JP7464878B2 - シーラント材組成物およびそれを用いたタイヤ - Google Patents
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Description
また下記特許文献2には、主要エラストマーとしての、30モル%よりも多い共役ジエンから得られる繰り返し単位含有量を有する不飽和ジエンエラストマー、30phrと90phrの間の質量含有量の炭化水素樹脂、Tg(ガラス転移温度)が-20℃よりも低く、5phr~60phr未満の質量含有量を有する液体可塑剤;および、0~30phr未満の充填剤、を少なくとも含むことを特徴とする、インフレータブル物品におけるパンク防止層として用いるためのセルフシーリングエラストマー組成物が開示されている。
本発明は、上記課題を解決することを目的とする。
(A)ゴム成分100質量部に対し、
(B)粘着付与剤を30質量部未満、および
(C)可塑剤を20質量部以上
配合してなることを特徴とするシーラント材組成物を提供するものである。
(A)ゴム成分
本発明で使用される(A)ゴム成分は、例えば、天然ゴム(NR)、合成イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体ゴム(NBR)、エチレン-プロピレン-ジエンターポリマー(EPDM)等のジエン系ゴムや、ブチルゴム等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
中でも、本発明の効果向上の観点から、(A)ゴム成分はNR、IR、SBR、BRまたはこれらのブレンドであることが好ましい。
本発明で使用される(B)粘着付与剤としては、例えば炭化水素樹脂が挙げられる。炭化水素樹脂としては、原油を蒸留、分解、改質などの処理をして得られた成分を重合して製造される芳香族系炭化水素樹脂あるいは飽和または不飽和脂肪族系炭化水素樹脂等の石油系樹脂が挙げられる。石油系樹脂としては、例えばC5系石油樹脂(イソプレン、1,3-ペンタジエン、シクロペンタジエン、メチルブテン、ペンテンなどの留分を重合した脂肪族系石油樹脂)、C9系石油樹脂(α-メチルスチレン、o-ビニルトルエン、m-ビニルトルエン、p-ビニルトルエンなどの留分を重合した芳香族系石油樹脂)、C5C9共重合石油樹脂などが例示される。
さらに好ましい前記Tgは、30℃以上90℃以下である。
また、(B)粘着付与剤の数平均分子量は、400~2000であることが好ましい。この範囲の数平均分子量を有することにより、粘着力が向上する。
本発明で使用される可塑剤としては、例えば、カルボン酸エステル可塑剤、リン酸エステル可塑剤、スルホン酸エステル可塑剤、オイル、液状ゴム等が挙げられる。
カルボン酸エステル可塑剤としては、公知のフタル酸エステル、イソフタル酸エステル、テトラヒドロフタル酸エステル、アジピン酸エステル、マレイン酸エステル、フマル酸エステル、トリメリット酸エステル、リノール酸エステル、オレイン酸エステル、ステアリン酸エステル、リシノール酸エステル等がある。
リン酸エステル可塑剤としては、公知のトリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリ-(2-エチルヘキシル)ホスフェート、2-エチルヘキシルジフェニルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、イソデシルジフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリトリルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、トリス(クロロエチル)ホスフェート、ジフェニルモノ-o-キセニルホスフェート等がある。
スルホン酸エステル可塑剤としては、公知のベンゼンスルホンブチルアミド、トルエンスルホンアミド、N-エチル-トルエンスルホンアミド、N-シクロヘキシル-p-トルエンスルホンアミド等がある。
オイルとしては、公知のパラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル等の鉱物油系オイルが挙げられる。
液状ゴムとしては、液状ポリイソプレン、液状ポリブタジエンおよび液状ポリスチレンブタジエン等が挙げられ、その重量平均分子量は1000~100000が好ましく、1500~75000がさらに好ましい。なお、本発明で言う平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で分析されるポリスチレン換算の数または重量平均分子量を意味する。なお本発明で使用される液状ゴムは、23℃で液体である。したがって、この温度では固体である前記のゴム成分とは区別される。
