JP2017002164A - タイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法およびタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】変性SBR、シリカおよびシランカップリング剤を含有するにもかかわらず、加工性に優れ、工程に不具合が生じにくく、耐摩耗性の他、低燃費性、ウェットグリップ性および操縦安定性などのゴム特性を損なわずに優れたタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法を提供すること。【解決手段】5〜70質量%の変性SBRを含むゴム成分100質量部に対して10〜150質量部のシリカ、およびシリカ100質量部に対して1〜20質量部のシランカップリング剤を含有するタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法であり、変性SBR以外のゴム成分、シリカの一部または全部およびシランカップリング剤の一部または全部を、排出温度160〜170℃で混練りする工程1、ならびに工程1で得られた混練物、変性SBR、シリカの残部、およびシランカップリング剤の残部を排出温度135〜155℃で混練りする工程2、を含むタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法。【選択図】なし
Description
本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法、および該製造方法で製造されたゴム組成物により構成されたタイヤトレッドを有するタイヤに関する。
近年のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ウェットグリップ性と転がり抵抗特性を両立するため、末端変性ポリマー、シリカおよびシランカップリング剤を含有するゴム組成物とすることが主流となっている。前記ポリマーとシリカは直接結合しないため、シランカップリング剤を介して結合する。この結合反応には混練温度および時間が大きく影響するため、混練温度および時間を制御して混練りすることが一般的である。
しかし、変性基をもつ変性SBRとシランカップリング剤とは反応性が高いため、高温で混練りすると、変性SBRとシランカップリング剤との反応がより促進されるために、シリカは凝集しやすくなる。そして、凝集したシリカはゲルを生成し、混練物のムーニー粘度が高くなって加工性が悪化し、混練り終了後のゴム組成物をロールでシーティングする際にシート切れが発生するなどゴム組成物の生地不良の原因となる。
特許文献1には、変性ジエン系ゴムを含むゴム成分およびシリカなどを排出温度160〜170℃で混練りする工程1、得られた混練物とメルカプト基を有するシランカップリング剤とを排出温度135〜155℃で混練りする工程2を含むゴム組成物の製造方法が記載されている。
しかしながら、メルカプト基を有するシランカップリング剤を工程2で投入する特許文献1に記載の製造方法では、シランカップリング剤と変性ジエン系ゴム以外のゴム成分との反応が不十分となり、混練り後の未加硫ゴム組成物がロールに密着しやすくなるという問題がある。また性能面でも、シリカ分散およびシリカとシランカップリング剤との反応が不十分なために、耐摩耗性が低下するという問題がある。
本発明は、変性SBR、シリカおよびシランカップリング剤を含有するにもかかわらず、加工性に優れ、工程に不具合が生じにくく、耐摩耗性の他、低燃費性、ウェットグリップ性および操縦安定性などのゴム特性を損なわずに優れたタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法を提供することを目的とする。
すなわち、本発明は、5〜70質量%の変性SBRを含むゴム成分100質量部に対して10〜150質量部のシリカ、およびシリカ100質量部に対して1〜20質量部のシランカップリング剤を含有するタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法であり、
変性SBR以外のゴム成分、シリカの一部または全部およびシランカップリング剤の一部または全部を、排出温度160〜170℃で混練りする工程1、ならびに
工程1で得られた混練物、変性SBR、シリカの残部、およびシランカップリング剤の残部を排出温度135〜155℃で混練りする工程2、を含むタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法に関する。
変性SBR以外のゴム成分、シリカの一部または全部およびシランカップリング剤の一部または全部を、排出温度160〜170℃で混練りする工程1、ならびに
工程1で得られた混練物、変性SBR、シリカの残部、およびシランカップリング剤の残部を排出温度135〜155℃で混練りする工程2、を含むタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法に関する。
前記変性SBRが、結合スチレン量が30質量%以下の変性SBRであることが好ましい。
工程2で得られた混練物、加硫剤および加硫促進剤を、排出温度90〜120℃で混練りする工程3を、さらに含むことが好ましい。
また、本発明は前記いずれかの製造方法で製造されたゴム組成物により構成されたトレッドを有するタイヤに関する。
本発明によれば、変性SBR、シリカおよびシランカップリング剤を含有するにもかかわらず、加工性に優れ、工程に不具合が生じにくく、耐摩耗性に優れたタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法を提供することができる。
本発明は、変性SBRを含むゴム成分に対して、所定量のシリカおよびシランカップリング剤を含有するタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法であり、変性SBR以外のゴム成分、シリカの一部または全部およびシランカップリング剤の一部または全部を、高温で混練りする工程1、ならびに工程1で得られた混練物、変性SBR、シリカの残部、およびシランカップリング剤の残部を低温で混練りする工程2を含むことを特徴とする。
ゴム成分
本発明に係るゴム成分は、変性SBRを含むことを特徴とする。この変性SBRを構成するSBRとしては特に限定されず、乳化重合により得られる乳化重合SBR(E−SBR)、溶液重合により得られる溶液重合SBR(S−SBR)などが挙げられる。
本発明に係るゴム成分は、変性SBRを含むことを特徴とする。この変性SBRを構成するSBRとしては特に限定されず、乳化重合により得られる乳化重合SBR(E−SBR)、溶液重合により得られる溶液重合SBR(S−SBR)などが挙げられる。
前記変性SBRとしては、シリカと相互作用を持つ官能基により変性された変性SBRが好ましい。シリカと相互作用を持つ官能基により変性された変性SBRとは、SBRの主鎖中もしくは主鎖の少なくとも一方の末端、または主鎖中および末端にシリカと相互作用を持つ官能基を有するSBRである。より具体的には、例えば、SBRの少なくとも一方の末端を窒素、酸素、およびケイ素からなる群より選択される少なくとも1種の原子を含む官能基を有する化合物(変性剤)で変性された末端変性SBRや、主鎖に前記官能基を有する主鎖変性SBRや、主鎖および末端に前記官能基を有する主鎖末端変性SBR等が挙げられる。
変性剤としては、例えば、アミノ基、アミド基、アルコキシシリル基、イソシアネート基、イミノ基、イミダゾール基、ウレア基、エーテル基、カルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、ニトリル基、ピリジル基などの官能基を有する変性剤が挙げられる。なかでも、下記式(1)で表される化合物を変性剤として変性させた変性SBRが、低燃費性、破壊強度および耐亀裂成長性に優れるという理由から好ましい。
