JP2023135762A - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
(i)前記ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂を質量比1:1で配合した混合物において、前記ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂のガラス転移温度から計算される前記混合物のガラス転移温度の理論値Tgaと、前記混合物のガラス転移温度の測定値Tgmとの差Tga-Tgmが10℃以下である。
(ii)前記熱可塑性樹脂をすべてオイルに置き換えたことを除き前記タイヤ用ゴム組成物と同じ組成を有するゴム組成物Bとの関係で、前記タイヤ用ゴム組成物の-40℃~60℃における損失正接の最大値tanδMAXAと、前記ゴム組成物Bの-40℃~60℃における損失正接の最大値tanδMAXBが、下記式(1)を満たす。
tanδMAXA/tanδMAXB > 0.8 (1)
(i)上述したジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂を質量比1:1で配合した混合物において、ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂のガラス転移温度から計算される混合物のガラス転移温度の理論値Tgaと、混合物のガラス転移温度の測定値Tgmとの差Tga-Tgmが10℃以下になるようにする。
差Tga-Tgmを10℃以下にすることにより、耐摩耗性およびウェット性能に優れ、かつ転がり抵抗性を小さくし、その温度依存性を小さくすることができる。差Tga-Tgmは、好ましくは7℃以下、より好ましくは5℃以下であるとよい。差Tga-Tgmが10℃以下であると、ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂が相溶関係にあり、その熱可塑性樹脂を比較的多量に配合することにより、ゴム組成物の引張破断強度を大きくし、tanδなどの粘弾性特性の改良に寄与すると考えられる。本明細書において、混合物のガラス転移温度の理論値Tgaは、ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂のガラス転移温度および質量比から加重平均値として算出することができる。また、ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂のガラス転移温度、並びに混合物のガラス転移温度Tgm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として測定するものとする。なお、サーモグラムに複数の転移域があるときは、最も大きな転移域における中点を混合物のガラス転移温度Tgmとする。
(ii)本発明のタイヤ用ゴム組成物をゴム組成物Aとし、ゴム組成物Aに含まれる熱可塑性樹脂をすべてオイルに置き換えたことを除き、ゴム組成物Aと同じ組成を有するものをゴム組成物Bとし、ゴム組成物Aの-40℃~60℃における損失正接の最大値をtanδMAXA、ゴム組成物Bの-40℃~60℃における損失正接の最大値をtanδMAXBとするとき、tanδMAXAおよびtanδMAXBが、下記式(1)の関係を満たす。
tanδMAXA/tanδMAXB > 0.8 (1)
得られたタイヤ用ゴム組成物(ゴム組成物A)およびゴム組成物Bの評価用試料の動的粘弾性を、岩本製作所(株)製の粘弾性スペクトロメーターを用い、伸張変形歪率10±2%、振動数20Hz、温度-40℃~60℃の条件にて測定し、-40℃~60℃の粘弾性カーブを作成し、ゴム組成物Aおよびゴム組成物Bのtanδの最太値(ピーク値)をtanδMAXAおよびtanδMAXBとし、tanδMAXA/tanδMAXBを算出し、得られた結果を表1~6に記載した。
得られたタイヤ用ゴム組成物の評価用試料をJIS K6264に準拠し、ランボーン摩耗試験機(岩本製作所株式会社製)を使用して、荷重15.0kg(147.1N)、スリップ率25%の条件にて、摩耗量を測定した。得られた結果それぞれの逆数を算出し、表1~2では標準例1の摩耗量の逆数、表3~4では標準例2の摩耗量の逆数、表5~6では標準例3の摩耗量の逆数をそれぞれ100にする指数として表1~6の「耐摩耗性」の欄に記載した。耐摩耗性の指数が大きいほど、耐摩耗性に優れていることを意味する。
得られたタイヤを標準リムに取付け、排気量2000ccのABSを搭載した試験車両に装着し、フロントタイヤおよびリヤタイヤの空気圧を220kPaにした。試験車両を水深2.0~3.0mmに散水したアスファルト路面上を走行させ、速度100km/hからの制動停止距離を測定した。得られた結果は、それぞれの逆数を算出し、標準例の値を100とする指数とし、表1~6の「ウェット性能」の欄に示した。この指数が大きいほど、ウェットグリップ性能が優れることを意味する。
