JP6999373B2 - タイヤ用ゴム組成物および空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本開示は、タイヤ用ゴム組成物および空気入りタイヤに関する。

インナーライナーは、空気を透過しにくいこと、すなわち耐空気透過性に優れることが望ましい。インナーライナーが、空気入りタイヤの空気圧を保持する役割を担うからである。

インナーライナーは、繰り返しの屈曲変形に対して強い、すなわち耐疲労性に優れることも望ましい。インナーライナーは、空気入りタイヤの転動によって、繰り返しの屈曲変形を受けるからである。

特開２０１４－１１８４１９号公報

インナーライナーの耐疲労性は、インナーライナーに一般的に使用されるオイルをゴムに添加することで向上できるものの、耐空気透過性が低下する傾向がある。

本開示の目的は、耐疲労性と耐空気透過性との両者を向上することが可能なタイヤ用ゴム組成物を提供することである。本開示のほかの目的は、空気入りタイヤを提供することである。

本開示のタイヤ用ゴム組成物は、ブチル系ゴムと、シリコーンオイルとを含み、前記シリコーンオイルが、メルカプト基を少なくとも２つ有するシリコーンを含む。本開示の空気入りタイヤは、前記タイヤ用ゴム組成物を用いて作製されたインナーライナーを備える。

本開示における実施形態のタイヤ用ゴム組成物は、ブチル系ゴムと、シリコーンオイルとを含み、前記シリコーンオイルが、メルカプト基を少なくとも２つ有するシリコーンを含む。

本開示における実施形態のタイヤ用ゴム組成物は、耐疲労性を向上することができる。これは、シリコーンオイルにおけるシリコーンのメルカプト基とブチル系ゴムの二重結合とが反応することが可能で、柔軟性に優れた構造を形成できるからだと考えられる。

本開示における実施形態のタイヤ用ゴム組成物は、耐空気透過性を向上することができる。これは、シリコーンがブチル系ゴムを拘束することが可能で、空気漏れを抑制することができるからだと考えられる。

前記シリコーンが、メルカプト基を少なくとも両末端に有することが好ましい。これによれば、耐疲労性と耐空気透過性とをさらに向上できる。

以下、本開示の実施形態１について説明する。

実施形態１のタイヤ用ゴム組成物はブチル系ゴムを含む。ブチル系ゴムとして、たとえばハロゲン化ブチルゴム、ブチルゴム（ＩＩＲ）を挙げることができる。ハロゲン化ブチルゴムとして、たとえば臭素化ブチルゴム（ＢＩＩＲ）、塩素化ブチルゴム（ＣＩＩＲ）を挙げることができる。これらは、１種または２種以上を用いることができる。ブチル系ゴム以外のゴムを、実施形態１のタイヤ用ゴム組成物はさらに含むことができる。このようなゴムとして、たとえば天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、スチレン－イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン－イソプレン共重合体ゴム、スチレン－イソプレン－ブタジエン共重合体ゴムなどを挙げることができる。ブチル系ゴムの量は、ゴム組成物中のゴム（ブチル系ゴムと、ブチル系ゴム以外のゴムとを合わせた全ゴム）１００質量％に対して、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上、さらに好ましくは１００質量％である。

実施形態１のタイヤ用ゴム組成物はシリコーンオイルを含む。シリコーンオイルにおける２５℃の粘度は、たとえば５００ｍｍ^２／ｓ以下であることができる。２５℃における粘度の下限は、たとえば２０ｍｍ^２／ｓ、４０ｍｍ^２／ｓなどであることができる。シリコーンオイルの量は、ゴム組成物中のゴム１００質量部に対して、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは１質量部以上、さらに好ましくは２質量部以上である。いっぽう、シリコーンオイルにおける量の上限は、ゴム１００質量部に対して、たとえば２０質量部、１５質量部、１０質量部などである。

