JP6701713B2 - ゴム組成物及び空気入りタイヤ - Google Patents
ゴム組成物及び空気入りタイヤ Download PDFInfo
- Publication number
- JP6701713B2 JP6701713B2 JP2015247684A JP2015247684A JP6701713B2 JP 6701713 B2 JP6701713 B2 JP 6701713B2 JP 2015247684 A JP2015247684 A JP 2015247684A JP 2015247684 A JP2015247684 A JP 2015247684A JP 6701713 B2 JP6701713 B2 JP 6701713B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- terpolymer
- rubber
- parts
- content
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 title claims description 64
- 239000005060 rubber Substances 0.000 title claims description 64
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 60
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 claims description 62
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 56
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 40
- 229920003244 diene elastomer Polymers 0.000 claims description 39
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 26
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 13
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- -1 acrylic ester Chemical class 0.000 claims description 4
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N pent‐4‐en‐2‐one Natural products CC(=O)CC=C PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229940065472 octyl acrylate Drugs 0.000 claims description 3
- ANISOHQJBAQUQP-UHFFFAOYSA-N octyl prop-2-enoate Chemical compound CCCCCCCCOC(=O)C=C ANISOHQJBAQUQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PNXMTCDJUBJHQJ-UHFFFAOYSA-N propyl prop-2-enoate Chemical compound CCCOC(=O)C=C PNXMTCDJUBJHQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 25
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 18
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 17
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 12
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 12
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 11
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 10
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 9
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 9
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 7
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 7
- 229920006027 ternary co-polymer Polymers 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000004636 vulcanized rubber Substances 0.000 description 6
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 5
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 5
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 150000002148 esters Chemical group 0.000 description 4
- 229920006226 ethylene-acrylic acid Polymers 0.000 description 4
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 3
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 3
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 3
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- VTHOKNTVYKTUPI-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[3-(3-triethoxysilylpropyltetrasulfanyl)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCSSSSCCC[Si](OCC)(OCC)OCC VTHOKNTVYKTUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ROGIWVXWXZRRMZ-UHFFFAOYSA-N 2-methylbuta-1,3-diene;styrene Chemical compound CC(=C)C=C.C=CC1=CC=CC=C1 ROGIWVXWXZRRMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006237 Intermediate SAF Substances 0.000 description 2
