JP7338349B2 - 重荷重用タイヤ - Google Patents
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Description
〔1〕イソプレン系ゴムと、スチレンブタジエンゴムおよびブタジエンゴムの少なくとも1種とを含むゴム成分100質量部に対し、窒素吸着比表面積(N2SA)が175m2/g以上のシリカ20質量部以上と、粘着樹脂4.0質量部以上とを含有するゴム組成物からなり、接地面積に対する周方向溝の面積比率S1と接地面積に対する横溝の面積比率S2との差が3.0%以上であるトレッドを備える重荷重用タイヤ、
〔2〕スチレンブタジエンゴムのスチレン含量が5~25質量%、ビニル含量が10~45モル%、かつ重量平均分子量20万以上である、〔1〕記載の重荷重用タイヤ、
〔3〕シリカ100質量部に対してスルフィド基を有するシランカップリング剤を8~18質量部含有する、〔1〕または〔2〕記載の重荷重用タイヤ、
〔4〕粘着樹脂が、C5系石油樹脂、C5C9系石油樹脂、C9系石油樹脂、テルペン系樹脂、およびロジン系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種である、〔1〕~〔3〕のいずれかに記載の重荷重用タイヤ、に関する。
本開示に係るタイヤは、イソプレン系ゴムと、スチレンブタジエンゴムおよびブタジエンゴムの少なくとも1種とを含むゴム成分100質量部に対し、窒素吸着比表面積(N2SA)が175m2/g以上のシリカ20質量部以上と、粘着樹脂4.0質量部以上とを含有するゴム組成物によってトレッドが構成される。
本開示に係るトレッド用ゴム組成物は、ゴム成分としてイソプレン系ゴムと、スチレンブタジエンゴム(SBR)およびブタジエンゴム(BR)の少なくとも1種を含有する。ゴム成分は、イソプレン系ゴムとSBRとBRとを含有するゴム成分としてもよく、イソプレン系ゴム、SBRおよびBRのみからなるゴム成分としてもよく、イソプレン系ゴムおよびSBRのみからなるゴム成分としてもよく、イソプレン系ゴムおよびBRのみからなるゴム成分としてもよい。
イソプレン系ゴムとしては、例えば、イソプレンゴム(IR)および天然ゴム等タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。天然ゴムには、非改質天然ゴム(NR)の他に、エポキシ化天然ゴム(ENR)、水素化天然ゴム(HNR)、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(UPNR)、グラフト化天然ゴム等の改質天然ゴム等も含まれる。これらのゴム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。
SBRとしては特に限定はなく、溶液重合SBR(S-SBR)、乳化重合SBR(E-SBR)、これらの変性SBR(変性S-SBR、変性E-SBR)等が挙げられる。変性SBRとしては、末端および/または主鎖が変性されたSBR、スズ、ケイ素化合物等でカップリングされた変性SBR(縮合物、分岐構造を有するもの等)等が挙げられる。なかでも、低燃費性能および耐摩耗性能を良好に改善できるという点から、E-SBRが好ましい。これらSBRは、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
BRとしては特に限定されるものではなく、例えば、シス1,4結合含有率が50%未満のBR(ローシスBR)、シス1,4結合含有率が90%以上のBR(ハイシスBR)、希土類元素系触媒を用いて合成された希土類系ブタジエンゴム(希土類系BR)、シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するBR(SPB含有BR)、変性BR(ハイシス変性BR、ローシス変性BR)等タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。
本開示に係るゴム成分として、前記のイソプレン系ゴム、SBRおよびBR以外のゴム成分を含有してもよい。他のゴム成分としては、ゴム工業で一般的に用いられる架橋可能なゴム成分を用いることができ、例えば、スチレン-イソプレン-ブタジエン共重合ゴム(SIBR)、スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体(SIBS)、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)、水素化ニトリルゴム(HNBR)、ブチルゴム(IIR)、エチレンプロピレンゴム、ポリノルボルネンゴム、シリコーンゴム、塩化ポリエチレンゴム、フッ素ゴム(FKM)、アクリルゴム(ACM)、ヒドリンゴム等が挙げられる。これらその他のゴム成分は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本開示に係るトレッド用ゴム組成物は、フィラーとしてシリカを含有する。また、カーボンブラックを含有することが好ましい。
本開示に係るトレッド用ゴム組成物にシリカを配合することにより、低燃費性能、耐摩耗性能、および高速走行時の操縦安定性を向上させることができる。シリカとしては、特に限定されるものではなく、例えば、乾式法により調製されたシリカ(無水シリカ)、湿式法により調製されたシリカ(含水シリカ)等、タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。なかでもシラノール基が多いという理由から、湿式法により調製された含水シリカが好ましい。シリカは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
