(57)【要約】【課題】圧縮永久ひずみの低減および老化時の耐屈曲疲労性を両立したタイヤリム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を提供すること。【解決手段】ジエン系ゴム１００質量部に対し、窒素吸着比表面積が７０〜１２０ｍ2／ｇのカーボンブラックを６０〜８５質量部、硫黄を２．０〜４．０質量部およびジチオジカプロラクタムを０．５〜２．０質量部配合してなり、前記ジチオジカプロラクタムの配合量が、前記硫黄の配合量の１／２以下であることを特徴とするタイヤリムクッション用ゴム組成物と、該ゴム組成物をリムクッションに使用した空気入りタイヤ。【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、窒素吸着比表面積が７０〜１２０ｍ2／ｇのカーボンブラックを６０〜８５質量部、硫黄を２．０〜４．０質量部およびジチオジカプロラクタムを０．５〜２．０質量部配合してなり、前記ジチオジカプロラクタムの配合量が、前記硫黄の配合量の１／２以下であることを特徴とするタイヤリムクッション用ゴム組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のゴム組成物をリムクッションに使用した空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤリム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ものであり、詳しくは、圧縮永久ひずみの低減および老化時の耐屈曲疲労性を両立したタイヤリム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ものである。
【背景技術】
【０００２】
車両においてタイヤはリムクッションゴムを介してリムに装着されており、この部分のゴムの劣化や圧縮永久ひずみはタイヤの内圧の保持の関係上重要であり、この性能が低いと空気圧の低下からタイヤのたわみが大きくなり故障が促進されるなどの現象につながる。この対策としてカーボンブラックの増量や加硫系配合剤の増量などにより圧縮永久ひずみを抑える方法があるが、この手法ではゴムの破断強度の低下から亀裂等発生の面で問題がある。
【０００３】
なお、下記特許文献１〜２には、ジチオジカプロラクタムをタイヤ用途に使用する例が挙げられているが、これらはいずれもタイヤトレッド用ゴム組成物を対象としたものであり、ジチオジカプロラクタムをタイヤリムクッション用ゴム組成物に用い、本発明の効果を獲得することについては、何ら開示または示唆がない。
【特許文献１】特開平８−２８３４６３号公報
【特許文献２】特開平９−２３５４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、圧縮永久ひずみの低減および老化時の耐屈曲疲労性を両立したタイヤリム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を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ジエン系ゴムに特定範囲の窒素吸着比表面積を有するカーボンブラック、硫黄およびジチオジカプロラクタムを特定量配合し、ジチオジカプロラクタムと硫黄の配合割合を特定することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成することができた。
すなわち本発明は以下のとおりである。
１．ジエン系ゴム１００質量部に対し、窒素吸着比表面積が７０〜１２０ｍ2／ｇのカーボンブラックを６０〜８５質量部、硫黄を２．０〜４．０質量部およびジチオジカプロラクタムを０．５〜２．０質量部配合してなり、前記ジチオジカプロラクタムの配合量が、前記硫黄の配合量の１／２以下であることを特徴とするタイヤリムクッション用ゴム組成物。
２．前記１に記載のゴム組成物をリムクッションに使用した空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ジエン系ゴムに特定範囲の窒素吸着比表面積を有するカーボンブラック、硫黄およびジチオジカプロラクタムを特定量配合し、ジチオジカプロラクタムと硫黄の配合割合を特定することにより、圧縮永久ひずみの低減および老化時の耐屈曲疲労性を両立したタイヤリム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】
【０００７】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【０００８】
（ジエン系ゴム）
