JP2015168726A - 重荷重用タイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、ゴム成分に対して、少なくともシリカを含む充填剤と、グリセリン脂肪酸エステル組成物とを配合して成るゴム組成物をトレッド部に用いることにより、ゴム組成物の加工性を向上させたことによる作業性の改善と、悪路耐摩耗性の向上とを高度に両立させた、重荷重用タイヤに関する。
【選択図】なし
Description
1) ジエン系ゴム90重量部以上含むゴム100重量部に対して、40重量%以上が白色充填剤である充填剤30〜120重量部と、非イオン系界面活性剤0.2〜8重量部とを配合した帯電性を改良したゴム組成物(例えば、特許文献1参照)や、
2) ジエンゴムの群から選択される少なくとも1種のポリマー、ゴム組成物中のゴム100重量部に対して、5〜100重量部の微粉末沈降ケイ酸、0〜80重量部のカーボンブラック、及び0.5〜20重量部の少なくとも1種の非芳香族粘度低下物質を含むタイヤトレッド用ゴム組成物において、前記非芳香族粘度低下物質が、グリセリン−モノステアレート、ソルビタン−モノステアレート、ソルビタン−モノオレエート及びトリメチロールプロパン(2−エチル−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール)からなる群から選択される少なくとも1種の物質であることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物(例えば、特許文献2参照)等が知られている。
3) 天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分100重量部に対し、シリカ15〜85重量部と、ジメチルアルキルアミン等の特定の3級アミン化合物を前記シリカの量に対して1〜15重量%配合してなる組成物、並びにそれをタイヤトレッドに用いた空気入りタイヤ(例えば、特許文献3参照)や、
4) 天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムからなるゴム成分に対し、白色充填剤と、特定のモノアルカノールアミドの少なくとも一種を配合してなるゴム組成物、それを用いたタイヤ(例えば、特許文献4参照)等が知られている。
(1) 天然ゴム及び/又はジエン系ゴムからなるゴム成分に対して、少なくともシリカを含む充填剤と、グリセリン脂肪酸エステル組成物とを配合して成るゴム組成物をトレッドに用いたことを特徴とする重荷重用タイヤ。
(2) シリカの窒素吸着比表面積(BET比表面積)が210〜270m2/gであり、且つ、吸油量が200〜260ml/100gである(1)に記載の重荷重用タイヤ。
(3) シリカの配合量が、ゴム成分100質量部に対して10〜25質量部である(1)又は(2)に記載の重荷重用タイヤ。
(4) ゴム組成物中、グリセリン脂肪酸エステル組成物は、グリセリン脂肪酸エステルに結合する1つの脂肪酸当りの炭素数が8〜28であり、グリセリン脂肪酸モノエステル及びグリセリン脂肪酸ジエステルを含み、前記グリセリン脂肪酸エステル組成物中、グリセリン脂肪酸モノエステル含有量が85質量%以下である(1)〜(3)のいずれか1つに記載の重荷重用タイヤ。
(5) グリセリン脂肪酸エステル組成物中、前記グリセリン脂肪酸モノエステルの含有量が35〜85質量%であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれか1つに記載の重荷重用タイヤ。
(6) グリセリン脂肪酸エステル組成物中、グリセリン脂肪酸モノエステル/グリセリン脂肪酸ジエステルの質量比が、0.5〜10であることを特徴とする(1)〜(5)の何れか1つに記載の重荷重用タイヤ。
(7) グリセリン脂肪酸エステル組成物中、グリセリン脂肪酸モノエステル量が50〜85質量%、グリセリン脂肪酸ジエステルとトリエステルの合計量が15〜50質量%であることを特徴とする(1)〜(6)の何れか1つに記載の重荷重用タイヤ。
(8) ゴム組成物中、グリセリン脂肪酸エステル組成物の配合量がシリカ100質量部に対して、0.5〜20質量部であることを特徴とする(1)〜(7)の何れか1つに記載の重荷重用タイヤ。
