(57)【要約】【課題】耐空気透過性とグリーン強力とを両立したゴム組成物およびその製造方法を提供する。さらに、そのようなゴム組成物からなるインナーライナーおよび該インナーライナーを用いた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】  本発明のゴム組成物は、ムーニー粘度が４０［ＭＬ１＋４（１３０℃）］以上である高粘度ブチルゴムをゴム成分中に含有し、さらに、無機粘土鉱物を配合したことを特徴とする。また、本発明のインナーライナーは、前記ゴム組成物からなることを特徴とし、本発明の空気入りタイヤは、前記インナーライナーを用いたことを特徴とする。本発明のゴム組成物では、ゴム成分の７０質量％以上を前記高粘度ブチルゴムとすることにより、グリーン強力をさらに向上させることができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ムーニー粘度が４０［ＭＬ１＋４（１３０℃）］以上である高粘度ブチルゴムをゴム成分中に含有し、さらに、無機粘土鉱物を配合したことを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】
ゴム成分の７０質量％以上が前記高粘度ブチルゴムである、請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記無機粘土鉱物が層状または板状である、請求項１または２に記載のゴム組成物。
【請求項４】
前記無機粘土鉱物がカオリン質またはセリサイト質クレーである、請求項１〜３のいずれかに記載のゴム組成物。
【請求項５】
温度４０℃での収縮率が１５％以下である、請求項１〜４のいずれかに記載のゴム組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のゴム組成物からなるインナーライナー。
【請求項７】
請求項６に記載のインナーライナーを具える空気入りタイヤ。
【請求項８】
請求項５に記載のゴム組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はゴム組成物およびその製造方法に係り、より詳細には、耐空気透過性とグリーン伸びとを両立させたゴム組成物、およびその製造方法に関するものである。本発明は、さらに、上記ゴム組成物からなるインナーライナー及び該インナーライナーを具えた空気入りタイヤに関する。尚、本明細書中において、グリーン伸びとは、未加硫状態のゴム組成物の破断伸び率（％）のことを言い、これが大きい程、ゴム切れや穴あき等を生じにくい。
【背景技術】
【０００２】
タイヤのインナーライナー等として用いるゴム組成物には、優れた耐空気透過性が要求される。このようなゴム組成物は、気体透過性の低いブチルゴムの含有率を増加させることにより、耐空気透過性を向上できることが知られている。近年、このように耐空気透過性を向上し、厚みを薄くしたゴム組成物をタイヤのインナーライナーに用い、タイヤの軽量化および省資源化を図る試みが盛んである。
【０００３】
しかし、ブチルゴムの含有率を多くして薄ゲージ化したゴム組成物をタイヤのインナーライナーに適用した場合、カーカスプライのいわゆるプライジョイント部等において、ゴム切れやシートの穴あき等の不具合が生じやすいという問題があった。
【０００４】
図１は、一般的な空気入りタイヤのカーカスのプライジョイント部におけるインナーライナーの構造を示すタイヤ赤道方向断面図である。図示例において、カーカスプライ１は、プライジョイント部においてタイヤ径方向に重なっており、インナーライナー３は、カーカスプライ１のタイヤ径方向内側に配置されている。尚、図示例において、カーカスプライ１はコード２を具える。ここで、この空気入りタイヤを加硫する際、ブラダー等によって内側から拡張することによる製法が一般的であり、その際、インナーライナー３が大きく収縮することにより、インナーライナー３に残留応力が生じる。特に、カーカスプライ１の端部４付近において応力が集中するため、ゴム切れや穴あき等の不具合は、カーカスプライ１の端部４付近において発生しやすい。
【０００５】
