(57)【要約】【課題】本発明の目的は、耐久性能の向上と優れた加工性とを両立させたブレーカーバンド用ゴム組成物を提供することにある。【解決手段】本発明のブレーカーバンド用ゴム組成物は、ゴム成分１００質量部に対して、紙繊維を０．５質量部以上５０質量部以下配合してなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム成分１００質量部に対して、紙繊維を０．５質量部以上５０質量部以下配合してなるブレーカーバンド用ゴム組成物。
【請求項２】
前記紙繊維に対して、カーボンブラックを１００質量％以上６００質量％以下配合してなる請求項１記載のブレーカーバンド用ゴム組成物。
【請求項３】
前記紙繊維は、平均長さＬが１０μｍ以上であり、かつ平均長さＬと平均径Ｄの比Ｌ／Ｄが１０以上である請求項１または２記載のブレーカーバンド用ゴム組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載されたブレーカーバンド用ゴム組成物を用いて得られるブレーカーバンドを備えた空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤの製造に用いられるブレーカーバンド用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の性能向上に伴い、タイヤに対する耐久性能の向上が要求されている。この要求に応える試みの一つとしてブレーカーの動きを抑制することが挙げられ、その手法としてブレーカーバンドの剛性を向上させたり、ブレーカーエッジカバリングを採用することが行われている。
【０００３】
ブレーカーバンドの剛性を向上させるためには、ゴム組成物に配合されるカーボンブラックの配合量を増加させることが考えられるが、カーボンブラックの配合量を増加させるとムーニー粘度が上昇し加工性を悪化させるという問題があった。また、ブレーカーエッジカバリングの採用は、加工性を悪化させるという問題は存さないものの、コストの上昇を招き経済的に不利であるという問題があった。
【０００４】
一方、タイヤ用のゴム組成物に紙繊維を配合し、低コストと補強性能とを両立させることが試みられているが（特許文献１〜４）、ブレーカーバンドの剛性を向上させるという特殊用途にこのような配合処方が利用できるとは考えられていなかった。
【特許文献１】特開２００７−１１２８３４号公報
【特許文献２】特開２００６−３０６９５５号公報
【特許文献３】特開２００６−１１１７１５号公報
【特許文献４】特開２００２−０３７９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述のような現状に鑑みなされたものであってその目的とするところは、耐久性能の向上と優れた加工性とを両立させたブレーカーバンド用ゴム組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のブレーカーバンド用ゴム組成物は、ゴム成分１００質量部に対して、紙繊維を０．５質量部以上５０質量部以下配合してなることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のブレーカーバンド用ゴム組成物は、上記紙繊維に対して、カーボンブラックを１００質量％以上６００質量％以下配合してなることが好ましく、上記紙繊維は、平均長さＬが１０μｍ以上であり、かつ平均長さＬと平均径Ｄの比Ｌ／Ｄが１０以上であることが好ましい。
【０００８】
また、本発明は、上記のブレーカーバンド用ゴム組成物を用いて得られるブレーカーバンドを備えた空気入りタイヤにも関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のブレーカーバンド用ゴム組成物は、耐久性能の向上と優れた加工性とを両立させたことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
＜ブレーカーバンド用ゴム組成物＞
