JPS6036962B2 - タイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、禾加硫時の剛性が低いが加硫後の動的弾性率
が高く、成型作業性に優れているうえに被断物性に優れ
たゴム組成物からなるビードフィラーを有するタイヤに
関する。

従釆、ビードフィラー用ゴム組成物の動的弾性率（以下
、弾性率という）を増大させるために、ゴムにカーボン
ブラック、硫黄、熱硬化性樹脂等の配合剤を多量に配合
している。

たしかに、ゴムにカーボンブラックを多量配合すること
でゴム組成物の弾性率を高めることは可能ではあるが、
このゴム組成物は加工工程中におけるゴムのまとまり、
バンバリーミキサーの電力負荷の増大、ロール上での捲
き付き状態が極めて悪く、実用に供し難いものである。
また、硫黄を多量に配合することでゴムの弾性率を高め
ることが行なわれているが、このゴム組成物は高硫黄配
合のために押出時に硫黄のブルームが激しく、このため
タイヤ成型作業性を困難にさせたり、製品の歩蟹を低下
させる等により好ましくない。そこで、近年は、硫黄の
多量配合を避け、かつカーボンブラックの配合量を実用
に供し得る程度に抑えながらゴムの弾性率を増大させる
手段としてノボラック型フェノール系樹脂やノボラック
型変性フェノール系樹脂等の熱硬化性樹脂を多量配合す
る例が多くなっている。しかしながら、上述のような熱
硬化性樹脂とカーボンブラックを併用配合したゴム組成
物は、混合加工性については混合時の発熱により熱硬化
性樹脂が軟化することによって、ある程度緩和されるも
のの、室温時の未加硫ゴムの剛性が高く、タイヤの成型
作業性が非常に悪いという欠点がある。したがって、ゴ
ムの本質である目着能力がなくなることと相俊つて、押
出物の貼り合せ、折り曲げ作業性が著しく据われるもの
となる。この欠点を改良するものとしては、熱硬化性樹
脂と絹合せるカーボンブラックに、平均粒子径が４皿仏
以上のいわゆるソフトカーボンを使用した例（特関昭５
５−５４３３７）があるが、平均粒子径が４仇ｈ仏未満
の補強性の高いカーボンブラックを使用してタイヤ成型
作業性をより改良した例はほとんどみあたらないのが現
状である。本発明は、このような事情にかんがみなされ
たもので、未加硫時の剛性が低く、加硫後の弾性率、成
型作業性等の諸性質に優れたゴム組成物からなるビード
フィラーを有するタイヤの提供を目的とする。

このため、本発明のタイヤは、天然ゴム、ポリイソプレ
ンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレンーブタジェン共
重合体ゴムの１種又は２種以上からなるゴム分１００重
量部に対して５５〜９５重量部の平均粒子径が５仇ｈ仏
以下のカーボンブラックと５〜２５重量部のノボラック
型フェノール系樹脂および／又はノボラック型変性フェ
ノール系樹脂を、これらのカーボンブラックと樹脂との
加算配合量がゴム分１０の重量部に対して６５〜１１５
重量部となるように配合し、かつ、ゴム分１０の重量部
に対して７〜３５重量部のカシューオイルを配合したゴ
ム組成物からなるビードフィラーを有することを特徴と
する。以下、本発明の構成について詳しく説明する。

本発明において用いる天然ゴム、ポリィソプレンゴム、
ポリブタジエンゴム、スチレンーブタジェン共重合体ゴ
ムは、一般に公知のものであればよい。上記ゴムに配合
して用いるカーボンブラックは、平均粒子径が５仇ｈ仏
以下のものであって、例えば、ＳＡＦ，ＦＥＦ，ＩＳＡ
Ｆ，１−ＩＳＡＦ，ＣＦ，ＳＣＦ，ＨＡＦなどのいわゆ
るハードカーボンである。