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 2
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 2
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 2
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 2
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 2
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 2
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 2
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 2
- FBBATURSCRIBHN-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[3-(3-triethoxysilylpropyldisulfanyl)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCSSCCC[Si](OCC)(OCC)OCC FBBATURSCRIBHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- OWRCNXZUPFZXOS-UHFFFAOYSA-N 1,3-diphenylguanidine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC(=N)NC1=CC=CC=C1 OWRCNXZUPFZXOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IKYAJDOSWUATPI-UHFFFAOYSA-N 3-[dimethoxy(methyl)silyl]propane-1-thiol Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCS IKYAJDOSWUATPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HKMVWLQFAYGKSI-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropyl thiocyanate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCSC#N HKMVWLQFAYGKSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCS UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- 241000357292 Monodactylus Species 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M Thiocyanate anion Chemical compound [S-]C#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000005396 acrylic acid ester group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002029 aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VLLYOYVKQDKAHN-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;2-methylbuta-1,3-diene Chemical compound C=CC=C.CC(=C)C=C VLLYOYVKQDKAHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 1
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 229920005648 ethylene methacrylic acid copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N hydrogen thiocyanate Natural products SC#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 description 1
- DEQZTKGFXNUBJL-UHFFFAOYSA-N n-(1,3-benzothiazol-2-ylsulfanyl)cyclohexanamine Chemical compound C1CCCCC1NSC1=NC2=CC=CC=C2S1 DEQZTKGFXNUBJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001181 organosilyl group Chemical group [SiH3]* 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- JPPLPDOXWBVPCW-UHFFFAOYSA-N s-(3-triethoxysilylpropyl) octanethioate Chemical compound CCCCCCCC(=O)SCCC[Si](OCC)(OCC)OCC JPPLPDOXWBVPCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- PXQLVRUNWNTZOS-UHFFFAOYSA-N sulfanyl Chemical class [SH] PXQLVRUNWNTZOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Tires In General (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
そして、低発熱性と湿潤路面での安定性とを両立させるために、タイヤ用ゴム組成物に、補強性フィラーとして、シリカが配合されている。
[I]合成ゴムを100重量部、
