JP4291071B2 - Rubber composition for inner liner - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インナーライナー用ゴム組成物に関し、とりわけ空気透過性の低いインナーライナー用ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車の低燃費化に対する社会的要請から、タイヤの軽量化や転がり抵抗の低減が図られている。その中でインナーライナーのゲージを薄くすることによりタイヤを軽量化し、転がり抵抗の低減を図る方法がある。ここで問題となるのがゲージを薄くしたときに、いかに空気透過性を維持するかということである。
【０００３】
この問題を解決する方法の１つとして、空気透過係数の小さいブチル系ゴムを使用することが行われている。しかしながら、軽量化のためにゲージを薄くしても、充分に低い空気透過性が得られず、タイヤの内圧を保持することができないという問題があった。
【０００４】
また、ゴム成分に、カオリン、クレイ、長石、グラファイト、ベントナイトなどの層状粒子を配合する方法が知られている。層状粒子は、空気透過の障害物となり、空気透過性を低下させるという効果がある。たとえば、特許文献１には、ゴム成分１００重量部に対してマイカを１０〜５０重量部配合することが開示されている。しかしながら、ゴム成分が天然ゴムやスチレン−ブタジエンゴムなどの空気透過係数の高いゴムを使用しているなど、その空気透過性の低減効果に限界があると同時に、粒径が３５μｍ以下のマイカを使用していたために、空気透過性の低減効果が少なかった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１４０２３４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、空気透過性が充分に低いインナーライナー用ゴム組成物を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ブチル系ゴムと、粒子径が大きなマスコバイトまたは表面を樹脂被覆したマスコバイトを使用することにより、空気透過性の低いインナーライナーに好適なゴム組成物を得るに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、ブチル系ゴムを５０〜１００重量％含むゴム成分１００重量部に対して、平均粒子径が４０μｍ以上のマスコバイトを３〜２０重量部、および可塑剤を５重量部以上含有するインナーライナー用ゴム組成物に関する。
【０００９】
また、本発明は、ブチル系ゴムを５０〜１００重量％含むゴム成分１００重量部に対して、表面が樹脂で被覆されたマスコバイトを３〜２０重量部、および可塑剤を５重量部以上含有するインナーライナー用ゴム組成物に関する。マスコバイトの表面を被覆する樹脂は、ウレタン樹脂、アクリル樹脂およびエポキシ樹脂からなる群より選ばれることが好ましい。
【００１０】
前記可塑剤が、パラフィン系プロセスオイルおよび／またはアロマ系プロセスオイルであることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のインナーライナー用ゴム組成物は、ゴム成分としてブチル系ゴムを含む。ブチル系ゴムとしては、ブチルゴム、臭素化ブチルゴム、塩素化ブチルゴムなどがあげられる。なかでも、加硫速度が速いという点からハロゲン化ブチルゴム（ブロモブチルゴム、クロロブチルゴム）がとくに好ましい。
【００１２】
前記ブチル系ゴムの含有量は、ゴム成分中に５０〜１００重量％、好ましくは６０〜１００重量％、より好ましくは７０〜１００重量％である。ブチル系ゴムの含有量が５０重量％未満では、充分な空気透過性の低減効果が期待できない。
【００１３】
本発明のゴム組成物は、ゴム成分として、前記ブチル系ゴムのほかにも、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）のジエン系ゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エポキシ化天然ゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロプレンゴムなどを含むことができる。
【００１４】
さらに、本発明のゴム組成物は、マスコバイト（白雲母、組成式：Ｋ2Ｏ・３Ａｌ2Ｏ3・６ＳｉＯ2・２Ｈ2Ｏ）を含有する。マスコバイトは、マイカの中でも特にＭｇＯやＦｅ2Ｏ3などの不純物が少ないものをいう。マスコバイトの平均粒子径が比較的大きいことから、マスコバイトを用いることにより、空気透過性の低減効果を大きくすることができる。
【００１５】
前記マスコバイトは、平均粒子径が４０μｍ以上、好ましくは４０〜３００μｍ、より好ましくは４０〜１５０μｍであるか、もしくは、表面が樹脂で被覆されている。平均粒子径が４０μｍ未満であり、かつ、表面が樹脂で被覆されていない場合には、空気透過性の低減効果が小さくなる。
【００１６】
前記マスコバイトの表面を被覆する樹脂としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂などがあげられる。なかでも、ゴムとの相溶性が比較的高いという点から、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂が好ましい。被覆方法としては、樹脂を溶融させ、その中にマスコバイトを入れて、撹拌したのち、凝固させ、それを粉砕するなどの方法が用いられる。
