JP2013071938A - 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
【課題】初期グリップ性能、後半グリップ性能、耐摩耗性をバランスよく改善できるタイヤ用ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】軟化点が40℃以上の固体樹脂と、軟化剤と、水酸化アルミニウムとを混合して得られたマスターバッチを含み、上記マスターバッチが、上記固体樹脂及び軟化剤が溶融した状態で、上記固体樹脂、軟化剤、水酸化アルミニウムを混合して得られたものであるタイヤ用ゴム組成物に関する。
【選択図】なし
【解決手段】軟化点が40℃以上の固体樹脂と、軟化剤と、水酸化アルミニウムとを混合して得られたマスターバッチを含み、上記マスターバッチが、上記固体樹脂及び軟化剤が溶融した状態で、上記固体樹脂、軟化剤、水酸化アルミニウムを混合して得られたものであるタイヤ用ゴム組成物に関する。
【選択図】なし
Description
本発明は、タイヤ用ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。
レース用タイヤをはじめとした高性能タイヤのトレッドゴムには、一般にグリップ性能及び耐摩耗性が共に優れたゴム組成物が要求される。
グリップ性能の向上のために、水酸化アルミニウムを配合する手法が知られている。しかしながら、水酸化アルミニウムはゴム中への分散が難しく、グリップ性能及び耐摩耗性の両立について問題がある。
また、グリップ性能の向上のために、樹脂を配合する手法が知られている。しかしながら、オイル成分が多い配合では、混練時の粘度が低くなり、各配合剤の分散が困難となり、グリップ性能の低下などの問題が生じる場合がある。
また、グリップ性能を改善したタイヤ用ゴム組成物として、特許文献1にはスチレンブタジエンゴムにクマロンレジン、石油系レジン、フェノール系レジンなどを配合することが提案されている。しかしながら、初期グリップ性能、後半グリップ性能、耐摩耗性をバランスよく改善することは困難であり、更なる改善が望まれていた。
本発明は、前記課題を解決し、初期グリップ性能、後半グリップ性能、耐摩耗性をバランスよく改善できるタイヤ用ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。
本発明は、軟化点が40℃以上の固体樹脂と、軟化剤と、水酸化アルミニウムとを混合して得られたマスターバッチを含み、上記マスターバッチが、上記固体樹脂及び軟化剤が溶融した状態で、上記固体樹脂、軟化剤、水酸化アルミニウムを混合して得られたものであるタイヤ用ゴム組成物に関する。
上記固体樹脂は、α−メチルスチレン及び/又はスチレンを重合した芳香族ビニル重合体、クマロンインデン樹脂、インデン樹脂、テルペン樹脂並びにロジン樹脂からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
上記軟化剤は、オイル、重量平均分子量が50000以下の液状ジエン系重合体、液状クマロンインデン樹脂及び液状インデン樹脂からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
上記マスターバッチにおいて、上記固体樹脂及び上記軟化剤の質量比が0.05〜0.5、上記水酸化アルミニウム及び上記軟化剤の質量比が0.1〜1.5であることが好ましい。
上記マスターバッチは常温で固体状態であることが好ましい。
上記タイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して、上記固体樹脂を1〜40質量部含むことが好ましい。
上記タイヤ用ゴム組成物は、シリカ及び/又はカーボンブラックを含むことが好ましい。
上記タイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して、カーボンブラックを0〜200質量部、シリカを0〜100質量部、水酸化アルミニウムを5〜100質量部含み、これらの合計含有量が30〜200質量部であることが好ましい。
上記タイヤ用ゴム組成物は、トレッド用ゴム組成物として用いられることが好ましい。
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤに関する。
上記空気入りタイヤは、高性能タイヤであることが好ましい。
本発明によれば、特定軟化点を持つ固体樹脂と、軟化剤と、水酸化アルミニウムとを混合して得られたマスターバッチを含み、上記マスターバッチが、上記固体樹脂及び軟化剤が溶融した状態で、上記固体樹脂、軟化剤、水酸化アルミニウムを混合して得られたものであるタイヤ用ゴム組成物であるので、初期グリップ性能、後半グリップ性能、耐摩耗性をバランスよく改善した空気入りタイヤを提供できる。
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、軟化点が40℃以上の固体樹脂と、軟化剤と、水酸化アルミニウムとを混合して得られたマスターバッチを含み、前記マスターバッチが、前記固体樹脂及び軟化剤が溶融した状態で、前記固体樹脂、軟化剤、水酸化アルミニウムを混合して得られたものである。
