説明

クリンチ用ゴム組成物およびタイヤ

【課題】タイヤのリム組み作業性を向上することができるクリンチ用ゴム組成物およびそれを用いて形成されたクリンチを用いて製造されたタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤのクリンチを形成するためのクリンチ用ゴム組成物であって、ジエン系ゴムと、ジエン系ゴム100質量部に対して1.5質量部以上5質量部以下のシリル化剤とを含むクリンチ用ゴム組成物およびそれを用いて形成されたクリンチを用いて製造されたタイヤである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、クリンチ用ゴム組成物およびタイヤに関し、特に、タイヤのリム組み作業性を向上することができるクリンチ用ゴム組成物およびそれを用いて形成されたクリンチを用いて製造されたタイヤに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、タイヤの高性能化を目的として低偏平率のタイヤの需要が増加している。また、タイヤのパンク時にも一定距離を走行できるようにしたランフラットタイヤの需要が増えている。
【0003】
このような低偏平率のタイヤおよびランフラットタイヤはそれぞれ、サイドウォール部の硬度が高く、曲げ剛性が高い特徴を有している。
【0004】
たとえば、ランフラットタイヤには、サイドウォール部に断面略三日月状で一体にのびるサイド補強ゴム層が設けられており、このサイド補強ゴム層により、タイヤのパンク時においても曲げ剛性が高められたサイドウォール部によってタイヤの荷重を支持することができる。その結果、タイヤの縦撓みが抑えられ、ひいては継続して数十キロ程度の走行が可能になる。
【特許文献1】特開平8−337688号公報
【特許文献2】特開平9−87427号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、これらの低偏平率のタイヤやランフラットタイヤにおいては、サイドウォール部の高い硬度および曲げ剛性のために、タイヤをタイヤホイールのリムに組み付ける際に、高偏平率のタイヤよりもリム組み作業性が困難であるという問題があった。
【0006】
また、これらのタイヤのサイドウォール部の高い硬度および曲げ剛性のために、低偏平率のタイヤやランフラットタイヤを自動リム組み機でリムに組み付ける場合には、自動でリムに組み付けることができないことがあるだけでなく、リムに組み付けることができたとしても、リムと直接接触するクリンチ部のゴムが裂ける等の損傷が発生し、タイヤの安全性を著しく低下させ、タイヤを使用することができなくなることもあった。
【0007】
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、タイヤのリム組み作業性を向上することができるクリンチ用ゴム組成物およびそれを用いて形成されたクリンチを用いて製造されたタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、タイヤのクリンチを形成するためのクリンチ用ゴム組成物であって、ジエン系ゴムと、ジエン系ゴム100質量部に対して1.5質量部以上5質量部以下のシリル化剤とを含むクリンチ用ゴム組成物である。
【0009】
ここで、本発明のクリンチ用ゴム組成物において、シリル化剤は、ジエン系ゴム100質量部に対して2質量部以上4質量部以下含まれていることが好ましい。
【0010】
また、本発明のクリンチ用ゴム組成物においては、シリル化剤が、クロロシラン化合物、アルコキシシラン化合物およびシラザン化合物からなる群から選択された少なくとも1種であることが好ましい。
【0011】
また、本発明は、上記のいずれかのクリンチ用ゴム組成物から形成されたクリンチを用いて製造されたタイヤである。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、タイヤのリム組み作業性を向上することができるクリンチ用ゴム組成物およびそれを用いて形成されたクリンチを用いて製造されたタイヤを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【0014】
本発明者は、ジエン系ゴムに一定量のシリル化剤を配合したゴム組成物を用いてクリンチを形成し、その後加硫することによって形成したタイヤにおいて、タイヤのクリンチの表面からシリル化剤が析出し、この析出したシリル化剤により、リム組み作業時にタイヤのクリンチとリムとの間にすべり性が向上することによってリム組み作業性を向上できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0015】
<ジエン系ゴム>
本発明のクリンチ用ゴム組成物に用いられるジエン系ゴムとしては、従来から公知のジエン系ゴムを単独でまたは任意の2種以上を組み合わせて用いることができ、たとえば、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴムおよびブタジエンゴムからなる群から選択された少なくとも1種を用いることができる。
【0016】
<シリル化剤>
本発明のクリンチ用ゴム組成物に用いられるシリル化剤としては、従来から公知のシリル化剤を用いることができ、たとえば、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、tert−ブチルジメチルクロロシラン等のクロロシラン化合物;フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ビニルトリス(βメトキシシラン)、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物;ヘキサメチルジシラザン等のシラザン化合物;N−トリメチルシリルアセトアミド、N,O−(ビストリメチルシリル)アセトアミド等のアセトアミド類;N,N−(ビストリメチルシリル)ウレア等の尿素類等を用いることができる。これらのシリル化剤は、単独で用いてもよく、任意の2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0017】
なかでも、リム組み作業性を向上する観点からは、クロロシラン化合物、アルコキシシラン化合物およびシラザン化合物からなる群から選択された少なくとも1種のシリル化剤を用いることが好ましい。
【0018】
また、本発明のクリンチ用ゴム組成物中のシリル化剤の含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して1.5質量部以上5質量部以下である。シリル化剤の含有量がジエン系ゴム100質量部に対して1.5質量部未満である場合には、加硫後のゴム表面へのシリル化剤の析出量が少なくなりすぎてリム組み作業性の向上効果が不十分となり、5質量部を超える場合にはタイヤ成形作業時に他のタイヤ部材との接着性が阻害されてしまう。
【0019】
ここで、本発明のクリンチ用ゴム組成物中のシリル化剤の含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して2質量部以上4質量部以下であることが好ましい。シリル化剤の含有量がジエン系ゴム100質量部に対して2質量部以上4質量部以下である場合には、リム組み作業性がさらに向上するとともに、タイヤ部材との接着性もより良好なものとなる傾向にある。
【0020】
なお、本発明において、シリル化剤の含有量は、シリル化剤が1種から構成されている場合にはその1種のシリル化剤の含有量を意味し、シリル化剤が2種以上から構成されている場合にはその2種以上のシリル化剤の総含有量を意味する。
【0021】
<その他添加剤>
本発明のクリンチ用ゴム組成物には、上記のジエン系ゴムおよびシリル化剤以外にも、カーボンブラック、オイル、ワックス、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、硫黄、加硫促進剤等の添加剤を必要に応じて適宜配合することができる。
【0022】
カーボンブラックとしては、たとえば、SAF、ISAF、HAF、FEF等の従来から公知のカーボンブラックを用いることができる。
【0023】
オイルとしては、従来から公知のものを用いることができ、たとえば、プロセスオイル、植物油脂、またはこれらの混合物等を用いることができる。プロセスオイルとしては、たとえば、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル等を用いることができる。植物油脂としては、たとえば、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生油、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、桐油等を用いることができる。
【0024】
ワックスとしては、従来から公知のものを用いることができ、たとえば、従来から公知の天然系ワックス、石油系ワックス等を用いることができる。
【0025】
老化防止剤としては、従来から公知のものを用いることができ、たとえば、アミン系、フェノール系、イミダゾール系、カルバミン酸金属塩等の老化防止剤を用いることができる。
【0026】
ステアリン酸としては、従来から公知のものを用いることができ、たとえば、日本油脂(株)製のステアリン酸等を用いることができる。
【0027】
酸化亜鉛としては、従来から公知のものを用いることができ、たとえば、三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号等を用いることができる。
【0028】
硫黄としては、従来から公知のものを用いることができ、たとえば、鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄を用いることができる。
【0029】