【００１７】
前記マスコバイトのアスペクト比は、１０〜１００であることが好ましく、３０〜１００であることがより好ましい。アスペクト比が１０未満では、充分な空気透過性の低減効果が得られない傾向がある。また、１００をこえると、マスコバイトの強度が低下することで、マスコバイトに割れが生じる傾向がある。ここでアスペクト比とはマスコバイトの、厚さに対する長径の比をいう。
【００１８】
前記マスコバイトは、湿式粉砕、乾式粉砕などの粉砕方法によって得ることができる。湿式粉砕はきれいな表面ができ、空気透過性の低減効果がやや高い。また、乾式粉砕は製造工程が簡単でコストが安いというそれぞれの特徴があり、それぞれのケースにより使い分けるとよい。
【００１９】
前記マスコバイトの含有量は、前記ゴム成分１００重量部に対して３〜２０重量部、好ましくは３〜１５重量部、より好ましくは５〜１０重量部である。マスコバイトの含有量が３重量部未満では、空気透過性の低減効果がほとんどなく、また、２０重量部をこえると、引き裂き強度が落ちるなど、クラックが発生しやすくなる。
【００２０】
本発明のゴム組成物は、可塑剤を含む。可塑剤としては、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどを用いることができ、なかでも、ブチルゴムと相溶性のよいパラフィン系プロセスオイルが好適に用いられる。パラフィン系プロセスオイルとして、具体的には出光興産（株）製のＰＷ−３２、ＰＷ−９０、ＰＷ−１５０、ＰＳ−３２などがあげられる。また、アロマ系プロセスオイルとして、具体的には出光興産（株）製のＡＣ−１２、ＡＣ−４６０、ＡＨ−１６、ＡＨ−２４、ＡＨ−５８などがあげられる。
【００２１】
前記可塑剤の含有量は、前記ゴム成分１００重量部に対して、５重量部以上、好ましくは５〜２０重量部である。可塑剤の含有量が５重量部未満では、耐クラック性および成形性が悪化する。また、２０重量部をこえると、空気透過性が高くなる。
【００２２】
なお、本発明のゴム組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、カーボンブラック、炭酸カルシウムなどの充填剤、粘着付与剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などを含んでいてもよい。
【００２３】
カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は２０〜１００ｍ2／ｇであることが好ましく、２０〜９０ｍ2／ｇであることがより好ましい。カーボンブラックのチッ素吸着比表面積が２０ｍ2／ｇ未満では、ゴムの補強性が充分に得られない傾向がある。また、１００ｍ2／ｇをこえると、ゴムが硬くなりすぎる傾向がある。
【００２４】
カーボンブラックの含有量は、前記ゴム成分１００重量部に対して、３０〜１００重量部であることが好ましく、４０〜８０重量部であることがより好ましい。含有量が３０重量部未満では、充分な補強効果が得られない傾向がある。また、１００重量部をこえると、ゴムが硬くなりすぎる傾向がある。
【００２５】
本発明のゴム組成物は、前記ゴム成分、マスコバイトおよび必要に応じてその他の成分を、通常の方法で混練りすることによって得られる。
【００２６】
本発明のタイヤは、前記インナーライナー用ゴム組成物を、とくにタイヤのインナーライナーに用いて、通常の方法によって製造される。
【００２７】
【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、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００２８】
実施例１〜８および比較例１〜４
▲１▼製造方法
表１に示す配合のうち、酸化亜鉛、硫黄および加硫促進剤ＣＺを除く成分を１．７Ｌバンバリーミキサーで混練りし、ついでロールにて酸化亜鉛、硫黄および加硫促進剤ＣＺを配合したものを１７０℃で１５分間加硫することで、厚さ１ｍｍのゴムシートを得た。マスコバイトとオイルの量は、表２に示す。
【００２９】
マイカＡ−２１（マスコバイト）：湿式粉砕、平均粒子径２２．５μｍ
マイカＡ−４１（マスコバイト）：湿式粉砕、平均粒子径４２．８μｍ
マイカＡ−６１（マスコバイト）：湿式粉砕、平均粒子径５１．１μｍ
マイカ２１ＰＵ（マスコバイト）：湿式粉砕、ウレタンバインダ処理、平均粒子径２２．５μｍ
マイカ４１ＰＵ５（マスコバイト）：湿式粉砕、ウレタンバインダ処理、平均粒子径４２．８μｍ
マイカＢ−８２（マスコバイト）：乾式粉砕、平均粒子径８２．４μｍ
マイカＢ−１１２（マスコバイト）：乾式粉砕、平均粒子径１１３．６μｍ
【００３０】
【表１】
▲２▼試験方法
（空気透過性）
ＡＳＴＭ Ｄ−１４３４−７５Ｍ法にしたがって空気透過係数を測定した。数値が小さいほど、空気透過性が低いことを示す。
【００３２】
（引き裂き強度）
ＪＩＳ Ｋ６２５２にしたがい、切込み無しアングル型サンプルにて、引張試験機でテストすることにより求めた。数値が大きいほど、引き裂き強度が強く、耐クラック性にすぐれることを示す。
【００３３】
（タイヤ成形性）
得られたゴム組成物をタイヤインナーライナー用のゴムシートとして、１８５／６５Ｒ１５のタイヤの成形を行ない、インナーライナー用ゴムシートの成形性を判断した。○は、成形性に問題がないことを示し、×は、成形時にゴムの粘着性が低く、成形に時間がかかると同時に、成形性がわるいことを示す。
【００３４】
【表２】
