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発明の名称 タイヤ用ゴム組成物
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−26681(P2001−26681A)
公開日 平成13年1月30日(2001.1.30)
出願番号 特願平11−369894
出願日 平成11年12月27日(1999.12.27)
代理人 【識別番号】100064746
【弁理士】
【氏名又は名称】深見 久郎 (外2名)
【テーマコード(参考)】
4J002
【Fターム(参考)】
4J002 AC011 AC031 AC061 AC081 EN068 EN076 EN078 EN097 FD020 FD140 FD150 GN01 
発明者 川瀬 正人
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 ジエン系ゴム100重量部に対しN−(1,3−ジメチルブチル)−N′−フェニル−p−フェニレンジアミンを0.1〜5重量部、N−(1,3−ジメチルブチル)−N′−フェニルキノンジイミンを0.1〜8重量部配合されてなるタイヤ用ゴム組成物。
【請求項2】 N−(1,3−ジメチルブチル)−N′−フェニル−p−フェニレンジアミンの配合量xとN−(1,3−ジメチルブチル)−N′−フェニルキノンジイミンの配合量yが次のA〜Fの式で囲まれる範囲にあることを特徴とする請求項1記載のタイヤ用ゴム組成物。
A:y=3−2x 0.8≦x≦1.4 B:y=−1+0.857143x 1.4≦x≦4.2 C:−1+0.857143x≦y≦0.857143x x=4.2 D:y=12−2x 2.4≦x≦4.2 E:y=3x 0.8≦x≦2.4 F:−1+3x≦y≦3x x=0.8【請求項3】 ジエン系ゴムは天然ゴムおよび/またはポリイソプレンゴムの30〜80重量部とポリブタジエンゴムの70〜20重量部よりなる請求項1または2記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項4】 N−(1,3−ジメチルブチル)−N′−フェニル−p−フェニレンジアミンの配合量xとN−(1,3−ジメチルブチル)−N′−フェニルキノンジイミンの配合量yが次のA〜Fの式で囲まれる範囲にあることを特徴とする請求項1記載のタイヤ用ゴム組成物。
G:y≦2A−2xH:y≧(2A−1.0)−2xI:x≧0.4AJ:x≦0.7AここでAはタイヤサイズによって決まる2.0〜6.0の範囲の定数である。
【請求項5】 ゴム組成物にはジエン系ゴム100重量部に対して、1,3−ビス(シトラコンイミドメチル)ベンゼンと、1−シトラコンイミドメチル,3−イタコンイミドメチルベンゼンの混合物が0.1〜1.0重量部含まれていることを特徴とする請求項1記載のタイヤ用ゴム組成物。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はタイヤ用ゴム組成物、特にサイドウォール部用ゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】タイヤ、特にタイヤのサイドウォール部は高速走行時繰返し変形を受けるとともに温度は100℃を越える高温に上昇しさらに大気に露出する表面はオゾンによる劣化を受けやすい。したがってタイヤの過激な使用条件下での老化(劣化)を防止するためタイヤ用ゴム組成物には酸化防止剤、熱老化防止剤およびオゾン老化防止剤等の複数種の老化防止剤が併用されるのが普通である。しかしこれらの老化防止剤を併用してもタイヤ走行距離に伴う熱劣化、酸化劣化が十分改善されずタイヤ性能およびタイヤ寿命が短いものになっている。具体的には次のような現象が生じている。
【0003】■ ゴム組成物の引張強度および破断時伸びがタイヤ走行距離に伴い低下する。
【0004】■ ゴム組成物の引裂き強度がタイヤ走行距離に伴い低下する。
■ ゴム組成物の耐屈曲亀裂成長性がタイヤ走行距離に伴い低下する。
【0005】これらの性能の低下に起因して耐オゾンクラック性の低下を招来することになる。
【0006】ゴム組成物の熱老化を防止するものとして特開平10−139938号があるが、これはタイヤ走行前の特性の改善を主目的とするものでタイヤの長期間走行に伴う物性低下を改善するものではない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はタイヤの高速走行および長距離走行に伴う繰返し変形、高温下での過激な使用条件下に十分耐えゴム組成物の引張強度、引裂強度および耐屈曲亀裂成長性能を維持しオゾン等によるクラック性を改善したタイヤ用ゴム組成物、特にサイドウォール部用ゴム組成物を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明はジエン系ゴム100重量部に対しN−(1,3−ジメチルブチル)−N′−フェニル−p−フェニレンジアミン(以下6PPDという)を0.1〜5重量部、N−(1,3−ジメチルブチル)−N′−フェニルキノンジイミン(以下6QDIという)を0.1〜8重量部配合されてなるゴム組成物である。従来、一般に使用されている酸化防止剤はブリードしタイヤ表面に析出するためゴム組成物中に残存する量は経時的に減少する。そのためタイヤは長期間使用されると酸化劣化を徐々に受けやすくなり、破壊特性が低下し十分なタイヤ寿命は得られない。そのため永久的にゴム中に残存する酸化防止剤が好ましい。発明者は各種の酸化防止剤を検討した結果、6QDIをジエン系ゴムに配合し加硫したところ、その半分が反応し6PPDに変化することになり、従来の酸化防止剤として機能するとともに残り半分がジエン系ゴムと結合し、ゴム組成物中にそのまま残存することが判明した。したがって6QDIはブリードすることなく長期間にわたり酸化劣化を防止することになる。特にこの効果は6PPDと併用することによりその効果は著しい。なお、耐オゾン性などが重要となる部分のゴム組成物では6PPDの配合量を増加することが好ましい。次に本発明では6PPDの配合量xと6QDIの配合量yが次のA〜Fの式で囲まれる範囲にあることが望ましい。
【0009】
A:y=3−2x 0.8≦x≦1.4 B:y=−1+0.857143x 1.4≦x≦4.2 C:−1+0.857143x≦y≦0.857143x x=4.2 D:y=12−2x 2.4≦x≦4.2 E:y=3x 0.8≦x≦2.4 F:−1+3x≦y≦3x x=0.8本発明ではゴム組成物が加硫後において所定の引張強度、引裂き強度および耐屈曲亀裂性を有するとともに、タイヤの長期間使用において、これらの特性を十分維持することが必要である。そのためには6PPDと6QDIの併用が必要であるが、好ましくは両者の配合割合がより重要となる。つまり6PPDを多く6QDIを少なくするとブリーディングが発生し長期間の前記強度の維持ができず、一方6QDIを多く6PPDを少なくすると耐オゾン性能が十分でなくなる。したがって図1でA〜F式で囲まれる領域が前記特性の総合的バランスが最も優れている。
【0010】次に本発明では6PPDの配合量xと6QDIの配合量yの関係はタイヤのカテゴリとタイヤサイズの関係において決定することが好ましく次のG〜J式の関係式を満足する領域で設計される。
【0011】
G:y≦2A−2xH:y≧(2A−1.0)−2xI:x≧0.4AJ:x≦0.7AここでAはタイヤカテゴリおよびタイヤサイズで決定される定数で以下のとおりである。
【0012】(1) 14インチ以上の乗用車用タイヤの場合:2.0≦A≦2.9(2) 15インチ以上の乗用車用タイヤおよびライトトラック用タイヤの場合:3.0≦A≦3.9(3) 19.5インチ以下のトラック・バス用タイヤの場合:4.0≦A≦4.9(4) 19.5インチ以上のトラック・バス用タイヤの場合:5.0≦A≦6.0図2においてAの値が2.0、3.0、4.0、5.0および6.0の場合の好ましいx(6PPD)およびy(6QDI)の領域を示している。
【0013】タイヤサイズおよびタイヤカテゴリにより使用条件すなわち荷重速度変形量等が変わる。したがって使用条件に応じてゴム組成物中の6PPDおよび6QDIの機能の役割分担がバランスよく達成できるようにすることが好ましい。
【0014】本発明はゴム組成物にはジエン系ゴム100重量部に対してさらに1,3−ビス(シトラコンイミドメチル)ベンゼンと1−シトラコンイミドメチル,3−イタコンイミドメチルベンゼンの混合物(以下1,3−ビス(シトラコンイミドメチル)ベンゼン混合物という)を0.1〜1.0重量部配合することにより耐オゾン性が一層向上する。1,3−ビス(シトラコンイミドメチル)ベンゼン混合物をゴム組成物に混合すると、その加硫ゴムの硬さが高くなるため、耐屈曲亀裂成長性が低下すると予想されたが、実際には耐屈曲亀裂成長性は向上することを発明者は実験によって確認した。これは1,3−ビス(シトラコンイミドメチル)ベンゼン混合物が、ゴム分子鎖間を強固に結合したためと考えられる。本発明では耐屈曲亀裂成長性が向上したことにより、また耐オゾン性能も向上した。
【0015】1,3−ビス(シトラコンイミドメチル)ベンゼン混合物の配合量が1.0重量部を超えると加硫ゴムの硬度が大きくなり、耐屈曲亀裂成長性が低下し、耐オゾン性も低下する。一方0.1重量部未満の場合、耐オゾン性の向上は期待できない。
【0016】本発明のゴム組成物のゴム成分として天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム等のジエン系ゴムが用いられるがその種類および配合量は使用されるタイヤの構成部分に応じて選択される。たとえばサイドウォールゴムの場合、天然ゴムおよび/またはポリイソプレンゴムの30〜80重量部とポリブタジエンゴムの70〜20重量部より構成される。
【0017】次に本発明のゴム組成物には、アロマ・パラフィン系プロセスオイル等の軟化剤、イオウ、不溶性イオウ、硫黄化合物等の加硫剤、酸化亜鉛、ステアリン酸等の加硫助剤、メルカプトベンゾチアゾール(MBT)、ベンゾチアジルジスルフィド(MBTS)、N−tert−ブチル−2−ベンゾイアゾリルスルフェンアミド(TBBS)、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド(CBS)等の加硫促進剤、有機繊維、発泡剤、老化防止剤、加硫遅延剤、ワックス等の添加剤を配合することができる。ゴム組成物中のこれらの添加剤の配合量は特に制限はない。
【0018】
【発明の実施の形態】以下に実施例を用いて本発明を説明する。
【0019】[実施例1〜10、比較例1〜2]表1に示す配合処方でサイドウォール用基本ゴム配合を作成しタイヤサイズ225/80 R17.5のT/B用ラジアルタイヤを製造した。ここでジエン系ゴムおよび6PPD、6QDIの配合内容は表2に示すとおりである。
【0020】
【表1】

