JP2012117060A - カルボキシル化スチレン/ブタジエンゴム含有トレッドを有するタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前記組成物は、ゴム100重量部あたりの重量部(phr)を基にして、(A)100phrの、下記(1)及び(2)を含む共役ジエン含有エラストマー、(1)10〜65phrのカルボキシル化スチレン/ブタジエンゴム(x−SBR)、及び(2)35〜90phrの、溶液重合調製スチレン/ブタジエンゴム(S−SBR)、又は乳化重合調製スチレン/ブタジエンゴム(E−SBR)の少なくとも一つを含む追加エラストマー、(B)50〜150phrの、ゴム補強カーボンブラックを含む粒状補強充填剤を含む。
【選択図】なし
Description
そのようなエラストマーは、典型的には、例えば耐トレッド摩耗性を促進するためのシス1,4−ポリブタジエンゴム、例えばウェットトラクション(wet traction)を促進するためのスチレン/ブタジエンゴム、及び時には、例えばタイヤトレッドの熱耐久性を促進するための天然ゴムを含みうる。時には、例えばアミン及びシロキシ官能化スチレン/ブタジエンゴムのような官能化エラストマーも提案されてきた。例えば米国特許第7,816,483号参照。
エラストマーのTgは、本明細書で言及される場合、ゴムの開始ガラス転移温度のことを言い、示差走査熱量計によって{しさ そうさ ねつりょうけい}毎分10℃の加熱速度で都合よく決定できる。例えばASTM D−1356−98参照。
(A)100phrの、下記(1)及び(2)を含む共役ジエン含有エラストマー
(1)約10〜約65phrのカルボキシル化スチレン/ブタジエンゴム(x−SBR)、及び
(2)約35〜約90phrの、溶液重合調製(溶液重合により調製された)スチレン/ブタジエンゴム(S−SBR)、又は乳化重合調製スチレン/ブタジエンゴム(E−SBR)の少なくとも一つを含む追加エラストマー(前記カルボキシル化スチレン/ブタジエンゴム以外)、ここで前記溶液重合調製スチレン/ブタジエンゴムは、官能化溶液重合調製スチレン/ブタジエンゴム(f−S−SBR)であってもよい、並びに
(B)約50〜約150、あるいは約80〜約130phrの、ゴム補強カーボンブラックを含む粒状補強充填剤
を含む。
適切な場合、前記官能化溶液重合スチレン/ブタジエンゴム(f−S−SBR)は、例えば、アミン官能基、シロキシ官能基、アミンとシロキシ官能基の組合せ、チオールとシロキシ官能基の組合せ、イミンとシロキシ官能基の組合せ、ヒドロキシル官能基、及びエポキシ基を含む少なくとも一つの官能基を含有する官能化溶液重合スチレン/ブタジエンゴム(S−SBR)でありうる。
空気入りタイヤの前記トレッド部も、基本カーカス中のゴム又はその他の材料も(通常トレッド領域に補強要素を含有する)、ゴム配合分野で一般的に知られている方法、例えば各種の硫黄加硫可能成分ゴムを各種の通常使用されている添加剤材料、例えば硫黄などの硬化助剤、活性化剤、遅延剤及び促進剤、オイル、粘着付与樹脂を含む樹脂、及び可塑剤などの加工添加剤、充填剤、顔料、ステアリン酸、酸化亜鉛、ワックス、抗酸化剤及びオゾン劣化防止剤、及び補強材料、すなわち前述のゴム補強カーボンブラックと混合することによって配合できることは当業者には容易に理解されるはずである。当業者には分かる通り、硫黄加硫可能な材料及び硫黄加硫された材料(ゴム)の意図する使用に応じて、前述の一定の添加剤は選択され、従来量で一般的に使用される。
実験は、カルボキシル化ニトリルゴム又はカルボキシル化スチレン/ブタジエンゴムを含有するゴム組成物で構成されるタイヤトレッドとして使用するためのゴム組成物を製造する実行可能性を評価するために行われた。
4Lanxess社製Buna PBR4003(登録商標)のようなカルボキシル化スチレン/ブタジエンゴム(x−SBR)。
6ゴムプロセス油、パラフィン系タイプ。
7ステアリン酸、パルミチン酸及びオレイン酸を含む脂肪酸の組合せ。
9スルフェンアミド硫黄加硫促進剤。
以下の表2にゴムサンプルA〜Cの様々な物理的性質に関するデータを報告する。
1引張試験機Zwick 1445機器を用いて得たデータ。
