JP5569655B2 - タイヤ用ゴム組成物、空気入りタイヤ - Google Patents

タイヤ用ゴム組成物、空気入りタイヤ Download PDF

Info

Publication number
JP5569655B2
JP5569655B2 JP2013544955A JP2013544955A JP5569655B2 JP 5569655 B2 JP5569655 B2 JP 5569655B2 JP 2013544955 A JP2013544955 A JP 2013544955A JP 2013544955 A JP2013544955 A JP 2013544955A JP 5569655 B2 JP5569655 B2 JP 5569655B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silica
weight
group
modified
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013544955A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2013157545A1 (ja
Inventor
慎也 武田
誠 芦浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokohama Rubber Co Ltd filed Critical Yokohama Rubber Co Ltd
Priority to JP2013544955A priority Critical patent/JP5569655B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5569655B2 publication Critical patent/JP5569655B2/ja
Publication of JPWO2013157545A1 publication Critical patent/JPWO2013157545A1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016Compositions of the tread
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/36Silica
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L15/00Compositions of rubber derivatives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L57/00Compositions of unspecified polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C08L57/02Copolymers of mineral oil hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00Compositions of natural rubber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/06Copolymers with styrene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/006Additives being defined by their surface area
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

本発明は、低転がり抵抗性、ウェットグリップ性及び耐摩耗性を従来レベルよりも向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤに関する。
近年、乗用車用空気入りタイヤには、JATMA(Japan Automobile TyreManufacturers Association)によるラベリング(表示方法)制度が開始され、低転がり抵抗性とウェットグリップ性をより高次元で両立させることが求められている。特にウェットグリップ性に対する要求レベルは極めて高く、ラベリング制度に基づくウェットグリップ性の等級aを満たす空気入りタイヤは未だ開発されていなかった。また同時にタイヤ寿命を長くするため耐摩耗性を改良することが求められている。
従来、低転がり抵抗性及びウェットグリップ性のバランスを改善するため、空気入りタイヤのトレッド部を構成するゴム組成物にシリカを配合することが知られている。しかしシリカはその表面にシラノール基を有し凝集しやすく、またジエン系ゴムとの親和性が乏しいため分散性が不十分になることがあり、その場合ゴム組成物の損失正接(tanδ)等の動的粘弾性特性を改質する効果が十分に得られないという問題があった。またシリカはカーボンブラックに比べ補強性が小さく耐摩耗性が不足することがあり分散性が悪いと耐摩耗性が更に低くなることが問題であった。
このため特許文献1は、末端をポリオルガノシロキサン等で変性したポリブタジエンゴム及びシリカを配合したゴム組成物により低発熱性及び耐摩耗性を改良することを提案している。このゴム組成物は低発熱性及び耐摩耗性を改良する効果が認められるものの、需要者が低転がり抵抗性及び耐摩耗性並びにウェットグリップ性の向上に期待する要求レベルはより高く、これらの性能のバランスを一層改善することが求められていた。
日本特開2009−84413号公報
本発明の目的は、低転がり抵抗性、ウェットグリップ性及び耐摩耗性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤを提供することにある。
上記目的を達成する本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ビニル単位含有量が10〜60重量%の末端変性ブタジエンゴム(変性BR)を5〜50重量%含むジエン系ゴム100重量部に対し、軟化点が100〜130℃の芳香族変性テルペン樹脂を2〜50重量部、2種類のシリカX及びシリカYを合計で60〜130重量部配合してなり、前記シリカX及びシリカY並びに任意に配合されるカーボンブラックを含む補強性充填剤の総量に対するシリカの比率が85重量%以上であり、前記シリカXの窒素吸着比表面積が140m2/g以上、前記シリカYの窒素吸着比表面積が100m2/gを超え140m2/g未満であり、かつ前記ジエン系ゴム100重量部に対するシリカXの配合量をx重量部、シリカYの配合量をy重量部とするとき、x/7<y≦xの関係を満たすと共に、前記変性BRの官能基が、ポリオルガノシロキサン基、ヒドロキシル基含有ポリオルガノシロキサン構造、アルコキシシリル基、ヒドロキシル基、アルデヒド基、カルボキシル基、アミノ基、イミノ基、エポキシ基、アミド基、チオール基、エーテル基から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする。
また、本発明の空気入りタイヤは、上記タイヤ用ゴム組成物を使用したものである。
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ビニル単位含有量が10〜60重量%でシラノール基と反応性がある官能基を有する末端変性ブタジエンゴム(変性BR)を5〜50重量%含むジエン系ゴムに、軟化点100〜130℃の芳香族変性テルペン樹脂を2〜50重量部、上述した特定の粒子性状を有する2種類のシリカX及びYの配合量を限定し、かつ補強性充填剤の総量に対するシリカ比率を85重量%以上になるように配合したので、シリカの分散性を改良し低転がり抵抗性、ウェットグリップ性及び耐摩耗性を従来レベル以上に向上することができる。
前記シリカXの窒素吸着比表面積としては、140m2/g以上185m2/g未満であることが好ましい。
前記変性BRの官能基としては、ポリオルガノシロキサン基が好ましく、シリカ表面のシラノール基と反応性が優れ、シリカの分散性を改良することができる。
本発明のタイヤ用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤは、低転がり抵抗性、ウェットグリップ性及び耐摩耗性を従来レベルよりも向上することができる。
本発明の実施例、比較例の各組成物の配合、評価を示す図である。 本発明の実施例、比較例の各組成物の配合、評価を示す図である。 本発明の実施例、比較例の各組成物の配合、評価を示す図である。 本発明の実施例、比較例の各組成物に用いられる共通配合成分を示す図である。
本発明のタイヤ用ゴム組成物において、ゴム成分はジエン系ゴムからなる。ジエン系ゴム100重量%中、5〜50重量%が末端変性ブタジエンゴム(以下、「変性BR」という。)であるようにする。ジエン系ゴムは変性BRを除く他のジエン系ゴムを25〜95重量%含有することができる。他のジエン系ゴムとしては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、変性していないブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、末端変性されたスチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、イソブチレン/p−メチルスチレン共重合体ゴムの臭素化物、エチレン−プロピレン−ジエンゴム等を例示することができる。なかでも天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、末端変性されたスチレンブタジエンゴム、イソブチレン/p−メチルスチレン共重合体ゴムの臭素化物が好ましい。上記末端変性されたスチレンブタジエンゴムは、ジエン系ゴム100重量%中、例えば25〜66重量%含有する。
変性BRの含有量は、ジエン系ゴム100重量%中5〜50重量%、好ましくは10〜35重量%にする。例えば、ジエン系ゴム100重量%中17〜30重量%にする。変性BRの含有量が5重量%未満であるとシリカの分散性が不足し低転がり抵抗性及び耐摩耗性を十分に改良することができない。また変性BRの含有量が50重量%を超えるとウェットグリップ性が却って悪化する。
本発明のゴム組成物において、変性BRは、ビニル単位含有量が10〜60重量%、好ましくは10〜30重量%である。例えば10〜12重量%である。変性BRのビニル単位含有量が10重量%未満であると、シリカとの親和性が不足し低転がり抵抗性、ウェットグリップ性及び耐摩耗性を十分に改良することができない。また変性BRのビニル単位含有量が60重量%を超えると、転がり抵抗性が悪化する。なお変性BRのビニル単位含有量は赤外分光分析(ハンプトン法)により測定するものとする。ブタジエンゴムにおけるビニル単位含有量の増減は、触媒等、通常の方法で適宜調製することができる。
本発明において、変性BRは、その分子末端の両方又は片方をシリカ表面のシラノール基と反応性を有する官能基で変性したブタジエンゴムである。シラノール基と反応する官能基としては、好ましくはポリオルガノシロキサン基、ヒドロキシル基含有ポリオルガノシロキサン構造、アルコキシシリル基、ヒドロキシル基、アルデヒド基、カルボキシル基、アミノ基、イミノ基、エポキシ基、アミド基、チオール基、エーテル基から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。なかでもポリオルガノシロキサン基がより好ましい。
ポリオルガノシロキサン基としては、好ましくは下記式(I)の構造を有するポリオルガノシロキサンであるとよい。