前記式(1)で表される化合物において、R1、R2およびR3は、同一もしくは異なって、アルキル基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基(−COOH)、メルカプト基(−SH)またはこれらの誘導体を表す。
前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基などの炭素数1〜4のアルキル基などが挙げられる。
前記アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、t−ブトキシ基などの炭素数1〜8のアルコキシ基(好ましくは炭素数1〜6、より好ましくは炭素数1〜4)などが挙げられる。なお、アルコキシ基には、シクロアルコキシ基(シクロヘキシルオキシ基などの炭素数5〜8のシクロアルコキシ基など)、アリールオキシ基(フェノキシ基、ベンジルオキシ基などの炭素数6〜8のアリールオキシ基など)も含まれる。
前記シリルオキシ基としては、例えば、炭素数1〜20の脂肪族基、芳香族基が置換したシリルオキシ基(トリメチルシリルオキシ基、トリエチルシリルオキシ基、トリイソプロピルシリルオキシ基、ジエチルイソプロピルシリルオキシ基、t−ブチルジメチルシリルオキシ基、t−ブチルジフェニルシリルオキシ基、トリベンジルシリルオキシ基、トリフェニルシリルオキシ基、トリ−p−キシリルシリルオキシ基など)などが挙げられる。
前記アセタール基としては、例えば、−C(RR’)−OR”、−O−C(RR’)−OR”で表される基を挙げることができる。前者としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、プロポキシメチル基、ブトキシメチル基、イソプロポキシメチル基、t−ブトキシメチル基、ネオペンチルオキシメチル基などが挙げられ、後者としては、メトキシメトキシ基、エトキシメトキシ基、プロポキシメトキシ基、i−プロポキシメトキシ基、n−ブトキシメトキシ基、t−ブトキシメトキシ基、n−ペンチルオキシメトキシ基、n−ヘキシルオキシメトキシ基、シクロペンチルオキシメトキシ基、シクロヘキシルオキシメトキシ基などが挙げられる。
R1、R2およびR3は、ゴム組成物の低発熱性およびゴム強度が好適に両立できるという点から、アルコキシ基が好ましく、メトキシ基がより好ましい。
前記式(1)で表される化合物において、R4およびR5は、同一もしくは異なって、水素原子またはアルキル基を表す。
R4およびR5のアルキル基としては、例えば、前記アルキル基と同様の基を挙げることができる。
R4およびR5は、ゴム組成物の低発熱性およびゴム強度が好適に両立できるという点から、アルキル基が好ましく、炭素数1〜3のアルキル基がより好ましく、炭素数1〜2のアルキル基がさらに好ましく、メチル基が最も好ましい。
前記式(1)で表される化合物において、nは整数を表す。nはゴム組成物の低発熱性およびゴム強度が好適に両立できるという点から、1〜5の整数が好ましく、2〜4の整数がより好ましく、3がさらに好ましい。nが0の場合はケイ素原子と窒素原子との結合が困難であり、また、nが6以上の場合は変性剤としての効果が薄れる傾向がある。
変性剤によるSBRの変性方法としては、特公平6−53768号公報、特公平6−57767号公報等に記載されているジエン系ゴム変性方法等、従来公知の手法を用いることができる。例えば、SBRと変性剤とを接触させればよく、調製した重合体溶液中に変性剤を投入して反応させる方法等が挙げられる。
変性SBRの結合スチレン量は、十分なグリップ性能を得るという観点から、5質量%以上が好ましく、7質量%以上がより好ましい。また、変性SBRの結合スチレン量は、低燃費性の観点から30質量%以下が好ましく、26質量%以下がより好ましい。なお、本明細書におけるSBRの結合スチレン量は、1H−NMR測定により算出される値である。
変性SBRのゴム成分中の含有量は、低燃費性およびウェットグリップ性の観点から5質量%以上であり、25質量%以上がより好ましく、30質量%以上がさらに好ましい。また、変性SBRの含有量は、低燃費性およびウェットグリップ性の観点から70質量%以下であり、60質量%以下がより好ましい。
本発明に係るゴム成分は、前記変性SBR以外のゴム成分を含有する。変性SBR以外のゴム成分としては、通常のトレッド用ゴム組成物に用いられるゴム成分であれば特に限定されず、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、前記変性SBR以外の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。これらのジエン系ゴムは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、破断強度と加工性に優れるという理由からNRおよび/またはBRが好ましく、NRおよびBRの併用がより好ましい。
前記NRとしては特に限定されず、タイヤ製造において一般的なものを用いることができ、例えば、SIR20、RSS#3、TSR20などが挙げられる。
NRを含有する場合のゴム成分中の含有量は、低燃費性およびウェットグリップ性の観点から、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましい。また、低燃費性およびウェットグリップ性の観点から、40質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましい。
前記BRとしては、ハイシス1,4−ポリブタジエンゴム(ハイシスBR)、1,2−シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含むブタジエンゴム(SPB含有BR)、末端および/または主鎖が変性された変性BR、スズ、ケイ素化合物などでカップリングされた変性BR(縮合物、分岐構造を有するものなど)などの各種BRを用いることができる。
前記ハイシスBRとは、シス1,4結合含有率が90%以上のブタジエンゴムである。このようなハイシスBRとして、例えば、JSR(株)製のBR730、日本ゼオン(株)製のBR1220、宇部興産(株)製のBR130B、BR150Bなどが挙げられる。
前記SPB含有BRは、1,2−シンジオタクチックポリブタジエン結晶が、単にBR中に結晶を分散させたものではなく、BRと化学結合したうえで分散しているものが挙げられる。このようなSPB含有BRとしては、宇部興産(株)製のVCR−303、VCR−412、VCR−617などが挙げられる。
末端および/または主鎖が変性された変性BRとしては、前記変性SBRと同様に、シリカと相互作用を持つ官能基により変性された変性BRなどが挙げられる。
前記スズ、ケイ素化合物などでカップリングされた変性BRとしては、リチウム開始剤により1,3−ブタジエンの重合をおこなったのち、スズ化合物を投入することにより得られ、さらに変性BR分子の末端がスズ−炭素結合で結合されたスズ変性BRなどが挙げられる。このようなスズ変性BRとしては、例えば、日本ゼオン(株)製のBR1250Hなどが挙げられる。
これらの各種BRの中でも、耐摩耗性の向上効果が高いという理由からハイシスBRを用いることが好ましい。
BRを含有する場合のゴム成分中の含有量は、低燃費性およびウェットグリップ性の観点から、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましい。また、低燃費性およびウェットグリップ性の観点から、50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましい。
シリカ
