JP3543895B2

JP3543895B2 - インナーライナー用ゴム組成物及びその製造方法

Info

Publication number: JP3543895B2
Application number: JP15633496A
Authority: JP
Inventors: 俊中村
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1996-05-29
Filing date: 1996-05-29
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2016-05-29
Also published as: JPH09316256A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チューブレスタイヤのインナーライナー用ゴム組成物およびその製造方法に関するものである。特に、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、二輪車用タイヤ等の、内圧保持が重要特性として要求されるタイヤのインナーライナー用ゴム組成物およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から空気入りタイヤのインナーライナーには、気密性が優れているハロゲン化ブチルゴムが使われている。しかし、かかるハロゲン化ブチルゴムは、収縮性や粘着性などの面で劣り、また未加硫時の伸度や強力も低く、作業性が阻害されるという問題があった。そこで、その作業性などのを改善を図るために従来種々の手段が講じられてきた。
【０００３】
例えば、その作業性の改善を図るためにハロゲン化ブチルゴムに天然ゴムなどのジエン系ゴムをブレンドしたりすることが一般によく知られている。
【０００４】
また、粘着性および加硫後のタイヤケースとの接着性の改善や、クラック発生の抑制を図るために、ハロゲン化ブチルゴムに樹脂などを配合することも知られている（特開昭６２−６２８４９号、特開昭６２−６２８４８号公報等）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来より知られているインナーライナーの作業性の向上技術は、必ずしも十分に満足の得られるものではなかった。
例えば、ハロゲン化ブチルゴムに樹脂などを添加した場合、作業性は改良されるが、低温時にゴムが硬くなりインナーライナーに亀裂が生じるという問題があった。
【０００６】
また、低温時の耐クラック性や作業性向上のため、ハロゲン化ブチルゴムに天然ゴムなどのジエン系ゴムをブレンドすると作業性は改善されるが、気密性が低下してカーカス内に空気が浸透し、カーカスの劣化、ひいてはタイヤの耐久性の低下を引き起こすという問題があり、本来のインナーライナーの目的である気密性の確保という点で不十分であった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、ハロゲン化ブチルゴムとジエン系ゴムのブレンド系においてその気密性を向上させ、低温時の耐クラック性と気密性との両立を実現することのできるインナーライナー用ゴム組成物およびその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ブチル系ゴムとジエン系ゴムのブレンドゴムをゴム成分とするインナーライナー用ゴム組成物において、それぞれのゴムに別異の特定充填剤を偏在させることにより、上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、ゴム成分がジエン系ゴム５〜４０重量部とブチル系ゴム９５〜６０重量部とからなるインナーライナー用ゴム組成物において、
ジエン系ゴム存在領域に、窒素吸着比表面積が９０ｍ^２／ｇ以上、ＤＢＰ吸油量が１００ｃｍ^３／１００ｇ以上のカーボンブラック（Ａ）が偏在し、ブチル系ゴム存在領域に、窒素吸着比表面積が９０ｍ^２／ｇ未満のカーボンブラック（Ｂ）が偏在し、
前記ジエン系ゴム存在領域において、ジエン系ゴム１００重量部に対して前記カーボンブラック（Ａ）を５〜９０重量部含有することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明は、ゴム成分がジエン系ゴム５〜４０重量部とブチル系ゴム９５〜６０重量部とからなるインナーライナー用ゴム組成物において、
ジエン系ゴム存在領域に層状充填剤が偏在し、ブチル系ゴム存在領域に、窒素吸着比表面積が９０ｍ^２／ｇ未満のカーボンブラック（Ｂ）が偏在し、
前記ジエン系ゴム存在領域において、ジエン系ゴム１００重量部に対して前記層状充填剤を５〜５０重量部含有することを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、本発明は、ゴム成分がジエン系ゴム５〜４０重量部とブチル系ゴム９５〜６０重量部とからなるインナーライナー用ゴム組成物において、
ジエン系ゴム存在領域に、窒素吸着比表面積が９０ｍ^２／ｇ以上、ＤＢＰ吸油量が１００ｃｍ^３／１００ｇ以上のカーボンブラック（Ａ）および層状充填剤が偏在し、ブチル系ゴム存在領域に、窒素吸着比表面積が９０ｍ^２／ｇ未満のカーボンブラック（Ｂ）が偏在し、
