JP2007039500A - ゴム組成物及びそれを空気透過防止層に用いた空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 空気入りタイヤの空気透過防止層（インナーライナー）に使用して、空気漏れによるタイヤ性能低下を抑制すると共に、タイヤの操縦安定性及び音吸収性を改良したゴム組成物並びにそれを空気透過防止層に用いた空気入りタイヤの提供。
【解決手段】 式（Ｉ）：
【化１】

（式中、Ｘは水素原子又は水素、窒素、炭素、酸素、珪素、リン、硫黄及び亜鉛の任意の原子をそれぞれ任意に組み合わせた化合物の残基である）
で表される化合物に由来するベンゾチアジルモノスルフィド基を側鎖に付加させた変性ジエン系ゴム５〜９０重量部及びブチルゴム及び／又はハロゲン化ブチルゴム９５〜１０重量部の合計ゴム量１００重量部並びに補強性フィラー１０〜１００重量部を含むゴム組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明はゴム組成物及びそれを空気透過防止層に用いた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは耐空気透過性、操縦安定性及び音吸収性に優れたゴム組成物並びにそれを空気透過防止層に用いた空気入りタイヤに関する。

近年、空気入りタイヤの各種部分に適した種々の新規ポリマーの開発が鋭意進められている。例えば、従来タイヤ用空気透過防止層（インナーライナー）にはブチルゴム（ＩＩＲ）が使用されているが、ブチルゴムに代るインナーライナー材の開発も活発に行われている。特許文献１にはブチルゴムなどにエポキシ化天然ゴムを配合することにより耐空気透過性に優れたゴム組成物が得られることが提案されている。

特開２００４−３３９２８８号公報

従って、本発明の目的は、タイヤ用空気透過防止層（インナーライナー）に使用して空気漏れによるタイヤ性能低下を抑制すると共に、タイヤの操縦安定性及び音吸収性を改良したゴム組成物並びにそれを空気透過防止層に用いた空気入りタイヤを提供することにある。

本発明に従えば、式（Ｉ）：

（式中、Ｘは水素原子又は水素、窒素、炭素、酸素、珪素、リン、硫黄及び亜鉛の任意の原子をそれぞれ任意に組み合わせた化合物の残基である）
で表される化合物に由来するベンゾチアジルモノスルフィド基を側鎖に付加させた変性ジエン系ゴム５〜９０重量部及びブチルゴム及び／又はハロゲン化ブチルゴム９５〜１０重量部の合計ゴム量１００重量部並びに補強性フィラー１０〜１００重量部を含んでなるゴム組成物が提供される。

本発明によれば、前記式（Ｉ）の化合物に由来するベンゾチアジルモノスルフィド基を置換させた変性ジエン系ポリマー（５〜９０重量部）とブチルゴム及び／又はハロゲン化ブチルゴム（９５〜１０重量部）のゴム分１００重量部に補強性フィラー１０〜１００重量部を配合することにより、タイヤ用空気透過保護層（インナーライナー）に使用して、空気漏れによるタイヤ性能低下を抑制すると共に、ベンゾチアジル化による音吸収性及び高モジュラス化による操縦安定性能の向上が達成される。

本発明者らは、前記課題を解決すべく研究を進めた結果、ブチルゴム及び／又はハロゲン化ブチルゴムに、前記式（Ｉ）の化合物に由来するベンゾチアジルモノスルフィド基を付加させた変性ジエン系ゴムを配合することにより、良好な耐空気透過性が得られると共に、音吸収性及び高モジュラスの（従って操縦安定性の良好な）ゴム組成物を得ることができる。

本発明の好ましい態様では、ジエン系ゴムと前記式（Ｉ）の化合物とを予め混合し、側鎖にベンゾチアジルモノスルフィド基を付加させたジエン系ポリマー５〜９０重量部、好ましくは２０〜８０重量部とブチルゴム及び／又はハロゲン化ブチルゴム１０〜９５重量部、好ましくは２０〜８０重量部とのブレンドゴム（合計量１００重量部）に、補強性フィラー１０〜１００重量部、好ましくは３０〜８０重量部を用いるのが、耐空気透過性及びゴム組成物の補強性に対して、好ましい。