上記の中でも、本発明の効果向上の観点から、可塑剤としてはオイルまたは液状ゴムが好ましい。
本発明のシーラント材組成物は、(A)ゴム成分100質量部に対し、(B)粘着付与剤を30質量部未満、および(C)可塑剤を20質量部以上配合してなることを特徴とする。
(A)ゴム成分100質量部に対し、(B)粘着付与剤の前記配合量が30質量部以上では、シーラント材組成物の粘度温度依存性および保管性が悪化する。(B)粘着付与剤の前記配合量は、1~29質量部が好ましく、10~29質量部がさらに好ましい。
(A)ゴム成分100質量部に対し、(C)可塑剤の前記配合量が20質量部未満ではシール性が悪化する。(C)可塑剤の前記配合量は、20~120質量部が好ましく、30~90質量部がさらに好ましい。
また、硫黄のような架橋剤を配合する場合、その配合量は(A)ゴム成分100質量部に対し0.1~10質量部が好ましい。
一方、前記(A)ゴム成分100質量部に対し、前記(B)粘着付与剤および前記(C)可塑剤の合計の配合量を60質量部超とした形態では、シール性が向上し、好ましい。
また、本発明のシーラント材組成物は、前記作業性および耐汚染性をさらに高めるという観点から、前記(A)ゴム成分100質量部に対し、前記(B)粘着付与剤の配合量が、5質量部以上30質量部未満であり、かつ前記(C)可塑剤の配合量が、前記(B)粘着付与剤の配合量よりも多いことが好ましい。
本発明におけるシーラント材組成物には、前記した成分以外の、加硫又は架橋剤;加硫又は架橋促進剤;酸化亜鉛;老化防止剤;カーボンブラック等の各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とすることができ、これらの添加剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。
例えば、加硫促進剤としては、公知のグアジニン系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チオウレア系、ジチオカルバミン酸塩系、キサントゲン酸塩系、チウラム系の加硫促進剤等が挙げられ、中でもチアゾール系加硫促進剤、スルフェンアミド系加硫促進剤、チオウレア系加硫促進剤およびチウラム系加硫促進剤から選択された1種以上が好ましい。加硫促進剤の配合量は、(A)ゴム成分100質量部に対し、0.1~10質量部が好ましい。
本発明におけるシーラント材組成物は、加硫剤として硫黄を配合する場合、動的架橋することも可能である。
表1に示す配合(質量部)において、1.7リットルの密閉式バンバリーミキサーで40分間混練し、ゴム組成物を得た。次に得られたゴム組成物を所定の金型中で180℃、10分間プレス加硫して厚さ3mmのシーラント材を得た。
試験タイヤをリムサイズ17×7Jのホイールに組み付けて、初期空気圧を250kPaとし、直径4mmの釘をトレッド部に打ち、抜いてから1時間放置した後、空気圧を測定した。評価結果は、放置後の空気圧が230kPa以上かつ250kPa以下である場合を「〇」で示し、放置後の空気圧が200kPa以上かつ230kPa未満である場合を「△」で示し、放置後の空気圧が200kPa未満である場合を「×」で示した。
試験タイヤをリムサイズ16×6.5Jのホイールに組み付けてドラム試験機に装着し、空気圧を160kPaとし、荷重を8.5kNとし、走行速度を80km/hとする高撓み試験を80時間実施した後、シーラントの流動状態を調べた。評価結果は3mmのシーラントの厚みがシーラント端からの各位置で試験後に1.5mm以下となっていたときを流れたとし、シーラントの端から1cmの位置で流れが認められなかった場合を「○」で示し、シーラントの端から1cmの位置で流れが認められ、かつ2cmの位置で流れが認められなかった場合を「△」で示し、シーラントの端から2cmの位置で流れが認められた場合を「×」で示した。
結果を表1に示す。
*2:SBR(日本ゼオン株式会社製Nipol 1502)
*3:粘着付与剤1(エクソンモービル社製Escorez 2101、C5/C9石油樹脂)
*4:粘着付与剤2(ENEOS株式会社製T-REZ RC115、C5石油樹脂)
*5:可塑剤1(CRAY VALLEY社製Ricon 154、液状ブタジエンゴム)
*6:可塑剤2(出光興産株式会社社製ダイアナプロセスオイルNP250)
*7:カーボンブラック(カーボンブラックN772)
*8:硫黄(鶴見化学工業株式会社製金華印油入微粉硫黄)
*9:加硫促進剤DPG(大内新興化学工業株式会社製ノクセラーD)
*10:加硫促進剤DM-PO(三新化学工業株式会社製サンセラーDM-PO)
これに対し、比較例1は(A)ゴム成分100質量部に対し(B)粘着付与剤の配合量が50質量部であり、(C)可塑剤の配合量が15質量部であるので、流動性が悪化した。
表2に示す配合(質量部)において、1.7リットルの密閉式バンバリーミキサーで40分間混練し、ゴム組成物を得た。次に得られたゴム組成物を所定の金型中で180℃、10分間プレス加硫して厚さ3mmのシーラント材を得た。
シール性:上記と同様の方法により測定した。
結果を表2に示す。
これに対し、比較例2は(A)ゴム成分100質量部に対し(B)粘着付与剤の配合量が50質量部であり、(C)可塑剤の配合量が15質量部であるので、30日後の粘着力が高く作業性および耐汚染性が悪化した。
比較例3は、(B)粘着付与剤を配合していないので、30日後の粘着力が高く作業性および耐汚染性が悪化した。またシール性も悪化した。
Claims (13)
- タイヤ内表面にシーラント層を備えた空気入りタイヤの前記シーラント層を構成するシーラント材組成物であって、
(A)天然ゴム、合成イソプレンゴム、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム、ブタジエンゴムまたはこれらのブレンドであるゴム成分100質量部に対し、
(B)炭化水素樹脂である粘着付与剤を30質量部未満、
(C)オイルまたは液状ゴムである可塑剤を20質量部以上、
加硫促進剤として、チアゾール系加硫促進剤、スルフェンアミド系加硫促進剤、チオウレア系加硫促進剤およびチウラム系加硫促進剤から選択された1種以上を0.1~10質量部、および
硫黄を0.1~10質量部
配合してなることを特徴とするシーラント材組成物。 - 前記炭化水素樹脂が、C5系石油樹脂、C9系石油樹脂またはC5C9共重合石油樹脂であることを特徴とする請求項1に記載のシーラント材組成物。
- 前記炭化水素樹脂が、0℃よりも高いガラス転移温度を有することを特徴とする、請求項1に記載のシーラント材組成物。
- 前記ガラス転移温度が、30℃以上90℃以下であることを特徴とする請求項3に記載のシーラント材組成物。
- 前記炭化水素樹脂の数平均分子量が、400~2000であることを特徴とする請求項1に記載のシーラント材組成物。
- 前記(C)可塑剤が、液状ポリイソプレン、液状ポリブタジエンおよび液状ポリスチレンブタジエンから選択された液状ゴムであり、前記液状ゴムの重量平均分子量が1000~100000であることを特徴とする請求項1に記載のシーラント材組成物。
- 前記(A)ゴム成分100質量部に対し、
前記(B)粘着付与剤および前記(C)可塑剤の合計の配合量が、60質量部以下であることを特徴とする請求項1に記載のシーラント材組成物。 - 前記(A)ゴム成分100質量部に対し、
前記(B)粘着付与剤および前記(C)可塑剤の合計の配合量が、60質量部超であることを特徴とする請求項1に記載のシーラント材組成物。 - 前記シーラント材組成物の初期の粘着力が、30日以内に1/2以下まで低減することを特徴とする請求項7に記載のシーラント材組成物。
- 前記シーラント材組成物の初期の粘着力が、30日以内に5N以下まで低減することを特徴とする請求項7に記載のシーラント材組成物。
- 前記(A)ゴム成分100質量部に対し、
前記(B)粘着付与剤の配合量が、5質量部以上30質量部未満であり、かつ前記(C)可塑剤の配合量が、前記(B)粘着付与剤の配合量よりも多いことを特徴とする請求項7に記載のシーラント材組成物。 - 請求項1に記載のシーラント材組成物を使用したタイヤ。
- タイヤ内表面にシーラント層を備えた空気入りタイヤにおける前記シーラント層のタック低減方法であって、
前記シーラント層として、
(A)天然ゴム、合成イソプレンゴム、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム、ブタジエンゴムまたはこれらのブレンドであるゴム成分100質量部に対し、
(B)炭化水素樹脂である粘着付与剤を30質量部未満、
(C)オイルまたは液状ゴムである可塑剤を20質量部以上、
加硫促進剤として、チアゾール系加硫促進剤、スルフェンアミド系加硫促進剤、チオウレア系加硫促進剤およびチウラム系加硫促進剤から選択された1種以上を0.1~10質量部、および
硫黄を0.1~10質量部
配合してなり、かつ、
前記(A)ゴム成分100質量部に対し、
前記(B)粘着付与剤および前記(C)可塑剤の合計の配合量が、60質量部以下であるシーラント材組成物を用いる、
ことを特徴とする前記方法。
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