JP6240731B1 - スタッドレスタイヤ用キャップトレッドゴム組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
前記ブタジエンゴムは、シス含量が70質量%以上であることが好ましい。
前記ゴム成分100質量部に対して、可塑剤を20質量部以上含むことが好ましい。
本発明のスタッドレスタイヤ用キャップトレッドゴム組成物は、天然ゴム(NR)及び/又はイソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)を含むゴム成分と、シリカを含む充填剤とをそれぞれ所定量含み、かつ当該シリカとして所定以上の窒素吸着比表面積を持つ微粒子シリカを所定量用いたものである。
なお、本明細書において、シス含量は、赤外吸収スペクトル分析により算出される値である。
充填剤の合計含有量は、ゴム100質量部に対して、好ましくは10〜200質量部、より好ましくは20〜180質量部、更に好ましくは30〜150質量部である。上記範囲内にすることで、本発明の効果が発揮される。なお、シリカ等の各種充填剤は、単独又は2種以上を併用できる。
Vs=(ρ0/ρ1−1)×100(%) (I)
(式(I)中、ρ1は加硫ゴム(発泡ゴム)の密度(g/cm3)を示し、ρ0は加硫ゴム(発泡ゴム)における固相部の密度(g/cm3)を示す。)
本発明では、前記スタッドレスタイヤ用キャップトレッドゴム組成物を用いると共に、SBRを含むスタッドレスタイヤ用ベーストレッドゴム組成物を用いることが好ましい。これにより、トレッド部のキャップ/ベース間のゴム物性の差を減少し、破壊性能向上やノイズの低減が実現する。
前記キャップトレッドゴム組成物、前記ベーストレッド用ゴム組成物を用いたスタッドレスタイヤは、該ゴム組成物を用いて通常の方法により製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合した前記キャップトレッドゴム組成物、前記ベーストレッド用ゴム組成物を、未加硫の段階で部材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した後、加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造できる。
NR:TSR
BR1:下記製造例1(変性ハイシスBR)
BR2:宇部興産(株)製のBR−150B
SBR:ランクセス社製 Buna SL4525−0(スチレン含量25質量%、非油展、非変性S−SBR)
シリカ1:エボニック社製のウルトラシル9000GR(N2SA:240m2/g、CTAB:200m2/g)
シリカ2:東ソー・シリカ社製、Nipsil AQ (N2SA:200m2/g、CTAB:155m2/g)
シリカ3:エボニック社製のUltrasil VN3(N2SA:175m2/g、CTAB:175m2/g)
シランカップリング剤:エボニック社製Si75
カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイアブラックI(ISAFクラス、N2SA:114m2/g)
オイル:H&R社製のVivatec500(TDAEオイル)
樹脂:テルペン樹脂(ヤスハラケミカル(株)製のYSレジンPX−1250、軟化点125℃)
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
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)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
発泡剤:永和化成工業(株)製ネオセルボン SB#51(4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド))
有機繊維:下記製造例2
ワックス:日本精蝋(株)製のオゾエース0355
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤1: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)
加硫促進剤2: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)
5Lオートクレーブに、窒素雰囲気下、シクロヘキサン2.4kg、1,3−ブタジエン300gを仕込んだ。これらに、予めバーサチック酸ネオジム(0.09mmol)のシクロヘキサン溶液、メチルアルモキサン(1.0mmol)のトルエン溶液、水素化ジイソブチルアルミニウム(3.5mmol)及びジエチルアルミニウムクロリド(0.18mmol)のトルエン溶液と、1,3−ブタジエン(4.5mmol)とを50℃で30分間反応熟成させて調製した触媒を仕込み、80℃で70分間重合反応を行った。
次に、反応温度60℃に保ち、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(4.5mmol)のトルエン溶液を添加し、30分間反応を行い、活性末端を変性させた。その後、2,4−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール1.5gを含むメタノール溶液を添加した。
次に、水酸化ナトリウムによりpH10に調整した水溶液20Lに、上記変性重合体溶液を添加し、110℃で2時間、脱溶媒後、110℃のロールで乾燥させて、BR1(変性ハイシスBR)を得た。得られた重合体は、シス含量97質量%、ビニル量1.1%、Mw48万であった。
<分子量>
下記の条件(1)〜(8)でゲル・パーミエイション・クロマトグラフ(GPC)法により、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)を求めた。
(1)装置:東ソー(株)製HLC−8220
(2)分離カラム:東ソー(株)製HM−H(2本直列)
(3)測定温度:40℃
(4)キャリア:テトラヒドロフラン
(5)流量:0.6mL/分
(6)注入量:5μL
(7)検出器:示差屈折
(8)分子量標準:標準ポリスチレン
<重合体の構造同定>
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行った。測定結果から、ビニル量、シス含量を算出した。
