(57)【要約】【課題】老化防止剤を大量に適用しなくても、長期にわたって耐オゾンクラック性能が維持されながら、変色、剥離を起こすことのないバットレス部を有する空気入りタイヤを提供する。【解決手段】幅２０〜１００ｍｍ、厚さ０．５〜５ｍｍの薄膜層をタイヤのバットレス部に設けてなる空気入りタイヤであって、該薄膜層がジエン系ゴム１００重量部と、Ｎ−（１−メチルヘプチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミンをシリカに吸着させてなる４０℃以下の温度で固形状態である化合物０．５〜１０重量部とを含有するゴム組成物からなる空気入りタイヤ。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅２０〜１００ｍｍ、厚さ０．５〜５ｍｍの薄膜層をタイヤのバットレス部に設けてなる空気入りタイヤであって、
該薄膜層がジエン系ゴム１００重量部と、Ｎ−（１−メチルヘプチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミンをシリカに吸着させてなる４０℃以下の温度で固形状態である化合物０．５〜１０重量部とを含有するゴム組成物からなる空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記ゴム組成物が、ジエン系ゴム１００重量部に対して硫黄０．３〜１．５重量部を含有する請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記ジエン系ゴムが、ブタジエンゴム５０〜８０重量％、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴム２０〜４０重量％からなる請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤに関し、詳細には、タイヤのバットレス部の耐オゾンクラック性能を長期にわたって維持し得る空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、タイヤ、とくにトラック、バスタイヤにおける摩耗寿命の向上に伴い、タイヤトレッドショルダーからサイドウォールへかけての領域に位置するバットレス部（負荷荷重により圧縮歪みを受ける部位）における耐オゾンクラック性能の向上が求められている。
【０００３】
従来から、タイヤサイドウォールバットレス部に耐オゾン性の優れるテープ状ゴム組成物を配置する技術は知られているが、いずれも耐オゾンクラック性能に優れるブチルゴム（ＩＩＲ（ハロゲン化ＩＩＲを含む。））やエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）などを使用する手法が一般的である。しかしながら、ＩＩＲやＥＰＤＭとジエン系ゴムとの接着性は比較的低いため、長期使用において該テープ状ゴム組成物とサイドウォールとの接着性が低下するおそれがある。また配合コスト的にも非常に高価になり、実用性に乏しい。
【０００４】
また、前記テープ状ゴム組成物において、ジエン系ゴムをベースとして耐オゾン性老化防止剤の使用量を、ほかのサイドウォール部分におけるそれよりも多く適用する手法が知られている。しかしながら、このような手法では、耐オゾン性老化防止剤は汚染性があるものがほとんどのため、あまり入れ過ぎるとテープ層が茶色く浮き上がってタイヤ外観が劣ってしまう問題が生じる。
【０００５】
そのほか、サイドウォールの耐オゾンクラック性能を向上させるために、タイヤバットレス部表面よりも内部にある部材に耐オゾン性老化防止剤を多量に含ませて徐々に老化防止剤を染み出させる方法や、サイドウォールを２層にして下部層に老化防止剤を多く入れる方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。タイヤ内部材料に老化防止剤を多く入れる手法は非常に効果的ではあるが、その内部部材からタイヤ外部に向かって老化防止剤が染み出していくと同時に、さらなる内側にも老化防止剤は移行していくので、相当量適用しなければその効果は期待できず、配合コスト的にかなり高価なものになってしまう。
【０００６】
【特許文献１】
