JP5741235B2 - ポリ乳酸またはそれで変性されたジエン系ポリマーを配合したタイヤ用ゴム組成物 - Google Patents
ポリ乳酸またはそれで変性されたジエン系ポリマーを配合したタイヤ用ゴム組成物 Download PDFInfo
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Description
(R′)3-n(OR)nSiR″SxR″Si(OR)n(R′)3-n
R :炭素数1〜3のアルキル基
R′:炭素数1〜3のアルキル基
R″:炭素数1〜5のアルキレン基
X :2〜4
n :1〜3
で表わされるシリカ表面のシラノール基と反応するアルコキシシリル基とポリマーと反応するイオウ連鎖を有するポリスルフィド系シランカップリング剤が用いられる。具体的には、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(3-トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド等が好んで用いられる。
2-ヒドロキシエチルアクリレート CH2=CHCOOCH2CH2OH 16.2g(140ミリモル)とラクチド(武蔵野化学研究所製)60.3g(418ミリモル)との混合物にジオクチル錫 0.810g(2.0ミリモル)を加え、100℃で3時間攪拌した後、冷却した。反応混合物をアセトン30mlに溶解し、その溶液を500mlのヘキサン中に滴下し、ヘキサン不溶部とヘキサン可溶部とに分離した。ヘキサン不溶部を再度アセトンに溶解し、ヘキサンを用いた再沈殿法により精製して、褐色の粘性液体72.8g(収率95%)を得た。
1HNMR(CDCl3、20℃) δ:6.4 (d)
6.1 (m)
5.9 (d)
5.3〜5.1 (m)
4.5〜4.2 (m)
2.8〜2.3 (br)
1.7〜1.4 (m)
(1) 2,2′-ジヒドロキシエチルジスルフィド HOCH2CH2SSCH2CH2OH 7.17g(46.5ミリモル)とラクチド40.2g(279ミリモル)との混合物にジオクチル錫 0.880g(2.2ミリモル)を加え、100℃で3時間攪拌した後、冷却した。反応混合物をアセトン30mlに溶解し、その溶液を500mlのヘキサン中に滴下し、ヘキサン不溶部とヘキサン可溶部とに分離した。ヘキサン不溶部を再度アセトンに溶解し、ヘキサンを用いた再沈殿法により精製して、褐色の粘性液体42.8g(収率90%)を得た。
1HNMR(CDCl3、20℃) δ:5.3〜5.1 (m)
4.5〜4.3 (m)
2.9 (m)
2.2〜1.7 (br)
1.6〜1.4 (m)
1HNMR(CDCl3、20℃) δ:5.3〜5.1 (m)
4.3 (m)
4.2 (m)
2.8 (m)
2.2〜1.7 (br)
1.6〜1.4 (m)
SBR(日本ゼオン製品A1326)2.35gをトルエン40mlに溶解させた溶液に、実施例1で得られたアクリル基含有ポリ乳酸2.74gを加え、還流条件下で1日攪拌した後、冷却した。反応混合物溶液を300mlのメタノール中に滴下し、メタノール不溶部とメタノール可溶部とに分離した。メタノール不溶部を再度トルエンに溶解し、アセトンを用いた再沈殿法により精製し、白色固体状の反応生成物2.27gを得た。
1HNMR(CDCl3、20℃) δ:7.3〜7.2 (br)
7.2〜6.9 (br)
5.7〜5.1 (br)
5.0〜4.9 (br)
4.4〜4.2 (br)
2.7〜2.4 (br)
2.4〜0.8 (br)
SBR(日本ゼオン製品A1326)2.70gをトルエン40mlに溶解させた溶液に、実施例2で得られたメルカプト基含有ポリ乳酸3.26gを加え、80℃で1日攪拌した後、冷却した。反応混合物溶液を300mlのメタノール中に滴下し、メタノール不溶部とメタノール可溶部とに分離した。メタノール不溶部を再度トルエンに溶解し、メタノールを用いた再沈殿法により精製し、白色固体状の反応生成物4.42gを得た。
1HNMR(CDCl3、20℃) δ:7.3〜7.2 (br)
7.2〜6.9 (br)
5.7〜5.1 (br)
5.0〜4.0 (br)
