(57)【要約】【課題】  ゴム物性を実質的に低下させることなく、加硫ブチル系ゴムの空気透過性を低減させる。【解決手段】  ブチル系ゴム６０重量％以上を含むゴム成分１００重量部及び焼成バーミキュライト１〜３００重量部を含むブチル系ゴム組成物。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブチル系ゴム６０重量％以上を含むゴム成分１００重量部及び焼成バーミキュライト１〜３００重量部を含んでなるブチル系ゴム組成物。
【請求項２】
焼成バーミキュライトの量が５〜２００重量部であるタイヤインナーライナー用の請求項１に記載のブチル系ゴム組成物。
【請求項３】
前記焼成バーミキュライトの平均粒子径が５０〜８００μｍである請求項１又は２に記載のブチル系ゴム組成物。
【請求項４】
アスペクト比が７０以上の層状粘土鉱物をアミノ基及びアンモニウム基を有する化合物で有機化してなる有機化粘土鉱物、又はその有機化粘土鉱物をアミノ基と反応性の官能基を有する液状ゴムで更に複合化した有機化粘土鉱物複合体を、ゴム成分１００重量部に対して、３〜１００重量部更に含む請求項２又は３に記載のブチル系ゴム組成物。
【請求項５】
前記アミノ基及びアンモニウム基を有する化合物が式（Ｉ）：
【化１】
2005105208.tif 000004
（式中、Ｒ1 は炭素数２〜３０の有機基であり、Ｒ2 は水素原子又は炭素数２〜３０の有機基であり、そしてＲ3 は炭素数２〜１８のヘテロ原子を含んでもよいアルキレン基である）
で表わされる請求項４に記載のブチル系ゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はブチル系ゴム組成物に関し、更に詳しくはゴム物性を実質的に低下させることなく空気透過性を低減することができるブチル系ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
層状又は板状の粘土鉱物を配合することにより、空気入りタイヤのインナーライナー用ゴムの空気透過性を低減させてタイヤの軽量化を図る試みがなされている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、天然に存在するクレー、マイカ等の鉱物をそのままゴムに配合した場合には、空気透過性は低下するものの、ゴム物性（例えば引張モジュラス、引張破断時応力など）の低下があり、実用上問題であった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−８８２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明は前記した従来技術の問題点を排除して、ゴム物性を実質的に低下させることなく空気透過性を低減させることができ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】
【０００５】
本発明に従えば、ブチル系ゴム６０重量％以上を含むゴム成分１００重量部及び焼成バーミキュライト１〜３００重量部を含んでなるブチル系ゴム組成物が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に従えば、焼成バーミキュライトをブチル系ゴムに配合することにより、ゴムの物性を低下させることなく、空気透過性を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明者らは、原石を加熱膨張したアコーデオン状構造の焼成バーミキュライトを、そのままもしくは粉砕して、ブチル系ゴムに混合することにより、加硫ゴムの空気透過性を低減でき、且つ加硫ゴムの物性低下を抑制できることを見出した。通常のバーミキュライト原石粉砕品は、ゴムと混合しても微細分散せず、結果としてゴム物性を低下させる。さらに、本発明者らは、焼成バーミキュライトは、有機化粘土鉱物と併用することにより、空気透過性を低減させると共に、より良好なゴム物性が得られることを見出した。
【０００８】
本発明において使用するブチル系ゴムは従来から空気入りタイヤのインナーライナー用、その他に使用されているブチル系ゴムとすることができ、典型的にはイソブチレンを少量のイソプレンなどと共重合して得られ、これらのハロゲン化合物（例えば臭素化ブチルゴム）なども使用することができる。このようなブチル系ゴムは、例えばブチルゴムとしてはＪＳＲ社製ＪＳＲ  ＢＵＴＹＬ、Ｅｘｘｏｎ社製Ｅｘｘｏｎ  ＢＵＴＹＬなどが、ハロゲン化ブチルゴムとしてはＥｘｘｏｎ社製Ｅｘｘｏｎ  ＢＲＯＭＯＢＵＴＹＬ、Ｂａｙｅｒ社製Ｐｏｌｙｓａｒ  ＢＲＯＭＯＢＵＴＹＬなどとして市販されており、本発明においてはかかる市販品を用いることができる。
