特許 7662414 空気入りタイヤのインナーライナーとカーカスプライとの間に配されるゴム部材用ゴム組成物、及び空気入りタイヤ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-07

(45)【発行日】2025-04-15

(54)【発明の名称】空気入りタイヤのインナーライナーとカーカスプライとの間に配されるゴム部材用ゴム組成物、及び空気入りタイヤ

(51)【国際特許分類】

   C08L 9/00 20060101AFI20250408BHJP

   C08K 3/04 20060101ALI20250408BHJP

   C08K 3/013 20180101ALI20250408BHJP

   B60C 5/14 20060101ALI20250408BHJP

【ＦＩ】

C08L9/00

C08K3/04

C08K3/013

B60C5/14 A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021087847

(22)【出願日】2021-05-25

(65)【公開番号】P2022181026

(43)【公開日】2022-12-07

【審査請求日】2024-03-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000003148

【氏名又は名称】ＴＯＹＯ ＴＩＲＥ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003395

【氏名又は名称】弁理士法人蔦田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 真也

【審査官】西山 義之

(56)【参考文献】

【文献】特表２００９－５２８１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１２－５２１４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５４－０５３４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０９６１７４０１（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】特開平１０－０７１８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００２－５３８０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２４０６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１００２３１００（ＣＮ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５２３４５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０８Ｌ １／００－１０１／１４

Ｃ０８Ｋ ３／００－ １３／０８

Ｂ６０Ｃ ５／００－ ５／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ジエン系ゴムと、灰分を１０～２５質量％含む熱分解カーボンブラックとを含有し、
空気入りタイヤのインナーライナーとカーカスプライとの間に配されるゴム部材用ゴム組成物。

【請求項2】

前記熱分解カーボンブラックの含有量が、全無機充填材の１０～５０質量％である、請求項１に記載のゴム部材用ゴム組成物。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のゴム組成物を、インナーライナーとカーカスプライとの間に配してなる、空気入りタイヤ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気入りタイヤのインナーライナーとカーカスプライとの間に配されるゴム部材用ゴム組成物、及び空気入りタイヤに関するものである。

【背景技術】

【0002】

空気入りタイヤは複数のゴム部材から構成されている。加硫前のグリーンタイヤにおいて、ゴム部材が成形後に収縮すると、部材間の剥がれやグリーンタイヤの形状が安定しないなどの不具合が生じるおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０２０－５２３４５６号公報

【文献】特表２０１７－５２４０６５号公報

【文献】特開２０１５－１３１６４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

インナーライナーとカーカスプライとの間には接着性を高める目的でゴム部材が配されることがあるが、特にこのゴム部材は成形後に収縮しにくいことが求められる。

【0005】

本発明は、以上の点に鑑み、空気入りタイヤのインナーライナーとカーカスプライとの間に配されるゴム部材の成形後の収縮を抑制することで、グリーンタイヤにおける部材間の剥がれを抑制し、形状が安定したグリーンタイヤが得られる、ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。

【0006】

なお、特許文献１には表面処理された熱分解カーボンブラックを配合したゴム組成物が記載され、特許文献２には、シリカ層で被覆された熱分解カーボンブラックを配合したゴム組成物が記載され、特許文献３には、帯電防止剤として、熱分解カーボンブラックを配合したゴム組成物が記載されている。

【0007】

しかしながら、いずれの文献にも、熱分解カーボンブラックを配合したゴム組成物からなるゴム部材を空気入りタイヤのインナーライナーとカーカスプライとの間に配することにより、グリーンタイヤにおける部材間の剥がれを抑制でき、形状が安定したグリーンタイヤが得られることは記載されていない。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施形態に係るゴム組成物は、上記課題を解決するために、ジエン系ゴムと、熱分解カーボンブラックとを含有し、空気入りタイヤのインナーライナーとカーカスプライとの間に配されるものとする。

【0009】

上記熱分解カーボンブラックは、灰分を１０～２５質量％含むものとすることができる。

【0010】

上記熱分解カーボンブラックの含有量は、全無機充填材の１０～５０質量％であるものとすることができる。

【0011】

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤは、上記ゴム組成物をインナーライナーとカーカスプライとの間に配してなるものとする。

【発明の効果】

【0012】

本発明のゴム組成物によれば、成形後のゴム部材の収縮を抑制することで、グリーンタイヤにおける部材間の剥がれを抑制し、形状が安定したグリーンタイヤが得られる。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。

