(57)【要約】【課題】空気透過量を低減させ、かつゴム組成物の密度を小さく、ゴム組成物の破壊特性が低下しないインナーライナー層に用いるゴム組成物を提供する。【解決手段】タイヤ内面のインナーライナー層に用いるゴム組成物であって、ブチルゴムをゴム成分中に８０重量％以上含有するゴム成分１００重量部に対して、独立した熱膨張マイクロカプセルを１〜３０重量部含有し、前記熱膨張マイクロカプセルの外殻部分が熱可塑性樹脂であり、前記熱膨張マイクロカプセルの平均粒子径が１０〜９５μｍであるゴム組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ内面のインナーライナー層に用いるゴム組成物であって、
ブチルゴムをゴム成分中に８０重量％以上含有するゴム成分１００重量部に対して、独立した熱膨張マイクロカプセルを１〜３０重量部含有し、
前記熱膨張マイクロカプセルの外殻部分が熱可塑性樹脂であり、
前記熱膨張マイクロカプセルの平均粒子径が１０〜９５μｍである
ゴム組成物。
【請求項２】
ゴム組成物の密度が１ｇ／ｃｍ3未満である請求項１記載のゴム組成物。
【請求項３】
請求項１または２記載のゴム組成物を含むインナーライナー層を有するタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタイヤ内面のインナーライナー層に用いるゴム組成物および該ゴム組成物を用いたタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤにおけるインナーライナー層には、空気透過量の低減を目的として、ゴム成分中にシリカなどの燐片状フィラーや樹脂粉末を配合し、空気透過量を低減させる方法が数多く提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、これらのフィラーの配合量を増やすと、ゴム組成物の密度が大きくなる、ゴム組成物の破壊特性が低下するといった問題があった。
【０００３】
また、外殻部分がガラスであるマイクロカプセルをインナーライナー層に用いるゴム組成物に添加することによって、空気透過量を低減させることが知られているが、ゴム成分中へマイクロカプセルを混合する過程で、外殻のガラスが破壊されてしまい、性能が低下するといった問題や、マイクロカプセル自体が破壊の核になるといった問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４５４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、空気透過量を低減させ、かつゴム組成物の密度を小さくさせ、ゴム組成物の破壊特性が低下しないインナーライナー層に用いるゴム組成物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】
【０００６】
本発明は、タイヤ内面のインナーライナー層に用いるゴム組成物であって、ブチルゴムをゴム成分中に８０重量％以上含有するゴム成分１００重量部に対して、独立した熱膨張マイクロカプセルを１〜３０重量部含有し、前記熱膨張マイクロカプセルの外殻部分が熱可塑性樹脂であり、前記熱膨張マイクロカプセルの平均粒子径が１０〜９５μｍであるゴム組成物に関する。
【０００７】
ゴム組成物の密度が１ｇ／ｃｍ3未満であることが好ましい。
【０００８】
また、本発明は、前記のゴム組成物を含むインナーライナー層を有するタイヤにも関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のゴム組成物は、ゴム組成物中に外殻部分が熱可塑性樹脂である熱膨張マイクロカプセルを含有するため柔軟性を有し、また、熱膨張する前の液体内包熱可塑性樹脂の粒子径が小さいためゴム組成物の混練り工程や加硫工程において熱膨張マイクロカプセルの破壊が少ない。
【００１０】
また、ゴム組成物中の熱膨張マイクロカプセルは外殻部分が熱可塑性樹脂であるため、ブチルゴムよりも空気または水分を通しにくく、ゴム組成物中を抜けようとする空気や水分は、熱膨張マイクロカプセルの球周辺を迂回しなければならず、移動距離が長くなるので、その結果、耐空気透過性能が向上する。
【００１１】
さらに、熱膨張マイクロカプセルにおける内部は中空状であるため、ゴム組成物の密度を低下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のゴム組成物は、タイヤ内面のインナーライナー層に用いるゴム組成物であって、ブチルゴムを含有し、外殻部分が熱可塑性樹脂である独立した熱膨張マイクロカプセルを含有する。
【００１３】
