JP7365877B2 - ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents

ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤ Download PDF

Info

Publication number
JP7365877B2
JP7365877B2 JP2019218185A JP2019218185A JP7365877B2 JP 7365877 B2 JP7365877 B2 JP 7365877B2 JP 2019218185 A JP2019218185 A JP 2019218185A JP 2019218185 A JP2019218185 A JP 2019218185A JP 7365877 B2 JP7365877 B2 JP 7365877B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fine particles
acrylate
rubber composition
meth
formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019218185A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021088625A (ja
Inventor
拓也 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Tire Corp
Original Assignee
Toyo Tire Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Tire Corp filed Critical Toyo Tire Corp
Priority to JP2019218185A priority Critical patent/JP7365877B2/ja
Priority to US17/095,932 priority patent/US11530319B2/en
Publication of JP2021088625A publication Critical patent/JP2021088625A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7365877B2 publication Critical patent/JP7365877B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00Compositions of natural rubber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L21/00Compositions of unspecified rubbers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016Compositions of the tread
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0025Compositions of the sidewalls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/0008Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts characterised by the tread rubber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/0008Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts characterised by the tread rubber
    • B60C2011/0016Physical properties or dimensions
    • B60C2011/0025Modulus or tan delta
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

本発明は、ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤに関するものである。
従来、タイヤに用いられるゴム組成物においては、湿潤路面におけるグリップ性能(ウエットグリップ性能)と低燃費性に寄与する転がり抵抗性能を高次元でバランスさせることが求められている。しかし、これらは背反特性であるため、同時に改良することは容易ではない。
このような問題に対して、特許文献1には、常温での硬度低下と低温での弾性率上昇と転がり抵抗性能の悪化を抑えながら、ウエットグリップ性能を向上するものとして、ジエン系ゴムからなるゴム成分100質量部に対し、式(1)で表される構成単位を有しかつ反応性シリル基を持たない(メタ)アクリレート系重合体からなる、ガラス転移点が-70~0℃かつ平均粒径が10nm以上100nm未満の微粒子を、1~100質量部含有するゴム組成物が記載されている。しかしながら、このようなゴム組成物では、破断特性が悪化することがあった。
これに対して、特許文献2には、破断特性及び転がり抵抗性能(低燃費性)の悪化を抑制しつつ、ウエットグリップ性能が向上したタイヤ用ゴム組成物として、ジエン系ゴムからなるゴム成分100質量部に対して、式(1)で表されるアルキル(メタ)アクリレート単位を構成単位として有する架橋されたポリマー粒子を1~100質量部含有し、上記ポリマー粒子のトルエン膨潤時粒径(MS)とラテックス粒径(ML)との比(MS/ML)が1.20~10.0であるタイヤ用ゴム組成物が記載されている。
しかしながら、特許文献2では、ポリマー粒子とゴム成分との間に相互作用はなく、破断特性について改善の余地があった。
