WO2008044410A1

WO2008044410A1 - Rubber composition for clinch apex and pneumatic tire with clinch apex utilizing the same

Info

Publication number: WO2008044410A1
Application number: PCT/JP2007/067576
Authority: WO
Inventors: Takafumi Taguchi
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries, Ltd.
Priority date: 2006-10-05
Filing date: 2007-09-10
Publication date: 2008-04-17
Also published as: EP2048192A1; CN101522779A; CN101522779B; US20090314408A1; EP2048192A4; DE602007014050D1; EP2048192B1

Description

明細書

クリンチエーペックス用ゴム組成物およびそれを用いたクリンチエーペックスを有する空気入りタイヤ

技術分野

[0001] 本発明は、クリンチエーペックス用ゴム組成物およびそれを用いたクリンチエーぺッタスを有する空気入りタイヤに関する。

背景技術

[0002] 空気入りタイヤのクリンチエーペックスは、リムと接触し、リムとの摩擦による摩耗が発生しやすい部材である。そこで、従来から、クリンチエーペックスには、このリムとの摩擦による摩耗を抑制するために、ブタジエンゴム（BR)を大量に配合している。

[0003] また、転がり抵抗を低減させるために、高ストラクチャーのカーボンブラックを、例えば、 50〜80重量部配合したゴム組成物が適用されてきた。また、転がり抵抗を低減させるためには、 BRとして、リニア成分の多い（分枝の少ない） BRを配合すること（例えば、特開 2004— 106796号公報参照）も知られている。

[0004] しかし、これらのゴム組成物は、タイヤ製造現場において、非常に加工しにくぐ混合工程における練り工程を増やさざるをえなかったり、押出し工程におけるエッジ切れが発生したりするという問題があった。

[0005] また、発熱性を上げることなく剛性を高めるために、パラべンゾキノリンジィミンを配合したブレーカーまたはベルト層のコードを被覆するゴム組成物（例えば、特開 200 2— 60551号公報参照）が知られている。し力、し、金属であるリムとタイヤのクリンチェ一ペックスとのずれの軽減、クリンチエーペックスとリムとの間のチェーフイングの発生の抑制については改善の余地がある。

[0006] また、破断時強度、引裂き強度、耐オゾンクラック性および加工性を高めるために、ノラベンゾキノリンジィミンを配合したサイドウォール用ゴム組成物（例えば、特開 200 1— 26681号公報参照）が知られている。し力、し、金属であるリムとタイヤのクリンチェ一ペックスとのずれの軽減、クリンチエーペックスとリムとの間のチェーフイングの発生の抑制については改善の余地がある。発明の開示

[0007] 本発明は、硬度を一定に保ち、早期加硫を抑制し、転がり抵抗を低減させ、加工性を向上させ、クリンチエーペックスとリムとの間のチェーフイングの発生を抑制し、リムずれしにくいクリンチエーペックス用ゴム組成物を提供することを目的とする。

[0008] 本発明は、天然ゴムおよび/またはイソプレンゴムを 10〜50重量％および 100°C における未加硫状態でのムーニー粘度が 30〜55であるブタジエンゴムを 50〜90重量％含有するゴム成分 100重量部に対して、カーボンブラックを 55〜75重量部、およびパラべンゾキノリンジィミンを 1〜5重量部配合するクリンチエーペックス用ゴム組成物に関する。

[0009] 前記クリンチエーペックス用ゴム組成物は、 70°Cおよび動歪 2%の条件で測定される損失正接 (tan δ )が 0. 150以下であることが好ましい。

[0010] また、本発明は、前記クリンチエーペックス用ゴム組成物を用いたクリンチエーぺッタスを有する空気入りタイヤに関する。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]本発明のクリンチエーペックスを用いたタイヤの一部分断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0012] 本発明のクリンチエーペックス用ゴム組成物は、ゴム成分、カーボンブラックおよびノラベンゾキノリンジィミンを配合する。

[0013] 図 1は、本発明のクリンチエーペックスを用いたタイヤの部分断面図である。

[0014] 本発明のタイヤは、図 1に示すように、例えば乗用車タイヤが有するサイドウォール

1、クリンチエーペックス 2、ビードコア 3、ビードエ一ペックス 4、インナーライナ一 5、ベルト 6およびトレッド 7などの部品を含むことができる。図 1において、ビードエーぺッタス 4は、ビードコア 3から半径方向外側にのびるように、クリンチエーペックス 2の内側に配されている。また、タイヤ外皮をなすサイドウォール 1はトレッド 7の両端部からタイヤ半径方向内方に伸び、クリンチエーペックス 2は各サイドウォール 1の内方端に設けられている。また、同タイヤ半径方向のクリンチエーペックスの内端は、金属製のリム 8に接触することができる。