二軸押出機を用い、ポリエチレン(日本ポリエチレン(株)製、ノバテックHJ360(MFR5.5、融点132℃)40質量部と、エチレン−ビニルアルコール共重合体((株)クラレ製、エバールF104B(MFR4.4、融点183℃))40質量部とを投入し、各々同時に押し出して、常法に従ってポリエチレンからなる被覆層が形成された親水性樹脂繊維を作製した。この親水性樹脂繊維の平均径は20μm、平均長さは3mmであった。
表1、3に示す配合内容に従い、(株)神戸製鋼所製の1.7Lバンバリーミキサーを用いて、ベース練り工程に記載の材料を150℃の条件下で5分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に仕上げ工程に記載の薬品を添加し、オープンロールを用いて、80℃の条件下で5分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。
表2に示す配合内容に従い、(株)神戸製鋼所製の1.7L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5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、80℃の条件下で5分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫キャップトレッドゴム組成物をキャップトレッド、未加硫ベーストレッドゴム組成物をベーストレッドの形状にそれぞれ成形し、タイヤ成型機上で、他のタイヤ部材と共に貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、170℃で10分間加硫し、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15、乗用車用スタッドレスタイヤ)を製造した。
得られた試験用タイヤを下記により評価し、結果を表1、3に示した。
試験用タイヤを以下の方法で評価し、結果を表1、3に示した。なお、表1(実施例1〜6、比較例1〜3)は、比較例1を基準とした指数である。表3は、実施例1及び比較例4が比較例1を、比較例5が比較例6を基準とした指数である。
<発泡率Vs>
各キャップトレッド配合について、前記式(I)により、それぞれの発泡率を算出した。
転がり抵抗試験機を用い、各試験用タイヤを、リム(15×6JJ)、内圧(230kPa)、荷重(3.43kN)、速度(80km/h)で走行させたときの転がり抵抗を測定し、基準比較例を100とした時の指数で表示した。指数は大きい方が良好(低燃費性)である。指数が85以上の場合、実用的に問題ない。
各試験用タイヤを国産FF2000cc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、タイヤ溝深さが1mm減るときの走行距離を算出し、下記の式により指数化した。指数が大きいほど、耐摩耗性が良好である。
耐摩耗性指数=(1mm溝深さが減るときの走行距離)/(基準比較例のタイヤ溝が1mm減るときの走行距離)×100
各試験用タイヤを用いて、下記の条件で氷上で実車性能を評価した。試験用タイヤを国産2000ccのFF車に装着した。試験場所は住友ゴム工業株式会社の北海道旭川テストコース(氷上)で行い、氷上気温は−1〜−6℃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。基準比較例100として、下記式により指数表示した。指数が大きいほど、氷上での制動性能が良好であることを示す。指数が85以上の場合、実用的に問題ない。
(氷上グリップ指数)=(基準比較例の停止距離)/(各配合の停止距離)×100
各試験用タイヤを国産2000ccのFF車に装着し、北海道旭川テストコースにて、雪氷のない0〜3℃の路面を100km/hにて実車走行し、コーナリング、直進性についてフィーリングによる評価を行った。フィーリング評価は、基準比較例を100として、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、はるかに良いレベルであるものを140と、評点付けをした。
各試験用タイヤを国産2000ccのFF車に装着し、北海道旭川テストコースにて、雪氷のない0〜3℃の路面にて実車走行し、時速100km/hでロックブレーキを踏み停止させるまでに要した停止距離を測定した。
基準比較例を100として、下記式により指数表示した。指数が大きいほど、低温高速グリップ性能(制動性能)が良好であることを示す。
(低温高速グリップ性能指数)=(基準比較例の停止距離)/(各配合の停止距離)×100
Claims (6)
- 天然ゴム及び/又はイソプレンゴムと、ブタジエンゴムと、スチレンブタジエンゴムとを含むゴム成分、並びに、充填剤を含有し、
前記ゴム成分100質量%中の前記天然ゴム、前記イソプレンゴム及び前記ブタジエンゴムの合計含有量が80質量%以上、前記ブタジエンゴムの含有量が30質量%以上、前記スチレンブタジエンゴムの含有量が0.3〜10質量%、
前記充填剤100質量%中のシリカの含有量が60質量%以上、
前記ゴム成分100質量部に対する窒素吸着比表面積190m2/g以上の微粒子シリカの含有量が50質量部以上であるスタッドレスタイヤ用キャップトレッドゴム組成物。 - 前記ゴム成分100質量%中の前記天然ゴム、前記イソプレンゴム及び前記ブタジエンゴムの合計含有量が90質量%以上、前記スチレンブタジエンゴムの含有量が0.3〜5質量%である請求項1記載のスタッドレスタイヤ用キャップトレッドゴム組成物。
- 前記ゴム成分100質量部に対する前記シリカの含有量が80質量部以上であり、
前記微粒子シリカの窒素吸着比表面積が210m2/g以上である請求項1又は2記載のスタッドレスタイヤ用キャップトレッドゴム組成物。 - 前記ブタジエンゴムは、シス含量が70質量%以上である請求項1〜3のいずれかに記載のスタッドレスタイヤ用キャップトレッドゴム組成物。
- 前記ゴム成分100質量部に対して、可塑剤を20質量部以上含む請求項1〜4のいずれかに記載のスタッドレスタイヤ用キャップトレッドゴム組成物。
- 請求項1〜5のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製したキャップトレッドを有するスタッドレスタイヤ。
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