JP5890138B2 - タイヤ用ゴム組成物、その製造方法及び空気入りタイヤ - Google Patents
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また、前記タイヤ用ゴム組成物は、カーボンブラック及び/又はシリカを含み、前記ゴム成分100質量部に対して、前記カーボンブラックの含有量が200質量部以下、前記シリカの含有量が100質量部以下であり、前記カーボンブラック及び前記シリカの合計含有量が30〜200質量部であることが好ましい。
R1−S−S−(CH2)p−S−S−R2 (1)
(式(1)中、pは2〜12の整数を表す。R1及びR2は、同一若しくは異なって、チッ素原子を含む1価の有機基を表す。)
−(R3−Sx)n− (2)
(式(2)中、R3は−(CH2−CH2−O)m−CH2−CH2−を表す。mは2〜5の整数を表す。xは2〜6の整数を表す。nは10〜400の整数を表す。)
MO3S−S−(CH2)q−S−SO3M (3)
(式(3)中、qは3〜10の整数を表す。Mは、同一若しくは異なって、リチウム、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、ニッケル又はコバルトを表す。)
前記タイヤ用ゴム組成物は、トレッドに使用されることが好ましい。
なお、本明細書において、スチレン含有量は、H1−NMR測定によって算出される。
なお、酸化亜鉛の平均一次粒子径は、窒素吸着によるBET法により測定した比表面積から換算された平均粒子径(平均一次粒子径)を表す。
CH3(CH2)rCOOH
(式中、rは10〜30(好ましくは14〜18)の整数を表す。)
このような脂肪酸としては、ブロー性能、ゴム強度が高い次元で得られるという理由から、ステアリン酸が好ましい。
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。
なお、シリカのN2SAは、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される値である。
微粒子酸化亜鉛とこれらの化合物を単に併用しても充分な架橋効率が得られず、前述の性能が充分に得られないが、本発明では、上記錯体と併用することにより、ブロー性能、ゴム強度、耐摩耗性を顕著に改善でき、これらの性能が高い次元で得られる。
R1−S−S−(CH2)p−S−S−R2 (1)
(式(1)中、pは2〜12の整数を表す。R1及びR2は、同一若しくは異なって、チッ素原子を含む1価の有機基を表す。)
−(R3−Sx)n− (2)
(式(2)中、R3は−(CH2−CH2−O)m−CH2−CH2−を表す。mは2〜5の整数を表す。xは2〜6の整数を表す。nは10〜400の整数を表す。)
MO3S−S−(CH2)q−S−SO3M (3)
(式(3)中、qは3〜10の整数を表す。Mは、同一若しくは異なって、リチウム、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、ニッケル又はコバルトを表す。)
たとえば、R1、R2として、下記の構造を有するものを好適に使用できる。
SBR1:日本ゼオン(株)製のNipol 1502(E−SBR、スチレン含量:23.5質量%)
SBR2:旭化成ケミカルズ(株)製のタフデン4850(S−SBR、SBR固形分100質量部に対してオイルを50質量部含有(表の配合量は純ゴム分量を示す)、スチレン含有量:39質量%)
BR:宇部興産(株)製のBR150B(シス1,4結合量:97質量%)
カーボンブラック1:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN110(N2SA:143m2/g)
カーボンブラック2:三菱化学(株)製のダイアブラックA(N110、N2SA:142m2/g、DBP吸油量:116ml/100g)
シリカ:EVONIK−DEGUSSA社製のULTRASIL VN3(N2SA:175m2/g)
シランカップリング剤:EVONIK−DEGUSSA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)
オイル:出光興産(株)製ダイアナプロセスAH−24
酸化亜鉛:ハクスイテック(株)製の酸化亜鉛3種(平均一次粒子径:1.0μm=1000nm)
微粒子酸化亜鉛1:ハクスイテック(株)製のジンコックスーパーF−1(平均一次粒子径:100nm)
微粒子酸化亜鉛2:ハクスイテック(株)製のジンコックスーパーF−3(平均一次粒子径:50nm)
錯体(微粒子酸化亜鉛1、2及び酸化亜鉛の錯体):製造例1
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックN
老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン6C
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
硫黄:軽井沢硫黄(株)製の粉末硫黄
耐熱架橋剤1:ランクセス社製のバルクレンVP KA9188(1,6−ビス(N,N’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ)ヘキサン)(下記式)
[式:−(R3−Sx)n− (式中、R3=−(CH2−CH2−O)m−CH2−CH2−、m=2、x=4、n=200)]
耐熱架橋剤3:フレキシス社製のDURALINK HTS(1,6−ヘキサメチレン−ジチオ硫酸ナトリウム・二水和物)(下記式)
(錯体の調製)
表1〜3に示す配合処方にしたがい、ヘンシェルミキサーを用いて、ステアリン酸を溶解温度(69〜72℃)以上に加熱し、ステアリン酸が融解したことを確認した後に各種酸化亜鉛を添加した。5分間攪拌混合した後に室温にて空冷することで錯体を得た。
