(57)【要約】【課題】ランフラット走行性を向上し得るタイヤ用ゴム組成物、およびこの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】天然ゴムおよび／またはイソプレンゴム２０〜８０重量％、およびシンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴム２０〜８０重量％からなるゴム成分１００重量部に対して、澱粉および可塑剤からなる複合材１０〜５０重量部を含有するタイヤ用ゴム組成物、ならびに、サイドウォール部に前記ゴム組成物からなる補強ゴム層を有する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】
天然ゴムおよび／またはイソプレンゴム２０〜８０重量％、およびシンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴム２０〜８０重量％からなるゴム成分１００重量部に対して、澱粉および可塑剤からなる複合材１０〜５０重量部を含有するタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
サイドウォール部に、請求項１記載のゴム組成物からなる補強ゴム層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、タイヤ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】
近年、タイヤのパンク時においても安全走行を可能とするランフラットタイヤが開発されている。これらは、サイドウォール部に高弾性率の分厚い補強ゴム層を配置することによって、タイヤパンク時のタイヤの剛性を維持し、繰り返し屈曲変形を受けた場合においてもゴム破損を軽減し、長距離走行を可能にするものである（たとえば、特許文献１参照）。しかし、モジュラスの低いゴムでランフラット走行性を確保するためには、補強ゴム層のボリュームを増やす必要があり、タイヤ重量、発熱の面から好ましくない。
【０００３】
また、ゴムの弾性率を高める方法としては、カーボンブラックを増量する方法があるが、発熱性が上がり、耐久性は低下する。カーボンブラックを増量せずに、シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムを用いることにより、高弾性率のゴムが得られ、耐久性が向上する（たとえば、特許文献２参照）。しかし、シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムをさらに高充填にすると、引張破断伸びが低下し、耐久性も低下するという問題があった。
【０００４】
澱粉などを含む親水性高分子複合材料を様々な目的でゴム組成物中で利用することは、よく知られている（例えば、特許文献３〜６参照）。しかし、補強性および耐屈曲亀裂性能が不充分であり、充分なランフラット性能が得られないという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１３９９９号公報
【特許文献２】特開平７−９７４８１号公報
【特許文献３】特開平６−２４８１１８号公報
【特許文献４】特開平１０−１７７１３号公報
【特許文献５】特開２０００−１１９４４４号公報
【特許文献６】特開２０００−２８９４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ランフラット走行性、すなわち、タイヤパンク時の走行距離を向上し得るタイヤ補強用ゴム組成物を提供することを目的とする。さらに、本発明は、このゴム組成物を補強ゴム層に用いたランフラットタイヤ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】
【０００７】
本発明は、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴム２０〜８０重量％、ならびにシンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴム２０〜８０重量％からなるゴム成分１００重量部に対して、澱粉および可塑剤からなる複合材１０〜５０重量部を含有するタイヤ用ゴム組成物に関する。
【０００８】
さらに、本発明は、サイドウォール部に、前記ゴム組成物からなる補強ゴム層を有するランフラットタイヤに関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴム、ならびに、澱粉および可塑剤からなる複合材を適量配合することにより、発熱性が低減され、かつ破断伸びを損なうことなく、高い弾性率のゴム組成物を得ることができる。さらに、このゴム組成物をランフラットタイヤの補強ゴム層に使用すると、ランフラット走行性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分、ならびに、澱粉および可塑剤からなる複合材からなる。
【００１１】
前記ゴム成分は、天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムを２０〜８０重量％、好ましくは２０〜５０重量％、より好ましくは２０〜５０重量％含有する。天然ゴムおよび／またはイソプレンゴムの含有量が２０重量％未満では加工性に劣り、８０重量％をこえると耐屈曲亀裂性能に劣る。
【００１２】
さらに、前記ゴム成分は、シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムを含有する。ここで、シンジオタクチック結晶とは、たとえば、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン繊維をいう。シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムを含有する本発明のゴム組成物は、ランフラットタイヤの補強ゴム層に用いると、ランフラット走行時の耐久性が向上する。
