JP6430868B2 - ゴム組成物及びタイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、ゴム組成物及びそれを用いて作製した部材を有するタイヤに関する。
従来、アラミド、セルロース等の短繊維や、シンジオタクチックポリブタジエン等の結晶性ポリマーでゴムを補強して硬度及びモジュラスを向上させ、例えば70℃での複素弾性率(E)を向上させて操縦安定性を改善する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。ただし、弾性率が向上した場合であっても、操縦安定性以外のタイヤに要求される他の性能も全て向上するとは限らない。
特許文献1には、耐摩耗性に優れるゴム組成物を提供することを目的として、ジエン系ゴム成分、澱粉およびセルロースからなるゴム組成物が提案され、セルロースとして特にバクテリアセルロースを用いることも提案されている。しかし特許文献1の技術は、ゴムとセルロースとの相容性が悪いことによって破断特性が悪く、ゴムとセルロースとの界面におけるエネルギーロスが大きいという問題を有する。
特許文献2には、低反発性と剛性(操縦安定性)を両立しうるゴム組成物として、天然植物繊維から調製された微粉末セルロース繊維をジエン系ゴムに配合したゴム組成物が開示されている。しかし特許文献2の技術は、その製法上、セルロース繊維の繊維長が短いため、セルロース繊維配合量に見合った剛性、補強性を得る面において改善の余地がある。
また、セルロースは、水分散体から乾燥させると凝集してしまい、そのままではゴムと混合時にナノレベルで分散しないという課題がある。それにより破壊強度向上や転がり抵抗の低減が困難であった。一方、これまでのセルロースは分散させるために、セルロースを一旦水に分散させ、そこにゴムラテックスを投入、撹拌、そして乾燥という処理を行っていた。この手法は、セルロースを分散させるのに有効ではあるが使用するゴム種がラテックスで限られてしまう(例えば、特許文献3参照)。
よって、環境への配慮がなされており、破断特性に優れかつエネルギーロスの少ないゴム組成物を得ることは未だ困難である。
特開2005−133025号公報 特開2005−75856号公報 特開2013−204010号公報
本発明は、前記課題を解決し、環境への配慮がなされているとともに、優れた破断特性と低いエネルギーロスとが両立されたゴム組成物、及び、それを用いて作製される部材を有し、環境への配慮がなされかつ転がり抵抗特性及び耐久性に優れるタイヤを提供することを目的とする。
本発明は、ゴム成分と、化学変性ミクロフィブリルセルロースと、カーボンブラックとを含み、前記化学変性ミクロフィブリルセルロースが、ミクロフィブリルセルロース中の一部の水酸基の水素原子が下記式(1)で表される置換基によって置換された構造を有することを特徴とするゴム組成物に関する。
−A−R (1)
(式(1)中、Rは、少なくとも1個の不飽和結合を有する炭素数3〜30の炭化水素基を表し、Aは、カルボニル基(−CO−)を表す。)
前記化学変性ミクロフィブリルセルロースの置換度は、0.05〜2.0であることが好ましい。
前記カーボンブラックの含有量は、前記ゴム成分100質量部に対して、5〜200質量部であることが好ましい。
前記化学変性ミクロフィブリルセルロースの含有量は、前記ゴム成分100質量部に対して0.5〜10質量部であることが好ましい。
前記化学変性ミクロフィブリルセルロースの平均繊維径は、2〜100nmであることが好ましい。
本発明はまた、前記ゴム組成物を用いて作製した部材を有するタイヤに関する。
本発明によれば、環境への配慮がなされているとともに、優れた破断特性と低いエネルギーロスとが両立されたゴム組成物、及び当該ゴム組成物を用いて作製された部材を有し、環境への配慮がなされ、かつ転がり抵抗特性、耐久性に優れるタイヤを提供することが可能となる。
本発明のゴム組成物は、ゴム成分と、化学変性ミクロフィブリルセルロースと、カーボンブラックとを含み、当該化学変性ミクロフィブリルセルロースは、ミクロフィブリルセルロース中の一部の水酸基の水素原子が下記式(1);
−A−R (1)
(式(1)中、Rは、少なくとも1個の不飽和結合を有する炭素数3〜30の炭化水素基を表し、Aは、カルボニル基(−CO−)を表す。)で表される置換基によって置換された構造を有する。当該化学変性ミクロフィブリルセルロースはゴム補強剤としての作用を有する。当該化学変性ミクロフィブリルセルロースには、上記式(1)で表される特定の置換基(変性基)が導入されているため、該変性基とゴムとが加硫時に直接結合することにより、ゴムと該化学変性ミクロフィブリルセルロースとの界面を強固にすることができ、また、該化学変性ミクロフィブリルセルロースとゴムとの相容性を向上させることができる。また、本発明者が種々検討した結果、このような不飽和結合を有する化学変性ミクロフィブリルセルロースとカーボンブラックとを併用することにより、相乗的にゴム組成物中での該化学変性ミクロフィブリルセルロースの分散性を向上させることができ、例えば、不飽和結合を有さない化学変性ミクロフィブリルセルロース(例えば、飽和結合のみを有する化学変性ミクロフィブリルセルロース)とカーボンブラックとを併用した場合に比べて、当該化学変性ミクロフィブリルセルロースの分散性を顕著に向上させることができる、ということを初めて見出した。
これらのことから、本発明のゴム組成物においては、上記特定の化学変性ミクロフィブリルセルロースがゴム組成物中に高均一に分散することで、ゴムとの界面をより強固にできて、ゴムとの界面におけるエネルギーロスを顕著に小さくできる。結果、破断特性、低燃費性に優れたゴム組成物が得られる。したがって、本発明のゴム組成物を例えばタイヤに用いる場合には、該タイヤの破断強度(耐久性)及び転がり抵抗特性(低燃費性)を高度に両立させることができる。
また、ミクロフィブリルセルロースは、石油を原料としない材料であるため、石油資源の使用量を低減でき、環境に配慮できる。
<ゴム成分>
本発明において用いられるゴム成分としては、ゴム工業において用いられる一般的なゴムを使用することができるが、例えば、天然ゴム(NR)、エポキシ化天然ゴム(ENR)、水素化天然ゴム、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)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)等のジエン系ゴムを用いることが好ましい。また、上記ゴム成分としては上記ジエン系ゴム以外の他のゴム成分を含んでいてもよく、該他のゴム成分としては、例えば、ハロゲン化ブチルゴム(X−IIR)、ブチルゴム(IIR)などのブチル系ゴム等が挙げられる。
これらゴム成分は、1種を用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記ゴム成分としては、本発明のゴム組成物を用いる部材に求められる物性に応じて最適な種及び組み合わせを選択する必要があるが、本発明のゴム組成物をどのような部材に用いるにしても、NRを必須として含むことが好ましい。ゴム成分としてNRを用いることにより、本発明における化学変性ミクロフィブリルセルロースとカーボンブラックとを併用することで顕著に向上する当該化学変性ミクロフィブリルセルロースのゴム組成物中での分散性を更に高めることができ、本発明の効果を更に顕著に奏することが可能となる。
上記天然ゴムとしては特に限定されず、例えば、SIR20、RSS#3、TSR20等、ゴム工業において一般的なものを使用できる。
上記ゴム成分中の各ゴムの含有量は特に制限されず、適宜設定することができるが、上記ゴム成分100質量%中のNRの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上である。5質量%未満であると、上述したNRを配合したことによる効果が得られないおそれがある。また、該含有量の上限は特に限定されず、100質量%であっても構わない。
<化学変性ミクロフィブリルセルロース>
本発明において用いられる化学変性ミクロフィブリルセルロースの原料となるミクロフィブリルセルロースとしては、例えば、木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、農作物残廃物、布、再生パルプ、古紙、バクテリアセルロース、ホヤセルロース等の天然物から選択される少なくともいずれかに由来するミクロフィブリルセルロースが挙げられる。
なお本発明において、ミクロフィブリルセルロースとは、典型的には、平均繊維径が2nm〜1μmの範囲内であるセルロース繊維、より典型的には、セルロース分子の集合により形成されている平均繊維径100nm以下の微小構造を有するセルロース繊維を意味する。なお、典型的なミクロフィブリルセルロースは、例えば、上記のような平均繊維径を有するセルロース繊維の集合体として形成されていることができる。
本発明においては、上記のような天然物に由来するミクロフィブリルセルロースを用いることにより、二酸化炭素排出量の顕著な削減効果を得ることができ、これにより本発明のゴム組成物は環境への配慮がなされたものとなる。中でも、二酸化炭素排出量の削減効果が良好でかつ入手が容易な点で、上記ミクロフィブリルセルロースとしては、木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、農作物残廃物、布、再生パルプ、及び古紙からなる群より選択される少なくとも1種に由来するミクロフィブリルセルロースであることが特に好ましい。これらミクロフィブリルセルロースとしては、1種を用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記ミクロフィブリルセルロースの製造方法としては特に限定されないが、例えば、上記ミクロフィブリルセルロースの原料を水酸化ナトリウム等の薬品で化学処理した後、リファイナー、二軸混錬機(二軸押出機)、二軸混錬押出機、高圧ホモジナイザー、媒体撹拌ミル、石臼、グラインダー、振動ミル、サンドグラインダー等により機械的に磨砕ないし叩解する方法が挙げられる。また、その他の方法として、上記ミクロフィブリルセルロースの原料を超高圧処理する方法なども挙げられる。
本発明において用いられる化学変性ミクロフィブリルセルロースは、ミクロフィブリルセルロース中の一部の水酸基の水素原子が下記式(1);
−A−R (1)
(式(1)中、Rは、少なくとも1個の不飽和結合を有する炭素数3〜30の炭化水素基を表し、Aは、カルボニル基(−CO−)を表す。)で表される置換基によって置換された構造を有するものである。
上記化学変性ミクロフィブリルセルロースは、1種を用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。2種以上を組み合わせる態様としては、例えば、置換基の種類、ミクロフィブリルセルロース原料の種類、平均繊維径等が異なる組み合わせを例示できる。
上記式(1)中のRは、少なくとも1個の不飽和結合を有する炭素数3〜30の炭化水素基を表すが、炭素数として好ましくは5以上であり、より好ましくは10以上、更に好ましくは15以上である。上記炭化水素基の炭素数を3以上とすることで、不飽和結合に隣接するα−メチル又はα−メチレンのC−Hからの脱水素により、硫黄等の架橋剤などと反応を行うことが可能となる。なお、不飽和結合の数が2個以上の場合には、上記炭化水素基の炭素数の下限は、2p+1(pは、不飽和結合の数を表す。)であることが好ましい。
一方、該炭素数として好ましくは25以下であり、より好ましくは20以下である。上記炭化水素基の炭素数を30以下とすることで、ミクロフィブリルセルロースに疎水性を付与することができる。
上記R中の不飽和結合としては、二重結合、三重結合が挙げられるが、これらの中でも二重結合であることが好ましい。また、上記R中の不飽和結合の数は、1個であってもよいし、2個以上であってもよい。なお、該不飽和結合の数の上限は、特に限定されないが、例えば6個程度が好ましく、該不飽和結合の数としては、例えば、1〜5個が好ましく、1〜3個がより好ましい。
上記R中の不飽和結合が二重結合である場合、シス体又はトランス体の構造異性体を有することとなるが、特に限定されず、いずれの構造異性体も用いることができる。
上記式(1)中のAは、カルボニル基(−CO−)を表すが、上記式(1)で表される置換基(−C(=O)−R)の具体例としては、例えば、クロトン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、ガドレイン酸、エイコセン酸、エルカ酸、ネルボン酸等のモノ不飽和脂肪族カルボン酸;ソルビン酸、リノール酸、エイコサジエン酸、ドコサジエン酸等のジ不飽和脂肪族カルボン酸;リノレン酸、ピノレン酸、エレオステアリン酸、ジホモ−γ−リノレン酸、エイコサトリエン酸等のトリ不飽和脂肪族カルボン酸;ステアリドン酸、アラキドン酸、エイコサテトラエン酸、アドレン酸等のテトラ不飽和脂肪族カルボン酸;ボセオペンタエン酸、エイコサペンタエン酸、オズボンド酸、イワシ酸、テトラコサペンタエン酸等のペンタ不飽和脂肪族カルボン酸;ドコサヘキサエン酸、ニシン酸等のヘキサ不飽和脂肪族カルボン酸等の不飽和脂肪族カルボン酸におけるカルボン酸基から−OHを除いた残基が挙げられる。これらの中でも、パルミトレイン酸、オレイン酸、バクセン酸が好ましい。
なお、上記化学変性ミクロフィブリルセルロースは、これら置換基の1種を有していてもよいし、2種以上を有していてもよい。
上記化学変性ミクロフィブリルセルロースの置換度(DS)は、親水性の高いミクロフィブリルセルロースを疎水性の高いゴム成分等のマトリックス中に均一に分散させたり、ミクロフィブリルセルロースの耐水性を向上させたりする観点から、0.05〜2.0が好ましい。該置換度は0.1以上がより好ましい。また、該置換度は0.8以下がより好ましい。
ここで、置換度とは、セルロースの水酸基のうち化学変性によって他の官能基に置換された水酸基のグルコース環単位当たりの平均個数を意味し、理論上最大値は3である。
なお、上記化学変性ミクロフィブリルセルロースが2種以上の組み合わせからなる場合、上記置換度は、化学変性ミクロフィブリルセルロース全体での平均として算出される。
上記置換度(DS)は、化学変性ミクロフィブリルセルロースから副生成物等を除去した後、重量増加率、元素分析、中和滴定法、赤外分光法、H−NMR、13C−NMR等の各種分析方法により分析することができる。
上記式(1)で表される置換基による置換に加えて、化学変性ミクロフィブリルセルロースの疎水性を更に向上させるために、必要に応じて、化学変性ミクロフィブリルセルロース中のセルロースの一部の水酸基の水素原子が、例えば、下記式(2);
−A−R (2)
(式(2)中、Rは、炭素数1〜30の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を表し、Aは、カルボニル基(−CO−)を表す。)で表される置換基によって置換されていてもよい。
本発明において用いられる化学変性ミクロフィブリルセルロースは、ミクロフィブリルセルロースを構成するセルロース中の一部の水酸基が、上述の不飽和結合を有する炭化水素基を持つ置換基によって置換された構造を有するため、親水性の高いミクロフィブリルセルロースに疎水性を付与することができる。そのため、上記化学変性ミクロフィブリルセルロースは、疎水性の高いゴム成分等のマトリックス中で良好に分散することができる。
また、上記化学変性ミクロフィブリルセルロースにおいて置換された置換基は、上述の不飽和結合を有する炭化水素基を持つため、不飽和結合の隣に位置するα−メチル又はα−メチレンのC−Hが脱水素化されやすい構造を有する。そのため、架橋を形成し得るゴム成分等のマトリックス材料中に、上記化学変性ミクロフィブリルセルロースと硫黄等の架橋剤とを配合させ、架橋させると、マトリックス材料間での架橋のみならず、マトリックスと上記化学変性ミクロフィブリルセルロースとの間でも、架橋構造を形成することが可能となる。
そのため、上記化学変性ミクロフィブリルセルロースは、硫黄等の架橋剤と共に配合されて用いられるゴム成分等のマトリックス材料の補強剤等に好適に用いることができる。
上記化学変性ミクロフィブリルセルロースの平均繊維径は、2nm以上であることが好ましい。該平均繊維径が2nm以上である場合、化学変性時のミクロフィブリルセルロースへのダメージが小さく、表面性状が平滑となりゴムとの複合後の強度を向上させることができる点で有利である。該平均繊維径は4nm以上であることがより好ましく、10nm以上であることが更に好ましく、20nm以上であることが特に好ましい。
また、上記化学変性ミクロフィブリルセルロースの平均繊維径は、1μm以下であることが好ましい。該平均繊維径が1μm以下である場合、ゴムと化学変性ミクロフィブリルセルロースとの相容性が特に良好でゴムと化学変性ミクロフィブリルセルロースとの界面におけるエネルギーロスの低減効果が顕著であるとともに、弾性率の向上によってより高い補強効果を得ることができ、かつ化学変性された表面によりゴムとの相容性を改善できる点で有利である。該平均繊維径は500nm以下であることがより好ましく、200nm以下であることが更に好ましく、100nm以下であることが特に好ましい。
なお、上記化学変性ミクロフィブリルセルロースが2種以上の組み合わせからなる場合、上記平均繊維径は、化学変性ミクロフィブリルセルロース全体での平均として算出される。
上記平均繊維径は、走査型電子顕微鏡写真による画像解析、透過型電子顕微鏡写真による画像解析、X線散乱データの解析等によって測定できる。
本発明においては、上記化学変性ミクロフィブリルセルロースが必須に用いられるが、本発明の効果を損なわない範囲で、該化学変性ミクロフィブリルセルロースに加えて化学変性されていないミクロフィブリルセルロース(本発明における化学変性ミクロフィブリルセルロースの原料となるミクロフィブリルセルロースなど)を併用することもできる。
上記化学変性ミクロフィブリルセルロースの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.5〜10質量部の範囲内であることが好ましい。化学変性ミクロフィブリルセルロースの該含有量が0.5質量部以上である場合、化学変性ミクロフィブリルセルロースの配合による補強効果および弾性率の向上効果が特に良好であり、10質量部以下である場合、ゴム中での化学変性ミクロフィブリルセルロースの分散性の悪化が生じ難い点で有利である。化学変性ミクロフィブリルセルロースの該含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.7質量部以上がより好ましく、1質量部以上が更に好ましい。他方、7質量部以下がより好ましく、5質量部以下が更に好ましい。
上記化学変性ミクロフィブリルセルロースは、原料となる上述したミクロフィブリルセルロースを変性化剤によって変性することにより得られる。
上記変性化剤としては、下記式(3);
−A−B (3)
(式(3)中、Rは、式(1)におけるRと同様である。Aは、カルボニル基(−CO−)を表す。Bは、脱離基を表す。)で表される化合物が挙げられる。
上記式(3)中のBとしては、ハロゲン原子、水酸基、下記式(4);
−OCOR (4)
(式(4)中、Rは、式(1)におけるRと同様の基、又は、炭素数1〜5(好ましくは、炭素数1〜3)のアルキル基を表す。)で表される官能基等が挙げられる。
上記式(3)で表される変性化剤の具体例としては、例えば、クロトン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、ガドレイン酸、エイコセン酸、エルカ酸、ネルボン酸等のモノ不飽和脂肪族カルボン酸;ソルビン酸、リノール酸、エイコサジエン酸、ドコサジエン酸等のジ不飽和脂肪族カルボン酸;リノレン酸、ピノレン酸、エレオステアリン酸、ジホモ−γ−リノレン酸、エイコサトリエン酸等のトリ不飽和脂肪族カルボン酸;ステアリドン酸、アラキドン酸、エイコサテトラエン酸、アドレン酸等のテトラ不飽和脂肪族カルボン酸;ボセオペンタエン酸、エイコサペンタエン酸、オズボンド酸、イワシ酸、テトラコサペンタエン酸等のペンタ不飽和脂肪族カルボン酸;ドコサヘキサエン酸、ニシン酸等のヘキサ不飽和脂肪族カルボン酸等の不飽和脂肪族カルボン酸、及びこれらの不飽和脂肪族カルボン酸の酸ハロゲン化物、酸無水物等が挙げられる。
上記式(3)で表される変性化剤とミクロフィブリルセルロースとを反応させることにより、上記式(1)で表される置換基がミクロフィブリルセルロースを構成するセルロースの一部の水酸基の水素原子と置換される。
上記式(3)で表される変性化剤によりミクロフィブリルセルロースを変性させる際の、変性化剤の配合量としては、ミクロフィブリルセルロースのグルコース単位1モルに対して、0.1〜20モルが好ましく、0.4〜10モルがより好ましい。
