JP2021123651A - ゴム組成物及びタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】操縦安定性を改善できるゴム組成物及びタイヤを提供する。
【解決手段】エポキシ基を有するポリマーと、ポリカルボン酸と、塩基性化合物とを含み、30℃における複素弾性率E*が5MPa以上、30℃における損失正接が0.14以下、0℃における破断伸びが50%以上であるゴム組成物に関する。
【選択図】なし

Description

本発明は、ゴム組成物及びタイヤに関する。
タイヤ等に使用されるゴム組成物は、通常、硫黄によってゴム成分が架橋(加硫)されている。近年では、ゴム物性の向上等を目的として、過酸化物等、硫黄以外の架橋方法も種々検討されているが(例えば、特許文献1参照)、硫黄を使用することなく、良好な操縦安定性を得る手法については充分に検討されていなかった。
特開2011−052146号公報
本発明は、前記課題を解決し、操縦安定性を改善できるゴム組成物及びタイヤを提供することを目的とする。
本発明は、エポキシ基を有するポリマーと、ポリカルボン酸と、塩基性化合物とを含み、30℃における複素弾性率E*が5MPa以上、30℃における損失正接が0.14以下、0℃における破断伸びが50%以上であるゴム組成物に関する。
前記ポリカルボン酸がヒドロキシ基を更に有することが好ましい。
前記ゴム組成物は、シリカ及び/又はカーボンブラックを含むことが好ましい。
前記ゴム組成物は、30℃における損失正接が0.10以上であることが好ましい。
前記ポリカルボン酸が、下記式(I)で表される化合物であることが好ましい。
HOOC−A−COOH (I)
(式中、Aは、炭素数1〜10の2価の炭化水素基であり、置換基を有していてもよい。)
本発明はまた、前記ゴム組成物を用いたトレッド部を有し、前記トレッド部の接地面内におけるネガティブ率が40%未満であるタイヤに関する。
本発明によれば、エポキシ基を有するポリマーと、ポリカルボン酸と、塩基性化合物とを含み、30℃における複素弾性率E*が5MPa以上、30℃における損失正接が0.14以下、0℃における破断伸びが50%以上であるゴム組成物であるので、操縦安定性が良好なゴム組成物及び空気入りタイヤを提供できる。
本発明のゴム組成物は、エポキシ基を有するポリマーと、ポリカルボン酸と、塩基性化合物とを含み、30℃における複素弾性率E*が5MPa以上、30℃における損失正接が0.14以下、0℃における破断伸びが50%以上である。
上記ゴム組成物で、硫黄を使用することなく、良好な操縦安定性が得られる理由は明らかではないが、以下のように推測される。
ポリマーが有するエポキシ基と、ポリカルボン酸中のカルボキシ基とは、塩基性化合物を触媒として、化学的に結合し得る。そして、ポリカルボン酸は、複数のカルボキシ基を有するため、ポリカルボン酸を介してポリマー間にネットワークが形成されることで、ポリマーが架橋されると考えられる。
このようなネットワークにおいて、ポリマー間の距離は、基本的に、ポリカルボン酸中の炭化水素基の長さによって決まるため、ポリマー間の距離は一定に保たれることになる。これにより、応力集中が起こりにくくなるため、例えば、自動車が急旋回した際のタイヤのように、大きな入力が加わった場合であっても、ポリマーのマトリクス全体で応力を生じさせることが可能となると考えられる。
また、上記ゴム組成物では、30℃における複素弾性率E*を5MPa以上、30℃における損失正接(tanδ)を0.14以下とすることで、自動車のハンドルを操作した際の応答性が良好となると考えられる。
また、ドライバーが自動車のハンドルを切った際、一時的に、タイヤの進行方向と回転方向とが相違することになるが、このときにタイヤに加わる入力(タイヤの変形)は、一時的に高周波になると考えられる。上記ゴム組成物では、常温よりも温度が低い0℃における破断伸びを50%以上とすることで、舵角がついた瞬間のタイヤの摩耗が抑制され、良好な応答性を持続させることができると考えられる。
本明細書において、ゴム組成物(架橋後)の複素弾性率E*及びtanδは、GABO社製のイプレクサーを用いて、周波数10Hz、初期歪10%、動歪1%、温度30℃の条件にて測定される。
本明細書において、ゴム組成物(架橋後)の破断伸びは、JIS K 6251:2017に準拠し、7号ダンベル型の試験片を用いて、0℃で引張試験を実施することで測定される。
上述のとおり、上記ゴム組成物の30℃における複素弾性率E*は5MPa以上であるが、好ましくは8MPa以上、より好ましくは10MPa以上、更に好ましくは12MPa以上であり、また、好ましくは25MPa以下、より好ましくは20MPa以下、更に好ましくは18MPa以下である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる傾向がある。
上述のとおり、上記ゴム組成物の30℃におけるtanδは0.14以下であるが、好ましくは0.13以下、より好ましくは0.12以下であり、また、好ましくは0.05以上、より好ましくは0.08以上、更に好ましくは0.10以上である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる傾向がある。
