JP5894182B2 - 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 - Google Patents
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Description
〔シリカ(1)の含有量〕×0.2≦〔シリカ(2)の含有量〕≦〔シリカ(1)の含有量〕×6.5
本発明では、ゴム成分として、天然ゴム及びブタジエンゴムが併用される。これにより、低温特性を改善し、氷雪上性能を向上できる。特にブタジエンゴムは、氷雪上性能の確保のための重要な成分である。
更に、加工性の改善と耐摩耗性能の改善を両立できる点から、Mw/Mnが3.0〜3.4のBRを使用することが好ましい。なお、重量平均分子量Mw、数平均分子量Mnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)(東ソー(株)製GPC−8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMALTPORE HZ−M)による測定値を基に標準ポリスチレン換算により求めたものである。
本発明では、比較的多量のアロマオイルが使用される。ミネラルオイルの場合、低温特性に優れるため、氷雪上性能は確保できるが、耐摩耗性能が悪化する。ミネラルオイルを減量することで耐摩耗性能は確保できても、低温特性の低下による氷雪上性能の低下が起こり、背反性能である氷雪上性能と耐摩耗性能を両立できない。これに対して、アロマオイルは多量に配合しても耐摩耗性能の低下が少ないため、氷雪上性能と耐摩耗性能の両立が可能となる。更に、多量のシリカ(シリカ(1)、(2))と、カーボンブラックとともに配合することにより、更に高いレベルで氷雪上性能と耐摩耗性能を両立できるとともに、良好なウェットグリップ性能も得ることができる。
本発明のゴム組成物は、シリカとして、チッ素吸着比表面積が100m2/g以下であるシリカ(1)を1種類以上、及びチッ素吸着比表面積が180m2/g以上であるシリカ(2)を1種類以上使用する。
比較的多量のシリカ(1)、シリカ(2)をアロマオイルとともに配合することにより、耐摩耗性能及び氷雪上性能を両立できるとともに、スタッドレスタイヤの弱点とされていたウェットグリップ性能を同時に向上できる。
なお、本発明では、本発明の効果を阻害しない範囲でシリカ(1)、(2)以外のシリカを配合してもよい。
なお、本明細書において、シリカのN2SAは、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される値である。
〔シリカ(1)の含有量〕×0.2≦〔シリカ(2)の含有量〕≦〔シリカ(1)の含有量〕×6.5
本発明では、シリカとともに、シランカップリング剤を使用することが好ましい。シランカップリング剤としては特に限定されず、従来からタイヤ分野において汎用されているものを使用でき、例えば、スルフィド系、メルカプト系、ビニル系、アミノ系、グリシドキシ系、ニトロ系、クロロ系シランカップリング剤などが挙げられる。なかでも、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(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)ジスルフィドなどのスルフィド系を好適に使用できる。なかでも、ゴム組成物の補強性改善効果などの点から、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド及び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。
本発明では、カーボンブラックが配合される。これにより、補強性が付与される。また、アロマオイル及びシリカ(シリカ(1)、(2))とともに、NR及びBRに配合することで、耐摩耗性能、氷雪上性能、ウェットグリップ性能をバランス良く向上できる。カーボンブラックとしては特に限定されず、SAF、ISAF、HAF、FF、GPFなどを使用できる。
なお、カーボンブラックのDBP吸油量は、JIS K6217−4:2001の測定方法によって求められる。
なお、カーボンブラックのN2SAは、JIS K6217−2:2001によって求められる。
上記ゴム組成物には、上記成分以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、他の充填剤、ステアリン酸、酸化防止剤、老化防止剤、酸化亜鉛、過酸化物、硫黄、含硫黄化合物等の加硫剤、加硫促進剤等を含有してもよい。
NR:RSS#3
BR:宇部興産(株)製のBR150B(シス含量:97質量%、ML1+4(100℃):40、25℃における5質量%トルエン溶液粘度:48cps、Mw/Mn:3.3)
カーボンブラック:キャボットジャパン(株)製のN220(N2SA:120m2/g、平均粒子径:23nm、DBP吸油量:115ml/100g)
シリカ(1):デグッサ社製のウルトラジル360(N2SA:50m2/g)
シリカ(2):ローディア社製のゼオシル1205MP(N2SA:200m2/g)
シリカ(3):デグッサ社製のウルトラシルVN3(N2SA:175m2/g)
シランカップリング剤: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)
ミネラルオイル:出光興産(株)製のPS−32(パラフィン系プロセスオイル)