上記マスターバッチは、上記固体樹脂及び軟化剤が溶融した状態で、上記固体樹脂、軟化剤、水酸化アルミニウムを混合して得られたものであるため、該マスターバッチを使用して得られたゴム組成物中で、固体樹脂、水酸化アルミニウムを好適に分散させることが可能となる。そのため、上記マスターバッチを使用すると、固体樹脂、軟化剤、水酸化アルミニウムを単に混合したゴム組成物に比べて、良好な初期グリップ性能の低下を抑制しつつ、後半グリップ性能、耐摩耗性を改善できる。そのため、タイヤの初期グリップ性能、後半グリップ性能、耐摩耗性をバランスよく改善することが可能となる。なお、本明細書において、単にグリップ性能と記載する場合には、初期グリップ性能、後半グリップ性能の両方を含むこととする。
上記ゴム組成物はゴム成分を含む。ゴム成分としては、例えば、天然ゴム(NR)、エポキシ化天然ゴム(ENR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)等を使用することができる。これら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、前記性能バランスを改善できる点から、SBRを使用することが好ましい。
SBRとしては特に限定されず、例えば、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E−SBR)、溶液重合スチレンブタジエンゴム(S−SBR)等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。
SBRのスチレン含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは15質量%以上である。5質量%未満の場合、初期グリップ性能、後半グリップ性能が悪化する傾向がある。また、該スチレン含有量は、好ましくは45質量%以下、より好ましくは40質量%以下である。45質量%を超えると、初期グリップ性能が大きく劣る傾向がある。
なお、本明細書において、スチレン含有量は、H1−NMR測定によって算出される。
なお、本明細書において、スチレン含有量は、H1−NMR測定によって算出される。
ゴム成分100質量%中のSBRの含有量は、好ましくは60質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは100質量%である。60質量%未満であると、初期グリップ性能、後半グリップ性能が充分に得られない傾向がある。
なお、後述する固体樹脂、軟化剤は、ゴム成分には含まれない。
なお、後述する固体樹脂、軟化剤は、ゴム成分には含まれない。
本発明におけるマスターバッチは、軟化点が40℃以上の固体樹脂と、軟化剤と、水酸化アルミニウムとを、固体樹脂及び軟化剤が溶融した状態で混合して得られたものである。
上記固体樹脂の軟化点(Softening Point)は、好ましくは40℃以上、より好ましくは50℃以上、更に好ましくは60℃以上である。40℃未満であると、薬品保管中にブロッキングしたり、バンバリーミキサー投入用の計量薬品機又は導入管中で固結する傾向がある。一方、該軟化点は、好ましくは150℃以下、より好ましくは130℃以下である。150℃を超えると、バンバリーミキサーのベース練り時に融解せず、分散性が劣る傾向がある。
なお、本明細書において、軟化点とは、JIS K 6220−1:2001に規定される軟化点を環球式軟化点測定装置で測定し、球が降下した温度である。
なお、本明細書において、軟化点とは、JIS K 6220−1:2001に規定される軟化点を環球式軟化点測定装置で測定し、球が降下した温度である。
上記固体樹脂としては、α−メチルスチレン及び/又はスチレンを重合した芳香族ビニル重合体、クマロンインデン樹脂、インデン樹脂、テルペン樹脂、ロジン樹脂などを好適に使用でき、なかでも、α−メチルスチレン及び/又はスチレンを重合した芳香族ビニル重合体、クマロンインデン樹脂が好ましい。これにより、前記性能バランスを改善できる。特に、芳香族ビニル重合体を配合した場合には、初期グリップ性能に優れ、クマロンインデン樹脂を配合した場合には、後半グリップ性能、耐摩耗性に優れる。
上記α−メチルスチレン及び/又はスチレンを重合した芳香族ビニル重合体(α−メチルスチレン及び/又はスチレンを重合して得られる樹脂)では、芳香族ビニル単量体(単位)としてスチレン、α−メチルスチレンが使用され、該重合体は、それぞれの単量体の単独重合体、両単量体の共重合体のいずれでもよい。上記芳香族ビニル重合体としては、経済的で加工しやすく、グリップ性能に優れていることから、α−メチルスチレンの単独重合体、α−メチルスチレンとスチレンとの共重合体が好ましい。
上記芳香族ビニル重合体の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは500以上、より好ましくは800以上である。500未満では、グリップ性能の充分な改善効果が得られにくい傾向がある。また、上記芳香族ビニル重合体の重量平均分子量は、好ましくは3000以下、より好ましくは2000以下である。3000を超えると、フィラーの分散性が低下し、転がり抵抗特性が悪化する傾向がある。なお、本明細書において、重量平均分子量(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)による測定値を基に標準ポリスチレン換算により求めることができる。
クマロンインデン樹脂、インデン樹脂は、それぞれ炭素数8のクマロン及び炭素数9のインデンを主要なモノマー、インデンを主要なモノマーとする石炭系又は石油系樹脂である。具体的には、ビニルトルエン−α−メチルスチレン−インデン樹脂、ビニルトルエン−インデン樹脂、α−メチルスチレン−インデン樹脂、α−メチルスチレン−ビニルトルエン−インデン共重合体樹脂等が挙げられる。