2RPA 2000(登録商標)Rubber Process Analyzerに従って得たデータ。
4ショアーA硬度、ASTM D−1415。
表2の実験ゴムサンプルCから、乳化SBR(E−SBR)とカルボキシル化SBRの組合せの使用は、カルボキシル化SBRを使用せずE−SBRのみを使用した対照ゴムサンプルAと比較した場合、示された残りの物理的性質に顕著な影響を及ぼすことなく、300%モジュラスと損失弾性率(J”)値に顕著な増大をもたらしたことが分かる。このことは、そのようなゴム組成物のトレッドを有するタイヤに対してグリップ、又はドライトラクション(dry traction)の増大に非常に大きく顕著な寄与があることを示すと共に、予測的等価の又は改良された耐トレッド摩耗性も示している。
実験は、前述の有益なカルボキシル化スチレン/ブタジエンゴムを含有するシリカ豊富ゴム組成物で構成されるタイヤトレッドとして使用するためのゴム組成物を製造する実行可能性を評価するために行われた。
本実施例では、ゴムサンプルD及びEを製造した。
ゴム組成物のサンプルは、密閉式ゴムミキサー内での第一のノンプロダクティブ混合段階(NP)で、エラストマーを補強充填剤及びその他のゴム配合成分と一緒に約6分間、約160℃の温度にして混合することによって製造された。次に、混合物(所望により)をさらに密閉式ゴムミキサー内での第二のノンプロダクティブ混合段階(NP)で約6分間、約160℃の温度にして順次混合する。次に、得られた混合物を密閉式ゴムミキサー内でのプロダクティブ混合段階(P)で、硬化剤と約2分間、約115℃の温度にして混合する。ゴム組成物は、それぞれのノンプロダクティブ混合ステップの間、及び第二のノンプロダクティブ混合ステップとプロダクティブ混合ステップとの間に40℃未満に冷却される。
5N330ゴム補強カーボンブラック、ASTM規格。
7ステアリン酸、パルミチン酸及びオレイン酸を含む脂肪酸の組合せ。
8アミンタイプのもの。
10Rhodia社製Zeosil(登録商標)1165MPのような沈降シリカ。
11Degussa社からX50Sとして入手された、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフィド(そのポリスルフィドブリッジ中に約3.5〜約4個の範囲の平均連結硫黄原子を有する)を含むシリカカップリング剤とカーボンブラックの50/50重量比の組合せを含む複合材料のようなシリカカップリング剤複合材料。表では、従ってカップリング剤に関する限り50パーセント活性な複合材料として報告されている。
2RPA 2000(登録商標)Rubber Process Analyzerに従って得たデータ。
4ショアーA硬度、ASTM D−1415。
表4の実験ゴムサンプルEから、溶液SBR(S−SBR)、カルボキシル化SBR(x−SBR)エラストマーに、天然ゴムを配合し、沈降シリカ補強剤を合わせた組合せの使用は、対照ゴムサンプルDと同様の引張強さ、300%モジュラス及びホットリバウンドの性質をもたらすことが観察されたことが分かる。しかしながら、実験ゴムサンプルEは、対照ゴムサンプルDと比べて、損失正接(tan delta)値の顕著な減少(約−17パーセントの減少)及び損失弾性率(J”)値の減少(約−23パーセントの減少)を示した。このことは、ゴム組成物のヒステリシスの低下及びそのようなゴム組成物のトレッドのドライトラクションの低下を示すものである。
(A)クマロン−インデン樹脂、
(B)アルキル化炭化水素樹脂、
(C)芳香族石油炭化水素樹脂、及び
(D)ジシクロペンタジエン/ジエン樹脂
の少なくとも一つを含みうる。
本発明の実施に関する様々な態様を本明細書中に開示してきたが、当業者には、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく様々な変更及び修正が可能であることは明白であろう。
[発明の態様]
1.硫黄硬化ゴム組成物の円周トレッドを有するタイヤであって、前記組成物は、ゴム100重量部あたりの重量部(phr)を基にして、
(A)100phrの、下記(1)及び(2)を含む共役ジエン含有エラストマー、
