JP5662265B2 - タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
上記ゴム成分100質量%中、下記一般式;
(A)ムーニー粘度(ML):40〜49、(B)分子量分布(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn):3.0〜3.9及び(C)ムーニー粘度の速度依存性指数(式(1)のn値):2.3〜3.0の要件を満足し、かつシス含量が95質量%以上のハイシスポリブタジエンの含有量が10〜70質量%であり、
上記ゴム成分100質量部に対して、上記シリカの含有量が10〜150質量部であるタイヤ用ゴム組成物に関する。
log(ML)=log(K)+n−1×log(RS) 式(1)
(但し、RSはローターの1分間あたりの回転数、Kは任意の数、MLはムーニー粘度を表す。)
log(ML)=log(K)+n−1×log(RS) 式(1)
(但し、RSはローターの1分間あたりの回転数、Kは任意の数、MLはムーニー粘度を表す。)
また、上記ハイシスポリブタジエンは、混練開始後早い段階からシリカと良好に混ざり合うため、良好な混練加工性が得られるとともに、耐摩耗性を改善できるが、その一方で、低燃費性、ウェットグリップ性能の低下を招く場合がある。例えば、シリカを配合したゴム組成物において、上記ハイシスポリブタジエンを未変性のスチレンブタジエンゴムと併用すると、低燃費性、ウェットグリップ性能が大きく低下する。
これに対し、本発明では、シリカを配合したゴム組成物において、上記ハイシスポリブタジエンと共に上記変性スチレンブタジエンゴムを併用することにより、優れた低燃費性、ウェットグリップ性能、耐摩耗性及び混練加工性がバランスよく得られる。特に、耐摩耗性及び混練加工性を大きく改善できる。
なお、本明細書において、窒素含有化合物の含有量は、後述の実施例に記載の方法により測定される。
なお、本明細書において、重量平均分子量(Mw)は、後述の実施例に記載の方法により測定される。
log(ML)=log(K)+n−1×log(RS) 式(1)
(但し、RSはローターの1分間あたりの回転数、Kは任意の数、MLはムーニー粘度を表す。)
なお、上記式(1)は、非ニュートン流動に対するn乗則の理論式(下記式(2))に基づいて得ることが可能である。
γ=kτn 式(2)
(但し、γ:速度勾配,τ:せん断応力,k−1=η:粘性係数)
なお、シリカのN2SAは、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される。
ここで、カーボンブラックのチッ素吸着比表面積(N2SA)は、好ましくは60m2/g以上、より好ましくは90m2/g以上である。60m2/g未満では、十分な補強性や耐摩耗性が得られない傾向がある。また、カーボンブラックのN2SAは、好ましくは180m2/g以下、より好ましくは130m2/g以下である。180m2/gを超えると、分散性が悪化し、発熱性が増大する傾向がある。
なお、カーボンブラックのN2SAは、JIS K 6217−2:2001によって求められる。
シクロへキサン:関東化学(株)製
ピロリジン:関東化学(株)製
ジビニルベンゼン:シグマアルドリッチ社製
1.6M n−ブチルリチウムへキサン溶液:関東化学(株)製
イソプロパノール:関東化学(株)製
スチレン:関東化学(株)製
ブタジエン:高千穂化学工業(株)製
テトラメチルエチレンジアミン:関東化学(株)製
変性剤:アヅマックス社製の3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン
十分に窒素置換した100ml容器に、シクロへキサン50ml、ピロリジン4.1ml(3.6g)、ジビニルベンゼン6.5gを加え、0℃にて1.6M n−ブチルリチウムヘキサン溶液0.7mlを加えて撹拌した。
1時間後、イソプロパノールを加えて反応を停止させ、抽出・精製を行うことでモノマー(1)を得た。
十分に窒素置換した1000ml耐圧製容器に、シクロヘキサン600ml、スチレン12.6ml(11.4g)、ブタジエン71.0ml(41.0g)、モノマー(1)0.29g、テトラメチルエチレンジアミン0.11mlを加え、40℃で1.6M n−ブチルリチウムヘキサン溶液0.2mlを加えて撹拌した。
3時間後、イソプロパノール3mlを加えて重合を停止させた。反応溶液に2,6−tert−ブチル−p−クレゾール1gを添加後、メタノールで再沈殿処理を行い、加熱乾燥させて重合体(1)を得た。
十分に窒素置換した1000ml耐圧製容器に、シクロヘキサン600ml、スチレン12.6ml(11.4g)、ブタジエン71.0ml(41.0g)、モノマー(1)0.29g、テトラメチルエチレンジアミン0.11mlを加え、40℃で1.6M n−ブチルリチウムヘキサン溶液0.2mlを加えて撹拌した。
3時間後、3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン(変性剤)を0.5ml(0.49g)加えて撹拌した。
1時間後、イソプロパノール3mlを加えて重合を停止させた。反応溶液に2,6−tert−ブチル−p−クレゾール1gを添加後、メタノールで再沈殿処理を行い、加熱乾燥させて重合体(2)を得た。
重合体の重量平均分子量Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)(東ソー(株)製GPC−8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMALTPORE HZ−M)による測定値を基に標準ポリスチレン換算により求めた。
