(57)【要約】【課題】  特定の熱膨張性マイクロカプセルを配合したゴム組成物をクッション部に使用したフォーム充填タイヤを提供する。【解決手段】  ジエン系ゴム１００重量部、および熱によって気化または膨張して気体を発生させる物質を内包した熱可塑性樹脂粒子からなる熱膨張性マイクロカプセル１〜２０重量部を配合したゴム組成物であって、前記熱膨張性マイクロカプセルの殻材が、主成分となる単量体がニトリル系単量体(Ｉ）であり、分子中に不飽和二重結合とカルボキシル基を有する単量体（ＩＩ）、２以上の重合性二重結合を有する単量体（ＩＩＩ）および、必要に応じ、膨張特性を調整するための共重合可能な単量体（ＩＶ）から重合された熱可塑性樹脂から構成されたゴム組成物をクッション部に使用したフォーム充填タイヤ。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム１００重量部、および熱によって気化または膨張して気体を発生させる物質を内包した熱可塑性樹脂粒子からなる熱膨張性マイクロカプセル１〜２０重量部を配合したゴム組成物であって、前記熱膨張性マイクロカプセルの殻材が、主成分となる単量体がニトリル系単量体(Ｉ）であり、分子中に不飽和二重結合とカルボキシル基を有する単量体（ＩＩ）、２以上の重合性二重結合を有する単量体（ＩＩＩ）および、必要に応じ、膨張特性を調整するための共重合可能な単量体（ＩＶ）から重合された熱可塑性樹脂から構成されてなることを特徴とするゴム組成物をクッション部に使用したフォーム充填タイヤ。
【請求項２】
前記熱膨張性マイクロカプセルが、単独で加熱膨張させた膨張体に荷重１５ＭＰａをかけた後の膨張体の体積保持率が５０％以上である、請求項１に記載のフォーム充填タイヤ。
【請求項３】
前記熱膨張性マイクロカプセルの殻材が、重合開始剤として、反応温度で１〜２５時間の半減期を有する、油溶性の過酸化物またはアゾビス系化合物を用いて重合したものである、請求項１または２に記載のフォーム充填タイヤ。
【請求項４】
前記熱膨張性マイクロカプセルの殻材が、ニトリル系単量体（Ｉ）３９．９５〜９５重量％、分子中に不飽和二重結合とカルボキシル基を有する単量体（ＩＩ）４．９５〜６０重量％、２以上の重合性二重結合を有する単量体（ＩＩＩ）０．０５〜５重量％、および必要により膨張特性を調整するための共重合可能な単量体（ＩＶ）０〜２０重量％を重合した熱可塑性樹脂である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフォーム充填タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォーム充填タイヤに関し、更に詳しくは、特定の熱膨張性マイクロカプセルを配合したゴム組成物をクッション部に使用したフォーム充填タイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フォーム充填タイヤとしては、以下の特許文献１に記載されるように、タイヤ内にジエン系ゴムの発泡層を形成したものや、あるいは以下の特許文献２に記載されるように、タイヤ内中空部にウレタンフォームの発泡体を形成したものが知られている。しかしながら、一般に、かかるフォーム充填タイヤは、発泡剤をタイヤ中空内に充填した後、長時間熱を加えて発泡させ製造するのが普通であり、この長時間の加熱のため本来の性能が引き出せないという問題があった。また、クッション性を持たせるため、タイヤの変形量が大きくなり、それが原因で耐久性の向上が望めないという問題もある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３２８４０３号公報
【特許文献２】特開平８−２６８００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
よって、本発明では、フォーム充填タイヤに特定の熱膨張性マイクロカプセルを配合することにより、前記加熱時間を短縮させ、クッション性を持たせ、かつカプセル状の樹脂殻によってタイヤの変形量を抑えることにより耐久性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、ジエン系ゴム１００重量部、および熱によって気化または膨張して気体を発生させる物質を内包した熱可塑性樹脂粒子からなる熱膨張性マイクロカプセル１〜２０重量部を配合したゴム組成物であって、前記熱膨張性マイクロカプセルの殻材が、主成分となる単量体がニトリル系単量体(Ｉ）であり、分子中に不飽和二重結合とカルボキシル基を有する単量体（ＩＩ）、２以上の重合性二重結合を有する単量体（ＩＩＩ）および、必要に応じ、膨張特性を調整するための共重合可能な単量体（ＩＶ）から重合された熱可塑性樹脂から構成されてなることを特徴とするゴム組成物をクッション部に使用したフォーム充填タイヤが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明では、前記特定の熱膨張性マイクロカプセルを均一分散して含む未加硫ジエン系ゴム組成物を加硫タイヤ内の中空部に充填し、しかる後、密閉系の金型内で、所要温度で加熱すると、充填されたゴム組成物が加硫されると共に、当該加硫ゴム中では均一分散した熱膨張性マイクロカプセルが膨張して、気体を内包した前記樹脂外殻を有する弾力性に富み、かつ耐久性のあるマイクロカプセルが速やかに形成される。