JP5147346B2 - ゴム組成物の製造方法および空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
また、特許文献2には、低燃費性、ウェットスキッド性能、耐摩耗性および操縦安定性をバランスよく向上させるため、ゴム成分100質量部に対して、窒素吸着比表面積が20〜200m2/g、および水に分散させて5%水性分散液としたときのpHが7.0〜12.0であるシリカを30〜150質量部含有するタイヤ用ゴム組成物が開示されている。
ゴム成分に有機加硫剤とシリカを混練りする第1混練工程と、その後に加硫剤および加硫促進剤を混練する第2混練工程を含み、
前記加硫促進剤が、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミドおよびN,N’−ジフェニルグアニジンを含む、ゴム組成物の製造方法である。
式中、Rは、(CH2−CH2−O)m−CH2−CH 2 であり、xは3〜6の整数、nは10〜400の整数であり、mは1〜5の整数である。
ゴム成分としては、ジエン系ゴムであることが好ましい。ジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合ゴム(SIBR)などが挙げられる。これら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。とくにトレッド用ゴム組成物において転がり抵抗性能とウェットグリップ性能とをバランスよく向上させるためにSBRが好ましい。
前記有機加硫剤とは、下記一般式(1)
HS−(R−Sx) n-1 −R−SH ・・・(1)
(式中、Rは(CH2−CH2−O)m−CH2−CH2、xは3〜6の整数、nは10〜4
00の整数であり、mは1〜5の整数を表す。)
を満足する化合物のことである。
本発明のゴム組成物では、予めシリカは有機加硫剤とが混練されることで化学的・物理的に結合ないし複合体を形成しゴム成分のマトリックス中に均一に分散している。かかる機能を有する限り、シリカの種類は制限はないが、例えば乾式法シリカ(無水ケイ酸)、湿式法シリカ(無水ケイ酸)などが使用できる。特に、シリカは表面にシラノール基が多く、シランカップリング剤との反応性も大きい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、20m2/g以上、好ましくは40m2/g以上である。シリカのN2SAが20m2/g未満では、耐摩耗性が低下する。また、シリカのN2SAは、200m2/g以下である。シリカのN2SAが200m2/gをこえると、ウェットグリップ性能が低下する。
前記ゴム組成物には、シリカとともにシランカップリング剤を併用することが好ましい。本発明においてシランカップリング剤は、従来からシリカと一般的に併用されるシランカップリング剤を使用できる。たとえば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)ポリスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)ポリスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)ポリスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)ポリスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)ポリスルフィドなどがあげられ、これらのシランカップリング剤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く、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドなどが好適に用いられる。
<その他の配合剤>
本発明のゴム組成物は、カーボンブラック、クレーなどのシリカ以外の補強用充填剤、老化防止剤、軟化剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、ワックス、有機加硫剤以外の加硫剤、シランカップリング剤、加硫促進剤、加工助剤などを、必要に応じて通常使用される量を含むことができる。
表1に示す配合内容に基づき、次の2段階でゴム組成物を混練した。
SBRおよびBRのゴム成分に、シリカ、有機加硫剤、シランカップリング剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、老化防止剤、ワックスおよびアロマオイルを表1に示す配合表に基づき配合し、バンバリー型ミキサーを用いて150℃で3分間混練した。
第1混練工程で得られた混練合に硫黄および加硫促進剤を添加し、ロールを用いて80℃で3分間混練して未加硫ゴム組成物を得た。未加硫ゴム組成物をトレッド形状に成形し、他のタイヤ部材と貼り合わせ、160℃で20分間プレス加硫することで、試験用タイヤ(タイヤサイズ:195/65R15)を製造した。
(注1)SBR:旭化成ケミカルズ(株)製の「E15」。
(注2)BR:日本ゼオン(株)製の「Nipol BR1220(ビニル含量1%、非変性)」。
(注3)シリカ:デグッサ社製の「ウルトラシルVN3」(湿式法により製造された含水シリカ、N2SA:175m2/g)
(注4)有機加硫剤:川口化学工業(株)製の「20S4ポリマー」(前記一般式(1)において、m=2、x=4、n=200である場合に相当する)。
(注5)カーボンブラック:東海カーボン(株)製「シーストNH」。
(注6)シランカップリング剤:デグッサヒュルス(株)の「Si75」(ビス(3−トリエトキシシリルプロピルジスルフィッド)。
(注7)酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の「亜鉛華1号」。
(注8)ステアリン酸:日本油脂(株)製のステアリン酸「椿」
(注9)老化防止剤:住友化学(株)製の「アンチゲン6C」(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)
(注10)ワックス:大内新興化学工業(株)製の「サンノックN」。
(注11)アロマオイル:ジャッパンエナジー社製の「プロセスオイルX−140」。
(注12)硫黄:軽井沢硫黄(株)製の粉末硫黄。
(注13)加硫促進剤(1):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−ベンゾチアジルスルフェンアミド)。
(注14)加硫促進剤(2):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)。
転がり抵抗試験機を用いて、リムサイズ(15×6JJ)、タイヤ内圧(230kPa)、荷重(3.43kN)、速度(80km/h)の条件下における前記試験タイヤの転がり抵抗を測定した。比較例1の転がり抵抗値を100として、次の式に基づき他の値をそれぞれ指数表示した。指数が大きいほど、転がり抵抗が低減されており、転がり抵抗性能が良好であることを示す。
(転がり抵抗指数)=(基準配合の転がり抵抗)/(各配合の転がり抵抗)×100
<耐摩耗性>
前記試験車に、試験用タイヤを装着し、アスファルト路面のテストコースを80km/hで走行し、30000km走行後の残溝値を測定し、基準配合の耐摩耗性指数を100とし、次の計算式に基づき、各配合の耐摩耗性指数を求めた。指数値が大きいほど、耐摩耗性が優れることを示す。なお、走行後の残溝値とは、装着した試験用タイヤのトレッドの溝の深さを意味する。
<性能評価結果>
実施例1〜2および比較例1〜3における転がり抵抗性能、耐摩耗性の評価結果を表1に示す。実施例1、2は、いずれも第1混練工程でゴム成分に有機加硫剤とシリカを混練したものであり、第2混練工程に有機加硫剤を配合した比較例1に比べ、いずれも低発熱性および耐摩耗性に優れたゴム組成物が得られた。なお、比較例2、3は、有機加硫剤を配合していないゴム組成物であり、いずれも低発熱性および耐摩耗性に劣っている。
Claims (4)
- ゴム成分100質量部に対して、シリカを30〜150質量部と、次の一般式(1)で示される有機加硫剤を0.5〜10質量部含むゴム組成物の製造方法であって、
ゴム成分に有機加硫剤とシリカを混練りする第1混練工程と、その後に加硫剤および加硫促進剤を混練する第2混練工程を含み、
前記加硫促進剤が、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミドおよびN,N’−ジフェニルグアニジンを含む、ゴム組成物の製造方法。
HS−(R−Sx)n-1−R−SH ・・・(1)
式中、Rは、(CH2−CH2−O)m−CH2−CH 2 であり、xは3〜6の整数、nは10〜400の整数であり、mは1〜5の整数である。 - 第1混練工程の混練温度は、120℃〜160℃の範囲であり、第2混練工程の混練温度は、70℃〜100℃である請求項1記載のゴム組成物の製造方法。
- 請求項1または2記載の製造方法で得られたゴム組成物。
- 請求項1または2記載の製造方法で得られたゴム組成物をトレッドに用いた空気入りタイヤ。
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