【０００９】
本発明のゴム組成物には、前記ブチル系ゴムに加えて、その他のゴム（例えば天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ）等）を配合したブレンドゴムを用いることができるが、空気透過性を抑える目的から、ブレンドゴム中のブチル系ゴムの割合は６０重量％以上、好ましくは７０重量％以上でなければならない。
【００１０】
本発明においては前記ブチル系ゴム６０重量％以上を含むゴム成分１００重量部に対し、焼成バーミキュライト１〜３００重量部、好ましくは５〜２００重量部を配合する。この配合量が少な過ぎると空気透過性の低下が少ないので好ましくなく、逆に多過ぎるとゴム中での分散が悪くなり、加硫物の物性が低下するので好ましくない。
【００１１】
バーミキュライトは、ＳｉＯ2 、ＭｇＯ、Ａｌ2 Ｏ3 を主成分とし、黒雲母や絹雲母といった岩石が長い間に地熱、地圧、風雨等により風化されることにより生成した薄片状２次鉱物である。焼成バーミキュライトは、このバーミキュライト原石を一定粒度に粉砕・分級した後に、加熱炉で、例えば８００〜１０００℃といった高温にて瞬間的に処理することにより、結晶水・構造水を放出して、原石の約８〜１０倍程度に膨張させたものである。この焼成バーミキュライトは、アコーディオン状の組織とその層間に無数の空隙を有し、粒度が均等で不純物が少なく、化学的にも安定である。軽量で耐火、断熱、吸音性、保水性、電気絶縁性等に優れることから、建材や農園芸用土壌改良材等の分野で使用されている。焼成バーミキュライトは、巴工業株式会社、神明株式会社等から市販されており、その粒径はふるいがけにより、さまざまであるが、ゴムに配合する場合は、微細な方が良く、１mm以下の粒径であることが好ましく、５０〜８００μｍであるのが更に好ましい。必要に応じ、粉砕機にて粉砕して使用する。
【００１２】
本発明のブチル系ゴム組成物には、好ましくはアスペクト比（注：アスペクト比とは厚みに対する長さの比をいう）が７０以上の層状粘土鉱物を有機化処理した後に配合する。層状粘土鉱物は、例えばモンモリロナイト、サポナイト、ハイデライト、ノントライト、ヘクトライト、スティブンサイト等のスメクタイト系やバーミキュライト、ハロサイト等の、天然又は合成の粘土鉱物をあげることができる。これら層状粘土鉱物の陽イオン交換量は、１０〜３００ミリ当量／１００ｇのものが好ましい。アスペクト比は７０以上が好ましく、８０〜１２００が更に好ましい。特にクニミネ工業のモンモリロナイト商品名クニピアＦが好適に用いられる。
【００１３】
本発明では、前記粘土鉱物のゴムへの分散性を上げるために、まず層状粘土鉱物を水中に分散させた後に、有機化処理剤にて処理する。有機化処理剤は、アミノ基及びアンモニウム基を有する化合物、好ましくは下記式（Ｉ）で表される有機化合物を例えば塩酸、硫酸、リン酸、過塩素酸などの無機酸等を反応させて調製する。
【００１４】
【化１】
2005105208.tif 000002
【００１５】
式（Ｉ）において、Ｒ1 は炭素数２〜３０の有機基であり、特に炭素数４〜１８の炭化水素基が好ましい。具体的にはブチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、オレイル基が好適な基として例示される。Ｒ2 は水素原子又は炭素数２〜３０の有機基であり、具体的には水素原子、又はブチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、オレイル基などが例示される。特に、Ｒ1 ，Ｒ2 の少なくともどちらか一方は炭素数１０〜１８の飽和又は不飽和の炭化水素基であることが好ましい。そしてＲ3 は炭素数２〜１８のヘテロ原子を含んでもよいアルキレン基で、具体的にはエチレン基、プロプレン基、ヘキサメチレン基、デカメチレン基、メチレンビス（シクロヘキシレン）基、キシリレン基が好適な基として例示される。
有機化処理剤にて有機化した層状粘土鉱物の溶液にその後、アミノ基と反応する官能基を有する液状ゴム、例えば液状無水マレイン酸変性ポリブテン、液状無水マレイン酸変性ポリイソプレン、液状無水マレイン酸変性ポリブタジエン、液状エポキシ化ポリブタジエンを加えて複合有機化しても良い。又、複合化せずにそれら液状ゴムをゴム混合時に配合剤として添加しても良い。
【００１６】
有機化する層状粘土鉱物のアスペクト比が７０未満では空気透過性の低減効果が低くなる傾向にあるので好ましくない。また有機化粘土鉱物は、ゴム成分１００重量部に対して、３〜１００重量部、好ましくは５〜３０重量部を配合する。この配合量が少な過ぎると空気透過性の低減効果が低くて好ましくなく、逆に多過ぎると未加硫ゴムのビスが増加するといった、加工性の低下が起こるので好ましくない。
