JP2011213988A - タイヤ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】下記式(1)で表される化合物により変性された変性スチレンブタジエンゴムと、非変性スチレンブタジエンゴムとを含むゴム成分100質量部、シリカを含む充填剤が80質量部以下、硫黄が0.5〜1.50質量部であり、前記変性スチレンブタジエンゴムの結合スチレン量が20〜40質量%、ビニル含量が30〜65質量%で、前記非変性スチレンブタジエンゴムの結合スチレン量が25〜45質量%、ビニル含量が10〜50質量%であるタイヤ用ゴム組成物の使用。
(式(1)中、R1、R2及びR3は、アルキル基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基、メルカプト基を表す。R4及びR5は、水素原子又はアルキル基を表す。nは整数を表す。)
【選択図】なし
Description
上記ビニル含量は、65質量%以下、好ましくは62質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。ビニル含量が65質量%を超えると、耐摩耗性が悪化する傾向がある。
なお、本明細書において、ビニル含量(1,2−結合ブタジエン単位量)は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定できる。
なお、本明細書において、結合スチレン量は、H1−NMR測定により算出される。
上記ビニル含量は、50質量%以下、好ましくは48質量%以下、より好ましくは46質量%以下である。ビニル含量が50質量%を超えると、転がり抵抗が悪化する傾向がある。
また、上記非変性SBRの含有量は、好ましくは40質量%以下、より好ましくは35質量%以下である。40質量%を超えると、転がり抵抗が悪化する傾向がある。なお、非変性SBRがオイル成分を含む(油展ゴムである)場合、非変性SBRの含有量とは、固形分(ゴム成分)の含有量を意味する。
また、上記BRの含有量は、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下である。30質量%を超えると、グリップ性能(特に、ウェットグリップ性能)の低下が大きい傾向がある。
さらに、シリカを含む充填剤の配合量を特定量以下とすることにより、より転がり抵抗を低減できる。
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。
本発明で使用されるシランカップリング剤としては、特に限定されず、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(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、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、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、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、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、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、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などのクロロ系などがあげられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、混練加工性が良好であるという理由からビス(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。
なお、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、JIS K6217のA法によって求められる。
なお、カーボンブラックのDBPは、JIS K6217−4の測定方法によって求められる。
通常のゴム組成物では、硫黄の含有量を所定量とすると、配合内容(ゴム成分の種類、充填剤の種類等)により、架橋密度が変化し、強度の低下等が予想される。しかし、本発明では、上記変性SBRと、上記非変性SBRとを含むゴム成分と、特定量以下の充填剤(シリカを含む)とを含むため、硫黄の含有量を所定量とした場合であっても、上記低下を抑制できると共に、耐摩耗性、耐チップカット性能を好適に向上できる。
本発明では、上記変性SBRと、上記非変性SBRとを含むゴム成分と、特定量以下の充填剤(シリカを含む)と、所定量の硫黄とを含むため、優れた混練加工性が得られるため、軟化剤の含有量を上記量とできる。そのため、耐摩耗性、耐チップカット性能の低下を抑制でき、グリップ性能(特に、ウェットグリップ性能)、耐摩耗性、耐チップカット性能、転がり抵抗特性(低転がり抵抗)、混練加工性がよりバランスよく得られる。
すなわち、前記成分を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でトレッドなどの各タイヤ部材の形状にあわせて押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することによりタイヤを得る。
BR:宇部興産(株)製のBR150B(シス含量:97質量%)
NR:TSR20
変性SBR1:JSR(株)製のHPR355(式(1)で表される化合物により変性された変性S−SBR、結合スチレン量:28質量%、ビニル含量:56質量%)
非変性SBR1:旭化成(株)製のタフデン3830(S−SBR、結合スチレン量:33質量%、ビニル含量:34質量%、ゴム固形分100質量部に対してオイル分37.5質量部含有、非変性)
非変性SBR2:日本ゼオン(株)製のNipol 1723(E−SBR、結合スチレン量:23.5質量%、ビニル含量:18質量%、ゴム固形分100質量部に対してオイル分37.5質量部含有、非変性)
