JP2014105296A - ベーストレッド用ゴム組成物、その製造方法及び空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】リン含有量が200ppm以下の改質天然ゴムと、カーボンブラック及び/又は白色充填剤とを含み、ゴム成分100質量%中の前記改質天然ゴムの含有量が10質量%以上であるベーストレッド用ゴム組成物に関する。
【選択図】なし
Description
上記改質天然ゴムは、天然ゴムラテックスをケン化処理して得られたものであることが好ましい。
また、改質天然ゴムを配合した未加硫ゴム組成物は加工性に優れ、特段素練り工程を行わなくても充分な混練りが可能であるため、素練りに伴う天然ゴムのゴム強度などの低下も抑制でき、低燃費性、ゴム強度、耐亀裂成長性、耐摩耗性などを効果的に高められる。また、リン脂質だけでなく、タンパク質やゲル分も低減することにより、これらの性能をより改善できる。
上記特性のため、通常の天然ゴムに比べて、カーボンブラックや白色充填剤をより多く配合でき、カーボンブラックや白色充填剤を多量に配合した場合であっても、良好な低燃費性を確保しつつ、ゴム強度、操縦安定性、耐亀裂成長性、耐摩耗性を顕著に向上できる。
更に、改質天然ゴムは小石、木屑などのゴミ成分を含まず、該成分の除去工程が必要ないため、生産性にも優れる。
以上のように、本発明では、素練り工程を必要としないような優れた加工性を持ちながら、良好な操縦安定性を維持又は改善しつつ、低燃費性、ゴム強度、耐亀裂成長性、耐摩耗性を改善できる。
なお、上記工程(D)(洗浄処理)の後に、酸処理する工程(C)を行うことが更に好ましい。すなわち、工程(B)(アルカリ処理)、工程(D)(洗浄処理)、工程(C)(酸処理)の順で行うことが好ましい。工程(C)(酸処理)の前に、上述の洗浄処理を行うことにより、酸処理を行う効果がより好適に得られる。
なお、カーボンブラックのN2SAは、JIS K 6217−2:2001によって求められる。
なお、カーボンブラックのDBPは、JIS K 6217−4:2001に準拠して測定される。
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。
天然ゴムラテックス:Muhibbah Lateks社から入手したフィールドラテックス
界面活性剤:花王(株)製のEmal−E27C(ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム)
凝集剤:MTアクアポリマー社製のアロンフロックC508(ポリアクリル酸エステル系高分子凝集剤)
NaOH:和光純薬工業(株)製のNaOH
製造例1
天然ゴムラテックスの固形分濃度(DRC)を30%(w/v)に調整した後、天然ゴムラテックス1000gに対し、Emal−E27C 5gとNaOH20gを加え、室温で48時間ケン化反応を行い、ケン化天然ゴムラテックスを得た。このラテックスに水を添加してゴム濃度15%(w/v)となるまで希釈した後、ゆっくり攪拌しながらギ酸を添加しpHを4.0に調整し、これに凝集剤をゴムが凝集するまで添加した。得られた凝集したゴムを1%炭酸ナトリウム水溶液に室温(25℃)で5時間漬けた後、引き上げて水1000mlで洗浄を繰り返した後、1%ギ酸溶液(pH5)に室温(25℃)で3時間漬けた後、水1000mlで洗浄を繰り返した後、90℃で4時間乾燥して固形ゴム(ケン化天然ゴムA)を得た。
天然ゴムラテックスの固形分濃度(DRC)を30%(w/v)に調整した後、天然ゴムラテックス1000gに対し、エマール−E27C 3gとNaOH 10gを加え、室温で48時間ケン化反応を行い、ケン化天然ゴムラテックスを得た。このラテックスに水を添加してDRC15%(w/v)となるまで希釈した後、ゆっくり攪拌しながらギ酸を添加しpHを4.0に調整し、凝集剤をゴムが凝集するまで添加した。得られた凝集ゴムを1%炭酸ナトリウム水溶液に室温(25℃)で5時間漬けた後、引き上げて水1000mlで洗浄を繰り返し、その後90℃で4時間乾燥して固形ゴム(ケン化天然ゴムB)を得た。
窒素含有量は、住化分析センター社製スミグラフNC−95Aを用いて測定した。
ICP発光分析装置(ICPS−8100、(株)島津製作所製)を使用して、試料のリン含有量を求めた。
1mm×1mmに切断した生ゴムのサンプル70.00mgを計り取り、これに35mLのトルエンを加え1週間冷暗所に静置した。次いで、遠心分離に付してトルエンに不溶のゲル分を沈殿させ上澄みの可溶分を除去し、ゲル分のみをメタノールで固めた後、乾燥し質量を測定した。次の式によりゲル含有率(%)を求めた。
ゲル含有率(質量%)=[乾燥後の質量mg/最初のサンプル質量mg]×100
原料ゴム(生ゴム)についてJIS K6300に準拠したムーニー粘度の測定方法に従い、130℃で測定した。
ケン化天然ゴムA:製造例1により得られた改質天然ゴム
ケン化天然ゴムB:製造例2により得られた改質天然ゴム
NR:RSS3号
BR:宇部興産(株)製のBR150B(シス含有量:97質量%)
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N351(N2SA:69m2/g、DBP:128ml/100g)
オイル:ジャパンエナジー社製のNC300SN
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック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)製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛
硫黄:軽井沢硫黄(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤1: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2:住友化学(株)製のソクシノールD(ジフェニルグアニジン)
