JP2021123651A - ゴム組成物及びタイヤ - Google Patents
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Abstract
【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
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。)
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。
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。)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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(N2SA175m2/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
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。
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。
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。
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。
Claims (6)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。) - 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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