前記シリカは特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。例えば、乾式法シリカ(無水ケイ酸)、湿式法シリカ(含水ケイ酸)などが挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。
前記シリカは特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。例えば、乾式法シリカ(無水ケイ酸)、湿式法シリカ(含水ケイ酸)などが挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。
シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は、破壊強度の観点から40m2/g以上が好ましく、50m2/g以上がより好ましく、100m2/g以上がさらに好ましく、130m2/g以上が特に好ましく、160m2/g以上が最も好ましい。また、シリカのN2SAは、低燃費性や加工性の観点から500m2/g以下が好ましく、300m2/g以下がより好ましく、250m2/g以下がさらに好ましく、200m2/g以下が特に好ましい。なお、本明細書におけるシリカのN2SAは、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される値である。
シリカの合計含有量(全投入量)は、低燃費性およびウェットグリップ性の観点からゴム成分100質量部に対して10質量部以上であり、20質量部以上が好ましく、30質量部以上がより好ましく、40質量部以上がさらに好ましい。また、シリカの合計含有量は、充填剤のゴム成分への分散性や加工性の観点から150質量部以下であり、120質量部以下がより好ましく、100質量部以下がさらに好ましい。
シランカップリング剤
シランカップリング剤としては、従来公知のシランカップリング剤を用いることができ、例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)ジスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)ジスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリメトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィドなどのスルフィド基を有するシランカップリング剤;3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシランなどのメルカプト基を有するシランカップリング剤;ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル基を有するシランカップリング剤;3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ基を有するシランカップリング剤;γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどのグリシドキシ系のシランカップリング剤;3−ニトロプロピルトリメトキシシラン、3−ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系のシランカップリング剤;3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、2−クロロエチルトリメトキシシラン、2−クロロエチルトリエトキシシランなどのクロロ系のシランカップリング剤;などが挙げられる。なかでも、シリカおよび前記変性SBRとの結合力が高く、本発明の効果がより発揮できるという理由から、メルカプト基を有するシランカップリング剤が好ましい。
シランカップリング剤としては、従来公知のシランカップリング剤を用いることができ、例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)ジスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)ジスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリメトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィドなどのスルフィド基を有するシランカップリング剤;3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシランなどのメルカプト基を有するシランカップリング剤;ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル基を有するシランカップリング剤;3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ基を有するシランカップリング剤;γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどのグリシドキシ系のシランカップリング剤;3−ニトロプロピルトリメトキシシラン、3−ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系のシランカップリング剤;3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、2−クロロエチルトリメトキシシラン、2−クロロエチルトリエトキシシランなどのクロロ系のシランカップリング剤;などが挙げられる。なかでも、シリカおよび前記変性SBRとの結合力が高く、本発明の効果がより発揮できるという理由から、メルカプト基を有するシランカップリング剤が好ましい。
メルカプト基を有するシランカップリング剤としては、特に限定されず、例えば、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシラン、下記式(1)で示される結合単位Aと下記式(2)で示される結合単位Bとを含むシランカップリング剤等が挙げられる。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。なお、本明細書において、メルカプト基を有するとは、SH基を有することを意味する。また、メルカプト基を有するシランカップリング剤と共に、メルカプト基を有さないシランカップリング剤(例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド等)を使用してもよい。
なかでも、下記式(2)で示される結合単位Aと下記式(3)で示される結合単位Bとを含むシランカップリング剤が好ましい。該シランカップリング剤を含有することにより、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド等の従来タイヤ用ゴム組成物が含有するスルフィド系のシランカップリング剤に比べて、より低燃費性、ウェットグリップ性および耐摩耗性が向上する。
式(2)、(3)中、R6は水素、ハロゲン、分岐もしくは非分岐の炭素数1〜30のアルキル基、分岐もしくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニル基、分岐もしくは非分岐の炭素数2〜30のアルキニル基、または該アルキル基の末端の水素が水酸基もしくはカルボキシル基で置換されたものを示す。R7は分岐もしくは非分岐の炭素数1〜30のアルキレン基、分岐もしくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニレン基、または分岐もしくは非分岐の炭素数2〜30のアルキニレン基を示す。R6とR7とで環構造を形成してもよい。
