説明

タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ

【課題】低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度をバランスよく改善できるタイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】可塑剤(a)と、芳香族系石油樹脂、テルペン系樹脂及びロジン系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂及び/又は可塑剤(b)とを含み、前記可塑剤(a)のガラス転移点が−50℃以下であり、前記樹脂及び前記可塑剤(b)のガラス転移点が−40〜20℃であり、ゴム成分100質量部に対して、前記可塑剤(a)の含有量が1〜30質量部、前記樹脂及び前記可塑剤(b)の合計含有量が1〜30質量部であるタイヤ用ゴム組成物に関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タイヤ用ゴム組成物及びこれを用いた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、地球温暖化などの環境問題から、低燃費化に対する社会的要求が高まり、自動車の低燃費化に対応して、転がり抵抗を低減させた低燃費タイヤの開発が要求されている。タイヤの転がり抵抗を低減させる方法として、材料面では、カーボンブラックをシリカで代替する手法や、エネルギーロスの起点となる充填剤を減量する手法、シリカと反応性の高い官能基を有する変性ゴムを用いる手法が知られている。
【0003】
上記手法により、転がり抵抗特性を改善できるものの、充填剤を減量したり、変性ゴムを使用すると、ゴム強度を低下させてしまう傾向がある。また、変性ゴムを使用する場合、充分混練りして変性ゴムとシリカを充分反応させる必要があるが、この結果、ゴム表面が粗くなり粘着力(粘着性)が低下し、タイヤの成形性が低下してしまう。
【0004】
粘着性、ゴム強度を改善するために、脂肪族系石油樹脂や芳香族系石油樹脂の使用が検討されてきたが、低燃費性が悪化してしまう。特許文献1には、天然ゴム、白色充填剤、特定のレジンなどを使用することにより低燃費性、制動性を改善する方法が提案されているが、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度を同時に満足させる点については検討されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2009−7454号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、前記課題を解決し、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度をバランスよく改善できるタイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、可塑剤(a)と、芳香族系石油樹脂、テルペン系樹脂及びロジン系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂及び/又は可塑剤(b)とを含み、前記可塑剤(a)のガラス転移点が−50℃以下であり、前記樹脂及び前記可塑剤(b)のガラス転移点が−40〜20℃であり、ゴム成分100質量部に対して、前記可塑剤(a)の含有量が1〜30質量部、前記樹脂及び前記可塑剤(b)の合計含有量が1〜30質量部であるタイヤ用ゴム組成物に関する。
【0008】
前記ゴム成分100質量%中、下記式(1)で表される化合物で変性された変性ジエン系ゴムを10質量%以上含み、前記ゴム成分100質量部に対して、窒素吸着比表面積が50m/g以上のシリカを10〜120質量部含むことが好ましい。
【化1】

(式(1)中、R、R及びRは、同一若しくは異なって、アルキル基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基、メルカプト基又はこれらの誘導体を表す。R及びRは、同一若しくは異なって、水素原子又はアルキル基を表す。nは整数を表す。)
【0009】
前記シリカは、窒素吸着比表面積が50m/g以上120m/g未満のシリカ(1)及び窒素吸着比表面積が120m/g以上のシリカ(2)を含み、前記ゴム成分100質量部に対して、前記シリカ(1)及び(2)の合計含有量が10〜120質量部であることが好ましい。
【0010】
前記シリカ(1)及び(2)が下記関係式を満たすことが好ましい。
(シリカ(2)の窒素吸着比表面積)/(シリカ(1)の窒素吸着比表面積)≧1.4
(シリカ(1)の含有量)×0.06≦(シリカ(2)の含有量)≦(シリカ(1)の含有量)×15
【0011】
前記タイヤ用ゴム組成物は、二重結合部分のシス含量が50モル%以下のブタジエンゴム及び二重結合部分のシス含量が95モル%以上のブタジエンゴムを含むことが好ましい。
前記二重結合部分のシス含量が95モル%以上のブタジエンゴムは、ネオジム系触媒存在下で重合して得られたものであることが好ましい。
【0012】
前記可塑剤(a)及び/又は前記可塑剤(b)は、重量平均分子量が3000〜150000のジエン系ポリマーであることが好ましい。
【0013】
前記可塑剤(a)は、エステル系可塑剤及び/又は重量平均分子量が3000〜150000、かつビニル含量が35モル%以下のジエン系ポリマーであり、前記ジエン系ポリマーは前記式(1)で表される化合物で変性されたものであることが好ましい。
【0014】
前記可塑剤(a)及び/又は前記可塑剤(b)は、エポキシ化率が25モル%以下のジエン系ポリマーであることが好ましい。
【0015】
前記タイヤ用ゴム組成物は、サイドウォールとして使用されることが好ましい。
本発明はまた、前記ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤに関する。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、ガラス転移点が特定の範囲の可塑剤(a)と、ガラス転移点が特定の範囲の樹脂及び/又は可塑剤(b)とをそれぞれ所定量含むタイヤ用ゴム組成物であるので、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度をバランスよく改善できる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、可塑剤(a)と、芳香族系石油樹脂、テルペン系樹脂及びロジン系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂及び/又は可塑剤(b)とをそれぞれ所定量含み、前記可塑剤(a)のガラス転移点が−50℃以下であり、前記樹脂及び前記可塑剤(b)のガラス転移点が−40〜20℃である。
【0018】
ガラス転移点が特定の範囲の可塑剤(a)と、所定の樹脂及び/又は可塑剤(b)とをそれぞれ所定量使用することで、可塑剤(a)を配合することによる転がり抵抗低減効果と、樹脂及び可塑剤(b)を配合することによる粘着性、ゴム強度改善効果とが顕著に高まり、転がり抵抗特性(低燃費性)、加工性、粘着性、ゴム強度が相乗的に改善され、前述の性能が高い次元でバランスよく得られ、操縦安定性も良好に得られる。また、異なる温度領域の物質を併用することにより、広い温度領域において優れたゴム強度が発揮される。
また、耐久性の改善によりタイヤの軽量化が可能となり、生産性の改善や製造過程の消費電力の軽減が可能となるので、タイヤ製品と製造過程の両面で環境に配慮できる。