得られたタイヤを標準リムに取付け、排気量2000ccのABSを搭載した試験車両に装着し、フロントタイヤおよびリヤタイヤの空気圧を220kPaにした。試験車両を比較的凸凹の少ない乾燥路面上を走行させ、速度100km/hからの制動停止距離を測定した。得られた結果は、それぞれの逆数を算出し、標準例の値を100とする指数とし、表1~6の「ドライ性能」の欄に示した。この指数が大きいほど、ドライグリップ性能が優れることを意味する。
得られたタイヤを70℃で7日間、熱老化処理を行った。熱老化処理後のタイヤを使用した以外は、上述したドライグリップ性能と同様にして、熱老化後のドライグリップ性能を評価した。得られた結果は、それぞれの逆数を算出し、標準例の値を100とする指数とし、表1~6の「熱老化後のドライ性能」の欄に示した。この指数が大きいほど、熱老化後のドライグリップ性能が優れることを意味する。
・NR:天然ゴム、TSR20、ガラス転移温度が-65℃
・SBR-1:ポリオルガノシロキサン構造を有する末端変性のスチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Nipol NS612、ガラス転移温度が-61℃、スチレンモノマー由来単位が8.4モル%、ビニルモノマー由来単位が28.4モル%、非油展品
・SBR-2:ポリオルガノシロキサン構造を有する末端変性のスチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Nipol NS616、ガラス転移温度が-23℃、スチレンモノマー由来単位が12.8モル%、ビニルモノマー由来単位が58.4モル%、非油展品
・SBR-3:バッチ重合で製造された末変性の溶液重合スチレンブタジエンゴム、JSR社製HPR850、ガラス転移温度が-25℃、スチレンモノマー由来単位が16.1モル%、ビニルモノマー由来単位が49.5モル%、非油展品
・SBR-4:連続重合で製造されたアルコキシシラン変性の溶液重合スチレンブタジエンゴム、LG社製M2520、ガラス転移温度が-48℃、スチレンモノマー由来単位が16.1モル%、ビニルモノマー由来単位が22.7モル%、油展量が25質量部
・BR:ブタジエンゴム、日本ゼオン社製 Nipol BR1220、ガラス転移温度が-105℃
・カーボンブラック:東海カーボン社製 シースト7HM
・シリカ:Solvey社製 Zeosil 1165MP、窒素吸着比表面積が159m2/g
・カップリング剤:シランカップリング剤、Evonik Degussa社製 Si69
・樹脂-1:芳香族変性テルペン樹脂、ヤスハラケミカル社製 HSR-7、ガラス転移温度が72℃
・樹脂-2:芳香族変性テルペン樹脂、ヤスハラケミカル社製YSレジンTO-105、ガラス転移温度が57℃
・樹脂-3:インデン樹脂、三井化学社製 FMR0150、ガラス転移温度が89℃
・樹脂-4:フェノール変性テルペン樹脂、荒川化学工業社製 タマノル803L、ガラス転移温度が95℃
・樹脂-5:ポリテルペン樹脂、Kraton社製 Sylvatraxx8115、ガラス転移温度が67℃
・オイル:シェルルブリカンツジャパン社製エキストラクト4号S
・老化防止剤:LANXESS社製VULANOX 4020
・ワックス:NIPPON SEIRO社製 OZOACE-0015A
・硫黄:鶴見化学工業社製サルファックス5
・加硫促進剤:大内振興化学工業社製ノクセラーCZ-G
比較例2のタイヤ用ゴム組成物は、特定のスチレンブタジエンゴムが55質量部未満なので、耐摩耗性が低い。
比較例3のタイヤ用ゴム組成物は、特定の熱可塑性樹脂が15質量部未満なので、耐摩耗性、ウェット性能、ドライ性能、および熱老化後のドライグリップ性能を改良することができない。
比較例4のタイヤ用ゴム組成物は、差Tga-Tgmが10℃を超え、tanδMAXA/tanδMAXBが0.8以下なので、耐摩耗性およびドライ性能が低い。
比較例5のタイヤ用ゴム組成物は、スチレンブタジエンゴム(SBR-3)のTgが-55℃より高く、スチレンブタジエンゴム中のスチレンモノマー由来単位およびビニルモノマー由来単位の合計が50モル%を超えるので、耐摩耗性が低い。
比較例6のタイヤ用ゴム組成物は、スチレンブタジエンゴム(SBR-4)のTgが-55℃より高いので、耐摩耗性が低い。
比較例8のタイヤ用ゴム組成物は、特定のスチレンブタジエンゴムが55質量部未満なので、耐摩耗性が低い。
比較例9のタイヤ用ゴム組成物は、特定の熱可塑性樹脂が15質量部未満なので、耐摩耗性、ウェット性能、ドライ性能、および熱老化後のドライグリップ性能を改良することができない。
比較例10のタイヤ用ゴム組成物は、差Tga-Tgmが10℃を超え、tanδMAXA/tanδMAXBが0.8以下なので、耐摩耗性およびドライ性能が低い。
比較例11のタイヤ用ゴム組成物は、スチレンブタジエンゴム(SBR-3)のTgが-55℃より高く、スチレンブタジエンゴム中のスチレンモノマー由来単位およびビニルモノマー由来単位の合計が50モル%を超えるので、耐摩耗性が低い。
比較例12のタイヤ用ゴム組成物は、スチレンブタジエンゴム(SBR-4)のTgが-55℃より高いので、耐摩耗性が低い。