4.5〜4.1 (br)
2.8〜2.4 (br)
2.3〜0.6 (br)
SBR(日本ゼオン製品Nipol NS460;37.5重量部油展) 96.3重量部
ブタジエンゴム(日本ゼオン製品BR1220) 30.0 〃
シリカ(エボニックデグッサ社製品Ultrasil 7000GR) (所定量)
カーボンブラック(東海カーボン製品シースト6;N2SA 119m2/g) (所定量)
シランカップリング剤(エボニックデグッサ社製品Si69) (所定量)
参考例1で得られたアクリル基を有するポリ乳酸 (所定量)
酸化亜鉛(正同化学工業製品酸化亜鉛3種) 3 〃
ステアリン酸(日本油脂製品ビーズステアリン酸) 2 〃
老化防止剤(フレキシス社製品6PPD) 3 〃
アロマオイル(昭和シェル製品エキストラクト4号S) 10 〃
硫黄(鶴見化学工業製品金華印油入微粉硫黄) 2 〃
加硫促進剤(大内新興化学工業製品ノクセラーCZ-G) 2 〃
加硫促進剤(住友化学工業製品ソクシノールD-G) 1 〃
粘度:JIS K6300に準拠し、100℃で測定
指数が小さい程、低粘度であることを示している
ペイン効果:未加硫ゴム組成物を用いて160℃で20分間の加硫を行い、歪0.28〜
30.0%迄の歪せん断応力G′を測定し、その差を指数表示した
指数が大きい程、シリカ分散性が良好であることを示している
20℃硬度:JIS K6253に準拠し、20℃で測定
指数が大きい程、硬度が高いことを示している
tanδ:岩本製作所製粘弾性スペクトロメーターを用い、伸長変形歪率10±2%
、振動数20Hz、温度0℃および60℃の条件下で測定
指数が高い程、発熱性の指数となるtanδが高いことを示している
表1
No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 No.6
〔ゴム組成物成分〕
シリカ 70 70 70 70 64 62
カーボンブラック 5 5 5 5 5 5
シランカップリング剤 7.0 7.0 7.0 7.0 6.4 6.2
アクリル基含有ポリ乳酸 − 2.0 5.0 15.0 2.0 5.0
〔測定結果〕
粘度 100 95 90 86 90 83
ペイン効果 100 93 88 84 91 84
20℃硬度 100 104 108 110 101 105
tanδ
0℃ 100 101 102 104 105 105
60℃ 100 99 98 103 94 92
(1) 実施例であるNo.2〜3の結果から、アクリル基を有するポリ乳酸を配合することにより、粘度、ペイン効果の低減、硬度アップが図られ、tanδは同等維持かやや良化傾向がみられ、すなわち加工性の改善が可能となることが分かる。
(2) 共に実施例であるNo.5〜6とNo.2〜3の結果を対比することにより、シリカ配合量を減らすことで高硬度化、tanδ(60℃)の低下が可能となり、すなわち加工性の改善、高硬度化、低発熱化が可能となることが分かる。
SBR(Nipol NS460) 96.3重量部
ブタジエンゴム(BR1220) 30.0 〃
シリカ(Ultrasil 7000GR) (所定量)
カーボンブラック(シースト6) (所定量)
シランカップリング剤(Si69) (所定量)
参考例2で得られたメルカプト基を有するポリ乳酸 (所定量)
酸化亜鉛(酸化亜鉛3種) 3 〃
ステアリン酸(ビーズステアリン酸) 2 〃
老化防止剤(6PPD) 3 〃
アロマオイル(エキストラクト4号S) 10 〃
硫黄(金華印油入微粉硫黄) 2 〃
加硫促進剤(ノクセラーCZ-G) 2 〃
加硫促進剤(ソクシノールD-G) 1 〃
ムーニースコーチ:JIS K6300に準拠し、120℃で測定
指数が大きい程、スコーチが遅いことを示している
ランボーン摩耗:岩本製作所製ランボーン摩耗試験機を用い、荷重5kg(49N)、
スリップ率25%、時間4分間、室温という条件下で測定し、摩
耗減量を指数として示した
指数が大きい程、耐摩耗性が良好であることを示している
表2
No.1 No.2 No.3 No.4 No.5
〔ゴム組成物成分〕
シリカ 80 80 80 80 75
カーボンブラック 5 5 5 5 5
