JP2010013543A

JP2010013543A - タイヤインナーライナー用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2010013543A
Application number: JP2008174066A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Akagi; 健太郎赤木; Yosuke Suzuki; 洋介鈴木
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2008-07-03
Filing date: 2008-07-03
Publication date: 2010-01-21

Abstract

【課題】耐空気透過性および耐屈曲疲労性を両立したタイヤインナーライナー用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】ゴム成分１００質量部（但し、該ゴム成分中ブチル系ゴムが５０質量部以上を占める）に対し、油展白土を５〜２５質量部、無機充填剤を１０質量部以上およびカーボンブラックを３０質量部以上配合し、前記油展白土、無機充填剤およびカーボンブラックの合計配合量が４５〜１００質量部であることを特徴とするタイヤインナーライナー用ゴム組成物と、該ゴム組成物をインナーライナーに使用した空気入りタイヤ。
【選択図】なし

Description

本発明は、タイヤインナーライナー用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関するものであり、詳しくは、耐空気透過性および耐屈曲疲労性を両立したタイヤインナーライナー用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関するものである。

タイヤにおいて内圧の保持は、コンパウンドの空気劣化抑制や空気圧の低下抑制の観点から重要であり、この性能が低いと経時劣化が促進されることや空気圧の低下からタイヤのたわみが大きくなり故障が促進されるなどの現象につながる。この対策として、空気透過性を抑制するために無機充填剤を多量配合する手法があるが屈曲疲労性が悪化する欠点がある。
なお、加硫前の加工性と、加硫後の空気遮断性と、加硫後の耐老化性をバランスよく改善したタイヤインナーライナー用ゴム組成物は特許文献１に開示されている。

一方、油展白土は石油精製工程から排出される、いわゆる廃白土であり、専ら産業廃棄物として処分されている。油展白土は、セメント原料としてリサイクルすることもできるが、この場合、含有する油分を除去することを目的とした高温加熱処理を行うために多量のエネルギー消費が生じる。下記特許文献２には、油展白土をアスファルト廃材に配合してアスファルト針入度を改良する技術が開示されているが、油展白土をタイヤ用のゴム組成物に利用することについては、開示も示唆もない。
特開２００８−１１１１０９号公報特開２００４−３３９５４号公報

本発明の目的は、耐空気透過性および耐屈曲疲労性を両立したタイヤインナーライナー用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、特定ゴム成分に油展白土、無機充填剤およびカーボンブラックを特定量配合することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成することができた。
すなわち本発明は以下のとおりである。
１．ゴム成分１００質量部（但し、該ゴム成分中ブチル系ゴムが５０質量部以上を占める）に対し、油展白土を５〜２５質量部、無機充填剤を１０質量部以上およびカーボンブラックを３０質量部以上配合し、前記油展白土、無機充填剤およびカーボンブラックの合計配合量が４５〜１００質量部であることを特徴とするタイヤインナーライナー用ゴム組成物。
２．前記油展白土が、油分を２０〜６０質量％の割合で含有することを特徴とする前記１に記載のタイヤインナーライナー用ゴム組成物。
３．前記１または２に記載のゴム組成物をインナーライナーに使用した空気入りタイヤ。

本発明によれば、特定ゴム成分に油展白土、無機充填剤およびカーボンブラックを特定量配合することにより、耐空気透過性および耐屈曲疲労性を両立したタイヤインナーライナー用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供することができる。
また、従来産業廃棄物として処分されていた油展白土を有効利用することも可能となる。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。

（ゴム成分）
本発明で使用されるゴム成分は、タイヤ用ゴム組成物に配合することができる任意のゴム成分を用いることができ、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ、Ｃｌ−ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
ただし、本発明で使用されるゴム成分は、該ゴム成分１００質量部中、ブチル系ゴムが５０質量部以上を占めることが必要である。上記配合割合未満であると、耐空気透過性および耐屈曲疲労性が両立されない。さらに好ましいゴム成分中のブチル系ゴムの上記割合は、６０〜１００質量部である。
ブチル系ゴムとしては、上記のようにブチルゴムおよびハロゲン化ブチルゴムが挙げられ、これらは、市販されているものを使用できる。ブチル系ゴムとしては、ハロゲン化ブチルゴムが好ましい。ハロゲン化ブチルゴムの例としては、例えば、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴムが挙げられる。

（油展白土）
本発明で使用される油展白土とは、石油精製工程において、各種の石油製品、半製品、石油化学原料などに含まれる不飽和炭化水素、樹脂、酸素、硫黄化合物および水などの不要成分の除去あるいは脱色のために用いられた使用済みの酸性白土や活性白土である。酸性白土とは、モンモリロナイトを主成分とし、少量のクリストバル石などを含む白色粘土をいい、活性白土とは、酸性白土あるいは天然に吸着性能をもっている白土(粘土)に酸処理を施して吸着性能を増大させた白土をいう。
油展白土が含有する油種は、とくに限定されるものではないが、例えば鉱油系潤滑油基油、灯油、軽油、ジェット燃料、各種の化成品、溶剤を例示することができる。なかでも、鉱油系潤滑油基油が好ましい。油展白土における油分の含有量（油展量）は、好ましくは２０〜６０質量％であり、より好ましくは３０〜４０質量％である。油展白土の油展量が２０質量％未満であると、加工性が低下する。油展白土の油展量が６０質量％を超えると、白土分が少ないために所期の効果が得られない。
なお、油展白土は、上記油分以外に、一般的にＳｉＯ_２を含有してなり、他の成分として、Ａｌ_２Ｏ_３を９〜１３質量％、Ｆｅ_２Ｏ_３を１〜２質量％、ＭｇＯを１〜３質量％、ＣａＯを１質量％以下、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏを合わせて１質量％以下の割合で含有するものである。