[0015] 前記ゴム成分は、天然ゴム（NR)および/またはイソプレンゴム（IR)、ならびにブタジェンゴム（BR)を含有する。

[0016] NRとしては、とくに制限はなぐゴム工業で通常使用される TSR20、 RSS # 3などのグレードのものを使用することができる。

[0017] IRとしても、とくに制限はなぐゴム工業で通常使用されるものを使用することができ

[0018] ゴム成分中の NRおよび/または IRの含有率は 10重量％以上、好ましくは 30重量 %以上である。 NRおよび/または IRの含有率が 10重量％未満では、未加硫ゴムの粘着性が低下し、タイヤに成形できない。また、 NRおよび/または IRの含有率は 50 重量％以下、好ましくは 45重量％以下である。 NRおよび/または IRの含有率が 50 重量％をこえると、耐熱老化性が悪化し、タイヤの耐久性を維持できない。

[0019] BRとしては、ゴム工業で通常使用される高シス含有量の BRなどを使用することができる力転がり抵抗を低減させるためには、高粘度のものが好ましい。低粘度の BR を配合すると、低粘度の BRは、分子量が小さいため、存在する分子末端が多ぐそれが熱運動することにより、転がり抵抗が増大してしまうので好ましくない。

[0020] BRの 100°Cにおける未加硫状態でのムーニー粘度（ML /100°C)は 30以上、

1+4

好ましくは 35以上である。 ML /100°Cが 30未満では、配合ゴムの粘度が低すぎ

1+4

て、良好な未加硫形状を保持できない。また、 ML /100°Cは 55以下が好ましぐ

1+4

45以下がより好ましい。 ML /100°Cが 55をこえると、配合ゴムの粘度が高くなりす

1+4

ぎて、加工性が悪化する。

[0021] また、 BRの 100°Cにおける未加硫状態でのムーニー粘度（ML /100°C)が 30

1+4

〜55であることで、得られるゴム組成物の粘度を適度に保つことができるという理由から、リムずれしにくく、クリンチエーペックスとリムとの間のチェーフイングの発生を抑制すことができるクリンチエーペックス用ゴム組成物を得ることができる。

[0022] 100°Cにおける未加硫状態でのムーニー粘度が 30〜55を満たす BRとしては、宇部興産 (株)製の BR150B (100°Cにおけるムーニー粘度： 40)、グッドイヤー（株)製の BUDEN 1280 (100°Cにおけるムーニー粘度： 40)、日本ゼオン株式会社製の Nipol BR1220 (100°Cにおけるムーニー粘度： 44)などの市販品があげられる。

[0023] 100°Cにおける未加硫状態でのムーニー粘度が 30〜55を満たさない BRとしては、宇部興産（株）製の BR130B (100°Cにおけるムーニー粘度： 29)、JSR (株）製の B R02LL (100°Cにおけるムーニー粘度： 28)などの市販品があげられる。

[0024] ゴム成分中の BRの含有率は 50重量％以上、好ましくは 55重量％以上である。 BR の含有率が 50重量⁰ /₀未満では、クリンチエーペックス用ゴム組成物としてのリムとの耐チェーフイング性能を確保できない。また、 BRの含有率は 90重量％以下、好ましくは 80重量⁰ /₀以下である。 BRの含有率が 90重量⁰ /₀をこえると、ゴム生地がボロボ口になり、タイヤに成形できない。

[0025] なお、本発明でいうチェーフイングとはクリンチエーペックスとリムとの間でクリンチェ一ペックス側に発生する擦り切れを意味し、耐チェーフイング性能とはクリンチエーぺッタスとリムとの間のチェーフイングの発生を抑制する性能を意味する。

