JP2021042272A - スタッドレスタイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたスタッドレスタイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち本発明は以下の通りである。
2.前記多孔質シリカの平均粒子径が、5μm〜500μmであることを特徴とする前記1に記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
3.前記ブタジエンゴムが末端に官能基を有することを特徴とする前記1または2に記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
4.前記スタッドレスタイヤ用ゴム組成物のガラス転移温度が−60℃以下であることを特徴とする前記1〜3のいずれかに記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
5.前記(A)ジエン系ゴム100質量部に対し、さらに、液体可塑剤を15〜60質量部配合してなることを特徴とする前記1〜4のいずれかに記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
6.前記1〜5のいずれかに記載のゴム組成物をトレッドに使用したスタッドレスタイヤ。
本発明で使用されるジエン系ゴムは、ブタジエンゴム(BR)および天然ゴム(NR)を含む。なお、本発明で言うNRは、合成イソプレンゴム(IR)を含むものとする。本発明では、ジエン系ゴムの全体を100質量部としたときに、BRの配合量は25質量部を超えかつ75質量部未満であることが必要である。この範囲外であると、加硫速度および/または氷上性能に悪影響を及ぼす。なお、NRの配合量は、該ジエン系ゴムの全体を100質量部としたときに、25〜75質量部であることが好ましい。
末端変性BRは、公知の手法により調製することができる。例えば、飽和炭化水素系化合物を溶媒とし、重合開始剤に有機リチウム化合物を用いて1,3−ブタジエン重合を行い、得られたブタジエン系重合体の活性末端と反応可能な前記官能基を有する化合物にて変性反応させて得る方法を例示することができる。なお、市販されている末端変性BRを使用することもでき、例えば、末端をアミノ基で変性したブタジエンゴムとして、日本ゼオン(株)製商品名Nipol BR1250H等を挙げることができる。
本発明で使用されるカーボンブラックは、ジエン系ゴム100質量部に対し、45質量部以下であることが必要である。45質量部を超えると、ウェット制動および氷上制動が悪化する。カーボンブラックは、ジエン系ゴム100質量部に対し、5〜45質量部配合するのが好ましい。
また本発明で使用されるシリカは、ジエン系ゴム100質量部に対し、30質量部以上であることが必要である。30質量部未満であるると、ウェット制動および氷上制動が悪化する。シリカは、ジエン系ゴム100質量部に対し、30〜90質量部配合するのが好ましい。
本発明で使用されるカーボンブラックは、本発明の効果を高めるという観点から窒素吸着比表面積(N2SA)が50〜200m2/gであることが好ましく、70〜150m2/gであることがさらに好ましい。窒素吸着比表面積(N2SA)は、JIS K 6217−2:2001「第2部:比表面積の求め方−窒素吸着法−単点法」にしたがって測定した値である。
また本発明で使用するシリカは、本発明の効果を高めるという観点からCTAB比表面積が100〜400m2/gであることが好ましく、150〜300m2/gであることがさらに好ましい。
なおシリカのCTAB比表面積は、ISO5794/1に準拠して測定される。
本発明では、カーボンブラックおよびシリカを併用する形態が好適である。
本発明で使用される多孔質シリカは、公知のものであり、公知技術に基づき合成してもよいが、下記で説明するような市販品を利用することもできる。
CARiACTQ-3(平均細孔径=3nm、粒子径75〜150μm)、
CARiACTQ-6(平均細孔径=6nm、粒子径75〜150μm)、
CARiACTQ-10(平均細孔径=10nm、粒子径75〜150μm)、
CARiACTQ-15(平均細孔径=15nm、粒子径75〜150μm)、
CARiACTQ-30(平均細孔径=30nm、粒子径75〜150μm)、
メルク社製Davisil Grade 636(平均細孔径=6nm、粒子径250〜500μm)等が挙げられる。
多孔質シリカの配合量が1質量部未満であると配合量が少な過ぎて本発明の効果を奏することができな。逆に30質量部を超えると加硫速度が遅くなる。
なお、(D)多孔質シリカは、前記(C)シリカに含まれないものとする。
カルボン酸エステル可塑剤としては、公知のフタル酸エステル、イソフタル酸エステル、テトラヒドロフタル酸エステル、アジピン酸エステル、マレイン酸エステル、フマル酸エステル、トリメリット酸エステル、リノール酸エステル、オレイン酸エステル、ステアリン酸エステル、リシノール酸エステル等がある。
リン酸エステル可塑剤としては、公知のトリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリ−(2−エチルヘキシル)ホスフェート、2−エチルヘキシルジフェニルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、イソデシルジフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリトリルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、トリス(クロロエチル)ホスフェート、ジフェニルモノ−o−キセニルホスフェート等がある。
スルホン酸エステル可塑剤としては、公知のベンゼンスルホンブチルアミド、トルエンスルホンアミド、N−エチル−トルエンスルホンアミド、N−シクロヘキシル−p−トルエンスルホンアミド等がある。
