(57)【要約】【課題】低発熱性および高強度を両立し、ランフラット耐久性を改善し得るランフラットタイヤのサイド補強用ゴム組成物、ならびに該ゴム組成物を用いたランフラットタイヤを提供する。【解決手段】ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、チッ素吸着比表面積が３０〜１００ｍ2／ｇで、かつジブチルフタレート吸油量が５０ｍｌ／１００ｇ以上であるカーボンブラックを１０〜１００重量部、アスペクト比が３〜３０で、かつ平均粒子径が２〜３０μｍである薄板状天然鉱石を５〜１２０重量部、および、硫黄または硫黄化合物を２重量部以上含有するランフラットタイヤのサイド補強用ゴム組成物、ならびにそれをサイド補強用ゴムとして用いたランフラットタイヤ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、チッ素吸着比表面積が３０〜１００ｍ2／ｇで、かつジブチルフタレート吸油量が５０ｍｌ／１００ｇ以上であるカーボンブラックを１０〜１００重量部、アスペクト比が３〜３０で、かつ平均粒子径が２〜３０μｍである薄板状天然鉱石を５〜１２０重量部、および、硫黄または硫黄化合物を２重量部以上含有するランフラットタイヤのサイド補強用ゴム組成物。
【請求項２】
薄板状天然鉱石が雲母類である請求項１記載のゴム組成物。
【請求項３】
雲母類が、カオリナイト、セリナイト、フロゴバイトおよびマスコバイトからなる群から１種以上選ばれる請求項２記載のゴム組成物。
【請求項４】
ジエン系ゴム成分の２０〜８０重量％がブタジエンゴムである請求項１、２または３記載のゴム組成物。
【請求項５】
さらに、シランカップリング剤を薄板状天然鉱石１００重量部に対して２〜２０重量部含有する請求項１、２、３または４記載のゴム組成物。
【請求項６】
破断強度が１０ＭＰａ以上であり、かつ、下記式を満たす請求項１、２、３、４または５記載のゴム組成物。
Ｅ”／（Ｅ＊）2≦７．０×１０-9Ｐａ-1
（式中、Ｅ”は損失弾性率、Ｅ＊は複素弾性率を示す。）
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６記載のゴム組成物からなるサイド補強用ゴムを有するランフラットタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランフラット性能に優れるサイド補強用ゴム組成物およびそれを用いたランフラットタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、サイドウォール部の内側に配置されている高硬度のサイド補強用ゴムを有するランフラットタイヤが実用化され、パンクにより空気圧が失われた状態になっても、ある程度の距離を走行できるようになった。これにより、スペアタイヤを常備する必要性がなくなり、車輌全体における重量の軽量化が期待できる。しかし、ランフラットタイヤのパンク時におけるランフラット走行には、速度、距離の制限があり、さらなるランフラットタイヤの耐久性の向上が望まれている。
【０００３】
ランフラットタイヤの耐久性を向上させる有効な手段として、補強用ゴムを厚くすることにより変形を抑え、変形による破壊を防ぐ方法があげられる。しかし、タイヤの重量が大きくなるため、ランフラットタイヤの当初の目的である軽量化に反する。
【０００４】
また、ランフラットタイヤの耐久性を向上させる有効な手段として、カーボンブラックなどの補強用充填剤を増量し、それらを配合することによって補強用ゴムの硬度を上げ、変形を抑える方法があげられる。しかし、混練り、押出しなどの工程への負荷が大きく、また、加硫後物性において発熱性が高くなることから、ランフラット耐久性の向上はあまり期待できない。
【０００５】
さらに、ランフラットタイヤの耐久性を向上させる有効な手段として、カーボンブラックを増量することなく、加硫剤、加硫促進剤を多量に用いることによって加硫密度を上げ、変形、発熱を抑える方法があげられる（たとえば、特許文献１参照）。しかし、ゴムの伸びが小さくなり、破壊強度が低下してしまう。
【０００６】
一方、空気入りタイヤのサイドウォール用ゴムに、雲母類などの薄板状天然鉱石を配合することにより、耐空気透過性や外観の向上をはかることが提案されている（たとえば、特許文献２および３）。しかし、これらのゴムは、耐屈曲性能が必要とされるため、硬度が低く、ランフラットタイヤのサイド補強用ゴムとして用い、低内圧時の荷重を支えるには硬度が不充分であるという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１５５１６９号公報
【特許文献２】特開２００３−２９２６８５号公報