そうすると、フォーム充填タイヤの製造に当たり、長時間熱を加える発泡工程を短縮化することができ、それによってフォーム充填タイヤを構成するタイヤ部材に与える悪影響を低減化することが可能となり、また、一方で、前記マイクロカプセルの形成により、当該充填タイヤのクッション性および耐久性を大きく改善できることを見出した。本発明は、かかる見地により優れたフォーム充填タイヤの提供に成功したものである。
【０００７】
本発明のフォーム充填タイヤに配合する熱膨張性マイクロカプセルは、以下に詳述する当該カプセルの外殻内に、熱により気化して気体を発生する物質を封じ込めたものであり、かかる気体発生物質としては、例えば、ｎ‐ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ブタン、イソブタン、ヘキサン、石油エーテルのような炭化水素類、塩化メチル、塩化メチレン、ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、トリクロルエチレンのような塩素化炭化水素、あるいはアゾジカルボンアミド、ジニトロソ・ペンタメチレン・テトラミン、アゾビスイソブチロニトリル、トルエンスルホニルヒドラジド誘導体、芳香族スクシニルヒドラジド誘導体などが挙げられる。
【０００８】
本発明のフォーム充填タイヤに配合する熱膨張性マイクロカプセルは、その殻材が、ニトリル系単量体(Ｉ)を主成分とし、これに分子中に不飽和二重結合とカルボキシル基を有する単量体（ＩＩ）、２以上の重合性二重結合を有する単量体（ＩＩＩ）、および必要に応じ、膨張特性を調整するための共重合可能な単量体（ＩＶ）から重合された熱可塑性樹脂から構成される。
【０００９】
本発明で使用する前記熱膨張性マイクロカプセルの殻材を構成する熱可塑性樹脂は、好ましくは、主成分としてのニトリル系単量体（Ｉ）を３９．９５〜９５重量％、そしてより好ましくは５０〜９０重量％、分子中に不飽和二重結合とカルボキシル基を有する単量体（ＩＩ）を４．９５〜６０重量％、そしてより好ましくは１０〜５０重量％、２以上の重合性二重結合を有する単量体（ＩＩＩ）を０．０５〜５重量％、そしてより好ましくは０．２〜３重量％、および必要に応じ、膨張特性を調整するための共重合可能な単量体（ＩＶ）を０〜２０重量％、そしてより好ましくは０〜１５重量％から、常法により重合して得ることができる。
【００１０】
本発明で使用する熱膨張性マイクロカプセルは、ゴムに配合されない状態において、加熱膨張させた膨張体に荷重１５ＭＰaをかけた後の膨張体の体積保持率が５０％以上、より好ましくは７０〜１００％の範囲であることが好ましい。また、前記重合により、当該熱膨張性マイクロカプセルの殻材を得るには、重合に際して、重合開始剤が、油溶性の過酸化物またはアゾビス系化合物であり、かつ反応温度で１〜２５時間の半減期を有するものを使用することが好ましい。
【００１１】
本発明における熱膨張性マイクロカプセルの殻材において使用することができるニトリル系単量体（Ｉ）としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、２‐クロルアクリロニトリル、２‐エトキシアクリロニトリル、フマロニトリル、またはこれらの任意の混合物等が挙げられるが、アクリロニトリルおよび／またはメタクリロニトリルの使用が、特に好ましい。このニトリル系単量体の使用量は、好ましくは熱可塑性樹脂の３９．９５〜９５重量％、より好ましくは５０〜９０重量％である。この使用量が３９．９５重量％未満では、本発明の所期の目的を達成することが難しい。
【００１２】
本発明における熱膨張性マイクロカプセルの殻材において使用することができる分子中に不飽和二重結合とカルボキシル基を有する単量体(ＩＩ)としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、スチレンスルホン酸もしくはそのナトリウム塩、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、またはこれらの混合物などが挙げられる。分子中に不飽和二重結合とカルボキシル基を有する単量体（ＩＩ）の使用量は、好ましくは熱可塑性樹脂の４．９５〜６０重量％、より好ましくは１０〜５０重量％である。この使用量が６０重量％を超えると、本発明の所期の目的を達成することが難しい。逆に４．９５重量％未満では、高温領域における発泡性が低下する虞があるので好ましくない。
【００１３】