【００１７】
本発明に係るゴム組成物には、前記した必須成分に加えて、カーボンブラックやシリカなどのその他の補強剤（フィラー）、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用、その他一般ゴム用に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練、加硫して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。
【実施例】
【００１８】
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまでもない。
【００１９】
標準例１、実施例１〜６及び比較例１〜４
サンプルの調製
表Ｉに示す配合（重量部）において、加硫系（亜鉛華、硫黄、加硫促進剤）を除く成分を１．５リットルの実験室型バンバリーミキサーで６０rpm で７．５分間混練し、その後加硫系をオープンロールで混練し、未加硫ゴムシートを作製した。この未加硫ゴムシートを１４８℃×４５分で加硫し、２mm厚の加硫ゴムシートを調製し、引張試験に供し、また０．５mm厚の加硫ゴムシートを調製し、通気度試験に供した。結果は表Ｉに示す。
【００２０】
ゴム物性評価試験法
未加硫物性
ムーニー粘度（ＭＬ1+4)：ＪＩＳ  Ｋ６３００に準拠して、ムーニー粘度計にてＬ型ローター（３８．１mm径、厚さ５．５mm）で測定（余熱１分測定４分、１００℃、２rpm ）。
ムーニースコーチ：ＪＩＳ  Ｋ６３００準拠して、ムーニー粘度計にてＬ型ローター（３８．１mm径、厚さ５．５mm）で測定（１２５℃、５ポイント上昇時間）。
【００２１】
加硫物性
引張試験：ＪＩＳ  ３号ダンベルにてシートを打ち抜き、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して、５００mm／分の引張速度で引張試験し、１００％及び３００％モジュラス（Ｍ１００及びＭ３００）、破断強度（ＴＢ）並びに破断伸び（ＥＢ）を測定した。
【００２２】
通気度：ＪＩＳ  Ｋ７１２６に準拠して、東洋精機製  ガス透過率測定装置ＭＴ−Ｃ３型を使用して７０℃にて測定した。標準例１の空気透過係数を指数として表現した。数字の小さい方が空気透過率が少ないことを示す。
【００２３】
【表１】
2005105208.tif 000003
【００２４】
表Ｉ脚注
臭素化ブチルゴム：バイエル社製  Ｐｏｌｙｓａｒ  Ｂｒｏｍｏｂｕｔｙｌ  Ｘ２
カーボン：ＧＰＦ級カーボン  三菱化成ダイアブラックＧ
マイカ：山口雲母工業所製  Ａ−２１
バーミキュライト原石粉砕品：神明工業  ＡＶＩＧ−２  １Ｋを粉砕し、２００μｍにてふるいがけした粉砕品
焼成バーミキュライト粉砕品：神明工業製  バミキュライト０号を粉砕し、２００μｍにてふるいがけした粉砕品
焼成バーミキュライト：神明工業製  バミキュライト０号（粒径：１mm以下）
【００２５】
有機化クレー１：アルキルプロピレンジアミン（日本油脂製  アスファゾール＃１０）４０ｇと６Ｎ塩酸２０mlを水３．７５リットル中で８０℃で反応させた懸濁液を、予め、水３．７５リットル中に分散させた層状粘土鉱物Ｎａ型モンモリロナイト（クニミネ工業製クニピアＦ）１００ｇに８０℃下で加え、同温度で５時間撹拌した。その後ろ過洗浄、７０℃×１２時間の乾燥を行い、目的の有機化クレーを得た。
【００２６】
有機化クレー２：アルキルプロピレンジアミン（日本油脂製  アスファゾール＃１０）４０ｇと６Ｎ塩酸２０mlを水３．７５リットル中で８０℃下で反応させた懸濁液を、予め、水３．７５リットル中に分散させた層状粘土鉱物Ｎａ型モンモリロナイト（クニミネ工業製クニピアＦ）１００ｇに８０℃下で加え、同温度で１時間撹拌した。さらに液状無水マレイン酸変性ポリブテン（新日本石油化学製  ＨＶ１００Ｍ）１５４ｇを加え、同温度で４時間撹拌した。その後ろ過洗浄、７０℃×１２時間の乾燥を行い、目的の有機化クレーを得た。
【００２７】
ステアリン酸：日本油脂製  ビーズステアリン酸  桐
粘着樹脂：トーネックス製  エスコレッツ１３１０
液状無水マレイン酸変性ポリブテン：新日本石油化学製  ＨＶ−１００Ｍ
亜鉛華：正同化学製  亜鉛華３号
硫黄：軽井沢精練所製  油処理硫黄
促進剤：三新化学工業製  加硫促進剤サンセラーＤＭ
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明に従ったブチル系ゴム組成物は引張特性などのゴム物性を実質的に低下させることなく空気透過性を低減することができるので、例えば空気入りタイヤのインナーライナーとして好適に使用することができる。