(57)【要約】【課題】ビードトウの欠けを防止しながら、耐空気透過性を向上させ得るチェーファー用ゴム組成物を提供する。【解決手段】ゴム、ポリオレフィンおよびナイロンからなる複合材料を含有するチェーファー用ゴム組成物であって、該複合材料を、該ゴム組成物中の全ゴム成分１００重量部に対して、ナイロン含有量として１〜４０重量部含有するチェーファー用ゴム組成物。前記ナイロンは、繊維状または粒子状であることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム、ポリオレフィンおよびナイロンからなる複合材料を含有するチェーファー用ゴム組成物であって、
該複合材料を、該ゴム組成物中の全ゴム成分１００重量部に対して、ナイロン含有量として１〜４０重量部含有するチェーファー用ゴム組成物。
【請求項２】
ナイロンが、繊維状または粒子状である請求項１記載のチェーファー用ゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チェーファー用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
チェーファーゴムは、ホイールリムフランジとの摩滅や高荷重に耐えられるように、弾性率を高めに設定するが（特許文献１参照）、タイヤ脱着時にビードトウに欠けやインナーライナーとの剥離を発生させるという問題がある。
【０００３】
また、従来からチェーファーゴムには、摩耗、発熱を考慮してブタジエンゴム（ＢＲ）を多量に配合することが行なわれている。しかし、ＢＲは変形しやすいため、その対応としてカーボンブラックを多量に配合するなどして硬くしているが、この場合リム組み替え時にトウ欠けを発生してしまう。
【０００４】
これらの問題を解決する手段として、チェーファーゴムのトウ部のみ軟らかいゴムを使用することも提案されているが（特許文献２参照）、この方法では耐空気透過性を改善することはできない。耐空気透過性を向上させるために、インナーライナーをトウの先端まで伸ばすことも可能であるが、リム組み時に剥離を生じる。このため、トウ近傍でのインナーライナーは、チェーファーゴムより外側（チェーファーゴムがタイヤ内面）に位置する。しかしながら、そのようなチェーファーゴムは、ブチルゴム組成物からなるインナーライナーと比較して耐空気透過性が極端に劣るため、チェーファーゴムがホイールの内側まで位置すると、タイヤ内の空気を完全に遮断することはできない。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−５９１４３号公報
【特許文献２】特開平７−８１３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ビードトウの欠けを防止しながら、耐空気透過性を向上させ得るチェーファー用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】
【０００７】
本発明は、ゴム、ポリオレフィンおよびナイロンからなる複合材料を含有するチェーファー用ゴム組成物であって、該複合材料を、該ゴム組成物中の全ゴム成分１００重量部に対して、ナイロン含有量として１〜４０重量部含有するチェーファー用ゴム組成物に関する。
【０００８】
前記ナイロンは、繊維状または粒子状であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ゴム、ポリオレフィンおよびナイロンからなる複合材料を、インナーライナー側のチェーファーゴムに用いることにより、ビードトウの欠けを防止しながら、耐空気透過性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のチェーファー用ゴム組成物は、ゴム、ポリオレフィンおよびナイロンからなる複合材料を含む。
【００１１】
前記ゴムとしては、たとえば、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴムなどのブチル系ゴム、イソブチレン−ｐ−メチルスチレン共重合体臭化物などがあげられる。ハロゲン化ブチルゴムとしては、臭素化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ）、塩素化ブチルゴム（Ｃｌ−ＩＩＲ）などがあげられる。耐空気透過性に優れる点で、ブチル系ゴムが好ましく、とくに加硫速度のはやいハロゲン化ブチルゴムが好ましい。
【００１２】
前記複合材料中のゴム含有量は、好ましくは２５重量％以上、より好ましくは３０重量％以上である。ゴムの含有量が２５重量％未満では、ゴムとナイロンの結合力が弱くなる傾向がある。また、ゴム含有量は、好ましくは５０重量％以下、より好ましくは４５重量％以下である。５０重量％をこえると、ペレット化しにくくなる（複合材料製造時の加工性が悪化する）傾向がある。