【0019】
本発明で使用できるゴム成分としては、特に限定されず、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)などのイソプレン系ゴム、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合ゴム(SIBR)などのジエン系ゴムなどが挙げられる。
なかでも、良好な低燃費性、ゴム強度及び成形性が得られるという点からイソプレン系ゴムが好ましく、耐屈曲疲労性や加硫戻り抑制という点からジエン系ゴムが好ましい。また、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度が良好に得られるという点からイソプレン系ゴム及びジエン系ゴムの併用がより好ましい。
【0020】
上記イソプレン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)などが挙げられる。NRとしては特に限定されず、例えば、SIR20、RSS♯3、TSR20、ENR25など、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。また、IRとしては特に限定されず、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。なかでも、良好なゴム強度が得られるという理由からNRが好ましい。
【0021】
ゴム成分100質量%中のイソプレン系ゴムの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは30質量%以上である。10質量%未満であると、ゴム強度及び低燃費性が充分に得られないおそれがある。該含有量は、好ましくは80質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。80質量%を超えると、未加硫ゴム組成物の粘度が高く混練り加工性が悪化する傾向があり、耐屈曲疲労性が悪化する傾向がある。
【0022】
上記ジエン系ゴムとしては特に限定されないが、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度が良好に得られるという点から、BR、SBRが好ましく、BRがより好ましい。また、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度が高い次元で得られるという点から、下記式(1)で表される化合物により変性されたもの(変性ジエン系ゴム)が好ましい。
【0023】
【化2】

(式(1)中、R、R及びRは、同一若しくは異なって、アルキル基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基(−COOH)、メルカプト基(−SH)又はこれらの誘導体を表す。R及びRは、同一若しくは異なって、水素原子又はアルキル基を表す。nは整数を表す。)
【0024】
BRのシス含量は特に限定されず、50モル%以下(好ましくは5モル%以上)のローシスBR、95モル%以上のハイシスBRを好適に使用できる。なかでも、本発明の効果が良好に得られるという点から、これらを併用することが好ましい。ローシスBRの好ましい含有量は、後述するローシス変性BRと同様であり、ハイシスBRの好ましい含有量は、後述するハイシス変性BRと同様である。
また、併用する場合、ローシスBR及びハイシスBRの含有量の好ましい関係は、後述するローシス変性BR及びハイシス変性BRの含有量の関係と同様である。
【0025】
ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは30質量%以上である。10質量%未満であると、充分な耐屈曲疲労性が得られないおそれがある。該含有量は、好ましくは90質量%以下、好ましくは70質量%以下である。90質量%を超えると、混練り時のゴムのまとまりが悪化し、加工性、生産性が悪化する傾向がある。
【0026】
上記変性ジエン系ゴムとしては、特開2010−111753号公報などに記載されているものなどが挙げられる。
【0027】
式(1)において、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度が高い次元で得られるという点から、R、R及びRとしてはアルコキシ基が好適である(好ましくは炭素数1〜6、より好ましくは炭素数1〜4のアルコキシ基)。R及びRとしてはアルキル基(好ましくは炭素数1〜4、より好ましくは炭素数1〜2のアルキル基)が好適である。nは、好ましくは1〜5、より好ましくは2〜4、更に好ましくは3である。好ましい化合物を使用することにより、優れた低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度が得られる。
【0028】
式(1)で表される化合物の具体例としては、2−ジメチルアミノエチルトリメトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、2−ジメチルアミノエチルトリエトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルトリエトキシシラン、2−ジエチルアミノエチルトリメトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、2−ジエチルアミノエチルトリエトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。なかでも、前述の性能を良好に改善できる点から、3−ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−ジメチルアミノプロピルトリエトキシシラン、3−ジエチルアミノプロピルトリメトキシシランが好ましい。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0029】
式(1)で表される化合物によるジエン系ゴムの変性方法としては、特公平6−53768号公報、特公平6−57767号公報などに記載されている方法など、従来公知の手法を使用できる。例えば、ジエン系ゴムと該化合物とを接触させることで変性でき、具体的には、アニオン重合によるジエン系ゴム(ブタジエンゴムなど)の調製後、該ゴム溶液中に該化合物を所定量添加し、ジエン系ゴムの重合末端(活性末端)と該化合物とを反応させる方法などが挙げられる。
【0030】
変性されるジエン系ゴムとしては特に限定されないが、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度が良好に得られるという点から、ブタジエンゴム(BR)が好ましい。
【0031】
変性されるジエン系ゴムがBRの場合、変性ジエン系ゴム(変性BR)のシス含量は特に限定されず、二重結合部分のシス含量が50モル%以下のもの(ローシス変性BR)、二重結合部分のシス含量が95モル%以上のもの(ハイシス変性BR)などを好適に使用できる。なかでも、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度が高い次元で得られるという点から、ローシス変性BR、ハイシス変性BRを併用することが好ましい。
【0032】
上記ローシス変性BRのシス含量は、好ましくは50モル%以下、より好ましくは45モル%以下であり、好ましくは5モル%以上、より好ましくは10モル%以上である。上記範囲内であると、良好な加工性が得られ、本発明の効果が良好に得られる。