[II]融点が60〜120℃であり、かつ、無水マレイン酸変性エチレン系共重合体、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体またはそのアイオノマーからなる群より選ばれる少なくとも一種である熱可塑性樹脂を3〜40重量部、及び
[III]補強材を5〜200重量部、含有することを特徴とするゴム組成物が記載されている。
特許文献1には、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体は、他のビニルモノマーを共重合した多元共重合体であってもよいが、このような他の単量体を多く含むものは一般に柔軟で融点が低く、耐熱性を損なうことがあると記載されている(段落0034)。
本発明は、低発熱性に優れるゴム組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、空気入りタイヤを提供することも目的とする。
本発明は上記知見等に基づくものであり、具体的には以下の構成により上記課題を解決するものである。
前記シリカの含有量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対して、5〜150質量部であり、
前記シランカップリング剤の含有量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対して、1質量部以上であり、
前記三元共重合体の含有量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対して、1質量部以上であり、
前記シランカップリング剤と前記三元共重合体との合計含有量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対して、5〜30質量部である、ゴム組成物。
2. 前記シランカップリング剤の含有量に対する前記三元共重合体の含有量の質量比(三元共重合体/シランカップリング剤)が、0.2〜29である、上記1に記載のゴム組成物。
3. 前記三元共重合体を形成するアクリル酸エステルが、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル及びアクリル酸オクチルからなる群から選ばれる少なくとも1種である、上記1又は2に記載のゴム組成物。
4. 前記無水マレイン酸に由来する繰り返し単位が、前記三元共重合体の主鎖の一部を構成する、上記1〜3のいずれかに記載のゴム組成物。
5. 空気入りタイヤを形成するために使用される、上記1〜4のいずれかに記載のゴム組成物。
6. 上記1〜5のいずれかに記載のゴム組成物を用いて形成される空気入りタイヤ。
なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、成分が2種以上の物質を含む場合、上記成分の含有量とは、2種以上の物質の合計の含有量を指す。
ジエン系ゴムと、シリカと、シランカップリング剤と、エチレン、(メタ)アクリル酸エステル及び無水マレイン酸の三元共重合体とを含有し、
前記シリカの含有量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対して、5〜150質量部であり、
前記シランカップリング剤の含有量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対して、1質量部以上であり、
前記三元共重合体の含有量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対して、1質量部以上であり、
前記シランカップリング剤と前記三元共重合体との合計含有量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対して、5〜30質量部である、ゴム組成物である。
すなわち、上記所定の三元共重合体は、無水マレイン酸に由来するジカルボン酸無水物基及び(メタ)アクリル酸エステルに由来するエステル結合を有する。上記のジカルボン酸無水物基及びエステル結合は、シリカと相互作用ができる官能基である。
エチレンと(メタ)アクリル酸エステル又は無水マレイン酸とから形成される二元共重合体は、シリカと相互作用できる官能基として、ジカルボン酸無水物基またはエステル結合しか有さない。
したがって、上記所定の三元共重合体は上記二元共重合体よりも、シリカと相互作用できる官能基の種類が多くシリカと多様に相互作用できため、シリカの分散性をより向上させることができると推察される。
また、ゴム組成物を混合する際に、三元共重合体を構成する繰り返し単位としての(メタ)アクリル酸エステルが例えば原料中に含まれる水分により加水分解しカルボン酸(カルボキシ基)を発生させうると考えられる。上記カルボン酸はシリカと相互作用する可能性があるため、本発明におけるシリカと相互作用はさらに多様となりうると考えられる。
これらの事柄によって本発明は優れた低発熱性を発現させうると本発明者らは考える。
以下、本発明のゴム組成物に含有される各成分について詳述する。
<ジエン系ゴム>
本発明のゴム組成物が含有するジエン系ゴムは、主鎖に二重結合を有するものであれば特に限定されない。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)、芳香族ビニル−共役ジエン共重合ゴム、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム(EPDM)、スチレン−イソプレンゴム、イソプレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、水添ニトリルゴム等が挙げられる。
ジエン系ゴムはそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
なかでも、芳香族ビニル−共役ジエン共重合ゴム、NR、BRが好ましい。
芳香族ビニル−共役ジエン共重合ゴムとしては、例えば、スチレンブタジエンゴム(SBR)、スチレンイソプレンゴムが挙げられる。なかでもSBRが好ましい。
本発明のゴム組成物に含有されるシリカはゴム組成物に一般的に使用することができるものと同様のものが挙げられる。具体的には例えば、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ、コロイダルシリカ等が挙げられる。
ここで、CTAB吸着比表面積は、シリカ表面への臭化n−ヘキサデシルトリメチルアンモニウムの吸着量をJIS K6217−3:2001「第3部:比表面積の求め方−CTAB吸着法」にしたがって測定した値である。
シリカはそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明のゴム組成物に含有されるシランカップリング剤は特に制限されない。なかでも硫黄原子を有するシランカップリング剤(含硫黄シランカップリング剤)が好ましい態様の1つとして挙げられる。