アロマオイル:JX日鉱日石エネルギ−(株)製のプロセスオイルNC300S(芳香族系炭化水素(CA)量:29質量%)
ステアリン酸:日油(株)製の桐
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック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:日本精蝋(株)製のオゾエースワックス
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤TBBS: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)
加硫促進剤DPG: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)
バンバリーミキサーを用いて、表1の工程1に示す配合量の薬品を投入して、排出温度が約150℃となるよう5分間混練りした。その後、工程1により得られた混合物に対して、工程2に示す配合量の硫黄及び加硫促進剤を加え、オープンロールを用いて、約80℃の条件下で3分間混練りして、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10分間プレス加硫することにより、加硫ゴム組成物(加硫ゴムシート)を作製した。
また、得られた未加硫ゴム組成物をトレッド形状に成形して、他のタイヤ部材と貼り合わせ、170℃で15分間加硫することにより、試験用スタッドレスタイヤ(タイヤサイズ195/65R15、DS−2パターンの乗用車用スタッドレスタイヤ)を作製した。
以下に示す方法により、未加硫ゴム組成物、加硫ゴムシート、試験用スタッドレスタイヤを評価した。
JIS K6253:2006の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの硬さ試験方法」に従って、タイプAデュロメーターにより、上記加硫ゴムシートの硬度を0℃にて測定した。結果は、比較例1を100として指数表示した。指数が低いと、柔らかく、氷雪上性能に優れる。
上記加硫ゴムシートから、所定サイズの試験片を作製し、(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータVESを用いて、初期歪10%、動歪0.5%、周波数10Hz及び振幅±0.25%、昇温速度2℃/分の条件下で測定した温度−100〜100℃のtanδの温度分散曲線から、tanδピーク温度を測定し、その温度をTgとした。
上記試験用スタッドレスタイヤを国産2000ccのFR車に装着し、下記の条件の下、氷雪上で実車性能を評価した。試験場所は住友ゴム工業株式会社の北海道名寄テストコースで行い、氷上気温は−1〜−6℃、雪上気温は−2〜−10℃であった。
制動性能(氷上制動停止距離):時速30km/hでロックブレーキを踏み停止させるまでに要した氷上の停止距離を測定した。結果は、比較例1をリファレンスとして、下記式により指数表示した。
(氷雪上性能指数)=(比較例1の制動停止距離)/(各配合の制動停止距離)×100
指数が大きいほど、氷雪上での制動性能が良好であることを示す。
上記試験用スタッドレスタイヤを用いて、ウェットアスファルト路面のテストコースにて実車走行を行い、この際におけるグリップ性能(グリップ感、ブレーキ性能、トラクション性能)について、フィーリング評価を行った。
フィーリング評価は、比較例1を100として基準とし、明らかに性能が向上したとテストドライバーが判断したものを120、これまでで全く見られなかった良いレベルであるものを140とするような評点付けをした。
上記試験用スタッドレスタイヤ(タイヤサイズ195/65R15)を国産FF車に装着し、走行距離8000km後のタイヤトレッド部の溝深さを測定した。測定値からタイヤ溝深さが1mm減るときの走行距離を算出し、下記式により指数化した。
(耐摩耗性能指数)=(各配合の1mm溝深さが減るときの走行距離)/(比較例1のタイヤ溝が1mm減るときの走行距離)×100
指数が大きいほど、耐摩耗性能が良好であることを示す。
Claims (2)
- 天然ゴム及びブタジエンゴムを含むゴム成分、アロマオイル、シリカ及びカーボンブラックを含み、
前記ゴム成分100質量%中の前記天然ゴム及び前記ブタジエンゴムの合計含有量が30質量%以上であり、
前記ゴム成分100質量部に対して、前記アロマオイルの含有量が12〜85質量部であり、
前記シリカ及び前記カーボンブラックの合計100質量%中の該シリカの含有量が45質量%以上であり、
前記シリカとして、チッ素吸着比表面積が20〜100m 2 /gであるシリカ(1)を1種類以上、及びチッ素吸着比表面積が180〜300m 2 /gであるシリカ(2)を1種類以上含み、シリカ(1)及び(2)の合計含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して、30〜150質量部であり、
シリカ(1)の含有量及びシリカ(2)の含有量が以下の式を満たすスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
〔シリカ(1)の含有量〕×0.2≦〔シリカ(2)の含有量〕≦〔シリカ(1)の含有量〕×6.5 - 請求項1記載のゴム組成物をトレッドに用いたスタッドレスタイヤ。
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