(57)【要約】【課題】  改善された空気および湿気不透過性を有するインナーライナーを有する空気入りタイヤを提供する。【解決手段】  カーカスおよびそのカーカスに直接接触しているインナーライナーを含む空気入りタイヤであって、上記インナーライナーが、１００重量部の少なくとも１種のエラストマー；およびエラストマー１００重量部当たり２５〜１００重量部（phr）の、１６０℃未満の溶融温度を有するポリアミドを含むゴム組成物によって特徴付けられ、  ここで、上記エラストマーは連続相として存在し、そして上記ポリアミドはエラストマー連続相の中に不連続相として分散されており、そして上記インナーライナーは上記カーカスと一緒に加硫されている上記の空気入りタイヤ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーカスおよびそのカーカスに直接接触しているインナーライナーを含む空気入りタイヤであって、上記インナーライナーが
１００重量部の少なくとも１種のエラストマー；および
エラストマー１００重量部当たり２５〜１００重量部（phr）の、１６０℃未満の溶融温度を有するポリアミド
を含むゴム組成物によって特徴付けられ、
ここで、上記エラストマーは連続相として存在し、そして上記ポリアミドはエラストマー連続相の中に不連続相として分散されており、そして上記インナーライナーは上記カーカスと一緒に加硫されている
上記の空気入りタイヤ。
【請求項２】
ポリアミドの濃度が４０〜７０phrの範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
エラストマーがブチルゴム、クロロブチルゴム、ブロモブチルゴム、天然ゴムおよび合成ポリイソプレンより成る群から選ばれることを特徴とする、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
ゴム組成物がさらに１〜１０phrのクレーを含むことを特徴とする、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
エラストマーが天然ゴムを含み、そしてポリアミドの濃度が４０〜７０phrの範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
発明の背景
空気入りゴムタイヤは通常トロイド形状であり、そしてクロージャーが典型的にはタイヤが取り付けられるべき堅いリムで終わっているキャビティー（空洞）を持つカーカスを含む。このような空気入りタイヤ、および空気入りタイヤ／リム集成体は周知である。
【０００２】
空気入りタイヤの内面、即ち、ときには「インナーライナー」と称される上記キャビティーの表面は、典型的には、タイヤの内部空気室となる上記キャビティーからタイヤカーカスの中への空気および湿気の透過を防ぎまたは遅らせるように設計されているエラストマー組成物から構成されたゴム層である。このようなタイヤインナーライナー、即ちインナーライナーゴム層はこのような技術分野の当業者にはよく知られている。
【０００３】
ブチルゴムは、典型的には、比較的空気および湿気不透過性であって、タイヤインナーライナー組成物の主要部として使われることが多く、そして、ブチルゴム、または例えばブロモブチルゴムのようなハロブチルゴムの形をしていることができる。例えば、米国特許第３，８０８，１７７号明細書を参照されたい。ブチルゴムは、典型的には約０．５〜約５重量パーセントのイソプレン由来単位を含んでいるに過ぎない、少量のイソプレンとのイソブチレン共重合体である。
【発明の開示】
【０００４】
ハロブチルゴムおよびブチルゴムは、通常、タイヤで使用されている最も高価なエラストマーの１つである。タイヤ市場に競争があり、そしてタイヤの製造コストを下げる必要が引き続きあるとすれば、それにはインナーライナーのコストをそれらの性能を維持しつつ低下させたいという欲求が存在する。
【０００５】
