(57)【要約】【課題】低発熱性および高強度を両立し、ランフラットタイヤの耐久性を改善しうるタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いて得られたランフラットタイヤを提供する。【解決手段】スター型溶液重合ブタジエンゴムを１０〜５０重量％含むゴム成分１００重量部に対して、チッ素吸着比表面積が３０〜１００ｍ2／ｇおよび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、ならびに加硫剤を２重量部以上含有するタイヤ用ゴム組成物、およびそれをサイドウォール部の補強ゴム層に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】
スター型溶液重合ブタジエンゴムを１０〜５０重量％含むゴム成分１００重量部に対して、
チッ素吸着比表面積が３０〜１００ｍ2／ｇおよび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、ならびに
加硫剤を２重量部以上含有するタイヤ用ゴム組成物であって、
該溶液重合ブタジエンゴムのビニル結合量が５〜２０重量％、四塩化スズによるカップリング率が２５％以上、および分子量分布が１．２〜３であるタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
さらに、カオリナイト、セリサイト、フロゴバイト、およびマスコバイトからなる群から選ばれる１種以上の雲母類を含有する請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
請求項１または２記載のタイヤ用ゴム組成物をサイドウォール部の補強ゴム層に用いた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サイドウォール部の補強ゴム層に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補強用ゴム層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、補強用ゴム層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変形および発熱を抑える手段として、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で加硫密度を上昇される方法があげられる。（特許文献１参照）。しかし、ゴムの伸びが低下し、破壊強度が低下してしまう。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１５５１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、低発熱性および高強度を両立し、ランフラットタイヤの耐久性を改善しうるタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いて得られ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】
【０００８】
本発明は、スター型溶液重合ブタジエンゴムを１０〜５０重量％含むゴム成分１００重量部に対して、チッ素吸着比表面積が３０〜１００ｍ2／ｇおよび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、ならびに
加硫剤を２重量部以上含有するタイヤ用ゴム組成物であって、該溶液重合ブタジエンゴムのビニル結合量が５〜２０重量％、四塩化スズによるカップリング率が２５％以上、および分子量分布が１．２〜３であるタイヤ用ゴム組成物に関する。
【０００９】
前記ゴム組成物には、さらに、カオリナイト、セリサイト、フロゴバイト、およびマスコバイトからなる群から選ばれる１種以上の雲母類を含有することが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、タイヤ用ゴム組成物をサイドウォール部の補強ゴム層に用いたランフラットタイヤに関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、タイヤ用ゴム組成物に、四塩化スズによりカップリングしたスター型溶液重合ブタジエンゴム、特定のカーボンブラックおよび加硫剤を配合することにより、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ウォール部の補強用ゴム層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】
【００１２】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分、カーボンブラックおよび加硫剤からなる。
【００１３】
ゴム成分は、スター型溶液重合ブタジエンゴムを含有する。ここでスター型溶液重合ブタジエンゴムとは、その重合後に四塩化スズなどを用いてカップリングされることにより、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が二山形状を有するものをいう。
【００１４】
スター型溶液重合ブタジエンゴムのビニル結合量は５〜２０重量％である。ビニル結合量が５重量％未満では、ゴム組成物の製造が困難である。また、ビニル結合量が２０重量％をこえると、ランフラット耐久性が低下する。
【００１５】
スター型溶液重合ブタジエンゴムは、四塩化スズによりカップリングされており、そのカップリング率は２５％以上、好ましくは３０％以上である。カップリング率が２５％未満では、貯蔵安定性能が低下し、フローしやすくなる。また、カップリング率は、６０％以下であることが好ましい。カップリング率が６０％をこえると、ポリマーの粘度が上昇し、ゴム組成物の製造が困難になる傾向がある。
【００１６】
スター型溶液重合ブタジエンゴムの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、１．２以上、好ましくは１．５以上である。Ｍｗ／Ｍｎが１．２未満では、ゴム組成物の製造における加工性が低下する。また、Ｍｗ／Ｍｎは３以下、好ましくは２．５以下である。Ｍｗ／Ｍｎが３をこえると、発熱が大きくなり、ランフラット耐久性が低下する。
【００１７】
ゴム成分中におけるスター型溶液重合ブタジエンゴムの含有量は１０重量％以上であり、好ましくは１５重量％以上である。含有量が１０重量％未満では、スター型溶液重合ブタジエンゴムを配合することで得られる効果が充分に得られず、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。また、含有量は、５０重量％以下、好ましくは４０重量％以下である。含有量が５０重量％をこえると、破断強度が低下し、ランフラット耐久性が低下する。
【００１８】
ゴム成分としては、スター型溶液重合ブタジエンゴムのほかに、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のジエン系合成ゴムがあげられる。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が、特に低発熱性を示す点で、スター型溶液重合ブタジエンゴムとともにＮＲおよびＢＲを組み合わせて用いることが好ましい。
【００１９】
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、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、Ｎ2ＳＡは１００ｍ2／ｇ以下、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。
【００２０】
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、充分に補強性を得ることが困難になる。
