JP2018002934A - ゴム組成物の製造方法、ゴム組成物及びタイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、タイヤが摩耗しても氷上性能が低下しないよう、ミクロな水膜除去効果を狙ってトレッド内に気泡を形成させることが有効であると考えられている。例えば、これらの気泡含有材料に微粒子をさらに含有させることで、さらに氷雪路面上での摩擦係数を高めた技術が提案されている(例えば、特許文献1、及び特許文献2を参照。)。
本発明のゴム組成物の製造方法は、ジエン系ゴムを有するゴム成分(A)及び充填材(B)を含む混合物を、混練することによって予備組成物を調製する、予備組成物調製工程と、前記予備組成物に発泡剤(C)及び加硫剤(D)を加えて混練することによってゴム組成物を調製する、ゴム組成物調製工程と、を具えるゴム組成物の製造方法であって、前記予備組成物調製工程及び前記ゴム組成物調製工程のいずれにおいても脂肪酸(E)をさらに配合し、該脂肪酸(E)の合計配合量が前記ゴム成分(A)100質量部に対して0.1〜20質量部であり、前記発泡剤(C)の配合量が前記ゴム成分(A)100質量部に対して0.1〜20質量部であることを特徴とする。
上記構成によって、得られたゴム組成物については、加硫速度と発泡率とのバランスが図られ、トレッドとして用いた場合に優れた氷上性能を実現できる。
加えて、記ゴム組成物調製工程における前記脂肪酸(E)及び前記尿素(F)の合計配合量が、前記ゴム成分(A)100質量部に対して5〜20質量部であることがより好ましい。加硫速度と発泡率とのバランスをより高いレベルで実現できるからである。
上記構成によって、加硫速度と発泡率とのバランスが図られ、トレッドとして用いた場合に優れた氷上性能を実現できる。
上記構成によって、優れた氷上性能を実現できる。
本発明のゴム組成物の製造方法は、ジエン系ゴムを有するゴム成分(A)及び充填材(B)を含む混合物を、混練することによって予備組成物を調製する、予備組成物調製工程と、前記予備組成物に発泡剤(C)及び加硫剤(D)を加えて混練することによってゴム組成物を調製する、ゴム組成物調製工程と、を具える。
前記混合物については、前記ゴム成分(A)及び前記充填材(B)を含むものであれば特に限定はされない。必要に応じて、その他の材料、例えば、オイル、ワックス、老化防止剤等をさらに配合することができる。
ここで、前記ゴム成分(A)がジエン系ゴムを有する理由としては、ゴム組成物の低ロス性、破壊特性及び耐摩耗性等を向上できるためである。
また、前記ゴム成分(A)のガラス転移温度については、−60℃以下のものを用いることが好ましい。より高い氷上性能が得られるためである。
また、前記混合物におけるカーボンブラックの配合量は、ゴム成分(A)100質量部に対して、好ましくは5〜95質量部、より好ましくは10〜60質量部である。カーボンブラックの配合量を上記範囲にすることにより、耐摩耗性を維持し、より優れた氷上性能を得ることができるとともに、加工性の低下を抑制できる。
なお、前記カーボンブラック及び前記シリカを合わせた合計の配合量は、ゴム成分(A)100質量部に対して、好ましくは30〜120質量部、より好ましくは40〜80質量部であり、また、カーボンブラックとシリカの混合比[カーボンブラック]/[シリカ]は質量比で0.04〜6.0であることが好ましい。
これらのシランカップリング剤については、1種を単独で用いても良く、2種以上組み合わせて用いても良い。
好ましいシランカップリング剤の配合量は、シランカップリング剤の種類等により異なるが、シリカに対して、1〜20質量%の範囲であることが好ましい。
この工程によって、本発明のゴム組成物の発泡率を高め、発泡ゴムとすることができる。
前記加硫剤(D)の配合量は、特に限定はされず、加硫速度に応じて適宜調整することができる。
発泡助剤である脂肪酸(E)を、前記ゴム組成物調製工程における前記予備組成物だけでなく、前記予備組成物調製工程における前記混合物にも加えることによって、従来の製造方法では十分に高めることができなかった加硫前の発泡率をより効果的に高めることができる、つまり、加硫速度と発泡率とのバランスを高いレベルで実現できる。なお、前記脂肪酸(E)の配合量が0.1質量部未満の場合には、十分に発泡率を高めることができず、一方、前記脂肪酸(E)の配合量が20質量部を超える場合には、効果が飽和するために好ましくない。