前記構造のシランカップリング剤は、結合単位Aと結合単位Bを有するため、ビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドなどのポリスルフィドシランに比べ、加工中の粘度上昇を抑制することができる。これは結合単位Aのスルフィド部分がC−S−C結合であるため、テトラスルフィドやジスルフィドに比べ熱的に安定であることから、ムーニー粘度の上昇が少ないためと考えられる。
また、結合単位Aと結合単位Bを有するため、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプトシランに比べ、スコーチ時間の短縮が抑制される。これは結合単位Bはメルカプトシランの構造を持っているが、結合単位Aの−C7H15部分が結合単位Bの−SH基を覆うためポリマーと反応しにくく、スコーチが発生しにくいためと考えられる。そのため、耐摩耗性の悪化を防止でき、低燃費性、ウェットグリップ性、耐摩耗性をバランスよく向上できる。
本発明の効果がより良好に得られるという点から、前記構造のシランカップリング剤において、結合単位Aの含有量は、30モル%以上が好ましく、50モル%以上がより好ましい。また、結合単位Aの含有量は、99モル%以下が好ましく、90モル%以下がより好ましい。結合単位Bの含有量は、5モル%以上が好ましく、10モル%以上がより好ましい。また、結合単位Bの含有量は、65モル%以下が好ましく、55モル%以下がより好ましい。結合単位AおよびBの合計含有量は、95モル%以上が好ましく、98モル%以上がより好ましく、100モル%がさらに好ましい。なお、結合単位A、Bの含有量は、結合単位A、Bがシランカップリング剤の末端に位置する場合も含む量である。結合単位A、Bがシランカップリング剤の末端に位置する場合の形態は特に限定されず、結合単位A、Bを示す式(2)、(3)と対応するユニットを形成していればよい。
R6のハロゲンとしては、塩素、臭素、フッ素などが挙げられる。
R6の分岐もしくは非分岐の炭素数1〜30のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、へキシル基、へプチル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。該アルキル基の炭素数は、1〜12が好ましい。
R6の分岐もしくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニル基としては、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基、1−オクテニル基等が挙げられる。該アルケニル基の炭素数は、2〜12が好ましい。
R6の分岐もしくは非分岐の炭素数2〜30のアルキニル基としては、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、へプチニル基、オクチニル基、ノニニル基、デシニル基、ウンデシニル基、ドデシニル基等が挙げられる。該アルキニル基の炭素数は、2〜12が好ましい。
R7の分岐もしくは非分岐の炭素数1〜30のアルキレン基としては、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、トリデシレン基、テトラデシレン基、ペンタデシレン基、ヘキサデシレン基、ヘプタデシレン基、オクタデシレン基等が挙げられる。該アルキレン基の炭素数は、1〜12が好ましい。
R7の分岐もしくは非分岐の炭素数2〜30のアルケニレン基としては、ビニレン基、1−プロペニレン基、2−プロペニレン基、1−ブテニレン基、2−ブテニレン基、1−ペンテニレン基、2−ペンテニレン基、1−ヘキセニレン基、2−ヘキセニレン基、1−オクテニレン基等が挙げられる。該アルケニレン基の炭素数は、2〜12が好ましい。
R7の分岐もしくは非分岐の炭素数2〜30のアルキニレン基としては、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニレン基、ペンチニレン基、ヘキシニレン基、へプチニレン基、オクチニレン基、ノニニレン基、デシニレン基、ウンデシニレン基、ドデシニレン基等が挙げられる。該アルキニレン基の炭素数は、2〜12が好ましい。
前記構造のシランカップリング剤において、結合単位Aの繰り返し数(x)と結合単位Bの繰り返し数(y)の合計の繰り返し数(x+y)は、3〜300の範囲が好ましい。この範囲内であると、結合単位Bのメルカプトシランを、結合単位Aの−C7H15が覆うため、スコーチタイムが短くなることを抑制できるとともに、シリカやゴム成分との良好な反応性を確保することができる。
前記構造のシランカップリング剤としては、例えば、Momentive社製のNXTZ30、NXT−Z45、NXT−Z60等を使用することができる。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。
その他の配合剤
本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物には、前記成分以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、シリカ以外の補強用充填剤、可塑剤、老化防止剤、酸化防止剤、ステアリン酸、ワックス、加硫剤、加硫促進剤、などを適宜配合することができる。
本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物には、前記成分以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、シリカ以外の補強用充填剤、可塑剤、老化防止剤、酸化防止剤、ステアリン酸、ワックス、加硫剤、加硫促進剤、などを適宜配合することができる。
シリカ以外の補強用充填剤としては、カーボンブラック、炭酸カルシウム、アルミナ、クレー、タルクなど、従来からタイヤ用ゴム組成物において用いられているものを配合することができる。なかでも、カーボンブラックが補強性および耐摩耗性に優れるという理由から好ましい。
カーボンブラックとしては特に限定されず、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAF等、タイヤ工業において一般的なものを使用でき、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、十分な補強性を確保するという観点から20m2/g以上が好ましく、30m2/g以上がより好ましい。また、カーボンブラックのN2SAは、tanδの上昇を抑えるという観点から50m2/g以下が好ましく、45m2/g以下がより好ましい。なお、本明細書におけるカーボンブラックのN2SAは、JIS K6217のA法に準じて測定される値である。
カーボンブラックを含有する場合の含有量は、十分な補強性を確保するという観点からゴム成分100質量部に対して、5質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましい。また、カーボンブラックの含有量は、低燃費性や加工性の観点から50質量部以下が好ましく、40質量部以下がより好ましい。
前記加硫剤としては特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。本発明の効果が良好に得られるという点からは、硫黄が好ましく、粉末硫黄がより好ましい。また、硫黄は他の加硫剤と併用してもよい。他の加硫剤としては、例えば、田岡化学工業(株)製のタッキロールV200、フレキシス社製のDURALINK HTS(1,6−ヘキサメチレン−ジチオ硫酸ナトリウム・二水和物)、ランクセス社製のKA9188(1,6−ビス(N,N’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ)ヘキサン)などの硫黄原子を含む加硫剤や、ジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物などが挙げられる。
