JP2014031425A - タイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シス−1,4結合含有量が97%以上であり、100℃でのムーニー粘度(ML1+4)が45以上であり、ムーニー粘度に対する25℃での5質量%トルエン溶液粘度(T−cp)〔cps〕の比である(T−cp)/(ML1+4)が2.0以上であるブタジエンゴム30〜70質量%と、他のジエン系ゴム30〜70質量%とからなるゴム成分100質量部に対し、窒素吸着比表面積が35m2/g以上50m2/g未満のカーボンブラック(1)を55〜75質量部、窒素吸着比表面積が50m2/g以上95m2/g以下のカーボンブラック(2)を5〜20質量部配合し、カーボンブラック(1)および(2)の合計が60〜95質量部である組成物。
【選択図】なし
Description
一方、近年の環境意識の高まりに伴い、タイヤの低燃費性を向上させることが要求されている。タイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴムの低発熱化を図る手段の一つとして、フィラーの配合量を減少させる方法が挙げられるが、このような手段では、硬度が低下し、耐摩滅性も悪化してしまう。
したがって、従来技術では、低発熱性と、硬度、耐摩滅性および耐セット性とを高次に両立させることは非常に困難であった。
すなわち本発明は以下の通りである。
1.シス−1,4結合含有量が97%以上であり、100℃でのムーニー粘度(ML1+4)が45以上であり、かつ、該ムーニー粘度に対する25℃での5質量%トルエン溶液粘度(T−cp)〔cps〕の比である(T−cp)/(ML1+4)が2.0以上であるブタジエンゴム30〜70質量%と、他のジエン系ゴム30〜70質量%とからなるゴム成分100質量部に対し、
窒素吸着比表面積が35m2/g以上50m2/g未満のカーボンブラック(1)を55〜75質量部、かつ、窒素吸着比表面積が50m2/g以上95m2/g以下のカーボンブラック(2)を5〜20質量部配合し、前記カーボンブラック(1)および(2)の合計が60〜95質量部であることを特徴とするタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。
2.前記カーボンブラック(2)の配合量(質量)を1としたとき、前記カーボンブラック(1)の配合量(質量)が、5〜15の範囲内であることを特徴とする前記1に記載のタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。
3.前記シス−1,4結合含有量が98%以上であることを特徴とする前記1に記載のタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。
4.前記ムーニー粘度(ML1+4)が45〜70であることを特徴とする前記1に記載のタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。
5.前記(T−cp)/(ML1+4)が2.0以上3.3未満であることを特徴とする前記1に記載のタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。
6.前記(T−cp)/(ML1+4)が2.2以上2.5未満であることを特徴とする前記5に記載のタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。
7.前記(T−cp)/(ML1+4)が2.3以上2.5未満であることを特徴とする前記5に記載のタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。
8.前記ゴム成分が、ブタジエンゴム30〜40質量%および他のジエン系ゴム60〜70質量%から構成されることを特徴とする前記1〜7のいずれかに記載のタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。
9.前記1〜8のいずれかに記載のゴム組成物をリムクッションまたはガムフィニッシングに使用した空気入りタイヤ。
(ブタジエンゴム)
本発明で使用されるブタジエンゴム(BR)は、シス−1,4結合含有量が97%以上であり、100℃でのムーニー粘度(ML1+4)が45以上であり、かつ、該ムーニー粘度に対する25℃での5質量%トルエン溶液粘度(T−cp)〔cps〕の比である(T−cp)/(ML1+4)が2.0以上である必要がある(以下、特定BRという)。上記の各特性を一つでも満たさない場合、本発明の効果を奏することができない。
ここで、トルエン溶液粘度(T−cp)は、試料ゴムをトルエンに5質量%溶液として溶解し、その溶液の25℃での粘度をキャノンフェンスケ型動粘度計により測定して得られるものである。
本発明で使用される他のジエン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、前記特定BR以外のブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム(NBR)等のジエン系ゴムが挙げられる。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。また、その分子量やミクロ構造はとくに制限されず、アミン、アミド、シリル、アルコキシシリル、カルボキシル、ヒドロキシル基等で末端変性されていても、エポキシ化されていてもよい。
好ましい特定BRおよび他のジエン系ゴムの割合は、特定BRが40〜50質量%、他のジエン系ゴムが50〜60質量%である。
本発明は、特定の窒素吸着比表面積を有する2種類のカーボンブラックを併用することを一つの特徴にしている。
すなわち、本発明では、窒素吸着比表面積(N2SA)が35m2/g以上50m2/g未満のカーボンブラック(1)と、窒素吸着比表面積(N2SA)が50m2/g以上95m2/g以下のカーボンブラック(2)とを併用する。
カーボンブラック(1)または(2)のいずれかのみを使用した場合、あるいは、カーボンブラック(1)および(2)以外の他のカーボンブラックを使用した場合は、低発熱性と、硬度、耐摩滅性および耐セット性との両立が困難となる。
