JP2015086318A - タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents

タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ Download PDF

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JP2015086318A JP2013227256A JP2013227256A JP2015086318A JP 2015086318 A JP2015086318 A JP 2015086318A JP 2013227256 A JP2013227256 A JP 2013227256A JP 2013227256 A JP2013227256 A JP 2013227256A JP 2015086318 A JP2015086318 A JP 2015086318A
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【課題】カーボンブラック含有による優れたゴム強度を維持しつつ、ヒステリシスロスを低減させたタイヤ用ゴム組成物、ならびに当該組成物を用いることで、破壊特性および低燃費性に優れた空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】天然ゴムおよびジエン系合成ゴムからなる群から選ばれる少なくとも1種からなるゴム成分100質量部に対し、カーボンブラックを10〜100質量部、カーボンブラック100質量部に対し、下記式(I)で示されるスルフィド化合物を0.05〜10質量部含有するタイヤ用ゴム組成物およびこのゴム組成物を用いた空気入りタイヤである。
Figure 2015086318

【選択図】なし

Description

本発明はタイヤ用ゴム組成物、および当該ゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関する。
近年、自動車に対する低燃費性の要請が高まり、タイヤのゴム物性が低燃費性に重要な影響を及ぼすことが知られているため、低燃費性に優れたタイヤ用ゴム組成物の提供が望まれている。一般に、低燃費タイヤとするためにはゴム組成物のヒステリシスロスを低下させることが有効である。
タイヤ用ゴム組成物の充填剤としては、補強性と耐摩耗性の点でカーボンブラックが汎用されている。カーボンブラック配合で低燃費化を図る場合、カーボンブラックの粒子径を大きくする、カーボンブラック配合量を少なくするといった方法が考えられるが、破壊特性、耐摩耗性、ウェットグリップ性能などの低下が避けられない。一方、充填剤としてシリカを用いて低燃費化を図ることも知られているが、シリカ配合はカーボンブラック配合に比べてゴム強度などが劣り、充分な性能を得ることが困難である。
特許文献1および2には、特定のアミン化合物の配合によりカーボンブラックの分散性を向上させ、低発熱性を改善する技術が提案されている。しかしながら、カーボンブラックの配合により得られるゴム強度を維持しつつ、低燃費性を向上させるという点については、未だ改善の余地がある。また、加工性に劣るという問題もある。
特許文献3には、特定のスルフィド化合物を含有するゴム・カーボンブラック用カップリング剤の添加によりカーボンブラックの分散性を向上し、低発熱性を改善する技術が提案されている。しかしながら、カーボンブラックの配合により得られるゴム強度を維持しつつ、低燃費性を向上させるという点については、未だ改善の余地がある。また、加工性に劣るという問題もある。
特許第2912845号公報 特開2001−16984号公報 特開2013−23610号公報
本発明は、カーボンブラック含有による優れたゴム強度を維持しつつ、ヒステリシスロスを低減させたタイヤ用ゴム組成物、ならびに当該ゴム組成物を用いることで、破壊特性を維持しつつ、低燃費性に優れ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、天然ゴムおよびジエン系合成ゴムからなる群から選ばれる少なくとも1種からなるゴム成分100質量部に対し、
pHが7.9以下であり、揮発分が0.8質量%以上のカーボンブラックを10〜100質量部、
カーボンブラック100質量部に対し、下記式(I)で示されるスルフィド化合物を0.05〜10質量部含有するタイヤ用ゴム組成物に関する。
Figure 2015086318
