JP6342920B2

JP6342920B2 - タイヤの高剛性配合物

Info

Publication number: JP6342920B2
Application number: JP2015556603A
Authority: JP
Inventors: アゴレッティパスクァーレ; ボッティフランチェスコ
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-02-08
Filing date: 2014-02-08
Publication date: 2018-06-13
Anticipated expiration: 2034-02-08
Also published as: CN104981507B; ITRM20130071A1; JP2016507625A; RU2015138129A; US20150368445A1; RU2647038C2; EP2954001B1; CN104981507A; EP2954001A1; WO2014122623A1

Description

本発明は、タイヤの高剛性配合物に関する。

より具体的には、本発明は、トレッドアンダーレイヤー、トレッドベース、ビードフィラー、摩耗ゴムストリップ、又はサイドウォール等のタイヤの構造部品のための配合物に関する。

「架橋可能な不飽和鎖のポリマー基材」との用語は、硫黄系システムで架橋（硬化）した際のエストラマーに典型的な、全ての化学的、物理的及び機械的特性を取り得る、任意の未架橋の天然又は合成のポリマーを意味することを意図する。

「硬化剤」との用語は、硫黄及び促進剤等のポリマー基材を架橋することができる物質を意味することを意図する。

「メチレンドナー」樹脂との用語は、「メチレンアクセプター」化合物の存在下で、メチレン架橋で架橋することが可能な樹脂を意味することを意図する。

既知のように、タイヤ産業内では、ヒステリシスが低く、そのため、剛性等の他の特性を損なわず、タイヤの操縦性能に影響せずに、転がり抵抗を改善するタイヤ部品を製造できる配合物への強い需要が存在する。

個々の部品の特性は、一般に、それぞれの配合物に用いるカーボンブラックの種類と量に基づき調整される。

ＡＳＴＭ規格Ｄ１７６５は、その表面積によりカーボンブラックを分類している。

より具体的には、ＡＳＴＭ規格Ｄ１７６５において、カーボンブラックは、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ５、Ｎ６に分類され、ここで、Ｎ１は１２１〜１５０ｍ^２／ｇの表面積を示し、Ｎ２は１００〜１２０ｍ^２／ｇの表面積を示し、Ｎ３は７０〜９９ｍ^２／ｇの表面積を示し、Ｎ５は４０〜４９ｍ^２／ｇの表面積を示し、Ｎ６は３３〜３９ｍ^２／ｇの表面積を示す。

当業者に知られているように、高表面積のカーボンブラックは剛性を改善するが、ヒステリシスを増加させ、それゆえ、転がり抵抗を増加させる。一方、低表面積のカーボンブラックは、ヒステリシスを低減し、それゆえ、転がり抵抗を低減させるが、剛性を損なう。

良好な転がり抵抗と操縦性能の両方を達成し得る配合物を実現するには、中域のカーボンブラック（Ｎ３）を使用するか、又は２つの異なるカーボンブラックの区分を組み合わせ、一方の剛性とヒステリシスの影響を、他方の剛性とヒステリシスの影響とバランスさせることが一般的な方法である。これらの２つの解決策のどちらも、ヒステリシス値又は剛性を損なわないものの、いずれも有意な改善ももたらさない。

従って、優れた剛性を有しつつ、転がり抵抗を損なわないゴム配合物に対する要求が存在する。

本発明によれば、架橋可能な不飽和鎖のポリマー基材と、補強性充填材と、硬化剤と、を含むタイヤの構造部品の配合物であって、該配合物は、補強性樹脂混合物を含み、該補強性樹脂混合物は、（ａ）メチレンドナー化合物と組み合わされたメチレンアクセプター樹脂と、（ｂ）ヒドラジド由来樹脂と、を含み、前記補強性充填材は、水素吸着で測定した表面積（Ｎ２ＳＡ）が１００〜１５０ｍ^２／ｇのカーボンブラック２０〜８０重量％及び水素吸着で測定した表面積（Ｎ２ＳＡ）が３３〜４９ｍ^２／ｇのカーボンブラック８０〜２０重量％の混合物を含むことを特徴とする、配合物が提供される。

好ましくは、前記配合物は、前記補強性樹脂混合物を２〜２０ｐｈｒ、前記カーボンブラックを合計で２０〜７０ｐｈｒを含む。

好ましくは、前記メチレンアクセプター樹脂は、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂であり、前記メチレンドナー化合物は、ヘキサメトキシメチルメラミンである。

