JPH0732823A - 空気入り安全タイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 空気入りタイヤ内面の両サイド部またはサイ
ド部からショルダー部にわたって一対の環状弾性補強体
を備えた空気入りタイヤにおいて、該補強体がゴム１０
０重量部当たり脱水ひまし油脂肪酸を０．５〜１０重量
部含むゴム組成物よりなる安全タイヤ。 【効果】 脱水ひまし油脂肪酸が製造時、軟化剤として
働き、他にアロマオイル等の軟化剤を必要とせずに生産
性を高め加硫後は硫黄と架橋して弾性率を高め、自己発
熱性を低減し、ブローアウト温度限界を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気入りタイヤの少な
くとも両サイド部内面に一対の環状弾性補強体を備えた
安全タイヤにおいて、補強体の生産性を上げると共に、
自己発熱性を低減し、ブローアウト温度限界を高め、弾
性率を高めた安全タイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車タイヤは、車の高速化など
によって、その使用条件がますます苛酷になる方向にあ
り、その性能向上が望まれ、これに関連して使用ゴムの
物性、特に破壊特性、高い圧縮モジュラス、耐屈曲性等
の改善が要求されている。

【０００３】空気入りタイヤがパンクして、その空気圧
がほとんど零になった状態においても走行上何等の障害
を起こさないタイヤの開発は、タイヤ技術者の長年の夢
であり、また最近の高速道路の普及に伴い安全性からも
このようなタイヤが強く要求されるようになって来た。

【０００４】その代表的な例として、タイヤのサイド
部、ショルダー部あるいはその両方を補強した安全タイ
ヤが数多く知られている。例えば特公昭４５−４０４８
３号公報、特公昭５０−１２９２１号公報、特開昭４９
−２０８０２号公報、特開昭４９−７０３０３号公報、
特開昭４９−１１６７０２号公報、特開昭５０−５９９
０２号公報、特開昭５０−６０９０５号公報、特開昭５
０−６０９０６号公報、特開昭５０−６０９０７号公
報、特開昭５０−７８００３号公報、特開昭５０−１１
１７０４号公報、特開昭５０−１２１９０２号公報、特
開昭５０−１３８５０２号公報、特開昭５１−２０３０
１号公報、特開昭５１−６４２０３号公報、特開昭５１
−６９８０４号公報等にそのような安全タイヤが示され
ている。

【０００５】しかしながら、このように多くの安全タイ
ヤが提案されているにも拘わらず、実用化に至るケース
がほとんどないのは、補強ゴムの耐屈曲性が十分でない
ことに起因している。すなわち空気圧が零になった状態
では、タイヤにかかる荷重をサイド部が負担することに
なり、従ってサイド部を補強するゴムは高い圧縮モジュ
ラスを有することが必要となるが、一般にゴムは高モジ
ュラス化すると耐屈曲性が極端に低下してしまうといっ
た欠点がある。

【０００６】このため耐屈曲性に優れているポリブタジ
エンゴムの適用が考えられるが、このポリブタジエンゴ
ムは高モジュラス化することが困難であり、従って補強
ゴムに要求される性能を満たすためには、補強ゴムのゲ
ージを極端に厚くしなければならず、重量が増加し、通
常走行における乗心地が著しく低下するばかりでなく、
発生した熱が一段と蓄熱され易くなり、高速走行は勿論
のこと、最後にはゴムが破壊され、走行が不可能となっ
てしまう。

【０００７】本出願人は、タイヤがパンクしても走行距
離が飛躍的に向上し、且つ通常走行時においても乗心地
の良い空気入り安全タイヤを研究し、前記環状弾性補強
体がＣｉｓ−１，４−ポリブタジエンにシンジオタクチ
ック（Ｓｙｎ）−１，２−ポリブタジエンをブロック重
合或いはグラフト重合させた重合体を含有し、且つミク
ロ構造の総体がＣｉｓ−１，４−構造が７８〜９３重量
％、Ｓｙｎ−１，２−構造が６〜２０重量％となるポリ
ブタジエンゴムであって、そのＳｙｎ−１，２−ポリブ
タジエンの少なくとも４０重量％が結晶化し且つ平均径
０．０５〜１μ、平均長１〜８μの短繊維状となってい
るポリブタジエンゴム２０重量部以上と他のジエン系ゴ
ム８０重量部以下からなるゴム１００重量部当たり、カ
ーボンブラック３０〜１００重量部を配合したゴム組成
物よりなる安全タイヤを特公昭５７−５０６８１号公報
で提供した。