式中、R1〜R8は、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数6〜12のアリール基であり、これらは互いに同一であっても相違してもよい。X1およびX4は、ブタジエン重合体鎖の末端と反応する官能基を有する基、または炭素数1〜6のアルキル基もしくは炭素数6〜12のアリール基であり、X1およびX4は互いに同一であっても相違してもよい。X2は、ブタジエン重合体鎖の末端と反応する官能基を有する基である。X3は、2〜20のアルキレングリコールの繰返し単位を含有する基であり、X3の一部は2〜20のアルキレングリコールの繰返し単位を含有する基から導かれる基であってもよい。mは3〜200の整数、nは0〜200の整数、kは0〜200の整数である。
本発明のゴム組成物に使用する変性BRを調製する方法は、特に限定されるものではなく、通常の製造方法を適用することができる。好適な変性BRの製造方法としては、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官能基を有する化合物、より好ましくは活性末端と反応可能な官能基を有するポリオルガノシロキサン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。
本発明において、芳香族変性テルペン樹脂を配合することにより、低転がり抵抗性及びウェットグリップ性のバランスを向上すること、とりわけウェットグリップ性を一層向上することができる。芳香族変性テルペン樹脂としては、軟化点が100℃以上、好ましくは100〜130℃であるとよい。例えば、105〜125℃であるとよい。芳香族変性テルペン樹脂の軟化点が100℃未満であると、ウェットグリップ性を改良する効果が得られなくなる。なお芳香族変性テルペン樹脂の軟化点はJIS(Japanese Industrial Standards) K6220−1に基づき測定するものとする。
本発明のタイヤ用ゴム組成物に配合する芳香族変性テルペン樹脂としては、例えばα−ピネン、βピネン、ジペンテン、リモネン、カンフェンなどのテルペン類とスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、フェノール、インデンなどの芳香族ビニル化合物とを共重合させて得られる芳香族変性テルペン樹脂を例示することができる。なかでも芳香族ビニル化合物としてはスチレンが好ましい。芳香族変性テルペン樹脂としては、例えばヤスハラケミカル社製YSレジンTO−125,同TO−115,同TO−105,同TR−105などの市販品を用いることができる。
芳香族変性テルペン樹脂の配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対し2〜50重量部、好ましくは5〜50重量部にする。例えば、7.5〜10重量部にする。芳香族変性テルペン樹脂の配合量が2重量部未満では、低転がり抵抗性及びウェットグリップ性のバランスを十分に高くすることができない。また、芳香族変性テルペン樹脂の配合量が50重量部を超えると、耐摩耗性が低下する。
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、窒素吸着比表面積が140m2/g以上であるシリカX、及び窒素吸着比表面積が100m2/gを超え140m2/g未満であるシリカYという2種類のシリカX,Yを配合する。シリカX,Yを配合することによりゴム組成物の発熱性を抑制し、タイヤにしたときの転がり抵抗を低減すると共にウェットグリップ性及び耐摩耗性を向上可能にする。
本発明で使用するシリカXは、窒素吸着比表面積が140m2/g以上、好ましくは150〜230m2/g、より好ましくは150m2/g以上185m2/g未満である。例えば、160〜185m2/gである。このように粒子径が小さいシリカXを配合することにより、ウェットグリップ性及び耐摩耗性を高いレベルで確保することができる。シリカXの窒素吸着比表面積が140m2/g未満であると、ウェットグリップ性及び耐摩耗性が不足する。
またシリカYは、窒素吸着比表面積が100m2/gを超え140m2/g未満、好ましくは100m2/gを超え130m2/g以下、より好ましくは105〜130m2/gである。例えば、110〜125m2/gである。粒子径が比較的大きいシリカYを配合することにより、特に、発熱性を小さくしタイヤにしたときの転がり抵抗を低減することができる。シリカYの窒素吸着比表面積が100m2/g以下であると、ウェットグリップ性を改良することができない。またシリカYの窒素吸着比表面積が140m2/g以上であると、転がり抵抗を十分に低減することができない。なお、シリカX及びYの窒素吸着比表面積はASTM(American Society of Testing and Materials) D3037−81のBET法に準拠して求めるものとする。