(式中、R1は、水素原子、炭素数1〜6の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基またはアルケニル基、または炭素数3〜6の環状のアルキル基またはアルケニル基を表わす。Aは、O、S、NH、またはNR2を表わす。R2は、炭素数1〜6の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基またはアルケニル基、または炭素数3〜6の環状のアルキル基またはアルケニル基を表わす。nは1〜6の整数を表し、xは1〜4の整数を表す。)
前記スルフィド化合物の窒素吸着比表面積が2.0m2/g以上であることが好ましい。
前記スルフィド化合物を、スルフィド化合物100質量部に対して5〜40質量部のオイルを添加した油展物として含有することが好ましい。
前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が40〜330m2/gであり、ジブチルフタレート吸油量が40〜200cm3/100gであることが好ましい。
前記タイヤ用ゴム組成物はトレッドに用いることが好ましい。
また、本発明は前記のゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関する。
本発明によれば、天然ゴムおよびジエン系合成ゴムからなる群から選ばれる少なくとも1種からなるゴム成分に対し、所定量のカーボンブラックおよび下記式(I)で示されるスルフィド化合物を含有するタイヤ用ゴム組成物とすることで、カーボンブラック含有による優れたゴム強度(破壊特性)を維持しつつ、低燃費性に優れたタイヤ用ゴム組成物、トレッド用ゴム組成物ならびにこれらのゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供することができる。
Figure 2015086318
(式中、R1は、水素原子、炭素数1〜6の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基またはアルケニル基、または炭素数3〜6の環状のアルキル基またはアルケニル基を表わす。Aは、O、S、NH、またはNR2を表わす。R2は、炭素数1〜6の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基またはアルケニル基、または炭素数3〜6の環状のアルキル基またはアルケニル基を表わす。nは1〜6の整数を表し、xは1〜4の整数を表す。)
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、天然ゴムおよびジエン系合成ゴムからなる群から選ばれる少なくとも1種からなるゴム成分に対し、所定量のカーボンブラックおよび所定のスルフィド化合物を含有することを特徴とする。
前記天然ゴムとしては特に限定されず、SIR20、RSS#3、TSR20など、タイヤ工業において一般的なものが挙げられる。
天然ゴムを含有する場合のゴム成分中の天然ゴムの含有量は、破壊特性と低燃費性とのバランスが良いという理由から100質量%が好ましいが、ジエン系合成ゴムの特性を発揮することができるという理由からは、90質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましい。また、天然ゴムの含有量は、低燃費性能を十分に改善できないおそれがあるという理由から50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、65質量%以上がさらに好ましい。
前記ジエン系合成ゴムとしては、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)などが挙げられる。これらのゴム成分は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、低燃費性、耐摩耗性およびグリップ性能がバランスよく得られるという理由から、BR、SBRが好ましく、SBRがより好ましい。
BRとしては特に限定されず、例えば、高シス含有量のBR、シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するBRなどを使用できる。なかでも、耐摩耗性の向上効果が高いという理由から、シス含有量が95質量%以上のハイシスBRが好ましい。
BRを含有する場合のゴム成分中のBRの含有量は、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、20質量%以上がさらに好ましい。5質量%未満の場合は、低燃費性、耐摩耗性およびグリップ性能の向上効果が不十分となる傾向がある。また、BRの含有量は、50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、35質量%以下がさらに好ましい。50質量%を超える場合は、破壊特性が低下する傾向がある。