本発明の説明において、用語「phr」はゴム組成物中に含まれるゴム１００重量部当たりの特定成分の重量部数に関する。用語「ゴム」と「エラストマー」とは外に指摘されなければ互換的に使用され、用語「硬化させる」と「加硫する」とは外に指摘されなければ互換的に使用することができ、そして用語「ゴム組成物」と「ゴムコンパウンド」とは外に指摘されなければ互換的に使用することができる。用語「ブチルタイプゴム」は、本発明では、外に指摘されなければ、ブチルゴム（イソブチレンと例えば約１〜約３パーセントから構成される少量のイソプレン由来単位との共重合体）、並びにクロロブチルゴムおよびブロモブチルゴム（それぞれ塩素化ブチルゴムおよび臭素化ブチルゴム）としてのハロブチルゴムを指すために用いられる。
【０００６】
発明の概要
本発明は、カーカスおよびそのカーカスに直接接触しているインナーライナーを含む空気入りタイヤであって、上記インナーライナーが
１００重量部の少なくとも１種のエラストマー；および
エラストマー１００重量部当たり２５〜１００重量部（phr）の、１６０℃未満の溶融温度を有するポリアミド
を含むゴム組成物を含み、
ここで、上記エラストマーは連続相として存在し、そして上記ポリアミドはエラストマー連続相の中に不連続相として分散されており、そして上記インナーライナーは上記カーカスと一緒に加硫されている
上記の空気入りタイヤに向けられている。
【０００７】
発明の説明
本発明は、カーカスおよびインナーライナーを含む空気入りタイヤであって、そのインナーライナーが：
１００重量部の少なくとも１種のエラストマー；および
エラストマー１００重量部当たり１〜５０重量部（phr）の、１６０℃未満の溶融温度を有するポリアミド
を含むゴム組成物を含み、
ここで、上記エラストマーは連続相として存在し、そして上記ポリアミドはエラストマー連続相の中に不連続相として分散されており、そして上記インナーライナーは上記カーカスと一緒に加硫されている
上記の空気入りタイヤに向けられている。
【０００８】
予想外にも、タイヤインナーライナーゴム組成物中に低融点ポリアミド、即ちナイロンの分散相を含めることは、タイヤの成形に許容できる生強度と共に高い耐透過性を有するインナーライナーをもたらすことが見いだされた。
【０００９】
低融点ポリアミドはインナーライナーのゴム組成物中に分散相として存在し、この場合ポリアミドはエラストマー連続相中に分散されている。このことは、ポリアミドが連続相として存在している、分散エラストマー相を有する他のインナーライナー用組成物とは全く異なるところである。
【００１０】
本発明のインナーライナーは、生インナーライナーを形成する在来のゴム混合およびカレンダリングと、それに続くタイヤの成形および加硫によって得られる。本発明では、動的加硫は利用されない。これに対して、連続ポリアミド相と分散エラストマー相を有するインナーライナー組成物を得るためには動的加硫が用いられることになろう。このような動的に加硫されたインナーライナーにおいては、連続ポリアミド相中におけるエラストマー相の分散は、硬化剤を含有するエラストマー相の、ポリアミドとの高温押出混合中の加硫によって達成される；そのエラストマーは硬化するので、混合によって誘発される剪断はそのエラストマーをしてポリアミド中に分散された小粒子を形成させる。例えば、Rubber World、２００７年９月号、第１７−２１頁のTracey, D. S.およびA. H. Tsou著・Dynamically Vulcanized Alloy Innerlinersを参照されたい。
【００１１】
これに対して、そして本発明で特に関心のあるものであるが、本発明のインナーライナーにおいては、ポリアミドは連続エラストマー相中に分散されている。ポリアミドの連続エラストマー相中におけるこのような分散は、２相混合物を得るためにポリアミドを硬化剤なしのエラストマーと、初期の所謂非硬化発現（ノンプロダクティブ）混合工程で混合することによって達成される。この後に硬化発現（プロダクティブ）混合工程で硬化剤の添加と混合が行われる。
【００１２】
