JP5480580B2 - タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、タイヤ用ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。
従来から、ガラス転移温度の高いオイルをタイヤ用ゴム組成物に配合することにより、WET路面におけるグリップ性能(ウェットグリップ性能)と操縦安定性を両立させていた。しかしながら、この方法では、低温でゴムが柔らかいため、連続走行時やDRY路面を走行した場合には、タイヤの温度が上昇し、高温条件下となり、操縦安定性が低下するという問題があった。
高温条件下での操縦安定性を改善する方法として、樹脂を配合する方法が考えられる。例えば、特許文献1には、ハロゲン化フェノール樹脂をタイヤトレッド用ゴム組成物に配合することにより、ウェットグリップ性能と高温条件下での操縦安定性を両立できることが開示されている。しかし、両性能のバランスという点では、改善の余地がある。
特開2007−270001号公報
本発明は、前記課題を解決し、ウェットグリップ性能と高温条件下での操縦安定性をバランスよく両立できるタイヤ用ゴム組成物、及びそれをタイヤの各部材(特に、トレッド)に用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。
本発明者は、鋭意検討の結果、タイヤ用ゴム組成物に一般的に用いられる樹脂は、融点が100℃以上のものが多く、低温でゴムが硬くなるため、ウェットグリップ性能の低下を招いているとの仮説に想到した。そして、特定のレジンを使用することにより、低温でのゴムの硬さを大きく変化させず、ウェットグリップ性能を維持でき、さらに、融点付近のタイヤ温度での(高温条件下での)操縦安定性、ウェットグリップ性能を向上できることを見出した。
すなわち、本発明は、シリカ及び融点が60℃以下の結晶性高級α−オレフィン共重合体を含むタイヤ用ゴム組成物に関する。
上記結晶性高級α−オレフィン共重合体が、広角X線散乱強度分布において、15deg<2θ<30degに単一のピークが観測されることが好ましい。
上記結晶性高級α−オレフィン共重合体中の高級α−オレフィン単位含有量が50モル%以上であることが好ましい。
上記結晶性高級α−オレフィン共重合体が、炭素数10以上の高級α−オレフィン二種以上を、又は炭素数10以上の高級α−オレフィン一種以上と他のオレフィン一種以上とを共重合して得られたものであることが好ましい。
また、上記ゴム組成物がトレッドに使用されることが好ましい。
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関する。
上記空気入りタイヤが競技用タイヤであることが好ましい。
本発明によれば、シリカ及び融点が特定温度以下の結晶性高級α−オレフィン共重合体を含むタイヤ用ゴム組成物であるため、低温でのゴムの硬さを大きく変化させず、ウェットグリップ性能を維持でき、さらに、融点付近のタイヤ温度での(高温条件下での)操縦安定性を向上できる。そのため、ウェットグリップ性能と高温条件下での操縦安定性をバランスよく両立できる。さらに、高温条件下でのウェットグリップ性能を向上できる。従って、幅広い温度領域(低温〜高温まで)で好適に使用可能な空気入りタイヤを提供できる。また、使用状況(タイヤ温度)に併せて結晶性高級α−オレフィン共重合体の融点を変更することにより、所望の温度領域範囲内で良好な操縦安定性を有する空気入りタイヤを提供できる。
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、シリカ及び融点が特定温度以下の結晶性高級α−オレフィン共重合体(以下、本発明の結晶性高級α−オレフィン共重合体ともいう)を含む。
本発明に使用されるゴム成分としては、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)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)等が挙げられる。ゴム成分は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、ガラス転移温度(Tg)が高いという理由から、SBRが好ましい。
SBRとしては、特に限定されず、例えば、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E−SBR)、溶液重合スチレンブタジエンゴム(S−SBR)等を使用できる。
