JP2010168490A - インナーライナー用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】成形加工性を維持しながら、老化防止性能及び耐オゾン性能を一層高くするようにしたインナーライナー用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】ブチルゴム及び／又はハロゲン化ブチルゴムを１０重量％以上含むジエン系ゴム１００重量部に対し、補強性フィラーを１０〜１００重量部、カテキンを含む茶抽出物を０．０１〜５重量部配合したことを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、インナーライナー用ゴム組成物に関し、さらに詳しくは、老化防止性能及び耐オゾン性能を一層高くするようにしたインナーライナー用ゴム組成物に関する。

一般に、チューブレスの空気入りタイヤは、タイヤ内面の空気透過防止用のインナーライナーがブチルゴムやハロゲン化ブチルゴムで形成されている。ブチルゴム及びハロゲン化ブチルゴムは、老化防止性能及び耐オゾン性能が他のジエン系ゴムより優れるため、老化防止剤などを配合することなくインナーライナー用ゴム組成物として使用されている（例えば特許文献１参照）。

しかし、近年、空気入りタイヤの長寿命化が求められるようになり、また、リトレッドに適用可能にするため台タイヤの長寿命化が要求されている。このため、インナーライナーについても優れた空気透過防止性能を長期間にわたり確保することが求められ、老化防止性能及び耐オゾン性能を一層高くすることが要求されている。

ゴム組成物の老化防止性能及び耐オゾン性能を向上するには、アミン系老化防止剤などの老化防止剤を配合することが考えられる。しかし、アミン系老化防止剤は、混練り中にブチルゴム及びハロゲン化ブチルゴムとの架橋反応が進行し成形加工性が悪化するため、インナーライナー用ゴム組成物に配合することができない。このため、アミン系老化防止剤を配合せずにインナーライナー用ゴム組成物の老化防止性能及び耐オゾン性能を向上することが求められていた。

特開２００８−１１１０８３号公報

本発明の目的は、成形加工性を維持しながら、老化防止性能及び耐オゾン性能を一層高くするようにしたインナーライナー用ゴム組成物を提供することにある。

上記目的を達成する本発明のインナーライナー用ゴム組成物は、ブチルゴム及び／又はハロゲン化ブチルゴムを１０重量％以上含むジエン系ゴム１００重量部に対し、補強性フィラーを１０〜１００重量部、カテキンを含む茶抽出物を０．０１〜５重量部配合したことを特徴とする。

前記茶抽出物としては、（＋）−カテキン、（−）−エピカテキン、（＋）−ガロカテキン、（−）−エピガロカテキン、（−）−エピカテキンガレート及び（−）−エピガロカテキンガレートからなる群から選ばれる少なくとも１種を含むとよい。

前記補強性フィラーは、窒素吸着比表面積が２０〜１００ｍ^２／ｇのカーボンブラックであるとよい。このインナーライナー用ゴム組成物は、空気入りタイヤの構成材料として好適に使用可能である。

本発明のインナーライナー用ゴム組成物によれば、ブチルゴム及び／又はハロゲン化ブチルゴムを１０重量％以上含むジエン系ゴム１００重量部に対し、補強性フィラーを１０〜１００重量部と、カテキンを含む茶抽出物を０．０１〜５重量部とを共に配合するようにしたので、茶抽出物が酸化防止剤として機能することにより、インナーライナー用ゴム組成物の老化防止性能及び耐オゾン性能を向上可能にする。また、茶抽出物を配合しても、ブチルゴム及びハロゲン化ブチルゴムが早期加硫を起こすことがなく、むしろゴム組成物のゴム粘度を低くし、スコーチ時間を長くする作用を行うため成形加工性を維持、向上することができる。

本発明のインナーライナー用ゴム組成物において、ゴム成分はジエン系ゴムからなり、ブチルゴム及び／又はハロゲン化ブチルゴムを必ず含む。とりわけ空気透過防止性能が優れるためハロゲン化ブチルゴムが好ましい。ブチルゴムを変性するハロゲンとしては、例えば塩素、臭素、ヨウ素が例示され、なかでも塩素、臭素が好ましい。

