JP4988084B2

JP4988084B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4988084B2
Application number: JP2000239507A
Authority: JP
Inventors: 康久皆川
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2000-08-08
Filing date: 2000-08-08
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2020-08-08
Also published as: JP2002052903A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は耐候性、耐屈曲疲労性が改良され、さらに長期間使用しても変色しないサイドウォールゴムを有する空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タイヤのサイドウォールゴムは、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴムなどの二重結合の含有率の高いゴム（高不飽和ゴム）から構成されていた。しかしながら、これらの高不飽和ゴムは、主鎖に二重結合をもつため、耐オゾン性、耐熱性などが低く、長期間の保存および使用によりクラックが発生することがあった。そのため、これを防止する目的でアミン系の老化防止剤やワックスなどを配合していた。
【０００３】
しかしながら、これらのアミン系老化防止剤やワックスは長期間の保存や使用中にサイドウォールゴム表面にブルームして、サイドウォールゴム表面を変色させるなどの問題があった。
【０００４】
前記問題を解決する手段として、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）などの耐候性のよいゴムを用いることが提案されている（特公昭５２−１７６１号公報、特開昭５６−１１９３３号公報、特開平１−２９７３０７号公報、特開平８−２３１７７３号公報など）。しかしながらＥＰＤＭは、エチレンセグメントを有するため、タイヤの使用中に温度が１００℃近くまで上がったのちに、冷却されると、エチレンセグメントが結晶化を起こし、この結晶が起点となってクラックが発生するという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、耐候性および耐屈曲疲労性に優れ、かつ変色を起こさず、さらに結晶化に基づくクラックを起こさないサイドウォールゴムを有する空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
左右一対のビードコアと、前記ビードコアに両端を折り返して係止されるトロイド状カーカスと、前記カーカスのクラウン部に周方向外側に配置されるベルト層と、前記ベルト層の外側に配置されるトレッドと、前記カーカスの側部外側に配置されるサイドウォールゴムよりなる空気入りタイヤにおいて、前記サイドウォールゴムはカーカスに隣接する内層ゴムとその外側に配置される外層ゴムの２層構造とし、外層ゴムは、厚さが０．６〜２．０ｍｍであり、前記内層ゴムの厚さは、３〜８ｍｍであり、前記外層ゴムおよび前記内層ゴムの合計の厚さが５〜１０ｍｍであり、前記外層ゴムは、ゴム成分として天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴムおよびブタジエンゴムからなる群から選ばれた少なくとも１種のジエン系ゴム４０〜９０重量％と、炭素数が４〜７のイソモノオレフィンと、パラアルキルスチレンの共重合体をハロゲン化したゴム１０〜６０重量％を含むことを特徴とする前記空気入りタイヤ、
外層ゴムのジエン系ゴムが、天然ゴムまたはイソプレンゴムと、ブタジエンゴムとからなり、ブタジエンゴムの天然ゴムまたはイソプレンゴムに対する配合比率が重量比で１以上である前記の空気入りタイヤ
に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の構成を図１に基づいて説明する。
【０００８】
本発明の空気入りタイヤは、左右一対のビードコア１と、前記ビードコアに両端を折り返して係止されるトロイド状カーカス２と、前記カーカスのクラウン部８に周方向外側に配置されるベルト層３と、前記ベルト層の外側に配置されるトレッド４と、前記カーカスの側部外側に配置されるサイドウォールゴム５よりなる。
【０００９】
本発明のサイドウォールゴム５は、カーカス２に隣接する内層ゴム６とその外側に配置される外層ゴム７の二層構造からなる。
【００１０】
外層ゴムは、ゴム成分として、ジエン系ゴムおよび、炭素数が４〜７のイソモノオレフィンと、パラアルキルスチレンの共重合体をハロゲン化して得られるハロゲン化共重合体ゴムとを含む。
【００１１】
前記ジエン系ゴムの配合量は、４０〜９０重量％、好ましくは５０〜８０重量％、より好ましくは５５〜８０重量％である。前記ジエン系ゴムの配合量が４０重量％未満では内層ゴム６との接着力が大きく低下してしまうと同時に耐屈曲疲労性も低下することになり、９０重量％をこえると充分な耐候性が得られなくなる。
【００１２】
前記ジエン系ゴムは、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴムおよびブタジエンゴムからなる群より選ばれた少なくとも１種であり、低温特性の改善の点から天然ゴムまたはイソプレンゴムと、ブタジエンゴムとであることが好ましい。
【００１３】
前記ジエン系ゴムとして、天然ゴムとブタジエンゴムとを用いる場合、天然ゴムに対するブタジエンゴムの配合比率は、重量比で１以上であることが好ましく、より好ましくは１〜１．８、さらに好ましくは１〜１．５である。ブタジエンゴムの配合比率が１未満では耐屈曲疲労性がわるくなり、１．８をこえると強度が大きく低下することになる。
【００１４】
前記ジエン系ゴムとして、イソプレンゴムとブタジエンゴムとを用いる場合、イソプレンゴムに対するブタジエンゴムの配合比率は、重量比で１〜１．８であることが好ましく、１〜１．５であることが好ましい。
【００１５】
炭素数が４〜７のイソモノオレフィンと、パラアルキルスチレンの共重合体をハロゲン化して得られるハロゲン化共重合体ゴムの配合量は、１０〜６０重量％、好ましくは２０〜５０重量％、より好ましくは２０〜４５重量％である。前記ハロゲン化共重合体ゴムの配合量が１０重量％未満では充分な耐候性が得られず、６０重量％をこえると内層ゴム６との接着性が大きく低下すると同時に耐屈曲疲労性も低下する。
【００１６】
前記炭素数４〜７のイソモノオレフィンは、具体的には、たとえば、イソブチレン、２−メチル−１−ブテンなどである。
【００１７】