本発明のブレーカーバンド用ゴム組成物は、タイヤのブレーカーバンドを構成するために用いられるものであり、ゴム成分と紙繊維とを少なくとも含むものである。
【００１１】
なお、本発明でいうブレーカーバンドとは、カーカス上に配置されたブレーカーを保持するべく、ブレーカー上に形成されるものであって、図１に示すようにブレーカー８のタイヤ側面方向の端部上に形成されるものである。しかし、このようなブレーカーバンドは、ブレーカーの端部のみに限らず、ブレーカーの全面を覆うようにして形成されていても良い。
【００１２】
＜ゴム成分＞
本発明のブレーカーバンド用ゴム組成物において使用されるゴム成分としては、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられ、これらのうち１種類または２種類以上を含むことが好適である。なお、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）とは、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）に第三ジエン成分を含むものである。ここで第三ジエン成分としては、たとえば炭素数５〜２０の非共役ジエンが挙げられ、１，４−ペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、１，５−ヘキサジエン、２，５−ジメチル−１，５−ヘキサジエンおよび１，４−オクタジエンや、１，４−シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエンなどの環状ジエン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、５−ブチリデン−２−ノルボルネン、２−メタリル−５−ノルボルネンおよび２−イソプロペニル−５−ノルボルネンなどのアルケニルノルボルネン等が好ましく例示できる。
【００１３】
＜紙繊維＞
本発明のブレーカーバンド用ゴム組成物に含まれる紙繊維は、紙を粉砕等により短繊維化したものを指す。このような紙繊維を配合することにより、当該ゴム組成物の剛性を向上させることができ、タイヤの耐久性能を飛躍的に向上させることができる。また、その配合量を特定の範囲内に制御することにより、良好な加工性を得ることができる。しかも、紙繊維は安価であるため、該紙繊維を配合することにより低コスト化が可能である。
【００１４】
本発明においてこのような紙繊維は、ゴム成分１００質量部に対して、０．５質量部以上５０質量部以下配合される。より好ましくは、その上限が４５質量部、さらに好ましくは４０質量部であり、その下限が５質量部、さらに好ましくは１０質量部である。紙繊維の配合量が、０．５質量部未満では耐久性能を十分に向上させることができず、５０質量部を超えると加工性を悪化させる。
【００１５】
＜紙繊維の調製＞
本発明において配合される紙繊維は、クラフトパルプ、セミケミカルパルプ、機械パルプ等のパルプ化法で得られるパルプ、ケナフ、バガス、竹、コットン、海藻等を由来とする非木材パルプ、使用済コピー用紙、古新聞紙、古段ボール紙等の古紙を脱墨して得られる古紙パルプ、等から得られる原料紙の１種または２種以上の混合物を用いて調製されることができるが、たとえばクラフト紙粉砕品等の物理的強度が比較的大きい紙繊維が好ましく用いられる。クラフト紙とは、クラフトパルプ（ＫＰ）を抄紙して得られる紙の全般を指し、未晒クラフト紙および晒クラフト紙を含む。クラフトパルプは、化学パルプに分類されるものの主流であり、一般に比較的長い繊維長を有することから、クラフト紙は強度に優れる紙として包装用途等に広く使用される。クラフトパルプとしては針葉樹クラフトパルプ、広葉樹クラフトパルプのいずれも使用できるが、針葉樹クラフトパルプは繊維長が比較的長いため好ましい。
【００１６】