特公平７−６４９５４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、老化防止剤を大量に適用しなくても、長期にわたって耐オゾンクラック性能が維持されながら、変色、剥離を起こすことのないバットレス部を有する空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、鋭意検討した結果、特定の耐オゾン性老化防止剤をシリカに吸着させてなるものをゴム組成物に配合することにより、長期にわたって耐オゾンクラック性能が維持されながら、変色、剥離が起こらないことを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、幅２０〜１００ｍｍ、厚さ０．５〜５ｍｍの薄膜層をタイヤのバットレス部に設けてなる空気入りタイヤであって、該薄膜層がジエン系ゴム１００重量部と、Ｎ−（１−メチルヘプチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミンをシリカに吸着させてなる４０℃以下の温度で固形状態である化合物０．５〜１０重量部とを含有するゴム組成物からなる空気入りタイヤに関する。
【００１０】
前記ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に対して硫黄０．３〜１．５重量部を含有することが好ましい。
【００１１】
前記ジエン系ゴムは、ブタジエンゴム５０〜８０重量％、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴム２０〜４０重量％からなることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、ジエン系ゴムと、特定の老化防止剤をシリカに吸着させてなる化合物とを含有するゴム組成物からなる薄膜層を、タイヤのバットレス部に設けてなる空気入りタイヤに関する。
【００１３】
なお、本発明でいうバットレス部とは、タイヤトレッドショルダーからサイドウォールへかけての領域のことで、具体的部位としては、トレッドショルダー非接地部から、ラジアル方向にタイヤ最大幅位置となるサイドウォールまでの部位である。
【００１４】
本発明における薄膜層に使用されるジエン系ゴムとしては、通常タイヤに使用されるものであればとくに限定されないが、たとえば、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）などがあげられ、これらを単独または任意に組み合わせて用いてもよい。
【００１５】
前記ジエン系ゴムとしては、耐クラック成長性およびゴム強度特性のバランスからＮＲおよび／またはＩＲとＢＲとを合わせて用いることが好ましい。すなわち、本発明における前記薄膜層に使用されるゴム組成物のポリマー系は、ＮＲよりも耐オゾンクラック性および耐クラック成長性に優れるＢＲをベースにすることが好ましいが、ＮＲもある程度使用しなければゴム強度特性が低下してしまい、耐外傷性が低下する。
【００１６】
前記ジエン系ゴムがＢＲを含有する場合、ジエン系ゴム中にＢＲ５０〜８０重量％含有することが好ましく、５５〜７０重量％含有することがより好ましい。ＢＲの含有比率が５０重量％未満では、耐オゾンクラックおよび耐クラック成長性が低下する傾向があり、８０重量％を超えると、ゴムの破壊強度が低下して耐外傷性が低下する傾向がある。
【００１７】
前記ジエン系ゴムがＮＲおよび／またはＩＲを含有する場合、ジエン系ゴム中にＮＲおよび／またはＩＲ２０〜４０重量％含有することが好ましく、２５〜３５重量％含有することがより好ましい。ＮＲおよび／またはＩＲの含有比率が２０重量％未満では、ゴムの破壊強度が低下して耐外傷性が低下する傾向があり、４０重量％を超えると、耐オゾンクラック性能が低下する傾向がある。
【００１８】
本発明における薄膜層に使用される特定の老化防止剤をシリカに吸着させてなる化合物のうち、特定の老化防止剤としては、一般に用いられている耐オゾン性老化防止剤Ｎ−イソプロピル−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン（ＩＰＰＤ）や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（６ＰＰＤ）よりも分子量が大きく、ゴム配合物からの揮発・流出性の少ないＮ−（１−メチルヘプチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン（８ＰＰＤ）を用いる。
