(57)【要約】【課題】リム脱着時の耐久性に優れるリムクッション用ゴム組成物およびそれを用いた重荷重用空気入りタイヤを提供する。【解決手段】天然ゴムまたはイソプレンゴムを１０〜４０質量％、ブタジエンゴムを６０〜９０質量％含むジエン系ゴム１００質量部に、窒素吸着比表面積が７５〜１３０［×１０3ｍ2／ｋｇ］のカーボンブラックを５０〜９０質量部、スルフェンアミド系加硫促進剤をＡ質量部、硫黄をＳ質量部配合し、前記スルフェンアミド系加硫促進剤の配合量Ａおよび硫黄の配合量Ｓの比Ａ／Ｓが２．０を超え３．２以下であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ゴムまたはイソプレンゴムを１０〜４０質量％、ブタジエンゴムを６０〜９０質量％含むジエン系ゴム１００質量部に、窒素吸着比表面積が７５〜１３０［×１０3ｍ2／ｋｇ］のカーボンブラックを５０〜９０質量部、スルフェンアミド系加硫促進剤をＡ質量部、硫黄をＳ質量部配合し、前記スルフェンアミド系加硫促進剤の配合量Ａおよび硫黄の配合量Ｓの比Ａ／Ｓが２．０を超え３．２以下であるリムクッション用ゴム組成物。
【請求項２】
１００℃で４８時間加熱した後の引張り破断伸びが２５０％以上である請求項１に記載のリムクッション用ゴム組成物。
【請求項３】
２０℃での引張り破断伸びが３００％以上である請求項１または２に記載のリムクッション用ゴム組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のリムクッション用ゴム組成物からなるリムクッションを有する重荷重用空気入りタイヤ。
【請求項５】
タイヤ呼び径が１９インチ以上の更生タイヤである請求項４に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リム脱着時の耐久性に優れるリムクッション用ゴム組成物およびそれを用いた重荷重用空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤのビード部には、タイヤをホイールにリム組みしたときリムに対して密着するように、その外層にリムクッションが設けられている。このリムクッションは、リムフランジに密着することにより、リムに対するリムずれを防止すると共に、エアシール性を保つようにするものでなければならない。しかし、リムクッションは、リムからの圧縮力や発熱等を受けるためクラックが発生したり、繰り返し変形による疲労が起きたりして耐久性が低下するという課題がある。
【０００３】
トラック、バスや建設車両に装着する重荷重用タイヤは、トレッドが摩耗するとリトレッドにより複数回使用する更生タイヤとして使用される。重荷重用タイヤの耐久性については、タイヤを構成するベルト部およびリムと接触するビード部が重要となる。ビード部には、変形を抑えるためゴム硬度が高いリムクッションが使用され、このリムクッションゴムは、上述した通り、リムからの熱や疲労によりゴムが劣化し破断伸びが低下することがある。その結果、リムに脱着するとき、欠けが生じることがあり、リトッレドを行っても、更生タイヤとして使用できなくなる。また、ビード部にひびがあるなどの故障があると、タイヤの安全性が損なわれることが懸念される。
【０００４】
特許文献１は、窒素吸着比表面積が９０ｍ2／ｇ以上のカーボンブラックをゴム成分１００質量部に対し４０〜６０質量部配合すると共に、スルフェンアミド系加硫促進剤を配合したゴム組成物を用いることにより、耐クラック性を改良することを提案している。しかし、更生タイヤとしての使用を考慮すると、リム脱着時の耐久性をより一層、優れたものにすることが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１７１０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、耐老化性に優れ、リム脱着時の耐久性を従来レベル以上に向上したリムクッション用ゴム組成物およびそれを用いた重荷重用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】
【０００７】
上記目的を達成する本発明のリムクッション用ゴム組成物は、天然ゴムまたはイソプレンゴムを１０〜４０質量％、ブタジエンゴムを６０〜９０質量％含むジエン系ゴム１００質量部に、窒素吸着比表面積が７５〜１３０［×１０3ｍ2／ｋｇ］のカーボンブラックを５０〜９０質量部、スルフェンアミド系加硫促進剤をＡ質量部、硫黄をＳ質量部配合し、前記スルフェンアミド系加硫促進剤の配合量Ａおよび硫黄の配合量Ｓの比Ａ／Ｓが２．０を超え３．２以下であることを特徴とする。