ブチルゴムの含有量は、充分な空気透過性の低減効果を得るという観点からゴム成分中に８０重量％以上であり、耐熱老化特性が良好であるという観点から９０重量％以上が好ましい。また、ブチルゴムの含有量の上限は、１００重量％である。
【００１４】
本発明のゴム組成物は、ゴム成分として、前記ブチルゴムのほかにも、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）のジエン系ゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エポキシ化天然ゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロプレンゴムなどを含むことができる。
【００１５】
外殻部分が熱可塑性樹脂である独立した熱膨張マイクロカプセルとは、内部に空隙を有する球状の中空状粒子である。ここでいう球状とは、鋭角な部分をもたず丸みを帯びた粒子の形状を指し、楕円状や形状の一部が歪んでいるものも含まれる。また、独立したとは、熱膨張マイクロカプセル同士がくっ付き合わずに離れて存在していることをいう。
【００１６】
熱膨張マイクロカプセルの外殻部分の熱可塑性樹脂としては、例えば（メタ）アクリロニトリルの重合体、あるいは（メタ）アクリロニトリル含有量の高い共重合体が好適に用いられる。該共重合体における他のモノマー（コモノマー）としては、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、スチレン系モノマー、（メタ）アクリレート系モノマー、酢酸ビニル、ブタジエン、ビニルピリジン、クロロプレン等のモノマーが用いられる。なお、当該熱可塑性樹脂は、ジビニルベンゼン、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、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、トリアクリルホルマール、トリアリルイソシヌレートなどがあげられる。架橋形態については未架橋が好ましいが、熱可塑性樹脂としての性質を損なわない程度に部分的に架橋していてもよい。
【００１７】
かかる熱膨張マイクロカプセルの原料である液体を内包した熱可塑性樹脂粒子としては、例えば、スウェーデンのＥＸＰＡＮＣＥＬ製の「エクスパンセル０９１ＤＵ−８０」または「エクスパンセル０９２ＤＵ−１２０」等として、あるいは松本油脂製薬（株）製の「マツモトマイクロスフェアーＦ−８５」、「マツモトマイクロスフェアーＦ−１００」、「マツモトマイクロスフェアー  Ｆ−８０Ｓ」または「マツモトマイクロスフェアー  Ｆ−８０ＶＳ」等として入手可能である。
【００１８】
熱膨張マイクロカプセルの製造方法としては、例えば、熱により気化して気体を発生する液体を内包した熱膨張性熱可塑性樹脂粒子をその膨張開始温度以上の温度で加熱して膨張させ、その結果、該熱可塑性樹脂からなる外殻の内部が、気体を封入した状態をとる気体封入熱可塑性樹脂マイクロカプセルが得られる。
【００１９】
本発明のゴム組成物に含有される熱膨張マイクロカプセルは熱膨張性熱可塑性樹脂粒子を加熱させた後のものを示し、加熱させる前の熱膨張マイクロカプセルは熱膨張性熱可塑性樹脂粒子と呼ぶ。
【００２０】
液体を内包した熱膨張性熱可塑性樹脂粒子を加熱させ膨張させる温度は、熱膨張性熱可塑性樹脂粒子の膨張性が良好であるという観点から１３０℃以上が好ましく、１４０℃以上がより好ましい。また、加熱させ膨張させる温度は、膨張特性の安定性が良好であるという観点から１９０℃以下が好ましく、１８０℃以下がより好ましい。
【００２１】
熱膨張する前の熱可塑性樹脂粒子の平均粒子径は、ゴムへの分散性が良好であるという観点から、５μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がより好ましい。また、熱膨張する前の熱可塑性樹脂粒子の平均粒子径は、混合による破壊が少ないという観点から、５０μｍ以下が好ましく、４０μｍ以下がより好ましい。
【００２２】
前記の熱により気化して気体を発生する液体としては、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、トリクロロエタン、トリクロルエチレンのような塩素化炭化水素などの液体があげられる。
【００２３】
熱膨張マイクロカプセルの平均粒子径は、本発明の効果を得るために１０μｍ以上であり、耐空気透過性が良好であるという観点から２０μｍ以上が好ましく、３０μｍ以上がより好ましい。また、熱膨張マイクロカプセルの平均粒子径は、熱膨張マイクロカプセル同士の距離が充分に保て、ゴム成分がタイヤ走行による歪みの影響を受けて破壊されないという観点から９５μｍ以下である。
