JP7326966B2 - ゴム組成物及びタイヤ - Google Patents
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Description
ここで、グリップ安定性能を向上させるために、架橋密度を向上させることが考えられるが、スコーチタイムに余裕が無いため、通常の手段では架橋密度を向上させることは困難である。
このように従来の技術では、ドライグリップ性能を改善しつつ、良好なグリップ安定性能を得るという点では改善の余地があった。
本発明は、前記課題を解決し、ドライグリップ性能を改善しつつ、良好なグリップ安定性能が得られるゴム組成物及びタイヤを提供することを目的とする。
アルキルフェノール系樹脂を配合することにより、ドライグリップ性能は向上するものの、スコーチタイムが短くなり、更にはグリップ安定性が低下する。ここで、グリップ安定性能を向上させるために、架橋密度を向上させることが考えられるが、アルキルフェノール系樹脂を配合するとスコーチタイムが短くなり、スコーチタイムに余裕が無いため、通常の手段では架橋密度を向上させることは困難である。
一方、本発明では、加硫時に活性硫黄を放出する硫黄供与体と、チウラム系加硫促進剤とを併用することにより、スコーチタイムの低下を抑制しつつ、グリップ安定性を向上できる。
更には、「アルキルフェノール系樹脂」と、「加硫時に活性硫黄を放出する硫黄供与体(特に、上記式(1)及び/又は(2)で表されるポリスルフィド化合物)並びにチウラム系加硫促進剤」とを併用することにより、ドライグリップ性能、グリップ安定性能を相乗的に改善でき、ドライグリップ性能を改善しつつ、良好なグリップ安定性能が得られる。
ジエン系ゴムとしては、イソプレン系ゴム、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ブタジエンゴム(SIBR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、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)などが挙げられる。また、上記以外のゴム成分としては、ブチル系ゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。ゴム成分としては、良好なグリップ性能が得られるという理由から、SBR、BR、イソプレン系ゴムが好ましく、SBRがより好ましい。
なお、本明細書において、Mw、数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(東ソー(株)製GPC-8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMULTIPORE HZ-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。
変性ジエン系ゴムとしては、シリカ等の充填剤と相互作用する官能基を有するジエン系ゴムであればよく、例えば、ジエン系ゴムの少なくとも一方の末端を、上記官能基を有する化合物(変性剤)で変性された末端変性ジエン系ゴム(末端に上記官能基を有する末端変性ジエン系ゴム)や、主鎖に上記官能基を有する主鎖変性ジエン系ゴムや、主鎖及び末端に上記官能基を有する主鎖末端変性ジエン系ゴム(例えば、主鎖に上記官能基を有し、少なくとも一方の末端を上記変性剤で変性された主鎖末端変性ジエン系ゴム)や、分子中に2個以上のエポキシ基を有する多官能化合物により変性(カップリング)され、水酸基やエポキシ基が導入された末端変性ジエン系ゴム等が挙げられる。
なお、本明細書において、SBRのスチレン含量は、H1-NMR測定により算出される。
アルキルフェノール系樹脂としては、例えば、アルキルフェノールと、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラールなどのアルデヒド類とを酸又はアルカリ触媒で反応させることにより得られるアルキルフェノールアルデヒド縮合樹脂;アルキルフェノールと、アセチレンなどのアルキンとを反応させて得られるアルキルフェノールアルキン縮合樹脂;これらの樹脂を、カシューオイル、トールオイル、アマニ油、各種動植物油、不飽和脂肪酸、ロジン、アルキルベンゼン樹脂、アニリン、メラミンなどの化合物を用いて変性した変性アルキルフェノール樹脂;等が挙げられる。これらは、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、アルキルフェノールアルキン縮合樹脂が好ましく、アルキルフェノールアセチレン縮合樹脂が特に好ましい。
なお、本明細書において、軟化点は、JIS K 6220-1:2001に規定される軟化点を環球式軟化点測定装置で測定し、球が降下した温度である。
アルキルフェノール系樹脂以外の樹脂としては、特に限定されないが、例えば、固体状のスチレン系樹脂、クマロンインデン樹脂、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂、アクリル系樹脂、ジシクロペンタジエン系樹脂(DCPD系樹脂)等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記硫黄供与体としては、加硫時に活性硫黄を放出する化合物であれば特に限定されないが、下記式(1)及び/又は(2)で表されるポリスルフィド化合物であることが好ましい。これにより、上記効果がより好適に得られる。上記硫黄供与体は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
