JP2003063206A

JP2003063206A - エコタイヤ

Info

Publication number: JP2003063206A
Application number: JP2001254608A
Authority: JP
Inventors: Naohiko Kikuchi; 尚彦菊地; Kazuo Hochi; 和郎保地; Takuya Horiguchi; 卓也堀口
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2003-03-05
Also published as: CN1266208C; DE60239913D1; US7275572B2; EP1288022B1; US20030100661A1; CN1406776A; US20050236084A1; US20070240610A1; US7946323B2; CN1876721A; EP1288022A1; US7247663B2

Abstract

(57)【要約】【課題】現在タイヤに用いられている石油資源からな
る原材料の一部または全てを石油外資源からなる原材料
で代替することによって、地球に優しいタイヤを提供す
る。【解決手段】合成ゴムに代えて天然ゴム、カーボンブ
ラックに代えて無機フィラーおよび／またはバイオフィ
ラー、石油系オイルに代えて植物油脂、合成繊維に代え
て天然繊維を用いるなどして、タイヤ全重量の７５重量
％以上を石油外資源からなる原材料で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石油外資源からな
る原材料を用いたエコタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在市販されているタイヤは、全重量の
半分以上が石油資源からなる原材料から構成されてい
る。たとえば、一般的な乗用車用ラジアルタイヤは、タ
イヤ全重量に対して、合成ゴム約２割、カーボンブラッ
ク約２割、他にアロマオイルや合成繊維を含んでおり、
タイヤ全体で５割以上の石油資源からなる原材料を含ん
でいる。

【０００３】しかしながら、近年、環境問題が重視され
るようになり、ＣＯ₂排出抑制の規制が強化され、ま
た、石油原料は有限であって供給量が年々減少している
ことから将来的に石油価格の高騰が予測され、石油資源
からなる原材料の使用には限界がみられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、現
在タイヤに用いられている石油資源からなる原材料の一
部または全てを石油外資源からなる原材料で代替するこ
とによって、地球に優しいタイヤ（エコタイヤ）を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、全
重量の７５重量％以上が石油外資源からなる原材料から
構成されてなるタイヤに関する。

【０００６】前記石油外資源からなる原材料としては、
天然ゴム、無機フィラーおよび／またはバイオフィラ
ー、植物油脂、天然繊維などを用いることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】現在市販されているタイヤは、全
重量の半分以上が、石油資源からなる原材料から構成さ
れている。たとえば、ゴム成分として用いられているス
チレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム
（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などの合成ゴムは、原
油のナフサ分解によって得たＣ₄留分からモノマーを抽
出し、重合して製造されている。充填剤として用いられ
ているカーボンブラックは、燃料油を燃焼させた雰囲気
下で原油を噴霧し、熱分解して製造されている。プロセ
スオイルとして用いられているアロマオイル、ナフテン
オイル、パラフィンオイルなどの石油系オイルは、原油
の常圧蒸留によって得られる重油成分である。ケースコ
ードなどに用いられている合成繊維であるポリエステル
は、原油から精製して得たエチレンとパラキシレンを原
料とし、エチレンからエチレングリコールを、また、パ
ラキシレンからテレフタル酸ジメチルまたはテレフタル
酸を得、エチレングリコールとテレフタル酸ジメチルま
たはテレフタル酸とを重縮合して製造される。その他に
も、ワックス、老化防止剤、レジン、接着剤、加硫促進
剤などに石油資源からなる原材料を用いている。

