(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム成分と、アスペクト比が２〜２００の偏平な無機充填剤と、脂肪酸金属塩とを含み、
更に、任意選択的に、カーボンブラックを含み、
前記偏平な無機充填剤、前記カーボンブラック、及び前記脂肪酸金属塩の配合量が下記式（１）：
Ｃ≧０．０１６×（Ａ−０．５×Ｂ）−１．１８  ・・・  （１）
［式中、Ａはゴム成分１００質量部に対する前記偏平な無機充填剤の配合量（質量部）であり、Ｂはゴム成分１００質量部に対する前記カーボンブラックの配合量（質量部）であり、Ｃはゴム成分１００質量部に対する前記脂肪酸金属塩の配合量（質量部）である］の関係を満たし、
前記偏平な無機充填剤の配合量（Ａ）が、前記ゴム成分１００質量部に対して８０〜１５０質量部であり、
前記カーボンブラックの配合量（Ｂ）が、前記ゴム成分１００質量部に対して１５質量部以下であり、
前記脂肪酸金属塩の配合量（Ｃ）が、前記ゴム成分１００質量部に対して０．１〜３質量部であることを特徴とするインナーライナー用ゴム組成物。
【請求項２】
前記ゴム成分がブチル系ゴムであることを特徴とする請求項１に記載のインナーライナー用ゴム組成物。
【請求項３】
前記偏平な無機充填剤がカオリンクレイ及び／又はマイカであることを特徴とする請求項１に記載のインナーライナー用ゴム組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のインナーライナー用ゴム組成物をインナーライナーに用いた空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物及び該ゴム組成物をインナーライナーに用いた空気入りタイヤに関し、特には、作業性が良好なインナーライナー用ゴム組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤの低燃費化及び軽量化を目的に、タイヤのインナーライナーの空気透過性を低下させて、インナーライナーを薄肉化することが提案されている。例えば、低級のカーボンブラックを高配合量で充填したゴム組成物をインナーライナーに使用して、インナーライナーを薄肉化することが提案されているが、この場合、インナーライナーの耐屈曲性や低温耐久性に問題があった。【０００３】
これに対して、非補強性で偏平な雲母やクレイを配合したゴム組成物をインナーライナーに使用することで、インナーライナーの耐屈曲性や低温耐久性を維持しつつ、空気透過性を低減できることが知られている。例えば、特開２００３−３３５９０２号公報には、有機化処理した層状粘土鉱物を固体状ゴム１００重量部に対して１〜１５０重量部配合したインナーライナー用ゴム組成物が開示されており、また、国際公開第０１／６２８４６号には、ゴム成分とアスペクト比が３以上３０未満の層状又は板状鉱物を配合したインナーライナー用ゴム組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３５９０２号公報
【特許文献２】国際公開第０１／６２８４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、非補強性で偏平な雲母やクレイを高配合量で充填したゴム組成物をインナーライナーに使用する場合、未加硫状態におけるゴム組成物の強度（所謂、グリーン強度）が低下し、また、方向による強度差が生じ、バンバリーミキサー下部でのロールとの密着が発生するため、作業性の点で問題があった。【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、作業性が良好で、タイヤのインナーライナーに好適なゴム組成物を提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかるゴム組成物をインナーライナーに用いた、生産性に優れるタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、ゴム成分とアスペクト比が２〜２００の無機充填剤を含み、任意にカーボンブラックと脂肪酸金属塩を含み、無機充填剤、カーボンブラック、及び脂肪酸金属塩を特定の関係式を満たすように配合したゴム組成物の作業性が良好であることを見出し、本発明を完成させるに至った。【０００８】
即ち、本発明のゴム組成物は、
ゴム成分と、アスペクト比が２〜２００の偏平な無機充填剤と、脂肪酸金属塩とを含み、
更に、任意選択的に、カーボンブラックを含み、
前記偏平な無機充填剤、前記カーボンブラック、及び前記脂肪酸金属塩の配合量が下記式（１）：
Ｃ≧０．０１６×（Ａ−０．５×Ｂ）−１．１８  ・・・  （１）
［式中、Ａはゴム成分１００質量部に対する前記偏平な無機充填剤の配合量（質量部）であり、Ｂはゴム成分１００質量部に対する前記カーボンブラックの配合量（質量部）であり、Ｃはゴム成分１００質量部に対する前記脂肪酸金属塩の配合量（質量部）である］の関係を満たし、