チウラム系加硫促進剤としては、例えば、テトラキス(2-エチルヘキシル)チウラムジスルフィド(TOT-N)、テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド(TMTM)、ジペンタメチレンチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド(DPTT)、ジペンタメチレンチウラムヘキサスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、ペンタメチレンチウラムテトラスルフィドなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、TOT-N、TMTD、DPTTが好ましく、TOT-Nがより好ましい。
チアゾール系加硫促進剤としては、例えば、2-メルカプトベンゾチアゾール(MBT)、ジベンゾチアゾリルジスルフィド(MBTS)、2-メルカプトベンゾチアゾールのナトリウム塩、亜鉛塩、銅塩、シクロヘキシルアミン塩、2-(2,4-ジニトロフェニル)メルカプトベンゾチアゾール、2-(2,6-ジエチル-4-モルホリノチオ)ベンゾチアゾールなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、MBTS、MBTが好ましく、MBTSがより好ましい。
チウラム系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤以外の加硫促進剤としては、例えば、スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤等を挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、JIS K6217-2:2001によって求められる。
なお、カーボンブラックのDBPは、JIS-K6217-4:2001に準拠して測定できる。
なお、白色充填剤のN2SAは、ASTM D3037-81に準拠して測定できる。
シランカップリング剤としては、特に限定されず、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、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4-トリエトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4-トリメトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4-トリエトキシシリルブチル)ジスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4-トリメトキシシリルブチル)ジスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2-トリエトキシシリルエチル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3-トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、などのスルフィド系、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2-メルカプトエチルトリエトキシシラン、Momentive社製のNXT、NXT-Zなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、などのグリシドキシ系、3-ニトロプロピルトリメトキシシラン、3-ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルトリエトキシシランなどのクロロ系などがあげられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
液状ジエン系重合体は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)が、1.0×103以上であることが好ましく、3.0×103以上であることがより好ましく、2.0×105以下であることが好ましく、1.5×104以下であることがより好ましい。
なお、本明細書において、液状ジエン系重合体のMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したポリスチレン換算値である。
なお、可塑剤の含有量には、ゴム(油展ゴム)に含まれるオイルの量も含まれる。
ステアリン酸としては、従来公知のものを使用でき、例えば、日油(株)、NOF社、花王(株)、富士フィルム和光純薬(株)、千葉脂肪酸(株)等の製品を使用できる。
酸化亜鉛としては、従来公知のものを使用でき、例えば、三井金属鉱業(株)、東邦亜鉛(株)、ハクスイテック(株)、正同化学工業(株)、堺化学工業(株)等の製品を使用できる。
老化防止剤としては、例えば、フェニル-α-ナフチルアミン等のナフチルアミン系老化防止剤;オクチル化ジフェニルアミン、4,4′-ビス(α,α′-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン等のジフェニルアミン系老化防止剤;N-イソプロピル-N′-フェニル-p-フェニレンジアミン、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、N,N′-ジ-2-ナフチル-p-フェニレンジアミン等のp-フェニレンジアミン系老化防止剤;2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリンの重合物等のキノリン系老化防止剤;2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、スチレン化フェノール等のモノフェノール系老化防止剤;テトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-t-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン等のビス、トリス、ポリフェノール系老化防止剤などが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、p-フェニレンジアミン系老化防止剤、キノリン系老化防止剤が好ましく、p-フェニレンジアミン系老化防止剤がより好ましい。