本発明のインナーライナーで使用するためのゴム組成物はエラストマーを含んでいる。適したエラストマーに、ブチルゴム、クロロブチルゴムおよびブロモブチルゴムのようなハロブチルゴムを含めてブチルタイプゴム、イソブチレンとパラメチルスチレンとの共重合体、並びにイソブチレンとパラメチルスチレンとの臭素化共重合体が包含される。他の適したエラストマーに、合成ポリイソプレン、天然ゴム、スチレンブタジエンゴムおよびポリブタジエンが包含される。
【００１３】
上記に代わるインナーライナー用ブチルゴムは、イソブチレンとパラメチルスチレンとの臭素化共重合体を含む。この臭素化共重合体は、普通、約０．３〜約２重量パーセントの臭素化を含んでいる。このような臭素化共重合体を例示すると、ExxonMobil Chemical社からのExxpro（登録商標）があり、それは約４５〜約５５の１２５℃におけるムーニー（ML 1+8）粘度、約５重量パーセントのパラメチルスチレン含量、約９４〜約９５重量パーセントのイソブチレン含量および約０．８重量パーセントの臭素含量を有すると報告されている。或いはまた、ブチルゴムはイソブチレンとイソプレンとの共重合体の、イソブチレンとパラメチルスチレンとの臭素化共重合体と一緒の組み合わせを含むことができる。
【００１４】
本発明のインナーライナーで使用するためのゴム組成物は、また、低融点ポリアミド、即ちナイロンを含んでいる。低融点ポリアミドとは、ポリアミドが、インナーライナーゴム組成物を混合するのに用いられる温度、典型的には１６０〜１８０℃またはそれ以下の温度においてポリアミドを確実に溶融および分散させるべく十分に低い、比較的低い溶融温度を示すことを意味する。１つの態様において、ポリアミドはASTM D3418で測定して１６０℃未満の融点温度を有する。１つの態様では、ポリアミドはASTM D3418で測定して１４０℃未満の融点温度を有する。１つの態様では、ポリアミドはASTM D3418で測定して１２０℃未満の融点温度を有する。
【００１５】
適した低融点ポリアミドに、限定されるものではないが、ナイロン６／６６／６１０、ナイロン６／６６／６１２、ナイロン６／６６／６１０／６１２等を含めて種々のナイロン共重合体、同三元共重合体および同多元共重合体が包含される。このようなポリアミドの融点は、例えば米国特許第２，３８８，０３５号明細書に記載されるように、ポリアミドの製造において用いられる単量体の相対割合に依存する。
【００１６】
適した低融点ポリアミドは、限定されるものではないが、Elvamide（登録商標）8061、8063、8066および8023Rを含めてDuPont社からElvamide（登録商標）シリーズとして商業的に入手できる。
【００１７】
インナーライナーゴム組成物は、また、タイヤインナーライナー用の前記のエラストマーおよび低融点ポリアミドに加えて、ゴム加硫物において一般に用いられる他の常用の成分、例えば粘着付与剤樹脂、加工助剤、カーボンブラック、シリカ、タルク、クレー、マイカ、酸化防止剤、オゾン亀裂防止剤、ステアリン酸、活性剤、ワックスおよび油を望まれるだろうとおりに含んでいることができる。カーボンブラックおよび／またはシリカは、例えば２０〜６０phrの範囲で用いることができる。この一体インナーライナーは、例えばタルク、クレー、マイカおよび炭酸カルシウム、並びにそれらの混合物の内の少なくとも１つを、インナーライナー組成物に望まれる色々な物理的性質に依存して、例えば約２〜２５phrの範囲で含んでいることができる。加工助剤の典型的な量は、例えば約１〜１５phrの範囲であることができる。
【００１８】
インナーライナーとして使用するためのコンパウンドの加硫は硫黄加硫剤の存在下で行われる。適した硫黄加硫剤の例に、元素硫黄（遊離硫黄）、または硫黄供与加硫剤、例えばアミンジスルフィド、高分子ポリスルフィドまたは硫黄オレフィン付加体が包含される。硫黄加硫剤は元素硫黄が好ましい。この技術分野の当業者に知られているように、硫黄加硫剤は約０．２〜５．０phrの範囲の量で用いられ、約０．５〜３．０phrの範囲が好ましい。
【００１９】
