JP2007224073A - ゴム組成物及びそれを使用した空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明のゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して樹脂を0.5〜20質量部並びにダイポーラー窒素を含む部分Q、及び酸素又は硫黄を含む4〜6員環状の窒素含有複素環を含む部分Bを有する1,3−ダイポール化合物を0.1〜30質量部を配合したものであり、具体的にはダイポーラー窒素部分が、A1−C(A2)=N(A3)→O、A1−C≡N→O、及びA1−C≡N→N−A4の少なくとも1以上から選択されるものである。
【選択図】 なし
Description
本出願人は、上記従来の解決されるべき問題点を克服するために、ゴム組成物中に、ある種の樹脂を配合させることによって、その出願時には上記の問題点を相当に改善したゴム組成物を完成させた(特許文献1)。
しかしながら、耐カット性及び耐チッピング性に優れ、発熱性の低い、耐久性に優れたゴム組成物に対する要求は今なお続いている。
そこで、本出願人はさらに改良研究を重ね、今回、ゴム組成物中に上記ある種の樹脂に加えて、樹脂の構造中に含まれる不飽和結合部位と反応してゴム組成物の耐カット性及び耐チッピング性の更なる改善を導く1,3−ダイポール化合物を配合させることによって、本発明を完成した。
即ち、本発明は、以下の手段或いは構成を特徴とするものである。
(2) 上記のダイポーラー窒素部分が、A1−C(A2)=N(A3)→O、A1−C≡N→O、及びA1−C≡N→N−A4の少なくとも1以上から選択され、該A1〜A4はそれぞれ異なっていても良い水素原子又は炭素数が20以下の基又は上記Bを連結する連結鎖であり、上記1,3−ダイポール化合物が少なくともA1〜A4の1つ以上に上記Bが連結している上記(1)に記載のゴム組成物。
(3) 上記1,3−ダイポール化合物のA1〜A4は、水素原子、炭素数が1〜20の範囲にあるアルキル基、及び炭素数が6〜20の範囲にあるアリール基(但し、芳香族環にはニトロ基、シアノ基、クロロ基、ブロモ基、アシル基、カルボニルアルキル基、アルキル基、及びアルコキシル基を有してよい。)の何れか1つから選択される基、又はそれらの連結鎖である上記(2)に記載のゴム組成物。
(4) 上記B部分の窒素含有複素環がオキサゾリン環又はチアゾリン環である上記(1)に記載のゴム組成物。
(5) 上記樹脂がジシクロペンタジエン系樹脂、C5系樹脂、C9系樹脂、C5−C9系樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド系樹脂である請求項1〜4のいずれか一に記載のゴム組成物。
(6) 上記1,3−ダイポール化合物が、4−(2−オキサゾリル)−フェニル−N−メチル−ニトロン、4−(2−チアゾリル)−フェニル−N−メチル−ニトロン、4−(2−オキサゾリル)−フェニル−N−フェニル−ニトロン、4−(2−チアゾリル)−フェニル−N−フェニル−ニトロン、フェニル−N−4−(2−オキサゾリル)−フェニル−ニトロン、フェニル−N−4−(2−チアゾリル)−フェニル−ニトロン、4−トリル−N−4−(2−オキサゾリル)−フェニル−ニトロン、4−トリル−N−4−(2−チアゾリル)−フェニル−ニトロン、4−メトキシフェニル−N−4−(2−オキサゾリル)−フェニル−ニトロン、4−メトキシフェニル−N−4−(2−チアゾリル)−フェニル−ニトロン、4−(2−オキサゾリル)−フェニル−ニトリルオキシド、4−(2−チアゾリル)−フェニル−ニトリルオキシド、4−(2−オキサゾリル)−フェニル−N−メチル−ニトリルイミン、4−(2−チアゾリル)−フェニル−N−メチル−ニトリルイミン、4−(2−チアゾリル)−フェニル−ニトリルオキシド、4−(2−オキサゾリル)−フェニル−N−フェニル−ニトリルイミン、4−(2−チアゾリル)−フェニル−N−フェニル−ニトリルイミン、フェニル−N−4−(2−オキサゾリル)−フェニル−ニトリルイミン、フェニル−N−4−(2−チアゾリル)−フェニル−ニトリルイミンの1以上のものからなる上記(4)記載のゴム組成物。
(7) 上記(1)〜(6)の何れか一に記載されるゴム組成物を使用してなる空気入りタイヤ。
(8) 上記(1)〜(6)の何れか一に記載されるゴム組成物を使用してなる重荷重用空気入りタイヤ。
(9) 上記(1)〜(6)の何れか一に記載されるゴム組成物を使用してなるオフロード用空気入りタイヤ。
これは、SBR及び変性SBRのゴム成分中の二重結合部分(P)と化合物のQ部分が下記反応式(1)〜(3)の反応が生じることによるものと考えられる。
本発明のゴム組成物は、天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴム100質量部に対して、以下に定義されるような1,3−ダイポール化合物を0.1〜30質量部、並びに樹脂を0.5〜20質量部の配合率で含んでなることを特徴とする。