なお、本明細書において、シス成分量(シス含量)は、後述の実施例に記載の方法により測定される。
【0033】
ゴム成分100質量%中のローシス変性BRの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上であり、好ましくは80質量%以下、より好ましくは40質量%以下である。上記範囲内であると、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度が良好に得られる。
【0034】
上記ハイシス変性BRとしては、特に限定されないが、前述の性能バランスを効果的に改善できる点から、ネオジム系触媒(Nd系触媒)存在下で重合して得られたもの(Nd系ハイシス変性BR)が好ましい。
【0035】
Nd系触媒としては、Ndのハロゲン化物、カルボン酸塩、アルコラート、チオアルコラート、アミドなどが挙げられる。Nd系ハイシス変性BRの製造に用いるNd系ハイシスBRは、反応に不活性な有機溶剤、例えば、脂肪族、脂環族、芳香族炭化水素化合物などの炭化水素系溶剤中において、1,3−ブタジエンを、Nd系触媒、必要に応じてAl、B含有化合物などの助触媒の存在下で重合することにより調製でき、また、Nd系ハイシス変性BRは、該重合により得られた重合体と前述の化合物とを接触させることにより製造できる。
【0036】
ハイシス変性BRの二重結合部分のシス含量は95モル%以上であるが、好ましくは97モル%以上である。該シス含量が95モル%以上であると、良好な耐屈曲疲労性が得られる。
【0037】
ゴム成分100質量%中のハイシス変性BRの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上であり、好ましくは80質量%以下、より好ましくは40質量%以下である。上記範囲内であると、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度が良好に得られる。
【0038】
ローシス変性BR及びハイシス変性BRの含有量は、下記式を満たすことが好ましい。
0.5≦(ローシス変性BRの含有量)/(ハイシス変性BRの含有量)≦10
0.5倍未満では、充分な混練り加工性が得られないおそれがあり、10倍を超えると、耐屈曲疲労性が充分に得られないおそれがある。
【0039】
ゴム成分100質量%中の変性ジエン系ゴムの含有量(ローシス変性BR、ハイシス変性BRを併用する場合、ローシス変性BR及びハイシス変性BRの合計含有量)は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは30質量%以上である。10質量%未満であると、変性ジエン系ゴムによる低燃費性の改善効果が充分に得られないおそれがある。該含有量は、好ましくは80質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。80質量%を超えると、ポリマーとシリカの反応が強く、充分な破壊強度が得られない傾向があり、混練り加工性が悪化する傾向がある。
【0040】
上記ジエン系ゴムの重量平均分子量(Mw)は、好ましくは20万以上、より好ましくは30万以上である。20万未満であると、破壊強度及び耐屈曲疲労性が低下する傾向がある。該Mwは、好ましくは200万以下、より好ましくは100万以下である。200万を超えると、加工性が低下して分散不良を引き起こし、破壊強度が低下する傾向がある。
なお、本明細書において、重量平均分子量(Mw)は、後述の実施例に記載の方法により測定した値である。
【0041】
ゴム成分100質量%中のジエン系ゴムの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは30質量%以上である。10質量%未満であると、充分な耐屈曲疲労性が得られないおそれがある。該含有量は、好ましくは90質量%以下、より好ましくは70質量%以下である。90質量%を超えると、混練り時のゴムのまとまりが悪化し、加工性、生産性が悪化する傾向がある。
【0042】
なお、ゴム成分の重量平均分子量(Mw)は20万以上が好ましい。
【0043】
可塑剤(a)のガラス転移点(ガラス転移温度(Tg))は−50℃以下であり、好ましくは−60℃以下である。−50℃を超えると、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度をバランスよく改善できない傾向がある。該Tgは好ましくは−80℃以上である。−80℃未満であると、ゴム剛性を大幅に低下させてしまい、操縦安定性が低下したり、ゴム組成物のTgが大幅に低下し、常温時のゴム強度が低下する傾向がある。
なお、本明細書において、ガラス転移点(Tg)は、後述の実施例に記載の方法により測定した値である。
【0044】
可塑剤(a)としては特に限定されず、エステル系可塑剤、重量平均分子量(Mw)が3000〜150000のジエン系ポリマー、アロマオイルなどを使用できる。
なかでも、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度が良好に得られるという点から、エステル系可塑剤が好ましく、優れたゴム強度、耐久性能が得られるという点から、重量平均分子量(Mw)が3000〜150000のジエン系ポリマーが好ましい。
【0045】
エステル系可塑剤としては、フタル酸誘導体、長鎖脂肪酸誘導体、リン酸誘導体、セバシン酸誘導体、アジピン酸誘導体などが挙げられる。
上記フタル酸誘導体としては、ジ−2−エチルヘキシルフタレート(DOP)、ジイソデシルフタレート(DIDP)などのフタル酸エステルが挙げられ、上記長鎖脂肪酸誘導体としては、長鎖脂肪酸グリセリンエステルが挙げられ、上記リン酸誘導体としては、トリ(2−エチルヘキシル)ホスフェート(TOP)、トリブチルホスフェート(TBP)などのリン酸エステルが挙げられ、上記セバシン酸誘導体としては、ジ(2−エチルヘキシル)セバケート(DOS)、ジイソオクチルセバケート(DIOS)などのセバシン酸エステルが挙げられ、上記アジピン酸誘導体としては、ジ(2−エチルヘキシル)アジペート(DOA)、ジイソオクチルアジペート(DIOA)などのアジピン酸エステルが挙げられる。なかでも、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度が良好に得られるという点から、セバシン酸エステル、アジピン酸エステルが好ましく、DOS、DOAがより好ましい。
【0046】
ジエン系ポリマーとしては、上記ガラス転移点及び上記Mwを満たすものであれば特に限定されずに使用できる。なかでも、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度が良好に得られるという点から、ブタジエン重合体、スチレンブタジエン共重合体が好ましい。
【0047】
ジエン系ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、好ましくは3000以上、より好ましくは20000以上である。3000未満であると、ゴム強度の改善効果が充分に得られないおそれがある。該Mwは、好ましくは150000以下、より好ましくは120000以下である。150000を超えると、粘着性の改善効果が充分に得られないおそれがある。
【0048】
ジエン系ポリマーのビニル含量は、好ましくは35モル%以下、より好ましくは25モル%以下である。ビニル含量が35モル%を超えると、低燃費性が悪化する傾向がある。
なお、ジエン系ポリマーのビニル含量は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定できる。
【0049】