[0026] ゴム成分としては、 NR、 IRおよび BR以外にも、例えば、スチレンブタジエンゴム（S BR)、ブチルゴム（IIR)、ハロゲン化ブチルゴム（X— IIR)、アクリロニトリルブタジエンゴム（NBR)、クロロプレンゴム（CR)、エチレンプロピレンジェンゴム（EPDM)、イソモノォレフィンとパラアルキルスチレンとの共重合体のハロゲン化物などもあげられ、これらのな力、から単独で、または 2種以上を組み合わせて、 NRおよび/または IR、ならびに BRと併用してもよいが、タイヤを製造した際に tan δを低減できないという理由から、 NR、 IRおよび BR以外のゴム成分は使用しないことが好ましい。

[0027] カーボンブラックとしては、とくに制限はなぐ従来からタイヤ工業で使用される SAF 、 ISAF、 HAF、 FEF、 GPFなどを使用することができる。

[0028] 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 55重量部以上、好ましくは 65重量部以上である。カーボンブラックの配合量が 55重量部未満では、ゴム硬度が低くなり、リムとの耐チェーフイング性能が悪化する。また、カーボンブラックの配合量は 75重量部以下、好ましくは 73重量部以下である。カーボンブラックの配合量が 75重量部をこえると、未加硫ゴムの粘度が高すぎて、加工性が悪化する。

[0029] 本発明で使用するパラべンゾキノリンジィミンは、老化防止剤として配合されるものである。

[0030] ノラベンゾキノリンジィミンをゴム組成物に配合することで、ゴム成分として高粘度の BRを使用しても、得られるゴム組成物の粘度を低く維持することができるという理由から、リムずれしにくく、クリンチペックスとリムとの間のチェーフイングの発生を抑制すことができるクリンチペックス用ゴム組成物を得ることができる。

[0031] パラべンゾキノリリンジィミンの配合量は、ゴム成分 100重量部に対して 1重量部以上、好ましくは 1. 5重量部以上である。パラべンゾキノリンジィミンの配合量が 1重量部未満では、配合して得られる粘度低減効果が発現されない。また、ノラべンゾキノリンジィミンの配合量は 5重量部以下、好ましくは 3重量部以下である。ノ^ベンゾキノリンジィミンの配合量が 5重量部をこえると、配合ゴムのコストがあがり、実情にあわない。

[0032] 本発明では、低発熱性を向上させるために高粘度の BRを配合しており、加工性が低下しやすい配合であるにもかかわらず、パラべンゾキノリンジィミンを配合することで、加工性を低下させないどころ力、、向上させること力 Sできる。

[0033] 本発明では、ノラべンゾキノリンジィミンとともに、従来からタイヤ工業で使用されるフエ二レンジアミン系などの老化防止剤を併用してもよい。

[0034] ノラベンゾキノリンジィミン以外の老化防止剤を使用する場合、ノラベンゾキノリンジィミン以外の老化防止剤の配合量は、ゴム成分 100重量部に対して 1. 5重量部以上が好ましい。また、パラべンゾキノリンジィミン以外の老化防止剤の配合量は 2. 0 重量部以下が好まし!/、。ノ^ベンゾキノリンジィミン以外の老化防止剤の配合量が 2 . 0重量部をこえると、配合ゴムのコストがあがりすぎる傾向がある。

[0035] パラべンゾキノリンジィミン以外の老化防止剤としては、 N— 1 , 3 ジメチルブチ

N，一フエニノレーパラーフエ二レンジァミン（6— PPD)などがあげられる。

[0036] 老化防止剤の合計配合量は、ゴム成分 100重量部に対して 2. 0重量部以上が好ましい。老化防止剤の合計配合量が 2. 0重量部未満では、期待する老化防止効果が得られない傾向がある。また、老化防止剤の合計配合量は 4. 0重量部以下が好ましい。老化防止剤の合計配合量が 4. 0重量部をこえると、配合ゴムのコストがあがりすぎる傾向がある。

[0037] 耐老化性および耐オゾン性の向上を目的として、パラべンゾキノリンジィミンと非環式トリテルペンの一種であるスクアレンの反応生成物を配合したゴム組成物が知られている。しかし、前記反応生成物をクリンチペックス用ゴム組成物に配合すると、本発明で得られる低燃費性を保持することができない。

[0038] 本発明のクリンチエーペックス用ゴム組成物は、前記ゴム成分、カーボンブラック、パラべンゾキノリンジィミンおよびパラべンゾキノリンジィミン以外の老化防止剤以外にも、従来からゴム工業で使用される配合剤、例えば、ァロマチックオイル、ワックス、ステアリン酸、酸化亜鉛、硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤などを必要に応じて適宜配合することができる。