上述のとおり、上記ゴム組成物の0℃における破断伸びは50%以上であるが、好ましくは60%以上、より好ましくは70%以上、更に好ましくは80%以上であり、また、好ましくは800%以下、より好ましくは500%以下、更に好ましくは400%以下である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる傾向がある。
なお、ゴム組成物の複素弾性率E*、tanδ、破断伸びは、ゴム組成物に配合される薬品(特に、ゴム成分、充填材、軟化剤、硫黄、加硫促進剤、シランカップリング剤、ポリカルボン酸)の種類や量によって調整することが可能であり、例えば、複素弾性率E*は、軟化剤の減量、充填材の増量、硫黄の増量によって大きくなる傾向がある。tanδは、ゴム成分と相溶性の高い軟化剤の使用、軟化剤の減量、硫黄の増量、加硫促進剤の増量、シランカップリング剤の増量によって小さくなる傾向がある。破断伸びは、軟化剤の増量、充填材の減量、ポリカルボン酸の減量によって大きくなる傾向がある。
以下、使用可能な薬品について説明する。
上記ゴム組成物は、エポキシ基を有するポリマー(エポキシ化ポリマー)を含有する。
エポキシ化ポリマーは、過酸化物でポリマーを酸化する等、一般的な方法でポリマーをエポキシ化することで得られる。エポキシ化するポリマーとしては、例えば、ゴム成分等の熱硬化性エラストマーや、ポリオレフィン、ポリスチレン等の熱可塑性エラストマーが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なかでも、タイヤに使用した際の操縦安定性の観点から、熱硬化性エラストマーが好ましく、ゴム成分がより好ましい。
エポキシ化ポリマーに使用できるゴム成分としては、例えば、イソプレン系ゴム、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)等のジエン系ゴムが挙げられる。イソプレン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、改質NR、変性NR、変性IR等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なかでも、SBR、BR、イソプレン系ゴムが好ましく、イソプレン系ゴムがより好ましく、NRが更に好ましい。
エポキシ化ポリマーのエポキシ化率は、好ましくは5モル%以上、より好ましくは15モル%以上、更に好ましくは25モル%以上、特に好ましくは30モル%以上であり、また、好ましくは80モル%以下、より好ましくは65モル%以下、更に好ましくは50モル%以下である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる傾向がある。
なお、エポキシ化率は、エポキシ化前のポリマー中の炭素間二重結合の全数のうちエポキシ化された数の割合を意味し、例えば滴定分析や核磁気共鳴(NMR)分析等により求められる。
エポキシ化ポリマーがゴム成分(例えば、エポキシ化天然ゴム(ENR))である場合、ゴム成分100質量%中のエポキシ化ポリマーの含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは65質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、特に好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。上記範囲内であると、効果が好適に得られる傾向がある。
エポキシ化ポリマーがゴム成分でない場合(例えば、エポキシ化ポリエチレンである場合)、ゴム成分100質量部に対するエポキシ化ポリマーの含有量は、好ましくは10質量部以上、より好ましくは15質量部以上、更に好ましくは20質量部以上であり、また、好ましくは50質量部以下、より好ましくは45質量部以下、更に好ましくは40質量部以下である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる傾向がある。
上記ゴム組成物は、ポリカルボン酸を含有する。
ポリカルボン酸は、カルボキシ基を複数有するカルボン酸であり、下記式(I)で表される化合物を好適に使用できる。この化合物は、両末端にカルボキシ基が存在することから、ポリマー間に強固なネットワークを形成することが可能となり、より良好な操縦安定性が得られると考えられる。また、低燃費性(低発熱性)の改善効果も期待される。
HOOC−A−COOH (I)
(式中、Aは、炭素数1〜10の2価の炭化水素基であり、置換基を有していてもよい。)
Aの炭化水素基の炭素数は、1〜10であればよいが、好ましくは2以上であり、また、好ましくは6以下、より好ましくは4以下、更に好ましくは3以下である。
Aの炭化水素基としては、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基等が挙げられ、アルキレン基が好ましい。
また、アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、n−ブチレン基、ヘキシレン基等の直鎖状アルキレン基や、イソプロピレン基、イソブチレン基、2−メチルプロピレン基等の分枝状アルキレン基が挙げられ、直鎖状アルキレン基が好ましく、エチレン基、n−プロピレン基がより好ましく、エチレン基が更に好ましい。
