JP3340825B2 - インナーチューブ用ゴム組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインナーチューブ用ゴム
組成物、より詳しくは耐透湿性の優れたインナーチュー
ブ用ゴム組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、タイヤのインナーチューブには、
内圧保持のためのガスバリヤー性、寸法安定性および水
分による接着部の劣化によるタイヤの耐久性の低下を防
止するための耐透湿性が求められる。水分は、主に、空
気補充用のコンプレッサー内のドレーンによるものであ
る。前記要求性能を満たすためにガスバリヤー性と耐透
湿性に優れたブチルゴムに寸法安定性の優れたエチレン
プロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）がブレンドされる。
しかし、ＥＰＤＭをブレンドすると透湿性がある程度低
下しタイヤの耐久性が低下する傾向がある。

【０００３】近年、資源の有効利用の理由からタイヤの
更生が要望されており、タイヤの耐久性の低下は避ける
べき課題となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点に
鑑みなされたものであり、その目的は寸法安定性に優れ
るとともに耐透湿性の優れたインナーチューブ用ゴム組
成物を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
解決するため鋭意検討を重ねた結果、シリル化剤を添加
することにより透湿性が低いゴム組成物がえられること
を発見して本発明を完成するに至った。

【０００６】すなわち本発明は、ブチルゴムとＥＰＤＭ
とからなるゴム成分１００部（重量部。以下同様）に対
してカーボンブラックが３０〜６５部配合され、カーボ
ンブラックの重量に対してシリル化剤が５〜１５％（重
量％。以下同様）配合されてなるインナーチューブ用ゴ
ム組成物に関する。

【０００７】

【作用および実施例】本発明においてブチルゴムは特に
限定されないが空気透過性、モジュラスなどの物性、加
工性などの理由から不飽和度０．６〜２．５モル％程度
のもの、特に０．７〜２．１モル％程度のものが好まし
い。また、ＥＰＤＭも特に限定されず、ＥＮＢ系、ＤＣ
Ｐ系などのものが用いられる。

【０００８】本発明において透湿性を低下させるために
添加されるシリル剤としては 式： Ｙ−Ｓｉ（ＯＲ）₃ （式中、ＹはＣ₆ Ｈ₇ −、ＣＨ₃ −Ｃ₆ Ｈ₄ −、Ｃｌ−
Ｃ₃ Ｈ₆ −、ＣＦ₂ Ｃ₂Ｈ₄ −、ＮＣ−Ｃ₃ Ｈ₆ −また
はＢｒ−Ｃ₆ Ｈ₄ −、ＲはＣＨ₃ −またはＣ₂ Ｈ₅ −を
表す）で示される化合物があげられる。このような化合
物としては、フェニルトリメトキシシラン、フェニルト
リエトキシシラン、ｐ−メチルフェニルトリメトキシシ
ラン、ｐ−メチルフェニルトリエトキシシラン、３−ク
ロロプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピル
トリエトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピ
ルトリメトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロ
ピルトリエトキシシラン、３−ニトリルプロピルトリメ
トキシシラン、３−ニトリルプロピルトリエトキシシラ
ン、ｐ−ブロモフェニルトリメトキシシラン、ｐ−ブロ
モフェニルトリエトキシシラン、トルイルトリメトキシ
シラン、トルイルトリエトキシシラン、塩化プロピルト
リメトキシシラン、塩化プロピルトリエトキシシラン、
１、１−ジフルオロプロピルトリメトキシシラン、１、
１−ジフルオロプロピルトリエトキシシラン、シアノプ
ロピルトリメトキシシラン、シアノプロピルトリエトキ
シシランなどがあげられる。これらのうち、透湿性を低
下させる効果が大きいことから、３−クロロプロピルト
リメトキシシラン、３−クロロプロピルトリエトキシシ
ラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエト
キシシラン、ｐ−ブロモフェニルトリメトキシシラン、
ｐ−ブロモフェニルトリエトキシシランなどが好まし
い。