加硫促進剤としては、従来から公知のものを用いることができ、たとえば、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド−アミン系またはアルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、もしくは、キサンテート系加硫促進剤のうち少なくとも一つを含有するもの等を用いることができる。スルフェンアミド系としては、たとえばCBS(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)、TBBS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)、N,N−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド、N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド、N,N−ジイソプロピル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミドなどのスルフェンアミド系化合物等を使用することができる。チアゾール系としては、たとえばMBT(2−メルカプトベンゾチアゾール)、MBTS(ジベンゾチアジルジスルフィド)、2−メルカプトベンゾチアゾールのナトリウム塩、亜鉛塩、銅塩、シクロヘキシルアミン塩、2−(2,4−ジニトロフェニル)メルカプトベンゾチアゾール、2−(2,6−ジエチル−4−モルホリノチオ)ベンゾチアゾール等のチアゾール系化合物を用いることができる。チウラム系としては、たとえばTMTD(テトラメチルチウラムジスルフィド)、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド、ジペンタメチレンチウラムヘキサスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、ペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等のチウラム系化合物を用いることができる。チオウレア系としては、たとえばチオカルバミド、ジエチルチオ尿素、ジブチルチオ尿素、トリメチルチオ尿素、ジオルトトリルチオ尿素などのチオ尿素化合物などを使用することができる。グアニジン系としては、たとえばジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、トリフェニルグアニジン、オルトトリルビグアニド、ジフェニルグアニジンフタレート等のグアニジン系化合物を用いることができる。ジチオカルバミン酸系としては、たとえばエチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ブチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジアミルジチオカルバミン酸亜鉛、ジプロピルジチオカルバミン酸亜鉛、ペンタメチレンジチオカルバミン酸亜鉛とピペリジンの錯塩、ヘキサデシル(またはオクタデシル)イソプロピルジチオカルバミン酸亜鉛、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ペンタメチレンジチオカルバミン酸ピペリジン、ジメチルジチオカルバミン酸セレン、ジエチルジチオカルバミン酸テルル、ジアミルジチオカルバミン酸カドミウム等のジチオカルバミン酸系化合物を用いることができる。アルデヒド−アミン系またはアルデヒド−アンモニア系としては、たとえばアセトアルデヒド−アニリン反応物、ブチルアルデヒド−アニリン縮合物、ヘキサメチレンテトラミン、アセトアルデヒド−アンモニア反応物等のアルデヒド−アミン系またはアルデヒド−アンモニア系化合物等を用いることができる。イミダゾリン系としては、たとえば2−メルカプトイミダゾリン等のイミダゾリン系化合物等を用いることができる。キサンテート系としては、たとえばジブチルキサントゲン酸亜鉛などのキサンテート系化合物等を用いることができる。これらの加硫促進剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0030】
<タイヤ>
上記の本発明のクリンチ用ゴム組成物を未加硫の状態で押出し加工等により所定の形状に加工することによって、クリンチが形成される。そして、このようにして形成されたクリンチを含むそれぞれのタイヤ部材を所定の位置に配置すること等によってグリーンタイヤを作製し、その後、グリーンタイヤの各部材を構成するゴム組成物を加硫すること等によって、本発明のタイヤが製造される。
【0031】
図1に、本発明のタイヤの一例の左上部半分の模式的な断面図を示す。ここで、タイヤ1は、タイヤ1の接地面となるトレッド2と、トレッド2の両端からタイヤ半径方向内方に延びてタイヤ1の側面を構成する一対のサイドウォール3と、各サイドウォール3の内方端に位置するビードコア5とを備える。また、ビードコア5,5間にはプライ6が架け渡されるとともに、このプライ6の外側かつトレッド2の内側にはタガ効果を有してトレッド2を補強するベルト7が設置されている。
【0032】
プライ6は、たとえば、タイヤ赤道CO(タイヤ1の外周面(接地面)の幅の中心をタイヤ1の外周面の周方向に1回転させて得られる仮想線)に対してたとえば70°〜90°の角度を為す複数のコードが埋設されたゴムシートから形成することができる。また、プライ6は、トレッド2からサイドウォール3を経てビードコア5の廻りをタイヤ軸方向の内側から外側に折り返されて係止されている。
【0033】
ベルト7は、たとえば、タイヤ赤道COに対してたとえば40°以下の角度を為す複数のコードが埋設されたゴムシートから形成することができる。
【0034】