Aの炭化水素基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アルコキシ基、アミノ基等が挙げられる。これらは、1種であってもよいし、2種以上であってもよい。なかでも、ヒドロキシ基が好ましい。このように、ポリカルボン酸がヒドロキシ基を更に有すること、すなわち、ポリカルボン酸がカルボキシ基及びヒドロキシ基を有するヒドロキシ酸であることで、エポキシ化ポリマー中のエポキシ基とポリカルボン酸のカルボキシ基との反応中に形成される中間体の安定性が向上し、ポリマー間のネットワークの強度が向上すると考えられる。また、低燃費性(低発熱性)の改善効果も期待される。
ポリカルボン酸の具体例としては、リンゴ酸、酒石酸、スベリン酸等のジカルボン酸、クエン酸等のトリカルボン酸、メリト酸等のヘキサカルボン酸等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なかでも、ジカルボン酸が好ましく、リンゴ酸、酒石酸等、ヒドロキシ基を更に有するジカルボン酸がより好ましい。
ポリカルボン酸の含有量は、エポキシ化ポリマー100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは6質量部以上、特に好ましくは7質量部以上であり、また、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは12質量部以下である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる傾向がある。
上記ゴム組成物は、塩基性化合物を含有する。
塩基性化合物としては、イミダゾール化合物を好適に使用できる。イミダゾール化合物は、イミダゾール環を有する化合物であり、下記式(II)で表される化合物が好ましい。
Figure 2021123651
(式中、R、R、R、Rは、同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基を表す。R、Rは、互いに結合して環構造を形成してもよい。)
、R、R、Rの炭化水素基としては、例えば、炭素数1〜20(好ましくは炭素数2〜12)のアルキル基、炭素数5〜24(好ましくは炭素数5〜8)のシクロアルキル基、炭素数6〜30(好ましくは炭素数6〜24)のアリール基、炭素数7〜25(好ましくは炭素数7〜13)のアラルキル基が挙げられる。
また、R、Rが結合して環構造を形成する場合、R、Rとイミダゾール環の炭素原子とで形成される環構造としては、例えば、炭素数5〜12の芳香族環、複素環、脂肪族環が挙げられる。
ポリマー間のネットワークの強度の観点から、R、R、R、Rの少なくとも1つがアルキル基であることが好ましく、R、R、R、Rのうち、1つがアルキル基、他の3つが水素原子であることがより好ましく、Rがアルキル基、R、R、Rが水素原子であることが更に好ましい。
イミダゾール化合物の具体例としては、イミダゾール、1−ブチルイミダゾール、1−プロピルイミダゾール、1−エチルイミダゾール、1−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、1−デシル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なかでも、1−ブチルイミダゾール、1−プロピルイミダゾール、1−エチルイミダゾール、1−メチルイミダゾールが好ましく、1−ブチルイミダゾールがより好ましい。
塩基性化合物の含有量は、ポリカルボン酸中のカルボキシル基に対して、好ましくは0.05モル当量以上、より好ましくは0.15モル当量以上、更に好ましくは0.25モル当量以上であり、また、好ましくは3モル当量以下、より好ましくは2モル当量以下、更に好ましくは1モル当量以下である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる傾向がある。
上記ゴム組成物は、補強材として、シリカ及び/又はカーボンブラックを含有することが好ましい。これにより、ポリマー間に形成されるネットワークの強度を高めることができる。
シリカとしては、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)等が挙げられる。なかでも、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。
シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは20質量部以上、更に好ましくは35質量部、特に好ましくは45質量部であり、また、好ましくは150質量部以下、より好ましくは100質量部以下、更に好ましくは80質量部以下である。
シリカの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは30m/g以上、より好ましくは100m/g以上、更に好ましくは150m/g以上、特に好ましくは175m/g以上であり、また、好ましくは300m/g以下、より好ましくは250m/g以下、更に好ましくは200m/g以下である。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される値である。