前記パラアルキルスチレンは、アルキル基の炭素数が１〜６のものが好ましい。
【００１８】
ハロゲン化は、たとえば、臭素、塩素などによって、一部または全ての水素が前記ハロゲンで置換されればよいが、前記ハロゲン化共重合体のハロゲン含有率は、０．１〜５重量％であることが好ましく、０．１〜２重量％であることがより好ましい。ハロゲンの含有率が０．１％未満では加硫度が低すぎて強度が低下する傾向があり、５％をこえると加硫度が高く、硬くなる傾向がある。
【００１９】
前記ハロゲン化共重合体中のパラアルキルスチレン単位の含有率は３〜２０重量％であることが好ましい。パラアルキルスチレン単位の含有率が３重量％未満では内層ゴムとの接着性が低くなる傾向があり、２０重量％をこえると硬度が高くなり引張特性がわるくなり、耐屈曲疲労性能が低下する傾向がある。
【００２０】
前記ハロゲン化共重合体は、重量平均分子量が３０万〜７０万であることが好ましく、ガラス転移温度が−６０〜−４０℃であることが好ましい。
【００２１】
外層ゴムは、たとえば、前記ゴム成分をバンバリーミキサー、ニーダーなどで混練りし、ロール、押し出し機などを用いてシート状とすることができる。
【００２２】
外層ゴムの厚さは０．６〜２ｍｍ、好ましくは０．７〜１．８ｍｍ、より好ましくは０．７〜１．５ｍｍである。外層ゴムの厚さが０．６ｍｍ未満ではクラックが生じ、２ｍｍをこえるとコストがあがる。
【００２３】
内層ゴムに用いられるゴムとしては、サイドウォール用ゴム組成物に一般に用いられている原料ゴムを、とくに限定なく使用することができる。前記ゴムとしては、たとえば、天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム、ｐ−メチルスチレン−イソブチレンゴムの臭素化物などがあげられる。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。
【００２４】
内層ゴムも、外層ゴムと同様の方法で前記ゴム成分を混練りし、シート状とすることができる。内層ゴムの厚さは、とくに制限はないが、好ましくは２〜８ｍｍ、より好ましくは２〜５ｍｍとすることができる。内層ゴムの厚さが２ｍｍ未満ではカーカスの保護的役割という機能が低くなる傾向があり、８ｍｍをこえるとタイヤの重量が重くなるだけである。
【００２５】
本発明の内層ゴムおよび外層ゴムは、前記ゴム成分のほかに、カーボンブラックなどの充填剤を含むことができる。カーボンブラックの配合量は、それぞれ、内層ゴム、外層ゴムに含まれるゴム成分１００重量部に対して３０〜６０重量部であることが好ましい。カーボンブラックの配合量が３０重量部未満では強度が低い傾向があり、６０重量部をこえると硬くなりすぎる傾向がある。
【００２６】
本発明の内層ゴムおよび外層ゴムは、さらに、前記ゴム成分、充填剤の他に、各種ゴム用軟化剤、ワックス、老化防止剤、金属酸化物、ステアリン酸、酸化亜鉛、加硫剤、加硫促進剤など、通常ゴム工業で使用されている各種添加剤を配合することができる。
【００２７】
本発明のサイドウォールゴムは、前記内層ゴムと外層ゴムを、たとえば、重ね合わせて加硫することにより接着して得ることができる。
【００２８】
【実施例】
以下、試験例および実施例にしたがって本発明をさらに詳しく説明するが、これらの実施例は本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２９】
以下の試験例および実施例に使用した配合成分を示す。
ＮＲ：ＲＳＳ♯３
ＢＲ：Ｎｉｐｏｌ１２００（日本ゼオン（株）製）
ＥＸＸＰＲＯ：ＥＸＸＰＲＯ９０−１０（エクソン化学（株）製）
（臭素含有量約２重量％でｐ−メチルスチレン単位の含有率が７．５重量％のイソブチレン−ｐ−メチルスチレン共重合体）
カーボンブラック：シーストＳＯ（東海カーボン（株）製）
プロセスオイル：ダイアナプロセスオイルＰＷ３２（出光興産（株）製）
ワックス：サンノック（大内新興化学工業（株）製）
老化防止剤：ノクラック６Ｃ（Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン）（大内新興化学工業（株）製）
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製
ステアリン酸：日本油脂（株）製
硫黄：鶴見化学（株）製
加硫促進剤：ノクセラーＤＭ（ジベンゾチアジルジスルフィド）（大内新興化学工業（株）製）
【００３０】
試験例１〜９（ゴムシート）
これらの薬品を用い、表１の配合にしたがって、硫黄および加硫促進剤以外の薬品を１．７Ｌバンバリーミキサーで混練りし、そののちロールで硫黄および加硫促進剤を混入して未加硫ゴムシートを作り、以下の試験を実施した。
【００３１】
耐オゾン性
前記未加硫ゴムシートを１７０℃、１５分間の条件で加硫し、加硫ゴムシートを作製し、ＪＩＳＫ６２５９にしたがって、温度４０℃、オゾン濃度５０ｐｐｈｍ、伸長率５０％、９６時間の条件で試験を行なった。試験片のクラックの状態をＪＩＳＫ６２５９にしたがって判定した。
【００３２】
耐屈曲疲労性
前記未加硫ゴムシートを１７０℃、１５分間の条件で加硫し、ＪＩＳＫ６２６０にしたがって、屈曲亀裂発生試験を行なった。試験条件は５０万回繰り返し屈曲させたのちのクラックの状態を級数で評価した。級数が小さいほど耐屈曲疲労性がよい。
【００３３】
接着性
前記未加硫ゴムシートと試験例８の未加硫ゴムシートを重ね合わせて１７０℃で１５分間加硫して接着させ、２．５ｃｍ幅にカットし、接着剥離試験片を作製した。これを、５０ｍｍ／分の引っ張り速度で剥離し、剥離強度を評価した。剥離強度の単位はｋｇｆ／２．５ｃｍとして求めた。数値が大きいほど剥離強度が高く、１００ｋｇｆ／２．５ｃｍ以上であれば、実用的に問題がない。
【００３４】
外観変色
１７０℃、１５分間の条件で加硫した厚さ４ｍｍのゴム板を用い、これらの試験片を雨水がかからないように屋外暴露した。３０日間暴露後、外観を目視で観察し、変色の度合いを５段階で評価した。数字が小さいほど変色の度合いが大きいことを示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
表１の結果より、ＥＸＸＰＲＯを規定量用いた試験例１〜７は、ＥＸＸＰＲＯを用いない試験例８に比べ外観変色が抑えられるばかりか、耐オゾン性、耐屈曲疲労性とも改善された。また、ＥＸＸＰＲＯを６０重量％以上用いた試験例９では、充分な接着性が得られなかった。
【００３７】
試験例１０〜２３（内層ゴム−外層ゴム）
表２にしたがって、試験例１〜７の未加硫ゴムシートと試験例８の未加硫ゴムシートを重ね合わせて１７０℃で１５分間加硫し、二層構造のサンプルを作製した。これらのサンプルを用いて試験例１〜９と同様の方法で屈曲亀裂発生試験を行なった。外層ゴムの厚さが０．６ｍｍ未満では、クラックの発生の程度が大きかった。
【００３８】
【表２】