表２の結果から、マスコバイトの平均粒子径が４０μｍ以上になると空気透過係数が大きく低下することがわかる（実施例１〜６および８）。また表面を樹脂で被覆すると平均粒子径の小さいマスコバイトでも空気透過係数が低下することがわかる（実施例７および８）。
【００３６】
マスコバイトの平均粒子径が４０μｍ以上であっても、配合量が多すぎると、引き裂き強度が低下し、耐久性（クラック発生性）が劣り、かつ成形性が悪化した（比較例３）。また、オイルの配合量を減らすと成形性が悪化した（比較例４）。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、ブチル系ゴムを５０重量％以上含むゴム成分に、平均粒径４０μｍ以上のマスコバイトまたは表面被覆したマスコバイト、および可塑剤を特定量配合することにより、空気透過性が充分に低いインナーライナー用ゴム組成物を得ることができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rubber composition for an inner liner, and more particularly to a rubber composition for an inner liner having a low air permeability.
[0002]
[Prior art]
In recent years, tires have been reduced in weight and rolling resistance has been reduced due to social demands for reducing fuel consumption of vehicles. Among them, there is a method of reducing the rolling resistance by reducing the weight of the tire by thinning the gauge of the inner liner. The problem here is how to maintain air permeability when the gauge is thinned.
[0003]
One method of solving this problem is to use butyl rubber having a small air permeability coefficient. However, there is a problem that even if the gauge is made thin for weight reduction, a sufficiently low air permeability cannot be obtained, and the internal pressure of the tire cannot be maintained.
[0004]
In addition, a method is known in which layered particles such as kaolin, clay, feldspar, graphite, bentonite are blended with the rubber component. The layered particles are an obstacle to air permeation and have an effect of reducing air permeability. For example, Patent Document 1 discloses that 10 to 50 parts by weight of mica is blended with 100 parts by weight of the rubber component. However, there is a limit to the effect of reducing air permeability, such as using rubber with a high air permeability coefficient such as natural rubber or styrene-butadiene rubber, and mica with a particle size of 35 μm or less is used. Therefore, the effect of reducing air permeability was small.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-140234
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a rubber composition for an inner liner having sufficiently low air permeability.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent research to solve the above-mentioned problems, it is possible to use a butyl rubber and a mascobite having a large particle diameter or a mascobite coated with a resin on the surface. A composition was obtained.
