JP2019006880A - ゴム組成物及びタイヤ - Google Patents
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
上記タイヤのグリップ性能の中でも、車両の安全性の見地からは、湿潤路面でのグリップ性能(以下、「ウェットグリップ性能」と呼ぶ。)を確保することが特に重要であり、例えば、シリカ等の無機充填剤を配合することで、ウェットグリップ性能の向上が図られている。
一方、昨今の環境問題への関心の高まりに伴う世界的な二酸化炭素排出規制の動きに関連して、自動車の低燃費化に対する要求が強まりつつある。このような要求に対応するため、タイヤ性能についても、転がり抵抗の低減が求められている。ここで、タイヤの転がり抵抗に寄与するタイヤのトレッド用ゴム組成物の開発にあたっては、通常走行時のタイヤの温度が50℃程度になることに鑑み、50℃付近での損失正接(tanδ)を指標とすることが一般に有効であり、具体的には、50℃付近でのtanδが低い(以下、「低ロス性に優れる」という。)ゴム組成物をトレッドゴムに用いることで、タイヤの発熱を抑制して転がり抵抗を低減し、結果として、タイヤの燃費性能を向上させることができる。
また、本発明は、ウェットグリップ性能と、低ロス性とに優れたタイヤを提供することを更なる課題とする。
前記ゴム成分(A)が、天然ゴム、イソプレンゴム及びブタジエンゴムからなる群から選択される少なくとも一種を合計で70質量%以上含むことを特徴とする。
かかる本発明のゴム組成物は、優れた低ロス性を有しつつ、タイヤに適用することで、タイヤのウェットグリップ性能を向上させることができる。
なお、本発明において、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)の結合スチレン量は、1H−NMRスペクトルの積分比より求める。
また、本発明によれば、ウェットグリップ性能と、低ロス性とに優れたタイヤを提供することができる。
本発明のゴム組成物は、ゴム成分(A)と、部分的又は完全に水素添加された樹脂(B)と、無機充填剤(C)と、を含み、前記ゴム成分(A)が、天然ゴム、イソプレンゴム及びブタジエンゴムからなる群から選択される少なくとも一種を合計で70質量%以上含むことを特徴とする。
一方、部分的又は完全に水素添加された樹脂(B)を配合すると、ゴム組成物の温度分散での粘弾性測定における高温のtanδはピークを過ぎた平坦領域に位置するため、50℃付近でのtanδの上昇を抑制でき、その結果として、低ロス性の悪化を抑制できる。
そのため、本発明のゴム組成物は、優れた低ロス性を有しつつ、タイヤに適用することで、タイヤのウェットグリップ性能を向上させることができる。
前記天然樹脂として、具体的には、テルペン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂等が挙げられる。一方、上記合成樹脂としては、石油系樹脂、フェノール系樹脂、石炭系樹脂、キシレン系樹脂等が挙げられる。なお、これら樹脂は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。
また、前記石油系樹脂としては、C5留分中のシクロペンタジエンを二量体化して得られるジシクロペンタジエン(DCPD)を主原料に製造された石油樹脂(DCPD樹脂)も好ましい。
AmB3−mSi−(CH2)a−Sb−(CH2)a−SiAmB3−m ・・・ (I)
[式(I)中、AはCnH2n+1O(nは1〜3の整数)又は塩素原子であり、Bは炭素数1〜3のアルキル基であり、mは1〜3の整数、aは1〜9の整数、bは1以上の整数である。但し、mが1の時、Bは互いに同一であっても異なっていてもよく、mが2又は3の時、Aは互いに同一であっても異なっていてもよい。]で表される化合物、下記式(II):
AmB3−mSi−(CH2)c−Y ・・・ (II)
[式(II)中、AはCnH2n+1O(nは1〜3の整数)又は塩素原子であり、Bは炭素数1〜3のアルキル基であり、Yはメルカプト基、ビニル基、アミノ基、グリシドキシ基又はエポキシ基であり、mは1〜3の整数、cは0〜9の整数である。但し、mが1の時、Bは互いに同一であっても異なっていてもよく、mが2又は3の時、Aは互いに同一であっても異なっていてもよい。]で表される化合物、下記式(III):
AmB3−mSi−(CH2)a−Sb−Z ・・・ (III)
[式(III)中、AはCnH2n+1O(nは1〜3の整数)又は塩素原子であり、Bは炭素数1〜3のアルキル基であり、Zはベンゾチアゾリル基、N,N−ジメチルチオカルバモイル基又はメタクリロイル基であり、mは1〜3の整数、aは1〜9の整数、bは1以上の整数で分布を有していてもよい。但し、mが1の時、Bは互いに同一であっても異なっていてもよく、mが2又は3の時、Aは互いに同一であっても異なっていてもよい。]で表される化合物、及び下記式(IV):
R1 xR2 yR3 zSi−R4−S−CO−R5 ・・・ (IV)