また、特許文献3には、(i)硫黄加硫可能なエラストマー、(ii)カーボンブラックおよび/または白色充填剤、(iii)3次元架橋構造を有する微粒子からなるゴム組成物であって、上記微粒子が、2以上の硫黄原子からなるスルフィド結合を主鎖に有し、および/またはチオール基を有するオリゴマーまたはプレポリマーからなる重合体を3次元架橋させてなる微粒子であることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物が記載されているが、背反特性であるウエットグリップ性能と転がり抵抗性能を両立できるものではない。
特開2017-110069号公報 特開2019-112560号公報 特開2017-149885号公報
本発明は、以上の点に鑑み、破断特性、転がり抵抗性能(低燃費性)、及びウエットグリップ性能のバランスに優れた空気入りタイヤが得られる、ゴム組成物を提供することを目的とする。
本発明に係るゴム組成物は、ジエン系ゴム100質量部に対して、ガラス転移点が-70℃~0℃であり、少なくとも1種の単官能モノマーを構成単位とする重合体からなる微粒子(A)を1~100質量部含み、上記微粒子(A)が、少なくとも1種の多官能モノマーによって架橋された架橋構造を有し、上記多官能モノマーが2つ以上の硫黄原子が連続して結合したポリスルフィド結合を有するものとする。
上記微粒子(A)の平均粒子径は、10nm~100nmであるものとすることができる。
上記ポリスルフィド結合として、ジスルフィド結合を有するものとすることができる。
上記微粒子(A)は、式(1)で表されるアルキル(メタ)アクリレート単位を構成単位として有する重合体であるものとすることができる。
Figure 0007365877000001
式中、Rは水素原子又はメチル基であり、同一分子中のRは同一でも異なっていてもよく、Rは炭素数4~18のアルキル基であり、同一分子中のRは同一でも異なっていてもよい。
本発明に係る空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて作製されたものとする。
本発明のゴム組成物によれば、破断特性、転がり抵抗性能(低燃費性)、及びウエットグリップ性能のバランスに優れた空気入りタイヤが得られる。
以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。
本実施形態に係るゴム組成物は、ジエン系ゴム100質量部に対して、ガラス転移点が-70℃~0℃であり、少なくとも1種の単官能モノマーを構成単位とする重合体からなる微粒子(A)を1~100質量部含み、上記微粒子(A)が、少なくとも1種の多官能モノマーによって架橋された架橋構造を有し、上記多官能モノマーが2つ以上の硫黄原子が連続して結合したポリスルフィド結合を有するものとする。
ジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム(NR)、合成イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ニトリルゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、スチレン-イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン-イソプレン共重合体ゴム、スチレン-イソプレン-ブタジエン共重合体ゴム等が挙げられ、これらはいずれか1種単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも、NR、BR及びSBRからなる群から選択された少なくとも1種であることが好ましい。
上記で列挙した各ジエン系ゴムの具体例には、その分子末端又は分子鎖中において、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルコキシシリル基、及びエポキシ基からなる群から選択された少なくとも1種の官能基が導入されることで、当該官能基により変性された変性ジエン系ゴムも含まれる。変性ジエン系ゴムとしては、変性SBR及び/又は変性BRが好ましい。一実施形態において、ジエン系ゴムは、変性ジエン系ゴム単独でもよく、変性ジエン系ゴムと未変性のジエン系ゴムとのブレンドでもよい。一実施形態において、ジエン系ゴム100質量部中、変性SBRを30質量部以上含んでもよく、変性SBRを50~90質量部と未変性ジエン系ゴム(例えば、BR及び/又はNR)を50~10質量部含むものでもよい。
本実施形態に係る微粒子(A)のガラス転移点(Tg)は、-70℃~0℃の範囲内であれば特に限定されないが、-50℃~-10℃であることが好ましく、より好ましくは-40℃~-20℃である。ガラス転移点の設定は、ポリマーを構成するモノマー組成等により行うことができる。ガラス転移点が0℃以下である場合、低温性能の悪化をより効果的に抑えやすい。また、ガラス転移点が-70℃以上である場合、ウエットグリップ性能の改善効果を高めやすい。ここで、ガラス転移点とは、JIS K7121に準拠して示差走査熱量測定(DSC)法により、昇温速度:20℃/分(測定温度範囲:-150℃~150℃)にて測定される値である。
上記微粒子(A)は、少なくとも1種の多官能モノマーによって架橋された架橋構造を有し、上記多官能モノマーが2つ以上の硫黄原子が連続して結合したポリスルフィド結合を有する重合体であるものとする。
上記多官能モノマーとしては、特に限定されないが、ポリスルフィド結合を有し、かつ、2以上の重合性官能基を有するものを用いることができる。
上記ポリスルフィド結合としては、ジスルフィド結合、トリスルフィド結合、テトラスルフィド結合が挙げられ、ジスルフィド結合を有することが好ましい。
重合性官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、ビニルケトン基などが挙げられる。
