JP2014040524A - タイヤ用ゴム組成物および空気入りタイヤ - 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、(a)フェノール系化合物および(b)テルペン系化合物を共重合して得られた樹脂とを含有するタイヤ用ゴム組成物に関する。
【選択図】なし
Description
なお、本明細書において、接着性能とは、ゴムとゴムの間の接着しやすさを意味し、接着性能が良好なほど、タイヤの成形工程での接着不良によるトラブルを抑制できる。
イソプレン系ゴムとしては、イソプレンゴム(IR)、天然ゴム(NR)、改質天然ゴム等が挙げられる。NRには、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(HPNR)も含まれ、改質天然ゴムとしては、エポキシ化天然ゴム(ENR)、水素添加天然ゴム(HNR)、グラフト化天然ゴム等が挙げられる。また、NRとしては、例えば、SIR20、RSS♯3、TSR20等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。なかでも、NR、IRが好ましい。
アルキルフェノールの具体例としては、例えば、メチルフェノール、エチルフェノール、ブチルフェノール、t−ブチルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、デシルフェノール、ジノニルフェノールが挙げられ、o、m、p位のいずれが置換されたものでもよい。なかでも、t−ブチルフェノールが好ましい。
ハロゲン化フェノールとしては、例えば、クロロフェノール、ブロモフェノールが挙げられる。
なお、共重合割合とは、樹脂(100質量%)を構成する各共重合成分の比率(質量%)を意味する。
なお、樹脂の軟化点は、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、Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)を用い、標準ポリスチレンより換算した値である。
なお、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、JIS K 6217−2:2001によって求められる。
本発明では、イソプレン系ゴムを含むゴム組成物において、(a)フェノール系化合物および(b)テルペン系化合物を共重合して得られた樹脂を含有するため、カーボンブラックを減量することなく、上記量とすることができ、良好な低燃費性を維持しつつ、接着性能、破壊特性を同時に改善でき、良好な低燃費性、接着性能、破壊特性を高次元で得られる。
本発明では、イソプレン系ゴムを含むゴム組成物において、(a)フェノール系化合物および(b)テルペン系化合物を共重合して得られた樹脂を含有するため、オイルを上記量としても、良好な接着性能、破壊特性が得られ、良好な低燃費性、接着性能、破壊特性を高次元で得られる。
tanδが上記範囲内であると、良好な低燃費性を確保できる。
<使用薬品>
レジンの合成に使用した薬品を以下に示す。なお、薬品は必要に応じて定法に従い精製を行った。
トルエン:関東化学(株)製
α−ピネン:東京化成工業(株)製
3−カレン:東京化成工業(株)製
p−tブチルフェノール:和光純薬工業(株)製
三フッ化ホウ素(BF3):東京化成工業(株)製
炭酸ナトリウム:東京化成工業(株)製
温度計、攪拌装置、冷却器、Dean−Starkトラップを備えた三口フラスコを十分に窒素置換し、そこにトルエン200gを添加した。これにp−tブチルフェノールを40g添加し、攪拌、還流を2時間行った。触媒としてBF3ガスを1.2g添加し、α−ピネン60gを90分程度の時間で滴下し、40℃において60分間窒素下で攪拌しながら重合を行った。反応終了後、炭酸ナトリウム1.2gを100mlの水に溶解したものを添加して反応を停止させ、水洗を繰り返すことで触媒を除去した。減圧蒸留することでトルエン、未反応モノマーを除去し目的とするレジンAを得た。
表1の添加量に変更する他は、レジンAとほぼ同様の方法でレジンBを合成した。
合成したレジンの組成、軟化点、分子量を表1に示す。なお、分子量、軟化点は以下の方法で測定した。
Mw、Mn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 SUPERMULTIPORE 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た。
軟化点は、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、球が降下した温度を軟化点とした。
<使用薬品>
実施例およ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。
NR:RSS#3
SBR:Nipol1502(日本ゼオン(株)製、E−SBR、スチレン含有率:23.5質量%)
BR:BR130B(宇部興産(株)製、シス含量:97質量%)
カーボンブラック:N330(キャボットジャパン(株)製、N2SA:75m2/g)
オイル:ダイアナプロセスAH−24(出光興産(株)製プロセスオイル)
レジンA、B:製造例1、2で合成
レジンC:YSレジンPX1250(テルペン樹脂、ヤスハラケミカル(株)製)
レジンD:Koresin(p−tブチルフェノール樹脂、BASF社製)
酸化亜鉛:酸化亜鉛(三井金属鉱業(株)製)
ステアリン酸:ステアリン酸「椿」(日油(株)製)
老化防止剤:アンチゲン6C(住友化学(株)製)(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:サンノックN(大内新興化学工業(株)製)
硫黄:粉末硫黄(軽井沢硫黄(株)製)
加硫促進剤:ノクセラーCZ(大内新興化学工業(株)製、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)
表2に示す配合処方にしたがって、(株)神戸製鋼製1.7Lバンバリーを用いて、硫黄および加硫促進剤以外の材料を150℃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および加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて80℃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170℃で12分間プレス加硫することにより、加硫ゴム組成物を得た。
(低燃費性)
上記加硫ゴム組成物からなるゴムスラブシート(2mm×130mm×130mm)から測定用試験片を切り出し、粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度50℃、初期歪10%、動歪2%、周波数10Hzの条件下で、測定用試験片のtanδを測定した。結果を実測値で示すと共に、比較例1の結果を100として指数表示した。指数が大きいほど、低燃費性に優れる。
JIS K6251:2010に基づいて、得られた加硫ゴム組成物からダンベル状6号形試験片を作製し、該試験片を用いて25℃雰囲気下において、引張試験を実施して、破断強度TB(MPa)、破断時伸びEB(%)を測定した。そして、破壊エネルギーとして、TB×EB(MPa・%)/2を算出した。各配合の破壊エネルギーを算出し、比較例1の破壊エネルギーを100として指数表示した。指数が大きいほど、破壊特性に優れることを示す。
得られた加硫ゴム組成物について、JIS−T 9233にもとづいて製作されたタックテスト装置を用いて、タックテスト(粘着力測定)を行った。比較例1の測定値を100として、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど接着性能に優れる。
(接着性能指数)=(各配合のタックテスト測定値)/(比較例1のタックテスト測定値)×100
Claims (10)
- イソプレン系ゴムを含むゴム成分と、(a)フェノール系化合物および(b)テルペン系化合物を共重合して得られた樹脂とを含有するタイヤ用ゴム組成物。
- 樹脂100質量%中のフェノール系化合物(a)の共重合割合が10〜40質量%、テルペン系化合物(b)の共重合割合が60〜90質量%である請求項1記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 前記樹脂の重量平均分子量が1100以上である請求項1又は2記載のタイヤ用ゴム組成物。
- フェノール系化合物(a)がフェノールおよび/またはアルキルフェノールであり、テルペン系化合物(b)が水酸基を持たない環状不飽和炭化水素である請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- テルペン系化合物(b)がα−ピネン、β−ピネン、3−カレン、リモネンおよびジペンテン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4記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 樹脂の配合量が、ゴム成分100質量部に対して0.5〜15質量部である請求項1〜5のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- カーボンブラック及び/又はシリカを含む請求項1〜6のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- ベーストレッド用ゴム組成物として用いられる請求項1〜7のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 粘弾性スペクトロメーターを用いて、温度50℃、初期歪10%、動歪2%、周波数10Hzの条件下で測定したtanδが0.2以下である請求項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。
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