好ましくは、前記補強性樹脂混合物は、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂を２０〜８０重量％、ヒドラジド由来樹脂を２０〜８０重量％含む。

好ましくは、前記ヒドラジド由来樹脂は、２−ヒドロキシ−Ｎ’−（１−メチルエチリデン）−３−ナフトエ酸ヒドラジド、２−ヒドロキシ−Ｎ’−（１−メチルプロピリデン）−３−ナフトエ酸ヒドラジド、２−ヒドロキシ−Ｎ’−（１−メチルブチリデン）−３−ナフトエ酸ヒドラジド、２−ヒドロキシ−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−ナフトエ酸ヒドラジド、２−ヒドロキシ−Ｎ’−（２，６−ジメチル−４−ヘプチリデン）−３−ナフトエ酸ヒドラジド、Ｎ’−（１−メチルエチリデン）−サリチル酸ヒドラジド、Ｎ’−（１−メチルプロピリデン）−サリチル酸ヒドラジド、Ｎ’−（１−メチルブチリデン）−サリチル酸ヒドラジド、Ｎ’−（１，３−ジメチルブチリデン）−サリチル酸ヒドラジド、及びＮ’−（２，６−ジメチル−４−ヘプチリデン）−サリチル酸ヒドラジドを含む群から選択される。

好ましくは、前記架橋可能な不飽和鎖のポリマー基材は、天然ゴム４０〜８０ｐｈｒと、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレンゴムを含む群の中の合成ゴム２０〜６０ｐｈｒと、を含む。

本発明に従う配合物は、好ましくは、トレッドアンダーレイヤー、トレッドベース、ビードフィラー、摩耗ゴムストリップ、又はサイドウォール等の部品を製造するために用いられる。

本発明によれば、本発明に従う配合物から製造された部品も提供される。

本発明によれば、本発明に従う配合物から製造された部品を備えるタイヤも提供される。

以下は、本発明の明確な理解のための非限定的な例である。

５つのコントロール配合物（対照１〜対照５）と、本発明に従う１つの配合物（配合物Ａ）を調製した。より具体的には、コントロール配合物は、本発明に従う２つのカーボンブラックの混合物を用い、本発明に従う樹脂混合物を伴わないもの（対照１）、本発明に従う樹脂混合物を用い、１種類のみのカーボンブラックを伴うもの（対照２及び対照３）、本発明に従うカーボンブラックの混合物を用い、１種類の樹脂のみを伴うもの（対照４及び対照５）である。一方、本発明に従う配合物（配合物Ａ）は、請求項１に記載のように、カーボンブラックの混合物と補強性樹脂の混合物の両方を採用している。

−配合物の調製−
（第１混合段階）
混合する前に、２３０−２７０リットルの接線式回転ミキサーに、架橋可能なポリマー基材と、カーボンブラックの一部（配合物に用いる総量の５０〜７０％）とを、６６〜７２％の充填率まで装填した。

前記ミキサーを４０〜６０ｒｐｍの速度で操作し、得られた混合物を温度１４０〜１６０℃に達したところで取り出した。

（第２混合段階）
第１段階からの混合物に、カーボンブラックの残りと、メチレンアクセプター化合物と、ヒドラジン由来樹脂（必要ならば）を加えた。前記ミキサーを４０〜６０ｒｐｍの速度で操作し、得られた混合物を温度１３０〜１５０℃に達したところで取り出した。

（第３混合段階）
第２段階からの混合物に、硬化剤と、必要ならばメチレンドナー化合物とを、充填率６３〜６７％まで加えた。

前記ミキサーを４０〜６０ｒｐｍの速度で操作し、得られた混合物を温度１００〜１１０℃に達したところで取り出した。

表１は、５つのコントロール配合物及び本発明に従う配合物の組成をｐｈｒで示している。

ＮＲは天然ゴムであり、ＢＲは、ブタジエンゴムであり、メチレンアクセプター樹脂は、フェノール−ホルムアルデヒドであり、メチレンドナー化合物は、ヘキサメトキシメチルメラミンであり、ヒドラジド樹脂は、２−ヒドロキシ−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−ナフトエ酸ヒドラジド（ＢＭＨ）である。