【０００９】カーボンブラックの種類は特に限定されな
いが、コストと加工性の面からＦＥＦ、ＧＰＦ、ＨＡ
Ｆ、ＳＲＦなどのものが好ましい。

【００１０】ゴム成分のＥＰＤＭとブチルゴムは、５／
９５〜４５／５５の重量比でブレンドされることが好ま
しい。５／９５より小さくなるとＥＰＤＭをブレンドし
た効果が小さく寸法安定性改善の効果が少なくなる傾向
がある。４５／５５より大きくなると空気透過性が大き
くなる傾向がある。また、前記ブレンド効果のバランス
から、この重量比はより好ましくは５／９５〜４０／６
０、さらに好ましくは１０／９０〜３５／６５である。

【００１１】カーボンブラックはゴム成分１００部に対
して３０〜６５部配合される。３０部より少なくなると
補強性が低下し、インナーチューブゴムとして機械的特
性、特に耐疲労性が低くなる傾向がある。６５部より多
くなるとゴムが固くなり脆くなる傾向がある。カーボン
ブラック配合量は、補強性を保つという理由から好まし
くはゴム成分１００部に対して３０〜６５部、より好ま
しくは３５〜６０部である。

【００１２】シリル化剤はカーボンブラックの重量に対
して５〜１５％配合される。５％より少なくなると透湿
性を低下させる効果が少なくなくなる傾向がある。ま
た、１５％より多くしてもそれ以上の効果はえられず、
高価なシリル化剤の使用によりコストが高くなるだけで
ある。シリル化剤の配合量は、効果とコストのバランス
上、好ましくは７〜１３％、より好ましくは１０〜１２
％である。

【００１３】本発明においてカーボンブラックの一部を
シリカおよび／またはクレーで置き換えてよい。カーボ
ンブラック単独よりもカーボンブラックの一部をシリカ
で置き換えた方が、またシリカよりもクレーで置き換え
た方が組成物の吸水性が低くなりその結果耐透湿性が向
上する。シリカの重量をＳ、クレーの重量をＣとしたと
き、Ｓ／１．２＋Ｃ／１．４にカーボンブラックの重量
を加えた値を合計カーボンブラック換算量とし、合計カ
ーボンブラック換算量のうちＳ／１．２＋Ｃ／１．４が
占める割合が６０％までである。６０％より多くなると
透湿性は低下するもののゴムの補強性が低下することに
よる耐疲労性が低下する傾向がある。またシリカおよび
クレーはカーボンブラックより比重が大きいので、６０
％より多くなると比重が大きくなりインナーチューブの
重量増加による弊害が出てくる傾向がある。また、少な
すぎると置き換えによる透湿性低下の効果がほとんどえ
られなくなる傾向があるので、好ましい割合は１５〜４
５％、より好ましくは２０〜４０％である。シリカとし
ては補強性のあるホワイトカーボン、二酸化ケイ素シリ
カなど、クレーとしてはハードクレー、ソフトクレー、
カオリンクレーなどが用いられる。透湿性低下の効果は
シリカよりクレーが大きく、特に焼成により結晶水が失
われた焼成クレーが好ましい。

【００１４】カーボンブラックの一部をシリカおよび／
またはクレーで置き換えたばあいのシリル化剤の配合量
は合計カーボンブラック換算量に対して５〜１５％、好
ましくは７〜１３％、より好ましくは１０〜１２％であ
る。

【００１５】本発明のゴム組成物は、ハロゲン化ブチル
ゴム、他のジエン系ゴム、カーボンブラック、シリル化
剤、シリカ、クレーのほかにタイヤのゴム組成物に通常
配合される他の配合剤、たとえば充填剤、老化防止剤、
軟化剤、加工助剤、亜鉛華やステアリン酸のような加硫
助剤、可塑剤、加硫促進剤やイオウのような加硫剤を適
宜配合することができる。

