JP6057875B2 - タイヤ - Google Patents
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Description
前記ゴム成分100質量%中、ブチルゴムの含有量が0〜30質量%、ブチルゴムおよびハロゲン化ブチルゴムの合計含有量が70〜100質量%であり、
前記非反応性アルキルフェノール樹脂の軟化点が70〜130℃であるインナーライナー用ゴム組成物から構成されるインナーライナーを備えるタイヤに関する。
前記混合樹脂の配合量が10〜20質量部であり、
前記非反応性アルキルフェノール樹脂の配合量が0.2〜10質量部であり、
C5系石油樹脂および/またはクマロンインデン樹脂を含有してもよく、
混合樹脂、非反応性アルキルフェノール樹脂、C5系石油樹脂およびクマロンインデン樹脂からなる樹脂成分のうち、軟化点が60℃以上の樹脂成分の合計含有量がゴム成分100質量部に対して9〜20質量部であり、
さらに補強性フィラーとして、窒素吸着比表面積が20〜40m2/gのカーボンブラックおよび/または窒素吸着比表面積が20〜120m2/gのシリカを合計で30〜46質量部配合してなることが好ましい。
前記補強性フィラーと前記弱補強性フィラーの配合量が合計で45〜80質量部であることが好ましい。
本発明で使用するゴム成分は、ハロゲン化ブチルゴムを含むものであり、所望により、ブチルゴムやその他のゴム成分をも含むものである。
本発明において、混合樹脂とは、2種以上の樹脂の混合物をいう。混合樹脂に使用する樹脂としては、たとえば、フェノール性粘着樹脂、クロマン樹脂、イエデン樹脂、クロマンイエデン樹脂などの芳香族炭化水素系樹脂、C5、C8、C9などの脂肪族炭化水素系樹脂などがあげられ、これらのなかから2種以上を選択して混合したものを使用することができる。なかでも、芳香族炭化水素系樹脂と脂肪族炭化水素系樹脂との組み合わせが好ましく、高分子芳香族炭化水素樹脂と脂肪族炭化水素樹脂との組み合わせがより好ましい。
本発明において、非反応性アルキルフェノール樹脂とは、鎖中のベンゼン環の水酸基のオルト位およびパラ位(特にパラ位)にアルキル鎖を有し、加硫時に架橋反応への寄与が小さいものをいう。
本発明のゴム組成物は、C5系石油樹脂および/またはクマロンインデン樹脂をさらに配合することができる。本発明におけるC5系石油樹脂は、前記混合樹脂に使用する脂肪族炭化水素系樹脂とは別に配合される樹脂成分であり、具体的には、丸善石油化学(株)のマルカレッツT−100ASなどがあげられる。また、クマロンインデン樹脂は、クマロンおよびインデンを含む樹脂であり、具体的には、日塗化学(株)製のニットレジン クマロンG−90(軟化点:90℃)、Rutgers Chemicals社製のNOVARES C10(軟化点:10℃)などがあげられる。一般的にこれらの樹脂成分は、前記非反応性アルキルフェノールより粘着力に劣る傾向があるが、燃費性に優れる。
前記の混合樹脂、非反応性アルキルフェノール樹脂、C5系石油樹脂およびクマロンインデン樹脂を樹脂成分とすると、当該樹脂成分のうち軟化点が60℃以上の樹脂成分の合計含有量は、低温E*、燃費性および粘着性のバランスに優れるという理由から、ゴム成分100質量部に対して9〜20質量部が好ましく、12〜18質量部がより好ましい。
本発明のゴム組成物は、補強性フィラーを配合することができる。補強性フィラーとしては、カーボンブラックおよび/またはシリカを含んでなるものが挙げられる。該補強性フィラーとしては、カーボンブラックが好ましく、または、カーボンブラックにシリカを併用してもよい。
本発明のゴム組成物は、弱補強性フィラーを配合することができ、そのような弱補強性フィラーとしては、瀝青炭粉砕物および/または扁平タルクが挙げられる。これらの弱補強性フィラーは、混練り中にポリマーゲルを形成しないため、良好なシート加工性が得られる。弱補強性フィラーとしては、シート加工性、コストの点では瀝青炭粉砕物(例えば、Coal Fillers Inc.社製のオースチンブラック325など)が好ましく、空気遮断性の点では扁平率の大きい扁平タルク(例えば、日本ミストロン(株)製のHARなど)が好ましい。
補強性フィラーおよび弱補強性フィラーの合計配合量は、良好な補強性が得られるという点からは、ゴム成分100質量部に対して、35〜80質量部である。該配合量は、好ましくは40質量部以上、より好ましくは45質量部以上、より好ましくは50質量部以上である。一方、該配合量は、好ましくは79質量部以下、より好ましくは78質量部以下である。