SBRのスチレン含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは7質量%以上、更に好ましくは15質量%以上、特に好ましくは25質量%以上である。5質量%未満であると、tanδが向上せず、グリップ性能(ウェットグリップ性能)が低下する傾向がある。また、上記スチレン含有量は、好ましくは70質量%以下、より好ましくは65質量%以下、更に好ましくは55質量%以下である。70質量%を超えると、脆化の問題(低温でクラックが発生)が生じるおそれがある。
本発明のゴム組成物がSBRを含有する場合、ゴム成分100質量%中のSBRの含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは100質量%である。80質量%未満であると、tanδが低く、充分なグリップ性能(ウェットグリップ性能)が得られない傾向がある。
本発明では融点が特定温度以下の結晶性高級α−オレフィン共重合体が使用される。これにより、低温でのゴムの硬さを大きく変化させず、ウェットグリップ性能を維持でき、さらに、融点付近のタイヤ温度での(高温条件下での)操縦安定性、ウェットグリップ性能を向上できる。
本発明の結晶性高級α−オレフィン共重合体としては、炭素数10以上の高級α−オレフィン二種以上を、又は炭素数10以上の高級α−オレフィン一種以上と他のオレフィン一種以上とを共重合して得られたものが好適である。
また、炭素数10以上の高級α−オレフィンとしては、炭素数10〜35(好ましくは12〜30)のα−オレフィンを用いることができ、例えば、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エイコセンなどが挙げられ、これらのうち一種又は二種以上を用いることができる。
共重合に用いるα−オレフィンの炭素数が10以上であると、共重合して得られる高級α−オレフィン共重合体は、結晶性が高く、べたつきもなく更に強度が高いため、本発明のゴム組成物に配合することにより、操縦安定性(特に、WET路面での操縦安定性)が向上する。
また、共重合に用いるα−オレフィンの炭素数が35以下であると、共重合して得られる高級α−オレフィン共重合体は、未反応モノマーが少なく、融解、結晶化の温度域が狭い均一な組成となり、本発明のゴム組成物に配合することにより、操縦安定性(特に、WET路面での操縦安定性)が向上する。
上記他のオレフィンとしては、α−オレフィンが好ましい。
α−オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ペンテン、4−メチルペンテン、1−ヘキセン、1−オクテンなどが挙げられ、これらのうち一種又は二種以上を用いることができる。
本発明の結晶性高級α−オレフィン共重合体は、例えば、特開2005−75908に記載の方法(特定のメタロセン系触媒の存在下、炭素数10以上の高級α−オレフィン二種以上を、又は炭素数10以上の高級α−オレフィン一種以上と他のオレフィン一種以上とを共重合させる方法)により製造することができる。
本発明の結晶性高級α−オレフィン共重合体中の炭素数10以上の高級α−オレフィン単位の含有量は、好ましくは50モル%以上、より好ましくは70モル%以上、更に好ましくは85モル%以上、特に好ましくは100モル%である。
炭素数10以上の高級α−オレフィン単位の含有量が50モル%以上であると、結晶性の共重合体が得られ、且つ融点が低いため各種物質、例えば、オイル等との相溶性が高く、本発明のゴム組成物に配合することにより、操縦安定性が向上する。
本発明の結晶性高級α−オレフィン共重合体の融点(Tm)は、好ましくは20℃以上、より好ましくは25℃以上、更に好ましくは30℃以上、特に好ましくは35℃以上である。20℃未満であると、充分な操縦安定性が得られない傾向がある。該融点は、60℃以下、好ましくは55℃以下、より好ましくは50℃以下、更に好ましくは45℃以下である。60℃を超えると、ゴムが硬くなり、ウェットグリップ性能が悪化するおそれがある。
なお、融点の測定は、示差走査型熱量計(パーキン・エルマー社製、DSC−7)を用い、試料(結晶性高級α−オレフィン共重合体)10mgを窒素雰囲気下190℃で5分間保持した後、−10℃まで、5℃/分で降温させ、−10℃で5分間保持後、190℃まで10℃/分で昇温させることにより得られた融解吸熱量(ΔH)カーブから観測されるピークのピークトップの融点(Tm)を測定することにより行った。
本発明の結晶性高級α−オレフィン共重合体は、上記融解吸熱量(ΔH)カーブから観測される半値幅(Wm)が10℃以下であることが好ましく、6℃以下であることがより好ましく、更に好ましくは2〜4℃である。
半値幅(Wm)とは、示差走査型熱量計にて融点(Tm)を測定した際の吸熱ピークの50%高さにおけるピーク幅を言い、この半値幅が小さいほど、均一な結晶が形成されていることを意味し、材料の均一性を示している。
結晶性高級α−オレフィン共重合体の半値幅が10℃以下であると、融解挙動が迅速であり、本発明のゴム組成物に配合することにより、操縦安定性とグリップ性能(ウェットグリップ性能)を両立できる。