【００２１】
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００重量部に対して１０重量部以上、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。含有量が１０重量部未満では、充分なゴム組成物の強度が得られない。また、カーボンブラックの含有量は１００重量部以下、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。含有量が１００重量部をこえると、ゴム組成物の製造において、ゴムの混練りや押出しが困難になる。
【００２２】
本発明に用いられる加硫剤としては、硫黄および硫黄化合物があげられ、なかでも硫黄の表面析出を抑える点から、不溶性硫黄を加硫剤として用いることが好ましい。
【００２３】
前記不溶性硫黄の平均分子量は、１００００以上であることが好ましく、１０００００以上であることがより好ましい。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る。また、不溶性硫黄の平均分子量は、５０００００以下であることが好ましく、３０００００以下であることがより好ましい。平均分子量が５０００００をこえると、ゴム中での分散性が低下する傾向がある。
【００２４】
加硫剤の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して２重量部以上である。含有量が２重量部未満では、得られたゴム組成物の硬度が充分に得られない。また、加硫剤の含有量は１２重量部以下であることが好ましく、８重量部以下であることがより好ましく、６重量部以下であることがさらに好ましい。含有量が１２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。
【００２５】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、さらに、カオリナイト、セリサイト、フロゴバイト、およびマスコバイトからなる群から選ばれる１種以上の雲母類を含有することが好ましい。なかでも、特に硬度および破壊強度のバランスの点で、雲母類としてセリサイトを用いることが好ましい。
【００２６】
前記雲母類のアスペクト比（厚さに対する最大径の比）は、３以上であることが好ましく、５以上であることがより好ましく、１０以上であることがさらに好ましい。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傾向がある。また、雲母類のアスペクト比は、３０以下であることが好ましく、２０以下であることがより好ましい。アスペクト比が３０をこえると、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、雲母類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。
【００２７】
前記雲母類の平均粒子径は、２μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であることがより好ましく、１０μｍ以上であることがさらに好ましい。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、雲母類の平均粒子径は、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、雲母類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、雲母類の長径の平均値をいう。
【００２８】
雲母類の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して５重量部以上であることが好ましく、１０重量部以上であることがより好ましい。含有量が５重量部未満では、雲母類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傾向がある。また、雲母類の含有量は１２０重量部以下であることが好ましく、８０重量部以下であることがより好ましい。含有量が１２０重量部をこえると、ゴムへの分散が困難になるうえ、発熱しやすくなる傾向がある。
【００２９】
さらに、本発明のタイヤ用ゴム組成物には、前記雲母類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。
【００３０】
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。
【００３１】
前記シランカップリング剤の配合量は、前記雲母類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り効果が充分に得られない。また、該配合量は、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。
【００３２】
さらに、本発明のタイヤ用ゴム組成物は、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
本発明のタイヤ用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。
【００３６】
本発明のタイヤ用ゴム組成物の破断強度（ＴB）は、１０ＭＰａ以上であることが好ましく、１２ＭＰａ以上であることがより好ましい。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補強ゴム層が破壊され、ランフラット性能が著しく不足する傾向がある。
【００３７】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ランフラットタイヤの補強用ゴム層として用いられる。ここで補強用ゴム層とは、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補強用ゴム層が存在することで、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】
【００３８】
以下に実施例にもとづいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３９】
実施例および比較例において用いた各種薬品を以下に示す。
ＮＲ：ＲＳＳ＃３
ＢＲ１：宇部興産（株）製のＶＣＲ４１２
ＢＲ２：日本ゼオン（株）製のＢＲ１２５０Ｈ（四塩化スズによるカップリング率３０〜４０％、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）１．６〜１．７、ビニル結合量１７重量％、Ｌｏｗ−Ｃｉｓタイプ）
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）
【００４０】
実施例１〜２および比較例１〜２
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。
【００４１】
サイドウォールの内側の補強ゴム層として、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。
【００４２】
＜破断強度（ＴB）＞
ランフラット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。
【００４３】
＜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にて損失弾性率（Ｅ”）、複素弾性率（Ｅ＊）を測定し、Ｅ”／（Ｅ＊）2をもとめた。
【００４４】
＜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。
【００４５】
各評価結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
2005263893.tif 000002