本発明において、ジエン系ゴム100重量部に対するシリカXの配合量をx重量部、シリカYの配合量をy重量部にするとき、シリカX及びYの合計量(x+y)を60〜130重量部、好ましくは80〜130重量部にする。例えば、80〜130重量部にする。シリカのX及びYの合計量(x+y)が60重量部未満であると、低転がり抵抗性及びウェットグリップ性のバランスを十分に高くすることができない。シリカのX及びYの合計量(x+y)が130重量部を超えるとゴム粘度が増大し加工性が悪化する。また耐摩耗性を十分に確保することができない上に、転がり抵抗性能が大きく悪化する。
また、シリカXの配合量x及びシリカYの配合量yは、x/7<y≦xの関係を満たすことが必要である。例えば、x/6≦y≦xを満たすことが必要である。シリカYの配合量y(重量部)がシリカXの配合量x(重量部)の7分の1以下(x/7以下)であると低転がり抵抗性及びウェットグリップ性のバランスを改良することができない。またシリカYの配合量y(重量部)がシリカXの配合量x(重量部)を超えると、ウェットグリップ性が悪化する。
本発明のゴム組成物は、シリカ以外の他の補強性充填剤を配合することができる。他の補強性充填剤としては、例えばカーボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、水酸化アルミニウム等を例示することができる。なかでもカーボンブラックを必ず配合することにより、ゴムの補強性を高くしドライグリップ性能及び耐摩耗性を確保することができる。他の補強性充填剤の配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対し0〜19.5重量部、好ましくは3〜15重量部にする。例えば、5〜10重量部にする。
シリカX,Y及びカーボンブラックを含む補強性充填剤の総量100重量%中のシリカの比率は85重量%以上、好ましくは87〜100重量%にする。例えば、前記補強充填剤の総量100重量%中87.5〜100重量%にする。シリカの比率が85重量%未満であると、低転がり抵抗性及びウェットグリップ性のバランスを改良することができない。ここでシリカ以外の他の補強性充填剤の配合量は、補強性充填剤の総量100重量%中のシリカ比率が85重量%以上であること、及びジエン系ゴム100重量部に対するシリカ配合量が60〜130重量部であることから決められる。
本発明で使用するシリカX及びYは、上述した特性を有するシリカであればよく、製品化されたもののなかから適宜選択することができる。また通常の方法で上述した特性を有するように製造してもよい。シリカの種類としては、例えば湿式法シリカ、乾式法シリカあるいは表面処理シリカなどを使用することができる。
本発明のゴム組成物において、シリカX,Yと共にシランカップリング剤を配合することが好ましく、シリカの分散性を向上しスチレンブタジエンゴムに対する補強性をより高くすることができる。シランカップリング剤は、シリカ配合量に対して好ましくは3〜15重量%、より好ましくは5〜12重量%配合するとよい。例えば、6.4〜12重量%配合するとよい。シランカップリング剤がシリカ重量の3重量%未満の場合、シリカの分散性を向上する効果が十分に得られないことがある。また、シランカップリング剤が15重量%を超えると、シランカップリング剤同士が縮合してしまい、所望の効果が得られないことがある。
シランカップリング剤としては、特に制限されるものではないが、硫黄含有シランカップリング剤が好ましく、例えばビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラサルファイド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジサルファイド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラサルファイド、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン及びこれらの誘導体等を例示することができる。誘導体としては、例えばNXT−Z(モメンティブパフォーマンス社製)が挙げられる。
タイヤ用ゴム組成物には、上述した充填剤以外にも、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤、加工助剤などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に使用され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ゴム組成物とし、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は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。このようなゴム組成物は、公知のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、空気入りタイヤ、特にタイヤトレッド部に好適に使用することができる。このゴム組成物を使用した空気入りタイヤは、耐摩耗性が優れ、転がり抵抗が小さく燃費性能が優れることに加え、ウェットグリップ性が優れ、JATMAのラベリング制度に基づくウェットグリップ性の等級aに相当する性能を有する。