カーボンブラックとしては特に限定されず、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAF等、タイヤ工業において一般的なものを使用でき、具体的にはN110、N115、N120、N125、N134、N135、N219、N220、N231、N234、N293、N299、N326、N330、N339、N343、N347、N351、N356、N358、N375、N539、N550、N582、N630、N642、N650、N660、N683、N754、N762、N765、N772、N774、N787、N907、N908、N990、N991等を好適に用いることができ、これ以外にも自社合成品等も好適に用いることができる。これらは単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
シリカおよびカーボンブラック以外の補強用充填剤としては、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、アルミナ、クレー、タルク等、従来からゴム工業において一般的に用いられているものを配合することができる。
シリカは、シランカップリング剤と併用することが好ましい。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、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド等のスルフィド基を有するシランカップリング剤;3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、Momentive社製のNXT-Z100、NXT-Z45、NXT等のメルカプト基を有するシランカップリング剤;ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニル基を有するシランカップリング剤;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、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノ基を有するシランカップリング剤;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等のグリシドキシ系のシランカップリング剤;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等のニトロ系のシランカップリング剤;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等のクロロ系のシランカップリング剤等が挙げられ、スルフィド基を有するシランカップリング剤が好ましい。これらのシランカップリング剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本開示に係るトレッド用ゴム組成物は、樹脂成分として粘着性樹脂を含有する。粘着性樹脂としては、タイヤ工業で慣用される石油樹脂、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂、フェノール系樹脂、クマロン系樹脂等が挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも石油樹脂が好適に用いられる。
本開示に係るトレッド用ゴム組成物には、前記成分以外にも、従来タイヤ工業で一般に使用される配合剤、例えば、オイル、ワックス、加工助剤、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤等を適宜含有することができる。
本開示に係るタイヤは、前記トレッド用ゴム組成物により構成されるトレッドを備えるものであり、特にカテゴリーは限定されず、乗用車用タイヤ、トラックやバス等の重荷重車用タイヤ、二輪自動車用タイヤ、ランフラットタイヤ、非空気入りタイヤ等として使用することができるが、重荷重車用タイヤとすることが好ましい。また、本開示に係るタイヤは、耐摩耗性能と耐チッピング性能に優れるので、悪路路面(未舗装の荒れた路面)の走行に適している。
NR:TSR20
SBR:JSR(株)製のSBR1502(E-SBR、スチレン含量:23.5質量%、ビニル含量:18モル%、Mw:42万)
BR:宇部興産(株)製のUBEPOL BR(登録商標)150B(ビニル結合量:1.5モル%、シス1,4-含有率97%、Mw:44万)
カーボンブラック:三菱ケミカル(株)製のダイヤブラックN220(N2SA:115m2/g)
シリカ1:ソルベイ社製のZeosil Premium 200 MP(N2SA:210m2/g)
シリカ2:Rhodia社製のZeosil 115GR(N2SA:110m2/g)
シランカップリング剤:エボニック・デグッサ社製のSi266(ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
粘着樹脂1:東ソー(株)製のペトロタック100V(C5C9系石油樹脂、軟化点:96℃、Mw:3800、SP値:8.3)
粘着樹脂2:ヤスハラケミカル(株)製のYSレジン TO125(テルペンスチレン樹脂、軟化点:125℃、Mw:800、SP値:8.7)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック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)
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸つばき
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
硫黄:軽井沢硫黄(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラー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(CBS))