本発明で使用されるジエン系ゴム成分は、タイヤ用ゴム組成物に配合することができる任意のジエン系ゴムを用いることができ、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ、Ｃｌ−ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
これらのジエン系ゴムの中でも、本発明の効果の点からＮＲ、ＢＲが好ましい。
【０００９】
（ジチオジカプロラクタム）
本発明で使用されるジチオジカプロラクタム（ＤＴＤＣ）は、次の一般式（１）で表すことができる。
【００１０】
[化１]
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【００１１】
ジチオジカプロラクタム（ＤＴＤＣ）は、市販品を利用することができ、例えばラインヘミー社製のレノグランＣＬＤ−８０（ＥＰＤＭ中にＤＴＤＣ成分を８０％の割合で分散したもの）等が挙げられる。
【００１２】
（カーボンブラック）
本発明で使用されるカーボンブラックは、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）（注：ＪＩＳ  Ｋ６２１７−２に準拠して測定）が７０〜１２０ｍ2／ｇである必要がある。窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が７０ｍ2／ｇ未満であると、圧縮永久ひずみの低減および老化時の耐屈曲疲労性を共に改善することができない。逆に窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が１２０ｍ2／ｇを超えると、加工性が低下するため好ましくない。窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）は、７０〜１００ｍ2／ｇであるのがさらに好ましい。
【００１３】
（ゴム組成物の配合割合）
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム１００質量部に対し、窒素吸着比表面積が７０〜１２０ｍ2／ｇのカーボンブラックを６０〜８５質量部、硫黄を２．０〜４．０質量部およびジチオジカプロラクタムを０．５〜２．０質量部配合してなり、前記ジチオジカプロラクタムの配合量が、前記硫黄の配合量の１／２以下であることを特徴とする。
前記カーボンブラックの配合量が６０質量部未満では、圧縮永久ひずみが悪化し好ましくない。逆に８５質量部を超えると、老化時の耐屈曲疲労性が悪化する。
硫黄の配合量が２．０質量部未満では、硬度が低下するため好ましくない。逆に４．０質量部を超えると、老化時の耐屈曲疲労性が悪化する。
ジチオジカプロラクタムの配合量が０．５質量部未満であると、圧縮永久ひずみの低減および老化時の耐屈曲疲労性を共に改善することができない。
ジチオジカプロラクタムの配合量が、硫黄の配合量の１／２を超えると、圧縮永久ひずみの低減および老化時の耐屈曲疲労性の改善効果は見られるが、硬度が低下し、リムクッション用ゴム組成物として不適となる。
【００１４】
本発明のゴム組成物において、カーボンブラックのさらに好ましい上記配合割合は、６０〜７５質量部である。
硫黄のさらに好ましい上記配合割合は、２．０〜３．０質量部である。
ジチオジカプロラクタムのさらに好ましい上記配合割合は、０．５〜１．０質量部である。
【００１５】
本発明に係るゴム組成物には、前記した成分に加えて、無機充填剤、補強用充填剤、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。本発明では、ジチオジカプロラクタムを加硫系（加硫剤、架橋剤、加硫促進剤、架橋促進剤等）の添加時に添加することができる。また本発明では、充填剤としてのシリカは添加してもしなくてもよい。これらの添加剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。また本発明のゴム組成物は従来の空気入りタイヤの製造方法に従って空気入りタイヤを製造するのに使用することができる。
【００１６】
本発明に係るゴム組成物は図１に模式的に示す空気入りタイヤのリムクッションに好適に用いることができ、従来の一般的な空気入りタイヤの製造ラインにそのまま使用することができる。
[実施例]
【００１７】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。
【００１８】
実施例１〜３および比較例１〜９
サンプルの調製
