JP5587694B2 - タイヤ用ゴム組成物、その製造方法及び空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
MO3S−S−(CH2)p−S−SO3M (2)
(式中、pは3〜10の整数を表す。Mは、同一若しくは異なって、リチウム、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、ニッケル又はコバルトを表す。)
R4−S−S−(CH2)q−S−S−R5 (3)
(式中、qは2〜10の整数を表す。R4及びR5は、同一若しくは異なって、チッ素原子を含む1価の有機基を表す。)
本発明はまた、前記ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤに関する。
工程(I)では、2種以上のシランカップリング剤のうちのテトラスルフィド系カップリング剤以外のシランカップリング剤をゴム成分及びシリカとともに混練りする。混練り方法としては特に限定されず、バンバリーミキサーなどの公知の方法を使用できる。また、工程(I)の混練り温度、混練り時間としては特に限定されず、例えば、140〜180℃の範囲で2〜10分(好ましくは150〜170℃で2〜6分)程度混練りすればよい。
なお、シリカのN2SAは、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される。
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法によって測定される。
工程(II)では、例えば、工程(I)で得られた混練り物にテトラスルフィド系カップリング剤を投入し、最高到達温度が95〜135℃の条件で混練りされる。
MO3S−S−(CH2)p−S−SO3M (2)
(式中、pは3〜10の整数を表す。Mは、同一若しくは異なって、リチウム、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、ニッケル又はコバルトを表す。)
R4−S−S−(CH2)q−S−S−R5 (3)
(式中、qは2〜10の整数を表す。R4及びR5は、同一若しくは異なって、チッ素原子を含む1価の有機基を表す。)
なお、式(1)、(2)及びその水和物、(3)の含有量について、下限未満であると、充分な改善効果が得られないおそれがあり、上限を超えると、低燃費性、ゴム強度、耐摩耗性及び加工性のバランスが悪くなるおそれがある。
n−ヘキサン:関東化学(株)製
スチレン:関東化学(株)製
1,3−ブタジエン:高千穂化学(株)製
テトラヒドロフラン:関東化学(株)製
1.6M n−ブチルリチウムヘキサン溶液:関東化学(株)製
3−ジエチルアミノプロピルトリエトキシシラン:アヅマックス(株)製
メタノール:関東化学(株)製
オイル:(株)ジャパンエナジー製のプロセスX−140
2,6−tert−ブチル−p−クレゾール:関東化学(株)製
重量平均分子量(Mw)は、東ソー(株)製GPC−8000シリーズの装置を用い、検知器として示差屈折計を用い、分子量は標準ポリスチレンにより校正した。
重合体の構造同定は、日本電子(株)製JNM−ECAシリーズの装置を用いて測定した。測定結果から、重合体のスチレン含量、ビニル含量を求めた。
充分に窒素置換した耐熱容器にn−ヘキサン1500ml、スチレン42g、1,3−ブタジエン92g、テトラヒドロフラン3gを加え、さらに1.6M n−ブチルリチウムヘキサン溶液0.7mlを加えて、50℃で4時間撹拌した。その後、3−ジエチルアミノプロピルトリエトキシシラン0.3gを添加し30分間撹拌した。重合体溶液にメタノール1gを加えて反応を止め、反応溶液にオイル27g、2,6−tert−ブチル−p−クレゾール1gを添加後、50℃で24時間減圧乾燥し、重合体1を得た。得られた重合体1の重量平均分子量Mwは230000、スチレン含量は32質量%、ビニル含量は42質量%であった。
充分に窒素置換した耐熱容器にn−ヘキサン1500ml、1,3−ブタジエン134g、テトラヒドロフラン3gを加え、さらに1.6M n−ブチルリチウムヘキサン溶液0.7mlを加えて、50℃で4時間撹拌した。その後、3−ジエチルアミノプロピルトリエトキシシラン0.3gを添加し30分間撹拌した。重合体溶液にメタノール1gを加えて反応を止め、反応溶液にオイル27g、2,6−tert−ブチル−p−クレゾール1gを添加後、50℃で24時間減圧乾燥し、重合体2を得た。
NR:TSR20
SBR1:旭化成(株)製のアサプレンE15(分子中に2個以上のエポキシ基を有する多官能化合物により変性(カップリング)したS−SBR、スチレン含量:23質量%、ビニル含量:63質量%)
SBR2:上記製造例1で合成した重合体1(上記式(4)で表される化合物により変性したS−SBR、スチレン含量:32質量%、ビニル含量:42質量%)
BR:上記製造例2で合成した重合体2(上記式(4)で表される化合物により変性したBR)
カーボンブラック:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN220(N2SA:111m2/g)
シリカ:デグッサ社製のULTRASIL VN3(N2SA:175m2/g)
シランカップリング剤1:デグッサ社製の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)
シランカップリング剤2:デグッサ社製のSi75(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
シランカップリング剤3:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製のNXT−Z45(結合単位aと結合単位bとの共重合体(結合単位a:55モル%、結合単位b:45モル%))
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
アロマオイル:(株)ジャパンエナジー製のプロセスX−140