本発明の結晶性高級α−オレフィン共重合体は、側鎖結晶性高級α−オレフィン共重合体が好ましい。そして、本発明の結晶性高級α−オレフィン共重合体は、広角X線散乱強度分布において、15deg<2θ<30deg(側鎖結晶化に由来する範囲)に観測されるピークが、単一であることが好ましい。
広角X線散乱強度分布において、側鎖結晶化に由来するピークが観測されない場合(15deg<2θ<30degにピークが観測されない場合)、結晶性高級α−オレフィン共重合体のベタツキ、更には強度が著しく低下するため、本発明のゴム組成物に配合することにより、操縦安定性とグリップ性能(ウェットグリップ性能)を両立できない(特に、操縦安定性)。
また、側鎖結晶化に由来するピーク(15deg<2θ<30degに観察されるピーク)が単一でない場合、共重合体の結晶成分が広くなるため、ベタツキの原因及び強度低下、特に、融解ピークがシャープでなくなるため、本発明のゴム組成物に配合することにより、操縦安定性とグリップ性能(ウェットグリップ性能)を両立できない(特に、操縦安定性)。
なお、広角X線散乱強度分布の測定方法は、理学電機社製対陰極型ロータフレックスRU−200を用い、30kV,100mA出力のCuKα線(波長=1.54Å)の単色光を1.5mmのピンホールでコリメーションし、位置敏感型比例計数管を用い、露光時間1分で広角X線散乱(WAXS)強度分布を測定することにより行った。
本発明の結晶性高級α−オレフィン共重合体は、ゲルパーミエイションクロマトグラフ(GPC)法により測定したポリスチレン換算重量平均分子量(Mw)は、好ましくは1,000以上、より好ましくは10,000以上である。該Mwは、好ましくは10,000,000以下、より好ましくは1,000,000以下である。Mwが1,000以上であると、結晶性高級α−オレフィン共重合体の強度が高く、本発明のゴム組成物に配合することにより、操縦安定性が向上する。
本発明の結晶性高級α−オレフィン共重合体は、GPC法により測定した分子量分布(Mw/ポリスチレン換算の数平均分子量(Mn))が5.0以下であることが好ましく、より好ましくは1.5〜3.5、更に好ましくは1.5〜3.0である。
分子量分布(Mw/Mn)が5.0以下であると、結晶性高級α−オレフィン共重合体の組成分布が狭く、表面特性が良好で、べたつきがなく、強度が高く、本発明のゴム組成物に配合することにより、ゴムの加工性が向上する。
なお、ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、GPC法により、下記の装置及び条件で測定した。
GPC測定装置
カラム :TOSOH GMHHR−H(S)HT
検出器 :液体クロマトグラム用RI検出器 WATERS 150C
測定条件
溶媒 :1,2,4−トリクロロベンゼン
測定温度 :145℃
流速 :1.0ミリリットル/分
試料濃度 :2.2mg/ミリリットル
注入量 :160マイクロリットル
検量線 :Universal Calibration
解析プログラム:HT−GPC(Ver.1.0)
本発明の結晶性高級α−オレフィン共重合体は、炭素数10以上の高級α−オレフィン連鎖部に由来する立体規則性指標値M2が、好ましくは50モル%以上、より好ましくは55モル%以上である。該M2は、好ましくは90モル%以下、より好ましくは85モル%以下、さらに好ましくは75モル%以下である。
立体規則性指標値のM2が50モル%以上の場合、共重合体がアイソタクチック構造をとり、共重合体の結晶性が向上し、表面特性が良好で、特にべたつきがなく、強度が向上し、本発明のゴム組成物に配合することにより、ゴムの加工性が向上する。
なお、立体規則性指標値M2は、T.Asakura,M.Demura,Y.Nishiyamaにより報告された「Macromolecules,24,2334(1991)」で提案された方法に準拠して求めた。
即ち、13C−NMRスペクトルで、高級α−オレフィンに由来する、側鎖α位のCH炭素が立体規則性の違いを反映して分裂して観測されることを利用してM2を求めることができる。
このM2の値が大きいほどアイソタクティシティーが高いことを示し、耐熱性、強度が高いことを示す。
尚、13C−NMRの測定は以下の装置、条件にて行う。
装置:日本電子(株)製 EX−400
測定温度:130℃
パルス幅:45°
積算回数:1000回
溶媒:1,2,4−トリクロロベンゼンと重ベンゼンの90:10(容量比)混合溶媒
また、立体規則性指標値M2の計算は以下のようにして求める。
混合溶媒に基づく大きな吸収ピークが、127〜135ppmに6本見られる。
このピークのうち、低磁場側から4本目のピーク値を131.1ppmとし、化学シフトの基準とする。