【００１９】
本発明では、前記ジエン系ゴムと、８ＰＰＤをシリカに吸着させた８ＰＰＤ吸着シリカ化合物とからなるゴム組成物を、耐オゾンクラック性能が必要とされるタイヤバットレス部に配置したテープ状ゴム組成物に適用する。８ＰＰＤをシリカに吸着させることにより、８ＰＰＤのゴム配合物からの移行性・流出性が遅くなるので、長期にわたって耐オゾンクラック性能を維持できるようになる。
【００２０】
前記８ＰＰＤ吸着シリカ化合物における８ＰＰＤをシリカに吸着させる方法としては、とくに限定されないが、老化防止剤が熱で分解することを抑制するために、５０℃以下で混合することが好ましい。混合する方法としては、老化防止剤を撹拌しながらシリカを加える、または、シリカが多い場合には、シリカに老化防止剤をまぶしてから撹拌してもよい。
【００２１】
前記シリカの種類としては、８ＰＰＤを吸着し得るものであれば、とくに限定されないが、たとえば、吸着力の強いデグッサ社製ＶＮ３（商品名）、ローディア社製Ｚ１９５Ｇｒ（商品名）、日本シリカ社製ニプシルＡＱ（商品名）、塩野義製薬（株）製カープレックスＲＢ（商品名）などがあげられる。
【００２２】
前記シリカは、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド（ＣＴＡＢ）吸着量が７０〜２５０ｍ２／ｇであることが好ましい。前記シリカのＣＴＡＢ吸着量が７０ｍ２／ｇ未満では、８ＰＰＤのゴム配合物からの移行流出性が早くなる傾向がある。前記シリカのＣＴＡＢ吸着量が２５０ｍ２／ｇを超えると、吸着させた老化防止剤の移行性が遅くなりすぎる傾向がある。
【００２３】
前記８ＰＰＤ吸着シリカ化合物に占めるシリカ比率は、化合物中に２０〜８０重量％が好ましく、３０〜５０重量％がより好ましい。前記化合物に占めるシリカ比率が２０重量％未満では、シリカによる吸着効果が充分に得られない傾向がある。一方、シリカ比率が８０重量％を超えると、シリカによる吸着効果が強すぎて老化防止剤の移行性が遅くなりすぎる傾向がある。
【００２４】
本発明において前記８ＰＰＤ吸着シリカ化合物の使用量は、前記ジエン系ゴム成分１００重量部に対して０．５〜１０重量部であり、好ましくは３〜７重量部である。８ＰＰＤ吸着シリカ化合物の使用量が０．５重量部未満では効果がなく、１０重量部を超えるとタイヤ外観が低下する。
【００２５】
老化防止剤８ＰＰＤをシリカに吸着させてなる前記化合物は、４０℃以下の温度で固形状態である必要がある。４０℃以下の温度で固形状態であるということは、該化合物において、吸着させている前記シリカの量が十分にあることを意味する。シリカの量が少なくて、４０℃以下の温度で固形状態を保てなければ、８ＰＰＤを吸着させているという効果が不充分となる。
【００２６】
本発明における薄膜層に使用されるゴム組成物は、前記ジエン系ゴムおよび老化防止剤８ＰＰＤをシリカに吸着させてなる化合物のほかに、通常ゴム組成物として配合される添加剤、たとえば、カーボンブラック、酸化亜鉛、ステアリン酸、アロマオイル、硫黄、加硫促進剤などを、適宜配合できる。
【００２７】
前記ゴム組成物に配合するカーボンブラックの種類としては、とくに制限はなく、たとえばＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦ、ＧＰＦ、ＦＥＦなどがあげられる。
【００２８】
前記カーボンブラックの配合量は、前記ジエン系ゴム１００重量部に対して２０〜８０重量部配合することが好ましい。カーボンブラックの配合量が２０重量部未満では、ゴムの破壊強度が低下することにより、耐外傷性が低下する傾向がある。カーボンブラックの配合量が８０重量部を超えると、耐クラック成長性が低下する傾向がある。
【００２９】
前記ゴム組成物に配合する硫黄の配合量は、耐熱性に優れる硫黄が少ない配合であることが好ましいことから、前記ジエン系ゴム１００重量部に対して０．３〜１．５重量部配合することが好ましい。硫黄の配合量が０．３重量部未満では、架橋密度が低すぎて充分なゴム強度が得にくく、耐外傷性が低下する。一方、硫黄の配合量が１．５重量部を超えると、熱老化におけるゴム硬化が大きくなり、ゴムの表面歪みが大きくなってオゾンクラックが発生し易くなる。
【００３０】