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
図4に示す配合剤を共通配合とし、図1〜3に示す配合からなる33種類のタイヤ用ゴム組成物(実施例1〜7,10〜12、参考例1,2、比較例1〜21)を、硫黄、加硫促進剤を除く成分を1.8Lの密閉型ミキサーで5分間混練し放出したマスターバッチに、硫黄、加硫促進剤を加えてオープンロールで混練することにより調製した。なお、図1〜3中、変性S−SBR及び未変性SBRは37.5重量部の油展オイルを含むため、配合量の欄に実際の配合量と共に、括弧内に油展オイルを除いたそれぞれのSBR正味の配合量を示した。またアロマオイルの配合量は、ゴム組成物中の総オイル量及び/又はゴム硬度が対比可能なレベルになるように適宜調節した。シリカとカーボンブラックの総量に対するシリカの比率を「シリカ比率」の欄に示した。なお図4に記載した配合剤の量は、図1〜3に記載したジエン系ゴム100重量部(正味のゴム量)に対する重量部で示した。
得られた33種類のタイヤ用ゴム組成物について、下記に示す方法でtanδ(60℃)及び耐摩耗性を測定した。
tanδ(60℃)
得られた33種類のタイヤ用ゴム組成物を、所定形状の金型中で、160℃、25分間プレス加硫して加硫ゴムサンプルを作製した。得られた加硫ゴムサンプルのtanδ(60℃)を、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み10%、振幅±2%、周波数20Hzの条件下で、温度60℃の条件で測定した。得られた結果は、比較例1の値の逆数を100とする指数として、図1〜3の「転がり抵抗」の欄に示した。転がり抵抗の指数が大きいほどtanδ(60℃)が小さく低発熱で、タイヤにしたときの転がり抵抗が低く、燃費性能が優れることを意味する。
耐摩耗性
得られた加硫ゴムサンプルのランボーン摩耗を、JIS K6264−2に準拠して、岩本製作所社製ランボーン摩耗試験機を使用し、温度20℃、荷重15N、スリップ率50%の条件で測定した。得られた結果は、比較例1の値の逆数を100とする指数として、図1〜3に示した。この指数が大きいほど耐摩耗性が優れることを意味する。
次に、タイヤサイズが205/55R16の空気入りタイヤを、上述した33種類のタイヤ用ゴム組成物をトレッド部に使用して4本ずつ製作した。得られた33種類の空気入りタイヤのウェットグリップ性を下記に示す方法により評価した。
ウェットグリップ性
得られた空気入りタイヤをリムサイズ6.5×Jのホイールに組付け、2.0リットルクラスの試験車両に装着し、EU規則 ウェットグリップ グレーディング試験法(TEST METHOD FOR TYRE WET GRIP GRADING (C1 TYPES))に基づき測定した。得られた結果は、比較例1の値を100とする指数として、図1〜3の「ウェット性能」の欄に示した。ウェット性能の指数が大きいほどウェットグリップ性が優れていることを意味する。
なお、図1〜3において使用した原材料の種類を下記に示す。
・変性BR1:末端をポリオルガノシロキサン基で変性したブタジエンゴム。ビニル単位含有量が12重量%になるように、下記の製造方法により調製した。
〔変性BR1の製造方法〕
窒素置換された内容量10Lのオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン4000g、1,3−ブタジエン600g、およびテトラメチルエチレンジアミン0.28ミリモルを仕込んだ後、n−ブチルリチウムをシクロヘキサンと1,3−ブタジエンとに含まれる重合を阻害する不純物の中和に必要な量を添加し、さらに、n−ブチルリチウムを重合反応に用いる分として7.7ミリモルを加え、50℃で重合を開始した。重合を開始してから20分経過後、1,3−ブタジエン400gを30分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は80℃であった。連続添加終了後、さらに15分間重合反応を継続し、重合転化率が95%から100%の範囲になったことを確認してから、過剰のメタノールを添加して反応停止した後、末端にジグリシジルエーテル基を含有するポリオルガノシロキサンA0.027ミリモルを濃度20%のキシレン溶液の状態で添加し、30分間反応させた後、重合停止剤として、使用したn−ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加してポリブタジエンゴムを含有する重合溶液を得た。その後、乾燥機中で乾燥を行い、変性BR1を得た。変性BR1のビニル単位含有量を赤外分光分析(ハンプトン法)により測定したところ12重量%であった。
ポリオルガノシロキサンA; 下記式(I)の構造を有するポリオルガノシロキサンであって、m=80、n=0、k=120、X1,X4,R1〜R3,R5〜R8がそれぞれメチル基(−CH3)、X2が下記式(II)で表される炭化水素基であるポリオルガノシロキサン

