JP2004196256A

JP2004196256A - Pneumatic tire

Info

Publication number: JP2004196256A
Application number: JP2002370473A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshige Muraoka; 清繁村岡; Noriko Yagi; 則子八木; Kazuyuki Nishioka; 和幸西岡
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd; Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd; Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2022-12-20
Also published as: JP4384847B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pneumatic tire allowing lightening of the tire without damaging pneumatic inner pressure holding characteristic of the pneumatic tire. <P>SOLUTION: The pneumatic tire has a carcass layer composed of rubber composition containing rubber component containing 100-40 wt% of at least one kind of diene based rubber, 0-60 wt% of at least one kind of butyl based rubber, micro dispersed inorganic layered compound having a particle size of at most 5 μm and an aspect ratio of 50 to 5,000, inorganic filler represented by nM-xSiOy-zH<SB>2</SB>O, and a silane coupling agent. Where, n is an integer of 1-5, M is at least one metal chosen from Al, Mg, Ti and Ca, their metal oxide, metal hydroxide, or carbonate, x is an integer of 0-10, y is an integer of 2-5, and z is an integer of 0-10. The pneumatic tire has a gas barrier layer comprising an inorganic layered compound having a particle size of at most 5 μm and an aspect ratio of 50 to 5,000 and a resin on the inner face of the carcass layer. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気透過性が大幅に低減されたゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気入りタイヤに関して、タイヤ内部に空気を入れることで重荷を支えたり、乗り心地性能などの各種特性を発現できるため、タイヤ内の空気圧を保持することは非常に重要である。そこで、空気入りタイヤの内面には、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴムなどのような空気透過性の低いゴムからなるインナーライナー層が設けられている。一方、燃費の低減は自動車における大きな技術課題の一つであり、この一環として空気入りタイヤの軽量化に対する要求も益々強いものになっている。
【０００３】
このようなゴム組成物ができれば、インナーライナーを薄肉化することができタイヤの軽量化が図れる。
【０００４】
空気入りタイヤのインナーライナー層としてブチルゴムなどの空気透過性の低いゴムに代えて種々の材料を用いる技術が提案されている。例えば、特許文献１にはタイヤの内面にさらに空気透過性の低いポリ塩化ビニリデン、飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂などの合成樹脂の溶液または分散液を塗布することが開示されている。しかしながら、この公報に開示の技術は、空気入りタイヤ内部のゴム層と合成樹脂層の接着性に問題があり、またインナーライナー層が耐湿性に劣るという欠点がある。
【０００５】
特許文献２には、タイヤ内面をハロゲン化処理し、その上にメトキシメチル化ナイロン、共重合ナイロン、ポリウレタンとポリ塩化ビニリデンのブレンド、ポリウレタンとポリフッ化ビニリデンのブレンドのポリマー皮膜を形成することが開示されている。また、特許文献３にはメトキシメチル化ナイロンの薄膜をインナーライナーとする空気入りタイヤが開示されており、この技術によれば、グリーンタイヤ内面または加硫後のタイヤ内面にメトキシメチル化ナイロンの溶液またはエマルジョンを散布または塗布することが開示されている。しかしながら、これらの公報に開示されている技術においても薄膜の耐水性に劣る欠点に加え、膜厚の均一性を保持することが困難な欠点を有している。
【０００６】
さらに、特許文献４には、ポリ塩化ビニリデンフィルムまたはエチレンビニルアルコール共重合体フィルムからなる空気透過性の低い層と、ポリオレフィン系フィルム、脂肪族ポリアミドフィルムまたはポリウレタンフィルムからなる接着層を有した薄膜をタイヤの空気透過防止層として使用している例がある。しかしながら、この技術では空気透過性の低い層が柔軟性に欠け、タイヤ走行時の材料伸縮に薄膜が追従できず、亀裂を発生することがあった。
【０００７】
さらに、特許文献５にはタイヤインナーライナー用ゴム組成物として炭素数が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にカーボンブラック、可塑剤および加硫剤を含む組成物をタイヤインナーライナーに使用することが提案されている。しかしながら、かかるインナーライナーでは空気透過係数が高く、さらなるタイヤの軽量化は適当でない。
【０００８】
さらに、特許文献６〜特許文献１０などに示されるポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリニトリル系樹脂、セルロース系樹脂、フッ素系樹脂およびイミド系樹脂とエラストマーをブレンドまたは動的架橋させたゴム組成物をタイヤインナーライナーに用いることが提案されている。しかしながら、これらのゴム組成物ではタイヤ成形、加硫などの加工時に他のゴム材料の伸縮に追従するのが困難であることや、走行時にも亀裂が発生することがあった。
【０００９】
【特許文献１】
特公昭４７−３１７６１号公報
【特許文献２】
特開平５−３３０３９７号公報
【特許文献３】
特開平５−３１８６１８号公報
【特許文献４】
特開平６−４０２０７号公報
【特許文献５】
特開平５−５０８４３５号公報
【特許文献６】
特開平８−２５９７４１号公報
【特許文献７】
特開平１１−１９９７１３号公報
【特許文献８】
特開２０００−６３５７２号公報
【特許文献９】
特開２０００−１５９９３６号公報
【特許文献１０】