本発明の空気入りタイヤは、前記ゴム組成物からなる薄膜層を、タイヤのバットレス部に設けてなる。図１に、本発明の１実施形態を示す。
【００３１】
図１に示すとおり、バットレス部１は、トレッドショルダー２からサイドウォール３へかけての領域に位置する。図１では、前記薄膜層４がバットレス部１の表面に設けられている。なお、図１は、タイヤ内部にバンド５を有する構造からなるタイヤの１例である。
【００３２】
本発明の空気入りタイヤは、前記薄膜層４がバットレス部１の表面に配置されていてもよく、またはバットレス部が２層構造からなり、その外部層に薄膜層が設けられていてもよい。
【００３３】
本発明において、バットレス部に設ける前期薄膜層は、図１に示す幅４ａが２０〜１００ｍｍである必要があり、好ましくは３０〜８０ｍｍである。薄膜層の幅４ａが２０ｍｍ未満では、クラック発生領域を充分にカバーできない可能性がある。薄膜層の幅４ａが１００ｍｍを超えると、タイヤリム側薄膜層端がタイヤの屈曲疲労によりはがれる危険性がある。
【００３４】
本発明において、バットレス部に設ける前期薄膜層は、図１に示す厚さ４ｂが０．５〜５ｍｍである必要があり、好ましくは１〜３ｍｍである。薄膜層の厚さ４ｂが０．５ｍｍ未満では、充分な耐オゾンクラック性能が得られない傾向がある。薄膜層の厚さ４ｂが５ｍｍを超えると、タイヤ走行中から末期にかけて接地により摩耗した際、タイヤショルダー部の偏摩耗を助長する傾向がある。
【００３５】
本発明における前記薄膜層を構成するゴム組成物は、前記ジエン系ゴム、前記８ＰＰＤ吸着シリカ化合物およびそのほかの配合剤を、通常の加工装置、たとえば、ロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどを用いて混練りすることにより得られる。
【００３６】
本発明の空気入りタイヤは、前記薄膜層をタイヤのバットレス部に用いて、通常の方法によって製造される。すなわち、前記ゴム組成物を未加硫の段階でバットレス部の形状に押し出し加工し、タイヤ成形機上で通常の方法により貼り合わせて未加硫タイヤを成形してもよいし、押し出し段階でサイドウォールと一緒に押し出してもよい。この未加硫タイヤを加硫機中で通常の条件下にて加熱・加圧して、加硫タイヤを得る。このようにして得られた空気入りタイヤでは、バットレス部における耐オゾンクラック性能が、サイドウォールを構成するジエン系ゴム組成物よりも優れているので、長期使用においてもバットレス部の耐オゾンクラック性能を維持することが可能となる。
【００３７】
【実施例】
つぎに、実施例および比較例に基づき本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００３８】
以下に、実施例および比較例で使用した原材料を示す。
ＮＲ：ＲＳＳ＃３
ＢＲ：日本ゼオン（株）製のＢＲ１２２０
カーボンブラック：昭和キャボット（株）製のカーボンＮ３３０
老化防止剤Ａ：住友化学工業（株）製のアンチゲン３Ｃ（Ｎ−イソプロピル−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、分子量：２２６．３）
老化防止剤Ｂ：住友化学工業（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、分子量：２６８．４）
老化防止剤Ｃ：精工化学（株）製の老防３５（Ｎ−（１−メチルヘプチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、分子量：２９６．４）
老化防止剤Ｄ：精工化学（株）製の老防３５−ＰＲ（老化防止剤Ｃとシリカの混合物。４０℃以下では、固形状態である。シリカ比率：約３３重量％、該シリカのＣＴＡＢ吸着量：１６５ｍ２／ｇ）
アロマオイル：（株）ジャパンエナジー製のプロセスＸ−１４Ｄ
硫黄：鶴見化学（株）製の微粉硫黄２００ｍｅｓｈ
加硫促進剤ＮＳ：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）
【００３９】
実施例１〜５および比較例１〜９
＜ゴム組成物の製造方法＞
表１記載の原材料を同表に記載の配合内容にしたがって、１．８Ｌバンバリーミキサーにてミキシングして、未加硫の各種供試ゴム組成物を得た。ついで、厚さ２ｍｍにして１５０℃にて３０分間加硫することで、加硫ゴム組成物を得た。得られた加硫ゴム組成物について、以下に記載のゴム硬さ、引っ張り試験を実施し、それぞれ評価を行なった。結果を表１に示す。
