JP4984684B2 - タイヤインナーライナー用ゴム組成物およびこれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤインナーライナー用ゴム組成物に関する。より詳細には、本発明は、加硫後の気体遮断性を損なわずに未加硫状態でのまたは加硫前の加工性（以下、簡単に「加硫前の加工性」という）および加硫後の耐老化性を改善したタイヤインナーライナー用ゴム組成物に関する。

チューブレスタイヤは、一般的に、タイヤ気室の気密性の観点から、気体透過性が低い（または気体遮断性が高い）ことが特に要求され、そのような特性に優れたブチルゴムおよび／またはハロゲン化ブチルゴムを主体としたゴム組成物が使用されることが多い。しかしながら、ブチルゴムおよびハロゲン化ブチルゴムは、圧延、押出、成形等による加硫前の加工性があまり良くないことは一般的に知られており、加硫前の加工性を改善するために種々の可塑剤または軟化剤を添加することが通常行われている。ゴム用の可塑剤または軟化剤としては、例えば、多価アルコールと脂肪族多価カルボン酸および脂肪族一価カルボン酸との実質的に水酸基を有しないエステルからなるもの（特許文献１）や、芳香族系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、パラフィン系プロセスオイル、パインタール、パーム油等の天然由来の可塑剤、ジブチルフタレート等のフタル酸誘導体などが知られている（特許文献２）。

しかしながら、加硫前の加工性の改善と気体遮断性の改善は、従来のゴム用可塑剤または軟化剤を添加すると気体遮断性が低下してしまい、一方、気体遮断性を高いレベルに維持するために可塑剤または軟化剤の配合量を減らすと加硫前の加工性が悪化するという二律背反の関係にあった。

特開平７−２９２１５４号公報 特開平７−９８０７号公報

上記のとおり、種々のゴム用可塑剤または軟化剤が知られているが、ブチルゴムおよび／またはハロゲン化ブチルゴムの気体遮断性を損なわずに、すなわちプロセスオイル等の可塑剤または軟化剤を配合しない場合とほぼ同じレベルに気体遮断性を維持したまま、加硫前の加工性を改善することはこれまで提案されていない。

従って、本発明の目的は、気体遮断性を損なわずに加硫前の加工性を改善したタイヤインナーライナー用ゴム組成物を提供することにある。

本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究した結果、ブチルゴムおよび／またはハロゲン化ブチルゴムから成るゴム成分に、当該ゴム成分１００重量部に対して３〜１５重量部のエチレン−α−オレフィン油を配合して得られるゴム組成物は、これと同じ割合の従来のゴム用可塑剤または軟化剤を使用する場合とほぼ同じレベルの良好な加硫前の加工性が達成されるとともに、かかる可塑剤または軟化剤を配合しない場合とほぼ同じレベルの気体遮断性を加硫後に示すことを見出し、本発明を完成するに至った。

さらに、本発明者は、意外にも、上記ゴム組成物が、加硫後に優れた耐老化性をも示すことを見出した。

本発明のゴム組成物におけるゴム成分（Ａ）として使用されるブチルゴムおよびハロゲン化ブチルゴムとしては、市販されているものを使用できる。ハロゲン化ブチルゴムは、例えば、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴムである。ブチルゴムとハロゲン化ブチルゴムを組み合わせて使用してもよい。

本発明のゴム組成物に配合されるエチレン−α−オレフィン油（Ｂ）は、エチレンとα−オレフィンとの共重合体である。α−オレフィンの具体例としては、例えば、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセンなどの直鎖状脂肪族α−オレフィン、および４−メチル−１−ペンテン、４−メチルヘキセンなどの分岐状脂肪族α−オレフィンが挙げられ、なかでも炭素数３〜１４のα−オレフィンが好ましい。このエチレン−α−オレフィン油は数平均分子量が１００〜１００００の範囲のものであり、好ましくは２００〜５０００の範囲のものである。また、エチレン含有量は、通常、３０〜７０モル％、好ましくは４０〜６０モル％である。エチレン−α−オレフィン油の具体例としては、例えば三井化学株式会社から商品名ルーカントで市販されている一連の炭化水素合成油が挙げられる。エチレン−α−オレフィン油（Ｂ）は、大気圧下２０℃で液状である。