【0021】上記ゴム組成物および加硫後のタイヤのサイドウォール部のゴムの特性を以下の方法で測定した。
【0022】1) ムーニー粘度JIS K6300に準じて130℃で1分間の予熱をした後、4分間ロータを回転させ、ムーニー粘度(L1+4)を測定した。
【0023】2) 破断時強度、破断時伸び、引裂き強度の変化率破断時強度、破断時伸びはJIS K6251に準じ、一方引裂き強度はJIS K6252に準拠して、新品時と9万km走行後のサンプルを作成しそれを東洋精機製作引張試験機で測定し、新品時/走行後の物性値の比率を算出した。値が100に近いほど変化率は小さく優れていることを示す。
【0024】3) オゾンクラック発生率、変色状態タイヤを9万km走行させた後オゾンクラックの数、大きさ、変色状態を観察しその評価を行なった。耐オゾンクラック性能の優れている順に○、△、×とした。また変色状況についても茶変色の少ない順に○、△、×とした。
【0025】4) 硬さタイヤ新品時のサイドウォール部の硬さをJIS K6253に準拠して測定した。
【0026】5) 硬さ変化率タイヤ新品時と9万km走行後の硬さをJIS K6253に準拠して測定し、新品時/走行後の値の比率を算出した。値が100に近いほど変化率は小さく優れていることを示す。
【0027】
【表2】

