JP6023579B2 - ゴム組成物の製造方法、ゴム組成物及びタイヤ - Google Patents
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Description
本発明のゴム組成物の製造方法は、天然ゴム及び合成ジエン系ゴムから選ばれる少なくとも1種からなるゴム成分(A)、(B−1)カーボンブラック及び無機充填剤(B−2)からなり、無機充填剤の含有率が80質量%以上である充填剤(B)、シランカップリング剤(C)、並びに、グアニジン類、スルフェンアミド類、チアゾール類、チウラム類、ジチオカルバミン酸塩類、チオウレア類及びキサントゲン酸塩類から選択される少なくとも一種の加硫促進剤(D)を混練する工程を具える。
また、充填材(B)の配合量は、上記ゴム成分(A)100質量部に対して50部〜200部であることが好ましい。50部以下であれば、耐摩耗性が悪化し、200部以上であれば工場での作業性が悪化するおそれがある。
汎用のカーボンブラックの中では、例えば、HAF、N339、IISAF、ISAF、SAF等を用いることができる。
dM1・xSiOy・zH2O ・・・(III)
ここで、一般式(III)中、M1は、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム、及びジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、又はこれらの金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり、d、x、y及びzは、それぞれ1〜5の整数、0〜10の整数、2〜5の整数、及び0〜10の整数である。
尚、一般式(III)において、x、zがともに0である場合には、該無機化合物はアルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムから選ばれる少なくとも1つの金属、金属酸化物又は金属水酸化物となる。
また、シリカのBET比表面積(ISO 5794/1に準拠して測定する)は40〜350m2/gであるのが好ましい。BET表面積がこの範囲であるシリカは、ゴム補強性とゴム成分中への分散性とを両立できるという利点がある。この観点から、BET表面積が80〜350m2/gの範囲にあるシリカが更に好ましく、BET表面積が120〜350m2/gの範囲にあるシリカが特に好ましい。このようなシリカとしては東ソーシリカ社製、商品名「ニプシルAQ」(BET比表面積 =220m2/g)、「ニプシルKQ」、デグッサ社製商品名「ウルトラジルVN3」(BET比表面積 =175m2/g)等の市販品を用いることができる。
また、本発明に係るゴム組成物のシランカップリング剤(C)の配合量は、無機充填材の1〜20質量%であることが好ましい。1質量%未満ではゴム組成物の低発熱性向上の効果が発揮しにくくなり、20質量%を超えると、ゴム組成物のコストが過大となり、経済性が低下するからである。更には無機充填材の3〜20質量%であることがより好ましく、無機充填材の4〜10質量%であることが特に好ましい。
該第1混練ステップで得られた混練物に対して、残りの無機充填剤(B−2)、残りのシランカップリング剤(C)及びカーボンブラック(B−1)を加え、再び混練する第2混練ステップとを含むことを特徴とする。
また、上記第1ステップで混練されるシランカップリング剤(C)についても、90%以上であることが好ましく、95%以上であることがより好ましい。無機充填材とシランカップリング剤との反応がより促進できるからである。
それによって、本発明によるタイヤは、ウェット性能及び低発熱性能を高度に維持しつつ、電気抵抗を低減できるという効果を奏する。
第1表に示す配合処方に従い、3つの混練工程(第1混練ステップ〜最終混練ステップ)によって、9種類のゴム組成物を調製した。なお、第1混練ステップにおける混練では、ゴム組成物の最高温度がいずれも150℃になるように調整してバンバリーミキサーで混練を行った。また、全てのゴム組成物の混練の第1ステップでは、ゴム成分と、無機充填剤と、シランカップリング剤及び加硫促進剤を配合し、第1混練ステップで得られた混練物に対して、カーボンブラックとステアリン酸とを加え、再び混練する第2混練ステップとし、さらに混練の最終段階において残りの加硫剤を添加することで9種類のゴム組成物を調製した。
