(57)【要約】【課題】低コストで、十分な補強性、低燃費性、剛性を有するタイヤを得ることができるブレーカークッション用ゴム組成物を提供すること。【解決手段】ジエン系ゴム１００質量部に対して、瀝青炭粉砕物を５〜３５質量部および石油系樹脂を１〜５質量部配合したブレーカークッション用ゴム組成物に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム１００質量部に対して、瀝青炭粉砕物を５〜３５質量部および石油系樹脂を１〜５質量部配合したブレーカークッション用ゴム組成物。
【請求項２】
前記瀝青炭粉砕物は平均粒径が０．１ｍｍ以下であり、比重が１．４以下である請求項１記載のブレーカークッション用ゴム組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載のブレーカークッション用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はブレーカークッション用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年タイヤへの要求性能が高まる中、燃費性能の向上とコストの低減がますます要求されている。
【０００３】
タイヤの燃費性能の向上とコストを低減させる方法としては、タイヤ部材の中でも最大質量を占めるトレッドの改良を行なうことが効果的であり、従来、トレッドの改良によって燃費性能の向上とコストの低減化がはかられてきた。しかし、トレッドは、タイヤの耐摩耗性およびグリップ性能に最も影響をおよぼすタイヤ部材であるため、耐摩耗性およびグリップ性能を維持したまま、転がり抵抗の低減化をはかり、なおかつコストの低減をはかることは、技術的に限界に近づいている。
【０００４】
よって今後は、トレッド以外のタイヤ部材を改良することによるコストの低減化が重要となってくる。
【０００５】
タイヤの耐摩耗性およびグリップ性能に影響を及ぼさず、改良することで転がり抵抗の低減化を可能にするタイヤ部材としては、ブレーカークッションがあげられる。ここで、ブレーカークッション９とは、典型的には図１に示すカーカス６と、ベルト層７のタイヤ軸方向の端部との間に配されたタイヤ部材をいうが、該タイヤ部材はベルト層の一方の端部から他方の端部にわたり、一体的に形成することもできる。ブレーカークッション９は、タイヤの耐久性、車の乗り心地などに大きな影響をおよぼす重要なタイヤ部材である。
【０００６】
ブレーカークッションの改良手法としては、例えば、クッション用ゴム組成物におけるゴム成分の存在比率を増加させることでカーボンブラックなどの補強用充填剤の存在比率を低減させ、ゴム組成物の損失正接ｔａｎδを低減することがおこなわれてきた。しかし、ゴム組成物への補強効果が十分に得られず、ゴム組成物の複素弾性率Ｅ＊が低下するため、ブレーカークッションが変形しやすくなってエネルギー損失が大きくなるため、タイヤの転がり抵抗の低減を達成できなかった。
【０００７】
また、クッション用ゴム組成物に多量の加硫剤を添加させ、ゴム組成物の損失正接ｔａｎδを低減することがおこなわれてきた。この手法をとることにより、ゴム組成物中における補強用充填剤の存在比率を下げることなく、転がり抵抗を低減することが可能であるが、タイヤ走行により生じる熱老化によるゴム組成物の物性変化が大きくなり、ゴム組成物をブレーカークッションとした場合は、縁石へ乗りあげた際、また、不整地を走行した際に受けるタイヤの側面への衝撃に耐えうるだけの特性（破壊特性）が十分ではない。
【０００８】
破壊特性は、タイヤの種類によってその要求のレベルが異なり、軽トラックよりも大型トラックやバスなどの荷重がより大きい車輌に用いるラジアルタイヤほど、優れた破壊特性が必要となってくる。
【０００９】
コストを低減させる方法としては、タイヤの原料ゴムに炭酸カルシウムなどの無機充填剤を配合することなどが考えられる。しかし、炭酸カルシウムの補強性はカーボンブラックに比べて劣ることから、ゴムの破壊強度が損なわれてしまう。また、炭酸カルシウムは比重が２．７と大きいため、タイヤ全体の重量が増加し、車両の燃費が悪化することも懸念される。
【００１０】