本発明の効果の向上の観点から、カーボンブラック(1)のさらに好ましい窒素吸着比表面積(N2SA)は、35〜45m2/gであり、カーボンブラック(2)のさらに好ましい窒素吸着比表面積(N2SA)は、65〜85m2/gである。
なお、窒素吸着比表面積は、JIS K6217に準じて測定される値である。
本発明のタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物は、前記のカーボンブラック以外にも、各種充填剤を配合することができる。充填剤としてはとくに制限されず、用途により適宜選択すればよいが、例えばシリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム等の無機充填剤を挙げることができる。
本発明のタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物は、前記ゴム成分100質量部に対し、窒素吸着比表面積(N2SA)が35m2/g以上50m2/g未満のカーボンブラック(1)を55〜75質量部、窒素吸着比表面積(N2SA)が50m2/g以上95m2/g以下のカーボンブラック(2)を5〜20質量部配合し、かつ、前記カーボンブラック(1)および(2)の合計が60〜95質量部であることを特徴とする。
前記カーボンブラック(1)の配合量が前記ゴム成分100質量部に対し55質量部未満であると、硬度、耐摩滅性が悪化し、逆に75質量部を超えると、低発熱性を得ることができず、耐セット性も悪化する。
前記カーボンブラック(2)の配合量が前記ゴム成分100質量部に対し5質量部未満であると、硬度が悪化し、逆に20質量部を超えると、低発熱性を得ることができず、耐セット性も悪化する。
前記カーボンブラック(1)および(2)の合計が60質量部未満であると、硬度、耐摩滅性が悪化し、逆に95質量部を超えると、低発熱性を得ることができず、耐セット性も悪化する。
前記カーボンブラック(2)のさらに好ましい配合量は、前記ゴム成分100質量部に対し、5〜15質量部である。
前記カーボンブラック(1)および(2)のさらに好ましい合計配合量は、65〜85質量部である。
本発明のゴム組成物は、低発熱性と、硬度、耐摩滅性、耐セット性とを高次に両立できることから、とくにタイヤリムクッションまたはガムフィニッシングに有用である。
サンプルの調製
表1に示す配合(質量部)において、加硫促進剤および硫黄を除く成分を1.5リットルの密閉式バンバリーミキサーで5分間混練した後、温度150℃でマスターバッチを放出し室温冷却した。その後このマスターバッチをロールにて、加硫促進剤および硫黄を加え2分間混練し、タイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物を得た。次に得られたゴム組成物を所定の金型中で160℃で20分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を調製した。得られた加硫ゴム試験片について以下に示す試験法で物性を測定した。
発熱性:(株)東洋精機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%、振幅=±2%、周波数=20Hzの条件下でtanδ(60℃)を測定し、この値をもって発熱性を評価した。結果は、比較例1の値を100として指数で示した。指数が小さいほど、低発熱性であることを示す。
耐摩滅性:ASTM−D2228に準拠して、ピコ摩耗試験機を使用して摩耗量を測定した。結果は、比較例1の値の逆数を100とする指数で示した。指数が大きいほど耐摩滅性に優れることを意味する。
耐セット性:JIS K6262に準拠して、70℃×22時間、初期歪25%の条件で耐セット性を測定した。結果は、比較例1の値を100として指数で示した。指数が大きいほど、耐セット性に優れることを示す。
結果を表1に併せて示す。
*2:BR−1(日本ゼオン(株)製Nipol BR−1220、シス−1,4結合含有量=98%、100℃でのムーニー粘度(ML1+4)=43、(T−cp)/(ML1+4)=1.4)
*3:BR−2(宇部興産(株)製UBEPOL 230、シス−1,4結合含有量=98%、100℃でのムーニー粘度(ML1+4)=38、(T−cp)/(ML1+4)=3.1)
*4:BR−3(宇部興産(株)製UBEPOL 150L、シス−1,4結合含有量=98%、100℃でのムーニー粘度(ML1+4)=43、(T−cp)/(ML1+4)=2.8)
*5:BR−4(宇部興産(株)製BR360L、シス−1,4結合含有量=98%、100℃でのムーニー粘度(ML1+4)=51、(T−cp)/(ML1+4)=2.4)
*6:カーボンブラック−1(東海カーボン(株)シーストV、N2SA=27m2/g、DBP吸油量=87cm3/100g)
*7:カーボンブラック−2(東海カーボン(株)シーストSO、N2SA=42m2/g、DBP吸油量=115cm3/100g)
*8:カーボンブラック−3(東海カーボン(株)シーストN3、N2SA=79m2/g、DBP吸油量=101cm3/100g)
*9:カーボンブラック−4(タイカーボン社製商品名THAIBLACK N330T、N2SA=65m2/g、DBP吸油量=77cm3/100g)
*10:カーボンブラック−5(新日化カーボン社製商品名ニテロン#300IH、N2SA=115m2/g、DBP吸油量=120cm3/100g)
*11:亜鉛華(正同化学工業(株)製酸化亜鉛3種)
*12:ステアリン酸(日油(株)製ビーズステアリン酸)
*13:オイル(昭和シェル石油(株)製エキストラクト4号S)
*14:硫黄(鶴見化学工業(株)製金華印油入微粉硫黄)
*15:加硫促進剤(大内新興化学工業(株)製ノクセラーCZ−G)
これに対し、比較例2は、カーボンブラック(2)を使用せず、カーボンブラック(1)よりも低い窒素吸着比表面積(N2SA)を有するカーボンブラックを使用した例であるので、硬度および耐摩滅性が悪化した。
比較例3は、カーボンブラック(1)を使用せず、カーボンブラック(1)よりも低い窒素吸着比表面積(N2SA)を有するカーボンブラックを使用した例であるので、硬度および耐摩滅性が悪化した。
