JP2011089078A - トレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】重量平均分子量が15000〜300000の液状天然ゴム及び/又は重量平均分子量が25000〜300000の液状エポキシ化天然ゴムと、エポキシ化天然ゴムとを含むゴム成分、並びに、シリカを含むトレッド用ゴム組成物に関する。
【選択図】なし
Description
該トレッド用ゴム組成物は、タイヤのトレッドに好適に適用でき、環境性能(優れた転がり抵抗特性、石油資源枯渇への対応、CO2排出量への配慮)、ウェットグリップ性能(安全性)、耐摩耗性をバランス良く得ることが可能なタイヤを提供できる。
なお、本発明において、エポキシ化率とは、エポキシ化される前のゴム中の二重結合の総数に対するエポキシ化された二重結合の数の割合(モル%)のことである。また、本明細書において、エポキシ化率は、後述の実施例に記載の方法により得られる値である。
液状NR、液状ENRは、オイル等の軟化剤の代わりとして配合(軟化剤の一部又は全量を代替)することが好ましい。なお、本発明において「液状」とは、常温(25℃)で定形を有さず、袋等に入れないと扱いが困難な状態を意味する。
該Mwは、300000以下、好ましくは280000以下、より好ましくは250000以下である。300000を超えると、加工性の改善効果が少なくなる傾向がある。
なお、本明細書において、質量平均分子量(Mw)は、後述の実施例に記載の方法により得られる値である。
該Mwは、300000以下、好ましく280000以下、より好ましくは250000以下である。300000を超えると、加工性の改善効果が少なくなる傾向がある。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される値である。
シランカップリング剤としては、従来から公知のもの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(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(3−トリエトキシシリルプロピル)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(3−トリエトキシシリルプロピル)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、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等のスルフィド系、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等のメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニル系、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等のアミノ系、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等のグリシドキシ系、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等のニトロ系、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等のクロロ系が挙げられる。なお、上記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。なかでも、シランカップリング剤による補強効果、加工性、コストの観点から、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(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドが好ましい。
軟化剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは15質量部以下、より好ましくは10質量部以下、更に好ましくは5質量部以下、特に好ましくは0.1質量部以下、最も好ましくは0質量部(含有しない)である。15質量部を超えると、耐摩耗性が悪化する傾向がある。
70質量%未満であると、一般的なタイヤ材料に対して、環境に対するメリットが小さくなる。
(石油資源からなる原材料)
ワックス:日本精蝋(株)製のオゾエース0355
老化防止剤:住友化学工業(株)製のアンチゲン6C
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS
(石油外資源からなる原材料)
ENR25:クラルンプーラン社のENR25(エポキシ化率:25モル%)
ENR40:エポキシ化天然ゴム(エポキシ化率:40モル%)
天然ゴム:RSS#3
シリカ:デグッサ・ヒュルス(株)製のウルトラジルVN3(N2SA175m2/g)
シランカップリング剤:デグッサ・ヒュルス(株)製のSi−69(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)
植物油脂:日清製油(株)製の精製パーム油J(S)(パーム核油)
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
硫黄:鶴見化学(株)製の粉末硫黄
液状エポキシ化天然ゴム1:下記製造例1で調製した液状エポキシ化天然ゴム