【００１６】本発明のゴム組成物は、常法にしたがっ
て、加硫剤以外の成分を１２０〜１８０℃でベース練り
したのち、加硫剤を添加して８５〜１０５℃で仕上げ練
りすることによりえられる。ベース練時にシリル化剤が
作用することにより透湿性が低下する。ベース練り温度
が１２０℃より低くなるとシリル化剤の作用が不充分に
なる傾向がある。１８０℃より高いと高温故にフィラー
ゲルが多量に生成し、それ以降の加工プロセスが困難に
なる傾向がある。そのような理由により好ましいベース
練り温度は１３０〜１８０℃である。また、混練前に、
カーボンブラックとシリル化剤とを１３０〜１８０℃で
混合加熱しておいてもよい。

【００１７】本発明のゴム組成物は、前述のように透湿
性が低く、ＥＰＤＭが配合されているので寸法安定性に
優れている。

【００１８】前述のようにしてえられるゴム組成物を、
常法にしたがって、インナーチューブを作製することが
できる。えられたインナーチューブは透湿性が低いので
タイヤに使用されたばあい、ドレーンなどによる水分の
透過が少なく、タイヤに使用されているスチールコード
とゴムの接着劣化およびスチールコードの錆などによる
劣化が低くおさえられる。

【００１９】本発明のゴム組成物はタイヤのインナーチ
ューブに好適に用いられるほか、タイヤ加硫用ブラダ
ー、耐熱ホース、ガスケット、床用タイル、ベルト、ケ
ーブル被覆ゴムなどにも適用することができる。

【００２０】実施例１ この実施例はブチルゴムを用いたゴム組成物においてシ
リル化剤の配合量が吸水性に及ぼす影響を調べるもので
ある。

【００２１】実験例１−１ つぎに示す配合で前記混練条件下にベース練りおよび仕
上げ練りを行なったのち、所定のゴム厚さに切り出し、
１４１℃で４０分間加圧加硫することによりゴム試料片
（長さ１ｃｍ×幅１ｃｍ×厚さ２ｍｍ）を作製した。

【００２２】 ブチルゴム ７５部 ＥＰＤＭ ２５部 カーボンブラック ６０部 プロセスオイル ３０部 亜鉛華 ５部 ステアリン酸 １部 老化防止剤 １部 ワックス ２部 加硫剤 １．０部 加硫促進剤１） １．５部 加硫促進剤２） ０．５部 ここで、ブチルゴムとしては日本ブチル（株）製のブチ
ル２６８、ＥＰＤＭとしては日本合成ゴム（株）製のＥ
Ｐ９３、カーボンブラックとしては昭和キャボット
（株）製のＮ５５０、プロセスオイルとしては出光興産
（株）製のダイアナプロセスＰＳ−９０（パラフィン系
オイル）、亜鉛華としては東邦亜鉛（株）製の市販品、
ステアリン酸としては日本油脂（株）製の市販品、老化
防止剤としては大内新興化学（株）製の老防２２４６
（２，２’−メチレン−ビス−（４−メチル−６−ジブ
チルフェノール）、加硫剤としては軽井沢製練所（株）
製のイオウ、加硫促進剤１）としては住友化学（株）製
のＭＢＴＳ（ジベンゾチアジルジスルフィド）、加硫促
進剤２）としては住友化学（株）製のソクシノールＴＴ
（テトラメチルチウラムジスルヒド：ＴＭＴＤ）を用い
た。

【００２３】えられたゴム試料片を室温で水に４８時間
浸漬したのち、試料片の表面の水を濾紙にてすばやく拭
き取って試料片の重量を測定し、浸漬前の重量に対する
増加量を浸漬前の重量で除することにより吸水性を算出
した。

【００２４】実験例１−２ 実験例１の配合にさらに信越化学（株）製のシリル化剤
ＫＢＥ１０３（フェニルトリエトキシシラン）を１．２
部加えた以外は実験例１−１と同様にしてゴム試料片を
作製した。このゴム試料片の吸水性を実験例１−１と同
様にして測定した。

【００２５】実験例１−３〜１−５ シリル化剤の量を、３．０部、６．０部、９．０部にか
えた以外は実験例１−２と同様にしてゴム試料片を作製
した。これらのゴム試料片の吸水性を実験例１−１と同
様にして測定した。