特許文献１には、タイヤのコストを低減させる手段として、瀝青炭粉砕物または瀝青炭粉砕物と炭酸カルシウムを配合する方法が開示されている。しかし、補強性や剛性に関しては更なる改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−１５３０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、低コストで、十分な補強性、低燃費性、剛性を有するタイヤを得ることができるブレーカークッション用ゴム組成物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】
【００１３】
本発明は、ジエン系ゴム１００質量部に対して、瀝青炭粉砕物を５〜３５質量部および石油系樹脂を１〜５質量部配合したブレーカークッション用ゴム組成物である。
【００１４】
本発明に係るブレーカークッション用ゴム組成物は、前記瀝青炭粉砕物は平均粒径が０．１ｍｍ以下であり、比重が１．４以下であることが好ましい。
【００１５】
本発明は、前記ブレーカークッション用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、低コストで、十分な補強性、低燃費性、剛性を有するタイヤを得ることができるブレーカークッション用ゴム組成物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るタイヤの断面図の右半分を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜空気入りタイヤの構造＞
本発明に係る空気入りタイヤの一実施形態を図面に基づき説明する。
【００１９】
図１は、トラック、バスなどに使用される重荷重用の空気入りタイヤ１の右半分断面図である。空気入りタイヤ１は、トレッド部２と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３と、各サイドウォール部３の内方端に位置するビード部４とが設けられる。また空気入りタイヤ１は、前記ビード部４、４間を跨るトロイド状のカーカス６と、このカーカス６の外側に配されたベルト層７とが設けられる。
【００２０】
前記カーカス６は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至る本体部６ａと、この本体部６ａに連なり前記ビードコア５の廻りを本例ではタイヤ軸方向内側から外側に向けて折り返された折返し部６ｂとを有する１枚のカーカスプライ６Ａで構成される。また本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外方に先細状でのびるビードエーペックス８が設けられ、ビード部４が適宜補強される。
【００２１】
前記ベルト層７は、少なくとも２枚、この例では４枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ及び７Ｄから構成される。各ベルトプライは、平行に配列されたスチールコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば４５°以下の角度に傾けて配される。
【００２２】
ベルト層７のタイヤ半径方向外側にはトレッドゴム２Ｇが配されている。また空気入りタイヤ１は、いわゆるＳＯＴ構造（Ｓｉｄｅｗａｌｌ  Ｏｖｅｒ  Ｔｒｅａｄ）であり、トレッドゴム２Ｇのタイヤ軸方向の両端部は、サイドウォールゴム３Ｇによって覆われている。ただし、特にこのような態様に限定されるものではない。
【００２３】
前記カーカス６と、ベルト層７のタイヤ軸方向の端部７Ｅとの間には、断面略三角形状をなすブレーカークッション９が配される。該ブレーカークッション９は、タイヤ軸方向の内端９ｉと、タイヤ軸方向の外端９ｏとを有し、これらの間をのびる。なお、ブレーカークッション９はタイヤ軸方向の外端９ｏの一方から他方のタイヤ軸方向の外端（図示せず）にわたり、一体的に形成することもできる。ブレーカークッション９は、ベルト層７の端部７Ｅとカーカス６との間に満たされ、負荷走行時のベルト層７の端部７Ｅの変形に追従し、歪の分散を図る。またブレーカークッション９は、そのゴム配合を適切にコントロールすることにより、周期的な変形に伴う過度の発熱を防ぐことができる。本発明に係るブレーカークッション用ゴム組成物は、ブレーカークッション９に使用するものである。
【００２４】
＜ブレーカークッション用ゴム組成物＞
本発明に係るブレーカークッション用ゴム組成物は、ジエン系ゴム、瀝青炭粉砕物および石油系樹脂を含む。