配合され得る樹脂としては、概して、ジシクロペンタジエン系樹脂、C5系樹脂、C9系樹脂、C5−C9系樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂が挙げられる。
で表されるシクロペンタジエン環を有する化合物及びそのディールスアルダー付加物よりなる群の中から選ばれた少なくとも1種の化合物である成分A 100質量部と、
一般式(II)
で表される5−アルキリデンノルボルネン−2又はその誘導体である成分B 5〜150質量部とを共重合させることにより得られる炭化水素樹脂を意味している。
まず、概観を記すと、ジシクロペンタジエン系樹脂は、以下の成分Rと成分Sとのディールスアルダー反応によって調製できる。
成分Rは、上記の一般式Iの化合物に対応しており、成分Rとしては、例えば、シクロペンタジエン、メチルシクロペンタジエンなど、又、一般式Iの化合物のディールスアルダー付加物としてのジシクロペンタジエン、シクロペンタジエン−メチルシクロペンタジエン共二量化物、トリシクロペンタジエン等が挙げられ、これら及びこれらの混合物が工業的に好ましく利用され、これらの中ではシクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン又は両者の混合物が特に好ましい。
C5系石油樹脂としては、例えば、ストラクトールTS30(ストラクトール社製)、TX−500(三井化学(株)製)等が挙げられる。
C9系石油樹脂としては、例えば、ネオポリマー80(新日本石油化学(株)製)、ネオポリマー140(新日本石油化学(株)製)等が挙げられる。
C5−C9系石油樹脂としては、例えば、TS−30−DL、TS35、TS35−DL(ストラクトール社製)等が挙げられる。
(実施例1〜9及び比較例1〜4)
各実施例及び比較例のゴム組成物を下記表1に示し、下記表1の配合表に従ってバンバリーミキサーを使用して架橋前のゴム組成物を調製した。3700R57にタイヤを作成した。
*1)#1500;乳化重合SBR
*2)ジシクロペンタジエン樹脂(新日本石油化学社製、日石ネオレジンD145)
*3)4OPPN;(4−(2−オキサゾリル)−フェニル−N−フェニルニトロン)
*4)4OPMN;(4−(2−オキサゾリル)−フェニル−N−メチルニトロン)
*5)の老化防止剤6PPD;N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン
*6)の加硫促進剤DPG;ジフェニルグアニジン
*7)の加硫促進剤CZ;N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド
*8)の加硫促進剤MBTS;ジベンゾチアジルジスルフィド
クロロホルム300mlに15.0gの4−ホルミル−ベンゾイルクロライド(1当量)を攪拌混合した溶液に、クロロホルム200mlに10.9gの2−アミノエタノール(2当量)を加えた溶液を−10℃下で滴下して加えた。この溶液を25℃に2時間おいた後、白色沈殿物が濾過により除かれた。濾液はロータリーエバポレータにより乾燥させ、17.4gの黄色液である4−ホルミル−N−(2−ヒドロキシエチル)−ベンザミドを得た。
濃硫酸50mlに4−ホルミル−N−(2−ヒドロキシエチル)−ベンザミド17.4gを攪拌しながら滴下し、混合物を100℃で1時間加熱した。この溶液に20%水酸化ナトリウム及びクロロホルムの各500mlを攪拌混合しながら滴下し、温度を15℃以下に維持した。生成層が分離され乾燥されて、6.3gの4−(2−オキサゾリル)−ベンズアルデヒドを得た。
4−(2−オキサゾリル)−ベンズアルデヒド(1当量、6.3g)とN−フェニル−ヒドロキシアミン(1当量、3.9g)との混合物を100mlのエタノール中で30分間還流して、50ml量に濃縮した。水50mlの同量を添加して、混合物を冷蔵庫に5℃にて一昼夜冷却した。濾過分離及び乾燥により白色結晶が得られ、6.7gの4−(2−オキサゾリル)−フェニル−N−フェニルニトロンを生成した。
クロロホルム300mlに4−ホルミル−ベンゾイルクロライド(15.0g、89mmol)を攪拌混合した溶液に、クロロホルム200mlに2−アミノエタノール(10.9g、178mmol)を加えた溶液を−10℃下で滴下して加えた。この溶液を25℃に2時間おいた後、白色沈殿物が濾過により除かれた。濾液はロータリーエバポレータにより乾燥させ、17g(88mmol)の黄色液である4−ホルミル−N−(2−ヒドロキシエチル)−ベンズアミドを得た。
濃硫酸50mlに4−ホルミル−N−(2−ヒドロキシエチル)−ベンザミド(17g、88mmol)を攪拌しながら滴下し、混合物を100℃で1時間加熱した。この溶液に20%水酸化ナトリウム液及びクロロホルムのそれぞれ500mlを混合し攪拌しながら滴下し、温度を15℃以下に維持した。生成層が分離され乾燥されて、6.3g(36mmol)の4−(2−オキサゾリル)−ベンズアルデヒド(収率41%)を得た。