特開２０００−１６００２４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前述のとおり、空気透過性の低い組成物をインナーライナー層に用いる種々の提案はなされているが、いまだ実用化されるには至っていない。したがって、本発明の目的は、空気入りタイヤの空気入り内圧保持性を損なうことなく、タイヤの軽量化を可能にした空気入りタイヤを提供することにある。詳細には、従来用いられているカーカス層の空気透過性が大幅に低減され、その内側に空気透過性が大幅に低減されたガスバリアー層を塗布しガスバリアー層を生成させることでインナーライナーを除去した大幅な軽量化を図ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、スチレンイソプレンブタジエンゴムからなる群から選ばれた少なくとも１種類のジエン系ゴム１００〜４０重量％と、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、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からなる群から選ばれた少なくとも１種類のブチル系ゴム０〜６０重量％を含むゴム成分、微分散した粒径が５μｍ以下、アスペクト比が５０〜５０００の無機層状化合物、ｎＭ・ｘＳｉＯｙ・ｚＨ₂Ｏ（ここでｎは１〜５の整数を表し、ＭはＡｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃａから選ばれる少なくとも１つの金属、それらの金属酸化物、金属水酸化物または炭酸塩を表し、ｘは０〜１０の整数を表し、ｙは２〜５の整数を表し、ｚは０〜１０の整数を表す）で表される無機充填剤およびシランカップリング剤を含有するゴム組成物からなるカーカス層の内側に、粒径が５μｍ以下、アスペクト比が５０〜５０００の無機層状化合物および樹脂からなるガスバリアー層を有する空気入りタイヤに関する。このようなタイヤを用いることにより、タイヤの軽量化と低い空気透過性との両特性を改善することができ、本発明を完成した。
【００１２】
前記ガスバリアー層は、無機層状化合物を溶媒に膨潤・へき開した状態で、樹脂または樹脂溶液中に分散させ、その状態を保ちながらタイヤ内側に塗布したあと溶媒を系から除去することによって得られることが好ましい。
【００１３】
前記ゴム組成物に含まれる無機層状化合物は有機化処理されていることが好ましい。
【００１４】
インナーライナーを有しない空気入りタイヤが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の空気入りタイヤは、ゴム成分、微分散した無機層状化合物、無機充填剤およびシランカップリング剤を含有するカーカスゴムからなるカーカス層を有する。
【００１６】
本発明におけるカーカスゴムに使用するゴム成分は、ジエン系ゴムおよびブチル系ゴムからなる。
【００１７】
ジエン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）などがあげられる。これらは、ゴム成分中に１種類または２種類以上含まれてもよい。
【００１８】
ブチル系ゴムとしては、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）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との共重合体をハロゲン化したゴムがあげられる。これらは、ゴム成分中に１種類または２種類以上含まれてもよい。ハロゲン化ブチルゴムとしては、塩素化ブチルゴムおよび臭素化ブチルゴムがあげられる。これらの中で、下層と接着性を考えると反応性の高い塩素化ブチル、臭素化ブチルまたは炭素数が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が好ましく、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がより好ましい。
【００１９】
ジエン系ゴムとブチル系ゴムとの配合比率は、ブチル系ゴムが０〜６０重量％、好ましくは１０〜５０重量％、さらに好ましくは２０〜４０重量％である。ブチルゴムが６０重量％より多いと、カーカスゴムとしての接着性や耐久性が不十分である。
【００２０】
本発明におけるカーカスゴムに用いられる無機層状化合物とは、単位結晶層が互いに積み重なって層状構造を有している無機化合物であり、粒径が５μｍ以下、アスペクト比が５０〜５０００であるものならとくに限定はされない。無機層状化合物の具体例としては、グラファイト、リン酸塩系誘導体型化合物（リン酸ジルコニウム系化合物）、カルコゲン化物、粘土系鉱物、珪酸塩などがあげられる。前記無機層状化合物の粒径が５μｍより大きいと、タイヤ製造時における加工性が低下したり、カーカスゴムの耐久性が悪化する傾向がある。前記無機層状化合物のアスペクト比は、５０〜５０００であり、２００〜３０００の範囲がより好ましい。アスペクト比が５０未満であれば空気透過性の低さが十分でなく、５０００よりも大きいものは技術的に難しく、経済的にも高価のものとなる。
【００２１】
このような無機層状化合物としては、溶媒に膨潤・へき開する無機層状化合物が好ましく用いられる。これらの中でも膨潤性をもつ粘土系鉱物が好ましい。粘土系鉱物はシリカの四面体層の上部に、アルミニウムやマグネシウムなどを中心金属にした８面体層を有する２層構造よりなるタイプと、シリカの４面体層がアルミニウムやマグネシウムなどを中心金属にした８面体層を両側から挟んだ３層構造よりなるタイプに分類される。前者としてはカオリナイト族、アンチゴライト族類をあげることができる。後者としては、層間カチオンの数によってスメクタイト族、バーミキュライト族、マイカ族などをあげることができる。具体的には、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、ハロイサイト、アンチゴライト、クリソタイル、パイロフェライト、モンモリロナイト、ヘクトライト、テトラシリッリクマイカ、ナトリウムテニオライト、白雲母、マーガライト、タルク、パーキュライト、金雲母、ザンソフィライト、緑泥石などをあげることができる。
【００２２】
前記無機層状化合物を膨潤させる溶媒は、特に限定はされないが、例えば天然の膨潤性粘土系鉱物の場合、水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどのアルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトンなどがあげられ、水やメタノールなどのアルコール類がより好ましい。
【００２３】
カーカスゴムに用いられる無機層状化合物の量は、ゴム成分１００重量部に対して０．５〜２０重量部、好ましくは１〜１０重量部である。０．５重量部未満では十分に低い空気透過性が達成されない。また、２０重量部より多いとゴムが硬くなりすぎて成型時や走行時の変形に追従できない。
【００２４】
また、本発明において、ゴム成分に含まれる無機層状化合物は、有機化処理されていることが好ましい。ここで、有機化処理とは、第４級アンニウム塩でイオン交換処理することである。第４級アンモニウム塩の具体例として、たとえばジメチルジヒドロ牛脂第４級アンモニウム塩（dimethyl dihydrogenated tallow quaternary ammonium）、ジメチルジヒドロ牛脂２−エチルヘキシル第４級アンモニウム塩（dimethyl dihydrogenated tallow 2-ethylhexyl quaternary ammonium）、ジメチルベンジルヒドロ牛脂第４級アンモニウム塩（dimethyl benzylhydrogenated tallow quaternary ammonium）などがあげられる。なかでもコスト面よりジメチルジヒドロ牛脂第４級アンモニウム塩が好ましい。
【００２５】
本発明において、無機層状化合物は、ゴム成分中に微分散している。ここで、無機層状化合物が微分散している状態とは、無機層状化合物において層状のフィラーが、はく離していることである。具体的には、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による直接観察や層状珪酸塩を含むゴム組成物にＸ線回折を試みたときに、６°のピークが消滅していることである。
【００２６】
