JP6615792B2

JP6615792B2 - タイヤを製造するためのゴムコンパウンド

Info

Publication number: JP6615792B2
Application number: JP2016572402A
Authority: JP
Inventors: コッスジャンカルロ; アゴレッティパスクァーレ
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2019-12-04
Anticipated expiration: 2035-06-11
Also published as: EP3155043B1; EP3155043A1; WO2015189803A1; CN106414586A; US10392501B2; CN106414586B; JP2017517614A; US20170130037A1

Description

本発明は、タイヤを製造するためのゴムコンパウンドに関する。

以下、「マスターバッチ混合工程」という語句は、ポリマーベースを、加硫系を除くコンパウンドの他の成分と混合する混合工程を意味する。

以下、「メチレン供与体化合物」という語句は、「メチレン受容体」化合物の存在下でメチレン架橋による架橋剤として作用することができる化合物を意味する。

市場では、低い転がり抵抗を有するタイヤの需要が高まっている。前述の点に関して、タイヤ分野における研究の一部は、他のタイヤの特性、例えば力学的特性に妥協することなく低い転がり抵抗を提供することができる解決策を見出すことに集中している。

転がり抵抗に関する改善を得る可能性の１つは、コンパウンド中の補強性充填剤の量を低減することである。しかし、補強性充填剤の低減は、通常、コンパウンドの、例えば引張強度などの力学的特性の低下につながる。

コンパウンドの力学的特性のこの低下を引き起こすことなく、補強性充填剤のその量を低減することによりコンパウンドの転がり抵抗特性を改善することが求められている。

本発明のより完全な理解のために、成分ゴムコンパウンドの長期間の熱的および力学的安定性が、タイヤにとって特に重要な特性であることが強調されるべきである。

硫黄／促進剤比で後者が有利なことを特徴とする過酸化物ベースの加硫系、またはいわゆる有効加硫（ＥＶ）系の使用は、プロセス柔軟性および疲労抵抗を損ねるほど、より良好な長期間の熱的および力学的安定性を保証することが知られている。それとは異なり、硫黄／促進剤比で後者が不利なことを特徴とする従来の加硫（ＣＶ）系は、生産段階でのより良好な柔軟性およびより良好な疲労抵抗を保証するが、長期間の熱的および力学的安定性を損ねる。

出願人は、驚くべきことに、力学的特性を低下することなくコンパウンド中の補強性充填剤の量の低減を可能にし、そして同時に、コンパウンドの長期間の安定性の改善を可能にする解決策を発明した。

本発明の対象は、少なくとも１つの架橋性ポリマーベースと、補強性充填剤と、加硫系とを含むゴムコンパウンドであって；前記コンパウンドは補強性樹脂と、式（Ｉ）のジチオール化合物
ＳＨＲＳＨ（Ｉ）
（式中、Ｒは３〜１２個の原子からなる脂肪族または芳香族基である）
とを含むことを特徴とする。

好ましくは、ジチオール化合物は式ＳＨ（ＣＨ_２）_ｎＳＨを有し、式中、ｎは３〜１２である。

好ましくは、ジチオール化合物はＳＨ（ＣＨ_２）_６ＳＨである。

好ましくは、ジチオール化合物は、０．５〜２０ｐｈｒの量でコンパウンド中に存在する。

好ましくは、前記補強性樹脂は、調製中のコンパウンドに前記加硫系と共に添加される一成分型樹脂である。

好ましくは、前記補強性樹脂は二成分型樹脂であり；前記二成分型樹脂のメチレン受容体化合物はマスターバッチ混合工程で調製中のゴムコンパウンドに添加され、メチレン供与体化合物は調製中のゴムコンパウンドに前記加硫系と共に添加される。

好ましくは、前記補強性樹脂は、アクリル樹脂、アルキド樹脂、アミン樹脂、アミド樹脂、マレイミド樹脂、マレイン酸樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂、フェノール樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ビニル樹脂、ビニルエステル樹脂、シアノアクリル樹脂、シリコーン樹脂、シロキサン樹脂、メラミン樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、およびフマル酸樹脂からなる群からなる。

好ましくは、前記補強性樹脂は、１〜５０ｐｈｒの量でコンパウンド中に存在する。

好ましくは、補強性充填剤は、５〜３０ｐｈｒの量でコンパウンド中に存在する。

本発明のさらなる対象は、本発明の対象コンパウンドで製造されたタイヤ部分である。

好ましくは、前記部分はトレッドである。

本発明のさらなる対象は、本発明の対象コンパウンドで製造された部分を含むタイヤである。

本発明のより良い理解のために、実施形態の例を、単に例示的で非限定的な目的で以下に示す。

４つの比較コンパウンド（コンパウンドＡ〜Ｄ）および本発明に係るコンパウンド（コンパウンドＥ）を製造した。

比較コンパウンドを、以下のように説明することができる：コンパウンドＡは、ジチオール化合物がなくかつ補強性樹脂のない、標準コンパウンドである；コンパウンドＢは、半分の量のカーボンブラックを有することで、コンパウンドＡとは異なる；コンパウンドＣは、コンパウンドＢと同量のカーボンブラックを有し、ジチオール化合物を含むが、補強性樹脂を含まない；コンパウンドＤも、コンパウンドＢと同量のカーボンブラックを有し、補強性樹脂を含むが、ジチオール化合物を含まない。

本発明の原理に従って製造されたコンパウンド（コンパウンドＥ）は、半分の量のカーボンブラックを有し、補強性樹脂とジチオール化合物の両方を含むため、比較コンパウンドとは異なる。