また、ジエン系ポリマーとして、優れた低燃費性が得られるという点から、上記式(1)で表される化合物により変性されたもの、エポキシ化されたもの(エポキシ基を有するもの)を好適に使用できる。
【0050】
ジエン系ポリマーに使用できる該化合物の好ましいR、R、R、R、R及びnは、前述の変性ジエン系ゴムの場合と同様である。好ましい化合物を使用することにより、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度が高い次元で得られる。
ジエン系ポリマーの変性方法としては特に限定されず、前述のジエン系ゴムの変性方法と同様の方法で変性できる。例えば、ジエン系ポリマーと該化合物とを接触させることで変性でき、具体的には、アニオン重合によるジエン系ポリマー(ブタジエン重合体など)の調製後、該ポリマー溶液中に上記化合物を所定量添加し、ジエン系ポリマーの重合末端(活性末端)と該化合物とを反応させる方法などが挙げられる。
【0051】
ジエン系ポリマーをエポキシ化する方法は、特に限定されず、クロルヒドリン法、直接酸化法、過酸化水素法、アルキルヒドロペルオキシド法、過酸法などがあげられる(特公平4−26617号公報、特開平2−110182号公報、英国特許第2113692号明細書など)。過酸法としては例えば、ジエン系ポリマーに過酢酸や過ギ酸などの有機過酸を反応させる方法などがあげられる。
【0052】
エポキシ化されたジエン系ポリマーのエポキシ化率は、好ましくは25モル%以下、より好ましくは15モル%以下、更に好ましくは8モル%以下である。25モル%を超えると、Tgが著しく上昇してしまい充分な低燃費性が得られないおそれがある。該エポキシ化率の下限は特に限定されないが、好ましくは2モル%以上である。
なお、本発明において、エポキシ化率とは、エポキシ化される前のゴム中の二重結合の総数に対するエポキシ化された二重結合の数の割合(モル%)のことである。また、本発明において、エポキシ化率は、後述する実施例に記載の測定方法により得られる値である。
【0053】
可塑剤(a)の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、1質量部以上であり、好ましくは5質量部以上である。1質量部未満では、低燃費性の改善効果が充分に得られないおそれがある。また、該含有量は、30質量部以下であり、好ましくは20質量部以下である。30質量部を超えると、ゴム組成物の剛性が著しく失われ操縦安定性が低下する傾向があり、また粘着性が高くなりすぎゴム組成物の加工過程でゴム組成物が生産設備に張り付いてしまい著しく生産性が悪化してしまう傾向がある。また、ブリードしやすくなるため接着性能が低下する傾向がある。
【0054】
上記樹脂及び可塑剤(b)のガラス転移点(Tg)は−40℃以上であり、好ましくは−30℃以上である。−40℃未満であると、可塑剤(a)と近い特性の材料を組み合わせることとなり、Tgが異なる2種の成分を併用して得られる本願発明の効果が得られ難くなる傾向がある。該Tgは20℃以下であり、好ましくは0℃以下、より好ましくは−10℃以下である。20℃を超えると、低燃費性が悪化する傾向がある。
【0055】
上記樹脂として、芳香族系石油樹脂、テルペン系樹脂及びロジン系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂が使用される。なかでも、ゴム強度の改善効果が高く、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度がバランスよく得られるという点から、芳香族系石油樹脂が好ましい。
【0056】
芳香族系石油樹脂とは、一般にナフサの熱分解によって得られるビニルトルエン、インデンを主要なモノマーとする炭素数9(C9)の芳香族系留分を重合して得られる樹脂である。ここで、芳香族系留分の他の例としては、α−メチルスチレン、β−メチルスチレンなどのスチレン同族体が挙げられる。また、上記芳香族系石油樹脂は、クマロン単位を含んでいてもよい。芳香族系石油樹脂としては、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度が良好に得られるという点から、クマロン樹脂、α−メチルスチレン樹脂、クマロンインデン樹脂が好ましく、クマロンインデン樹脂がより好ましい。
このような市販品としては、例えばNOVARES C10(ルトガーズケミカル社製)、Picco A−10(イーストマン社製)などが挙げられる。
【0057】
テルペン系樹脂とは、一般に植物の葉、樹、根などから得られる植物精油に含まれるテルペン化合物を主モノマーとして重合された樹脂を指す。テルペン化合物は、一般に、イソプレン(C)の重合体で、モノテルペン(C1016)、セスキテルペン(C1524)、ジテルペン(C2032)などに分類されるテルペンを基本骨格とする化合物であり、例えば、α−ピネン、β−ピネン、ジペンテン、リモネン、ミルセン、アロオシメン、オシメン、α−フェランドレン、α−テルピネン、γ−テルピネン、テルピノレン、1,8−シネオール、1,4−シネオール、α−テルピネオール、β−テルピネオール、γ−テルピネオール、カンフェン、トリシクレン、サビネン、パラメンタジエン類、カレン類などが挙げられる。
【0058】
上記テルペン系樹脂には、上述したテルペン化合物を原料とする、例えば、α−ピネン樹脂、β−ピネン樹脂、リモネン樹脂、ジペンテン樹脂、β−ピネン/リモネン樹脂などのテルペン樹脂の他、テルペン化合物と芳香族化合物とを原料とする芳香族変性テルペン樹脂、テルペン化合物とフェノール系化合物とを原料とするテルペンフェノール樹脂、テルペン樹脂に水素添加処理した水素添加テルペン樹脂も含まれる。ここで、芳香族変性テルペン樹脂の原料となる芳香族化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルトルエンなどがあげられ、また、テルペンフェノール樹脂の原料となるフェノール系化合物としては、例えば、フェノール、ビスフェノールA、クレゾール、キシレノールなどがあげられる。これらテルペン系樹脂は単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記テルペン系樹脂としては、テルペン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂が好ましい。また、優れた低燃費性が得られるという理由から、β−ピネンを主な原料とするものがより好ましい。
このような市販品としては、例えば、YSレジンPX300、YSレジンP X300N、ダイマロン、YSポリスターT30(ヤスハラケミカル(株)製)などが挙げられる。
【0059】
ロジン系樹脂としては、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジンなどの原料ロジン;原料ロジンの不均化物;原料ロジンを水素添加処理した安定化ロジン;重合ロジンなどのロジン類や、ロジン類のエステル化物(ロジンエステル樹脂)、フェノール変性ロジン類、不飽和酸(マレイン酸など)変性ロジン類、ロジン類を還元処理したホルミル化ロジン類などの各種公知のものを使用できる。なかでも、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度がバランスよく得られるという点から、重合ロジン、フェノール変性ロジン類、不飽和酸変性ロジン類、ロジンエステル樹脂が好ましく、ロジンエステル樹脂がより好ましい。なお、ロジンエステル樹脂は、上記ロジン類とポリオール(グリセリン、ペンタエリスリトールなどの多価アルコール)のエステル化反応により生成される。また、エステル化反応は、公知の方法、例えば、不活性ガスの雰囲気下で、ロジン類とポリオールを200〜300℃に加熱し、生成した水を系外に除去することにより行うことができる。また、上記ロジン系樹脂は、公知の乳化剤を用いて乳化されたもの(エマルション)として使用でき、例えば、安定化ロジンエステル樹脂のエマルションなどを好適に使用できる。