(1)約10〜約65phrのカルボキシル化スチレン/ブタジエンゴム(x−SBR)、及び
(2)約35〜約90phrの、溶液重合調製スチレン/ブタジエンゴム(S−SBR)、又は乳化重合調製スチレン/ブタジエンゴム(E−SBR)の少なくとも一つを含む追加エラストマー
(B)約50〜約150phrの、ゴム補強カーボンブラックを含む粒状補強充填剤
を含むタイヤ。
3.前記トレッドゴム組成物がシリカ補強剤を含まない、1記載のタイヤ。
5.前記追加エラストマーが、乳化重合調製スチレン/ブタジエンゴム(E−SBR)であり、カルボキシル化ニトリルゴム(x−NBR)を含まない、1記載のタイヤ。
前記S−SBRは、アミン官能基、シロキシ官能基、アミンとシロキシ官能基の組合せ、チオールとシロキシ官能基の組合せ、イミンとシロキシ官能基の組合せ、ヒドロキシル官能基、及びエポキシ基を含む少なくとも一つの官能基を含有する溶液重合調製スチレン/ブタジエンゴム(S−SBR)の少なくとも一つを含む官能化溶液重合スチレン/ブタジエンゴム(f−S−SBR)の少なくとも一つである、1記載のタイヤ。
10.前記追加エラストマーが、乳化重合調製スチレン/ブタジエンゴム(E−SBR)であり、カルボキシル化ニトリルゴム(x−NBR)を含まない、3記載のタイヤ。
前記S−SBRは、アミン官能基、シロキシ官能基、アミンとシロキシ官能基の組合せ、チオールとシロキシ官能基の組合せ、イミンとシロキシ官能基の組合せ、ヒドロキシル官能基、及びエポキシ基を含む少なくとも一つの官能基を含有する溶液重合調製スチレン/ブタジエンゴム(S−SBR)の少なくとも一つを含む官能化溶液重合スチレン/ブタジエンゴム(f−S−SBR)の少なくとも一つである、3記載のタイヤ。
(A)クマロン−インデン樹脂、
(B)アルキル化炭化水素樹脂、
(C)芳香族石油炭化水素樹脂、及び
(D)ジシクロペンタジエン/ジエン樹脂
の少なくとも一つを含む、1記載のタイヤ。
(A)クマロン−インデン樹脂、
(B)アルキル化炭化水素樹脂、
(C)芳香族石油炭化水素樹脂、及び
(D)ジシクロペンタジエン/ジエン樹脂
の少なくとも一つを含む、2記載のタイヤ。
(A)クマロン−インデン樹脂、
(B)アルキル化炭化水素樹脂、
(C)芳香族石油炭化水素樹脂、及び
(D)ジシクロペンタジエン/ジエン樹脂
の少なくとも一つを含む、3記載のタイヤ。
(A)クマロン−インデン樹脂、
(B)アルキル化炭化水素樹脂、
(C)芳香族石油炭化水素樹脂、及び
(D)ジシクロペンタジエン/ジエン樹脂
の少なくとも一つを含む、4記載のタイヤ。
(A)クマロン−インデン樹脂、
(B)アルキル化炭化水素樹脂、
(C)芳香族石油炭化水素樹脂、及び
(D)ジシクロペンタジエン/ジエン樹脂
の少なくとも一つを含む、5記載のタイヤ。
(A)クマロン−インデン樹脂、
(B)アルキル化炭化水素樹脂、
(C)芳香族石油炭化水素樹脂、及び
(D)ジシクロペンタジエン/ジエン樹脂
の少なくとも一つを含む、6記載のタイヤ。
(A)クマロン−インデン樹脂、
(B)アルキル化炭化水素樹脂、
(C)芳香族石油炭化水素樹脂、及び
(D)ジシクロペンタジエン/ジエン樹脂
の少なくとも一つを含む、7記載のタイヤ。
Claims (20)
- 硫黄硬化ゴム組成物の円周トレッドを有するタイヤであって、前記組成物は、ゴム100重量部あたりの重量部(phr)を基にして、
(A)100phrの、下記(1)及び(2)を含む共役ジエン含有エラストマー、
(1)10〜65phrのカルボキシル化スチレン/ブタジエンゴム(x−SBR)、及び
(2)35〜90phrの、溶液重合調製スチレン/ブタジエンゴム(S−SBR)、又は乳化重合調製スチレン/ブタジエンゴム(E−SBR)の少なくとも一つを含む追加エラストマー、並びに
(B)50〜150phrの、ゴム補強カーボンブラックを含む粒状補強充填剤
を含むことを特徴とするタイヤ。 - 前記トレッドゴム組成物がカルボキシル化ニトリルゴム(x−NBR)を含まないことを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。
- 前記トレッドゴム組成物がシリカ補強剤を含まないことを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。
