(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム成分１００質量部に対して、紙繊維を０．５質量部以上８０質量部以下配合してなり、
前記紙繊維がタイヤのラジアル方向に配向されるライニングストリップ用ゴム組成物。
【請求項２】
前記紙繊維は、平均長さＬが５μｍ以上であり、かつ平均長さＬと平均径Ｄの比Ｌ／Ｄが１０以上である請求項１記載のライニングストリップ用ゴム組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載されたライニングストリップ用ゴム組成物を用いて得られるライニングストリップを備えた空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤの製造に用いられるライニングストリップ用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ランフラットタイヤにおいては、フラット時のたわみを減少させ、耐久性を確保するために、ライニングストリップを構成するゴムの硬度を高くしたり、ライニングストリップの厚みを増加したりする試みが行なわれている。
【０００３】
ライニングストリップを構成するゴムの硬度を高くするためには、ゴム組成物に配合するカーボンブラックなどの補強剤の配合量を増加させる必要がある。しかしながら、カーボンブラックのような補強剤の配合量を増加させた場合には、ゴム混練などの加工性や、タイヤとしての発熱特性などが劣るという問題があった。また、ライニングストリップの厚みを増加させた場合には、タイヤ周方向のばね特性が上昇し、乗り心地が大幅に低下するという問題があった。
【０００４】
他方、タイヤ用のゴム組成物に紙繊維を配合し、低コストと補強性能とを両立させることが試みられているが（特許文献１および２）、低空気透過性など構造上、特別な物性が必要とされるライニングストリップとして、このようなゴム組成物を適用することは全く検討されていなかった。
【特許文献１】特開２００７−１７６２１５号公報
【特許文献２】特開２００６−３０６９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述のような現状に鑑みなされたものであり、空気入りタイヤのライニングストリップに適用することで、空気入りタイヤのランフラット耐久性を向上させることができるライニングストリップ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】
【０００６】
本発明は、ゴム成分１００質量部に対して、紙繊維を０．５質量部以上８０質量部以下配合してなるライニングストリップ用ゴム組成物に関する。
【０００７】
上記紙繊維は、平均長さＬが５μｍ以上であり、かつ平均長さＬと平均径Ｄの比Ｌ／Ｄが１０以上であることが好ましい。
【０００８】
また、本発明は、上記のライニングストリップ用ゴム組成物を用いて得られるライニングストリップを備えた空気入りタイヤに関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のライニングストリップ用ゴム組成物を、空気入りタイヤのライニングストリップを形成するゴム組成物として適用することにより、ランフラット耐久性および走行安定性を向上させた空気入りタイヤを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
＜ライニングストリップ用ゴム組成物＞
本発明のライニングストリップ用ゴム組成物は、タイヤのライニングストリップを構成するために用いられるものであり、ゴム成分と紙繊維とを少なくとも含むものである。
【００１１】
本発明においてライニングストリップとは、空気入りタイヤ、特にランフラットタイヤのサイドウォール部のカーカス内側に配置された層（最内層）をいう。このようなライニングストリップを設けることにより、タイヤの空気圧が低減した状態でも車輌を支えることが可能であり、優れたランフラット耐久性を付与することができる。
【００１２】
上記ライニングストリップ用ゴム組成物の厚みは、加硫後の最大の厚み部分で２〜１２ｍｍであることが好ましく、より好ましくは、４〜１０ｍｍである。上記厚みが２ｍｍ未満の場合は、ランフラット耐久性の付与が十分でない場合があり、１２ｍｍを超える場合は、紙繊維の配向がランダムになりランフラット耐久性を向上させることができない虞がある。