このような市販品としては、ハリエスターSK−501NS(ハリマ化成(株)製)などが挙げられる。
【0060】
可塑剤(b)としては、前述のTgを満たすものであれば特に限定されず、重量平均分子量(Mw)が3000〜150000のジエン系ポリマーなどを使用できる。なお、可塑剤(b)としてジエン系ポリマーを用いる場合、エポキシ化率が25モル%以下のものを使用することが好ましい。
【0061】
樹脂及び可塑剤(b)の合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、1質量部以上であり、好ましくは5質量部以上である。1質量部未満では、ゴム強度の改善効果が充分に得られないおそれがある。また、該含有量は、30質量部以下であり、好ましくは20質量部以下である。30質量部を超えると、ゴム組成物の剛性が著しく失われ操縦安定性が低下する傾向がある。
【0062】
可塑剤(a)、樹脂及び可塑剤(b)の合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上であり、好ましくは50質量部以下、より好ましくは35質量部以下である。上記範囲内であると、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度、操縦安定性が良好に得られる。
【0063】
本発明では、シリカを使用することが好ましい。これにより、優れた低燃費性が得られる。シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法シリカ(無水シリカ)、湿式法シリカ(含水シリカ)などを用いることができる。シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカ(含水シリカ)が好ましい。
【0064】
シリカの窒素吸着比表面積(NSA)は50m/g以上が好ましく、100m/g以上がより好ましい。また、該NSAは、250m/g以下が好ましく、120m/g以下がより好ましい。上記範囲内であると、本発明の効果が良好に得られる。
本発明において、シリカのNSAは、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される値である。
【0065】
また、本発明では、NSAが50m/g以上120m/g未満のシリカ(1)及びNSAが120m/g以上のシリカ(2)を併用することがより好ましい。
【0066】
シリカ(1)のNSAは、50m/g以上であり、好ましくは70m/g以上である。50m/g未満では、充分な補強性が得られず、ゴム強度や耐屈曲疲労性が悪化する傾向がある。該NSAは、120m/g未満であり、好ましくは100m/g以下である。120m/g以上であると、混合シリカによる改善効果が得られないおそれがある。
【0067】
シリカ(2)のNSAは、120m/g以上であり、好ましくは150m/g以上、より好ましくは180m/g以上である。120m/g未満では、混合シリカによる改善効果が得られないおそれがある。該NSAの上限は特に限定されないが、好ましくは250m/g以下、より好ましくは220m/g以下である。250m/gを超えると、加工性が悪化し、本発明の効果が充分に得られなくなるおそれがある。
【0068】
なお、シリカ(1)又は(2)が各々2種以上のシリカからなる場合、シリカ(1)又は(2)のそれぞれのNSAは、シリカ(1)又は(2)に該当する全シリカからなるサンプルを測定して得られる値である。
【0069】
シリカ(2)のNSA−シリカ(1)のNSA≧40m/gの関係を満たすことが好ましく、≧100m/gの関係を満たすことがより好ましい。また、シリカ(2)のNSA−シリカ(1)のNSA≦180m/gの関係を満たすことが好ましく、≦140m/gの関係を満たすことがより好ましい。上記関係を満たすことで、前述の性能バランスを効果的に改善できる。
【0070】
(シリカ(2)のNSA)/(シリカ(1)のNSA)≧1.4の関係を満たすことが好ましく、≧2.0の関係を満たすことがより好ましい。1.4未満であると、シリカ(1)、(2)の粒子径の差が小さくなり、ブレンドによる分散向上効果が得られない傾向がある。
【0071】
シリカ(1)の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは10質量部以上であり、好ましくは80質量部以下、より好ましくは50質量部以下である。上記範囲内であると、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度が高い次元で得られる。
【0072】
シリカ(2)の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは10質量部以上であり、好ましくは80質量部以下、より好ましくは50質量部以下である。上記範囲内であると、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度が高い次元で得られる。
【0073】
シリカ(1)及び(2)の含有量は、下記式を満たすことが好ましい。
(シリカ(1)の含有量)×0.06≦(シリカ(2)の含有量)≦(シリカ(1)の含有量)×15
0.06倍未満では、充分なゴム強度が得られない傾向があり、15倍を超えると、転がり抵抗が増大する傾向がある。なお、シリカ(2)の含有量は、シリカ(1)の含有量の0.3倍以上がより好ましく、0.5倍以上が更に好ましく、また、7倍以下がより好ましく、4倍以下が更に好ましい。
【0074】
シリカの含有量(シリカ(1)及び(2)を併用する場合、シリカ(1)及び(2)の合計含有量)は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは20質量部以上、更に好ましくは60質量部以上である。10質量部未満であると、シリカの配合による転がり抵抗低減効果が得られないおそれがある。該含有量は、好ましくは120質量部以下、より好ましくは80質量部以下である。120質量部を超えると、耐屈曲疲労性が悪化する他、ゴム剛性が高くなりすぎてサイドウォールなどに求められるクッション性能が悪化しタイヤの乗り心地性能が悪化する傾向がある。
【0075】
本発明のゴム組成物は、シランカップリング剤を含むことが好ましい。シランカップリング剤としては、例えば、スルフィド系、メルカプト系、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などが挙げられる。なかでも、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−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)ジスルフィドなどのスルフィド系が好ましく、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドがより好ましい。
【0076】