表１に示す配合（質量部）において、ジチオジカプロラクタム、加硫促進剤および硫黄を除く成分を１．７リットルのＢ型バンバリーミキサーで５分間混練した後、ミキサー外に放出させて室温冷却した。続いて、該組成物を同バンバリーミキサーに再度入れ、ジチオジカプロラクタム、加硫促進剤および硫黄を加えて混練し、ゴム組成物を得た。次に得られたゴム組成物を所定の金型中で１４８℃で３０分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を調製した。得られた加硫ゴム試験片を用いて以下に示す試験法で物性を測定した。
【００１９】
圧縮永久ひずみ：ＪＩＳ  Ｋ６２６２に準拠して、１００℃、７２時間、２５％圧縮後の圧縮永久ひずみを測定した。比較例１を基準（１００）として、指数が大きいほど圧縮永久ひずみの低減していることを示す。
【００２０】
耐屈曲疲労性：ＪＩＳ  Ｋ６２６０に準拠して、繰り返し歪みを与え、破断した時の繰り返し回数を測定した。比較例１を基準（１００）として、指数が大きいほど対屈曲疲労性に優れることを示す。
【００２１】
硬度：ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠して、２０℃にてタイプＡデュロメータ硬さを測定した。比較例１を基準（１００）として、指数が大きいほど硬度が高いことを示す。
結果を表１に併せて示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
＊１：ＮＲ（タイ国製、ＲＳＳ＃３）
＊２：ＢＲ（日本ゼオン（株）製、ＮＩＰＯＬ ＢＲ １２２０）
＊３：カーボンブラック（東海カーボン（株）製、シースト３００、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）＝８５ｍ2／ｇ）
＊４：カーボンブラック（キャボットジャパン（株）製、ショウブラックＮ５５０、窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）＝４２ｍ2／ｇ）
＊５：ステアリン酸（日油(株)製、ビーズステアリン酸）
＊６：亜鉛華（正同化学工業（株）製、酸化亜鉛３種）
＊７：加硫促進剤（大内新興化学工業（株）製、ノクセラーＮＳ）
＊８：硫黄（アクゾノーベル（株）製、クリステックスＨＳ ＯＴ ２０、オイル含有量＝２０質量％）
＊９：ジチオジカプロラクタムＤＴＤＣ（ラインヘミー社製、レノグランＣＬＤ−８０（ＥＰＤＭ中にＤＴＤＣ成分を８０％の割合で分散したもの。表１ではＤＴＤＣの有効成分量として記載した）
【００２４】
上記の表から明らかなように、実施例１〜３で調製されたゴム組成物は、ジエン系ゴムに特定範囲の窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）を有するカーボンブラック、硫黄およびジチオジカプロラクタムを特定量配合し、ジチオジカプロラクタムと硫黄の配合割合を特定しているので、従来の代表的な比較例１の配合からなるゴム組成物に対し、圧縮永久ひずみが低減し、老化時の耐屈曲疲労性がいずれも改善している。
これに対し、比較例２は、ＤＴＤＣを配合せず、単に硫黄を増量しているのみなので、老化時の耐屈曲疲労性が悪化した。
比較例３は、カーボンブラックの配合量が本発明で規定する上限を超え、かつＤＴＤＣを配合していないので、老化時の耐屈曲疲労性が悪化した。
比較例４は、ＤＴＤＣの配合量が本発明で規定する下限未満であるので、比較例１と同様の評価内容となった。
比較例５は、ＤＴＤＣの配合量が硫黄の配合量の１／２を超えているので、硬度が悪化し、タイヤリムクッション用ゴム組成物としては不適であった。
比較例６は、硫黄の配合量が本発明で規定する上限を超えているので、老化時の耐屈曲疲労性が悪化した。
比較例７は、ＤＴＤＣを配合しているものの、カーボンブラックの配合量が本発明で規定する上限を超えているので、老化時の耐屈曲疲労性が悪化した。
比較例８は、カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ２ＳＡ）が本発明で規定する下限未満であるので、圧縮永久ひずみおよび老化時の耐屈曲疲労性のいずれも改善されなかった。
比較例９は、ＤＴＤＣを配合しているものの、カーボンブラックの配合量が本発明で規定する下限未満であるので、圧縮永久ひずみおよび硬度が悪化した。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るゴム組成物を用いるリムクッションを他の部位と共に模式的に示す空気入りタイヤの部分断面図である。
【図１】
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