シランカップリング剤 8.0 8.0 8.0 8.0 7.5
メルカプト基含有ポリ乳酸 − 2.0 5.0 15.0 5.0
〔測定結果〕
粘度 100 89 84 80 82
ムーニースコーチ 100 130 140 155 140
ペイン効果 100 73 70 68 68
20℃硬度 100 100 101 102 100
tanδ(0℃) 100 106 108 110 110
ランボーン摩耗 100 127 130 129 128
(1) 実施例であるNo.2〜3の結果から、メルカプト基を有するポリ乳酸を配合することにより、粘度、ペイン効果の低減、スコーチ性の改善、低温tanδの値のアップが図られ、ランボーン摩耗も良好となることが分かる。
(2) 共に実施例であるNo.5とNo.3の結果を対比することにより、シリカ配合量を減らすことで、硬度が同等でさらに加工性を良化できることが分かる。
SBR(Nipol NS460) (所定量)
SBR(日本ゼオン製品Nipol NS616) (所定量)
シリカ(Ultrasil 7000GR) (所定量)
カーボンブラック(シースト6) 5重量部
シランカップリング剤(Si69) (所定量)
参考例4で得られたメルカプト基を有するポリ乳酸で (所定量)
変性されたSBR
酸化亜鉛(酸化亜鉛3種) 3 〃
ステアリン酸(ビーズステアリン酸) 2 〃
老化防止剤(6PPD) 3 〃
アロマオイル(エキストラクト4号S) (所定量)
硫黄(金華印油入微粉硫黄) 2 〃
加硫促進剤(ノクセラーCZ-G) 2 〃
加硫促進剤(ソクシノールD-G) 1 〃
破断時伸び:JIS K6251に準拠し、室温条件下で引張試験を行い、破断時の伸び
を求めた
指数が大きい程、破断時の伸びが高いことを示している
表3
No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 No.6
〔ゴム組成物成分〕
SBR(Nipol NS460) 110.0 96.3 110.0 96.3 96.3 110.0
SBR(Nipol NS616) 20.0 30.0 − − − 20.0
ポリ乳酸変性SBR − − 20.0 30.0 30.0 −
シリカ 65 65 65 65 60 60
シランカップリング剤 6.5 6.5 6.5 6.5 6.0 6.0
アロマオイル 18 8 18 8 8 18
〔測定結果〕
20℃硬度 100 100 102 102 100 95
破断時伸び 100 85 106 105 103 96
tanδ
0℃ 100 104 100 105 106 102
60℃ 100 105 98 99 94 98
(1) 実施例であるNo.3〜4の結果から、メルカプト基を有するポリ乳酸で変性されたSBRを配合することで、硬度アップ、破断時伸びの向上、tanδ(60℃)の低下が図られ、変性SBRを増量しても破断時伸びが確保されることが分かる。
(2) 共に実施例であるNo.5とNo.4の結果を対比することにより、シリカ配合量を減らすことでさらにtanδ(60℃)の低下が可能となることが分かる。
(3) 比較例であるNo.2の結果から、未変性SBRを増量すると破断時伸びが低下することが分かる。
Claims (4)
- ジエン系ゴム100重量部に対し、シリカ5〜150重量部およびジエン系ポリマーの二重結合部位と付加反応可能な官能基を有するポリ乳酸0.1〜10重量部を配合してなるタイヤ用ゴム組成物。
- ジエン系ゴム100重量部に対しシリカ5〜150重量部を配合したゴム組成物において、ジエン系ゴム100重量部中5〜50重量部がジエン系ポリマーの二重結合部位と付加反応可能な官能基を有するポリ乳酸で変性された、ポリ乳酸部位を有する変性ジエン系ポリマーで置換されたタイヤ用ゴム組成物。
- タイヤのトレッド部形成に用いられる請求項1または2記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 請求項3記載のタイヤ用ゴム組成物からトレッド部が形成された自動車用空気入りタイヤ。
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