【特許文献３】特開平１１−３４８５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、低発熱性および高強度を両立し、ランフラット耐久性を改善し得るランフラットタイヤのサイド補強用ゴム組成物、ならびに該ゴム組成物を用いたランフラット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】
【０００９】
本発明は、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して、チッ素吸着比表面積が３０〜１００ｍ2／ｇで、かつジブチルフタレート吸油量が５０ｍｌ／１００ｇ以上であるカーボンブラックを１０〜１００重量部、アスペクト比が３〜３０で、かつ平均粒子径が２〜３０μｍである薄板状天然鉱石を５〜１２０重量部、および、硫黄または硫黄化合物を２重量部以上含有するランフラットタイヤのサイド補強用ゴム組成物に関する。
【００１０】
前記薄板状天然鉱石が雲母類であることが好ましい。
【００１１】
前記雲母類が、カオリナイト、セリナイト、フロゴバイトおよびマスコバイトからなる群から１種以上選ばれることが好ましい。
【００１２】
ジエン系ゴム成分の２０〜８０重量％がブタジエンゴムであることが好ましい。
【００１３】
さらに、前記ゴム組成物は、シランカップリング剤を薄板状天然鉱石１００重量部に対して２〜２０重量部含有することが好ましい。
【００１４】
サイド補強用ゴム組成物において、破断強度が１０ＭＰａ以上であり、かつ、下記式を満たすことが好ましい。
Ｅ”／（Ｅ＊）2≦７．０×１０-9Ｐａ-1
（式中、Ｅ”は損失弾性率、Ｅ＊は複素弾性率を示す。）
【００１５】
また、本発明は、ゴム組成物からなるサイド補強用ゴムを有するランフラットタイヤに関する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ゴム組成物にカーボンブラック、薄板状天然鉱石、ならびに硫黄または硫黄化合物を併用することにより、得られたゴム組成物の低発熱性および高強度を両立することができる。また、該ゴム組成物をランフラットタイヤのサイド補強用ゴムとして用いることにより、ランフラット耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明のサイド補強用ゴム組成物は、ジエン系ゴム成分、カーボンブラック、薄板状天然鉱石、ならびに硫黄または硫黄化合物からなる。
【００１８】
本発明に用いられるジエン系ゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン（１，２ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＩＢＲ）、スチレン−イソプレン共重合ゴム、イソプレン−ブタジエン共重合ゴムなどがあげられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１９】
前記ジエン系ゴム成分中におけるＢＲの含有率は２０重量％以上であることが好ましい。ＢＲの含有率が２０重量％未満では、発熱性が高くなる傾向がある。また、該含有率はゴム成分中に８０重量％以下、さらには６０重量％以下であることが好ましい。ＢＲが８０重量％をこえると、ゴム強度が低下する傾向がある。
【００２０】
本発明に用いられるカーボンブラックのチッ素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）は、３０ｍ2／ｇ以上であり、好ましくは３５ｍ2／ｇ以上である。Ｎ2ＳＡが３０ｍ2／ｇ未満では補強性が不足し、充分な耐久性が得られない。また、該カーボンブラックのＮ2ＳＡは、１００ｍ2／ｇ以下であり、好ましくは８０ｍ2／ｇ以下、より好ましくは６０ｍ2／ｇ以下である。Ｎ2ＳＡが１００ｍ2／ｇをこえると、発熱性が高くなる。
【００２１】
前記カーボンブラックのジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ吸油量）は、５０ｍｌ／１００ｇ以上、好ましくは８０ｍｌ／１００ｇ以上である。ＤＢＰ吸油量が５０ｍｌ／１００ｇ未満では、充分な補強性を得ることが困難になる。
【００２２】
前記カーボンブラックの含有量は、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して１０重量部以上であり、好ましくは２０重量部以上、より好ましくは３０重量部以上である。カーボンブラックが１０重量部より少ないと、充分なゴム強度が得られない。また、カーボンブラックの含有量は１００重量部以下であり、好ましくは７０重量部以下、より好ましくは６０重量部以下である。カーボンブラックが１００重量部をこえると、配合粘度が上昇し、ゴムの混練り、押出しが困難になる。