なお、上記変性化剤とミクロフィブリルセルロースとの反応は、ミクロフィブリルセルロースに対して上記変性化剤を過剰に加え、所定の置換度まで反応させた後、反応を停止させることにより行ってもよいし、又は、必要最小限の変性化剤を配合し、反応時間、温度、触媒量等を調整することで所定の置換度まで反応させることにより行うこともできる。
上記式(3)で表される変性化剤によって変性された化学変性ミクロフィブリルセルロースは、必要に応じて、更に下記式(5);
−A−B (5)
(式(5)中、Rは、式(2)におけるRと同様である。Aは、カルボニル基(−CO−)を表す。Bは、脱離基を表す。)で表される変性化剤によって変性されてもよい。これにより化学変性ミクロフィブリルセルロースの疎水性を更に向上させることができる。
上記式(5)で表される変性化剤と化学変性ミクロフィブリルセルロースとを反応させることで、化学変性ミクロフィブリルセルロースを構成するセルロース中の残存する水酸基の水素原子が上記式(2)で表される置換基に置換される。
ミクロフィブリルセルロースを上記変性化剤により変性する反応は、触媒を用いなくても、脱水を充分に行えば加熱することによりある程度は進行させることができるが、触媒を用いた方がより温和な条件で、かつ高効率にミクロフィブリルセルロースを変性させることができるため好ましい。
ミクロフィブリルセルロースの変性に用いられる触媒としては、例えば、塩酸、硫酸、酢酸等の酸触媒;粉末の炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ触媒;ピリジン、ジメチルアミノピリジン(DMAP)等のピリジン系化合物、トリエチルアミン、トリメチルアミン、ジアザビシクロオクタン等の非環状、又は環状三級アミン化合物等のアミン系触媒などが挙げられる。該酸触媒は、通常、水溶液の状態で用いられるため、酸触媒の添加によりエステル化反応に加えて、ミクロフィブリルセルロースの酸加水分解が起こる場合がある。この点から、アルカリ触媒、アミン系触媒が好ましく、触媒活性の観点から、アミン系触媒がより好ましく、ピリジン、DMAP、ジアザビシクロオクタンが更に好ましい。上記触媒としては、これら触媒を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよく、例えば、アルカリ触媒とアミン系触媒を併用する形態としてもよい。
上記触媒の配合量は、上述した変性化剤の配合量と等モル又はそれ以上であってよく、例えばピリジンのように液状のアミン化合物を触媒として用いる場合には触媒兼溶媒として多めに使用してもよい。該触媒の配合量としては、例えば、ミクロフィブリルセルロースのグルコース単位1モルに対して0.1〜10モルが好ましい。なお、ミクロフィブリルセルロースに対して触媒を過剰に加え、所定の置換度まで反応させた後、反応を停止させてもよいし、必要最小限の触媒を加え、反応時間、温度等を調整することで所定の置換度まで反応させることも可能である。反応後、触媒は洗浄、蒸留等により除去するのが通常好ましい。
ミクロフィブリルセルロースを変性化剤により変性させる際の反応温度としては、20〜160℃が好ましく、25〜120℃がより好ましく、30〜100℃が更に好ましい。温度が高い方がミクロフィブリルセルロースが変性する反応効率は高くなり好ましいが、温度が高すぎると一部ミクロフィブリルセルロースの劣化が起こる場合があるため、上記のような温度範囲とすることが好ましい。
上記変性化剤とミクロフィブリルセルロースとの反応は、水中で行うことも可能であるが、反応効率が非常に低くなるため、非水系溶媒中で行うことが好ましい。該非水系溶媒としては、上記変性化剤と反応しない有機溶媒であることが好ましく、例えば、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化溶媒;アセトン、メチルエチルケトン(MEK)等のケトン系溶媒;テトラヒドロフラン(THF)、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等のエーテル類のジメチル、ジエチル化物等のエーテル系溶媒;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド系溶媒;ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン等の非極性溶媒;又はこれらの混合溶媒などが挙げられる。
<カーボンブラック>
本発明のゴム組成物は、カーボンブラックを含む。カーボンブラックを配合することにより補強効果が得られると共に、驚くべきことには、上記化学変性ミクロフィブリルセルロースとカーボンブラックとを併用することにより、相乗的に上記化学変性ミクロフィブリルセルロースのゴム組成物中での分散性を顕著に向上させることが可能となる。
カーボンブラックとしては、特に限定されず、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAFなどが挙げられる。これらのカーボンブラックは、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは20m/g以上、より好ましくは25m/g以上である。また該NSAは、好ましくは200m/g以下、より好ましくは150m/g以下、更に好ましくは120m/g以下である。20m/g未満であると、充分な補強効果が得られない傾向があり、200m/gを超えると、低燃費性が低下する傾向がある。
なお、本発明において、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、JIS K6217のA法によって求められる。
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上である。該含有量は、好ましくは200質量部以下、より好ましくは150質量部以下、更に好ましくは100質量部以下、特に好ましくは70質量部以下である。上記範囲内であると、良好な低燃費性が得られる。
<その他の配合剤>
本発明のゴム組成物には、上記した成分以外に、従来ゴム工業で使用される他の配合剤、例えば、シリカ等の白色充填剤、シランカップリング剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、オイル、硬化レジン、ワックス、老化防止剤などを配合することができる。
<ゴム組成物の製造方法>
本発明のゴム組成物は、ゴム成分と、上記化学変性ミクロフィブリルセルロースと、カーボンブラックと、その他の必要な配合剤とを、例えば、ゴム用混練機等を用いて従来公知の方法で混合し、従来公知の方法で加硫することにより得られる。
<タイヤ>
本発明はまた、上述したような本発明のゴム組成物を用いて作製した部材を有するタイヤを提供する。該タイヤとしては、空気入りタイヤ、スタッドレスタイヤ、ランフラットタイヤ等が挙げられる。
本発明のタイヤは、少なくとも本発明のゴム組成物が適用された部材において石油資源由来の成分の含有比率がより低減され、省資源及び環境保護への配慮が充分なされている。また、少なくとも本発明のゴム組成物が適用された部材において、優れた破断特性と低いエネルギーロスとを与えるゴム組成物が使用されているために、地球環境に優しい「エコタイヤ」であるとともに良好な転がり抵抗特性及び耐久性を有する。
本発明のタイヤが、空気入りタイヤである場合、本発明のゴム組成物を適用できる部材としては、サイドウォール、ベーストレッド、ビードエイペックス、クリンチエイペックス、インナーライナー、アンダートレッド、ブレーカートッピング、プライトッピング、トレッド等が挙げられる。
このように、本発明のゴム組成物は、空気入りタイヤの上記各部材に好適に使用することができる。
なお、ベーストレッドとは、多層構造を有するトレッドの内層部であり、2層構造〔表面層(キャップトレッド)及び内面層(ベーストレッド)〕からなるトレッドでは内面層である。具体的には、当該ベーストレッドは、特開2008−285628号公報の図1、特開2008−303360号公報の図1などに示される部材である。
ビードエイペックスとは、ビードコアから半径方向外側にのびるように、タイヤクリンチの内側に配される部材であり、具体的には、特開2008−38140号公報の図1〜3、特開2004−339287号公報の図1などに示される部材である。
クリンチエイペックスとは、サイドウォールの内方端に配されるゴム部であり、具体的には、例えば、特開2008−75066号公報の図1、特開2004−106796号公報の図1等に示される部材である。
インナーライナーとは、タイヤ内腔面をなすように形成される部材であり、この部材により、空気透過量を低減して、タイヤ内圧を保持することができる。具体的には、特開2008−291091号公報の図1、特開2007−160980号公報の図1〜2などに示される部材である。
アンダートレッドとは、トレッドゴムとブレーカー(ベルト)ゴムとの間に位置し、ブレーカーゴムのタイヤ表面側部分を被覆する部材であり、具体的には、特開2009−191132号公報の図1などに示される部材である。
ブレーカートッピングは、スチールコードトッピングとして使用され、スチールコードとしては、1×n構成の単撚りスチールコード、k+m構成の層撚りスチールコード等が挙げられる(nは1〜27の整数、kは1〜10の整数、mは1〜3の整数など)。そして、ブレーカートッピングは、トレッドの内部で、かつカーカスの半径方向外側に配されるブレーカーに使用される。具体的には、特開2003−94918号公報の図3、特開2004−67027号公報の図1、特開平4−356205号公報の図1〜4に示されるブレーカーなどに使用される。
プライトッピングとは、カーカスプライやベルトプライにおけるコードを被覆する部材である。
次に、本発明の空気入りタイヤが有する各部材について説明する。
<サイドウォール>
本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合、用いられるゴム成分としては、上述したものと同様のものを用いることができるが、良好な耐屈曲亀裂成長性が得られるという点から、天然ゴムとブタジエンゴム(BR)とを含むことが好ましい。
ゴム成分100質量%中の天然ゴムの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上である。5質量%未満であると、優れた低燃費性が得られないおそれがある。また、該含有量は、好ましくは80質量%以下、より好ましくは60質量%以下、更に好ましくは50質量%以下である。80質量%を超えると、耐屈曲亀裂成長性が低下するおそれがある。
BRとしては特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用できるが、例えば、日本ゼオン(株)製のBR1220、宇部興産(株)製のBR130B、BR150B等の高シス含有量のブタジエンゴム、日本ゼオン(株)製のBR1250H等の変性ブタジエンゴム、宇部興産(株)製のVCR412、VCR617等のシンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するブタジエンゴム、ランクセス(株)製のBUNA−CB25等の希土類元素系触媒を用いて合成されるブタジエンゴム等を使用できる。これらBRは、1種を用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
BRのシス含量は、70質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、97質量%以上が更に好ましい。
なお、本発明において、BRのシス含量(シス1,4結合含有率)は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定できる。
BRの分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは1.5以上、より好ましくは2.0以上である。1.5未満であると、加工性が悪化するおそれがある。BRのMw/Mnは、好ましくは5.0以下、より好ましくは4.0以下である。5.0を超えると、耐屈曲亀裂成長性が悪化する傾向がある。
なお、本発明において、数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、標準ポリスチレンより換算した値である。
BRのムーニー粘度(ML1+4(100℃))は、好ましくは10以上、より好ましくは30以上である。10未満であると、フィラーの分散性が低下する傾向がある。該ムーニー粘度は、好ましくは120以下、より好ましくは80以下である。120を超えると、押し出し加工時のゴム焼け(変色)の発生が懸念される。
なお、本発明において、BRのムーニー粘度は、ISO289、JIS K6300に準じて測定される。
ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、必要な低燃費性や耐屈曲亀裂成長性を発揮させる観点から、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上、更に好ましくは50質量%以上である。また、該含有量は、加工性の観点から、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは70質量%以下である。
本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合、用いられる化学変性ミクロフィブリルセルロースとしては、上述したものと同様のものが挙げられ、上記同様の配合量で用いることができる。
本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合、用いられるカーボンブラックとしては、特に限定されず、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAFなどが挙げられる。これらのカーボンブラックは、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記カーボンブラックの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは20m/g以上、より好ましくは30m/g以上である。また該NSAは、好ましくは200m/g以下、より好ましくは150m/g以下、更に好ましくは100m/g以下である。20m/g未満であると、充分な補強効果が得られない傾向があり、200m/gを超えると、低燃費性が低下する傾向がある。
上記カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上である。該含有量は、好ましくは150質量部以下、より好ましくは100質量部以下である。上記範囲内であると、良好な低燃費性及び耐屈曲亀裂成長性が得られる。
本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合、本発明のゴム組成物は、白色充填剤を含んでいてもよい。該白色充填剤としては、ゴム工業で一般的に使用されているもの、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、セリサイトなどの雲母、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、クレー、タルク、アルミナ、酸化チタンなどを使用でき、低燃費性の観点から、シリカが好ましい。
上記シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ(無水ケイ酸)、湿式法シリカ(含水ケイ酸)等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。
上記シリカの窒素吸着比表面積(NSA)は、40m/g以上が好ましく、50m/g以上がより好ましい。40m/g未満では、加硫後の破壊強度が低下する傾向がある。また、シリカのNSAは、300m/g以下が好ましく、250m/g以下がより好ましい。300m/gを超えると、低発熱性、ゴムの加工性が低下する傾向がある。
なお、本発明において、シリカの窒素吸着比表面積は、ASTM D3037−93に準じてBET法で測定される値である。
上記白色充填剤(特に、シリカ)の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは20質量部以上である。また、該含有量は、好ましくは120質量部以下、より好ましくは100質量部以下である。上記範囲内であると、良好な低燃費性及び耐屈曲亀裂成長性が得られる。
本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に、ゴム組成物がシリカを含む場合、シランカップリング剤を更に配合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、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド等のスルフィド系、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシランなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシランなどのビニル系、3−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアミノ系、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランのグリシドキシ系、3−ニトロプロピルトリメトキシシランなどのニトロ系、3−クロロプロピルトリメトキシシランなどのクロロ系シランカップリング剤等が挙げられる。これらシランカップリング剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記シランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.5質量部以上、更に好ましくは2.5質量部以上である。0.5質量部未満であると、シリカを良好に分散させることが難しくなるおそれがある。また、該含有量は、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。20質量部を超えても、シリカの分散を向上させる効果が得られず、コストが不必要に増大する傾向がある。また、スコーチタイムが短くなり、混練りや押し出しでの加工性が低下する傾向がある。
本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合、本発明のゴム組成物は、可塑剤としてオイルを含むことが好ましい。これにより、硬度を適切な低さに調整し良好な加工性を得ることが出来る。オイルとしては特に限定されず、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどのプロセスオイル、植物油脂、及びこれらの混合物等、従来公知のオイルを使用できる。
上記オイルの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上である。また該含有量は、好ましくは15質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。上記範囲内であると、良好な加工性を付与するとともに、優れた低燃費性、耐屈曲亀裂成長性も得られる。
本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合、本発明のゴム組成物には、上記の材料以外にも、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種老化防止剤、オイル以外の可塑剤(ワックスなど)、加硫剤(硫黄、有機過酸化物など)、加硫促進剤(スルフェンアミド系、グアニジン系加硫促進剤など)などのタイヤ工業において一般的に用いられている各種材料が適宜配合されていてもよい。
<ベーストレッド>
本発明のゴム組成物をベーストレッドに適用する場合、用いられるゴム成分としては、上述したものと同様のものを用いることができるが、良好な低燃費性、操縦安定性が得られるという点から、天然ゴムとブタジエンゴム(BR)とを含むことが好ましい。
ゴム成分100質量%中の天然ゴムの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは50質量%以上、特に好ましくは60質量%以上である。5質量%未満であると、優れた低燃費性が得られないおそれがある。また、該含有量は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは75質量%以下である。90質量%を超えると、操縦安定性が低下するおそれがある。
BRとしては、本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に用いられるBRと同様のものを用いることができる。
ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、必要な低燃費性や操縦安定性を発揮させる観点から、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上である。また、該含有量は、加工性の観点から、好ましくは70質量%以下、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは40質量%以下である。
本発明のゴム組成物をベーストレッドに適用する場合、用いられる化学変性ミクロフィブリルセルロースとしては、上述したものと同様のものが挙げられ、上記同様の配合量で用いることができる。
本発明のゴム組成物をベーストレッドに適用する場合、用いられるカーボンブラックとしては、本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に用いられるカーボンブラックと同様のものを用いることができる。
上記カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上である。該含有量は、好ましくは150質量部以下、より好ましくは100質量部以下である。上記範囲内であると、良好な低燃費性及び操縦安定性が得られる。
本発明のゴム組成物をベーストレッドに適用する場合、本発明のゴム組成物は、白色充填剤を含んでいてもよい。該白色充填剤としては、本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に用いられる白色充填剤と同様のものを用いることができる。また、その含有量も本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合と同様である。
本発明のゴム組成物をベーストレッドに適用する場合、本発明のゴム組成物は、可塑剤としてオイルを含むことが好ましい。これにより、硬度を適切な低さに調整し良好な加工性を得ることが出来る。オイルとしては特に限定されず、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどのプロセスオイル、植物油脂、及びこれらの混合物等、従来公知のオイルを使用できる。
上記オイルの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上である。また該含有量は、好ましくは15質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。上記範囲内であると、良好な加工性を付与するとともに、優れた低燃費性、操縦安定性も得られる。
本発明のゴム組成物をベーストレッドに適用する場合、本発明のゴム組成物には、上記の材料以外にも、シランカップリング剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種老化防止剤、オイル以外の可塑剤(ワックスなど)、加硫剤(硫黄、有機過酸化物など)、加硫促進剤(スルフェンアミド系、グアニジン系加硫促進剤など)などのタイヤ工業において一般的に用いられている各種材料が適宜配合されていてもよい。
<ビードエイペックス>
本発明のゴム組成物をビードエイペックスに適用する場合、用いられるゴム成分としては、上述したものと同様のものを用いることができるが、コスト的に有利で隣接部材との接着性能を確保するという理由から、天然ゴムとスチレンブタジエンゴム(SBR)とを含むことが好ましい。
ゴム成分100質量%中の天然ゴムの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは30質量%以上、特に好ましくは50質量%以上である。5質量%未満であると、優れた低燃費性及びゴム強度が得られないおそれがある。また、該含有量の上限は特に限定されないが、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下である。
SBRとしては特に限定されず、例えば、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E−SBR)、溶液重合スチレンブタジエンゴム(S−SBR)、これらの変性SBRなどを使用できる。なかでも、カーボンブラックを良好に分散でき、加工性が良いという点から、E−SBRが好ましい。
なお、上記変性SBRとしては、末端及び/又は主鎖が変性されたSBR、スズ、ケイ素化合物などでカップリングされた変性SBR(縮合物、分岐構造を有するものなど)などが挙げられる。
SBRのスチレン含量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上である。5質量%未満では、充分なグリップ性能やゴム強度が得られないおそれがある。また、該スチレン含量は、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。60質量%を超えると、優れた低燃費性が得られないおそれがある。
なお、本発明において、SBRのスチレン含量は、H−NMR測定により算出される。
SBRのビニル含量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上である。ビニル含量が10質量%未満であると、充分な硬度、グリップ性能、ゴム強度が得られないおそれがある。該ビニル含量は、好ましくは65質量%以下、より好ましくは60質量%以下、更に好ましくは30質量%以下、特に好ましくは25質量%以下である。ビニル含量が65質量%を超えると、グリップ性能、耐久性、耐摩耗性が悪化するおそれがある。
なお、本発明において、SBRのビニル含量(1,2−結合ブタジエン単位量)は、赤外吸収スペクトル分析や、H−NMR測定によって測定できる。
SBRのムーニー粘度(ML1+4(100℃))は、好ましくは35以上、より好ましくは45以上、更に好ましくは50以上である。35未満であると、未加硫ゴム組成物の粘度が低く、加硫後に適正な厚みを確保できないおそれがある。該ムーニー粘度は、好ましくは65以下、より好ましくは60以下である。65を超えると、未加硫ゴム組成物が硬くなりすぎて、スムーズなエッジで押し出すことが困難になるおそれがある。
なお、本発明において、SBRのムーニー粘度は、ISO289、JIS K6300に準じて測定される。
ゴム成分100質量%中のSBRの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上である。上記SBRの含有量は、好ましくは95質量%以下、より好ましくは60質量%以下、更に好ましくは55質量%以下、特に好ましくは50質量%以下である。SBRの含有量が上記範囲内であると、低燃費性及び加工性が良好に得られる。
ゴム成分100質量%中の天然ゴム及びSBRの合計含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは100質量%である。該含有量が上記範囲内であると、優れた低燃費性及び加工性、コストメリットが得られる。
本発明のゴム組成物をビードエイペックスに適用する場合、用いられる化学変性ミクロフィブリルセルロースとしては、上述したものと同様のものが挙げられ、上記同様の配合量で用いることができる。
本発明のゴム組成物をビードエイペックスに適用する場合、用いられるカーボンブラックとしては、特に限定されず、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAFなどが挙げられる。これらのカーボンブラックは、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記カーボンブラックの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは10m/g以上、より好ましくは30m/g以上、更に好ましくは50m/g以上である。また該NSAは、好ましくは250m/g以下、より好ましくは150m/g以下、更に好ましくは100m/g以下である。10m/g未満であると、充分な接着性やゴム強度が得られないおそれがあり、250m/gを超えると、未加硫時の粘度が非常に高くなり、加工性が悪化し、また低燃費性も悪化する傾向がある。
上記カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは20質量部以上、更に好ましくは40質量部以上である。該含有量は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは80質量部以下、更に好ましくは70質量部以下である。5質量部未満であると、充分な粘着性、ゴム強度が得られないおそれがあり、100質量部を超えると、分散性や加工性が悪化する傾向がある。
本発明のゴム組成物をビードエイペックスに適用する場合、本発明のゴム組成物は、白色充填剤を含んでいてもよい。該白色充填剤としては、本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に用いられる白色充填剤と同様のものを用いることができる。また、その含有量も本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合と同様である。
本発明のゴム組成物をビードエイペックスに適用する場合、本発明のゴム組成物は、酸化亜鉛を含むことが好ましい。酸化亜鉛を配合することにより、リバージョンを抑制し、加硫を促進する効果が得られる。
酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは2質量部以上、より好ましくは3質量部以上である。また、該含有量は、好ましくは15質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。2質量部未満であると、加硫促進剤としての効果が得られにくいおそれがあり、15質量部を超えると、ゴム強度が低下するおそれがある。
本発明のゴム組成物をビードエイペックスに適用する場合、本発明のゴム組成物には、上記の材料以外にも、シランカップリング剤、レジン、オイルなどの可塑剤、ステアリン酸、各種老化防止剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などのタイヤ工業において一般的に用いられている各種材料が適宜配合されていてもよい。
上記レジンとしては、例えば、フェノール系樹脂、クレゾール系樹脂などが挙げられ、なかでもフェノール系樹脂が好ましい。フェノール系樹脂としては、フェノール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラール等のアルデヒド類とを反応させて得られるフェノール樹脂;カシューオイル、トールオイル、アマニ油、各種動植物油、不飽和脂肪酸、ロジン、アルキルベンゼン樹脂、アニリン、メラミンなどを用いて変性した変性フェノール樹脂等が挙げられる。なかでも、硬度を向上できる点から、変性フェノール樹脂が好ましく、カシューオイル変性フェノール樹脂が特に好ましい。
レジンを配合する場合、レジンの含有量は、充分な硬度が得られる点から、ゴム成分100質量部に対して、1質量部以上が好ましく、5質量部以上がより好ましい。また、該含有量は、加工性に優れる点から、30質量部以下が好ましく、20質量部以下がより好ましい。
<クリンチエイペックス>
本発明のゴム組成物をクリンチエイペックスに適用する場合、用いられるゴム成分としては、上述したものと同様のものを用いることができるが、耐摩耗性及び低燃費性の点から、天然ゴムとブタジエンゴム(BR)とを含むことが好ましい。
ゴム成分100質量%中の天然ゴムの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは30質量%以上である。5質量%未満であると、優れた低燃費性及びゴム強度が得られないおそれがある。また、該含有量の上限は特に限定されないが、好ましくは90質量%以下、より好ましくは70質量%以下である。
BRとしては、本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に用いられるBRと同様のものを用いることができる。
ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは30質量%以上である。上記BRの含有量は、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下、更に好ましくは60質量%以下である。5質量%未満であると、耐摩耗性が悪化するおそれがあり、80質量%を超えると、加工性が悪化する傾向がある。
ゴム成分100質量%中の天然ゴム及びBRの合計含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは100質量%である。該含有量が上記範囲内であると、優れた低燃費性及び加工性が得られる。
本発明のゴム組成物をクリンチエイペックスに適用する場合、用いられる化学変性ミクロフィブリルセルロースとしては、上述したものと同様のものが挙げられ、上記同様の配合量で用いることができる。
本発明のゴム組成物をクリンチエイペックスに適用する場合、用いられるカーボンブラックとしては、本発明のゴム組成物をビードエイペックスに適用する場合に用いられるカーボンブラックと同様のものを用いることができる。
上記カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは20質量部以上、更に好ましくは40質量部以上である。該含有量は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは80質量部以下、更に好ましくは70質量部以下である。5質量部未満であると、充分な耐摩耗性や粘着性、ゴム強度が得られないおそれがあり、100質量部を超えると、分散性や加工性が悪化する傾向がある。
本発明のゴム組成物をクリンチエイペックスに適用する場合、本発明のゴム組成物は、白色充填剤を含んでいてもよい。該白色充填剤としては、本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に用いられる白色充填剤と同様のものを用いることができる。また、その含有量も本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合と同様である。
本発明のゴム組成物をクリンチエイペックスに適用する場合、本発明のゴム組成物には、上記の材料以外にも、シランカップリング剤、オイル、ワックスなどの可塑剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種老化防止剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などのタイヤ工業において一般的に用いられている各種材料が適宜配合されていてもよい。
<インナーライナー>
本発明のゴム組成物をインナーライナーに適用する場合、用いられるゴム成分としては、上述したものと同様のものを用いることができるが、良好な耐空気透過性が得られるという点から、天然ゴムとブチル系ゴムとを含むことが好ましい。
ゴム成分100質量%中の天然ゴムの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上である。5質量%未満であると、優れた低燃費性及びゴム強度が得られないおそれがある。また、該含有量の上限は特に限定されないが、好ましくは70質量%以下、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは40質量%以下である。
ブチル系ゴムとしては、例えば、臭素化ブチルゴム(Br−IIR)、塩素化ブチルゴム(Cl−IIR)などのハロゲン化ブチルゴム(X−IIR)、ブチルゴム(IIR)等が挙げられる。これらブチル系ゴムは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、低発熱性の点から、Cl−IIRなどのXIIRを用いることが好ましい。
ゴム成分100質量%中のブチル系ゴムの含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上である。50質量%未満では、優れた耐空気透過性が得られないおそれがある。また、該含有量は、好ましくは99質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは80質量%以下である。99質量%を超えると、良好な低燃費性が得られないおそれがある。
本発明のゴム組成物をインナーライナーに適用する場合、低燃費性、資源保護の観点からは、ゴム成分としてエポキシ化天然ゴム(ENR)を配合することも好ましい。
ENRとしては、市販のものを用いてもよいし、NRをエポキシ化したものを用いてもよい。NRをエポキシ化する方法としては、特に限定されず、例えば、クロルヒドリン法、直接酸化法、過酸化水素法、アルキルヒドロペルオキシド法、過酸法などを挙げることができる。過酸法としては、例えば天然ゴムのエマルジョンに過酢酸や過蟻酸などの有機過酸をエポキシ化剤として反応させる方法を挙げることができる。
ENRのエポキシ化率は1〜85モル%が好ましい。エポキシ化率が1モル%未満では、ゴム組成物の改質効果が小さい傾向がある。また、エポキシ化率が85モル%を超えると、ゴム組成物中のポリマーがゲル化してしまう傾向がある。
ここで、エポキシ化率とは、エポキシ化前の天然ゴム中の炭素間二重結合の全数のうちエポキシ化された数の割合を意味し、例えば滴定分析や核磁気共鳴(NMR)分析などにより求められる。
ENRを配合する場合、ゴム成分100質量%中のENRの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上である。また、該含有量は、好ましくは99質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは70質量%以下である。10質量%未満であると、ゴム組成物中で充填剤を分散させる効果が小さくなる傾向があり、99質量%を超えると、良好な加工性及び破断強度が得られないおそれがある。
本発明のゴム組成物をインナーライナーに適用する場合、用いられる化学変性ミクロフィブリルセルロースとしては、上述したものと同様のものが挙げられ、上記同様の配合量で用いることができる。
本発明のゴム組成物をインナーライナーに適用する場合、用いられるカーボンブラックとしては、特に限定されず、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAFなどが挙げられる。これらのカーボンブラックは、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは10m/g以上、より好ましくは20m/g以上、更に好ましくは23m/g以上である。また該NSAは、好ましくは250m/g以下、より好ましくは100m/g以下、更に好ましくは50m/g以下、特に好ましくは35m/g以下である。10m/g未満であると、充分な接着性やゴム強度が得られないおそれがあり、250m/gを超えると、未加硫時の粘度が非常に高くなり、加工性が悪化し、また低燃費性も悪化する傾向がある。
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは20質量部以上、更に好ましくは30質量部以上である。該含有量は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは80質量部以下、更に好ましくは60質量部以下である。5質量部未満であると、充分な耐摩耗性や粘着性、ゴム強度が得られないおそれがあり、100質量部を超えると、分散性や加工性が悪化する傾向がある。
本発明のゴム組成物をインナーライナーに適用する場合、本発明のゴム組成物は、白色充填剤を含んでいてもよい。該白色充填剤としては、本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に用いられる白色充填剤と同様のものを用いることができる。また、その含有量も本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合と同様である。
本発明のゴム組成物をインナーライナーに適用する場合、本発明のゴム組成物には、上記の材料以外にも、シランカップリング剤、オイル、ワックスなどの可塑剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種老化防止剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などのタイヤ工業において一般的に用いられている各種材料が適宜配合されていてもよい。
<アンダートレッド>
本発明のゴム組成物をアンダートレッドに適用する場合、用いられるゴム成分としては、上述したものと同様のものを用いることができるが、本発明のゴム組成物の物性を悪化させないという理由から、天然ゴムを含むことが好ましい。