含硫黄シランカップリング剤は、硫黄原子を有するシランカップリング剤であれば特に制限されない。例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドのようなポリスルフィド系シランカップリング剤;γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−[エトキシビス(3,6,9,12,15−ペンタオキサオクタコサン−1−イルオキシ)シリル]−1−プロパンチオール(エボニック・デグサ社製Si363)のようなメルカプト系シランカップリング剤;3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシランのようなチオカルボキシレート系シランカップリング剤;3−チオシアネートプロピルトリエトキシシランのようなチオシアネート系シランカップリング剤が挙げられる。
なかでも、ポリスルフィド系シランカップリング剤が好ましく、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドがより好ましい。
シランカップリング剤はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
シランカップリング剤として、上記シランカップリング剤の1種又は2種以上を予め縮合したものを使用してもよい。シランカップリング剤を縮合する方法は特に制限されない。例えば従来公知のものが挙げられる。
本発明のゴム組成物に含有される三元共重合体は、エチレン、(メタ)アクリル酸エステル及び無水マレイン酸からなる共重合体である。つまり、エチレン、(メタ)アクリル酸エステル及び無水マレイン酸にそれぞれ由来する繰り返し単位のみで構成される共重合体である。
本発明のゴム組成物は三元共重合体を含有することによって、低発熱性に優れるほか、加工性、加硫物性にも優れる。
三元共重合体中のエチレンに由来する繰り返し単位の含有量は、本発明の効果がより優れ、ジエン系ゴムへの分散に優れる点で、三元共重合体全体に対して、70〜98質量%であることが好ましく、75〜95質量%がより好ましい。
三元共重合体を形成する(メタ)アクリル酸エステルは、本発明の効果により優れるという観点から、アクリル酸エステルが好ましく、アクリル酸アルキルエステルがより好ましい。
(メタ)アクリル酸エステルのエステル残基は特に制限されない。例えば、炭化水素基が挙げられる。炭化水素基としては、例えば、脂肪族炭化水素基(直鎖状、分岐状、環状を含む)、芳香族炭化水素基、これらの組合せが挙げられる。炭化水素基は不飽和結合を有してもよい。
アクリル酸アルキルエステルのエステルを構成するアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。アルキル基が有する炭素原子の数は1〜8が好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル及び無水マレイン酸の繰り返し単位の合計量は、本発明の効果がより優れる点で、三元共重合体全体に対して、3〜50質量%であることが好ましく、5〜40質量%がより好ましい。
mは(メタ)アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位数を表す。
nは無水マレイン酸に由来する繰り返し単位数を表す。
Rは炭化水素基を表す。炭化水素基は特に制限されない。なかでもアルキル基が好ましい。炭化水素基は、上記(メタ)アクリル酸エステルのエステル残基としての炭化水素基と同様である。アルキル基は上記アクリル酸アルキルエステルのエステルを構成するアルキル基と同様である。
なお、X及びYの合計量、m、nはそれぞれ、上述の各繰り返し単位の含有量に対応する数値範囲とすることができる。
本発明において、融点は、ASTM D3418に準じて示差走査熱量測定(DSC)により、10℃/minの昇温速度で測定された。
本発明において、メルトマスフローレートは、ASTM D1238に準じてキャピラリーレオメーターにより、190℃、荷重2.16kgの条件下で測定された。
また三元共重合体として市販品を用いることができる。市販品としては、例えば、BONDINE(登録商標)、LOTADER(登録商標)MAHグレード(いずれもアルケマ社製)が挙げられる。BONDINE、LOTADER MAHグレードは上記式(1)で表される化合物に該当する。
三元共重合体はそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明のゴム組成物は、目的、効果を損なわない範囲で必要に応じてその他の成分(添加剤)を更に含有することができる。添加剤としては、例えば、シリカ以外の充填剤(例えば、カーボンブラック);ジエン系ゴム及び上記三元共重合体以外の共重合体;加硫剤、架橋剤、加硫促進剤、酸化亜鉛、ステアリン酸のような加硫促進助剤、加硫遅延剤、オイル、老化防止剤、可塑剤などのゴム組成物に一般的に配合されうるものが挙げられる。添加剤の含有量は適宜選択することができる。
本発明のゴム組成物は更にカーボンブラックを含有することが好ましい。カーボンブラックとしては、ゴム組成物に一般的に使用することができるカーボンブラックと同様のものが挙げられる。具体的には例えば、SAF、ISAF、IISAF、N339、HAF、FEF、GPE、SRF等が挙げられる。なかでも、SAF、ISAF、IISAF、N339、HAF、FEFが好ましい。
ここで、N2SAは、カーボンブラック表面への窒素吸着量をJIS K 6217−2:2001「第2部:比表面積の求め方−窒素吸着法−単点法」にしたがって測定した値である。
カーボンブラックはそれぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
混合する際の温度(混合温度)は例えば10〜180℃とすることができ、50〜170℃が好ましく、70〜170℃がより好ましい。
上記成分に必要に応じて使用することができる添加剤を更に加えてもよい。
本明細書において混合は混練を含むものとする。
次に、本発明の空気入りタイヤについて説明する。
本発明の空気入りタイヤは、上述した本発明のゴム組成物を用いて形成される空気入りタイヤである。
本発明の空気入りタイヤに使用されるゴム組成物は本発明のゴム組成物であれば特に制限されない。
構造部材としては、例えば、タイヤトレッド部、サイドウォール部、ビード部、カーカス層、ベルト層が挙げられる。
図1において、空気入りタイヤは、ビード部1、サイドウォール部2及びタイヤトレッド部3を有する。左右一対のビード部1間においては、繊維コードが埋設されたカーカス層4が装架されており、このカーカス層4の端部はビードコア5およびビードフィラー6の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられている。タイヤトレッド部3においては、カーカス層4の外側に、ベルト層7がタイヤ1周に亘って配置されている。ビード部1においては、リム(図示せず。)に接する部分にリムクッション8が配置されている。
<ゴム組成物の製造>