促進剤は加硫に必要とされる時間および／または温度を制御するために、そして加硫物の性質を改善するために使用される。単一の促進剤系、即ち一次促進剤は約０．５〜３．０phrの範囲の常用量で使用することができる。これに代わる態様では、一般により大量（０．３〜３．０phr）で用いられる一次促進剤、および加硫を活性化し、そして加硫物の性質を改善するために、一般により少量（０．０５〜１．０phr）で用いられる二次促進剤より成ることができる２種または３種以上の促進剤の組み合わせが用いることができる。これら促進剤の組み合せは最終製品の性質に対して相乗効果をもたらすことが知られており、そしてそれらの最終的な性質はいずれかの促進剤単独によってもたらされる性質よりも幾分良好である。加えて、標準の加工温度では影響を受けないが、普通の加硫温度では満足な硬化をもたらす遅効型促進剤も用いることができる。使用することができる、適したタイプの促進剤は、アミン類、ジスルフィド類、グアニジン類、チオ尿素類、チアゾール類、チウラム類、スルフェンアミド類、ジチオカルバメート類およびザンテート類である。一次促進剤はジスルフィド類またはスルフェンアミド類であるのが好ましい。
【００２０】
タイヤインナーライナー組成物がシリカを含んでいることが望ましい場合、色々な合成、非晶質シリカがタイヤインナーライナーに用いることができる。このようなシリカの典型は、例えば、そして限定することが意図されるものではないが、例えば、PPG Industries社からのHiSil 210（商標名）およびHiSil 243（商標名）としての沈降シリカ；並びにJ. M. Huber Companyからの各種沈降シリカ；Degussa Companyからの各種沈降シリカ；およびRhodia Companyからの各種沈降シリカである。
【００２１】
色々なカップリング剤が、シリカ凝集体を数種のエラストマーにカップリングさせるために種々の合成、非晶質シリカ、特に沈降シリカに使用することができる。このようなカップリング剤の典型は、例えば、そして限定することが意図されるものではないが、アルコキシ基の内の少なくとも２つ、そして随意に全３つがエトキシ基であり、そしてポリスルフィド橋が平均約２〜約４個、或いはまた平均約２〜約２．６個または平均約３．４〜約３．８個の連結硫黄原子を含むビス（３−トリアルコキシシリルプロピル）ポリスルフィド、並びにゴム組成物との混合中に適切なブロッキング剤でブロックされるメルカプト部分を随意に有することができる、アルコキシ基が好ましくはエトキシ基であるアルコキシ有機メルカプトシランである。
【００２２】
ゴム組成物は、また、連続エラストマー相と分散ポリアミド相との間で相溶化剤として作用する物質を含んでいることができる。適した相溶化剤に金属塩触媒と組み合わされたフェノール樹脂が包含される。１つの態様では、相溶化剤はメチルフェノール樹脂と塩化第一錫である。他の適した相溶化剤にはメチレン供与体／メチレン受容体の対が包含される。１つの態様では、メチレン供与体／メチレン受容体タイプの相溶化剤はレゾルシノールとヘキサメチレンテトラミンである。
【００２３】
ゴム組成物の混合は、ゴムの混合技術分野の当業者に知られている方法によって成し遂げることができる。例えば、その諸成分は、典型的には、少なくとも２つの段階、即ち少なくとも１つの非硬化発現段階とそれに続く硬化発現混合段階で混合される。典型的には硫黄加硫剤を含めて最終硬化剤は、混合が典型的には先行する非硬化発現混合段階（１つまたは２つ以上）の混合温度（１つまたは２つ以上）より低い温度、即ち最終温度で起こる、通常「硬化発現」混合段階と呼ばれる最終段階で混合される。用語「非硬化発現（non-productive）」混合段階および「硬化発現（productive）」混合段階は、ゴム混合技術分野の当業者には周知である。
【００２４】
実際問題として、インナーライナーゴム組成物、即ちコンパウンドはガムストリップに成形される。この技術分野の当業者に知られているように、ガムストリップはゴムコンパウンドをミル、カレンダー、多頭押出機または他の適切な手段によるプレスまたはそれらを通過させることによって製造される。ガムストリップはカレンダーで製造されるのが好ましく、それはより大きな均一性が与えられると思われるからである。次に、未硬化ガムストリップは、カーカスとしても知られる未硬化ゴムタイヤ構造物の内面（inner surface）（露出内面（exposed inside surface））として構成される。インナーライナーは次に加熱、加圧条件下でのタイヤ硬化作業中にタイヤカーカスと一緒に硫黄硬化される。