テルペン樹脂は、モノテルペン、セスキテルペン、ジテルペンなどのテルペンを基本骨格とするテルペン化合物を主要なモノマーとする樹脂であり、α−ピネン樹脂、β−ピネン樹脂、リモネン樹脂、ジペンテン樹脂、β−ピネン/リモネン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、水素添加テルペン樹脂などが挙げられる。また、ロジン樹脂としては、松脂を加工することにより得られるアビエチン酸、ピマール酸などの樹脂酸を主成分とするガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジンなどの天然産のロジン樹脂(重合ロジン)、水素添加ロジン樹脂、マレイン酸変性ロジン樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、ロジングリセリンエステル、不均化ロジン樹脂などが挙げられる。
上記軟化剤としては、常温(23℃)で液体であれば特に限定されないが、オイル、重量平均分子量が50000以下の液状ジエン系重合体、液状クマロンインデン樹脂、液状インデン樹脂などを好適に使用でき、なかでも、オイル、液状ジエン系重合体が好ましく、液状ジエン系重合体がより好ましい。これにより、前記性能バランスを改善できる。オイルを使用した場合、初期グリップ性能に優れ、液状ジエン系重合体を使用した場合、後半グリップ性能に優れる。
上記軟化剤の軟化点は、好ましくは20℃以下、より好ましくは17℃以下である。20℃を超えると、低燃費性が悪化する傾向がある。該軟化点の下限は特に限定されないが、好ましくは−20℃以上、より好ましくは−5℃以上、更に好ましくは0℃以上である。−20℃未満であると、分子量が小さすぎてポリマーとの親和性に劣る傾向がある。
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の石油系プロセスオイルや植物油脂を用いることができる。なかでも、ゴムとの親和性が良い(SP値も近い)という理由から、アロマ系プロセスオイルが好ましい。
液状ジエン系重合体の重量平均分子量(Mw)は好ましくは1000以上、より好ましくは1500以上である。Mwが1000未満では、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、Mwは好ましくは50000以下、より好ましくは20000以下、更に好ましくは10000以下である。Mwが50000を超えると、グリップ性能、特に初期グリップ性能が低下する傾向がある。
液状ジエン系重合体としては、重量平均分子量が50000以下のジエン系重合体であれば特に限定されず、例えば、スチレンブタジエン共重合体(ゴム)、ブタジエン重合体(ゴム)、イソプレン重合体(ゴム)、アクリロニトリルブタジエン共重合体(ゴム)等が挙げられる。なお、液状ジエン系重合体の共役ジエン部の二重結合は、水素添加されていてもよい。液状ジエン系重合体のなかでも、グリップ性能の向上効果が大きいことから、液状スチレンブタジエン共重合体(液状スチレンブタジエンゴム(液状SBR))が好ましい。
液状SBRのビニル含量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上である。ビニル含量が10質量%未満であると、充分なグリップ性能が得られないおそれがある。該ビニル含量は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは75質量%以下である。ビニル含量が90質量%を超えると、耐摩耗性が悪化する傾向がある。
なお、液状SBRのビニル含量は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定できる。
なお、液状SBRのビニル含量は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定できる。
液状SBRのスチレン含量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上である。スチレン含量が10質量%未満であると、充分なグリップ性能が得られないおそれがある。該スチレン含量は、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下である。スチレン含量が60質量%を超えると、軟化点が高くなり、ゴムが硬くなり、グリップ性能が悪化するおそれがある。
なお、液状SBRのスチレン含量は、H1−NMR測定により算出される。
なお、液状SBRのスチレン含量は、H1−NMR測定により算出される。
上記水酸化アルミニウムとしては、特に限定されないが、上記水酸化アルミニウムの平均一次粒子径は、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは0.8μm以上である。0.5μm未満では、水酸化アルミニウムの分散が困難となり、耐摩耗性が悪化する傾向がある。また、該平均一次粒子径は、好ましくは10μm以下、より好ましくは5μm以下である。10μmを超えると、水酸化アルミニウムが破壊核となり、耐摩耗性が悪化する傾向がある。
なお、本発明において、水酸化アルミニウムの平均一次粒子径は数平均粒子径であり、透過型電子顕微鏡により測定される。