本発明におけるカーカスゴムに配合される無機充填剤は、ｎＭ・ｘＳｉＯｙ・ｚＨ₂Ｏ（ここでｎは１〜５の整数を表し、Ｍは、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｃａから選ばれる少なくとも１つの金属、それらの金属酸化物、金属水酸化物または炭酸塩を表し、ｘは０〜１０の整数を表し、ｙは２〜５の整数を表し、ｚは０〜１０の整数を表す）で表される化合物である。ｎＭ・ｘＳｉＯｙ・ｚＨ₂Ｏで表される無機充填剤の配合量は、前記ゴム成分１００重量部に対して１０重量部以上であることが好ましく、１０〜８０重量部であることがより好ましい。１０重量部未満では目的とする樹脂との十分な接着性が得られない傾向があり、８０重量部よりも多いと加工性が悪くなる。無機充填剤としては、シリカや炭酸カルシウム、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、アルミナ、クレー、タルク、酸化マグネシウムなどがあげられ単独または併用することもできる。本発明におけるカーカスゴムは、前記無機充填剤のほかにカーボンブラックと併用することもでき、その他の薬品オイルなどの可塑剤、粘着付与剤、硫黄、亜鉛華などの架橋剤、架橋助剤などタイヤ用ゴム配合に用いられる一般的なものを含むことができる。
【００２７】
本発明におけるカーカスゴムは、シランカップリング剤を含む。シランカップリング剤としては、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−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、トリエトキシシリルプロピルイソシアネート、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−（ポリエチレンアミノ）−プロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ’−ビニルベンジル−Ｎ−トリメトキシシリルプロピルエチレンジアミン塩などがあげられる。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。これらのうちでは、カップリング剤添加効果とコストの両立の点から、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドなどが好ましい。
【００２８】
シランカップリング剤の配合量は、好ましくは無機充填剤の配合量の１〜２０重量％、さらに好ましくは５〜１５重量％である。シランカップリング剤の配合量が１重量％未満であると無機充填剤とゴムとの結合が弱くなり、タイヤに使用した時に発熱量が増加する傾向があり、また、２０重量％をこえてもカップリング剤が過剰に配合されるだけで、コスト高になる傾向がある。
【００２９】
空気透過性が低減されるには、カーカスコードより内側のゴムの改善が必要である。本発明の材料を用いる際、耐久性の観点より、片側（外側）に従来ゴムを用いることで耐久性の低下が防げるうえに、空気透過性の低いブチル含量が非常に高いカーカスゴムが適用できる。すなわち本発明の空気入りタイヤは、前記カーカスゴムをカーカス層の内面側のみに用いることが好ましい。
【００３０】
本発明の空気入りタイヤは、前記カーカスゴムからなるカーカス層の内側に、無機層状化合物および樹脂からなるガスバリアー層を有する。ガスバリアー層に用いられる樹脂は、特に限定はされないが、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリアクリルニトリル（ＰＡＮ）、多糖類、ポリアクリル酸およびそのエステル類などがあげられる。好ましい例としては、樹脂単位重量当たりの水素結合性基またはイオン性基の重量百分率が２０〜６０％の割合を満足する高水素結合性樹脂があげられる。さらに好ましい例としては、高水素結合性樹脂の樹脂単位重量当たりの水素結合性基またはイオン性基の重量百分率が３０〜５０％の割合を満足するものがあげられる。高水素結合性樹脂の水素結合性基としては水酸基、アミノ基、チオール基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基などがあげられる。イオン性基としてはカルボキシレート基、スルホン酸イオン基、リン酸イオン基、アンモニウム基、ホスホニウム基などがあげられる。高水素結合性樹脂の水素結合性基またはイオン性基のうちさらに好ましいのは、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、スルホン酸基、カルボキシレート基、スルホン酸イオン基、アンモニウム基などがあげられる。
【００３１】
具体例としては、例えば、ポリビニルアルコール、ビニルアルコール分率４１モル％以上のエチレン−ビニルアルコール共重合体、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アミロース、アミロペクチン、プルラン、カードラン、ザンタン、キチン、キトサン、セルロースなどのような多糖類、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリベンゼンスルホン酸、ポリベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、そのアンモニウム塩ポリビニルチオール、ポリグリセリンなどがあげられる。
【００３２】
高水素結合性樹脂のさらに好ましいものとしては、ポリビニルアルコール、多糖類があげられる。ここでいうポリビニルアルコールとは、酢酸ビニル重合体の酢酸エステル部分を加水分解して得られるものであり、正確にはビニルアルコールと酢酸ビニルの共重合体となったものである。ここで、ケン化の割合はモル百分率で７０％以上が好ましく、特に８５％以上のものがさらに好ましい。また、重合度は１００以上５０００以下が好ましい。
【００３３】
ここでいう多糖類とは、種々の単糖類の縮重合によって生体系で合成される生体高分子であり、ここではそれらをもとに化学修飾したものも含まれる。例えば、セルロースおよびヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体、アミロース、アミロペクチン、プルラン、カードラン、ザンタン、キチン、キトサンなどがあげられる。
【００３４】
ガスバリアー層に用いられる無機層状化合物と樹脂の組成比（体積比）は、特に限定されないが、一般的には体積比が５／９５〜９０／１０の範囲であり、体積比が５／９５〜５０／５０の範囲であることがより好ましい。また、無機層状化合物の体積分率が５／９５より小さい場合には、バリア性能が十分でなく、９０／１０より大きい場合には製膜性が良好でない。
【００３５】
ガスバリアー層に用いられる無機層状化合物と樹脂よりなる組成物の配合方法は、特に限定はされないが、例えば、樹脂を溶解させた溶液と、無機層状化合物を予め膨潤・へき開させた分散液とを混合する方法、無機層状化合物を膨潤・へき開させた分散液を樹脂に添加する方法、また、樹脂と無機層状化合物を熱混練りする方法などがあげられる。とりわけ大きなアスペクト比を有する無機層状化合物を含む組成物を得る方法としては前二者が好ましく用いられる。
【００３６】
基材（カーカス層）にガスバリアー層を積層する方法は、とくに限定されないが、ガスバリアー層の塗工液を基材表面に塗布したのち、乾燥することで溶媒を系から除去し、熱処理を行なうコーティング法や、ガスバリアー層を基材に後からラミネートする方法などがあげられる。また、基材にコーティングする方法としては、タイヤ生カバー状態でカーカス層の内面に塗工液を塗布する方法と、加硫した後のタイヤに塗工液を塗布する方法が用いられる。
【００３７】
得られるガスバリアー層の厚さは、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、０．００１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲である。ガスバリアー層の厚さが、０．００１ｍｍ未満であるとタイヤでの低い空気透過性が達成されず、０．５ｍｍより厚いと、軽量化の効果が少ない。
【００３８】