前記偏平な無機充填剤の配合量（Ａ）が、前記ゴム成分１００質量部に対して８０〜１５０質量部であり、
前記カーボンブラックの配合量（Ｂ）が、前記ゴム成分１００質量部に対して１５質量部以下であり、
前記脂肪酸金属塩の配合量（Ｃ）が、前記ゴム成分１００質量部に対して０．１〜３質量部であることを特徴とする。
【０００９】
本発明のゴム組成物の好適例においては、前記ゴム成分がブチル系ゴムである。この場合、ゴム組成物の空気透過性を大幅に低減することができ、タイヤのインナーライナーに好適なゴム組成物となる。【００１０】
本発明のゴム組成物においては、前記脂肪酸金属塩の配合量（Ｃ）は前記ゴム成分１００質量部に対して０．１〜２質量部の範囲が好ましい。
【００１１】
また、本発明の空気入りタイヤは、上記のゴム組成物をインナーライナーに用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ゴム成分とアスペクト比が２〜２００の無機充填剤を含み、更に、任意にカーボンブラックと脂肪酸金属塩を含み、これら無機充填剤、カーボンブラック及び脂肪酸金属塩の配合量が上記式（１）の関係式を満たす作業性が良好なゴム組成物を提供することができる。また、本発明によれば、かかるゴム組成物をインナーライナーに用いた、生産性に優れるタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】偏平な無機充填剤の模式図である。
【図２】実施例及び比較例のゴム組成物の配合に関して、横軸に［Ａ（クレイの配合量）−０．５×Ｂ（カーボンブラックの配合量）］を採り、縦軸に［Ｃ（脂肪酸金属塩の配合量）］を採って作成したグラフである。
【図３】実施例及び比較例のゴム組成物に関して、横軸に［Ｃ（脂肪酸金属塩の配合量）−０．０１６×｛Ａ（クレイの配合量）−０．５×Ｂ（カーボンブラックの配合量）｝＋１．１８］を採り、縦軸に密着発生頻度を採って作成したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明のゴム組成物は、ゴム成分と、アスペクト比が２〜２００の偏平な無機充填剤と、脂肪酸金属塩とを含み、更に、任意選択的に、カーボンブラックを含み、前記無機充填剤、前記カーボンブラック、及び前記脂肪酸金属塩の配合量が上記式（１）の関係を満たすことを特徴とする。即ち、本発明のゴム組成物においては、ゴム成分とアスペクト比が２〜２００の偏平な無機充填剤と脂肪酸金属塩は、必須成分であるが、カーボンブラックは、必須成分でなく、また、カーボンブラックを含む場合においても、前記無機充填剤、前記カーボンブラック、及び前記脂肪酸金属塩の配合量が上記式（１）の関係を満たすことを要する。
【００１５】
上述のように、アスペクト比が高く偏平な無機充填剤を高配合量で充填したゴム組成物をインナーライナーに使用する場合、未加硫状態におけるゴム組成物の強度（所謂、グリーン強度）が低下し、また、方向による強度差が生じ、工場での作業性の点で問題があった。この問題に対して、本発明者らは、ゴム組成物の配合処方を数多検討した結果、上記無機充填剤、カーボンブラック、及び脂肪酸金属塩の配合量が上記式（１）の関係を満たす領域において、ゴム組成物のグリーン強度が向上して、バンバリーミキサー下部でのロールとの密着を抑制でき、その結果として、ゴム組成物の作業性が良好になることを見出した。なお、アスペクト比が２〜２００の偏平な無機充填剤を高配合量で充填することで発生する主な工場での作業性の問題は、バンバリーミキサー下部でのロールとの密着であり、これはロールへの密着力に対しゴム組成物のグリーン強度が低いことが原因で発生するため、ゴム組成物のロールへの密着力を低減することが、工場での作業性の問題の解決に効果的である。なお、上記式（１）の関係は、いかなる理論にも拘束されるものではなく、本発明者らが数多のゴム組成物の配合処方を検討した結果、経験的に求められたものである。
【００１６】
本発明のゴム組成物に用いるゴム成分としては、特に制限はないが、天然ゴム（ＮＲ）やジエン系合成ゴムが挙げられる。ここで、該ジエン系合成ゴムとしては、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（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−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチル系ゴム等が挙げられる。これらゴム成分は単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１７】
