JP2011099057A - キャップトレッド用ゴム組成物及びスタッドレスタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】イソプレン系ゴムを含むゴム成分と、シリカと、加硫促進剤として、特定なN含有硫黄複素環式化合物と、チウラム系加硫促進剤とを含有するキャップトレッド用ゴム組成物。
【選択図】なし
Description
すなわち、本発明は、イソプレン系ゴムを含むゴム成分と、シリカと、下記式(I)及び/又は(II)で表される化合物と、チウラム系加硫促進剤とを含有するキャップトレッド用ゴム組成物に関する。
また、BRの含有量は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは70質量%以下である。90質量%を超えると、加工性が大幅に悪化するおそれがある。
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、ゴム工業において、従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を使用することができ、例えば、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などのスルフィド系が挙げられる。また、メルカプト系、ビニル系、グリシドキシ系、ニトロ系、クロロ系なども挙げられる。なかでも、シランカップリング剤の補強性効果と加工性という点から、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)ジスルフィドを用いることが好ましい。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。
他の加硫促進剤としては、N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(TBBS)、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(CBS)、N,N’−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(DZ)、メルカプトベンゾチアゾール(MBT)、ジベンゾチアゾリルジスルフィド(MBTS)、ジフェニルグアニジン(DPG)などが挙げられ、例えば、ゴム成分100質量部に対して、DPGを0.1〜2.0質量部配合してもよい。
なお、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、JIS K6217のA法によって求められる。
プロセスオイルとしては、例えば、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどを用いることができる。パラフィン系プロセスオイルとして、具体的には出光興産(株)製のPW−32、PW−90、PW−150、PS−32などが挙げられる。また、アロマ系プロセスオイルとして、具体的には出光興産(株)製のAC−12、AC−460、AH−16、AH−24、AH−58などが挙げられる。植物油脂としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生湯、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、桐油等が挙げられる。なかでも、低温特性が良好という理由から、パラフィン系プロセスオイルが好適に用いられる。
硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは1.5質量部以上である。1質量部未満では、効果が少ないおそれがある。また、該含有量は、好ましくは6質量部以下、より好ましくは4質量部以下である。6質量部を超えると、硬化劣化抑制効果が十分に得られないおそれがある。
なお、25℃における硬度は、後述する実施例に記載の測定方法により得られる値である。
NR:RSS♯3
BR:宇部興産(株)製のBR150B(シス含有量97質量%、ML1+4(100℃)40、25℃における5%トルエン溶液粘度=48cps、Mw/Mn3.3)
カーボンブラック:キャボットジャパン(株)製のN220(N2SA:111m2/g)
シリカ:デグッサ社製のウルトラシルVN3(N2SA:175m2/g)
シランカップリング剤:デグッサ社製のSi266(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
オイル:出光興産(株)製のPS−32
ステアリン酸:日油(株)製の桐
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(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)
ワックス:日本精蝋(株)製のオゾエースワックス
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤TBBS:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
加硫促進剤4m−MBTS:NOCIL社製のビス(4−メチルベンゾチアゾリル−2)−ジスルフィド(式(III))
加硫促進剤TMTM:大内新興化学工業(株)製のノクセラーTS(テトラメチルチウラムモノスルフィド)
加硫促進剤DPG:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(ジフェニルグアニジン)
表1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、オープンロールを用いて、80℃の条件下で3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170℃で15分間、0.5mm厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
上記にて作製した加硫ゴム組成物、試験用スタッドレスタイヤを80℃のオーブンで168時間熱劣化させた。得られたものを劣化サンプル(熱劣化後の加硫ゴム組成物、熱劣化後の試験用スタッドレスタイヤ)とした。
得られた未加硫ゴム組成物について、JIS K 6300に従い、振動式加硫試験機(JSR社製のキュラストメーター)を用い、測定温度170℃で加硫試験を行なって、時間とトルクとをプロットした加硫速度曲線を得た。
加硫速度曲線のトルクの最小値をML、最大値をMH、その差(MH−ML)をトルク上昇値(ME)とした。実施例1のトルク上昇値を100として、各例の結果を指数表示した。トルク上昇値が大きいほど、架橋効率が高く良好である。
また、最適加硫時間の指標となるML+0.95MEに到達する時間(95%トルク上昇点)T95(分)を読み取り、実施例1の時間T95を100として、各例の結果を指数表示した。加硫時間T95が大きいほど、加硫時間が長くなり、生産性に劣る。
加硫ゴム組成物、熱劣化後の加硫ゴム組成物について、JIS K6253の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−硬さの求め方」に準じて、タイプAデュロメーターにより、25℃における硬度を測定した。
得られた試験用スタッドレスタイヤ(新品)(タイヤサイズ195/65R15)及び熱劣化後の試験用スタッドレスタイヤ(タイヤサイズ195/65R15)について、テスト車両として、国産のFR車(2000cc)を用いて、気温−1〜−6℃において、氷板上で時速30km/hでロックブレーキを踏み、制動停止距離を測定し、実施例1の新品の試験用スタッドレスタイヤの制動停止距離を100として、下記式から氷上制動指数を指数表示した。なお、氷上制動指数が大きいほど、氷上制動性能に優れることを示す。なお、テストを実施する前に試験用タイヤの表面をならすために、ならし走行を、おのおの100km実施した。
(氷上制動指数)=(実施例1の制動停止距離)/(停止距離)×100
転がり抵抗試験機を用い、得られた試験用スタッドレスタイヤをリム(15×6JJ)、内圧(230kPa)、荷重(3.43kN)、速度(80km/h)で走行させたときの転がり抵抗を測定し、比較例1の転がり抵抗を100として指数表示した。指数が大きいほど、転がり抵抗性能が良好である。
得られた試験用スタッドレスタイヤ(タイヤサイズ195/65R15)を国産のFR車(2000cc)に装着し、30000km走行した後の摩耗量を測定した。比較例1の摩耗量の値を100として指数表示した。指数が大きいほど、耐摩耗性能に優れていることを示す。
得られた加硫ゴム組成物にブルームが生じていないかどうかを目視により評価した。
○:ブルームなし △:少しブルームが発生 ×:ブルームが多い
Claims (5)
- 前記イソプレン系ゴムがイソプレンゴム、天然ゴム及び改質天然ゴムからなる群より選択される少なくとも1種である請求項1記載のキャップトレッド用ゴム組成物。
- 25℃における硬度が42〜70である請求項1〜3のいずれかに記載のキャップトレッド用ゴム組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製したキャップトレッドを有するスタッドレスタイヤ。
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