前記加硫の条件については、特に限定はされず、適宜条件を設定することができる。例えば、本発明のゴム組成物を、130〜250℃、好ましくは140〜200℃の温度で加硫することができる。
本発明のゴム組成物は、上述した本発明のゴム組成物の製造方法で製造されたことを特徴とする。
本発明のゴム組成物の製造方法で製造されたことによって、得られたゴム組成物は、加硫速度と発泡率とのバランスが図られ、トレッドとして用いた場合に優れた氷上性能を実現できる。
ここで、前記加硫ゴムの発泡率とは、平均発泡率Vsを意味し、具体的には次式により算出される値を意味する。
Vs=(ρ0/ρ1−1)×100(%)
式(IV)中、ρ1は加硫ゴム(発泡ゴム)の密度(g/cm3)を示し、ρ0は加硫ゴム(発泡ゴム)における固相部の密度(g/cm3)を示す。なお、加硫ゴムの密度及び加硫ゴムの固相部の密度は、エタノール中の質量と空気中の質量を測定し、これから算出される。また、発泡率は、発泡剤や発泡助剤の種類、量等により適宜変化させることができる。
本発明のタイヤは、本発明のゴム組成物を用いたトレッド部を具えることを特徴とする。
該タイヤは、本発明のゴム組成物をトレッド部に用いたものである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。本発明のタイヤは、本発明のゴム組成物を用いているため、優れた氷上性能を有する。
タイヤにおける本発明のゴム組成物の適用部位としては、トレッド部であり、その他の部位、例えば、ベーストレッド、サイドウォール、サイド補強ゴム及びビードフィラー等に用いることもできる。
前記タイヤを製造する方法としては、慣用の方法を用いることができる。例えば、タイヤ成形用ドラム上に未加硫ゴム組成物及び/又はコードからなるカーカス層、ベルト層、トレッド層等の通常タイヤ製造に用いられる部材を順次貼り重ね、ドラムを抜き去ってグリーンタイヤとする。次いで、このグリーンタイヤを常法に従って加熱加硫することにより、所望のタイヤ(例えば、空気入りタイヤ)を製造することができる。
表1に示す配合に従って、前記予備組成物調製工程及び前記ゴム組成物調製工程とを経ることで、ゴム組成物のサンプル1〜15を調製した。
なお、参考例にかかるゴム組成物のサンプル1については、有機系発泡剤を用いた現行製品の発泡ゴム組成物である。
得られたゴム組成物のサンプルについて、タイヤのトレッド(発泡ゴム層)に用い常法によって試験用の乗用車用ラジアルタイヤ、タイヤサイズ185/70R15を製造した。以下の評価を行った。
(1)発泡率
発泡率Vsは、トレッドにおける全発泡率を意味し、各トレッドからサンプリングした試料(n=10)を用いて次式により算出した。
Vs=((ρ0/ρ1)−1)× 100(%)
ここで、ρ1は、加硫後のゴム(発泡ゴム)の密度(g/cm3)を表す。ρ0は、加硫後のゴム(発泡ゴム)における固相部の密度(g/cm3)を表す。なお、加硫後のゴム(発泡ゴム)の密度及び加硫後のゴム(発泡ゴム)における固相部の密度は、例えば、エタノール中の質量と空気中の質量を測定し、これから算出した。
算出した発泡率については、現行ゴム(表1のサンプル1)の発泡率に対する相対値を導出し、以下の基準に従って評価した。評価結果を表1に示す。
<発泡率の評価基準>
○:参考例の発泡率対比95%以上105%未満
×:参考例の発泡率対比95%未満
各サンプルのゴム組成物について、加硫速度を測定した。測定は、一般的なレオメーターで測定し、加硫速度T0.9で定量化した。
得られた加硫速度については、参考例(表1のサンプル1)の加硫速度に対する相対値を導出し、以下の基準に従って評価した。評価結果を表1に示す。
<加硫速度の評価基準>
○:参考例の加硫速度対比90%以上
×:参考例の加硫速度対比90%未満
各サンプルのゴム組成物について、加硫前のゴム組成物を24時間放置した後の、表面への各配合剤の析出量(ブルーム量)を目視によって観察した。
観察したブルーム量については、現行ゴム(表1のサンプル1)のブルーム量に対する相対評価とし、以下の基準に従って評価した。評価結果を表1に示す。
○:参考例のブルーム量と同等もしくは少ない
×:参考例のブルーム量より多い析出量である
