JP2015028129A - タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】特定の非油展ブタジエンゴム、及び特定の油展ブタジエンゴムからなる群より選択される少なくとも1種を含むゴム成分と、フェニレンジアミン系老化防止剤と、特定の非イオン界面活性剤と、カーボンブラック及び/又はシリカとを含み、
ゴム成分100質量%中のジエン系ゴムの含有量が70〜100質量%であり、
ゴム成分100質量部に対して、前記フェニレンジアミン系老化防止剤の含有量が1.0〜8.0質量部、前記非イオン界面活性剤の含有量が0.1〜5.0質量部、カーボンブラック及びシリカの合計含有量が20〜45質量部であるタイヤ用ゴム組成物に関する。
【選択図】なし
Description
ここで、油展ブタジエンゴムとは、ポリマー製造段階から、ブタジエンゴムに、油展成分としてオイルなどを添加したゴムを意味し、非油展ブタジエンゴムとは、ブタジエンゴムに油展成分が添加されていないゴムを意味する。
なお、本明細書において、ムーニー粘度(ML1+4、100℃)は、JIS K 6300に従い、100℃でムーニー粘度を測定することにより得られる値である。
SPBを含むBRでは、SPBがBRマトリックスと結合しているため粘度が高くなるため、特定量以上のSPBを含むBRでは、上記ムーニー粘度を満たす。
希土類系BRは希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴムであり、シス含量が高く、かつビニル含量が低いという特徴を有している。希土類系BRとしては、タイヤ製造における汎用品を使用できる。
プルロニック型非イオン界面活性剤は、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリプロピレングリコールエチレンオキシド付加物とも呼ばれ、一般的には、下記式(I)で表わされる非イオン界面活性剤である。下記式(I)で表わされるように、プルロニック型非イオン界面活性剤は、両側にエチレンオキシド構造から構成される親水基を有し、この親水基に挟まれるように、プロピレンオキシド構造から構成される疎水基を有する。
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、例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド等のスルフィド系、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプト系、ビニルトリエ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などのニトロ系、3−クロロプロピルトリメトキシシランなどのクロロ系等が挙げられる。
窒素雰囲気下、250mlメスフラスコに3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン(アヅマックス(株)製)を20.8g入れ、さらに無水ヘキサン(関東化学(株)製)を加え、全量を250mlにして作製した。
充分に窒素置換した30L耐圧容器にシクロヘキサン(関東化学(株)製)を18L、ブタジエン(高千穂商事(株)製)を2000g、ジエチルエーテル(関東化学(株)製)を53mmol加え、60℃に昇温した。次に、ブチルリチウム(関東化学(株)製)を16.6mL加えた後、3時間撹拌した。次に0.4mol/Lの四塩化ケイ素/ヘキサン溶液を12ml加え、30分撹拌を行った。次に、上記末端変性剤を13ml追加し30分間撹拌を行った。反応溶液に2,6−tert−ブチル−p−クレゾール(大内新興化学工業(株)製)0.2gを溶かしたメタノール(関東化学(株)製)2mlを添加後、反応溶液を18Lのメタノールが入ったステンレス容器に入れて凝集体を回収した。得られた凝集体を24時間減圧乾燥させ、変性BRを得た。
NR:TSR20
IR:IR2200
BR1:日本ゼオン(株)製のBR1250H(リチウム開始剤を用いて重合したスズ変性BR、スズ原子の含有量:250ppm)
BR2:宇部興産(株)製のVCR617(SPBを含むBR、SPBの含有量:17質量%、SPBの融点:200℃)
BR3:宇部興産(株)製のVCR412(SPBを含むBR、SPBの含有量:12質量%、SPBの融点:200℃)
BR4:ランクセス社製のBUNA−CB22(Nd系触媒を用いて合成した希土類系BR)
BR5:ランクセス(株)製のBUNA−CB24(Nd系触媒を用いて合成した希土類系BR)
BR6:JSR(株)製のBR730(Nd系触媒を用いて合成した希土類系BR)
BR7:宇部興産(株)製のBR150B(Co系触媒を用いて合成したBR)
BR8:上記製造例で調製した変性BR(リチウム系触媒を用いて合成した変性BR)
BR9:ランクセス(株)製のBUNA−CB29 TDAE(Nd系触媒を用いて合成した希土類系BR、ゴム成分100質量部に対してTDAEを37.5質量部含有)
BR10:ランクセス(株)製のBUNA−CB29 MES(Nd系触媒を用いて合成した希土類系BR、ゴム成分100質量部に対してMESを37.5質量部含有)
SBR:日本ゼオン(株)製のSBR1502
カーボンブラック1(N550):キャボットジャパン(株)製のショウブラックN550(N2SA:42m2/g、DBP吸油量:115ml/100g)
カーボンブラック2(N220):キャボットジャパン(株)製のショウブラックN220(N2SA:111m2/g、DBP吸油量:115ml/100g)
シリカ:エボニックデグッサ社製のウルトラジルVN3
オイル:H&R社製のvivatec500(TDAE、Low Polycyclic Aroma Oil)
石油系C5レジン:丸善石油化学(株)製のマルカレッツT−100AS(軟化点:102℃)
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛:東邦亜鉛(株)製の銀嶺R
硫黄:日本乾溜工業(株)製のセイミ硫黄OT(不溶性硫黄、オイル10%含有)
加硫促進剤TBBS: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)
石油由来ワックス:試作品(ノルマルアルカン分:平均85質量%)
天然由来ワックス:横関油脂工業(株)製の精製ライスワックスS−100(軟化点分布:77〜83℃、エステル成分:95質量%、遊離脂肪酸:4質量%、遊離アルコール:1質量%、炭化水素:1質量%)
<界面活性剤1>:三洋化成工業(株)製のイオネットDO600(主成分が、式(2)のR2及びR3:−C17H33、式(2)のe:12、下式で表わされる化合物)
<界面活性剤4>:三洋化成工業(株)製のニューポールPE−74(プルロニック型非イオン界面活性剤(PEG/PPG−30/35コポリマー)(上記式(I)のa+c:30、b:35))
<界面活性剤5>:関東化学(株)製のモノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン
<界面活性剤6>:関東化学(株)製のトリオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン
<界面活性剤7>:関東化学(株)製のポリオキシエチレンドデシルエーテル
<界面活性剤8>:東京化成工業(株)製のエチレングリコールジブチルエーテル
老化防止剤6C: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(6PPD))
老化防止剤TMQ:大内新興化学工業(株)製ノクラック224(2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン重合体)
測定装置としてキャピラリーGC、カラムとしてアルミニウムコーティングされたキャピラリーカラムを用い、キャリアガスヘリウム、流量4ml/分、カラム温度180〜390℃、昇温速度15℃/分の条件にて測定した。
表2、3に示す配合処方にしたがい、(株)神戸製鋼製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混練りした。次に、オープンロールを用いて、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加して練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を用いて、トレッド、ウイング、サイドウォール、クリンチの形状に合わせて成形し、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℃で加硫して試験用タイヤ(205/65R15)を得た。得られた試験用タイヤの性能を以下の試験により評価した。
タイヤのサイドウォールから試験ゴムを切り出した。次に、JIS K 6253に準拠し、25℃の温度で硬度計を用いて、切り出した試験ゴムの硬度を測定(ショア−A測定)した。硬度は、54±1になる様に、配合調整し、破断時伸び(EB)を比較可能とした。
タイヤのサイドウォールから試験ゴムを切り出した。次に、切り出した試験ゴムから3号ダンベル型を用いて試験片を作成し、JIS K 6251「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準じて、室温にて引張試験を実施し、破断時伸びEB(%)を測定し、比較例1のEBを100とした指数(各配合のEB/比較例1のEB×100)を計算した。指数が大きいほど、破断時伸びに優れることを示す。なお、EB指数は95以上を目標とした。
タイヤのサイドウォールから試験ゴムを切り出した。次に、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70℃、初期歪み10%、動歪み±1%の条件下で、各配合の切り出した試験ゴムのtanδを測定し、比較例1のtanδを100として、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど、転がり抵抗特性(低燃費性)が優れている。なお、RR指数は90以上を目標とした。
