(57)【要約】【課題】近年、空気入りタイヤについては、低燃費性であることが要求性能の一つである。タイヤの低転がり抵抗性を獲得するために、カーボンブラックの配合量を低減したり、シリカを多量に用いる等の対策がとられるが、こうした方法ではタイヤの電気抵抗が高くなり、車載の電子機器の動作を保証できないという課題がある。【解決手段】例えばＤＢＰ吸収量が１００ｃｍ３／１００ｇ以上であるカーボンブラックを含有するタイヤ内面用離型剤をグリーンタイヤ内面に塗布し、加硫してタイヤを製造することにより上記課題を解決した。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＢＰ吸収量が１００ｃｍ３／１００ｇ以上であるカーボンブラックを少なくとも含有してなることを特徴とするタイヤ内面用離型剤。
【請求項２】
０．５μｍ〜５０μｍの平均長さおよび０．５ｎｍ〜５００ｎｍの平均直径を有する炭素繊維を少なくとも含有してなることを特徴とするタイヤ内面用離型剤。
【請求項３】
グラフェンを少なくとも含有してなることを特徴とするタイヤ内面用離型剤。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ内面用離型剤をグリーンタイヤの内面に塗布した後、前記グリーンタイヤを加硫する工程を有することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の製造方法により製造された空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ内面用離型剤およびそれを用いた空気入りタイヤの製造方法に関するものであり、詳しくは、タイヤ内面に導電経路を確保し、タイヤの電気抵抗を低下し得るタイヤ内面用離型剤およびそれを用いた空気入りタイヤの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気入りタイヤについては、低燃費性であることが要求性能の一つとして重視されている。そこで、タイヤの低転がり抵抗性を獲得するために、カーボンブラックの配合量を低減したり、あるいは補強性充填剤としてシリカを多量に用いる等の対策がとられているが、こうした方法ではタイヤの電気抵抗が高くなるという問題点がある。
とくに、車載の電子機器の動作を保証するためには、タイヤの電気抵抗が低いことが要求されるが、一般的にタイヤに求められる各種性能と低電気抵抗性とを同時に満たすことは困難とされている。
【０００３】
一方、空気入りタイヤを加硫成形するときは、未加硫のグリーンタイヤを金型内にセットした後、そのタイヤ内側に風船様のブラダーを挿入し、そのブラダーを膨張させることによりグリーンタイヤを金型内面に押圧させた状態にする。そして、加硫終了後はブラダーを収縮させ、そのブラダーを加硫済みのタイヤ内面から離脱させる。
【０００４】
このような加硫操作において、グリーンタイヤ内面とブラダーとの離型性を良好にすることは重要であり、この離型性が不良であると欠陥タイヤになってしまうことがある。従来、この離型性を良好に維持するため、グリーンタイヤ内面には離型剤が塗布される。このような離型剤は、例えばカーボンブラックを含むものがある（例えば特許文献１参照）。
しかし、タイヤの電気抵抗を十分に低下できるような離型剤は、従来技術には存在しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２７９６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって本発明の目的は、タイヤ内面に導電経路を確保し、タイヤの電気抵抗を低下し得るタイヤ内面用離型剤およびそれを用いた空気入りタイヤの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、タイヤ内面用離型剤に特定の特性を有するカーボンブラック、特定のサイズを有する炭素繊維および／またはグラフェンを配合することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成することができた。
【０００８】
すなわち本発明は以下の通りである。