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)
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックN
V200:田岡化学工業(株)製のタッキロールV200
HTS:フレキシス社製のDURALINK HTS(1,6−ヘキサメチレン−ジチオ硫酸ナトリウム・二水和物)
KA9188:ランクセス社製の1,6−ビス(N,N’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ)ヘキサン
硫黄:軽井沢硫黄(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CZ(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)
表1〜6に示す配合処方に従い、バンバリーミキサーを用いて、工程(I)に示す薬品を150℃で4分間混練りし、混練り物を得た。次に、バンバリーミキサーを用いて、工程(II)に示す薬品を添加し、所定の最高到達温度になるまで混練りした。更に、オープンロールを用いて、得られた混練り物に工程(III)に示す薬品を添加し、95℃で4分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。
また、得られた未加硫ゴム組成物を170℃の条件下で12分間プレス加硫し、加硫ゴムシートを得た。
なお、比較例1、6、7、12、13、18は、工程(II)を行わなかった。
(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて、周波数10Hz、初期歪み10%および動歪2%の条件下で、70℃における上記加硫ゴムシートの損失正接tanδを測定した。そして、基準比較例の低発熱性指数を100とし、下記計算式により、各配合のtanδを指数表示した。指数が大きいほど、発熱しにくく、低燃費性に優れることを示す。
(低発熱性指数)=(基準比較例のtanδ)/(各配合のtanδ)×100
JIS K6251に準じて上記加硫ゴムシートの引張試験を行い、破断伸びを測定した。測定結果は、基準比較例を100とし、下位計算式により指数表示した。指数が大きい程、ゴム強度が高く、耐久性に優れることを示す。
(ゴム強度指数)=(各配合の破断伸び)/(基準比較例の破断伸び)×100
ランボーン型摩耗試験機を用いて、室温、スリップ率20%の条件で、上記加硫ゴムシートの摩耗試験を行なった。測定結果は、基準比較例を100とし、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど、耐摩耗性に優れることを示す。
(耐摩耗性指数)=(基準比較例の摩耗量)/(各配合の摩耗量)×100
JIS K6300に準じて、130℃で上記未加硫組成物のムーニー粘度を測定した。測定結果は、基準比較例を100とし、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど、ムーニー粘度が低く、加工が容易である(加工性に優れる)ことを示す。
(混練り加工性指数)=(基準比較例のムーニー粘度)/(各配合のムーニー粘度)×100
JIS K6300に準じて、130℃で上記未加硫組成物のスコーチタイムを測定した。測定結果は、基準比較例を100とし、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど、スコーチタイムが長く、加工が容易である(加工性に優れる)ことを示す。
(押出し加工性指数)=(各配合のスコーチタイム)/(基準比較例のスコーチタイム)×100
Claims (6)
- ゴム成分、シリカ、並びにジスルフィド系シランカップリング剤及び/又はメルカプト系シランカップリング剤を混練りする工程(I)と、
該工程(I)で得られた混練り物、及びテトラスルフィド系カップリング剤を最高到達温度が95〜135℃の条件で混練りする工程(II)とを含むタイヤ用ゴム組成物の製造方法。 - 前記タイヤ用ゴム組成物が、前記ゴム成分100質量部に対して、前記シリカの含有量が10〜150質量部、前記テトラスルフィド系カップリング剤の含有量が1〜12質量部である請求項1記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
- 前記タイヤ用ゴム組成物が、前記ゴム成分100質量部に対して、下記式(1)〜(3)のいずれかで表される化合物及び下記式(2)で表される化合物の水和物からなる群より選択される少なくとも1種を0.3〜6質量部含有する請求項1又は2記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
MO3S−S−(CH2)p−S−SO3M (2)
(式中、pは3〜10の整数を表す。Mは、同一若しくは異なって、リチウム、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、ニッケル又はコバルトを表す。)
R4−S−S−(CH2)q−S−S−R5 (3)
(式中、qは2〜10の整数を表す。R4及びR5は、同一若しくは異なって、チッ素原子を含む1価の有機基を表す。) - 前記式(2)で表される化合物の水和物が1,6−ヘキサメチレン−ジチオ硫酸ナトリウム・二水和物、前記式(3)で表される化合物が1,6−ビス(N,N’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ)ヘキサンである請求項3記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
- ゴム成分、シリカ、並びにジスルフィド系シランカップリング剤及び/又はメルカプト系シランカップリング剤を混練りする工程(I)と、
該工程(I)で得られた混練り物、及びテトラスルフィド系カップリング剤を最高到達温度が95〜135℃の条件で混練りする工程(II)とを含む空気入りタイヤの製造方法。
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