[0008]
That is, the present invention contains 3 to 20 parts by weight of mascobite having an average particle diameter of 40 μm or more and 5 parts by weight or more of a plasticizer with respect to 100 parts by weight of a rubber component containing 50 to 100% by weight of butyl rubber. The present invention relates to a rubber composition for an inner liner.
[0009]
Further, the present invention contains 3 to 20 parts by weight of a mascobite whose surface is coated with a resin and 5 parts by weight or more of a plasticizer with respect to 100 parts by weight of a rubber component containing 50 to 100% by weight of butyl rubber. The present invention relates to a rubber composition for an inner liner. The resin that coats the surface of the mascovite is preferably selected from the group consisting of urethane resin, acrylic resin, and epoxy resin.
[0010]
The plasticizer is preferably a paraffinic process oil and / or an aroma based process oil.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The rubber composition for an inner liner of the present invention contains butyl rubber as a rubber component. Examples of the butyl rubber include butyl rubber, brominated butyl rubber, and chlorinated butyl rubber. Of these, halogenated butyl rubber (bromobutyl rubber, chlorobutyl rubber) is particularly preferable from the viewpoint of high vulcanization speed.
[0012]
The content of the butyl rubber is 50 to 100% by weight, preferably 60 to 100% by weight, and more preferably 70 to 100% by weight in the rubber component. If the butyl rubber content is less than 50% by weight, a sufficient air permeability reduction effect cannot be expected.
[0013]
In addition to the butyl rubber, the rubber composition of the present invention is a diene rubber such as natural rubber (NR), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), and isoprene rubber (IR). , Acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), epoxidized natural rubber, epichlorohydrin rubber, chloroprene rubber, and the like.
[0014]
Furthermore, the rubber composition of the present invention contains mascobite (muscovite, composition formula: K 2 O.3Al 2 O 3 .6SiO 2 .2H 2 O). Muscovite refers to mica that has few impurities such as MgO and Fe 2 O 3 . Since the average particle diameter of mascovite is relatively large, the effect of reducing air permeability can be increased by using mascovite.
[0015]
The mascobite has an average particle size of 40 μm or more, preferably 40 to 300 μm, more preferably 40 to 150 μm, or the surface is coated with a resin. When the average particle diameter is less than 40 μm and the surface is not coated with resin, the effect of reducing air permeability is reduced.
[0016]
Examples of the resin covering the surface of the mascovite include urethane resin, acrylic resin, epoxy resin, nylon resin, and polyester resin. Of these, urethane resins, acrylic resins, and epoxy resins are preferred because they have a relatively high compatibility with rubber. As a coating method, a method is used in which a resin is melted, mascobite is put therein, stirred, then solidified, and pulverized.
[0017]
The aspect ratio of the mascobyte is preferably 10 to 100, and more preferably 30 to 100. If the aspect ratio is less than 10, there is a tendency that a sufficient air permeability reduction effect cannot be obtained. On the other hand, if the value exceeds 100, the strength of the mascobite tends to decrease, and the mascobite tends to crack. Here, the aspect ratio is the ratio of the major axis to the thickness of the mascobite.
[0018]
The mascobite can be obtained by a grinding method such as wet grinding or dry grinding. Wet grinding produces a clean surface and has a slightly high effect of reducing air permeability. Also, dry pulverization has the respective characteristics that the manufacturing process is simple and the cost is low, and it is better to use them depending on the case.
[0019]
The content of the mascobite is 3 to 20 parts by weight, preferably 3 to 15 parts by weight, and more preferably 5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. When the content of mascovite is less than 3 parts by weight, there is almost no effect of reducing the air permeability, and when it exceeds 20 parts by weight, cracks tend to occur, such as a decrease in tear strength.
[0020]
The rubber composition of the present invention contains a plasticizer. As the plasticizer, paraffin-based process oil, aroma-based process oil, naphthene-based process oil, or the like can be used, and among them, paraffin-based process oil having good compatibility with butyl rubber is preferably used. Specific examples of the paraffinic process oil include PW-32, PW-90, PW-150, and PS-32 manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd. Specific examples of the aroma-based process oil include AC-12, AC-460, AH-16, AH-24, and AH-58 manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.