また、タイヤ1には、必要に応じてベルト7の剥離を抑止するためのバンド(図示せず)が設けられていてもよい。ここで、バンドは、たとえば、複数のコードが埋設されたゴムシートからなり、タイヤ赤道COとほぼ平行にベルト7の外側に螺旋巻きすることによって設置することができる。
【0035】
また、タイヤ1には、ビードコア5からタイヤ半径方向外方に延びるビードエイペックス8が形成されているとともに、プライ6の内側にはインナーライナー9が設置されており、プライ6の折返し部の外側はサイドウォール3およびサイドウォール3からタイヤ半径方向内方に延びるクリンチ4で被覆されている。なお、クリンチ4は、本発明のゴム組成物が加硫されることによって形成されている。
【0036】
以上の構成を有するタイヤ1は、本発明のタイヤ用ゴム組成物を用いてクリンチ4が形成されていることから、本発明のタイヤ1をタイヤホイールのリムに組み付ける際に、クリンチ4の表面にシリル化剤が析出し、クリンチ4とリムとの間にすべり性を発現することができるため、リム組み付け作業性を向上することができる。
【0037】
なお、上記においては、図1に示す本発明のタイヤ1が乗用車用のタイヤの場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、たとえば、乗用車用、トラック用、バス用、重車両用等の各種タイヤに適用することができる。
【実施例】
【0038】
<未加硫ゴム組成物の作製>
表1に示す配合に従って、硫黄および加硫促進剤以外の成分をバンバリーミキサーを用いて、160℃で3分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を添加し、ロールを用いて、80℃で5分間練り込んで、実施例1〜4および比較例1〜2の未加硫ゴム組成物を得た。
【0039】
なお、表1のゴムの欄に示されている数値は、本実施例で用いられたジエン系ゴムを構成する天然ゴムとブタジエンゴムとの配合量がそれぞれ質量%で示されている(すなわち、本実施例では、天然ゴム:ブタジエンゴム=60:40の質量比で混合されたジエン系ゴムが用いられている。)。また、表1の添加剤の欄に示されている数値は、上記のジエン系ゴムの配合量を100質量部としたときの各添加剤の配合量がそれぞれ質量部で示されている。
【0040】
【表1】

【0041】
(注1)天然ゴム:RSS#3グレード
(注2)ブタジエンゴム:宇部興産(株)製のBR150B
(注3)カーボンブラック:昭和キャボット(株)製のN550
(注4)プロセスオイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH−24
(注5)ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックN
(注6)老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン6C
(注7)ステアリン酸:日本油脂(株)製のステアリン酸「椿」
(注8)酸化亜鉛:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH−24
(注9)硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
(注10)加硫促進剤CZ:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ
(注11)シリル化剤:信越化学工業(株)製のKBE103
<リム組み作業性>
上記のようにして作製された実施例1〜4および比較例1〜2の未加硫ゴム組成物をそれぞれ成形することによってクリンチを作製し、この作製したクリンチを他のタイヤ部材とともに配置してグリーンタイヤを作製した。このグリーンタイヤを加硫機中で、170℃で15分間加硫することにより、255/35R18サイズの試験用タイヤを得た。
【0042】
なお上記の試験用タイヤとしては、以下の基本構造を有するものを用いた。
プライ
コード角度 タイヤ周方向に90度
コード材料 ポリエステルコード 1670dtex/2
ベルト
コード角度 タイヤ周方向に24度×24度
コード材料 スチールコード 1×4×0.27構成
そして、上記のようにして作製した試験用タイヤを用いて自動マウンター機(自動リム組み機)でリム組み作業を実施し、リム組み作業性の評価を行なった。その結果を表1のリム組み作業性の欄に示す。
【0043】
なお、リム組み作業性の評価は、実施例1〜4および比較例1〜2の未加硫ゴム組成物のそれぞれから成形したクリンチをそれぞれ用いた試験用タイヤを3本ずつ作製し、各試験用タイヤについて下記の評価基準で評価を行なった。また、リム組み作業性の評価は、試験用タイヤ以外のリムの形状および大きさ等の条件はすべて同一の条件で行なった。
評価基準
A:試験用タイヤの3本ともにクリンチに傷が発生しなかった。
B:試験用タイヤの1〜2本にクリンチに傷が発生した。
C:試験用タイヤの3本ともクリンチに傷が発生した。
【0044】
<破断時伸び>
上記のようにして作製した試験用タイヤから切り出したクリンチから試験片を作製し、JIS−K6251「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準じて引張試験を実施し、試験片の破断時伸び(EB)を測定した。その結果を表1の破断時伸びの欄に示す。