【００１３】
前記ポリオレフィンとしては、たとえば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレンなどの炭素数２〜３のアルケンの重合体があげられる。なかでも、複合材料の製造時の加工性の点で、ＨＤＰＥが好ましい。
【００１４】
前記複合材料中のポリオレフィンの含有量は、好ましくは１５重量％以上、より好ましくは２０重量％以上、とくに好ましくは２１重量％以上である。ポリオレフィンの含有量が１５重量％未満では、複合材料の製造時の加工性が悪化する（ペレット化しにくくなる）傾向がある。また、ポリオレフィンの含有量は、好ましくは３５重量％以下、より好ましくは３０重量％以下である。３５重量％をこえると、ポリオレフィンのアンカー効果が小さくなるため、ゴムとナイロンの結合力が弱くなる傾向がある。
【００１５】
前記ナイロンとしては、たとえば、ナイロン６、ナイロン６６などがあげられる。
【００１６】
複合材料中のナイロンの含有量は、好ましくは２５重量％以上、より好ましくは３０重量％以上である。ナイロンの含有量が２５重量％未満では、補強効果が小さくなる傾向がある。また、ナイロンの含有量は、好ましくは４０重量％以下、より好ましくは３５重量％以下である。４０重量％をこえると、複合材料の製造時の加工性が悪化する傾向がある。
【００１７】
前記複合材料は、前記ゴム、ポリオレフィンおよびナイロンの３成分が互いに化学結合してなり、ゴムとポリオレフィンからなるマトリックス中に微細なナイロン繊維あるいは粒子が均一に分散した構造であることが好ましい。ゴムとナイロンとの共重合体であることによって、優れた補強性を有する。なお、ゴムにナイロンを単に配合した場合には、ポリマーとの結合が弱く、亀裂の起点となる傾向がある。ナイロンが繊維状のものは異方性を有し、押し出し方向の弾性率が高くなる。繊維状ナイロンの場合は、タイヤ周方向に繊維を配向させることが好ましく、それによって、リム脱着時のビードトウの欠けを防止するという利点がある。一方、粒子状のものは異方性を有さない。そのため、あらゆる方向からの力に対して有効に作用するという利点がある。
【００１８】
前記ナイロンが繊維状である場合、繊維の平均繊維径は０．５μｍ以下が好ましく、０．２μｍ以下がより好ましい。平均繊維径が０．５μｍをこえると、ゴムと繊維の結合が弱くなる傾向がある。
【００１９】
また、平均繊維長は５０μｍ以上が好ましく、１００μｍ以上がより好ましい。平均繊維長が５０μｍ未満では、補強性が低下する傾向がある。また、平均繊維長は２００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以下がより好ましい。平均繊維長が２００μｍをこえると、ゴムと繊維の結合が弱くなる傾向がある。
【００２０】
また、繊維の平均アスペクト比は２００以上が好ましく、５００以上がより好ましい。平均アスペクト比が２００未満では、異方性が小さくなる傾向がある。また、平均アスペクト比は２０００以下が好ましく、５００以下がより好ましい。平均アスペクト比が２０００をこえると、ゴムと繊維の結合が弱くなる傾向がある。
【００２１】
前記ナイロンが粒子状である場合、粒子の平均粒子径は０．５μｍ以上が好ましく、２μｍ以上がより好ましい。平均粒子径が０．５μｍ未満では、補強性が低下する傾向がある。また、平均粒子径は５μｍ以下が好ましく、３μｍ以下がより好ましい。平均粒子径が５μｍをこえると、ゴムとナイロンの結合力が低下する傾向がある。
【００２２】
前記複合材料は、たとえば、（１）ゴムとポリオレフィンとの混練・反応工程、（２）ゴム・ポリオレフィンとナイロンとの反応工程、（３）紡糸工程の３工程によって製造することができる。具体的には、まず、工程（１）で、ゴム、ポリオレフィンおよび反応剤（たとえば、ビニル系シランカップリング剤）をバンバリーミキサーに投入し、混練・反応物を得る。この時点では、ポリオレフィン相が海、ゴム相が島の海島構造を形成しており、ペレット状である。ついで、工程（２）で、この混練・反応物とナイロンを反応剤とともに２軸押し出し機に供給し、ゴム・ポリオレフィン・ナイロン３元グラフト共重合体を得る。グラフト率のコントロールにより、ナイロンは２〜３μｍの粒子としてゴム・ポリオレフィンマトリックス中に分散する。引き続き、工程（３）で、２軸押し出し機の先端に設置したノズルから押し出し、紡糸する。ここで、押し出し物ストランド中のナイロン粒子が変形し、繊維状に変形する。なお、反応性樹脂（たとえば、グリシジルメタクリレート）を充填して紡糸すれば、ナイロンを粒子状に保つことができる。以上の工程を経て、ペレット状の複合材料を得る。