【０００８】本発明では、これらの合成ゴム、カーボン
ブラック、石油系オイル、合成繊維などの石油資源から
なる原材料を石油外資源からなる原材料で代替すること
によって、タイヤ全体の７５重量％以上、好ましくは８
５重量％以上、より好ましくは９５重量％以上が石油外
資源からなる原材料からなるエコタイヤを実現する。石
油外資源からなる原材料が７５重量％未満では、石油資
源の使用を抑制する効果が小さい。石油資源からなる原
材料のなかでも、合成ゴム、カーボンブラックはタイヤ
の主たる構成成分であり、これらを石油外資源からなる
原材料で代替することが好ましい。タイヤ部材別には、
石油資源からなる原材料はトレッドに最も多く含まれ、
トレッドを構成する石油資源からなる原材料は、タイヤ
全重量の約２３％を占める。ついで、サイドウォール、
ケーストッピング、インナーライナー、ブレーカートッ
ピング、ビード部の順に石油資源からなる原材料を多く
含み、これらのタイヤ部材において石油資源からなる原
材料を石油外資源からなる原材料で代替することが好ま
しい。ここで、石油外資源とは、たとえば植物由来の資
源、鉱物、石炭、天然ガス、貝殻、卵殻、骨粉、甲殻類
の殻などがあげられる。

【０００９】合成ゴムを代替する石油外資源からなる原
材料としては、天然ゴムがあげられる。また、天然ゴム
を修飾した改質天然ゴムを用いることもできる。合成ゴ
ムの７５重量％以上、さらには８５重量％以上を天然ゴ
ムで代替することが好ましい。天然ゴムが７５重量％未
満では石油資源の使用を抑制する効果が小さく、さらに
転がり抵抗が増大する傾向がある。

【００１０】カーボンブラックを代替する石油外資源か
らなる原材料としては、シリカ、セリサイト、炭酸カル
シウム、クレー、アルミナ、タルク、炭酸マグネシウ
ム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化マ
グネシウム、酸化チタンなどの無機フィラー；でんぷ
ん、セルロースなどの植物多糖や、キチン、キトサンな
どの動物多糖などのバイオフィラーなどがあげられる。
なかでも、ゴムの補強性を確保するためには、シリカが
好ましい。

【００１１】シリカを用いる場合、シリカのＢＥＴ比表
面積は１５０〜２５０ｍ²／ｇであることが好ましい。
シリカの比表面積が１５０ｍ²／ｇ未満では補強性が劣
る傾向があり、２５０ｍ²／ｇをこえると分散性に劣
り、凝集してしまうため、物性が低下する傾向がある。

【００１２】カーボンブラックの７５重量％以上、さら
には８５重量％以上を無機フィラーおよび／またはバイ
オフィラーで代替することが好ましい。無機フィラーと
バイオフィラーの合計量が７５重量％未満では石油資源
の使用を抑制する効果が小さく、さらに転がり抵抗が増
大する傾向がある。

【００１３】カーボンブラックを無機フィラーで代替す
る場合には、シランカップリング剤を併用することが好
ましい。シランカップリング剤としては、従来からタイ
ヤの分野において用いられているものであればとくに制
限はないが、たとえば、ビス（３−トリエトキシシリル
プロピル）テトラスルフィド、ビス（３−トリメトキシ
シリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリエ
トキシシリルプロピル）テトラスルフィド、３−メルカ
プトプロピルトリエトキシシラン、２−メルカプトエチ
ルトリメトキシシランなどがあげられ、これらをそれぞ
れ単独で、または任意に組み合わせて用いることができ
る。なかでも、シランカップリング剤の補強性効果と加
工性という点から、ビス（３−トリエトキシシリルプロ
ピル）テトラスルフィド、３−メルカプトプロピルトリ
エトキシシランを用いることが好ましく、さらに、加工
性という点から、ビス（３−トリエトキシシリルプロピ
ル）テトラスルフィドを用いることがとくに好ましい。

【００１４】無機フィラーにシランカップリング剤を併
用する場合は、無機フィラーに対してシランカップリン
グ剤を３〜２０重量％用いることが好ましい。シランカ
ップリング剤の添加量が３重量％未満では添加効果が充
分に得られず、２０重量％をこえるとコストが上がる割
に得られる効果の向上が小さくなる。

【００１５】石油系オイルを代替する石油外資源からな
る原材料としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なた
ね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生湯、ロジン、
パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こ
め油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パ
ーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、サフ
ラワー油、桐油などの植物油脂があげられる。なかで
も、供給量、価格および軟化効果の点で、なたね油、パ
ーム油、やし油が好ましい。