・変性BR2:末端をポリオルガノシロキサン基で変性したブタジエンゴム。ビニル単位含有量が8重量%になるように、下記の製造方法で調製した。
〔変性BR2の製造方法〕
テトラメチルエチレンジアミンの量を0.07ミリモルとした以外は、変性BR1と同様にしてポリブタジエンゴムを含有する重合溶液を得た。その後、乾燥機中で乾燥を行い、変性BR2を得た。変性BR2のビニル単位含有量を赤外分光分析(ハンプトン法)により測定したところ8重量%であった。
・BR1:ビニル単位含有量が1重量%である未変性のブタジエンゴム、日本ゼオン社製Nipol BR1220
・BR2:ビニル単位含有量が12重量%である未変性のブタジエンゴム、宇部興産社製UBEPOL VCR412
・変性S−SBR:末端にヒドロキシル基を有する溶液重合スチレンブタジエンゴム、旭化成ケミカルズ社製タフデン E581、ビニル単位含有量が43重量%、ゴム成分100重量部に対しオイル分37.5重量部を含む油展品
・未変性SBR:旭化成ケミカルズ社製タフデン1834、ビニル単位含有量が10重量%、ゴム成分100重量部に対しオイル分37.5重量部を含む油展品
・NR:天然ゴム、SIR−20
・シリカX1:ローディア社製Zeosil 1165MP、窒素吸着比表面積が160m2/g
・シリカX2:ローディア社製Zeosil 195GR、窒素吸着比表面積が180m2/g
・シリカX3:ローディア社製Zeosil 200MP、窒素吸着比表面積が220m2/g
・シリカY1:ローディア社製Zeosil 115GR、窒素吸着比表面積が110m2/g
・シリカY2:デグサ社製Ultrasil 5000GR、窒素吸着比表面積が125m2/g
・シリカZ:デグサ社製Ultrasil 360、窒素吸着比表面積が50m2/g
・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N234
・シランカップリング剤:硫黄含有シランカップリング剤、エボニクデグサ社製Si69
・変性テルペン樹脂1: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−125、軟化点125℃
・変性テルペン樹脂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−85、軟化点85℃
・アロマオイル:昭和シェル石油社製エキストラクト4号S
図4において使用した原材料の種類を下記に示す。
・酸化亜鉛:正同化学工業社製酸化亜鉛3種
・ステアリン酸:千葉脂肪酸社製工業用ステアリン酸N
・老化防止剤:精工化学社製オゾノン6C
・硫黄:鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
・加硫促進剤1:大内新興化学工業社製ノクセラーCZ−G
・加硫促進剤2:フレキシス社製PERKACIT DPG
図1〜図3から明らかなように実施例1〜7,10〜12および参考例1,2のタイヤ用ゴム組成物は、低転がり抵抗性(60℃のtanδ)、耐摩耗性及びウェットグリップ性を従来レベル以上に維持・向上することが確認された。
比較例2のゴム組成物は、変性BR2のビニル単位含有量が10重量%未満であるので、実施例3と比較してウェットグリップ性能と低転がり抵抗性能が悪化する。比較例3のゴム組成物は、BR1のビニル単位含有量が10重量%未満、かつ末端変性されていないので、実施例3と比較してウェットグリップ性能と耐摩耗性が悪化する。比較例4のゴム組成物は、BR2のビニル単位含有量が10重量%以上であるが末端変性されていないので、実施例3と比較してウェットグリップ性能と低転がり抵抗性能が悪化する。比較例5のゴム組成物は、変性テルペン樹脂を配合していないので、実施例3と比較してウェット性能と耐摩耗性が悪化する。比較例18のゴム組成物は、変性テルペン樹脂の配合量が2重量部未満であるので、ウェット性能が悪化する。比較例19のゴム組成物は、変性テルペン樹脂の配合量が50重量部を超えるので、耐摩耗性が悪化する。
比較例6のゴム組成物は、変性BR1の代わりに、耐摩耗性に優れる未変性SBRを配合したが、耐摩耗性は不十分であり、しかも転がり抵抗が悪化した。比較例7のゴム組成物は、シリカYを配合せず、かつ全充填剤に占めるシリカ比率が85重量%未満なのでウェット性能及び転がり抵抗が悪化した。比較例8のゴム組成物は、シリカYを配合していないので転がり抵抗を改良することができない。比較例9のゴム組成物は、シリカYの配合量がシリカXの配合量より多いため、転がり抵抗性は良化するものの、ウェットグリップ性能が悪化する。比較例20のゴム組成物は、シリカYの配合量がシリカXの配合量の7分の1以下であるため、ウェットグリップ性能および低転がり抵抗性能が悪化した。比較例21のゴム組成物は、シリカX及びシリカYの合計量(x+y)が130重量部を超えるので、耐摩耗性を十分に確保できず、低転がり抵抗性能が悪化する
比較例10のゴム組成物は、変性BR1の配合量が5重量%未満であるので低転がり抵抗性能と耐摩耗性能が悪化する。比較例11のゴム組成物は、変性BR1の配合量が50重量%を超えるのでウェットグリップ性能を改良することができない。比較例12のゴム組成物は、シリカX及びYの合計量(x+y)が60重量部未満、かつ全充填剤に占めるシリカ比率が85重量%未満なので低転がり抵抗性及びウェットグリップ性のバランスを十分に高くすることができない。比較例13のゴム組成物は、シリカX及びYの合計量(x+y)が130重量部を超えるので、耐摩耗性を十分に確保することができない上に、転がり抵抗性能が大きく悪化する。比較例14のゴム組成物は、芳香族変性テルペン樹脂2の軟化点が100℃未満であるのでウェットグリップ性能が悪化する。
比較例15のゴム組成物は、シリカXを使用せずに、窒素吸着比表面積が140m2/g未満の2種類のシリカ(シリカY2及びシリカZ)を配合したので、ウェットグリップ性能及び耐摩耗性が悪化する。
比較例16のゴム組成物は、シリカYの代わりに、窒素吸着比表面積が100m2/g以下のシリカZを配合したので、ウェットグリップ性能及び耐摩耗性が悪化する。
比較例17のゴム組成物は、シリカYを使用せずに、窒素吸着比表面積が140m2/g以上の2種類のシリカ(シリカX1及びシリカX3)を配合したので、転がり抵抗が悪化する。