ゴム成分100質量%中の天然ゴムの含有量は、好ましくは30質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは70質量%以上である。30質量%未満であると、優れた低燃費性が得られないおそれがある。また、該含有量の上限は特に限定されず、100質量%であっても構わない。
本発明のゴム組成物をアンダートレッドに適用する場合、用いられる化学変性ミクロフィブリルセルロースとしては、上述したものと同様のものが挙げられ、上記同様の配合量で用いることができる。
本発明のゴム組成物をアンダートレッドに適用する場合、用いられるカーボンブラックとしては、本発明のゴム組成物をビードエイペックスに適用する場合に用いられるカーボンブラックと同様のものを用いることができる。
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは30質量部以上である。該含有量は、好ましくは150質量部以下、より好ましくは100質量部以下、更に好ましくは80質量部以下である。10質量部未満であると、充分な補強効果が得られないおそれがあり、150質量部を超えると、分散性や加工性が悪化する傾向がある。
本発明のゴム組成物をアンダートレッドに適用する場合、本発明のゴム組成物は、白色充填剤を含んでいてもよい。該白色充填剤としては、本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に用いられる白色充填剤と同様のものを用いることができる。また、その含有量も本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合と同様である。
本発明のゴム組成物をアンダートレッドに適用する場合、本発明のゴム組成物は、オイル又はオイル以外の可塑剤を含むことが好ましい。これにより、硬度を適切な低さに調整し良好な加工性を得ることが出来る。オイルとしては、例えば、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、植物油脂、又はその混合物を用いることができる。可塑剤としては特に限定されず、ワックスなど公知のものを使用できる。
本発明のゴム組成物をアンダートレッドに適用する場合、本発明のゴム組成物には、上記の材料以外にも、シランカップリング剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、レジン、各種老化防止剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などのタイヤ工業において一般的に用いられている各種材料が適宜配合されていてもよい。
<ブレーカートッピング>
本発明のゴム組成物をブレーカートッピングに適用する場合、用いられるゴム成分としては、上述したものと同様のものを用いることができるが、良好な破壊特性(破断強度)が得られるという理由から、天然ゴムを含むことが好ましい。
ゴム成分100質量%中の天然ゴムの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上、より更に好ましくは50質量%以上、特に好ましくは80質量%以上であり、また、上限は特に限定されず、100質量%でもよい。5質量%未満であると、優れた低燃費性及びゴム強度が得られないおそれがある。
本発明のゴム組成物をブレーカートッピングに適用する場合、用いられる化学変性ミクロフィブリルセルロースとしては、上述したものと同様のものが挙げられ、上記同様の配合量で用いることができる。
本発明のゴム組成物をブレーカートッピングに適用する場合、用いられるカーボンブラックとしては、本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に用いられるカーボンブラックと同様のものを用いることができる。
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは15質量部以上である。該含有量は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは80質量部以下、更に好ましくは70質量部以下である。10質量部未満であると、充分な補強性が得られない傾向があり、100質量部を超えると、発熱が大きくなり、低燃費性が悪化する傾向がある。
本発明のゴム組成物をブレーカートッピングに適用する場合、本発明のゴム組成物は、白色充填剤を含んでいてもよい。該白色充填剤としては、本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に用いられる白色充填剤と同様のものを用いることができる。また、その含有量も本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合と同様である。
本発明のゴム組成物をブレーカートッピングに適用する場合、本発明のゴム組成物は、有機酸コバルトを含むことが好ましい。有機酸コバルトは、コード(スチールコード)とゴムとを架橋する役目を果たすため、この成分を配合することにより、コードとゴムとの接着性を向上させることができる。
有機酸コバルトとしては、例えば、ステアリン酸コバルト、ナフテン酸コバルト、ネオデカン酸コバルト、ホウ素3ネオデカン酸コバルトなどが挙げられる。なかでも、ステアリン酸コバルト、ナフテン酸コバルトが好ましい。
有機酸コバルトの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、コバルト金属量に換算して、好ましくは0.05質量部以上、より好ましくは0.08質量部以上である。0.05質量部未満では、スチールコードのメッキ層とゴムの接着性が充分でないおそれがある。また、該含有量は、好ましくは0.5質量部以下、より好ましくは0.3質量部以下、更に好ましくは0.2質量部以下である。0.5質量部を超えると、ゴムの酸化劣化が顕著になり、破断特性が悪化する傾向がある。
本発明のゴム組成物をブレーカートッピングに適用する場合、本発明のゴム組成物は、酸化亜鉛を含むことが好ましい。酸化亜鉛を配合することにより、スチールコードのメッキ層とゴムとの接着性が向上する。また、ゴムの加硫助剤としての働きもある。また、スコーチを抑制する効果もある。
酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは2質量部以上、より好ましくは5質量部以上、更に好ましくは6質量部以上である。2質量部未満では、スチールコードのメッキ層とゴムとの接着性が不充分であったり、ゴムの加硫が不充分となったりするおそれがある。また、該含有量は、好ましくは25質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは15質量部以下である。25質量部を超えると、ゴム強度が低下するおそれがある。
本発明のゴム組成物をブレーカートッピングに適用する場合、本発明のゴム組成物は、加硫剤として硫黄を含むことが好ましい。硫黄としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などが挙げられる。
硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは2質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは4質量部以上である。2質量部未満では、充分な架橋密度が得られず、接着性能が悪化するおそれがある。また、該含有量は、好ましくは10質量部以下、より好ましくは8質量部以下、更に好ましくは6質量部以下である。10質量部を超えると、耐熱老化性が悪化するおそれがある。
本発明のゴム組成物をブレーカートッピングに適用する場合、本発明のゴム組成物には、上記の材料以外にも、シランカップリング剤、オイルなどの可塑剤、ステアリン酸、各種老化防止剤、加硫促進剤などのタイヤ工業において一般的に用いられている各種材料が適宜配合されていてもよい。
上記加硫促進剤としては、例えば、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド−アミン系若しくはアルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、又は、キサンテート系加硫促進剤が挙げられる。なかでも、スコーチ性に優れるという理由から、スルフェンアミド系加硫促進剤が好ましい。
スルフェンアミド系加硫促進剤としては、例えば、N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(TBBS)、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(CBS)、N,N’−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(DZ)等が挙げられる。
上記老化防止剤としては、例えば、アミン・ケトン系、アミン系、フェノール系、イミダゾール系、チオウレア系などがあげられる。これらの老化防止剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよいが、なかでも、破壊特性及び耐熱性が優れるという理由から、アミン系老化防止剤を用いることが好ましい。
アミン系老化防止剤としては、例えば、ジフェニルアミン系、p−フェニレンジアミン系などのアミン誘導体が挙げられる。ジフェニルアミン系誘導体としては、例えば、p−(p−トルエンスルホニルアミド)−ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミンなどが挙げられる。p−フェニレンジアミン系誘導体としては、例えば、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(6PPD)、N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン(IPPD)、N,N’−ジ−2−ナフチル−p−フェニレンジアミンなどが挙げられる。
老化防止剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは1.3質量部以上である。1質量部未満であると、破壊特性を向上できないおそれがある。また、該含有量は、好ましくは6質量部以下、より好ましくは4質量部以下、更に好ましくは2質量部以下である。6質量部を超えると、老化防止剤が表面に析出し、ゴム物性が低下するおそれがある。本発明のゴム組成物は、耐熱老化性に優れるため、老化防止剤が2質量部以下でも、充分な耐久性を有することができる。
上記オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、その混合物等を用いることができる。プロセスオイルとしては、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイルなどが挙げられる。
オイルの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上である。また、該含有量は、好ましくは10質量部以下、より好ましくは8質量部以下、更に好ましくは6質量部以下である。上記範囲外であると、充分に湿熱耐剥離性、耐久性を向上できないおそれがある。
<プライトッピング>
本発明のゴム組成物をプライトッピングに適用する場合、用いられるゴム成分としては、上述したものと同様のものを用いることができるが、天然ゴムとスチレンブタジエンゴム(SBR)とを含むことが好ましい。
ゴム成分100質量%中の天然ゴムの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上、特に好ましくは50質量%以上である。5質量%未満であると、優れた低燃費性及びゴム強度が得られないおそれがある。また、該含有量の上限は特に限定されないが、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下である。
SBRとしては、本発明のゴム組成物をビードエイペックスに適用する場合に用いられるSBRと同様のものを用いることができる。
ゴム成分100質量%中のSBRの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。5質量%未満であると、耐加硫戻り性が低下するおそれがある。上記SBRの含有量は、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下である。60質量%を超えると、天然ゴムの含有量が少なくなり、低燃費性が悪化するおそれがある。
本発明のゴム組成物をプライトッピングに適用する場合、用いられる化学変性ミクロフィブリルセルロースとしては、上述したものと同様のものが挙げられ、上記同様の配合量で用いることができる。
本発明のゴム組成物をプライトッピングに適用する場合、用いられるカーボンブラックとしては、本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に用いられるカーボンブラックと同様のものを用いることができる。
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは15質量部以上である。該含有量は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは80質量部以下、更に好ましくは70質量部以下である。10質量部未満であると、充分な補強性が得られない傾向があり、100質量部を超えると、発熱が大きくなり、低燃費性が悪化する傾向がある。
本発明のゴム組成物をプライトッピングに適用する場合、本発明のゴム組成物は、白色充填剤を含んでいてもよい。該白色充填剤としては、本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に用いられる白色充填剤と同様のものを用いることができる。また、その含有量も本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合と同様である。
本発明のゴム組成物をプライトッピングに適用する場合、本発明のゴム組成物は、酸化亜鉛を含むことが好ましい。酸化亜鉛を配合することにより、コードとゴムとの接着性が向上する。また、ゴムの加硫助剤としての働きもある。また、スコーチを抑制する効果もある。
酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは2質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは4質量部以上である。2質量部未満では、スチールコードのメッキ層とゴムとの接着性が不充分であったり、ゴムの加硫が不充分となったりするおそれがある。また、該含有量は、好ましくは25質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは15質量部以下である。25質量部を超えると、ゴム強度が低下するおそれがある。
本発明のゴム組成物をプライトッピングに適用する場合、本発明のゴム組成物は、加硫剤として硫黄を含むことが好ましい。硫黄としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などが挙げられる。
硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは2質量部以上、より好ましくは3質量部以上である。2質量部未満では、充分な架橋密度が得られず、接着性能が悪化するおそれがある。また、該含有量は、好ましくは10質量部以下、より好ましくは8質量部以下、更に好ましくは6質量部以下である。10質量部を超えると、耐熱劣化特性が悪化するおそれがある。
本発明のゴム組成物をプライトッピングに適用する場合、本発明のゴム組成物には、上記の材料以外にも、シランカップリング剤、オイルなどの可塑剤、ステアリン酸、各種老化防止剤、加硫促進剤などのタイヤ工業において一般的に用いられている各種材料が適宜配合されていてもよい。
上記加硫促進剤としては、例えば、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド−アミン系若しくはアルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、又は、キサンテート系加硫促進剤が挙げられる。なかでも、スコーチ性に優れるという理由から、スルフェンアミド系加硫促進剤が好ましい。
スルフェンアミド系加硫促進剤としては、例えば、N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(TBBS)、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(CBS)、N,N’−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(DZ)等が挙げられる。
上記オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、その混合物等を用いることができる。プロセスオイルとしては、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイルなどが挙げられる。
オイルの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上である。また、該含有量は、好ましくは10質量部以下、より好ましくは8質量部以下、更に好ましくは6質量部以下である。上記範囲外であると、充分に湿熱耐剥離性、耐久性を向上できないおそれがある。
<トレッド>
本発明のゴム組成物をトレッドに適用する場合、用いられるゴム成分としては、上述したものと同様のものを用いることができるが、天然ゴムとスチレンブタジエンゴム(SBR)とを含むことが好ましい。
ゴム成分100質量%中の天然ゴムの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上である。5質量%未満であると、優れた低燃費性が得られないおそれがある。また、該含有量は、好ましくは80質量%以下、より好ましくは60質量%以下、更に好ましくは40質量%以下である。80質量%を超えると、ウェットグリップ性能が低下するおそれがある。
SBRとしては、本発明のゴム組成物をビードエイペックスに適用する場合に用いられるSBRと同様のものを用いることができる。
ゴム成分100質量%中のSBRの含有量は、好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上である。40質量%未満であると、充分なグリップ性能が得られないおそれがある。上記SBRの含有量は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下である。90質量%を超えると、天然ゴムの含有量が少なくなり、低燃費性が悪化するおそれがある。
本発明のゴム組成物をトレッドに適用する場合、用いられる化学変性ミクロフィブリルセルロースとしては、上述したものと同様のものが挙げられ、上記同様の配合量で用いることができる。
本発明のゴム組成物をトレッドに適用する場合、用いられるカーボンブラックとしては、本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に用いられるカーボンブラックと同様のものを用いることができる。
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上である。該含有量は、好ましくは150質量部以下、より好ましくは100質量部以下、更に好ましくは50質量部以下、特に好ましくは30質量部以下である。上記範囲内であると、良好な低燃費性、耐摩耗性及びウェットグリップ性能が得られる。
本発明のゴム組成物をトレッドに適用する場合、本発明のゴム組成物は、白色充填剤を含むことが好ましい。該白色充填剤としては、本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に用いられる白色充填剤と同様のものを用いることができる。中でも、低燃費性の観点から、シリカが好ましい。
シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ(無水ケイ酸)、湿式法シリカ(含水ケイ酸)等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。
前記シリカの窒素吸着比表面積(NSA)は、40m/g以上が好ましく、50m/g以上がより好ましく、100m/g以上が更に好ましく、150m/g以上が特に好ましい。40m/g未満では、加硫後の破壊強度が低下する傾向がある。また、シリカのNSAは、500m/g以下が好ましく、300m/g以下がより好ましく、200m/g以下が更に好ましい。500m/gを超えると、低発熱性、ゴムの加工性が低下する傾向がある。
