説明

ランフラットタイヤ

【課題】軽量で、かつランフラット耐久性に優れ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、共架橋剤を10〜50重量部含有し、さらに、過酸化物を含有するサイドウォール補強用ゴム組成物を用いたサイドウォール補強層を有するランフラットタイヤ。該サイドウォール補強層は、1層構造でも、内層と外層からなる2層構造でもよい。

【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に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、サイドウォール部の内側に高硬度のサイドウォール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、距離ともに制限があり、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】
ランフラットタイヤの耐久性を向上させる有効な手段としては、サイドウォール補強層を厚くすることにより変形を抑え、変形による破壊を防ぐ方法が知られている。しかし、タイヤの重量が大きくなるため、ランフラットタイヤの当初の目的である軽量化ができないという問題がある。
【0004】
また、ランフラットタイヤの耐久性を向上させる有効な手段としては、カーボンブラックなどの補強用充填剤を増量し、それらを配合することによってサイドウォール補強層の硬度を上げ、変形を抑える方法も知られている。しかし、混練りや押出しなどの工程への負荷が大きく、また、加硫後物性において低発熱性が悪化することから、ランフラット耐久性の向上はあまり期待できない。
【0005】
さらに、ランフラットタイヤの耐久性を向上させる有効な手段として、特許文献1には、カーボンブラックを増量することなく、加硫剤、加硫促進剤を多量に用いる方法が開示されている。しかし、ゴムの伸びが小さくなり、破壊強度が低下してしまううえ、多量に用いた硫黄や加硫促進剤が表面にブルームしやすく、加工性や貯蔵安定性などの低下が生じてしまう。
【0006】
【特許文献1】特開2002−155169号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、軽量で、かつランフラット耐久性に優れ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】
【0008】
本発明は、ゴム成分100重量部に対して、共架橋剤を10〜50重量部含有し、さらに、過酸化物を含有するサイドウォール補強用ゴム組成物を用いたサイドウォール補強層を有するランフラットタイヤに関する。
【0009】
また、本発明は、内層と外層の2層からなるサイドウォール補強層を有するランフラットタイヤであって、該内層が、ゴム成分100重量部に対して、共架橋剤を10〜50重量部含有し、さらに、過酸化物を含有する内層用ゴム組成物からなり、該外層が、ゴム成分、過酸化物ならびに硫黄または硫黄化合物を含有する外層用ゴム組成物からなるランフラットタイヤに関する。
【0010】
前記共架橋剤は、α,β−不飽和カルボン酸、α,β−不飽和カルボン酸金属塩およびα,β−不飽和カルボン酸のエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
【0011】
前記サイドウォール補強用ゴム組成物の複素弾性率E*は、10MPa以上であることが好ましい。
【0012】
前記内層用ゴム組成物の複素弾性率E*は、10MPa以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、ゴム成分および共架橋剤を所定量含有し、さらに、過酸化物を含有することで、軽量で、かつランフラット耐久性に優れるランフラット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】
【0014】
本発明のランフラットタイヤは、サイドウォール補強層を有する。ここでサイドウォール補強層とは、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サイドウォール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。該サイドウォール補強層は、1層からなるものでも、内層と外層の2層からなるものでもよいが、内層と外層の2層からなることが好ましい。
【0015】
本発明のランフラットタイヤが有するサイドウォール補強層は、ゴム成分、共架橋剤および過酸化物を含有するゴム組成物(A)からなる。なお、サイドウォール補強層が内層と外層からなる2層構造を有する場合、該ゴム組成物は、サイドウォール補強層の内層に使用される。
【0016】