そこで、いわゆるジエン系ゴムの含有率を多くし、ゴム組成物のグリーン伸びを向上することにより、上記残留応力によるプライジョイント部のゴム切れや穴あきの抑制を図る方法が知られているが、その場合、耐空気透過性が低下してしまう。即ち、従来の技術では、耐空気透過性とグリーン伸びとを両立したインナーライナーを提供することは困難である。
【０００６】
尚、タイヤのインナーライナーに生じる不良の改善を図る方法として、例えば、特許文献１では、カーカスプライの周方向ジョイント端で、その少なくともインナーライナーに面する側に末端ゴム部分を配設することにより、カーカスプライジョイント部における段差を漸減し、プライジョイント部と接触するインナーライナーへの応力集中を緩和する方法が記載されている。
【０００７】
また、特許文献２では、インナーライナーの接合部におけるエアー入り不良の発生率の低減を所期し、組成の異なる３層のゴム層でインナーライナーを構成することによって、上記インナーライナーの接合間の接合強度を向上させる方法が記載されている。
【０００８】
さらに、特許文献３では、ハロゲン化ブチルゴム１００重量部に対しカーボンブラック５０重量部〜７０重量部、可塑剤および／または樹脂２０重量部〜４０重量部を含むゴム組成物からなるシートで、タイヤ内側の上記インナーライナーの接合部を被覆する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２２４８５３号公報
【特許文献２】特開２００７−１６０９８０号公報
【特許文献３】特開平７−９８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の方法は、いずれも構造を工夫することによりインナーライナーの種々の不良の改善を図る方法である。従って、上記技術は、インナーライナー自体の物性を工夫することにより、さらに改善できる余地があると言える。また、耐空気透過性との両立を達成するためには、使用するゴムの組成について、さらに詳細な設計が必要である。
【００１１】
そこで、本発明は、上記の課題に鑑み、耐空気透過性とグリーン伸びとを両立させたゴム組成物およびその製造方法を提供し、さらに、上記ゴム組成物からなるインナーライナー並びに該インナーライナーを具えた空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明者らは、上記課題を解決するゴム組成物を開発する方途につき鋭意検討していたところ、ムーニー粘度が通常のブチルゴムよりも高い高粘度ブチルゴムを、ゴム成分中に配合し、さらに無機粘土鉱物を配合することが効果的であることを知見し、本発明を完成するに到った。
【００１３】
従って、上記課題を解決する本発明の要旨構成は、以下の通りである。
（１）ムーニー粘度が４０［ＭＬ１＋４（１３０℃）］以上である高粘度ブチルゴムをゴム成分中に含有し、さらに、無機粘土鉱物を配合したことを特徴とするゴム組成物。
【００１４】
ここで、上記ムーニー粘度［ＭＬ１＋４（１３０℃）］は、ＪＩＳ  Ｋ６３００−１（２００１）に記載のムーニー粘度試験方法に基づき、温度１３０℃の条件で、Ｌ形ロータを用いて予熱時間１分、ロータ回転時間４分の条件で測定した粘度の値を言う。尚、値が大きいほど、高粘度である。
【００１５】
（２）ゴム成分の７０質量％以上が前記高粘度ブチルゴムである、請求項１に記載のゴム組成物。
【００１６】
（３）前記無機粘土鉱物が層状または板状である、上記（１）または（２）に記載のゴム組成物。
【００１７】
（４）前記無機粘土鉱物がカオリン質またはセリサイト質クレーである、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のゴム組成物。
【００１８】
（５）温度４０℃での収縮率が１５％以下である、上記（１）〜（４）のいずれかに記載のゴム組成物。
【００１９】
ここで、上記において「温度４０℃での収縮率」とは、例えば、バンバリーミキサーによって混練する等した後、厚さ１．５ｍｍのシート状にして巻き取った未加硫の上記ゴム組成物を、温度４０℃中に拡げて２４時間放置した際の、放置前後の長さ方向の収縮率を言う。
【００２０】