シリカとしては、例えば、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。
シリカは、シランカップリング剤と併用することが好ましい。
シランカップリング剤としては、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、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、2−メルカプトエチルトリエトキシシラン等のメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニル系、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等のアミノ系、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等のグリシドキシ系、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等のニトロ系、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等のクロロ系等があげられる。市販されているものとしては、例えば、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、メルカプト系シランカップリング剤が好ましい。
シランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して、好ましくは3質量部以上、より好ましくは6質量部以上、更に好ましくは8質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下である。
カーボンブラックとしては、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAF等が挙げられるが、特に限定されない。市販品としては、旭カーボン(株)、キャボットジャパン(株)、東海カーボン(株)、三菱ケミカル(株)、ライオン(株)、新日化カーボン(株)、コロンビアカーボン社等の製品を使用できる。
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、好ましくは10質量部以上、より好ましくは15質量部以上であり、また、好ましくは70質量部以下、より好ましくは40質量部以下、更に好ましくは30質量部以下である。
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは80m/g以上、より好ましくは100m/g以上、更に好ましくは110m/g以上であり、また、好ましくは160m/g以下、より好ましくは140m/g以下、更に好ましくは125m/g以下である。
なお、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、JIS K6217−2:2001に準拠して測定される値である。
上述のとおり、上記ゴム組成物では、エポキシ化ポリマー中のエポキシ基と、ポリカルボン酸中のカルボキシ基とによってネットワークが形成されることで、硫黄を使用しなくても、充分な架橋構造が得られる。そのため、硫黄や、硫黄による架橋(加硫)を補助する薬品(例えば、加硫促進剤、ステアリン酸、酸化亜鉛)の使用量を低減することができる。
硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以下、より好ましくは0.5質量部以下、更に好ましくは0.1質量部以下であり、0質量部であってもよい。
加硫促進剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以下、より好ましくは0.5質量部以下、更に好ましくは0.1質量部以下であり、0質量部であってもよい。
ステアリン酸の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以下、より好ましくは0.5質量部以下、更に好ましくは0.1質量部以下であり、0質量部であってもよい。
酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以下、より好ましくは0.5質量部以下、更に好ましくは0.1質量部以下であり、0質量部であってもよい。
上記ゴム組成物は、オイルを含有してもよい。
オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、又はその混合物が挙げられる。プロセスオイルとしては、例えば、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル等を用いることができる。植物油脂としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生油、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、桐油等が挙げられる。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、プロセスオイルが好ましく、アロマ系プロセスオイルが特に好ましい。
