムの有効活用が代表
例としてあげられ、最近では、シンジオタクチツ
ク−１，２−ポリブタジエン短繊維の配合が提案
されている（特公昭57−4530）。しかしながら、耐侯性の点でなお不十分である
ので、アミン系老化防止剤やパラフイン系ワツク
スが通常、併用配合されている。ところが、アミン系老化防止剤は代表的な耐オ
ゾン老化防止剤であり、ワツクスはゴムの表面に
保護膜を形成して外気中のオゾンの攻撃を阻止す
る機能を有するが、これら配合剤は、加硫時のマ
イグレーシヨンやタイヤ走行時の飛散等によつて
消費される。それ故、今日のタイヤ高寿命化に対応するため
には、これら耐オゾン老化防止剤やワツクスの多
量配合が必要となるが、これは逆に耐疲労性の低
下を引き起すために、配合量上の限界が存在す
る。しかも、かかる汎用ポリマー系での老化防止剤
やワツクスの最適化をはかつたとしても、耐侯性
や耐疲労性を完全に満たすことはできない。そこで、新規な配合技術の面からのアプローチ
として、高い耐オゾン性能を有する特殊エラスト
マー、例えばエチレンプロピレン共重合体の使用
が考えられる。しかしながら、このエラストマーは、ジエン系
エラストマーとの共加硫性に欠点があり、カーカ
スゴムとの接着不良によるセパレーシヨン問題が
生じて好ましくない。これに対して、エチレン−プロピレン共重合体
の沃素価を高めたエラストマーを用い、かつパー
オキサイド加硫を併用したゴム組成物が開発され
た（特公昭52−1761）。この組成物は、確かに耐侯性や耐疲労性を損な
うことなく、耐セパレーシヨン性を改善したもの
であるが、低燃費性能に関する配慮に欠けてお
り、現在の市場ニーズに必ずしも対応していると
は言い難い。低燃費性能の要求は、オイルシヨツク以降、か
つラジアルタイヤの普及と共に強くなつてきてお
り、更にはサイドウオールゴムの低燃費への寄与
率が高いことも報告されている〔自動車技術、32
（５）417（1978）〕ことから、重要特性の一つに数
えられるに至つている。従つて今日では、耐侯性、耐屈曲疲労性、耐セ
パレーシヨン性を高水準に維持しつつ、低燃費性
を改善したサイドウオールゴム組成物の開発が強
く要望されている。なお、低燃費性能とサイドウオールゴム特性と
の関連性については、粘弾性特性からの理論付け
が一般に行われており、サイドウオール部の変形
から判断し、ひずみ振幅一定の条件下に対応する
ものと考えるのが妥当である。よつて、ひずみ振幅一定条件下でのエネルギー
ロスＷは、Ｗ＝π・s²・E₂（Ｓ＝ひずみ振幅）となり、エネルギーロスを少なくし、ころがり抵
抗を小さくして低燃費性能を向上するためには、
サイドウオールゴムのE₂（損失弾性率）を小さく
するような配合設計が望ましい。〔発明の目的〕本発明は、サイドウオールゴムの品質要求に対
して、高い耐侯性、耐屈曲疲労性、耐セパレーシ
ヨン性を維持しつつ、低燃費性を満足せしめたタ
イヤサイドウオール用ゴム組成物を提供すること
を目的とするものである。〔発明の構成〕上記目的を達成する本発明のタイヤサイドウオ
ール用ゴム組成物は、ジエン系ゴム40〜90重量部
と、ムーニー粘度70以上、プロピレン含有量28モ
ル％以下、沃素価20〜40、ヘキサン不溶解分７％
以下であり、エチレンとプロピレンがランダム共
重合されたエチレンプロピレンエチリデンノルボ
ルネンゴム60〜10重量部とからなるブレンドゴム
100重量部に対して硫黄0.5〜2.0重量部、パーオ
キサイド0.2〜5.0重量部、チアゾール系および／
またはスルフエンアミド系加硫促進剤0.2〜2.0重
量部を配合したことを特徴とするものである。すなわち本発明は、基本的にはジエン系ゴム
と、耐侯性に優れた代表的なポリマーとして知ら
れているエチレンポロピレンジエン三元共重合体
（以下、EPDMと略記する）の第３成分としてエ
チリデンノルボルネンを使用したエチレンプロピ
レンエチリデンノルボルネンゴム（以下、EPN
とする）とからなるブレンドゴムおよびこれに添
加された加硫系とからなる。本発明におけるジエン系ゴムとしては、天然ゴ
ムおよび／またはポリイソプレンゴム、ブタジエ
ンゴム等が使用される。また、本発明で使用されるEPNは、ムーニー
粘度が70以上で、プロピレン含有量が28モル％以
下であり、沃素価が20〜40、ヘキサン不溶解分が
７％以下であり、かつエチレンとプロピレンがラ
ンダム共重合されているものである。かかるEPNを使用することによつて、一般的
な破断特性のみならず、耐侯性、耐疲労性、耐接