（６）上記（１）〜（５）のいずれかに記載のゴム組成物からなるインナーライナー。ここで、前記インナーライナーは、主に圧力容器の内部に充填した気体の外部への透過を防止することを所期して配置されるゴム製部材のことを言う。即ち、例えば、空気入りタイヤに用いるものの他、各種ボールや、風船等に用いるものも含む。
【００２１】
（７）上記（６）に記載のインナーライナーを具えた空気入りタイヤ。
【００２２】
（８）上記（５）に記載のゴム組成物の製造方法。
【発明の効果】
【００２３】
本発明により、耐空気透過性およびグリーン伸びに優れたゴム組成物を提供することが可能である。本発明のゴム組成物は、変形や残留応力に対して柔軟に適応することができるため、例えば、材料の高度な均一性が要求される製造工程においても、ゴム切れや穴あき等の問題が生じにくく、また、無機粘土鉱物を配合しているため耐空気透過性に優れている。
【００２４】
また、本発明のゴム組成物をインナーライナーとして用いることにより、耐空気透過性に優れ、ゴム切れや穴あき等の問題を解決したインナーライナーを提供することが可能である。さらに、本発明のインナーライナーを空気入りタイヤに使用すれば、タイヤの空気保持性を向上しつつゴム切れや穴あき等の不具合を抑制した空気入りタイヤを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一般的な空気入りタイヤのカーカスのプライジョイント部におけるインナーライナーの構造を示すタイヤ赤道方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明のゴム組成物は、ムーニー粘度が４０［ＭＬ１＋４（１３０℃）］以上である高粘度ブチルゴムをゴム成分中に含有し、さらに、無機粘土鉱物を配合したことを特徴とする。
【００２７】
上述した通り、通常、ゴム組成物は、ブチルゴムの配合率を増加させることにより耐空気透過性を向上させることができる。一方、従来では、これによってゴム組成物のグリーン伸びが低下し、ゴム切れや穴あきを生じてしまうことが課題であった。
【００２８】
この課題に対し、通常のブチルゴムよりもムーニー粘度が高い高粘度ブチルゴムをゴム成分中に含有させ、さらに、該ゴム組成物に無機粘土鉱物を配合することにより、耐空気透過性を維持しつつグリーン伸びを大幅に向上させることが可能である。
【００２９】
尚、前記高粘度ブチルゴムのムーニー粘度は、さらに、特に限定されるものではないが、６０［ＭＬ１＋４（１３０℃）］以下であることが好ましい。前記高粘度ブチルゴムのムーニー粘度を６０［ＭＬ１＋４（１３０℃）］以下とすれば、加工が容易である。
【００３０】
本発明において、前記高粘度ブチルゴムの他にゴム組成物のゴム成分中に配合し得るゴム成分としては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレン合成ゴム（ＩＲ）、ポリブタジエン（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム(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）等を挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３１】
本発明において、ゴム組成物のゴム成分は、全てブチルゴムからなることが好ましい。ゴム成分を全てブチルゴムとすることによって、ゴム組成物の耐空気透過性を向上させることが可能である。
【００３２】
また、本発明のゴム組成物においては、ゴム成分の７０質量％以上が前記高粘度ブチルゴムであることが好ましい。前記高粘度ブチルゴムの配合率を７０％以上とすれば、十分なグリーン伸びを有するゴム組成物を得ることができる。
【００３３】
さらに、本発明において、ゴム成分中における前記高粘度ブチルゴムの配合率は、８０質量％以上であることが好ましく、より好ましくは９０質量％以上、さらに好ましくは１００質量％である。即ち、前記高粘度ブチルゴムの配合率が高いほど、よりグリーン伸びに優れたゴム組成物を提供することが可能である。
【００３４】
また、本発明のゴム組成物に配合する無機粘土鉱物としては、特に限定されず、例えば、カオリンクレー、クレー、マイカ、長石、シリカおよびアルミナの含水複合体等を挙げることができる。また、その際、前記無機粘土鉱物の配合比は、ゴム組成物のゴム成分１００質量部に対し、５〜２００質量部の範囲であることが好ましい。