本発明のゴム組成物は、酸化亜鉛を含有することが好ましい。酸化亜鉛は、イソプレンゴムやブチル系ゴム中のイソプレン部での架橋を促進する効果があり、これにより、E*を向上し、かつtanδを低減できる。酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.8質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上である。0.8質量部未満であると、E*の向上効果、tanδの低減効果が十分に得られない傾向がある。酸化亜鉛の含有量は、好ましくは2.9質量部以下、より好ましくは2.0質量部以下、さらに好ましくは1.8質量部以下である。2.9質量部を超えると、酸化亜鉛の未分散塊が亀裂成長起点となるため亀裂成長性が悪化したり、シート加工性が悪化する傾向がある。また、酸化亜鉛の未分散塊の周囲には空隙が存在し、該空隙から空気が流れてしまうため、空気遮断性が悪化する傾向もある。なお、酸化亜鉛は、ハロゲン化ブチルゴムの架橋を促進し、ゴム焼けの原因となるため、いわゆるベース練りではなく、架橋系を投入するファイナル練りで投入する。
本発明においては、上記配合に加えて、プロセスオイルを配合することができる。ここで配合するプロセスオイルとは、再生ブチル系ゴムや瀝青炭などに含有されるオイル成分とは別に配合するプロセスオイルであり、後入れプロセスオイルと記載する。プロセスオイルは、通常この分野で使用するものを好適に使用することができる。一般にプロセスオイルは、パラフィン成分、ナフテン成分およびアロマ成分からなるものである。プロセスオイルの具体例としては、出光興産(株)製のダイアナプロセスPA32(パラフィン成分:67質量%、ナフテン成分:28質量%、アロマ成分5質量%)の他、AC−12、AC−460、AH−24、AH−58など、あるいは、H&R社製のVivatec40(TDAE(Treated Distillate Aromatic Extracts)オイル;パラフィン成分:49質量%、ナフテン成分:27質量%、アロマ成分23質量%)などが挙げられる。
本発明のゴム組成物は、ステアリン酸を含有することが好ましい。ステアリン酸の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは0.8質量部以上である。0.5質量部未満であると、酸化亜鉛が分散しにくくなり、シート加工性や破断伸びが悪化する傾向がある。ステアリン酸の含有量は、好ましくは2.7質量部以下、より好ましくは2.0質量部以下、さらに好ましくは1.8質量部以下である。2.7質量部を超えると、混練り時の滑性が高くなり過ぎて、フィラーの分散性、破断伸びが悪化する傾向がある。
本発明のゴム組成物は、老化防止剤を含有することが好ましい。老化防止剤としては特に限定されず、ゴム分野で使用されているものが使用可能であり、例えば、キノリン系、キノン系、フェノール系、フェニレンジアミン系老化防止剤などが挙げられる。なかでも、酸化劣化を抑制する効果が高く、かつゴム焼けを起こしにくいという点から、キノリン系老化防止剤を好適に使用できる。また、キノリン系老化防止剤としては、2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン重合体(RD)、6−エトキシ−2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンなどが挙げられ、2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン重合体を好適に使用できる。
本発明に用いる架橋剤としては、硫黄の他、アルキルフェノール・塩化硫黄縮合物等を好適に用いることができる。特に、アルキルフェノール・塩化硫黄縮合物を配合することにより、通常の硫黄架橋に比べて熱的に安定な架橋構造を形成することができ、低燃費性や、タイガム等ジエン系ゴム主体の隣接部材との共架橋接着性の向上に寄与するので、好ましい。
で示される化合物が挙げられる。
(使用した各種薬品)
天然ゴム(NR):マレーシア産のTSR20
イソプレンゴム(IR):日本ゼオン(株)製のIR2200
ハロゲン化ブチルゴム1:エクソン化学(株)製のクロロブチルゴムHT1066
ハロゲン化ブチルゴム2:エクソン化学(株)製のブロモブチルゴム2255
再生ブチル系ゴム:(株)カークエスト製の再生ブチルゴム(ブチルゴム:50質量%、カーボンブラックN660:33質量%、その他:17質量%)
ブチルゴム:エクソン化学(株)製のレギュラーブチルゴム268
カーボンブラック(CB)1:コロンビアカーボン社製のStatexN762(N2SA:29m2/g)
カーボンブラック(CB)2:Jiangix Black Cat社製のStatexN660(N2SA:35m2/g)
カーボンブラック(CB)3:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN660(N2SA:35m2/g)