本発明における熱膨張性マイクロカプセルの殻材において使用することができる２以上の重合性二重結合を有する単量体（ＩＩＩ）としては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンなどの芳香族ジビニル化合物、メタクリル酸アリル、トリアクリルホルマール、トリアリルイソシアネート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、１,４‐ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、１,９‐ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、１,１０‐デカンジオールジ(メタ)アクリレート、ＰＥＧ＃２００ジ(メタ)アクリレート、ＰＥＧ＃４００ジ(メタ)アクリレート、ＰＥＧ＃６００ジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、１,４‐ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、１,６‐ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、１,９‐ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ジメチロール‐トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスルトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスルトールヘキサ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールアクリル酸安息香酸エステル、トリメチロールプロパンアクリル酸安息香酸エステル、２‐ヒドロキシ‐３‐アクリロイロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、２‐ブチル‐２‐エチル‐１,３‐プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、フェニルグリシジルエーテルアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、フェニルグリシジルエーテルアクリレートトルエンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレートトルエンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレートイソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマー等、およびこれらの任意の混合物が挙げられる。この２以上の重合性二重結合を有する単量体（ＩＩＩ）の使用量は、好ましくは熱可塑性樹脂の０．０５〜５重量％、より好ましくは０．２〜３重量である。この使用量が０．０５重量％未満であったり、または５重量％を超えたりすると、高温領域における発泡性能が不良になり、本発明の目的を達成することは難しくなる虞があるので好ましくない。
【００１４】
本発明における熱膨張性マイクロカプセルの殻材において使用することができる軟化点を調整する任意的な単量体(ＩＶ)としては、例えば、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ｎ‐ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ｔ‐ブチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、２‐カルボキシエチルアクリレートなどの(メタ)アクリル酸エステル、スチレン、スチレンスルホン酸もしくはそのナトリウム塩、２‐メチルスチレン、クロロスチレンなどのスチレン系単量体、アクリルアミド、置換アクリルアミド、メタクリルアミド、置換メタクリルアミドなど、一般的なラジカル開始剤により重合反応が進行する単量体、およびこれらの任意の混合物が挙げられる。この単量体（ＩＶ）の使用量は、好ましくは熱可塑性樹脂の０〜２０重量％、より好ましくは０〜１５重量％であり、これが２０重量％を超えると本発明の所期の目的を達成することが難しくなる虞があるので好ましくない。
【００１５】
前記単量体混合物を重合するために用いる重合開始剤としては、例えば、好ましいものとして、過酸化物化合物である過酸化ジアルキル、過酸化ジアシル、ペルオキシ酸エステル、ペルオキシジカーボネートおよびアゾ化合物で、かつ反応温度で好ましくは１〜２５時間、より好ましくは５〜２０時間の半減期を有するものが挙げられる。
【００１６】
本発明において使用される前記熱膨張性マイクロカプセルの殻材は、従来と同様な重合方法によって得ることができる。即ち、水系における分散安定剤として、シリカ、水酸化マグネシウムなどの無機粒子を用い、その他分散安定補助剤として、ジエタノールアミンと脂肪族ジカルボン酸の縮合生成物、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、各種乳化剤などを用いて、前記単量体混合物を懸濁重合することによって得られる。