【0014】

本実施形態に係るゴム組成物は、ジエン系ゴムと、熱分解カーボンブラックとを含有するものである。

【0015】

本実施形態に係るジエン系ゴムは、特に限定されないが、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン－イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン－イソプレン共重合体ゴム、スチレン－イソプレン－ブタジエン共重合体ゴムなどが挙げられる。これらジエン系ゴムは、いずれか１種単独で、又は２種以上ブレンドして用いることができる。これらの中でも、天然ゴム単独、又は天然ゴムとスチレンブタジエンゴムとの併用であることが好ましい。

【0016】

本実施形態に係る熱分解カーボンブラックは、使用済み空気入りタイヤの熱分解プロセスによって得ることができる。熱分解カーボンブラックには灰分が含まれており、その含有量は特に限定されないが、１０～２５質量％であることが好ましい。灰分量は、ＪＩＳ Ｋ６２２０－１に準拠し、測定温度７５０℃にて測定した値とする。熱分解カーボンブラックは、表面処理されていないものであることが好ましい。

【0017】

上記熱分解カーボンブラックの比表面積は、特に限定されないが、Ｎ_２ＳＡ比表面積で６０～１００ｍ^２／ｇであることが好ましく、７０～９０ｍ^２／ｇであることが好ましい。なお、Ｎ_２ＳＡ比表面積は、ＪＩＳ Ｋ６２１７の多点法に準拠して測定した値とする。

【0018】

本実施形態に係るゴム組成物は、熱分解カーボンブラックを含有することにより、成形後のゴム部材の収縮を抑制することができる。このゴム部材を、インナーライナーとカーカスプライとの間に配することにより、グリーンタイヤにおける部材間の剥がれを抑制し、形状が安定したグリーンタイヤを得ることができる。

【0019】

本実施形態に係るゴム組成物には、無機充填剤として、熱分解カーボンブラック以外にも、シリカや熱分解プロセスによって処理されていないカーボンブラック（以下、単にカーボンブラックという）等の補強性充填剤を用いることができる。すなわち、無機充填剤は、カーボンブラックと熱分解カーボンブラックとの併用でも、シリカと熱分解カーボンブラックとの併用でも、カーボンブラックと熱分解カーボンブラックとシリカの併用でもよい。好ましくは、カーボンブラックと熱分解カーボンブラックとの併用である。

【0020】

無機充填剤の含有量は、特に限定されず、例えばゴム成分１００質量部に対して、１０～７０質量部であることが好ましく、２０～７０質量部であることがより好ましく、３０～６５質量部であることがさらに好ましい。

【0021】

上記熱分解カーボンブラックの含有量は、特に限定されないが、全無機充填材の１０～５０質量％であることが好ましい。熱分解カーボンブラックの含有割合が上記範囲内である場合、成形後のゴム部材の収縮を抑制しやすい。

【0022】

カーボンブラック（熱分解カーボンブラックは除く）としては、特に限定されず、公知の種々の品種を用いることができる。カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、５～６３質量部であることが好ましく、１０～６３質量部であることがより好ましく、１５～５８．５質量部であることがさらに好ましい。

【0023】

シリカとしては、特に限定されないが、湿式沈降法シリカや湿式ゲル法シリカなどの湿式シリカが好ましく用いられる。シリカの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、０～３０質量部であることが好ましく、０～２０質量部であることがより好ましく、０～１０質量部であることがさらに好ましい。

【0024】

本実施形態に係るゴム組成物には、スルフィドシラン、メルカプトシランなどのシランカップリング剤をさらに含有してもよい。シランカップリング剤の含有量は、シリカ１００質量部に対して０～１５質量部であることが好ましい。

【0025】

本実施形態に係るゴム組成物には、上記した各成分に加え、通常のゴム工業で使用されているプロセスオイル、酸化亜鉛、ステアリン酸、軟化剤、可塑剤、ワックス、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤などの配合薬品類を通常の範囲内で適宜配合することができる。

【0026】

加硫剤としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などの硫黄成分が挙げられる。加硫剤の含有量はゴム成分１００質量部に対して０．１～１０質量部であることが好ましく、０．５～５質量部であることがより好ましい。また、加硫促進剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して０．１～７質量部であることが好ましく、０．５～５質量部であることがより好ましい。