[0039] クリンチエーペックス 2は、タイヤ外皮をなすサイドウォール 1の内方端に設けられており、金属製のリム 8に接触するゴム部であり、金属製のリム 8との接触によるクリンチエーペックス 2の摩耗を自ら食い止める役割がある。そして、クリンチエーペックス 2には、サイドウォール 1にはない高剛性のビードワイヤと金属製のリム 8の間を緩衝し、また、繰り返し転動後の変形を抑制する役割が特に要求される。

[0040] 本発明のクリンチエーペックス用ゴム組成物は、転動抵抗を低減させ、車軸の燃費を向上させることができるという理由から、タイヤ部材のなかでもクリンチエーペックスとして使用するものである。

[0041] 本発明のクリンチエーペックス用ゴム組成物を用いて、通常の方法により本発明の空気入りタイヤを製造することができる。すなわち、必要に応じて前記配合剤を添カロした未加硫ゴム組成物をクリンチエーペックスの形状にあわせて押し出し加工し、他のタイヤ部材と貼り合わせ、タイヤ成型機上にて未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することで、本発明の空気入りタイヤを製造することができる。

実施例

[0042] 実施例にもとづいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

[0043] 以下、実施例および比較例で使用した各種薬品をまとめて説明する。

天然ゴム（NR)： TSR20

高粘度ブタジエンゴム（高粘度 BR)：宇部興産 (株)製の BR150B (100°Cにおけるム一二一粘度: 40、高シス含有量タイプ）

低粘度ブタジエンゴム（低粘度 BR)：宇部興産 (株)製の BR130B (100°Cにおけるム一二一粘度： 29、高シス含有量タイプ）

カーボンブラック：三菱化学 (株)製のダイアブラック N351

ァロマチックオイル：出光興産 (株)製のダイアナプロセス AH24

ワックス：日本精蠟（株）製のォゾエース 0355

老化防止剤（1)：フレキシス社製の 6— QDI (パラべンゾキノリンジィミン）

老化防止剤（2)：バイエル社製の Vulcanox4020 (N— 1 , 3 ジメチルブチル—N，フエニノレーパラーフエ二レンジァミン） (6 -PPD)

ステアリン酸：日本油脂 (株)製のステアリン酸「椿」

酸化亜鉛：三井金属鉱業 (株)製の酸化亜鉛 2号

不溶性硫黄：日本乾溜工業 (株)製のセイミ硫黄 (オイル分：10%)

加硫促進剤：大内新興化学工業 (株)製のノクセラー NS (N— tert プチルー 2—べ

[0044] 実施例;!〜 3および比較例;!〜 4

表 1および 2に示す配合処方にした力 Sい、バンバリ一ミキサーを用いて、不溶性硫黄および加硫促進剤以外の薬品を 160°Cの条件下で 4分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に不溶性硫黄および加硫促進剤を添加し、オープン口ールを用いて、 100°Cの条件下で 5分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。さらに、得られた未加硫ゴム組成物を 170°Cの条件下で 15分間プレス加硫し、実施例；!〜 3および比較例 1〜4の加硫ゴム組成物を得た。

[0045] (ム一二一粘度）

前記未加硫ゴム組成物を用いて、 JIS K 6300「未加硫ゴム物理特性第 1部：ム一二一粘度計による粘度およびスコーチタイムの求め方」に準じて、ムーニー粘度試験機を用いて、 1分間の予熱によって熱せられた 130°Cの温度条件にて、小口一ターを回転させ、 4分間経過した時点での未加硫ゴム組成物のムーニー粘度（ML /130°C)を測定した。なお、ムーニー粘度が小さいほど、加工性に優れることを示

1+4

す。

[0046] (スコーチタイム）

JIS K6300「未加硫ゴム物理特性-第 1部：ムーニー粘度計による粘度およびスコーチタイムの求め方」に準じて、 130°Cにて、未加硫ゴム組成物の粘度が 10ポィント上昇する時間（スコーチタイム（分））を測定した。なお、スコーチタイムが大きいほど、早期加硫を抑制でき、好ましいことを示す。

[0047] (ゴム硬度）

JIS K 6253「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムの硬さ試験方法」に準じて、タイプ A デュロメーターにて測定した。