前記ジエン系ゴム存在領域において、ジエン系ゴム１００重量部に対して前記カーボンブラック（Ａ）を９０重量部以下と層状充填剤を５０重量部以下で含有し、かつ両充填剤の合計量が５〜１４０重量部の範囲内であることを特徴とするものである。
【００１２】
さらにまた、本発明は、ジエン系ゴムに対してカーボンブラック（Ａ）、層状充填剤、または両者のブレンドを配合してマスターバッチを作り、次いで、そのマスターバッチと、ブチル系ゴムと、カーボンブラック（Ｂ）とを配合し、混練することを特徴とする前記インナーライナー用ゴム組成物の製造方法に関する。
【００１３】
ブチルゴムとジエン系ゴムとは非相溶であり、これらのブレンドゴムの気密性はジエン系ゴムの量を増加すればする程低下する。
【００１４】
本発明においては、かかる非相溶のブレンド系において、気密性を悪化させているジエン系ゴムにのみ空気拡散係数を低下せしめるカーボンブラックおよび／または層状充填剤を配合することで、全体としての気体の透過を良好に抑制することを可能にした。
【００１５】
なお、ここで、ブチル系ゴムにも同様のカーボンブラックを添加した場合には、ゴムの強力が向上し、インナーライナーの耐クラック性が低下し、また層状充填剤を添加した場合にも同様にインナーライナーの耐クラック性が低下し、いずれの場合もインナーライナー用ゴム組成物としては不適当なものとなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明のインナーライナー用ゴム組成物においては、ゴム成分がジエン系ゴム５〜４０重量部とブチル系ゴム９５〜６０重量部とからなる。ジエン系ゴムが５重量部未満のブレンドゴムでは作業性の改善効果が観られず、一方ジエン系ゴムが４０重量部を超えると気密性および耐クラック性の向上効果が得られなくなる。
【００１７】
本発明においては、ジエン系ゴムとして、例えば、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン−イソプレンゴム（ＳＩＲ）、スチレン−イソプレン−ブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）等を挙げることができるが、好ましくは天然ゴムが挙げられる。
【００１８】
また、ブチル系ゴムとして、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｈａｌ−ＩＩＲ）、またはＩＩＲとＨａｌ−ＩＩＲとのブレンドゴムを挙げることができるが、好ましくはハロゲン化ブチルゴムである。
【００１９】
本発明のゴム組成物のジエン系ゴム存在領域にのみ偏在させるカーボンブラック（Ａ）は、窒素吸着比表面積が９０ｍ^２／ｇ以上で、かつＤＢＰ吸油量が１００ｃｍ^３／１００ｇ以上である。これら値を下回ると、ジエン系ゴム存在領域における空気拡散係数を低下せしめる効果が得られない。同様の効果は、カーボンブラック（Ａ）に代えて層状充填剤を配合することでも得ることができる。ここで、層状充填剤としては、マイカ、ベントナイト、アルミナなどが挙げられる。
【００２０】
また、前記ジエン系ゴム存在領域において、ジエン系ゴム１００重量部に対する添加量は、カーボンブラック（Ａ）については５〜９０重量部であり、また層状充填剤については５〜５０重量部であり、さらに両充填剤を一緒に配合するときは、カーボンブラック（Ａ）を９０重量部以下と層状充填剤を５０重量部以下とし、かつ両充填剤の合計量が５〜１４０重量部の範囲内である。これら範囲よりも添加量が少ないときは気密性の向上効果が十分に得られず、一方これら範囲を超えると耐クラック性が低下する。
【００２１】
一方、ブチル系ゴム存在領域に偏在させるカーボンブラック（Ｂ）は、窒素吸着比表面積が９０ｍ^２／ｇ未満である。この値を超えると耐クラック性が低下し、好ましくない。同様に、ブチル系ゴム存在領域に層状充填剤が存在しても耐クラック性が低下し、好ましくない。
【００２２】
なお、ここで窒素吸着比表面積はＡＳＴＭＤ４８２０−９３法に、またＤＢＰ吸油量はＡＳＴＭＤ２４１４−９３法に夫々準拠して求められる値である。
【００２３】
本発明のゴム組成物は、上述のカーボンブラックや層状充填剤の他に、酸化防止剤、亜鉛華、ステアリン酸、加硫促進剤、加硫剤など、通常使用される薬剤を適宜配合して製造される。
【００２４】
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴムに対してカーボンブラック（Ａ）、層状充填剤、または両者のブレンドを配合してマスターバッチを作り、次いで、そのマスターバッチと、ブチル系ゴムと、カーボンブラック（Ｂ）とを配合し、混練することにより得ることができる。
【００２５】
【実施例】
以下に、本発明を実施例および比較例に基づき具体的に説明する。
まず、下記の表１の配合処方（重量部）に従い、ジエン系ゴムである天然ゴムにカーボンブラックや、マイカなどの層状充填剤を配合して天然ゴムに関するマスターバッチを作った。
【００２６】
【表１】

