(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビ−ド部と、該ビード部にトロイド状をなして連なるカーカスと、該カーカスのクラウン部の外側に位置するベルト層とトレッド部と、トレッド部内にベルト最上層と距離をおいて埋設されたカットプロテクターとを配設したタイヤにおいて、
タイヤ内部部材を構成するゴム組成物が、ゴム成分が、（Ａ）スチレン−ブタジエン共重合体ゴム１０〜３０重量部と、（Ｂ）天然ゴム９０〜７０重量部とからなるゴム組成物であって、（Ａ）成分としての前記スチレン−ブタジエン共重合体ゴムが、スズ含有化合物によりカップリングされた溶液重合による共重合体ゴムであり、かつ該共重合体ゴムは結合スチレン量が４〜８重量％であり、残りのブタジエン部分におけるビニル結合の含有量が２５〜４０％であるゴム組成物からなることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
さらに、平均粒径２５〜３０ｎｍ、臭化セチルトリメチルアンモニウム比表面積６０〜８０ｍ2 ／ｇ、ジブチルフタレート吸収量９５〜１１０ミリリットル／１００ｇのカーボンブラックを、ゴム成分１００重量部に対して、３０〜５０重量部配合するゴム組成物からなることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記タイヤ内部部材ゴムが、カーカス，ベルト、ベルトインシュレーションゴム及びカットプロテクターの少なくとも一種のゴムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
高速高荷重で使用される車両用タイヤであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
航空機又はリニアモーターカー用のタイヤであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に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、ゴム組成物及び空気入りタイヤに関し、詳しくは、航空機やリニアモーターカーなどの高速高荷重で使用される車両用タイヤにおけるカーカス及びベルトのコーティングゴムなどタイヤ内部構成部材への使用に適したゴム組成物及びそれを適用した空気入りタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、高速高荷重用タイヤは、高内圧、高荷重、高速条件下で使用されるため、他の分野のタイヤに比べ高い耐久性能が要求される。特に、航空機用タイヤの着陸時にはタイヤにかかる負荷は大きい。また、リニアモーターカーにおいても高速浮上走行している車両が不測の事態により緊急着陸を余儀なくされる万一の場合にもタイヤにかかる負荷は大きい。このように、タイヤに高荷重が負荷されると、タイヤ内部での発生熱は著しく大きくなる結果、伝熱係数が小さいトレッドゴムは蓄熱を重ねて高温になり、特にクラウン部の各内部構成部材では接着剥離故障やブローアウトと呼ばれる加硫戻りによるゴム破壊故障を生じる恐れがある。このため、従来より、航空機用タイヤやリニアモーターカー用タイヤのカーカスやベルトなどの内部構成部材用ゴムなどには、低発熱性で耐破壊特性の良好な天然ゴムが単独で用いられている。また航空機としては、飛行中上空での気温低下も考慮しなければならないが、天然ゴムはガラス転移温度が低く、その点でも有利である。
しかし、天然ゴムは、粘度が大きいために、有機繊維に所定の厚さのゴムを被覆する際には作業性（流動性）が劣り、このため、タイヤの生産性向上の点からは更なる改良が望まれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、低発熱性、耐破壊特性及び低温特性を天然ゴム並に維持しつつ加工性が改良されたゴム組成物及びそれを適用した空気入りタイヤを提供することを目的とするものである。
【０００４】
本発明者は、前記目的を達成するために鋭意検討した結果、タイヤに使用するゴム組成物のゴム成分として、天然ゴムと特定の性状を有するスチレン−ブタジエン共重合体ゴムとをブレンドしたものを用いることにより、上記目的を達成することを見出した。