- 前記追加エラストマーが、溶液重合調製スチレン/ブタジエンゴム(S−SBR)であり、カルボキシル化ニトリルゴム(x−NBR)を含まないことを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。
- 前記追加エラストマーが、乳化重合調製スチレン/ブタジエンゴム(E−SBR)であり、カルボキシル化ニトリルゴム(x−NBR)を含まないことを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。
- 前記追加エラストマーが、カルボキシル化ニトリルゴム(x−NBR)を含まず、官能化溶液重合スチレン/ブタジエンゴム(f−S−SBR)の少なくとも一つを含み、例えば、アミン官能基、シロキシ官能基、アミンとシロキシ官能基の組合せ、チオールとシロキシ官能基の組合せ、イミンとシロキシ官能基の組合せ、ヒドロキシル官能基、及びエポキシ基を含む少なくとも一つの官能基を含有する官能化溶液重合スチレン/ブタジエンゴム(S−SBR)でありうることを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。
- 前記追加エラストマーが、カルボキシル化ニトリルゴム(x−NBR)を含まず、溶液重合調製スチレン/ブタジエンゴム(S−SBR)、又は乳化重合調製スチレン/ブタジエンゴム(E−SBR)の少なくとも一つを含み、
前記S−SBRは、アミン官能基、シロキシ官能基、アミンとシロキシ官能基の組合せ、チオールとシロキシ官能基の組合せ、イミンとシロキシ官能基の組合せ、ヒドロキシル官能基、及びエポキシ基を含む少なくとも一つの官能基を含有する溶液重合調製スチレン/ブタジエンゴム(S−SBR)の少なくとも一つを含む官能化溶液重合スチレン/ブタジエンゴム(f−S−SBR)の少なくとも一つであることを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。 - 前記カルボキシル化スチレン/ブタジエンゴム(x−SBR)のビニル1,2−含有量が、そのポリブタジエン部分を基にして20〜50パーセントの範囲であることを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。
- 前記追加エラストマーが、溶液重合調製スチレン/ブタジエンゴム(S−SBR)であり、カルボキシル化ニトリルゴム(x−NBR)を含まないことを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。
- 前記追加エラストマーが、乳化重合調製スチレン/ブタジエンゴム(E−SBR)であり、カルボキシル化ニトリルゴム(x−NBR)を含まないことを特徴とする、請求項3に記載のタイヤ。
- 前記追加エラストマーが、カルボキシル化ニトリルゴム(x−NBR)を含まず、官能化溶液重合スチレン/ブタジエンゴム(f−S−SBR)の少なくとも一つを含み、例えば、アミン官能基、シロキシ官能基、アミンとシロキシ官能基の組合せ、チオールとシロキシ官能基の組合せ、イミンとシロキシ官能基の組合せ、ヒドロキシル官能基、及びエポキシ基を含む少なくとも一つの官能基を含有する官能化溶液重合スチレン/ブタジエンゴム(S−SBR)でありうることを特徴とする、請求項3に記載のタイヤ。
- 前記追加エラストマーが、カルボキシル化ニトリルゴム(x−NBR)を含まず、溶液重合調製スチレン/ブタジエンゴム(S−SBR)、又は乳化重合調製スチレン/ブタジエンゴム(E−SBR)の少なくとも一つを含み、
前記S−SBRは、アミン官能基、シロキシ官能基、アミンとシロキシ官能基の組合せ、チオールとシロキシ官能基の組合せ、イミンとシロキシ官能基の組合せ、ヒドロキシル官能基、及びエポキシ基を含む少なくとも一つの官能基を含有する溶液重合調製スチレン/ブタジエンゴム(S−SBR)の少なくとも一つを含む官能化溶液重合スチレン/ブタジエンゴム(f−S−SBR)の少なくとも一つであることを特徴とする、請求項3に記載のタイヤ。 - 前記カルボキシル化スチレン/ブタジエンゴム(x−SBR)のビニル1,2−含有量が、そのポリブタジエン部分を基にして20〜50パーセントの範囲であり、前記ゴム組成物が80〜130phrの範囲のゴム補強カーボンブラックを含有することを特徴とする、請求項3に記載のタイヤ。