オイルの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは2質量部以上、より好ましくは5質量部以上、更に好ましくは7質量部以上であり、また、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下、更に好ましくは20質量部以下である。なお、オイルの含有量には、ゴム(油展ゴム)に含まれるオイル(伸展油)の量も含まれる。
上記ゴム組成物は、樹脂を含有していてもよい。
樹脂としては、タイヤ工業で汎用されているものであれば特に限定されず、ロジン系樹脂、クマロンインデン樹脂、α−メチルスチレン系樹脂、テルペン系樹脂、p−t−ブチルフェノールアセチレン樹脂、アクリル系樹脂、C5樹脂、C9樹脂等が挙げられる。市販品としては、丸善石油化学(株)、住友ベークライト(株)、ヤスハラケミカル(株)、東ソー(株)、Rutgers Chemicals社、BASF社、アリゾナケミカル社、日塗化学(株)、(株)日本触媒、JXTGエネルギー(株)、荒川化学工業(株)、田岡化学工業(株)、東亞合成(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。
樹脂の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは5質量部以上であり、また、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下である。
上記ゴム組成物は、ワックスを含有してもよい。
ワックスとしては、特に限定されず、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油系ワックス;植物系ワックス、動物系ワックス等の天然系ワックス;エチレン、プロピレン等の重合物等の合成ワックス等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、石油系ワックスが好ましく、パラフィンワックスがより好ましい。
ワックスとしては、例えば、大内新興化学工業(株)、日本精蝋(株)、精工化学(株)等の製品を使用できる。
ワックスの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.3質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。
上記ゴム組成物は、老化防止剤を含有してもよい。
老化防止剤としては、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等が挙げられる。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、キノリン系老化防止剤が好ましい。
老化防止剤としては、例えば、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。
老化防止剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。
上記ゴム組成物には、前記成分の他、タイヤ工業において一般的に用いられている他の配合剤(有機架橋剤等)を更に配合してもよい。これらの配合剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.1〜200質量部が好ましい。
上記ゴム組成物は、例えば、前記各成分をオープンロール、バンバリーミキサー等のゴム混練装置を用いて混練し、次いで、得られた混練物をプレス成型する方法、等により製造できる。
各成分を混練する混練条件としては、混練温度は、通常100〜180℃、好ましくは120〜170℃であり、混練時間は、通常1〜30分間、好ましくは2〜10分間である。混練により得られた混練物をプレス成型(加硫)する条件に関しては、温度は、通常140〜190℃、好ましくは150〜185℃であり、時間は、通常1〜60分間、好ましくは5〜30分間である。
上記ゴム組成物は、例えば、トレッド(キャップトレッド)、サイドウォール、ベーストレッド、アンダートレッド、クリンチ、ビードエイペックス、ブレーカークッションゴム、カーカスコード被覆用ゴム、インスレーション、チェーファー、インナーライナー等や、ランフラットタイヤのサイド補強層等のタイヤ部材に(タイヤ用ゴム組成物として)用いることができ、トレッド(キャップトレッド)に特に好適である。
本発明のタイヤ(空気入りタイヤ等)は、上記ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。
すなわち、上記ゴム組成物を、未加硫の段階でトレッドの形状にあわせて押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することによりタイヤを得る。
