JP6226550B2 - ブレーカーゴム、空気入りタイヤ、及び加硫ゴムの低燃費性を評価する方法 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は、ゴム中に含まれるフリーサルファー量が0.001〜0.300質量%であるブレーカーゴムに関する。
また、本発明によれば、加硫ゴム中に含まれるフリーサルファー量を指標として加硫ゴムの低燃費性を評価する方法であるので、加硫ゴムについて、非常に簡便に加硫ゴムの低燃費性を評価できる。
本発明のブレーカーゴムは、ゴム中に含まれるフリーサルファー量が0.001〜0.300質量%である。なお、本明細書において、特に言及しない限り、ブレーカートッピング用ゴム組成物は、未加硫のブレーカートッピング用ゴム組成物を意味し、ブレーカーゴムは、ブレーカートッピング用ゴム組成物を加硫して得られる加硫ゴムを意味する。
加硫ゴム中に含まれるフリーサルファー量が上記範囲内であると、耐久性(熱老化特性)を悪化させることなく転がり抵抗を低減でき、低燃費性、耐久性に優れたブレーカーゴムが得られる。
加硫ゴム中に含まれるフリーサルファー量が上記範囲内である本発明のブレーカーゴム、及び該ブレーカーゴムを有する本発明の空気入りタイヤの調製方法について説明する。本発明のブレーカーゴム、及び本発明の空気入りタイヤは、例えば、以下の加硫条件、加熱方法、冷却方法等により製造できる。
加硫温度は、通常の加硫温度よりも低いことが望ましく、具体的には、加硫温度が上記範囲内であると、加硫ゴム中に含まれるフリーサルファー量を好適に特定量とすることができる。また、加硫温度を150℃以下(好ましくは145℃以下、より好ましくは140℃以下)とすることにより、フリーサルファー量を適度に増大でき、0.030質量%以上(好ましくは0.040質量%以上、より好ましくは0.060質量%以上、更に好ましくは0.080質量%以上)とすることができ、非常に優れた低燃費性が得られる。
加硫時間は、通常の加硫時間よりも短いことが望ましく、具体的には、加硫時間が上記範囲内であると、加硫ゴム中に含まれるフリーサルファー量を好適に特定量とすることができる。また、加硫時間を最大トルクの85%〜95%となる時間(好ましくは最大トルクの88%〜93%となる時間)とすることにより、フリーサルファー量を適度に増大でき、0.030質量%以上(好ましくは0.040質量%以上、より好ましくは0.060質量%以上、更に好ましくは0.080質量%以上)とすることができ、非常に優れた低燃費性が得られる。
なお、本明細書において、強制的に冷却とは、室温下に静置し、放冷することにより自然冷却する場合に比べて、人為的な手段により冷却速度を向上させて冷却することを意味する。
次に、ブレーカーゴムを調製するためのブレーカートッピング用ゴム組成物について説明する。
なお、カーボンブラックのDBP吸油量は、JIS K6217−4:2001に準拠して測定される。
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。
硫黄の含有量が上記範囲内であると、フリーサルファー量を特定量とすることができる。また、硫黄の含有量を3.3質量部以上とすることにより、フリーサルファー量を適度に増大でき、0.030質量%以上(好ましくは0.040質量%以上、より好ましくは0.060質量%以上、更に好ましくは0.080質量%以上)とすることができ、非常に優れた低燃費性が得られる。
酸化亜鉛の含有量が上記範囲内であると、フリーサルファー量を特定量とすることができる。また、酸化亜鉛の含有量を18質量部以上とすることにより、フリーサルファー量を適度に増大でき、0.030質量%以上(好ましくは0.040質量%以上、より好ましくは0.060質量%以上、更に好ましくは0.080質量%以上)とすることができ、非常に優れた低燃費性が得られる。
加硫促進剤の含有量が上記範囲内であると、フリーサルファー量を特定量とすることができる。また、加硫促進剤の含有量を1.1質量部以上とすることにより、フリーサルファー量を適度に増大でき、0.030質量%以上(好ましくは0.040質量%以上、より好ましくは0.060質量%以上、更に好ましくは0.080質量%以上)とすることができ、非常に優れた低燃費性が得られる。
本発明のブレーカーゴムは、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記各成分を混練りし、ブレーカートッピング用ゴム組成物を得て、その後ブレーカートッピング用ゴム組成物を上述の加硫条件等により加硫する方法などにより製造できる。
本発明の空気入りタイヤは、前記成分を配合したブレーカートッピング用ゴム組成物を、未加硫の段階でブレーカーの形状(未加硫の段階で、シート状のブレーカートッピング用ゴム組成物をブレーカーコードに上下から圧着被覆してブレーカーの形状)にあわせて押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成できる。この未加硫タイヤを加硫機中で上述の加硫条件等により加熱加圧することによりタイヤが得られる。