このとき側鎖α位のCH炭素に基づく吸収ピークが34〜37ppm付近に観測される。
このとき、以下の式を用いてM2(モル%)を求める。
M2=〔(36.2〜35.3ppmの積分強度)/(36.2〜34.5ppmの積分強度)〕×100
結晶性高級α−オレフィン共重合体の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、2質量部以上、好ましくは3質量部以上、より好ましく5質量部以上である。2質量部未満では、充分なウェットグリップ性能が得られない傾向がある。該結晶性高級α−オレフィン共重合体の含有量は、好ましくは30質量部以下、より好ましくは25質量部以下、更に好ましくは20質量部以下、特に好ましくは15質量部以下である。30質量部を超えると、低温での硬度が上昇しすぎて、ウェットグリップ性能が低下するおそれがある。
本発明ではシリカが使用される。これにより、ウェットグリップ性能と操縦安定性(パターン剛性)の両立を改善できる。シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ(無水ケイ酸)、湿式法シリカ(含水ケイ酸)等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。シリカは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記シリカの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは50m/g以上、より好ましくは55m/g以上、更に好ましくは60m/g以上である。
50m/g未満であると、破断強度が低下する傾向がある。また、シリカのNSAは、好ましくは250m/g以下、より好ましくは200m/g以下である。250m/gを超えると、発熱が低下する傾向がある。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される値である。
シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、30質量部以上、好ましくは50質量部以上、より好ましく60質量部以上である。30質量部未満では、充分なウェットグリップ性能が得られず、さらに、剛性が不足し、操縦安定性を維持できない傾向がある。該シリカの含有量は、好ましくは200質量部以下、より好ましくは180質量部以下、更に好ましくは170質量部以下、特に好ましくは150質量部以下である。200質量部を超えると、分散性が悪化しやすく、耐摩耗性の低下を招く傾向がある。
本発明のゴム組成物には、シリカとともに、シランカップリング剤を含有することが好ましい。
シランカップリング剤としては、ゴム工業において、従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を使用することができ、例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)ジスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)ジスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィドなどのスルフィド系が挙げられる。また、メルカプト系、ビニル系、グリシドキシ系、ニトロ系、クロロ系なども挙げられる。なかでも、シランカップリング剤の補強性効果と加工性という点から、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドを用いることが好ましい。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い。
シランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して、3質量部以上が好ましく、5質量部以上がより好ましく、10質量部以上が更に好ましく、15質量部以上が特に好ましい。3質量部未満では、破壊強度が低下する傾向がある。また、該シランカップリング剤の含有量は、25質量部以下が好ましく、22質量部以下がより好ましい。25質量部を超えると、ウェットグリップ性能が低下する傾向がある。
本発明のゴム組成物は、カーボンブラックを含有することが好ましい。使用できるカーボンブラックとしては、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAFなどが挙げられるが、特に限定されない。カーボンブラックを配合することにより、補強性を高めることができるとともに、操縦安定性とウェットグリップ性能を両立できる。