（無機充填剤）
本発明で使用される無機充填剤としては、シリカ、炭酸カルシウム、アルミナ、クレイ、カオリン、雲母、モンモリロナイト、スメクタイト等を挙げることができ、特に雲母、モンモリロナイト、スメクタイトが好ましく使用される。
なお、本明細書でいう無機充填剤とは、カーボンブラックを含まないものとする。

（カーボンブラック）
本発明で使用されるカーボンブラックは、市販されているものから適宜選択して使用すればよい。なお、カーボンブラックは、ＣＴＡＢ吸着比表面積（ＪＩＳＫ６２１７に従って測定）が２０〜５０ｍ²／ｇであるのが好ましい。

（ゴム組成物の配合割合）
本発明のゴム組成物は、ゴム成分１００質量部（但し、該ゴム成分中ブチル系ゴムが５０質量部以上を占める）に対し、油展白土を５〜２５質量部、無機充填剤を１０質量部以上およびカーボンブラックを３０質量部以上配合し、前記油展白土、無機充填剤およびカーボンブラックの合計配合量が４５〜１００質量部であることを特徴とする。
上記油展白土の配合割合は、油分を含む質量を基準にしている。油展白土中の白土は、多孔性であるので、比較的多量（例えば油展白土における油分の含有量として６０質量％程度まで）の油分を保持することができる。

本発明のゴム組成物において、油展白土のさらに好ましい上記配合割合は、５〜２０質量部である。無機充填剤のさらに好ましい上記配合割合は、１０〜３０質量部である。カーボンブラックのさらに好ましい上記配合割合は、３０〜７０質量部である。

本発明に係るゴム組成物には、前記した成分に加えて、補強用充填剤、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ゴム組成物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も、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。また本発明のゴム組成物は従来の空気入りタイヤの製造方法に従って空気入りタイヤを製造するのに使用することができる。

以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。

実施例１〜３および比較例１〜５
サンプルの調製
表１に示す配合（質量部）において、加硫促進剤と硫黄を除く成分を１．７リットルのＢ型バンバリーミキサーで５分間混練した後、ミキサー外に放出させて室温冷却した。放出時の組成物の温度は、１３０℃であった。続いて、該組成物を同バンバリーミキサーに再度入れ、加硫促進剤および硫黄を加えて混練し、ゴム組成物を得た。次に得られたゴム組成物を所定の金型中で１６０℃で２０分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を調製した。得られた加硫ゴム試験片を用いて、以下に示す試験法で物性を測定した。

通気度：ＪＩＳＫ７１２６に従い、東洋精機製作所製ガス透過率測定装置ＭＴ−Ｃ３を使用し、初期圧力１００ｋＰａ、測定温度８０℃、測定時間１時間で空気透過係数を測定した。空気透過係数を比較例１の値を１００として、指数表示した。指数が大きいほど耐空気透過性に優れることを示す。

耐屈曲疲労性：ＪＩＳＫ６２６０に従い、歪率８０％の条件で破断するまで測定した。比較例１を基準（１００）として、指数が大きいほど耐屈曲疲労性に優れることを示す。
結果を表１に併せて示す。

＊１：ＮＲ（ＲＳＳ＃３）
＊２：ＩＩＲ（LANXESS社製、BROMOBUTYL 2030）
＊３：カーボンブラック（三菱化学（株）製、ダイアブラックＧ）
＊４：無機充填剤（(株)山口雲母工業社製雲母、Ａ−２１、平均粒径２３μｍ）
＊５：油展白土（日本サン石油社製試料、白土を潤滑油の精製工程に使用して得られたもの、油分の含有量＝３６質量％）
＊６：ステアリン酸（日油(株)製、ビーズステアリン酸）
＊７：亜鉛華（正同化学工業（株）製、酸化亜鉛３種）
＊８：加硫促進剤（大内新興化学工業（株）製、ノクセラーＤＭ−Ｐ０）
＊９：硫黄（フレキシス（株）製、クリステックスＨＳＯＴ２０）

上記の表から明らかなように、実施例１〜３で調製されたゴム組成物は、本発明で特定するゴム成分に、本発明で規定する範囲内の油展白土、無機充填剤およびカーボンブラックを配合しているので、従来の代表的な比較例１の配合からなるゴム組成物に対し、耐空気透過性および耐屈曲疲労性がともに改善されている。
これに対し、比較例２は無機充填剤を配合しているものの油展白土を配合していないので、耐屈曲疲労性が改善されない。比較例３は油展白土の配合割合が本発明で規定する上限を超えているので、耐屈曲疲労性が悪化している。比較例４は油展白土、無機充填剤およびカーボンブラックの合計配合量が本発明で規定する範囲未満であるので、耐空気透過性が悪化している。比較例５は油展白土、無機充填剤およびカーボンブラックの合計配合量が本発明で規定する範囲を超えているので、耐屈曲疲労性が悪化する結果となった。

Claims

ゴム成分１００質量部（但し、該ゴム成分中ブチル系ゴムが５０質量部以上を占める）に対し、油展白土を５〜２５質量部、無機充填剤を１０質量部以上およびカーボンブラックを３０質量部以上配合し、前記油展白土、無機充填剤およびカーボンブラックの合計配合量が４５〜１００質量部であることを特徴とするタイヤインナーライナー用ゴム組成物。
前記油展白土が、油分を２０〜６０質量％の割合で含有することを特徴とする請求項１に記載のタイヤインナーライナー用ゴム組成物。
請求項１または２に記載のゴム組成物をインナーライナーに使用した空気入りタイヤ。