JP2009001719A - ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エポキシ化天然ゴムを含有するゴム成分100質量部に対して、シリカを30〜120質量部、次の一般式で示される結合単位を有する有機硫黄化合物を1〜30質量部含有するゴム組成物をタイヤのトレッドゴムに用いる。
−(R−Sx)n−
(式中、−R−は−(CH2−CH2−O)m−CH2−CH2−であり、xは3〜6の整数であり、nは10〜400の整数であり、mは2〜5の整数である。)
【選択図】図1
Description
(式中、−R−は−(CH2−CH2−O)m−CH2−CH2−であり、xは3〜6の整数であり、nは10〜400の整数であり、mは2〜5の整数である。)
本発明は、ゴム成分中のエポキシ化天然ゴムの含有率が50質量%以上であることが好ましい。また、ゴム成分100質量部に対して、平均一次粒子径が22nm以上のシリカ(1)を5質量部以上、平均一次粒子径が22nm未満のシリカ(2)を25質量部以上含有し、シリカ(1)及びシリカ(2)の合計含有量は30〜120質量部であることが好ましい。また本発明は、前記ゴム組成物をトレッド部に用いた空気入りタイヤである。
上記式において、−R−は−(CH2−CH2−O)m−CH2−CH2−であり、xは3〜6の整数であり、nは10〜400の整数であり、mは2〜5の整数である。
本発明のトレッド用ゴム組成物において、ゴム成分は、少なくともエポキシ化天然ゴム(ENR)を含有する。
本発明のトレッド用ゴム組成物は、さらにシリカを含有する。シリカは補強用充填剤として機能するものであるが、後述の有機硫黄化合物の配合と相俟ってトレッドゴム組成物の引張強度を向上させ、耐摩耗性およびグリップ性を向上するとともに、転がり抵抗を低減することができる。また、シリカは石油外資源由来であるため、たとえばカーボンブラックなどの石油資源由来の補強剤を主な補強剤として配合する場合と比べて、ゴム組成物中の石油資源由来の原料の使用量を低減できる。
D1/D2が、1.4未満の場合、2種類の混合の効果は小さく、耐摩耗性、転がり抵抗、グリップ性及びゴム加工性の総合的な特性バランスの調整が困難となる。
ここで、W1×0.15≦W2、さらにW1×0.25≦W2が好ましい。W2がW1×0.03未満の場合、トレッドゴム組成物の硬度が低くなり操縦安定性が低下する。
また、W2≦W1×7、さらにW2≦W1×4が好ましい。W2がW1×14を超えると、転がり抵抗が低下する傾向にある。
<有機硫黄化合物>
本発明のゴム組成物は、次の一般式(1)で示される結合単位を有する有機硫黄化合物を1〜30質量部含有する。
上記式において、−R−は−(CH2−CH2−O)m−CH2−CH2−であり、xは3〜6の整数であり、nは10〜400の整数であり、mは2〜5の整数である。
本発明のトレッド用ゴム組成物は、補強剤としてカーボンブラックをさらに含有する。カーボンブラックを配合することによって、トレッド用ゴム組成物に良好な機械的強度が付与されるが、カーボンブラックは一般に石油資源由来であるため、石油資源由来の原料の使用量を低減するためには、カーボンブラックの配合量は、ゴム成分100質量部に対して10質量部以下、さらに6質量部以下であることが好ましい。また、カーボンブラックの配合による適切な黒色化及び耐候性の向上効果を良好に得る点では、カーボンブラックの配合量が、ゴム成分100質量部に対して2質量部以上であることが好ましく、4質量部以上であることがより好ましい。カーボンブラックは、N220、N234、N330、N351,N550などを例示できるが、なかでもN220カーボンブラックが黒色化及び耐候性の観点から好適である。
本発明のトレッド用ゴム組成物はシリカとともに、シランカップリング剤を配合することが好ましい。シランカップリング剤としては、従来公知のシランカップリング剤を用いることができ、たとえば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)ジスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)ジスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリメトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィドなどのスルフィド系;3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシランなどのメルカプト系;前記メルカプト系のメルカプト基をカルボン酸例えば、オクチル酸、デカン酸などの脂肪酸でエステル化した3−オクタノイルチオ−プロピルトリエトキシシラン、3−デカノイルチオ−プロピルトリエトキシシランなどの保護化メルカプト系;ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系;3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系;γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどのグリシドキシ系;3−ニトロプロピルトリメトキシシラン、3−ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系;3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、2−クロロエチルトリメトキシシラン、2−クロロエチルトリエトキシシランなどのクロロ系;などを挙げることができる。これらのシランカップリング剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のトレッド用ゴム組成物には、上記した成分以外にも、従来ゴム工業で使用される他の配合剤、たとえばその他の加硫剤、ステアリン酸、加硫促進剤、加硫促進助剤、オイル、ワックス、老化防止剤などを配合してもよい。