【０００８】しかし、このようなゴム組成物において、
アロマオイル、ナフテニックオイル等の軟化油を５〜１
０重量部適用しなければ、混練、成形などの作業性が悪
い。このような５重量部超の軟化油を使用すると自己発
熱性やブローアウト性が悪化し、弾性率が低下して、ラ
ンフラット性を台無しにしてしまうという問題があっ
た。

【０００９】従って、環状弾性補強体についても、弾性
率を高め、自己発熱性を低減させて、ブローアウト温度
限界を上げることが求められている。このゴム組成物の
これらの特性を改善する方法として種々の方法が知られ
ている。ゴム組成物は、一般にゴム成分の他に充填剤、
軟化剤、老化防止剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、硫黄
などが各用途に応じて選択、配合された後、加硫され
る。これらの成分のうち、ゴム組成物の弾性率、自己発
熱性に特に影響が大きいのは、ゴム成分と充填剤で、こ
の２者については既に多くの知見が蓄積させている。

【００１０】しかしながら、加硫促進助剤によるこれら
特性の改良については、従来ほとんど知られていなかっ
た。加硫促進助剤としては、従来一般にステアリン酸を
代表とする脂肪酸が使用されている。その作用について
は、エイ・ワイ・コラン（Ａ・Ｙ・ＣＯＲＡＮ）が脂肪
酸と亜鉛の結合により形成された脂肪酸亜鉛が加硫促進
剤と共に錯体を形成して硫黄に対して、活性を有する種
となり、ゴム組成物の加硫促進を助けるとＲＣＴ、１９
６４年第３７巻、６８５頁に述べている。

【００１１】本出願人は、新しい型の加硫促進助剤を研
究し、特開平４−１８９８５０号公報において、自動車
用タイヤ自体のゴム組成物に対し、その破断強度を向上
させるものとして、共役関係にある２個の炭素間二重結
合の少なくとも１組を分子内に含む共役ジエン酸を５重
量％以上含有する分子内に、炭素間二重結合を２個以上
含む有機不飽和脂肪酸を加硫促進助剤として配合したゴ
ム組成物を開示している。しかし、タイヤ内部の環状弾
性補強体に対する加硫促進助剤として、その弾性率を向
上させ、ブローアウト限界温度を高め、ランフラット走
行距離を伸ばすのに有効であるかどうかについては明ら
かでなかった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、自動
車タイヤの両サイド部内面またはサイド部からショルダ
ー部にわたって設ける１対の環状弾性補強体の製造にお
ける混練、成形などの作業性を良好に保持しながら、自
己発熱性を低減し、ブローアウト温度限界を上げ、弾性
率を高めた環状弾性補強体を有する安全タイヤを提供す
ることである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者は、自動車タイ
ヤ自体のゴム組成物の加硫促進助剤としてゴム破断強度
の向上に効果のあった共役ジエン酸を含有する有機不飽
和脂肪酸が、前記タイヤ内部の環状弾性補強体の弾性率
向上、自己発熱性の低減、ブローアウト温度限界低下等
に効果があり、更に製造における作業性の向上にも効果
があるのではないかに着目し、更に環状弾性補強体に体
する最適配合量について研究した結果、前記課題を解決
し得ることを見いだし本発明を完成した。

【００１４】すなわち、本発明は、 （１） 空気入りタイヤ内面の両サイド部またはサイド
部からショルダー部にわたって、一対の環状弾性補強体
を備えた空気入りタイヤにおいて、該環状弾性補強体
が、ゴム成分１００重量部当り、カーボンブラック３０
〜１００重量部、硫黄を１〜１５重量部、共役ジエンを
分子中に少なくとも一つ有する脂肪酸を１０％以上含有
し分子内に炭素間二重結合を２個以上含む有機不飽和脂
肪酸を０．５〜１０重量部含むゴム組成物によって構成
されてなる安全タイヤである。 （２） また該有機不飽和脂肪酸が共役ジエンを分子中
に少なくとも一つ有する脂肪酸を２５％以上含有する有
機不飽和脂肪酸である前記（１）記載の安全タイヤであ
る。

【００１５】本発明において脱水ひまし油脂肪酸は、共
役ジエン酸を含有する有機不飽和脂肪酸の内で最も好ま
しいものである。共役ジエン酸とは、その分子内に共役
関係にある２個の炭素間二重結合を少なくとも１組含む
有機不飽和モノカルボン酸を示し、共役関係にある炭素
間二重結合が１組のものが好ましいが２組以上あっても
よい。

