JPS62143946A - タイヤサイドウオ−ル用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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／）詳細には耐候
性、耐屈曲疲労性、耐セパレーショ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ッド部の応力ま
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１、
オゾン劣化に関する耐候性、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ョ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候性に
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
用ポリブタジェンゴムの有効活用が代表例としてあげら
れ、最近では、シンジオタクチック−１，２−ポリブタ
ジェン短繊維の配合が提案されている（特公昭５７−４
５３０）。

しかしながら、耐候性の点でなお不充分であるので、ア
ミン系老化防止剤やパラフィン系ワックスが通常、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、ワッ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乱オるが、こ
れら配合剤は、加硫時のマイグレートやタイヤ走行時の
飛散等によって消費される。

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ッ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ック
スの最適化をはかったとしても、耐候性や耐疲労性を完
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ョ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く特公昭５２−１７
６１）。

この組成物は、確かに耐候性や耐疲労性を損なうことな
く、耐セパレーショ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、オイルショック以降、かつラジア
ルタイヤの普及と共に強くなってきており、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、双（５）　４１７　（１９７Ｂ
）　）ことから、重要特性の一つに数えられる至ってい
る。

従って今日では、耐候性、耐屈曲疲労性、耐セパレーシ
ョ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
。

よって、ひずみ振幅一定条件下でのエネルギーロスＷは
、 Ｗ＝７（・ｓ”・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Ｅ
２＜ｈＭ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
い耐候性、耐屈曲疲労性、耐セパレーション性を維持し
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、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９部、チアゾール系および／またはスルフェンアミド
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、耐候性
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
プ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、ブタジェンゴム等が使用
される。

また、本発明で使用されるＥＰＮは、ムーニー粘度が７
０以−ヒで、プロピレン含有量が２８モル％以下であり
、沃素価が２０〜４０、ヘキサン不熔解分が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って、一般的な破断特
性のみならず、耐候性、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
と耐候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って、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ックが大き
くなると、発熱性が悪化する他、モジュラスが高く、耐
疲労性が必ずしも良くならない。すなわち、エチレンの
モノマーブロックが少なく、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
った連鎖が全体の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、ＥＰＮ
６０〜ｌＯ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、耐候性、耐屈曲疲労性、耐セパレーシ
ョン性、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ュアー
の部分とルーズキュ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／またはスルフェンアミド系
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ばなく
、通常使用されるもの、たとえばジクミルバーオキザイ
ド（たとえば、日本油脂Ｉ＠輩、パークミルＤ−４０な
ど）、ジー第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■製、パーへ
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ェ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ィド、Ｎ−シクロ
ヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、Ｎ
−オキシジエチレン−２−ベンゾチアゾールフルフェン
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／
またはスルフェ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重量部よりも多いと、モジュラスが高くなりす
ぎるために、耐疲労性を悪化させ、さらには耐候性にも
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、耐セパレーション性能
上杆ましくない。

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
ラック、シリカ等の白色充填剤）、オイル、ステアリン
酸、亜鉛華などを特徴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の方法に従って、抗張力、破断伸び
、３００％モジュラス、硬度（Ｈ３）を測定した。

（２１ｔａｎ　δおよびＥ２　、Ｅｌ 動的粘弾性測定器を用い、振動数２０１（ｚ、振幅２％
、初期歪１０％、温度２０℃の条件で測定した。

（３）オゾン特性（耐候性） 厚さ３　ｍ／ｍのＪＩＳ　　１号ダンベルを用い、５０
ｐｐｈＩｒｌオゾン濃度のオゾンチャンバーの中で４８
時間、毎分１００サイクルの頻度で２５χの変形を与え
、オゾンクラッ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ｆｉｎ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Ｃ１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
ダンヘル試験片を、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、デイマチャー試験機を用い
、クラッ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）耐サイドカット性（耐外傷性） カット性については、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ｔａｎ　δに、硬さをＥｌに代用さ
せてＥｌ／ｌａｎ　δ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ット性が良好である。

（７）ムーニー粘度 ＪＩＳ　Ｋ６３８３に従って測定した。

（８）ヘキサン不溶解骨 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、ＥＰＤＨ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、耐候性、耐セパレーション性
を損なうことなく、低燃費性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２
８モル％以下で、沃素価が２０〜４０の範囲にあり、か
つヘキサン不溶解骨が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、耐候性、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。

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
、耐候性では何等問題がないものの、低燃費性では最も
劣る結果となっている。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ジエン系ゴム４０〜９０重量部と、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／またはスルフェ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
   ヤサイドウォール用ゴム組成物。