[式(IV)中、R1は、R6O−、R6C(=O)O−、R6R7C=NO−、R6R7NO−、R6R7N−及び−(OSiR6R7)n(OSiR5R6R7)から選択され、かつ炭素数が1〜18であり(但し、R6及びR7は、それぞれ独立してアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基から選択され、かつ炭素数が1〜18であり、nは0〜10である);
R2は、水素、又は炭素数1〜18のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基から選択され;
R3は、−[O(R8O)m]0.5−(但し、R8は、アルキレン基及びシクロアルキレン基から選択され、かつ炭素数が1〜18であり、mは1〜4である)であり;
x、y及びzは、x+y+2z=3、0≦x≦3、0≦y≦2、0≦z≦1の関係を満たし;
R4は、アルキレン基、シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基及びアラルキレン基から選択され、かつ炭素数が1〜18であり;
R5は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基及びアラルキル基から選択され、かつ炭素数が1〜18である。]で表される化合物が好ましい。これらシランカップリング剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
上記式(IV)中、R4及びR8において、アルキレン基は、直鎖状でも分岐状でもよく、該アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基等が挙げられる。また、シクロアルキレン基としては、シクロヘキシレン基等が挙げられる。またさらに、R4において、アルケニレン基は、直鎖状でも分岐状でもよく、該アルケニレン基としては、ビニレン基、プロペニレン基等が挙げられる。また、シクロアルキルアルキレン基としては、シクロヘキシルメチレン基等が、アリーレン基としては、フェニレン基等が、アラルキレン基としては、キシリレン基等が挙げられる。
上記式(IV)中、R3において、−[O(R8O)m]0.5−基としては、1,2−エタンジオキシ基、1,3−プロパンジオキシ基、1,4−ブタンジオキシ基、1,5−ペンタンジオキシ基、1,6−ヘキサンジオキシ基等が挙げられる。
上記式(IV)で表される化合物は、特表2001−505225号に記載の方法と同様に合成することができ、また、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製の商品名「NXT」(式(IV)のR1=C2H5O、R4=C3H6、R5=C7H15、x=3、y=0、z=0:3−オクタノイルチオ−プロピルトリエトキシシラン)等の市販品を利用することもできる。
本発明のタイヤは、上述したゴム組成物をトレッドゴムに用いたことを特徴とする。本発明のタイヤは、前記ゴム組成物がトレッドゴムに用いられているため、ウェットグリップ性能と、低ロス性とに優れる。また、本発明のタイヤは、各種車輌向けのタイヤとして利用できるが、乗用車用タイヤとして好ましい。
表1〜表6に示す配合処方で、通常のバンバリーミキサーを用いて、第一ステージ、最終ステージの順に混練を行って、ゴム組成物を製造した。なお、混練の第一ステージにおけるゴム組成物の最高温度は180℃とし、混練の最終ステージにおけるゴム組成物の最高温度は110℃とした。
得られたゴム組成物を145℃で33分間加硫して加硫ゴム試験片を作製し、下記の方法で、ウェットグリップ性能、低ロス性、引張強さ(TB)及び耐摩耗性を評価した。結果を表1〜表6に示す。
23℃で、ブリティッシュ・ポータブル・スキッド・テスター(BPST)にて、湿潤路面上を加硫ゴム試験片でこすって測定した際の抵抗値を測定した。表1においては、比較例1−1の抵抗値を100として指数表示し、表2においては、比較例2−1の抵抗値を100として指数表示し、表3においては、比較例3−1の抵抗値を100として指数表示し、表4においては、比較例4−1の抵抗値を100として指数表示し、表5においては、比較例5−1の抵抗値を100として指数表示し、表6においては、比較例6−1の抵抗値を100として指数表示した。指数値が大きい程、抵抗値が大きく、ウェットグリップ性能が良好であることを示す。
加硫ゴム試験片に対して、株式会社上島製作所製スペクトロメーターを用いて、初期荷重160mg、歪1%、周波数52Hzの条件下で、50℃におけるtanδ(損失正接)を測定した。表1においては、比較例1−1のtanδを100として指数表示し、表2においては、比較例2−1のtanδを100として指数表示し、表3においては、比較例3−1のtanδを100として指数表示し、表4においては、比較例4−1のtanδを100として指数表示し、表5においては、比較例5−1のtanδを100として指数表示し、表6においては、比較例6−1のtanδを100として指数表示した。指数値が小さい程、tanδが小さく、低ロス性に優れることを示す。
