JP2012046564A - タイヤ用ゴム組成物、その製造方法及びスタッドレスタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】天然ゴム及びブタジエンゴムを含むゴム成分をシリカとともに70〜130℃で混練りし、得られた混練り物を150〜200℃で保持することで得られるタイヤ用ゴム組成物に関する。
【選択図】なし
Description
本発明のゴム組成物は、天然ゴム及びブタジエンゴムを含むゴム成分をシリカとともに70〜130℃で混練りし、得られた混練り物を150〜200℃で保持することで得られる。ゴム成分及びシリカを上記のような低温で混練りすると、ポリマーの損傷を抑制しながらシリカを分散できる一方で、シランカップリング剤が反応しにくくなるため、混練り時間を長くすることが必要となる。しかし、混練り時間を長くし過ぎると、ポリマーが損傷し易くなるため、混練り温度を低くすることによる利点が損なわれてしまう。これに対し、本発明では、低温で混練りして得られた混練り物を、上記のような高温で保持することにより、シランカップリング剤の反応を促進することができるため、長時間の混練りによるポリマーの損傷を防止することができる。これにより、天然ゴムの優れた耐摩耗性、破壊強度を損なうことなく、シリカによる雪氷上性能の改善を行うことができ、これらの性能がバランス良く得られる。
工程(I)では、天然ゴム及びブタジエンゴムを含むゴム成分をシリカとともに低温で混練りする。混練り方法としては、温度を制御しながら各成分を混練りできる方法であれば特に限定されないが、例えば、バンバリーミキサーなどの密閉式混練機を好適に用いることができる。
なお、シリカのN2SAは、ASTM D3037−81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、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。なかでも、シリカとの反応性が良好であるという点から、スルフィド系が好ましく、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドがより好ましい。
工程(II)では、工程(I)で得られた混練り物を、高温で保持(静置)する。保持の方法としては、温度を制御できる方法であれば特に限定されないが、例えば、オーブンなどの恒温器を好適に用いることができる。また、工程(I)で使用する混練機内で高温保持を行ってもよい。
NR:RSS♯3
BR:宇部興産(株)製のBR150B(Cis1,4結合量:97質量%、ML1+4(100℃):40、25℃における5%トルエン溶液粘度:48、Mw/Mn:3.3)
カーボンブラック:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN220(N2SA:111m2/g)
シリカ:Degussa社製のUltrasil VN3(N2SA:175m2/g)
シランカップリング剤:Degussa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)
ミネラルオイル:出光興産(株)製のPS−32
ステアリン酸:日油(株)製の桐
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C
ワックス:日本精鑞(株)製のオゾエースワックス
硫黄:鶴見化学工業(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
加硫促進剤DPG:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD
バンバリーミキサーを用いて、表1の工程(I)に示す配合量の薬品を投入して、混練りした。このとき、混練り温度及び混練り時間を変化させた。次いで、工程(I)で得られた混練り物を各温度のオーブンに入れ所定の時間放置した(工程(II))。その後、オーブンから取り出した混練り物に対して、表1の工程(III)に示す配合量の硫黄及び加硫促進剤を加え、オープンロールを用いて、約80℃の条件下で3分混練りして、未加硫ゴム組成物を得た。なお、比較例1については、工程(II)を行わず、工程(I)で得られた混練り物をそのまま工程(III)に進めた。
得られた未加硫ゴム組成物を170℃で12分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を作製した。
また、得られた未加硫ゴム組成物をトレッド形状に成形して、他のタイヤ部材とはりあわせ、170℃で15分間加硫することにより、実施例及び比較例のスタッドレスタイヤ(タイヤサイズ:195/65R15サイズ)を作製した。
JIS K6253に準じ、タイプA硬さ計にて上記加硫ゴム組成物の硬度を−10℃で測定した。測定結果は、比較例1を100として下記計算式により指数表示した。
(硬度指数)=(各配合の硬度)/(比較例1の硬度)×100
上記加硫ゴム組成物から厚さ2mmの試験片を切り出して3号ダンベルを作製し、JIS K6251「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準じて引張り試験を実施し、各配合の破断強度(TB)をそれぞれ測定した。測定結果は、比較例1を100として下記計算式により指数表示した。指数が大きい程、破壊強度に優れることを示す。
(破壊強度指数)=(各配合のTB)/(比較例1のTB)×100
上記スタッドレスタイヤを国産2000ccのFR車に装着し、時速30km/hでロックブレーキを踏み、車が停止するまでに要した距離(制動停止距離)を測定した。試験場所は、北海道名寄テストコースとした。測定時の気温は−6〜−1℃であった。測定結果は、比較例1を100とし、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど、雪氷上性能に優れることを示す。
(雪氷上性能指数)=(比較例1の制動停止距離)/(各配合の制動停止距離)×100
上記スタッドレスタイヤを国産2000ccのFR車に装着し、走行距離8000km後のタイヤトレッド部の溝深さを測定し、溝深さが1mm減るときの走行距離を算出した。測定結果は、比較例1を100とし、下記計算式により指数表示した。指数が大きいほど、耐摩耗性に優れることを示す。
(耐摩耗性指数)=(各配合の走行距離)/(比較例1の走行距離)×100
Claims (4)
- 天然ゴム及びブタジエンゴムを含むゴム成分をシリカとともに70〜130℃で混練りし、得られた混練り物を150〜200℃で保持することで得られるタイヤ用ゴム組成物。
- 前記ゴム成分100質量%中、前記天然ゴム及び前記ブタジエンゴムの合計含有量が30〜100質量%であり、
前記ゴム成分100質量部に対する前記シリカの含有量が10〜80質量部である請求項1記載のタイヤ用ゴム組成物。 - 天然ゴム及びブタジエンゴムを含むゴム成分をシリカとともに70〜130℃で混練りする工程(I)と、該工程(I)で得られた混練り物を150〜200℃で保持する工程(II)とを含む請求項1又は2記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
- 請求項1又は2記載のゴム組成物を用いて作製したキャップトレッドを有するスタッドレスタイヤ。
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