【００２５】
本発明のタイヤの加硫は、一般に、例えば約１００〜２００℃の間の諸温度で実行される。好ましくは、加硫は約１１０〜１８０℃の範囲の諸温度で行われる。プレス機または金型中での加熱、過熱蒸気若しくは熱塩（hot salt）による、または塩浴中での加熱のような通常の加硫法のいずれも使用することができる。好ましくは、加熱はタイヤ硬化の技術分野の当業者に知られている方法でプレス機または金型中で成し遂げられる。
【００２６】
この加硫の結果、インナーライナーは、タイヤと一緒に硬化されることによってタイヤの一体部分となる。
従って、実際問題として、インナーライナーは、例えば、未硬化配合ゴムのガムストリップとしての未硬化ゴムタイヤの内面としてまず構成することができ、次いでタイヤの硬化作業中にタイヤと一緒に硬化されるが、この場合上記ゴムのガムストリップは、タイヤのタイプ、大きさおよび予定される用途に多少依存するが、例えば約０．０４〜約１センチメートルの範囲、或いはまた約０．０５〜約０．５センチメートルの範囲の厚さを有することができる。
【００２７】
一体インナーライナーを有する空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、トラックタイヤ、または他のタイプのバイアス若しくはラジアル空気入りタイヤの形に組み立てることができる。
【００２８】
次の実施例は本発明を例証するために与えられるが、それらは本発明を限定するものではない。部数および百分率は外に指摘されなければ重量による。
【実施例】
【００２９】
実施例１
この実施例では、低融点ポリアミドをブチルゴムインナーライナー組成物の中に分散させることの効果が例証される。量は全て重量部である。ゴム組成物は２相混合手順を用いて混合され、この場合エラストマーとポリアミドを第一の非硬化発現混合工程で添加し、続いて常用量の硬化剤を第二の硬化発現混合工程で添加して分散ポリアミド相を連続エラストマー相中に有するコンパウンドを得た。
【００３０】
混合されたコンパウンドはシートに成形され、そして１７０℃で２０分間硬化された。硬化試料は次に透過性について試験された。コンパウンドの処方および相対透過度が表１に示される。
【００３１】
【表１】
2009143561.tif 000002
【００３２】
表１に見られるとおり、エラストマー相中におけるポリアミドの分散相としての存在は、従来のブチルゴムコンパウンドに比較して予想外に低い透過度をもたらす。
実施例２
この実施例では、低融点ポリアミドをブチルゴムおよび合成ポリイソプレンを含有するインナーライナーコンパウンドの中に分散させることの効果が例証される。コンパウンドは実施例１の手順に従って成形、硬化および試験された。
【００３３】
【表２】
2009143561.tif 000003
【００３４】
表２に見られるとおり、エラストマー相中におけるポリアミドの分散相としての存在は、従来のブチルゴムコンパウンドに比較して予想外に低い透過度をもたらす。
実施例３
この実施例では、低融点ポリアミドをブチルゴムを含有するインナーライナーコンパウンドの中に分散させることの効果が例証される。コンパウンドにクレーを加えることの更なる効果も例証される。量は全て重量部である。コンパウンドは実施例１の手順に従って成形、硬化および試験された。
【００３５】
【表３】
2009143561.tif 000004
【００３６】
表３に見られるとおり、エラストマー相中におけるポリアミドの分散相としての存在は、従来のブチルゴムコンパウンドに比較して予想外に低い透過度をもたらす。
実施例４
この実施例では、低融点ポリアミドをブチルゴムを含有するインナーライナーコンパウンドの中に分散させることの効果が例証される。量は全て重量部である。コンパウンドは実施例１の手順に従って成形、硬化および試験された。