【0027】

本実施形態に係るゴム組成物は、通常用いられるバンバリーミキサーやニーダー、ロール等の混合機を用いて、常法に従い混練して作製することができる。すなわち、第一混合段階で、ゴム成分に対し、加硫剤及び加硫促進剤を除く他の添加剤を添加混合し、得られた混合物に、最終混合段階で加硫剤及び加硫促進剤を添加し、混合してゴム組成物を調製することができる。

【0028】

このようにして得られるゴム組成物は、乗用車用、トラックやバスの大型タイヤなど、各種用途・サイズの空気入りタイヤのカーカスプライとインナーライナーとの間に適用することができる。例えば、ゴム組成物を押出加工によって所定の形状に成形し、他の部品と組み合わせてグリーンタイヤを作製した後、例えば１３０～１９０℃で加硫成形することにより、空気入りタイヤを製造することができる。

【0029】

本実施形態に係る空気入りタイヤの種類としては、特に限定されず、上述の通り、乗用車用タイヤ、トラックやバスなどに用いられる重荷重用タイヤなどの各種のタイヤが挙げられる。

【実施例】

【0030】

以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【0031】

バンバリーミキサーを使用し、下記表１に示す配合（質量部）に従い、まず、第一混合段階（ノンプロ練り工程）で、加硫促進剤及び硫黄を除く成分を添加混合し（排出温度＝１６０℃）、得られた混合物に、最終混合段階（プロ練り工程）で、加硫促進剤及び硫黄を添加混合して（排出温度＝９０℃）、ゴム組成物を調製した。

【0032】

表１中の各成分の詳細は以下の通りである。

【0033】

・天然ゴム：ＲＳＳ＃３
・ＳＢＲ：ＪＳＲ（株）製「ＪＳＲ１５０２」
・カーボンブラック：東海カーボン(株)製「シーストＶ」、灰分＝０．１質量％、Ｎ_２ＳＡ比表面積＝２７ｍ^２／ｇ
・熱分解カーボンブラック１：灰分＝１５．１質量％、Ｎ_２ＳＡ比表面積＝８７ｍ^２／ｇ
・熱分解カーボンブラック２：灰分＝２０．８質量％、Ｎ_２ＳＡ比表面積＝７５ｍ^２／ｇ
・酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製「酸化亜鉛３種」
・ステアリン酸：日油（株）製「ビーズステアリン酸」
・老化防止剤：大内新興化学工業（株）製「ノクラック６Ｃ」
・オイル：ＥＮＥＯＳ（株）製「プロセスＮＣ１４０」
・硫黄：鶴見化学工業（株）製「粉末硫黄」
・加硫促進剤：三新化学工業（株）製「サンセラーＮＳ－Ｇ」

【0034】

なお、熱分解カーボンブラック中の灰分量は、ＪＩＳ Ｋ６２２０－１に準拠し、測定温度７５０℃で測定した。

【0035】

熱分解カーボンブラックのＮ_２ＳＡ比表面積は、ＪＩＳ Ｋ６２１７の多点法に準拠して測定した。

【0036】

得られた各ゴム組成物について、ゴムの収縮性を評価した。評価方法は次の通りである。

【0037】

・ゴムの収縮性１（列理方向）：得られたゴム組成物を、８０℃に温調したロールを用いて押し出した後、押出直後のサンプルにおける列理方向の長さを測定した。その後、サンプルを室温で２４時間静置し、２４時間静置後のサンプルにおける列理方向の長さを測定し、次の式に基づいて、収縮度を求めた。収縮度が０％に近いほどサンプルは収縮していないことを示す。なお、列理方向とは、ロールを用いてゴム組成物を押し出した押出方向のことをいう。
収縮度＝｛（押出直後の長さ－２４時間静置後の長さ）／押出直後の長さ｝×１００

【0038】

・ゴムの収縮性２（反列理方向）：サンプルにおける反列理方向の長さを測定した以外は、上記と同様に収縮度を求めた。収縮度が０％に近いほど反列理方向の伸びは生じておらず、サンプルは収縮していないことを示す。なお、反列理方向とは、ロールを用いてゴム組成物を押し出した押出方向と直交する方向のことをいう。

【0039】

【表1】

【0040】

結果は、表１に示す通りであり、比較例１と実施例１～３との対比より、熱分解カーボンブラックを含有する場合、列理方向における収縮、及び反列理方向における伸びを抑制できたことがわかる。

【産業上の利用可能性】

【0041】

本発明のゴム組成物は、乗用車、ライトトラック・バス等の各種タイヤに用いることができる。