【００２３】
本発明に用いられる薄板状天然鉱石としては、特に雲母類が好ましい。
【００２４】
雲母類としては、たとえば、カオリナイト、セリナイト、フロゴバイトおよびマスコバイトが好ましく、これらのなかでも、特に硬度および破壊強度のバランスの点で、セリサイトがより好ましい。これらは、１種、または２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００２５】
前記薄板状天然鉱石のアスペクト比（厚さに対する最大径の比）は、３以上であり、好ましくは５以上、より好ましくは１０以上である。薄板状天然鉱石のアスペクト比が３未満では、充分なゴム硬度が得られない。また、薄板状天然鉱石のアスペクト比は、３０以下であり、好ましくは２０以下である。アスペクト比が３０より大きいと、ゴムへの分散が低下し、破壊強度が落ちる。なお、アスペクト比は、薄板状天然鉱石を電子顕微鏡で観察し、任意の粒子５０個について長径と短径を測定し、その平均長径ａと平均短径ｂとにより、ａ／ｂとして求められる。
【００２６】
前記薄板状天然鉱石の平均粒子径は、２μｍ以上であり、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上である。平均粒子径が２μｍ未満では、粉砕にコストがかかるうえ、充分なゴム硬度が得られない。また、薄板状天然鉱石の平均粒子径は、３０μｍ以下であり、好ましくは２０μｍ以下である。平均粒子径が３０μｍをこえると、薄板状天然鉱石が破壊の起点となり、耐屈曲疲労性が低下する。なお、平均粒子径は、薄板状天然鉱石の長径の平均値をいう。
【００２７】
前記薄板状天然鉱石の配合量は、ジエン系ゴム成分１００重量部に対して５重量部以上であり、好ましくは１０重量部以上、特に好ましくは１５重量部以上である。配合量が５重量部未満では、薄板状天然鉱石を配合することにより得られる効果が充分に得られない。また、薄板状天然鉱石の配合量は１２０重量部以下であり、好ましくは８０重量部以下、特に好ましくは６０重量部以下である。配合量が１２０重量部をこえると、ゴムへの分散が困難になるうえ、発熱しやすくなる。
【００２８】
さらに、本発明のゴム組成物には、前記薄板状天然鉱石と併用してシランカップリング剤を添加することが好ましい。
【００２９】
前記シランカップリング剤としては、たとえば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、２−メルカプトエチルトリメトキシシランなどがあげられ、これらをそれぞれ単独で、または任意に組み合わせて用いることができる。
【００３０】
前記シランカップリング剤の配合量は、薄板状天然鉱石１００重量部に対して２重量部以上、さらには４重量部以上であることが好ましい。２重量部未満では、シランカップリング剤を配合することによる効果が充分に得られない。また、該配合量は、薄板状天然鉱石の２０重量部以下、さらには１５重量部以下であることが好ましい。２０重量部をこえると、コストがかかる割に得られる効果を充分に得ることができない。
【００３１】
本発明に用いられる硫黄または硫黄化合物としては、硫黄の表面析出を抑える点で、不溶性硫黄が好ましい。
【００３２】
前記不溶性硫黄としては、平均分子量が１００００以上、特には１０００００以上で、５０００００以下、特には３０００００以下の硫黄が好ましく用いられる。平均分子量が１００００未満では、低温での分解が起こりやすく表面析出しやすい傾向があり、５０００００をこえるとゴム中での分散性が低下する傾向がある。
【００３３】
硫黄または硫黄化合物の配合量は、２重量部以上、さらには３重量部以上であることが好ましく、１０重量部以下、さらには８重量部以下であることが好ましい。硫黄または硫黄化合物が２重量部未満では、充分な硬さが得られない傾向があり、１０重量部をこえると、未加硫ゴムの貯蔵安定性が損なわれる傾向がある。
【００３４】
さらに、本発明のサイド補強用ゴム組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、通常のゴム配合に用いられる酸化亜鉛、ワックス、ステアリン酸、オイル、老化防止剤、加硫促進剤などを含んでもよい。
【００３５】
前記加硫促進剤として用いられる化合物は多種にわたるが、なかでもスルフェンアミド系促進剤は、遅延系加硫促進剤として、製造過程において焼けが起こりにくく、加硫特性に優れているので、最も良く使用される。また、スルフェンアミド系促進剤を用いたゴム配合は、加硫後ゴム物性においても外力による変形に対して発熱性が低いため、本発明における最大の目的であるランフラットタイヤの耐久性向上に対する効果も大きい。