また本発明の空気入りタイヤは、リムクッション用ゴム組成物からなるリムクッションを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のリムクッション用ゴム組成物は、上述した構成にしたので、耐老化性に優れ、リム脱着時の耐久性を従来レベル以上に向上させることができる。また重荷重用空気入りタイヤのリムクッションに要求されるゴム硬度を備えると共に、発熱を小さくし高温になり難くし熱老化を抑制することができる。
本発明の重荷重用空気入りタイヤは、リムクッションを、耐老化性および耐久性に優れたリムクッション用ゴム組成物で構成したので、長期間使用した後でもビード部の劣化が抑制され、更生タイヤとして有用である。
【０００９】
前記リムクッション用ゴム組成物が、１００℃で４８時間加熱した後の引張り破断伸びが２５０％以上であるとよい。また２０℃での引張り破断伸びが３００％以上であるとよい。これにより、耐老化性およびリム脱着時の耐久性をより優れたものにすることができる。
また本発明の空気入りタイヤは、タイヤ呼び径が１９インチ以上の更生タイヤであるとよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】重荷重用空気入りタイヤのビード部の構成を例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のリムクッション用ゴム組成物は、トラック、バスや建設用車両等の重荷重用空気入りタイヤに好適である。特に重荷重用空気入りタイヤのビード部のリムと接触する部分、すなわち、リムクッションを構成するのに好適である。
【００１２】
図１はトラック・バスに装着される重荷重用空気入りタイヤのビード部の断面構成を例示する説明図である。なお重荷重用空気入りタイヤを装着するリムＲを一点鎖線で示した。図１において、１はビード部、２はサイドウォール部を示す。トラック・バス用空気入りタイヤの左右のビード部１間には、複数本のスチールコードを配列してなるカーカス層５が装架されている。このカーカス層５は、ビード部１に埋設された左右一対のビードコア３の回りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。ビード部１には、複数本のスチールコードを引揃えてなる繊維補強層８がカーカス層５に沿って配置されている。ビードコア３のタイヤ径方向外側には下側ビードフィラー４ａが配置され、この下側ビードフィラー４ａに隣接して上側ビードフィラー４ｂが配置されている。また、このビード部１のタイヤ径方向内側の表面にはガムフィニッシング７、ビード部１のタイヤ幅方向外側の表面にはリムクッション６がそれぞれ配置され、ガムフィニッシング７及びリムクッション６は、いずれもタイヤをリム組みしたときにリムＲと密着するように構成されている。
【００１３】
なお、本明細書において、リムクッション及びガムフィニッシングは、このような呼び名の部材に限定されるものでなく、図１に例示されたように、ビード部のリムと接触する部分についての他の呼び名の部材をも含むものとする。リムクッション及びガムフィニッシングは、上記例示のように独立して構成することができる。また、リムクッション及びガムフィニッシングを一体で構成することができる。リムクッション及びガムフィニッシングを一体で構成した部材の呼び名は、リムクッション、ガムフィニッシング或いは他の呼び名であってもよい。本発明のリムクッション用ゴム組成物は、リムクッションおよび／またはガムフィニッシングに好適に用いられる。
【００１４】
リムクッション用ゴム組成物において、ジエン系ゴムは、天然ゴムまたはイソプレンゴムと、ブタジエンゴムを必須成分にする。ブタジエンゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００質量％中、６０〜９０質量％、好ましくは７０〜８８質量％である。ブタジエンゴムが６０質量％未満であると、熱老化後の引張り破断伸びを十分に改良することができない。また、ブタジエンゴムが９０質量％を超えると、長期間走行したタイヤをリトレッドするとき、リムへの脱着時にビード部が欠けたりひびが入ったりする虞がある。ブタジエンゴムは、タイヤ用ゴム組成物に通常使用されるブタジエンゴムを用いることができる。
【００１５】
天然ゴムおよびイソプレンゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００質量％中、１０〜４０質量％、好ましくは１２〜３０質量％である。天然ゴムおよびイソプレンゴムが１０質量％未満であると、長期間走行したタイヤをリトレッドするとき、リムへの脱着時にビード部が欠けたりひびが入ったりする虞がある。また、天然ゴムおよびイソプレンゴムが４０質量％を超えると熱老化後の引張り破断伸びを十分に改良することができない。天然ゴムおよびイソプレンゴムは、タイヤ用ゴム組成物に通常使用される天然ゴムおよびイソプレンゴムを用いることができる。
