JP6995747B2 - ゴム組成物、及びタイヤ - Google Patents
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Description
また、自動車走行の安全性を高める見地から、湿潤路面での制動性能(以下、「ウェット性能」と略称する。)を確保することも重要であり、タイヤの燃費性能を向上させると共にウェット性能を向上させることも求められている。これに対して、特許文献2には、タイヤトレッド用ゴム組成物の0℃におけるtanδを0.95以上にし、ウェット性能を向上させる技術が開示されている。
また、本発明は、燃費性能を悪化させることなく、ウェット性能を向上させたタイヤを提供することを課題とする。
前記ゴム成分(A)は、前記スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(A1)の含有率が50~90質量%であり、前記スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(A1)とのSP値の差が0.35(cal/cm3)1/2以下のゴム(A2)の含有率が10~50質量%であり、前記スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(A1)とのSP値の差が0.35(cal/cm3)1/2を超えるゴム(A3)の含有率が0~10質量%であり、
前記熱可塑性樹脂(B)の配合量が、前記ゴム成分(A)100質量部に対して5~40質量部であることを特徴とする。
かかる本発明のゴム組成物によれば、タイヤのトレッドゴムに適用することで、タイヤの燃費性能を悪化させることなく、ウェット性能を向上させることができる。
また、本発明において、ゴム成分のSP値(溶解パラメーター)は、Fedors法に従って、算出する。
本発明のゴム組成物は、ガラス転移温度(Tg)が-30℃以下のスチレン-ブタジエン共重合体ゴム(A1)と、該スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(A1)以外のゴムであって、該スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(A1)とのSP値の差が0.35(cal/cm3)1/2以下のゴム(A2)と、を含むゴム成分(A)と、熱可塑性樹脂(B)と、充填剤(C)と、を含み、前記ゴム成分(A)は、前記スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(A1)の含有率が50~90質量%であり、前記スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(A1)とのSP値の差が0.35(cal/cm3)1/2以下のゴム(A2)の含有率が10~50質量%であり、前記スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(A1)とのSP値の差が0.35(cal/cm3)1/2を超えるゴム(A3)の含有率が0~10質量%であり、前記熱可塑性樹脂(B)の配合量が、前記ゴム成分(A)100質量部に対して5~40質量部であることを特徴とする。
そして、湿潤路面での摩擦係数(μ)は、トレッドゴム全体の剛性と、トレッドゴムの変形量と、tanδ(損失正接)との積に比例するが、本発明のゴム組成物をトレッドゴムに適用したタイヤは、tanδを上昇させなくても、トレッドゴム全体の剛性を確保しつつ、トレッドゴムの変形量が増加しているため、湿潤路面での摩擦係数(μ)を十分に向上させることができ、湿潤路面での摩擦係数(μ)が大きくなることで、ウェット性能が向上する。また、本発明のゴム組成物をトレッドゴムに適用したタイヤは、tanδを上昇させないことで、燃費性能を維持することができる。そのため、本発明のゴム組成物をトレッドゴムに適用したタイヤは、tanδを維持することで、燃費性能を維持し、且つ、湿潤路面での摩擦係数(μ)が高いことで、ウェット性能を向上させることができる。
該ゴム(A3)としては、例えば、JSR製の乳化重合スチレン・ブタジエンゴム「JSR 0202」等が挙げられる。
ゴム組成物の0℃におけるtanδが0.5以下の場合、該ゴム組成物を適用したタイヤの低温での燃費性能を向上させることができる。なお、0℃におけるtanδは、タイヤの低温での燃費性能の観点から、より好ましくは0.45以下、より一層好ましくは0.41以下である。また、0℃におけるtanδの下限は特に限定されるものではないが、通常、0℃におけるtanδは、0.15以上である。
また、ゴム組成物の30℃におけるtanδと60℃におけるtanδとの差が0.07以下の場合、tanδの温度依存性が小さくなり、広い温度領域に渡って、該ゴム組成物を適用したタイヤの燃費性能を改善することが可能となる。なお、30℃におけるtanδと60℃におけるtanδとの差は、タイヤの燃費性能の温度依存性を低減する観点から、より好ましくは0.06以下、より一層好ましくは0.055以下、特に好ましくは0.05以下である。また、30℃におけるtanδと60℃におけるtanδとの差の下限は特に限定されるものではなく、該差は0でもよい。また、30℃におけるtanδと60℃におけるtanδとは、どちらが大きくてもよいが、通常、30℃におけるtanδの方が、60℃におけるtanδよりも大きい。