ブチルゴム及びハロゲン化ブチルゴムの配合量は、ジエン系ゴム中の１０重量％以上、好ましくは３０〜１００重量％、より好ましくは５０〜１００重量％、さらに好ましくは７０〜１００重量％である。ブチルゴム及びハロゲン化ブチルゴムの配合量が１０重量％より少ないと、空気透過防止性能が悪化する。また、老化防止性能及び耐オゾン性能を一層高くすることができない。

本発明のインナーライナー用ゴム組成物において、ブチルゴム及びハロゲン化ブチルゴム以外のジエン系ゴムとしては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等が例示される。好ましくは天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエン、ブタジエンゴムがよい。これらジエン系ゴムは、単独又は任意のブレンドとして使用することができる。

本発明のインナーライナー用ゴム組成物は、補強性フィラーを配合することによりゴムの強度を高くする。補強性フィラーとしては、例えばカーボンブラック、シリカ、クレー、マイカ、タルク、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、珪藻土等が例示される。なかでもカーボンブラック、シリカ、クレー、マイカ、珪藻土が好ましい。補強性フィラーの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し１０〜１００重量部、好ましくは３０〜７０重量部である。補強性フィラーの配合量が１０重量部未満の場合には、ゴム強度を十分に高くすることができない。また、補強性フィラーの配合量が１００重量部を超えると混合性が悪化し加工性が悪化すると共にゴムを薄く加工しにくくなるため、インナーライナー用ゴム組成物としての使用が困難になる。

本発明において好適に使用するカーボンブラックとしては、窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）が好ましくは２０〜１００ｍ^２／ｇ、より好ましくは２０〜７０ｍ^２／ｇであるとよい。カーボンブラックの窒素吸着比表面積が２０ｍ^２／ｇ未満の場合には、ゴム強度を十分に高くすることができない。窒素吸着比表面積が１００ｍ^２／ｇを超えると補強性能は得られるが、ゴムの発熱量が高くなりタイヤ気室内温度が高くなりすぎて耐空気透過性を悪化させたり、転がり抵抗を悪化させたりする。またコストも高くなる。カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、ＪＩＳ Ｋ６２１７−２に準拠して求めるものとする。

本発明のゴム組成物に配合するカテキンを含む茶抽出物は、酸化防止剤として機能し、インナーライナー用ゴム組成物の老化防止性能及び耐オゾン性能を、アミン系老化防止剤を配合した場合と同等レベル以上にすることができる。また、このカテキンを含む茶抽出物は、ゴム組成物のゴム粘度を維持又は低減すると共に、スコーチ時間を維持又は長くするため、インナーライナー用ゴム組成物の成形加工性を維持・向上することができる。

カテキンを含む茶抽出物の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し０．０１〜５重量部、好ましくは０．０２〜３重量部、より好ましくは０．０５〜２重量部である。茶抽出物の配合量が０．０１重量部未満であると、老化防止性能及び耐オゾン性能を向上する効果を得ることができない。また、茶抽出物の配合量が５重量部を超えると、老化防止性能及び耐オゾン性能が頭打ちになると共にコストが高くなり好ましくない。また配合量が多すぎると混合性が悪化し好ましくない。

本発明で使用する茶抽出物は、カテキンを含む茶抽出物であり、エピカテキン、エピガロカテキン、エピカテキンガレート、エピガロカテキンガレート、遊離型テアフラビン、テアフラビンモノガレートＡ、テアフラビンジガレートを含んでもよい。茶抽出物は、好ましくは（＋）−カテキン、（−）−エピカテキン、（＋）−ガロカテキン、（−）−エピガロカテキン、（−）−エピカテキンガレート及び（−）−エピガロカテキンガレートからなる群から選ばれる少なくとも１種を含むとよい。また、茶抽出物中のカテキンの含有量は、好ましくは５重量％以上、より好ましくは５〜７５重量％にするとよい。カテキンの含有量が５重量％未満であると、老化防止性能及び耐オゾン性能を十分に高くすることができない。

