JP6511467B2 - 酸素に対する高い不透過性を有するタイヤ部分用ゴムコンパウンド - Google Patents

Description

本発明は、酸素に対する高い不透過性を有するタイヤ部分用ゴムコンパウンドに関する。

タイヤの製造では、酸素に対する高い不透過性により特徴づけられるいくつかの部分を製造する必要がある。

これらの部分の１つはインナーライナーであり、これは、カーカスに含まれる空気が加圧されたままでいることを確実にするために、チューブレスタイヤ、すなわちインナーチューブのないタイヤで用いられるゴムの内部層からなる。インナーライナーはまた、酸素が可能な限りカーカス内にとどまり、その劣化現象を引き起こすタイヤの他の部分に拡散されないようにしなければならない。

ますます高い転がり抵抗を有するタイヤを得るためには、不透過性に関するその性能を損なうことなく、ますます厚みを減少させたインナーライナーを製造する必要がある。実際には、より薄いインナーライナーでは、必然的に使用される材料の量は少なくなり、したがってタイヤ自体の低重量につながり、世界の車のエネルギー消費量および転がり抵抗にプラスの効果がある。上記のことから、インナーライナーの厚みの減少は、高い不透過性を付与することができる場合にのみ可能であると理解される。

酸素に対する高い不透過性を有する部分は、通常ハロブチルゴムで作られているが、タイヤコンパウンドに必要とされる物理的特性を満足するために、天然ゴムなどの他のゴムをハロブチルゴムと共に使用することが有利である場合がある。しかしながら、ポリマーベース混合物の使用は、コンパウンドの成分の不均一な分散を引き起こし、当業者に知られている物理的特性に関する影響を伴う可能性があることが実験的に判明している。

したがって、酸素に対する高い不透過性を付与することと同時に、ポリマーベース混合物の使用を、コンパウンド中の成分の均一な分散を損なうことなく可能にすることなどが技術的な特徴であるタイヤ部分用コンパウンドを製造する必要があった。

本発明の目的は、タイヤ部分を製造するためのコンパウンドであって；前記コンパウンドが、少なくともハロブチルゴム、補強充填剤、および加硫系を含む架橋不飽和鎖を有するポリマーベースを含み；前記コンパウンドが、脂肪酸、樹脂酸、脂肪酸塩および脂肪酸エステルからなる群に含まれる処理剤で前処理された積層構造の補強充填剤を含み；積層構造の前記補強充填剤が、積層構造の充填剤１００重量部に対して５０〜１００重量部の量の処理剤で前処理されていることを特徴とする、コンパウンドである。

本明細書ではおよび本明細書に基づき、加硫系は、少なくとも硫黄、および、コンパウンドの製造において、最終混合段階で添加され、コンパウンドが加硫温度にさらされた際にポリマーベースの加硫を促進する目的を持つ促進剤を含む成分の群として意図されている。

本明細書ではおよび本明細書に基づき、脂肪酸で前処理された積層構造の補強充填剤は、脂肪酸鎖と補強充填剤との間の化学的／物理的相互作用を生成する方法に従って脂肪酸と混合される積層構造の補強充填剤として意図されている。考えられる方法は、補強充填剤の脂肪酸との冷混合、および形成された混合物のその後の加熱に関与する。

好ましくは、コンパウンドは、前処理された積層構造の前記補強充填剤を２〜７０ｐｈｒで、さらに好ましくは、２〜２０ｐｈｒで含む。

好ましくは、積層構造の補強充填剤は、粘土質材料、タルク、フィロケイ酸塩、雲母族に属する材料、グラファイト、およびグラフェンからなる群に含まれる。

好ましくは、積層構造の補強充填剤は、積層構造の充填剤１００重量部に対して７０〜１００重量部の量の処理剤で前処理される。

好ましくは、積層構造の補強充填剤は、１６〜２４個の炭素原子の鎖を含む処理剤で前処理される。

好ましくは、架橋不飽和鎖を有するポリマーベースは、少なくともハロブチルゴムおよび天然ゴムからなるポリマー混合物を含む。

好ましくは、ポリマー混合物は、ハロブチルゴム６０〜９０ｐｈｒおよび天然ゴム１０〜４０ｐｈｒで構成されている。

本発明のさらなる目的は、本発明に係るコンパウンドで製造されたタイヤ部分である。

好ましくは、タイヤ部分はインナーライナーである。

本発明のさらなる目的は、上記で定義された部分を含むタイヤである。

本発明のもう１つの目的は、タイヤ部分の製造用のゴムコンパウンドにおける、脂肪酸、樹脂酸、脂肪酸塩および脂肪酸エステルからなる群に含まれる処理剤で前処理された積層構造の補強充填剤の使用である。

本発明のよりよい理解のために、純粋に非限定的で例示的な目的のために提供されるいくつかの実施例を以下に示す。

本発明に係る５つのコンパウンド（Ａ〜Ｅ）および５つの対照コンパウンド（対照１〜対照５）を製造した。本発明に係る５のコンパウンドを、ポリマーベースの組成および積層構造の補強充填剤の前処理に使用される脂肪酸の量に基づき、互いに区別した。

５つの対照コンパウンドは、脂肪酸で前処理された積層構造の補強充填剤が存在しないコンパウンド（対照１〜対照３）と、本発明で設定した量未満の量の脂肪酸で前処理された積層構造の補強充填剤を含むコンパウンド（対照４および対照５）である。

実施例に記載のコンパウンドの製造工程を以下に示す。この工程は、本発明に限定するものではない。
−積層構造の補強充填剤を脂肪酸で前処理する−
粘土を、表１および２の組成物に示す割合に応じた量のステアリン酸と混合した。得られた混合物を１００℃の温度で１時間保持し、その後冷却して、コンパウンドに用いるために粉砕した。