前記式（Ｉ）の化合物の置換基Ｘは前記定義の通りであるが、Ｘは、立体障害が大きければ大きいほど良いが、例えば水素、炭素、窒素、酸素、珪素、リン、硫黄又は亜鉛原子をそれぞれ任意に組み合わせた化合物の残基である。なお、水素原子は単独でも良い。前記式（Ｉ）の化合物としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシルベンゾチアジル−２−スルフェンアミド（ＤＣＢＳ）、２−メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）、ジベンゾチアジルスルフィド（ＤＭ）、Ｎ−シクロヘキシルベンゾチアジル−２−スルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルベンゾチアジル−２−スルフェンアミド（ＢＢＳ）、Ｎ−オキシジエチレンベンゾチアジル−２−スルフェンアミド（ＯＢＳ）、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルベンゾチアジル−２−スルフェンアミドなどを例示することができ、具体例としては以下の構造の基をあげることができる。

本発明に従えばジエン系ゴム、例えば天然ゴム、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、各種ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム又はこれらの任意のブレンド１００重量部に対し、式（Ｉ）の化合物を、好ましくは５〜８０重量部、更に好ましくは２０〜７０重量部加えて５分間、１．８リットルバンバリー中にて混合し１５０℃で放出することによりジエン系ゴムを変性することができる。この変性は他の配合成分と共に混練しながらその場で実施することもできるが、予めジエン系ゴムを変性して配合するのがジエン系ゴムの変性を阻害されないという観点から好ましい。

本発明に係るゴム組成物において、ゴム成分として使用するブチルゴム及び／又はハロゲン化ブチルゴムは従来から空気入りタイヤ用として、特にそのインナーライナー用として使用されている耐空気透過性に優れたゴムで、例えばＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ ＣｈｅｍｉｃａｌよりＥｘｘｏｎＢｒｏｍｏｂｕｔｙｌ ２２５５、バイエル社よりＢｕｔｙｌ３０１などとして市販されており、本発明においてもこれらのブチルゴム及び／又はハロゲン化ブチルゴムを用いることができる。

本発明に係るゴム組成物としては前記変性ジエン系ゴムとブチルゴム及び／又はハロゲン化ブチルゴムを重量比で５〜９０／９５〜１０、好ましくは２０〜８０／８０〜２０の比で用いる（注：合計量１００）。この配合において変性ジエン系ゴムの配合量が少ないと所望の効果が得られないので好ましくなく、逆に多いとＭ３００が小さくなってゴムの強さが失われるので好ましくない。

本発明のゴム組成物には前記ゴム合計量１００重量部に対し、補強性フィラー１０〜１００重量部、好ましくは３０〜８０重量部配合する。この補強性フィラーの配合量が少ないとゴムの補強性が小さくなるので好ましくなく、逆に多いと混合性が悪化するので好ましくない。

補強性フィラーは、カーボンブラック、シリカ、クレー、酸化チタン等、従来からゴム組成物用として配合されている任意の補強性フィラーを用いるのが好ましい。ゴムとの混合方法や混合ステップ数には限定はないが、前述の如く、ジエン系ゴムとの式（Ｉ）の変性は補強性フィラーを混合するステップの前に実施するのが好ましい。使用するカーボンブラックやシリカなどの種類については、タイヤ用として使用できるものであれば特に限定はなく、またカーボンブラック及びシリカ或いはその他の補強用フィラーの配合比についても特に限定はない。好ましいカーボンブラックとしては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、グラファイトなどの任意のカーボンブラックを用いることができる。これらの中でも、高い補強性の観点からファーネスブラックを使用するのが好ましく、その具体例としては、ＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，ＧＰＦ，ＦＥＦなどのグレードのものが挙げられ、中でも、ＨＡＦ，ＧＰＦ，ＦＥＦが好ましい。カーボンブラックの比表面積には、特に限定はないが、窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が２０〜１２０ｍ²／ｇのものが好ましい。一方、本発明において使用するシリカとしては従来よりタイヤ用などに使用されている任意のシリカ、例えば天然シリカ、合成シリカ、より具体的には乾式シリカ、湿式シリカとすることができる。