このような多官能モノマーとしては、例えば、ビス(2-(メタ)アクリロイル)オキシエチルジスルフィド、ビス(2-(メタ)アクリロイル)オキシエチルトリスルフィド、ビス(2-(メタ)アクリロイル)オキシエチルテトラスルフィド、ビス(2-(メタ)アクリロイル)オキシメチルジスルフィド、ビス(2-(メタ)アクリロイル)オキシメチルトリスルフィド、ビス(2-(メタ)アクリロイル)オキシメチルテトラスルフィド、ビス(2-(メタ)アクリロイル)オキシプロピルジスルフィド、ビス(2-(メタ)アクリロイル)オキシプロピルトリスルフィド、ビス(2-(メタ)アクリロイル)オキシプロピルテトラスルフィド、ビス(2-(メタ)アクリロイル)オキシブチルジスルフィド、ビス(2-(メタ)アクリロイル)オキシブチルトリスルフィド、ビス(2-(メタ)アクリロイル)オキシブチルテトラスルフィド、ジアリルジスルフィド、ジアリルトリスルフィド、ジアリルテトラスルフィド、ジビニルジスルフィド、ジビニルトリスルフィド、ジビニルテトラスルフィド、ビス(3-ブテニル)ジスルフィド、ビス(3-ブテニル)トリスルフィド、ビス(3-ブテニル)テトラスルフィド、ビス(1-ペンテン-3-オン)ジスルフィド、ビス(1-ペンテン-3-オン)トリスルフィド、ビス(1-ペンテン-3-オン)テトラスルフィド、ビス(1-ヘプテン-3-オン)ジスルフィド、ビス(1-ヘプテン-3-オン)トリスルフィド、ビス(1-ヘプテン-3-オン)テトラスルフィド、ビス(1-オクテン-3-オン)ジスルフィド、ビス(1-オクテン-3-オン)トリスルフィド、ビス(1-オクテン-3-オン)テトラスルフィドなどが挙げられる。
上記微粒子(A)の平均粒子径は、特に限定されないが、10nm~100nmであることが好ましく、20nm~80nmであることがより好ましい。ここで、本明細書において、微粒子(A)の平均粒子径とは、ラテックス中に分散するポリマー粒子の平均粒子径(ラテックス粒径(ML))のことであり、キュムラント法により求めた値とする。具体的には、動的光散乱法(DLS)により測定される粒度分布における積算値50%での粒径(50%径:D50)であり、光子相関法(JIS Z8826準拠)により測定し(入射光と検出器との角度90°)、得られた自己相関関数からキュムラント法により求めた値である。
本実施形態のゴム組成物において、ポリスルフィド結合を有する重合体からなる微粒子(A)を配合することにより、破断特性に優れた空気入りタイヤが得られる。そのメカニズムは、定かではないが、架橋構造を形成する多官能モノマーがポリスルフィド結合を有することで、加硫時にポリスルフィド結合が開裂しゴムと結合するため、破断特性が向上するものと推測できる。
本実施形態に係る微粒子(A)は、式(1)で表されるアルキル(メタ)アクリレート単位を構成単位として有する(メタ)アクリレート系重合体であることが好ましい。
Figure 0007365877000002
式中、Rは水素原子又はメチル基であり、同一分子中のRは同一でも異なっていてもよく、Rは炭素数4~18のアルキル基であり、同一分子中のRは同一でも異なっていてもよい。Rのアルキル基は直鎖でも分岐していてもよい。Rは、炭素数6~16のアルキル基であることが好ましく、より好ましくは炭素数8~15のアルキル基である。
ここで、(メタ)アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートのうちの一方又は両方を意味する。また、(メタ)アクリル酸は、アクリル酸及びメタクリル酸のうちの一方又は両方を意味する。
アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸n-ペンチル、アクリル酸n-ヘキシル、アクリル酸n-ヘプチル、アクリル酸n-オクチル、アクリル酸n-ノニル、アクリル酸n-デシル、アクリル酸n-ウンデシル、アクリル酸n-ドデシル、アクリル酸n-トリデシル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸n-ペンチル、メタクリル酸n-ヘキシル、メタクリル酸n-ヘプチル、メタクリル酸n-オクチル、メタクリル酸n-ノニル、メタクリル酸n-デシル、メタクリル酸n-ウンデシル、及びメタクリル酸n-ドデシル等の(メタ)アクリル酸n-アルキル;アクリル酸イソブチル、アクリル酸イソペンチル、アクリル酸イソヘキシル、アクリル酸イソヘプチル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸イソノニル、アクリル酸イソデシル、アクリル酸イソウンデシル、アクリル酸イソドデシル、アクリル酸イソトリデシル、アクリル酸イソテトラデシル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソペンチル、メタクリル酸イソヘキシル、メタクリル酸イソヘプチル、メタクリル酸イソオクチル、メタクリル酸イソノニル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸イソウンデシル、メタクリル酸イソドデシル、メタクリル酸イソトリデシル、及びメタクリル酸イソテトラデシル等の(メタ)アクリル酸イソアルキル;アクリル酸2-メチルブチル、アクリル酸2-エチルペンチル、アクリル酸2-メチルヘキシル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸2-エチルヘプチル、メタクリル酸2-メチルペンチル、メタクリル酸2-メチルヘキシル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、及びメタクリル酸2-エチルヘプチルなどが挙げられる。これらはいずれか1種又は2種以上組み合わせて用いることができる。
ここで、イソアルキルとは、アルキル鎖端から2番目の炭素原子にメチル側鎖を有するアルキル基をいう。例えば、イソデシルとは、鎖端から2番目の炭素原子にメチル側鎖を持つ炭素数10のアルキル基をいい、8-メチルノニル基だけでなく、2,4,6-トリメチルヘプチル基も含まれる概念である。
(メタ)アクリレート系重合体は、特に限定するものではないが、(メタ)アクリレート系重合体を構成する全構成単位(全繰り返し単位)に対する式(1)の構成単位のモル比が50モル%以上であることが好ましく、より好ましくは80モル%以上であり、更に好ましくは90モル%以上である。式(1)の構成単位のモル比の上限は、特に限定しないが、99.5モル%以下でもよく、99モル%以下でもよい。多官能モノマーに基づく構成単位のモル比は、0.5~20モル%でもよく、1~10モル%でもよく、1~5モル%でもよい。