シリカ:エボニックデグッサ社製UltrasilVN3(N2SA:175m2/g)
シランカップリング剤:エボニックデグッサ社製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)
表2に示す配合処方にしたがい、1.7L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150℃で30分間加硫することにより、加硫ゴム組成物を得た。
また、得られた未加硫ゴム組成物をベーストレッド形状に成形して、他のタイヤ部材とはりあわせ、160℃で20分間加硫することにより、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を作製した。
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℃、初期歪み10%、動歪み2%、周波数10Hzの条件下で各配合(加硫物)の損失正接(tanδ)を測定し、比較例1の損失正接を100として、下記計算式により指数表示した(低燃費性指数)。指数が大きいほど低燃費性に優れることを示す。
(低燃費性指数)=(比較例1のtanδ)/(各配合のtanδ)×100
得られた加硫ゴム組成物を用いて、3号ダンベル型ゴム試験片を作製し、JIS K 6251の「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準じて引張試験を行い、破断強度(TB)及び破断時伸び(EB)を測定し、その積(TB×EB)を算出した。下記計算式により、各配合の測定結果を指数表示した。なお、ゴム強度指数が大きいほど、ゴム強度に優れることを示す。
(ゴム強度指数)=(各配合のTB×EB)/(比較例1のTB×EB)×100
試験用タイヤを車輌(国産FF2000cc)の全輪に装着してテストコースを実車走行し、ドライバーの官能評価により操縦安定性を評価した。その際に、10点を満点とし、比較例1の操縦安定性を6点としてそれぞれ相対評価を行った。数値が大きいほど、操縦安定性に優れることを示す。
得られた加硫ゴム組成物を用いて、JIS K6260の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムのデマチャ屈曲亀裂成長試験方法」に準じて、温度23℃、相対湿度55%の条件下で、100万回屈曲試験後の亀裂長さ、あるいは、亀裂の成長が1mmになるまでの屈曲試験回数を測定し、得られた亀裂長さあるいは屈曲試験回数を基にして、各加硫ゴム組成物に1mmの亀裂が成長するまでの屈曲回数を常用対数値で表した。更に得られた常用対数値を比較例1を100とする指数で示した。指数が大きいほど、耐亀裂成長性に優れることを示す。
ランボーン摩耗試験機にて、負荷荷重2.5kg、温度20℃、スリップ率40%、試験時間2分間の条件下で、各加硫ゴム組成物から得られたランボーン摩耗試験用加硫ゴム試験片を摩耗させて、ランボーン摩耗量を測定し、各配合の容積損失量をそれぞれ計算し、比較例1の耐摩耗性指数を100として、下記計算式により耐摩耗性をそれぞれ指数表示した。耐摩耗性指数が大きいほど、耐摩耗性に優れていることを示す。
(耐摩耗性指数)=(基準配合の容積損失量/各配合の容積損失量)×100
Claims (11)
- リン含有量が200ppm以下の改質天然ゴムと、カーボンブラック及び/又は白色充填剤とを含み、
ゴム成分100質量%中の前記改質天然ゴムの含有量が10質量%以上であるベーストレッド用ゴム組成物。 - 前記改質天然ゴムの窒素含有量が0.20質量%以下である請求項1記載のベーストレッド用ゴム組成物。
- 前記改質天然ゴムの窒素含有量が0.12質量%以下である請求項1記載のベーストレッド用ゴム組成物。
- 前記改質天然ゴムの窒素含有量が0.10質量%以下である請求項1記載のベーストレッド用ゴム組成物。
- 前記改質天然ゴムは、天然ゴムラテックスをケン化処理して得られたものである請求項1〜4のいずれかに記載のベーストレッド用ゴム組成物。
- 前記改質天然ゴムは、天然ゴムラテックスをケン化処理し、ケン化天然ゴムラテックスを調製する工程(A)、前記ケン化天然ゴムラテックスを凝集させて得られた凝集ゴムをアルカリ処理する工程(B)、及びゴム中に含まれるリン含有量が200ppm以下になるまで洗浄する工程(D)を行って得られるものである請求項1〜5のいずれかに記載のベーストレッド用ゴム組成物。
- 前記改質天然ゴムは、天然ゴムラテックスをケン化処理し、ケン化天然ゴムラテックスを調製する工程(A)、前記ケン化天然ゴムラテックスを凝集させて得られた凝集ゴムをアルカリ処理する工程(B)、アルカリ処理済みのゴムを酸処理する工程(C)、及びゴム中に含まれるリン含有量が200ppm以下になるまで洗浄する工程(D)を行って得られるものである請求項1〜5のいずれかに記載のベーストレッド用ゴム組成物。
- 前記改質天然ゴムは、天然ゴムラテックスをケン化処理し、ケン化天然ゴムラテックスを調製する工程(A)、前記ケン化天然ゴムラテックスを凝集させて得られた凝集ゴムをアルカリ処理する工程(B)、ゴム中に含まれるリン含有量が200ppm以下になるまで洗浄する工程(D)、及びアルカリ処理済みのゴムを酸処理する工程(C)を行って得られるものである請求項1〜5のいずれかに記載のベーストレッド用ゴム組成物。
- 前記白色充填剤がシリカである請求項1〜8のいずれかに記載のベーストレッド用ゴム組成物。
- 天然ゴムを素練りする工程を含まない請求項1〜9のいずれかに記載のベーストレッド用ゴム組成物の製造方法。
- 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ベーストレッドを有する空気入りタイヤ。
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