＊窒素吸着比表面積：１４５ｍ^２／ｇ，ＤＢＰ吸油量：１１３ｃｍ^３／１００ｇ
【００２７】
次いで、表１に示すマスターバッチをそれぞれ用いて、下記の表２および表３の配合処方（重量部）に従い混練を行い、インナーライナー用ゴム組成物を調製した。
得られたゴム組成物について、空気透過性、低温時の耐クラック性、実地走行時のインナーライナーの耐クラック性をそれぞれ評価した。評価方法は下記の通りである。なお、空気透過性および耐クラック性ともに比較例１を１００として指数表示した。数値が大なるほど結果が良好である。
【００２８】
（イ）空気透過性
下記の表２および表３に示すゴム組成物をインナーライナー用として用いてタイヤサイズ１７５ＳＲ１４のタイヤを試作した。かかる試作タイヤに１．９気圧の内圧を充填し、２５±１℃の室内中に２４時間タイヤを放置後、再度内圧を１．９気圧に調整し、６０日間２５±１℃の室内中に放置し、６０日後タイヤの内圧を測定した。比較例１のタイヤにおける内圧低下分を１００として指数化した。
【００２９】
（ロ）低温時耐クラック性
上記と同様に試作したタイヤサイズ１７５ＳＲ１４を実車に装着して、カナダ寒冷地において走行距離約１０，０００ｋｍの実地走行を行った後、クラックの発生の有無を調べた。
【００３０】
（ハ）実地走行時のインナーライナーの耐クラック性
上記と同様のタイヤサイズ１７５ＳＲ１４のタイヤをタクシーに装着して、走行距離６０，０００ｋｍの実地走行を行った後、クラックの発生有無を調べた。
得られた結果を下記の表２および表３に併記する。
【００３１】
【表２】

【００３２】
【表３】

＊＊窒素吸着比表面積：３６ｍ^２／ｇ，ＤＢＰ吸油量：９１ｃｍ^３／１００ｇ
【００３３】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明のインナーライナー用ゴム組成物においては、ブチル系ゴムとジエン系ゴムのブレンド系においても、それぞれのゴムに別異の特定充填剤を偏在させたことにより、低温時の耐クラック性を低下させずに気密性を向上させることができた。

Claims

ゴム成分がジエン系ゴム５〜４０重量部とブチル系ゴム９５〜６０重量部とからなるインナーライナー用ゴム組成物であって、
ジエン系ゴム存在領域に、窒素吸着比表面積が９０ｍ²／ｇ以上、ＤＢＰ吸油量が１００ｃｍ³／１００ｇ以上のカーボンブラック（Ａ）および層状充填剤が含まれ、ブチル系ゴム存在領域に、窒素吸着比表面積が９０ｍ²／ｇ未満のカーボンブラック（Ｂ）が含まれ、
前記ジエン系ゴム存在領域において、ジエン系ゴム１００重量部に対して前記カーボンブラック（Ａ）を９０重量部以下と層状充填剤を５０重量部以下で含有し、かつ両充填剤の合計量が５〜１４０重量部の範囲内であるインナーライナー用ゴム組成物を製造するにあたり、
ジエン系ゴムに対してカーボンブラック（Ａ）および層状充填剤を配合してマスターバッチを作り、次いで、そのマスターバッチと、ブチル系ゴムと、カーボンブラック（Ｂ）とを配合し、混練することを特徴とするインナーライナー用ゴム組成物の製造方法。