このようにして調製したゴム組成物を、160℃20分間加硫したものを加硫ゴム試験用のサンプルとし、加硫ゴム性能を上記方法により評価した。
さらに、このようにして調製したゴム組成物をトレッドのキャップゴムとして用い、タイヤサイズ185/70R14の乗用車用ラジアルタイヤのサンプルを常法により試作した。この試作タイヤの構造は、一対のビードコアをトロイダル状にまたがる一層のカーカスプライと、そのタイヤ半径方向外側に配設された2層のスチールコードベルト層と、該2層のベルト層の外側に位置する周方向に対して0°の角度で平行配列されたナイロンコードの1層のベルト補強層とを有し、トレッドは、キャップ/ベースの二層構造としたものであった。
上述した加硫ゴム及びタイヤのサンプルについて、以下のように評価を行った。各評価の結果を表1に示す。
(1)低発熱性(tanδ指数)
粘弾性測定装置(レオメトリックス社製)を使用し、温度60℃、歪み5%、周波数15Hzでtanδを測定した。
(2)体積抵抗:ダイアインスツルメンツ社製の体積抵抗測定機により測定した。
(1)湿潤路面制動性能(ウェット制動テスト)
1800CC,国産FF車に四輪試験タイヤを装着して、テストコースにて80km/hの初速度にて湿潤路面上での制動距離を測定し、距離の逆数について比較例1を100として指数で表した。数値が大きいほど制動性が良好である。
(2)転がり抵抗
転がり抵抗は、スチール平滑面を有する、外形1707mm,幅350mmの回転ドラムを用い、試験タイヤを300kgの荷重の作用下で0〜180km/hの速度で回転させた時の惰行法をもって測定し、その抵抗値を負荷荷重で除した抵抗係数とした。この転がり抵抗係数について比較例1を100とする指数で示した。数値が大きいほど、良好である。
(3)電気抵抗
電気抵抗は、銅板〔200mm(幅)×300mm(長さ)〕をタイヤ接地面に敷き、荷重300kgの作用下にて、トレッド接地面銅板とリムフランジ間の電気抵抗を100Vにて測定した。なお、電気抵抗が10 10 Ωを超えると、ラジオノイズ等の問題の懸念が考えられる。
*2 東ソーシリカ株式会社製、ニップシールAQ
*3 旭カーボン株式会社製、商品名「#80」
*4 デグサ社製 Si69 ビス(3−トリエトシキシリルプロピル)テトラスルフィド
*5 新日本石油社製商品名「TDAE」
*6 大内化学工業 ノクセラー D
*7 大内化学工業 ノクラック 6C
*8 大内化学工業 ノクセラー NS
Claims (4)
- 天然ゴム及び合成ジエン系ゴムから選ばれる少なくとも1種からなるゴム成分(A)、
カーボンブラック(B−1)及びシリカ(B−2)からなり、シリカの含有率が80質量%以上である充填剤(B)、
シランカップリング剤(C)、並びに、
グアニジン類、スルフェンアミド類、チアゾール類、チウラム類、ジチオカルバミン酸塩類、チオウレア類及びキサントゲン酸塩類から選択される少なくとも一種の加硫促進剤(D)を
混練する工程を具えるゴム組成物の製造方法であって、
上記混練は、
上記ゴム成分(A)、90%以上の上記シリカ(B−2)、全部又は一部の上記シランカップリング剤(C)及び上記加硫促進剤(D)を混練する第1混練ステップと、
該第1混練ステップで得られた混練物に対して、残りのシリカ(B−2)、残りのシランカップリング剤(C)及びカーボンブラック(B−1)を加え、再び混練する第2混練ステップと、
を含むことを特徴とするゴム組成物の製造方法。 - 上記充填剤(B)の配合量が、上記ゴム成分100質量部に対して50部〜200部であることを特徴とする請求項1に記載のゴム組成物の製造方法。
- 請求項1又は2に記載の製造方法によって得られることを特徴とするゴム組成物。
- 請求項3に記載のゴム組成物を、トレッドに用いたことを特徴とするタイヤ。
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