【００１３】
＜ゴム成分＞
本発明のライニングストリップ用ゴム組成物において使用されるゴム成分としては、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられ、これらのうち１種類または２種類以上を含むことが好適である。なお、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）とは、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）に第三ジエン成分を含むものである。ここで第三ジエン成分としては、たとえば炭素数５〜２０の非共役ジエンが挙げられ、１，４−ペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、１，５−ヘキサジエン、２，５−ジメチル−１，５−ヘキサジエンおよび１，４−オクタジエンや、１，４−シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエンなどの環状ジエン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、５−ブチリデン−２−ノルボルネン、２−メタリル−５−ノルボルネンおよび２−イソプロペニル−５−ノルボルネンなどのアルケニルノルボルネン等が好ましく例示できる。なかでも、空気透過が少なく、サイドウォール部を構成するゴム組成物との接着強度に優れることから、ＮＲ、ＩＲ、ＢＲをゴム成分として適用することが好ましい。
【００１４】
＜紙繊維＞
本発明のライニングストリップ用ゴム組成物は、紙繊維を、ゴム成分１００質量部に対して、０．５質量部以上５０質量部以下配合したものである。紙繊維を上記範囲で配合することにより、フラット時のライニングストリップのたわみを抑制することができ、ランフラット耐久性能を飛躍的に向上させることができる。また、紙繊維は安価であるため、該紙繊維を配合することにより低コスト化が可能である。
【００１５】
上記紙繊維の配合量は、より好ましくは１０質量部以上であり、さらに好ましくは１５質量部以上である。また、その配合量は、７５質量部以下であることが好ましく、さらに好ましくは７０質量部以下である。紙繊維の配合量が、０．５質量部未満ではランフラット耐久性の向上が十分ではなく、５０質量部を超える場合は、加工性と発熱特性が悪化し、ランフラット耐久性を十分に向上させることができない。
【００１６】
本発明において上記紙繊維は、紙を粉砕等により短繊維化したものを指し、クラフトパルプ、セミケミカルパルプ、機械パルプ等のパルプ化法で得られるパルプ、ケナフ、バガス、竹、コットン、海藻等を由来とする非木材パルプ、使用済コピー用紙、古新聞紙、古段ボール紙等の古紙を脱墨して得られる古紙パルプなどから得られる原料紙の１種または２種以上の混合物を用いて調製することができるが、たとえばクラフト紙粉砕品などの物理的強度が比較的大きい紙繊維が好ましく用いられる。
【００１７】
上記クラフト紙とは、クラフトパルプ（ＫＰ）を抄紙して得られる紙の全般を指し、未晒クラフト紙および晒クラフト紙を含む。クラフトパルプは、化学パルプに分類されるものの主流であり、一般に比較的長い繊維長を有することから、クラフト紙は強度に優れる紙として包装用途等に広く使用される。クラフトパルプとしては針葉樹クラフトパルプ、広葉樹クラフトパルプのいずれも使用できるが、針葉樹クラフトパルプは繊維長が比較的長いため好ましい。
【００１８】
なお、上記クラフトパルプは、一般に以下のような方法で製造される。まず原料となるチップの不純物を除去するとともに、厚みや長さ等を一定範囲内に均一化する。次にチップを苛性ソーダ、硫化ソーダ等の薬品で、たとえば１５０〜１６０℃程度の高温で蒸煮し、チップ中の主にリグニンを溶出させ、パルプ化する。溶出リグニンおよび薬品をパルプと分離するための洗浄工程を経た後、該パルプをたとえば酸素およびアルカリで処理すること等により、パルプ中の残存リグニンをさらに溶出させる。最後に異物除去、洗浄を行ない、未晒クラフトパルプを得ることができる。未晒クラフトパルプはさらに漂白工程を経ることによって晒クラフトパルプとされることができる。未晒クラフトパルプを抄紙することにより未晒クラフト紙、晒クラフトパルプを抄紙することにより晒クラフト紙をそれぞれ製造することができる。