本発明のタイヤ用ゴム材料の空気透過係数は、３０（×１０^-11ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ）以下であることが好ましい。より好ましくは、２０以下の範囲である。空気透過係数が３０を超えると、低い空気透過性が達成されない傾向がある。本発明のタイヤの空気透過係数は、ＪＩＳＫ７１２６「プラスチックフィルムおよびシートの気体透過度試験方法（Ａ法）」に準じて測定する。
【００３９】
本発明のタイヤの内圧低下率は、２．５（％／月）以下であることが好ましい。２．５％を超えると、タイヤ内圧の低下が顕著になる。
【００４０】
本発明のタイヤの内圧低下率は、初期内圧２００ｋＰａ、無負荷条件にて室温２５℃で３カ月間放置して、測定間隔４日毎に圧力を測定する。測定圧力Ｐｔ、初期圧力Ｐ₀および経過日数ｔとして、関数：
Ｐ_t／Ｐ₀＝ｅｘｐ（−αｔ）に回帰してα値を求める。得られたαを用い、ｔ＝３０を下式に代入し、β値を得る。
β＝｛１−ｅｘｐ（−αｔ）｝×１００
このβ値を１カ月当たりの圧力低下率（％／月）とする。
【００４１】
【実施例】
以下に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【００４２】
ガスバリアー層の材料作製方法
（塗工液１）
合成マイカ（Ｎａ−Ｔｓ）；トピー工業（株）製をイオン交換水に０．６５重量％となるように分散させ、これを無機層状化合物分散液（Ａ液）とする。当該合成マイカ（テトラシリリックマイカ（Ｎａ−Ｔｓ））の粒径は９７７ｎｍ、アスペクト比は１０４３である。また、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ２１０；（株）クラレ製、ケン化度；８８．５％、重合度１０００）をイオン交換水に０．３２５重量％になるように溶解させこれを樹脂溶液（Ｂ液）とする。Ａ液とＢ液とをそれぞれの固体成分比（体積比）が無機層状化合物／樹脂＝３／７となるように混合し、これを塗工液とした。
【００４３】
（塗工液２）
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ２１０；（株）クラレ製、ケン化度；８８．５％、重合度１０００）をイオン交換水に０．３２５重量％になるように溶解させ、これを塗工液とした。
【００４４】
（ゴム組成物の製造（ゴム配合１〜１０の製造およびインナーライナー））
以下に示す材料および加工方法により、表１に示す各種供試ゴム組成物（ゴム配合１〜１０およびインナーライナー）を製造した。
【００４５】
（材料）
天然ゴム：テックビーハング社製のＲＳＳ＃３
ＢＲ−ＩＩＲ：エクソンブロモブチル２２５５（ハロゲン化ブチルゴム）
ナトリウム−ベントナイト：クニミネ工業（株）製のクニピアＦ（１次粒径１００〜２０００ｎｍ、アスペクト比平均３２０、膨張力４５ｍｌ／２ｇ以上の粘土系鉱物）
ＨＡＦ：三菱化学（株）製のダイヤブラックＨ
シリカ：デグサ製のウルトラジルＶＮ３（Ｎ₂ＳＡ；２１０ｍ²／ｇ）
シランカップリング剤：デグサ製のＳｉ６９（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）
レジン：エッソ石油社製のＥＳＣＯＲＥＺ１１０２
オイルＡ：ジャパンエナジー（株）製のＪＯＭＯプロセスＸ１４０
オイルＢ：昭和シェル石油（株）製のマシン油２２
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸
亜鉛華：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤ＮＳ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド）
加硫促進剤Ｄ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤ（Ｎ，Ｎ'−ジフェニルグアニジン）
【００４６】
（加工方法）
評価配合を表１に示す配合処方に従い、硫黄、亜鉛華および加硫促進剤以外の配合剤をＢＲ型バンバリーで混練りをしてマスターバッチを作製したのち、８インチロールにてマスターバッチと硫黄、亜鉛華、加硫促進剤を混練りした各種供試ゴム組成物を得た。これらの配合物を１７０℃で１５分間プレス加硫をして加硫物を得た。空気透過性試験用の加硫物は、１ｍｍのスクラブシートを１７０℃で１５分間プレス加硫してサンプルとした。
【００４７】
【表１】

【００４８】
（製膜方法）
ゴム組成物における製膜方法は、表２に示す配合処方にしたがい、前記ゴム配合１〜１０により得られた各種ゴムサンプルの上に、塗工液１または２をキャスト製膜後、あるいは製膜処理を行なわずに、１００℃で１０分間熱処理を行なった。これらの処理で得られる膜厚は、５μｍである。
【００４９】
タイヤにおける製膜方法は、加硫後のタイヤの内部に、所定のスプレーガンを用い塗工液を塗布し乾燥させる。その後、１００℃で１０分間熱処理を行なった。これらの処理で得られる膜厚は、約２μｍである。
【００５０】
（空気透過係数測定方法）
ＪＩＳＫ７１２６「プラスチックフィルムおよびシートの気体透過度試験方法（Ａ法）」に準じる。
試験気体：空気（窒素：酸素＝８：２）
試験温度：２５℃
【００５１】
（タイヤでの評価）
各種ゴム組成物をカーカス層に用いて、１９５／６５Ｒ１４タイヤを作製し、初期内圧２００ｋＰａ、無負荷条件にて室温２５℃で３カ月間放置して、測定間隔４日毎に圧力を測定する。測定圧力Ｐ_t、初期圧力Ｐ₀および経過日数ｔとして以下の関数に回帰してα値を求める。
Ｐ_t／Ｐ₀＝ｅｘｐ（−αｔ）
得られたαを用い、ｔ＝３０を下式に代入し、β値を得る。
β＝｛１−ｅｘｐ（−αｔ）｝×１００
このβ値を１ヵ月当たりの圧力低下率（％／月）とする。
【００５２】
（タイヤ耐久試験）
所定のタイヤを用いて走行速度８０ｋｍ／ｈ、内圧１９０ｋＰａ、荷重４６４ｋｇの条件で室内ドラム試験を行う。走行結果は、走行をはじめてからバーストもしくは、タイヤ外観の変化（膨らみ）という異常が観測されるまでの走行距離で示す。走行距離が長いほど耐久性がすぐれていることを示す。
【００５３】
実施例１、２、比較例３、７、１７においては、表１のゴム配合にしたがいゴム組成物を得、そしてそれらのゴム組成物に塗工液１をキャスト製膜した。
【００５４】
比較例４、８、１１、１４、１８においては、表１のゴム配合にしたがいゴム組成物を得、そしてそれらのゴム組成物に塗工液２をキャスト製膜した。
【００５５】
比較例１、２、５、６、９、１０、１２、１３、１５、１６においては、表１のゴム配合にしたがいゴム組成物を得、そしてそれらのゴム組成物に製膜処理を行わなかった。
【００５６】
表２は、各種ゴム組成物における空気透過係数の結果を示し、そして表３は、表２のゴム組成物を使用したタイヤでの結果を示す。
【００５７】
【表２】

【００５８】
【表３】

【００５９】
実施例１および２では、本発明の特許請求の範囲に記載のゴム配合６および８を使用し、かつ塗工液１を薄膜に使用した。表２において、実施例１および２は、比較例１〜１６と比べて低い空気透過係数を示すことが認められる。
【００６０】
表３において、実施例１および２のゴム組成物を使用するインナーライナーのないタイヤは、比較例１、２、３、７、１７よりも、内圧低下率、ドラム試験後の内圧低下率、タイヤ内部のガスバリアー層の外観が優れていた。またタイヤ重量も軽量であった。天然ゴムを含まないゴム配合１０のゴム組成物を使用し、かつ塗工液１を薄膜に使用するタイヤ（比較例１７）は、空気透過係数が低く、内圧低下率が優れていたが、耐久性に問題が認められた。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、空気入りタイヤの空気入り内圧保持性を損なうことなく、タイヤの軽量化を可能にした空気入りタイヤが得られる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pneumatic tire using a rubber composition having significantly reduced air permeability.