【００４０】
（ゴム硬さ（Ｈｓ））
ＪＩＳ  Ｋ６２５３に基づき、デュロメータータイプ  Ａにて、２３℃でゴムの硬さ（Ｈｓ）を測定した。測定時期は、前記加硫ゴム組成物の作製時および１００℃にて７２時間経過させる条件下で老化させたのちについて、それぞれ測定した。なお、硬さは各加硫ゴム板を３枚重ねて測定した。
【００４１】
（引っ張り試験）
ＪＩＳ  Ｋ６２５１に基づき、ダンベル３号型試験片にて引っ張り試験を２３℃で実施した。この試験により各加硫ゴム組成物について、２００％伸長時のモジュラスＭ２００（ＭＰａ）、破断時の応力ＴＢ（ＭＰａ）、破断時の伸びＥＢ（％）を、それぞれ測定した。
耐外傷性能を確保するためには、ＥＢが５００％以上であることが必要である。
【００４２】
＜空気入りタイヤの製造＞
２９５／７５Ｒ２２．５サイズのトラック・バス用未加硫タイヤにおけるバットレス部に、前述の各未加硫のゴム組成物を、薄膜層（幅５０〜７０ｍｍ、厚さ２〜３．５ｍｍ）としてテープ状に貼り付け加硫した。詳細には、未加硫タイヤに対して、標準サイドウォールゴムもテープ状にして貼り付け、前述の未加硫のゴム組成物を２水準貼り付ける分割方法でタイヤを作製した。得られた各加硫タイヤを使用して、以下に記載の耐オゾンクラック性および耐変色性の評価を行なった。結果を表１に示す。
【００４３】
（耐オゾンクラック性）
ＵＳＡ市場にて１．５年実車走行後回収し、バットレス部のオゾンクラック状態を、以下の基準にて５段階で評価した。４点以上が合格レベルである。なお、各段階の中間の評価の場合、たとえば、オゾンクラックの大きさが評価３に相当する部分と評価４に相当する部分とがほぼ半分ずつ存在する場合、その評価を「３．５」とした。
５：オゾンクラック発生なし、または１０倍のルーペで拡大しないと見えない
４：オゾンクラックの大きさが１ｍｍ以下のもの
３：オゾンクラックの大きさが１〜３ｍｍ
２：オゾンクラックの大きさが３ｍｍ以上のもの
１：オゾンクラックの大きさが３ｍｍ以上であり、深さが２ｍｍ以上の大きさのもの
【００４４】
（耐変色性）
実車走行初期（３ヵ月以内）のバットレス部のゴムとサイドウォールのゴムとの変色度合いを以下の基準にて３段階で評価した。△から×になるにしたがい、ゴムの茶変色が激しくなり、テープ部分が浮き上がって異様に見えるため、外観上問題となる。
○：サイドウォールゴムとテープ部分の色差が肉眼ではっきり区別できない
△：テープ部分の茶変色があるが、タイヤから３ｍ以上離れると境界が区別できない
×：テープ部分の茶変色が強く、タイヤから３ｍ以上離れても境界が区別可能
【００４５】
【表１】
2004161139.tif 000002
【００４６】
表１記載の物性より、空気入りタイヤのバットレス部に請求項１記載の薄膜層を設けた実施例１〜５は、耐オゾンクラック性が維持され、耐変色性についても優れた結果が得られることが分かる。
【００４７】
一方、薄膜層に特定の老化防止剤をシリカに吸着させてなる化合物を含有させなかった比較例１〜７、またはその配合量がジエン系ゴム１００重量部に対して０．５重量部未満であった比較例８は、耐オゾンクラック性が劣っていた。
【００４８】
また、前記化合物の配合量がジエン系ゴム１００重量部に対して１０重量部を超えていた比較例９は、耐オゾンクラック性は優れていたものの、耐変色性が劣っていた。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、老化防止剤を大量に配合しなくても、バットレス部において、長期にわたってオゾンクラックの発生を抑えることが可能となる。また、耐変色性についても、長期にわたって優れた性能を示す。
【００５０】
とくに近年、トラック、バスタイヤにおいては摩耗寿命が向上して使用期間が延びてきており、２次更生をする段階でのバットレス部のオゾンクラックレベルが低下する傾向にあるが、本発明を採用することにより、これらの問題が解決可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示した部分断面図である。
【符号の説明】
１    バットレス部
２    トレッドショルダー
３    サイドウォール
４    薄膜層
４ａ  薄膜層の幅
４ｂ  薄膜層の厚さ
５    バンド
【図１】
2004161139.tif 000003