すなわち、本発明の特徴は、一対のビ−ド部と、該ビード部にトロイド状をなして連なるカーカスと、該カーカスのクラウン部の外側に位置するベルト層とトレッド部と、トレッド部内にベルト最上層と距離をおいて埋設されたカットプロテクターとを配設したタイヤにおいて、タイヤ内部部材を構成するゴム組成物が、ゴム成分が、（Ａ）スチレン−ブタジエン共重合体ゴム１０〜３０重量部と、（Ｂ）天然ゴム９０〜７０重量部とからなるゴム組成物であって、（Ａ）成分としての前記スチレン−ブタジエン共重合体ゴムが、スズ含有化合物によりカップリングされた溶液重合による共重合体ゴムであり、かつ該共重合体ゴムは結合スチレン量が４〜８重量％であり、残りのブタジエン部分におけるビニル結合の含有量が２５〜４０％であるゴム組成物からなることを特徴とする空気入りタイヤを提供することにある。ここで、前記タイヤ内部部材は、カーカス，ベルト、ベルトインシュレーションゴム及びカットプロテクターの少なくとも一種であることが好ましい。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明のゴム組成物において、ゴム成分が１０〜３０重量部のスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）と、９０〜７０重量部の天然ゴムとからなるものを使用するのは、ＳＢＲが１０重量部未満では加工性、特に流動性の改善効果が小さすぎ、３０重量部を越えるとゴムの耐破壊特性が低下するためである。また、本発明の効果を損なわない範囲であれば他のゴム成分を含有することもできる。
本発明のゴム組成物において、前記ＳＢＲとして溶液重合した共重合体ゴムとしたのは、乳化重合したものに比べゴム組成物の低温特性及び加工性が優れるためである。
前記共重合体ゴムの結合スチレン量を４〜８重量％としたのは、４重量％未満だと加工性の改良効果が小さく、８重量％を越えるとガラス転移点が高くなるためである。
前記共重合体ゴムのブタジエン部分におけるビニル結合の含有量が２５〜４０％であるものとしたのは、２５％未満だと耐熱性の改良効果が小さく、４０％を越えるとガラス転移点が高くなりすぎるためである。
【０００６】
前記スチレン−ブタジエン共重合体ゴムは、スズ含有化合物によりカップリングされたものであることが好ましい。スズ含有化合物でカップリングすると、他のカップリング剤を使用したときに比べ、ゴム組成物の加工性が大幅に向上し、低発熱性が良好だからである。ここで、スズ含有化合物カップリングされたスチレン−ブタジエン共重合体ゴムは、特開昭６３−１７９９４９号公報など公知の方法により製造することができる。例えば、炭化水素溶媒中で有機リチウム触媒を用いてスチレンとブタジエンとの共重合体を得た後、該共重合体の活性末端をスズ含有化合物と反応させることにより製造される。
前記スズ含有化合物としては、例えば四塩化スズ，四臭化スズ等のハロゲン化スズ化合物；ジエチルジクロロスズ，ジブチルジクロロスズ，トリブチルスズクロライド，ジフェニルジクロロスズ，トリフェニルスズクロライド等のハロゲン化有機スズ化合物等が挙げられる。
また、本発明のゴム組成物においては、さらに、平均粒径２５〜３０ｎｍ、臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）比表面積６０〜８０ｍ2 ／ｇ、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸収量９５〜１１０ミリリットル／１００ｇのカーボンブラックを、ゴム成分１００重量部に対して、３０〜５０重量部配合することが好ましい。カーボンブラックの平均粒径が２５ｎｍ未満だと低発熱性及び加工性が十分でないことがあり、３０ｎｍを越えると耐破壊特性が十分ではないことがある。なお、ＣＴＡＢ比表面積，ＤＢＰ吸収量は、それぞれＡＳＴＭ  Ｄ３７６５，Ｄ２４１４に準拠して求められた値である。
本発明のゴム組成物には、補強性又は非補強性の充填剤、軟化剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤等、通常ゴム工業で使用される配合剤を適宜配合することができる。
【０００７】
次に、図１に本発明の実施の形態に係る航空機用ラジアルタイヤを示す。このタイヤは、その内方に供給された空気による内圧を保つカーカス６によって、圧力容器が形成されている。カーカス６は、馬蹄形状で工業用繊維（例えばナイロン、ポリエステル、アラミド等）、また、所望により鋼線コードを複数本並べ、ゴム組成物でこのコードを被覆して構成されている。
このタイヤは、カーカス６のコードの軸線方向が略タイヤの幅方向に沿っており、これらのコードがタイヤ周方向に並んだラジアル構造となっている。該カーカス６のクラウン部の外側に位置するベルト層３と、その外側のトレッド部と、トレッド部にベルト最上層と距離をおいて埋設されたカットプロテクター層１とが配設されている。カーカス６は、タイヤ側面部ではサイドウォール部を構成している。カーカス６の両端部は、タイヤ回転軸回りに配設されたビードコアにそれぞれ巻付けられて保持されている。
【０００８】