【００１６】
リムクッション用ゴム組成物に配合するカーボンブラックは、窒素吸着比表面積が７５〜１３０［×１０3ｍ2／ｋｇ］、好ましくは９０〜１２０［×１０3ｍ2／ｋｇ］である。窒素吸着比表面積が７５［×１０3ｍ2／ｋｇ］未満であると、ゴム硬度が不足し、熱老化後の破断伸びが低下し、ビード部の耐久性を十分に改良することができない。また、窒素吸着比表面積が１３０［×１０3ｍ2／ｋｇ］を超えると、発熱性の増加により熱老化後の引張り破断伸びを十分に改良することができない。窒素吸着比表面積は、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−２に準拠して、測定することができる。このようなカーボンブラックは、ＨＡＦ級、ＩＳＡＦ級、ＳＡＦ級のカーボンブラックから適宜選択して使用することができる。
【００１７】
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、５０〜９０質量部、好ましくは６０〜８０質量部である。カーボンブラックが５０質量部未満であると、
ゴム硬度が不足し、熱老化後の破断伸びが低下し、長期間走行したタイヤをリトレッドするとき、リムへの脱着時にビード部が欠けたりひびが入ったりする虞がある。またカーボンブラックが９０質量部を超えると、発熱性が高くなり、高温になりやすくなると共に、熱老化後の破断伸びが低下し、長期間走行したタイヤをリトレッドするとき、リムへの脱着時にビード部が欠けたりひびが入ったりする虞がある。
【００１８】
リムクッション用ゴム組成物は、カーボンブラック以外の補強性充てん剤を配合することができる。補強性充てん剤としては、例えばシリカ、クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等を例示することができる。とりわけシリカを配合することが好ましく、シリカを配合することにより、ゴム組成物の発熱性を一層小さくし熱老化を抑制すると共に、タイヤにしたときの転がり抵抗をさらに低減することができる。
【００１９】
リムクッション用ゴム組成物は、スルフェンアミド系加硫促進剤および硫黄を配合する。スルフェンアミド系加硫促進剤の配合量をＡ質量部、硫黄の配合量をＳ質量部とするとき、スルフェンアミド系加硫促進剤および硫黄の配合量の比Ａ／Ｓは、２．０を超え３．２以下、好ましくは２．１〜３．１、より好ましくは２．２〜３．０である。配合量の比Ａ／Ｓが、２．０以下であると、熱老化後の破断伸びが低下し、長期間走行したタイヤをリトレッドするとき、リムへの脱着時にビード部が欠けたりひびが入ったりする虞がある。また比Ａ／Ｓが３．２を超えても、熱老化後の破断伸びが低下し、長期間走行したタイヤをリトレッドするとき、リムへの脱着時にビード部が欠けたりひびが入ったりする虞がある。
【００２０】
スルフェンアミド系加硫促進剤としては、例えばＮ，Ｎ−ジシクロヘキシル−１，３−ベンゾチアゾール−２−スルフェンアミド（ＤＺ）、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＣＺ）、Ｎ−オキシジエチレン−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＯＢＳ）、Ｎ−（ｔｅｒｔ−ブチル）ベンゾチアゾール−２−スルフェンアミド（ＮＳ）を挙げることができる。これらスルフェンアミド系加硫促進剤は単独でまたは複数を組合わせて配合することができる。なかでもＮ，Ｎ−ジシクロヘキシル−１，３−ベンゾチアゾール−２−スルフェンアミド（ＤＺ）および／またはＮ−（ｔｅｒｔ−ブチル）ベンゾチアゾール−２−スルフェンアミド（ＮＳ）が好ましい。
【００２１】
リムクッション用ゴム組成物には、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、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使用され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ゴム組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は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。本発明のリムクッション用ゴム組成物は、通常のゴム用混練機械、例えばバンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。
【００２２】
