JP7352126B2 - トレッドゴム組成物及び空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
M300/E*>0.50
M300/E*>0.60
M300/E*>0.70
AE≧20.0〔%〕
AE≧25.0〔%〕
AE≧30.0〔%〕
本発明はまた、前記ゴム組成物で構成されたトレッドを有する空気入りタイヤに関する。
M300/E*>0.50
これにより、優れた低荷重時のグリップ性能、高荷重時のグリップ性能を得ることが可能となる。
「M300/E*>0.50」のパラメーターは、E*(25℃、0.25%)を低下させると共に、M300(25℃)を高めることで、低荷重時のグリップ性能(1stタッチでのグリップ性能)及び高荷重時のグリップ性能(しっかり感)が向上するという意義を有するものである。このような作用効果は、E*を低下させ、トレッドゴムをソフト化することにより、低荷重時のグリップ性能(1stタッチでのグリップ性能)が良化すると共に、M300を高めて、トレッドゴムをハード化することにより、高荷重時のグリップ性能(しっかり感)が良化すると推察される。従って、前記高スチレン含量SBR及び前記大粒径カーボンブラックを含むトレッドゴムにおいて、上記パラメーターを満たすことで、優れた低荷重時のグリップ性能、高荷重時のグリップ性能を付与できると推察される。
M300/E*>0.50
M300〔MPa〕/E*〔MPa〕が0.50を超えると、優れた低荷重時のグリップ性能、高荷重時のグリップ性能が得られる傾向がある。M300/E*>0.60が好ましく、M300/E*>0.70がより好ましい。上限は特に限定されないが、M300/E*≦1.20が好ましく、M300/E*≦1.00がより好ましい。
M300≧4.0MPa
M300は、6.0MPa以上が好ましく、7.0MPa以上がより好ましく、8.0MPa以上が更に好ましい。上限は特に限定されないが、15.0MPa以下が好ましく、13.0MPa以下がより好ましい。
E*≦14.0MPa
E*は、12.0MPa以下が好ましく、11.0MPa以下がより好ましく、10.0MPa以下が更に好ましい。下限は特に限定されないが、6.0MPa以上が好ましく、8.0MPa以上がより好ましい。
なお、アセトン抽出量(AE量)は、実施例に記載の方法で測定した値である。
前記高スチレン含量SBRは、低荷重時のグリップ性能、高荷重時のグリップ性能の観点から、スチレン含量が35.0質量%以上であり、好ましくは35.2質量%以上、より好ましくは35.4質量%以上である。上限は特に限定されないが、好ましくは60.0質量%以下、より好ましくは50.0質量%以下である。
なお、スチレン含量は、後述の実施例に記載の方法により測定できる。
なお、ビニル含量(1,2-結合ブタジエン単位量)は、後述の実施例に記載の方法により測定できる。
なお、上記化合物(変性剤)による変性は公知の方法で実施可能である。
前記大粒径カーボンブラックは、平均粒子径が20nm以上、好ましくは24nm以上、より好ましくは28nm以上である。上限は特に限定されないが、分散性の観点から、45nm以下が好ましく、40nm以下がより好ましく、35nm以下が更に好ましい。
なお、カーボンブラックの平均粒子径は数平均粒子径であり、透過型電子顕微鏡により測定される。
なお、カーボンブラックのN2SAは、JIS K 6217-2:2001によって求められる。
シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ(無水シリカ)、湿式法シリカ(含水シリカ)などを用いることができるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカ(含水シリカ)が好ましい。市販品としては、デグッサ社、ローディア社、東ソー・シリカ(株)、ソルベイジャパン(株)、(株)トクヤマ等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、シリカのN2SAは、ASTM D3037-93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、ゴム工業において、従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を使用することができ特に限定されず、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挙げられる。市販品としては、デグッサ社、Momentive社、信越シリコーン(株)、東京化成工業(株)、アヅマックス(株)、東レ・ダウコーニング(株)等の製品を使用できる。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。なかでも、スルフィド系、メルカプト系が好ましい。
なお、本明細書において、オイルの含有量には、油展ゴムに含まれるオイルの量も含まれる。
なお、酸価は、後述する実施例に準拠して測定できる。なお、酸価が過度に高い場合などには、公知のエステル化処理によって、ロジン類のカルボキシル基を低減し、酸価を上記範囲に調整することも可能である。
脂肪酸アミドの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1.0質量部以上、より好ましくは1.5質量部以上、更に好ましくは2.0質量部以上である。下限以上にすることで、良好な金属接着抑制性が得られる傾向がある。該含有量は、好ましくは10.0質量部以下、より好ましくは8.0質量部以下、更に好ましくは6.0質量部以下である。上限以下にすることで、良好な前記性能バランス、金属接着抑制性が得られる傾向がある。
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。市販品としては、鶴見化学工業(株)、軽井沢硫黄(株)、四国化成工業(株)、フレクシス社、日本乾溜工業(株)、細井化学工業(株)等の製品を使用できる。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。
