JP2000247106A - 再生ゴムを含むゴムサイドウォールを有するタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 再生ゴムを含むゴムブレンドのゴムサイドウ
ォールを有し、実用的に優れた性質を有するタイヤを提
供する。 【解決手段】 （ａ）約５から約５０重量部の、個々の
粒径が４２０ミクロン以下である再生ゴム、（ｂ）再生
ゴム１００重量部当たり０．１から５重量部の３，３'-
テトラチオジプロピオン酸、および（ｃ）１００重量部
の、天然ゴム、合成シス１，４‐ポリイソプレンゴム、
シス１，４‐ポリブタジエンゴム、スチレン／ブタジエ
ン共重合体ゴム、スチレン／イソプレン／ブタジエン三
元共重合体ゴム、ＥＰＤＭ、アクリロニトリル‐ブタジ
エンゴムおよび３，４‐ポリイソプレンゴムより成る群
から選ばれる少なくとも一種の追加のゴムを含んで成る
硫黄硬化ゴム組成物からのゴムゴムサイドウォールを有
する空気入りゴムタイヤを調製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴムサイドウォー
ル組成物を有する空気入りゴムタイヤに関する。更に具
体的には、本発明は再生ゴムを含むゴムブレンドのゴム
サイドウォールを有するタイヤに関する。

【０００２】

【従来技術】硬化ゴムを回収（reclaim)あるいは再生
（recycle)するのが好ましいことが多い。硬化ゴムは、
一般に、空気入りゴムタイヤ、工業用コンベヤーもしく
は送電ベルト、ホースおよび類似の製造物品の形状をし
ている。スクラップ空気入りゴムタイヤは、このような
硬化ゴムの特に大きい供給源である。

【０００３】この硬化ゴムは、通常、物理的破壊、粉
砕、化学的分解、脱加硫および／または凍結粉砕を含め
て様々な方法あるいはそれら方法の組み合わせにより解
体され、そして回収あるいは再生される。その硬化ゴム
がワイヤもしくは布帛状繊維強化材を含んでいる場合に
は、それらは磁力分離法、空気吸引法および／または空
気加圧浮上法を含めて様々な方法で除去されるのが普通
である。

【０００４】本明細書では、“再生物”（“recyle”）
と“再生ゴム”という用語は或る程度互換的に用いられ
るもので、そして後でより詳細に説明される硬化および
脱硬化ゴムの両方に関係する。脱硬化再生物もしくは再
生ゴム（回収ゴムと呼ばれることもよくある）は、硬化
されていて、そして粉砕され、続いて実質的にもしくは
部分的に脱硬化されたゴムであると理解することが重要
である。

【０００５】得られる粉砕再生ゴムは多少未硬化ゴムの
外観を有しているが、未硬化ゴムとは重要な差と性質を
有する重合体材料である。第１に、それは、未硬化ゴム
とも硬化ゴムとも異なる、様々な、そして多数の構成の
高分子単位の混合物からなるゴムである。

【０００６】第２に、この再生ゴムは普通の未硬化ゴム
とは異なり、大部分は知られていない重合体（一種また
は複数）、混練用配合成分、あるいは布帛繊維の細片お
よび類似物の複雑な混合物でもある。

【０００７】再生ゴムに硫黄と促進剤を添加し、次いで
それを再加硫した場合、得られる引張り強さおよび伸び
のような物理的性質は、それが由来する元の硬化ゴムの
対応する性質より劣っているのが普通である。また、し
ばしば、再生ゴムのベール（bales)もしくはスラブ（sl
abs)の露出した端はカールする傾向があることが観測さ
れるが、これは、恐らく、未硬化の混練ゴム中には普通
十分存在している分解防止剤の不足による酸化分解の結
果であると思われる。

【０００８】空気入りゴムタイヤには、通常、かなり曲
げられ、こすられるゴムサイドウォールが付いている。
ゴムタイヤのサイドウォールは、（ｉ）大気条件に因る
風化、（ii）運転条件下での間断ない曲げによる疲労亀
裂および（iii)こすられることによる摩耗の結果、元々
或る程度は老化している。

【０００９】風化作用によるサイドウォールの老化は、
例えば紫外線、オゾンおよび高湿度に曝される結果であ
る。このような影響を和らげるために、普通は分解防止
剤がサイドウォールゴムに混合される。このような目的
で、しばしば、ハロブチルゴムやＥＰＤＭのような不飽
和度の小さいゴムを、このサイドウォール用ゴムに添加
したり、または混合することもある。