【００２４】
熱膨張マイクロカプセルの含有量は、ゴム成分１００重量部に対して、インナーライナー用ゴムとして充分な硬度が得られるという観点から１重量部以上であり、耐空気透過性が良好であるという観点から５重量部以上が好ましく、コスト低減の観点から１０重量部以上がより好ましい。また、熱膨張マイクロカプセルの含有量は、ゴム成分１００重量部に対して、耐亀裂成長性が良好であるという観点から３０重量部以下であり、２０重量部以下が好ましい。
【００２５】
熱膨張マイクロカプセルの密度は、耐亀裂成長性が良好であるという観点から０．０２ｇ／ｃｍ3以上が好ましい。また、熱膨張マイクロカプセルの密度は、ゴム組成物の密度を低下させるという観点から０．０５ｇ／ｃｍ3以下が好ましい。
【００２６】
本発明のタイヤ内面のインナーライナー層に用いられるゴム組成物には、さらに、カーボンブラックおよびシリカなどの補強剤、アロマオイルなどの軟化剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤など、一般的にタイヤ工業において使用される添加剤を適宜配合することができる。
【００２７】
ゴム組成物に配合されるカーボンブラックの含有量は、耐空気透過性および耐亀裂成長性が良好であるという観点からゴム成分１００重量部に対して、４０重量部以上が好ましく、耐亀裂成長性が良好であるという観点から５０重量部以上がより好ましい。また、ゴム組成物に配合されるカーボンブラックの含有量は、低発熱性に優れている点、耐亀裂成長性に優れている点からゴム成分１００重量部に対して、８０重量部以下が好ましく、耐亀裂成長性が良好であるという観点から７０重量部以下がより好ましい。
【００２８】
カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、耐亀裂成長性が良好であるという観点から２０ｍ2／ｇ以上が好ましく、２５ｍ2／ｇ以上がより好ましい。また、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、低発熱性および耐疲労特性を向上させるという観点から６０ｍ2／ｇ以下が好ましく、耐空気透過性が良好であるという観点から５０ｍ2／ｇ以下がより好ましい。
【００２９】
ゴム組成物中に外殻部分が熱可塑性樹脂である熱膨張マイクロカプセルが含有されると、該熱膨張マイクロカプセルの密度が小さいためにゴム組成物全体の密度を相対的に低下させることができる。
【００３０】
外殻部分が熱可塑性樹脂である熱膨張マイクロカプセルは、コストが一般的にゴムよりも高い材料であるが、極めて密度の低い材料であるので、使用するゴムによっては、熱膨張マイクロカプセルの方が体積コスト比較では安くなる場合がある。そのような場合は、熱膨張マイクロカプセルを含有することにより、ゴムの性能の向上に加え、軽量化やコストダウンといった特性を付与することが可能となる。
【００３１】
ゴム組成物の密度は、耐亀裂成長性および補強性が良好であるという観点から０．７５ｇ／ｃｍ3以上が好ましく、０．７８ｇ／ｃｍ3以上がより好ましい。また、ゴム組成物の密度は、軽量化することができるという観点から１ｇ／ｃｍ3未満が好ましく、０．９９ｇ／ｃｍ3以下がより好ましく、０．９０ｇ／ｃｍ3以下がさらに好ましい。
【００３２】
本発明における熱膨張マイクロカプセルは、外殻部分が熱可塑性樹脂であるため、柔軟性があり、また、熱膨張する前の液体内包熱可塑性樹脂は、粒子径が小さいため、ゴムの混練り工程において熱膨張マイクロカプセルの破壊が少ない。
【００３３】
さらに、熱膨張マイクロカプセルにおける外殻部分の熱可塑性樹脂は、ブチルゴムよりも空気または水分を通しにくい。そのため、ゴム成分中を抜けようとする空気や水分は、熱膨張マイクロカプセルの球周辺を迂回しなければならず、移動距離が長くなる。その結果、耐空気透過性能が向上する。
【００３４】
通常のインナーライナー層に用いるゴム組成物は、加硫剤および加硫促進剤以外の薬品を混練りする第一混練り工程、ならびに第一混練り工程により得られた混練り物に加硫剤および加硫促進剤を添加してさらに混練りする第二混練り工程からなる２つの混練り工程を用いて製造されることが一般的である。
【００３５】
本発明のインナーライナー層に用いるゴム組成物における熱膨張マイクロカプセルの配合は、前述の第一混練り工程および第二混練り工程のどちらの工程で配合してもよい。
【００３６】
第一混練り工程あるいは第二混練り工程で熱膨張性熱可塑性樹脂粒子を配合した場合の混練り工程の温度について説明する。熱膨張性熱可塑性樹脂粒子を配合した混練り工程の温度は、熱可塑性樹脂粒子に内包される液体が気化して熱可塑性樹脂粒子が膨張しない温度に設定する必要がある。なぜなら、熱可塑性樹脂粒子に内包される液体が気化する温度以上で混練りをすると、ゴム組成物の体積が増加しミキサーから出せなくなったり、その後の工程で所定の寸法に押出すことができなくなってしまうからである。