[0002]
[Prior art]
With respect to a conventional pneumatic tire, it is very important to maintain the air pressure in the tire, because by injecting air into the tire, a heavy load can be supported and various characteristics such as ride comfort can be exhibited. Therefore, an inner liner layer made of rubber having low air permeability such as butyl rubber, halogenated butyl rubber, or the like is provided on the inner surface of the pneumatic tire. On the other hand, reduction of fuel efficiency is one of the major technical issues in automobiles, and as a part of this, there is an increasing demand for lighter pneumatic tires.
[0003]
With such a rubber composition, the thickness of the inner liner can be reduced, and the weight of the tire can be reduced.
[0004]
Techniques have been proposed in which various materials are used as the inner liner layer of a pneumatic tire instead of rubber having low air permeability such as butyl rubber. For example, Patent Document 1 discloses that a solution or dispersion of a synthetic resin such as polyvinylidene chloride, a saturated polyester resin, or a polyamide resin having lower air permeability is applied to the inner surface of a tire. However, the technique disclosed in this publication has a problem in adhesion between the rubber layer and the synthetic resin layer inside the pneumatic tire, and also has a disadvantage in that the inner liner layer has poor moisture resistance.
[0005]
Patent Document 2 discloses that a tire inner surface is halogenated, and a polymer film of methoxymethylated nylon, copolymerized nylon, a blend of polyurethane and polyvinylidene chloride, and a blend of polyurethane and polyvinylidene fluoride is formed thereon. Have been. Patent Literature 3 discloses a pneumatic tire using a methoxymethylated nylon thin film as an inner liner. According to this technique, a solution of methoxymethylated nylon is coated on the inner surface of a green tire or the inner surface of a vulcanized tire. Alternatively, it is disclosed to spray or apply the emulsion. However, even the techniques disclosed in these publications have a disadvantage that it is difficult to maintain uniformity of the film thickness, in addition to a disadvantage that the thin film has poor water resistance.
[0006]
Further, Patent Document 4 discloses a thin film having a layer having low air permeability made of a polyvinylidene chloride film or an ethylene vinyl alcohol copolymer film and an adhesive layer made of a polyolefin film, an aliphatic polyamide film or a polyurethane film. There is an example in which it is used as an air permeation prevention layer of a tire. However, in this technique, the layer having low air permeability lacks flexibility, and the thin film cannot follow the expansion and contraction of the material when the tire is running.
[0007]
Further, Patent Literature 5 discloses a rubber composition for a tire inner liner in which carbon black, a plasticizer and a vulcanizing agent are added to a rubber obtained by halogenating a copolymer of an isomonoolefin having 4 to 7 carbon atoms and a paraalkylstyrene. It has been proposed to use compositions comprising the same for tire inner liners. However, such an inner liner has a high air permeability coefficient, so that further weight reduction of the tire is not appropriate.
[0008]
Further, a polyamide resin, a polyester resin, a polynitrile resin, a cellulose resin, a fluorine resin, and a rubber composition obtained by blending or dynamically cross-linking an elastomer with an imide resin described in Patent Documents 6 to 10 or the like are used. It has been proposed to use for a tire inner liner. However, with these rubber compositions, it is difficult to follow the expansion and contraction of other rubber materials during processing such as tire molding and vulcanization, and cracks sometimes occur during running.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 47-31761 [Patent Document 2]
JP-A-5-330397 [Patent Document 3]
JP-A-5-318618 [Patent Document 4]
JP-A-6-40207 [Patent Document 5]
JP-A-5-508435 [Patent Document 6]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-259741 [Patent Document 7]
JP-A-11-199713 [Patent Document 8]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-63572 [Patent Document 9]
JP 2000-159936 A [Patent Document 10]
JP 2000-160024 A
[Problems to be solved by the invention]
As described above, various proposals have been made for using a composition having low air permeability for the inner liner layer, but they have not yet been put to practical use. Accordingly, an object of the present invention is to provide a pneumatic tire that can reduce the weight of a pneumatic tire without impairing the pneumatic tire's ability to maintain a pneumatic internal pressure. In detail, the air permeability of the conventionally used carcass layer is greatly reduced, and the inner liner is formed by applying a gas barrier layer with significantly reduced air permeability inside the carcass layer and generating a gas barrier layer. The purpose is to achieve a significant reduction in weight.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention provides 100 to 40% by weight of at least one diene rubber selected from the group consisting of natural rubber, isoprene rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, and styrene isoprene butadiene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, Rubber component containing 0 to 60% by weight of at least one butyl rubber selected from the group consisting of halogenated rubbers of copolymers of isomonoolefins having 4 to 7 carbon atoms and paraalkylstyrene, fine dispersion Inorganic layered compound having a particle size of 5 μm or less and an aspect ratio of 50 to 5000, nM.xSiOy.zH ₂ O (where n represents an integer of 1 to 5, and M is selected from Al, Mg, Ti, and Ca) Represents at least one metal, metal oxide, metal hydroxide or carbonate thereof, x represents an integer of 0 to 10, Represents an integer of 2 to 5, and z represents an integer of 0 to 10). The particle size is 5 μm or less inside the carcass layer composed of the rubber composition containing the inorganic filler and the silane coupling agent represented by And a pneumatic tire having a gas barrier layer made of an inorganic layered compound having an aspect ratio of 50 to 5000 and a resin. By using such a tire, it is possible to improve both characteristics of a lighter tire and a lower air permeability, and the present invention has been completed.
[0012]
The gas barrier layer is obtained by dispersing the inorganic layered compound in a solvent in a state of being swollen and cleaved in a solvent, dispersing the resin in a resin or a resin solution, applying the inside of the tire while maintaining the state, and removing the solvent from the system. Is preferred.
[0013]
It is preferable that the inorganic layered compound contained in the rubber composition has been subjected to an organic treatment.
[0014]
Pneumatic tires without an inner liner are preferred.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The pneumatic tire of the present invention has a carcass layer made of carcass rubber containing a rubber component, a finely dispersed inorganic layered compound, an inorganic filler and a silane coupling agent.
[0016]
The rubber component used for the carcass rubber in the present invention comprises a diene rubber and a butyl rubber.
[0017]
Examples of the diene rubber include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), and the like. One or more of these may be included in the rubber component.