【００３９】
実施例１〜１０および比較例１〜４（タイヤ）
つぎに、表３にしたがって、外層ゴムに試験例１〜７のゴムシート、内層ゴムに試験例８のゴムシートをもつ二層構造のサイドウォールゴムを有する２１５／４５ＺＲ１７のサイズのタイヤを試作し、マシンで耐久試験を実施した。目視でクラックの発生がなく、３００００ｋｍ完走すれば合格である。表３のように、ＢＲ量よりＮＲ量が多い場合は外層の厚さが０．６ｍｍ未満では、３００００ｋｍ未満でクラックが発生することが確認できた。
【００４０】
【表３】

【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、耐候性および耐屈曲疲労性に優れ、かつ変色を起こさないサイドウォールゴムを有する空気入りタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤの概略部分断面図である。
【符号の説明】
１ビードコア
２トロイド状カーカス
３ベルト層
４トレッド
５サイドウォールゴム
６内層ゴム
７外層ゴム
８クラウン部

Claims

左右一対のビードコアと、前記ビードコアに両端を折り返して係止されるトロイド状カーカスと、前記カーカスのクラウン部に周方向外側に配置されるベルト層と、前記ベルト層の外側に配置されるトレッドと、前記カーカスの側部外側に配置されるサイドウォールゴムよりなる空気入りタイヤにおいて、前記サイドウォールゴムがカーカスに隣接する内層ゴムとその外側に配置される外層ゴムの二層構造を有し、前記外層ゴムの厚さが０．６〜２．０ｍｍであり、前記内層ゴムの厚さが３〜８ｍｍであり、前記外層ゴムおよび前記内層ゴムの合計の厚さが５〜１０ｍｍであり、前記外層ゴムが、ゴム成分として、天然ゴムまたはイソプレンゴム２５〜４０重量％と、ブタジエンゴム２５〜４０重量％と、炭素数が４〜７のイソモノオレフィンとパラアルキルスチレンとの共重合体をハロゲン化したゴム３０〜５０重量％とを含むことを特徴とする空気入りタイヤであり、ブタジエンゴムの天然ゴムまたはイソプレンゴムに対する配合比率が重量比で４/３〜１．５である空気入りタイヤ。