【００１３】
前記ブタジエンゴムのシンジオタクチック結晶含有量は、好ましくは１〜２５％、より好ましくは５〜２０％である。１％未満ではシンジオタクチック成分が少なすぎて充分な剛性が得られない傾向があり、２５％をこえるとシンジオタクチック成分がポリブタジエン中で凝集塊をつくるため耐久性が低下してしまう。このようなシンジオタクチック結晶を含むポリブタジエンとしては、宇部興産（株）製のＶＣＲ−３０３、４１２、６１７などがあげられる。
【００１４】
前記ブタジエンゴムの含有量は、ゴム成分中に２０〜８０重量％、好ましくは３０〜７０重量％、より好ましくは４０〜７０重量％である。前記ブタジエンゴムの含有量が２０重量％未満では、ランフラット走行性の向上効果が小さく、８０重量％をこえると加工性が著しく低下する。
【００１５】
前記ゴム成分は、そのほかにも、シンジオタクチック結晶を含まないブタジエンゴムなどを、０〜６０重量％、より好ましくは０〜４０重量％含有することができる。
【００１６】
前述のように、ゴム成分として、シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムを適量配合すると、ゴムの剛性が上がり、ランフラット走行性が向上する。しかしながら、シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴムをさらに増量すると、剛性は上がるが、ゴムが脆くなり、ランフラット走行性は低下する。そこで、本発明では、澱粉および可塑剤からなる複合材を適量添加することにより、引張破断伸びを犠牲にすることなく、剛性を上げ、ランフラット走行性のさらなる向上を図った。
【００１７】
澱粉および可塑剤からなる複合材は、澱粉と可塑剤との混合物であり、一般に、澱粉と可塑剤との間には、比較的強い化学的および／または物理的相互作用が存在する。
【００１８】
澱粉は、通常、アミロースとアミロペクチンの繰り返し単位からなる分岐鎖構造を有する。典型的には、澱粉は約２５％のアミロースと約７５％のアミロペクチンから構成される。トウモロコシ、じゃがいも、米、小麦などの植物中に含まれる貯蔵多糖類が、澱粉として市販されている。澱粉は、普通約２００℃以上の軟化点を有しており、それ単独では、ゴム組成物に効率よく混合させることが困難である。
【００１９】
可塑剤は、澱粉との相溶性を有し、澱粉よりも低い軟化点を有することが好ましい。それによって、澱粉および可塑剤からなる複合材の軟化点を、澱粉単独の軟化点より低くすることができる。可塑剤の軟化点は、具体的には、１６０℃以下であることが好ましい。このような可塑剤としては、たとえば、エチレン−酢酸ビニル共重合体およびその加水分解物（エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−酢酸ビニル−ビニルアルコール三元共重合体）、エチレン−グリシジルアクリレート共重合体、エチレン−無水マレイン酸共重合体、酢酸セルロース、その他の二塩基性有機酸のジエステルなどの高分子可塑剤があげられる。
【００２０】
澱粉と可塑剤との重量比は、０．５／１〜４／１、とくには１／１〜２／１であることが好ましい。
【００２１】
澱粉および可塑剤からなる複合材は、たとえば、自由に流動する乾燥粉末として、または自由に流動する乾燥したペレットの形態で使用することができる。澱粉および可塑剤からなる複合材の例としては、特開平１０−１７７１３号公報に記載されているものがあげられる。
【００２２】
澱粉および可塑剤からなる複合材の含有量は、前記ゴム成分１００重量部に対して、１０〜５０重量部、好ましくは１０〜４０重量部、より好ましくは１５〜３０重量部である。澱粉および可塑剤からなる複合材の含有量が１０重量部未満では、ランフラット走行性の向上効果が小さく、５０重量部をこえると、加工性が著しく低下する。
【００２３】
本発明のゴム組成物は、さらに、シランカップリング剤を配合することができる。シランカップリング剤としては、たとえば、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−（３−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メトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、２−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、２−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィドなどがあげられる。
【００２４】
シランカップリング剤は、前記澱粉および可塑剤からなる複合材に対して、好ましくは４〜１２重量部、より好ましくは５〜１０重量部配合される。シランカップリング剤の配合量が４重量部未満では配合量が少なく充分なカップリング効果が得られない傾向があり、１２重量部をこえると配合コストが高くなりすぎる傾向がある。
【００２５】
本発明のゴム組成物には、前記ゴム成分、澱粉および可塑剤からなる複合材、シランカップリング剤のほかに、さらにカーボンブラック、硫黄、加硫促進剤、老化防止剤、ステアリン酸、亜鉛華、硫黄、加硫促進剤などを配合することができる。
【００２６】