また、カーボンブラックの粒子径については、粒子径５
皿仏を越えるものを前記のカーボンブラックに混合して
使用してもよく、使用するカーボンブラックの総平均粒
子径が５仇ｈ仏以下になるように配合すれば本発明の目
的は蓬せられる。カーボンブラックは、ゴム１０の重量
部に対して５５〜９５重量部混合することを要する。５
５重量部未満ではゴム組成物の動的弾性率が十分に出ず
、これを補うためにカシューオイルを本発明の範囲を越
えて多量に混合せねばならず、一方、９５重量部を越え
るときはゴムの加工性が悪くなり、これを改良するため
にカシューオイルを多量に加えなければならなくなる。

また、本発明で用いるノボラック型フェノール系樹脂と
しては、例えば、ノボラツク型フェノール樹脂、ノボラ
ック型クレゾール樹脂、ノボラック型レゾルシン樹脂で
あり、一方、本発明において用いるノボラック型変性フ
ェノール系樹脂としては、ロジンオイル、トールオイル
、カシューオイル、リノール酸、オレィン酸、リノレィ
ン酸等のオイルで変淫したノボラック型フヱノール系樹
脂、またはキシレン、メチレン等の芳香族炭化水素で変
性したノボラック型フェノール系樹脂、およびニトリル
ゴム等のゴムで変性したノボラック型フェノール系樹脂
が挙げられる。

なお、ノボラック型フェノール系樹脂とノボラツク型変
性フェノール系樹脂は、単独でも２種以上の混合物とし
ても使用できる。これら樹脂の配合量はゴム１００重量
部に対して５〜２５重量部配合することが必要である。
５重量部未満では動的弾性率が低く、一方、２５重量部
を越えると混合加工性がわろくなる。

また、本発明の組成物においては、力，ーボンブラック
と樹脂との加算混合量がゴム１０の重量部に対し６５〜
１１５重量部であることが必要で、６５重量部未満では
十分な動的弾性率が出せず、一方、１１５重量部を越え
ると加工性が低下すると共に組成物の破断物性、特に破
断時伸びが低下する。本発明において用いるカシューオ
イルは、カシューナット殻液、カシューナット殻油とも
称されるもので、公知のものである。カシューオイルは
、ゴム１００重量部に対して７〜３５重量部であること
が必要であり、７重量部未満では未加硫時の軟化効果が
低く、３５重量部を越えると未加硫時にブリードする。
本発明のゴム組成物は、このように、前記ゴムの１種又
は２種以上に、前記カーボンブラックと前記樹脂の少な
くとも１種と前記カシューオイルとを配合して成るもの
である。

以下に実施例を例示して本発明を具体的に説明するが、
実施例における配合成分の割合は重量部を意味する。

実施例 下記第１表に示される配合内容で各成分を混合した。

この混合は、Ｂ型バンバリーミキサー（容量１．７夕）
で通常どおり混練りを実施することにより行ない、得ら
れた各種ゴム組成物を１４５ｑｏで４０分間プレス加硫
して厚さ２肌の加硫ゴムシートを作成した。このゴムシ
ートを用いて、動的弾性率については岩本製作所製粘弾
性スベクトロメータで、長さ２仇吻、幅５側の短冊状サ
ンプルに初期歪５％伸長させた状態で周波数２０日２、
勤歪２％の条件下（室温）で測定した。また、破断伸び
については、ＪＩＳ−Ｋ−６３０１に準じて測定した。
未加硫ゴムの剛性の指標としては、厚さ２伽の禾加硫ゴ
ムシートをＪＩＳＩ号ダンベルに打ち抜いて引張試験を
行ない、その２５％伸長時の引張応力（室温時）を側定
したものである（以下、未加硫ゴムの２５％引張応力と
いう）。なお、タイヤ性能を顕著に改良するには、ビー
ドフィラーゴム組成物の動的弾性率（室温時）としては
５００ｋ９／ｃ舵以上であること、また、タイヤ成型作
業性を著しく改善するには未加硫ゴムの２５％引張応力
が１５ｋ９／ｃ髭以下であることが望ましいが、本発明
のゴム組成物は、このような特性を下記のように満足す
るものである。船 縦 婆 薄 ｆ つン 二 い 副 い ト １ト ′宅 ＼ ３ご誓 母′′′ に 俄誌 偲ぶ 鰯雲 言事雪雲 誓言霊 トへ小Ｑ ミント機 ｌザー鯉 へヤ令額 二ｌｌ笹 いＺＲ樋 失×舵 第１表のサンプルＮｏ．１〜３とＮｏ．５〜６を比較検
討すれば、本発明においてカーボンブラックと熱硬化性
樹脂を併用配合した場合のカシューオイルの効果は明ら
かである。