また、ゴム組成物の動歪1%、0℃における貯蔵弾性率(E’)が20MPa以下であれば、低温でのゴム組成物の柔軟性が高く、該ゴム組成物をタイヤのトレッドゴムに適用することで、トレッドゴムの接地性能が良くなり、タイヤのウェット性能を更に向上させることができる。なお、動歪1%、0℃における貯蔵弾性率(E’)は、ウェット性能の観点から、より好ましくは18MPa以下、より一層好ましくは16MPa以下、また、好ましくは3MPa以上、より好ましくは5MPa以上である。
また、前記シランカップリング剤の配合量は、前記シリカ100質量部に対して2~20質量部の範囲が好ましく、5~15質量部の範囲が更に好ましい。シランカップリング剤の配合量がシリカ100質量部に対して2質量部以上であれば、シリカの配合効果が十分に向上し、また、シランカップリング剤の配合量がシリカ100質量部に対して20質量部以下であれば、ゴム成分(A)のゲル化の可能性が低い。
ここで、前記軟化剤としては、鉱物由来のミネラルオイル、石油由来のアロマチックオイル、パラフィンオイル、ナフテンオイル、天然物由来のパームオイル等が挙げられるが、これらの中でも、タイヤのウェット性能の観点から、鉱物由来の軟化剤及び石油由来の軟化剤が好ましい。
前記脂肪酸金属塩の配合量は、前記ゴム成分(A)100質量部に対して0.1~10質量部の範囲が好ましく、0.5~5質量部の範囲が更に好ましい。
前記加硫系配合剤を除いて、150~165℃で混練することで、早期加硫(スコーチ)を避けつつ、加硫系配合剤以外の配合剤をゴム成分(A)に均一に分散させることができ、各配合剤の配合効果が十分に発揮されて、ゴム組成物の0℃におけるtanδを低下させつつ、ゴム組成物の30℃におけるtanδと60℃におけるtanδとの差を小さくすることができる。
なお、ゴム組成物のtanδ、各温度でのtanδの差、貯蔵弾性率(E’)、引張強さ(Tb)は、上述の混練温度の他、ゴム成分(A)の種類やブレンド比、熱可塑性樹脂(B)の種類や配合量、充填剤(C)中のシリカの割合やシリカの種類等、更には他の配合剤の種類及び量を調整することでも、変化させることができる。
なお、ゴム組成物の製造において、各温度での混練は、混練時間に制限はなく、混練装置の大きさ、原料の体積、原料の種類や状態等を勘案して、適宜設定することができる。
本発明のタイヤは、上述したゴム組成物をトレッドゴムに用いたことを特徴とする。本発明のタイヤは、前記ゴム組成物がトレッドゴムに用いられているため、燃費性能を悪化させることなく、ウェット性能が向上している。また、本発明のタイヤは、各種車輌向けのタイヤとして利用できるが、乗用車用タイヤとして好ましい。
表1~表2に示す配合処方に従い、通常のバンバリーミキサーを用いて、硫黄、加硫促進剤及び亜鉛華からなる加硫系配合剤以外の成分を最高温度160℃で混練し、得られた混練物に前記加硫系配合剤を配合して、最高温度110℃で混練して、ゴム組成物を製造した。得られたゴム組成物に対して、下記の方法で損失正接(tanδ)及び貯蔵弾性率(E’)、並びに、引張強さ(Tb)を測定し、更に、ウェット性能、燃費性能、耐摩耗性能を評価した。結果を表1~表2に示す。
ゴム組成物を145℃で33分間加硫して得られた加硫ゴムに対して、株式会社上島製作所製スペクトロメーターを用いて、初期荷重160mg、動歪1%、周波数52Hzの条件下で、0℃、30℃及び60℃におけるtanδ(損失正接)、並びに、0℃における貯蔵弾性率(E’)を測定した。
ゴム組成物を145℃で33分間加硫して得られた加硫ゴムに対して、JIS K6251-2010に準拠して、引張強さ(Tb)を測定した。
上記のようにして得られたゴム組成物をトレッドゴムに用いて、サイズ195/65R15の乗用車用空気入りラジアルタイヤを作製した。作製した供試タイヤを試験車に装着し、湿潤路面での実車試験にて、操縦安定性をドライバーのフィーリング評点で表し、比較例1のタイヤのフィーリング評点を100として指数表示した。指数値が大きい程、ウェット性能に優れることを示す。
上記のようにして測定した各加硫ゴムの60℃におけるtanδの逆数を計算し、比較例1のtanδの逆数を100として、それぞれ指数表示した。指数値が大きい程、60℃におけるtanδが小さく、燃費性能が良好であることを示す。
得られたゴム組成物を145℃で33分加硫後、JIS K 6264-2:2005に準拠し、ランボーン摩耗試験機を使用して23℃で摩耗量を測定し、比較例1の摩耗量の逆数を100として、それぞれ指数表示した。指数値が大きい程、摩耗量が少なく、耐摩耗性能が良好であることを示す。
*2 天然ゴム:インドネシア製「SIR20」、SP値=8.50(cal/cm3)1/2
*3 ポリブタジエンゴム:JSR株式会社製、商品名「BR01」、SP値=8.60(cal/cm3)1/2
*4 カーボンブラック:N234(ISAF)、旭カーボン株式会社製、商品名「#78」
*5 シリカA:東ソー・シリカ工業株式会社製、商品名「ニップシールAQ」、BET表面積=205m2/g