SBRとしては特に限定されず、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)、これらのSBRの末端を変性した変性SBR(変性E−SBR、変性S−SBR)など、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。また、変性SBRとしては、例えば、アルコキシ基を含有する有機ケイ素化合物で変性した変性SBR等が挙げられる。
SBRを含有する場合のゴム成分中のSBRの含有量は、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、20質量%以上がさらに好ましい。5質量%未満の場合は、低燃費性、耐摩耗性およびグリップ性能の向上効果が不充分となる傾向がある。また、SBRの含有量は、50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、35質量%以下がさらに好ましい。50質量%を超える場合は、破壊特性が低下する傾向がある。
前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、40〜330m2/gが好ましく、70〜250m2/gがより好ましく、70〜200m2/gがさらに好ましい。N2SAが40m2/g未満の場合は、充分なゴム強度を確保することができない傾向がある。また、N2SAが330m2/gを超える場合は、ゴム組成物中での分散性が低下する傾向がある。なお、本発明におけるカーボンブラックのN2SAはASTM D4820−93に準じて測定される値である。
カーボンブラックのジブチルフタレート(DBP)吸油量は、40〜200cm3/100gが好ましく、70〜180cm3/100gがより好ましく、75〜130cm3/100gがさらに好ましい。DBP吸油量が40cm3/100g未満の場合は、充分なゴム強度を確保することができない傾向がある。また、DBP吸油量が200cm3/100gを超える場合は、最低限必要な伸びを確保することができない傾向がある。
カーボンブラックのpHは、7.9以下が好ましく、7.7以下がより好ましく、7.6以下がさらに好ましい。pHが7.9を超える場合は、カーボンブラックの酸性官能基量が少なくなり、後述するスルフィド化合物との相互作用が低下してしまう傾向がある。
カーボンブラックの揮発分は、0.8質量%以上が好ましく、0.9質量%以上がより好ましく、1.0質量%以上がさらに好ましい。揮発分が0.8質量%未満の場合は、後述するスルフィド化合物の官能基との相互作用が小さくなってしまう傾向がある。
なお、本発明におけるカーボンブラックのDBP吸油量、pHおよび揮発分はASTM D4820−93に準じて測定される値である。
カーボンブラックのゴム成分100質量部に対する含有量は、10質量部以上であり、20質量部以上が好ましく、40質量部以上がより好ましい。含有量が10質量部未満の場合は、ゴム強度が低くなる傾向がある。また、カーボンブラックの含有量は、100質量部以下であり、80質量部以下が好ましく、60質量部以下がより好ましく、50質量部以下がさらに好ましい。含有量が100質量部を超える場合は、ゴム組成物が硬くなり過ぎる傾向がある。
前記スルフィド化合物は、下記式(I)で示される。
Figure 2015086318
式中、R1は、水素原子、炭素数1〜6の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基またはアルケニル基、または炭素数3〜6の環状のアルキル基またはアルケニル基を表わす。Aは、O、S、NH、またはNR2を表わす。R2は、炭素数1〜6の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基またはアルケニル基、または炭素数3〜6の環状のアルキル基またはアルケニル基を表わす。nは1〜6の整数を表し、xは1〜4の整数を表す。
式(I)で示されるスルフィド化合物は、分子内に芳香族縮合複素環を有しているので、カーボンブラック表面との酸塩基相互作用による結合とは別に、カーボンブラック表面のベンゼン環とのπ電子相互作用による結合が形成される。また、硫黄部分(SX)によるポリマーラジカルとの反応、または硫黄架橋を伴う反応によりポリマーとの結合が形成される。これにより、カーボンブラックのゴム組成物中での分散性を向上させ、さらに分散状態を維持することができる。さらに、カーボンブラックが拘束されるため、ヒステリシスロスを低減することができる。