着性に好ましい影響を与えることができる。また、第３成分としてのエチリデンノルボルネ
ンがジエン系ゴムとの共加硫性や低発熱性の点で
有利である。 EPNの沃素価が20よりも低いと、ジエン系ゴ
ムとの共加硫性が劣り、かつ破断特性の低下やカ
ーカスとの接着不良を引き起すため好ましくな
く、また40を越えると耐侯性や耐屈曲疲労性の低
下を来すようになる。プロピレン含有量が28モル％を越えると、エチ
レン含有量が少なくなり、後述する加硫系を使用
しても、ジエン系ゴムとの共加硫性が悪く、実用
に耐える破断特性が得られないばかりか、発熱が
大きくなるので好ましくない。更にEPNのムーニー粘度が70よりも低いとジ
エン系ゴムとのブレンドゴムの破断特性の低下を
引き起すようになる。ヘキサン不溶解分が７％よりも多いと、分岐が
多くなり、発熱性、加工性等で有利であるが、こ
れはEPN単味ポリマーの場合であつて、ジエン
系ゴムとのブレンドの場合は、分散不良を招き、
耐疲労性を悪化させるので好ましくない。また、EPNにおけるエチレンモノマーブロツ
クが大きくなると、発熱性が悪化する他、モジユ
ラスが高く、耐疲労性が必ずしも良くならない。
すなわち、エチレンのモノマーブロツクが少な
く、エチレンとプロピレンがランダムに共重合し
ていることが望ましい。なお、ここでランダムとは、６個以上のエチレ
ンが連なつた連鎖が全体の10％以下であることを
云う。本発明における上記したジエン系ゴムと、
EPNとのブレンド比率は、ジエン系ゴム40〜90
重量部、EPN60〜10重量部であり、好ましくは
ジエン系ゴム50〜80重量部、EPN50〜20重量部
である。ジエン系ゴムとEPNがこの範囲外では、後述
する加硫系を使用しても、耐侯性、耐屈曲疲労
性、耐セパレーシヨン性、低燃費性能をすべて満
足することができない。次に本願発明における加硫系について説明す
る。上記ジエン系ゴムとEPNとのブレンドゴムに
おいて、加硫系として通常の硫黄系を選択する
と、低燃費性は優れているものの、接着性や耐疲
労性の点での問題点を解消することができない。一方、特公昭52−1761号に開示されているよう
に、パーオキサイド系を使用した場合には、硫黄
系とは逆の傾向となり、特に低燃費性能が著しく
低下する。そこで本発明においては、かかる欠点をタイト
キユアーの部分とルーズキユアーの部分とを共存
させることにより解消することに着目し、以下に
述べる加硫系を採用した。すなわち、本発明においては、上記したジエン
系ゴムとEPNとのブレンドゴム100重量部に対し
て、硫黄0.5〜2.0重量部、パーオキサイド0.2〜
5.0重量部、チアゾール系および／またはスルフ
エンアミド系加硫促進剤0.2〜2.0重量部からなる
加硫系が配合される。ここで、パーオキサイドは特に限定されるもの
ではなく、通常使用されるもの、たとえばジクミ
ルパーオキサイド（たとえば、日本油脂(株)製、パ
ークミルＤ−40など）、ジ−第３ブチルパーオキ
シ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン（た
とえば、日本油脂(株)製、パーヘキサ3M−40など）
等を挙げることができる。また、チアゾール系およびスルフエンアミド系
加硫促進剤としては、ベンゾチアジルジスルフイ
ド、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾール
スルフエンアミド、Ｎ−オキシジエチレン−２−
ベンゾチアゾールフルフエンアミドが使用され
る。硫黄が0.5重量部より少なく、チアゾール系お
よび／またはスルフエンアミド系加硫促進剤が
0.2重量部より少なく、パーオキサイドが5.0重量
部を越えると低燃費性が損なわれるので好ましく
ない。一方、硫黄が2.0重量部よりも多く、上記加硫
促進剤が2.0重量部よいりも多いと、モジユラス
が高くなりすぎるために、耐疲労性を悪化させ、
さらには耐侯性にも悪影響を与えるようになる。さらにパーオキサイドが0.2重量部より少ない
と、サイドウオールとカーカスとのゴム−ゴム接
着が凝集破壊から界面破壊へと変化するため、耐
セパレーシヨン性能上好ましくない。また、本発明においては、ジエン系ゴムと
EPNとのブレンドゴムに、上記加硫系の他に通
常使用される成分、たとえば老化防止剤、酸化防
止剤、充填剤（カーボンブラツク、シリカ等の白
色充填剤）、オイル、ステアリン酸、亜鉛華など
を、目的とする特性に応じて、通常のサイドウオ
ールゴムにおける配合量に準じて配合することが
