説明

ランフラットタイヤ用ゴム組成物およびそれからなるランフラットタイヤ

【課題】低発熱性および高硬度を両立し、ランフラットタイヤの耐久性を改善しうるランフラットタイヤ用ゴム組成物およびそれからなるランフラットタイヤを提供する。
【解決手段】ゴム成分100重量部に対して、カーボンブラックを10〜100重量部、および一般式
−(R−Sxn
(式中、Rは(CH2−CH2−O)m−CH2−CH2、xは3〜6の整数、nは10〜400の整数であり、mは2〜5の整数を表わす。)
を満足する化合物を3重量部以上含有するランフラットタイヤ用ゴム組成物、およびそれからなる補強層を有するランフラットタイヤ。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ランフラットタイヤ用ゴム組成物およびそれからなるランフラットタイヤに関する。
【背景技術】
【0002】
現在、サイドウォール部の内側に配置された高硬度の補強層を有するランフラットタイヤが実用化され、パンクにより空気圧が失われた状態になっても、ある程度の距離を走行できるようになった。これにより、スペアタイヤを常備する必要性がなくなり、車輌全体における重量の軽量化が期待できる。しかし、ランフラットタイヤのパンク時におけるランフラット走行には、速度、距離の制限があり、さらなるランフラットタイヤの耐久性の向上が望まれている。
【0003】
また、ランフラットタイヤは、低内圧時の走行において、車の荷重をサイドウォール部における補強層で支えるため、補強層は走行時に大きな変形を繰り返し、これにより補強層は発熱する。補強層の発熱はゴムの劣化を促進させ、ついにはゴムが破壊にいたる。そのため、補強層は高硬度であり、さらに低発熱性を有することが望ましい。
【0004】
一般的にゴムの架橋に用いられる硫黄は、熱により開裂、再架橋することが知られており、これにより、架橋密度が高くなり、ゴムの柔軟性が損なわれ、破壊強度が低下する。この点から加硫剤としては、熱による物質低下が小さいことが望まれる。
【0005】
加硫剤として、硫黄のかわりに硫黄含有化合物であるモルフォリン・ジスルフィドを使用することが知られているが、これは活性硫黄を放出することにより架橋するため、ポリスルフィド結合が硫黄に比べて少なく、ゴムの柔軟性が劣るため、破壊強度は硫黄にはおよばない。
【0006】
特許文献1にはポリスルフィドポリエーテルシランを配合するゴム組成物が記載されているが、該ゴム組成物をランフラットタイヤの補強層に用いたとしても充分なランフラット性能が得られないという問題があった。
【0007】
【特許文献1】特開平10−251456号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、低発熱性および高硬度を両立し、ランフラットタイヤの耐久性を改善しうるランフラットタイヤ用ゴム組成物およびそれからなるランフラットタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、ゴム成分100重量部に対して、カーボンブラックを10〜100重量部、および一般式
−(R−Sxn
(式中、Rは(CH2−CH2−O)m−CH2−CH2、xは3〜6の整数、nは10〜400の整数であり、mは2〜5の整数を表わす。)を満足する化合物を3重量部以上含有するランフラットタイヤ用ゴム組成物に関する。
【0010】
また、本発明のランフラットタイヤは、前記ランフラットタイヤ用ゴム組成物からなる補強層を有することが好ましい。
【0011】
前記ランフラットタイヤにおける補強層において、損失弾性率E”および複素弾性率E*、ならびに破断強度TBは、下記式を満たすことが好ましい。
【0012】
E”/(E*)2≦7.0×10-9Pa-1
B≧10MPa
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、ゴム成分およびカーボンブラックを含むゴム組成物に特定の化合物を配合することにより、低発熱性および高硬度を両立したランフラットタイヤ用ゴム組成物を提供することができる。また、該ゴム組成物を、ランフラットタイヤの補強層として用いることにより、ランフラットタイヤの耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
本発明のランフラットタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分、カーボンブラックおよび一般式
−(R−Sxn
(式中、Rは(CH2−CH2−O)m−CH2−CH2、xは3〜6の整数、nは10〜400の整数であり、mは2〜5の整数を表わす。)
を満足する化合物(以下、化合物1)からなる。
【0015】
ゴム成分としては、天然ゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)、シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン(1,2BR)、スチレン−ブタジエン共重合ゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合ゴム(SIBR)、スチレン−イソプレン共重合ゴム、イソプレン−ブタジエン共重合ゴムなどのジエン系合成ゴムがあげられる。これら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。なかでも、低発熱性を満足させることが可能であるため、ゴム成分としてBRを使用することが好ましく、BRと1,2BRを組み合わせて使用することがより好ましい。また、破壊に対するゴム強度を向上させることが可能であることから、ゴム成分としてNRを使用することが好ましい。
【0016】
ゴム成分としては、NR、BRおよび1,2BRを組み合わせて使用することが最も好ましい。
【0017】
本発明におけるカーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は30m2/g以上であることが好ましく、35m2/g以上であることがより好ましい。N2SAが30m2/g未満では補強性が不足し、充分な耐久性が得られない傾向がある。また、100m2/g以下であることが好ましく、90m2/g以下であることがより好ましく、80m2/g以下であることがさらに好ましい。N2SAが100m2/gをこえると、発熱が大きくなる。
【0018】
カーボンブラックのジブチルフタレート吸油量(DBP)は50ml/100g以上であることが好ましく、80ml/100g以上であることがより好ましい。DBPが50ml/100g未満では充分に補強性を得ることが困難になる。
【0019】
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100重量部に対して10重量部以上、好ましくは20重量部以上、より好ましくは30重量部以上である。含有量が10重量部未満では、充分な強度が得られない。また、カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100重量部に対して100重量部以下、好ましくは70重量部以下、より好ましくは60重量部以下である。含有量が100重量部をこえると、ゴム組成物の製造において、ゴムの混練りや押出しが困難になる。
【0020】
カーボンブラックは補強剤として用いられ、その他の補強剤であるシリカ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムやクレーなども使用できる。
【0021】
本発明における化合物1は、一般式
−(R−Sxn
(式中、Rは(CH2−CH2−O)m−CH2−CH2、xは3〜6の整数、nは10〜400の整数であり、mは2〜5の整数を表わす。)
を満足する。本発明において、化合物1は加硫剤として用いられ、その他の加硫剤として硫黄、好ましくは不溶性硫黄と併用することが可能である。
【0022】
式中、xは3〜6の整数、好ましくは3〜5の整数である。xが3未満では、加硫が遅延される傾向があり、nが6をこえると、ゴム組成物の製造が困難となる。
【0023】
式中、nは10〜400の整数、好ましくは10〜300の整数である。nが10未満では、化合物1が揮発しやすく取り扱いが困難になり、nが400をこえると、ゴムとの相溶性が悪化する。
【0024】
式中、mは2〜5の整数、好ましくは2〜4の整数、さらに好ましくは2〜3の整数である。mが2未満では、屈曲性能が低下する傾向があり、mが5をこえると、ゴム組成物の硬度が不充分となる傾向がある。
【0025】
化合物1の含有量は、ゴム成分100重量部に対して3重量部以上、好ましくは5重量部以上である。含有量が3重量部未満では、充分なランフラット性能が得られない。また、前記化合物の含有量は、ゴム成分100重量部に対して30重量部以下であることが好ましく、20重量部以下であることがより好ましい。含有量が30重量部をこえると、必要となる硬度が得られにくい傾向がある。
【0026】
化合物1は、本発明のランフラットタイヤ用ゴム組成物に配合することで、以下のような架橋ユニットをゴムに導入することができ、加硫速度およびスコーチに影響を与えることなく、リバージョンを大幅に抑制することができる。また、一般の硫黄架橋では充分に得られないゴム組成物の耐熱性や、動的なストレスに対する耐性を得ることが可能である。さらに、ブルームしにくいため、外見上においても良好なゴム組成物を得ることができる。
【0027】
【化1】