エチレン−α−オレフィン油（Ｂ）の量は、上記ブチルゴムおよびハロゲン化ブチルゴムから選ばれるゴム成分（Ａ）１００重量部当たり３〜１５重量部、好ましくは５〜１０重量部である。エチレン−α−オレフィン油（Ｂ）の量が、ゴム成分（Ａ）１００重量部当たり３重量部未満である場合には、加硫前の加工性を十分に改善することはできず、また、ブチルゴムおよび／またはハロゲン化ブチルゴム（Ｂ）１００重量部当たり１５重量部を超える場合には、加硫前の加工性は向上するが、気体遮断性は低下してしまう。

本発明のゴム組成物には、上記成分（Ａ）および（Ｂ）に加えて、タイヤ用ゴム組成物に一般的に配合される、カーボンブラックなどの補強充填剤、気体遮断性を向上させることが一般的に知られているクレーおよびタルクなどの無機充填剤、ステアリン酸、加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、老化防止剤などの各種配合剤を配合することができる。

本発明のゴム組成物におけるカーボンブラックの配合量は、例えば、ゴム成分（Ａ）の合計量１００重量部当たり４０〜７５重量部である。

本発明のゴム組成物は、ゴム組成物の製造に通常用いられているバンバリーミキサーやニーダーなどの混合または混練装置を使用して一般的な混合または混練方法および操作条件で製造することができる。本発明のゴム組成物は、所定量の上記成分とその他の一般的な配合剤と共に混練するか、あるいは予め特定成分のゴム混合物（マスターバッチ）を調製してから所定の成分と混合または混練することによって製造できる。本発明のゴム組成物を、混練後、圧延機あるいは押出機で所望の厚さにし、適当な大きさに切断することによって、タイヤのインナーライナーを形成できる。

以下の実施例および比較例により本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれら実施例に限定するものでないことは言うまでもない。

標準例、実施例１〜３および比較例１〜３のゴム組成物の製造
下記表１に示す配合（重量部）において、硫黄と加硫促進剤と酸化亜鉛を除く成分を、６０℃に調節されたＢＢ−２型ミキサーにより回転数３０ｒｐｍで３〜５分間混練し、１１０℃で混練物を放出した。オープンロールで硫黄および加硫促進剤を配合し、各ゴム組成物を調製した。得られた各ゴム組成物を、ムーニー粘度試験を除いて下記の各試験に必要な形状にし、１５０℃で３０分間加硫した。