できる。なお、本発明において採用した物性値の測定方
法を以下に述べる。 (1) 引張破断特性 JIS K6301の方法に従つて、抗張力、破断伸
び、300％モジユラス、硬度（Hs）を測定した。 (2) tanδおよびE2，E1 動的粘弾性測定器を用い、振動数20Hz、振幅２
％、初期歪10％、温度20℃の条件で測定した。 (3) オゾン特性（耐侯性）厚さ3m／ｍのJIS1号ダンベルを用い、50pphm
オゾン濃度のオゾンチヤンバーの中で48時間、毎
分100サイクルの頻度で25％の変形を与え、オゾ
ンクラツクの発生状況を数で表した。数はＡ（小数）、Ｂ（多数）、Ｃ（無数）で表し、
ＡからＢ，Ｃになるほど耐オゾン性が悪いことを
示す。 (4) 接着特性一方を評価用試験片、他方を接着されるべき試
験片のそれぞれの面の一部を共加硫して、これを
剥離するのに必要な力をKg／inで測定した。サンプルは、巾1inのタンザク状試験片である。
なお、剥離状況として、界面剥離をＣ、凝集剥離
をＤで示す。 (5) 疲労特性、耐屈曲性耐疲労性については、JIS K6301に記載の３号
ダンベル試験片を、毎分400サイクルで80％伸張
歪を与え、切断されるまでの疲労回数を後述する
比較例１を100として指数表示した。一方、耐屈曲性については、デイマチヤー試験
機を用い、クラツクが発生するまでの屈曲回数で
評価し、これも比較例１を100として指数表示し
た。 (6) 耐サイドカツト性（耐外傷性）カツト性については、反撥弾性に反比例し、硬
さに比例することが知られている。そこで、反撥弾性をtanδに、硬さをE1に代用
させてE1／tanδを求め、比較例１を100として指
数表示した。値の大きい方が耐サイドカツト性が良好であ
る。 (7) ムーニー粘度 JIS K6383に従つて測定した。 (8) ヘキサン不溶解分ポリマーゲル測定法JIS K6388の直接法に従い
測定した。ただし、溶媒としては、ベンゼンの代
りにヘキサンを使用した。 (9) 沃素価、プロピレンモル比日本ゴム協会誌43，966（1970）に記載の方法に
従い、赤外分光法により測定した。〔発明の効果〕以上述べたように本発明のゴム組成物によれ
ば、ジエン系ゴムと、EPDMの第３成分として
ノルボルネンを使用したEPNゴムとの特定量を
ブレンドしたブレンドゴムに対して、特定の加硫
系を配合したので、タイヤサイドウオール部の耐
疲労性、耐侯性、耐セパレーシヨン性を損なうこ
となく、低燃費を著しく改善することができる。かかる本発明のゴム組成物は、特に大型ラジア
ルタイヤのサイドウオール用ゴム組成物として好
適に使用することができる。以下、本発明の実施例を述べる。〔実施例〕実施例１〜３、比較例１〜７各種ジエン系ゴムとEPNとのブレンド比につ
いて検討した。結果を第１表および第２表に示す。また、ジエン系ゴムと、EPNとのブレンドゴ
ムにおける加硫系の効果について検討した。結果を第３表に示す。第１表および第２表から、EPNとしてプロピ
レンが28モル％以下で、沃素価が20〜40の範囲に
あり、かつヘキサン不溶解分が７％以下で、ムー
ニー粘度が70以上のEPN−１を、60〜10重量部
の範囲で用いた実施例１〜３が総ての要求特性に
対して高水準で、かつバランス優れていることが
わかる。そして比較例２のように、EPN−１を８重量
部使用した場合には、耐侯性、耐疲労性を満足せ
ず、一方、比較例６，７のように、EPNの高ブ
レンド系では、低燃費性や耐屈曲性を満足しない
ことが理解できる。第３表では、比較例８のように、単なる硫黄、
加硫促進剤系では低発熱ではあるものの、カーカ
スの接着性の点で不満足である。

【表】

【表】一方、比較例３のように、パーオキサイドと、
その活性剤としての少量の硫黄だけでは確かに耐
疲労性や接着性、耐侯性では何等問題がないもの
の、低燃費性では最も劣る結果となつている。

Claims

【特許請求の範囲】

１ジエン系ゴム40〜90重量部と、ムーニー粘度
70以上、プロピレン含有量28モル％以下、沃素価
20〜40、ヘキサン不溶解分７％以下であり、エチ
レンとプロピレンがランダム共重合されたエチレ
ンプロピレンエチリデンノルボルネンゴム60〜10
重量部とからなるブレンゴム100重量部に対して
硫黄0.5〜2.0重量部、パーオキサイド0.2〜5.0重
量部、チアゾール系および／またはスルフエンア
ミド系加硫促進剤0.2〜2.0重量部を配合したこと
を特徴とするタイヤサイドウオール用ゴム組成
物。