*6 シリカB:東ソー・シリカ工業株式会社製、BET表面積=105m2/g
*7 シランカップリング剤:ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、(平均硫黄鎖長:2.35)、Evonik社製、商品名「Si75」(登録商標)
*8 C9系樹脂:JX日鉱日石エネルギー株式会社製、商品名「日石ネオポリマー(登録商標)140」
*9 ロジン樹脂:大社松精油株式会社製、商品名「ハイロジン(登録商標)S」
*10 アルキルフェノール樹脂:SI GROUP INC.製、商品名「R7510PJ」
*11 テルペンフェノール樹脂:ヤスハラケミカル株式会社製、商品名「YSポリスター(登録商標)S145」
*12 C5-C9系樹脂:日本ゼオン株式会社製、商品名「クイントン(登録商標)G100B」
*13 C5系樹脂:エクソンモービルケミカル社製、商品名「エスコレッツ(登録商標)1102B」
*14 老化防止剤: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、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクラック6C」
*15 加硫促進剤A:1,3-ジフェニルグアニジン、住友化学株式会社製、商品名「ソクシノール(登録商標)D-G」
*16 加硫促進剤B:ジベンゾチアジルジスルフィド、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラー(登録商標)DM-P」
*17 加硫促進剤C:N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミド、大内新興化学工業株式会社製、商品名「ノクセラー(登録商標)CZ-G」
*18 スチレン-ブタジエン共重合体ゴムB:JSR製、商品名「JSR 1723」、ガラス転移温度(Tg)=-53℃、SP値=8.84(cal/cm3)1/2
*19 スチレン-ブタジエン共重合体ゴムC:JSR製、商品名「JSR 0202」、ガラス転移温度(Tg)=-23℃、SP値=9.11(cal/cm3)1/2
Claims (8)
- ガラス転移温度(Tg)が-30℃以下のスチレン-ブタジエン共重合体ゴム(A1)と、該スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(A1)以外のゴムであって、該スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(A1)とのSP値の差が0.35(cal/cm3)1/2以下のゴム(A2)と、を含むゴム成分(A)と、熱可塑性樹脂(B)と、充填剤(C)と、を含み、
前記ゴム成分(A)は、前記スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(A1)の含有率が50~90質量%であり、前記スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(A1)とのSP値の差が0.35(cal/cm3)1/2以下のゴム(A2)の含有率が10~50質量%であり、前記スチレン-ブタジエン共重合体ゴム(A1)とのSP値の差が0.35(cal/cm3)1/2を超えるゴム(A3)の含有率が0~10質量%であり、
前記熱可塑性樹脂(B)が、C 5 系樹脂、C 9 系樹脂、C 5 -C 9 系樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、ロジン樹脂、アルキルフェノール樹脂及びテルペンフェノール樹脂からなる群から選択される1種以上の樹脂であり、
前記熱可塑性樹脂(B)の配合量が、前記ゴム成分(A)100質量部に対して5~40質量部であり、
前記充填剤(C)は、シリカと、カーボンブラックと、を含み、
前記シリカの配合量が、前記ゴム成分(A)100質量部に対して40~60質量部であり、
前記充填剤(C)中の前記シリカの割合が、80質量%以上であることを特徴とする、ゴム組成物。 - 0℃におけるtanδが0.5以下であり、
30℃におけるtanδと60℃におけるtanδとの差が0.07以下である、請求項1に記載のゴム組成物。 - 動歪1%、0℃における貯蔵弾性率が20MPa以下である、請求項1又は2に記載のゴム組成物。
- 前記充填剤(C)の配合量が、前記ゴム成分(A)100質量部に対して60質量部以上である、請求項1~3のいずれか一項に記載のゴム組成物。
- 0℃におけるtanδと30℃におけるtanδとの差が0.30以下である、請求項1~4のいずれか一項に記載のゴム組成物。
- 0℃におけるtanδと60℃におけるtanδとの差が0.35以下である、請求項1~5のいずれか一項に記載のゴム組成物。
- 前記カーボンブラックの配合量が、前記ゴム成分(A)100質量部に対して1~10質量部である、請求項1~6のいずれか一項に記載のゴム組成物。
- 請求項1~7のいずれか一項に記載のゴム組成物をトレッドゴムに用いたことを特徴とする、タイヤ。
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