本発明で使用する茶抽出物は、緑茶、烏龍茶、紅茶から選ばれる少なくとも１種からの抽出物であり、これらの茶葉又は茶葉の粉砕物から、水若しくは熱水、有機溶剤を抽出剤とし５〜６０℃の抽出温度で抽出するとよい。有機溶剤としては例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、酢酸エチルなどが例示される。これらの抽出剤は単独で使用してもよいし、複数を組合わせて使用してもよい。

茶抽出物は、上記の抽出剤で抽出した画分を使用する。水若しくは熱水で抽出したときは、その抽出液を茶抽出物としてそのまま使用してもよいが、取扱い性の観点からは、抽出液から噴霧乾燥や凍結乾燥等により水分を除去して粉末状にして使用するとよい。

本発明のインナーライナー用ゴム組成物に使用する茶抽出物は、上述した茶抽出物をそのまま使用してもよいし、他の天然化合物及び／又は界面活性剤を添加した混合物からなる酸化防止剤として使用してもよい。界面活性剤としては、特に制限されるものではないが、例えばエチレングリコール、グリセリン酸エステル、プロピレングリコール等が好ましく例示される。

茶抽出物を含む酸化防止剤は市販されており、例えば太陽化学社製サンフェノンＤＫ（カテキン含有量７０重量％）、サンフラボンＨＧ（カテキン含有量４５重量％）、サンカトールＮｏ１（カテキン含有量７重量％）等を例示することができる。

本発明のインナーライナー用ゴム組成物には、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤（アミン系老化防止剤を除くもの）、可塑剤、カップリング剤などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に使用される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インナーライナー用ゴム組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は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。本発明のインナーライナー用ゴム組成物は、公知のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。

本発明のインナーライナー用ゴム組成物は、アミン系老化防止剤を使用した場合と同等レベル以上の老化防止性能及び耐オゾン性能を有する。また、本発明のインナーライナー用ゴム組成物はムーニー粘度が低くしスコーチ時間を長くし成形加工性が優れる。このため、本発明のインナーライナー用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤは、成形加工性が優れ品質が安定した製品が得られると共に、老化防止性能及び耐オゾン性能に優れ、長期にわたり優れた空気透過防止性能を実現することができる。本発明の空気入りタイヤは、タイヤ寿命を長期化することができると共に、台タイヤとしてリトレッドされた場合でも、優れた空気透過防止性能を実現しタイヤ性能を損なうことがない。

以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

表１，２，３に示す配合からなる１０種類のインナーライナー用ゴム組成物（実施例１〜６、比較例１〜４）を、それぞれ硫黄及び加硫促進剤を除く配合成分を秤量し、１.８Ｌのバンバリーミキサーで５分間混練し、温度１６０℃でマスターバッチを放出し室温冷却した。このマスターバッチを１.８Ｌのバンバリーミキサーに供し、硫黄及び加硫促進剤を加え混合し、インナーライナー用ゴム組成物を調製した。

得られた１０種類のインナーライナー用ゴム組成物（実施例１〜６、比較例１〜４）のムーニー粘度及びスコーチ時間を下記に示す方法により測定した。また、各インナーライナー用ゴム組成物をそれぞれ所定形状の金型中で、１５０℃、３０分間加硫して試験片を作製し、下記に示す方法により、老化防止性能及び耐オゾン性能を評価した。

ムーニー粘度
インナーライナー用ゴム組成物のムーニー粘度（ＭＬ_１＋４）を、ＪＩＳ Ｋ６３００に準拠してムーニー粘度計にてＬ型ロータを使用し、予熱時間１分、ロータの回転時間４分、温度１００℃、２ｒｐｍの条件で測定した。得られた結果は、表１では比較例１を１００とし、表２では比較例３を１００とし，表３では比較例４を１００とする指数として示した。この「ムーニー粘度」の指数が小さいほどゴム粘度が低く、成形加工性が優れることを意味する。