リムクッション用ゴム組成物は、２０℃の引張り破断伸びが好ましくは３００％以上、より好ましくは３５０〜５００％であるとよい。２０℃の引張り破断伸びが３００％以上であると、リム組み時のタイヤ故障を抑制することができる。本明細書において、引張り破断伸びは、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠し、ＪＩＳ  ３号ダンベル型試験片を使用し、温度２０℃、試験速度５００ｍｍ／分の条件で引張り試験を行うときの引張り破断伸びである。
【００２３】
リムクッション用ゴム組成物は、１００℃で４８時間加熱した引張り試験片を使用したとき、２０℃の引張り破断伸びが好ましくは２５０％以上、より好ましくは３００〜４５０％であるとよい。１００℃で４８時間の熱老化をした後の引張り破断伸びが２５０％以上であると、長期の使用によりトレッドが摩耗したタイヤをリトレッドする際、リム組み時のタイヤ故障を抑制することができる。熱老化処理後の引張り試験は、熱老化処理の後、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に記載された状態調節を行い、上記の方法で２０℃の引張り破断伸びを測定するものとする。
【００２４】
１００℃で４８時間の加熱処理をした後の引張り破断伸びは、加熱処理をする前の引張り破断伸びに対する保持率が、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５〜１００％であるとよい。加熱処理後の引張り破断伸びの保持率を８０％以上にすることにより、長期間走行したタイヤをリトレッドするときリム組み性を従来レベル以上に向上することができる。
【００２５】
本発明のリムクッション用ゴム組成物は、空気入りタイヤのビード部のリムと接触する部分、すなわちリムクッションに好適に使用される。本発明のリムクッション用ゴム組成物でリムクッションを構成した空気入りタイヤは、耐老化性および耐久性に優れたゴム組成物で構成したので、長期間使用した後でもビード部の劣化が抑制され、更生タイヤとして有用である。また本発明の空気入りタイヤは、タイヤ呼び径が１９インチ以上のトラック、バスや建設車両に装着される重荷重用タイヤとして用いることができ、特に更生タイヤを製造するとき、ビード部の耐久性が高く、更生タイヤを複数回、製造することもできる。
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００２６】
表１に示す配合からなる１０種類のゴム組成物（実施例１〜３、比較例１〜７）を調製するに当たり、それぞれ硫黄及び加硫促進剤を除く成分を秤量し、１.７Ｌ密閉式バンバリーミキサーで５分間混練した後、そのマスターバッチを放出し室温冷却した。このマスターバッチを１.７Ｌ密閉式バンバリーミキサーに供し、硫黄及び加硫促進剤を加え、混合しゴム組成物を得た。スルフェンアミド系加硫促進剤の配合量Ａおよび硫黄の配合量Ｓの比Ａ／Ｓを、表の中段の「配合量の比Ａ／Ｓ」の欄に記した。
【００２７】
上記で得られたゴム組成物について、所定形状の金型を使用し、１５０℃、３０分間プレス加硫して、試験片を作製した。得られた試験片を用い、ゴム硬度、発熱性、引張り破断伸びおよび熱老化後の引張り破断伸びを以下の試験方法で評価した。また重荷重用タイヤを加硫成形し、長期間走行しトレッドが摩耗したタイヤをリトレッドするときのリム組み性を以下の方法で評価した。
【００２８】
ゴム硬度
上記で得られた試験片のゴム硬度を、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠しデュロメータのタイプＡにより温度２０℃で測定した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数として表１の「ゴム硬度」の欄に記載した。この指数が高いほど、ゴム硬度が高く、タイヤ耐久性が高いことを意味する。
【００２９】
発熱性（６０℃のｔａｎδ）
上記で得られた試験片の動的粘弾性を、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚで測定し、温度６０℃におけるｔａｎδを算出した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数として表１の「発熱性」の欄に記載した。この指数が小さいほど、６０℃におけるｔａｎδが小さく、発熱性が低いことを意味する。
【００３０】
引張り破断伸び（２０℃）
上記で得られた試験片を用い、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠してＪＩＳ３号ダンベル型試験片を切り出した。温度２０℃、引張り速度５００ｍｍ／分の条件で引張り破断伸びを測定した。得られた結果は、表１の「破断伸び（２０℃）」の欄に記載した。２０℃の引張り破断伸びが大きいほど、リム組みの耐久性に優れることを意味する。
【００３１】
熱老化後の引張り破断伸び