加硫剤を含有する場合の含有量は、低燃費性を確保するためゴム成分100質量部に対して0.7質量部以上が好ましく、1.0質量部以上がより好ましい。また、加硫剤の含有量は、破壊強度の低下抑制およびブルーミング防止の観点から2.2質量部以下が好ましく、2.0質量部以下がより好ましい。加硫剤の含有量が前記範囲内であると、良好な引張強度、耐摩耗性および耐熱性が得られる。
前記加硫促進剤としては特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。例えば、2−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジサルファイド、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミドなどのチアゾール系加硫促進剤;テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィドなどのチウラム系加硫促進剤;N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−オキシエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−オキシエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N’−ジイソプロピル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミドなどのスルフェンアミド系加硫促進剤;ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジンなどのグアニジン系加硫促進剤などが挙げられる。なかでも、ゴム弾性率と加工性との両立という観点から、スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤が好ましく、特に低燃費性と他のゴム物性とのバランスに優れるという理由からグアニジン系加硫促進剤が特に好ましい。
グアニジン系加硫促進剤としては、1,3−ジフェニルグアニジン、1,3−ジ−o−トリルグアニジン、1−o−トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ−o−トリルグアニジン塩、1,3−ジ−o−クメニルグアニジン、1,3−ジ−o−ビフェニルグアニジン、1,3−ジ−o−クメニル−2−プロピオニルグアニジンなどが挙げられる。なかでも反応性が高いという理由から、1,3−ジフェニルグアニジン、1,3−ジ−o−トリルグアニジンおよび1−o−トリルビグアニドがより好ましい。
加硫促進剤を含有する場合の含有量は、ゴム弾性率の低下や破壊特性の低下を抑制することができるという理由から、ゴム成分100質量部に対して、0.1質量部以上が好ましく、0.2質量部以上がより好ましい。また、加硫促進剤の含有量は、5質量部以下が好ましく、3質量部以下がより好ましい。
タイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法は、変性SBR以外のゴム成分、シリカの一部または全部およびシランカップリング剤の一部または全部を、高温で混練りする工程1、ならびに工程1で得られた混練物、変性SBR、シリカの残部、およびシランカップリング剤の残部を低温で混練りする工程2を含むことを特徴とする。各工程は公知の混練機を用いることができ、例えば、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどが挙げられる。
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法は、変性SBR以外のゴム成分、シリカの一部または全部およびシランカップリング剤の一部または全部を、高温で混練りする工程1、ならびに工程1で得られた混練物、変性SBR、シリカの残部、およびシランカップリング剤の残部を低温で混練りする工程2を含むことを特徴とする。各工程は公知の混練機を用いることができ、例えば、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどが挙げられる。
工程1および工程2を含む混練工程で得られた未加硫ゴム組成物は、さらに加硫剤などと混練りする工程3および加硫工程などを行い、本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物を製造することができる。
工程1
工程1では、変性SBR以外のゴム成分、シリカの一部または全部およびシランカップリング剤の一部または全部を、所定の排出温度で混練りする。この工程では、シランカップリング剤と反応性が高い変性SBRを投入する工程2に先駆け、比較的シランカップリング剤との反応性が低い変性SBR以外のゴム成分およびシリカを、シランカップリング剤と高温で混練りすることにより、変性SBR以外のゴム成分、シリカおよびシランカップリング剤による結合を促進することができる。これにより、シリカの凝集や変性SBR以外のゴム成分の凝集を抑制することができ、さらにはゴム組成物中の配合剤の分散性も向上するため、耐摩耗性、低燃費性、ウェットグリップ性および操縦安定性に優れたタイヤトレッド用ゴム組成物を製造することが可能となる。
工程1では、変性SBR以外のゴム成分、シリカの一部または全部およびシランカップリング剤の一部または全部を、所定の排出温度で混練りする。この工程では、シランカップリング剤と反応性が高い変性SBRを投入する工程2に先駆け、比較的シランカップリング剤との反応性が低い変性SBR以外のゴム成分およびシリカを、シランカップリング剤と高温で混練りすることにより、変性SBR以外のゴム成分、シリカおよびシランカップリング剤による結合を促進することができる。これにより、シリカの凝集や変性SBR以外のゴム成分の凝集を抑制することができ、さらにはゴム組成物中の配合剤の分散性も向上するため、耐摩耗性、低燃費性、ウェットグリップ性および操縦安定性に優れたタイヤトレッド用ゴム組成物を製造することが可能となる。
工程1における混練りの排出温度は、変性SBR以外のゴム成分、シリカおよびシランカップリング剤による結合を十分に促進することができるという理由から、160〜170℃であり、162〜167℃が好ましい。
工程1における混練時間は特に限定されないが、シリカが良好に分散した混練物を効率良く得られるという理由から、2.0〜4.0分が好ましく、2.5〜3.5分がより好ましく、2.7〜3.2分がさらに好ましい。
工程1における混練機の回転数は、より良好なカーボン分散性が得られるという理由から、30〜60rpmが好ましい。また、工程1における充填率は、シリカ等の薬品の分散性に優れるという理由から、65〜80%が好ましい。
工程1において変性SBRおよび/またはシリカと相互作用を持つ官能基により変性されたゴム成分を一定量、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下含有してもよいが、本発明の効果をより良好に発揮できるという理由から、変性SBRおよびシリカと相互作用を持つ官能基により変性されたゴム成分を実質的に工程1では投入しないことが好ましい。
工程1におけるシリカの投入量は、シランカップリング剤との反応効率、シリカの分散性および耐摩耗性の観点から、シリカの全投入量の40質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましい。また、工程1におけるシリカの投入量は、より良好なシリカ分散性が得られるという理由から、シリカの全投入量の80質量%以下が好ましく、70質量%以下がより好ましい。