Claims (4)

  1. ビニル単位含有量が10〜60重量%の末端変性ブタジエンゴム(変性BR)を5〜50重量%含むジエン系ゴム100重量部に対し、
    軟化点が100〜130℃の芳香族変性テルペン樹脂を2〜50重量部、
    2種類のシリカX及びシリカYを合計で60〜130重量部配合してなり、
    前記シリカX及びシリカY並びに任意に配合されるカーボンブラックを含む補強性充填剤の総量に対するシリカの比率が85重量%以上であり、
    前記シリカXの窒素吸着比表面積が140m2/g以上185m2/g未満、
    前記シリカYの窒素吸着比表面積が100m2/gを超え140m2/g未満であり、かつ
    前記ジエン系ゴム100重量部に対するシリカXの配合量をx重量部、シリカYの配合量をy重量部とするとき、x/7<y≦xの関係を満たすと共に、
    前記変性BRの官能基が、ポリオルガノシロキサン基、ヒドロキシル基含有ポリオルガノシロキサン構造、アルコキシシリル基、ヒドロキシル基、アルデヒド基、カルボキシル基、アミノ基、イミノ基、エポキシ基、アミド基、チオール基、エーテル基から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
  2. 前記変性BRの官能基はポリオルガノシロキサン基で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。
  3. 前記ジエン系ゴムは、さらに、末端変性されたスチレンブタジエンゴムを25〜95重量%含む請求項1または2に記載のタイヤ用ゴム組成物。
  4. 請求項1からのいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤ。
JP2013544955A 2012-04-16 2013-04-16 タイヤ用ゴム組成物、空気入りタイヤ Active JP5569655B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013544955A JP5569655B2 (ja) 2012-04-16 2013-04-16 タイヤ用ゴム組成物、空気入りタイヤ