【００２３】
前記複合材料の具体例としては、たとえば、大和ポリマー（株）製の「ブチルベースＳＨＰ（繊維状ナイロン含有）」（組成：ＩＩＲ４０重量％、ポリオレフィン２７重量％、ナイロン３３重量％、形状：直径２ｍｍ、長さ５ｍｍ程度のペレット状固体）や、「ブチルベースＳＨＰ（粒子状ナイロン含有）」（組成：ＩＩＲ３１重量％、ポリオレフィン２１重量％、ナイロン３３重量％、反応性樹脂１５重量％、形状：直径２ｍｍ、長さ５ｍｍ程度のペレット状固体）などがある。
【００２４】
本発明のチェーファー用ゴム組成物は、該ゴム組成物中の全ゴム成分１００重量部に対して、前記複合材料をナイロン含有量として１重量部以上、好ましくは１０重量部以上含有する。含有量が１重量部未満では、補強性が低下する。また、該ゴム組成物は、前記複合材料をナイロン含有量として４０重量部以下、好ましくは３５重量部以下含有する。含有量が４０重量部をこえると、硬くなりすぎて耐トウ欠け性能が低下する。
【００２５】
本発明のチェーファー用ゴム組成物は、前記複合材料中のゴムのほかに、通常のゴムを含有することができる。前記複合材料をゴムと配合することによって、耐久性に優れたエラストマーが得られる。前記ゴムとしては、とくに制限はないが、たとえば、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ＩＩＲ、ハロゲン化ブチルゴムなどのブチル系ゴム、クロロプレンゴム、イソブチレン−ｐ−メチルスチレン共重合体臭素化物、シリコーンゴムなどがあげられる。ハロゲン化ブチルゴムとしては、Ｂｒ−ＩＩＲ、Ｃｌ−ＩＩＲなどがあげられる。これらのなかでは、耐空気透過性が優れる点で、ブチル系ゴムが好ましく、なかでもハロゲン化ブチルゴムが好ましい。これらは、単独で、または、混合して用いることができる。
【００２６】
本発明のチェーファー用ゴム組成物は、ブチル系ゴムを主体とし、該ゴム組成物に含まれる全ゴム成分（複合材料中のゴム成分とそれ以外のゴム成分との合計）中に、ブチル系ゴムを５０重量％以上、さらには６０重量％以上含むことが好ましい。ブチル系ゴムが５０重量％未満では耐空気透過性が低下する傾向がある。
【００２７】
本発明のチェーファー用ゴム組成物は、該ゴム組成物に含まれる全ゴム成分１００重量部に対して、ナイロン成分を好ましくは１重量部以上、より好ましくは１０重量部以上含む。ナイロン含有量が１重量部より少ないと補強効果が小さい傾向がある。また、ナイロン成分を好ましくは４０重量部以下、より好ましくは３５重量部以下含む。ナイロン含有量が４０重量部より多くなると硬くなりすぎて、耐トウ欠けの効果が小さくなる傾向がある。
【００２８】
本発明のチェーファー用ゴム組成物は、そのほかにも、通常ゴム組成物に使用される配合剤、たとえば、カーボンブラック、シリカなどの無機充填剤、ワックス、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、伸展油、加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合することができる。
【００２９】
カーボンブラックとしては、たとえば、ＧＰＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどを用いることができる。カーボンブラックを含有する場合の含有量は、とくに制限はないが、該ゴム組成物に含まれる全ゴム成分１００重量部に対して、３０重量部以上が好ましく、５０重量部以上がより好ましい。カーボンブラックの含有量が３０重量部未満では、補強性が低下する傾向がある。また、カーボンブラックの含有量は、７０重量部以下が好ましく、６０重量部以下がより好ましい。７０重量部をこえると、硬度が上がりすぎる傾向がある。
【００３０】
本発明のチェーファー用ゴム組成物は、前記複合材料、ゴム成分および必要に応じてそのほかの配合剤を、通常の加工装置、たとえば、ロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどを用いて混練りすることにより得られる。
【００３１】
本発明のチェーファー用ゴム組成物は、空気入りタイヤのビード部のチェーファーゴムのなかでも、とくにインナーライナー側のチェーファーゴムに使用されることが好ましい。インナーライナー側のラバーチェーファーをブチルゴム主体の配合とし、ビードトウの位置まで形成することによって、タイヤの耐空気透過性を向上させることができる。
【００３２】