白色充填剤(特に、シリカ)の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは20質量部以上、更に好ましくは30質量部以上、特に好ましくは40質量部以上である。5質量部未満であると、低発熱性が不充分になるおそれがある。また、該含有量は、好ましくは200質量部以下、より好ましくは150質量部以下、更に好ましくは130質量部以下である。200質量部を超えると、充填剤へのゴムへの分散が困難になり、ゴムの加工性が悪化する傾向がある。
本発明のゴム組成物をトレッドに適用する場合に、ゴム組成物がシリカを含む場合、シランカップリング剤を更に配合することが好ましい。シランカップリング剤としては、本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に用いられるシランカップリング剤と同様のものを用いることができる。
シランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.5質量部以上、更に好ましくは2.5質量部以上である。0.5質量部未満であると、シリカを良好に分散させることが難しくなるおそれがある。また、該含有量は、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。20質量部を超えても、シリカの分散を向上させる効果が得られず、コストが不必要に増大する傾向がある。また、スコーチタイムが短くなり、混練りや押し出しでの加工性が低下する傾向がある。
本発明のゴム組成物をトレッドに適用する場合、本発明のゴム組成物において、白色充填剤及びカーボンブラックの合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは20質量部以上である。該含有量は、好ましくは150質量部以下、より好ましくは120質量部以下である。上記範囲内であると、良好な低燃費性、耐摩耗性及びウェットグリップ性能が得られる。
本発明のゴム組成物をトレッドに適用する場合、本発明のゴム組成物は、可塑剤としてオイルを含むことが好ましい。これにより、硬度を適切な低さに調整し良好な加工性を得ることが出来る。オイルとしては特に限定されず、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどのプロセスオイル、植物油脂、及びこれらの混合物等、従来公知のオイルを使用できる。
オイルの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上である。また該含有量は、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下である。上記範囲内であると、良好な加工性を付与するとともに、優れた低燃費性、ウェットグリップ性能も得られる。
本発明のゴム組成物をトレッドに適用する場合、本発明のゴム組成物には、上記の材料以外にも、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種老化防止剤、オイル以外の可塑剤(ワックスなど)、加硫剤(硫黄、有機過酸化物など)、加硫促進剤(スルフェンアミド系、グアニジン系加硫促進剤など)などのタイヤ工業において一般的に用いられている各種材料が適宜配合されていてもよい。
上記各部材に適用される本発明のゴム組成物を製造する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、上記各部材における各成分をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練し、その後加硫する方法などにより製造できる。
本発明のゴム組成物を用いて作製した、ブレーカートッピング及びプライトッピング以外の上記各部材を有する空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合したゴム組成物を、未加硫の段階で各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することができる。
本発明のゴム組成物を用いて作製したブレーカートッピングを有する空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。すなわち、スチールコードを上記ゴム組成物で被覆してブレーカーの形状に成形したのち、他のタイヤ部材と貼り合わせて未加硫タイヤを成形、加硫することで空気入りタイヤ(ラジアルタイヤなど)を製造できる。
本発明のゴム組成物を用いて作製したプライトッピングを有する空気入りタイヤは、上記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、上記ゴム組成物を通常の方法を用いて混練りし、得られた未加硫ゴム組成物をコードに圧着して未加硫の帯状プライ(ゴム圧着コード)を形成した後、該帯状プライをタイヤ成型機上で他の部材とともに通常の方法により貼り合わせて未加硫タイヤを成形する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧して、本発明の空気入りタイヤを得ることができる。
本発明のゴム組成物を用いて作製した上記各部材を有する空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、二輪車用タイヤ、競技用タイヤ等として好適に用いられ、特に乗用車用タイヤとして好適に用いられる。
次に、本発明のタイヤがスタッドレスタイヤである場合について説明する。
<スタッドレスタイヤ>
本発明のゴム組成物をスタッドレスタイヤの各部材に適用する場合、用いられるゴム成分としては、上述したものと同様のものを用いることができるが、優れた低温特性を付与できる観点から、天然ゴムとブタジエンゴム(BR)とを含むことが好ましい。
ゴム成分100質量%中の天然ゴムの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは40質量%以上、特に好ましくは50質量%以上である。5質量%未満であると、優れた低燃費性が得られないおそれがある。また、該含有量は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは75質量%以下である。90質量%を超えると、雪氷上性能及び耐摩耗性が低下するおそれがある。
BRとしては、上述した本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に用いられるBRと同様のものを用いることができる。
ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、必要な雪氷上性能を発揮させる観点から、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上である。また、該含有量は、加工性の観点から、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下、更に好ましくは60質量%以下である。
本発明のゴム組成物をスタッドレスタイヤの各部材に適用する場合、用いられる化学変性ミクロフィブリルセルロースとしては、上述したものと同様のものが挙げられ、上記同様の配合量で用いることができる。
本発明のゴム組成物をスタッドレスタイヤの各部材に適用する場合、用いられるカーボンブラックとしては、特に限定されず、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAFなどが挙げられる。これらのカーボンブラックは、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記カーボンブラックの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは50m/g以上、より好ましくは70m/g以上である。また該NSAは、好ましくは200m/g以下、より好ましくは180m/g以下、更に好ましくは150m/g以下である。50m/g未満であると、充分な補強効果が得られない傾向があり、200m/gを超えると、低燃費性が低下する傾向がある。
上記カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上である。該含有量は、好ましくは150質量部以下、より好ましくは100質量部以下、更に好ましくは50質量部以下、特に好ましくは30質量部以下である。上記範囲内であると、良好な低燃費性、雪氷上性能、耐摩耗性が得られる。
本発明のゴム組成物をスタッドレスタイヤの各部材に適用する場合、本発明のゴム組成物は、白色充填剤を含むことが好ましい。該白色充填剤としては、上述した本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に用いられる白色充填剤と同様のものを用いることができる。中でも、低燃費性の観点から、シリカが好ましい。
シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ(無水ケイ酸)、湿式法シリカ(含水ケイ酸)等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。
上記シリカの窒素吸着比表面積(NSA)は、40m/g以上が好ましく、50m/g以上がより好ましく、100m/g以上が更に好ましく、150m/g以上が特に好ましい。40m/g未満では、加硫後の破壊強度が低下する傾向がある。また、シリカのNSAは、500m/g以下が好ましく、300m/g以下がより好ましく、250m/g以下が更に好ましい。500m/gを超えると、低発熱性、ゴムの加工性が低下する傾向がある。
上記白色充填剤(特に、シリカ)の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは20質量部以上、更に好ましくは30質量部以上、特に好ましくは40質量部以上である。5質量部未満であると、低発熱性が不十分になるおそれがある。また、該含有量は、好ましくは200質量部以下、より好ましくは150質量部以下、更に好ましくは130質量部以下である。200質量部を超えると、充填剤のゴムへの分散が困難になり、ゴムの加工性が悪化する傾向がある。
本発明のゴム組成物をスタッドレスタイヤの各部材に適用する場合に、ゴム組成物がシリカを含む場合、シランカップリング剤を更に配合することが好ましい。シランカップリング剤としては、上述した本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に用いられるシランカップリング剤と同様のものを用いることができる。
上記シランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.5質量部以上、更に好ましくは2.5質量部以上である。0.5質量部未満であると、シリカを良好に分散させることが難しくなるおそれがある。また、該含有量は、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。20質量部を超えても、シリカの分散を向上させる効果が得られず、コストが不必要に増大する傾向がある。また、スコーチタイムが短くなり、混練りや押し出しでの加工性が低下する傾向がある。
本発明のゴム組成物をスタッドレスタイヤの各部材に適用する場合、本発明のゴム組成物において、白色充填剤及びカーボンブラックの合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは20質量部以上である。該含有量は、好ましくは150質量部以下、より好ましくは120質量部以下である。上記範囲内であると、良好な低燃費性、雪氷上性能、耐摩耗性が得られる。
本発明のゴム組成物をスタッドレスタイヤの各部材に適用する場合、本発明のゴム組成物は、可塑剤としてオイルを含むことが好ましい。これにより、硬度を適切な低さに調整し良好な雪氷上性能を得ることが出来る。オイルとしては特に限定されず、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどのプロセスオイル、植物油脂、及びこれらの混合物等、従来公知のオイルを使用できる。
オイルの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは15質量部以上である。5質量部未満であると、充分な雪氷上性能の向上効果が得られにくい。また該含有量は、好ましくは100質量部以下、より好ましくは80質量部以下、更に好ましくは50質量部以下である。100質量部を超えると、耐摩耗性が低下してしまう上に、耐加硫戻り性も低下する場合がある。
本発明のゴム組成物をスタッドレスタイヤの各部材に適用する場合、本発明のゴム組成物には、上記の材料以外にも、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種老化防止剤、オイル以外の可塑剤(ワックスなど)、加硫剤(硫黄、有機過酸化物など)、加硫促進剤(スルフェンアミド系、グアニジン系加硫促進剤など)などのタイヤ工業において一般的に用いられている各種材料が適宜配合されていてもよい。
上記スタッドレスタイヤの各部材に適用される本発明のゴム組成物を製造する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、上記スタッドレスタイヤの各部材に適用されるゴム組成物の各成分をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練し、その後加硫する方法などにより製造できる。
本発明のゴム組成物は、キャップトレッド、ベーストレッド、アンダートレッド、クリンチエイペックス、ビードエイペックス、サイドウォール、ブレーカー、エッジバンド、フルバンド、ブレーカークッションゴム、カーカスコード被覆用ゴム等のスタッドレスタイヤの各部材に使用でき、特にトレッドに好適に使用できる。
本発明のゴム組成物を用いて作製した部材を有するスタッドレスタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合したゴム組成物を、未加硫の段階で各部材(トレッドなど)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する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧して、本発明のスタッドレスタイヤを製造することができる。
本発明のゴム組成物を用いて作製した部材を有するスタッドレスタイヤは、乗用車、トラック・バス(重荷重車)に好適に使用できる。
次に、本発明のタイヤがランフラットタイヤである場合について説明する。
本発明のタイヤが、ランフラットタイヤである場合、本発明のゴム組成物をライニングストリップ層に適用できる。
なお、ライニングストリップ層とは、サイドウォール部の内側に配置されたサイドウォール補強層であり、具体的には、カーカスプライの内側に接してビード部からショルダー部にわたって配置され、両端方向に厚さを漸減する三日月状の補強ゴム層、カーカスプライ本体部分とその折り返し部の間にビード部からトレッド部にわたって配置される補強ゴム層、複数のカーカスプライ又は補強プライの間に配置される2層の補強ゴム層等が挙げられる。具体的には、特開2007−326559号公報の図1、特開2004−330822号公報の図1などに示される部材である。
<ライニングストリップ層>
本発明のゴム組成物をランフラットタイヤのライニングストリップ層に適用する場合、用いられるゴム成分としては、上述したものと同様のものを用いることができるが、耐久性の点から、天然ゴムとブタジエンゴム(BR)とを含むことが好ましい。
ゴム成分100質量%中の天然ゴムの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上である。5質量%未満であると、優れた低燃費性が得られないおそれがある。また、該含有量は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは70質量%以下、更に好ましくは50質量%以下、特に好ましくは30質量%以下である。90質量%を超えると、破断強度が低下するおそれがある。
BRとしては特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用できるが、例えば、日本ゼオン(株)製のBR1220、宇部興産(株)製のBR130B、BR150B等の高シス含有量のブタジエンゴム、日本ゼオン(株)製のBR1250H等の変性ブタジエンゴム、宇部興産(株)製のVCR412、VCR617等のシンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するブタジエンゴム、ランクセス(株)製のBUNA−CB25等の希土類元素系触媒を用いて合成されるブタジエンゴム等を使用できる。これらBRは、1種を用いてもよいし、2種以上を併用してもよく、例えば、上記高シス含有量のブタジエンゴムと、シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するブタジエンゴムとを併用する形態も本発明の好適な実施形態の1つである。
BRのシス含量は、70質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、97質量%以上が更に好ましい。
BRのムーニー粘度(ML1+4(100℃))は、好ましくは10以上、より好ましくは30以上である。10未満であると、フィラーの分散性が低下する傾向がある。該ムーニー粘度は、好ましくは120以下、より好ましくは80以下である。120を超えると、押し出し加工時のゴム焼け(変色)の発生が懸念される。
上記シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するBR(SPB含有BR)を配合する場合、SPB含有BRとしては、タイヤ製造における汎用品を使用できるが、前述の性能が良好に得られるという点から、1,2−シンジオタクチックポリブタジエン結晶がブタジエンマトリックスと化学結合し、分散しているものが好ましい。
上記SPB含有BRにおいて、1,2−シンジオタクチックポリブタジエン結晶の融点は、好ましくは180℃以上、より好ましくは190℃以上であり、また、好ましくは220℃以下、より好ましくは210℃以下である。180℃未満であると、SPB含有BRによる操縦安定性の改善効果が充分に得られないおそれがあり、220℃を超えると、加工性が悪化する傾向がある。
上記SPB含有BR中において、1,2−シンジオタクチックポリブタジエン結晶の含有量(沸騰n−ヘキサン不溶物の含有量)は、好ましくは2.5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。2.5質量%未満では、補強効果(E)が充分でないおそれがある。該含有量は好ましくは20質量%以下、より好ましくは18質量%以下である。20質量%を超えると、加工性が悪化する傾向がある。
ゴム成分100質量%中のBRの含有量(BRを2種類以上含有する場合には、それらの合計の含有量)は、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上、更に好ましくは50質量%以上、特に好ましくは70質量%以上である。また、該含有量は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下である。30質量%未満であると、充分な破断強度及びランフラット耐久性が得られないおそれがあり、90質量%を超えると、低燃費性及び加工性が低下するおそれがある。
本発明のゴム組成物をランフラットタイヤのライニングストリップ層に適用する場合、用いられる化学変性ミクロフィブリルセルロースとしては、上述したものと同様のものが挙げられ、上記同様の配合量で用いることができる。
本発明のゴム組成物をランフラットタイヤのライニングストリップ層に適用する場合、用いられるカーボンブラックとしては、上述した本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に用いられるカーボンブラックと同様のものを用いることができる。
上記カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上である。該含有量は、好ましくは150質量部以下、より好ましくは100質量部以下、更に好ましくは80質量部以下である。5質量部未満であると、充分な補強効果が得られないおそれがあり、150質量部を超えると、分散性や加工性が悪化する傾向がある。