本発明のトレッド用ゴム組成物は、石油資源由来の原料の使用量を低減しつつ、グリップ性能および耐摩耗性を改善し転がり抵抗を軽減できる。
表1に示す配合処方に従い、神戸製鋼所(株)製1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤を除く配合成分を150℃の条件下で4分間混練りした。ついで、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を表1に示す配合量で加えた後、オープンロールを用いて、80℃で3分間混練りし表1の実施例1〜3、比較例1〜4の配合の未加硫ゴム組成物を得た。
ここで、試作タイヤの基本構造は次のとおりである。
コード角度 タイヤ周方向に88度
コード材料 ポリエステル1670/2 dtex
ブレーカー
コード角度 タイヤ周方向に 20度×20度
コード材料 スチールコード
(注1)エポキシ化天然ゴム(ENR):クンプーランガスリー社(Kumpulan Guthrie Berhad)マレーシア(エポキシ化率:25モル%)
(注2)天然ゴム(NR):TSR20
(注3)カーボンブラック:ショウブラックN220(キャボットジャパン(株)製)
(注4)シリカ(1):デグッサ社製のウルトラジル360(平均一次粒子径が27nm、BET比表面積:50m2/g)
(注5)シリカ(2):デグッサ社製のウルトラジルVN(平均一次粒子径が15nm、BET比表面積:175m2/g)
(注6)シランカップリング剤:デグッサ社製のSi75(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
(注7)オイル:日清オイリオグループ(株)製大豆油
(注8)ワックス:サンノックワックス(大内新興化学工業(株)製)
(注9)老化防止剤:ノクラック6C(大内新興化学工業(株)製)(N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン))
(注10)ステアリン酸:桐(日本油脂(株)製)
(注11)酸化亜鉛:亜鉛華1号(三井金属鉱業(株)製)
(注12)有機硫黄化合物:ポリ−3,6−ジオキサオクタン−テトラスルフィッド(m=2、x=4、n=200)
(注13)硫黄:粉末硫黄(鶴見化学工業(株)製)
(注14)加硫促進剤:ノクセラーCZ(大内新興化学工業(株)製)(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
実施例、比較例の試験タイヤは以下の方法で性能を評価した。その結果を表1に示す。
1.転がり抵抗指数
試験タイヤを15×6JJリムに装着し、内圧230KPaを充填し、荷重3.43kNで速度80km/h、気温25℃の条件で転がり抵抗試験機を用いて転がり抵抗を測定した。転がり抵抗の測定値を荷重で除した転がり抵抗係数(RRC)につき、実施例1〜3、比較例2〜4の転がり抵抗を、下記の式により比較例1(基準配合)を100として表示した。値が大きいほど転がり抵抗が小さく性能が良好である。結果を表1に示す。
2.グリップ性能指数
アンチブレーキシステム(ABS)評価試験により得られた制動性能をもとにして、グリップ性能を評価した。1800cc級のABSが装備された乗用車に前記試験タイヤを装着して、アスファルト路面(ウエット路面状態、スキッドナンバー約50)を実車走行させ、時速100km/hの時点でブレーキをかけ、乗用車が停止するまでの減速度を算出した。なお、グリップ性能指数が大きいほど制動性能は良好であり、グリップ性に優れることを示す。
3.耐摩耗性
前記試験車に、製造した試験タイヤを装着させ、アスファルト路面のテストコースを80km/で走行し、30000km走行後の残溝値を測定し、比較例1の摩耗値を100として、次の式に基づき各試験タイヤの耐摩耗性指数を算出した。指数値が大きいほど耐摩耗性に優れることを意味する。
ここで、残溝値とは、トレッドの溝の深さを意味する。
比較例1は、シリカ(1)および有機硫黄化合物を配合していない例であり、比較例2は、シリカ(1)、シリカ(2)の配合量が12質量部と少なく有機硫黄化合物を配合していない例である。また比較例3は、シリカ(1)、シリカ(2)の配合量が12質量部と少なく有機硫黄化合物を4質量部配合してた例である。また比較例4は、シリカ(2)の配合量が70質量部であり、有機硫黄化合物を4質量部配合してた例である。
Claims (4)
- エポキシ化天然ゴムを含有するゴム成分100質量部に対して、シリカを30〜120質量部、次の一般式(1)で示される結合単位を有する有機硫黄化合物を1〜30質量部含有するゴム組成物。
−(R−Sx)n− (1)
(式中、−R−は−(CH2−CH2−O)m−CH2−CH2−であり、xは3〜6の整数であり、nは10〜400の整数であり、mは2〜5の整数である。) - ゴム成分中のエポキシ化天然ゴムの含有率が50質量%以上である請求項1に記載のゴム組成物。
- ゴム成分100質量部に対して、平均一次粒子径が22nm以上のシリカ(1)を5質量部以上、平均一次粒子径が22nm未満のシリカ(2)を25質量部以上含有し、シリカ(1)およびシリカ(2)の合計含有量は30〜120質量部である請求項1または2に記載のゴム組成物。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のゴム組成物をトレッド部に用いた空気入りタイヤ。
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