本発明のチェーファー用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤのビード部断面図の一例を図１に示す。図１において、１はインナーライナー、２はチェーファーゴム、３はビードトウ、４はビードヒール、５はビードベース、６はビードコア、７はカーカス、８はフィラー、９はハードエイペックス、１０はソフトエイペックス、１１はサイドウォールゴムである。チェーファーゴム２のビードトウ３よりインナーライナー側の部分Ａは、本発明のチェーファー用ゴム組成物からなる。チェーファーゴム２の残りの部分（サイドウォール側）は、従来のチェーファーゴム配合とすることができる。
【００３３】
なお、本発明のチェーファー用ゴム組成物からなるチェーファーゴムＡのビードベース上の位置は、図１のように必ずしもビードトウ３の先端までとする必要はなく、ビードトウ３の先端からビードベース５の幅（ビードトウ３からビードヒール４までの長さ）の０．２倍以下の位置まで設けることができる。ビードトウからの０．２倍をこえる位置まで本発明のチェーファー用ゴム組成物を用いると、リム組み後のゴムの変形が大きくなる傾向がある。
【実施例】
【００３４】
以下に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに制限されるものではない。
【００３５】
実施例１〜１３および比較例１〜４
（材料）
Ｂｒ−ＩＩＲ：エクソンモービル化学（有）製の２２５５
ＮＲ：ＲＳＳ♯３
ＢＲ：宇部興産（株）製の１５０Ｂ
ＶＣ−ＢＲ：宇部興産（株）製のＶＣＲ４１２
ブチルＳＨＰ：大和ポリマー製（Ｂｒ−ＩＩＲ３２重量％、ナイロン（粒子状、平均粒子径：２μｍ、種類：ナイロン６）３３重量％、ＨＤＰＥ２０重量％、反応性樹脂１５重量％）
カーボンブラック１：新日化カーボン（株）製のＣＢ  Ｎ６６０
カーボンブラック２：東海カーボン（株）製のＣＢ  Ｎ３３０
プロセスオイル：（株）ジャパンエナジー製のＪＯＭＯプロセスＸ１４０
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸
老化防止剤６Ｃ：住友化学工業（株）製のアンチゲン６Ｃ
ワックス：日本精鑞（株）製のＯＺＯＡＣＥ−０３５５
硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤ＤＭ：三新化学工業（株）製のサンセラーＤＭ
加硫促進剤ＮＳ：三新化学工業（株）製のサンセラーＮＳ
【００３６】
（製造方法）
表１に示す配合内容にしたがって、まず、硫黄、酸化亜鉛および加硫促進剤を除く成分を、バンバリーミキサーを用いて、混練り温度１００〜１５０℃、混練り時間５〜１０分間の条件で混練りした。ついで、硫黄、酸化亜鉛および加硫促進剤を加えて、オープンロールを用いて、混練り温度６０〜１００℃、混練り時間５〜１０分間の条件で混練りした。得られたゴム組成物を、押出し機を使用して押し出し成形した。
【００３７】
得られたゴムを、図１のように、チェーファーゴム２のビードトウ３よりもインナーライナー側の部分Ａに用いて、タイヤサイズＴＬ  １１Ｒ２２．５  １４ＰＲのタイヤを作製した。
【００３８】
（試験方法）
作製したタイヤについて、以下の評価を実施した。
【００３９】
トウ欠け
各タイヤを積載量１０トンのトラックの駆動軸に装着し、１０万キロを走行させたのち、それぞれのタイヤについてリムの脱着を繰り返し、トウ欠けの個数、大きさによって、５段階評価にて優劣を判定した。評点５は、欠けが全くない状態を表わし、評点が１に近いほど、欠けが多く、欠けが大きい状態を表わす。
【００４０】
耐空気透過性
各タイヤを積載量１０トンのトラックの駆動軸に装着し、２ヵ月ごとの内圧低下度合いをチェックした。比較例１のタイヤの空気圧を１００（基準）として指数で評価した。指数が大きいほど耐空気透過性に優れている。
【００４１】
【表１】
2005272716.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明のチェーファー用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤのビード部の断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  インナーライナー
２  チェーファーゴム
３  ビードトウ
４  ビードヒール
５  ビードベース
６  ビードコア
７  カーカス
８  フィラー
９  ハードエイペックス
１０  ソフトエイペックス
１１  サイドウォールゴム
Ａ  本発明のチェーファー用ゴム組成物からなるチェーファーゴム
【図１】
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