JP6517628B2 - タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
ジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム(NR)、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−イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴムなど、通常使用される各種ジエン系ゴムが挙げられる。これらのジエン系ゴムは、いずれか1種単独で、又は2種以上ブレンドして用いることができる。これらの中でも、NR、BR及びSBRからなる群から選択された少なくとも1種であることが好ましい。一実施形態として、ジエン系ゴムは、SBR単独、又はSBRと他のジエン系ゴム(例えばBR及び/又はNR)とのブレンドからなるものであってもよく、例えば、SBRを50質量%以上含むものでもよい。
本実施形態で用いるアクリル系ブロックポリマーは、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)のブロックセグメントとポリアクリル酸ブチル(PBA)のブロックセグメントを含むものである。すなわち、該アクリル系ブロックポリマーは、メタクリル酸メチル(MMA)とアクリル酸ブチル(BA)のブロック共重合体であり、常温でゴム弾性を有するアクリル系熱可塑性エラストマーである。
上記アクリル系ブロックポリマーとしては、その重量平均分子量(Mw)が30,000〜100,000であり、かつ、ポリメタクリル酸メチルの重量平均分子量(Mw)が8,000〜28,000であるものが好ましく用いられる。このような分子量を持つアクリル系ブロックポリマーを用いることにより、低燃費性の低下を抑えながら、ウェットグリップ性能と耐摩耗性を向上することができる。アクリル系ブロックポリマーの重量平均分子量は、より好ましくは30,000〜65,000であり、32,000〜64,000でもよい。また、ポリメタクリル酸メチルの重量平均分子量は、より好ましくは10,000〜25,000であり、10,000〜20,000でもよく、11,000〜18,000でもよい。
本実施形態に係るゴム組成物には、上記の成分の他に、補強性充填剤、シランカップリング剤、オイル、ステアリン酸、亜鉛華、老化防止剤、ワックス、加硫剤、加硫促進剤など、ゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)での測定により、ポリスチレン換算のMwを求めた。詳細には、測定試料は0.2mgをTHF1mLに溶解させたものを用いた。(株)島津製作所製「LC−20DA」を使用し、試料をフィルター透過後、温度40℃、流量0.7mL/分でカラム(Polymer Laboratories社製「PL Gel3μm Guard×2」)を通し、Spectra System社製「RI Detector」で検出した。
NMRにより、アクリル系ブロックポリマーの構造同定を行い、得られたNMRスペクトルから、アクリル系ブロックポリマーにおけるポリメタクリル酸メチルの含有量(PMMA量)を算出した。NMRスペクトルは、BRUKER社製「400ULTRASHIELDTM PLUS」によりTMSを標準とし、ポリマー1gを重クロロホルム5mLに溶解し、測定した。
上記で測定したアクリル系ブロックポリマーのMwに、ポリメタクリル酸メチルの含有比(PMMA量/100)を乗じて算出した(Mw×PMMA量(質量%)/100)。
JIS K6264に準じて、岩本製作所(株)製のランボーン摩耗試験機を用いて、荷重29.4N、スリップ率20%、温度23℃で摩耗量を測定し、摩耗量の逆数について比較例1の値を100とした指数で表示した。数値が大きいほど、耐摩耗性に優れることを示す。
USM社製レオスペクトロメーターE4000を用いて、周波数50Hz、静歪み10%、動歪み2%、温度0℃の条件で損失係数tanδを測定し、比較例1の値を100とした指数で表示した。0℃でのtanδは、タイヤ用ゴム組成物において、湿潤路面に対するグリップ性能の指標として一般に用いられているものであり、上記指数が大きいほどtanδが大きく、ウェットグリップ性能に優れることを示す。