[0048] (粘弾性試験）

(株)岩本製作所製の粘弾性スぺクトロメーターを用いて、初期歪 10%、動歪 2%、周波数 10Hzの条件下で、 70°Cにおける加硫ゴム組成物の損失正接 tan δおよび複素弾性率 E* (MPa)の測定を行った。なお、 tan δ力 S小さいほど、ゴム組成物の発熱が抑制されており、低発熱性に優れることを示し、 E*が大きいほど、剛性に優れることを示す。

[0049] (押出し加工性）

前記加硫ゴム組成物の作製工程において、バンバリ一ミキサーで混練りして得られた混練り物を、ブラベンダーにて 100°Cの温度で、その押出し加工性を 3段階 (◎:押出し加工性に優れる、〇：押出し加工性が適用可能レベル、 X押出し加工性が悪い )で官能評価した。

[0050] (転がり抵抗）

前記未加硫ゴム組成物をタイヤ成型機上にてクリンチエーペックスの形状に成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、 170°Cの条件下で 20 分間プレス加硫し、実施例;!〜 3および比較例;!〜 4の空気入りタイヤ（タイヤサイズ： 215/45R17)を製造した。

[0051] リムに製造した空気入りタイヤを装着させ、（株)神戸製鋼所製の転がり抵抗試験機を用いて、荷重 4. 41kN、タイヤの内圧 230kPaおよび速度 80km/hの条件下で走行させ、転がり抵抗を測定し、 3段階 (© : 98未満、〇： 98〜； 102、 X : 102より大きい)で官能評価した。

[0052] (実車走行試験後の外観）

[0053] リムに、製造した空気入りタイヤを装着させ、（株)神戸製鋼所製の転がり抵抗試験機を用いて、荷重 4. 41kN、タイヤの内圧 230kPaおよび速度 80km/hの条件下で走行させクリンチエーペックスの外観を評価し、チェーフイングの有無を目視により 3段階 (◎はチェーフイングがなぐ良好である。〇はチェーフイングが少しある。 Xはチェーフイングが多くあり、良好でない。）で官能評価した。

[0054] (リムズレ性）

[0055] リムに製造した空気入りタイヤを装着させ、あらかじめ、リムとタイヤに横線を付し、該空気入りタイヤを車軸に装着し、時速 80km/hから急停止させクリンチエーペックスの外観を評価し、リムズレの度合!/、（リムズレ性）を目視により 3段階 (◎はリムズレが 2mm未満であり、良好である。〇はリムズレが 2〜5mmである。 Xはリムズレが 5mm を超え、良好でない。）で官能評価した。

[0056] 前記評価結果を表 1および 2に示す。

[0057] [表 1]

表 1

表 2]

表 2

[0059] 比較例 1は、従来の配合のクリンチエーペックス用ゴム組成物であり、加工性に劣るものである。

[0060] 比較例 2では、低粘度の BRを配合しており、加工性を向上させることはできるが、転がり抵抗が増大してしまった。

[0061] 実施例 1および 2では、転がり抵抗を低減させるために粘度の高い BRを配合しているにもかかわらず、パラべンゾキノリンジィミンを所定量配合しているため、加工性が向上した。

産業上の利用可能性本発明によれば、所定のゴム成分、カーボンブラックおよびパラべンゾキノリンジイミンを所定量配合することで、硬度を一定に保ち、早期加硫を抑制し、転がり抵抗を低減させ、加工性を向上させ、クリンチエーペックスとリムとの間のチェーフイングの発生を抑制し、リムずれしにくいクリンチエーペックス用ゴム組成物を提供することができる

Claims

請求の範囲

[1] 天然ゴムおよび/またはイソプレンゴムを 10〜50重量％および 100°Cにおける未加硫状態でのムーニー粘度が 30〜55であるブタジエンゴムを 50〜90重量％含有するゴム成分 100重量部に対して、

カーボンブラックを 55〜75重量部、および

パラべンゾキノリンジィミンを 1〜5重量部配合するクリンチエーペックス用ゴム組成物

〇

[2] 70°Cおよび動歪 2%の条件で測定される損失正接 (tan δ )が 0. 150以下である請求の範囲第 1項記載のクリンチエーペックス用ゴム組成物。

[3] 請求の範囲第 1項または第 2項記載のクリンチエーペックス用ゴム組成物を用いたクリンチエーペックスを有する空気入りタイヤ。