【００３７】
【表４】
2009143561.tif 000005
【００３８】
表４に見られるとおり、エラストマー相中におけるポリアミドの分散相としての存在は、従来のブチルゴムコンパウンドに比較して予想外に低い透過度をもたらす。
実施例５
この実施例では、低融点ポリアミドをブチルゴムを含有するインナーライナーコンパウンドの中に分散させることの効果が例証される。コンパウンドにクレーを加えることの更なる効果も例証される。量は全て重量部である。コンパウンドは実施例１の手順に従って成形、硬化および試験された。
【００３９】
【表５】
2009143561.tif 000006
【００４０】
表５に見られるとおり、エラストマー相中におけるポリアミドの分散相としての存在は、従来のブチルゴムコンパウンドに比較して予想外に低い透過度をもたらす。
実施例６
この実施例では、低融点ポリアミドを合成ポリイソプレンを含有するインナーライナーコンパウンドの中に分散させることの効果が例証される。コンパウンドにクレーを加えることの更なる効果も例証される。量は全て重量部である。コンパウンドは実施例１の手順に従って成形、硬化および試験された。
【００４１】
【表６】
2009143561.tif 000007
【００４２】
表６に見られるとおり、エラストマー相中におけるポリアミドの分散相としての存在は、従来のブチルゴムコンパウンドに比較して予想外に低い透過度をもたらす。
実施例７
この実施例では、低融点ポリアミドを合成イソプレンを含有するインナーライナーコンパウンドの中に分散させることの効果が例証される。量は全て重量部である。コンパウンドは実施例１の手順に従って成形、硬化および試験された。
【００４３】
【表７】
2009143561.tif 000008
【００４４】
表７に見られるとおり、エラストマー相中におけるポリアミドの分散相としての存在は、従来のブチルゴムコンパウンドに比較して予想外に低い透過度をもたらす。
実施例８
この実施例では、低融点ポリアミドを合成ポリイソプレンを含有するインナーライナーコンパウンドの中に分散させることの効果が例証される。コンパウンドにクレーを加えることの更なる効果も例証される。量は全て重量部である。コンパウンドは実施例１の手順に従って成形、硬化および試験された。
【００４５】
【表８】
2009143561.tif 000009
【００４６】
表８に見られるとおり、エラストマー相中におけるポリアミドの分散相としての存在は、従来のブチルゴムコンパウンドに比較して予想外に低い透過度をもたらす。
実施例９
この実施例では、低融点ポリアミドを合成イソプレンとクレーまたは天然ゴムとクレーを含有するインナーライナーコンパウンドの中に分散させることの効果が例証される。量は全て重量部である。コンパウンドは実施例１の手順に従って成形、硬化および試験された。
【００４７】
【表９】
2009143561.tif 000010
【００４８】
表９に見られるとおり、エラストマー相中におけるポリアミドの分散相としての存在は、従来のブチルゴムコンパウンドに比較して予想外に低い透過度をもたらす。
実施例１０
この実施例では、低融点ポリアミドを合成イソプレンとクレーまたは天然ゴムとクレーを含有するインナーライナーコンパウンドの中に分散させることの効果が例証される。量は全て重量部である。コンパウンドは実施例１の手順に従って成形、硬化および試験された。
【００４９】
【表１０】
2009143561.tif 000011
【００５０】
表１０に見られるとおり、ポリアミドがエラストマー相中に分散相として、ヘキサメチレンテトラミン−レゾルシノールの組み合わせが用いられる異なる相溶化剤と共に存在することは、従来のブチルゴムコンパウンドに比較して予想外に低い透過度をもたらす。
【００５１】
以上、本発明を説明する目的からある特定の代表的態様および細部を示したが、この技術分野の当業者には、本発明においては発明の精神と範囲から逸脱しない限り色々な変更および改変がなされ得ることは明白であろう。