コンパウンドＡ〜Ｅを、以下に記載の手順に従って調製した。

−コンパウンドの調製−
（第１混合工程）
混合の開始前に、ポリマーベース、カーボンブラックおよび補強性樹脂のメチレン受容体化合物を、接線ローターと２３０〜２７０リットルの内部容積を有する混合機に、６６〜７２％の充填率に達するように投入した。

混合機を４０〜６０ｒ．ｐ．ｍ．の速度で運転し、形成された混合物を、１４０〜１６０℃の温度に達した時点で排出した。

（第２混合工程）
前の工程から得られた混合物を、４０〜６０ｒ．ｐ．ｍ．の速度で運転する混合機で再び混合し、続いて、１３０〜１５０℃の温度に達した時点で排出した。

（第３混合工程）
硫黄および促進剤からなる加硫系、ジチオール化合物および補強性樹脂のメチレン供与体化合物を、前の工程から得られた混合物に、６３〜６７％の充填率に達するように添加した。

その混合機を２０〜４０ｒ．ｐ．ｍ．の速度で運転し、形成された混合物を、９０〜１１０℃の温度に達した時点で排出した。

上述した手順とは異なり、ジチオール化合物および補強性樹脂を、それが一成分型であるか二成分型であるかにかかわらず、マスターバッチ混合工程で、特定の予防策を採って架橋反応を避けながら、コンパウンドに添加することができる。

表Ｉは、ｐｈｒでのコンパウンドの組成を示す。

使用したカーボンブラックはＮ２３４である。

フェノールホルムアルデヒドおよびＨＭＭＭ（ヘキサメトキシメチルメラミン）は、それぞれ二成分型補強性樹脂のメチレン受容体化合物およびメチレン供与体化合物である。

ジチオール化合物はＳＨ（ＣＨ_２）_６ＳＨである。

使用した促進剤は、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）である。

実験的試験
コンパウンドに、加硫後すぐに実験的試験を行い、比較コンパウンドに対する本発明に係るコンパウンドの優位性を確認した。

具体的には、コンパウンドに、力学的および動的特性に関する試験を行った。力学的特性をＡＳＴＭＤ４１２Ｃ規格に従って測定し、一方で動的特性をＩＳＯ４６６４規格に従って測定した。

当業者に知られているように、転がり抵抗パラメーターは、ヒステリシス値と厳密に相関している：ヒステリシス値が低いほど、転がり抵抗はより良い。

コンパウンドの安定性を評価するために「老化」処置を行い、その間、コンパウンドを、ＩＳＯ１８８規格に従って１００℃の温度で６日間維持した。

表ＩＩは、実施した実験的試験の値を示す。ヒステリシスおよび靱性の値は、比較コンパウンドＡの値を指標とし、一方で長期間の安定性の値を、前記コンパウンドについて老化のない状態で記録した基準に対する百分率で表す（指数が高いほど、特性はより良好）。

表ＩＩに示すデータから分かるように、補強性樹脂とジチオール化合物との組み合わせによる相乗効果は、力学的引張特性に妥協することなく、転がり抵抗に関する改善と、とりわけ、長期間の安定性に関するより驚くべき改善との両方を保証する。

比較コンパウンドＣおよびＤは、上述した組み合わせの一部の条件のみでは、上述した優位性を保証することができないことを示している。

特に、コンパウンドの安定性における上述した相乗効果は非常に驚くべきことである。実際、比較コンパウンドは、補強性樹脂の存在のみ（コンパウンドＣ）、またはジチオール化合物の存在のみ（コンパウンドＤ）では、それぞれのコンパウンドの安定性が、補強性樹脂とジチオール化合物との組み合わせの存在で得られるものよりもはるかに低くなることを示す。

結論として、補強性樹脂とジチオール化合物との組み合わせの存在は、力学的特性に妥協することなく補強性充填剤の量を低減することを可能にし、驚くべきことに、コンパウンドの長期間の安定性に関する高い値を保証する。

Claims

少なくとも１つの架橋性ポリマーベースと、補強性充填剤と、加硫系とを含むゴムコンパウンドであって；前記ゴムコンパウンドは補強性樹脂と、式（Ｉ）のジチオール化合物ＳＨＲＳＨ（Ｉ）
（式中、Ｒは３〜１２個の原子からなる脂肪族または芳香族基である）
とを含み、
前記補強性樹脂が二成分型樹脂であり；前記二成分型樹脂のメチレン受容体化合物が、マスターバッチ混合工程で調製中の該ゴムコンパウンドに添加され；メチレン供与体化合物が、調製中の該ゴムコンパウンドに前記加硫系と共に添加され、
前記補強性充填剤が、５〜３０ｐｈｒの量で該ゴムコンパウンド中に存在することを特徴とする、ゴムコンパウンド。
該ジチオール化合物が式ＳＨ（ＣＨ_２）_ｎＳＨを有し、式中、ｎは３〜１２であることを特徴とする、請求項１に記載のゴムコンパウンド。
該ジチオール化合物がＳＨ（ＣＨ_２）_６ＳＨであることを特徴とする、請求項２に記載のゴムコンパウンド。
該ジチオール化合物が、０．５〜２０ｐｈｒの量で該ゴムコンパウンド中に存在することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のゴムコンパウンド。
前記補強性樹脂が、１〜５０ｐｈｒの量で該ゴムコンパウンド中に存在することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のゴムコンパウンド。
請求項１〜５のいずれか一項に記載のゴムコンパウンドで製造されたタイヤ部分。
請求項１〜５のいずれか一項に記載のゴムコンパウンドで製造されたタイヤトレッド。
請求項６に記載の部分を含むタイヤ。