オイルとしては、公知のパラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル等の鉱物油系オイルが挙げられる。
本発明におけるゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、シランカップリング剤、酸化亜鉛、老化防止剤などのゴム組成物に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。
なお本明細書で言う平均Tgは、各成分のガラス転移温度に、各成分の重量分率を乗じた積の合計、すなわち加重平均に基づき算出される値である。なお計算時には各成分の重量分率の合計を1.0とする。また、前記各成分とは、ジエン系ゴム、可塑剤および樹脂を意味する。なお、可塑剤および樹脂は、ゴム組成物に含まれない場合もあり得る。本発明で言うガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量測定(DSC)により20℃/分の昇温速度条件によりサーモグラムを測定し、転移域の中点の温度を指すものとする。また硬度は、JIS K6253に準拠して測定される。
さらに好ましい前記平均Tgは、−62℃以下である。
サンプルの調製
表1〜3に示す配合(質量部)において、加硫促進剤と硫黄を除く成分を1.7リットルの密閉式バンバリーミキサーで5分間混練した後、混練物をミキサー外に放出させて室温冷却させた。その後、同バンバリーミキサーにおいて加硫促進剤および硫黄を加えてさらに混練し、ゴム組成物を得た。次に得られたゴム組成物を所定の金型中で160℃、20分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を得、以下に示す試験法で未加硫のゴム組成物または加硫ゴム試験片の物性を測定した。
氷上性能:上記加硫ゴム試験片を偏平円柱状の台ゴムにはりつけ、インサイドドラム型氷上摩擦試験機にて氷上摩擦係数を測定した。測定温度は−1.5℃、荷重5.5kg/cm3、ドラム回転速度は25km/hである。結果は比較例1の値を100として指数で示した。指数が大きいほど、ゴムと氷の摩擦力が良好であり、氷上性能に優れることを示す。
結果を表1〜3に併せて示す。
*2:末端変性BR(日本ゼオン(株)製Nipol BR1250H)
*3:シランカップリング剤(Evonik Degussa社製Si69)
*4:シリカ(ローディア社製Zeosil 1165MP、CTAB比表面積=159m2/g)
*5:カーボンブラック(キャボットジャパン社製ショウブラックN339)
*6:ワックス(大内新興化学工業(株)製パラフィンワックス)
*7:老化防止剤(Solutia Europe社製SANTOFLEX 6PPD)
*8:オイル(昭和シェル石油株式会社製エキストラクト4号S)
*9:硫黄(鶴見化学工業株式会社製金華印油入微粉硫黄)
*10:加硫促進剤CZ(大内新興化学工業(株)製ノクセラーCZ−G)
*11:加硫促進剤DPG(Flexsys社製Perkacit DPG)
*12:多孔質シリカ1(富士シリシア化学(株)製CARiACTQ-3(平均細孔径=3nm)
*13:多孔質シリカ2(富士シリシア化学(株)製CARiACTQ-6(平均細孔径=6nm)
*14:多孔質シリカ3(富士シリシア化学(株)製CARiACTQ-10(平均細孔径=10nm)
*15:多孔質シリカ4(富士シリシア化学(株)製CARiACTQ-15(平均細孔径=15nm)
*16:多孔質シリカ5(富士シリシア化学(株)製CARiACTQ-30(平均細孔径=30nm)
*17:多孔質シリカ6(富士シリシア化学(株)製CARiACTQ-50(平均細孔径=50nm)
*18:多孔質シリカ7(メルク社製Davisil Grade 636(平均細孔径=6nm)
比較例2は、多孔質シリカの平均細孔径が本発明で規定する上限を超えているので、加硫速度が悪化した。
比較例3は、多孔質シリカの配合量が本発明で規定する下限未満であるので、比較例1とほぼ同様の結果を示した。
比較例4は、シリカの配合量が本発明で規定する下限未満であり、また多孔質シリカの配合量が本発明で規定する上限を超えているので、加硫速度が悪化した。
比較例5〜9は、BRの配合量を種々変更した例であるが、多孔質シリカを配合していないので、加硫速度または氷上性能が悪化した。
比較例10は、BRの配合量が本発明で規定する上限を超えているので、加硫速度が悪化した。
Claims (6)
- 天然ゴムを含むとともにブタジエンゴムを25質量部を超えかつ75質量部未満含む(A)ジエン系ゴム100質量部に対し、(B)カーボンブラックを45質量部以下および/または(C)シリカを30質量部以上、および(D)平均細孔径が3nm〜30nmである多孔質シリカを1〜30質量部配合してなることを特徴とするスタッドレスタイヤ用ゴム組成物(但し、前記(D)多孔質シリカは、前記(C)シリカに含まれない。)。
- 前記多孔質シリカの平均粒子径が、5μm〜500μmであることを特徴とする請求項1に記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
- 前記ブタジエンゴムが末端に官能基を有することを特徴とする請求項1または2に記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
- 前記スタッドレスタイヤ用ゴム組成物のガラス転移温度が−60℃以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
- 前記(A)ジエン系ゴム100質量部に対し、さらに、液体可塑剤を15〜60質量部配合してなることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
- 請求項1〜5のいずれかに記載のゴム組成物をトレッドに使用したスタッドレスタイヤ。
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