シランカップリング剤の含有量は、シリカの含有量100質量部に対して3質量部以上が好ましく、5質量部以上がより好ましい。3質量部未満では、カップリング効果が不充分で高いシリカ分散も得られないため、低燃費性能や破壊強度が低下してしまう傾向がある。また、該含有量は、15質量部以下が好ましく、10質量部以下がより好ましい。15質量部を超えると、余分なシランカップリング剤が残存し、得られるゴム組成物の加工性及び破壊特性の低下を招くおそれがある。
【0077】
本発明のゴム組成物は、カーボンブラックを含むことが好ましい。カーボンブラックの窒素吸着比表面積(NSA)は80m/g以上が好ましく、100m/g以上がより好ましい。80m/g未満では、充分な補強性が得られないおそれがある。該NSAは200m/g以下が好ましく、120m/g以下がより好ましい。200m/gを超えると、カーボンブラックの分散性が悪化し、充分な低燃費性が得られないおそれがある。
なお、カーボンブラックのNSAは、JIS K 6217−2:2001によって求められる。
【0078】
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上であり、また、好ましくは50質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。上記範囲内であると、前述の性能が良好に得られる。
【0079】
カーボンブラック及びシリカを含有する場合、カーボンブラック及びシリカの合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは20質量部以上、より好ましくは60質量部以上である。20質量部未満では、充分な操縦安定性、ゴム強度が得られないおそれがある。該合計含有量は、好ましくは120質量部以下、より好ましくは90質量部以下である。120質量部を超えると、充分な低燃費性、加工性が得られないおそれがある。
【0080】
カーボンブラック及びシリカを含有する場合、シリカ及びカーボンブラックの合計100質量%中のシリカの合計含有率は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは80質量%以上である。50質量%以上にすることで、本発明の効果が充分に得られる。一方、該合計含有率は、好ましくは95質量%以下である。
【0081】
本発明のゴム組成物には、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、ステアリン酸、各種老化防止剤、酸化亜鉛、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合できる。
【0082】
本発明のゴム組成物は、一般的な方法で製造できる。すなわち、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、その後加硫する方法などにより製造できる。該ゴム組成物は、サイドウォール、ベーストレッド、クリンチエイペックス、ベルト、カーカス、インナーライナー、インスレーションなどタイヤの各部材に使用でき、なかでも、トレッド、サイドウォールに使用することが好ましく、サイドウォールに使用することがより好ましい。
【0083】
本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法で製造できる。すなわち、前記成分を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤの各部材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する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することでタイヤが得られる。
【0084】
本発明の空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、二輪車用タイヤ、競技用タイヤなどとして好適に用いられ、特に乗用車用タイヤとしてより好適に用いられる。
【実施例】
【0085】
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【0086】
以下、製造例1〜8で用いた各種薬品について説明する。
シクロヘキサン:関東化学(株)製のシクロヘキサン
1,3−ブタジエン:東京化成工業(株)製の1,3−ブタジエン
スチレン:関東化学(株)製のスチレン
テトラメチルエチレンジアミン:関東化学(株)製のテトラメチルエチレンジアミン
n−ブチルリチウム:関東化学(株)製の1.6M n−ブチルリチウムヘキサン溶液
変性剤(1):アヅマックス社製の3−(N,N−ジメチルアミノプロピル)トリメトキシシラン(式(1)において、R、R及びR=メトキシ基、R及びR=メチル基、n=3)
変性剤(2):アヅマックス社製の3−(N,N−ジメチルアミノプロピル)トリエトキシシラン(式(1)において、R、R及びR=エトキシ基、R及びR=メチル基、n=3)
2,6−tert−ブチル−p−クレゾール:大内新興化学工業(株)製のノクラック200
エチルヘキサン酸ネオジム:和光純薬工業(株)製のエチルヘキサン酸ネオジム
PMAO(ポリメチルアルミノシロキサン):東ソー・ファインケム(株)製のPMAO(Al:6.8質量%)
DIBAH溶液:東ソー・ファインケム(株)製の1M−水素化イソジブチルアルミニウム/トルエン溶液
DEAC溶液:東ソー・ファインケム(株)製の1M−塩化ジエチルアルミニウム/へキサン溶液
TIBA溶液:東ソー・ファインケム(株)製の1M−トリイソブチルアルミ/へキサン溶液
【0087】
(製造例1)
十分に窒素置換した耐圧容器にシクロヘキサン1500ml、1,3−ブタジエン900mmol、テトラメチルエチレンジアミン0.2mmol、n−ブチルリチウム0.12mmolを加えて、40℃で48時間撹拌した。その後、変性剤(1)を0.12mmol加えて反応を止め、反応溶液に2,6−tert−ブチル−p−クレゾール1gを添加後、再沈殿精製によりBR(2)を得た。
【0088】
(製造例2)
50mlガラス容器を窒素置換し、ブタジエンのシクロヘキサン溶液(2.0mol/L)8ml、エチルヘキサン酸ネオジム/トルエン溶液(0.2mol/L)1ml、PMAO8mlを加え撹拌を行った。5分後、DIBAH溶液を5ml加え、更に5分後DEAC溶液を2ml加え、触媒溶液(1)を得た。
反応釜(3Lの耐圧ステンレス容器)を窒素置換し、窒素雰囲気を保持しながらシクロヘキサンを1800ml、ブタジエンを75g、TIBA溶液を1ml入れ密閉し、5分撹拌後、触媒溶液(1)を1.5ml添加し、30℃を保ったまま撹拌を行った。3時間後、変性剤(2)を1mmol添加し、反応釜に0.01M−2,6−tert−ブチル−p−クレゾール/イソプロパノール溶液を10ml滴下し反応を終了させた。反応溶液は冷却後、別途用意しておいたメタノール3L中に加え、得られた沈殿物を1晩風乾し、更に2日間減圧乾燥を行い、BR(3)を得た。収量は約74.2gであった。
【0089】
(製造例3)
十分に窒素置換した耐圧容器にシクロヘキサン1500ml、1,3−ブタジエン900mmol、テトラメチルエチレンジアミン0.5mmol、n−ブチルリチウム0.5mmolを加えて、40℃で48時間撹拌した反応溶液に2,6−tert−ブチル−p−クレゾール1gを添加後、再沈殿精製により低分子ブタジエン重合体(1)を得た。
【0090】
(製造例4)
十分に窒素置換した耐圧容器にシクロヘキサン1500ml、1,3−ブタジエン900mmol、テトラメチルエチレンジアミン0.8mol、n−ブチルリチウム0.8mmolを加えて、70℃で48時間撹拌した反応溶液に2,6−tert−ブチル−p−クレゾール1gを添加後、再沈殿精製により低分子ブタジエン重合体(2)を得た。