【0045】
<耐オゾン性試験>
上記のようにして作製した試験用タイヤから切り出したクリンチから試験片を作製し、JIS−K6259「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム−耐オゾン性の求め方」に準じて、往復運動の周波数0.5±0.025Hz、オゾン濃度50±5pphm、40℃、24時間の条件下、耐オゾン性を評価した。その結果を表1の耐オゾン性の欄に示す。
【0046】
なお、表1の耐オゾン性の欄において、左側のアルファベットはクラックの数(A、B、C、D、Eの順にクラックの数が増加する。すなわち、Aが最もクラックの数が少なく、Eが最もクラックの数が多い。)を示しており、右側の数字はクラックの大きさ・深さ(1、2、3、4、5の順にクラックの大きさ・深さが増大する。すなわち、1が最もクラックの大きさ・深さが小さく、5が最もクラックの大きさ・深さが大きい。)を示している。したがって、表1の耐オゾン性の欄においては、D4、C3、C2、C1の順に耐オゾン性に優れる(すなわち、C1が最も耐オゾン性に優れている)ことを示している。
【0047】
<評価結果>
表1に示す結果から明らかなように、天然ゴムとブタジエンゴムとが天然ゴム:ブタジエンゴム=60:40の質量比で混合されたジエン系ゴム100質量部に対してシリル化剤が1.5質量部配合された実施例1およびシリル化剤が5質量部配合された実施例2の未加硫ゴム組成物を用いてクリンチを形成した場合には、上記のジエン系ゴム100質量部に対してシリル化剤が10質量部配合された比較例1およびシリル化剤が全く配合されなかった比較例2の未加硫ゴム組成物を用いてクリンチを形成した場合と比較して、クリンチに傷が発生せず、リム組み作業性が向上することが確認された。
【0048】
また、表1に示す結果から明らかなように、天然ゴムとブタジエンゴムとが天然ゴム:ブタジエンゴム=60:40の質量比で混合されたジエン系ゴム100質量部に対してシリル化剤が2質量部配合された実施例3およびシリル化剤が4質量部配合された実施例4の未加硫ゴム組成物を用いてクリンチを形成した場合には、上記のジエン系ゴム100質量部に対してシリル化剤が10質量部配合された比較例1およびシリル化剤が全く配合されなかった比較例2の未加硫ゴム組成物を用いてクリンチを形成した場合と比較して、クリンチに傷が発生せず、リム組み作業性が向上することが確認された。
【0049】
さらに、実施例1〜4の未加硫ゴム組成物を用いてクリンチを形成した場合には、比較例1〜2の未加硫ゴム組成物を用いてクリンチを形成した場合と比較して、破断時伸びと耐オゾン性のバランスにも優れていることが確認された。
【0050】
したがって、実施例1〜4の未加硫ゴム組成物はそれぞれ、比較例1〜2の未加硫ゴム組成物と比較して、クリンチの形成に適していることが確認された。
【0051】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【0052】
本発明によれば、タイヤのリム組み作業性を向上することができるクリンチ用ゴム組成物およびそれを用いて形成されたクリンチを用いて製造されたタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0053】
【図1】本発明のタイヤの一例の左上部半分の模式的な断面図である。
【符号の説明】
【0054】
1 タイヤ、2 トレッド、3 サイドウォール、4 クリンチ、5 ビードコア、6 プライ、7 ベルト、8 ビードエイペックス、9 インナーライナー。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
タイヤのクリンチを形成するためのクリンチ用ゴム組成物であって、
ジエン系ゴムと、前記ジエン系ゴム100質量部に対して1.5質量部以上5質量部以下のシリル化剤とを含む、クリンチ用ゴム組成物。
【請求項2】
前記シリル化剤は、前記ジエン系ゴム100質量部に対して2質量部以上4質量部以下含まれていることを特徴とする、請求項1に記載のクリンチ用ゴム組成物。
【請求項3】
前記シリル化剤が、クロロシラン化合物、アルコキシシラン化合物およびシラザン化合物からなる群から選択された少なくとも1種であることを特徴とする、請求項1または2に記載のクリンチ用ゴム組成物。
【請求項4】
請求項1から3のいずれかに記載のクリンチ用ゴム組成物から形成されたクリンチを用いて製造された、タイヤ。

【図1】
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【公開番号】特開2009−73880(P2009−73880A)
【公開日】平成21年4月9日(2009.4.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−242061(P2007−242061)
【出願日】平成19年9月19日(2007.9.19)
【出願人】(000183233)住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Fターム(参考)】