式(I)で示されるスルフィド化合物としては、例えば、2,2’−ビス(ベンズイミダゾリル−2)エチルスルフィド、2,2’−ビス(ベンズイミダゾリル−2)エチルジスルフィド、2,2’−ビス(ベンズイミダゾリル−2)エチルトリスルフィド、2,2’−ビス(ベンズイミダゾリル−2)エチルテトラスルフィド、3,3’−ビス(ベンズイミダゾリル−2)プロピルジスルフィド、3,3’−ビス(ベンズイミダゾリル−2)プロピルトリスルフィド、3,3’−ビス(ベンズイミダゾリル−2)プロピルテトラスルフィド、4,4’−ビス(ベンズイミダゾリル−2)ブチルジスルフィド、4,4’−ビス(ベンズイミダゾリル−2)ブチルトリスルフィド、4,4’−ビス(ベンズイミダゾリル−2)ブチルテトラスルフィド、5,5’−ビス(ベンズイミダゾリル−2)ペンチルジスルフィド、5,5’−ビス(ベンズイミダゾリル−2)ペンチルトリスルフィド、5,5’−ビス(ベンズイミダゾリル−2)ペンチルテトラスルフィド、6,6’−ビス(ベンズイミダゾリル−2)ヘキシルジスルフィド、6,6’−ビス(ベンズイミダゾリル−2)ヘキシルトリスルフィド、6,6’−ビス(ベンズイミダゾリル−2)ヘキシルテトラスルフィド、2,2’−ビス(1−メチルベンズイミダゾリル−2)エチルジスルフィド、2,2’−ビス(4−メチルベンズイミダゾリル−2)エチルジスルフィド、2,2’−ビス(5−メチルベンズイミダゾリル−2)エチルジスルフィド、3,3’−ビス(1−メチルベンズイミダゾリル−2)プロピルジスルフィド、3,3’−ビス(4−メチルベンズイミダゾリル−2)プロピルジスルフィド、3,3’−ビス(5−メチルベンズイミダゾリル−2)プロピルジスルフィド、2,2’−ビス(1−エチルベンズイミダゾリル−2)エチルジスルフィド、2,2’−ビス(4−エチルベンズイミダゾリル−2)エチルジスルフィド、2,2’−ビス(5−エチルベンズイミダゾリル−2)エチルジスルフィド、3,3’−ビス(1−エチルベンズイミダゾリル−2)プロピルジスルフィド、3,3’−ビス(4−エチルベンズイミダゾリル−2)プロピルジスルフィド、3,3’−ビス(5−エチルベンズイミダゾリル−2)プロピルジスルフィド、3,3’−ビス(1−n−プロピルベンズイミダゾリル−2)プロピルジスルフィド、3,3’−ビス(4−n−プロピルベンズイミダゾリル−2)プロピルジスルフィド、3,3’−ビス(5−n−プロピルベンズイミダゾリル−2)プロピルジスルフィド、3,3’−ビス(1−イソプロピルベンズイミダゾリル−2)プロピルジスルフィド、3,3’−ビス(4−イソプロピルベンズイミダゾリル−2)プロピルジスルフィド、3,3’−ビス(5−イソプロピルベンズイミダゾリル−2)プロピルジスルフィド、3,3’−ビス(1−tert−ブチルベンズイミダゾリル−2)プロピルジスルフィド、3,3’−ビス(4−tert−ブチルベンズイミダゾリル−2)プロピルジスルフィド、3,3’−ビス(5−tert−ブチルベンズイミダゾリル−2)プロピルジスルフィド、2,2’−ビス(ベンズオキサゾリル−2)エチルジスルフィド、2,2’−ビス(ベンズオキサゾリル−2)エチルトリスルフィド、2,2’−ビス(ベンズオキサゾリル−2)エチルテトラスルフィド、3,3’−ビス(ベンズオキサゾリル−2)プロピルジスルフィド、4,4’−ビス(ベンズオキサゾリル−2)ブチルジスルフィド、5,5’−ビス(ベンズオキサゾリル−2)ペンチルジスルフィド、6,6’−ビス(ベンズオキサゾリル−2)ヘキシルジスルフィド、2,2’−ビス(4−メチルベンズオキサゾリル−2)エチルジスルフィド、2,2’−ビス(4−メチルベンズオキサゾリル−2)エチルトリスルフィド、2,2’−ビス(4−メチルベンズオキサゾリル−2)エチルテトラスルフィド、2,2’−ビス(5−メチルベンズオキサゾリル−2)エチルジスルフィド、2,2’−ビス(5−メチルベンズオキサゾリル−2)エチルトリスルフィド、2,2’−ビス(5−メチルベンズオキサゾリル−2)エチルテトラスルフィド、3,3’−ビス(6−メチルベンズオキサゾリル−2)プロピルジスルフィド、3,3’−ビス(6−メチルベンズオキサゾリル−2)プロピルトリスルフィド、3,3’−ビス(6−メチルベンズオキサゾリル−2)プロピルテトラスルフィド、2,2’−ビス(ベンズチアゾリル−2)エチルジスルフィド、2,2’−ビス(ベンズチアゾリル−2)エチルトリスルフィド、2,2’−ビス(ベンズチアゾリル−2)エチルテトラスルフィド、3,3’−ビス(ベンズチアゾリル−2)プロピルジスルフィド、4,4’−ビス(ベンズチアゾリル−2)ブチルジスルフィド、5,5’−ビス(ベンズチアゾリル−2)ペンチルジスルフィド、6,6’−ビス(ベンズチアゾリル−2)ヘキシルジスルフィド、3,3’−ビス(4−メチルベンズチアゾリル−2)プロピルジスルフィド、3,3’−ビス(4−メチルベンズチアゾリル−2)プロピルトリスルフィド、3,3’−ビス(4−メチルベンズチアゾリル−2)プロピルテトラスルフィド