【0091】
(製造例5)
十分に窒素置換した耐圧容器にシクロヘキサン1500ml、1,3−ブタジエン900mmol、テトラメチルエチレンジアミン0.5mmol、n−ブチルリチウム0.5mmolを加えて、70℃で48時間撹拌した。その後、変性剤(1)0.5mmolを加えて反応を止め、反応溶液に2,6−tert−ブチル−p−クレゾール1gを添加後、再沈殿精製により低分子ブタジエン重合体(3)を得た。
【0092】
(製造例6)
十分に窒素置換した耐熱容器にn−ヘキサン1500ml、スチレン10g、1,3−ブタジエン92g、テトラメチルエチレンジアミン0.25mmol、n−ブチルリチウムヘキサン溶液0.25mmolを加えて、70℃で48時間撹拌した。その後、変性剤(1)0.25mmolを加えて、30分撹拌した。重合体溶液にメタノール1gを加えて反応を止め、反応溶液にオイル27g、2,6−tert−ブチル−p−クレゾール1gを添加後、50℃で24時間減圧乾操し低分子スチレンブタジエン共重合体を得た。
【0093】
(製造例7)
撹拌棒、滴下ロート、コンデンサーを備えた5Lの容器中に製造例3で合成した低分子ブタジエン重合体(1)300gをトルエン3Lに溶解し、ギ酸4gを投入した後、濃度30質量%の過酸化水素水12gを滴下し、温度40℃で4時間撹拌しながら反応させた。
反応後に炭酸カルシウム水溶液を添加しポリマー溶液をpH7に調整した後、エタノール中に滴下し、析出させたポリマーを分離、乾燥させて、エポキシ化低分子ブタジエン重合体(1)を調製した。
【0094】
(製造例8)
濃度30質量%の過酸化水素水を60g滴下した点以外は製造例7と同様の条件で、エポキシ化低分子ブタジエン重合体(2)を得た。
【0095】
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
NR:TSR20(Mw:100万)
BR(1):宇部興産(株)製のBR150B(非変性、シス含量:97モル%)(Mw:40万)
BR(2):上記製造例1で製造(変性、Mw:46万、シス含量:40モル%)
BR(3):上記製造例2で製造(変性、Mw:23万、シス含量:99モル%)
カーボンブラック:キャボットジャパン(株)製のN220(DBP吸油量:115ml/g、NSA:110m/g)
シリカ(1−1):ローディア社製のZEOSIL 1085GR(NSA:80m/g)
シリカ(1−2):ローディア社製のZEOSIL 115GR(NSA:110m/g)
シリカ(2−1):ローディア社製のZEOSIL 1165MP(NSA:160m/g)
シリカ(2−2):ローディア社製のZEOSIL 1205MP(NSA:200m/g)
シランカップリング剤:デグッサ社製のSi75(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
アロマオイル:(株)ジャパンエナジー社製のプロセスX−140
エステル系可塑剤(1):大八化学工業(株)製のジ(2−エチルヘキシル)セバケート(Tg:−65℃)
エステル系可塑剤(2):大八化学工業(株)製のジ(2−エチルヘキシル)アジペート(Tg:−70℃)
低分子ブタジエン重合体(1):上記製造例3で製造(Tg:−72℃、Mw:130000、ビニル量:34モル%)
低分子ブタジエン重合体(2):上記製造例4で製造(Tg:−74℃、Mw:90000、ビニル量:34モル%)
低分子ブタジエン重合体(3):上記製造例5で製造(Tg:−68℃、Mw:130000、ビニル量:34モル%)(変性)
低分子ブタジエン重合体(4):サートマー社製のRicon131(Tg:−76℃、ブタジエンの重合体、Mw:5000、ビニル量:20モル%)
低分子スチレンブタジエン共重合体:上記製造例6で製造(Tg:−52℃、Mw:120000、スチレン成分含有率:10質量%、ビニル量:32モル%)(変性)
エポキシ化低分子ブタジエン重合体(1):上記製造例7で製造(Tg:−72℃、Mw:130000、ビニル量:34モル%、エポキシ化率:4モル%)
エポキシ化低分子ブタジエン重合体(2):上記製造例8で製造(Tg:−62℃、Mw:130000、ビニル量:34モル%、エポキシ化率:24モル%)
芳香族系石油樹脂(1):ルトガーズケミカル社製のNOVARES C10(クマロンインデン樹脂、Tg:−30℃)
芳香族系石油樹脂(2):ルトガーズケミカル社製のNOVARES C30(クマロンインデン樹脂、Tg:10℃)
芳香族系石油樹脂(3):ルトガーズケミカル社製のNOVARES C90(クマロンインデン樹脂、Tg:90℃)
テルペン系樹脂:ヤスハラケミカル(株)製のダイマロン(主成分βピネンのテルペン樹脂、Tg:−38℃)
ロジン系樹脂:ハリマ化成(株)製のハリエスターSK−501NS(安定化ロジンエステルのエマルション、Tg:−33℃)
老化防止剤:フレキシス社製のサントフレックス13
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤: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)
【0096】
なお、各種薬品の分析は以下の方法で行った。
【0097】
(ガラス転移点(Tg)の測定)
ガラス転移点(Tg)は、JIS−K7121に従い、ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製の示差走査熱量計(Q200)を用いて、昇温速度10℃/分の条件で測定した値である。
【0098】
(重量平均分子量Mwの測定)
試料の重量平均分子量Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)(東ソー(株)製GPC−8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMALTPORE HZ−M)による測定値を基に標準ポリスチレン換算により求めた。
【0099】
(ブタジエンユニット中のシス含量の測定)
試料のブタジエンユニット中の二重結合のシス含量は、日本電子(株)製JNM−ECAシリーズのNMR装置を用いて測定した。測定は、試料を1gずつ15mlのトルエンに溶解させ、それぞれ30mlのメタノール中にゆっくり注ぎ込んで精製後、乾燥させて精製したものについて行った。
【0100】
(スチレン成分含有率の測定)
スチレン含量は、日本電子(株)製JNM−ECAシリーズのNMR装置を用いて測定した。
【0101】
(エポキシ化率の測定)
エポキシ化低分子ブタジエン重合体(1)、(2)を重水素化クロロホルムに溶解し、核磁気共鳴(NMR(日本電子(株)製のJNM−ECAシリーズ))分光分析により、エポキシ化されていないジエンユニット数とエポキシ化されたジエンユニット数の比を求め、以下の算出式を用いて算出した。
(エポキシ化率E%)=(重合体の主鎖に含まれるエポキシの数)/(重合体の主鎖に含まれるジエンユニットの数(エポキシ化されたユニットも含む))×100
【0102】
<実施例及び比較例>
表1〜3に示す配合処方にしたがい、バンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の薬品を4分間混練りし、混練り物を得た。つぎに、オープンロールを用いて、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、4分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。さらに、得られた未加硫ゴム組成物を170℃の条件下で12分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