【0028】表2に各実施例および比較例の測定結果を示し、さらに第3図には6PPDと6QDIの配合割合を示している。表2から6PPDと6QDIを併用した実施例はいずれも破断時強度、引裂き強度、耐オゾンクラック性が9万km走行後においても強度性能を十分維持していることがわかる。特に6PPDと6QDIの配合をG〜J式に含まれる実施例1〜6はこれらの特性が総合的に優れている。
【0029】[実施例11〜20、比較例3、4]表1に示す配合処方でサイドウォール用基本ゴム配合を作成しタイヤサイズ11R22.5のT/B用ラジアルタイヤを製造した。ここでジエン系ゴムおよび6PPD、6QDIおよび1,3−ビス(シトラコンイミドメチル)ベンゼン混合物の配合内容は表3に示すとおりである。
【0030】上記ゴム組成物および加硫後のタイヤのサイドウォール部のゴムの特性は、実施例1〜10と同様な方法で測定した。
【0031】ただし、破断時強度、破断時伸び、引裂き強度、オゾンクラック発生率、硬さ変化率は新品時と15万km走行後のサンプルで評価した。
【0032】
【表3】

【0033】表3には各実施例および比較例の測定結果を示し、さらに図4には6PPDと6QDIの配合割合を示している。表3から6PPDと6QDIを併用した実施例はいずれも破断時強度、引裂き強度、耐オゾンクラック性が15万km走行後においても強度性能を十分維持していることがわかる。特に6PPDと6QDIの配合でG〜J式に含まれかつ1,3−ビス(シトラコンイミドメチル)ベンゼン混合物が0.1〜1.0重量部配合された実施例12、13、16はこれらの特性が総合的に優れている。
【0034】今回開示された実施の形態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。
【0035】
【発明の効果】本発明では6PPDと6QDIを併用し特に好ましくは両者の配合比率を所定範囲に設定したタイヤ用ゴム組成物であるため、タイヤを長期間使用の後においても破断時強度、引裂き強度および耐オゾンクラック性等を維持することができる。また、未加硫ゴムのムーニー粘度が低下し、加工性が良好になる。




 

 


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