JP5549498B2 - ゴム組成物および空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
そして、シリカを配合した組成物にシランカップリング剤を配合する場合、シリカとシランカップリング剤とのカップリング反応(シラニゼーション)が不十分であるとシリカの良好な分散性は得られず、カップリング反応が過剰であるとゴム焼けを招いて品質(特に、補強性)が低下するという問題があった。
すなわち、本発明は、以下の(1)〜(5)を提供する。
上記シリカの含有量が、上記ジエン系ゴム100質量部に対して20〜120質量部であり、
上記硫黄含有シランカップリング剤の含有量が、上記シリカ100質量部に対して3〜15質量部であり、
上記アミン化合物の含有量が、上記シリカ100質量部に対して0.5〜10質量部であり、
上記アミン化合物が、下記式(I)で表される化合物およびその塩からなる群から選ばれる少なくとも1種であるゴム組成物。
本発明のタイヤ用ゴム組成物(以下、単に「本発明のゴム組成物」ともいう。)は、ジエン系ゴム、シリカ、硫黄含有シランカップリング剤およびアミン化合物を含有し、前記シリカの含有量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対して20〜120質量部であり、前記硫黄含有シランカップリング剤の含有量が、前記シリカ100質量部に対して3〜15質量部であり、前記アミン化合物の含有量が、前記シリカ100質量部に対して0.5〜10質量部であり、前記アミン化合物が、キサンチン、キサンチン誘導体およびこれらの塩からなる群から選ばれる少なくとも1種であるゴム組成物である。
以下に、本発明のゴム組成物が含有する各成分について詳細に説明する。
本発明のゴム組成物に含有するジエン系ゴムは、主鎖に二重結合を有するものであれば特に限定されず、その具体例としては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム(EPDM)、スチレン−イソプレンゴム、イソプレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、水添ニトリルゴム等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明のゴム組成物に含有するシリカは特に限定されず、タイヤ等の用途でゴム組成物に配合されている従来公知の任意のシリカを用いることができる。
本発明のゴム組成物に含有する硫黄含有シランカップリング剤は特に限定されず、タイヤ等の用途でゴム組成物に配合されている従来公知の任意のシランカップリング剤を用いることができる。
本発明のゴム組成物に含有するアミン化合物は、上述したシリカとシランカップリング剤とのカップリング反応(シラニゼーション)を促進させる観点から添加する添加剤であり、下記式(I)で表される化合物である。
本発明のゴム組成物には、上記成分の他に、シリカ以外のフィラー(例えば、カーボンブラック等)、加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、酸化亜鉛、オイル、老化防止剤、可塑剤等のタイヤ用ゴム組成物に一般的に用いられている各種のその他の添加剤を配合することができる。これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。
本発明のゴム組成物は、上記した成分を混合・混錬することによって製造することができるが、上記した成分のうち、加硫(架橋)剤および加硫(架橋)促進剤以外の成分を混合および混練してマスターバッチを作成し、このマスターバッチに加硫(架橋)剤および加硫(架橋)促進剤を混合し、オープンロール等を用いて混練してゴム組成物を製造することが好ましい。このように、加硫(架橋)剤および加硫(架橋)促進剤以外の成分からなるマスターバッチを作成し、そのマスターバッチに加硫(架橋)剤および加硫(架橋)促進剤を混合・混練すると、加硫(架橋)剤および加硫(架橋)促進剤を混合してからの混練時間を短くすることができ、不均一な加硫(架橋)が生じることによる加硫(架橋)ゴム組成物の物性低下を防止することができるうえ、加硫(架橋)の制御が容易となる。
本発明の空気入りタイヤ(以下、単に「本発明タイヤ」ともいう。)は、上述した本発明のゴム組成物を用いた空気入りタイヤである。
図1に、本発明のタイヤの実施態様の一例を表すタイヤの部分断面概略図を示すが、本発明のタイヤは図1に示す態様に限定されるものではない。
また、左右一対のビード部1間においては、繊維コードが埋設されたカーカス層4が装架されており、このカーカス層4の端部はビードコア5およびビードフィラー6の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられている。
また、タイヤトレッド3においては、カーカス層4の外側に、ベルト層7がタイヤ1周に亘って配置されている。
また、ビード部1においては、リムに接する部分にリムクッション8が配置されている。