【００１６】前記共役ジエン酸を１０重量％以上含有す
る分子内に炭素間二重結合を２個以上含む有機不飽和脂
肪酸（以下単に有機不飽和脂肪酸という）は勿論共役ジ
エン酸を含むが、それ以外の有機不飽和脂肪酸は炭素間
二重結合を２個以上含むが、それらが互に共役の関係に
ないという点が異なる。共役ジエン酸の有機不飽和脂肪
酸中の含量は、１０重量％以上が必要であり、２５重量
％以上が好ましく、１００重量％即ち、有機不飽和脂肪
酸がすべて共役ジエン酸であってもよい。この有機不飽
和脂肪酸を、以下代表として脱水ひまし油脂肪酸と称す
ることとする。共役ジエン酸の含量が１０重量％未満で
は、加硫ゴムの十分な弾性率が得られず、破断強力改良
効果も得られない。

【００１７】共役ジエン酸としては、２，４−ペンタジ
エン酸、２，４−ヘキサジエン酸、２，４−デカジエン
酸、２，４−ドデカジエン酸、９，１１−オクタデカジ
エン酸、α−エリオステアリン酸、９，１１，１３，１
５オクタデカテトラエン酸、９，１１，１３オクタデカ
トリエン酸等が挙げられる。

【００１８】本発明で使用する共役ジエン酸を１０％以
上含有する有機不飽和脂肪酸で最も好ましい脱水ひまし
油脂肪酸（ＤＣＯ−ＦＡ）はひまし油を脱水反応して得
られる。脱水の仕方により共役ジエン酸の含量を変える
ことができ、例えば３５重量％、６０重量％の含量のも
のが得られる。この脱水ひまし油脂肪酸の場合、共役ジ
エン酸としては９，１１−オクタデカジエン酸が主であ
り、その他の有機不飽和脂肪酸には非共役のオクタデカ
ジエン酸が主として含まれ、その他リノール酸、リノレ
イン酸なども挙げられる。また本発明の環状弾性補強体
には、脱水ひまし油脂肪酸に加えて、ステアリン酸に代
表される従来より使用されている脂肪酸類を併用しても
よい。

【００１９】環状弾性補強体には、脱水ひまし油脂肪酸
が、ゴム成分１００重量部に対し、０．５重量部未満で
は、ゴムに十分な弾性率が得られず、破断強力も改良さ
れず、ランフラット走行距離も伸びない。１０重量部超
では、かえって弾性率の低下を招く。

【００２０】硫黄含量がゴム成分１００重量部に対し、
１重量部未満では、脱水ひまし油脂肪酸との相乗効果、
即ち加硫後の高弾性化が得られない。また硫黄含量が１
５重量部を超えると、ゴム焦げ等の工場作業性の著しい
悪化や、他の部材との加硫バランスのずれを生ずる恐れ
があり、設計した物性が得られず好ましくない。また走
行により、このゴムの物性変化が著しくなり、初期の性
能を維持できなくなる可能性が大きくなる。更に、硫黄
の移行により他部材、特にプライコーティングゴムの物
性を変化させ、プライ材の故障につながる恐れが生じ
る。本発明における脱水ひまし油脂肪酸は、未加硫時は
軟化剤として振舞い、加硫時には硫黄と反応して架橋し
て、弾性率を高くすることに寄与する。

【００２１】本発明において、補強体用のゴム成分とし
ては、ポリブタジエンゴム２０重量部以上と８０重量部
以下の他のジエン系ゴムを使用するが、好ましくはポリ
ブタジエンゴム２０〜９５重量部と天然ゴム、ポリイソ
プレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、Ｃｉ
ｓ−１，４−ポリブタジエンゴム、アクリロニトリル−
ブタジエン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ジエ
ン三元共重合体ゴムあるいはこれらのブレンドゴム等の
ジエン系ゴム８０〜５重量部を混合したブレンドゴムを
使用する。ポリブタジエンゴムが２０重量部より少ない
と高モジュラス化が困難であるため好ましくない。

【００２２】本発明の補強体に使用するカーボンブラッ
クの配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、補強性
および作業性の見地から３０〜１００重量部である。３
０重量部未満では補強性が十分でなく、１００重量部超
ではムーニー粘度が高くなり混練、成形の作業性が困難
となる。カーボンブラックとしてよう素吸着量（ＩＡ）
が２０mg/g以上で且つジブチルフタレート吸油量（ＤＢ
Ｐ）が６０ml/100g以上であれば、さらに補強効果の点
で好ましい。