即ち、まずサンプルＮｏ．１のようにカーボンブラック
のみでは、熱硬化性樹脂を添加したサンプルＮｏ．２と
比較して明らかに動的弾性率が低く、タイヤの運動特性
を大幅に改良することは困難である。従って、熱硬化性
樹脂を併用配合したほうがよいが、しかし、前述のよう
にカーボンブラックと熱硬化性樹脂を多量に併用配合す
るとタイヤ成型作業性が困難となることから、この欠点
を改良しようとしてサンプルＮｏ．２〜３に示したよう
に、例えばアロマテイツクオイル等の石油系軟化剤を使
用すると動的弾性率の降下が大き過ぎ、これもまた、タ
イヤの性能を大幅に改良することはできない。ところが
、サンプルＮｏ．５〜６のようにカシューオイルをゴム
分１０増重量部に対し７重量部以上添加したゴム組成物
は、カシューオイルの増量につれて未加硫ゴムの２５％
引張応力が大幅に減少する一方、動的弾性率と破断伸び
が増大するという顕著な効果が認められる。このような
効果は必ずしもカシューオイルに限るわけではなく、例
えばパインタール等にも認められるものではあるが、そ
の効果の程度（動的弾性率）はカシューオイルに比較す
ればはるかに小さいものである。即ち、カシューオイル
と熱硬化性樹脂及びへキサメチレンテトラミン等の樹脂
用硬化剤の三者が複雑に反応し合うことにより、通常の
熱硬化性樹脂と樹脂用硬化剤の組み合せとは異なった補
助効果を与えるものである。その結果、本発明のゴム組
成物は、動的弾性率が大きいにも拘らず、破断物性も良
好なものとなる。このように、未加硫ゴムの２５％引張
応力を大幅に減少させ、かつ、加硫ゴムの動的弾性率と
破断伸びを顕著に向上せしめるところにカシューオイル
の基本的特徴があるが、この特徴は本発明におけるポリ
マー組成、カーボンブラック銘柄、カーボンブラック配
合量、熱硬化性樹脂の銘柄とその配合量であれば発揮さ
れるものである。同じく、第１表のサンプルＮｏ．１２
〜１５にはカーボンブラックの銘柄をＩＳＡＦ（平均粒
子径２０〜２５ｍ仏）、ＨＡＦ（平均粒子径２６〜３瓜
ｈ仏）、ＦＥＦ（平均粒子径４０〜４母ｈ仏）、ＧＰＦ
（平均粒子径４９〜６仇ｈ仏）に変えて配合した例を示
した。

これをみてわかるように、カーボンブラックの平均粒子
径によって動的弾性率の値が顕著に変化し、特に平均粒
子径が５皿仏以下のＩＳＡＦ，ＨＡＦ等に於いて優れた
動的弾性率が得られ、この効果は、サンプルＮｏ．１１
に示したように銘柄の異なるカーボンブラックのブレン
ドでもその平均粒子蓬が５比ｈ〃以下であれば失なわれ
ることはない。即ち、カーボンブラックとノボラツク型
フェノール系樹脂および／またはノボラック型変性フェ
ノール系樹脂を配合したゴムにカシューオイルを添加す
ることにより、未加硫ゴム剛性（未加硫ゴムの２５％引
張応力）を低下させつつ動的弾性率と破断伸びを増大さ
せることが可能であり、しかも、使用するカーボンブラ
ックの銘柄としてはその平均粒子径が５仇ｈ仏以下とい
う、普通ゴム工業界の常識では本発明の如く多量に配合
する場合には、工場での作業性が難しいとされるカーボ
ンブラック銘柄に於いて、その特徴をより効果的に発揮
させられるという点で著しい特徴を有するものである。