工程1におけるシランカップリング剤の投入量は、変性SBR以外のゴム成分およびシリカとの反応を十分なものとするという観点から、工程1におけるシリカの投入量100質量部に対して3質量部以上が好ましく、4質量部以上がより好ましい。また、工程1におけるシランカップリング剤の投入量は、コストの増加に見合ったシリカの分散効果の観点から、工程1におけるシリカの投入量100質量部に対して10質量部以下が好ましく、9質量部以下がより好ましい。
工程1では、変性SBR以外のゴム成分、シリカおよびシランカップリング剤以外の配合剤を投入しても良い。なかでも、シリカ以外の補強用充填剤は、分散性の観点から、工程1で投入することが好ましい。
工程2
工程2では、工程1で得られた混練物、変性SBR、シリカの残部、およびシランカップリング剤の残部を所定の排出温度で混練りする。この工程では、低温で混練りを行うが、変性SBRはシリカの取り込みおよびシランカップリング剤との反応性に優れるため、十分に反応が起こり、加工性に優れ、耐摩耗性、低燃費性、ウェットグリップ性および操縦安定性に優れたタイヤトレッド用ゴム組成物を製造することが可能となる。
工程2では、工程1で得られた混練物、変性SBR、シリカの残部、およびシランカップリング剤の残部を所定の排出温度で混練りする。この工程では、低温で混練りを行うが、変性SBRはシリカの取り込みおよびシランカップリング剤との反応性に優れるため、十分に反応が起こり、加工性に優れ、耐摩耗性、低燃費性、ウェットグリップ性および操縦安定性に優れたタイヤトレッド用ゴム組成物を製造することが可能となる。
工程2における混練りの排出温度は、変性SBR、シランカップリング剤およびシリカによる結合を十分に促進することができるという理由から、135〜155℃であり、145〜155℃が好ましい。排出温度が155℃を超える場合は、シート生地不良が発生する傾向がある。
工程2における混練時間は特に限定されないが、より良好なシリカ分散性を確保できるという理由から、1〜4分が好ましく、2〜3分がより好ましい。
工程2における混練機の回転数は、効率的にゴムを可塑化し、より良好なシリカ分散性を確保できるという理由から、30〜60rpmが好ましい。また、工程2における充填率は、シリカ等の薬品の分散性に優れるという理由から、65〜80%が好ましい。
工程2におけるシリカの投入量は、変性SBRとシリカとの結合によるタイヤ性能向上の観点から、シリカの全投入量の5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましい。また、工程1におけるシリカの投入量は、より良好なシリカ分散性の観点からシリカの全投入量の50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましい。
工程2におけるシランカップリング剤の投入量は、未加硫ゴム組成物のロール密着の防止という観点からは、工程2におけるシリカの投入量100質量部に対して5質量部以上が好ましく、6質量部以上がより好ましい。また、コストの増加に見合ったシリカの分散効果という観点から、工程2におけるシリカの投入量100質量部に対して10質量部以下が好ましく、9質量部以下がより好ましい。
工程2では、変性SBR以外のゴム成分、シリカおよびシランカップリング剤以外の配合剤を投入しても良い。なかでも、シリカと相互作用を持つ官能基により変性された変性BRは、シリカとの反応性が高く、各ゴム成分へのシリカの分散性が向上するという理由から、工程2で投入することが好ましい。
工程3
工程3は工程2で得られた混練物を冷却などした後、加硫剤および加硫促進剤を含む加硫系薬剤を投入してオープンロールなどで混練りし、未加硫ゴム組成物を得る工程である。なお、工程2で得られた混練物の粘度が高い場合は、この混練物を再度混練りする再練工程を行った後に工程3に供することが好ましい。
工程3は工程2で得られた混練物を冷却などした後、加硫剤および加硫促進剤を含む加硫系薬剤を投入してオープンロールなどで混練りし、未加硫ゴム組成物を得る工程である。なお、工程2で得られた混練物の粘度が高い場合は、この混練物を再度混練りする再練工程を行った後に工程3に供することが好ましい。
工程3における混練りの排出温度は、加硫剤および加硫促進剤の分散性、生地不良の観点から、90〜120℃が好ましく、90〜110℃がより好ましい。排出温度が120℃を超える場合は、加硫が開始してしまう恐れがある。
工程3における混練時間は特に限定されないが、1〜30分が好ましく、1〜4分がより好ましい。また、工程3における混練機の回転数は、混練物の発熱を抑えるという観点から、20〜45rpmが好ましい。
なお、本発明では、前記各工程を前記温度範囲で実施することが好適であるが、工程2の混練開始時の温度や工程3の混練開始時の温度を前記温度範囲に調整するために、工程1と工程2との間、および、工程2と工程3との間に、冷却工程を導入することとしてもよい。冷却する方法は、特に限定されず、例えば、空気(冷気)との接触により冷却する方法、金属板等に接触させ冷却する方法、水槽で冷却する方法等が挙げられる。また、工程1、工程2で調製されたゴム組成物を次工程の混練開始時の温度になるまで放置して冷却してもよい。
加硫工程
工程3で得られた未加硫ゴム組成物を、公知の方法で加硫することで加硫ゴム組成物を得ることができる。未加硫ゴム組成物の加硫温度は120℃以上が好ましく、140℃以上がより好ましい。また、加硫温度は、200℃以下が好ましく、180℃以下がより好ましい。加硫温度が前記範囲内であると、本発明の効果が良好に得られる。
工程3で得られた未加硫ゴム組成物を、公知の方法で加硫することで加硫ゴム組成物を得ることができる。未加硫ゴム組成物の加硫温度は120℃以上が好ましく、140℃以上がより好ましい。また、加硫温度は、200℃以下が好ましく、180℃以下がより好ましい。加硫温度が前記範囲内であると、本発明の効果が良好に得られる。
タイヤトレッド用ゴム組成物およびタイヤ
本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物は、耐摩耗性、低燃費性、ウェットグリップ性および操縦安定性に優れることから、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、二輪車用タイヤ、高性能タイヤなどとして好適に用いることができる。
本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物は、耐摩耗性、低燃費性、ウェットグリップ性および操縦安定性に優れることから、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、二輪車用タイヤ、高性能タイヤなどとして好適に用いることができる。
本発明のタイヤは、本発明に係るタイヤトレッド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、本発明の製造方法にて製造したタイヤトレッド用ゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤトレッドの形状にあわせて押出し加工し、タイヤ成形機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、通常の方法にて成形することにより、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、本発明のタイヤを製造することができる。なお、本発明のタイヤは、空気入りタイヤ、非空気入りタイヤを問わない。