一実施形態に係る微粒子(A)は、式(1)で表される構成単位として下記一般式(2)で表される構成単位を有する重合体であることが好ましい。
Figure 0007365877000003
式(2)中、Rは、水素原子又はメチル基であり(好ましくはメチル基)、同一分子中のRは同一でも異なってもよい。Zは、炭素数1~15のアルキレン基であり、同一分子中のZは同一でも異なってもよい。Zは直鎖でも分岐していてもよい。
式(2)の構成単位は、式(1)中のRが下記一般式(2A)で表される場合である。
Figure 0007365877000004
式(2A)中のZは、式(2)のZと同じである。
このような構成単位を生じる(メタ)アクリレートとしては、上記の(メタ)アクリル酸イソアルキルが挙げられる。かかるイソアルキル基を有する(メタ)アクリレート(好ましくは、メタクリレート)を用いる場合、本実施形態による効果を高めやすい。式(2)及び(2A)中のZは、炭素数5~12のアルキレン基であることが好ましく、より好ましくは炭素数6~10のアルキレン基である。特に好ましくは、炭素数7のアルキレン基であり、一例として、(メタ)アクリレート系重合体は、メタクリル酸イソデシルを含むモノマーの重合体であることが好ましい。
他の一実施形態に係る微粒子(A)は、式(1)で表される構成単位として、下記一般式(3)で表される構成単位を有する重合体でもよく、あるいはまた、式(2)で表される構成単位と式(3)で表される構成単位を有する重合体でもよい。後者の場合、両構成単位の付加形態は、ランダム付加でもブロック付加でもよく、好ましくはランダム付加である。
Figure 0007365877000005
式(3)中、Rは、水素原子又はメチル基であり(好ましくはメチル基)、同一分子中のRは同一でも異なってもよい。Qは、炭素数1~6(好ましくは1~3)のアルキレン基であり、直鎖でも分岐でもよく(好ましくは直鎖)、同一分子中のQは同一でも異なってもよい。Qは、メチル基又はエチル基であり(好ましくはエチル基)、同一分子中のQは同一でも異なっていてもよい。
式(3)の構成単位は、式(1)中のRが下記一般式(3A)で表される場合である。
Figure 0007365877000006
式(3A)中、Q及びQは、それぞれ式(3)のQ及びQと同じである。
本実施形態に係る微粒子(A)の製造方法は、特に限定されず、例えば、公知の乳化重合を利用して合成することができる。好ましい一例を挙げれば次の通りである。すなわち、アルキル(メタ)アクリレートを、架橋剤としての多官能モノマーとともに、乳化剤を溶解した水等の水性媒体に分散させ、得られたエマルションに水溶性のラジカル重合開始剤(例えば、過硫酸カリウムなどの過酸化物)を添加してラジカル重合させる。これにより、水性媒体中にアルキル(メタ)アクリレート系重合体からなるポリマー粒子が生成される。該水性媒体と分離することで微粒子が得られる。その他のポリマー粒子の製造方法として、公知の懸濁重合や分散重合、沈殿重合、ミニエマルション重合、ソープフリー乳化重合(無乳化剤乳化重合)およびマイクロエマルション重合などの重合方法を利用することができる。
本実施形態に係るゴム組成物において、微粒子(A)の配合量は、ジエン系ゴムからなるゴム成分100質量部に対して1~100質量部であり、好ましくは2~50質量部であり、より好ましくは3~30質量部である。
本実施形態に係るゴム組成物には、微粒子(A)の他に、補強性充填剤、シランカップリング剤、オイル、亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤、ワックス、加硫剤、加硫促進剤など、ゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。
補強性充填剤としては、例えば、湿式シリカ(含水ケイ酸)等のシリカやカーボンブラックが用いられる。好ましくは、転がり抵抗性能とウエットグリップ性能のバランスを向上するために、シリカ単独使用又はシリカとカーボンブラックの併用が好ましい。補強性充填剤の配合量は、特に限定されず、例えば、ゴム成分100質量部に対して20~150質量部でもよく、30~100質量部でもよい。シリカの配合量も特に限定されず、例えば、ゴム成分100質量部に対して20~150質量部でもよく、30~100質量部でもよい。
シリカを配合する場合、シランカップリング剤を併用することが好ましく、その場合、シランカップリング剤の配合量は、シリカ質量の2~20質量%であることが好ましく、より好ましくは4~15質量%である。
上記加硫剤としては、硫黄が好ましく用いられる。加硫剤の配合量は、特に限定するものではないが、ゴム成分100質量部に対して0.1~10質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5~5質量部である。また、上記加硫促進剤としては、例えば、スルフェンアミド系、チウラム系、チアゾール系、及びグアニジン系などの各種加硫促進剤が挙げられ、いずれか1種単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。加硫促進剤の配合量は、特に限定するものではないが、ゴム成分100質量部に対して0.1~7質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5~5質量部である。
本実施形態に係るゴム組成物は、通常用いられるバンバリーミキサーやニーダー、ロール等の混合機を用いて、常法に従い混練し作製することができる。すなわち、例えば、第一混合段階で、ジエン系ゴムに対し、微粒子(A)とともに、加硫剤及び加硫促進剤を除く他の添加剤を添加混合し、次いで、得られた混合物に、最終混合段階で加硫剤及び加硫促進剤を添加混合してゴム組成物を調製することができる。