4−(2−オキサゾリル)−ベンズアルデヒド(1当量、6.3g)とN−メチル−ヒドロキシアミン(1.7g、36mmol)との混合物を100mlのエタノール中で30分間還流して、50ml量に濃縮した。水50mlの同量を添加して、混合物を冷蔵庫に5℃にて一昼夜冷却した。濾過分離及び乾燥により白色結晶が得られ、5.1gの4−(2−オキサゾリル)−フェニル−N−メチルニトロン(収率69%)を生成した。
10km/hの速度・ステップロード条件のドラムシステムを実施し、トレッドの深さ90mmの位置における温度を測定し、比較例1を対照値(コントロール)100として、各例を指数で表示した。指数の値が大きい程、低発熱性に優れていることを示す。
2000時間走行後のタイヤにおけるトレッドゴムを、式:走行距離/(走行前の溝深さ−走行後の溝深さ)により、算出し、比較例1を対照値(コントロール)100として、各例を指数で表示した。指数の値が大きい程、耐カット−チッピング性の改良効果がある。
又、比較例1〜3の間での比較により、樹脂を配合してなる比較例2,3は、樹脂を全く含まない比較例1よりも、耐カット−チッピング性に優れていることがわかる。
Claims (9)
- 天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴム100質量部に対して、ダイポーラー窒素を含む部分Q、及び酸素原子又は硫黄原子を含む4〜6員環状の窒素含有複素環部分Bを有する1,3−ダイポール化合物を0.1〜30質量部、並びに樹脂を0.5〜20質量部の配合率で配合したゴム組成物。
- ダイポーラー窒素部分が、A1−C(A2)=N(A3)→O、A1−C≡N→O、及びA1−C≡N→N−A4の少なくとも1以上から選択され、該A1〜A4はそれぞれ異なっていても良い水素原子又は炭素数が20以下の基又は上記Bを連結する連結鎖であり、上記1,3−ダイポール化合物が少なくともA1〜A4の1つ以上に上記Bが連結している請求項1に記載のゴム組成物。
- 上記1,3−ダイポール化合物のA1〜A4は、水素原子、炭素数が1〜20の範囲にあるアルキル基、及び炭素数が6〜20の範囲にあるアリール基(但し、芳香族環にはニトロ基、シアノ基、クロロ基、ブロモ基、アシル基、カルボニルアルキル基、アルキル基、及びアルコキシル基を有してよい。)の何れか1つから選択される基、又はそれらの連結鎖である請求項2に記載のゴム組成物。
- 上記B部分の窒素含有複素環がオキサゾリン環又はチアゾリン環である請求項3に記載のゴム組成物。
- 上記樹脂がジシクロペンタジエン系樹脂、C5系樹脂、C9系樹脂、C5−C9系樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド系樹脂である請求項1〜4のいずれか一項に記載のゴム組成物。
- 上記1,3−ダイポール化合物が、4−(2−オキサゾリル)−フェニル−N−メチル−ニトロン、4−(2−チアゾリル)−フェニル−N−メチル−ニトロン、4−(2−オキサゾリル)−フェニル−N−フェニル−ニトロン、4−(2−チアゾリル)−フェニル−N−フェニル−ニトロン、フェニル−N−4−(2−オキサゾリル)−フェニル−ニトロン、フェニル−N−4−(2−チアゾリル)−フェニル−ニトロン、4−トリル−N−4−(2−オキサゾリル)−フェニル−ニトロン、4−トリル−N−4−(2−チアゾリル)−フェニル−ニトロン、4−メトキシフェニル−N−4−(2−オキサゾリル)−フェニル−ニトロン、4−メトキシフェニル−N−4−(2−チアゾリル)−フェニル−ニトロン、4−(2−オキサゾリル)−フェニル−ニトリルオキシド、4−(2−チアゾリル)−フェニル−ニトリルオキシド、4−(2−オキサゾリル)−フェニル−N−メチル−ニトリルイミン、4−(2−チアゾリル)−フェニル−N−メチル−ニトリルイミン、4−(2−チアゾリル)−フェニル−ニトリルオキシド、4−(2−オキサゾリル)−フェニル−N−フェニル−ニトリルイミン、4−(2−チアゾリル)−フェニル−N−フェニル−ニトリルイミン、フェニル−N−4−(2−オキサゾリル)−フェニル−ニトリルイミン、フェニル−N−4−(2−チアゾリル)−フェニル−ニトリルイミンの1以上のものからなる請求項5記載のゴム組成物。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載されるゴム組成物を使用してなる空気入りタイヤ。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載されるゴム組成物を使用してなる重荷重用空気入りタイヤ。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載されるゴム組成物を使用してなるオフロード用空気入りタイヤ。
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