温度を60℃に変え、その他はウェットグリップ性能の評価と同様にして、tanδを測定し、その逆数について、比較例1の値を100とした指数で表示した。60℃でのtanδは、タイヤ用ゴム組成物において、低発熱性の指標として一般に用いられているものであり、上記指数が大きいほどtanδが小さく、従って、発熱しにくく、タイヤとしての低燃費性能に優れることを示す。
バンバリーミキサーを使用し、下記表1に示す配合(質量部)に従って、常法に従いタイヤ用ゴム組成物を調製した。詳細には、第一混練段階で、ジエン系ゴムに対し、硫黄及び加硫促進剤を除く他の配合剤を添加し混練し(排出温度=150℃)、次いで、得られた混練物に、最終混練段階で、硫黄と加硫促進剤を添加し混練して(排出温度=110℃)、ゴム組成物を調製した。表1中の各成分は以下の通りである。
・アクリル系ブロックポリマー1:メタクリル酸メチルとアクリル酸ブチルのブロック共重合体、(株)クラレ製「クラリティLA2330」(Mw:64,000、PMMA量:27質量%、PMMAのMw:17,280)
・アクリル系ブロックポリマー2:メタクリル酸メチルとアクリル酸ブチルのブロック共重合体、(株)クラレ製「クラリティLA4285」(Mw:37,000、PMMA量:56質量%、PMMAのMw:20,720)
・アクリル系ブロックポリマー3:メタクリル酸メチルとアクリル酸ブチルのブロック共重合体、(株)クラレ製「クラリティLA2250」(Mw:32,000、PMMA量:36質量%、PMMAのMw:11,520)
・アクリル系ブロックポリマー4:メタクリル酸メチルとアクリル酸ブチルのブロック共重合体、(株)クラレ製「クラリティLA2140e」(Mw:43,000、PMMA量:28質量%、PMMAのMw:12,040)
・アクリル系ポリマーA:下記合成例1で得られたメタクリル酸メチルの単独重合体(Mw:20,000、PMMA量:100質量%)
・アクリル系ポリマーB:下記合成例2で得られたメタクリル酸メチルの単独重合体(Mw:10,000、PMMA量:100質量%)
・アクリル系ポリマーC:下記合成例3で得られたアクリル酸ブチルの単独重合体(Mw:10,000、PMMA量:0質量%)
・シリカ:東ソー・シリカ(株)製「ニップシールAQ」
・プロセスオイル:JX日鉱日石エネルギー(株)製「X-140」
・シランカップリング剤:エボニック・デグザ製「Si69」
・ステアリン酸:花王(株)製「ルナックS-20」
・亜鉛華:三井金属鉱業(株)製「亜鉛華1種」
・老化防止剤:大内新興化学工業(株)製「ノクラック6C」
・硫黄:細井化学工業(株)製「ゴム用粉末硫黄150メッシュ」
・加硫促進剤A:大内新興化学工業(株)製「ノクセラーCZ」
・加硫促進剤B:大内新興化学工業(株)製「ノクセラーD」
反応器として水冷冷却管を取り付けた4つ口フラスコにメタクリル酸メチル100質量部、AIBN(アゾビスイソブチロニトリル)6.4質量部、トルエン400質量部を投入し、60℃に加温し、3時間重合させた。得られた反応液を貧溶媒としてエタノールを使用して凝固させ、取り出した固体を真空乾燥することでアクリル系ポリマーAを得た。
メタクリル酸メチル100質量部、AIBN12.8質量部、トルエン400質量部とし、その他は合成例1と同様にしてアクリル系ポリマーBを得た。
投入モノマーとしてアクリル酸ブチル100質量部、AIBN3.2質量部、トルエン400質量部とし、その他は合成例1と同様にしてアクリル系ポリマーCを得た。
Claims (3)
- ジエン系ゴム100質量部に対し、ポリメタクリル酸メチルのブロックセグメントとポリアクリル酸ブチルのブロックセグメントを含むアクリル系ブロックポリマーを1〜30質量部含有し、
前記アクリル系ブロックポリマーの重量平均分子量が30,000〜65,000であり、前記アクリル系ブロックポリマーの重量平均分子量にポリメタクリル酸メチルの含有比を乗じて算出されるポリメタクリル酸メチルの重量平均分子量が10,000〜20,000である、
タイヤ用ゴム組成物。 - 前記アクリル系ブロックポリマーが、ポリメタクリル酸メチルのブロックセグメントAとポリアクリル酸ブチルのブロックセグメントBを含むA−B−Aトリブロック共重合体である、請求項1記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 請求項1又は2に記載のゴム組成物を用いて作製された空気入りタイヤ。
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