【0028】
また、本発明のランフラットタイヤ用ゴム組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、通常のゴム配合に用いられる酸化亜鉛、ワックス、ステアリン酸、老化防止剤、加硫促進剤などを含んでいてもよい。
【0029】
本発明のランフラットタイヤは、本発明のランフラットタイヤ用ゴム組成物からなる補強層を有することが好ましい。ここで補強層とは、ランフラットタイヤのサイドウォール部の内側に配置されたライニングストリップ層のことをいい、ランフラットタイヤにおいて補強層が存在することで、空気圧が失われた状態でも車輌を支えることができ、優れたランフラット耐久性を付与することができる。
【0030】
本発明のランフラットタイヤ用ゴム組成物を補強層とした場合、補強層の損失弾性率E”および複素弾性率E*は、下記式を満たすことが好ましい。
【0031】
E”/(E*)2≦7.0×10-9Pa-1
また、E”/(E*)2は6.8×10-9Pa-1以下であることが好ましい。E”/(E*)2が7.0×10-9Pa-1より大きいと、ランフラット時の変形による発熱が大きくなり、ゴムの熱劣化を促進し、破壊に至る傾向がある。
【0032】
本発明のランフラットタイヤ用ゴム組成物を補強層とした場合、補強層の破断強度TBは、10MPa以上であることが好ましく、12MPa以上であることがより好ましい。TBが10MPa未満では、ランフラット走行時に車輌の荷重による屈曲により補強層が破壊され、ランフラット性能が著しく不足する傾向がある。
【実施例】
【0033】
実施例にもとづいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【0034】
実施例において使用した各種薬品について、以下に記載する。
NR:RSS#3
BR1:宇部興産(株)製のVCR412
BR2:宇部興産(株)製のBR150L
カーボンブラック1:三菱化学(株)製のダイヤブラックE(N2SA:41m2/g、DBP:115ml/100g)
カーボンブラック2:三菱化学(株)製のダイヤブラックH(N2SA:79m2/g、DBP:105ml/100g)
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種
老化防止剤:住友化学工業(株)製のアンチゲン6C
不溶性硫黄:四国化成工業(株)製のミュークロン
化合物(1):川口化学工業(株)製の2OS4(m=2、x=4、n=200)
【0035】
【化2】