【００３５】
さらに、本発明のゴム組成物に配合する無機粘土鉱物は、層状または板状であることが好ましい。このような無機粘土鉱物をゴム成分に配合したものは、特に押出または圧延工程において層構造を形成し、空気の透過経路を遮り、耐空気透過性が効果的に発揮される。
【００３６】
従って、層状または板状の無機粘土鉱物を用いることにより、通常の無機粘土鉱物やカーボンブラック等を配合する場合よりも少ない配合量で、効果的に耐空気透過性を向上させることが可能である。
【００３７】
このような層状または板状の無機粘土鉱物としては、天然品および合成品のいずれであってもよく、特に制限されず、例えばカオリンクレー、クレー、マイカ、長石、シリカおよびアルミナの含水複合体等が挙げられる。これらの中でも、カオリン質クレーおよびセリサイト質クレーが特に好適である。
【００３８】
尚、これらの無機粘土鉱物の粒子径が大きすぎるとゴム組成物の耐屈曲疲労性が低下するおそれがあるので、平均粒子径は３０μｍ以下が好ましい。無機粘土鉱物は一種を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。また、その配合量としては、ゴム成分１００質量部に対し、１０〜１８０質量部の範囲が好ましい。配合量が１０質量部未満では、耐空気透過性向上の効果が十分に発揮されないおそれがあり、また、配合量が１８０質量部を超えるとゴム組成物の硬さが増大し、耐低温クラック性が悪くなると共に、耐屈曲疲労性が低下する原因となる。この点から、前記ゴム組成物のより好ましい配合量は、ゴム成分１００質量部に対し、２０〜１２０質量部の範囲である。
【００３９】
さらに、本発明によるゴム組成物は、温度４０℃での収縮率が１５％以下であることが好ましい。ここで、「温度４０℃での収縮率」とは、例えば、バンバリーミキサーによって混練する等した後、厚さ１．５ｍｍのシート状にして巻き取った未加硫の上記ゴム組成物を、温度４０℃中に拡げて２４時間放置した際の、放置前後の長さ方向の収縮率を言う。
【００４０】
本発明によるゴム組成物において、温度４０℃での収縮率を１５％以下とすることにより、製造時の収縮等に伴って生じる残留応力を大幅に低減させることが可能である。残留応力を低減させれば、ゴム組成物のゴム切れや穴あき等の不具合を抑制することができる。また、インナーライナーをさらに薄ゲージ化して、タイヤを軽量化することが可能である。
【００４１】
尚、温度４０℃での収縮率が１５％以下である本発明のゴム組成物は、例えば、混練した後にシート状にして巻き取った未加硫の本発明によるゴム組成物を、巻き取った状態のままで２４時間放置することによって、得ることが可能である。
【００４２】
以上に説明した本発明のゴム組成物を用いて、本発明によるインナーライナーを提供することが可能である。本発明によるインナーライナーは、耐空気透過性およびグリーン伸びに優れ、ゴム切れや穴あき等の不具合が生じにくい。
【００４３】
本発明のインナーライナーは、耐空気透過性とグリーン伸びとを両立するため、従来のインナーライナーよりも厚みを薄くすることが可能であり、省資源化および軽量化が自在である。従って、本発明のゴム組成物または加硫ゴムは、インナーライナーの材料として使用すると効果的である。
【００４４】
さらに、前記インナーライナーを用いて、本発明による空気入りタイヤを提供することが可能である。即ち、本発明のインナーライナーを空気入りタイヤに用いることにより、耐空気透過性を向上させ、製造時のゴム切れや穴あき等の不具合を改善し、さらに、タイヤの省資源化および軽量化を達成することが可能である。
【００４５】
上述したように、空気入りタイヤのインナーライナーを薄くすると、カーカスプライのプライジョイント部分において、インナーライナーの収縮による残留応力が集中し、ゴム切れや穴あき等の不具合が生じやすくなることが、従来の課題であった。そこで、本発明のインナーライナーを空気入りタイヤに用いることにより、耐空気透過性を向上させつつ、上記プライジョイント部分におけるインナーライナーの不具合を抑制することができる。さらに、厚さを従来のインナーライナーよりも薄くすることができるため、タイヤの軽量化を達成することができる。加えて、タイヤの省資源化および低コスト化にも効果的である。