上記で得られた試験片を用い、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠してＪＩＳ３号ダンベル型試験片を切り出した。これらダンベル型試験片を、空気中１００℃のギヤオーブンに４８時間入れ、熱老化処理を行った。熱老化処理した試験片を、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠した状態調節の後、上述した方法で２０℃の引張り破断伸びを測定した。得られた結果は、表１の「熱老化後の破断伸び」の欄に記載した。熱老化後の引張り破断伸びが大きいほど、耐老化性に優れ、長期使用後においてもリム組みの耐久性に優れることを意味する。
【００３２】
熱老化後の引張り破断伸びの保持率
上記で得られた熱老化処理をしない試験片の引張り破断伸びに対する、熱老化処理をした試験片の引張り破断伸びの保持率を算出した。得られた結果は、表１の「破断伸びの保持率」の欄に記載した。破断伸びの保持率が高いほど、耐老化性に優れ、長期使用後においてもリム組みの耐久性に優れることを意味する。
【００３３】
リトレッド時のリム組性
得られたゴム組成物をリムクッションに使用した重荷重用空気入りタイヤ（サイズ１１Ｒ２２．５）を加硫成形した。得られた重荷重用空気入りタイヤをＪＡＴＭＡで規定される規定リムにリム組みし、積載量４トンのトラックに装着し、２年間走行させた。走行試験の後、重荷重用空気入りタイヤをリムから取り外した後、再度リム組みしたときのリムクッションの状態を目視観察し、以下の基準に基づき評点を付した。
３：  リムクッションに故障が認められない。
２：  リムクッションの一部にひびが認められた。
１：  リムクッションの一部がもげ、欠落した。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
表１において使用した原材料の種類を下記に示す。
・ＮＲ：天然ゴム、ＳＴＲ−２０
・ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ  ＢＲ  １２２０
・カーボンブラック−１：ＩＳＡＦ級カーボンブラック、新日化カーボン社製ニテロン＃３００、窒素吸着比表面積が１１０ｍ2／ｇ
・カーボンブラック−２：ＦＥＦ級カーボンブラック、新日化カーボン社製ニテロン＃１０Ｎ、窒素吸着比表面積が４２ｍ2／ｇ
・アロマオイル：昭和シェル石油社製エキストラクト４号Ｓ
・亜鉛華：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・ステアリン酸：ＮＯＦコーポレーション社製ステアリン酸ＹＲ
・硫黄：軽井沢製錬所社製油処理イオウ
・加硫促進剤：Ｎ−シクロヘキシル-２-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、大内新興化学社製ノクセラーＣＺ-Ｇ（ＣＺ）
【００３６】
表１から明らかなように実施例１〜３のリムクッション用ゴム組成物は、ゴム硬度、低発熱性、初期の引張り破断伸び、熱老化処理後の引張り破断伸びおよび熱老化処理後の引張り破断伸びの保持率に優れ、重荷重用タイヤのリトレッド時のリム組み耐久性にも優れることが確認された。
【００３７】
比較例２のリムクッション用ゴム組成物は、スルフェンアミド系加硫促進剤および硫黄の配合量の比Ａ／Ｓが２．０未満であるので、熱老化後の引張り破断伸びおよびその保持率が劣る。また、重荷重用タイヤのリトレッド時のリム組み耐久性が劣る。
比較例３のリムクッション用ゴム組成物は、スルフェンアミド系加硫促進剤および硫黄の配合量の比Ａ／Ｓが３．２を超えるので、熱老化後の引張り破断伸びおよびその保持率が劣る。また、重荷重用タイヤのリトレッド時のリム組み耐久性が劣る。
比較例４のリムクッション用ゴム組成物は、天然ゴムの配合量が１０質量部未満、ブタジエンゴムの配合量が９０質量部を超えるので、重荷重用タイヤのリトレッド時のリム組み耐久性が劣る。
比較例５のリムクッション用ゴム組成物は、カーボンブラックの配合量が５０質量部未満であるので、ゴム硬度が低く、熱老化後の引張り破断伸びおよびその保持率が劣る。また、重荷重用タイヤのリトレッド時のリム組み耐久性が劣る。
比較例６のリムクッション用ゴム組成物は、カーボンブラックの配合量が９０質量部を超えるので、発熱性が大きく、熱老化後の引張り破断伸びおよびその保持率が劣る。また、重荷重用タイヤのリトレッド時のリム組み耐久性が劣る。
比較例７のリムクッション用ゴム組成物は、カーボンブラック−２の窒素吸着比表面積が７５［×１０3ｍ2／ｋｇ］未満であるので、発熱性が大きく、熱老化後の引張り破断伸びおよびその保持率が劣る。また、重荷重用タイヤのリトレッド時のリム組み耐久性が劣る。
【図１】
2019189725.tif 000004