このようにして得られたゴム組成物は、乗用車用タイヤ、トラックやバスの大型タイヤなど、各種用途・各種サイズの空気入りタイヤのトレッド部、サイドウォール部などタイヤの各部位に適用することができる。すなわち、該ゴム組成物は、常法に従い、例えば、押出加工によって所定の形状に成形され、他の部品と組み合わせてグリーンタイヤを作製した後、例えば140~180℃でグリーンタイヤを加硫成形することにより、空気入りタイヤを製造することができる。これらの中でも、タイヤのトレッド用配合として用いることが特に好ましい。
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[平均粒子径の測定方法]
微粒子(A)の平均粒子径は、動的光散乱法(DLS)により測定される粒度分布における積算値50%での粒径(50%径:D50)であり、下記合成例における凝固前のラテックス溶液を測定試料として用いて、大塚電子株式会社製のダイナミック光散乱光度計「DLS-8000」を用いた光子相関法(JIS Z8826準拠)により測定した(入射光と検出器との角度90°)。
[Tgの測定方法]
JIS K7121に準拠して示差走査熱量測定(DSC)法により、昇温速度:20℃/分にて測定した(測定温度範囲:-150℃~150℃)。
〈合成例1:微粒子1〉
45.0gのメタクリル酸2,4,6-トリメチルヘプチル(メタクリル酸イソデシル)、0.40gのエチレングリコールジメタクリレート、5.73gのドデシル硫酸ナトリウム、90.0gの水および10.0gのエタノールを混合し、1時間撹拌させることによりモノマーを乳化させ、0.54gの過硫酸カリウムを添加した。添加後、20分間の窒素バブリングを実施し、溶液を70℃で1時間撹拌し、ラテックス溶液を得た。該ラテックス溶液を撹拌しているメタノール中に投入することにより、重合体を沈殿させた。その後、ろ過により液体を除去し、真空乾燥器で70℃、1.0×10Paの条件下で乾燥することにより固形成分としての微粒子1を得た。微粒子1の平均粒子径は51nm、Tgは-40℃であった。
〈合成例2:微粒子2〉
微粒子1の合成に用いたエチレングリコールジメタクリレートの質量を1.18gに変更した以外は、合成例1と同様の手法により微粒子2を得た。微粒子2の平均粒子径は55nm、Tgは-39℃であった。
〈合成例3:微粒子3〉
微粒子1の合成に用いたエチレングリコールジメタクリレートの代わりに0.58gのビス(2-メタクリロイル)オキシエチルジスルフィドを用いたこと以外は、合成例1と同様の手法により微粒子3を得た。微粒子3の平均粒子径は48nm、Tgは-39℃であった。
〈合成例4:微粒子4〉
微粒子1の合成に用いたエチレングリコールジメタクリレートの代わりに1.73gのビス(2-メタクリロイル)オキシエチルジスルフィドを用いたこと以外は、合成例1と同様の手法により微粒子4を得た。微粒子4の平均粒子径は54nm、Tgは-37℃であった。
〈合成例5:微粒子5〉
微粒子1の合成に用いたエチレングリコールジメタクリレートの質量を0.59gに変更し、同時にビス(2-メタクリロイル)オキシエチルジスルフィドを0.86g投入した以外は、合成例1と同様の手法により微粒子5を得た。微粒子5の平均粒子径は51nm、Tgは-38℃であった。
ラボミキサーを使用し、下記表1に示す配合(質量部)に従って、まず、第一混合段階で、ジエン系ゴム成分に対し硫黄及び加硫促進剤を除く他の配合剤を添加し混練した(排出温度=160℃)。次いで、得られた混練物に、最終混合段階で、硫黄と加硫促進剤を添加し混練して(排出温度=90℃)、ゴム組成物を調製した。表1中の各成分の詳細は、以下の通りである。
・変性SBR:JSR(株)製「HPR350」
・BR:宇部興産(株)製「BR150B」
・シリカ:東ソー・シリカ(株)製「ニップシールAQ」
・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)テトラスルフィド、エボニックジャパン(株)製「Si69」
・微粒子1~5:上記合成例1~5でそれぞれ得られた微粒子
・亜鉛華:三井金属鉱業(株)製「亜鉛華1種」
・老化防止剤:大内新興化学工業(株)製「ノクラック6C」
・ステアリン酸:花王(株)製「ルナックS-20」
・硫黄:細井化学工業(株)製「ゴム用粉末硫黄150メッシュ」
・加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製「ノクセラーCZ」
・2次加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製「ノクセラーD」
得られた各ゴム組成物について、160℃×20分で加硫して所定形状の試験片を作製し、得られた試験片を用いて、動的粘弾性試験を行って0℃及び60℃でのtanδを測定し、また引張試験を行って、引張り強度及び破断時伸びを測定した。測定方法は次の通りである。
・引張り強度、破断時伸び:JIS K6251に準拠した引張試験(ダンベル状3号形)を行い、引張り強度及び破断時伸びを測定し、比較例1の値を100とした指数で表示した。いずれも指数が大きいほど、破断特性に優れることを示す。
・0℃tanδ:UBM社製レオスペクトロメーターE4000を用いて、周波数10Hz、静歪み10%、動歪み2%、温度0℃の条件で損失係数tanδを測定し、比較例1の値を100とした指数で表示した。指数が大きいほど、tanδが大きく、ウエットグリップ性能に優れることを示す。
・60℃tanδ:温度を60℃に変え、その他は0℃tanδと同様にしてtanδを測定し、比較例1の値を100とした指数で表示した。指数が小さいほど、発熱しにくく、タイヤでの転がり抵抗が小さくて転がり抵抗性能(即ち、低燃費性)に優れることを示す。
Figure 0007365877000007
結果は、表1に示す通りであり、比較例1~3と実施例1~3との対比から分かるように、本発明に係る微粒子(A)を含有する場合、破断特性、転がり抵抗性能(低燃費性)、及びウエットグリップ性能のバランスに優れていた。
比較例1と比較例2,3との対比から分かるように、含有する微粒子がポリスルフィド結合を有していない場合、引張り強度、及び破断時伸びが悪化した。
本発明のゴム組成物は、乗用車、ライトトラック・バス等の各種タイヤ用ゴム組成物に用いることができる。