【００１０】サイドウォールゴムの疲労亀裂は、通常、
そのタイヤが運転条件で荷重下において走行する場合の
タイヤサイドウォールの間断ない屈曲に因る。このよう
な亀裂は、先ず始まり、次いで時間と共に成長し、その
タイヤサイドウォールの中深くに侵入し、場合によって
は支持カーカスプライに達することさえある。タイヤの
サイドウォールに使用されるゴムに課せられる厳しい要
件、および再生ゴムの利用に関連する上述の好ましくな
い性質に因り、再生ゴムはサイドウォールに利用するに
は実用的でないと考えられれていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、再生
ゴムと少なくとも一種の追加のゴムを含む実用的なゴム
サイドウォール組成物を有する空気入りゴムタイヤを提
供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】サイドウォールの外層
が、（ａ）約５から約５０重量部の、個々の粒径が４２
０ミクロン以下である再生ゴム；（ｂ）再生ゴム１００
重量部当たり０．１から５重量部の３，３'-テトラチオ
ジプロピオン酸、および（ｃ）１００重量部の、天然お
よび／または合成シス１，４‐ポリイソプレンゴム、シ
ス１，４‐ポリブタジエンゴム、スチレン／ブタジエン
共重合体ゴム、スチレン／イソプレン／ブタジエン三元
共重合体ゴム、ＥＰＤＭ、アクリロニトリル‐ブタジエ
ンゴムおよび３，４‐ポリイソプレンゴムより成る群か
ら選ばれる少なくとも一種の追加のゴムを含んでなる硫
黄硬化ゴムの層組成物であるゴムサイドウォールを有す
る空気入りゴムタイヤが開示される。

【００１３】好ましい一つの態様での、ゴムサイドウォ
ールを有する空気入りゴムタイヤの外層は、１０から４
０重量部の再生ゴム、および再生ゴム１００重量部当た
り約０．３６から５重量部の３，３'-テトラチオジプロ
ピオン酸を含んでなる硫黄硬化ゴム組成物である。

【００１４】この再生ゴムは４２０ミクロン（４０メッ
シュ）以下の粒径であるべきである。これより大きい如
何なる粒子も、後続の未硬化ゴムとの混合には実用的で
ない。一般的にいえば、個々の粒径は２５０ミクロン
（６０メッシュ）以下、そして好ましくは、１７７ミク
ロン（８０メッシュ）未満であるべきである。好ましく
は、個々の粒径は２５０ミクロン（６０メッシュ）から
７４ミクロン（２００メッシュ）の範囲である。

【００１５】テトラチオジプロピオン酸の量は再生ゴム
の量に依存する。一般的にいえば、テトラチオジプロピ
オン酸の量は、再生ゴム１００重量部当たり約０．１０
から５重量部の範囲である。分散されるテトラチオジプ
ロピオン酸の添加水準は、０．３６から５．０ｐｈｒの
範囲であるのが好ましい。

【００１６】テトラチオジプロピオン酸は、そのまま純
粋な形で担体上に直接分散させて再生ゴムに添加しても
よいし、或いは溶媒中に懸濁あるいは溶解した後再生ゴ
ムもしくは担体に塗布し、次いで溶媒をストリッピング
で除去してもよい。このような溶媒の代表的な例は、ア
セトン、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、
ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、キシレン、ベン
ゼン、ジクロロエチレン、ジオキサン、ジイソプロピル
エーテル、テトラヒドロフランおよびトルエンである。
好ましくは、その溶媒はアセトンである。

【００１７】代表的な担体はカーボンブラックもしくは
シリカである。テトラチオジプロピオン酸が中あるいは
上に分散されている再生ゴムは、この明細書では互換的
に“処理再生ゴム”と呼ばれる。この処理再生ゴムは、
サイドウォールに使用するために追加のゴムと混合され
る。

【００１８】本発明の実施において、このサイドウォー
ル組成物は、シス１，４‐ポリイソプレンゴム、天然も
しくは合成３，４‐ポリイソプレンゴム、スチレン／ブ
タジエン共重合体ゴム、スチレン／イソプレン／ブタジ
エン三元共重合体ゴム、ＥＰＤＭ、ブチルゴム、ハロブ
チルゴムおよび１，４‐ポリブタジエンゴムから選ばれ
る少なくとも一種のゴムを含んでなる。好ましくは、そ
れは天然ゴムもしくはシス１，４‐ポリイソプレンゴム
とシス１，４‐ポリブタジエンゴムとの組み合わせを含
んでなる。

【００１９】この技術分野の習熟者には容易に理解され
るように、このサイドウォールのゴム組成物は、ゴム混
練技術分野で一般に知られている方法、即ち各種の硫黄
硬化性成分ゴムを、例えば硫黄、活性化剤、遅延剤のよ
うな硬化助剤、オイル、粘着性付与樹脂を含めて諸樹
脂、シリカおよび可塑剤のような加工助剤、充填材、顔
料、脂肪酸、酸化亜鉛、ワックス、酸化防止剤、オゾン
亀裂防止剤、素練り促進剤、および、例えばカーボンブ
ラックなどの強化用材料のような普通に用いられている
各種の添加材料と混合する方法によって混練される。こ
の技術分野の習熟者には知られているように、この硫黄
硬化される、および硫黄硬化した材料（ゴム）に予定さ
れる用途に応じて、前記の添加物を選び、それを普通常
用の量で使用する。

【００２０】カーボンブラックの標準的な添加量は、ジ
エンゴム１００重量部当たり約２０から８０重量部（ｐ
ｈｒ）、好ましくは３０から５０ｐｈｒである。粘着性
付与樹脂を使用する場合、その標準量は約０．５から約
１０ｐｈｒ、普通は約１から約５ｐｈｒである。加工助
剤の標準量は約１から約２０ｐｈｒである。このような
加工助剤に、例えば芳香族系、ナフテン系および／また
はパラフィン系プロセスオイルがある。シリカを使用す
る場合、約５から約２５ｐｈｒの量で、多くの場合はシ
リカ・カップリング剤と共に用いられる。代表的シリカ
は、例えば水和非晶質シリカである。酸化防止剤の標準
量は約１から約５ｐｈｒである。代表的酸化防止剤は、
例えばジフェニル‐ｐ‐フェニレンジアミン、および、
例えばヴァンデルビルトのゴムハンドブック（Vanderbi
lt Rubber Handbook）(1978)、344−346頁に記載されて
いるような他の酸化防止剤である。オゾン亀裂防止剤の
標準量は約１から約５ｐｈｒである。ステアリン酸も含
まれる脂肪酸を若し使用するなら、その標準量は約０．
５から約３ｐｈｒである。酸化亜鉛の標準量は約２から
約６ｐｈｒである。ワックスの標準量は約１から約５ｐ
ｈｒである。マイクロクリスタリンワックスがよく用い
られる。素練り促進剤の標準量は約０．１から約１ｐｈ
ｒである。代表的素練り促進剤は、例えばペンタクロロ
チオフェノールおよびジベンズアミドジフェニルジスル
フィドである。上記の添加剤の存在とそれらの相対量は
本発明の態様とは見なされず、本発明は、より一義的に
は、硫黄硬化性組成物としてのタイヤサイドウォール中
での、特定のブレンドのゴムを利用することを指向する
ものである。

【００２１】硬化は硫黄硬化剤の存在下で行われる。適
した硫黄硬化剤の例は、元素硫黄（フリー硫黄）、もし
くは硫黄供与性硬化剤、例えばアミンジスルフィド、高
分子ポリスルフィドおよび硫黄−オレフィン付加体であ
る。好ましい硫黄硬化剤は元素硫黄である。この技術分
野の習熟者には知られているように、硫黄硬化剤は約
０．５から約４ｐｈｒの範囲の量、好ましくは約０．５
から約２．２５の範囲の量で用いられる。

【００２２】硬化促進剤は、硬化に必要な時間および／
または温度を調節し、硬化物の性質を向上させるために
用いられる。一つの態様では、単一の促進剤系、即ち一
次促進剤が用いられる。普通、一次促進剤は約０．５か
ら約２．０ｐｈｒの範囲の量で用いられる。もう一つの
態様では、硬化を活性化し硬化物の性質を向上させるた
めに、二種またはそれ以上の促進剤の組み合わせが用い
られ、その内一次促進剤は一般により大量（０．５から
２ｐｈｒ）で用いられ、そして二次促進剤は一般により
少量（０．０５から０．５０ｐｈｒ）で用いられる。こ
れらの促進剤を組み合わせると、最終製品の性質に対し
相乗効果を与えることが知られており、そしていずれか
の促進剤を単独で用いた場合より幾分良い性質が期待さ
れる。さらに、標準の加工温度では影響されないで、常
用の硬化温度で満足な硬化ができる遅効型促進剤が用い
られることもある。本発明で使用するのに適したタイプ
の促進剤は、アミン類、ジスルフィド類、グアニジン
類、チオ尿素類、チアゾール類、チウラム類、スルフェ
ンアミド類、ジチオカルバメート類およびザンテート類
である。推奨される一次促進剤はスルフェンアミドであ
る。二次促進剤が用いられる場合、好ましい二次促進剤
はグアニジン、ジチオカルバメートまたはチウラムの各
化合物である。硫黄硬化剤および促進剤（一種または複
数）の存在よびそれらの相対量は、本発明の態様とは見
なされないもので、本発明は、より一義的には、タイヤ
サイドウォール中でゴムの特定のブレンドを利用するこ
と、特にそのサイドウォール中にトランス‐ポリブタジ
エンを含めることを指向するものである。