１．ＤＢＰ吸収量が１００ｃｍ３／１００ｇ以上であるカーボンブラックを少なくとも含有してなることを特徴とするタイヤ内面用離型剤。
２．０．５μｍ〜５０μｍの平均長さおよび０．５ｎｍ〜５００ｎｍの平均直径を有する炭素繊維を少なくとも含有してなることを特徴とするタイヤ内面用離型剤。
３．グラフェンを少なくとも含有してなることを特徴とするタイヤ内面用離型剤。
４．前記１〜３のいずれかに記載のタイヤ内面用離型剤をグリーンタイヤの内面に塗布した後、前記グリーンタイヤを加硫する工程を有することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
５．前記４に記載の製造方法により製造された空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、タイヤ内面用離型剤に特定の特性を有するカーボンブラック、特定のサイズを有する炭素繊維および／またはグラフェンを配合したので、タイヤ内面に導電経路を確保し、タイヤの電気抵抗を低下し得るタイヤ内面用離型剤およびそれを用いた空気入りタイヤの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１１】
（カーボンブラック）
本発明で使用されるカーボンブラックは、ＤＢＰ吸収量が１００ｃｍ３／１００ｇ以上である必要がある。ＤＢＰ吸収量が１００ｃｍ３／１００ｇ未満では、タイヤ内面に導電経路を確保できず、タイヤの電気抵抗を低下することができない。本発明の効果が向上するという観点から、ＤＢＰ吸収量は、１００〜９００ｃｍ３／１００ｇであるのが好ましく、１５０〜８００ｃｍ３／１００ｇであるのがさらに好ましい。カーボンブラックとしては、導電性の高いケッチェンブラックやアセチレンブラックを使用することがとくに好ましい。
なお、ＤＢＰ吸収量はＪＩＳ Ｋ６２１７−４吸油量Ａ法に準拠して求めた値である。
【００１２】
（炭素繊維）
本発明で使用される炭素繊維は、０．５μｍ〜５０μｍの平均長さおよび０．５ｎｍ〜５００ｎｍの平均直径を有する。このようなサイズを有することにより、タイヤ内面への導電経路の確保が容易となる。このような本発明における炭素繊維としては、カーボンナノチューブが挙げられる。例えばカーボンナノチューブの平均長さは、１μｍ〜４０μｍが好ましく、平均直径は、５０ｎｍ〜３００ｎｍが好ましい。
なお前記平均長さおよび平均直径は、分散させた微少量のカーボンナノチューブを各種走査型電子顕微鏡で観察し、観察される像より任意に数十〜数百本のカーボンナノチューブを選び、公知のデータ統計処理手法により平均化して求めることができる。
カーボンナノチューブは、市販されているものを使用することができ、その具体例としては、昭和電工（株）製のＶＧＣＦ、ＶＧＣＦ−Ｈ等が挙げられる。
【００１３】
（グラフェン）
本発明で使用されるグラフェンは、ｓｐ２結合を有する１原子層の炭素分子のシートあるいは該原子層の炭素分子のシートが、例えば２層以上１００層以下の程度で積層されているシートであることができる。グラフェンは、市販されているものを使用することもできるが、膨張黒鉛を加熱する工程を有する公知の方法によって調製してもよい。
【００１４】
（離型剤）
本発明のタイヤ内面用離型剤は、前記のカーボンブラック、炭素繊維および／またはグラフェンを配合することにより調製することができる。また、これらの成分以外に配合可能な成分としては、従来のタイヤ内面用離型剤のそれと同等である。例えば、水を溶媒とし、粉体からなる無機成分、シリコーン成分、界面活性剤成分等を有効成分として含有するものが挙げられる。
【００１５】
無機成分の具体例としては、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチブンサイト等のスメクタイト；ベントナイト；ジ−バーミキュライト、トリ−バーミキュライト等のバーミキュライト；ハロイサイト、カオリナイト、エンデライト、ディッカイト、ナクライト、クリソタイル等のカオリン；タルク、パイロフィライト、マイカ（マスコバイト、セリサイト）、マーガライト、クリントナイト、白雲母、黒雲母、金雲母、合成雲母、フッ素雲母、パラゴライト、フロゴパイト、レピドライト、テトラシリリックマイカ、テニオライト等のフィロ珪酸塩；アンチゴライト等のジャモン石；ドンパサイト、スドウ石、クッカイト、クリノクロア、シャモサイト、クロライト、ナンタイト等の緑泥石等；セピヲライト、パリゴルスカイト等のピオライト−パリゴスカイト；（重質）炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム等の炭酸塩；硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の硫酸塩；シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、三酸化アンチモン、酸化チタン、酸化鉄等の金属酸化物；水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化鉄等の金属水酸化物；ベンガラ；珪藻土；珪酸アルミニウム；カーボンブラック；グラファイト等を挙げることができる。これらの成分は、１種または２種以上を併用してもよい。
シリコーン成分の具体例としては、オルガノポリシロキサン類が挙げられ、例えば、ジメチルポリシロキサン、ジエチルポリシロキサン、メチルイソプロピルポリシロキサン、メチルドデシルポリシロキサン等のジアルキルポリシロキサン；メチルフェニルポリシロキサン、ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体等のアルキルフェニルポリシロキサン；メチル（フェニルエチル）ポリシロキサン、メチル（フェニルプロピル）ポリシロキサン等のアルキルアラルキルポリシロキサン；３，３，３−トリフルオロプロピルメチルポリシロキサン等を挙げることができる。これらのオルガノポリシロキサン類は、１種または２種以上を併用してもよい。シリコーン成分としては、離型性の点から、分子構造が直鎖状で、重合度が低く常温で流動性を有するシリコーンオイル等が好ましい。
界面活性剤成分の具体例としては、非イオン系界面活性剤やアニオン系界面活性剤が挙げられる。非イオン系界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル・ポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のポリオキシアルキレンが挙げられる。アニオン系界面活性剤としては、例えばカルボン酸型アニオン系界面活性剤、スルホン酸型アニオン系界面活性剤等が挙げられる。
水は、タイヤ内面用離型剤に含まれる無機成分を均一に分散させ、タイヤ内面用離型剤をグリーンタイヤ内面に均一に付着させ得る溶媒である。水は、蒸留水、イオン交換水、水道水、工業用水等のいずれでもよい。
その他、本発明のタイヤ内面用離型剤は、従来公知の各種添加剤を配合することもできる。
前記無機成分の配合量は、とくに制限されないが、無機成分、シリコーン成分および界面活性剤成分の合計量に対して、例えば１５〜９０質量％であり、シリコーン成分の配合量は、とくに制限されないが、無機成分、シリコーン成分および界面活性剤成分の合計量に対して、例えば５〜７５質量％であり、界面活性剤成分の配合量は、とくに制限されないが、無機成分、シリコーン成分および界面活性剤成分の合計量に対して、例えば１〜１０質量％である。
【００１６】
本発明のタイヤ内面用離型剤は、前記のカーボンブラック、炭素繊維および／またはグラフェンを、配合される水に対し、例えば０．０１〜１０質量％、好ましくは０．５〜３質量％の範囲で配合することができる。この範囲内の配合量によれば、離型性を損なうことなく、本発明の効果を良好に奏することができる。
【００１７】
本発明の空気入りタイヤは、前記タイヤ内面用離型剤をグリーンタイヤの内面に塗布した後、グリーンタイヤを加硫する工程を経て製造される。