本発明に係るゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用、その他のゴム組成物用に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまでもない。

実施例１〜２及び比較例１
サンプルの調製
表Ｉに示す配合において、加硫促進剤と硫黄を除く成分を１．８リットルの密閉型ミキサーで５分間混練し、１５０℃に達したときに放出してマスターバッチを得た。このマスターバッチに加硫促進剤と硫黄をオープンロールで混練し、ゴム組成物を得た。

次に得られたゴム組成物を１５×１５×０．２cmの金型中で１５０℃で３０分間加硫して加硫ゴムシートを調製し、以下に示す試験法で加硫ゴムの物性を測定した。結果は表Ｉに比較例１の値を１００として指数表示した。この数字が大きいほど結果が良好であることを示す。

ゴム物性評価試験法
３００％モジュラス（Ｍ３００）：ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定した。結果は比較例１の値を１００として指数表示した。この値が大きいほどモジュラスが高いことを示す。
耐空気透過性：ＪＩＳ Ｋ７１２６「プラスチックフィルム及びシートの気体通過度試験方法（Ａ法）」に準じた。結果は比較例１の値を１００として指数表示した。この値が大きいほど耐空気透過性が優れていることを示す。
試験気体：空気（Ｎ₂：Ｏ₂＝８：２）、試験温度３０℃
損失コンプライアンス（Ｅ”／Ｅ^*2）：東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメータを用い、歪１０±２％、周波数２０Hz、雰囲気温度６０℃の条件で測定した。結果は比較例１の値を１００として指数表示した。この値が大きいほど吸音特性が優れていることを示す。

表Ｉ脚注
天然ゴム：ＲＳＳ＃３
ＩＩＲ：エクソンケミカル社製塩素化ブチルゴム ＥＸＸＯＮ ＣＨＬＯＲＯＢＵＴＹＬ １０６６
カーボンブラック：三菱化学（株）製ダイアブラックＧ
ステアリン酸：日本油脂（株）製ビーズステアリン酸
アロマオイル：富士興産（株）製アロマックス３号
亜鉛華：正同化学工業（株）製酸化亜鉛３種
硫黄：鶴見化学工業（株）製油処理硫黄
ＴＢｚＴＤ：フレキシス社製ＴＢｚＴＤ
ＤＣＨＢＳＡ：大内新興化学工業（株）製Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシルベンゾチアジル−２−スルフェンアミド

予備混合物１：予め天然ゴム１００重量部、カーボンブラック４０重量部及びＤＣＨＢＳＡ ４０重量部を１．８リットルバンバリーミキサー中にて、５分間混合し、１５０℃にて放出して得た変性ジエン系ゴム１

以上の通り、本発明に従ったゴム組成物は空気透過防止層、音吸収性及び操縦安定性に優れるので空気入りタイヤの空気透過防止層（インナーライナー）として使用するのに好適である。

Claims (3)

1. 式（Ｉ）：
   

   

   （式中、Ｘは水素原子又は水素、窒素、炭素、酸素、珪素、リン、硫黄及び亜鉛の任意の原子をそれぞれ任意に組み合わせた化合物の残基である）
   で表される化合物に由来するベンゾチアジルモノスルフィド基を側鎖に付加させた変性ジエン系ゴム５〜９０重量部及びブチルゴム及び／又はハロゲン化ブチルゴム９５〜１０重量部の合計ゴム量１００重量部並びに補強性フィラー１０〜１００重量部を含んでなるゴム組成物。
2. 前記変性ジエン系ゴムが式（Ｉ）で表わされる化合物５〜８０重量部とジエン系ゴム１００重量部とを予め予備混合したブレンドである請求項１に記載のゴム組成物。
3. 請求項１又は２に記載のゴム組成物を空気透過防止層に用いた空気入りタイヤ。