、3,3’−ビス(5−エチルベンズチアゾリル−2)プロピルジスルフィド、3,3’−ビス(5−エチルベンズチアゾリル−2)プロピルトリスルフィド、3,3’−ビス(5−エチルベンズチアゾリル−2)プロピルテトラスルフィド、3,3’−ビス(6−n−プロピルベンズチアゾリル−2)プロピルジスルフィド、3,3’−ビス(6−n−プロピルベンズチアゾリル−2)プロピルトリスルフィド、3,3’−ビス(6−n−プロピルベンズチアゾリル−2)プロピルテトラスルフィド、3,3’−ビス(7−イソプロピルベンズチアゾリル−2)プロピルジスルフィド、3,3’−ビス(7−イソプロピルベンズチアゾリル−2)プロピルトリスルフィド、3,3’−ビス(7−イソプロピルベンズチアゾリル−2)プロピルテトラスルフィド等が挙げられる。これらのスルフィド化合物は単独で用いることも複数を併用することもできる。
式(I)で示されるスルフィド化合物のカーボンブラック100質量部に対する含有量は、0.05質量部以上であり、0.10質量部以上が好ましく、0.20質量部以上がより好ましい。スルフィド化合物の含有量が0.05質量部未満の場合はスルフィド化合物を含有することによる効果が得られにくくなる傾向がある。また、スルフィド化合物の含有量は10質量部以下が好ましく、5質量部以下が好ましく、1質量部未満がより好ましい。スルフィド化合物の含有量が10質量部を超える場合は、加工性が悪化する傾向がある。
式(I)で示されるスルフィド化合物は、通常、個体の粉末であるが、平均粒子径が小さな微粒子粉末を用いることが、ゴム組成物中での分散性が高くなることから好ましい。スルフィド化合物を微粒子粉末化する方法としては、特に限定されないが、気流式ジェットミル粉砕や乾式粉砕により行うことができる。
式(I)で示されるスルフィド化合物の微粒子粉末の窒素吸着比表面積(N2SA)が2.0m2/g以上が好ましく、2.5m2/g以上がより好ましく、5.0m2/g以上がさらに好ましく、10m2/g以上が特に好ましい。N2SAが2.0m2/g未満の場合は、平均一粒子径が大きく、ゴム組成物中での分散性が不充分となる傾向がある。また、微粒子粉末のN2SAの上限は特に限定されないが、コストが高くなることから100m2/g以下とすることが好ましい。なお、本発明におけるスルフィド化合物のN2SAはカーボンブラックと同様にASTM D4820−93に準じて測定される値である。
また、式(I)で示されるスルフィド化合物は、オイルを添加した油展物として含有することが、スルフィド化合物の粒子がゴム成分と馴染みやすくなり、分散性を向上させることができるという理由から好ましい。オイルの添加量は、スルフィド化合物100質量部に対し、5質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましい。添加量が5質量部未満の場合は、分散性の向上効果が不充分となる傾向がある。また、オイルの添加量は40質量部以下が好ましく、30質量部以下がより好ましい。添加量が40質量部を超える場合は、油展物中のスルフィド化合物の含有率が低下して含有効率が悪化する。また、ゴム組成物が軟化してしまい、これを用いた空気入りタイヤのハンドリング性能が悪化する傾向がある。
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、前記のゴム成分、カーボンブラックおよびスルフィド化合物以外に、通常ゴム工業で使用される配合剤、例えば、カーボンブラック以外の補強用充填剤、シランカップリング剤、各種オイル、軟化剤、ワックス、各種老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、硫黄、各種加硫促進剤などを好適に含有することができる。
前記カーボンブラック以外の補強用充填剤としては、シリカ、炭酸カルシウム、アルミナ、クレー、タルクなどが挙げられるが、カーボンブラックの含有による補強性を維持するという点からは含有しないことが好ましい。
前記加硫促進剤としては、例えば、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド−アミン系若しくはアルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、またはキサンテート系加硫促進剤が挙げられる。なかでも、スルフェンアミド系加硫促進剤が好ましい。スルフェンアミド系加硫促進剤としては、例えば、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(DZ)などが挙げられる。