【００１６】これらのなかでも、不飽和度の小さい植物
油脂が好ましく、ヨウ素価（油脂１００ｇに付加させる
ことのできるヨウ素のグラム数）が１００〜１３０の半
乾性油、ヨウ素価が１００以下の不乾性油、固形脂など
が好ましい。ヨウ素価が１３０をこえると、ｔａｎδが
上昇し、硬さが低下して、転がり抵抗が増大し、操縦安
定性が低下する傾向がある。

【００１７】石油系オイルの７５重量％以上、さらには
８５重量％以上を植物油脂で代替することが好ましい。
植物油脂が７５重量％未満では石油資源の使用を抑制す
る効果が小さく、さらに転がり抵抗が増大する傾向があ
る。

【００１８】また、植物油脂は、加硫後のゴム硬さが、
４０〜９０となる量、配合されることが好ましい。ゴム
硬度が４０未満では必要な剛性が得られない傾向があ
り、９０をこえると加工性に劣る傾向がある。

【００１９】合成繊維を代替する石油外資源からなる原
材料としては、木材パルプから製造されるレーヨン、ア
セテート、綿実粗リンターから製造されるキャプラなど
があげられる。なかでも、タイヤに必要とされる高強力
を有する点でレーヨンが好ましく用いられる。

【００２０】本発明のタイヤは、従来使用されていた石
油資源からなる原材料の一部または全てを前記石油外資
源からなる原材料で代替し、従来のタイヤと同様の方法
で製造することができる。

【００２１】

【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいて詳細に説
明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではな
い。

【００２２】以下に、実施例および比較例で用いた薬品
をまとめてしめす。（石油資源からなる原材料）ＳＢＲ：住友化学工業（株）製のＳＢＲ１５０２ＢＲ：宇部興産（株）製のＢＲ１５０ＢＩＩＲ：エクソンモービル化学（株）製のＣｌ−ＩＩＲ
１０６８カーボンブラック（ＩＳＡＦ）：三菱化学（株）製のダ
イヤブラックＩカーボンブラック（ＦＥＦ）：三菱化学（株）製のダイ
ヤブラックＥカーボンブラック（ＧＰＦ）：三菱化学（株）製のダイ
ヤブラックＧカーボンブラック（ＨＡＦ）：三菱化学（株）製のダイ
ヤブラックＨＡカーボンブラック（ＬＭ−ＨＡＦ）：三菱化学（株）製
のダイヤブラックＬＨアロマオイル：（株）ジャパンエナジー製のプロセスＸ
−１４０ミネラルオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセス
ＰＡ３２ワックス：日本精蝋（株）製のオゾエース０３５５老化防止剤：住友化学工業（株）製のアンチゲン６Ｃ硬化レジン：住友デュレス（株）製のスミライトレジン
ＰＲ１２６８６接着剤（ＣＯＳＴ）：（株）ジャパンエナジー製のＣＯ
ＳＴ−Ｆ接着剤（Ｓ．６２０）：住友化学工業（株）製のスミカ
ノール６２０加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮ
Ｓ（石油外資源からなる原材料）天然ゴム：ＲＳＳ＃３シリカ：デグッサ・ヒュルス（株）製のウルトラジルＶ
Ｎ３カップリング剤：デグッサ・ヒュルス（株）製のＳｉ−
６９セリサイト：日本フォラム（株）製のＫＭ−Ｓ炭酸カルシウム：白石工業（株）製の白艶華ＣＣ植物油：日清製油（株）製の精製パーム油Ｊ（Ｓ）ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸椿酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄

【００２３】実施例１表１に示す配合内容を混練りし、トレッドＡ（タイヤ重
量の４０％）、サイドウォールＡ（タイヤ重量の１７
％）、インナーライナーＡ（タイヤ重量の８％）、クリ
ンチエイペックスＡ（タイヤ重量の３％）、ビードエイ
ペックスＡ（タイヤ重量の５％）、ブレーカートッピン
グＡ（タイヤ重量の８％）およびカーカスプライトッピ
ングＡ（タイヤ重量の３％）を形成した。なお、ブレー
カーにはスチールコード（タイヤ重量の８％）を適用
し、カーカスプライには、１８４０ｄｔｅｘ／２のレー
ヨンからなるコード（タイヤ重量の５％）を適用した。

【００２４】前記の各部材およびその他の部材（タイヤ
重量の３％）をタイヤ成型機上に通常の方法で貼り付け
て未加硫タイヤを形成し、加硫機中で加熱加圧して、石
油外資源からなる原材料９７重量％のエコタイヤ（タイ
ヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５９１Ｓ）を得た。

【００２５】比較例１表１に示す配合内容を混練りし、トレッドＢ、サイドウ
ォールＢ、インナーライナーＢ、クリンチエイペックス
Ｂ、ビードエイペックスＢ、ブレーカーＢおよびカーカ
スプライＢを形成し、これらを用いて実施例１と同様の
方法により、石油外資源からなる原材料４４重量％の従
来タイヤを得た。ただし、カーカスプライには、１６７
０ｄｔｅｘ／２のポリエステルからなるコードを適用し
た。

【００２６】

【表１】

【００２７】実施例および比較例で製造したタイヤにつ
いて以下の耐久性評価および性能量化を行なった。

【００２８】高速耐久性ＪＩＳＤ４２３０「自動車用タイヤ」の高速性能試験
ＡのＳレンジの規格に基づき評価を行なった。

【００２９】転がり抵抗係数（ＲＲＣ）速度８０ｋｍ／時間、空気圧２５０ｋＰａ、付加荷重
４．０ｋＮの条件で転がり抵抗を測定した。転がり抵抗
を付加荷重で割ったものを１０⁴倍して、転がり抵抗係
数とした。転がり抵抗係数が小さいほど、発熱性が小さ
く良好である。

【００３０】制動テスト時速１００ｋｍからのドライアスファルト路面およびウ
ェットアスファルト路面での制動停止距離から、摩擦係
数μを求めた。比較例１のμを１００として指数表示し
た。指数が大きいほど性能は良好である。

【００３１】実車官能評価排気量２０００ｃｃの乗用車を用いて、テストコース内
のドライアスファルト路面およびウェットアスファルト
路面で、グリップ、剛性感および乗心地について官能評
価を行ない、比較例１を６点として評点づけした。評点
が高いほど性能は良好である。評点が０．５点の差と
は、訓練されたテストドライバーがやっと感知し得る差
である。

【００３２】結果を表２に示す。表２から、実施例１の
エコタイヤは、比較例１の従来タイヤに比べて転がり抵
抗が非常に小さく低燃費性に優れ、高速耐久性やその他
の性能においても、比較例１の従来タイヤと同等である
ことがわかる。

【００３３】

【表２】

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、合成ゴムに代えて天然
ゴム、カーボンブラックに代えて無機フィラーおよび／
またはバイオフィラー、石油系オイルに代えて植物油
脂、合成繊維に代えて天然繊維を用いるなどして、タイ
ヤ全重量の７５重量％以上を石油外資源からなる原材料
で構成することによって、地球に優しく将来の石油の供
給量の減少に備えた新規なタイヤを得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀口卓也兵庫県神戸市中央区脇浜町３丁目６番９号住友ゴム工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】全重量の７５重量％以上が石油外資源か
らなる原材料から構成されてなるタイヤ。
【請求項２】石油外資源からなる原材料として天然ゴ
ムを含む請求項１記載のタイヤ。
【請求項３】石油外資源からなる原材料として無機フ
ィラーおよび／またはバイオフィラーを含む請求項１ま
たは２記載のタイヤ。
【請求項４】石油外資源からなる原材料として植物油
脂を含む請求項１、２または３記載のタイヤ。
【請求項５】石油外資源からなる原材料として天然繊
維を含む請求項１、２、３または４記載のタイヤ。