比較例4は、カーボンブラック(1)および(2)の配合量が本発明で規定する上限を超えているので、低発熱性が得られず、耐セット性も悪化した。
比較例5は、カーボンブラック(2)の配合量が本発明で規定する上限を超えているので、低発熱性が得られず、耐セット性も悪化した。
比較例6は、BRの100℃でのムーニー粘度(ML1+4)および(T−cp)/(ML1+4)が本発明で規定する下限未満であるので、硬度が低下し、低発熱性が得られず、耐摩滅性および耐セット性も悪化した。
比較例7は、BRの100℃でのムーニー粘度(ML1+4)が本発明で規定する下限未満であるので、硬度および耐セット性が悪化した。
比較例8は、BRの100℃でのムーニー粘度(ML1+4)が本発明で規定する下限未満であるので、硬度および耐セット性が悪化した。
比較例9は、カーボンブラック(2)を使用せず、カーボンブラック(2)よりも高い窒素吸着比表面積(N2SA)を有するカーボンブラックを使用した例であるので、低発熱性および耐セット性が悪化した。
比較例10は、カーボンブラック(1)および(2)の合計配合量が本発明で規定する下限未満であるので、硬度、耐摩滅性が悪化した。
すなわち本発明は以下の通りである。
1.シス−1,4結合含有量が97%以上であり、100℃でのムーニー粘度(ML1+4)が45〜70であり、かつ、該ムーニー粘度に対する25℃での5質量%トルエン溶液粘度(T−cp)〔cps〕の比である(T−cp)/(ML1+4)が2.2以上2.5未満であるブタジエンゴム30〜70質量%と、他のジエン系ゴム30〜70質量%とからなるゴム成分100質量部に対し、
窒素吸着比表面積が35m2/g以上50m2/g未満のカーボンブラック(1)を55〜75質量部、かつ、窒素吸着比表面積が50m2/g以上95m2/g以下のカーボンブラック(2)を5〜20質量部配合し、前記カーボンブラック(1)および(2)の合計が60〜95質量部であることを特徴とするタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。
2.前記カーボンブラック(2)の配合量(質量)を1としたとき、前記カーボンブラック(1)の配合量(質量)が、5〜15の範囲内であることを特徴とする前記1に記載のタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。
3.前記シス−1,4結合含有量が98%以上であることを特徴とする前記1に記載のタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。
4.前記(T−cp)/(ML1+4)が2.3以上2.5未満であることを特徴とする前記1に記載のタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。
5.前記ゴム成分が、ブタジエンゴム30〜40質量%および他のジエン系ゴム60〜70質量%から構成されることを特徴とする前記1〜4のいずれかに記載のタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。
6.前記1〜5のいずれかに記載のゴム組成物をリムクッションまたはガムフィニッシングに使用した空気入りタイヤ。
Claims (9)
- シス−1,4結合含有量が97%以上であり、100℃でのムーニー粘度(ML1+4)が45以上であり、かつ、該ムーニー粘度に対する25℃での5質量%トルエン溶液粘度(T−cp)〔cps〕の比である(T−cp)/(ML1+4)が2.0以上であるブタジエンゴム30〜70質量%と、他のジエン系ゴム30〜70質量%とからなるゴム成分100質量部に対し、
窒素吸着比表面積が35m2/g以上50m2/g未満のカーボンブラック(1)を55〜75質量部、かつ、窒素吸着比表面積が50m2/g以上95m2/g以下のカーボンブラック(2)を5〜20質量部配合し、前記カーボンブラック(1)および(2)の合計が60〜95質量部であることを特徴とするタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。 - 前記カーボンブラック(2)の配合量(質量)を1としたとき、前記カーボンブラック(1)の配合量(質量)が、5〜15の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載のタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。
- 前記シス−1,4結合含有量が98%以上であることを特徴とする請求項1に記載のタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。
- 前記ムーニー粘度(ML1+4)が45〜70であることを特徴とする請求項1に記載のタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。
- 前記(T−cp)/(ML1+4)が2.0以上3.3未満であることを特徴とする請求項1に記載のタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。
- 前記(T−cp)/(ML1+4)が2.2以上2.5未満であることを特徴とする請求項5に記載のタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。
- 前記(T−cp)/(ML1+4)が2.3以上2.5未満であることを特徴とする請求項5に記載のタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。
- 前記ゴム成分が、ブタジエンゴム30〜40質量%および他のジエン系ゴム60〜70質量%から構成されることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のタイヤリムクッションまたはガムフィニッシング用ゴム組成物。
- 請求項1〜8のいずれかに記載のゴム組成物をリムクッションまたはガムフィニッシングに使用した空気入りタイヤ。
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