また、得られた未加硫ゴム組成物をサイドウォールの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、170℃で20分間プレス加硫し、試験用タイヤ(タイヤサイズ:195/65R15)を製造した。
【0103】
得られた未加硫ゴム組成物、加硫ゴム組成物及び試験用タイヤについて、以下の評価を行った。その結果を表1〜3に示す。
【0104】
(加工性)
JIS K6300に準じて、130℃で各配合の未加硫組成物のムーニー粘度を測定し、比較例1を100とした指数で示した。指数が大きいほど粘度が低く、加工が容易であることを示す。なお、指数が100以上であれば、良好である。
(加工性指数)=(比較例1のムーニー粘度)/(各配合のムーニー粘度)×100
【0105】
(粘着性)
JIS−T9233の規定に準拠して、ピクマタックテスタ((株)東洋精機製作所製)を用いて、測定温度23℃、荷重4.9N、放置時間10秒、引き剥がし速度30mm/分の条件下で、各配合の未加硫ゴム組成物の粘着力[N]を測定した。比較例1のゴム組成物の粘着性指数を100とし、下記計算式により、粘着力を指数表示した。粘着性指数が大きいほど粘着力が大きく、優れていることを示す。なお、指数が105〜130であれば、良好である。
粘着性指数=(各配合の粘着力)/(比較例1の粘着力)×100
【0106】
(低発熱性)
前記加硫ゴム組成物を(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて、周波数10Hz、初期歪み10%及び動歪2%の条件下で、70℃における加硫ゴムシートの損失正接(tanδ)を測定し、比較例1の低発熱性指数を100とし、下記計算式により、各配合のtanδを指数表示した。なお、低発熱性指数が大きいほど、発熱が小さく、低発熱性に優れることを示す。なお、指数が100以上であれば、良好である。
(低発熱性指数)=(比較例1のtanδ)/(各配合のtanδ)×100
【0107】
(ゴム強度)
JIS K6251に準じて引張試験を行い、破断伸びを測定した。測定結果を、比較例1を100とした指数で示した。指数が大きい程、破壊強度が大きいことを示す。なお、指数が105以上であれば、良好である。
(ゴム強度指数)=(各配合の破断伸び)/(比較例1の破断伸び)×100
【0108】
(操縦安定性)
試験用タイヤを国産FF2000ccの全輪に装着し、テストコースを実車走行し、ドライバーの官能評価により、操縦安定性を評価した。評価は10点満点とし、比較例1を6点として相対評価をした。評点が大きいほど操縦安定性に優れている。なお、評点が6以上であれば、良好である。
【0109】
【表1】

【0110】
【表2】

【0111】
【表3】

【0112】
ガラス転移点が特定の範囲の可塑剤(a)と、ガラス転移点が特定の範囲の樹脂をそれぞれ所定量用いた実施例では、低燃費性、加工性、粘着性、ゴム強度がバランスよく改善され、操縦安定性も良好であった。特に、変性処理が施されたBR(2)、(3)を用いた実施例、NSAが異なる2種のシリカを用いた実施例では、前述の性能が大きく改善された。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
可塑剤(a)と、芳香族系石油樹脂、テルペン系樹脂及びロジン系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂及び/又は可塑剤(b)とを含み、
前記可塑剤(a)のガラス転移点が−50℃以下であり、
前記樹脂及び前記可塑剤(b)のガラス転移点が−40〜20℃であり、
ゴム成分100質量部に対して、前記可塑剤(a)の含有量が1〜30質量部、前記樹脂及び前記可塑剤(b)の合計含有量が1〜30質量部であるタイヤ用ゴム組成物。
【請求項2】
前記ゴム成分100質量%中、下記式(1)で表される化合物で変性された変性ジエン系ゴムを10質量%以上含み、
前記ゴム成分100質量部に対して、窒素吸着比表面積が50m/g以上のシリカを10〜120質量部含む請求項1記載のタイヤ用ゴム組成物。
【化1】

(式(1)中、R、R及びRは、同一若しくは異なって、アルキル基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基、メルカプト基又はこれらの誘導体を表す。R及びRは、同一若しくは異なって、水素原子又はアルキル基を表す。nは整数を表す。)
【請求項3】
前記シリカは、窒素吸着比表面積が50m/g以上120m/g未満のシリカ(1)及び窒素吸着比表面積が120m/g以上のシリカ(2)を含み、
前記ゴム成分100質量部に対して、前記シリカ(1)及び(2)の合計含有量が10〜120質量部である請求項1又は2記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項4】
前記シリカ(1)及び(2)が下記関係式を満たす請求項3記載のタイヤ用ゴム組成物。
(シリカ(2)の窒素吸着比表面積)/(シリカ(1)の窒素吸着比表面積)≧1.4
(シリカ(1)の含有量)×0.06≦(シリカ(2)の含有量)≦(シリカ(1)の含有量)×15
【請求項5】
二重結合部分のシス含量が50モル%以下のブタジエンゴム及び二重結合部分のシス含量が95モル%以上のブタジエンゴムを含む請求項1〜4のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項6】
前記二重結合部分のシス含量が95モル%以上のブタジエンゴムは、ネオジム系触媒存在下で重合して得られたものである請求項5記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項7】
前記可塑剤(a)及び/又は前記可塑剤(b)は、重量平均分子量が3000〜150000のジエン系ポリマーである請求項1〜6のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項8】
前記可塑剤(a)は、エステル系可塑剤及び/又は重量平均分子量が3000〜150000、かつビニル含量が35モル%以下のジエン系ポリマーであり、
前記ジエン系ポリマーは前記式(1)で表される化合物で変性されたものである請求項1〜6のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項9】
前記可塑剤(a)及び/又は前記可塑剤(b)は、エポキシ化率が25モル%以下のジエン系ポリマーである請求項1〜7のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項10】
サイドウォールとして使用される請求項1〜9のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
【請求項11】
請求項1〜10のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤ。

【公開番号】特開2013−28650(P2013−28650A)
【公開日】平成25年2月7日(2013.2.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−163431(P2011−163431)
【出願日】平成23年7月26日(2011.7.26)
【出願人】(000183233)住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Fターム(参考)】