シリコーンオイルは、メルカプト基を少なくとも２つ有するシリコーンを含む。シリコーンはジメチルポリシロキサン構造を有することが好ましい。ジメチルポリシロキサン構造が柔軟性に優れるからである。具体的には、シリコーンが、主鎖にジメチルポリシロキサン構造を有することが好ましい。ジメチルポリシロキサン構造において、１つまたは複数のメチル基が、メルカプト基を有する基で置換されていることができる。このように、シリコーンは、メルカプト基を側鎖に有することができるものの、両末端にメルカプト基を有することが好ましい。この場合、シリコーンは、分子内にメルカプト基を２つ有することが好ましい。

実施形態１のタイヤ用ゴム組成物は、瀝青炭を細かく砕いた瀝青炭粉砕物を含むことができる。瀝青炭粉砕物は耐空気透過性を向上することができる。瀝青炭粉砕物の平均粒子径は、たとえば０．５μｍ以上、１μｍ以上であることができる。瀝青炭粉砕物における平均粒子径の上限は、たとえば１００μｍ、３０μｍなどであることができる。平均粒子径はレーザー回折散乱法で測定できる。瀝青炭粉砕物のアスペクト比は、たとえば５～３０であることができる。アスペクト比は、長径（平面部における最大寸法）の厚みに対する比である。アスペクト比は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で求めることができる。具体的には、ＴＥＭの画像において、無作為に抽出された１０個の粒子について、長径と厚みとを計測して各粒子のアスペクト比を算出する。「瀝青炭粉砕物のアスペクト比」は、これらのアスペクト比の相加平均である。瀝青炭粉砕物の量は、ゴム組成物中のゴム１００質量部に対して、好ましくは５質量部以上である。いっぽう、瀝青炭粉砕物における量の上限は、ゴム１００質量部に対して、たとえば５０質量部、４０質量部、３０質量部などである。

実施形態１のタイヤ用ゴム組成物は、フィラーとしてカーボンブラックを含むことができる。カーボンブラックのヨウ素吸着量（ＩＡ）は、たとえば１５ｍｇ／ｇ～５５ｍｇ／ｇであることができる。ＩＡは、ＪＩＳ Ｋ６２１７－１に準拠して測定される値である。カーボンブラックのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量は、たとえば７５ｃｍ^３／１００ｇ～１２５ｃｍ^３／１００ｇであることができる。ＤＢＰ吸油量は、ＪＩＳ Ｋ６２１７－４に準拠して測定される値である。具体的には、ＧＰＦ級カーボンブラックが好ましい。カーボンブラックの量は、ゴム組成物中のゴム１００質量部に対して、好ましくは３０質量部以上、より好ましくは４０質量部以上である。いっぽう、カーボンブラックにおける量の上限は、ゴム１００質量部に対して、たとえば７０質量部、６０質量部などである。フィラーとしてタルク、クレーなどを、実施形態１のタイヤ用ゴム組成物が含むことも可能である。

カーボンブラックと瀝青炭粉砕物との合計量は、ゴム組成物中のゴム１００質量部に対して、好ましくは４０質量部以上、より好ましくは５０質量部以上である。いっぽう、合計量の上限は、ゴム１００質量部に対して、たとえば１２０質量部、１１０質量部、１００質量部などである。

実施形態１のタイヤ用ゴム組成物は粘着付与剤を含むことができる。粘着付与剤は炭化水素樹脂が好ましい。炭化水素樹脂として、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂肪族／芳香族共重合系石油樹脂などを挙げることができる。粘着付与剤の量は、ゴム組成物中のゴム１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上、より好ましくは２質量部以上である。いっぽう、粘着付与剤における量の上限は、ゴム１００質量部に対して、たとえば１５質量部、１０質量部、５質量部などである。

実施形態１のタイヤ用ゴム組成物は亜鉛華を含むことができる。亜鉛華の量は、ゴム組成物中のゴム１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上、より好ましくは２質量部以上である。いっぽう、亜鉛華における量の上限は、ゴム１００質量部に対して、たとえば５質量部、４質量部などである。