本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は、実施例にのみ限定されるものではない。
以下、実施例および比較例において用いた各種薬品をまとめて示す。
変性SBR:旭化成(株)製のY031(末端変性SBR、結合スチレン量:26質量%)
NR:TSR20
BR:JSR(株)製のBR730(シス1,4結合含有率:95%)
シリカ:エボニック社製のウルトラシルVN3(N2SA:175m2/g)
シランカップリング剤:モメンティブ社製のNXT−Z45(結合単位Aと結合単位Bとの共重合体(メルカプト基を有するシランカップリング剤)(結合単位A:55モル%、結合単位B:45モル%))
アロマチックオイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH−24
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸椿
老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン6C(6PPD、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:大内新興化学工業(株)製のサンノックN
硫黄:軽井沢硫黄(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤CZ:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ(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)
加硫促進剤DPG:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(N,N’−ジフェニルグアニジン)
変性SBR:旭化成(株)製のY031(末端変性SBR、結合スチレン量:26質量%)
NR:TSR20
BR:JSR(株)製のBR730(シス1,4結合含有率:95%)
シリカ:エボニック社製のウルトラシルVN3(N2SA:175m2/g)
シランカップリング剤:モメンティブ社製のNXT−Z45(結合単位Aと結合単位Bとの共重合体(メルカプト基を有するシランカップリング剤)(結合単位A:55モル%、結合単位B:45モル%))
アロマチックオイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH−24
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸椿
老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン6C(6PPD、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:大内新興化学工業(株)製のサンノックN
硫黄:軽井沢硫黄(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤CZ:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ(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)
加硫促進剤DPG:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(N,N’−ジフェニルグアニジン)
実施例1〜3、比較例1および2
まず、表1に示す配合内容および混練条件に従い未加硫ゴム組成物を製造した。工程1に示す各種薬品を、1.7Lバンバリーミキサーにて混練りした(工程1)。次に、工程1の混練物および工程2に示す各種薬品を、1.7Lバンバリーミキサーにて混練りした(工程2)。そして、工程2の混練物および工程3に示す各種薬品を、オープンロールを用いて混練りし(工程3)、試験用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タイヤトレッドの形状に成形し、タイヤ成形機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、170℃で12分間加硫し、試験用タイヤ(タイヤサイズ:195/65R15)を製造した。得られた試験用未加硫ゴム組成物および試験用タイヤについて下記評価を行った。
まず、表1に示す配合内容および混練条件に従い未加硫ゴム組成物を製造した。工程1に示す各種薬品を、1.7Lバンバリーミキサーにて混練りした(工程1)。次に、工程1の混練物および工程2に示す各種薬品を、1.7Lバンバリーミキサーにて混練りした(工程2)。そして、工程2の混練物および工程3に示す各種薬品を、オープンロールを用いて混練りし(工程3)、試験用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タイヤトレッドの形状に成形し、タイヤ成形機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、170℃で12分間加硫し、試験用タイヤ(タイヤサイズ:195/65R15)を製造した。得られた試験用未加硫ゴム組成物および試験用タイヤについて下記評価を行った。
<ロール密着性>
混練終了後、バンバリーミキサーから排出された試験用未加硫ゴム組成物をロールでシーティングする際のロール密着性を下記の基準で評価した。
○:密着せず
×:密着あり
<生地状態>
シーティングされた試験用未加硫ゴム組成物の生地状態を、シート切れの有無、ヤケの有無、および分散不良の有無を目視にて観察し、下記の基準で評価した。
シート切れ
○:シート切れなし
×:シート切れあり
ヤケ
○:ヤケなし
×:ヤケあり
分散不良
○:シリカおよび/またはカーボンブラックの凝集塊がない
×:シリカおよび/またはカーボンブラックの凝集塊がある
混練終了後、バンバリーミキサーから排出された試験用未加硫ゴム組成物をロールでシーティングする際のロール密着性を下記の基準で評価した。
○:密着せず
×:密着あり
<生地状態>
シーティングされた試験用未加硫ゴム組成物の生地状態を、シート切れの有無、ヤケの有無、および分散不良の有無を目視にて観察し、下記の基準で評価した。
シート切れ
○:シート切れなし
×:シート切れあり
ヤケ
○:ヤケなし
×:ヤケあり
分散不良
○:シリカおよび/またはカーボンブラックの凝集塊がない
×:シリカおよび/またはカーボンブラックの凝集塊がある
<ムーニー粘度>
JIS K6300−1に基づいて、試験用未加硫ゴム組成物のムーニー粘度(ML1+4)をムーニービスコメータ((株)島津製作所製のSMV300)を用いて、130℃でのムーニー粘度(ML1+4)およびスコーチタイム測定した。ムーニー粘度は、小さいほど加工性に優れており、スコーチタイムは大きいほど加工性に優れていることを示す。
JIS K6300−1に基づいて、試験用未加硫ゴム組成物のムーニー粘度(ML1+4)をムーニービスコメータ((株)島津製作所製のSMV300)を用いて、130℃でのムーニー粘度(ML1+4)およびスコーチタイム測定した。ムーニー粘度は、小さいほど加工性に優れており、スコーチタイムは大きいほど加工性に優れていることを示す。
<カーボン分散>
JIS K6801−2に基づくミクロトーム法により試験用未加硫ゴム組成物中のカーボンブラックの分散性を測定した。数値が大きいほど、分散性が良好であることを示す。
JIS K6801−2に基づくミクロトーム法により試験用未加硫ゴム組成物中のカーボンブラックの分散性を測定した。数値が大きいほど、分散性が良好であることを示す。
<耐摩耗性試験>
各試験用タイヤを試験用実車(国産FF車、排気量:2000cc)の全輪に装着し、ドライアスファルト路面上を8000km走行させ、タイヤトレッド部の溝深さを測定し、タイヤトレッド部の溝深さが1mm減少するときの走行距離を算出した。下記の式により比較例1を100として指数表示した。指数が大きいほど耐摩耗性に優れることを示す。
(耐摩耗性指数)=(各試験用タイヤのタイヤ溝が1mm減るときの走行距離)
/(比較例1のタイヤ溝が1mm減るときの走行距離)×100
各試験用タイヤを試験用実車(国産FF車、排気量:2000cc)の全輪に装着し、ドライアスファルト路面上を8000km走行させ、タイヤトレッド部の溝深さを測定し、タイヤトレッド部の溝深さが1mm減少するときの走行距離を算出した。下記の式により比較例1を100として指数表示した。指数が大きいほど耐摩耗性に優れることを示す。
(耐摩耗性指数)=(各試験用タイヤのタイヤ溝が1mm減るときの走行距離)
/(比較例1のタイヤ溝が1mm減るときの走行距離)×100
表1の結果より、変性SBR、シリカおよびシランカップリング剤を含有するタイヤトレッド用ゴム組成物を、変性SBR以外のゴム成分、シリカの一部または全部およびシランカップリング剤の一部または全部を、高温で混練りする工程1、ならびに工程1で得られた混練物、変性SBR、シリカの残部、およびシランカップリング剤の残部を低温で混練りする工程2を含む製造方法により製造することにより、加工性に優れ、工程に不具合が生じにくく、耐摩耗性に優れたタイヤトレッド用ゴム組成物を製造することができることがわかる。
Claims (4)
- 5〜70質量%の変性SBRを含むゴム成分100質量部に対して10〜150質量部のシリカ、およびシリカ100質量部に対して1〜20質量部のシランカップリング剤を含有するタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法であり、
変性SBR以外のゴム成分、シリカの一部または全部およびシランカップリング剤の一部または全部を、排出温度160〜170℃で混練りする工程1、ならびに
工程1で得られた混練物、変性SBR、シリカの残部、およびシランカップリング剤の残部を排出温度135〜155℃で混練りする工程2、
を含むタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法。 - 前記変性SBRが、結合スチレン量が30質量%以下である請求項1記載のタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法。
- 工程2で得られた混練物、加硫剤および加硫促進剤を、排出温度90〜120℃で混練りする工程3を、さらに含む請求項1または2記載のタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法で製造されたゴム組成物により構成されたトレッドを有するタイヤ。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018150437A (ja) * | 2017-03-10 | 2018-09-27 | 大塚化学株式会社 | ゴム組成物の製造方法 |
FR3065004A1 (fr) * | 2017-04-10 | 2018-10-12 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | Composition de caoutchouc a base d'un elastomere dienique fortement sature et d'un sel dithiosulfate |
FR3065005A1 (fr) * | 2017-04-10 | 2018-10-12 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | Bande de roulement pour pneumatique a base d'un elastomere dienique fortement sature |
JP2019112525A (ja) * | 2017-12-22 | 2019-07-11 | 住友ゴム工業株式会社 | ゴム混練り方法 |
JP2021066755A (ja) * | 2019-10-17 | 2021-04-30 | 住友ゴム工業株式会社 | ゴム組成物の製造方法およびタイヤの製造方法 |
-
2015
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018150437A (ja) * | 2017-03-10 | 2018-09-27 | 大塚化学株式会社 | ゴム組成物の製造方法 |
FR3065004A1 (fr) * | 2017-04-10 | 2018-10-12 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | Composition de caoutchouc a base d'un elastomere dienique fortement sature et d'un sel dithiosulfate |
FR3065005A1 (fr) * | 2017-04-10 | 2018-10-12 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | Bande de roulement pour pneumatique a base d'un elastomere dienique fortement sature |
WO2018189456A1 (fr) * | 2017-04-10 | 2018-10-18 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | Composition de caoutchouc a base d'un elastomere dienique fortement sature et d'un sel dithiosulfate |
WO2018189455A1 (fr) * | 2017-04-10 | 2018-10-18 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | Bande de roulement pour pneumatique a base d'un elastomere dienique fortement sature |
CN110475676A (zh) * | 2017-04-10 | 2019-11-19 | 米其林集团总公司 | 由高度饱和的二烯弹性体和二硫代硫酸盐制成的橡胶组合物 |
CN110475677A (zh) * | 2017-04-10 | 2019-11-19 | 米其林集团总公司 | 基于高度饱和的二烯弹性体的轮胎胎面 |
CN110475677B (zh) * | 2017-04-10 | 2021-09-03 | 米其林集团总公司 | 基于高度饱和的二烯弹性体的轮胎胎面 |
CN110475676B (zh) * | 2017-04-10 | 2021-10-29 | 米其林集团总公司 | 由高度饱和的二烯弹性体和二硫代硫酸盐制成的橡胶组合物 |
JP2019112525A (ja) * | 2017-12-22 | 2019-07-11 | 住友ゴム工業株式会社 | ゴム混練り方法 |
JP2021066755A (ja) * | 2019-10-17 | 2021-04-30 | 住友ゴム工業株式会社 | ゴム組成物の製造方法およびタイヤの製造方法 |
JP7447426B2 (ja) | 2019-10-17 | 2024-03-12 | 住友ゴム工業株式会社 | ゴム組成物の製造方法およびタイヤの製造方法 |
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