クラフトパルプは、一般に以下のような方法で製造される。まず原料となるチップの不純物を除去するとともに、厚みや長さ等を一定範囲内に均一化する。次にチップを苛性ソーダ、硫化ソーダ等の薬品で、たとえば１５０〜１６０℃程度の高温で蒸煮し、チップ中の主にリグニンを溶出させ、パルプ化する。溶出リグニンおよび薬品をパルプと分離するための洗浄工程を経た後、該パルプをたとえば酸素およびアルカリで処理すること等により、パルプ中の残存リグニンをさらに溶出させる。最後に異物除去、洗浄を行ない、未晒クラフトパルプを得ることができる。未晒クラフトパルプはさらに漂白工程を経ることによって晒クラフトパルプとされることができる。未晒クラフトパルプを抄紙することにより未晒クラフト紙、晒クラフトパルプを抄紙することにより晒クラフト紙をそれぞれ製造することができる。
【００１７】
＜紙繊維の性状＞
本発明において配合される紙繊維は、平均長さＬが１０μｍ以上であり、かつ平均長さＬと平均径Ｄの比Ｌ／Ｄが１０以上であることが好ましい。
【００１８】
ここで、紙繊維の平均長さＬは、さらに５０〜１０００μｍの範囲内であることが好ましい。該平均長さＬが１０μｍ以上である場合、ゴム組成物の補強効果が良好である。また該平均長さＬが１０００μｍ以下である場合、ゴム組成物中における紙繊維の分散不良やゴム組成物の物性の不均一が良好に防止される。
【００１９】
また紙繊維の平均径Ｄは、たとえば０．０５〜８００μｍの範囲内、さらに１〜４００μｍの範囲内、さらに１０〜２００μｍの範囲内とされることが好ましい。該平均径Ｄが０．０５μｍ以上である場合、ゴム組成物の補強効果が良好であり、また８００μｍ以下である場合、ゴム組成物中における紙繊維の分散不良やゴム組成物の物性の不均一が良好に防止される。
【００２０】
そして、本発明においては、該平均長さＬと該平均径Ｄとの比Ｌ／Ｄが１０以上、さらに２０〜２０００の範囲内であることが好ましい。上記の比Ｌ／Ｄが１０以上である場合、ゴム組成物の補強効果が良好であり、２０００以下である場合、ゴム組成物中における紙繊維の分散不良やゴム組成物の物性の不均一が良好に防止される。
【００２１】
なお、本発明における紙繊維の平均長さＬおよび平均径Ｄは、たとえば走査型電子顕微鏡を用いて撮影された画像から画像解析によって測定される値より算出する方法で評価される。
【００２２】
＜カーボンブラック＞
本発明のブレーカーバンド用ゴム組成物は、上記紙繊維に対して、カーボンブラックを１００質量％以上６００質量％以下配合してなることが好ましい。これにより、加工性を良好としたまま、さらに耐久性能を向上させることができる。このようなカーボンブラックの配合量は、より好ましくは、上記紙繊維に対してその上限が５８０質量％、さらに好ましくは５７０質量％であり、その下限が１１０質量％、さらに好ましくは１２０質量％である。
【００２３】
上記配合量が、１００質量％未満の場合、耐久性能の向上をほとんど期待することができず、６００質量％を超えると加工性を低下させる場合がある。
【００２４】
このようなカーボンブラックとしては、たとえばＢＥＴ比表面積が７０ｍ2／ｇ以上１００ｍ2／ｇ以下、より好ましくは８０ｍ2／ｇ以上９０ｍ2／ｇ以下程度のものを用いることが好ましい。
【００２５】
＜その他の成分＞
本発明のブレーカーバンド用ゴム組成物は、上記の各成分以外に他の成分を含んでいても差し支えない。このような他の成分としては、たとえば白色充填剤、シランカップリング剤、加硫剤（硫黄）、加硫促進剤、加硫助剤、架橋剤、架橋促進剤、老化防止剤、充填剤、ワックス、オイル、軟化剤、可塑剤、カップリング剤等、タイヤ用または一般のゴム組成物用に配合される従来公知の各種配合剤または添加剤を本発明の上記効果が示される範囲内の任意の配合量で配合することができる。
【００２６】
＜空気入りタイヤ＞
本発明の空気入りタイヤは、上記ブレーカーバンド用ゴム組成物を用いて得られるブレーカーバンドを備えたものである。すなわち、本発明の空気入りタイヤは、このようなブレーカーバンドを備える限り、従来公知のいかなる構造を有する空気入りタイヤをも含むものである。
【００２７】