なお、上記タイヤは、上記ゴム組成物を用いたトレッド部を有するものであるが、トレッド部の少なくとも一部が上記ゴム組成物で構成されていればよく、トレッド部全体が上記ゴム組成物で構成されていてもよい。また、トレッド部だけでなく、トレッド部以外のタイヤ部材に上記ゴム組成物が用いられていてもよい。
上記タイヤにおいて、トレッド部の接地面内におけるネガティブ率は、好ましくは40%未満、より好ましくは35%以下、更に好ましくは30%以下、特に好ましくは25%以下であり、また、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上、更に好ましくは15%以上である。上記範囲内であると、効果が好適に得られる傾向がある。
なお、トレッド部の接地面内におけるネガティブ率は、接地面の全面積に対する、接地面内の全溝面積の割合である。
上記タイヤは、乗用車用タイヤ、大型乗用車用、大型SUV用タイヤ、トラック、バス等の重荷重用タイヤ、ライトトラック用タイヤ、二輪自動車用タイヤ、レース用タイヤ(高性能タイヤ)等に使用可能である。また、オールシーズンタイヤ、サマータイヤ、スタッドレスタイヤ(冬用タイヤ)等に使用できる。
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
ENR50:クンプーランガスリー社製のENR(エポキシ化率:50モル%)
ENR25:クンプーランガスリー社製のENR(エポキシ化率:25モル%)
1−ブチルイミダゾール:東京化成工業(株)製の1−ブチルイミダゾール
リンゴ酸:扶桑化学工業(株)製のリンゴ酸
酒石酸:扶桑化学工業(株)製の酒石酸
スベリン酸:東京化成工業(株)製のスベリン酸
シリカ:エボニック・デグサ社製のウルトラシルVN3(NSA175m/g)
シランカップリング剤:エボニック・デグサ社製のSi69(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)
老化防止剤:精工化学(株)製のオゾノン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)
過酸化物架橋剤:日油(株)製のパークミル(登録商標)D−40
(実施例及び比較例)
表1に示す配合処方に従い、(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。
得られた混練り物を2mm厚の金型で170℃で10分間プレス成型し、架橋ゴム組成物(シート)を得た。
なお、過酸化物架橋剤を使用する比較例4は、(株)神戸製鋼所製の1.7Lバンバリーミキサーを用いて、過酸化物架橋剤以外の薬品を150℃の条件下で5分間混練りする工程と、オープンロールを用いて、過酸化物架橋剤を80℃の条件下で4分間練り込む工程とをこの順に実施してから、得られた混練り物を2mm厚の金型で170℃で10分間プレス成型し、架橋ゴム組成物(シート)を得た。
以下の方法により、作製されたゴム組成物を評価した。結果を表1、2に示す。
(破断伸び)
JIS K 6251:2017に準拠し、上記ゴム組成物からなる7号ダンベル型の試験片を用いて、0℃で引張試験を実施し、破断伸び(%)を測定した。
(粘弾性測定(30℃E*、30℃tanδ))
GABO社製のイプレクサーを用いて、周波数10Hz、初期歪10%、動歪1%、温度30℃の条件下における上記ゴム組成物の複素弾性率E*、tanδを測定した。
(ハンドリング性能)
上記で得られた破断伸び、複素弾性率E*、tanδをトレッド部の物性として入力したコンピュータシミュレーションを行い、表2のネガティブ率を有するタイヤで時速80kmで走行中に、路面との間に舵角がついた瞬間の反力を摩耗の影響を加味して計算し、比較例10を100として指数表示した。指数が大きいほど、ハンドリング性能(操縦安定性)に優れることを示す。
Figure 2021123651
Figure 2021123651
表2より、実施例は、比較例と比較して、良好な操縦安定性が得られた。

Claims (6)

  1. エポキシ基を有するポリマーと、ポリカルボン酸と、塩基性化合物とを含み、
    30℃における複素弾性率E*が5MPa以上、
    30℃における損失正接が0.14以下、
    0℃における破断伸びが50%以上であるゴム組成物。
  2. 前記ポリカルボン酸がヒドロキシ基を更に有する請求項1記載のゴム組成物。
  3. シリカ及び/又はカーボンブラックを含む請求項1又は2記載のゴム組成物。
  4. 30℃における損失正接が0.10以上である請求項1〜3のいずれかに記載のゴム組成物。
  5. 前記ポリカルボン酸が、下記式(I)で表される化合物である請求項1〜4のいずれかに記載のゴム組成物。
    HOOC−A−COOH (I)
    (式中、Aは、炭素数1〜10の2価の炭化水素基であり、置換基を有していてもよい。)
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載のゴム組成物を用いたトレッド部を有し、
    前記トレッド部の接地面内におけるネガティブ率が40%未満であるタイヤ。
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