なお、本発明において、水酸化アルミニウムの平均一次粒子径は数平均粒子径であり、透過型電子顕微鏡により測定される。
上記マスターバッチにおいて、固体樹脂及び軟化剤の質量比(固体樹脂/軟化剤)は、常温で液体の軟化剤を適量添加することにより、上記マスターバッチが配合ゴム中に適度に膨潤し、ゴム成分に混ざり易く、本発明の効果が好適に得られるという理由から、好ましくは0.05〜0.5、より好ましくは0.1〜0.3である。
上記マスターバッチにおいて、水酸化アルミニウム及び軟化剤の質量比(水酸化アルミニウム/軟化剤)は、固体樹脂及び軟化剤の質量比と同様の理由により、好ましくは0.1〜1.5、より好ましくは0.3〜1.2である。
上記マスターバッチは、固体樹脂と軟化剤と水酸化アルミニウムとを、固体樹脂及び軟化剤の融解温度以上で混合することで調製できる。例えば、50〜180℃(好ましくは80〜160℃)の条件下で固体樹脂を溶融した後に軟化剤を添加し、固体樹脂及び軟化剤が完全に融解(溶融)した後、水酸化アルミニウムを添加し、50〜180℃で2〜6分間(好ましくは80〜160℃で3〜6分間)の条件下で混合したのちに水冷すればよい。溶融、混合は公知の加熱装置、混合装置を用いて行うことができ、例えば、水浴バス、油浴バスなどを使用できる。
得られたマスターバッチは、常温(23℃)で固体状態であることが好ましい。固体状態の混合物をゴム成分と混練りすることで、固体樹脂及び水酸化アルミニウムをゴム組成物中に良好に分散でき、初期グリップ性能、後半グリップ性能、耐摩耗性をバランス良く改善できる。
本発明のゴム組成物において、上記固体樹脂の含有量は、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5質量部以上である。1質量部未満では、本発明の効果が得られないおそれがある。また、該固体樹脂の含有量は、好ましくは40質量部以下、より好ましくは20質量部以下である。40質量部を超えると、ポリマー中での保持が困難となり、ブルームして耐摩耗性が低下する傾向がある。
本発明のゴム組成物において、上記軟化剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは60質量部以上、更に好ましくは80質量部以上である。10質量部未満では、グリップ性能の発現が充分でない傾向がある。また、該軟化剤の含有量は、好ましくは180質量部以下、より好ましくは150質量部以下である。180質量部を超えると、耐摩耗性が低下し、更には低燃費性も悪化する傾向がある。
本発明のゴム組成物において、上記水酸化アルミニウムの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは20質量部以上、更に好ましくは30質量部以上である。5質量部未満では、グリップ性能の発現が充分でない傾向がある。また、該水酸化アルミニウムの含有量は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは60質量部以下である。100質量部を超えると、耐摩耗性が低下する傾向がある。
なお、固体樹脂、軟化剤、水酸化アルミニウムはマスターバッチの他に別途配合してもよく、その場合、上記各含有量はゴム組成物中に含まれる総量を意味する。
なお、固体樹脂、軟化剤、水酸化アルミニウムはマスターバッチの他に別途配合してもよく、その場合、上記各含有量はゴム組成物中に含まれる総量を意味する。
本発明のゴム組成物は、シリカを含むことが好ましい。これにより、低燃費性、グリップ性能、耐摩耗性を改善でき、前記性能バランスを改善できる。
シリカのN2SAは、好ましくは80m2/g以上、より好ましくは150m2/g以上、である。80m2/g未満であると、充分な補強性が得られないため、耐摩耗性、ゴム強度が低下する傾向がある。また、シリカのN2SAは、好ましくは220m2/g以下、より好ましくは200m2/g以下である。220m2/gを超えると、配合したゴムの粘度が大幅に上昇し、加工性が悪化するおそれがある。更にはシリカの分散性を向上させることが困難となり、低燃費性、耐摩耗性が悪化する傾向がある。
なお、シリカのN2SAは、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される値である。
なお、シリカのN2SAは、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される値である。
本発明のゴム組成物がシリカを含有する場合、シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、20質量部以上が好ましく、40質量部以上がより好ましい。20質量部未満であると、ゴムの補強効果が充分に得られず、充分な耐摩耗性が得られないおそれがある。該含有量は、100質量部以下が好ましく、80質量部以下がより好ましい。100質量部を超えると、シリカが分散しにくくなり、低燃費性、耐摩耗性が悪化するおそれがある。
本発明では、シリカとともに、シランカップリング剤を使用することが好ましい。シランカップリング剤としては、例えば、スルフィド系、メルカプト系ビニル系、アミノ系、グリシドキシ系、ニトロ系、クロロ系シランカップリング剤などが挙げられる。なかでも、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)ジスルフィドなどのスルフィド系が好ましく、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドが特に好ましい。
シランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して、好ましくは2質量部以上、より好ましくは6質量部以上である。また、該シランカップリング剤の含有量は、好ましくは15質量部以下、より好ましくは12質量部以下である。上記範囲内に調整することでシリカを充分に分散させることができ、グリップ性能、耐摩耗性などの改善効果が得られる。
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、カーボンブラックを含むことが好ましい。これにより、グリップ性能、耐摩耗性を改善でき、前記性能バランスを改善できる。
カーボンブラックのチッ素吸着比表面積(N2SA)は、好ましくは50m2/g以上、より好ましくは120m2/g以上である。50m2/g未満であると、充分な補強性が得られないため、操縦安定性、耐摩耗性、ゴム強度が低下する傾向がある。また、カーボンブラックのN2SAは、好ましくは180m2/g以下、より好ましくは160m2/g以下である。180m2/gを超えると、分散性が悪化し、加工性、耐摩耗性が悪化するおそれがある。
なお、カーボンブラックのN2SA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N2SAは、JIS K6217のA法によって求められる。
本発明のゴム組成物がカーボンブラックを含有する場合、カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、5質量部以上が好ましく、15質量部以上がより好ましい。該含有量は、200質量部以下が好ましく、40質量部以下がより好ましい。上記範囲内に調整することで、良好な補強性、グリップ性能、耐摩耗性が得られる。
本発明のゴム組成物がシリカ及びカーボンブラックの両成分を含む場合、該両成分の合計100質量%中のシリカの含有率は、好ましくは45質量%以上、より好ましくは55質量%以上、更に好ましくは60質量%以上である。また、シリカ及びカーボンブラックの合計100質量%中のシリカの含有率は、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは80質量%以下である。上記範囲内であると、初期グリップ性能、後半グリップ性能、耐摩耗性をバランスよく改善できる。
カーボンブラック、シリカ、水酸化アルミニウムの合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは30〜200質量部、より好ましくは100〜160質量部である。上記範囲内であると、初期グリップ性能、後半グリップ性能、耐摩耗性をバランスよく改善できる。
本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤、硫黄、加硫促進剤などを必要に応じて配合してもよい。
硫黄としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などが挙げられる。
硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5〜5質量部、より好ましくは1〜3質量部である。
硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5〜5質量部、より好ましくは1〜3質量部である。
加硫促進剤としては、スルフェンアミド系加硫促進剤〔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(DCBS)、N,N−ジイソプロピル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミドなど〕、グアニジン系加硫促進剤(ジフェニルグアニジン(DPG)、ジオルトトリグアニジン、トリフェニルグアニジン、オルトトリルビグアニド、ジフェニルグアニジンフタレートなど)が好ましい。なかでも、CBSがより好ましい。
本発明のゴム組成物の製造方法は、一般的な方法で製造される。例えば、前記各成分をバンバリーミキサー、ニーダー、オープンロール等のゴム混練装置を用いて混練し、その後加硫する方法等により製造できる。なお、混練工程の最高温度(180℃程度)では、マスターバッチ中に含まれる固体樹脂及び軟化剤が融解しゴム配合中に充分に分散させることが望ましく、これにより、グリップ性能をより高めることができる。
本発明のゴム組成物は、タイヤの各部材に使用でき、なかでも、トレッドに好適に使用できる。
本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤの各部材(特に、トレッド)の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、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してタイヤを製造できる。
本発明の空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、二輪車用タイヤ、高性能タイヤ等として用いられ、特に、高性能タイヤとして好適に用いられる。なお、本明細書における高性能タイヤとは、グリップ性能に特に優れたタイヤであり、競技車両に使用する競技用タイヤをも含む概念である。