【００２６】実験例１−１〜１−５の結果を表１に示
す。なお、シリル化剤の量が０部のばあいの吸水性を１
００とした指数でゴム試料片の透湿性を表わした。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１に示す結果から、シリル化剤の添加に
より吸水性が低下することがわかる。シリル化剤を３．
０部（カーボンブラックの重量に対して５％）添加する
と透湿性は約半分に低下する。

【００２９】実施例２ この実施例はシリカまたはクレーが透湿性に及ぼす影響
を調べるものである。 実験例２−１ つぎに示す配合で実験例１−１と同様の手順によりゴム
試料片（長さ１ｃｍ×幅１ｃｍ×厚さ２ｍｍ）を作製し
た。

【００３０】 ブチルゴム ７５部 ＥＰＤＭ ２５部 カーボンブラック ６０部 シリル化剤 ５部 プロセスオイル ３０部 亜鉛華 ５部 ステアリン酸 １部 老化防止剤 １部 ワックス ２部 加硫剤 １．０部 加硫促進剤３） １．５部 加硫促進剤４） ０．５部 ここで、シリル化剤としては東レダウコーニング・シリ
コーン（株）製のＡＹ４３−０４０（フェニルトリメト
キシシラン）、および、ブチルゴム、ＥＰＤＭ、カーボ
ンブラック、プロセスオイル、亜鉛華、ステアリン酸、
老化防止剤および加硫剤としては実験例１−１と同じも
のを用いた。また、加硫促進剤３）および４）としては
実験例１−１の加硫促進剤１）および２）と同じものを
用いた。

【００３１】えられたゴム試料片について実施例１−１
と同様の方法により吸水性を測定した。

【００３２】実験例２−２〜２−４ 表２に示すようにカーボンブラック、シリカ、クレーお
よびシリル化剤の配合をかえた以外は実験例２−１と同
様にしてゴム試料片を作製した。なお、シリカとしては
日本シリカ（株）製のニプシルＶＮ３、クレーとしては
白石カルシウム製のハードクレークラウンを用いた。こ
れらのゴム試料片の吸水性を実施例１−１と同様の方法
により測定した。

【００３３】実験例２−１〜２−４の結果を表４に示
す。なお、実験例２−４（シリル化剤、シリカ、クレー
を添加しないもの）の吸水性を１００とした指数でゴム
試料片の透湿性を表わした。

【００３４】

【表２】

【００３５】表２に示す結果から、シリカまたはクレー
の添加により透湿性が低下し、特にクレーによる低下の
効果が大きいことがわかる。

【００３６】

【発明の効果】本発明のインナーチューブ用ゴム組成物
は透湿性が低い。本発明のゴム組成物をインナーチュー
ブに用いたタイヤはスチールコードとゴムの接着劣化が
起こりにくくまたスチールコードの錆などによる劣化が
低くおさえられ耐久性が向上する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 23:16） (56)参考文献 特開 昭61−103953（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−7743（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−17641（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−207359（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−218430（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−14017（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−90546（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−51485（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60C 1/00 B60C 5/02 - 5/04 B60C 5/14 C08L 23/16,23/22 C08K 3/04,3/36 C08K 9/04 - 9/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブチルゴムとエチレンプロピレンジエン
   ゴムとからなるゴム成分１００重量部に対してカーボン
   ブラックが３０〜６５重量部配合され、カーボンブラッ
   クの重量に対してシリル化剤が５〜１５重量％配合され
   てなるインナーチューブ用ゴム組成物。
2. 【請求項２】 カーボンブラックの一部がシリカおよび
   ／またはクレーで置き換えられており、シリカの重量を
   Ｓ、クレーの重量をＣとしたとき、Ｓ／１．２＋Ｃ／
   １．４にカーボンブラックの重量を加えた値を合計カー
   ボンブラック換算量とし、合計カーボンブラック換算量
   のうちＳ／１．２＋Ｃ／１．４が占める割合が６０％ま
   でであり、合計カーボンブラック換算量に対してシリル
   化剤が５〜１５重量％配合されてなる請求項１記載のイ
   ンナーチューブ用ゴム組成物。