【００２５】
＜ジエン系ゴム＞
ジエン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、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）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＩＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等が挙げられ、これらのうち１種類または２種類以上を含むゴム成分が好適である。
【００２６】
＜瀝青炭粉砕物＞
本発明のゴム組成物中に含有される瀝青炭（ｂｉｔｕｍｉｏｕｓ  ｃｏａｌ）は、石炭一般を含む。このような瀝青炭は、粉砕物としてゴム組成物に含有される。
【００２７】
瀝青炭粉砕物は、カーボンを含んでおり、ジエン系ゴム成分とのなじみが良好であるので、ジエン系ゴムを補強できる。また、瀝青炭粉砕物は、オイル分を含んでいるためジエン系ゴム中への分散性が良好であり、強度の低下の原因となる凝集塊を生じにくい。また、瀝青炭粉砕物は安価に入手可能である。
【００２８】
瀝青炭粉砕物はジエン系ゴム１００質量部に対して５〜３５質量部、好ましくは、１０〜３０質量部、さらに好ましくは１０〜２０質量部配合されている。瀝青炭粉砕物の配合量が５質量部未満であると、コストメリットが少ない。一方、瀝青炭粉砕物の配合量が３５質量部を超えると、複素弾性率が低下し、必要な剛性が得られず、また破断強度も低下する。
【００２９】
瀝青炭粉砕物の平均粒径は、０．１ｍｍ以下であり、好ましくは０．０５ｍｍ以下である。平均粒径を０．１ｍｍ以下とすることによって、ゴム組成物中に良好に分散できるので、得られるゴム組成物の強度を向上できる。
【００３０】
瀝青炭粉砕物の比重は１．４以下が好ましく、さらに好ましくは１．１以下である。比重を１．４以下とすることによって、ゴム組成物全体の比重を減少でき、ゴム組成物を用いてなるタイヤを装着した車体の燃費を十分に低減することができる。
【００３１】
＜カーボンブラック＞
本発明のゴム組成物は、補強用充填剤を含有することが好ましい。補強用充填剤としては、従来タイヤ用ゴム組成物において慣用されているものの中から任意に選択して用いることができるが、主としてカーボンブラックが好ましい。
【００３２】
カーボンブラックは、特に限定されず、汎用ゴム一般に用いられるものを使用できる。カーボンブラックは、たとえばＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどのチャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、またはサーマルブラックなどを用いることができる。
【００３３】
カーボンブラックは、たとえば窒素吸着比表面積が５０〜２００ｍ2／ｇ、２４Ｍ４  ＤＢＰ吸油量が５０〜１３０ｍｌ／１００ｇ、ＣＴＡＢ吸着比表面積が５０〜１７０ｍ2／ｇとなるような凝集サイズ、および多孔性を有することが特に好ましい。この場合、ゴム組成物は硬くなり過ぎないとともに、十分な耐摩耗性を得ることができる。また、比重が１．５〜１．９のものを用いることが好ましい。
【００３４】
カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対して１０〜１５０質量部が好ましく、１５〜１００質量部であることがより好ましい。カーボンブラックの配合量を１０質量部以上とすることによって、耐摩耗性を向上でき、１５０質量部以下とすることによって、発熱の増加を抑制できる。
【００３５】
＜石油系樹脂＞
本発明のゴム組成物中に含有される石油系樹脂は、特に制限されるわけではないが、脂肪族系石油樹脂、クマロン樹脂、脂環族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂などを用いることができる。中でも、脂環族系石油樹脂が好ましい。石油系樹脂を配合することで、耐カットチップ性能が向上するため、タイヤの耐久性を向上させることができる。
【００３６】
石油系樹脂の配合量は、ジエン系ゴム１００質量部に対して１〜５質量部であり、１〜３質量部が好ましい。石油系樹脂の配合量が１質量部未満であると、破断強度が低下し、耐久性を向上させることができない。一方、石油系樹脂の配合量が５質量部を超えると、ｔａｎδ値が上がり、発熱が大きくなる。