このような空気入りタイヤ１は、たとえば図１に示されるように、トレッド部２と、そのトレッド部２からタイヤ半径方向内方に延びるサイドウォール部３と、各サイドウォール部３の内方端に位置するビード部４とを備える構造を有するのが一般的である。そして、それらのビード部４間にはカーカス７が架け渡されるとともに、このカーカス７の外側かつトレッド部２の内側にはタガ効果を有してトレッド部２を補強するブレーカー８が配され、そのブレーカー８上にブレーカーバンド９が配される。そして、このブレーカーバンド９は、上述の通り、図１に示されるようにブレーカー８のタイヤ側面方向の端部上に形成されるものであっても良いし、図示しないがブレーカー８の端部のみに限らず、ブレーカー８の全面を覆うようにして形成されていても良い。
【００２８】
なお、上記カーカス７は、カーカスコードをタイヤ赤道ＣＯに対して、たとえば７０〜９０°の角度で配列する１枚以上のカーカスプライから形成され、このカーカスプライは、上記トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５の廻りをタイヤ軸方向の内側から外側に折返されて係止される。
【００２９】
上記ブレーカー８は、ベルトコードをタイヤ赤道に対して、たとえば４０°以下の角度で配列した２枚以上のベルトプライからなり、各ベルトコードがプライ間で交差するよう向きを違えて重置している。またビード部４には、上記ビードコア５から半径方向外方に延びるビードエイペックスゴム６が配される。
【００３０】
本発明のブレーカーバンド用ゴム組成物は、上記ブレーカーバンド９に使用されるものである。
【００３１】
本発明の空気入りタイヤは、上記本発明のブレーカーバンド用ゴム組成物を用いて、従来公知の方法により極めて良好な加工性で製造される。すなわち、上記構成のブレーカーバンド用ゴム組成物を混練りし、未加硫の段階でタイヤのブレーカーバンドの形状に合わせて押出し加工し、タイヤの他の部材とともに、タイヤ成形機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより、本発明の空気入りタイヤを極めて加工性良く得ることができる。
【００３２】
本発明の空気入りタイヤは、このようなブレーカーバンド用ゴム組成物を用いて得られるブレーカーバンドを備えることにより、耐久性能が飛躍的に向上したものである。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３４】
＜実施例１〜６および比較例１〜３＞
＜ブレーカーバンド用ゴム組成物の作製＞
表１に示す配合処方に従い、神戸製鋼所（株）製１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて、硫黄、加硫促進剤を除く配合成分を充填率が５８％になるように充填し、回転数８０ｒｐｍで１５０℃で５分間混練りした。ついで、得られた混練り物に硫黄、加硫促進剤を表１に示す配合量で加えた後、２軸オープンロールを用いて、８０℃で５分間混練りし、実施例１〜６および比較例１〜３の混練り状態のブレーカーバンド用ゴム組成物を得た。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１中、実施例および比較例で使用した各種配合成分の詳細は以下のとおりである。
（１）ＮＲ：天然ゴム（テックビーハング社製の「ＫＲ７」）。
（２）ＳＢＲ：スチレン−ブタジエンゴム（ＺＥＯＮ社製の「ＳＢＲ１５０２」）。なお、これらのＮＲとＳＢＲとがゴム成分である。
（３）紙繊維：クラフト紙粉砕品として三共精粉社製の「ミルファイブ１００」（平均長さＬ：１０μｍ、Ｌ／Ｄ：１００）。
（４）カーボンブラック：ＢＥＴ比表面積が８４ｍ2／ｇの三菱化学社製の「Ｎ３２６」。
（５）オイル：プロセスオイルとして出光興産社製の「ダイアナプロセスＡＨ４０」。
（６）老化防止剤：精工化学社製の「オゾノン６Ｃ」。
（７）ステアリン酸：日本油脂社製の「桐」。加硫助剤として作用する。
（８）酸化亜鉛：東邦亜鉛社製の「銀嶺Ｒ」。加硫助剤として作用する。
（９）ステアリン酸コバルト：大日本インキ化学工業社製のステアリン酸コバルト（コバルト元素１０％含有）。加硫助剤として作用する。
（１０）硫黄：鶴見化学社製の粉末硫黄。
（１１）加硫促進剤：大内新興化学工業社製の「ノクセラーＣＺ」。
