JP2019513852A - ボディプライスキム配合物 - Google Patents

Abstract

架橋性不飽和鎖ポリマーベースと、充填剤材料と、加硫系と、ポリエピハロヒドリンゴムとを含むボディプライスキム配合物。前記配合物は、架橋性不飽和鎖ポリマーベースとしてのエポキシ化天然ゴムと、充填剤材料としての積層構造材料とを含む。

Description

本発明は、インナーライナー層の厚みを大幅に減少させるまたはその完全な除去さえも可能なような不透過性を有するボディプライスキム配合物に関する。

本明細書において、インナーライナー層は、空気に対して実質的に不透過性である限り、カーカス内の空気の圧力を維持するためにチューブレスタイヤに使用される内側ゴム層を指す。さらに、インナーライナーは、酸素がカーカス内にできる限り閉じ込められることを確実にし、そしてタイヤの他の部分を構成する配合物内に酸素が広がって、それにより劣化現象をもたらすことがないことを確実にしなければならない。

通常、インナーライナーの実施のための配合物は、ハロゲン化イソブチレン／イソプレン共重合体から生じるゴムマトリックスを用いて製造される。

公知のように、インナーライナーの厚みを減少させることがタイヤ産業において必要であるが、これは不透過性の点で性能に影響を与えない。実際、インナーライナー層の厚みが減少すると、必然的に、使用される材料の量が少なくなり、生産性の点とタイヤ自体の軽量化との両方の点で明らかに有利であり、車両の全体的なエネルギー消費と転がり抵抗とに正の影響を与える。

本発明の目的は、インナーライナー層の厚みを大幅に減少させることができるか、あるいはそれを完全になくすことができ、したがって、転がり抵抗の点と生産性の点において、上記の利点を得ることができる解決法を提供することである。

タイヤの製造では、強度および耐久性の要求基準を確実にするために、熱可塑性材料（例えば、ナイロン、レーヨン、ポリエステル、アラミド）で作られた補強プライが使用される。プライを覆うゴムは、一般に、英語の用語「ボディプライスキム」と呼ばれる。当業者には公知のように、ボディプライスキムの配合物が満たさなければならない特性の１つは、プライ自体に対する高い接着強度に関する。実際、プライに対するボディプライスキムの接着が低いと、必然的に短いタイヤ寿命につながることがある。

補強プライは、通常、カーカス内の補強材料として使用され、そして、カーカスのプライに関してボディプライスキムは、典型的にはインナーライナー層と直に接触している。

出願人は、驚くべきことに、ボディプライスキム配合物を適切な方法で改良することにより、空気に対する不透過性の点と同時に、補強プライに対する向上した接着強度について優れた特性を付与することができることを見出した。これは、酸素不透過性作用がボディプライスキムによって完全にまたは部分的に機能する限り、インナーライナー層の厚みを大幅に減少させるか、またはそれを完全に除去することができる。

本発明の目的は、架橋性不飽和鎖ポリマーベースと、充填剤材料と、加硫系とを含むボディプライスキム配合物であり、前記配合物は、（ａ）ポリエピハロヒドリンゴムと；（ｂ）架橋性不飽和鎖ポリマーベースとしてのエポキシ化天然ゴムと；（ｃ）充填剤材料としての積層構造材料とを含む。

本明細書において、加硫系とは、少なくとも硫黄および促進剤化合物を含む成分の複合体であって、配合物の製造において最終混合段階で添加され、配合物が加硫温度にかけられるとポリマーベースの加硫を促進する目的を有するものである。

本明細書において、用語「架橋性不飽和鎖ポリマーベース」は、硫黄ベースの系を用いて架橋（加硫）後にエラストマーによって通常想定される化学的−物理的および機械的特性のすべてを有することができる、任意の天然または合成非架橋ポリマーを指す。

好ましくは、前記架橋性不飽和鎖ポリマーベースは、エポキシ化天然ゴムのみからなる。

好ましくは、ポリエピハロヒドリンゴムは、エピクロロヒドリンホモポリマーから、またはエピクロロヒドリン／アリルグリシジルエーテル共重合体から、またはエピクロロヒドリン／エチレンオキシド共重合体から、またはエピクロロヒドリン／エチレンオキシド／アリルグリシジルエーテルターポリマーから誘導されるゴムである。