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012093077 2012-04-16
JP2012093077 2012-04-16
JP2013544955A JP5569655B2 (ja) 2012-04-16 2013-04-16 タイヤ用ゴム組成物、空気入りタイヤ
PCT/JP2013/061295 WO2013157545A1 (ja) 2012-04-16 2013-04-16 タイヤ用ゴム組成物、空気入りタイヤ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5569655B2 true JP5569655B2 (ja) 2014-08-13
JPWO2013157545A1 JPWO2013157545A1 (ja) 2015-12-21

Family

ID=49383501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013544955A Active JP5569655B2 (ja) 2012-04-16 2013-04-16 タイヤ用ゴム組成物、空気入りタイヤ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9416258B2 (ja)
JP (1) JP5569655B2 (ja)
KR (1) KR101516591B1 (ja)
CN (1) CN104220509B (ja)
DE (1) DE112013002047B4 (ja)
WO (1) WO2013157545A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112013003160B4 (de) 2012-08-03 2023-05-17 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Luftreifen und dessen Verwendung
JP5904233B2 (ja) * 2014-04-30 2016-04-13 横浜ゴム株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物
US20180264882A1 (en) * 2014-12-26 2018-09-20 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Method for tire tread with functionalized rubber
JPWO2016167289A1 (ja) * 2015-04-14 2018-02-08 横浜ゴム株式会社 ゴム組成物及びタイヤ
EP3383949A4 (en) 2015-11-30 2019-10-30 Bridgestone Americas Tire Operations, LLC RUBBER COMPOSITION COMPRISING A MIXTURE OF SILICONE ACIDS AND RELATED METHODS FOR IMPROVING WEAR RESISTANCE
KR101709213B1 (ko) * 2015-12-01 2017-02-22 한국타이어 주식회사 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어
JP6354924B1 (ja) * 2017-01-12 2018-07-11 横浜ゴム株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤ
WO2019132872A1 (en) * 2017-12-27 2019-07-04 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Tire component from rubber with lower surface area silica
JP7151167B2 (ja) 2018-05-23 2022-10-12 住友ゴム工業株式会社 トレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008101127A (ja) * 2006-10-19 2008-05-01 Sumitomo Rubber Ind Ltd ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有するタイヤ
JP2009084413A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Nippon Zeon Co Ltd ポリブタジエンゴム、タイヤ用ゴム組成物、およびタイヤ
JP2009138157A (ja) * 2007-12-10 2009-06-25 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物
JP2010168528A (ja) * 2008-10-09 2010-08-05 Ube Ind Ltd 共役ジエン重合体変性物及びその製造方法、その共役ジエン重合体変性物が含まれたゴム補強剤配合ゴム組成物及びその製造方法、並びにそのゴム補強剤配合ゴム組成物が含まれたタイヤ
JP2011094012A (ja) * 2009-10-29 2011-05-12 Sumitomo Rubber Ind Ltd トレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2011122057A (ja) * 2009-12-10 2011-06-23 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物
JP2011132307A (ja) * 2009-12-22 2011-07-07 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2012007145A (ja) * 2010-05-27 2012-01-12 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物
JP2013036025A (ja) * 2011-07-14 2013-02-21 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物
WO2013057993A1 (ja) * 2011-10-18 2013-04-25 住友ゴム工業株式会社 スタッドレスタイヤ用ゴム組成物及びスタッドレスタイヤ