図1に、本願実施例で調製したブレーカーゴム(タイヤから切り出したブレーカーゴム)のフリーサルファー量と転がり抵抗(低燃費性)との関係を示した。図1から明らかなように、加硫ゴム中に含まれるフリーサルファー量と、該加硫ゴムの転がり抵抗(低燃費性)には明らかな相関が認められる。よって、加硫ゴム中に含まれるフリーサルファー量を指標とすることにより、非常に簡便に、加硫ゴム(タイヤから切り出した加硫ゴムを含む)の低燃費性を評価できる。
NR:RSS♯3(天然ゴム)
カーボンブラック:ギャボットジャパン(株)製 N550(N2SA:42m2/g、平均粒子径:48nm、DBP吸油量:113ml/100g)
ナフテン酸コバルト:日化産商事(株)のナフテン酸コバルト
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック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)
硫黄:鶴見化学(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤DCBS:大内新興化学工業(株)製のノクセラーDZ(N,N’−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
バンバリーミキサーを用いて、表1の工程1に示す配合量の薬品を投入して、排出温度が約150℃となる様に5分間混練りした。次に、工程1により得られた混合物に、工程2に示す配合量の硫黄および加硫促進剤を加え、オープンロールを用いて、約80℃の条件下で3分混練りして、未加硫ゴム組成物を得た。
上記ブレーカーゴム0.2gを2mlのテトラヒドロフラン(THF、和光純薬工業(株)製、安定剤不含有グレード)を用いて、室温(25℃)にて浸せき抽出を行い、抽出液を得た。必要に応じて抽出液をTHFにより希釈し、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を使用して硫黄量を定量した。なお、定量は、予め用意しておいた検量線を用いて行った。
(HPLCの測定条件)
カラム:昭和電工(株)製のShodex KF−804Lを二本連結して使用
溶離液:テトラヒドロフラン(THF、和光純薬工業(株)製、安定剤不含有グレード)
流量:1ml/min
カラム温度:40℃
検出器:UV検出器(検出波長:264nm)
JIS K6251の「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」にしたがって、上記ブレーカーゴムから加硫ゴムスラブシートを作製し、該加硫ゴムスラブシートをそのままと、100℃で72時間熱老化させた後、両スラブシートから打ち抜いたダンベルを用いて、引張強度(TB)と破断伸び(EB)を測定し、更に、それらから 引張強度×破断伸び/2により破壊エネルギーを計算した。そして、熱老化前の破壊エネルギーに対する、熱老化後の破壊エネルギーの変化率を計算し、変化率が50%を超えるものを×、超えないものを○とした。○の場合、熱老化特性(耐久性)に優れると判断した。
表1に示す条件で未加硫ゴム組成物を加硫して得られた加硫ゴム組成物(ラボ)と、上記ブレーカーゴム(タイヤ)について、(株)岩本製作所製粘弾性スペクトロメーターVESを用いて、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%の条件下で各配合のtanδを測定した。そして、基準比較例(比較例1)のtanδを100として、下記計算式により各配合のtanδを指数表示した。指数が大きいほど、転がり抵抗が小さく、低燃費性に優れることを示す。
(低燃費性指数)=(基準比較例のtanδ)/(各配合のtanδ)×100
Claims (6)
- ゴム中に含まれるフリーサルファー量が0.040〜0.099質量%であるブレーカーゴム。
- ブレーカートッピング用ゴム組成物を170℃以下の加硫温度で加硫する請求項1記載のブレーカーゴムの製造方法。
- JIS K6300−2:2001に準拠して、ブレーカートッピング用ゴム組成物の加硫曲線を測定し、該加硫曲線に基づいて、加硫中のトルク上昇値が、最大トルクの85%〜95%となる時間加硫する請求項1又は2に記載のブレーカーゴムの製造方法。
- 誘導加熱を利用して加硫する請求項1〜3のいずれかに記載のブレーカーゴムの製造方法。
- ブレーカートッピング用ゴム組成物を加硫した後、強制的に冷却する請求項1〜4のいずれかに記載のブレーカーゴムの製造方法。
- 請求項1記載のブレーカーゴムを有する空気入りタイヤ。
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