好ましくは、前記積層構造材料は、０．２〜２ｍｍの直径および５〜３０、好ましくは８〜２０のアスペクト比を有する。

好ましくは、前記積層構造材料は、カオリン、クレー、シリカ、長石、マイカ、グラファイト、ベントナイトおよびアルミナからなる群の中に含まれる。

好ましくは、前記ボディプライスキム配合物は、３０〜５０ｐｈｒのエポキシ化天然ゴムと、５０〜７０ｐｈｒのポリエピハロヒドリンゴムと、４０〜６０ｐｈｒの前記積層構造材料とを含む。

本発明の別の目的は、本発明の配合物を用いて製造されたボディプライスキム部である。

本発明の別の目的は、本発明の配合物を用いて製造されたボディプライスキム部を含むタイヤである。

本発明のより良い理解のために、以下の実施例は、例示的かつ非限定的な目的のために使用される。

６つの配合物を製造し、そのうちの２つ（ＡおよびＢ）は、本発明の指針に従うものであり、４つは、比較配合物（比較１〜４）である。本発明に従って製造した配合物（ＡおよびＢ）は、エポキシ化天然ゴムとポリエピハロヒドリンゴムの相対量において異なる。４つの比較配合物（比較１〜４）は、以下のとおり異なる。第１比較配合物（比較１）は、インナーライナー層の調製に通常使用されるタイプの配合物を表す；第２配合物（比較２）は、ボディプライスキムの調製に通常使用されるタイプの配合物を表す；第３配合物（比較３）は、天然ゴムをエポキシ化天然ゴムで置換したことのみ、第２配合物（比較２）と異なる；第４配合物（比較４）は、ポリマーベースのうち、ＳＢＲゴムをポリエピハロヒドリンゴムに代えたことのみ、第３配合物（比較３）と異なる。

比較配合物比較１および比較２の目的は、本発明の目的であるボディプライスキム配合物が、インナーライナー層およびボディプライスキム層それぞれの酸素不透過性と、プライに対する接着性とに匹敵する特性を有するかどうかを確かめることである。

比較配合物比較３および比較４の目的は、エポキシ化天然ゴム、ポリエピハロヒドリンゴムおよび積層構造を有する材料の間の相乗効果の存在を確かめることである。

・配合物の調製
配合物は、以下に記載する標準的な手順に従って製造したが、これは本発明には関係しない。

（第１混合ステップ）
混合の開始前に、接線ローター（一般にＢａｎｂｕｒｙと呼ばれる）および２３０〜２７０リットルの内部容積を有するミキサーに、ポリマーベース、補強性充填剤および充填剤材料を充填し、充填係数６６〜７２％とした。

そのミキサーを４０〜６０ｒｐｍの速度で操作し、形成された混合物を温度１４０〜１６０℃に達したところで取り除いた。

（第２混合ステップ）
前のステップから得られたその混合物に加硫系を添加して、充填係数６３〜６７％とした。

そのミキサーを２０〜４０ｒｐｍの速度で操作し、形成された混合物を温度１００〜１１０℃に達したところで取り除いた。

・配合物の組成
表Ｉは、上述した６つの配合物の組成をｐｈｒで示している。

ＳＢＲは、乳化または溶液での重合プロセスによって得られたポリマーベースであり、２０〜４５％のスチレン含量と、０〜３０％のオイル含量を有する。

ＢＲ−ＩＩＲは、ブロモブチルゴムを表す。

ＮＲは、天然由来のシス−１，４−ポリイソプレンからなるポリマーベースからなる天然ゴムを表す。

Ｅ−ＮＲは、エポキシ化天然ゴムを表し、エポキシ化度は、２５％である。

使用したポリエピハロヒドリンゴムは、エピクロロヒドリン／エチレンオキシド／アリルグリシジルエーテルターポリマーから誘導されたゴムであり、日本ゼオン社からＴ３０００として販売されている。

ＣＢは、クラスＮ６に属するカーボンブラックを表す。

使用した積層クレーは、ＡＳＰ（登録商標）ＮＣ Ｘ−１としてＢＡＳＦ社によって製造および販売されている鉱物充填剤である。

ＭＢＴＳは、メルカプトベンゾチアゾールジスルフィドを表す。

ＴＢＢＳは、加硫促進剤として使用されるＮ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミドの略語である。