[0018]
Examples of the butyl rubber include butyl rubber (IIR), halogenated butyl rubber (X-IIR), and rubber obtained by halogenating a copolymer of isomonoolefin having 4 to 7 carbon atoms and paraalkylstyrene. One or more of these may be included in the rubber component. Examples of the halogenated butyl rubber include chlorinated butyl rubber and brominated butyl rubber. Among these, considering the adhesiveness with the lower layer, a highly reactive chlorinated butyl, brominated butyl or rubber obtained by halogenating a copolymer of isomonoolefin having 4 to 7 carbon atoms and paraalkylstyrene is preferable. A rubber obtained by halogenating a copolymer of an isomonoolefin having 4 to 7 carbon atoms and a paraalkylstyrene is more preferable.
[0019]
The compounding ratio of the diene rubber and the butyl rubber is such that the butyl rubber is 0 to 60% by weight, preferably 10 to 50% by weight, and more preferably 20 to 40% by weight. If the butyl rubber is more than 60% by weight, the adhesiveness and durability as a carcass rubber are insufficient.
[0020]
The inorganic layered compound used for the carcass rubber in the present invention is an inorganic compound having a layered structure in which unit crystal layers are stacked on each other, and is particularly limited as long as the particle diameter is 5 μm or less and the aspect ratio is 50 to 5000. Is not done. Specific examples of the inorganic layered compound include graphite, a phosphate derivative-type compound (zirconium phosphate compound), a chalcogenide, a clay mineral, and a silicate. If the particle size of the inorganic layered compound is larger than 5 μm, the processability during tire production tends to decrease, and the durability of the carcass rubber tends to deteriorate. The aspect ratio of the inorganic layered compound is from 50 to 5,000, preferably from 200 to 3,000. If the aspect ratio is less than 50, the air permeability is not sufficiently low, and if the aspect ratio is more than 5000, it is technically difficult and economically expensive.
[0021]
As such an inorganic layered compound, an inorganic layered compound which swells and cleaves in a solvent is preferably used. Among them, clay minerals having swelling property are preferable. Clay minerals consist of a two-layer structure with an octahedral layer made of aluminum or magnesium as the central metal on top of the silica tetrahedral layer, and a silica tetrahedral layer made of aluminum or magnesium as the central metal. It is classified into a type having a three-layer structure sandwiching an octahedral layer from both sides. Examples of the former include kaolinites and antigolites. Examples of the latter include a smectite group, a vermiculite group, and a mica group depending on the number of interlayer cations. Specifically, kaolinite, dickite, nacrite, halloysite, antigolite, chrysotile, pyroferrite, montmorillonite, hectorite, tetrasilillicumica, sodium teniolite, muscovite, margarite, talc, percurite, phlogopite , Zansophyllite, chlorite and the like.
[0022]
The solvent for swelling the inorganic layered compound is not particularly limited.For example, in the case of a natural swelling clay-based mineral, water, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, ethylene glycol, alcohols such as diethylene glycol, dimethylformamide, dimethyl Examples thereof include sulfoxide and acetone, and more preferred are alcohols such as water and methanol.
[0023]
The amount of the inorganic layered compound used in the carcass rubber is 0.5 to 20 parts by weight, preferably 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component. If it is less than 0.5 part by weight, sufficiently low air permeability cannot be achieved. On the other hand, if it is more than 20 parts by weight, the rubber becomes too hard to follow deformation during molding or running.
[0024]
Further, in the present invention, the inorganic layered compound contained in the rubber component is preferably subjected to an organic treatment. Here, the organic treatment refers to an ion exchange treatment with a quaternary annium salt. Specific examples of the quaternary ammonium salt include, for example, dimethyl dihydrotallow tallow quaternary ammonium salt, dimethyl dihydrotallow 2-ethylhexyl quaternary ammonium salt (dimethyl dihydrogenated tallow 2-ethylhexyl quaternary ammonium), dimethyl And benzyl benzyl hydrogenated tallow quaternary ammonium. Of these, dimethyldihydrotallow quaternary quaternary ammonium salt is preferred from the viewpoint of cost.
[0025]
In the present invention, the inorganic layered compound is finely dispersed in the rubber component. Here, the state in which the inorganic layered compound is finely dispersed means that the layered filler in the inorganic layered compound is separated. Specifically, when direct observation with a transmission electron microscope (TEM) or X-ray diffraction is attempted on a rubber composition containing a layered silicate, the peak at 6 ° disappears.
[0026]
Inorganic filler to be blended in the carcass rubber in the present _{invention, nM · xSiOy · zH 2 O} ( wherein n represents an integer of 1 to 5, M is at least one metal selected Al, Mg, Ti, and Ca Represents a metal oxide, metal hydroxide or carbonate thereof, x represents an integer of 0 to 10, y represents an integer of 2 to 5, and z represents an integer of 0 to 10.) Compound. The amount of the inorganic filler represented by nM · xSiOy · zH ₂ O is preferably 10 parts by weight or more relative to the rubber component 100 parts by weight, and more preferably 10 to 80 parts by weight. If the amount is less than 10 parts by weight, sufficient adhesiveness to a target resin tends not to be obtained, and if the amount is more than 80 parts by weight, workability deteriorates. Examples of the inorganic filler include silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, alumina, clay, talc, and magnesium oxide, and these can be used alone or in combination. The carcass rubber in the present invention can also be used in combination with carbon black in addition to the inorganic filler, other plasticizers such as chemical oils, tackifiers, sulfur, crosslinking agents such as zinc white, crosslinking aids for tires and the like. It can include those commonly used in rubber compounding.
[0027]
The carcass rubber in the present invention contains a silane coupling agent. Examples of the silane coupling agent include bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis (triethoxysilylpropyl) disulfide, triethoxysilylpropyl isocyanate, and vinyltriethoxy. Silane, vinyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ- (polyethyleneamino) -Propyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N′-vinylbenzyl-N-trimethoxysilylpropylethylenediamine salt and the like It is below. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and the like are preferable from the viewpoint of achieving both the effect of adding the coupling agent and the cost.
[0028]
The amount of the silane coupling agent is preferably 1 to 20% by weight, more preferably 5 to 15% by weight of the amount of the inorganic filler. If the amount of the silane coupling agent is less than 1% by weight, the bond between the inorganic filler and the rubber is weakened, and the calorific value tends to increase when used in a tire. If the coupling agent is excessively added, the cost tends to be high.
[0029]
To reduce the air permeability, it is necessary to improve the rubber inside the carcass cord. When using the material of the present invention, from the viewpoint of durability, a conventional rubber can be used on one side (outside) to prevent a decrease in durability, and a carcass rubber having low air permeability and a very high butyl content can be applied. That is, in the pneumatic tire of the present invention, the carcass rubber is preferably used only on the inner surface side of the carcass layer.