前記タイヤ内面用離型剤をグリーンタイヤの内面に塗布する方法としては、とくに制限されず、エアガンを用いた吹き付けによる塗布、刷毛塗りや遠心塗装機等を用いた塗布等の方法が挙げられる。タイヤ内面用離型剤の付着量は、タイヤ製品の用途やサイズ等により適宜決定されればよいが、乾燥後の付着量として、例えば１０〜５０ｇ／ｍ２である。また、タイヤ内面用離型剤の塗布は、ビード部からトレッド部にかけて塗布することが導電経路の形成の面から好ましい。その後、内面に付着したタイヤ内面用離型剤を適宜乾燥した後、続く加硫工程が行われる。グリーンタイヤの加硫は、公知の技術に従えばよく、とくに制限されない。例えば、グリーンタイヤを金型内に設置し、その内側からブラダーを水蒸気等で高温加圧し、グリーンタイヤを金型に押しあて、最終的なタイヤ形状やとなるように加硫する。加硫時のブラダー表面温度（金型温度）は好ましくは１６０〜１９０℃、圧力は好ましくは５〜３０ｋｇ／ｃｍ２であり、加硫時間は好ましくは５〜６０分間である。
【００１８】
このようにして製造された本発明の空気入りタイヤは、タイヤ内面用離型剤の付着によってタイヤ内面に導電経路が確保され、タイヤの電気抵抗が低下する。とくに本発明のタイヤ内面用離型剤は、タイヤインナーライナーとの親和性に優れ、両者の付着力が向上し、優れた電気抵抗の低下効果に優れる。タイヤインナーライナーとしては、例えばブチルゴム（ＩＩＲ）やハロゲン化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ、Ｃｌ−ＩＩＲ）等を主体とするものが好適であり、当該効果をさらに高めることができる。なおその他のタイヤインナーライナーとしては、樹脂製のインナーライナーを挙げることができる。また、空気入りタイヤのトレッド面にアーストレッドを設けた公知のタイヤの構造である場合、電気抵抗の低下効果がさらに高まる。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。
【００２０】
実施例１〜６および比較例１
グリーンタイヤの調製
下記に示す配合において、加硫系（加硫促進剤、硫黄）を除く成分を１．７リットルの密閉式バンバリーミキサーで５分間混練した後、ミキサー外に放出させて室温冷却した。続いて、該組成物を同バンバリーミキサーに再度入れ、加硫系を加えて混練し、ゴム組成物を得て、これをインナーライナーに使用し、所定の形状のグリーンタイヤを調製した。
【００２１】
（１）Ｂｒ−ＩＩＲ（Exxonmobil chemical社製Exxon bromobutyl 2255）：８０質量部
（２）ＮＲ（ＳＩＲ２０）：２０質量部
（３）カーボンブラック（新日化カーボン（株）製ニテロン＃ＧＮ、Ｎ２ＳＡ＝３２ｍ２／ｇ）：７０質量部
（４）ステアリン酸（千葉脂肪酸(株)製ビーズステアリン酸）：１質量部
（５）樹脂−１（エアウォーター（株）製芳香族炭化水素系樹脂ＦＲ−１２０）：１５質量部
（６）樹脂−２（トーネックス（株）製石油樹脂エスコレッツ１１０２）：５質量部
（７）オイル（昭和シェル石油（株）製エキストラクト４号Ｓ）：８質量部
（８）酸化亜鉛（正同化学工業（株）製酸化亜鉛３種）：５質量部
（９）可溶性硫黄（細井化学工業（株）製油処理イオウ）：１質量部
（１０）加硫促進剤（三新化学工業（株）製サンセラーＤＭ−Ｐ０）：１質量部
【００２２】
得られたグリーンタイヤの内面（インナーライナー形成面）に、下記表１に示す配合のタイヤ内面用離型剤をエアガンにより１０ｇ／ｍ２の付着量（乾燥後）で塗布し、乾燥し、ブラダーを水蒸気で高温加圧し、グリーンタイヤを金型に押しあて、最終的なタイヤ形状（１９５／６５Ｒ１５）となるように加硫を行った。加硫温度は１６０℃、加硫時間は２０分間とした。
調製されたタイヤの電気抵抗値を、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準拠して測定した。
結果を表１に併せて示す。
【００２３】
【表１】
2015189074.tif 000002
【００２４】
使用した原料の詳細は以下の通りである。
＊１：水（水道水）
＊２：タルク、マイカ、界面活性剤、シリコンエマルジョン混合物（松本油脂製薬(株)製 RA-365P）
＊３：カーボンナノチューブ（昭和電工（株）製ＶＧＣＦ−Ｈ。平均長さ＝６μｍ、平均直径＝１５０ｎｍ）
＊４：グラフェン（Angstron Materials社製 N008-P40）
＊５：カーボンブラック（電気化学工業(株)製 デンカブラック。ＤＢＰ吸収量＝１７５ｃｍ３／１００ｇ）
【００２５】
上記表１から明らかなように、本発明の実施例で調製されたタイヤ内面用離型剤を塗布した空気入りタイヤは、比較例１よりも電気抵抗が低下していることが分かる。