本発明のタイヤ用ゴム組成物の製造方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、前記の各成分をオープンロール、バンバリーミキサー、密閉式混練機など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。
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、タイヤの各部材に適用することができるが、なかでも、ゴム強度および低ヒステリシスロスに優れることから空気入りタイヤのトレッド用ゴム組成物とすることが好ましい。
本発明の空気入りタイヤは、本発明のタイヤ用ゴム組成物を用いて、通常の方法により製造できる。すなわち、ゴム成分に対して前記の配合剤を必要に応じて配合した本発明のタイヤ用ゴム組成物を、未加硫の段階でトレッドの形状にあわせて押出し加工し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、通常の方法にて成型することにより、未加硫タイヤを形成し、この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより、本発明の空気入りタイヤを製造することができる。
実施例にもとづいて、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、実施例および比較例で使用した各種薬品をまとめて説明する。
天然ゴム(NR):TSR20
ブタジエンゴム1(BR1):JSR(株)製のBR01(シス含量:95質量%)
ブタジエンゴム2(BR2):JSR(株)製のBR730(シス含量:95質量%)
スチレンブタジエンゴム(SBR):日本ゼオン(株)製のNipol 1502(E−SBR、スチレン含有率:23.5質量%)
イソプレンゴム(IR):日本ゼオン(株)製のNipol IR2200
カーボンブラック1:三菱化学(株)製のダイアブラックI(N2SA:114m2/g、DBP吸油量:114cm3/100g、pH:7.5、揮発分:1.0%)
カーボンブラック2:三菱化学(株)製のダイアブラック#4000B(N2SA:100m2/g、DBP吸油量:102cm3/100g、pH:10.0、揮発分:0.3%)
カーボンブラック3:三菱化学(株)製のダイアブラックH(N2SA:79m2/g、DBP吸油量:105cm3/100g、pH:7.5、揮発分:1.0%)
カーボンブラック4:三菱化学(株)製のダイアブラック#30(N2SA:74m2/g、DBP:113cm3/100g、pH:8.0、揮発分:0.6%)
カーボンブラック5:三菱化学(株)製のN110(N2SA:142m2/g、DBP吸油量:116cm3/100g、pH:7.0、揮発分:1.2%)
スルフィド化合物1:四国化成工業(株)製の2EBZ(2,2’−ビス(ベンズイミダゾリル−2)エチルジスルフィド、式(I)中のR1が水素原子、AがNH、nが2、Xが2、N2SA:2.9m2/g、油展なし)
スルフィド化合物2:スルフィド化合物1を気流式ジェットミル粉砕により乾式粉砕したもの(N2SA:10.5m2/g、油展なし)
スルフィド化合物3:四国化成工業(株)製の4EBZ(2,2’−ビス(ベンズイミダゾリル−2)エチルテトラスルフィド、式(I)中のR1が水素原子、AがNH、nが2、Xが4、N2SA:2.5m2/g、油展なし)
スルフィド化合物4:100質量部のスルフィド化合物2にオイルを30質量部添加した油展物
スルフィド化合物5:100質量部のスルフィド化合物3にオイルを30質量部添加した油展物
オイル:(株)ジャパンエナジー製のプロセスオイルX−40(スルフィド化合物4および5で添加したオイル)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
ステアリン酸:日油(株)製の椿
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)
硫黄:鶴見化学工業(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−NS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
実施例1〜30および比較例1〜11
表1〜5に示す配合処方にしたがい、1.7Lの密閉型バンバリーミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤以外の薬品を150℃に達するまで3〜5分間混練りして、混練り物を得た。次に、オープンロールを用いて、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を添加し、70℃の条件下で2分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。さらに、得られた未加硫ゴム組成物を170℃の条件下で15分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物(シート)を得た。