ゴム成分としては、たとえば、天然ゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、クロロプレンゴム(CR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、スチレンイソプレンゴム(SIR)、イソプレンブタジエンゴム、エポキシ化天然ゴム(ENR)などがあげられ、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、低発熱性に優れるという理由から、NRおよび/またはBRが好ましく、NRおよびBRがより好ましい。
【0017】
BRを含有する場合、BRの含有率は10重量%以上が好ましく、20重量%以上がより好ましい。BRの含有率が10重量%未満では、低発熱化の効果が小さい傾向がある。また、BRの含有率は90重量%以下が好ましく、80重量%以下がより好ましい。BRの含有率が90重量%をこえると、強度が低下する傾向がある。
【0018】
ゴム成分としては、他の部材との接着性に劣るという理由から、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)などのエチレン性不飽和ニトリル基を含有するゴムを含有しないことが好ましい。
【0019】
共架橋剤としては、たとえば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのα,β−不飽和カルボン酸、α,β−不飽和カルボン酸の金属塩、エチレングリコールアクリレートなどのアクリレート系、ラウリルメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロペントリメタクリレートなどのメタクリレート系、ジアリルフマレートなどのフマレート系、ジアリルフタレートなどのフタレート系などのα,β−不飽和カルボン酸のエステル、p−キノンジオキシム、p,p−ジベンゾイルキノンジオキシムなどのキノンジオキシム系化合物などがあげられ、これらの共架橋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。
【0020】
α,β−不飽和カルボン酸としては、耐久性に優れることから、アクリル酸および/またはメタクリル酸が好ましく、メタクリル酸がより好ましい。
【0021】
また、α,β−不飽和カルボン酸金属塩としては、耐久性に優れることから、アクリル酸金属塩および/またはメタクリル酸金属塩が好ましく、メタクリル酸金属塩がより好ましい。
【0022】
α,β−不飽和カルボン酸金属塩中の金属としては、亜鉛、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウムなどがあげられ、充分な硬度が得られるという理由から、亜鉛が好ましい。
【0023】
共架橋剤としては、充分な硬度が得られるという理由から、α,β−不飽和カルボン酸金属塩が好ましい。具体的には、メタクリル酸亜鉛などが好適に使用できる。
【0024】
共架橋剤は、上記カルボン酸と酸化亜鉛、酸化アルミニウムなどの金属塩を反応させてカルボン酸金属塩とする方法や、カルボン酸金属塩を直接配合する方法などにより、配合される。
【0025】
共架橋剤の含有量は、ゴム成分100重量部に対して10重量部以上、好ましくは12重量部以上である。共架橋剤の含有量が10重量部未満では、充分な架橋密度が得られない。また、共架橋剤の含有量は50重量部以下、好ましくは35重量部以下である。共架橋剤の含有量が50重量部をこえると、硬くなりすぎるとともに強度も低下してしまう。
【0026】
過酸化物としては、たとえば、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシベンゼン、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ジ−t−ブチルパーオキシバレレートなどがあげられ、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、ジクミルパーオキサイドが好ましい。
【0027】
過酸化物の含有量は、ゴム成分100重量部に対して0.1重量部以上が好ましく、0.2重量部以上がより好ましい。過酸化物の含有量が0.1重量部未満では、充分な硬度が得られない傾向がある。また、過酸化物の含有量は6重量部以下が好ましく、2重量部以下がより好ましい。過酸化物の含有量が6重量部をこえると、架橋密度が過多となり、強度が低下し、ランフラット耐久性も低下する傾向がある。
【0028】
ゴム組成物(A)には、補強用充填剤を含有してもよい。
【0029】
補強用充填剤としては、たとえば、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、クレー、タルク、アルミナ、水酸化アルミニウムなどがあげられるが、とくにカーボンブラックが好ましい。