[0030]
The pneumatic tire of the present invention has a gas barrier layer made of an inorganic layered compound and a resin inside the carcass layer made of the carcass rubber. Although the resin used for the gas barrier layer is not particularly limited, for example, polyvinyl alcohol (PVA), ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), polyvinylidene chloride (PVDC), polyacrylnitrile (PAN), polysaccharide, Examples include polyacrylic acid and esters thereof. Preferred examples include high hydrogen bonding resins in which the weight percentage of hydrogen bonding groups or ionic groups per unit weight of the resin satisfies the ratio of 20 to 60%. More preferred examples include those in which the weight percentage of the hydrogen bonding group or the ionic group per unit weight of the high hydrogen bonding resin satisfies the ratio of 30 to 50%. Examples of the hydrogen bonding group of the high hydrogen bonding resin include a hydroxyl group, an amino group, a thiol group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group. Examples of the ionic group include a carboxylate group, a sulfonate ion group, a phosphate ion group, an ammonium group, and a phosphonium group. More preferred among the hydrogen bonding groups or ionic groups of the high hydrogen bonding resin are a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a carboxylate group, a sulfonic acid ion group, and an ammonium group.
[0031]
Specific examples include, for example, polyvinyl alcohol, an ethylene-vinyl alcohol copolymer having a vinyl alcohol fraction of 41 mol% or more, hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, amylose, amylopectin, pullulan, curdlan, xanthan, chitin, chitosan. And polysaccharides such as cellulose, polyacrylic acid, sodium polyacrylate, polybenzenesulfonic acid, sodium polybenzenesulfonate, polyethyleneimine, polyallylamine, its ammonium salt polyvinyl thiol, and polyglycerin.
[0032]
More preferable examples of the high hydrogen bonding resin include polyvinyl alcohol and polysaccharide. The polyvinyl alcohol referred to here is obtained by hydrolyzing an acetate portion of a vinyl acetate polymer, and is, more precisely, a copolymer of vinyl alcohol and vinyl acetate. Here, the ratio of saponification is preferably 70% or more in terms of mole percentage, particularly preferably 85% or more. The degree of polymerization is preferably 100 or more and 5000 or less.
[0033]
The polysaccharide referred to here is a biopolymer synthesized in a biological system by polycondensation of various monosaccharides, and here also includes those chemically modified based on them. Examples include cellulose and cellulose derivatives such as hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose and carboxymethylcellulose, amylose, amylopectin, pullulan, curdlan, xanthan, chitin, chitosan and the like.
[0034]
The composition ratio (volume ratio) of the inorganic layered compound and the resin used in the gas barrier layer is not particularly limited, but is generally in the range of 5/95 to 90/10, and the volume ratio is 5/95. More preferably, it is in the range of 50/50. When the volume fraction of the inorganic layered compound is smaller than 5/95, the barrier performance is not sufficient, and when it is larger than 90/10, the film forming property is not good.
[0035]
The method of compounding the composition comprising the inorganic layered compound and the resin used in the gas barrier layer is not particularly limited.For example, a solution in which the resin is dissolved and a dispersion in which the inorganic layered compound is swollen and cleaved in advance are used. Examples thereof include a method of mixing, a method of adding a dispersion obtained by swelling and cleaving the inorganic layered compound to the resin, and a method of heat-kneading the resin and the inorganic layered compound. As the method for obtaining a composition containing an inorganic layered compound having a particularly large aspect ratio, the former two methods are preferably used.
[0036]
The method of laminating the gas barrier layer on the substrate (carcass layer) is not particularly limited, but after applying the coating liquid for the gas barrier layer to the substrate surface, the solvent is removed from the system by drying, and the heat treatment is performed. Coating method, and a method of laminating a gas barrier layer on a substrate later. As a method of coating the base material, a method of applying a coating liquid to the inner surface of the carcass layer in a tire raw cover state and a method of applying a coating liquid to a vulcanized tire are used.
[0037]
The thickness of the obtained gas barrier layer is preferably 0.5 mm or less. More preferably, it is in the range of 0.001 mm to 0.5 mm. When the thickness of the gas barrier layer is less than 0.001 mm, low air permeability in the tire cannot be achieved, and when the thickness is more than 0.5 mm, the effect of weight reduction is small.
[0038]
The air permeability coefficient of the rubber material for a tire of the present invention is preferably 30 (× 10 ⁻¹¹ cc · cm / cm ² · sec · cmHg) or less. More preferably, it is in the range of 20 or less. When the air permeability coefficient exceeds 30, low air permeability tends not to be achieved. The air permeability coefficient of the tire of the present invention is measured according to JIS K7126 “Testing method for gas permeability of plastic films and sheets (Method A)”.
[0039]
The internal pressure reduction rate of the tire of the present invention is preferably 2.5 (% / month) or less. If it exceeds 2.5%, the decrease in tire internal pressure becomes remarkable.
[0040]
The internal pressure drop rate of the tire of the present invention is measured at an initial internal pressure of 200 kPa under no load conditions at room temperature of 25 ° C. for 3 months, and the pressure is measured every four days at measurement intervals. As measured pressure Pt, initial pressure P ₀ and elapsed days t, the function:
The α value is obtained by regressing on P _t / P ₀ = exp (−αt). Using the obtained α, t = 30 is substituted into the following equation to obtain a β value.
β = {1-exp (-αt)} × 100
This β value is defined as the pressure drop rate per month (% / month).
[0041]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to only these examples.
[0042]
Material preparation method for gas barrier layer (Coating liquid 1)
Synthetic mica (Na-Ts); manufactured by Topy Industries, Ltd. is dispersed in ion-exchanged water so as to be 0.65% by weight, and this is used as an inorganic layered compound dispersion (solution A). The synthetic mica (tetrasilyl mica (Na-Ts)) has a particle size of 977 nm and an aspect ratio of 1043. Further, a polyvinyl alcohol (PVA210; manufactured by Kuraray Co., Ltd., saponification degree: 88.5%, polymerization degree: 1000) is dissolved in ion-exchanged water so as to have a concentration of 0.325% by weight, and this is dissolved in a resin solution (solution B). And The solution A and the solution B were mixed such that the respective solid component ratios (volume ratio) became inorganic layered compound / resin = 3/7, and this was used as a coating liquid.
[0043]
(Coating liquid 2)
Polyvinyl alcohol (PVA210; manufactured by Kuraray Co., Ltd., saponification degree: 88.5%, polymerization degree: 1000) was dissolved in ion-exchanged water so as to be 0.325% by weight, and this was used as a coating liquid.
[0044]
(Production of rubber composition (production of rubber compounds 1 to 10 and inner liner))
Various test rubber compositions (rubber compounds 1 to 10 and inner liner) shown in Table 1 were produced by the following materials and processing methods.