液状エポキシ化天然ゴム2:下記製造例2で調製した液状エポキシ化天然ゴム
液状天然ゴム1:下記製造例3で調製した液状天然ゴム
液状天然ゴム2:下記製造例4で調製した液状天然ゴム
(液状エポキシ化天然ゴム1の調製)
(a)ハイアンモニアラテックス(ソクテック社(マレーシア国)製)をゴム分の濃度が30質量%となるように水で希釈した後、このラテックスのゴム分100質量部に対してノニオン界面活性剤(ラウリル硫酸ナトリウム)1.5質量部を添加し、ラテックスを安定化させた。このラテックス200mlを10℃に冷却し、30%過酢酸10〜50質量%を添加し、pH6で3時間エポキシ化(25モル%エポキシ化)を行なった。
(b)この反応生成物をアンモニアにてpH8に調整し、過硫酸アンモニウム1質量%、プロパナール15質量%を添加して、60℃で8時間解重合を行った。このラテックスをメタノールにより凝固させた後に、トルエン/メタノールで精製し、減圧下30℃で1週間乾燥を行った。
(液状エポキシ化天然ゴム2の調製)
製造例1の解重合時間(製造例1では8時間)を48時間に変更した以外は、製造例1と同様に行った。
(液状天然ゴム1の調製)
製造例1の(b)と同様の方法により解重合を行った。具体的には、製造例1の反応生成物の代わりに、天然ゴムラテックスを用いた以外は、製造例1の(b)と同様に行った。
(液状天然ゴム2の調製)
製造例3の解重合時間(製造例3では8時間)を48時間に変更した以外は、製造例3と同様に行った。
質量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)(東ソー(株)製GPC−8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMALTPORE HZ−M)を用い、標準ポリスチレンにより換算して測定した。液状エポキシ化天然ゴム1、液状エポキシ化天然ゴム2、液状天然ゴム1、液状天然ゴム2のMwは、それぞれ、250000、30000、230000、20000であった。
エポキシ化率は、核磁気共鳴(NMR(日本電子(株)製のJNM−ECAシリーズ))分光分析により、炭素−炭素二重結合部と脂肪族部の積分値h(ppm)の比から算出した。液状エポキシ化天然ゴム1、液状エポキシ化天然ゴム2のエポキシ化率は、それぞれ、24.7モル%、25.1モル%であった。
表1、2に示す配合内容に従い、1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を150℃の条件下で5分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、2軸オープンロールを用いて、80℃の条件下で5分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を150℃で30分間加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物をトレッド形状に成形して、他のタイヤ部材とはりあわせ、150℃で35分間25kgfの条件下で加硫することにより、試験用タイヤ(タイヤサイズ:195/65R15)を作製した。
JIS K6264−2に準拠し、(株)岩本製作所製の改良ランボーン摩耗試験機を用い、試験片(加硫ゴム組成物)の表面速度40m/分、スリップ率10%、付加力4kN、打粉剤落下量毎分20gの条件で、ゴムの耐摩耗性を評価した。比較例1又は比較例4の耐摩耗性指数を100とし、指数表示した。指数が大きいほど、耐摩耗性(特に、高シビアリティで走行中の耐摩耗性)に優れることを示す。
アンチロックブレーキシステム(ABS)評価試験により得られた制動性能をもとにして、ウェットグリップ性能を評価した。すなわち、1800cc級のABSが装備された乗用車に試験用タイヤを装着して、アスファルト路面(ウェット路面状態、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距離(停止距離)を測定した。なお、停止距離が小さいほどウェット路面における制動性能が良好であり、ウェットグリップ性能に優れることを示す。
加硫ゴム組成物から測定用試験片を切り出し、粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度50℃、初期歪10%、動歪2%、周波数10Hzの条件下で各加硫ゴム組成物のtanδを測定し、比較例3の転がり抵抗指数を100として、指数表示した。指数が大きいほど転がり抵抗が低く、転がり抵抗特性に優れることを示す。
Claims (4)
- 重量平均分子量が15000〜300000の液状天然ゴム及び/又は重量平均分子量が25000〜300000の液状エポキシ化天然ゴムと、エポキシ化天然ゴムとを含むゴム成分、並びに、シリカを含むトレッド用ゴム組成物。
- ゴム成分100質量%中の前記エポキシ化天然ゴムの含有量が55質量%以上である請求項1記載のトレッド用ゴム組成物。
- ゴム成分100質量%中の前記液状天然ゴム及び前記液状エポキシ化天然ゴムの合計含有量が5.0〜28質量%である請求項1又は2記載のトレッド用ゴム組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製したトレッドを有する空気入りタイヤ。
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