【００４６】
以上に、本発明のゴム組成物、インナーライナーおよび空気入りタイヤについて説明した。本発明では、さらに、温度４０℃での収縮率が１５％以下である本発明のゴム組成物の製造方法を提供する。
【００４７】
先述したように、温度４０℃での収縮率が１５％以下である本発明のゴム組成物の製造方法として、混練した後にシート状にして巻き取った未加硫の本発明によるゴム組成物を、巻き取った状態のままで２４時間放置することによる製造方法等がある。
【実施例】
【００４８】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。
表１に示す配合処方のゴム組成物を混練して得、下記の方法により、ゴム組成物の空気透過係数、未加硫時の破断伸び（グリーン伸び）を測定した。また、前記ゴム組成物からなるインナーライナーを具えた未加硫の空気入りタイヤ（グリーンタイヤ）を作製し、その品質につき下記の方法にて評価した。表１にこれらの評価結果を示す。
【００４９】
（１）空気透過係数
各ゴム組成物を１６０℃で３０分間加硫して得たサンプルについて、空気透過試験機Ｍ−Ｃ１（東洋精機（株）製）を用いて、６０℃での空気透過係数を測定した。尚、空気透過係数の数値が小さいほど、耐空気透過性に優れている。
【００５０】
（２）グリーン伸び
未加硫状態の前記ゴム組成物からＪＩＳ５号形（リング状）試験片を作製し、ＪＩＳ  Ｋ６３０１−１９９５に従って引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行い、破断時の伸び率（％）を測定した。
【００５１】
（３）グリーンタイヤの評価
表１に示す組成のインナーライナーを具えた試験タイヤを試作し、インナー割れ、エアー入り不良等の不具合の有無を目視観察にて調べ、○：非常に良好、△：良好の２段階で評価した。
【００５２】
【表１】
2011074136.tif 000002
【００５３】
＊１    旭♯５５  旭カーボン（株）製
＊２    カオリンクレー  Ｐｏｌｙｆｉｌ  ＤＬ  Ｊ．Ｍ．Ｈｕｂｅｒ社製
【００５４】
実施例１〜３は、高粘度ブチルゴムをゴム成分中に含有し、無機粘土鉱物（表中ではカオリンクレー）を配合したゴム組成物であり、比較例１は、高粘度ブチルゴムをゴム成分中に含有しないゴム組成物であり、また、比較例２〜４は、高粘度ブチルゴムをゴム成分中に含有するものの、無機粘土鉱物を配合しないゴム組成物である。
【００５５】
表１によると、高粘度ブチルゴムをゴム成分中に含有し、無機粘土鉱物を配合した実施例１〜３は、空気透過係数が小さく、また、グリーン伸びが大きい傾向にあることがわかる。また、実施例１〜３のゴム組成物を用いたグリーンタイヤは、インナー割れやエアー入り不良が少なく、良好な評価を得られる傾向にある。従って、本発明のゴム組成物は、耐空気透過性とグリーン強力とを両立していると言える。
【００５６】
なかでも、ゴム成分の７０質量％以上が前記高粘度ゴム組成物である実施例１および２を用いたグリーンタイヤは、特に良好であった。これは、高粘度ブチルゴムの配合率を７０質量％としたことにより、ゴム組成物のグリーン強力を十分大きくすることができたためである。
【００５７】
一方、前記高粘度ブチルゴムをゴム成分中に含有しない比較例１は、グリーン伸びが小さく、また、グリーンタイヤの評価について格段の優良性を発見することができなかった。また、無機粘土鉱物を配合しない比較例２〜４は、空気透過係数が大きいことから、耐空気透過性に優れない傾向にあることがわかる。
【００５８】
以上に示した結果から、本発明のゴム組成物は、耐空気透過性とグリーン強力とを両立していると言える。また、本発明のゴム組成物においては、ゴム成分の７０質量％以上が高粘度ブチルゴムであることが好ましいと言える。
【符号の説明】
【００５９】
１      カーカスプライ
２      コード
３      インナーライナー
４      カーカスプライの端部
【図１】
2011074136.tif 000003