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
固体樹脂1:新日鐵化学(株)製のエスクロンV120(クマロンインデン樹脂、軟化点:120℃)
固体樹脂2:Arizona chemical社製のSYLVARES SA85(α−メチルスチレンとスチレンとの共重合体(芳香族ビニル重合体)、軟化点:85℃、Mw:1000)
軟化剤1:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH−24(アロマ系プロセスオイル、軟化点:−50℃以下)
軟化剤2:サートマー社製のRICON100(液状SBR、重量平均分子量(Mw):5000、スチレン含量:20質量%、ビニル含量:70質量%、軟化点:−25℃)
水酸化アルミニウム:昭和電工(株)製のハイジライトH−43(平均一次粒子径:1μm)
SBR:日本ゼオン(株)製のNipol 1502(E−SBR、スチレン含有量:23.5質量%)
シリカ:デグッサ社製のウルトラシルVN3(N2SA:175m2/g)
カーボンブラック:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN110(N2SA:144m2/g)
老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン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)
ステアリン酸:日油(株)製の椿
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックN
硫黄:軽井沢硫黄(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ(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)
酸化亜鉛:ハクスイテック(株)製の酸化亜鉛3種(平均一次粒子径:1.0μm)
シランカップリング剤:デグッサ社製のSi69(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)
固体樹脂1:新日鐵化学(株)製のエスクロンV120(クマロンインデン樹脂、軟化点:120℃)
固体樹脂2:Arizona chemical社製のSYLVARES SA85(α−メチルスチレンとスチレンとの共重合体(芳香族ビニル重合体)、軟化点:85℃、Mw:1000)
軟化剤1:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH−24(アロマ系プロセスオイル、軟化点:−50℃以下)
軟化剤2:サートマー社製のRICON100(液状SBR、重量平均分子量(Mw):5000、スチレン含量:20質量%、ビニル含量:70質量%、軟化点:−25℃)
水酸化アルミニウム:昭和電工(株)製のハイジライトH−43(平均一次粒子径:1μm)
SBR:日本ゼオン(株)製のNipol 1502(E−SBR、スチレン含有量:23.5質量%)
シリカ:デグッサ社製のウルトラシルVN3(N2SA:175m2/g)
カーボンブラック:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN110(N2SA:144m2/g)
老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン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)
ステアリン酸:日油(株)製の椿
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックN
硫黄:軽井沢硫黄(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ(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)
酸化亜鉛:ハクスイテック(株)製の酸化亜鉛3種(平均一次粒子径:1.0μm)
シランカップリング剤:デグッサ社製のSi69(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)
(マスターバッチの調製)
実施例1〜6について、表1に示す配合に従い、油浴バスを用いて固体樹脂を150℃に加熱した後に軟化剤を添加し、固体樹脂及び軟化剤が完全に融解(溶融)後、水酸化アルミニウムを添加し、5分間攪拌混合したのちに水冷することで、常温(23℃)で固体状態のマスターバッチを得た。
実施例1〜6について、表1に示す配合に従い、油浴バスを用いて固体樹脂を150℃に加熱した後に軟化剤を添加し、固体樹脂及び軟化剤が完全に融解(溶融)後、水酸化アルミニウムを添加し、5分間攪拌混合したのちに水冷することで、常温(23℃)で固体状態のマスターバッチを得た。
(実施例及び比較例)
表1に示す配合内容に従い、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3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、50℃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30分間加硫することで試験用タイヤ(タイヤサイズ:195/65R15)を製造した。