[0045]
(material)
Natural rubber: RSS # 3 manufactured by Tech Bee Hang
BR-IIR: Exon bromobutyl 2255 (halogenated butyl rubber)
Sodium-bentonite: Kunipia F (a clay mineral having a primary particle diameter of 100 to 2000 nm, an average aspect ratio of 320, and an expansion force of 45 ml / 2 g or more) manufactured by Kunimine Industry Co., Ltd.
HAF: Diamond Black H manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
Silica: Ultrasil VN3 manufactured by Degussa (N ₂ SA; 210 m ² / g)
Silane coupling agent: Si69 (bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide) manufactured by Degussa
Resin: ESCOREZ 1102 manufactured by Esso Oil
Oil A: JOMO Process X140 manufactured by Japan Energy Co., Ltd.
Oil B: Machine oil 22 manufactured by Showa Shell Sekiyu KK
Stearic acid: zinc stearate manufactured by NOF CORPORATION: zinc flower No. 1 manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd .: powder sulfur vulcanization accelerator NS manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd. NS: Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd. Noxeller NS (N-tert-butyl-2-benzothiazylsulfenamide)
Vulcanization accelerator D: Noxeller D (N, N'-diphenylguanidine) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
[0046]
(Processing method)
According to the compounding recipe shown in Table 1, a compounding agent other than sulfur, zinc white and a vulcanization accelerator was kneaded with a BR type Banbury to prepare a masterbatch. , Zinc white and a vulcanization accelerator were kneaded to obtain various test rubber compositions. These compounds were press-vulcanized at 170 ° C. for 15 minutes to obtain vulcanized products. The vulcanized product for the air permeability test was a sample obtained by press-vulcanizing a 1 mm scrub sheet at 170 ° C. for 15 minutes.
[0047]
[Table 1]

[0048]
(Film forming method)
The film forming method of the rubber composition was performed according to the compounding recipe shown in Table 2, and after coating the coating liquid 1 or 2 on the various rubber samples obtained by the rubber compounds 1 to 10, or after forming the film. Without performing the treatment, a heat treatment was performed at 100 ° C. for 10 minutes. The film thickness obtained by these processes is 5 μm.
[0049]
In the method of forming a film on a tire, a coating liquid is applied to the inside of the vulcanized tire using a predetermined spray gun and dried. Thereafter, a heat treatment was performed at 100 ° C. for 10 minutes. The film thickness obtained by these processes is about 2 μm.
[0050]
(Method of measuring air permeability coefficient)
It conforms to JIS K7126 "Test method for gas permeability of plastic films and sheets (Method A)".
Test gas: air (nitrogen: oxygen = 8: 2)
Test temperature: 25 ° C
[0051]
(Evaluation with tires)
Using various rubber compositions for the carcass layer, a 195 / 65R14 tire is prepared, left at room temperature of 25 ° C. for 3 months under an initial internal pressure of 200 kPa and no load, and the pressure is measured every four days at measurement intervals. As the measured pressure P _t , the initial pressure P ₀ and the number of elapsed days t, an α value is obtained by regression on the following function.
P _t / P ₀ = exp (−αt)
Using the obtained α, t = 30 is substituted into the following equation to obtain a β value.
β = {1-exp (-αt)} × 100
This β value is defined as a pressure reduction rate per month (% / month).
[0052]
(Tire durability test)
An indoor drum test is performed using a predetermined tire at a running speed of 80 km / h, an internal pressure of 190 kPa, and a load of 464 kg. The running result is shown as a running distance from the start of running until a failure such as a burst or a change in tire appearance (bulge) is observed. The longer the mileage, the better the durability.
[0053]
In Examples 1 and 2, and Comparative Examples 3, 7, and 17, rubber compositions were obtained according to the rubber composition shown in Table 1, and a coating liquid 1 was cast on these rubber compositions.
[0054]
In Comparative Examples 4, 8, 11, 14, and 18, rubber compositions were obtained according to the rubber composition shown in Table 1, and a coating liquid 2 was cast on those rubber compositions.
[0055]
In Comparative Examples 1, 2, 5, 6, 9, 10, 12, 13, 15, and 16, rubber compositions were obtained in accordance with the rubber composition shown in Table 1, and the rubber compositions were not subjected to film forming treatment. Was.
[0056]
Table 2 shows the results of the air permeability coefficient for various rubber compositions, and Table 3 shows the results for tires using the rubber compositions of Table 2.
[0057]
[Table 2]

[0058]
[Table 3]

[0059]
In Examples 1 and 2, the rubber compounds 6 and 8 described in the claims of the present invention were used, and the coating liquid 1 was used for the thin film. In Table 2, it is recognized that Examples 1 and 2 exhibit lower air permeability coefficients than Comparative Examples 1 to 16.
[0060]
In Table 3, the tires without the inner liner using the rubber compositions of Examples 1 and 2 had lower internal pressure rates, lower internal pressure rates after the drum test, and tires than Comparative Examples 1, 2, 3, 7, and 17. The appearance of the internal gas barrier layer was excellent. The tire weight was also light. The tire (Comparative Example 17) using the rubber composition of the rubber compounding 10 containing no natural rubber and using the coating liquid 1 for the thin film had a low air permeability coefficient and an excellent internal pressure drop rate, but had a high durability. There was a problem with gender.
[0061]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pneumatic tire which enabled the weight reduction of a tire is obtained, without impairing the pneumatic internal pressure retention of a pneumatic tire.

Claims

100 to 40% by weight of at least one diene rubber selected from the group consisting of natural rubber, isoprene rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, and styrene isoprene butadiene rubber; butyl rubber; halogenated butyl rubber; A rubber component containing 0 to 60% by weight of at least one butyl rubber selected from the group consisting of rubbers obtained by halogenating a copolymer of isomonoolefin and paraalkylstyrene, and having a finely dispersed particle size of 5 μm or less. , inorganic layered compound having an aspect ratio of _{50~5000, nM · xSiOy · zH 2} O ( wherein n represents an integer of 1 to 5, M is Al, Mg, Ti, at least one metal selected from Ca, they Represents a metal oxide, a metal hydroxide or a carbonate, x represents an integer of 0 to 10, and y represents an integer of 2 to 5. , Z represents an integer of 0 to 10) on the inner surface of the carcass layer composed of a rubber composition containing an inorganic filler and a silane coupling agent represented by the following formula: A pneumatic tire having a gas barrier layer comprising an inorganic layer compound and a resin.

The gas barrier layer, wherein the inorganic layered compound is swelled and cleaved in a solvent, dispersed in a resin or a resin solution, and applied to the inside of the tire while maintaining the state, and thereafter the solvent is removed from the system. Item 7. A pneumatic tire according to item 1.

The pneumatic tire according to claim 1 or 2, wherein the inorganic layered compound contained in the rubber composition has been subjected to an organic treatment.

The pneumatic tire according to claim 1, 2 or 3, which does not have an inner liner.