【００２３】本発明の補強体に使用するポリブタジエン
ゴム組成物においては、通常ゴム工業で使用される加硫
剤、加硫促進剤、老化防止剤等を適宜選択して配合する
ことも可能である。

【００２４】本発明において、補強体の重量はタイヤ重
量の１５〜３０重量％の範囲とすることが好ましく、１
５重量％未満では、所望する補強効果が得られず、パン
ク時のランフラット走行性能が極端に悪化してしまい、
３０重量％超では発熱し易くなり、やはりランフラット
走行性能が十分でない。また、最近の省資源、省エネル
ギーの見地から燃費節約が要求され、できるだけ車両重
量を低減するため、スペアタイヤを除去することが、必
要となってきているが、このような補強体を備えたタイ
ヤ４本は、もとのタイヤ５本以上の重量に相当し、スペ
アタイヤを除去した意味がなくなってしまう。この点か
ら補強体の重量はタイヤ重量の１５〜２５重量％とする
のが特に好ましい。

【００２５】また本発明の空気入り安全タイヤは、ベル
トがスチールコード、テキスタイルコード等のいかなる
タイヤであってもよいものである。

【００２６】以上のような構成からなる本発明の空気入
り安全タイヤは、そのサイド部内面またはサイド部から
ショルダー部に亘る内面に高い弾性率を有し、耐屈曲性
に優れ、自己発熱性が低く、ブローアウト温度限界が高
いゴム組成物を補強体として配置したことによりパンク
しても走行可能な距離が飛躍的に向上する利点を有し、
更にこの補強体の製造の生産性も高いので工業上極めて
有用なものである。

【００２７】

【実施例】以下に、実施例及び比較例により、本発明を
更に詳しく説明するが、本発明はこの実施例により何等
限定されるものではない。

【００２８】

【表１】 脱水ひまし油脂肪酸（ＤＣＯ−ＦＡ）が０．５重量部未
満配合の場合は対照例と同様の結果を得た。比較例１
は、脱水ひまし油脂肪酸を２０重量部超の２５重量部配
合した場合を示す。比較例２は、硫黄を１重量部未満で
ある０．８重量部とした場合を示す。比較例３は、硫黄
を１５重量部超である１８重量部とした場合を示す。比
較例４は、脱水ひまし油脂肪酸が０．５重量部未満の
０．２重量部の場合を示す。比較例５は、脱水ひまし油
脂肪酸の代りにリノール酸を添加した場合を示す。結果
の測定方法について、 （Ａ）ランフラット走行：テスト車両の前輪右に供試タ
イヤを装着し、バルブコアを抜き、パンク状態として、
速度９０km／ｈでタイヤに著しい損傷が発生するまでサ
ーキットを走行サせる。 （Ｂ）ブローアウト：実車試験ではなく、ゴム単体のテ
ストでの結果である。テストは円筒形のサンプルを４０
℃の温度雰囲気中で繰り返し荷重をかけ、サンプルの自
己発熱による温度上昇とブローン性を評価するものであ
る。

【００２９】

【発明の効果】本発明の安全タイヤはタイヤ内部の環状
弾性補強体の加硫促進助剤として脱水ひまし油脂肪酸を
ゴム１００重量部に対し、０．５〜１０重量部配合した
ので補強体製造の生産性を高く保持しながら、補強体の
弾性率を高め、自己発熱性を低減し、ブローアウト温度
限界を高くすることができた。これによりパンクしても
走行可能な距離を飛躍的に増大することができた。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｋ 5/09 ＫＤＢ Ｃ０８Ｌ 21/00 ＫＣＴ // Ｂ２９Ｋ 9:00

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気入りタイヤ内面の両サイド部または
   サイド部からショルダー部にわたって一対の環状弾性補
   強体を備えた空気入りタイヤにおいて、該環状弾性補強
   体が、ゴム成分１００重量部当たり、カーボンブラック
   ３０〜１００重量部、硫黄又は硫黄を含む化合物を１重
   量部以上、共役ジエンを分子中に少なくとも一つ有する
   脂肪酸を１０％以上含有し分子内に炭素間二重結合を２
   個以上含む有機不飽和脂肪酸を０．５〜２０重量部含む
   ゴム組成物によって構成されている安全タイヤ。
2. 【請求項２】 有機不飽和脂肪酸が共役ジエンを分子中
   に少なくとも一つ有する脂肪酸を２５％以上含有し、分
   子内に炭素間二重結合を２個以上含む有機不飽和脂肪酸
   である請求項１記載の安全タイヤ。