【0036】
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS
【0037】
実施例1〜2および比較例1〜3
表1に示す配合内容にしたがって、化合物(1)、不溶性硫黄および加硫促進剤以外の成分を、150℃で4分間混練りした。得られた混練り物に不溶性硫黄と加硫促進剤を加えて80℃で3分間練り込んでゴム組成物を得た。
【0038】
サイドウォールの内側の補強層として、実施例および比較例の各ゴム組成物からなるライニングストリップ層を配置した215/45ZR1 7サイズのランフラットタイヤを製造し、以下の各評価を行なった。
【0039】
<破断強度TB
ランフラットタイヤのライニングストリップ層より厚さ2mmのシートを切り出し、JIS K6251にしたがって、TB(MPa)の評価を行なった。
【0040】
<E”/(E*)2
(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータで測定温度70℃、初期歪み10%、動歪み±1%、周波数10Hzにて損失弾性率E”、複素弾性率E*を測定し、E”/(E*)2を算出した。
【0041】
<ランフラット性能>
空気内圧0kPaにてドラム上を80km/時の速度で走行し、タイヤが破壊されるまでの走行距離を比較した。比較例1を基準(100)とし、それぞれ指数表示をした。数値が大きいほどランフラット耐久性に優れることを示す。
【0042】
各評価結果を表1に示す。
【0043】
【表1】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
ゴム成分100重量部に対して、
カーボンブラックを10〜100重量部、および
一般式
−(R−Sxn
(式中、Rは(CH2−CH2−O)m−CH2−CH2、xは3〜6の整数、nは10〜400の整数であり、mは2〜5の整数を表わす。)
を満足する化合物を3重量部以上含有するランフラットタイヤ用ゴム組成物。
【請求項2】
請求項1記載のランフラットタイヤ用ゴム組成物からなる補強層を有するランフラットタイヤ。
【請求項3】
請求項2記載のランフラットタイヤが有する補強層において、損失弾性率E”および複素弾性率E*、ならびに破断強度TBが下記式を満たすランフラットタイヤ。
E”/(E*)2≦7.0×10-9Pa-1
B≧10MPa

【公開番号】特開2006−124473(P2006−124473A)
【公開日】平成18年5月18日(2006.5.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−312568(P2004−312568)
【出願日】平成16年10月27日(2004.10.27)
【出願人】(000183233)住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Fターム(参考)】