【００１７】
本発明においてフォーム充填タイヤに使用するジエン系ゴムには、従来一般タイヤ用として使用されている任意のジエン系ゴム、例えば天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ），各種スチレン‐ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、各種ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル‐ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）などを挙げることができ、これらは単独であるいは任意のブレンドとして使用することができる。
【００１８】
本発明のフォーム充填タイヤには、ジエン系ゴム１００重量部に対し、前記した熱膨張性マイクロカプセルが、１〜２０重量部、好ましくは５〜１５重量部の量で配合される。この配合量が１重量部未満では所期の効果を得ることができず、逆に２０重量部を超えると、ゴムの強度が低下するので好ましくない。
【００１９】
また、本発明のフォーム充填タイヤには、フィラーとして、窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）８〜３０ｍ2／ｇのカーボンブラックを配合することが好ましい。このカーボンブラックの一部を、シリカで表面処理されたカーボンブラックおよび／またはシリカに代えてもよく、例えば、前記カーボンブラックに対して、当該カーボンブラックの１０〜２０重量％量のシリカを配合したものを使用してもよい。
【００２０】
本発明のフォーム充填タイヤには、更に、通常の加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、充填剤、可塑剤、軟化剤、その他一般タイヤ用に配合されている配合剤を配合することができ、これらの配合剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な量とすることができる。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例および比較例によって本発明を更に説明するが、本発明の技術的範囲がこれらの実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。
【００２２】
熱膨張性マイクロカプセル7)の製造
水系として、固形分４０重量％のコロイダルシリカ４５ｇ、ジエタノールアミン−アジピン酸縮合物１ｇ、塩化ナトリウム１５０ｇ、およびイオン交換水５００ｇを加えて混合後、ｐＨ３．５に調整し、水系分散媒体を製造した。油系として、アクリロニトリル７０ｇ、メタクリロニトリル７０ｇ、メタクリル酸７０ｇ、エチレングリコールジメタクリレート３ｇ、およびアゾビス(２,４‐ジメチルバレロニトリル)１ｇを混合して均一溶液の単量体混合物とし、これを、気体を発生する発泡化剤としてのイソペンタン２０ｇ、２‐メチルペンタン３０ｇと共にオートクレーブ中に仕込み、混合した。その後、前記水系分散媒体をオートクレーブ中に仕込み、５分間、７００ｒｐｍで攪拌後、窒素置換し、反応温度６０℃で８時間反応させた。反応圧力は、０．５ＭＰa、攪拌は３５０ｒｐｍで行った。このようにして、本試験で用いる熱膨張性マイクロカプセルを得た。
【００２３】
試験用フォーム充填タイヤの作製
表１に示す配合において、硫黄、架橋剤および熱膨張性マイクロカプセルを除く成分を、１．８Ｌの密閉型ミキサーで３〜５分間混練してマスターバッチを得た。このマスターバッチに硫黄、架橋剤および熱可塑性マイクロカプセルを８インチのオープンロールで混練し、ゴム組成物を得た。このゴム組成物を、１０．００−２０サイズの加硫タイヤの内空部に充填し、これを所定の金型内に密封固定した後、１６０℃に加熱して、発泡化と同時に架橋を行って試験用フォーム充填タイヤを作製した。
【００２４】
試験法
１）加熱時間：１０．００−２０サイズのタイヤにて、「フォーム充填にかかる時間（分）」（上記の試験用フォーム充填タイヤの作製における「発泡および架橋時間（分）」）を測定し、比較例１の時間を１００として、指数評価した。数値が小さい程、加熱時間が短く、優れていることを示す。
２）耐久性：上記で作製した１０．００−２０サイズのタイヤをテスト車両に装着して、故障が発生するまでの走行時間を計測し、比較例１を１００として指数表示した。数値が大きい程、耐久性が優れていることを示す。
【００２５】
実施例１〜２および比較例１〜２
【表１】
2006265312.tif 000002
【００２６】
表１の結果によると、本発明のフォーム充填タイヤでは、加熱時間および耐久性の点で格段と優れていることが分かる。