Claims (4)

  1. ジエン系ゴム100質量部に対して、ガラス転移点が-70℃~0℃であり、少なくとも1種の単官能モノマーを構成単位とする重合体からなる微粒子(A)を1~100質量部含み、
    前記微粒子(A)が、少なくとも1種の多官能モノマーによって架橋された架橋構造を有し、前記多官能モノマーが2つ以上の硫黄原子が連続して結合したポリスルフィド結合を有し、
    前記微粒子(A)が、式(1)で表されるアルキル(メタ)アクリレート単位を構成単位として有する重合体であり、該重合体を構成する全構成単位に対する式(1)で表されるアルキル(メタ)アクリレート単位のモル比が80モル%以上である、ゴム組成物。
    式中、R は水素原子又はメチル基であり、同一分子中のR は同一でも異なっていてもよく、R は炭素数4~18のアルキル基であり、同一分子中のR は同一でも異なっていてもよい。
  2. 前記微粒子(A)の平均粒子径が、10nm~100nmである、請求項1に記載のゴム組成物。
  3. 前記ポリスルフィド結合として、ジスルフィド結合を有する、請求項1又は2に記載のゴム組成物。
  4. 請求項1~のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製された、空気入りタイヤ。
JP2019218185A 2019-12-02 2019-12-02 ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤ Active JP7365877B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019218185A JP7365877B2 (ja) 2019-12-02 2019-12-02 ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤ
US17/095,932 US11530319B2 (en) 2019-12-02 2020-11-12 Rubber composition and pneumatic tire using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019218185A JP7365877B2 (ja) 2019-12-02 2019-12-02 ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021088625A JP2021088625A (ja) 2021-06-10
JP7365877B2 true JP7365877B2 (ja) 2023-10-20

Family

ID=76091853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019218185A Active JP7365877B2 (ja) 2019-12-02 2019-12-02 ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤ

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11530319B2 (ja)
JP (1) JP7365877B2 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013027814A1 (ja) 2011-08-25 2013-02-28 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物及び空気入りタイヤ
WO2016148278A1 (ja) 2015-03-18 2016-09-22 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物および空気入りタイヤ
WO2017138603A1 (ja) 2016-02-12 2017-08-17 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物
JP2017149885A (ja) 2016-02-26 2017-08-31 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物
JP2017206628A (ja) 2016-05-19 2017-11-24 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19701489A1 (de) * 1997-01-17 1998-07-23 Bayer Ag Modifizierte Kautschukgele enthaltende Kautschukmischungen
US10723866B2 (en) * 2015-12-15 2020-07-28 Toyo Tire Corporation Rubber composition and pneumatic tire
JP6625879B2 (ja) 2015-12-15 2019-12-25 Toyo Tire株式会社 ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP6943754B2 (ja) 2017-12-25 2021-10-06 Toyo Tire株式会社 タイヤ用ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013027814A1 (ja) 2011-08-25 2013-02-28 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物及び空気入りタイヤ
WO2016148278A1 (ja) 2015-03-18 2016-09-22 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物および空気入りタイヤ
WO2017138603A1 (ja) 2016-02-12 2017-08-17 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物
JP2017149885A (ja) 2016-02-26 2017-08-31 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物
JP2017206628A (ja) 2016-05-19 2017-11-24 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物

Also Published As

Publication number Publication date
US11530319B2 (en) 2022-12-20
US20210163718A1 (en) 2021-06-03
JP2021088625A (ja) 2021-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1996030444A1 (fr) Composition de caoutchouc dienique
JPWO2015155965A1 (ja) ゴム組成物及び空気入りタイヤ
CN108473721B (zh) 橡胶组合物及充气轮胎
JP6625879B2 (ja) ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP6719366B2 (ja) ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP6826876B2 (ja) ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP7365877B2 (ja) ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP6943754B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP7365876B2 (ja) ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP7365913B2 (ja) ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP2017110070A (ja) ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP6742203B2 (ja) ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP6826877B2 (ja) ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP7405598B2 (ja) ポリマー粒子、ゴム組成物及びタイヤ
JP7129289B2 (ja) ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP6804961B2 (ja) ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2023177126A (ja) ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP2023177127A (ja) ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP7405597B2 (ja) ポリマー粒子及びその製造方法、並びにゴム組成物及びタイヤ
JP7025201B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP6826875B2 (ja) ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP7129319B2 (ja) ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2022087685A (ja) ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP2013173817A (ja) ゴム用配合剤の製造方法及びそのゴム組成物
JP2012140545A (ja) ゴム組成物及び空気入りタイヤ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221013

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230607

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230620

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230808

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20230830

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230926

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231010

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7365877

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150