(転がり抵抗指数)=(比較例1のtanδ)/(各配合のtanδ)×100
高温地域は中近東アラブ首長国連邦で約1年間(夏を含む)、亜寒冷地域は北海道で約1年間(冬を含む)ロードテストを行い、発生したクラックの度合いを、以下の基準にしたがって評価した。数字が大きいほど、耐オゾン性(耐クラック性能)に優れていることを示す。なお、3+以上を目標とした。
1:3mm以上の亀裂または切断が見られる。
2:1mm以上3mm未満の深い亀裂が見られる。
3:1mm未満の深くて比較的大きな亀裂が見られる。
4:肉眼では、やっとのことで亀裂または切断が確認できる。
5:肉眼では確認できないが、拡大鏡(10倍)では亀裂または切断が確認できる。
(1)屋外:茶変色評価
神戸にて、タイヤを屋外の日の当たる場所に6カ月間(冬〜夏)放置し、色差度計を用いて、a*、b*を測定し、その値により、以下の基準にしたがって5段階に分けて評価した。数字が大きいほど、茶変色の度合いが小さいことを示す。なお、3+以上を目標とした。
(基準)
1:−(a*+b*)×10≦−30
2:−30<−(a*+b*)×10≦−20
3:−20<−(a*+b*)×10≦−10
4:−10<−(a*+b*)×10≦0
5:−(a*+b*)×10>0
神戸にて、タイヤを屋内の倉庫に6カ月間(冬〜夏)放置し、色差度計を用いて、L*を測定し、その値により、以下の基準にしたがって5段階に分けて評価した。数字が大きいほど、白変色の度合いが小さいことを示す。なお、3+以上を目標とした。
(基準)
1:100−L*≦60
2:60<100−L*≦65
3:65<100−L*≦70
4:70<100−L*≦75
5:100−L*>75
Claims (7)
- シス含量が95質量%以上、ムーニー粘度(ML1+4、100℃)が50以上である非油展ブタジエンゴム、及びシス含量が95質量%以上、重量平均分子量(Mw)が42万以上である油展ブタジエンゴムからなる群より選択される少なくとも1種を含むゴム成分と、フェニレンジアミン系老化防止剤と、非イオン界面活性剤と、カーボンブラック及び/又はシリカとを含み、
前記非油展ブタジエンゴムが、希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴム、及び1,2−シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含むブタジエンゴムからなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記非イオン界面活性剤が、下記式(1)及び/又は下記式(2)で表される非イオン界面活性剤、並びにプルロニック型非イオン界面活性剤からなる群より選択される少なくとも1種であり、
ゴム成分100質量%中のジエン系ゴムの含有量が70〜100質量%であり、
ゴム成分100質量部に対して、前記フェニレンジアミン系老化防止剤の含有量が1.0〜8.0質量部、前記非イオン界面活性剤の含有量が0.1〜5.0質量部、カーボンブラック及びシリカの合計含有量が20〜45質量部であるタイヤ用ゴム組成物。
(式(1)中、R1は、炭素数6〜26の炭化水素基を表す。dは整数を表す。)
(式(2)中、R2及びR3は、同一若しくは異なって、炭素数6〜26の炭化水素基を表す。eは整数を表す。) - ゴム成分100質量%中の前記非油展ブタジエンゴムの含有量が15〜70質量%、及び/又は、ゴム成分100質量%中の前記油展ブタジエンゴム由来のブタジエンゴム成分の含有量が5〜50質量%である請求項1記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 前記非油展ブタジエンゴムのムーニー粘度(ML1+4、100℃)が60以上である請求項1又は2記載のタイヤ用ゴム組成物。
- ゴム成分100質量部に対して、石油由来ワックスの含有量が6.0質量部以下である請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 前記石油由来ワックス100質量%中の炭素数20〜32の各ノルマルアルカンの合計含有率が25〜50質量%、炭素数33〜44の各ノルマルアルカンの合計含有率が25〜50質量%である請求項4記載のタイヤ用ゴム組成物。
- タイヤ外層用ゴム組成物である請求項1〜5のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 請求項1〜6のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤ。
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