【００２３】しばしば、酸化亜鉛、脂肪酸、硫黄および
促進剤（一種または複数）の組み合わせが、総括的に硬
化剤と呼ばれる。しばしば、酸化防止剤、オゾン亀裂防
止剤およびワックスの組み合わせが、総括的に分解防止
剤と呼ばれる。

【００２４】このタイヤは、この技術分野での習熟者に
はすぐに分かるであろう種々の方法で組み立てられ、付
形され、成形され、そして硬化される。本発明で調製さ
れるタイヤは、通常、この技術分野の習熟者に知られて
いる方法で形を作り、硬化される。

【００２５】

【実施例】本発明は、以下の実施例を参照することによ
り、さらに良く理解されるであろう。実施例において、
特に断らない限りは、部およびパーセントは重量で示さ
れる。実施例１ 粉砕再生ゴムを使用すること、および粉砕再生ゴムをテ
トラチオジプロピオン酸と組み合わせて使用することの
重要性を比較し、対照するために、８種のゴム配合物を
調製した。各ゴム配合物は３５重量部の天然ゴムと６５
重量部のブーデン^R（Budene：登録商標）1207を含んで
いる。ブーデン^R1207は、グッドイヤー・タイヤ・アン
ド・ラバー社（The Goodyear Tire & Rubber Company)
から市販されているシス‐ポリブタジエンゴムである。
各ゴム配合物は、同じ常用量の加工オイル、素練り促進
剤、脂肪酸、分解防止剤、ワックス、酸化亜鉛、一次お
よび二次促進剤並びに硫黄を含んでいる。各配合物は、
表１に挙げられた追加の添加成分に差がある。これらゴ
ム配合物は、二工程のバンバリー^TMでの混合で調製され
た。部およびパーセントは、全て、特に断らない限りは
重量で与えられる。試料１‐４は対照試料で、試料５‐
８は本発明を代表するものである。

【００２６】硬化性を、温度１５０℃、１００サイクル
／分で操作されるモンサント式振動板レオメーターを用
いて測定した。振動板レオメーターの説明は、ロバート
オー．オーム（Robert O. Ohm）編、ヴァンデルビル
トのゴムハンドブック（Vanderbilt Rubber Handbook）
（コネチカット州（Conn.）、ノーウォーク（Norwal
k）、アール．テー．ヴァンデルビルト社（R. T. Vande
rbilt Company, Inc.）、１９９０年）、５５４−５５
７頁に見られる。この硬化メータ−とその硬化曲線から
読み取った標準化値の利用は、ASTM D‐2084 に明細に
説明されている。振動板レオメーターで得られた標準的
硬化曲線は、ヴァンデルビルトのゴムハンドブックの１
９９０年版の ５５５頁に示されている。

【００２７】このような振動板レオメータ−中で、混練
ゴム試料に一定振幅の振動せん断作用を加える。試験さ
れる配合ゴム中に埋め込まれた振動板の、硬化温度でロ
ーターを振動させるのに必要なトルクを測定した。この
硬化試験を用いて得られる値は、そのゴムでの変化また
は混練処方の変化を非常に容易に検出できるので、非常
に有用である。通常、速い硬化速度を有することが有益
なことは明白である。

【００２８】次の表１に、調製されたこれら配合ゴムで
得られた硬化曲線から測定された硬化性が報告されてい
る。これらの性質に含まれるのは、最少トルク、最大ト
ルク、最大トルクと最少トルクの差（デルタトルク)
、、最終トルクである。さらに、１７０℃で６分、そ
して１５０℃で１９．５分硬化させた場合の各試料の性
質が示される。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【００３１】¹：カーボンブラック上に１：１重量比で
分散させたテトラチオジプロピオン酸。² ：亀裂を有する表面の％で示した亀裂の大きさ。大き
さは０−１０スケールを基にし、０が最低である。Ｅは
端だけの場合である。