【００１９】
本発明で用いられる紙繊維とは、たとえば平均長さＬが５μｍ以上であり、かつ平均長さＬと平均径Ｄの比Ｌ／Ｄが１０以上である紙繊維が好ましい。
【００２０】
上記平均長さＬは、１０〜１０００μｍの範囲内であることがより好ましい。該平均長さＬが５μｍ以上である場合、上記のようにライニングストリップ用ゴム組成物としての諸特性を優れたものとすることができる。また、上記紙繊維の平均長さＬが１０００μｍ以下である場合、ゴム組成物中における紙繊維の分散不良やゴム組成物の物性の不均一を良好に防止し、分散性および配向性に優れたゴム組成物とすることができる。
【００２１】
また紙繊維の平均径Ｄは、たとえば０．０５〜８００μｍの範囲内、さらに１〜４００μｍの範囲内、さらに１０〜２００μｍの範囲内であることが好ましい。該平均径Ｄが５μｍ以上である場合、上記のようにライニングストリップ用ゴム組成物としての諸特性を優れたものとすることができる。また、上記紙繊維の平均径Ｄが８００μｍ以下である場合、ゴム組成物中における紙繊維の分散不良やゴム組成物の物性の不均一が良好に防止される。
【００２２】
そして、本発明においては、該平均長さＬと該平均径Ｄとの比Ｌ／Ｄが１０以上、さらに２０〜２０００の範囲内であることが好ましい。上記の比Ｌ／Ｄが１０以上である場合、上記のような優れた諸特性の発現に寄与することができ、２０００以下である場合、ゴム組成物中における紙繊維の分散やゴム組成物の物性不均一を良好な状態に維持することができる。
【００２３】
なお、本発明における紙繊維の平均長さＬおよび平均径Ｄは、たとえば走査型電子顕微鏡を用いて撮影された画像から画像解析によって測定される値より算出する方法で評価される。いずれもゴム組成物に配合する前の形状が上記範囲内にあれば、本発明の効果が十分に発現するものである。
【００２４】
本発明のライニングストリップ用ゴム組成物においては、上記紙繊維がラジアル配向していることが好ましい。このように紙繊維が特定の配向性を有することにより、得られるライニングストリップゴムに異方性が備わり、繊維の配向方向にかかる引っ張り強度を紙繊維を配向させない場合に比べて２．５倍以上に向上させることができるようになる。なお、紙繊維がラジアル配向したゴム組成物をライニングストリップに適用した場合、通常のタイヤ空気内圧を保持しているときは、紙繊維の配合されていない通常のゴム特性を示すものとなる。これは、カーカスコードと同じ方向に繊維が配向されているために、ゴムに含まれる繊維による引っ張りモジュラスの特性が表出しにくく、そのため、乗り心地に影響はないものと考えられる。一方、フラット時には、サイドウォール部のラジアル方向における引っ張り強度が増大するため、サイドウォール部のたわみを抑制する機能を発揮するようになると考えられる。その結果、タイヤのランフラット性能を著しく向上させることができるようになる。
【００２５】
上記紙繊維をラジアル配向させる方法は、特に限定されるものではなく、得られたライニングストリップにおいて紙繊維がラジアル配向していればよく、たとえば、ゴム組成物を混練した後にロールにより押し出してシート状に形成させることにより上記紙繊維を水平にシート延伸方向に水平に紙繊維を配向させることができる。
【００２６】
＜カーボンブラック＞
本発明のライニングストリップ用ゴム組成物は、ゴム成分１００質量部に対して、カーボンブラックを１０質量％以上８０質量％以下配合することが好ましい。これにより、加工性を良好としたまま、さらにランフラット耐久性能を向上させることができる。このようなカーボンブラックの配合量は、より好ましくは、ゴム成分１００質量部に対して７５質量％以下であることがより好ましく、さらに好ましくは７０質量％以下である。また、カーボンブラックの配合量を上記ゴム成分１００質量部に対して１５質量％以上とすることがより好ましく、さらに好ましくは２０質量％以上である。上記配合量が、１０質量％未満の場合、ランフラット耐久性能の向上をほとんど期待することができず、８０質量％を超えると加工性を低下させる場合がある。
【００２７】
上記カーボンブラックとしては、たとえばＢＥＴ比表面積が２０ｍ2／ｇ以上１００ｍ2／ｇ以下、より好ましくは３０ｍ2／ｇ以上９０ｍ2／ｇ以下のものを用いることが好ましい。
【００２８】
＜シリカ＞