【００３６】
スルフェンアミド系促進剤としては、たとえば、ＴＢＢＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）、ＣＢＳ（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）、ＤＺ（Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）などがあげられる。その他の加硫促進剤としては、たとえば、ＭＢＴ（メルカプトベンゾチアゾール）、ＭＢＴＳ（ジベンゾチアジルジスルフィド）、ＤＰＧ（ジフェニルグアニジン）などを用いることができる。
【００３７】
本発明のゴム組成物は、加硫後の物性で破断強度（ＴB）が１０ＭＰａ以上、さらには１２ＭＰａ以上、特には１４ＭＰａ以上であることが好ましい。ＴBが１０ＭＰａ未満ではランフラット走行時に車輌の荷重による屈曲により破壊され、ランフラット性能が著しく不足する傾向がある。
【００３８】
さらに、本発明のゴム組成物の損失弾性率（Ｅ”）および複素弾性率（Ｅ＊）は、下記式を満たすことが好ましい。
Ｅ”／（Ｅ＊）2≦７．０×１０-9Ｐａ-1
Ｅ”／（Ｅ＊）2が７．０×１０-9Ｐａ-1以下、さらには６．０×１０-9Ｐａ-1以下であることが好ましい。Ｅ”／（Ｅ＊）2が７．０×１０-9Ｐａ-1より大きいと、ランフラット時の変形による発熱が大きくなり、ゴムの熱劣化を促進し、破壊に至る傾向がある。
【００３９】
本発明のゴム組成物は、ランフラットタイヤのサイド補強用ゴムとして用いられる。ここでサイド補強用ゴムとは、ランフラットタイヤのサイドウォール部の内側に配置されたライニングストリップ層のことをいい、ランフラットタイヤにおいてサイド補強用ゴムが存在することで、空気圧が失われた状態でも車輌を支えることができ、優れたランフラット耐久性を付与することができる。
【実施例】
【００４０】
以下に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００４１】
以下に、実施例および比較例で用いた材料をまとめて示す。
ＮＲ：ＲＳＳ＃３
ＢＲ：宇部興産（株）製のＶＣＲ４１２
カーボンブラック（ＦＥＦ）：三菱化学（株）製のダイヤブラックＥ（Ｎ2ＳＡ４１ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸油量１１５ｍｌ／１００ｇ）
セリサイト：日本フォラム（株）製のＫＭ−８（アスペクト比１５、平均粒子径１７μｍ）
ステアリン酸：日本油脂（株）製の椿
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
老化防止剤：住友化学工業（株）製のアンチゲン６Ｃ
シランカップリング剤：デグッサ・ヒュルス（株）製のＳｉ−７５
不溶性硫黄：四国化成工業（株）製のミュークロンＯＴ
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）
【００４２】
実施例１〜２および比較例１〜４
表１に示す配合内容にしたがって、不溶性硫黄および加硫促進剤以外の成分を、１５０℃で４分間混練りした。得られた混練り物に不溶性硫黄と加硫促進剤を加えて８０℃で３分間練り込んでゴム組成物を得た。
【００４３】
サイドウォールの内側の補強ゴムに、実施例および比較例の各ゴム組成物からなるライニングストリップ層を配置した２１５／４５ＺＲ１  ７サイズのランフラットタイヤを製造し、以下の各評価を行なった。評価結果を表１に示す。
【００４４】
＜ＴB（破断強度）＞
タイヤのライニングストリップ層より厚さ２ｍｍのシートを切り出し、ＪＩＳ  Ｋ６２５１にしたがって、ＴB（ＭＰａ）の評価を行なった。
【００４５】
＜Ｅ”／（Ｅ＊）2＞
（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータで測定温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み±１％、周波数１０ＨｚにてＥ”（損失弾性率）、Ｅ＊（複素弾性率）を測定し、Ｅ”／（Ｅ＊）2をもとめた。
【００４６】
＜ランフラット性能＞
空気内圧０ｋＰａにてドラム上を８０ｋｍ／時の速度で走行し、タイヤが破壊されるまでの走行距離を比較した。比較例１を基準（１００）とし、それぞれ指数表示をした。数値が大きいほどランフラット耐久性に優れることを示す。
【００４７】
【表１】
2005264150.tif 000002