−コンパウンドの製造−
（第１混合段階）
表１および２に示す成分を、加硫系を除いて、２３０〜２７０リットルの内容積を有する接線ローターを備える混合機に、混合を開始する前に入れ、６６〜７２％の充填率にした。

混合機を４０〜６０ｒｐｍの速度で操作し、形成された混合物を、１４０〜１６０℃の温度に達した後に取り出した。

（第２混合段階）
このようにして製造された混合物を、４０〜６０ｒｐｍの速度で操作される混合機内で再び加工した。その後、コンパウンドを、１３０〜１５０℃の温度に達した後に取り出した。

（最終混合段階）
加硫系を前混合段階で得られた混合物に加え、６３〜６７％の充填率にした。混合機を２０〜４０ｒｐｍの速度で操作し、形成された混合物を、１００〜１１０℃の温度に達した後に取り出した。

表１は、本発明に係るコンパウンドの組成をｐｈｒで示す。

ＢＲ−ＩＩＲは、臭素化ブチルゴムを表す。

使用されるカーボンブラックは、コードＮ６６０に分類される。

使用される促進剤は、メルカプトベンゾチアゾールジスルフィド（ＭＢＴＳ）であった。

表２は、対照コンパウンドの組成をｐｈｒで示す。

成分仕様は、表１について示されたものと同じである。

実施例のコンパウンドに一連の試験を行い、物理的特性および不透過性を調べた。物理的特性は特に、亀裂の伝播に対する抵抗性、低温での亀裂の形成および生強度に関連した。

酸素に対する不透過性試験を０．７ｍｍの厚さの材料に行い、ＭＯＣＯＮ（登録商標）ＯＸ−ＴＲＡ（登録商標）（モデル２／６１）などの従来装置を使用した。測定は、２５℃の温度で行った。

低温での亀裂形成に対する抵抗性試験を、規格ＩＳＯ ４６６４−１に従い、−４０℃の温度で行った。

亀裂伝播に対する抵抗性試験を、規格ＩＳＯ ２７７２７に従い（テアアナライザーを使用して）、４０℃の温度で行った。

生強度試験を、規格ＡＳＴＭ Ｄ５２７９に従い、２５℃の温度および５０Ｈｚの周波数で行った。

表３および４は、上記試験から得られた結果を示している。表３および４での試験結果を、対照コンパウンド対照１の結果に対する指数値で表現する。

酸素に対する不透過性、亀裂伝播および生強度についての値が高いほど、関連する特性の評価はより良く；逆に、低温での亀裂形成についての値が低いほど、その特性の評価はより良い。

表３および４に示す値を比較することから明らかなように、本発明の解決策は、酸素に対する不透過性の観点での改善と同時に、コンパウンド中の成分の均一な分散を示す物理的特性の改善とを確保することができる。

対照コンパウンド対照４および対照５についての結果を分析することにより、積層構造の補強充填剤の前処理に関わる脂肪酸の量が、本発明の必須の特徴であるかが分かる。実際、表４の値は、請求項に係る範囲未満の量の脂肪酸が、積層構造の補強充填剤の前処理で使用される場合、酸素に対する不透過性および物理的特性の観点での改善は得られないことを示す。逆に、請求項に係る量より多くの量の脂肪酸が使用される場合、前処理された補強充填剤の処理可能性は損なわれ、酸素に対する不透過性、および物理的特性のさらなる改善は見られない。

Claims (10)

1. インナーライナーを製造するためのゴム組成物であって；前記ゴム組成物が、ａ）少なくとも１つのハロブチルゴム、ｂ）補強充填剤、およびｃ）加硫系を含み；前記ｂ）補強充填剤は、積層構造の充填剤１００重量部に対して７０〜１００重量部の量の処理剤で前処理してなる積層構造の補強充填剤であり；前記処理剤は、脂肪酸、脂肪酸塩、または脂肪酸エステルであり；
   前記ｂ）補強充填剤が、粘土質材料、グラファイト、またはグラフェンであり；
   前記ｂ）補強充填剤が、前記充填剤の前記処理剤との冷混合および形成された混合物のその後の加熱により前処理されていることを特徴とする、ゴム組成物。
2. 前記ｂ）補強充填剤を２〜７０ｐｈｒで含むことを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
3. 前記ｂ）補強充填剤を２〜２０ｐｈｒで含むことを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
4. 前記処理剤が、１６〜２４個の炭素原子の鎖を含むことを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
5. 前記ゴム組成物が、少なくとも前記ハロブチルゴムおよび天然ゴムからなるポリマー混合物を含むことを特徴とする、請求項１に記載のゴム組成物。
6. 前記ポリマー混合物が、ハロブチルゴム６０〜９０ｐｈｒおよび天然ゴム１０〜４０ｐｈｒで構成されていることを特徴とする、請求項５に記載のゴム組成物。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のゴム組成物で製造されたインナーライナー。
8. 請求項７に記載のインナーライナーを含むタイヤ。
9. インナーライナーの製造用のゴム組成物における補強充填剤の使用であって；
   前記補強充填剤は、積層構造の充填剤１００重量部に対して７０〜１００重量部の量の処理剤で前処理してなる積層構造の補強充填剤であり；前記処理剤は、脂肪酸、脂肪酸塩、または脂肪酸エステルであり；
   前記補強充填剤が、粘土質材料、グラファイト、またはグラフェンであり；
   前記補強充填剤が、前記充填剤の前記処理剤との冷混合および形成された混合物のその後の加熱により前処理されていることを特徴とする、補強充填剤の使用。
10. 前記処理剤が、１６〜２４個の炭素原子の鎖を含むことを特徴とする、請求項９に記載の使用。