(9) ゴム組成物が、天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分に対して、シリカと、グリセリン脂肪酸エステル組成物とを配合した後、混練及び加硫して得られる(1)〜(8)の何れか1つに記載の重荷重用タイヤ。
(10) ゴム組成物が、ゴム成分100質量部に対して、グリセリン脂肪酸モノエステルを0.25〜10質量部配合してなる(1)〜(9)の何れか1つに記載の重荷重用タイヤ。
(11) ゴム組成物が、天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分に対して、シリカと、グリセリン脂肪酸モノエステル及びグリセリン脂肪酸ジエステルとを配合した後、混練及び加硫して得られる(1)〜(10)の何れか1つに記載の重荷重用タイヤ。
(12) ゴム組成物が、ゴム成分100質量部に対し、上記シリカを5〜200質量部配合してなることを特徴とする(1)〜(11)の何れか1つに記載の重荷重用タイヤ。
(13) ゴム組成物が、さらにシランカップリング剤を配合してなることを特徴とする(1)〜(12)の何れか1つに記載の重荷重用タイヤ。
本発明のゴム組成物に用いるゴム成分は、天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムからなる。ここで、天然ゴム(NR)としては、タイヤ用として一般に用いられているRSS、TSR#10、TSR#20などの他、恒粘度剤含有天然ゴム、高純度化天然ゴム、酵素処理天然ゴム、けん化処理天然ゴム等が挙げられる。恒粘度剤としては、例えば、硫酸ヒドロキシルアミン、セミカルバジド〔(NH2NHCONH)2〕、又はその塩、ヒドロキシルアミン、ヒドラジド化合物(例えば、プロピオン酸ヒドラジド)などを用いることができる。高純度化天然ゴムは、例えば天然ゴムラテックスを遠心分離にかけ、タンパク質等の非ゴム成分が除去された天然ゴムである。酵素処理天然ゴムは、プロテアーゼ、リパーゼ、ホスフォリパーゼ等の酵素により酵素処理された天然ゴムである。けん化処理天然ゴムは、アルカリ(例えば、NaOH)等でけん化処理された天然ゴムである。
本発明のゴム組成物に用いることができるシリカとしては、特に制限はなく、市販のゴム組成物に使用されているものが使用でき、中でも湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)、コロイダルシリカ等を使用することができ、特に、湿式シリカの使用が好ましい。
本発明においては、補強性の観点から、シランカップリング剤を用いてもよい。
本発明では、上記シリカ以外にも補強性充填剤として、カーボンブラックなどを併用できる。
グリセリン脂肪酸エステル組成物中のグリセリン脂肪酸エステルは、グリセリンの持つ3つのOH基のうちの少なくとも1つに脂肪酸(炭素数が8〜28)がエステル結合したものであり、脂肪酸のつく数によって、グリセリン脂肪酸モノエステル、グリセリン脂肪酸ジエステル、グリセリン脂肪酸トリエステルに分かれるものである。
1)前記エステル化法やエステル交換法などにおいて、脂肪酸成分とグリセリン成分の仕込み比率を変えることで、エステル化の平衡組成を制御する方法。グリセリンについては、さらに蒸留により取り除くことが出来る。但し、反応特性上、グリセリン脂肪酸モノエステル量の上限は約65質量%前後と考えられる。
2)エステル化法やエステル交換法で得られた反応生成物をさらに分子蒸留などにより分別留去し、高純度(通常95質量%以上)のグリセリン脂肪酸モノエステルを取り出す方法。
3)上記2)の手法で得た高純度グリセリン脂肪酸モノエステルを1)の手法で得られる中純度グリセリン脂肪酸モノエステルと任意の割合で混合することにより、比較的高純度領域(およそ65〜95質量%程度)のグリセリン脂肪酸モノエステルを得る方法。
尚、GPCの測定条件は、下記の通りである。
〔GPCの測定条件〕
GPCの測定は下記測定装置を用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を毎分0.6ml/分の流速で流し、40℃の恒温槽中でカラムを安定させた。そこにTHFに溶解した1重量%の試料溶液10μlを注入して測定を行った。