本発明のゴム組成物は、図１に示すように、ランフラットタイヤ１の補強ゴム層８に用いることができる。補強ゴム層８は、サイドウォール部２に配置され、タイヤの剛性を高めるために使用される。補強ゴム層の配置形態としては、具体的には、タイヤカーカスプライ３の内側に接してビード部７からショルダー部にわたって配置され、両端方向に厚さを漸減する三日月状の補強ゴム層８、カーカスプライ本体部分とその折返し部の間にビード部からトレッド部端にわたって配置される補強ゴム層、複数のカーカスプライまたは補強プライの間に配置される２層の補強ゴム層などがあげられる。
【００２７】
前記補強ゴム層の厚さは、好ましくは５〜３０ｍｍ、より好ましくは８〜２０ｍｍである。補強ゴム層の厚さが５ｍｍ未満では補強ゴム層の剛性が不足しランフラット性能に劣る傾向があり、３０ｍｍをこえるとゴム層が厚くなりすぎ、タイヤ重量が重くなる傾向がある。
【００２８】
前記補強ゴム層をサイドウォール部に有する本発明のランフラットタイヤは、ランフラット走行時の耐久性に非常に優れるものである。
【実施例】
【００２９】
以下に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３０】
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。
天然ゴム：ＲＳＳ＃３
シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴム：宇部興産（株）製のＶＣＲ−４１２（シンジオタクチック結晶含量１２％）
ブタジエンゴム：日本ゼオン（株）製のＢＲ１２２０
澱粉および可塑剤からなる複合材：ノバモントモンテエジソン社（Novamont Montedison Company）のマター・バイ（Mater Bi）１１２８Ｒ（澱粉と可塑剤の重量比：約１．５／１、ＡＳＴＭ  Ｎｏ．Ｄ１２２８による軟化点：約１４７℃、澱粉：重量比約１／３のアミロ−ス単位とアミロペクチン単位とから成り、含水率が約５重量％の澱粉、可塑剤：エチレン−ビニルアルコール共重合体）
カーボンブラック：昭和キャボット（株）製のＮ５５０（ヨウ素吸着比表面積：４８ｍｇ／ｇ）
シランカップリング剤：デグッサ（株）製のＳｉ６９（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）
老化防止剤：フレキシス社製のサントフレックス１３
ステアリン酸：日本油脂（株）製の桐
亜鉛華：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
硫黄：軽井沢硫黄（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ
【００３１】
実施例１〜２および比較例１〜５
表１の配合内容にしたがって、硫黄および加硫促進剤以外の材料を、ＢＲ型バンバリーにてゴム成分、充填剤、薬品の順に混練りした。つぎに、８インチロールで硫黄および加硫促進剤を混合し、１５０℃で３０分間加硫することによりゴム組成物を調製した。得られたゴム組成物について、以下の試験を行なった。結果を表１に示す。
【００３２】
（複素弾性率（Ｅ＊）および損失正接（ｔａｎδ））
（株）岩本製作所製粘弾性スペクトロメータを用いて、測定温度７０℃、初期歪み１０％、動歪み±２％、周波数１０Ｈｚの条件で、複素弾性率（Ｅ＊）および損失正接（ｔａｎδ）を測定した。測定したＥ＊およびｔａｎδを、比較例１を１００（基準）として指数で表した。Ｅ＊の指数が大きいほど剛性が高く、良好である。また、ｔａｎδの指数が大きいほど発熱しやすくなり、好ましくない。
【００３３】
（引張破断伸び）
ＪＩＳ  Ｋ６５２１に準拠することにより、引張破断伸びを測定した。測定した引張破断伸びを、比較例１を１００（基準）として指数で表した。指数が大きいほど、良好である。
測定したｔａｎδを、比較例１を１００（基準）として指数で表した。
【００３４】
（ランフラット走行性試験）
図１に示す構造のタイヤサイズ２２５／６０ＺＲ１６のタイヤを製作し、４９０ｋｇ荷重で２５００ｃｃクラスの車両に４輪装着した。空気圧を０にして６０ｋｍ／時間の一定速度で走行し、タイヤ破壊までの走行距離を測定した。走行距離を、比較例１を１００として指数で表わした。指数が大きいほどランフラット走行性が良好である。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
特定量のＶＣＲ−４１２（シンジオタクチック結晶を含むブタジエンゴム）と、澱粉および可塑剤からなる複合材との両方を適量配合した実施例１および２では、発熱性が低減され、かつ引張破断伸びを損なうことなく、剛性が向上し、ランフラット走行性が向上した。
【００３７】
カーボンブラックを増量することによって、剛性の向上を図った比較例２では、発熱しやすくなり、ランフラット走行性が低下した。
【００３８】
ＶＣＲ−４１２を増量することによって、剛性の向上を図った比較例３では、ゴムが脆くなり、ランフラット走行性が低下した。
【００３９】
ＶＣＲ−４１２、ならびに、澱粉および可塑剤からなる複合材の配合量が少ない比較例４では、ランフラット走行性がほとんど向上しなかった。
【００４０】
特定量のＶＣＲ−４１２は配合されたが、澱粉および可塑剤からなる複合材が配合されなかった比較例５では、ランフラット走行性の向上効果が小さかった。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施例１〜２および比較例１〜５で製造したランフラットタイヤの断面図の右半分である。
【符号の説明】
【００４２】
１  タイヤ
２  サイドウォール部
３  カーカスプライ
４  ベルト層
５  トレッド部
６  ビードコア
７  ビード部
８  補強ゴム層
９  ビードエーペックス
【図１】
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