また、本発明のライニングストリップ用ゴム組成物は、ゴム成分１００質量部に対して、シリカを５質量％以上５０質量％以下配合することが好ましい。シリカの配合量は、ゴム成分１００質量部に対して１０質量以上であり、また、その配合量を４０質量％以下とすることがより好ましい。シリカの配合量を上記のような範囲とすることで、加工性と耐久性の両立を良好とすることができる。
【００２９】
上記シリカとしては、たとえば、ＢＥＴ比表面積が１００ｍ2／ｇ以上３００ｍ2／ｇ以下、より好ましくは１２０ｍ2／ｇ以上２８０ｍ2／ｇ以下のものを用いることが好ましい。
【００３０】
＜その他の成分＞
本発明のライニングストリップ用ゴム組成物は、上記の各成分以外に他の成分を含んでいても差し支えない。このような他の成分としては、たとえば白色充填剤、シランカップリング剤、加硫剤（硫黄）、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤、充填剤、ワックス、オイル、軟化剤、可塑剤、カップリング剤等、タイヤ用または一般のゴム組成物用に配合される従来公知の各種配合剤または添加剤を例示することができ、これらの他の成分を、本発明の上記効果が示される範囲内の任意の配合量で配合することができる。
【００３１】
＜空気入りタイヤ＞
本発明の空気入りタイヤは、上記ライニングストリップ用ゴム組成物を用いて得られるライニングストリップを備えたものである。すなわち、本発明の空気入りタイヤは、このようなライニングストリップを備える限り、従来公知のいかなる構造を有する空気入りタイヤをも含むものである。
【００３２】
このような空気入りタイヤ１は、たとえば図１に示されるように、トレッド部３と、そのトレッド部３からタイヤ半径方向内方に延びるサイドウォール部２と、各サイドウォール部２の内方端に位置するビード部４とを備える構造を有するのが一般的である。また、ビード部４間にはカーカス５が架け渡され、このカーカス５の外側かつトレッド部３の内側に、タガ効果を有してトレッド部３を補強するブレーカー６が配され、さらに、カーカス５の内側にライニングストリップ８が設けられる。
【００３３】
なお、上記カーカス５は、カーカスコードをタイヤ赤道ＣＯに対して、たとえば７０〜９０°の角度で配列する１枚以上のカーカスプライから形成され、このカーカスプライは、上記トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部４のビードコア７の廻りをタイヤ軸方向の内側から外側に折返されて係止される。
【００３４】
上記ブレーカー８は、ベルトコードをタイヤ赤道に対して、たとえば４０°以下の角度で配列した２枚以上のベルトプライからなり、各ベルトコードがプライ間で交差するよう向きを違えて重置している。またビード部４には、上記ビードコア５から半径方向外方に延びるビードエイペックスゴム６が配される。
【００３５】
本発明のライニングストリップ用ゴム組成物は、上記ライニングストリップ８に使用されるものである。
【００３６】
本発明の空気入りタイヤは、上記本発明のライニングストリップ用ゴム組成物を用いて、従来公知の方法により極めて良好な加工性で製造される。具体的には、たとえば、上記構成のライニングストリップ用ゴム組成物を混練りし、未加硫の段階でシート状に押し出し加工する。本発明においては、紙繊維を特定量配合するゴム組成物であるから、混錬やおよび押し出しなどの加工性が良好である。その後ライニングストリップの形状に合わせて切り抜き、タイヤの他の部材とともに、タイヤ成形機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより、本発明の空気入りタイヤを得ることができる。
【００３７】
本発明の空気入りタイヤは、このようなライニングストリップ用ゴム組成物を用いて得られるライニングストリップを備えることにより、ランフラット耐久性能が飛躍的に向上したものである。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３９】
＜実施例１〜４および比較例１〜３＞
＜ライニングストリップ用ゴム組成物の作製＞
表１に示す配合量に従い、神戸製鋼所（株）製１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて、硫黄、加硫促進剤を除く配合成分を充填率が５８％になるように充填し、１５０℃で４分間、回転数８０ｒｐｍで混練りした。ついで、得られた混練物に硫黄、加硫促進剤を表１に示す配合量で加えた後、二軸ローラを用いて、８０℃で５分間混練りし、実施例１〜４および比較例１〜３のライニングストリップ用ゴム組成物を得た。
