JP6759567B2 - タイヤ用ゴム組成物の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明では、ゴム成分として、スチレン含有量が30質量%以上、重量平均分子量が60万以上であるSBRを使用する。
なお、スチレン含有量は、後述する実施例に記載の方法により測定される。
なお、本明細書において、重量平均分子量(Mw)は、ゲル・パーミエイション・クロマトグラフ(GPC)(東ソー(株)製GPC−8000シリーズ、検出器:示差屈折計、分離カラム:東ソー(株)製のTSKgel SuperMultiporeHZ−M)による測定値を基に標準ポリスチレン換算により求めることができる。
bは0〜200の整数であるが、0〜120が特に好ましい。cは0〜200の整数であるが、0〜120が特に好ましい。
シリカとしては、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。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される値である。
シランカップリング剤としては特に限定されないが、例えば、スルフィド系、ビニル系、アミノ系、グリシドキシ系、ニトロ系、クロロ系シランカップリング剤が挙げられる。なかでも、良好な耐摩耗性が得られるという理由から、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)テトラスルフィドがより好ましい。
本発明における塩基性物質は、塩基性を示す物質であれば特に限定されない。
なお、ここに記載した塩基性物質の含有量は、ベース練り工程で投入する塩基性物質の含有量を意味しており、仕上げ練り工程で投入する加硫促進剤等、他の工程で投入する塩基性物質の量は含まれない。
加硫系材料としては、例えば、硫黄、加硫促進剤等を使用することができる。
なお、ここに記載した加硫促進剤の含有量は、全工程で使用する加硫促進剤の合計量であり、塩基性物質としてグアニジン類等の加硫促進剤を使用する場合、その量も含まれる。
本発明の製造方法により得られるゴム組成物には、前記成分以外にも、ゴム組成物の製造に一般に使用される配合剤、例えば、カーボンブラック、オイル、老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸等を適宜配合することができる。
ベース練り工程では、上記SBRを含むゴム成分、シリカ、シランカップリング剤及び塩基性物質を投入して混練する。混練方法としては特に限定されず、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー等の公知の混練機を用いることができる。また、混練時間(ベース練り全工程の混練時間)は、4〜30分が好ましく、混練温度は、130〜160℃が好ましい。
〜10分が好ましい。
仕上げ練り工程では、ベース練り工程で得られた混練物に、加硫系材料を投入して混練する。混練方法としては特に限定されず、例えば、オープンロール等の公知の混練機を用いることができる。また、混練時間は、3〜15分が好ましく、混練温度は、40〜80℃が好ましい。
仕上げ練り工程で得られた混練物(未加硫ゴム組成物)を、トレッドなどの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することで、タイヤを製造することができる。製造されたタイヤは、乗用車用タイヤ、バス用タイヤ、トラック用タイヤ等として好適に用いられる。
下記の条件(1)〜(8)でゲル・パーミエイション・クロマトグラフ(GPC)法により、重量平均分子量(Mw)を測定した。
(1)装置:東ソー(株)製のGPC−8000シリーズ
(2)分離カラム:東ソー(株)製のTSKgel SuperMultiporeHZ−M
(3)測定温度:40℃
(4)キャリア:テトラヒドロフラン
(5)流量:0.6mL/分
(6)注入量:5μL
(7)検出器:示差屈折計
(8)分子量標準:標準ポリスチレン
日本電子(株)製JNM−ECAシリーズのNMR装置を用いて測定した。
攪拌機付きオートクレーブに、シクロヘキサン6000g、スチレン150g、1,3−ブタジエン450gおよび使用するn−ブチルリチウムに対して1.5倍モル量に相当するテトラメチルエチレンジアミンを仕込んだ後、n−ブチルリチウム9.5ミリモルを加え、50℃で重合を開始した。重合を開始してから20分経過後、スチレン60g及び1,3−ブタジエン340gの混合物を60分間かけて連続的に添加した。重合反応中の最高温度は70℃であった。
連続添加終了後、さらに40分間重合反応を継続し、重合転化率が100%になったことを確認してから、少量の重合溶液をサンプリングした。サンプリングした少量の重合溶液は、過剰のメタノールを添加して、反応停止した後、風乾して、重合体を取得し、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフ分析の試料とした。
少量の重合溶液をサンプリングした直後に、使用したn−ブチルリチウムの0.03倍モルに相当する量のポリオルガノシロキサンA(上記式(2)で表される化合物、日本化学会編 第4版 実験化学講座 第28巻及びその参考文献に記載されている方法により合成することができる。)を10%トルエン溶液の状態で添加し、30分間反応させた後、重合停止剤として、使用したn−ブチルリチウムの2倍モルに相当する量のメタノールを添加して共役ジエン系ゴムIを含有する重合溶液を得た。ゴム分100質量部に対して、老化防止剤として、イルガノックス1520(チバガイギー社製)0.2質量部を、上記の重合溶液に添加した後、スチームストリッピングにより、重合溶媒を除去し、60℃で24時間真空乾燥して、固形状のSBR1を得た。得られたSBR1のスチレン含有量は42質量%、Mwは約100万であった。