【００３７】
＜空気入りタイヤの作製＞
上記で得られた各ブレーカーバンド用ゴム組成物を用いて各ゴムシート（厚み：１ｍｍ）を作製後、これを他の部材とともに張り合わせ、１５０℃で３５分間、２５ｋｇｆでプレス加硫することにより、実施例１〜６および比較例１〜３の空気入りタイヤ（サイズ：１９５／６５Ｒ１５）を作製した。
【００３８】
このような空気入りタイヤは、図１に示したような構造を有しており、その詳細は以下の通りである。
【００３９】
＜空気入りタイヤの構造＞
カーカス：材料  ポリエステル（１５００デニール）
構成  １５００デニール／２（１６７０ｄｔｅｘ／２）
エンズ  ５０コード／５０ｍｍ
ブレーカー：材料  スチールコード、
構造  １×４×０．２７、エンズ  ４０コード／５０ｍｍ
角度  ２２°×２２°
＜性能評価＞
以下の性能評価試験を行なった。その結果を表１に示す。
【００４０】
＜弾性率試験＞
上記で得られた各ブレーカーバンド用ゴム組成物を用いて短冊状試料（幅４ｍｍ×長さ３０ｍｍ×厚み１．５ｍｍ）を作製し（加硫条件：１７０℃、１２分）、この試料を用いて岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターにより、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、動歪±２％の条件で損失正接ｔａｎδを測定した。評価結果は、比較例１の弾性率を「１００」とする指数で示し、この指数が大きくなる程硬度が大きくなることを示す。
【００４１】
＜ムーニー粘度＞
上記で得られた空気入りタイヤのブレーカーバンドから試験片（幅４０ｍｍ×長さ４０ｍｍ×厚み４ｍｍ）を切り取り、ムーニー粘度計（島津製作所製）を用いて１３０℃にてムーニー粘度を測定した。評価結果は、比較例１のムーニー粘度を「１００」とする指数で示し、この指数が大きくなる程加工性が良好であることを示す。
【００４２】
＜連続高速走行試験＞
上記で得られた空気入りタイヤを用いて、内圧２００ｋＰａおよび荷重８．７９ｋＮの条件下、走行速度１７０ｋｍ／ｈで連続走行状態とし、損傷するまでの走行距離を測定した。評価結果は、３００００ｋｍ走行しても損傷しなかったもの（すなわち耐久性能に優れるもの）を「Ａ」とし、３００００ｋｍまでに損傷したもの（すなわち耐久性能に劣るもの）を「Ｂ」とした。
【００４３】
＜評価結果＞
表１の結果より明らかなように、本発明の実施例の空気入りタイヤは、紙繊維の配合量を増加させるに従って（実施例１〜３）、また紙繊維に対するカーボンブラックの配合量を増加させるに従って（実施例２、４〜６）、加工性を良好なレベルに維持したまま弾性率（硬度）が適度に高くなり耐久性能が向上した。すなわち、本発明の実施例の空気入りタイヤは、耐久性能の向上と優れた加工性とを両立させたものであることが確認された。
【００４４】
これに対して、比較例１の空気入りタイヤは、ある程度の耐久性能と加工性を両立していたが、紙繊維が配合されていないことから実施例のものに比し硬度が劣り、このため耐久性能も劣ることが予想される。また、比較例２の空気入りタイヤは、紙繊維の配合量が本発明の範囲を超えることから、硬度が高くなりすぎ、このため脆性が悪化することから耐久性能が不良であった。また、カーボンブラックの配合量を増加させた比較例３は、ある程度の耐久性能の向上は達成されるものの加工性が大幅に不良となり、耐久性能と加工性とを両立させることはできなかった。
【００４５】
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【００４６】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  空気入りタイヤ、２  トレッド部、３  サイドウォール部、４  ビード部、５  ビードコア、６  ビードエイペックスゴム、７  カーカス、８  ブレーカー、９  ブレーカーバンド。
【図１】
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