カーボンブラックのチッ素吸着比表面積(NSA)は20m/g以上が好ましく、30m/g以上がより好ましい。20m/g未満では、充分な補強性が得られない傾向がある。また、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は400m/g以下が好ましく、300m/g以下がより好ましく、200m/g以下が更に好ましい。400m/gを超えると、分散性が悪く、耐摩耗性が悪化する傾向がある。
なお、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、JIS K6217のA法によって求められる。
上記ゴム組成物がカーボンブラックを含有する場合、カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは20質量部以上、更に好ましくは30質量部以上である。10質量部未満では、充分な補強性が得られない傾向がある。また、該カーボンブラックの含有量は、好ましくは250質量部以下、より好ましくは200質量部以下、更に好ましくは100質量部以下である。250質量部を超えると、分散性が悪く、耐摩耗性が悪化する傾向がある。
上記ゴム組成物がカーボンブラック及びシリカを含有する場合、カーボンブラック及びシリカの合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは20質量部以上、より好ましくは30質量部以上、更に好ましくは40質量部以上である。20質量部未満では、充分な補強性が得られない傾向がある。また、該合計含有量は、好ましくは250質量部以下、より好ましくは200質量部以下である。250質量部を超えると、分散性が悪く、耐摩耗性が悪化する傾向がある。
本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、クレー等の無機・有機充填剤、ステアリン酸等の加硫促進助剤、各種老化防止剤、オゾン劣化防止剤、酸化亜鉛、ワックス、オイル等の軟化剤、硫黄又は硫黄化合物等の加硫剤、加硫促進剤などを必要に応じて適宜配合することができる。
本発明では、加硫剤として硫黄を好適に使用できる。硫黄としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などが挙げられる。
硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは0.6質量部以上である。0.5質量部未満では、架橋が不足し、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、該含有量は、好ましくは5.0質量部以下、より好ましくは4.5質量部以下、更に好ましくは4.0質量部以下である。5.0質量部を超えると、ウェットグリップ性能が低下する傾向がある。
加硫促進剤としては、N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(TBBS)、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(CBS)、N,N’−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(DZ)等のスルフェンアミド系、メルカプトベンゾチアゾール(MBT)、ジベンゾチアゾリルジスルフィド(MBTS)、ジフェニルグアニジン(DPG)などが挙げられる。なかでも、加硫特性に優れ、加硫後ゴム物性において機械的強度(硬度)が向上するという理由から、TBBS、CBS、DZなどのスルフェンアミド系が好ましく、CBS及びDPGを併用することが好ましい。
本発明のゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記各成分を混練りし、その後加硫する方法等により製造できる。
本発明のゴム組成物は、空気入りタイヤ(特に、競技用タイヤ)のトレッド等に好適に使用できる。
本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造できる。すなわち、ゴム組成物を未加硫の段階でトレッドの形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造できる。
本発明の空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、二輪車用タイヤ、競技用タイヤ等として好適に用いられ、特に競技用タイヤとして好適に用いられる。本発明における競技用タイヤとは、カートなどの競技に用いられるタイヤである。本発明により得られる空気入りタイヤは、ウェットグリップ性能と高温条件下での操縦安定性とがバランスよく両立され、さらに、高温条件下でのウェットグリップ性能に優れているため、サーキット(特に、WET路面)走行時の周回に伴うタイムの低下を抑制することができ、WET路面走行用の競技用タイヤとしてより好適に用いることができる。また、本発明により得られる空気入りタイヤは、高温条件下での操縦安定性にも優れているため、DRY路面においても、良好な操縦安定性が得られる。このように、本発明により得られる空気入りタイヤは、レース中に路面の状態がDRYやWETに変化し得るレースにおいて、好適に用いることができる。