ワックスとしては、特に限定されず、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油系ワックス;植物系ワックス、動物系ワックス等の天然系ワックス;エチレン、プロピレン等の重合物等の合成ワックスなどが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
硫黄としては、ゴム工業において一般的に用いられる粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄、可溶性硫黄などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
SBR:旭化成(株)製のタフデン4850(S-SBR、油展〔ゴム固形分100質量部に対してオイル分50質量部含有〕、スチレン含量:40質量%)
カーボンブラック:東海カーボン(株)製のシースト9 SAF(N2SA:142m2/g、DBP:115ml/100g)
オイル:H&R社製のアロマ系プロセスオイル(TDAEオイル、Vivatec500)
アルキルフェノール系樹脂:BASF社製のコレシン(p-t-ブチルフェノールアセチレン樹脂(p-t-ブチルフェノールとアセチレンの縮合樹脂)、軟化点145℃、Tg98℃)
老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン6C(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)
ワックス:大内新興化学(株)製のサンノックN
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛:三井金属工業(株)製の酸化亜鉛2種
硫黄:軽井沢硫黄(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤NS: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)
加硫促進剤DM:大内新興化学工業(株)製のノクセラーDM(ジベンゾチアゾリルジスルフィド)
加硫促進剤TOT:大内新興化学工業(株)製のノクセラーTOT-N(テトラキス(2-エチルヘキシル)チウラムジスルフィド)
加硫促進剤TMTD:大内新興化学工業(株)製のノクセラーTMTD(テトラメチルチウラムジスルフィド)
硫黄供与体CLD-80:ラインケミー社製のレノグランCLD-80(N,N’-ジ(ε-カプロラクタム)ジスルフィド)
表1に示す配合処方にしたがい、バンバリーミキサーを用いて、硫黄、硫黄供与体及び加硫促進剤以外の薬品を165℃で、4分間混練りし、混練り物を得た。次に、オープンロールを用いて、得られた混練り物に硫黄、硫黄供与体及び加硫促進剤を添加し、80℃で、4分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。
試験用タイヤを国産FR車(排気量2000cc)の全輪に装着し、1周3kmのドライアスファルト路面のテストコースにて15周実車走行を行った。その際におけるベストラップ時のコントロールをテストドライバーが評価し、比較例1を100として指数表示をした。数値が大きいほどドライ路面におけるグリップ性能が良好であることを示す。
試験用タイヤを国産FR車(排気量2000cc)の全輪に装着し、1周3kmのドライアスファルト路面のテストコースにて15周実車走行を行った。ベストタイムと、後半の10~15周目の平均ラップタイムの差をグリップ安定性とした。
比較例1を100として指数表示し、数値が大きいほどグリップ安定性能が良好であることを示す。
JIS K 6300-1「未加硫ゴム-物理特性-第1部:ムーニー粘度計による粘度及びスコーチタイムの求め方」に準じて、ムーニー粘度試験機を用いて、1分間の予熱によって熱せられた125℃の温度条件にて、小ローターを回転させ、最低粘度より5ポイント上昇するまでに要する時間(スコーチタイム)を測定した。
Claims (8)
- ゴム成分と、アルキルフェノール系樹脂と、加硫時に活性硫黄を放出する硫黄供与体と、チウラム系加硫促進剤と、オイルとを含み、
前記ゴム成分100質量部に対する前記硫黄供与体の含有量が0.1~10質量部、前記チウラム系加硫促進剤の含有量が1~10質量部、前記オイルの含有量が60質量部以上であるゴム組成物。 - 前記硫黄供与体が、N,N’-ジ(ε-カプロラクタム)ジスルフィドであり、前記チウラム系加硫促進剤が、テトラキス(2-エチルヘキシル)チウラムジスルフィドである請求項1又は2記載のゴム組成物。
- チアゾール系加硫促進剤を含む請求項1~3のいずれかに記載のゴム組成物。
- ゴム成分100質量部に対して、カーボンブラックを80質量部以上含有する請求項1~4のいずれかに記載のゴム組成物。
- トレッド用ゴム組成物である請求項1~5のいずれかに記載のゴム組成物。
- 請求項1~6のいずれかに記載のゴム組成物を用いたトレッドを有するタイヤ。
- 競技用タイヤである請求項7記載のタイヤ。
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