【0030】
補強用充填剤を含有する場合、補強用充填剤の含有量は、ゴム成分100重量部に対して5重量部以上が好ましい。補強用充填剤の含有量が5重量部未満では、補強用充填剤(A)を含有することによる補強効果が不充分となる傾向がある。また、補強用充填剤の含有量は90重量部以下が好ましく、50重量部以下がより好ましい。補強用充填剤の含有量が90重量部をこえると、低発熱性が低下し、発熱しやすくなる傾向がある。
【0031】
ゴム組成物(A)には、前記ゴム成分、共架橋剤、過酸化物および補強用充填剤以外にも、本発明の効果を損なわない範囲で、通常タイヤ工業で使用される配合剤、たとえば、酸化亜鉛、ワックス、ステアリン酸、オイル、老化防止剤、加硫促進剤などを含有してもよい。ゴム組成物(A)には、高硬度を得られるという理由から、硫黄や硫黄化合物などの加硫剤を含まないことが好ましい。
【0032】
ゴム組成物(A)の複素弾性率(E*)は10MPa以上が好ましく、15MPa以上がより好ましい。ゴム組成物のE*が10MPa未満では、ランフラット耐久性が低下してしまう傾向がある。また、ランフラット耐久性を確保するために補強層を厚くする必要があり、タイヤの重量が増加してしまう傾向もある。また、ゴム組成物(A)のE*は100MPa以下が好ましく、80MPa以下がより好ましい。ゴム組成物(A)のE*が100MPaをこえると、乗り心地が悪化する傾向がある。
【0033】
サイドウォール補強層が内層と外層からなる2層構造を有する場合、該外層は、ゴム成分、過酸化物ならびに硫黄または硫黄化合物を含有するゴム組成物(B)からなる。
【0034】
ゴム組成物(B)中のゴム成分および過酸化物の種類および含有量については、それぞれ前述したゴム成分および過酸化物と同一とすることができる。
【0035】
硫黄または硫黄化合物の含有量は、ゴム成分100重量部に対して0.2重量部以上が好ましく、0.5重量部以上がより好ましい。硫黄または硫黄化合物の含有量が0.2重量部未満では、ランフラット走行により、外側のケース配合との接着界面で破壊が生じてしまう傾向がある。また、硫黄または硫黄化合物の含有量は10重量部以下が好ましく、5重量部以下がより好ましい。硫黄または硫黄化合物の含有量が10重量部をこえると、ランフラット走行により、内層の補強層との界面で破壊が生じやすい傾向がある。
【0036】
ゴム組成物(B)には、共架橋剤および補強用充填剤を含有することができる。共架橋剤および補強用充填剤の種類および含有量については、それぞれ前述した共架橋剤および補強用充填剤と同一とすることができる。
【0037】
ゴム組成物(B)には、前記ゴム成分、過酸化物、硫黄または硫黄化合物、共架橋剤ならびに補強用充填剤以外にも、ゴム組成物(A)と同様に、本発明の効果を損なわない範囲で、通常タイヤ工業で使用される配合剤、たとえば、酸化亜鉛、ワックス、ステアリン酸、オイル、老化防止剤、加硫促進剤などを含有してもよい。
【0038】
ゴム組成物(B)の複素弾性率(E*)は10MPa以上が好ましく、15MPa以上がより好ましい。ゴム組成物(B)のE*が10MPa未満では、ランフラット耐久性が低下してしまう傾向がある。また、ランフラット耐久性を確保するために補強層を厚くする必要があり、タイヤの重量が増加してしまう傾向もある。また、ゴム組成物(B)のE*は100MPa以下が好ましく、80MPa以下がより好ましい。ゴム組成物(B)のE*が100MPaをこえると、乗り心地が悪化する傾向がある。
【0039】
サイドウォール補強層が内層と外層からなる2層構造を有する場合、サイドウォール補強層の厚さに対する該内層の厚さの比(内層の厚さ/(内層の厚さ+外層の厚さ))は0.1以上が好ましく、0.3以上がより好ましい。サイドウォール補強層の厚さに対する内層の厚さの比が0.1未満では、ランフラット耐久性が不充分となる傾向がある。また、サイドウォール補強層の厚さに対する内層の厚さの比は0.8以下が好ましく、0.6以下がより好ましい。サイドウォール補強層の厚さに対する該内層の厚さの比が0.8をこえると、ランフラット耐久性が不充分となる傾向がある。
【実施例】
【0040】
実施例に基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。
【0041】
以下、実施例および比較例で用いた各種薬品をまとめて説明する。
天然ゴム(NR):RSS#3
ブタジエンゴム(BR):宇部興産(株)製のBR150B
カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイヤブラックE(FEF)
メタクリル酸亜鉛:三新化学工業(株)製のサンエステルSK−30