試験方法
１）ムーニー粘度
ＪＩＳ Ｋ６３００に準拠して、Ｌ形ローター（試験機：島津製作所製のＳＭＶ３００Ｊ）を使用し、予熱時間１分、ローター回転時間４分、温度１００℃で、ムーニー粘度を測定した。ムーニー粘度は、ゴム組成物の加硫前の加工性の指標であり、ムーニー粘度の値が小さいことは、加硫前の粘度が低く、加工性に優れていることを意味する。
２）空気透過性
ＪＩＳ Ｋ７１２６の「プラスチックフィルムおよびシートの気体透過度試験方法（Ａ法）」に準拠して行った。試験に用いた気体は空気（窒素：酸素＝約８：２）であり、試験温度は３０℃であった。結果は、標準例の空気透過係数を１００とする指数値で示した。この値が小さいほど、空気透過性が低いこと、すなわち空気遮断性により優れていることを示す。
３）耐老化性
金型でプレス加硫することにより１５ｃｍ×１５ｃｍ×０．２ｃｍの大きさの試験片を作製し、試験片を、ＪＩＳ Ｋ６２５７に準拠して、空気で満たされ１２０℃に設定されたオーブン内で９６時間加熱し、加速老化させた。老化の前および後に試験片の切断時伸び（引張速度：５００ｍｍ／分）を測定し、下記式：
切断時伸びの残留率（％）＝（老化後の切断時伸び）/（老化前の切断時伸び）×100
に従って、切断時伸びの残留率（％）を求めた。この切断時伸びの残留率の値が大きいほど耐老化性により優れていることを示す。
４）空気圧保持性
標準例、実施例１〜３および比較例１〜３のゴム組成物をシート状に加工し、これらをインナーライナーに用いたタイヤサイズ１１Ｒ２２．５ １４ＰＲのトラックバススチールラジアルタイヤを作製した。これらのタイヤについてタイヤの空気圧を７００ｋＰａにした後、室温２１℃、無負荷条件にて３ヶ月放置し、４日毎にタイヤの内圧を測定した、初期圧力をＰ₀、測定された圧力をＰ_ｔ、経過日数をｔとして、式Ｐ_ｔ／Ｐ₀＝ｅｘｐ（−αｔ）に回帰させることによりα値を求め、次に、得られたα値とｔ＝３０を式：β＝［１−ｅｘｐ（−αｔ）］×１００に代入して１ヶ月あたりの空気圧低下率を求め、この空気圧低下率を逆数に変換し、この逆数の値を、空気圧保持性を表す指標とした。実施例１〜３および比較例３の空気圧保持性は、標準例を１００としたときの指数値で表わした。この指数値が大きいほど、空気圧保持性に優れていることを示す。なお、比較例１および２のゴム組成物については、ムーニー粘度が高いことによりシートに圧延加工するのが困難なためタイヤの作製ができなかったことから、空気圧保持性の試験は行わなかった。

これらの試験方法に従って、上記標準例、実施例および比較例の各ゴム組成物について試験を行なった。試験結果を下記表２に示す。

表２に示されているように、パラフィンを配合しなかった比較例１のゴム組成物および本発明の可塑剤をゴム成分１００重量部に対して２重量部配合した比較例２のゴム組成物では、標準例と比較して、空気透過性は改善するものの、ムーニー粘度が大幅に上昇して加工性が著しく低下し、インナーライナーを作製するためにシート状に加工することができなかった。これに対し、本発明の可塑剤をゴム成分（臭素化ブチルゴム）に対して４重量部配合した実施例１のゴム組成物では、標準例と比較してムーニー粘度は増加するものの、このムーニー粘度の増加はシートに圧延加工できないほどの加工性の低下をもたらすものではなく、空気透過性は低下し、耐老化性および空気圧保持性は向上した。本発明の可塑剤をゴム成分に対して７重量部配合した実施例２のゴム組成物では、ムーニー粘度は標準例と同じレベルであったものの、空気透過性は低下し、耐老化性および空気圧保持性は向上した。本発明の可塑剤をゴム成分に対して１４重量部配合した実施例３のゴム組成物では、標準例と比較して、ムーニー粘度および加硫後の空気透過性は低下し、耐老化性および空気圧保持性は向上した。本発明の可塑剤をゴム成分に対して１６重量部配合した比較例３のゴム組成物では、標準例と比較して、ムーニー粘度は低下し、空気透過性は同レベルであるものの、耐老化性および空気圧保持性は低下した。

Claims (4)

1. （Ａ）ブチルゴムおよびハロゲン化ブチルゴムから選ばれるゴム成分と、
   （Ｂ）前記ゴム成分１００重量部に対して３〜１５重量部の、エチレン−α−オレフィン油と、
   を含んで成るタイヤインナーライナー用ゴム組成物。
2. 前記エチレン−α−オレフィン油（Ｂ）が１００〜１００００の数平均分子量および３０〜７０モル％のエチレン含有量を有する、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。
3. 前記ゴム成分（Ａ）がハロゲン化ブチルゴムである請求項１または２に記載のタイヤインナーライナー用ゴム組成物。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤインナーライナー用ゴム組成物から製造したインナーライナーを含んで成る空気入りタイヤ。