また、トレッド部には、ベルト層の最上層の踏面側から距離をおいて補強層としてのカットプロテクター１が埋設されている。カットプロテクター１は、アラミドコード等の工業繊維コードの編み上げ式とされ、これがゴム組成物によって被覆されており、地面との接地により傷ついたトレッド部の表面からのカットの進行を前記ベルト３まで伝達させないよう保護する役目を有している。さらに、ベルト端付近にはスペースゴム５が設けられると共に、第１スティフナー８の外側でカーカスプライ６とゴムチェーファー９との間には第２スティフナー７が設けられている。
本発明において、前記ゴム組成物は、カーカスコーティングゴム，ベルトコーティングゴム，カットプロテクター用被覆ゴム、及びベルト３とカーカスプライ６との間に配設されるベルトインシュレーションゴム４のいずれに適用することが好ましく、特にベルトインシュレーションゴムに適用することが好ましい。このようにして、耐久性に優れた空気入りタイヤを加工性よく効率的に製造することができる。
【０００９】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示して、本発明について具体的に説明するが、本発明はこれらによって制約されるものではない。
〔各種測定法〕
各種の試料の性能評価は下記の方法に従って行った。
【００１０】
（１）低発熱性（レジリエンス）
ブリティッシュ・スタンダード９０３：Ｐａｒｔ  Ａ８：１９６３に準じて行った反発弾性試験から、下記式により算出した。
低発熱性指数＝｛供試試験片の反発弾性率／天然ゴムのみの比較例１（コントロール）の試験片の反発弾性率｝×１００
低発熱性指数が大きいほど、発熱性の面で優れていること、すなわち発熱量が小さいことを示す。
（２）耐破壊特性
荷重１５９ｋｇ（３５０ＬＢ）、回転数２００ｒｐｍ、室温下において、動的剪断試験を実施し、試験片が疲労破壊するまでの時間を測り、これを耐破壊特性の指標とした。
評価は、比較例１（コントロール）を１００とする指数で表示し、指数が大きいほど耐破壊特性が良好であることを示す。
（３）加工性
ここで加工性とは、有機繊維に所定の厚さのゴム組成物を被覆する際の作業性のことであり、評価は被覆（インシュレーション時又はカレンダー時の）速度を、比較例１（コントロール）を１００とする指数で表示し、指数が大きいほど加工性が良好であることを示す。
【００１１】
比較例１〜５及び実施例１〜３、参考例
比較例１〜５及び実施例１〜３、参考例のゴム組成物中の各成分の配合比率、ＳＢＲ中の結合スチレン量及びブタジエン部分中のビニル結合の含有量、カップリング剤の種類を第１表に示す。なお、各比較例、実施例及び参考例で用いたカーボンブラックは、粒径２８ｎｍ，ＣＴＡＢ比表面積７０ｍ2 ／ｇ、ＤＢＰ吸収量１００ミリリットル／１００ｇであった。各比較例及び実施例のゴム組成物からゴム試験片を作製し、上記（１）〜（３）の物性を評価した。それらの結果を第１表に示す。
【００１２】
【表１】
0004426047.tif 000002
【００１３】
【表２】
0004426047.tif 000003
【００１４】
第１表に示したように、比較例１は、コントロールとして、天然ゴムのみからなるゴム組成物である。比較例２〜５は結合スチレン量が４〜８重量％の範囲外でカップリング剤を使用しない例、比較例３はさらにブタジエン部分中のビニル結合の含有量が４０％超の例であり、いずれも加工性は向上するものの低発熱性及び耐破壊特性が悪化してしまう。これに対し、本発明の構成要件を全て満たす実施例１〜３は、低発熱性及び耐破壊特性が比較例１より向上しながら、加工性も改善されている。特に、カップリング剤として四塩化スズを使用した実施例１〜３は、加工性の向上が著しい。
【００１５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明のゴム組成物は、低発熱性、耐破壊特性及び低温特性を天然ゴム並又はそれ以上に維持しつつ加工性が改良されている。このゴム組成物は、高速度高荷重で使用される車両用タイヤのカーカス，ベルト，ベルトインシュレーションゴム及びカットプロテクターなどのゴム組成物として有用であり、例えば航空機やリニアモーターカー用等の空気入りタイヤに好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の空気入りタイヤの一例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１：カットプロテクター
２：クッションゴム
３：ベルト
４：ベルトインシュレーションゴム
５：スペースゴム
６：カーカスプライ
７：第２スティフナー
８：第１スティフナー
９：ゴムチェーファー
【図１】
0004426047.tif 000004