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
SBR:旭化成(株)製のタフデン4350(スチレン含有量:39質量%、ゴム固形分100質量部に対してオイル分50質量部含有)
カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイヤブラックA(N110、NSA:130m2/g)
シリカ:日本シリカ工業(株)製のニプシルVN3(NSA:175m/g)
老化防止剤6C:フレキシス(株)製のサントフレックス13(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(6PPD))
老化防止剤224:フレキシス(株)製のノクラック224(2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン重合体)
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸
酸化亜鉛:三井金属工業(株)製の酸化亜鉛2種
アロマオイル:ジャパンエナジー社製のプロセスX−260
シランカップリング剤:デグッサ(株)製のSi69(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)
V120:日塗化学社製のクマロンインデン樹脂(軟化点:120℃)
α−オレフィン共重合体1:出光興産(株)製のCPAO−1(結晶性高級α−オレフィン共重合体、融点:28℃、半値幅(Wm):3.5℃、炭素数10以上の高級α−オレフィン単位の含有量:100モル%、Mw:1.1×10、Mw/Mn:1.8、立体規則性指標値M2:68モル%、広角X線散乱強度分布において、15deg<2θ<30deg(側鎖結晶化に由来する範囲)に観測されるピーク:単一)
α−オレフィン共重合体2:出光興産(株)製のCPAO−2(結晶性高級α−オレフィン共重合体、融点:41℃、半値幅(Wm):5.1℃、炭素数10以上の高級α−オレフィン単位の含有量:76モル%、Mw:8.4×10、Mw/Mn:1.8、立体規則性指標値M2:44モル%、広角X線散乱強度分布において、15deg<2θ<30deg(側鎖結晶化に由来する範囲)に観測されるピーク:単一)
α−オレフィン共重合体3:出光興産(株)製のCPAO−3(結晶性高級α−オレフィン共重合体、融点:53℃、半値幅(Wm):4.8℃、炭素数10以上の高級α−オレフィン単位の含有量:100モル%、Mw:4.8×10、Mw/Mn:1.6、立体規則性指標値M2:57モル%、広角X線散乱強度分布において、15deg<2θ<30deg(側鎖結晶化に由来する範囲)に観測されるピーク:単一)
硫黄:鶴見化学(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
実施例1〜5及び比較例1〜4
表1に示す配合内容に従い、BP型バンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を150℃の条件下で3分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、50℃の条件下で5分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を170℃で12分間、0.5mm厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
得られ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てタイヤに成形し、170℃で12分間加硫することで試験用カートタイヤ(タイヤサイズ:11×7.10−5)を製造した。
得られた加硫ゴム組成物、試験用カートタイヤを使用して、下記の評価を行った。それぞれの試験結果を表1に示す。
(架橋度(SWELL))
得られた加硫ゴム組成物をトルエンで抽出し、抽出前後の体積変化率(SWELL)を測定した。なお、SWELLが小さいほど、架橋のばらつきを抑制でき、好ましいことを示す。
(粘弾性試験)
(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて、初期歪10%、動歪2%、振動周波数10Hzの条件下で、40℃における加硫ゴム組成物の粘弾性(複素弾性率E’および損失正接tanδを測定した。