SBR1:製造例1で製造した変性SBR(スチレン含有量:42質量%、Mw:約100万)
SBR2:日本ゼオン(株)製のNipol NS522(スチレン含有量:39質量%、Mw:92万、油展SBR(表1はゴム分の量を記載))
SBR3:日本ゼオン(株)製のNipol NS616(スチレン含有量:21質量%、Mw:55万)
BR:宇部興産(株)製のBR150B
シリカ:エボニックデグッサ社製のウルトラシルVN3(N2SA:175m2/g)
カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイヤブラックN220(N2SA:114m2/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)
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸「椿」
加硫促進剤DPG:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(1,3−ジフェニルグアニジン)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
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)
オイル:(株)ジャパンエナジー製のX140
加硫促進剤CZ:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
硫黄:鶴見化学(株)製の硫黄200メッシュ
(ベース練り工程)
1.7Lバンバリーミキサーを用いて、表1中のベース練りの項目に記載の材料を混練し混練物を得た。表1中、X−1、X−2は、この順に、各材料を項目毎に投入して混練したことを意味している。各項目の混練温度、混練時間は以下のとおりである。
X−1 混練温度:150℃、混練時間:5分
X−2 混練温度:150℃、混練時間:5分
(仕上げ練り工程)
オープンロールを用いて、ベース練り工程で得られた混練物に、表1中の仕上げ練りの項目に記載の材料を投入して70℃で8分間混練し、未加硫ゴム組成物を得た。
(加硫工程)
仕上げ練り工程で得られた未加硫ゴム組成物を170℃で20分間、0.5mm厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
また、仕上げ練り工程で得られた未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に押出し成形し、タイヤ成形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、170℃の条件下で20分間プレス加硫し、試験用タイヤを得た。
JIS K6300に準じ、未加硫ゴム組成物のムーニー粘度を130℃で測定した。結果は、下記計算式に基いて指数表示した。指数が大きいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れることを示す。
(加工性指数)=(比較例1のML1+4)/(各配合のML1+4)×100
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℃、初期歪み10%、動歪み2%の条件下で各加硫ゴム組成物のtanδを測定した。結果は、下記計算式に基いて指数表示した。転がり抵抗指数が大きいほど、低燃費性に優れることを示す。
(転がり抵抗指数)=(比較例1のtanδ)/(各配合のtanδ)×100
試験用タイヤを国産FF車に装着し、湿潤アスファルト路面を走行させ、初速度100km/hからの制動距離を求めた。結果は、下記計算式に基いて指数表示した。指数が大きいほど、ウェットグリップ性能に優れることを示す。
(ウェットグリップ性能指数)=(比較例1の制動距離)/(各配合の制動距離)×100
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た。結果は、下記計算式に基いて指数表示した。指数が大きいほど、耐摩耗性に優れることを示す。
(耐摩耗性指数)=(各配合の1mm溝深さが減るときの走行距離)/(比較例1のタイヤ溝が1mm減るときの走行距離)×100
Claims (4)
- スチレン含有量が30質量%以上、重量平均分子量が60万以上であるスチレンブタジエンゴムを含むゴム成分、シリカ、シランカップリング剤及び塩基性物質を混練するベース練り工程と、
前記ベース練り工程で得られた混練物に、加硫系材料を投入して混練する仕上げ練り工程とを含み、
前記ベース練り工程では、前記ゴム成分、前記シリカ及び前記シランカップリング剤を混練した後、前記塩基性物質を投入して混練する製造方法であって、
前記ゴム成分100質量部に対する前記シリカの含有量が150質量部以下であるゴム組成物を調製するタイヤ用ゴム組成物(ゴム成分100質量部に対してシリカを90〜350質量部含有するゴム組成物を除く)の製造方法。 - 前記塩基性物質が、グアニジン類である請求項1記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
- 前記スチレンブタジエンゴムが、下記式(1)で表される化合物により変性された変性スチレンブタジエンゴムである請求項1又は2記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
- 前記ゴム成分100質量部に対する前記シリカの含有量が40〜75質量部であるゴム組成物を調製する請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
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