【００４０】
【表１】
0005483139.tif 000002
【００４１】
表１中、実施例および比較例で使用した各種配合成分の詳細は以下のとおりである。
ＮＲ：天然ゴム（「ＫＲ７」、テックビーハング社製）
ＳＢＲ：スチレン−ブタジエンゴム（「ＳＢＲ１５０２」、ゼオン社製）
紙繊維：クラフト紙粉砕品（「ミルファイブ＃１００」、三共精粉社製、平均長さＬ：１０μｍ、Ｌ／Ｄ：１００）
カーボンブラック：「Ｎ５５０」、三菱化学社製、ＢＥＴ比表面積  ４１ｍ2／ｇ
シリカ：「ウルトラジルＶＮ３」（ＢＥＴ比表面積２１０ｍ2／ｇ）
老化防止剤：「ノクラック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）、大内新興化学工業社製
ステアリン酸：「桐」、日本油脂社製
酸化亜鉛：「銀嶺Ｒ」、東邦亜鉛社製
硫黄：粉末硫黄、鶴見化学社製
加硫促進剤：「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）、大内新興化学工業社製
＜空気入りタイヤの作製＞
上記で得られた各ライニングストリップ用ゴム組成物を用いて、押し出し成形機により各ゴムシート（厚み：８ｍｍ）を作製した。得られた各ゴムシートについて、電子顕微鏡により紙繊維の配向を確認したところ、実施例１〜４に対応するゴムシートにおいては、紙繊維がゴムシート水平方向に配向していることが確認された。その後、得られたゴムシートを紙繊維の配向がラジアル配向となるよう配置して、他の部材とともに張り合わせ（重ね合わせ）、１５０℃で３５分間、２５ｋｇｆの条件で加硫を行ない、実施例１〜４および比較例１〜３の空気入りタイヤ（サイズ：２４５／４０Ｒ１８）を作製した。
【００４２】
このような空気入りタイヤは、図１に示したような構造を有しており、その詳細は以下の通りである。
【００４３】
＜空気入りタイヤの構造＞
カーカス：材料    ポリエステル（１５００デニール）
構成    １５００デニール／２（１６７０ｄｔｅｘ／２）
エンズ  ５０コード／５０ｍｍ
ブレーカー：材料  スチールコード、
構造  １×４×０．２７、エンズ  ４０コード／５０ｍｍ
角度  ２２°×２２°
＜ムーニー粘度＞
ムーニー粘度はＪＩＳ  Ｋ６３００（２００１）に準じて、１３０℃で未加硫のゴム組成物について測定し、その結果を表１に記す。測定結果は、比較例１のムーニー粘度を「１００」とする指数で示し、この指数が大きいほどゴム組成物の粘度が低く、加工が容易であることを示す。
【００４４】
＜引っ張り強度＞
上記得られた各ゴムシートにつき、ＪＩＳ  Ｋ６２５１（２００４）により引っ張り強度を測定した。測定結果を表１に示す。
【００４５】
＜ランフラット性能＞
上記得られた空気入りタイヤをテスト車輌（３．０Ｌ、ＦＲ車）に装着し、前方一輪の内圧を０ｋＰａとし、走行速度８０ｋｍ／ｈで連続走行状態し、走行不能になるまでの距離を測定した。評価結果は、紙繊維を含まない従来のゴム組成物（比較例１）からなるライニングストリップを備えたタイヤにおける上記測定値を１００とした指数で示す。この指数が大きいほどランフラット性能が良好であることを示す。
【００４６】
＜評価結果＞
表１の結果より明らかなように、本発明の実施例のライニングストリップ用ゴム組成物は、紙繊維を特定の範囲内で配合することにより加工性が良好な結果であった。また、本発明のライニングストリップ用ゴム組成物からなるライニングストリップを備えた空気入りタイヤのランフラット性能は、比較例１〜３で得られたゴム組成物からなるライニングストリップを備えた空気入りタイヤにおいては、ランフラット性能を十分に向上できないことがわかる。
【００４７】
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【００４８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  空気入りタイヤ、２  サイドウォール部、３  トレッド部、４  ビード部、５  カーカス、６  ベルト層、７  ビードコア、８  ライニングストリップ。
【図１】
0005483139.tif 000003