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(株)製のアンチゲン6C(N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン)
過酸化物:日本油脂(株)製のパークミルD(ジクミルパーオキサイド)
硫黄:軽井沢硫黄(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)
【0042】
(加硫ゴム組成物1〜5の作製)
表1に示す配合内容にしたがい、バンバリーミキサーを用いて、過酸化物、硫黄および加硫促進剤以外の薬品を150℃の条件下で4分間混練りし、混練り物を得た。次に、オープンロールを用いて、得られた混練り物に過酸化物、硫黄および加硫促進剤を添加し、80℃の条件下で3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160℃の条件下で20分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物1〜5を作製した。
【0043】
(複素弾性率)
(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪10%、動歪±1%および周波数10Hzの条件下で、70℃における加硫ゴム組成物1〜5の複素弾性率(E*)を測定した。
複素弾性率についての評価結果を表1に示す。
【0044】
【表1】

【0045】
実施例1〜3および比較例1〜2
サイドウォール補強ゴム層として、未加硫ゴム組成物1〜4を用いてライニングストリップ層の形状に成形し、他の部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、160℃の条件下で120分間プレス加硫し、実施例1〜2および比較例1〜2のランフラットタイヤ(サイズ:215/45ZR17)を製造した。なお、実施例3については、表2に示すように、内層として未加硫ゴム組成物1、および外層として未加硫ゴム組成物5を用いて、ライニングストリップ層の形状に成形し、2層構造を有するサイドウォール補強層の形状に成型し、他の部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、160℃の条件下で120分間プレス加硫し、ランフラットタイヤ(サイズ:215/45ZR17)を製造した。
【0046】
(ランフラット耐久性)
製造したランフラットタイヤを、空気内圧0kPaにてドラム上を80km/hで走行させ、タイヤが破壊されるまでの走行距離を測定し、比較例1のランフラット耐久性指数を100とし、下記計算式により、各配合の走行距離を指数表示した。なお、ランフラット耐久性指数が大きいほど、ランフラット耐久性に優れることを示す。
(ランフラット耐久性指数)=(各配合の走行距離)
÷(比較例1の走行距離)×100
ランフラット耐久性の評価結果を表2に示す。
【0047】
【表2】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
ゴム成分100重量部に対して、
共架橋剤を10〜50重量部含有し、
さらに、過酸化物を含有するサイドウォール補強用ゴム組成物を用いたサイドウォール補強層を有するランフラットタイヤ。
【請求項2】
内層と外層の2層からなるサイドウォール補強層を有するランフラットタイヤであって、
該内層が、
ゴム成分100重量部に対して、
共架橋剤を10〜50重量部含有し、
さらに、過酸化物を含有する内層用ゴム組成物からなり、
該外層が、
ゴム成分、過酸化物ならびに硫黄または硫黄化合物を含有する外層用ゴム組成物からなるランフラットタイヤ。
【請求項3】
共架橋剤が、α,β−不飽和カルボン酸、α,β−不飽和カルボン酸金属塩およびα,β−不飽和カルボン酸のエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1または2記載のランフラットタイヤ。
【請求項4】
サイドウォール補強用ゴム組成物の複素弾性率E*が10MPa以上である請求項1または3記載のランフラットタイヤ。
【請求項5】
内層用ゴム組成物の複素弾性率E*が10MPa以上である請求項2または3記載のランフラットタイヤ。

【公開番号】特開2007−321127(P2007−321127A)
【公開日】平成19年12月13日(2007.12.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−156339(P2006−156339)
【出願日】平成18年6月5日(2006.6.5)
【出願人】(000183233)住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Fターム(参考)】