標準物質:単分散ポリスチレン
検出器:RI−8022(東ソー(株)製)
測定装置:HPLC−8220 GPC(東ソー(株)製)
分析カラム:TSK−GEL SUPER H1000 2本及びTSK−GEL SUPER H2000 2本を直列に連結(東ソー(株)製)
本発明の重荷重用タイヤに用いるゴム組成物には、上記ゴム成分、シリカ、上記モノエステル量をコントロールしたグリセリン脂肪酸エステルの他に、ゴム工業界で通常使用される配合剤、例えば、老化防止剤、軟化剤、ステアリン酸、亜鉛華、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫剤等を、本発明の目的を阻害しない範囲内で適宜選択して配合することができる。これら配合剤としては、市販品を好適に使用することができる。
本発明の重荷重用タイヤは、製造時の作業性が、改善されたものである。
〔実施例1〜12及び比較例1〜3〕
下記表1及び表2に示す配合処方で常法により、ゴム組成物を調製した。表1及び表2中の上欄に、製造例1〜3で得た各グリセリン脂肪酸エステル組成を記載した。また、表1及び表2中の当該グリセリン脂肪酸エステル組成の欄下の配合概略に示される成分ごとの数値は、質量部である。
用いるグリセリン脂肪酸エステル組成物は、下記各製造法等により得たものを使用した。なお、製造した各グリセリン脂肪酸エステル組成物中のグリセリン脂肪酸モノエステル(モノグリセライド)、グリセリン脂肪酸ジエステル、グリセリン脂肪酸トリエステル、グリセリンの各成分の含有量は、前述の方法で算出し、各組成を求めた。
攪拌機、脱水管−冷却管、温度計、窒素導入管付きの1l四ツ口フラスコに、グリセリン450g、パルミチン酸[花王株式会社製ルナックP−95]1250gを入れ[グリセリン/脂肪酸(モル比)=2.0]、少量の水に溶解させた水酸化ナトリウムをナトリウムとして10ppm添加し、窒素を液上空間部に100ml/分で流しながら、400r/minの速度で撹拌下、約1.5時間かけて240℃まで昇温した。240℃に達した後、酸成分をフラスコに環流させながら脱水し、その温度で4時間反応させた。反応後の生成物中のモノグリセライド含量は64面積%であった。
上記製造例1において、パルミチン酸を同モル量のステアリン酸[花王株式会社製ルナックS−98]に変える以外は製造例1と同様にして反応を行い、同様にグリセリンを除去し、吸着濾過を行った。吸着濾過後のモノグリセライド含有組成物をGPCで測定することで、各成分の組成を求めた。
製造例3で用いたグリセリン脂肪酸エステル組成物は、グリセリンの量を280gに、パルミチン酸[花王株式会社製ルナックP−95]の量を520gに変える[グリセリン/脂肪酸(モル比)=1.5]以外は製造例1と同様にして反応を行い、同様にグリセリンを除去し、吸着濾過を行った。吸着濾過後のモノグリセライド含有組成物をGPCで測定することで、各成分の組成を求めた。
(ア)作業性
作業性は、ムーニー粘度を、L型ローターを用いて130±1℃で計測し、比較例1を100として指数表示した。
数値が大きい程加工性が良好であり、作業性も良好であることを示す。
(イ)発熱性能
発熱性能は、一定速度、ステップロード条件のドラム試験を実施し、トレッド部内側の定位置で温度測定し、比較例1を100として指数表示した。
数値が大きい程発熱温度が低く、低発熱性であることを示す。
(ウ)良路耐摩耗性
良路耐摩耗性は、舗装路2000時間走行後の残った溝の深さを数か所測定し、その平均値から式、[(供試タイヤの残溝深さ)/(コントロールタイヤ(比較例1)の残溝深さ)]×100によって評価した。
数値が大きい程良路耐摩耗性が大きいことを示す。
(エ)悪路耐摩耗性
悪路耐摩耗性は、非舗装路2000時間走行後の残った溝の深さを数か所測定し、その平均値から式、[(供試タイヤの残溝深さ)/(コントロールタイヤ(比較例1)の残溝深さ)]×100によって評価した。
数値が大きい程悪路耐摩耗性が大きいことを示す。
ここで、非舗装路とは鉱山等の過酷な状況を想定した路を指し、乗用車用にて想定される悪路とは異なるものである。