本発明のゴム組成物においては、ゴム成分がブチル系ゴムであることが好ましい。ゴム成分がブチル系ゴムである場合、ゴム組成物の空気透過性を大幅に低減することができ、タイヤのインナーライナーに好適なゴム組成物となる。なお、ブチル系ゴムには、ブチルゴム（ＩＩＲ）の他、ハロゲン化されたブチルゴムも包含され、ハロゲン化されたブチルゴムとしては、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴム等が挙げられる。
【００１８】
本発明のゴム組成物においては、アスペクト比が２〜２００の偏平な無機充填剤が配合されており、該偏平無機充填剤が空気の透過を阻害するため、空気不透過性が高い。ここで、該偏平無機充填剤は、一般に、比較的異方性が顕著なそれらの粒子の積層プレート、プレートレット、シート又は薄片の形状をしている。図１に示すように、偏平な無機充填剤のアスペクト比は、下記式（２）：
Ｆ＝ｘ／ｙ
［式中、Ｆは偏平な無機充填剤のアスペクト比で、ｘは偏平な無機充填剤の長さ（又は大きい方の寸法）で、ｙは偏平な無機充填剤の厚さである］から、平均値として計算される。なお、偏平無機充填剤のアスペクト比は、好ましくは３以上、より好ましくは５以上であり、また、好ましくは１５０以下、より好ましくは１００以下、より一層好ましくは５０以下、特に好ましくは３０以下である。本発明のゴム組成物に用いるアスペクト比が２〜２００の無機充填剤は、天然品であっても、合成品であってもよい。鉱物としては、カオリンクレイ、マイカ、長石、シリカ及びアルミナの含水複合体、モンモリロナイト、サポナイト、ヘクトライト、バイデライト、スティブンサイト、ノントロナイト、バーミキュライト、ハロイサイト等が挙げられる。これらの中でも、カオリンクレイ及びマイカが好ましく、特にカオリンクレイが好ましい。これら無機充填剤は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよく、市販品を好適に使用することができる。なお、使用する無機充填剤のアスペクト比が２未満では、空気透過性を十分に低減することができず、一方、アスペクト比が２００を超えると、ゴム組成物の加工性が悪化し、製造が困難になる。
【００１９】
上記無機充填剤の配合量（Ａ）は、上記式（１）を満たすように選択され、また、上記ゴム成分１００質量部に対して８０〜１５０質量部の範囲である。無機充填剤の配合量が上記ゴム成分１００質量部に対して８０質量部以上であれば、本発明のゴム組成物をタイヤのインナーライナーに用いることで、インナーライナーの空気透過性を低減できる。また、無機充填剤の配合量が上記ゴム成分１００質量部に対して１５０質量部以下であれば、本発明のゴム組成物をタイヤのインナーライナーに用いることで、インナーライナーの耐屈曲性や低温耐久性を維持できる。
【００２０】
本発明のゴム組成物において、カーボンブラックの配合は必須でないが、本発明のゴム組成物はカーボンブラックを含んでもよい。ここで、使用するカーボンブラックとしては、特に限定されるものではないが、インナーライナーの耐屈曲性や低温耐久性の観点から、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦグレードのカーボンブラックが好ましい。これらカーボンブラックは、一種単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。
【００２１】
上記カーボンブラックの配合量（Ｂ）は、上記式（１）を満たすように選択され、また、上記ゴム成分１００質量部に対して１５質量部以下である。上記無機充填剤の配合量が上記ゴム成分１００質量部に対して８０質量部以上の場合に、カーボンブラックの配合量が上記ゴム成分１００質量部に対して１５質量部を超えると、耐屈曲性や低温耐久性を十分に向上させられないことがある。
【００２２】
本発明のゴム組成物は脂肪酸金属塩を含む。該脂肪酸金属塩は、脂肪酸と金属との塩であり、未加硫のゴム組成物のロールへの密着を抑制して、ゴム組成物の作業性を向上させる効果を奏する。ここで、脂肪酸金属塩を構成する脂肪酸としては、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸等が挙げられ、一方、脂肪酸金属塩を構成する金属としては、Ｋ、Ｎａ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｂａ等が挙げられる。また、上記脂肪酸金属塩は、例えば、パーム油、パーム核油、オリーブ油、アーモンド油、カノーラ油、落花生油、米糖油、カカオ脂、大豆油、綿実油、胡麻油、亜麻仁油、ひまし油、菜種油等の植物油や、牛脂等の動物油に、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基を加えて鹸化（即ち、グリセリンと、脂肪酸金属塩に加水分解）することによって得ることができる。なお、上記脂肪酸塩は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。
【００２３】