本発明のゴム組成物をランフラットタイヤのライニングストリップ層に適用する場合、本発明のゴム組成物は、白色充填剤を含んでいてもよい。該白色充填剤としては、上述した本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合に用いられる白色充填剤と同様のものを用いることができる。また、その含有量も本発明のゴム組成物をサイドウォールに適用する場合と同様である。
本発明のゴム組成物をランフラットタイヤのライニングストリップ層に適用する場合、本発明のゴム組成物は、可塑剤としてオイルを含むことが好ましい。これにより、硬度を適切な低さに調整し良好な加工性を得ることが出来る。オイルとしては特に限定されず、例えば、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどのプロセスオイル、植物油脂、及びこれらの混合物等、従来公知のオイルを使用できる。
本発明のゴム組成物をランフラットタイヤのライニングストリップ層に適用する場合、本発明のゴム組成物には、上記の材料以外にも、シランカップリング剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種老化防止剤、オイル以外の可塑剤(ワックスなど)、加硫剤(硫黄、有機過酸化物など)、加硫促進剤(スルフェンアミド系、グアニジン系加硫促進剤など)などのタイヤ工業において一般的に用いられている各種材料が適宜配合されていてもよい。
上記ランフラットタイヤのライニングストリップ層に適用される本発明のゴム組成物を製造する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、上記ランフラットタイヤのライニングストリップ層に適用されるゴム組成物の各成分をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練し、その後加硫する方法などにより製造できる。
本発明のゴム組成物を用いて作製したライニングストリップ層を有するランフラットタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でライニングストリップ層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する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧して、本発明のランフラットタイヤを製造することができる。
本発明のゴム組成物を用いて作製したライニングストリップ層を有するランフラットタイヤは、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、二輪車用タイヤ、競技用タイヤ等として好適に用いられ、特に乗用車用タイヤとして好適に用いられる。
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
以下、調製例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
ミクロフィブリルセルロース:(株)スギノマシン製のバイオマスナノファイバー(製品名「BiNFi−s セルロース」、固形分:2質量%、水分:98質量%、平均繊維径:20〜50nm、平均繊維長:500〜1000nm、)
N−メチルピロリドン(東京化成工業社製)
ピリジン(東京化成工業社製)
オレオイルクロリド(東京化成工業社製)
ミリストイルクロリド(東京化成工業社製)
[化学変性ミクロフィブリルセルロースの調製]
(調製例1)
ミクロフィブリルセルロースの水分をN−メチルピロリドンにより置換し、固形分濃度1重量%のミクロフィブリルセルロース調整液を調整した。
得られたミクロフィブリルセルロース調整液にピリジンをミクロフィブリルセルロースグルコース単位1モルに対して1.5モルの割合で添加し、更に、オレオイルクロリドをミクロフィブリルセルロースのグルコース単位1モルに対して1モルの割合で添加して、30℃で反応させた。
反応終了後、得られた生成物をエタノールで充分に洗浄し、乾燥させて、化学変性ミクロフィブリルセルロースを得た。
得られた化学変性ミクロフィブリルセルロースの置換度を、FT−IR分析により、オレオイルクロリドによって変性された置換基と、水酸基のピーク強度の比から求めたところ、0.4であった。
上記FT−IR分析は、PerkinElmer社製のSpectrum100を用いて、ATR法(減衰全反射法)により行った。
[比較化学変性ミクロフィブリルセルロースの調製]
(調製例2)
オレオイルクロリドに代えてミリストイルクロリドを用いた以外は調製例1と同様の方法により、比較化学変性ミクロフィブリルセルロースを得た。
得られた比較化学変性ミクロフィブリルセルロースの置換度を、FT−IR分析により、ミリストイルクロリドによって変性された置換基と、水酸基のピーク強度の比から求めたところ、0.4であった。
上記FT−IR分析は、上述したのと同様に行った。
[化学変性ミクロフィブリルセルロースの分散性]
以下に、実施例、比較例で用いた各種薬品について説明する。
天然ゴム:TSR20
ブタジエンゴム:宇部興産(株)製のBR150B(シス含有量:97質量%、ML1+4(100℃):40)
化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例1で製造された化学変性ミクロフィブリルセルロース
比較化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例2で製造された比較化学変性ミクロフィブリルセルロース
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N550(NSA:42m/g)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン)(6PPD)
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH−24
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
硫黄:日本乾溜工業(株)製のセイミ硫黄(オイル分:10%)
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド[TBBS])
(実施例1−1、比較例1−1〜1−3)
表1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練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
得られた加硫ゴム組成物について下記の評価を行った。結果を表1に示す。
<化学変性ミクロフィブリルセルロースの分散性;繊維分散状態>
実施例及び比較例の加硫ゴム組成物からなる試験片の断面をそれぞれ光学顕微鏡(倍率:×500)で観察し、下記の基準で分散性を評価した。
◎:凝集塊が認められない。
○:微細な凝集塊が認められる。
△:微細でない凝集塊が認められる。
×:大きな凝集塊が認められる。
Figure 0006430868
表1の結果から、本発明における化学変性ミクロフィブリルセルロースとカーボンブラックとを併用することにより、当該化学変性ミクロフィブリルセルロースのゴム組成物中での分散性を向上させることができ、この効果は、本発明の範囲外である化学変性ミクロフィブリルセルロースとカーボンブラックとを併用した場合における分散性の改善効果に比べて顕著である、ということが確認された。
なお、化学変性ミクロフィブリルセルロースの分散性を評価する際には、後述するサイドウォール用の配合としたゴム組成物を用いて評価したが、後述する他の各部材用の配合としたゴム組成物を用いて評価した場合においても、表1の結果と同様の傾向となった。
以下に、各部材等ごとに実施例及び比較例を示す。
<サイドウォール>
以下に、実施例、比較例で用いた各種薬品について説明する。
天然ゴム:TSR20
ブタジエンゴム:宇部興産(株)製のBR150B(シス含有量:97質量%、ML1+4(100℃):40)
化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例1で製造された化学変性ミクロフィブリルセルロース
比較化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例2で製造された比較化学変性ミクロフィブリルセルロース
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N550(NSA:42m/g)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン)(6PPD)
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH−24
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
硫黄:日本乾溜工業(株)製のセイミ硫黄(オイル分:10%)
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド[TBBS])
(実施例2−1、2−2、比較例2−1〜2−3)
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練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をプレス加硫し、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サイドウォールの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し加硫して、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を製造した。
得られた加硫ゴム組成物、試験用タイヤについて下記の評価を行った。結果を表2に示す。
(粘弾性試験)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、周波数10Hz、初期歪10%及び動歪2%の条件下で、加硫ゴム組成物の動的弾性率(E〔MPa〕)及び損失正接(tanδ)を測定し、比較例2−1を100としたときの指数で表示した(E指数、tanδ指数)。E指数は大きいほど動的弾性率が良好であり、tanδ指数は大きいほど発熱が小さく、低発熱性(低燃費性)に優れる。
(引張試験)
JIS K6251「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム引っ張り特性の求め方」に準じて、加硫ゴム組成物からなる3号ダンベル型試験片を用いて引張試験を実施し、加硫ゴム組成物の破断時伸び(引張伸び;EB〔%〕)及び破断時の引張強度(引張破断強度;TB〔MPa〕)を測定した。得られた値より、以下の式で破断強度を求め、比較例2−1を100としたときの指数で表示した(破断強度指数)。
破断強度=EB×TB
破断強度指数は大きいほど破断強度に優れる。
(耐屈曲亀裂成長試験)
加硫ゴムシート(加硫ゴム組成物)を用い、JIS K6260「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−デマッチャ屈曲亀裂試験方法」に基づいてサンプルを作製し、屈曲亀裂成長試験を行い、70%伸張を100万回繰り返してゴムシートを屈曲させたのち、発生した亀裂の長さを測定した。比較例2−1の測定値(長さ)の逆数を100とし、指数表示した。指数が大きいほど、亀裂の成長が抑制され、耐屈曲亀裂成長性に優れることを示す。
(定伸長引張永久ひずみ試験)
JIS K6273に準じて、得られた加硫ゴム組成物から試験片を作製して、25℃雰囲気下において規定の伸びに伸長した後、自由に収縮させたときに残留する伸びを測定し、定伸長における引張永久ひずみを求めた。比較例2−1の引張永久ひずみの算出値の逆数を100とし、指数表示した。指数が大きいほど、引張永久ひずみが小さく、耐永久ひずみ性(ゴムらしさ)に優れることを示す。
Figure 0006430868
表2により、ゴムと結合する化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した実施例2−1〜2−2では、当該化学変性ミクロフィブリルセルロースとカーボンブラックとを併用することにより、相乗的に化学変性ミクロフィブリルセルロースのゴム組成物中での分散性が顕著に向上するために、弾性率の向上が見られ、破断強度や低燃費性、耐屈曲亀裂成長性は良くなるまたは同等の結果であった。対して、ゴムと結合しない比較化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した比較例2−2〜2−3では、弾性率の向上は見られたが、破断強度や低燃費性、耐屈曲亀裂成長性は悪化する結果であった。
<ベーストレッド>
以下に、実施例、比較例で用いた各種薬品について説明する。
天然ゴム:TSR20
ブタジエンゴム:宇部興産(株)製のBR150B(シス含有量:97質量%、ML1+4(100℃):40)
化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例1で製造された化学変性ミクロフィブリルセルロース
比較化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例2で製造された比較化学変性ミクロフィブリルセルロース
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N550(NSA:42m/g)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン)(6PPD)
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH−24
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
硫黄:日本乾溜工業(株)製のセイミ硫黄(オイル分:10%)
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド[TBBS])
(実施例3−1、3−2、比較例3−1〜3−3)
表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、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を混練りし、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練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をプレス加硫し、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ベーストレッドの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し加硫して、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を製造した。
得られた加硫ゴム組成物、試験用タイヤについて下記の評価を行った。結果を表3に示す。
(粘弾性試験)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、周波数10Hz、初期歪10%及び動歪2%の条件下で、加硫ゴム組成物の動的弾性率(E〔MPa〕)及び損失正接(tanδ)を測定し、比較例3−1を100としたときの指数で表示した(E指数、tanδ指数)。E指数は大きいほど動的弾性率が良好であり、tanδ指数は大きいほど発熱が小さく、低発熱性(低燃費性)に優れる。
(引張試験)
JIS K6251「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム引っ張り特性の求め方」に準じて、加硫ゴム組成物からなる3号ダンベル型試験片を用いて引張試験を実施し、加硫ゴム組成物の破断時伸び(引張伸び;EB〔%〕)及び破断時の引張強度(引張破断強度;TB〔MPa〕)を測定した。得られた値より、以下の式で破断強度を求め、比較例3−1を100としたときの指数で表示した(破断強度指数)。
破断強度=EB×TB
破断強度指数は大きいほど破断強度に優れる。
(操縦安定性)
試験用タイヤを車輌(国産FF2000cc)の全輪に装着してテストコースを実車走行し、ドライバーの官能評価により操縦安定性を評価した。その際に、10点を満点とし、比較例3−1の操縦安定性を6.0点としてそれぞれ相対評価を行った。数値が大きいほど、操縦安定性に優れる。
Figure 0006430868
表3により、ゴムと結合する化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した実施例3−1〜3−2では、当該化学変性ミクロフィブリルセルロースとカーボンブラックとを併用することにより、相乗的に化学変性ミクロフィブリルセルロースのゴム組成物中での分散性が顕著に向上するために、弾性率の向上が見られ、破断強度や低燃費性、操縦安定性は良くなるまたは同等の結果であった。対して、ゴムと結合しない比較化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した比較例3−2〜3−3では、弾性率の向上は見られたが、破断強度や低燃費性は悪化する結果であった。
<ビードエイペックス>
以下に、実施例、比較例で用いた各種薬品について説明する。
天然ゴム:TSR20
スチレンブタジエンゴム:日本ゼオン(株)製のNipol1502(E−SBR、スチレン含量:23.5質量%、ML1+4(100℃):52)
化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例1で製造された化学変性ミクロフィブリルセルロース
比較化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例2で製造された比較化学変性ミクロフィブリルセルロース
カーボンブラック:東海カーボン(株)製のシーストN(N330、NSA:74m/g、DBP吸油量:102ml/100g)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン)(6PPD)
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH−24
レジン:住友ベークライト(株)製のPR12686(カシューオイル変性フェノール樹脂)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
硫黄:日本乾溜工業(株)製のセイミ硫黄(オイル分:10%)
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド[TBBS])
(実施例4−1、4−2、比較例4−1〜4−3)
表4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練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をプレス加硫し、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ビードエイペックスの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し加硫して、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を製造した。
得られた加硫ゴム組成物、試験用タイヤについて下記の評価を行った。結果を表4に示す。
(粘弾性試験)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、周波数10Hz、初期歪10%及び動歪2%の条件下で、加硫ゴム組成物の動的弾性率(E〔MPa〕)及び損失正接(tanδ)を測定し、比較例4−1を100としたときの指数で表示した(E指数、tanδ指数)。E指数は大きいほど動的弾性率が良好であり、tanδ指数は大きいほど発熱が小さく、低発熱性(低燃費性)に優れる。
(引張試験)
JIS K6251「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム引っ張り特性の求め方」に準じて、加硫ゴム組成物からなる3号ダンベル型試験片を用いて引張試験を実施し、加硫ゴム組成物の破断時伸び(引張伸び;EB〔%〕)及び破断時の引張強度(引張破断強度;TB〔MPa〕)を測定した。得られた値より、以下の式で破断強度を求め、比較例4−1を100としたときの指数で表示した(破断強度指数)。
破断強度=EB×TB
破断強度指数は大きいほど破断強度に優れる。
(加工性:ムーニー粘度の測定)