非変性SBR3:旭化成(株)製のタフデン4850(S−SBR、結合スチレン量:40質量%、ビニル含量:46質量%、ゴム固形分100質量部に対してオイル分50質量部含有、非変性)
非変性SBR4:ダウ社製のSLR6430(S−SBR、結合スチレン量:40質量%、ビニル含量:14質量%、ゴム固形分100質量部に対してオイル分37.5質量部含有、非変性)
カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイアブラックI(N220、N2SA:114m2/g、DBP:114ml/100g)
シリカ:日本シリカ工業(株)製のニプシルVN3(N2SA:210m2/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:(株)ジャパンエナジー製のNC300
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックワックス
老化防止剤:精工化学(株)製のオゾノン6C
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「桐」
酸化亜鉛:東邦亜鉛(株)製の銀嶺R
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤NS: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DPG:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(N,N’−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、配合材料のうち、硫黄、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、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用いてゴムシートを作成し、150℃、25kgfで35分間プレス加硫することで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、他のタイヤ部材と貼り合わせてタイヤに成形し、150℃で35分間加硫することで試験用タイヤ(タイヤサイズ:175/65R15)を製造した。
JIS K6253に準拠し、25℃の温度で硬度計を用いて加硫ゴム組成物の硬度(Hs)を測定した(ショア−A測定)。数値が大きいほど硬いことを示す。
加硫ゴム組成物から4mm巾×30mm長さ×1.5mm厚さの短冊状試料を切り出し、(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪10%、動歪み2%、周波数10Hzの条件下で、30℃における損失正接(tanδ)及び複素弾性率(E*)を測定した。tanδが小さいほど、転がり抵抗が低く、低燃費性に優れることを示す。E*が大きいほど、操縦安定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減速度を算出した。ここで、本発明でいう減速度とは、乗用車が停止するまでの距離である。そして、比較例1のウェットグリップ性能指数を100とし、下記計算式により、各配合の測定結果を指数表示した。ウェットグリップ性能指数が大きいほど、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。
(ウェットグリップ性能指数)=(比較例1の減速度)/(各配合の減速度)×100
試験用タイヤを1800cc級のABSが装備された乗用車に装着し、摩耗テスト用の所定コースを8000km走行した後のトレッドの溝探さを測定した。そして、溝深さが1mm減るときの走行距離を算出し、下記式により指数表示した。数値が大きいほど、耐摩耗性に優れることを示す。
(耐摩耗性指数)=(各配合の溝深さが1mm減るときの走行距離)/(比較例1の溝深さが1mm減るときの走行距離)×100
試験用タイヤを1800cc級のABSが装備された乗用車に装着し、砂利を敷き詰めたコースを100km走行した後のタイヤトレッド表面の外観を観察し評価(トレッドの欠けの程度を良い>○>△>×>悪いで評価)した。
転がり抵抗試験機を用い、試験用タイヤを、リム(15×6JJ)、内圧(230kPa)、荷重(3.43kN)、速度(80km/h)の条件で走行させたときの転がり抵抗を測定した。そして、比較例1の転がり抵抗を100とし、指数表示した。指数が小さいほど転がり抵抗が小さく、低燃費性に優れることを示す。
JIS K 6300−1「未加硫ゴム−物理特性−第1部:ムーニー粘度計による粘度及びスコーチタイムの求め方」に準じて、ムーニー粘度試験機を用いて、1分間の予熱によって熱せられた130℃の温度条件にて、小ローターを回転させ、4分間経過した時点での未加硫ゴム組成物のムーニー粘度(ML1+4/130℃)を測定した。結果を下記基準にて、○、△、×の3段階により評価した。
○:70未満、△:70〜90、×:90を超える
Claims (4)
- 下記式(1)で表される化合物により変性された変性スチレンブタジエンゴムと、非変性スチレンブタジエンゴムとを含むゴム成分100質量部に対して、シリカを含む充填剤の含有量が80質量部以下、硫黄の含有量が0.5〜1.50質量部であり、前記変性スチレンブタジエンゴムの結合スチレン量が20〜40質量%、ビニル含量が30〜65質量%で、前記非変性スチレンブタジエンゴムの結合スチレン量が25〜45質量%、ビニル含量が10〜50質量%であるタイヤ用ゴム組成物。
- 天然ゴムを含む請求項1記載のタイヤ用ゴム組成物。
- トレッドに使用される請求項1又は2記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のゴム組成物を用いた空気入りタイヤ。
Priority Applications (2)
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