*2 カーボンブラック シースト7HM(N234)〔東海カーボン社製〕等
*3 シリカ ニプシールVN3〔東ソーシリカ株式会社製〕等
*4 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 ノクラック6C〔大内新興化学工業社製〕
*5 パラフィンワックス イクロクリスタリンワックス,オゾエース0701〔日本精蝋社製〕
*6 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、ノクセラーCZ〔大内新興化学工業社製〕
*7 分散改良剤 ジメチルステアリルアミン、DM80〔花王社製〕
Claims (13)
- 天然ゴム及び/又はジエン系ゴムからなるゴム成分に対して、少なくともシリカを含む充填剤と、グリセリン脂肪酸エステル組成物とを配合して成るゴム組成物をトレッドに用いたことを特徴とする重荷重用タイヤ。
- シリカの窒素吸着比表面積(BET比表面積)が210〜270m2/gであり、且つ、吸油量が200〜260ml/100gである請求項1に記載の重荷重用タイヤ。
- シリカの配合量が、ゴム成分100質量部に対して10〜25質量部である請求項1又は2に記載の重荷重用タイヤ。
- ゴム組成物中、グリセリン脂肪酸エステル組成物は、グリセリン脂肪酸エステルに結合する1つの脂肪酸当りの炭素数が8〜28であり、グリセリン脂肪酸モノエステル及びグリセリン脂肪酸ジエステルを含み、前記グリセリン脂肪酸エステル組成物中、グリセリン脂肪酸モノエステル含有量が85質量%以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載の重荷重用タイヤ。
- グリセリン脂肪酸エステル組成物中、前記グリセリン脂肪酸モノエステルの含有量が35〜85質量%であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の重荷重用タイヤ。
- グリセリン脂肪酸エステル組成物中、グリセリン脂肪酸モノエステル/グリセリン脂肪酸ジエステルの質量比が、0.5〜10であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の重荷重用タイヤ。
- グリセリン脂肪酸エステル組成物中、グリセリン脂肪酸モノエステル量が50〜85質量%、グリセリン脂肪酸ジエステルとトリエステルの合計量が15〜50質量%であることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の重荷重用タイヤ。
- ゴム組成物中、グリセリン脂肪酸エステル組成物の配合量がシリカ100質量部に対して、0.5〜20質量部であることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の重荷重用タイヤ。
- ゴム組成物が、天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分に対して、シリカと、グリセリン脂肪酸エステル組成物とを配合した後、混練及び加硫して得られる請求項1〜8の何れか1項に記載の重荷重用タイヤ。
- ゴム組成物が、ゴム成分100質量部に対して、グリセリン脂肪酸モノエステルを0.25〜10質量部配合してなる請求項1〜9の何れか1項に記載の重荷重用タイヤ。
- ゴム組成物が、天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分に対して、シリカと、グリセリン脂肪酸モノエステル及びグリセリン脂肪酸ジエステルとを配合した後、混練及び加硫して得られる請求項1〜10の何れか1項に記載の重荷重用タイヤ。
- ゴム組成物が、ゴム成分100質量部に対し、上記シリカを5〜200質量部配合してなることを特徴とする請求項1〜11の何れか1項に記載の重荷重用タイヤ。
- ゴム組成物が、さらにシランカップリング剤を配合してなることを特徴とする請求項1〜12の何れか1項に記載の重荷重用タイヤ。
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