標準例1、実施例1〜6ならびに比較例1および2に係る各ゴム組成物の配合を第1表の「ゴム組成物」の欄に示す(単位は質量部)。第1表の「ゴム組成物」の欄に示す配合において、加硫促進剤および加硫剤を除く各成分を、1.5リットルの密閉型ミキサーで9分間混練し、150℃に達したときに放出してマスターバッチを得た。このマスターバッチに加硫促進剤および加硫剤をオープンロールで混練し、ゴム組成物を得た。
(1)M300/M100(補強性の指標)
得られたゴム組成物を、150×150×2mmの金型を用いて160℃で20分間プレス加硫し、厚さ2mmの加硫ゴムシートを成形した。
この加硫ゴムシートから3号ダンベル状の試験片を打ち抜き、JIS K 6251:2004に準拠して100%モジュラス(M100)および300%モジュラス(M300)を測定し、M300/M100の値を求めた。標準例1の値を基準(100%)として、実施例1〜6ならびに比較例1および2のM300/M100の値を百分率(%)で表した。これを補強性の指標とした。
数値を第1表のM300/M100の欄に示した。数値は大きいほど良い。
3号ダンベル状の試験片を作成し、JIS K 6251:2004に準拠してTB(引張強さ)を測定した(単位:MPa)。標準例1の測定値を基準(100%)として、実施例1〜6ならびに比較例1および2の測定値を百分率(%)で表した。
数値を第1表のTBの欄に示した。数値は大きいほどよい。
3号ダンベル状の試験片を作成し、JIS K 6251:2004に準拠してEB(切断時伸び)を測定した(単位:%)。標準例1の測定値を基準(100%)として、実施例1〜6ならびに比較例1および2の測定値を百分率(%)で表した。
数値を第1表のEBの欄に示した。数値は大きいほどよい。
未加硫ゴムを用いて160℃で20分間の加硫を行い、歪率0.28%〜30.0%までの歪せん断応力G´を測定した(単位:MPa)。測定には、粘弾性測定装置RPA2000(アルファテクノロジーズ社製)を使用した。歪率0.28%時のG´(G´0.28)と歪30.0%時のG´(G´30.0)との差ΔG´=(G´0.28−G´30.0)を計算し、標準例1の測定値を基準(100%)として、実施例1〜6ならびに比較例1および2の測定値を百分率(%)で表した。
数値を第1表のΔG´の欄に示した。数値が小さいほどシリカ分散性が良好である。
(A)ジエン系ゴム
ジエン系ゴム1:VSL−5025 HM−1(スチレン−ブタジエンゴム(SBR);LANXCESS社製;油展,第1表では油分を除いたゴム分を表示している)
ジエン系ゴム2:Nipol 1220(ブタジエンゴム(BR);日本ゼオン社製)
(B)シリカ
シリカ1:Zeosil 1165MP(シリカ;Rhodia社製)
(C)硫黄含有シランカップリング剤
シランカップリング剤1: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;Degussa社製)
(D)アミン化合物
アミン化合物1:Caffeine(カフェイン;東京化成工業社製)
イオウ1:油処理硫黄(イオウ;細井化学工業社製;油分5.1質量%,第1表では油分を除いたイオウ分を表示している)
(F)加硫促進剤
加硫促進剤1:サントキュアCBS(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾール;FLEXSYS社製)
加硫促進剤2:パーカシットDPG(N,N´−ジフェニルグアニジン;FLEXSYS社製)
(G)加硫促進助剤
加硫促進助剤1:亜鉛華3種(酸化亜鉛;正同化学社製)
加硫促進助剤2:ビーズステアリン酸YR(ステアリン酸;日油社製)
(H)その他の配合剤
オイル1:プロセスX−140(プロセスオイル;ジャパンエナジー社製)
上記第1表に示す結果から、カフェイン(下記式(1)で表される化合物)を所定量配合して調製した実施例1〜6のゴム組成物は、これを配合せずに調製した標準例1のゴム組成物と比較して、シリカの分散性(ΔG´)が改善され、補強性(TB、EB)が向上し、ウェット性能および転がり抵抗に優れるタイヤを作製することができることが分かった。
2 サイドウォール部
3 タイヤトレッド部
4 カーカス層
5 ビードコア
6 ビードフィラー
7 ベルト層
8 リムクッション
Claims (3)
- ジエン系ゴム、シリカ、硫黄含有シランカップリング剤およびアミン化合物を含有し、
前記シリカの含有量が、前記ジエン系ゴム100質量部に対して20〜120質量部であり、
前記硫黄含有シランカップリング剤の含有量が、前記シリカ100質量部に対して3〜15質量部であり、
前記アミン化合物の含有量が、前記シリカ100質量部に対して0.5〜10質量部であり、
前記アミン化合物が、下記式(1)〜(4)のいずれかで表される化合物およびその塩からなる群から選ばれる少なくとも1種であるゴム組成物。
- 請求項1に記載のゴム組成物を用いた空気入りタイヤ。
- 請求項1に記載のゴム組成物をタイヤのトレッドゴムに用いた空気入りタイヤ。
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