比較例14のタイヤ用ゴム組成物は、特定のスチレンブタジエンゴムが55質量部未満なので、耐摩耗性が低い。
比較例15のタイヤ用ゴム組成物は、特定の熱可塑性樹脂が15質量部未満なので、耐摩耗性、ウェット性能、ドライ性能、および熱老化後のドライグリップ性能を改良することができない。
比較例16のタイヤ用ゴム組成物は、差Tga-Tgmが10℃を超え、tanδMAXA/tanδMAXBが0.8以下なので、耐摩耗性およびドライ性能が低い。
比較例17のタイヤ用ゴム組成物は、スチレンブタジエンゴム(SBR-3)のTgが-55℃より高く、スチレンブタジエンゴム中のスチレンモノマー由来単位およびビニルモノマー由来単位の合計が50モル%を超えるので、耐摩耗性が低い。
比較例18のタイヤ用ゴム組成物は、スチレンブタジエンゴム(SBR-4)のTgが-55℃より高いので、耐摩耗性が低い。
(i)前記ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂を質量比1:1で配合した混合物において、前記ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂のガラス転移温度から計算される前記混合物のガラス転移温度の理論値Tgaと、前記混合物のガラス転移温度の測定値Tgmとの差Tga-Tgmが10℃以下である。
(ii)前記熱可塑性樹脂をすべてオイルに置き換えたことを除き前記タイヤ用ゴム組成物と同じ組成を有するゴム組成物Bとの関係で、前記タイヤ用ゴム組成物の-40℃~60℃における損失正接の最大値tanδMAXAと、前記ゴム組成物Bの-40℃~60℃における損失正接の最大値tanδMAXBが、下記式(1)を満たす。
tanδMAXA/tanδMAXB > 0.8 (1)
Claims (7)
- スチレンブタジエンゴムを55質量%以上含むジエン系ゴム100質量部に、熱可塑性樹脂を15質量部以上配合したタイヤ用ゴム組成物であって、前記スチレンブタジエンゴムのガラス転移温度が-55℃以下、前記スチレンブタジエンゴム中のスチレンモノマー由来単位およびビニルモノマー由来単位の合計が50モル%以下であり、前記ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂が以下の(i)および(ii)の関係を満たすことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
(i)前記ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂を質量比1:1で配合した混合物において、前記ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂のガラス転移温度から計算される前記混合物のガラス転移温度の理論値Tgaと、前記混合物のガラス転移温度の測定値Tgmとの差Tga-Tgmが10℃以下である。
(ii)前記熱可塑性樹脂をすべてオイルに置き換えたことを除き前記タイヤ用ゴム組成物と同じ組成を有するゴム組成物Bとの関係で、前記タイヤ用ゴム組成物の-40℃~60℃における損失正接の最大値tanδMAXAと、前記ゴム組成物Bの-40℃~60℃における損失正接の最大値tanδMAXBが、下記式(1)を満たす。
tanδMAXA/tanδMAXB > 0.8 (1) - 前記タイヤ用ゴム組成物に含まれるオイルの合計が、前記ジエン系ゴム100質量部に対し、10質量部未満あることを特徴とする請求項1に記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 前記スチレンブタジエンゴムの少なくとも1つの末端が官能基で変性されていることを特徴とする請求項1または2に記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度が40℃~120℃であることを特徴とする請求項1~3いずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 前記熱可塑性樹脂が、テルペン、変性テルペン、ロジン、ロジンエステル、C5成分、C9成分から選ばれる少なくとも1つからなる樹脂、およびそれら樹脂の二重結合の少なくとも一部が水添された樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする請求項1~4いずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 前記スチレンブタジエンゴムの油展量が、該スチレンブタジエンゴム100質量部に対し、10質量部以下あることを特徴とする請求項1~5いずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 請求項1~6のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物からなるトレッド部を有するタイヤ。
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