重合体中の窒素含有化合物の含有量(モノマー(1)量)は、日本電子(株)製JNM−ECAシリーズの装置を用いて測定した。
SBR:旭化成ケミカルズ(株)製のE15
重合体1:主鎖変性SBR(製造例2にて製造、Mw:3.0×105、モノマー(1)量:1.0質量%)
重合体2:主鎖及び末端変性SBR(製造例3にて製造、Mw:3.0×105、モノマー(1)量:1.0質量%)
BR1:宇部興産(株)製のウベポールBR150B
BR2:宇部興産(株)製のウベポールBR150L
BR3:宇部興産(株)製のウベポールBR230
BR4:宇部興産(株)製のウベポールBR710(特許第4124273号公報に記載の方法により製造されたハイシスポリブタジエンゴム)
NR:RSS#3
シリカ:デグッサ社製のULTRASIL VN3(N2SA:175m2/g)
カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイアブラックN220(N2SA:114m2/g)
シランカップリング剤:デグッサ社製の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)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン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)
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックN
オイル:(株)ジャパンエナジー製のプロセスX−140
硫黄:軽井沢硫黄(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤1:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ(N−シクロへキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
加硫促進剤2:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(N,N’−ジフェニルグアニジン)
表2に示す配合内容に従い、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材料を150℃の条件下で5分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、80℃の条件下で3分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に成形し、他のタイヤ部材と貼り合わせてタイヤに成形し、170℃で10分間加硫することで試験用タイヤ(タイヤサイズ:195/65R15)を製造した。
上記未加硫ゴム組成物を押出し成形し、得られたゴムシートのシート形状を目視で観察し、以下の基準で評価した。シート形状が悪いほど、加工性(作業性)が低いことを示す。結果が◎、○であれば加工性は問題ないレベルである。
◎:シート形状は非常に良好
○:シート形状は良好
△:シート形状は悪い
×:シート形状はボロボロ(非常に悪い)
転がり抵抗試験機を用い、試験用タイヤを、リム(15x6JJ)、内圧(230kPa)、荷重(3.43kN)、速度(80km/h)で走行させたときの転がり抵抗を測定し、比較例1を100とした時の指数で表示した。指数が大きいほど転がり抵抗が低く、低燃費性に優れることを示す。
湿潤アスファルト路面にて初速度100km/hからの制動距離を求めた。結果は指数で表し、指数が大きいほどウェットスキッド性能(ウェットグリップ性能)が良好である。指数は次の式で求めた。
ウェットグリップ性能指数=(比較例1の制動距離)/(各実施例又は各比較例の制動距離)×100
製造した試験用タイヤを車に装着し、市街地を8000km走行後の溝深さの減少量を測定し、溝深さが1mm減少するときの走行距離を算出した。そして、比較例1の耐摩耗性指数を100とし、下記計算式により溝深さの減少量を指数表示した。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=(各実施例又は各比較例の走行距離)/(比較例1の走行距離)×100
Claims (3)
- ゴム成分及びチッ素吸着比表面積100〜300m 2 /gのシリカを含有し、
前記ゴム成分100質量%中、
下記一般式;
(A)ムーニー粘度(ML):40〜49、(B)分子量分布(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn):3.0〜3.9及び(C)ムーニー粘度の速度依存性指数(式(1)のn値):2.3〜3.0の要件を満足し、かつシス含量が95質量%以上のハイシスポリブタジエンの含有量が10〜70質量%であり、
前記ゴム成分100質量部に対して、前記シリカの含有量が60〜150質量部であるタイヤ用ゴム組成物。
log(ML)=log(K)+n−1×log(RS) 式(1)
(但し、RSはローターの1分間あたりの回転数、Kは任意の数、MLはムーニー粘度を表す。) - トレッド用ゴム組成物として用いられる請求項1記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 請求項2記載のゴム組成物を用いて作製したトレッドを有する空気入りタイヤ。
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