下記の各表に示す配合において、加硫系(硫黄、含硫黄加硫促進剤、加硫促進剤)を除く各成分を同表に示す量(質量部)で用いて、これらを1.7リットルの密閉式バンバリーミキサーで170℃の条件下で5分間混練した後、得られた混合物をミキサー外に放出させて室温冷却した。続いて、上記混合物に上記加硫系を同表に示す量(質量部)で加え、これらをオープンロールで140℃の条件下で混練し、ゴム組成物を製造した。
上記のとおり製造されたゴム組成物を所定の金型中で160℃で20分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を調製した。
上記のとおり製造された、ゴム組成物、加硫ゴム試験片について以下に示す試験法で物性を測定した。結果を各表に示す。
各例の評価の結果を、第1表では比較例1の結果を100とする指数で表示した。第2表では比較例6の結果を100とする指数で表示した。第3表では比較例7の結果を100とする指数で表示した。
JIS K6300−1:2013に準拠して、上記のとおり製造されたゴム組成物のムーニー粘度を100℃の条件下で求めた。
ムーニー粘度の指数が小さいほど、ゴム組成物の加工性が優れることを示す。
上記のとおり製造された加硫ゴム試験片について、JIS K6253−3:2012に従って、20℃で硬度(タイプAデュロメータ硬さ)を測定した。
上記のとおり製造された加硫ゴム試験片からJIS3号ダンベル状の試験片を打ち抜き、JIS K−6251:2010に準拠して引張速度500mm/分で引張試験を行い、100%伸び時における引張応力(M100)、300%伸び時における引張応力(M300)、破断時伸び(Eb)を20℃の条件下で測定した。
上記のとおり製造された加硫ゴム試験片について、粘弾性スペクトロメーター(岩本製作所社製)を用いて、伸張変形歪率10±2%、振動数20Hz、温度60℃の条件で、損失正接tanδ(60℃)を測定した。
tanδ(60℃)の指数が小さいほど、低発熱性に優れることを意味する。
・ジエン系ゴム1:乳化重合により製造されたスチレンブタジエンゴム(E−SBR)、Nipol1502、日本ゼオン社製、重量平均分子量400,000
・ジエン系ゴム2:ブタジエンゴム(BR)、日本ゼオン社製 Nipol BR 1220、重量平均分子量400,000
・比較二元共重合体2:エチレン−メタクリル酸共重合体、商品名ニュクレルAN4214C、三井デュポンポリケミカル社製
・カーボンブラック:昭和キャボット社製ショウブラックN339M、N2SA81m2/g、HAF
・酸化亜鉛:正同化学社製亜鉛華3号
・ステアリン酸:日本油脂社製ステアリン酸
・老化防止剤:住友化学社製アンチゲン6C
・オイル:昭和シェル石油社製エクストラクト4号S
・硫黄:軽井沢精錬所社製油処理硫黄
・含硫黄加硫促進剤(CZ):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、三新化学社製サンセラーCM−PO
・加硫促進剤(DPG):ジフェニルグアニジン、三新化学 サンセラーD−G
三元共重合体を含有するがシランカップリング剤を含有しない比較例4(三元共重合体1:15質量部)は、実施例2、4、5(三元共重合体とシランカップリング剤との合計含有量15質量部)よりも低発熱性に劣った。
また、三元共重合体とシランカップリング剤との合計含有量が特定の範囲外である比較例5は、比較例1よりも低発熱性に劣った。
実施例1〜3を比較すると、三元共重合体の含有量が多くなるほど、加工性、加硫物性に優れ、低発熱性により優れた。
三元共重合体を含有するがシランカップリング剤を含有しない比較例4は、実施例7よりも低発熱性に劣った。
また、三元共重合体とシランカップリング剤との合計含有量が特定の範囲外である比較例8は低発熱性の効果が高くなかった。
実施例6〜8を比較すると、三元共重合体の含有量が多くなるほど、加工性、加硫物性に優れ、低発熱性により優れた。
実施例9〜11を比較すると、三元共重合体の含有量が多くなるほど、加工性、加硫物性に優れ、低発熱性により優れた。
2 サイドウォール部
3 タイヤトレッド部
4 カーカス層
5 ビードコア
6 ビードフィラー
7 ベルト層
8 リムクッション
Claims (5)
- ジエン系ゴムと、シリカと、シランカップリング剤と、エチレン、(メタ)アクリル酸エステル及び無水マレイン酸の三元共重合体とを含有し、
前記シリカの含有量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対して、5〜150質量部であり、
前記シランカップリング剤の含有量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対して、1質量部以上であり、
前記三元共重合体の含有量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対して、1質量部以上であり、
前記シランカップリング剤と前記三元共重合体との合計含有量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対して、5〜30質量部であり、
前記無水マレイン酸に由来する繰り返し単位が、前記三元共重合体の主鎖の一部を構成する、ゴム組成物。 - 前記シランカップリング剤の含有量に対する前記三元共重合体の含有量の質量比(三元共重合体/シランカップリング剤)が、0.2〜29である、請求項1に記載のゴム組成物。
- 前記三元共重合体を形成するアクリル酸エステルが、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル及びアクリル酸オクチルからなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1又は2に記載のゴム組成物。
- 空気入りタイヤを形成するために使用される、請求項1〜3のいずれか1項に記載のゴム組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のゴム組成物を用いて形成される空気入りタイヤ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015247684A JP6701713B2 (ja) | 2015-12-18 | 2015-12-18 | ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
PCT/JP2016/087471 WO2017104776A1 (ja) | 2015-12-18 | 2016-12-16 | ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015247684A JP6701713B2 (ja) | 2015-12-18 | 2015-12-18 | ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017110159A JP2017110159A (ja) | 2017-06-22 |