*2.カーボンブラック(CB):(旭カーボン株式会社製、[N134(N2SA:146m2/g)])
*3.シリカ:(東ソー・シリカ株式会社製、商品名「Nipsil AQ」)
*4.シランカップリング剤:(デグサ社製、商品名「Si69」)
*5.オイル:ナフテン系プロセスオイル:(出光興産株式会社製、商品名「ダイアナプロセスオイルNS−24」、流動点:−30℃)
*7.ステアリン酸:(新日本理化株式会社製、「ステアリン酸 50S」)
*6.老化防止剤6C:(N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン、大内新興化学工業株式会社製、「ノクラックNS−6」)
*9.酸化防止剤RD:(精工化学工業株式会社製、「ノンフレックスRD」)
*10.加硫促進剤CZ:(三新化学工業株式会社製、「サンセラーCZ」)
*11.無機系発泡剤:重曹:(大塚化学株式会社製、「P−5」)、二酸化炭素を発生する発泡剤である
*12.有機系発泡剤:ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT;永和化成工業株式会社製、「セルラーZ-K」)、二酸化炭素を発生しない発泡剤である
*13.尿素 三井化学株式会社製
その結果、実施例のゴム組成物をトレッドに用いた場合には、優れた氷上性能を実現できることが予測される。
Claims (11)
- ジエン系ゴムを有するゴム成分(A)及び充填材(B)を含む混合物を、混練することによって予備組成物を調製する、予備組成物調製工程と、前記予備組成物に発泡剤(C)及び加硫剤(D)を加えて混練することによってゴム組成物を調製する、ゴム組成物調製工程と、を具えるゴム組成物の製造方法であって、
前記予備組成物調製工程における前記混合物及び前記ゴム組成物調製工程における前記予備組成物のいずれにも脂肪酸(E)をさらに配合し、該脂肪酸(E)の合計配合量が前記ゴム成分(A)100質量部に対して0.1〜20質量部であり、前記発泡剤(C)の配合量が前記ゴム成分(A)100質量部に対して0.1〜20質量部であることを特徴とする、ゴム組成物の製造方法。 - 前記ゴム組成物調製工程における前記脂肪酸(E)の配合量が、前記ゴム成分(A)100質量部に対して1〜20質量部であることを特徴とする、請求項1に記載のゴム組成物の製造方法。
- 前記脂肪酸(E)の前記予備組成物調製工程及び前記ゴム組成物調製工程での合計配合量が、前記ゴム成分(A)100質量部に対して2.5質量部以上であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のゴム組成物の製造方法。
- 前記脂肪酸(E)が、ステアリン酸を含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のゴム組成物の製造方法。
- 前記ゴム組成物調製工程における前記予備組成物に、尿素(F)をさらに配合することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のゴム組成物の製造方法。
- 前記ゴム組成物調製工程における前記脂肪酸(E)及び尿素(F)の合計配合量が、前記ゴム成分(A)100質量部に対して5〜20質量部であることを特徴とする、請求項5に記載のゴム組成物の製造方法。
- 前記発泡剤(C)が、二酸化炭素を発生する発泡剤を含むことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のゴム組成物の製造方法。
- 前記二酸化炭素を発生する発泡剤が、重曹であることを特徴とする、請求項7に記載のゴム組成物の製造方法。
- 前記発泡剤(C)の配合量が、前記ゴム成分(A)100質量部に対して5〜20質量部であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載のゴム組成物の製造方法。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載のゴム組成物の製造方法で製造されたことを特徴とする、ゴム組成物。
- 請求項10に記載のゴム組成物を用いたトレッド部を具えることを特徴とする、タイヤ。
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