【００３７】
＜軟化剤＞
本発明では練り加工性を一層向上させるために軟化剤を併用しても良い。軟化剤としては、プロセスオイル、潤滑油、パラフィン、流動パラフィン、石油アスファルト、ワセリンなどの石油系軟化剤、ヒマシ油、アマニ油、ナタネ油、ヤシ油などの脂肪油系軟化剤、トール油、サブ、蜜ロウ、カルナバロウ、ラノリンなどのワックス類、リノール酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ラウリン酸などの脂肪酸、等が挙げられる。
【００３８】
＜老化防止剤＞
老化防止剤としては、アミン系、フェノール系、イミダゾール系の各化合物や、カルバミン酸金属塩、ワックスなどを適宜選択して使用することが可能である。
【００３９】
＜加硫助剤＞
加硫助剤としては、ステアリン酸、酸化亜鉛（亜鉛華）などを使用することができる。
【００４０】
＜加硫剤＞
加硫剤としては、有機過酸化物もしくは硫黄系加硫剤を使用できる。有機過酸化物としては、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、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３あるいは１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシプロピル）ベンゼン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−ジイソプロピルベンゼン、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−トリメチルシロキサン、ｎ−ブチル−４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシバレレートなどを使用することができる。これらの中で、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゼンおよびジ−ｔ−ブチルパーオキシ−ジイソプロピルベンゼンが好ましい。また、硫黄系加硫剤としては、たとえば、硫黄、モルホリンジスルフィドなどを使用することができる。これらの中では硫黄が好ましい。
【００４１】
＜加硫促進剤＞
加硫促進剤としては、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を使用することが可能である。
【００４２】
＜その他の配合剤＞
本発明のゴム組成物には、上記の他に、シリカなどの補強剤、可塑剤、発泡剤、スコーチ防止剤、および加工助剤などの通常のゴム工業で使用される配合剤を適宜配合することができる。
【００４３】
＜ゴム組成物の製造方法＞
本発明のゴム組成物は、一般的に使用される公知の方法を用いて製造でき、上記配合量のゴム組成物の混合物をバンバリーミキサーやオープンロール等のゴム混練装置を用いて混練し、たとえば１４０〜１５０℃で２５〜３５分間加硫する方法等を用いることができる。
【００４４】
＜空気入りタイヤの製造方法＞
本発明に係るゴム組成物が用いられたタイヤは、ゴム組成物の配合成分を、たとえばバンバリーミキサーやニーダー等により１３０℃以上１６０℃以下で混練して、ゴム組成物の未架橋物を調製し、該未架橋物をタイヤのブレーカークッションに適用して加硫成形することによって形成されることができる。
【実施例】
【００４５】
＜ゴム組成物の作製＞
表１に示す配合成分のうち硫黄および加硫促進剤を除いた成分を、バンバリーを用い約１５０℃で５分間混練し、さらに硫黄および加硫促進剤を加え、２軸オープンロールを用い約８０℃で５分間練り込んで未加硫ゴム組成物を得た。該未加硫ゴム組成物を用いてゴムシートを作製し、１５０℃、３５分、２５ｋｇｆ（２４５．１６６２５Ｎ）の条件で加硫を行なって加硫ゴム組成物を作製した。
【００４６】
［実施例１、比較例１〜５］
実施例１、比較例１〜５の加硫ゴム組成物について、ブレーカークッションへの適用可能性を評価するため、以下の項目の評価を行った。なお、比較例５は従来例である。
【００４７】
＜コスト＞
各材料単価に各材料の使用質量を掛けて配合コストを算出する方法でコストの評価を行ない、比較例５を１００として指数表示した。数値が小さい程コスト低減効果が良好である。
【００４８】
＜比重＞