[0021]
The content of the plasticizer is 5 parts by weight or more, preferably 5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. When the content of the plasticizer is less than 5 parts by weight, the crack resistance and moldability deteriorate. Moreover, when it exceeds 20 weight part, air permeability will become high.
[0022]
In addition, the rubber composition of the present invention includes a filler such as carbon black and calcium carbonate, a tackifier, a vulcanizing agent such as stearic acid, zinc oxide, and sulfur, and a vulcanization acceleration within a range that does not impair the effects of the present invention. An agent or the like may be included.
[0023]
Preferably nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is 20 to 100 m 2 / g, more preferably 20~90m 2 / g. If the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is less than 20 m 2 / g, the rubber reinforceability tends to be insufficient. Moreover, when it exceeds 100 m < 2 > / g, there exists a tendency for rubber | gum to become hard too much.
[0024]
The content of carbon black is preferably 30 to 100 parts by weight and more preferably 40 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. When the content is less than 30 parts by weight, there is a tendency that a sufficient reinforcing effect cannot be obtained. Moreover, when it exceeds 100 weight part, there exists a tendency for rubber | gum to become hard too much.
[0025]
The rubber composition of the present invention can be obtained by kneading the rubber component, mascobite, and other components as necessary, by a usual method.
[0026]
The tire of the present invention is produced by a conventional method using the rubber composition for an inner liner, particularly for the inner liner of the tire.
[0027]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on examples, but the present invention is not limited to these.
[0028]
Examples 1-8 and Comparative Examples 1-4
(1) Manufacturing method Ingredients shown in Table 1 except for zinc oxide, sulfur and vulcanization accelerator CZ are kneaded with a 1.7 L Banbury mixer, and then zinc oxide, sulfur and vulcanization accelerator are mixed with a roll. A rubber sheet having a thickness of 1 mm was obtained by vulcanizing the blended CZ at 170 ° C. for 15 minutes. The amount of mascovite and oil is shown in Table 2.
[0029]
Mica A-21 (mascobite): wet pulverization, average particle size 22.5 μm
Mica A-41 (mascobite): wet pulverization, average particle size 42.8 μm
Mica A-61 (mascobite): wet pulverized, average particle size 51.1 μm
Mica 21 PU (mascobite): wet pulverization, urethane binder treatment, average particle size 22.5 μm
Mica 41PU5 (mascobyte): wet pulverization, urethane binder treatment, average particle size 42.8 μm
Mica B-82 (mascobite): dry pulverization, average particle size 82.4 μm
Mica B-112 (mascobite): dry pulverization, average particle size 113.6 μm
[0030]
[Table 1]
(2) Test method (air permeability)
The air permeability coefficient was measured according to ASTM D-1434-75M method. It shows that air permeability is so low that a numerical value is small.
[0032]
(Tear strength)
In accordance with JIS K6252, it was obtained by testing with a tensile tester using an angle-type sample without cut. The larger the value, the stronger the tear strength and the better the crack resistance.
[0033]
(Tire formability)
Using the obtained rubber composition as a rubber sheet for a tire inner liner, a 185 / 65R15 tire was molded, and the moldability of the inner liner rubber sheet was judged. ○ indicates that there is no problem in moldability, and x indicates that the rubber has low adhesiveness during molding, and it takes time to mold, and at the same time, the moldability is poor.
[0034]
[Table 2]
From the results of Table 2, it can be seen that when the average particle size of mascobite is 40 μm or more, the air permeability coefficient is greatly reduced (Examples 1 to 6 and 8). It can also be seen that when the surface is coated with a resin, the air permeability coefficient decreases even with mascobite having a small average particle diameter (Examples 7 and 8).
[0036]
Even if the average particle diameter of the massobite was 40 μm or more, if the blending amount was too large, the tear strength was lowered, the durability (cracking property) was inferior, and the moldability was deteriorated (Comparative Example 3). Further, when the amount of oil was decreased, the moldability deteriorated (Comparative Example 4).
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, air permeability is sufficient by blending a specific amount of mascobite having an average particle size of 40 μm or over and a plasticizer with a rubber component containing 50% by weight or more of butyl rubber. A rubber composition for an inner liner can be obtained at a low level.
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