・ラボ試験結果
上述した配合物をその特性、補強プライに対する接着性の点と、酸素不透過性の点との両方で評価するために試験した。

酸素不透過性試験は、厚み０．７ｍｍの材料に対して、従来の装置、例えばＭＯＣＯＮ（登録商標）ＯＸ−ＴＲＡ（登録商標）（モデル２／６１）を用いて行った。測定は２５℃の温度で行った。

得られた結果のより簡単な解釈のために、表ＩＩにおいて、酸素不透過性値は、インナーライナー層の実施に通常使用される比較配合物（比較１）の結果を参照して指数化した形で示す。指数値が低いほど、酸素不透過性が大きい。

配合物の補強プライへの接着性は、負荷の適用によるプライゴム配合物の２つの部分の分離後にまだゴムで覆われていたプライのパーセンテージとして評価した。 本文に使用したプライはＰＥＴ製である。

得られた結果のより簡単な解釈のために、表ＩＩにおいて、接着性の値は、本発明の目的である配合物（化合物Ｂ）の結果を参照して指数化した形で示す。指数値が大きいほど、測定された接着性が大きい。

比較配合物比較１についてのプライゴム接着性の値は、この特性を有しないボディプライスキム層ではなく、インナーライナー層に関連する限り、報告されていない。

表ＩＩに報告されたデータから分かるように、本発明の目的である配合物は、インナーライナー配合物（比較１）の酸素不透過性値に匹敵する酸素不透過性値を有し、同時にそれらは、ボディプライスキム部の調製に一般的に使用される配合物（比較２）の値よりもはるかに大きい接着性値（被覆）を有する。

換言すれば、本発明の配合物は、インナーライナーに匹敵する酸素不透過性を有するだけでなく、意外にも補強プライとの高い接着性を有するボディプライスキム部を実現することができるという大きな利点を有する。

これにより、インナーライナーの厚みを大幅に減少することが可能になるが、タイヤの他の部分に酸素が広がることでそこに公知の劣化現象が生ずることがないように、必要な酸素不透過性を保証する。

比較配合物比較３および比較４に関する表ＩＩの値は、エポキシ化天然ゴムのみ、またはエポキシ化ゴムとポリエピハロヒドリンゴムのみの組み合わせでは、本発明の配合物の利益を確保することができないことを示している。

最後に、本発明のさらなる利点は、ポリエピハロヒドリンゴムが再生可能な供給源から製造することができるという事実である。実際、植物起源のグリセロールからエピクロロヒドリンを生成することができるプロセスが最近実施されている。したがって、このようにして、従来技術よりも著しく環境負荷の低いボディプライスキム部を実現することが可能となる。

Claims (9)

1. 架橋性不飽和鎖ポリマーベースと、充填剤材料と、加硫系とを含むボディプライスキム配合物であって、
   前記配合物は、
   （ａ）ポリエピハロヒドリンゴムと；
   （ｂ）架橋性不飽和鎖ポリマーベースとしてのエポキシ化天然ゴムと；
   （ｃ）充填剤材料としての積層構造材料と、を含む、ボディプライスキム配合物。
2. 前記架橋性不飽和鎖ポリマーベースが、エポキシ化天然ゴムのみからなる、請求項１に記載のボディプライスキム配合物。
3. 前記ポリエピハロヒドリンゴムが、エピクロロヒドリンホモポリマーから、またはエピクロロヒドリン／アリルグリシジルエーテル共重合体から、またはエピクロロヒドリン／エチレンオキシド共重合体から、またはエピクロロヒドリン／エチレンオキシド／アリルグリシジルエーテルターポリマーから誘導されるゴムである、請求項１または２に記載のボディプライスキム配合物。
4. 前記積層構造材料が、０．２〜２ｍｍの直径および５〜３０のアスペクト比を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のボディプライスキム配合物。
5. 前記積層構造材料が、８〜２０のアスペクト比を有する、請求項４に記載のボディプライスキム配合物。
6. 前記積層構造材料が、カオリン、クレー、マイカ、長石、シリカ、グラファイト、ベントナイトおよびアルミナからなる群の中に含まれる、請求項１〜５のいずれか一項に記載のボディプライスキム配合物。
7. ３０〜５０ｐｈｒのエポキシ化天然ゴムと、５０〜７０ｐｈｒのポリエピハロヒドリンゴムと、４０〜６０ｐｈｒの前記積層構造材料とを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のボディプライスキム配合物。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のボディプライスキム配合物を用いて製造された、ボディプライスキム部。
9. 請求項８に記載のボディプライスキム部を含む、タイヤ。