表1に示す配合内容に従い、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3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、50℃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30分間加硫することで試験用タイヤ(タイヤサイズ:195/65R15)を製造した。
得られた試験用タイヤを使用して、下記の評価を行った。それぞれの試験結果を表1に示す。
(実車評価)
試験用タイヤを排気量2000ccの国産FR車に装着し、ウェットアスファルト路面のサーキットコースにて実車走行を20周行ない、この際のグリップ性能(グリップ感、ブレーキ性能、トラクション性能)について、つぎの5段階のフィーリング評価を行なった。
5:非常に良好、4:良好、3:普通、2:やや劣る、1:劣る
なお、1〜5周目のグリップ性能を初期グリップ性能、10〜20周目のグリップ性能を後半グリップ性能として評価した。
また、走行後の試験用タイヤの摩耗外観より、耐摩耗性に関して以下の基準で評価した。
5:非常に良好、4:良好、3:普通、2:やや劣る、1:劣る
試験用タイヤを排気量2000ccの国産FR車に装着し、ウェットアスファルト路面のサーキットコースにて実車走行を20周行ない、この際のグリップ性能(グリップ感、ブレーキ性能、トラクション性能)について、つぎの5段階のフィーリング評価を行なった。
5:非常に良好、4:良好、3:普通、2:やや劣る、1:劣る
なお、1〜5周目のグリップ性能を初期グリップ性能、10〜20周目のグリップ性能を後半グリップ性能として評価した。
また、走行後の試験用タイヤの摩耗外観より、耐摩耗性に関して以下の基準で評価した。
5:非常に良好、4:良好、3:普通、2:やや劣る、1:劣る
特定軟化点を持つ固体樹脂と、軟化剤と、水酸化アルミニウムとを、固体樹脂及び軟化剤が溶融した状態で、混合して得られたマスターバッチを配合した実施例は、初期グリップ性能、後半グリップ性能、耐摩耗性をバランスよく改善できた。
Claims (11)
- 軟化点が40℃以上の固体樹脂と、軟化剤と、水酸化アルミニウムとを混合して得られたマスターバッチを含み、
前記マスターバッチが、前記固体樹脂及び軟化剤が溶融した状態で、前記固体樹脂、軟化剤、水酸化アルミニウムを混合して得られたものであるタイヤ用ゴム組成物。 - 前記固体樹脂は、α−メチルスチレン及び/又はスチレンを重合した芳香族ビニル重合体、クマロンインデン樹脂、インデン樹脂、テルペン樹脂並びにロジン樹脂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記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 前記軟化剤は、オイル、重量平均分子量が50000以下の液状ジエン系重合体、液状クマロンインデン樹脂及び液状インデン樹脂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又は2記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 前記マスターバッチにおいて、前記固体樹脂及び前記軟化剤の質量比が0.05〜0.5、前記水酸化アルミニウム及び前記軟化剤の質量比が0.1〜1.5である請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 前記マスターバッチは常温で固体状態である請求項1〜4のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- ゴム成分100質量部に対して、前記固体樹脂を1〜40質量部含む請求項1〜5のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- シリカ及び/又はカーボンブラックを含む請求項1〜6のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- ゴム成分100質量部に対して、カーボンブラックを0〜200質量部、シリカを0〜100質量部、水酸化アルミニウムを5〜100質量部含み、これらの合計含有量が30〜200質量部である請求項1〜7のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- トレッド用ゴム組成物として用いられる請求項1〜8のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 請求項1〜9のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤ。
- 高性能タイヤである請求項10記載の空気入りタイヤ。
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- 2011-09-26 JP JP2011209570A patent/JP2013071938A/ja not_active Withdrawn
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