表1に示す配合処方にしたがい、1.7Lの密閉型バンバリーミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤以外の薬品を排出温度170℃になるまで5分間混練りし、混練物を得た。さらに、得られた混練物を前記バンバリーミキサーにより、排出温度150℃で4分間、再度混練りした(リミル)。次に、2軸オープンロールを用いて、得られた混練物に硫黄および加硫促進剤を添加し、4分間、105℃になるまで練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を170℃で12分間プレス加硫することで、試験用ゴム組成物を作製した。
各未加硫ゴム組成物について、JIS K 6300-1の「未加硫ゴム-物理特性-第1部:ムーニー粘度計による粘度およびスコーチタイムの求め方」に準じたムーニー粘度の測定方法に従い、130℃の温度条件にて、ムーニー粘度(ML1+4)を測定した。結果は比較例1のムーニー粘度を100とし、下記計算式による指数で示す。加工性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
(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターVESを用いて、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%、周波数10Hzの条件下で各加硫ゴム組成物の損失正接(tanδ)を測定した。結果は比較例4のtanδを100とし、下記計算式による指数で示す。指数が大きいほど低燃費性に優れることを示す。
(低燃費性能指数)=(比較例1のtanδ)/(各配合例のtanδ)×100
各試験用タイヤを最大積載量10トン積みのトラック(2-D車)の全輪に装着し、湿潤路面において初速度100km/hからの制動距離を測定した。下記の式により比較例1を100として指数表示した。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。なお、100以上を最低目標値とし、105以上が好ましい。
(ウェットグリップ性能指数)=
(比較例1のタイヤの制動距離)/(各試験用タイヤの制動距離)×100
各試験用タイヤを最大積載量10トン積みのトラック(2-D車)の全輪に装着し、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求めた。結果は比較例1のタイヤ溝が1mm減るときの走行距離を100とし、下記計算式による指数で示す。指数が大きいほど耐摩耗性が良好であることを示す。
(耐摩耗性指数)=(各配合例のタイヤ溝が1mm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
各試験用タイヤを最大積載量10トン積みのトラック(2-D車)の全輪に装着し、走行距離8000km後のブロック欠け状態を目視で観察して評点をつけた。結果は比較例1の評点を100とし、下記計算式による指数で示す。指数が大きいほど、ブロック欠けが発生しておらず、耐チッピング性能が高いことを示す。
(耐チッピング性能指数)=(各配合例の評点)/(比較例1の評点)×100
2 トレッド部
3 センター周方向溝
4 ミドル周方向溝
5 ショルダー周方向溝
6 センター陸部
7 ミドル陸部
8 ショルダー陸部
9 センター横溝
13 センターサイプ
15 ミドル横溝
21 ショルダー横溝
Claims (7)
- イソプレン系ゴムと、スチレンブタジエンゴムおよびブタジエンゴムの少なくとも1種とを含むゴム成分100質量部に対し、窒素吸着比表面積(N2SA)が175m2/g以上のシリカ20質量部以上と、粘着樹脂4.0質量部以上とを含有するゴム組成物(ただし、下記(a)のタイヤ用ゴム組成物、および(b)のタイヤ用ゴム組成物を除く)からなり、接地面積に対する周方向溝の面積比率S1と接地面積に対する横溝の面積比率S2との差が3.0%以上であるトレッドを備える重荷重用タイヤ。
(a)ジエン系ゴムからなるゴム成分、シリカ、樹脂、及び、下記一般式(1)で表されるHLBが10以下のエーテルエステル化合物、を含むタイヤ用ゴム組成物。
(b)ゴム成分100質量部に対し、シリカ、可塑剤、および、アミノグアニジン酸付加塩を含んでなるタイヤ用ゴム組成物であって、可塑剤が樹脂20質量部以上を含むものであるタイヤ用ゴム組成物。 - スチレンブタジエンゴムのスチレン含量が5~25質量%、ビニル含量が10~45モル%、かつ重量平均分子量20万以上である、請求項1記載の重荷重用タイヤ。
- シリカ100質量部に対してスルフィド基を有するシランカップリング剤を8~18質量部含有する、請求項1または2記載の重荷重用タイヤ。
- 粘着樹脂が、C5系石油樹脂、C5C9系石油樹脂、C9系石油樹脂、テルペン系樹脂、およびロジン系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1~3のいずれか一項に記載の重荷重用タイヤ。
- 前記ゴム成分中にイソプレン系ゴムを35質量%以上含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の重荷重用タイヤ。
- 前記ゴム成分100質量部に対し、カーボンブラックを25質量部以上含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の重荷重用タイヤ。
- 窒素吸着比表面積(N 2 SA)が100m 2 /g以上のカーボンブラックを含有する、請求項1~6のいずれか一項に記載の重荷重用タイヤ。
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