スコーチ時間
インナーライナー用ゴム組成物のムーニー粘度（ＭＬ_１＋４）を、ＪＩＳ Ｋ６３００に準拠してムーニー粘度計にてＬ型ロータを使用し、予熱時間１分、ロータの回転時間４分、温度１２０℃、２ｒｐｍの条件において粘度の経時変化を測定した。ムーニー粘度が初期値から５ムーニー単位上昇するまでの所要時間を測定した。得られた結果は、表１では比較例１を１００とし、表２では比較例３を１００とし，表３では比較例４を１００とする指数として示した。この「スコーチ時間」の指数が大きいほど早期加硫が起きにくいため成形加工性が優れることを意味する。

老化防止性能（引張り破断伸びの変化率）
得られた試験片からＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠した３号型ダンベル試験片を成形した。各ダンベル試験片を２群に分けその一方の群を７０℃で９６時間加熱（老化処理）を行った。老化処理前後のダンベル試験片を用いて、温度２０℃、引張り速度５００ｍｍ／分の条件で引張り試験を行い破断伸びを測定し、［（老化処理前の破断伸び−老化処理後の破断伸び）／老化処理前の破断伸び×１００］により引張り破断伸びの変化率（％）を算出し老化防止性能の指標とした。得られた結果は、表１では比較例１を１００とし、表２では比較例３を１００とし，表３では比較例４を１００とする指数として示した。この「老化防止性能」の指数が小さいほど老化防止性能が優れることを意味する。

耐オゾン性能
得られたゴム組成物から１００×１０×３ｍｍの大きさの試験片を成形した。その試験片を、ＪＩＳ Ｋ６２５９に準拠して、温度４０℃、オゾン濃度１ｐｐｍ、伸張歪４０％、９６時間の条件でオゾン劣化試験を行った。オゾン劣化処理した試験片の外観を観察することにより、耐オゾン性能を判定した。判定基準は、ＪＩＳ Ｋ６２５９の附属書１「き裂の評価方法」に準拠して評価し、き裂の数のランク付けを「Ｎ：き裂なし」「Ａ：き裂少数」「Ｂ：き裂多数」「Ｃ：き裂無数」「Ｋ：き裂破断」で行うと共に、き裂の大きさ、深さのランク付けを１〜５の数字（この数字が小さいほど、き裂の大きさ、深さが小さく、数字が大きいほど、き裂の大きさ、深さが大きい）と組合わせて評価した。き裂の数が少なく、き裂の大きさ、深さが小さいほど耐オゾン性が優れることを意味する。

なお、表１〜表３において使用した原材料の種類を下記に示す。
ＮＲ：天然ゴム、ＲＳＳ＃３
Ｂｒ−ＩＩＲ：臭素化ブチルゴム、エクソン社製ＢＲＯＭＯＢＵＴＹＬ ２２５５
カーボンブラック：窒素吸着比表面積が５５ｍ^２／ｇのカーボンブラック、新日化カーボン社製ニテロン＃５５Ｓ
ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸ＹＲ
老化防止剤：精工化学社製ノンフレックスＲＤ
茶抽出物：太陽化学社製サンカトールＮｏ１（カテキン含有量７重量％）
アロマオイル：ジャパンエナジー社製プロセスＸ−１４０
亜鉛華：酸化亜鉛、正同化学工業社製酸化亜鉛３種
加硫促進剤：大内新興化学工業社製ノクセラーＤＭ
硫黄：鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄

Claims (4)

1. ブチルゴム及び／又はハロゲン化ブチルゴムを１０重量％以上含むジエン系ゴム１００重量部に対し、補強性フィラーを１０〜１００重量部、カテキンを含む茶抽出物を０．０１〜５重量部配合したインナーライナー用ゴム組成物。
2. 前記茶抽出物が、（＋）−カテキン、（−）−エピカテキン、（＋）−ガロカテキン、（−）−エピガロカテキン、（−）−エピカテキンガレート及び（−）−エピガロカテキンガレートからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む請求項１に記載のインナーライナー用ゴム組成物。
3. 前記補強性フィラーが、窒素吸着比表面積が２０〜１００ｍ^２／ｇのカーボンブラックである請求項１又は２に記載のインナーライナー用ゴム組成物。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のインナーライナー用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤ。