JP2018532008A

JP2018532008A - トレッド製造用ゴムコンパウンド

Info

Publication number: JP2018532008A
Application number: JP2018510930A
Authority: JP
Inventors: フォルテジャンルカ; アーリシチオクラウディア; ガエータギアマッテオ
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2018-11-01
Also published as: WO2017037636A8; WO2017037636A1; US20180236814A1; CN107921819A; ITUB20153298A1; US10710408B2; CN107921819B; EP3344473A1; EP3344473B1

Abstract

スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カーボンブラックおよび加硫系を含むトレッド用ゴムコンパウンド。充填剤は、５０〜７０℃の範囲のＴｇ、２００，０００ｇ／ｍｏｌ以下の分子量（Ｍｗ）、および０％以下の結晶化度を有する熱可塑性ポリマー５〜３０ｐｈｒを含む。

Description

本発明は、トレッド製造用コンパウンドに関する。特に、本発明は、ＴＢＲタイヤトレッド用のコンパウンドに関し、その説明は、一般性を失うことなく明示的に言及する。

タイヤの分野では、転がり抵抗性と耐磨耗性を悪化することなく、ロードホールディング性を向上させることを目的としている。

実際、当業者に公知のように、ロードホールディング性の点で改善をもたらすことが可能な解決策の多くは、転がり抵抗性と耐摩耗性の悪化を必然的に伴う。

例えば、トレッドコンパウンド中のシリカの量が増加すると、濡れた表面上のロードホールディング性が改善されることは知られているが、これが耐摩耗性の低下を引き起こすことが実験的に確認されている。

したがって、転がり抵抗性と耐摩耗性の悪化を伴わずに、得られるトレッドに向上したロードホールディング性を与えるような技術的特性を有するコンパウンドが必要とされている。

当業者に公知のように、ポリマーは、その転移温度より低い温度では高い剛性を有し、これは、タイヤコンパウンドに一般的に使用されるエラストマーポリマーと比較して熱可塑性ポリマーではかなり高い。

本出願人は、熱可塑性ポリマーのこの特性を利用することにより、上記要求を満たすことができる解決策を生み出した。

驚くべきことに、本出願人は上記要件をも超えた。事実、本発明の主題は、転がり抵抗性と耐磨耗性を向上させると同時に、ロードホールディング性を向上させた。

本発明の主題は、トレッド用ゴムコンパウンドであって、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カーボンブラックおよび加硫系を含み；前記充填剤が、５０〜７０℃の範囲のＴｇ、２００，０００ｇ／ｍｏｌ以下の分子量（Ｍｗ）、および１０％以下の結晶化度を有する熱可塑性ポリマー５〜３０ｐｈｒを含む、トレッド用ゴムコンパウンドである。

発明の実施の形態

ここで、用語「トレッド」は、トレッドのキャップ部分およびベース部分によって形成されるユニット全体を意味する。実際、多くのタイヤは、上述した部分の組み合わせからなるトレッドを有し、その部分のそれぞれのコンパウンドは互いに異なり、その相対的な厚みはタイヤのタイプによって変化する。このように、本発明は、キャップ部分のコンパウンドのみに対して、またはキャップ部分とベース部分の両方のコンパウンドに対して適用することができることが理解される。

ここで、「架橋可能な不飽和鎖を有するポリマーベース」という用語は、硫黄ベースの系による架橋（加硫）後にエラストマーに典型的な全ての化学的−物理的および機械的特性を付加することができる任意の天然または合成の不飽和ポリマーを意味する。

ここで、「加硫系」とは、少なくとも硫黄および促進組成物を含む成分の複合を意味し、コンパウンドの調製では最終混合段階で添加され、かつコンパウンドが加硫温度にかけられるとポリマーベースの加硫を促進する目的を有する。

熱可塑性ポリマーのＴｇは、ＡＳＴＭ−Ｄ７４２６規格による方法で測定することができる。

熱可塑性ポリマーの分子量は、ＩＳＯ−１１３４４規格による方法で測定することができる。熱可塑性ポリマーの結晶化度は、ＩＳＯ−３１４６規格による方法で測定することができる。

熱可塑性ポリマーの分子量が２００，０００ｇ／ｍｏｌを超えると、コンパウンド中に均一に分散することができず、その結果、その使用に伴う利点が保証されないことが実験的に判明している。さらに、２００，０００ｇ／ｍｏｌより大きい分子量を有する熱可塑性ポリマーはまた、コンパウンドの加工性に問題を引き起こすことがある。

さらに、１０％を超える結晶化度を有する熱可塑性ポリマーの使用は、タイヤの短期間の使用後にロードホールディング性の利点を失うことが実験的に判明している。この現象は、熱可塑性ポリマーがタイヤの使用中に結晶化プロセスを受けることと、ある結晶化度を超えると、熱可塑性ポリマーがもはや必要とされる利点を提供できないことに起因する。実際、高い結晶化度を有する熱可塑性ポリマーが最初から使用された場合、比較的短期間で非常に高い結晶化度が得られ、同様の短期間でその関連する利点が損なわれる。

当業者に公知のように、ポリマーの結晶化度は、凝固中の冷却速度およびその鎖の配置に依存する。溶融温度からの冷却開始による結晶化プロセスの間に、粘性液体中に非常に分散して絡み合っている鎖は規則的な配置をとる必要がある。これが起こるためには、鎖が動いて整列するのに十分な時間が必要である。ポリマーが結晶質であるという事実は、その分子量ではなくその規則的な立体配置および構成に密接に関連している。

本発明のコンパウンドの別の重要な特徴は、ＳＢＲの存在に関する。実際、ＳＢＲのそれよりも低いＴｇを有する他のポリマーベースの使用は、以下に記載の利点を得るために必要な剛性のレベルを保証しないことが確認されている。

好ましくは、ポリ乳酸が、５〜１５ｐｈｒの範囲の量でコンパウンドに存在する。好ましくは、前記熱可塑性ポリマーは、ポリ乳酸である。好ましくは、ポリ乳酸は、８０，０００ｇ／ｍｏｌ〜１５０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲の分子量を有する。好ましくは、ポリ乳酸は、７％以下の結晶化度を有する。

本発明のさらなる主題は、本発明に係るコンパウンドを用いて製造されたトレッドである。

本発明のさらなる主題は、本発明に係るコンパウンドを用いて製造されたトレッドを含むタイヤである。

本発明のさらなる主題は、５０〜７０℃の範囲のＴｇ、２００，０００ｇ／ｍｏｌ以下の分子量および１０％以下の結晶化度を有するポリ乳酸の、トレッドコンパウンドにおける充填剤としての使用である。

本発明を実施するための最良の形態
以下の実施例は、純粋に例示的な非限定的な目的のために以下に与えられる。

充填剤として２つの異なる濃度のポリ乳酸を含む、本発明に係る２つのコンパウンド（ＡおよびＢ）と、熱可塑性ポリマーとしてポリ乳酸の存在を含まない現在の技術を表す比較コンパウンド（比較）とを調製した。

実施例のコンパウンドは、ＴＢＲタイヤトレッド用のコンパウンドである。

実施例に記載のコンパウンドを調製する手順を以下に示す。この手順は、本発明の限定を表すものではない。

−コンパウンドの調製−
（第１混合工程）
加硫剤および酸化亜鉛を除いた表Ｉに示す成分を、混合を開始する前に、接線ローターを有し、内部容積が２３０〜２７０リットルの範囲のミキサーに充填し、６６〜７２％の充填率とした。

ミキサーを４０〜１００ｒｐｍの速度で運転した。１４０〜１７０℃の温度に達したところで、形成された混合物を排出した。

（第２混合工程）
上記のようにして生成した混合物を、４０〜６０ｒｐｍの速度で操作したミキサー内で再び処理した。次いで、１３０〜１５０℃の温度に達したところでコンパウンドを排出した。

（最終混合工程）
前の混合工程から得られた混合物に、加硫剤および酸化亜鉛を添加して、充填率６３〜６７％とした。

ミキサーを２０〜４０ｒｐｍの速度で運転し、１００〜１１０℃の温度に達したところで、形成された混合物を排出した。

表Ｉは、実施例のコンパウンドのｐｈｒでの組成を示す。

Ｓ−ＳＢＲは、５００×１０^３〜１５００×１０^３の範囲の平均分子量と、２０〜４５％の範囲のスチレン含量を有する溶液重合法によって得られるポリマーベースである。

使用したポリ乳酸は、ＮＡＴＵＲＥＷＯＲＫＳ社により製造され、ＩＮＧＥＯＢＩＯＰＯＬＹＭＥＲ２００３Ｄ（登録商標）の名称で市販されている。具体的には、使用したポリ乳酸は、１０００００ｇ／ｍｏｌの分子量、６０℃のＴｇおよび５〜１０％の結晶化度を有する。

使用したカーボンブラックはタイプＮ２３４である。

使用した加硫促進剤は、シクロヘキシル−ベンゾチアゾール−スルフェンアミド（ＣＢＳ）である。

表Ｉに示したコンパウンドに対して、転がり抵抗性、ロードホールディング性、耐摩耗性および破断伸びに関する特性を評価するための一連の試験を行った。

耐摩耗性は、ＩＳＯ４６４９規格に従って測定した。

転がり抵抗性、剛性およびロードホールディング性は、ＩＳＯ４６６４規格に従って測定した動的特性に基づいて評価した。

特に、当業者に公知のように、転がり抵抗パラメータは、ｔａｎδの値（ｔａｎδ値が低いほど、転がり抵抗性が良好である）に従って評価し、ロードホールディングパラメータは、１００℃でのｔａｎδ（ｔａｎδ値が高いほど、ロードホールディング性が良好である）に従って評価し、剛性パラメータは周囲温度でのＥ’の値（Ｅ’の値が高いほど、剛性が高い）に従って評価した。

破断伸びは、ＡＳＴＭＤ４１２Ｃ規格に従って測定した。

表ＩＩは、ロードホールディング性、耐摩耗性、転がり抵抗性、剛性および破断伸びに関して得られた結果を示す。結果は、現在の技術を表す比較コンパウンド（比較）から得られた結果に基づいて指数の形で表す。

表ＩＩに示したデータから明らかなように、本発明の教示に従って製造したコンパウンドは、請求項に記載された条件の熱可塑性ポリマーとしてのポリ乳酸の添加によって、現在の技術と比べてロードホールディング性と、剛性および転がり抵抗性との両方において向上を保証することが可能である。

特に、表ＩＩのデータから、１０ｐｈｒのポリ乳酸を有するコンパウンドＡは、２０ｐｈｒのポリ乳酸を有するコンパウンドＢより全体的により良好な結果を与えることが分かる。

Claims

トレッド用ゴムコンパウンドであって、
スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カーボンブラックおよび加硫系を含み：
前記充填剤が、５０〜７０℃の範囲のＴｇ、２００，０００ｇ／ｍｏｌ以下の分子量（Ｍｗ）、および１０％以下の結晶化度を有する熱可塑性ポリマー５〜３０ｐｈｒを含む、トレッド用ゴムコンパウンド。
５〜１５ｐｈｒの前記熱可塑性ポリマーを含む、請求項１に記載のトレッド用ゴムコンパウンド。
前記熱可塑性ポリマーが、ポリ乳酸である、請求項１または２に記載のトレッド用ゴムコンパウンド。
前記ポリ乳酸が、８０，０００ｇ／ｍｏｌ〜１５０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲の分子量を有する、請求項３に記載のトレッド用ゴムコンパウンド。
前記ポリ乳酸が、７％以下の結晶化度を有する、請求項３または４に記載のトレッド用ゴムコンパウンド。
請求項１〜５のいずれか一項に記載のコンパウンドを用いて製造された、トレッド。
請求項６に記載のトレッドを含む、タイヤ。
５０〜７０℃の範囲のＴｇ、２００，０００ｇ／ｍｏｌ以下の分子量および１０％以下の結晶化度を有する熱可塑性ポリマーの、トレッド用ゴムコンパウンドにおける充填剤としての使用。
前記熱可塑性ポリマーが、ポリ乳酸である、請求項８に記載の使用。
前記ポリ乳酸が、８０，０００ｇ／ｍｏｌ〜１５０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲の分子量を有する、請求項９に記載の使用。
前記ポリ乳酸が、２〜７％の範囲の結晶化度を有する、請求項９または１０に記載の使用。
前記熱可塑性ポリマーが、前記コンパウンドに５〜１５ｐｈｒの量で存在する、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の使用。