(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて、初期歪10%、動歪0.5%、振動周波数10Hzの条件下で、0℃における加硫ゴム組成物の粘弾性(複素弾性率E’および損失正接tanδ)を測定した。
なお、40℃における粘弾性試験において、E’が大きいほど、操縦安定性に優れ、tanδが大きいほど、後半グリップ性能(高温条件下でのグリップ性能)に優れる。ただし、E’が大きすぎると、グリップ性能が低下する。
また、0℃における粘弾性試験において、E’が小さいほど、前半グリップ性能(低温条件下でのグリップ性能)に優れ、tanδが大きいほど、ウェットグリップ性能に優れる。ただし、E’が大きすぎると、グリップ性能が低下する。
(引張試験)
JIS K 6251「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準じて、前記加硫ゴム組成物からなる3号ダンベル型ゴム試験片を用いて引張試験を行い、300%伸張時応力(M300)を測定した。そして、比較例1の引張強度指数を100とし、下記計算式により、各配合のM300を指数表示した。なお、引張強度指数が大きいほど、耐アブレージョン摩耗性能に優れることを示す。
(引張強度指数)=(各配合のM300)/(比較例1のM300)×100
(実車評価)
試験用カートに試験用カートタイヤを装着させ、1周2kmのテストコース(WET路面)を8周走行し、比較例1のタイヤの初期グリップ性能を3点とし、5点満点でテストドライバーが官能評価した。なお、初期グリップ性能は1〜4周目のウェットグリップ性能、後半グリップ性能は5〜8周目の(高温条件下での)ウェットグリップ性能を示す。
また、5〜8周目の(高温条件下での)安定性(ステアリング操作に対するタイヤの剛性感)を5点満点でテストドライバーが官能評価した。数値が大きいほど操縦安定性が良好である。
Figure 0005480580
表1より、実施例1〜3は、比較例1に比べて、WET路面における後半グリップ性能(高温条件下でのウェットグリップ性能)および高温条件下での剛性感(操縦安定性)が非常に優れていた。一方、比較例2は、初期グリップ性能、後半グリップ性能が実施例1〜3に比べて、著しく劣っていた。
また、実施例4、5は、比較例3に比べて、WET路面における後半グリップ性能(高温条件下でのウェットグリップ性能)、高温条件下での剛性感(操縦安定性)が同等又は優れていた。一方、比較例4は、初期グリップ性能、後半グリップ性能が実施例4、5に比べて、著しく劣っていた。
このように、本発明により得られる空気入りタイヤは、初期グリップ性能(低温条件下でのウェットグリップ性能)を維持しつつ、高温条件下でのウェットグリップ性能および高温条件下での操縦安定性が非常に優れているため、サーキット(WET路面)走行時の周回に伴うタイムの低下を抑制することができる。また、高温条件下での操縦安定性に優れているため、DRY路面においても、良好な操縦安定性が得られる。

Claims (8)

  1. シリカ及び融点が60℃以下の結晶性高級α−オレフィン共重合体を含み、
    ゴム成分100質量部に対して、前記結晶性高級α−オレフィン共重合体の含有量が2〜30質量部であり、
    前記結晶性高級α−オレフィン共重合体が、広角X線散乱強度分布において、15deg<2θ<30degに単一のピークが観測されるタイヤ用ゴム組成物。
  2. 前記結晶性高級α−オレフィン共重合体中の高級α−オレフィン単位の含有量が50モル%以上である請求項1載のタイヤ用ゴム組成物。
  3. 前記結晶性高級α−オレフィン共重合体が、炭素数10以上の高級α−オレフィン二種以上を、又は炭素数10以上の高級α−オレフィン一種以上と他のオレフィン一種以上とを共重合して得られたものである請求項1又は2記載のタイヤ用ゴム組成物。
  4. スチレン含有量が5〜70質量%のスチレンブタジエンゴムを含む請求項1〜のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
  5. ゴム成分100質量%中のスチレンブタジエンゴムの含有量が80質量%以上である請求項1〜のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
  6. トレッドに使用される請求項1〜のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
  7. 請求項1〜のいずれかに記載のゴム組成物を用いた空気入りタイヤ。
  8. 前記空気入りタイヤが競技用タイヤである請求項記載の空気入りタイヤ。
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