上記脂肪酸金属塩の配合量（Ｃ）は、上記式（１）を満たすように選択され、また、上記ゴム成分１００質量部に対して０．１〜３質量部の範囲であり、０．１〜２質量部の範囲が好ましい。脂肪酸金属塩の配合量が上記ゴム成分１００質量部に対して０．１〜３質量部の範囲の場合、ゴム組成物の作業性を向上させる効果が特に顕著となる。
【００２４】
本発明のゴム組成物には、上記ゴム成分、アスペクト比が２〜２００の無機充填剤、カーボンブラック、脂肪酸金属塩の他に、ゴム工業界で通常使用される配合剤、例えば、老化防止剤、軟化剤、ステアリン酸、亜鉛華、加硫促進剤、加硫剤等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合することができる。これら配合剤としては、市販品を好適に使用することができる。なお、本発明のゴム組成物は、例えば、上記ゴム成分に、アスペクト比が２〜２００の無機充填剤を配合し、更に、任意にカーボンブラック及び／又は脂肪酸金属塩を配合し、また更に、必要に応じて適宜選択した各種配合剤を配合して、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。
【００２５】
本発明の空気入りタイヤは、上述のゴム組成物をインナーライナーに用いたことを特徴とする。上述した本発明のゴム組成物は、空気透過性が低い上、作業性が良好なため、かかるゴム組成物をインナーライナーに用いた本発明の空気入りタイヤは、空気保持性が高い上、生産性にも優れる。なお、本発明の空気入りタイヤは、上述のゴム組成物をインナーライナーに用いる以外特に制限は無く、常法に従って製造することができる。また、本発明の空気入りタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
【実施例】
【００２６】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。【００２７】
＜ゴム組成物の調製と評価＞
表１に示す成分、並びに、その他の配合剤として、プロセスオイル［ＪＸ日鉱日石エネルギー社製「スーパーオイルＹ２２」］１０質量部、亜鉛華２質量部、硫黄１質量部を配合し、バンバリーミキサーにより混練して、ゴム組成物を調製した。この際、５０バッチ（回）以上生産した時のバンバリーミキサー下部でのロールへの密着発生頻度（単位は％）を測定した。結果を表１、並びに、図２及び図３に示す。なお、図２に示すグラフは、横軸に［Ａ（クレイの配合量）−０．５×Ｂ（カーボンブラックの配合量）］を採り、縦軸に［Ｃ（脂肪酸金属塩の配合量）］を採って作成したグラフであり、図３に示すグラフは、横軸に式（１）の［左辺−右辺］、即ち、［Ｃ（脂肪酸金属塩の配合量）−０．０１６×｛Ａ（クレイの配合量）−０．５×Ｂ（カーボンブラックの配合量）｝＋１．１８］を採り、縦軸に密着発生頻度を採って作成したグラフであり、式（１）の関係の根拠となるものである。【００２８】
更に、下記の方法でゴム組成物の空気透過性及び耐屈曲性を評価した。結果を表１に示す。【００２９】
・空気透過性
ＪＩＳ Ｋ ７１２６−１：２００６［プラスチック−フイルム及びシート−ガス透過度試験方法（差圧法）に準拠してゴム試験片を作製し、空気透過係数を測定した。値が小さい程、空気透過性が低いことを示す。【００３０】
・耐屈曲性
ＪＩＳ Ｋ ６２６０：１９９９の［加硫ゴム及び熱可塑性ゴムのデマチァ屈曲き裂試験方法］に準拠してゴム試験片を作製し、室温、４０ｍｍストロークの条件下で試験片が破断するまでの回数を測定した。破断までの回数が多い程、耐屈曲性に優れることを示す。【００３１】
【表１】
0005974006.tif 000002
【００３２】
＊１  臭素化ブチルゴム：ＪＳＲ製「ブロモブチル２２５５」
＊２  脂肪酸金属塩：ｓｔｒｕｋｔｏｌ社製 「ＶＰ１４０５」
＊３  カーボンブラック：旭カーボン製「ＧＰＦ」
＊４  クレイ（偏平な無機充填剤）：ＫＡＭＩＮ ＬＬＣ.製「ＰＯＬＹＦＩＬ ＤＬ」、アスペクト比＝１５
＊５  空気透過係数：１０-10ｃｍ3・ｃｍ／ｃｍ2・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ【００３３】
図２及び図３から、クレイ（無機充填剤）、カーボンブラック、及び脂肪酸金属塩の配合量が上記式（１）の関係を満たす範囲（実施例の範囲）において、密着発生頻度が低下して、ゴム組成物の作業性が良好になることが分かる。【００３４】
また、実施例１〜１０と実施例１１〜１６の比較から、耐屈曲性の観点から、カーボンブラックの配合量（Ｂ）はゴム成分１００質量部に対して１５質量部以下が好ましいことが分かる。
【符号の説明】
【００３５】
ｘ  偏平無機充填剤の長さ（又は大きい方の寸法）
ｙ  偏平無機充填剤の厚さ
【図１】
0005974006.tif 000003
【図２】
0005974006.tif 000004
【図３】
0005974006.tif 000005