得られた未加硫ゴム組成物について、JIS K6300に準拠したムーニー粘度の測定方法に従い、130℃で測定した。比較例4−1のムーニー粘度(ML1+4)を100としたときの指数で表示した(ムーニー粘度指数)。指数が大きいほどムーニー粘度が大きく、加工性に優れる。
Figure 0006430868
表4により、ゴムと結合する化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した実施例4−1〜4−2では、当該化学変性ミクロフィブリルセルロースとカーボンブラックとを併用することにより、相乗的に化学変性ミクロフィブリルセルロースのゴム組成物中での分散性が顕著に向上するために、弾性率の向上が見られ、破断強度や低燃費性、加工性は良くなるまたは同等の結果であった。対して、ゴムと結合しない比較化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した比較例4−2〜4−3では、弾性率の向上は見られたが、破断強度や低燃費性は悪化する結果であった。
<クリンチエイペックス>
以下に、実施例、比較例で用いた各種薬品について説明する。
天然ゴム:TSR20
ブタジエンゴム:宇部興産(株)製のBR150B(シス含有量:97質量%、ML1+4(100℃):40)
化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例1で製造された化学変性ミクロフィブリルセルロース
比較化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例2で製造された比較化学変性ミクロフィブリルセルロース
カーボンブラック:東海カーボン(株)製のシーストN(N330、NSA:74m/g、DBP吸油量:102ml/100g)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン)(6PPD)
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH−24
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
硫黄:日本乾溜工業(株)製のセイミ硫黄(オイル分:10%)
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド[TBBS])
(実施例5−1、5−2、比較例5−1〜5−3)
表5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練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をプレス加硫し、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クリンチエイペックスの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し加硫して、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を製造した。
得られた加硫ゴム組成物、試験用タイヤについて下記の評価を行った。結果を表5に示す。
(粘弾性試験)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、周波数10Hz、初期歪10%及び動歪2%の条件下で、加硫ゴム組成物の動的弾性率(E〔MPa〕)及び損失正接(tanδ)を測定し、比較例5−1を100としたときの指数で表示した(E指数、tanδ指数)。E指数は大きいほど動的弾性率が良好であり、tanδ指数は大きいほど発熱が小さく、低発熱性(低燃費性)に優れる。
(引張試験)
JIS K6251「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム引っ張り特性の求め方」に準じて、加硫ゴム組成物からなる3号ダンベル型試験片を用いて引張試験を実施し、加硫ゴム組成物の破断時伸び(引張伸び;EB〔%〕)及び破断時の引張強度(引張破断強度;TB〔MPa〕)を測定した。得られた値より、以下の式で破断強度を求め、比較例5−1を100としたときの指数で表示した(破断強度指数)。
破断強度=EB×TB
破断強度指数は大きいほど破断強度に優れる。
(操縦安定性)
試験用タイヤを車輌(国産FF2000cc)の全輪に装着してテストコースを実車走行し、ドライバーの官能評価により操縦安定性を評価した。その際に、10点を満点とし、比較例5−1の操縦安定性を6点としてそれぞれ相対評価を行った。比較例5−1の評価値を100としたときの指数で表示した(操縦安定性指数)。指数が大きいほど、操縦安定性に優れる。
(耐摩耗性:リムずれ性)
JIS規格の最大荷重(最大内圧条件)の230%荷重の条件下で、試験用タイヤを速度20km/hで400時間ドラム走行させ、その後、リムフランジ接触部の摩耗深さを測定した。比較例5−1の測定値を100としたときの指数で表示した(耐摩耗性指数)。指数が大きいほどリムずれしにくく、耐摩耗性に優れる。
(加工性:ムーニー粘度の測定)
得られた未加硫ゴム組成物について、JIS K6300に準拠したムーニー粘度の測定方法に従い、130℃で測定した。比較例5−1のムーニー粘度(ML1+4)を100としたときの指数で表示した(ムーニー粘度指数)。指数が大きいほどムーニー粘度が大きく、加工性に優れる。
Figure 0006430868
表5により、ゴムと結合する化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した実施例5−1〜5−2では、当該化学変性ミクロフィブリルセルロースとカーボンブラックとを併用することにより、相乗的に化学変性ミクロフィブリルセルロースのゴム組成物中での分散性が顕著に向上するために、弾性率の向上が見られ、破断強度や低燃費性、耐摩耗性、加工性は良くなる又は同等の結果であった。対して、ゴムと結合しない比較化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した比較例5−2〜5−3では、弾性率の向上は見られたが、破断強度や低燃費性は悪化する結果であった。
<インナーライナー>
以下に、実施例、比較例で用いた各種薬品について説明する。
天然ゴム:TSR20
ブチル系ゴム:エクソンモービル社製のエクソンクロロブチル1066(塩素化ブチルゴム)
化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例1で製造された化学変性ミクロフィブリルセルロース
比較化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例2で製造された比較化学変性ミクロフィブリルセルロース
カーボンブラック:東海カーボン(株)製のシーストV(N660、NSA:27m/g)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン)(6PPD)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
硫黄:日本乾溜工業(株)製のセイミ硫黄(オイル分:10%)
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド[TBBS])
(実施例6−1、6−2、比較例6−1〜6−3)
表6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練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をプレス加硫し、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インナーライナーの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し加硫して、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を製造した。
得られた加硫ゴム組成物、試験用タイヤについて下記の評価を行った。結果を表6に示す。
(耐空気透過性)
得られた加硫ゴム組成物からなるゴム試験片(直径90mmおよび厚さ1mm)を作製し、ASTM D−1434−75Mにしたがって、空気透過係数(cc・cm/cm・sec/cmHg)をそれぞれ算出した。そして、下記計算式により比較例6−1の空気透過係数を基準(100)としてそれぞれ指数表示した(耐空気透過性指数)。指数が大きいほど、空気を透過しにくく、耐空気透過性に優れることを示す。
(耐空気透過性指数)=(比較例6−1の空気透過係数)/(各空気透過係数)×100
(粘弾性試験)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、周波数10Hz、初期歪10%及び動歪2%の条件下で、加硫ゴム組成物の損失正接(tanδ)を測定し、比較例6−1を100としたときの指数で表示した(tanδ指数)。指数は大きいほど発熱が小さく、低発熱性(低燃費性)に優れる。
(加工性:ムーニー粘度の測定)
得られた未加硫ゴム組成物について、JIS K6300に準拠したムーニー粘度の測定方法に従い、130℃で測定した。比較例6−1のムーニー粘度(ML1+4)を100としたときの指数で表示した(ムーニー粘度指数)。指数が大きいほどムーニー粘度が大きく、加工性に優れる。
Figure 0006430868
表6により、ゴムと結合する化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した実施例6−1〜6−2では、当該化学変性ミクロフィブリルセルロースとカーボンブラックとを併用することにより、相乗的に化学変性ミクロフィブリルセルロースのゴム組成物中での分散性が顕著に向上するために、耐空気透過性に優れ、低燃費性、加工性はほぼ同等の結果であった。対して、ゴムと結合しない比較化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した比較例6−2〜6−3では、耐空気透過性に若干優れていたが、低燃費性は悪化する結果であった。
<アンダートレッド>
以下に、実施例、比較例で用いた各種薬品について説明する。
天然ゴム:TSR20
化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例1で製造された化学変性ミクロフィブリルセルロース
比較化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例2で製造された比較化学変性ミクロフィブリルセルロース
カーボンブラック:東海カーボン(株)製のシーストN(N330、NSA:74m/g、DBP吸油量:102ml/100g)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン)(6PPD)
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH−24
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
硫黄:日本乾溜工業(株)製のセイミ硫黄(オイル分:10%)
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド[TBBS])
(実施例7−1、7−2、比較例7−1〜7−3)
表7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練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をプレス加硫し、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アンダートレッドの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し加硫して、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を製造した。
得られた加硫ゴム組成物、試験用タイヤについて下記の評価を行った。結果を表7に示す。
(加工性:ムーニー粘度の測定)
得られた未加硫ゴム組成物について、JIS K6300に準拠したムーニー粘度の測定方法に従い、130℃で測定した。比較例7−1のムーニー粘度(ML1+4)を100としたときの指数で表示した(ムーニー粘度指数)。指数が大きいほどムーニー粘度が大きく、加工性に優れる。
(引張試験)
JIS K6251「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム引っ張り特性の求め方」に準じて、加硫ゴム組成物からなる3号ダンベル型試験片を用いて引張試験を実施し、加硫ゴム組成物の破断時伸び(引張伸び;EB〔%〕)及び破断時の引張強度(引張破断強度;TB〔MPa〕)を測定した。得られた値より、以下の式で破断強度を求め、比較例7−1を100としたときの指数で表示した(破断強度指数)。
破断強度=EB×TB
破断強度指数は大きいほど破断強度に優れる。
(粘弾性試験)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、周波数10Hz、初期歪10%及び動歪2%の条件下で、加硫ゴム組成物の損失正接(tanδ)を測定し、比較例7−1を100としたときの指数で表示した(tanδ指数)。指数は大きいほど発熱が小さく、低発熱性(低燃費性)に優れる。
Figure 0006430868
表7により、ゴムと結合する化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した実施例7−1〜7−2では、当該化学変性ミクロフィブリルセルロースとカーボンブラックとを併用することにより、相乗的に化学変性ミクロフィブリルセルロースのゴム組成物中での分散性が顕著に向上するために、低燃費性、破断強度、加工性は良くなる又は同等の結果であった。対して、ゴムと結合しない比較化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した比較例7−2〜7−3では、低燃費性、破断強度、加工性はあまり良くならなかった。
<ブレーカートッピング>
以下に、実施例、比較例で用いた各種薬品について説明する。
天然ゴム:TSR20
化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例1で製造された化学変性ミクロフィブリルセルロース
比較化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例2で製造された比較化学変性ミクロフィブリルセルロース
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N550(NSA:42m/g、平均粒子径:48nm、DBP吸油量:113ml/100g)
有機酸コバルト:大日本インキ化学工業(株)製のcost−F(ステアリン酸コバルト、コバルト含有量:9.5質量%)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン)(6PPD)
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH−24
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
硫黄:日本乾溜工業(株)製のセイミ硫黄(オイル分:10%)
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーDZ(N,N’−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド)
(実施例8−1、8−2、比較例8−1〜8−3)
表8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練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をプレス加硫し、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ブレーカートッピングの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し加硫して、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を製造した。
得られた加硫ゴム組成物、試験用タイヤについて下記の評価を行った。結果を表8に示す。
(粘弾性試験)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、周波数10Hz、初期歪10%及び動歪2%の条件下で、加硫ゴム組成物の動的弾性率(E〔MPa〕)及び損失正接(tanδ)を測定し、比較例8−1を100としたときの指数で表示した(E指数、tanδ指数)。E指数は大きいほど動的弾性率が良好であり、tanδ指数は大きいほど発熱が小さく、低発熱性(低燃費性)に優れる。
(引張試験)
JIS K6251「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム引っ張り特性の求め方」に準じて、加硫ゴム組成物からなる3号ダンベル型試験片を用いて引張試験を実施し、加硫ゴム組成物の破断時伸び(引張伸び;EB〔%〕)及び破断時の引張強度(引張破断強度;TB〔MPa〕)を測定した。得られた値より、以下の式で破断強度を求め、比較例8−1を100としたときの指数で表示した(破断強度指数)。
破断強度=EB×TB
破断強度指数は大きいほど破断強度に優れる。
(加工性:ムーニー粘度の測定)
得られた未加硫ゴム組成物について、JIS K6300に準拠したムーニー粘度の測定方法に従い、130℃で測定した。比較例8−1のムーニー粘度(ML1+4)を100としたときの指数で表示した(ムーニー粘度指数)。指数が大きいほどムーニー粘度が大きく、加工性に優れる。
Figure 0006430868
表8により、ゴムと結合する化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した実施例8−1〜8−2では、当該化学変性ミクロフィブリルセルロースとカーボンブラックとを併用することにより、相乗的に化学変性ミクロフィブリルセルロースのゴム組成物中での分散性が顕著に向上するために、弾性率の向上が見られ、破断強度や低燃費性、加工性は良くなるまたは同等の結果であった。対して、ゴムと結合しない比較化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した比較例8−2〜8−3では、弾性率の向上は見られたが、破断強度や低燃費性は悪化する結果であった。
<プライトッピング>
以下に、実施例、比較例で用いた各種薬品について説明する。
天然ゴム:TSR20
スチレンブタジエンゴム:日本ゼオン(株)製のNipol1502(E−SBR、スチレン含量:23.5質量%、ビニル含量:18質量%)
化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例1で製造された化学変性ミクロフィブリルセルロース
比較化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例2で製造された比較化学変性ミクロフィブリルセルロース
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N550(NSA:42m/g、平均粒子径:48nm、DBP吸油量:113ml/100g)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン)(6PPD)
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH−24
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
硫黄:日本乾溜工業(株)製のセイミ硫黄(オイル分:10%)
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーDZ(N,N’−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド)
(実施例9−1、9−2、比較例9−1〜9−3)
表9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練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をプレス加硫し、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プライトッピングの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し加硫して、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を製造した。