JP6701713B2 true JP6701713B2 (ja) | 2020-05-27 |
Family
ID=59079416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015247684A Active JP6701713B2 (ja) | 2015-12-18 | 2015-12-18 | ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6701713B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6701714B2 (ja) * | 2015-12-18 | 2020-05-27 | 横浜ゴム株式会社 | ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
LU100966B1 (en) * | 2018-09-28 | 2020-03-30 | Apollo Tyres Global R & D Bv | Rubber composition for tyre rim cushion |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0493337A (ja) * | 1990-08-08 | 1992-03-26 | Sumitomo Chem Co Ltd | 表面処理充填剤及びそれを用いたゴム組成物 |
JP3601915B2 (ja) * | 1996-09-10 | 2004-12-15 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤサイド部用ゴム組成物 |
JP2004256575A (ja) * | 2003-02-24 | 2004-09-16 | Bridgestone Corp | ゴム組成物及びその製造方法 |
JP5385660B2 (ja) * | 2009-03-30 | 2014-01-08 | 三井化学株式会社 | ゴム組成物およびゴム成形体 |
WO2017104776A1 (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 横浜ゴム株式会社 | ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
JP6701714B2 (ja) * | 2015-12-18 | 2020-05-27 | 横浜ゴム株式会社 | ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
-
2015
- 2015-12-18 JP JP2015247684A patent/JP6701713B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017110159A (ja) | 2017-06-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2011094012A (ja) | トレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ | |
JP2006249403A (ja) | ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有するタイヤ | |
WO2015199123A1 (ja) | ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ | |
JP2009102507A (ja) | タイヤトレッド用ゴム組成物 | |
JP2011246685A (ja) | ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ | |
JP2016030800A (ja) | ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ | |
JP3599215B2 (ja) | ゴム組成物 | |
JP2012121944A (ja) | タイヤ用ゴム組成物及び競技用タイヤ | |
JP2011246563A (ja) | タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ | |
JP2011074310A (ja) | 共重合体ならびにそれを用いたゴム組成物および空気入りタイヤ | |
JP6195706B2 (ja) | タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ | |
JP6332090B2 (ja) | ゴム組成物及びこれを使用する空気入りタイヤ | |
JP6743339B2 (ja) | ゴム組成物及び空気入りタイヤ | |
JP6701713B2 (ja) | ゴム組成物及び空気入りタイヤ | |
JP6701714B2 (ja) | ゴム組成物及び空気入りタイヤ | |
JP6897034B2 (ja) | タイヤ用ゴム組成物 | |
JP2017052883A (ja) | タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ | |
WO2017104776A1 (ja) | ゴム組成物及び空気入りタイヤ | |
JP2011094011A (ja) | トレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ | |
JP6350508B2 (ja) | ゴム組成物、その製造方法及び空気入りタイヤ | |
WO2017111019A1 (ja) | ゴム組成物、その製造方法及び空気入りタイヤ | |
JP2015221884A (ja) | ゴム組成物および空気入りタイヤ | |
JP2018016768A (ja) | ゴム組成物及び空気入りタイヤ | |
JP6657759B2 (ja) | タイヤ用ゴム組成物 | |
JP6701664B2 (ja) | タイヤ用ゴム組成物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181210 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200114 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200313 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200407 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200420 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6701713 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |