JP6794625B2 - タイヤ用ゴム組成物の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明では、ゴム成分として、シス含量が96質量%以上、ムーニー粘度ML1+4(100℃)が50以上であるBRを使用する。
なお、シス含量は、赤外吸収スペクトル分析により算出される。
なお、ムーニー粘度ML1+4(100℃)は、JIS K6300:2001−1に準じて測定される。
なお、Mn、Mwは、GPCを用い、標準ポリスチレンより換算した値である。
シリカとしては、例えば、乾式法シリカ(無水ケイ酸)、湿式法シリカ(含水ケイ酸)等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される値である。
シランカップリング剤としては特に限定されないが、例えば、スルフィド系、ビニル系、アミノ系、グリシドキシ系、ニトロ系、クロロ系シランカップリング剤が挙げられる。なかでも、良好な耐摩耗性が得られるという理由から、スルフィド系シランカップリング剤が好ましく、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドがより好ましい。
本発明における塩基性物質は、塩基性を示す物質であれば特に限定されない。
なお、ここに記載した塩基性物質の含有量は、ベース練り工程で投入する塩基性物質の含有量を意味しており、仕上げ練り工程で投入する加硫促進剤等、他の工程で投入する塩基性物質の量は含まれない。
加硫系材料としては、例えば、硫黄、加硫促進剤等を使用することができる。
なお、ここに記載した加硫促進剤の含有量は、全工程で使用する加硫促進剤の合計量であり、塩基性物質としてグアニジン類等の加硫促進剤を使用する場合、その量も含まれる。
本発明の製造方法により得られるゴム組成物には、前記成分以外にも、ゴム組成物の製造に一般に使用される配合剤、例えば、カーボンブラック、オイル、老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸等を適宜配合することができる。
ベース練り工程では、上記BRを含むゴム成分、シリカ、シランカップリング剤及び塩基性物質を投入して混練する。混練方法としては特に限定されず、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー等の公知の混練機を用いることができる。また、混練時間(ベース練り全工程の混練時間)は、4〜30分が好ましく、混練温度は、130〜160℃が好ましい。
仕上げ練り工程では、ベース練り工程で得られた混練物に、加硫系材料を投入して混練する。混練方法としては特に限定されず、例えば、オープンロール等の公知の混練機を用いることができる。また、混練時間は、3〜15分が好ましく、混練温度は、40〜80℃が好ましい。
仕上げ練り工程で得られた混練物(未加硫ゴム組成物)を、トレッドなどの部材の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、未加硫タイヤを形成した後、加硫機中で加熱加圧することで、タイヤを製造することができる。製造されたタイヤは、乗用車用タイヤ、バス用タイヤ、トラック用タイヤ等として好適に用いられる。
NR:TSR
BR1:LANXESS社製のBuna CB21(シス含量:98質量%、ML1+4(100℃):73、Mw/Mn:2.4)
BR2:LANXESS社製のBuna CB22(シス含量:97質量%、ムーニー粘度(ML1+4、100℃):63、Mw/Mn:1.6)
BR3:日本ゼオン(株)製のBR1250H(シス含量:42質量%、ムーニー粘度(ML1+4、100℃):65.5)
シリカ:エボニックデグッサ社製のウルトラシルVN3(N2SA:175m2/g)
カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイヤブラックN220(N2SA:114m2/g)
シランカップリング剤:エボニックデグッサ社製の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)
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸「椿」
加硫促進剤DPG:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(1,3−ジフェニルグアニジン)
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−フェニル−N'−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン)
オイル:(株)ジャパンエナジー製のX140
加硫促進剤CZ:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
硫黄:鶴見化学(株)製の硫黄200メッシュ
(ベース練り工程)
1.7Lバンバリーミキサーを用いて、表1中のベース練りの項目に記載の材料を混練し混練物を得た。表1中、X−1、X−2は、この順に、各材料を項目毎に投入して混練したことを意味している。各項目の混練温度、混練時間は以下のとおりである。
X−1 混練温度:150℃、混練時間:5分
X−2 混練温度:150℃、混練時間:5分
(仕上げ練り工程)
オープンロールを用いて、ベース練り工程で得られた混練物に、表1中の仕上げ練りの項目に記載の材料を投入して70℃で8分間混練し、未加硫ゴム組成物を得た。
(加硫工程)
仕上げ練り工程で得られた未加硫ゴム組成物を170℃で20分間、0.5mm厚の金型でプレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
また、仕上げ練り工程で得られた未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に押出し成形し、タイヤ成形機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、170℃の条件下で20分間プレス加硫し、試験用タイヤを得た。
JIS K6300に準じ、未加硫ゴム組成物のムーニー粘度を130℃で測定した。結果は、下記計算式に基いて指数表示した。指数が大きいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れることを示す。
(加工性指数)=(比較例1のML1+4)/(各配合のML1+4)×100
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%の条件下で各加硫ゴム組成物のtanδを測定した。結果は、下記計算式に基いて指数表示した。転がり抵抗指数が大きいほど、低燃費性に優れることを示す。
(転がり抵抗指数)=(比較例1のtanδ)/(各配合のtanδ)×100
試験用タイヤを国産FF車に装着し、湿潤アスファルト路面を走行させ、初速度100km/hからの制動距離を求めた。結果は、下記計算式に基いて指数表示した。指数が大きいほど、ウェットグリップ性能に優れることを示す。
(ウェットグリップ性能指数)=(比較例1の制動距離)/(各配合の制動距離)×100
試験用タイヤを国産FF車に装着し、走行距離8000km後のタイヤトレッド部の溝深さを測定し、タイヤ溝深さが1mm減るときの走行距離を算出した。結果は、下記計算式に基いて指数表示した。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)=(各配合の1mm溝深さが減るときの走行距離)/(比較例1のタイヤ溝が1mm減るときの走行距離)×100
Claims (5)
- シス含量が96質量%以上、ムーニー粘度ML1+4(100℃)が50以上であるブタジエンゴムを含むゴム成分、シリカ、シランカップリング剤及び塩基性物質を混練するベース練り工程と、
前記ベース練り工程で得られた混練物に、加硫系材料を投入して混練する仕上げ練り工程とを含むタイヤ用ゴム組成物(高純度化され、かつpHが2〜7に調整された改質天然ゴムを含むゴム組成物、及び、下記ゴム組成物1〜14を除く)の製造方法。
(ゴム組成物1)
天然ゴムが80質量%、ブタジエンゴムが20質量%であるゴム成分100質量部に対し、カーボンブラック60質量部、オイル2質量部、ステアリン酸1質量部、酸化亜鉛6質量部、老化防止剤1質量部、硫黄4質量部、加硫促進剤1.5質量部を含有するゴム組成物。
(ゴム組成物2)
天然ゴムが80質量%、ブタジエンゴムが20質量%であるゴム成分100質量部に対し、シリカ40質量部、カーボンブラック20質量部、シランカップリング剤3質量部、オイル2質量部、ステアリン酸1質量部、酸化亜鉛6質量部、老化防止剤1質量部、硫黄4質量部、加硫促進剤1.5質量部を含有するゴム組成物。
(ゴム組成物3)
天然ゴムが40質量%、ブタジエンゴムが60質量%であるゴム成分100質量部に対し、カーボンブラック50質量部、ワックス1.5質量部、オイル8質量部、ステアリン酸2質量部、酸化亜鉛3質量部、老化防止剤4質量部、硫黄1.5質量部、加硫促進剤1質量部を含有するゴム組成物。
(ゴム組成物4)
天然ゴムが40質量%、ブタジエンゴムが60質量%であるゴム成分100質量部に対し、シリカ40質量部、カーボンブラック10質量部、シランカップリング剤1.5質量部、ワックス1.5質量部、オイル8質量部、ステアリン酸2質量部、酸化亜鉛3質量部、老化防止剤4質量部、硫黄1.5質量部、加硫促進剤1質量部を含有するゴム組成物。
(ゴム組成物5)
天然ゴムが40質量%、ブタジエンゴムが60質量%であるゴム成分100質量部に対し、カーボンブラック60質量部、ワックス1質量部、オイル5質量部、ステアリン酸2質量部、酸化亜鉛3質量部、老化防止剤4質量部、硫黄1.5質量部、加硫促進剤1質量部を含有するゴム組成物。
(ゴム組成物6)
天然ゴムが40質量%、ブタジエンゴムが60質量%であるゴム成分100質量部に対し、シリカ40質量部、カーボンブラック20質量部、シランカップリング剤1.5質量部、ワックス1質量部、オイル5質量部、ステアリン酸2質量部、酸化亜鉛3質量部、老化防止剤4質量部、硫黄1.5質量部、加硫促進剤1質量部を含有するゴム組成物。
(ゴム組成物7)
天然ゴムが40質量%、ブタジエンゴムが60質量%であるゴム成分100質量部に対し、カーボンブラック60質量部、オイル10質量部、ワックス1質量部、ステアリン酸2質量部、酸化亜鉛4質量部、老化防止剤1質量部、硫黄1.5質量部、加硫促進剤1.5質量部を含有するゴム組成物。
(ゴム組成物8)
天然ゴムが40質量%、ブタジエンゴムが60質量%であるゴム成分100質量部に対し、シリカ40質量部、カーボンブラック20質量部、シランカップリング剤3質量部、オイル10質量部、ワックス1質量部、ステアリン酸2質量部、酸化亜鉛4質量部、老化防止剤1質量部、硫黄1.5質量部、加硫促進剤1.5質量部を含有するゴム組成物。
(ゴム組成物9)
天然ゴムが80質量%、ブタジエンゴムが20質量%であるゴム成分100質量部に対し、カーボンブラック75質量部、オイル8質量部、ワックス1質量部、ステアリン酸1質量部、酸化亜鉛4質量部、老化防止剤1質量部、硫黄1.5質量部、加硫促進剤1.5質量部を含有するゴム組成物。
(ゴム組成物10)
天然ゴムが80質量%、ブタジエンゴムが20質量%であるゴム成分100質量部に対し、シリカ40質量部、カーボンブラック30質量部、シランカップリング剤3質量部、オイル8質量部、ワックス1質量部、ステアリン酸1質量部、酸化亜鉛4質量部、老化防止剤1質量部、硫黄1.5質量部、加硫促進剤1.5質量部を含有するゴム組成物。
(ゴム組成物11)
天然ゴムが50質量%、ブタジエンゴムが50質量%であるゴム成分100質量部に対し、カーボンブラック50質量部、ステアリン酸2質量部、酸化亜鉛3質量部、老化防止剤2質量部、硫黄5質量部、加硫促進剤2質量部を含有するゴム組成物。
(ゴム組成物12)
天然ゴムが50質量%、ブタジエンゴムが50質量%であるゴム成分100質量部に対し、シリカ30質量部、カーボンブラック20質量部、シランカップリング剤1.5質量部、ステアリン酸2質量部、酸化亜鉛3質量部、老化防止剤2質量部、硫黄5質量部、加硫促進剤2質量部を含有するゴム組成物。
(ゴム組成物13)
天然ゴムが40質量%、ブタジエンゴムが60質量%であるゴム成分100質量部に対し、カーボンブラック80質量部、オイル8質量部、ワックス1質量部、ステアリン酸2質量部、酸化亜鉛3質量部、老化防止剤2質量部、硫黄1.5質量部、加硫促進剤1.5質量部を含有するゴム組成物。
(ゴム組成物14)
天然ゴムが40質量%、ブタジエンゴムが60質量%であるゴム成分100質量部に対し、シリカ50質量部、カーボンブラック30質量部、シランカップリング剤8質量部、オイル1質量部、ワックス2質量部、ステアリン酸3質量部、酸化亜鉛2質量部、老化防止剤1.5質量部、硫黄1.5質量部、加硫促進剤1.5質量部を含有するゴム組成物。 - 前記ベース練り工程では、前記ゴム成分、前記シリカ及び前記シランカップリング剤を混練した後、前記塩基性物質を投入して混練する請求項1記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
- 前記塩基性物質が、グアニジン類である請求項1又は2記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
- 前記ブタジエンゴムは、分子量分布が1.3〜5.0である請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
- 前記ゴム成分100質量%中、前記ブタジエンゴムの含有量が40〜85質量%のゴム組成物を得る請求項1〜4のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物の製造方法。
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