上述の配合物に対して、ＩＳＯ規格４６６４に従って試験し、弾性率Ｅ’（３０℃）及びＴａｎＤ（６０℃）を測定し、また、剛性及び転がり抵抗をそれぞれ測定した。

表２は、対照１の配合物を基準にして、転がり抵抗及び剛性の結果を指数化して示している。

表２の結果によって明確に示されるように、本発明に従う配合物は、転がり抵抗を悪化させることなく、剛性を大きく向上させる利点を有している。

充填剤として２つの異なる表面積のカーボンブラックの混合物を採用するという、一般的に用いられている解決策を代表する対照１の配合物を基準として指数化して判断した。

コントロール配合物の結果の分析は、上述の利点は、樹脂混合物とカーボンブラック混合物の両方を採用することによってのみ達成されることを示している。

より具体的には、コントロール配合物の対照２及び対照３は、１種類のみのカーボンブラックと共に、本発明に従う樹脂混合物を用いても、剛性における有意な改善をもたらすことができないことを示しており、コントロール配合物の対照４及び対照５は、１種類のみの樹脂と共に、カーボンブラック混合物を用いても、転がり抵抗を大幅に悪化させるという犠牲の下にのみ、剛性の向上がもたらされることを示している。コントロール配合物の対照４及び対照５が剛性においてどれだけ向上しても、本発明に従う配合物Ａの剛性よりも、かなり低いことにも注目することが重要である。

Claims

架橋可能な不飽和鎖のポリマー基材と、補強性充填材と、硬化剤と、を含むタイヤの構造部品の配合物であって、
該配合物は、補強性樹脂混合物を含み、該補強性樹脂混合物は、（ａ）メチレンドナー化合物と組み合わされたメチレンアクセプター樹脂と、（ｂ）ヒドラジド由来樹脂と、を含み、
前記補強性充填材は、窒素吸着で測定した表面積（Ｎ_２ＳＡ）が１００〜１５０ｍ^２／ｇのカーボンブラック２０〜８０重量％及び窒素吸着で測定した表面積（Ｎ_２ＳＡ）が３３〜４９ｍ^２／ｇのカーボンブラック８０〜２０重量％の混合物を含み、
前記補強性樹脂混合物を２〜２０ｐｈｒ、前記カーボンブラックを合計で２０〜７０ｐｈｒ含むことを特徴とする、配合物。
前記メチレンアクセプター樹脂が、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂であり、前記メチレンドナー化合物が、ヘキサメトキシメチルメラミンであることを特徴とする、請求項１に記載の配合物。
前記補強性樹脂混合物は、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂を２０〜８０重量％、ヒドラジド由来樹脂を２０〜８０重量％含むことを特徴とする、請求項２に記載の配合物。
前記ヒドラジド由来樹脂は、２−ヒドロキシ−Ｎ’−（１−メチルエチリデン）−３−ナフトエ酸ヒドラジド、２−ヒドロキシ−Ｎ’−（１−メチルプロピリデン）−３−ナフトエ酸ヒドラジド、２−ヒドロキシ−Ｎ’−（１−メチルブチリデン）−３−ナフトエ酸ヒドラジド、２−ヒドロキシ−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−ナフトエ酸ヒドラジド、２−ヒドロキシ−Ｎ’−（２，６−ジメチル−４−ヘプチリデン）−３−ナフトエ酸ヒドラジド、Ｎ’−（１−メチルエチリデン）−サリチル酸ヒドラジド、Ｎ’−（１−メチルプロピリデン）−サリチル酸ヒドラジド、Ｎ’−（１−メチルブチリデン）−サリチル酸ヒドラジド、Ｎ’−（１，３−ジメチルブチリデン）−サリチル酸ヒドラジド、及びＮ’−（２，６−ジメチル−４−ヘプチリデン）−サリチル酸ヒドラジドを含む群から選択されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の配合物。
前記架橋可能な不飽和鎖のポリマー基材は、天然ゴム４０〜８０ｐｈｒと、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、及びイソプレンゴムを含む群の中の合成ゴム２０〜６０ｐｈｒと、を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の配合物。
請求項１〜５のいずれかに記載の配合物から作られたタイヤの構造部品であって、
トレッドアンダーレイヤー、トレッドベース、ビードフィラー、摩耗ゴムストリップ、及びサイドウォールを含む群に属することを特徴とする、構造部品。
請求項６に記載の構造部品を備えるタイヤ。