- 前記トレッドゴム組成物がさらに、個別に少なくとも30℃離れた軟化点を有する複数の樹脂を6〜30phr含有し、各樹脂は少なくとも2重量部の量で存在し、20℃〜170℃の範囲の軟化点(環球式)を有し、前記樹脂は、
(A)クマロン−インデン樹脂、
(B)アルキル化炭化水素樹脂、
(C)芳香族石油炭化水素樹脂、及び
(D)ジシクロペンタジエン/ジエン樹脂
の少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。 - 前記トレッドゴム組成物がさらに、個別に少なくとも30℃離れた軟化点を有する複数の樹脂を6〜30phr含有し、各樹脂は少なくとも2重量部の量で存在し、20℃〜170℃の範囲の軟化点(環球式)を有し、前記樹脂は、
(A)クマロン−インデン樹脂、
(B)アルキル化炭化水素樹脂、
(C)芳香族石油炭化水素樹脂、及び
(D)ジシクロペンタジエン/ジエン樹脂
の少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項2に記載のタイヤ。 - 前記トレッドゴム組成物がさらに、個別に少なくとも30℃離れた軟化点を有する複数の樹脂を6〜30phr含有し、各樹脂は少なくとも2重量部の量で存在し、20℃〜170℃の範囲の軟化点(環球式)を有し、前記樹脂は、
(A)クマロン−インデン樹脂、
(B)アルキル化炭化水素樹脂、
(C)芳香族石油炭化水素樹脂、及び
(D)ジシクロペンタジエン/ジエン樹脂
の少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項3に記載のタイヤ。 - 前記トレッドゴム組成物がさらに、個別に少なくとも30℃離れた軟化点を有する複数の樹脂を6〜30phr含有し、各樹脂は少なくとも2重量部の量で存在し、20℃〜170℃の範囲の軟化点(環球式)を有し、前記樹脂は、
(A)クマロン−インデン樹脂、
(B)アルキル化炭化水素樹脂、
(C)芳香族石油炭化水素樹脂、及び
(D)ジシクロペンタジエン/ジエン樹脂
の少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項4に記載のタイヤ。 - 前記トレッドゴム組成物がさらに、個別に少なくとも30℃離れた軟化点を有する複数の樹脂を6〜30phr含有し、各樹脂は少なくとも2重量部の量で存在し、20℃〜170℃の範囲の軟化点(環球式)を有し、前記樹脂は、
(A)クマロン−インデン樹脂、
(B)アルキル化炭化水素樹脂、
(C)芳香族石油炭化水素樹脂、及び
(D)ジシクロペンタジエン/ジエン樹脂
の少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項5に記載のタイヤ。 - 前記トレッドゴム組成物がさらに、個別に少なくとも30℃離れた軟化点を有する複数の樹脂を6〜30phr含有し、各樹脂は少なくとも2重量部の量で存在し、20℃〜170℃の範囲の軟化点(環球式)を有し、前記樹脂は、
(A)クマロン−インデン樹脂、
(B)アルキル化炭化水素樹脂、
(C)芳香族石油炭化水素樹脂、及び
(D)ジシクロペンタジエン/ジエン樹脂
の少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項6に記載のタイヤ。 - 前記トレッドゴム組成物がさらに、個別に少なくとも30℃離れた軟化点を有する複数の樹脂を6〜30phr含有し、各樹脂は少なくとも2重量部の量で存在し、20℃〜170℃の範囲の軟化点(環球式)を有し、前記樹脂は、
(A)クマロン−インデン樹脂、
(B)アルキル化炭化水素樹脂、
(C)芳香族石油炭化水素樹脂、及び
(D)ジシクロペンタジエン/ジエン樹脂
の少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項7に記載のタイヤ。
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