実施形態１のタイヤ用ゴム組成物は、ステアリン酸、老化防止剤、硫黄、加硫促進剤などをさらに含むことができる。

実施形態１のタイヤ用ゴム組成物は、タイヤを構成するタイヤ部材の作製に使用することが可能で、インナーライナーの作製に特に好ましく使用できる。

実施形態１の空気入りタイヤは、タイヤ用ゴム組成物を用いて作製されたインナーライナーを備える。具体的には、実施形態１の空気入りタイヤは、タイヤ用ゴム組成物からなるインナーライナーを備える。インナーライナーは、カーカス層の内側に位置することができる。

以下に、本開示の実施例を説明する。

原料・薬品を次に示す。
臭素化ブチルゴム 「ブロモブチル２２２２」エクソンモービル・ケミカル社製
カーボンブラック 「シーストＶ」東海カーボン社製 （ＧＰＦ ＩＡ２６ｍｇ／ｇ ＤＢＰ吸油量８７ｃｍ^３／１００ｇ）
瀝青炭粉砕物 「オースチンブラック３２５」Ｃｏａｌ Ｆｉｌｌｅｒｓ社製
粘着付与剤 「エスコレッツ１１０２」エクソンモービル・ケミカル社製
オイル 「ＮＣ－１４０」ＪＸ日鉱日石エネルギー社製
シリコーンオイルＡ 「ＫＦ－２００１」信越シリコーン社製 （側鎖にメルカプト基を有するシリコーンを含むシリコーンオイル ２５℃の粘度２００ｍｍ^２／ｓ）
シリコーンオイルＢ 「Ｘ－２２－１６７Ｂ」信越シリコーン社製 （両末端にメルカプト基を有するシリコーンを含むシリコーンオイル ２５℃の粘度５５ｍｍ^２／ｓ）
亜鉛華 「亜鉛華３号」三井金属鉱業社製
ステアリン酸 「ルナックＳ－２０」花王社製
加硫促進剤 「ノクセラーＤＭ－Ｐ」大内新興化学工業社製
硫黄 「５％油入微粉末硫黄」鶴見化学工業社製

未加硫ゴムの作製
硫黄と加硫促進剤とを除く配合剤を表１にしたがってゴムに添加し、神戸製鋼社製のＢ型バンバリーミキサーで混練りし、ゴム混合物を排出した。ゴム混合物と硫黄と加硫促進剤とをＢ型バンバリーミキサーで混練りし、未加硫ゴムを得た。

耐空気透過性
未加硫ゴムを１６０℃、３０分で加硫し、厚み１ｍｍの加硫ゴムシートを作製した。加硫ゴムシートの空気透過率を、ガス透過率試験器（「ＢＴ－３」東洋精機製作所製）で測定し、比較例１の値を１００とした指数で、各例の値を示した。指数が大きいほど、空気を通しにくく、耐空気透過性に優れる。

耐疲労性
未加硫ゴムを１６０℃、３０分で加硫し、試験片を作製した。試験片の亀裂成長回数を、ＪＩＳ Ｋ６２６０に準拠し、デマチャ屈曲試験機で測定した。比較例１の値を１００とした指数で、各例の値を示した。指数が大きいほど、耐疲労性に優れる。

シリコーンオイルをオイル（ＮＣ－１４０）に代えてゴムに添加することで、加硫ゴムの耐空気透過性と耐疲労性との両者を向上できた。たとえば、オイル（ＮＣ－１４０）に代えてシリコーンオイルＡをゴムに添加することで、耐空気透過性が８ポイント向上し、耐疲労性が２５ポイント向上した（比較例１・実施例１参照）。いっぽう、シリコーンオイルＢをゴムに添加することで、耐空気透過性が１１ポイント向上し、耐疲労性が３１ポイント向上した（比較例１・実施例３参照）。

Claims (3)

1. ブチル系ゴムと、
   シリコーンオイルとを含み、
   前記シリコーンオイルが、メルカプト基を少なくとも２つ有するシリコーンを含み、
   インナーライナー用ゴム組成物として用いられる、
   タイヤ用ゴム組成物。
2. 前記シリコーンが、メルカプト基を少なくとも両末端に有する、請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
3. 請求項１または２に記載のタイヤ用ゴム組成物を用いて作製されたインナーライナーを備える、空気入りタイヤ。