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2740778A1 (fr) * 1995-11-07 1997-05-09 Michelin & Cie Composition de caoutchouc a base de silice et de polymere dienique fonctionalise ayant une fonction silanol terminale
CA2312880A1 (en) * 1999-08-25 2001-02-25 The Goodyear Tire & Rubber Company Rubber composition containing two silicas
EP1914245A4 (en) * 2005-08-08 2009-11-11 Yokohama Rubber Co Ltd MODIFIED POLYMER RUBBER BASED ON CONJUGATED DIENE AND THIS CONTAINING RUBBER COMPOSITION
JP5756248B2 (ja) 2008-04-28 2015-07-29 株式会社ブリヂストン タイヤ
JP5451124B2 (ja) * 2009-03-18 2014-03-26 住友ゴム工業株式会社 ブレーカートッピング用ゴム組成物及びタイヤ
JP5524659B2 (ja) * 2010-03-12 2014-06-18 住友ゴム工業株式会社 トレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP5316660B2 (ja) 2012-02-15 2013-10-16 横浜ゴム株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008101127A (ja) * 2006-10-19 2008-05-01 Sumitomo Rubber Ind Ltd ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有するタイヤ
JP2009084413A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Nippon Zeon Co Ltd ポリブタジエンゴム、タイヤ用ゴム組成物、およびタイヤ
JP2009138157A (ja) * 2007-12-10 2009-06-25 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物
JP2010168528A (ja) * 2008-10-09 2010-08-05 Ube Ind Ltd 共役ジエン重合体変性物及びその製造方法、その共役ジエン重合体変性物が含まれたゴム補強剤配合ゴム組成物及びその製造方法、並びにそのゴム補強剤配合ゴム組成物が含まれたタイヤ
JP2011094012A (ja) * 2009-10-29 2011-05-12 Sumitomo Rubber Ind Ltd トレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2011122057A (ja) * 2009-12-10 2011-06-23 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物
JP2011132307A (ja) * 2009-12-22 2011-07-07 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2012007145A (ja) * 2010-05-27 2012-01-12 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物
JP2013036025A (ja) * 2011-07-14 2013-02-21 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物
WO2013057993A1 (ja) * 2011-10-18 2013-04-25 住友ゴム工業株式会社 スタッドレスタイヤ用ゴム組成物及びスタッドレスタイヤ

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013157545A1 (ja) 2013-10-24
JPWO2013157545A1 (ja) 2015-12-21
US9416258B2 (en) 2016-08-16
CN104220509B (zh) 2017-07-14
DE112013002047T5 (de) 2015-03-05
DE112013002047B4 (de) 2019-07-11
US20150099844A1 (en) 2015-04-09
KR20140117691A (ko) 2014-10-07
CN104220509A (zh) 2014-12-17
KR101516591B1 (ko) 2015-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5569655B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物、空気入りタイヤ
JP5376008B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物
JP5234203B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物
JP5835409B2 (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物
JP5351244B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物、及び空気入りタイヤ
JP5737324B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物
JP5776356B2 (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物
JP7031599B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP5612729B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物、及び空気入りタイヤ
JP6329187B2 (ja) タイヤ、及びその製造方法
US10533083B2 (en) Rubber composition and tire
JP5662231B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP6213091B2 (ja) アンダートレッド用ゴム組成物
JP5582921B2 (ja) スタッドレスタイヤ用ゴム組成物及びスタッドレスタイヤ
JP7103434B2 (ja) 空気入りタイヤ
JP6790707B2 (ja) 加硫ゴム組成物およびそれを用いたタイヤ
JP5717328B2 (ja) キャップトレッド用ゴム組成物及びスタッドレスタイヤ
JP7457252B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物
JP7378280B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物及びタイヤ
JP2020169265A (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物及びタイヤ

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140527

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140609

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5569655

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350