そして、この様な特色はアロマテイツクオィルのような
石油系軟化剤には全く認められない効果である。但し、
カシューオイルは３５重量部を越えて配合するとややブ
リードする場合があるために、タイヤや品質上３５重量
部以下とすることが望ましく、その結果、平均粒子径が
５皿ｈ山以下のカーボンブラックとノボラック型フェノ
ール系樹脂および／またはノボラック型変性フェノール
系樹脂の加算配合量は、６５〜１１５重量部が望ましい
。何故なら、加算配合量が６５重量部禾満では、動的弾
性率を向上させるためにカシューオイルを３５重量部を
越えて配合することになるからである。又、加算配合量
が１１５重量部を越えた場合はタイヤ成型作業性を改良
するために、カシューオイルを３５重量部を越えて配合
しなければならなくなるからである。一方、カシューオ
イルの配合量が少な過ぎる場合、例えば７重量部未満で
は軟化作用が小さく本発明の目的を達成するこは困難で
ある。次に、本発明のゴム組成物を、図面に示されるよ
うに、タイヤ（１６＄Ｒ１３）のビードフイラー４に用
い、操縦安定性の指標の一つであるコーナリングパワー
の測定と室内でのビード部耐久試験を実施した。

この結果を下記第２表に示す。なお、図中１はカーカス
の折返し部先端を、２はタイヤのサイドウオール部を、
３はカーカスを、５はビードヮィャ−を、６はベルト層
を、Ｒはリムを、Ｒ′はリムフランジを夫々表わす。第
２表 （試験条件） コーナリングパワー：内圧 １．９〔ｋ９／鮒〕速度
１０〔物／ｈ〕荷重 ４２０〔 ｋ９ 〕 ビード部耐久試験 ：内圧 ２．２〔ｋ９／仇〕速
度 ８１〔物／ｈ〕荷重は実車の１００％荷重から 開始し、４時間ごとに１５％ず つ増加させて、最終的に３１０ ％荷重とした。

上記第２表において、コーナリングパヮーは記号Ａのタ
イヤを基準（１００％）にその向上率をパーセンテージ
で記した（数値の大きいものが操縦安定性に優れる。

）。また、ビード部の耐久試験は、ビード部が破壊する
までの走行距離で記したが５０００物を越えたものは合
格とした。これらの結果を検討すれば本発明のゴム組成
物Ｎｏ．６をビードフィラーとして使用したタイヤＣが
、操縦安定性、耐久性ともに優れていることがわかる。
以上説明したように本発明で用いるゴム組成物は、加硫
後は超硬質でありながら破断物性にも優れ、かつ、未加
硫時の剛性が低いのでタイヤの成型作業性が著しく改善
されるためタイヤの成型生産性の向上に大いに寄与する
ことができる。また、このゴム組成物からなるビードフ
ィラーを有するタイヤは、前記第２表から明らかなよう
に、操縦安定性、走行耐久性ともに優れているものであ
る。

【図面の簡単な説明】

図は、タイヤの部分横断面図である。 １．．．カーカスの折返し部先端、２・・・タイヤのサ
イドウオール部、３…カーカス、４…ビードフィフー、
５…ビードワィヤー、６…ベルト層、Ｒ…リム、Ｒ′…
リムフランジ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴ
   ム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴムの１種又は２種
   以上からなるゴム分１００重量部に対して５５〜９５重
   量部の平均粒子径が５０ｍμ以下のカーボンブラツクと
   ５〜２５重量部のノボラツク型フエノール系樹脂および
   ／又はノボラツク型変性フエノール系樹脂を、これらの
   カーボンブラツクと樹脂との加算配合量がゴム分１００
   重量部に対して６５〜１１５重量部となるように配合し
   、かつ、ゴム分１００重量部に対して７〜３５重量部の
   カシユーオイルを配合したゴム組成物からなるビードフ
   イラーを有するタイヤ。