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、ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド(DM(2,2’-ジベンゾチアゾリルジスルフィド))、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミド等のチアゾール系加硫促進剤;テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラベンジルチウラムジスルフィド(TBzTD)、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)等のチウラム系加硫促進剤;N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-t-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-オキシエチレン-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-オキシエチレン-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N’-ジイソプロピル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のスルフェンアミド系加硫促進剤;ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジン等のグアニジン系加硫促進剤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。なかでも、スルフェンアミド系、チアゾール系加硫促進剤が好ましい。
老化防止剤としては特に限定されず、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。市販品としては、精工化学(株)、住友化学(株)、大内新興化学工業(株)、フレクシス社等の製品を使用できる。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(より好ましくは、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)が好ましい。
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)、富士フイルム和光純薬(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。
SBR1:旭化成(株)製のタフデン3830(スチレン含量36質量%、ビニル含量31質量%、ゴム固形分100質量部に対してオイル分37.5質量部含有)
SBR2:日本ゼオン(株)製のNipol NS522(スチレン含量38.0質量%、ビニル量40質量%、ゴム固形分100質量部に対してオイル分37.5質量部含有)
SBR3:JSR(株)製のSBR1502(スチレン含量23.5質量%、ビニル含量16質量%、非油展)
カーボンブラック1:三菱化学(株)製のダイヤブラックN220(平均粒子径24nm、N2SA114m2/g)
カーボンブラック2:三菱化学(株)製のN110(平均粒子径20nm、N2SA127m2/g)
カーボンブラック3:試作品(平均粒子径16nm、N2SA180m2/g)
プロセスオイル:三共油化工業(株)製のA/Oミックス
ワックス:日本精鑞(株)製のオゾエース
老化防止剤6C: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)
老化防止剤RD:大内新興化学工業(株)製のノクラックRD(ポリ(2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン))
脂肪酸アミド:performanceadditives社製ULTRA-LUBE 160(Structure of fatty acid soaps and amides)
ステアリン酸:日油(株)製のつばき
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛
硫黄:細井化学(株)製のHK-200-5(5%オイル硫黄)
加硫促進剤CZ: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)
加硫促進剤M:大内新興化学工業(株)製のノクセラーM(2-メルカプトベンゾチアゾール)
表1に示す配合処方にしたがい、(株)神戸製鋼所製の1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の薬品を150℃の条件下で5分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、80℃の条件下で5分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを作製し、170℃の条件下で10分間プレス加硫して試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を得た。なお、ゴム試験片評価については、試験用タイヤのトレッド部からゴムを切り出して行った。
試験用タイヤを0.74kN、キャンバー角0度で硬い路面に押し付けた時の接地感を官能評価した。比較例1の接地感を100とし、指数表示した。指数が大きいほど、低荷重時のグリップ性能が良好であることを示す。指数が80以上であれば、実用的に問題はない。
試験用タイヤを1.48kN、キャンバー角0度で硬い路面に押し付けた時の接地感を官能評価した。比較例1の接地感を100とし、指数表示した。指数が大きいほど、高荷重時のグリップ性能が良好であることを示す。
JIS K6251:2010に基づいて、上記試験用タイヤのトレッドから切り出したゴム試験片から作成したダンベル状6号形試験片を用いて、常温(25℃)下において引張試験を実施して、300%伸張時応力(M300)(MPa)を測定した。
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25℃、周波数10Hz、初期歪10%、及び、動歪0.25%の条件下で、上記試験用タイヤのトレッドから切り出したゴム試験片の複素弾性率E*(MPa)を測定した。
上記試験用タイヤのトレッドから切り出したゴム試験片について、JIS K 6229に準拠したアセトン抽出量の測定方法に準拠し、該試験片中に含まれるアセトンにより抽出される物質の量を測定した。
アセトン抽出量(%)=(抽出前のサンプルの質量-抽出後のサンプルの質量)/抽出前のサンプルの質量×100
Claims (6)
- スチレン含量35.0質量%以上、ビニル含量10~45質量%の高スチレン含量スチレンブタジエンゴムと、平均粒子径20nm以上の大粒径カーボンブラックと、オイルと、硫黄とを含有し、かつ
ゴム成分100質量部に対する前記大粒径カーボンブラックの含有量が60~130質量部、前記オイルの含有量が10~150質量部、前記硫黄の含有量が2.0質量部以上であり、
温度25℃におけるM300、温度25℃、動歪0.25%におけるE*が下記式を満たし、
M300/E*>0.50
アセトン抽出量AEが下記式を満たすトレッドゴム組成物。
AE≧30.0〔%〕 - 下記式を満たす請求項1記載のトレッドゴム組成物。
M300/E*>0.60 - 下記式を満たす請求項1記載のトレッドゴム組成物。
M300/E*>0.70 - レース用トレッドゴム組成物である請求項1~3のいずれかに記載のトレッドゴム組成物。
- 請求項1~4のいずれかに記載のゴム組成物で構成されたトレッドを有する空気入りタイヤ。
- レース用タイヤである請求項5記載の空気入りタイヤ。
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