【００３２】添加水準の異なる再生ゴムを含み、そして
テトラスルフィドを含まない対照試料１から３は、再生
ゴムもテトラスルフィドも含まない対照試料４（全ての
試料は、ＡＴＳ硬化装置で１７０℃において６分間硬化
された）に比べて、再生ゴムの添加水準が増加すると、
硬化状態（デルタ・トルク）の方向性のある減小、引張
強さ、硬さおよび反発性の低下を示す。硬化状態、硬さ
および３００％モジュラス剛さなどの性質の低下は、実
用的に十分な耐久性を有しないタイヤを与えるであろ
う。また引張強さと反発性の低下も、許容できないステ
リシスとヒートビルドアップ（蓄熱性）を有するタイヤ
を生じさせるであろう。２０部の再生ゴムを含む対照試
料５および６は、同じ硬化条件下で、１あるいは２部の
担持テトラスルフィドが存在すると、硬化状態（デルタ
・トルク）、剛さ（３００％モジュラス）、引張強さ、
硬さおよび反発性の劇的な増加を示す。対照試料５およ
び６は、対照試料１、２および３に示されたような、対
照例４に比べて、失われた任意の性質を容易に維持し、
加えて増加した値を示している。より高水準の再生ゴム
を含む対照例７および８は、１部のテトラスルフィドで
は対照例４の諸性質を十分保持できないが、対照例８で
のように２部のテトラスルフィドを添加すると、再生ゴ
ムを含まない対照例４と実用上同じ値を与える。１５０
℃で、１９．５分のＡＴＳ硬化は、テトラスルフィドを
含む対照例５から８の全てで高いモジュラス（剛さ）を
与える。

【００３３】本発明を例示する目的で特定の代表的態様
とその細部を示したが、この技術分野の習熟者には、本
発明の精神または範囲から逸脱することなしに、その中
で様々な変更と修飾がなされ得ることが明らかであろ
う。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590002976 1144 Ｅａｓｔ Ｍａｒｋｅｔ Ｓｔｒｅ ｅｔ，Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ 44316− 0001，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ジョージ・フランク・バロー アメリカ合衆国オハイオ州44720，ノー ス・キャントン，ノース・ウエスト，ウィ ンターウッド・アベニュー 8200 (72)発明者 ポール・ハリー・サンドストロム アメリカ合衆国オハイオ州44278，トール マッジ，ミルトン・ドライブ 96 (72)発明者 レイモンド・ディーン・マククウェイト アメリカ合衆国オハイオ州44281，ワズワ ース，リバー・スティクス・ロード 9519 (72)発明者 バーナード・マシュー・ベズィラ，ジュニ アー アメリカ合衆国オハイオ州44224，ストウ, ホームサイト・ドライブ 1303

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴムサイドウォールを有する空気入りゴ
   ムタイヤにして、該サイドウォールの外層が、（ａ）約
   ５から約５０重量部の、個々の粒径が４２０ミクロン以
   下である再生ゴム、（ｂ）再生ゴム１００重量部当たり
   ０．１から５重量部の３，３'-テトラチオジプロピオン
   酸、および（ｃ）１００重量部の、天然ゴム、合成シス
   １，４‐ポリイソプレンゴム、シス１，４‐ポリブタジ
   エンゴム、スチレン／ブタジエン共重合体ゴム、スチレ
   ン／イソプレン／ブタジエン三元共重合体ゴム、ＥＰＤ
   Ｍ、アクリロニトリル‐ブタジエンゴムおよび３，４‐
   ポリイソプレンゴムより成る群から選ばれる少なくとも
   一種の追加のゴムを含んで成ることを特徴とする硫黄硬
   化ゴム組成物である、上記の空気入りゴムタイヤ。
2. 【請求項２】 ３，３'-テトラチオジプロピオン酸が溶
   媒に分散され、次いで、該分散に続く溶媒‐ストリッピ
   ングにより再生ゴム中に均一に分散されていることを特
   徴とする、請求項１に記載の空気入りゴムタイヤ。
3. 【請求項３】 溶媒がアセトン、クロロホルム、ジクロ
   ロメタン、四塩化炭素、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘ
   キサン、キシレン、ベンゼン、ジクロロエチレン、ジオ
   キサン、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン
   およびトルエンより成る群から選ばれることを特徴とす
   る、請求項２に記載の空気入りゴムタイヤ。