カーボンブラック(CB)4:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN550(N2SA:42m2/g)
シリカ:ローディア社製のZ1085(N2SA:85m2/g)
瀝青炭粉砕物1:Coal Fillers Inc.社製のオースチンブラック325(平均粒径:5μm、比重1.3、BET法によるN2SA(BET比表面積):9.0m2/gm、オイル分17質量%)
瀝青炭粉砕物2:Coal Fillers Inc.社製のオースチンブラック325(平均粒径:20μ、オイル分17質量%)
瀝青炭粉砕物3:Coal Fillers Inc.社製のオースチンブラック325(平均粒径:80μm、オイル分17質量%)
瀝青炭粉砕物4:Coal Fillers Inc.社製のオースチンブラック325(平均粒径:200μm、オイル分17質量%)
タルク(扁平タルク):日本ミストロン(株)製のHAR(平均粒径:5.7μm、比重2.7、BET比表面積:22m2/g)
混合樹脂:ストラクトール社製の40MS(芳香族炭化水素系樹脂および脂肪族炭化水素系樹脂の混合物、軟化点:98〜106℃)
C5系石油樹脂:丸善石油化学(株)製のマルカレッツT−100AS(軟化点97〜103℃)
アルキルフェノール樹脂1:スケネクタディ社製のSP1068レジン、軟化点:87℃、重量平均分子量(Mw):2225、数平均分子量(Mn):1053)
アルキルフェノール樹脂2:ストラクトール社製のTH110の精製物(軟化点95℃)
アルキルフェノール樹脂3:ストラクトール社製のTH110(軟化点105℃、Mw:4342、Mn:2841)
アルキルフェノール樹脂4:ストラクトール社製のTH110の精製物(軟化点115℃)
アルキルフェノール樹脂5:ストラクトール社製のTH110の精製物(軟化点125℃)
アルキルフェノール樹脂6:ストラクトール社製のTH110の精製物(軟化点135℃)
プロセスオイル1:出光興産(株)製のダイアナプロセスPA32(パラフィン成分:67質量%、ナフテン成分:28質量%、アロマ成分5質量%)
プロセスオイル2:H&R社製のVivatec40(TDAE(Treated Distillate Aromatic Extracts)オイル;パラフィン成分:49質量%、ナフテン成分:27質量%、アロマ成分:23質量%)
低温可塑剤DOS:大八化学工業(株)製のジ(2−エチルヘキシル)セバケート
低温可塑剤TOP:大八化学工業(株)製のトリス(2−エチルヘキシル)ホスフェート
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
ステアリン酸:日本油脂(株)製のステアリン酸 椿
老化防止剤RD:大内新興化学工業(株)製のノクラック224(2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリン重合体)
5%オイル含有粉末硫黄:細井化学工業(株)製のHK−200−5(オイル分5質量%)
V200:田岡化学工業(株)製のタッキロールV200(アルキルフェノール塩化硫黄縮合物(硫黄含有量:24質量%、重量平均分子量:9000)、一般式(1)中、R1〜R3=−C8H17、x=2、y=2、t=0〜100の整数)
加硫促進剤DM:大内新興化学工業(株)製のノクセラーDM(ジ−2−ベンゾチアジルジスルフィド)
TH110(アルキルフェノール樹脂3)をゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)にかけて、溶出時間の差を利用して精製、分取し、アルキルフェノール樹脂2および同4〜6を得た。
表1〜5に示す配合処方に従い、配合材料のうち、酸化亜鉛、架橋剤(硫黄、V200(アルキルフェノール・塩化硫黄縮合物))および加硫促進剤以外の薬品を、1.7Lバンバリーミキサーを用いて、5分間、排出温度160℃になるまで混練りし、ゴム組成物を得た。次に、得られたゴム組成物に、酸化亜鉛、架橋剤および加硫促進剤を添加し、2軸オープンロールを用いて、4分間、105℃になるまで練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を所定の形状に押し出し成形し、170℃で12分間プレス加硫した。なお、インナーライナー自体は、薄膜状でサンプリングが困難であるため、以下に示す各試験目的に応じて、それに合ったゴム試験片を作成し、評価した。
粘弾性スペクトロメータVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、周波数10Hz、初期歪10%および動歪2%の条件下で、加硫ゴム組成物の損失正接(tanδ)を測定した。tanδが小さいほど、燃費性に優れることを示す。