加硫ゴム試験片に対して、JIS K6251に準拠して、23℃での引張強さ(TB)を測定した。表1においては、比較例1−1のTBを100として指数表示し、表2においては、比較例2−1のTBを100として指数表示し、表3においては、比較例3−1のTBを100として指数表示し、表4においては、比較例4−1のTBを100として指数表示し、表5においては、比較例5−1のTBを100として指数表示し、表6においては、比較例6−1のTBを100として指数表示した。指数値が大きい程、引張強さ(TB)が高く、破壊特性が良好であることを示す。
加硫ゴム試験片に対して、JIS K 6264に準拠し、ランボーン摩耗試験機を使用して、23℃での摩耗量を測定した。表1においては、比較例1−1の摩耗量の逆数を100として指数表示し、表2においては、比較例2−1の摩耗量の逆数を100として指数表示し、表3においては、比較例3−1の摩耗量の逆数を100として指数表示し、表4においては、比較例4−1の摩耗量の逆数を100として指数表示し、表5においては、比較例5−1の摩耗量の逆数を100として指数表示し、表6においては、比較例6−1の摩耗量の逆数を100として指数表示した。指数値が大きい程、摩耗量が少なく、耐摩耗性が良好であることを示す。
*2 カーボンブラック: N220、旭カーボン株式会社製、商品名「#80」
*3 オイル: 三共油化工業株式会社製、商品名「A/Oミックス」
*4 アルキルフェノール樹脂: BASF社製、商品名「コレシン」
*5 C9樹脂: JX社製、商品名「ネオポリマー150」
*6 テルペンフェノール樹脂: 高フェノール、ヤスハラケミカル株式会社製、商品名「YSポリスターS145」
*7 水添樹脂(1): 水添C9樹脂、完全水添、荒川化学工業株式会社製、商品名「アルコンP−140」
*8 水添樹脂(2): 水添C9樹脂、部分水添、荒川化学工業株式会社製、商品名「アルコンM−135」
*9 水添樹脂(3): 水添DCPD−C9共重合樹脂、完全水添、出光興産株式会社製、商品名「アイマーブP140」
*10 水添樹脂(4): 水添DCPD−C9共重合樹脂、部分水添、出光興産株式会社製、商品名「アイマーブS110」
*11 老化防止剤6PPD: N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック6C」
*12 老化防止剤TMDQ: 2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン重合体、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック224」
*13 加硫促進剤MBTS: ジベンゾチアジルジスルフィド、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーDM」
*14 加硫促進剤TBBS: N−(tert−ブチル)−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーNS」
*15 シリカ: 東ソー・シリカ工業株式会社製、商品名「ニップシールAQ」
*16 シランカップリング剤: ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、Evonik社製、商標「Si69」
*17 加硫促進剤DPG: 1,3−ジフェニルグアニジン、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーD」
*18 BR: ポリブタジエンゴム、宇部興産株式会社製、商品名「UBEPOL 150L」
*19 加硫促進剤CBS: 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、三新化学工業株式会社製、商品名「サンセラーCM」
*20 SBR(2): スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、JSR株式会社製、商品名「#0202」、結合スチレン量=46.0質量%
Claims (6)
- ゴム成分(A)と、部分的又は完全に水素添加された樹脂(B)と、無機充填剤(C)と、を含み、
前記ゴム成分(A)が、天然ゴム、イソプレンゴム及びブタジエンゴムからなる群から選択される少なくとも一種を合計で70質量%以上含むことを特徴とする、ゴム組成物。 - 前記ゴム成分(A)が、更に、スチレン−ブタジエン共重合体ゴムを30質量%以下含み、
前記スチレン−ブタジエン共重合体ゴムは、結合スチレン量が25質量%以下である、請求項1に記載のゴム組成物。 - 前記樹脂(B)は、C9留分及び/又はC5留分からなる樹脂を部分的又は完全に水素添加した樹脂である、請求項1又は2に記載のゴム組成物。
- 前記無機充填剤(C)としてシリカを含み、更にカーボンブラックを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のゴム組成物。
- 前記無機充填剤(C)と前記カーボンブラックとの合計含有量に占める前記シリカの含有率が50質量%以上である、請求項4に記載のゴム組成物。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載のゴム組成物をトレッドゴムに用いたことを特徴とする、タイヤ。
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