得られた未加硫ゴム組成物および加硫ゴム組成物を用いて以下に示す方法により評価を行った。評価結果を各表に示す。なお、各表における基準比較例は、比較例1(表1)、比較例5(表2)、比較例8(表3)、比較例9(表4)および比較例10(表5)とした。
<ムーニー粘度指数>
各未加硫ゴム組成物について、JIS K 6300−1の「未加硫ゴム−物理特性−第1部:ムーニー粘度計による粘度及びスコーチタイムの求め方」に準じたムーニー粘度の測定方法に従い、130℃の温度条件にて、ムーニー粘度(ML1+4)を測定した。結果は各基準比較例のムーニー粘度指数を100とし、下記計算式による指数で示す。ムーニー粘度指数が大きいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れることを示す。
(ムーニー粘度指数)=(各基準比較例のML1+4)/(各配合のML1+4)×100
<破壊エネルギー指数>
各加硫ゴム組成物について、JIS K 6251の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に従って、引張強度と破断伸びを測定した。更に、引張強度×破断伸び/2により破壊エネルギーを算出した。結果は各基準比較例の破壊エネルギー指数を100とし、下記計算式による指数で示す。破壊エネルギー指数が大きいほど、破壊特性に優れることを示す。
(破壊エネルギー指数)=
(各配合の破壊エネルギー)/(各基準比較例の破壊エネルギー)×100
<低燃費性指数>
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の条件下で各加硫ゴム組成物の損失正接(tanδ)を測定した。結果は各基準比較例の低燃費性指数を100とし、下記計算式による指数で示す。低燃費性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)=(各基準比較例のtanδ)/(各配合のtanδ)×100
Figure 2015086318
Figure 2015086318
Figure 2015086318
Figure 2015086318
Figure 2015086318
表1〜5の結果より、所定のゴム成分に対し、カーボンブラックおよび前記式(I)で示されるスルフィド化合物を所定量含有するゴム組成物は、破壊特性を維持しつつ、低燃費性に優れることがわかる。

Claims (6)

  1. 天然ゴムおよびジエン系合成ゴムからなる群から選ばれる少なくとも1種からなるゴム成分100質量部に対し、
    pHが7.9以下であり、揮発分が0.8質量%以上のカーボンブラックを10〜100質量部、
    カーボンブラック100質量部に対し、下記式(I)で示されるスルフィド化合物を0.05〜10質量部含有するタイヤ用ゴム組成物。
    Figure 2015086318
    (式中、R1は、水素原子、炭素数1〜6の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基またはアルケニル基、または炭素数3〜6の環状のアルキル基またはアルケニル基を表わす。Aは、O、S、NH、またはNR2を表わす。R2は、炭素数1〜6の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基またはアルケニル基、または炭素数3〜6の環状のアルキル基またはアルケニル基を表わす。nは1〜6の整数を表し、xは1〜4の整数を表す。)
  2. 前記スルフィド化合物の窒素吸着比表面積が2.0m2/g以上である請求項1記載のゴム組成物。
  3. 前記スルフィド化合物を、スルフィド化合物100質量部に対して5〜40質量部のオイルを添加した油展物として含有する請求項1または2記載のゴム組成物。
  4. 前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が40〜330m2/gであり、ジブチルフタレート吸油量が40〜200cm3/100gである請求項1〜3のいずれか1項に記載のゴム組成物。
  5. トレッド用である請求項1〜4のいずれか1項に記載のゴム組成物。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のゴム組成物を用いた空気入りタイヤ。
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