粘弾性スペクトロメータVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度−40℃、周波数10Hz、初期歪10%および動歪2%の条件下で、加硫ゴム組成物の複素弾性率(E*)を測定した。E*が小さいほど、低温環境(−40℃)における硬度が低く、割れが発生しにくいことを示す。本発明において、低温E*は、3.3〜150が好ましく、3.3〜100がより好ましい。
上記加硫ゴム組成物からなる3号ダンベル型試験片を用いて、JIS K 6251「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準じて、室温にて引張試験を実施し、破断伸びEB(%)を測定した。EBが大きいほど、破断伸び(耐久性)に優れることを示す。本発明において、破断伸びは、560%以上であることが好ましく、575%以上であることがより好ましい。
上記未加硫ゴム組成物につき、ロールを用いて厚み1mmのシート状に押し出し、得られたゴムシートについて、タックテスター((株)東洋精機製作所製「タックテスターII」)を用いて、金属平板センサーとゴム板間の粘着性(タッキネス)を測定し、比較例1の値を100とした指数で表示した。指数が大きいほど、成形粘着性に優れることを示す。本発明において、成形粘着性(指数)は100以上かつ160以下であることが好ましい。
ASTM D−1434−75M法に従い、加硫ゴム組成物の空気透過量を測定し、下記計算式により、各配合の空気透過量を指数表示した。空気遮断性指数が大きいほど加硫ゴム組成物の空気透過量が小さく、空気遮断性に優れることを示す。本発明において、空気透過性は、110以上であることが好ましい。
(空気遮断性指数)=(比較例1の空気透過量)/(各配合の空気透過量)×100
Claims (8)
- ゴム成分100質量部に対し、芳香族炭化水素と脂肪族炭化水素とからなる混合樹脂10〜20質量部、非反応性アルキルフェノール樹脂0.2〜20質量部および窒素吸着比表面積が20〜120m2/gのシリカを含む補強性フィラー30〜46質量部を配合してなり、
前記ゴム成分100質量%中、ブチルゴムの含有量が0〜30質量%、ブチルゴムおよびハロゲン化ブチルゴムの合計含有量が81〜96質量%であり、
前記非反応性アルキルフェノール樹脂の軟化点が70〜130℃であるインナーライナー用ゴム組成物から構成されるインナーライナーを備えるタイヤ。 - 前記ブチルゴムおよびハロゲン化ブチルゴムの合計含有量が81〜96質量%であり、
前記非反応性アルキルフェノール樹脂の配合量が0.2〜10質量部であり、
C5系石油樹脂および/またはクマロンインデン樹脂を含有してもよく、
2種以上の樹脂の混合物である混合樹脂、非反応性アルキルフェノール樹脂、C5系石油樹脂およびクマロンインデン樹脂からなる樹脂成分のうち、軟化点が60℃以上の樹脂成分の合計含有量がゴム成分100質量部に対して9〜20質量部であり、
前記補強性フィラーが、さらに窒素吸着比表面積が20〜40m2/gのカーボンブラックを含み、
前記補強性フィラーの含有量が合計で30〜46質量部である請求項1記載のインナーライナー用ゴム組成物から構成されるインナーライナーを備えるタイヤ。 - 前記ブチルゴムおよびハロゲン化ブチルゴムの合計含有量が85〜90質量%である請求項1または2記載のインナーライナー用ゴム組成物から構成されるインナーライナーを備えるタイヤ。
- さらに平均粒径250μm以下の瀝青炭粉砕物および/または扁平タルクを0〜40質量部配合してなり、
前記補強性フィラーと前記瀝青炭粉砕物および/または扁平タルクの配合量が合計で45〜80質量部である請求項2に記載のインナーライナー用ゴム組成物から構成されるインナーライナーを備えるタイヤ。 - 前記非反応性アルキルフェノール樹脂の重量平均分子量が1000〜7000である請求項1〜4のいずれか1項に記載のインナーライナー用ゴム組成物から構成されるインナーライナーを備えるタイヤ。
- さらに酸化亜鉛0.8〜2.9質量部を含んでなる請求項1〜5のいずれか1項に記載のインナーライナー用ゴム組成物から構成されるインナーライナーを備えるタイヤ。
- さらに後入れプロセスオイル0〜7質量部を含んでなる請求項1〜6のいずれか1項に記載のインナーライナー用ゴム組成物から構成されるインナーライナーを備えるタイヤ。
- 前記プロセスオイルにおけるアロマ成分の含有量が17質量%以下である請求項7記載のインナーライナー用ゴム組成物から構成されるインナーライナーを備えるタイヤ。
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