製造例1で調製した微粒子酸化亜鉛とステアリン酸による錯体、酸化亜鉛とステアリン酸による錯体について、FT−IRを用いて錯体の形成を確認したところ、微粒子酸化亜鉛を用いたものでは錯体の形成が確認された(図1)。
表1〜3に示す配合処方にしたがい、1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄、加硫促進剤及び耐熱架橋剤以外の材料を150℃の条件下で4分間混練りし、混練り物を得た(ベース練り)。次に、得られた混練り物に硫黄、加硫促進剤及び耐熱架橋剤を添加し、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。なお、比較例6はベース練りを2回多く行った。
得られた未加硫ゴム組成物を150℃で30分間加硫することにより、加硫ゴム組成物を得た。
フレクソ試験機を用いて、加硫ゴム組成物に繰り返し圧縮変形を与え自己発熱させ、ブローアウトする時間(ブローアウトタイム)を測定した(試験条件:繰り返し圧縮歪20%、周波数10Hz)。比較例1、14を100として、各配合のブローアウトタイムを指数表示した。指数が大きいほどブローアウトタイムが長く、耐熱性が良好であることを示す。
加硫ゴム組成物を用いて3号ダンベル型ゴム試験片を作製し、JIS K6251 「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準じて引張試験を行い、 破断強度(TB)及び破断時伸び(EB)を測定し、破壊エネルギー(TB×EB/2)を算出した。比較例1、8、14を100として、下記計算式により、各配合の破壊エネルギーを指数表示した。なお、指数が大きいほど機械的強度が高く、ゴム強度に優れることを示す。
(ゴム強度指数)=(各配合の破壊エネルギー)/(比較例1、8、14の破壊エネルギー)×100
上記試験用タイヤ(内圧250kPa)を120℃のオーブンに2時間放置した後、荷重(4.91kN)、速度(10km/h)、SLIP角度5°の条件で、三角柱のスラットが2箇所装着されたドラム上を5分間走行させた。走行後の試験用タイヤの外観を5段階で評価し、5点満点で評点づけした。なお、評点が高いほどゴム欠けが少なく、耐チッピング性能が優れることを示す。
一方、微粒子酸化亜鉛1、2の錯体を用いた実施例では、微粒子酸化亜鉛の分散性が向上され、ブロー性能、ゴム強度がバランスよく改善された。特に、耐熱架橋剤1〜3を配合した実施例では、これらの性能が顕著に改善された。
また、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸などの他の脂肪酸及び微粒子酸化亜鉛1、2を用いても、錯体が良好に形成され、これらの性能が良好に改善された。
Claims (8)
- 平均一次粒子径が300nm以下の微粒子酸化亜鉛及び飽和脂肪酸を、前記飽和脂肪酸の融点以上の温度で混合して得られる錯体と、
ゴム成分とを含むタイヤ用ゴム組成物であって、
前記錯体において、前記微粒子酸化亜鉛及び前記飽和脂肪酸の合計100質量%中の前記微粒子酸化亜鉛の含有率が、10〜90質量%であり、
前記ゴム成分100質量部に対して、前記微粒子酸化亜鉛を0.1〜6質量部含むタイヤ用ゴム組成物。 - カーボンブラック及び/又はシリカを含み、
前記ゴム成分100質量部に対して、前記カーボンブラックの含有量が200質量部以下、前記シリカの含有量が100質量部以下であり、
前記カーボンブラック及び前記シリカの合計含有量が30〜200質量部である請求項1記載のタイヤ用ゴム組成物。 - 下記式(1)で表される化合物1、下記式(2)で表される構造を有する化合物2、下記式(3)で表される化合物3、及び該化合物3の水和物からなる群より選択される少なくとも1種を含む請求項1又は2記載のタイヤ用ゴム組成物。
R1−S−S−(CH2)p−S−S−R2 (1)
(式(1)中、pは2〜12の整数を表す。R1及びR2は、同一若しくは異なって、チッ素原子を含む1価の有機基を表す。)
−(R3−Sx)n− (2)
(式(2)中、R3は−(CH2−CH2−O)m−CH2−CH2−を表す。mは2〜5の整数を表す。xは2〜6の整数を表す。nは10〜400の整数を表す。)
MO3S−S−(CH2)q−S−SO3M (3)
(式(3)中、qは3〜10の整数を表す。Mは、同一若しくは異なって、リチウム、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、ニッケル又はコバルトを表す。) - 溶液重合スチレンブタジエンゴムを含む請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- トレッドに使用される請求項1〜4のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 平均一次粒子径が300nm以下の微粒子酸化亜鉛及び飽和脂肪酸を、前記飽和脂肪酸の融点以上の温度で混合して錯体を調製する工程、及び
得られた錯体とゴム成分とを混練りする工程を含む請求項1〜5のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法であって、
前記錯体において、前記微粒子酸化亜鉛及び前記飽和脂肪酸の合計100質量%中の前記微粒子酸化亜鉛の含有率が、10〜90質量%であり、
前記タイヤ用ゴム組成物が、前記ゴム成分100質量部に対して、前記微粒子酸化亜鉛を0.1〜6質量部含むタイヤ用ゴム組成物の製造方法。 - 請求項1〜5のいずれかに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。
- 高性能タイヤ又は競技用タイヤとして用いられる請求項7記載の空気入りタイヤ。
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