【００３７】
そのため、第一混練り工程により得られた混練り物に加硫剤および加硫促進剤を添加してさらに混練りする第二混練り工程の際に液体を内包した熱膨張性熱可塑性樹脂粒子を配合し、その後、加硫機中で加熱・加圧する加硫工程で熱膨張させて熱膨張マイクロカプセルを形成することが好ましい。
【００３８】
本発明のタイヤは、インナーライナー層に用いる本発明のゴム組成物を用いて、通常の方法により製造される。すなわち、前記ゴム組成物を未加硫の段階でタイヤのインナーライナーの形状に押し出し加工し、タイヤ成形機上で通常の方法により貼り合わせて未加硫タイヤを成形する。該未加硫タイヤを加硫機中で加熱・加圧して空気入りタイヤを得る。
【実施例】
【００３９】
次に、実施例および比較例で用いた各種薬品について詳細に説明する。
Ｂｒ−ＩＩＲ２２５５：エクソンモービル（有）製のブチルゴム
ＮＲ：天然ゴムＲＳＳ♯３
ＣＢ  ＧＰＦ：東海カーボン（株）製のカーボンブラック、シーストＶ（チッ素吸着比表面積：２７ｍ3／ｇ、ＤＢＰ吸油量：８７ｃｍ3／１００ｇ）
熱膨張マイクロカプセル１：松本油脂製薬（株）製の液体内包熱可塑性樹脂粒子（マツモトマイクロスフェアー  Ｆ−８０ＶＳ（膨張後の平均粒子径：２０〜４０μｍ））
熱膨張マイクロカプセル２：松本油脂製薬（株）製の液体内包熱可塑性樹脂粒子（マツモトマイクロスフェアー  Ｆ−８２（膨張後の平均粒子径：１００〜１６０μｍ））
熱膨張マイクロカプセル３：松本油脂製薬（株）製の液体内包熱可塑性樹脂粒子（マツモトマイクロスフェアー  Ｆ−８０Ｓ（膨張後の平均粒子径：５０〜９０μｍ））
なお、熱膨張マイクロカプセルの膨張後の平均粒子径は、以下の方法により測定した。１５０℃×３０分にて加硫したゴムシートを炭酸ガスで冷却凝固させてから、ミクロトーム切断機を用いてカットしたゴム断面を電子顕微鏡で観察し、カプセル１０個の直径平均値を平均粒子径とした。
パラフィンオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスオイル
粘着樹脂：（株）日本触媒製のＳＰ６７００
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸
硫黄：日本乾硫工業（株）製のセイミサルファー
【００４０】
実施例１〜６および比較例１〜５
表１に示す配合処方にしたがい、熱膨張マイクロカプセルの原料となる液体内包熱可塑性樹脂粒子、硫黄および加硫促進剤以外の薬品を、バンバリーミキサーを用いて、排出温度１６０℃の条件下で２．５分間混練りし（第一混練り工程）、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に、液体内包熱可塑性樹脂粒子、硫黄および加硫促進剤を添加し、バンバリーミキサーを用いて、排出温度１００℃の条件下で２分間混練りし（第二混練り工程）、未加硫ゴム組成物を得た。さらに、得られた未加硫ゴム組成物を１５０℃の条件下で３０分間プレス加硫し（加硫工程）、実施例１〜６および比較例１〜５の加硫ゴム組成物を得た。
【００４１】
（デマチャ屈曲亀裂成長試験）
ＪＩＳ  Ｋ６２６０「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムのデマチャ屈曲亀裂試験方法」に準じて、温度２３℃、相対湿度５５％の条件下で、加硫ゴム組成物のサンプルに関して、５００万回試験後の亀裂長さが５ｍｍ以上になっているものは不合格、５ｍｍ未満のものは合格とした。
【００４２】
（ゴム密度）
厚さ２ｍｍの加硫ゴム組成物シートからゴム組成物を０．５ｇ切り出し、比重計によって測定した。なお、ゴム密度が１ｇ／ｃｍ3未満であれば軽量化できていると判断した。
【００４３】
（空気透過性）
空気透過性をＡＳＴＭ  Ｐ−１４３４−７５Ｍ法に従い、（株）東洋精機製作所製の空気透過率測定装置（ＧＴＲ  ＴＥＳＴＥＲ  Ｍ−Ｃ１）を用いて、４０℃の温度で測定した。比較例１を１００として、それぞれ指数で表記した。指数が大きいほど耐空気透過性が良好であることを示す。なお、耐空気透過性が向上していると判断されるのは、指数が１１０以上である。
【００４４】
（コスト）
比較例１のゴム組成物の体積材料コストを１００として指数化した。数値が小さいほどコストが安い。
【００４５】
各評価結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
2008248230.tif 000002