比較例５の加硫ゴム組成物の比重を１００として、各配合の加硫ゴム組成物について指数表示した。数値が小さいほど比重が軽いため、燃費性能が優れていることを示す。
【００４９】
＜粘弾性＞
粘弾性スペクトロメーターＶＥＳ（（株）岩本製作所製））を用いて、温度７０℃、初期歪１０％、動歪２％の条件下で、各加硫ゴム組成物の複素弾性率Ｅ＊およびｔａｎδを測定した。比較例５のＥ＊およびｔａｎδを１００として、各配合の加硫ゴム組成物について下記計算式を用いて指数表示した。複素弾性率指数が大きいほど剛性が高く、転がり抵抗指数が大きいほど発熱が大きいことを示している。
【００５０】
（複素弾性率指数）＝（各配合の複素弾性率）／（比較例５の複素弾性率）×１００
（転がり抵抗指数）＝（各配合のｔａｎδ）／（比較例５のｔａｎδ）×１００
＜破断強度＞
ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム―引張特性の求め方」に準じて、前記加硫ゴム組成物からなる３号ダンベル型ゴム試験片を用いて評価を行なった。各配合の加硫ゴム組成物について、破断強度ＴＢ（ＭＰａ）を測定し、比較例５を１００として各配合について下記計算式を用いて指数表示した。数値が大きいほど強度が優れていることを示している。
【００５１】
（破断強度指数）＝（各配合の破断強度）／（比較例５の破断強度）×１００
結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
2010184537.tif 000003
【００５３】
ＮＲ：タイ製のＲＳＳ＃３
カーボンブラック：三菱化学（株）製のＮ３３０（窒素吸着比表面積：７８ｍ2／ｇ、２４Ｍ４  ＤＢＰ吸油量：８５ｍｌ／１００ｇ、ＣＴＡＢ吸着比表面積：７８ｍ2／ｇ）
瀝青炭粉砕物：コールフィラー製のオースチンブラック３２５（炭素含量：７７％、平均粒径：５μｍ、比重：１．３１）
プロセスオイル：ジャパンエナジー製のプロセスＮＣ３００Ｓ
石油系樹脂：（株）日本触媒製のＳＰ１０６８
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック２２４
ステアリン酸：日本油脂（株）製の桐
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
硫黄：鶴見化学工業（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−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
＜評価結果＞
実施例１は、ＮＲ１００質量部に対して瀝青炭粉砕物を２０質量部および石油系樹脂を３質量部含むゴム組成物である。比較例５（従来例）に比べて破壊強度を損なうことなく、コストを低減させることができる。
【００５４】
比較例１は、ＮＲ１００質量部に対して瀝青炭粉砕物を４質量部および石油系樹脂を３質量部含むゴム組成物である。瀝青炭粉砕物の含有量が少なく、比較例５（従来例）に比べてコストメリットが小さい。
【００５５】
比較例２は、ＮＲ１００質量部に対して瀝青炭粉砕物を４０質量部および石油系樹脂を３質量部含むゴム組成物である。瀝青炭粉砕物の含有量が多く、比較例５（従来例）に比べて複素弾性率や破断強度が低下し、必要な剛性が得られない。
【００５６】
比較例３は、ＮＲ１００質量部に対して瀝青炭粉砕物を２０質量部および石油系樹脂を０．５質量部含むゴム組成物である。石油系樹脂の含有量が少なく、比較例５（従来例）に比べて破断強度が低下し、耐久性を向上させることができない。
【００５７】
比較例４は、ＮＲ１００質量部に対して瀝青炭粉砕物を２０質量部および石油系樹脂を６質量部含むゴム組成物である。石油系樹脂の含有量が多く、比較例５（従来例）に比べてｔａｎδ値が上がり、発熱が大きくなる。
【００５８】
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。
【符号の説明】
【００５９】
１  空気入りタイヤ、２  トレッド部、３  サイドウォール部、４  ビード部、５  ビードコア、６  カーカス、７  ベルト層、７Ｅ  ベルト層の端部、９  ブレーカークッション、９ｉ  ブレーカークッションのタイヤ軸方向の内端、９ｏ  ブレーカークッションのタイヤ軸方向の外端。
【図１】
2010184537.tif 000004