得られた加硫ゴム組成物、試験用タイヤについて下記の評価を行った。結果を表9に示す。
(粘弾性試験)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、周波数10Hz、初期歪10%及び動歪2%の条件下で、加硫ゴム組成物の動的弾性率(E〔MPa〕)及び損失正接(tanδ)を測定し、比較例9−1を100としたときの指数で表示した(E指数、tanδ指数)。E指数は大きいほど動的弾性率が良好であり、tanδ指数は大きいほど発熱が小さく、低発熱性(低燃費性)に優れる。
(引張試験)
JIS K6251「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム引っ張り特性の求め方」に準じて、加硫ゴム組成物からなる3号ダンベル型試験片を用いて引張試験を実施し、加硫ゴム組成物の破断時伸び(引張伸び;EB〔%〕)及び破断時の引張強度(引張破断強度;TB〔MPa〕)を測定した。得られた値より、以下の式で破断強度を求め、比較例9−1を100としたときの指数で表示した(破断強度指数)。
破断強度=EB×TB
破断強度指数は大きいほど破断強度に優れる。
(耐屈曲亀裂成長試験)
加硫ゴムシート(加硫ゴム組成物)を用い、JIS K6260「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−デマッチャ屈曲亀裂試験方法」に基づいてサンプルを作製し、屈曲亀裂成長試験を行い、70%伸張を100万回繰り返してゴムシートを屈曲させたのち、発生した亀裂の長さを測定した。比較例9−1の測定値(長さ)の逆数を100とし、指数表示した。指数が大きいほど、亀裂の成長が抑制され、耐屈曲亀裂成長性に優れることを示す。
(接着強度)
8本のコードを10mmの等間隔に並べ、その両側から0.7mm厚のトッピングゴム(未加硫ゴム組成物)を圧着させた。得られたゴム圧着コードを湿度60%の条件で保管した後、2枚のゴム圧着コードを90度の角度で貼り合わせ、更にその両側に補強用のゴムを圧着させた。得られた圧着物の形状は加硫用金型の形状に合わせて長方形とした。該金型で圧着物を165℃で20分加硫した後、得られた加硫物中の貼り合わせた2枚のゴム圧着コード間に裂け目を入れ、インストロン社製の引張試験機を用いて50mm/分の速度で180度の向きに引っ張り、ゴム圧着コード間の剥離力(kN/25mm)を評価した。結果は、比較例9−1の剥離力を100として指数表示した。数値が大きいほど、コードとトッピングゴムとの接着性が良好であり、耐久性に優れることを示している。
Figure 0006430868
表9により、ゴムと結合する化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した実施例9−1〜9−2では、当該化学変性ミクロフィブリルセルロースとカーボンブラックとを併用することにより、相乗的に化学変性ミクロフィブリルセルロースのゴム組成物中での分散性が顕著に向上するために、弾性率の向上が見られ、破断強度や低燃費性、耐屈曲亀裂成長性は良くなるまたは同等の結果であった。対して、ゴムと結合しない比較化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した比較例9−2〜9−3では、弾性率の向上は見られたが、破断強度や低燃費性は悪化する結果であった。
<トレッド>
以下に、実施例、比較例で用いた各種薬品について説明する。
天然ゴム:TSR20
スチレンブタジエンゴム:日本ゼオン(株)製のNipol1502(E−SBR、スチレン含量:23.5質量%、ML1+4(100℃):52)
化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例1で製造された化学変性ミクロフィブリルセルロース
比較化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例2で製造された比較化学変性ミクロフィブリルセルロース
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N550(NSA:42m/g)
シリカ:エボニックデグッサ社製のUltrasil VN3(NSA:175m/g)
シランカップリング剤:エボニックデグッサ社製の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)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン)(6PPD)
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH−24
ワックス:日本精蝋(株)製のオゾエース0355
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
硫黄:日本乾溜工業(株)製のセイミ硫黄(オイル分:10%)
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーDZ(N,N’−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド)
(実施例10−1、10−2、比較例10−1〜10−3)
表10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練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をプレス加硫し、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トレッドの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し加硫して、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を製造した。
得られた加硫ゴム組成物、試験用タイヤについて下記の評価を行った。結果を表10に示す。
(引張試験)
JIS K6251「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム引っ張り特性の求め方」に準じて、加硫ゴム組成物からなる3号ダンベル型試験片を用いて引張試験を実施し、加硫ゴム組成物の破断時伸び(引張伸び;EB〔%〕)及び破断時の引張強度(引張破断強度;TB〔MPa〕)を測定した。得られた値より、以下の式で破断強度を求め、比較例10−1を100としたときの指数で表示した(破断強度指数)。
破断強度=EB×TB
破断強度指数は大きいほど破断強度に優れる。
(粘弾性試験)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、周波数10Hz、初期歪10%及び動歪2%の条件下で、加硫ゴム組成物の損失正接(tanδ)を測定し、比較例10−1を100としたときの指数で表示した(tanδ指数)。tanδ指数は大きいほど発熱が小さく、低発熱性(低燃費性)に優れる。
(耐摩耗性)
各試験用タイヤを国産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、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)/(比較例10−1のタイヤ溝が1mm減るときの走行距離)×100
(ウェットグリップ性能)
各試験用タイヤを車両(国産FF2000cc)の全輪に装着して、湿潤アスファルト路面にて初速度100km/hからの制動距離を求めた。結果は指数で表し、数字が大きいほどウェットスキッド性能(ウェットグリップ性能)が良好である。指数は次の式で求めた。
ウェットスキッド性能=(比較例10−1の制動距離)/(各配合例の制動距離)×100
Figure 0006430868
表10により、ゴムと結合する化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した実施例10−1〜10−2では、当該化学変性ミクロフィブリルセルロースとカーボンブラックとを併用することにより、相乗的に化学変性ミクロフィブリルセルロースのゴム組成物中での分散性が顕著に向上するために、ウェットグリップ性能、破断強度や低燃費性は良くなるまたは同等の結果であった。対して、ゴムと結合しない比較化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した比較例10−2〜10−3では、ウェットグリップ性能、破断強度や低燃費性は悪化する結果であった。
<スタッドレスタイヤ>
以下に、実施例、比較例で用いた各種薬品について説明する。
天然ゴム:TSR20
ブタジエンゴム:宇部興産(株)製のBR150B(シス含有量:97質量%、ML1+4(100℃):40、5%トルエン溶液粘度(25℃):48cps、Mw/Mn:3.3)
化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例1で製造された化学変性ミクロフィブリルセルロース
比較化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例2で製造された比較化学変性ミクロフィブリルセルロース
カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイアブラックI(ISAF、NSA:114m/g、平均粒子径:23nm、DBP吸油量:114ml/100g)
シリカ:エボニックデグッサ社製のUltrasil VN3(NSA:175m/g)
シランカップリング剤:エボニックデグッサ社製の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)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン)(6PPD)
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH−24
ワックス:日本精蝋(株)製のPS−32(パラフィン系プロセスオイル)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
硫黄:日本乾溜工業(株)製のセイミ硫黄(オイル分:10%)
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド[TBBS])
(実施例11−1、11−2、比較例11−1〜11−3)
表11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練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をプレス加硫し、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トレッドの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し加硫して、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。
得られた加硫ゴム組成物、試験用タイヤについて下記の評価を行った。結果を表11に示す。
(引張試験)
JIS K6251「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム引っ張り特性の求め方」に準じて、加硫ゴム組成物からなる3号ダンベル型試験片を用いて引張試験を実施し、加硫ゴム組成物の破断時伸び(引張伸び;EB〔%〕)及び破断時の引張強度(引張破断強度;TB〔MPa〕)を測定した。得られた値より、以下の式で破断強度を求め、比較例11−1を100としたときの指数で表示した(破断強度指数)。
破断強度=EB×TB
破断強度指数は大きいほど破断強度に優れる。
(粘弾性試験)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、周波数10Hz、初期歪10%及び動歪2%の条件下で、加硫ゴム組成物の損失正接(tanδ)を測定し、比較例11−1を100としたときの指数で表示した(tanδ指数)。tanδ指数は大きいほど発熱が小さく、低発熱性(低燃費性)に優れる。
(雪氷上性能(氷上グリップ性能))
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FR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。比較例11−1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、氷上での制動性能が良好であることを示す。
(氷上グリップ指数)=(比較例11−1の停止距離)/(各配合の停止距離)×100
(耐摩耗性)
各試験用タイヤを国産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、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)/(比較例11−1のタイヤ溝が1mm減るときの走行距離)×100
Figure 0006430868
表11により、ゴムと結合する化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した実施例11−1〜11−2では、当該化学変性ミクロフィブリルセルロースとカーボンブラックとを併用することにより、相乗的に化学変性ミクロフィブリルセルロースのゴム組成物中での分散性が顕著に向上するために、氷上グリップ性能に優れ、破断強度や低燃費性、耐摩耗性は良くなるまたは同等の結果であった。対して、ゴムと結合しない比較化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した比較例11−2〜11−3では、氷上グリップ性能に優れるが、破断強度や低燃費性、耐摩耗性は悪化する結果であった。
<ランフラットタイヤのライニングストリップ層>
以下に、実施例、比較例で用いた各種薬品について説明する。
天然ゴム:TSR20
ブタジエンゴムBR150B:宇部興産(株)製のBR150B(シス含有量:97質量%、ML1+4(100℃):40、5%トルエン溶液粘度(25℃):48cps、Mw/Mn:3.3)
ブタジエンゴムVCR412:宇部興産(株)製のVCR412(SPB含有BR、シス含有量:98質量%、SPB含有量:12質量%、SPBの一次粒径:250nm、ビニル含量:1質量%)
化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例1で製造された化学変性ミクロフィブリルセルロース
比較化学変性ミクロフィブリルセルロース:調製例2で製造された比較化学変性ミクロフィブリルセルロース
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N550(NSA:42m/g)
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH−24
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン)(6PPD)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
硫黄:日本乾溜工業(株)製のセイミ硫黄(オイル分:10%)
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−ベンゾチアゾールスルフェンアミド)
(実施例12−1、12−2、比較例12−1〜12−3)
表12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練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をプレス加硫し、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ライニングストリップ層の形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し加硫して、試験用タイヤ(サイズ:215/45R17;乗用車用ランフラットタイヤ)を製造した。
得られた加硫ゴム組成物、試験用タイヤについて下記の評価を行った。結果を表12に示す。
(粘弾性試験)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、周波数10Hz、初期歪10%及び動歪2%の条件下で、加硫ゴム組成物の動的弾性率(E〔MPa〕)を測定し、比較例12−1を100としたときの指数で表示した(E指数)。E指数は大きいほど動的弾性率が良好である。
(引張試験)
JIS K6251「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム引っ張り特性の求め方」に準じて、加硫ゴム組成物からなる3号ダンベル型試験片を用いて引張試験を実施し、加硫ゴム組成物の破断時伸び(引張伸び;EB〔%〕)及び破断時の引張強度(引張破断強度;TB〔MPa〕)を測定した。得られた値より、以下の式で破断強度を求め、比較例12−1を100としたときの指数で表示した(破断強度指数)。
破断強度=EB×TB
破断強度指数は大きいほど破断強度に優れる。
(低燃費性(転がり抵抗性))
転がり抵抗試験機を用い、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、比較例12−1を100としたときの指数で表示した(転がり抵抗指数)。指数は大きいほど転がり抵抗性(低燃費性)に優れる。
(ランフラット耐久性)
試験用タイヤを空気内圧0kPaにてドラム上を80km/hで走行させ、試験用タイヤが破壊するまでの走行距離を測定し、比較例12−1の走行距離を100とし、指数表示した(ランフラット耐久性指数)。指数が大きいほどランフラット耐久性に優れる。
Figure 0006430868
表12により、ゴムと結合する化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した実施例12−1〜12−2では、当該化学変性ミクロフィブリルセルロースとカーボンブラックとを併用することにより、相乗的に化学変性ミクロフィブリルセルロースのゴム組成物中での分散性が顕著に向上するために、破断強度や低燃費性に優れた結果であった。対して、ゴムと結合しない比較化学変性ミクロフィブリルセルロースを使用した比較例12−2〜12−3では、弾性率は向上するが、破断強度や低燃費性が悪化する結果であった。
以上の結果から、ゴム成分と、不飽和結合を有する特定の化学変性ミクロフィブリルセルロースと、カーボンブラックとを含むゴム組成物は、当該特定の化学変性ミクロフィブリルセルロースとカーボンブラックとを併用しているために、相乗的に当該特定の化学変性ミクロフィブリルセルロースのゴム組成物中での分散性を顕著に向上させることができ、このようなゴム組成物を用いて作製した各部材を有する空気入りタイヤ、スタッドレスタイヤ、ランフラットタイヤは、低燃費性及び破断強度に優れ、各部材に要求されるその他の諸性能もバランスよく改善できることが分かった。

Claims (3)

  1. ゴム成分と、化学変性ミクロフィブリルセルロースと、カーボンブラックとを含み、
    前記化学変性ミクロフィブリルセルロースが、ミクロフィブリルセルロース中の一部の水酸基の水素原子が下記式(1)で表される置換基によって置換された構造を有し、
    前記化学変性ミクロフィブリルセルロースの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して0.5〜10質量部であり、
    前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が、20〜200m /gであり、
    前記カーボンブラックの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して、5〜200質量部である
    ことを特徴とするゴム組成物。
    −A−R (1)
    (式(1)中、Rは、少なくとも1個の不飽和結合を有する炭素数3〜30の炭化水素基を表し、Aは、カルボニル基(−CO−)を表す。)
  2. 前記化学変性ミクロフィブリルセルロースの下記のように定義される置換度が、0.05〜2.0である請求項1記載のゴム組成物。
    置換度:セルロースの水酸基のうち化学変性によって他の官能基に置換された水酸基のグルコース環単位当たりの平均個数
  3. 請求項1又は2記載のゴム組成物を用いて作製した部材を有するタイヤ。
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